CN110712120A - 研磨装置及校准方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够比以往减少事先所需的膜厚测定次数的研磨装置以及校准方法。涡电流传感器(210)的输出包含阻抗分量。膜厚测定装置(231)根据阻抗分量而求出膜厚信息。使用膜厚信息与膜厚之间的非线性函数根据膜厚信息而求出膜厚。膜厚信息是阻抗角的正切的倒数，该阻抗角，是在使阻抗分量的电阻分量和电抗分量分别与具有两个正交坐标轴的坐标系的各轴对应时连接与阻抗分量对应的坐标系上的点和规定的基准点的直线与规定的直线所成的角度。

Description

研磨装置及校准方法
技术领域
本发明涉及研磨装置以及校准方法。
背景技术
近年来，随着半导体器件的高集成化、高密度化，电路的布线越来越微细化，多层布线的层数也正在增加。为了谋求电路的微细化并实现多层布线，需要对半导体器件表面进行高精度的平坦化处理。
作为半导体器件表面的平坦化技术，已知有化学机械研磨(CMP(ChemicalMechanical Polishing))。用于进行CMP的研磨装置具备：粘贴有研磨垫的研磨台和用于保持研磨对象物(例如半导体晶片等基板，或形成于基板的表面的各种膜)的顶环。研磨装置通过一边使研磨台旋转一边将由顶环所保持的研磨对象物向研磨垫按压而对研磨对象物进行研磨。
研磨装置为了基于研磨对象物的膜厚来进行研磨工序的终点检测而具备监视导电膜的膜厚的监控装置。监控装置具备检测研磨对象物的膜厚的膜厚传感器。膜厚传感器代表性地可列举出涡电流传感器。
涡电流传感器配置在形成于研磨台的孔等，与研磨台的旋转一起旋转，并且在与研磨对象物相对时检测膜厚。涡电流传感器对导电膜等研磨对象物感应涡电流，根据由感应于研磨对象物的涡电流产生的磁场的变化而检测研磨对象物的厚度的变化。
日本特开2005-121616号公报公开了关于涡电流传感器的技术。该涡电流传感器具备：传感器线圈，该传感器线圈配置于导电膜的附近；信号源，该信号源向传感器线圈供给交流信号而在导电膜形成涡电流；以及检测电路，该检测电路将形成于导电膜的涡电流作为从传感器线圈观察的阻抗来检测。并且，将阻抗的电阻分量和电抗分量表示在正交坐标轴上。根据连接阻抗的坐标与所指定的中心点的坐标的直线所成的角度来检测导电膜的膜厚。
根据角度而求出膜厚的方法事先测定公报的图13所示那样的角度与膜厚的关系，利用该关系而将角度直接转换为膜厚。具体而言，求出与导电膜的膜质对应的中心点(基准点)P，以及与该导电膜的大量的膜厚相关的大量的仰角θ，并存储于存储器内。按每个仰角θ而得到一条预备测定直线。与大量的仰角θ相应地得到大量的预备测定直线。在此之后，当基板研磨装置运转时，根据连接该每次测定的阻抗的电阻分量及电抗分量的输出值与存储器内的中心点P的正式测定直线rn的仰角θ，以及预备测定直线来计算导电膜的膜厚。
在日本特开2005-121616号公报中，事先通过大量测定而求出基于仰角θ来计算导电膜的膜厚所需的基准点P以及大量的预备测定直线。即，针对各种膜厚，以及多种研磨对象物与涡电流传感器之间的距离而事先测定阻抗。存在事先的测定次数多这样的问题。
专利文献1日本特开2005-121616号公报
发明内容
本发明的一个方式是为了消除这样的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够比以往减少事先所需的膜厚测定次数的研磨装置以及校准方法。
为了解决上述课题，方式1采用如下构成的研磨装置，该研磨装置的特征在于，具备：研磨台，该研磨台具有研磨面并能够旋转；顶环，该顶环能够将作为研磨对象的基板按压于所述研磨面而对所述基板上的导电膜进行研磨；涡电流传感器，该涡电流传感器设置于所述研磨台；以及监控装置，该监控装置能够根据所述涡电流传感器的输出来监视所述导电膜的膜厚，所述涡电流传感器的输出包含阻抗分量，所述监控装置能够根据所述阻抗分量而求出膜厚信息，并使用表示所述膜厚信息与所述膜厚之间的非线性关系的对应信息来根据所述膜厚信息而求出所述膜厚，所述膜厚信息是阻抗角的正切的倒数，该阻抗角，是在使所述阻抗分量的电阻分量和电抗分量分别与具有两个正交坐标轴的坐标系的各轴对应时，连接与所述阻抗分量对应的所述坐标系上的点和规定的基准点的直线与规定的直线所成的角度。在此，阻抗分量是指阻抗的电阻分量和/或电抗分量。
在本实施方式中，使用表示膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息根据膜厚信息而求出膜厚，因此能够比以往减少事先需要的膜厚测定次数。在日本特开2005-121616号公报中，为了基于仰角θ而计算导电膜的膜厚，必须对大量的仰角θ事先测定(即校准)。另一方面，在本实施方式中，由于使用非线性的关系(例如二次函数等非线性函数)，因此只要用至少三个不同的膜厚来进行校准，就能够确定非线性函数，因此校准比以往更容易。
表示膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息，是指膜厚与膜厚信息之间的关系用除一次函数以外的函数表示的对应信息，或者相当于除一次函数以外的函数的对应信息(表示膜厚信息与膜厚之间的关系的表等)。表示非线性关系的对应信息的一例是非线性函数。
此外，在本实施方式中，由于使用非线性的关系(例如二次函数等非线性函数)，因此对于铜薄膜等电阻率较小的薄膜，也能够比使用线性函数的情况更高精度地算出膜厚。关于这一点将在后面叙述。关于阻抗角的正切的倒数，也包括与阻抗角的正切的倒数等价的值。例如，在将阻抗角设为α时，阻抗角的正切的倒数为1/tanα，以下的量也与1/tanα等价。
cotα＝cosα/sinα(余切函数(余切、cotangent))
另外，在能够用其他量来表示阻抗角α时，例如在α＝f(β)时，1/tan(f(β))与阻抗角的正切的倒数1/tanα等价。在此，f(β)是β的函数。β的函数也可以是表或表格等形式。此外，也可以不求出角度α而直接求出角度α的正切或正切的倒数。
方式2采用如下构成的方式1所述的研磨装置，其特征在于，所述对应信息包含表示所述膜厚为所述倒数的二次函数的信息。
方式3采用如下构成的方式1所述的研磨装置，其特征在于，所述对应信息包含表示所述膜厚为所述倒数的指数函数的信息。
方式4采用如下构成的方式1至3中任一项所述的研磨装置，其特征在于，所述研磨装置具有：温度传感器，该温度传感器能够直接或间接地测定研磨中的所述基板的温度；以及温度修正部，该温度修正部能够使用测定出的所述温度来对所求出的所述膜厚进行修正。
在本实施方式中，进行温度修正。对于金属膜而言，当温度因研磨而上升时，电导率降低。对应信息在研磨前事先已求出。求出对应信息时的金属膜的温度与在其后进行研磨并利用对应信息来求出膜厚时的金属膜的温度不同。因此，存在利用了对应信息的膜厚的测定时的温度比事先求出了对应信息时的温度高的情况或比事先求出了对应信息时的温度低的情况。在温度高的情况下，会被测定得比实际的膜厚薄。通过使用由能够直接或间接地测定基板的温度的温度传感器得到的温度来对膜厚的测定值进行修正，从而能够算出更准确的膜厚值。
方式5采用如下构成的校准方法，是第一涡电流传感器的校准方法，该第一涡电流传感器为了在将作为研磨对象的基板按压于研磨台的研磨面来对所述基板上的导电膜进行研磨时监视导电膜的膜厚而设置于所述研磨台，所述校准方法的特征在于，具有以下工序：准备至少三张基板的工序，在该工序中，至少三张所述基板是具有第一膜厚的第一基板、具有第二膜厚的第二基板、具有第三膜厚的第三基板，所述第一膜厚、所述第二膜厚、所述第三膜厚彼此不同；对所述第一基板、第二基板、第三基板中的每一个，利用所述第一涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板、第三基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息的工序；以及根据至少所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和至少所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息，来求出表示所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息的工序。根据本实施方式，能够根据基于三张基板的最少三点的膜厚测定点求出表示膜厚与膜厚信息之间的非线性关系的对应信息。此外，在本实施方式中，也可以从四张以上的基板获得四个以上的膜厚信息，进而求出表示膜厚与膜厚信息之间的非线性关系的对应信息。与根据第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息这三个膜厚信息而求出对应信息的情况相比，能够提高对应信息的精度。
方式6采用如下构成的方式5所述的校准方法，其特征在于，具有以下工序：为了监视所述导电膜的膜厚而将第二涡电流传感器设置于所述研磨台的工序；针对所述第一基板、第二基板、第三基板中的每一个，利用所述第二涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板、第三基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息的工序；针对所述第一基板、第二基板、第三基板中的每一个，在所述第二涡电流传感器测量的所述第一基板的位置、第二基板的位置、第三基板的位置处利用所述第一涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板、第三基板，进而求出第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息的工序；使用针对所述第一涡电流传感器求出的所述对应信息并根据所述第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚的工序；以及根据至少所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和至少所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息，求出表示所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息之间的关系并表示所述第二涡电流传感器的膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息的工序。
方式7采用如下构成的校准方法，是第一涡电流传感器的校准方法，该第一涡电流传感器为了在将作为研磨对象的基板按压于研磨台的研磨面来对所述基板上的导电膜进行研磨时监视导电膜的膜厚而设置于所述研磨台，所述校准方法的特征在于，具有以下工序：准备至少一张具有第一膜厚的第一基板和至少一张具有第二膜厚的第二基板的工序，在该工序中，所述第一膜厚和所述第二膜厚彼此不同；针对所述第一基板、第二基板中的每一个，利用所述第一涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第一膜厚信息、第二膜厚信息的工序；在对所述第二基板进行研磨而得到具有第三膜厚的所述第二基板之后，利用所述第一涡电流传感器来测量所述第二基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第三膜厚信息的工序；利用膜厚测定器来测定研磨后的所述第二基板的膜厚，进而求出所述第三膜厚的工序；以及根据至少所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和至少所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息，求出表示所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息的工序。
在本实施方式中，也可以准备两张以上具有第一膜厚的第一基板，，即在校准中两张以上的不研磨的基板，并求出多个第一膜厚信息。此时，优选第一膜厚在多个第一基板间不同。另外，也可以准备两张以上具有第二膜厚的第二基板，即在校准中两张以上研磨的基板，求出多个第二膜厚信息、第三膜厚信息。此时，优选第二膜厚、第三膜厚在多个第二基板间不同。与根据第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息各为一个的三个膜厚信息而求出对应信息的情况相比，通过使第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息各自具有多个，能够提高对应信息的精度。
此外，对于具有第二膜厚的第二基板，也可以在得到具有第三膜厚的第二基板之后，再进行至少一次以上的研磨，进而得到具有第四、第五、…膜厚的第二基板，得到第四、第五、…膜厚信息。为了求出表示非线性关系的对应信息，最少需要第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和对应的第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息，通过获得第四、第五、…膜厚信息，能够提高对应信息的精度。只要从第一基板和第二基板合计得到三个以上的膜厚和对应的三个以上的膜厚信息即可，可以任意地组合对第一基板和第二基板中的任一方或双方进行研磨或不进行研磨，以及在进行研磨的情况下研磨工序的次数等。
方式8采用如下构成的方式7所述的校准方法，其特征在于，具有以下工序：为了监视所述导电膜的膜厚而将第二涡电流传感器设置于所述研磨台的工序；针对所述第一基板和研磨前的所述第二基板中的每一个，利用所述第二涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第四、第五膜厚信息的工序；针对研磨后的所述第二基板，利用所述第二涡电流传感器来测量所述第二基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第六膜厚信息的工序；针对所述第一基板和具有第二、第三膜厚的所述第二基板中的每一个，在所述第二涡电流传感器对所述第一基板、第二基板进行测量的所述第一基板的位置、第二基板的位置处利用所述第一涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板，进而求出第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息的工序；使用针对所述第一涡电流传感器求出的所述对应信息，根据所述第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚的工序；以及根据至少所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和至少所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息，求出表示所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息之间的关系并表示所述第二涡电流传感器的膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息的工序。
方式9采用如下构成的校准方法，是第一涡电流传感器的校准方法，该第一涡电流传感器为了在将作为研磨对象的基板按压于研磨台的研磨面来对所述基板上的导电膜进行研磨时监视导电膜的膜厚而设置于所述研磨台，所述校准方法的特征在于，具有以下工序：准备至少一张具有第一膜厚的基板的工序；针对所述基板，利用所述第一涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第一膜厚信息的工序；在对所述基板进行研磨而得到具有第二膜厚的所述基板之后，利用所述第一涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第二膜厚信息的工序；利用膜厚测定器测定具有所述第二膜厚的所述基板的膜厚，进而求出所述第二膜厚；在对具有所述第二膜厚的所述基板进行研磨而得到具有第三膜厚的所述基板之后，利用所述第一涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第三膜厚信息的工序；利用所述膜厚测定器测定具有所述第三膜厚的所述基板的膜厚，进而求出所述第三膜厚的工序；以及根据至少所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和至少所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息，求出表示所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息的工序。
在本实施方式中，也可以准备两张以上的具有第一膜厚的第一基板，并求出多个第一、第二、第三膜厚信息中的各个。与根据第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息各为一个的三个膜厚信息而求出对应信息的情况相比，通过使第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息各自具有多个，能够提高对应信息的精度。另外，也可以在得到具有第三膜厚的所述基板之后，再进行至少一次以上的研磨，进而获得具有第四、第五、…膜厚的基板，获得第四、第五、…膜厚信息。
方式10采用如下构成的方式9所述的校准方法，其特征在于，具有以下工序：为了监视所述导电膜的膜厚而将第二涡电流传感器设置于所述研磨台的工序；针对具有所述第一膜厚的所述基板，利用所述第二涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第四膜厚信息的工序；针对具有所述第二膜厚的所述基板，利用所述第二涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第五膜厚信息的工序；针对具有所述第三膜厚的所述基板，利用所述第二涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第六膜厚信息的工序；针对具有所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚的所述基板中的每一个，在所述第二涡电流传感器对所述基板进行测量的所述基板的位置处利用所述第一涡电流传感器来测量所述基板，进而求出第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息的工序；使用针对所述第一涡电流传感器求出的所述对应信息，并根据所述第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚的工序；以及根据至少所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和至少所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息，求出表示所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息之间的关系并表示所述第二涡电流传感器的膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息的工序。
方式11采用如下构成的方式5至10中任一项所述的校准方法，其特征在于，所述第一膜厚实质上为0mm。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的基板处理装置的整体结构的俯视图。
图2是示意性表示研磨装置的整体结构的图。
图3A是清洗单元的俯视图。
图3B是清洗单元的侧视图。
图4是表示能够测定阻抗的涡电流传感器的结构例的框图。
图5是图4的框图的等效电路图。
图6是表示涡电流传感器的传感器线圈的结构例的立体图。
图7是表示图6的传感器线圈的连接例的电路图。
图8是表示传感器线圈输出的同步检波电路的框图。
图9是表示伴随导电膜的厚度变化的阻抗坐标面中的电阻分量(X)和电抗分量(Y)的圆轨迹的曲线图。
图10是使图9的曲线图图形沿逆时针方向旋转90度进而使其平行移动后的曲线图。
图11是表示坐标X、Y的圆弧轨迹根据相当于所使用的研磨垫的厚度的距离而发生变化的情形的曲线图。
图12是说明不论研磨垫的厚度的差异如何角度α都相同的图。
图13是表示1/tanα(＝Ta)与膜厚t的非线性关系的图。
图14是表示1/tanα(＝Ta)与膜厚t的非线性关系的图。
图15是表示使用三张基板的校准方法的流程图。
图16是表示使用两张基板的校准方法的流程图。
图17是表示使用一张基板的校准方法的流程图。
图18是表示使用AI的第一研磨单元的控制的框图。
图19是表示使用AI的第一研磨单元的控制的框图。
图20是表示使用AI的第一研磨单元的控制的框图。
符号说明：
54 膜厚测定器
56 温度传感器
102 研磨对象物
108 研磨垫
140 控制部
150 研磨部
210 涡电流传感器
234 角度算出部
238 膜厚算出部
241 终点检测器
300 研磨单元
1000 基板处理装置
300A 第一研磨单元
310A 研磨垫
320A 研磨台
330A 顶环
具体实施方式
以下，参照附图来对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式中，有时对相同或相当的部件标注相同的符号并省略重复的说明。另外，各实施方式中所示的特征只要不相互矛盾，则也能够应用于其他实施方式。
＜基板处理装置＞
图1是基板处理装置的俯视图。如图1所示，基板处理装置1000具备装载/卸载单元200、研磨单元300和清洗单元400。另外，基板处理装置1000具备控制单元500，该控制单元500用于控制装载/卸载单元200、研磨单元300及清洗单元400的各种动作。以下，对装载/卸载单元200、研磨单元300及清洗单元400进行说明。
<装载/卸载单元>
装载/卸载单元200，是用于将进行研磨及清洗等处理之前的基板向研磨单元300转交，并且从清洗单元400接收进行了研磨及清洗等处理后的基板的单元。装载/卸载单元200具备多个(在本实施方式中为四台)前装载部220。在前装载部220分别搭载有用于存放基板的盒222。
装载/卸载单元200具备：设置在框体100的内部的导轨230和配置在导轨230上的多个(在本实施方式中为两台)搬运机器人240。搬运机器人240将进行研磨及清洗等处理之前的基板从盒222取出并向研磨单元300转交。另外，搬运机器人240从清洗单元400接收进行了研磨及清洗等处理后的基板并向盒222返回。
＜研磨单元＞
研磨单元300是用于进行基板的研磨的单元。研磨单元300具备第一研磨单元300A、第二研磨单元300B、第三研磨单元300C以及第四研磨单元300D。第一研磨单元300A、第二研磨单元300B、第三研磨单元300C以及第四研磨单元300D具有彼此相同的结构。因此，以下，仅对第一研磨单元300A进行说明。
第一研磨单元300A(研磨装置)具备研磨台320A和顶环330A。研磨台320A由未图示的驱动源驱动而进行旋转。在研磨台320A粘贴有研磨垫310A。顶环330A保持基板并将其按压于研磨垫310A。顶环330A由未图示的驱动源驱动而进行旋转。基板通过由顶环330A保持并按压于研磨垫310A而被研磨。
接着，对用于搬送基板的搬送机构进行说明。搬送机构具备升降机370、第一线性传送装置372、摆动传送装置374、第二线性传送装置376以及临时放置台378。
升降机370从搬运机器人240接收基板。第一线性传送装置372在第一搬送位置TP1、第二搬送位置TP2、第三搬送位置TP3以及第四搬送位置TP4之间搬送从升降机370接收到的基板。第一研磨单元300A及第二研磨单元300B从第一线性传送装置372接收基板并进行研磨。第一研磨单元300A及第二研磨单元300B将研磨后的基板向第一线性传送装置372转交。
摆动传送装置374在第一线性传送装置372与第二线性传送装置376之间进行基板的交接。第二线性传送装置376在第五搬送位置TP5、第六搬送位置TP6以及第七搬送位置TP7之间搬送从摆动传送装置374接收到的基板。第三研磨单元300C及第四研磨单元300D从第二线性传送装置372接收基板并进行研磨。第三研磨单元300C及第四研磨单元300D将研磨后的基板向第二线性传送装置372转交。通过研磨单元300而进行了研磨处理的基板由摆动传送装置374放置到临时放置台378上。
＜清洗单元＞
清洗单元400是用于对通过研磨单元300进行了研磨处理的基板进行清洗处理及干燥处理的单元。清洗单元400具备第一清洗室410、第一搬送室420、第二清洗室430、第二搬送室440以及干燥室450。
放置到临时放置台378上的基板经由第一搬送室420向第一清洗室410或第二清洗室430搬送。基板在第一清洗室410或第二清洗室430中被清洗处理。在第一清洗室410或第二清洗室430中进行了清洗处理的基板经由第二搬送室440向干燥室450搬送。基板在干燥室450中被干燥处理。干燥处理后的基板由搬运机器人240从干燥室450取出并返回到盒222。
＜第一研磨单元的详细结构＞
接着，对第一研磨单元300A的详情进行说明。图2是第一研磨单元300A的立体图。第一研磨单元300A具备研磨液供给喷嘴340A，该研磨液供给喷嘴340A用于向研磨垫310A供给研磨液或修整液。研磨液例如为浆料。修整液例如为纯水。另外，第一研磨单元300A具备修整器350A，该修整器350A用于进行研磨垫310A的调整。另外，第一研磨单元300A具备喷雾器360A，该喷雾器360A用于向研磨垫310A喷射液体或液体与气体的混合流体。液体例如为纯水。气体例如为氮气。
第一研磨单元300A具有研磨部150，该研磨部150用于对研磨对象物(例如半导体晶片等基板，或形成于基板的表面上的各种膜)102进行研磨。研磨部150具备：研磨台320A，该研磨台320A能够将用于对研磨对象物102进行研磨的研磨垫310A安装于上表面；第一电动马达112，该第一电动马达112驱动研磨台320A旋转；顶环330A，该顶环330A能够保持研磨对象物102；以及第二电动马达118，该第二电动马达118驱动顶环330A旋转。
另外，研磨部150具备研磨液供给喷嘴340A，该研磨液供给喷嘴340A向研磨垫310A的上表面供给含有研磨材料的研磨浆液。第一研磨单元300A具备输出关于研磨部150的各种控制信号的研磨装置控制部140。
第一研磨单元300A具备涡电流传感器210，该涡电流传感器210配置在形成于研磨台320A的孔，伴随研磨台320A的旋转而沿着研磨面104对研磨对象物102的膜厚进行检测。
第一研磨单元300A在对研磨对象物102进行研磨时，将含有研磨磨粒的研磨浆料从研磨液供给喷嘴340A供给至研磨垫310A的上表面，并利用第一电动马达112来驱动研磨台320A旋转。并且，第一研磨单元300A在使顶环330A绕与研磨台320A的旋转轴偏心的旋转轴旋转的状态下将由顶环330A保持的研磨对象物102向研磨垫310A按压。由此，研磨对象物102由保持有研磨浆料的研磨垫310A研磨而平坦化。
接收部232经由旋转接头连接器160、170而与涡电流传感器210连接。接收部232接收从涡电流传感器210输出的信号，并作为阻抗输出。后述的温度传感器56经由旋转接头连接器160、170而与研磨装置控制部140连接。
如图2所示，膜厚测定装置231对从接收部232输出的阻抗进行规定的信号处理并向终点检测器241输出。
终点检测器241基于从膜厚测定装置231输出的信号来监视研磨对象物102的膜厚的变化。膜厚测定装置231和终点检测器241构成监控装置。终点检测器241与进行关于第一研磨单元300A的各种控制的研磨装置控制部140连接。终点检测器241当检测到研磨对象物102的研磨终点时，将表示该内容的信号向研磨装置控制部140输出。研磨装置控制部140当从终点检测器241接收到表示研磨终点的信号时，使由第一研磨单元300A进行的研磨结束。研磨装置控制部140在研磨中根据膜厚来控制研磨对象物102的按压力。
在本实施方式中，涡电流传感器210的输出包含阻抗分量。监控装置根据阻抗分量而求出膜厚信息，使用表示膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息来根据膜厚信息而求出膜厚。膜厚信息是阻抗角的正切的倒数，该阻抗角，是在使阻抗分量的电阻分量和电抗分量分别与具有两个正交坐标轴的坐标系的各轴对应时，连接与阻抗分量对应的坐标系上的点和规定的基准点的直线与规定的直线所成的角度α。
在此，阐述本实施方式中的用于求出对应信息的校准的概要。在利用涡电流传感器210来测定膜厚时，需要事先求出根据涡电流传感器210的输出而得到的数据与膜厚的对应关系。在本实施方式中，根据涡电流传感器210的输出而求出角度α。角度α的定义及求出方法的详情将在后面叙述。
根据角度α而算出的1/tanα与膜厚t如后述那样在膜厚较厚时成比例。即，在设1/tanα＝Ta时，存在膜厚t＝A_th×Ta这样的关系。这里，A_th为比例系数。在膜厚的实际的测定中，能够根据涡电流传感器210的测定值得到Ta。
因此，在膜厚较厚时，在校准中只要求出膜厚t＝A_th×Ta这样的涡电流传感器210的输出与膜厚的对应关系中的比例系数A_th即可。若求出比例系数A_th，则在校准后的正式测定中，当根据涡电流传感器210的输出求出角度α时，能够算出膜厚。在膜厚较薄时，涡电流传感器210的输出与膜厚的对应关系为非线性的关系。此外，涡电流传感器210的输出，也可以包含后述的阻抗(X、Y)，或者上述的角度α、tanα、1/tanα、Ta等。
图4表示第一研磨单元300A所具备的涡电流传感器210。涡电流传感器从其传感器线圈观察导电膜侧的阻抗发生变化，根据该阻抗变化来检测膜厚。涡电流传感器210在作为检测对象的研磨对象物102的附近配置传感器线圈，在该线圈上连接有交流信号源124。在此，作为检测对象的研磨对象物102是例如形成在半导体晶片W上的厚度为0～2μm左右的铜镀膜(也可以为Au、Cr、W等金属材料的蒸镀膜)。传感器线圈配置在作为检测对象的导电膜附近，例如配置在作为检测对象的导电膜附近0.5～5mm的程度。同步检波电路126对从传感器线圈侧观察的包含作为检测对象的研磨对象物102的阻抗Z(其分量为X、Y)进行检测(详情后述)。
在图5所示的等效电路中，交流信号源124的振荡频率恒定，当研磨对象物102的膜厚变化时，从交流信号源124观察传感器线圈侧的阻抗Z发生变化。即，在图5所示的等效电路中，流动于研磨对象物102的涡电流I2由研磨对象物102的等效电阻R2及自感L2确定。当膜厚变化时，涡电流I2变化，经由与传感器线圈侧的互感M而作为从交流信号源124侧观察的阻抗Z的变化被采集。在此，L1为传感器线圈的自感量，R1为传感器线圈的电阻量。
以下，对涡电流传感器进行具体说明。交流信号源124为1～50MHz左右的固定频率的振荡器，例如使用石英晶体振荡器。并且，通过由交流信号源124供给的交流电压，电流I1在传感器线圈流动。由于在配置于研磨对象物102的附近的线圈流动有电流，因而其磁通与研磨对象物102交链，从而在其间形成互感M，在研磨对象物102中流动有涡电流I2。在此，R1为包含传感器线圈的一次侧的等效电阻，L1为同样包含传感器线圈的一次侧的自感。在研磨对象物102侧，R2为相当于涡流损耗的等效电阻，L2为其自感。从交流信号源124的端子128、130观察传感器线圈侧的阻抗Z根据在研磨对象物102中所形成的涡流损耗的大小而变化。
图6表示本实施方式的涡电流传感器中的传感器线圈的结构例。传感器线圈将用于在导电膜形成涡电流的线圈和用于检测导电膜的涡电流的线圈分离，由卷绕于线圈架311的三层线圈构成。在此，中央的励磁线圈312是与交流信号源124连接的励磁线圈。该励磁线圈312因由交流信号源124供给的电压所形成的磁场而在配置于附近的半导体晶片W上的研磨对象物102形成涡电流。在线圈架311的上侧(导电膜侧)配置有检测线圈313，检测由形成于导电膜的涡电流产生的磁场。并且，在励磁线圈312的与检测线圈313相反的一侧配置有平衡线圈314。
图7表示各线圈的连接例。检测线圈313和平衡线圈314如上述那样构成反相的串联电路，其两端与包含可变电阻316的电阻桥接电路317连接。线圈312与交流信号源203连接，生成交变磁通，从而在配置于附近的作为导电膜的研磨对象物102形成涡电流。通过调整可变电阻VR1、VR2的电阻值，能够将由线圈313、314构成的串联电路的输出电压调整为当不存在导电膜时成为零。
图8表示从交流信号源203侧观察传感器线圈202侧的阻抗Z的测量电路例。在该图8所示的阻抗Z的测量电路中，能够取出伴随于膜厚变化的阻抗平面坐标值(X，Y)、(即电抗分量(X)、电阻分量(Y))、阻抗(Z＝X+iY)以及相位输出(θ＝tan-1R/X)。因此，通过使用这些信号输出，例如利用阻抗的各种分量的大小来测量膜厚等，能够检测更多样的处理的进行状况。
如上所述，向配置在成膜有作为检测对象的研磨对象物102的半导体晶片W附近的传感器线圈供给交流信号的信号源203是由石英晶体振荡器组成的固定频率的振荡器。交流信号源203例如供给1～50MHz的固定频率的电压。由信号源203形成的交流电压经由带通滤波器302而供给到励磁线圈312。在传感器线圈的端子128、130检测出的信号经由高频放大器303以及移相电路304而输入到由cos同步检波电路305以及sin同步检波电路306组成的同步检波部。利用同步检波部来取出检测信号的cos分量(X分量)和sin分量(Y分量)。在此，利用移相电路304来根据由信号源203形成的振荡信号形成信号源203的同相分量(0°)和正交分量(90°)这两个信号。这些信号分别被导入到cos同步检波电路305和sin同步检波电路306，进行上述的同步检波。
同步检波了的信号通过低通滤波器307、308而除去信号分量以上的不需要的例如5KHz以上的高频分量。同步检波了的信号为cos同步检波输出即X分量输出和sin同步检波输出即Y分量输出。另外，通过矢量运算电路309来根据X分量输出和Y分量输出而得到阻抗Z的大小(X2+Y2)1/2。另外，通过矢量运算电路(θ处理电路)310而同样地根据X分量输出和Y分量输出来得到相位输出(θ＝tan-1Y/X)。在此，这些滤波器被设置用来除去传感器信号的噪声分量，设定有与各种滤波器对应的截止频率。
接着，利用图9来说明与在研磨对象物102与涡电流传感器210之间的距离不同时得到的阻抗对应的阻抗平面坐标系上的点(坐标值(X，Y))形成不同的圆。不同的圆的各自的中心处于相同的直线(第二直线)上。存在相对于不同的圆共通的一个点。将该点称为第一点。对这些进行说明。
在图5所示的传感器侧电路与导电膜侧电路中，如下的算式分别成立。
R1I1+L1dI1/dt+MdI2/dt＝E (1)
R2I2+L2dI2/dt+MdI1/dt＝0 (2)
在此，M为互感，R1为传感器侧电路的等效电阻，L1为传感器侧电路的自感。R2为感应有涡电流的导电膜的等效电阻，L2为流动有涡电流的导电膜的自感。
在此，当设为In＝Anejωt(正弦波)时，上述算式(1)、(2)如下表示。
(R1+jωL1)I1+jωMI2＝E (3)
(R2+jωL2)I2+jωMI1＝0 (4)
根据这些算式(3)、(4)，导出如下的算式(5)。
I1＝E(R2+jωL2)/{(R1+jωL1)(R2+jωL2)+ω2M2}
＝E/{(R1+jωL1+ω2M2/(R2+jωL2)} (5)
因此，传感器侧电路的阻抗Z由如下的算式(6)表示。
Z＝E/I1＝{R1+ω2M2R2/(R22+ω2L2 2)}
+jω{L1-ω2L2M2/(R22+ω2L2 2)} (6)
在此，当将Z的实部(阻抗分量的电阻分量)、虚部(阻抗分量的感应电抗分量)分别设为X、Y时，上述算式(6)变为如下。
Z＝X+jωY (7)
在此，当设为Rx＝ω2L2M2/(R22+ω2L2 2)时，(7)式变为
X+jωY＝[R1+R2Rx]+Jω[L1-L2Rx]。
因此，X＝R1+R2Rx Y＝ω[L1-L2Rx]
当对R2、L2求解时，
R2＝ω2(X-R1)M2/((ωL1-Y)2+(X-R1)2) (8)
L2＝ω(ωL1-Y)M2/((ωL1-Y)2+(X-R1)2) (9)
图9所示的符号k是组合系数，如下的关系式(10)成立。
M＝k(L1L2)1/2 (10)
当将此应用于(9)时，
(X-R1)2+(Y-ω(1-(k2/2))L1)2＝(ωL1k2/2)2 (11)
这是圆的方程式，表示X、Y形成圆，即阻抗Z形成圆。
涡电流传感器210输出包含涡电流传感器210的线圈的电气电路的阻抗的电阻分量X以及感应电抗分量Y。这些电阻分量X以及感应电抗分量Y是反映膜厚的膜厚信号，根据基板上的导电膜的厚度而变化。
图9是表示通过将与导电膜的厚度一起变化的X、Y标绘于XY坐标系上而描绘出的曲线的图。点T∞的坐标是当膜厚无限大时即R2为0时的X、Y。点T0(第一点：规定的基准点)的坐标是若能够无视基板的导电率则当膜厚为0时即R2为无限大时的X、Y。根据X、Y的值而定位的点Tn(第二点)随着导电膜的厚度减少而描绘圆弧状的轨迹并朝向点T0前进。
图10是表示使图9的曲线图形沿逆时针方向旋转90度进而使其平行移动后的曲线的图。如图10所示，随着膜厚的减少，根据X、Y的值而定位的点Tn描绘圆弧状的轨迹并朝向点T0前进。组合系数k是由一个线圈所产生的磁场传输到另一个线圈的比例。k＝1为最大，当线圈间的距离变大时，即研磨垫310A变厚时，k变小。
涡电流传感器210的线圈与基板W之间的距离G根据夹于它们之间的研磨垫310A的厚度而变化。其结果是，如图11所示，坐标X、Y的圆弧轨迹根据与使用的研磨垫310A的厚度相当的距离G(G1～G3)而变化。由图11可知，无论线圈与研磨对象物102之间的距离G如何，当以直线(以下，称为等膜厚直线)连接相同膜厚的坐标X、Y时，该等膜厚直线在交点P交差。点P是第一点T0。该等膜厚直线rn(n：1，2，3…)在图11中，相对于通过第一点的圆的直径H以与导电膜(研磨对象物102)的厚度对应的角度α(阻抗角)倾斜。无论距离G如何，通过第一点的圆的直径都相同。
角度α是第一直线(连接对应于阻抗分量的阻抗坐标系上的点与规定的基准点的直线)与通过第一点(T0)的圆的直径(规定的直线)所成的角的角度，其中，第一直线是连接对应于膜厚为零时的阻抗的第一点(T0)与对应于膜厚不为零时的阻抗的第二点(Tn)的直线。当导电膜的厚度相同时，无论研磨垫310A的厚度的差异如何，角度α都相同。对于该点，利用图12进行说明。规定的直线也是连接第一点(T0)与点T∞的直线。
使用图12所示的角度α来表示点Tn的坐标(X，Y)。根据图12，
X＝R1+ω(k2/2)L1sinα (12)
Y＝ω(1-(k2/2)L1-ω(k2/2)L1coaα (13)
根据已述的(8)、(9)，
R2/L2＝ω(X-R1)/(ωL1-Y)
当将(12)、(13)代入到该算式时，
R2/L2＝ωsin2α/(1+cos2α)＝ωtanα (14)
R2/L2仅依存于膜厚，另外，不依存于组合系数k，因此不依存于涡电流传感器210与研磨对象物102之间的距离，即不依存于研磨垫310A的厚度。R2/L2仅依存于膜厚，因此，角度α也仅依存于膜厚。膜厚算出部算出角度α的正切并利用(14)的关系而根据正切求出膜厚。
对角度α的算出方法及膜厚的算出方法进行说明。图2的膜厚测定装置231在为了对研磨对象物的膜厚进行测定而利用涡电流传感器210将能够形成于研磨对象物102的涡电流作为阻抗进行检测时，从接收部232进行阻抗的输入。根据输入的阻抗求出膜厚。膜厚测定装置231具备角度算出部234及膜厚算出部238。
角度算出部234例如首先根据测定出的包含第一点T0的圆上的三个阻抗分量的测定点(对应于不同膜厚的三点)求出圆的中心。角度算出部234根据第一点T0和圆的中心求出通过圆的中心的直径12。角度算出部234算出第一直线10与通过第一点T0的圆的直径12所成的角的角度α，第一直线10是连接对应于膜厚为零时的阻抗的第一点T0与对应于膜厚不为零时的阻抗的第二点Tn的直线。膜厚算出部238算出角度α的正切并根据正切求出膜厚。
接着，对根据正切求出膜厚的膜厚算出部238进行说明。在本实施方式中，利用正切的倒数与膜厚的关系。首先，对正切的倒数与膜厚的关系进行说明。
当膜厚较厚时，在正切与金属膜的电阻值之间，有已述的(14)的关系，即，
R2/L2＝ωtanα (14)
在此，R2是金属膜的电阻值。因此，R2与tanα成比例。并且，在膜厚较厚时，R2与膜厚具有以下的关系。
R2＝ρL/tW (15)
在此，ρ：电阻率L、W：金属膜的长度以及宽度t：膜厚
由(14)、(15)可知，膜厚t与角度α具有以下的关系。
R2∝(1/t)∝ωtanα
即，1/tanα∝t
由此，1/tanα与膜厚t成比例。在膜厚较薄的情况下，(15)不成立，因此1/tanα与膜厚t的关系用非线性的关系表示。接着说明在用非线性的关系表示的情况下的膜厚的算出方法。
首先，利用涡电流传感器210及接收部232而得到阻抗坐标面中的电阻分量(X)和电抗分量(X)。接着，在角度算出部234中，通过已述的方法而算出tanα。1/tanα与膜厚t的关系用非线性的关系表示。膜厚算出部238利用下述的非线性关系而根据1/tanα求出膜厚t。
在1/tanα(＝Ta)与膜厚t之间具有非线性函数，即，用：膜厚t＝A×Ta^2+B×Ta+C(正切的倒数Ta的二次函数)，或膜厚t＝A×(e^(B×Ta)-1)+C(正切的倒数Ta的指数函数)所表示的关系。
在此，非线性函数是指倒数Ta的除一次函数以外的函数。此外，非线性函数并不限定于上述的倒数Ta的二次函数和指数函数，能够根据金属膜的厚度、种类、状态而进行选择。例如，非线性函数也可以是由三次以上的多项式表示的函数、不能用多项式表示的函数(例如无理函数、对数函数等)。只要是表示存在于作为对象的金属膜的Ta与膜厚t之间的非线性关系的函数，能够使用任意的函数作为非线性函数。
另外，非线性函数也可以是连接了多个由一次以上的多项式表示的函数而得的折线图。并且，非线性函数也可以是由用一次以上的多项式表示的函数和不能用多项式表示的函数的任意组合合成的除一次函数以外的函数(例如，将多个函数进行加法、减法、乘法、和/或除法运算而得到的函数等)。
此外，非线性函数的表达方法并不限于如上述那样将二次函数的各次数的系数、指数函数等的系数预先存储于存储单元的方法，也可以以表或表格的形式存储倒数Ta与膜厚t的对应关系。即，倒数Ta与膜厚t的对应关系也可以不像上述那样以函数形式表达。此外，非线性函数的信息(系数等)、表、表格等预先通过在研磨对象物102的膜厚的正式测定之前进行的事先的校准来求出。关于校准，将在后面叙述。
图13、14是表示1/tanα(＝Ta)与膜厚t的非线性关系的实测出的一例的图。横轴是涡电流传感器210的测定值1/tanα(无单位)，纵轴是膜厚t(单位例如为nm)。在图13中，在Ta与膜厚t之间有膜厚t＝A×Ta^2+B×Ta+C的关系。在图14中，在Ta与膜厚t之间有膜厚t＝A×(e^(B×Ta)-1)+C的关系。在图13、14中，虽然使用了A、B、C这样的相同的符号，但图13中的A、B、C的值与图15中的A、B、C的值通常不同。在研磨对象物102的膜厚的正式测定中，能够使用两个近似式中的任一者或两者。
在图13、14中，圆形标记50是实测值，实线52是分别用近似式A×Ta^2+B×Ta+C、t＝A×(e^(B×Ta)-1)+C计算出的计算值。在图13、14中，实测值相同，分别用两个近似式A×Ta^2+B×Ta+C、t＝A×(e^(B×Ta)-1)+C表达相同的实测值。任一个近似式都以良好的精度再现了实测值。此外，一般而言，不限于能够用两个不同的近似式A×Ta^2+B×Ta+C、t＝A×(e^(B×Ta)-1)+C以良好的精度再现相同的实测值。
另外，由图13、14可知实测值不满足线性关系。另外，在图13、14中，实测值包含膜厚为“0”的情况，因此Ta＝0，膜厚t＝0，C＝0。一般而言，C不为0。
关于两个近似式A×Ta^2+B×Ta+C、t＝A×(e^(B×Ta)-1)+C中的各系数，在多个涡电流传感器210间的个体差小到能够忽视的程度的情况下等，可以将针对一个涡电流传感器210已确定的值用在其他涡电流传感器210中。在要更准确地确定各系数的情况下，可以对各个涡电流传感器210实际进行校准。
接着，对为了在研磨基板W上的导电膜时监视导电膜的膜厚而设置于研磨台320A的涡电流传感器210的校准方法进行说明。作为校准方法，例如有使用三张基板W的方法、使用两张基板W的方法、使用一张基板W的方法。首先，对使用三张基板W的方法进行说明。
在图15示出使用三张基板W的校准方法的流程图。准备的三张基板W是膜厚t在三张中最小的基板W、膜厚t为中间的基板W、膜厚t最大的基板W。在求涡电流传感器210的测定值时，不使用浆料以免刮削金属膜而使用水来研磨涡电流传感器210。此时，如已述那样根据涡电流传感器210的输出值而计算倒数Ta。
另外，通过膜厚测定器54事先测定三张基板W的膜厚t。根据从涡电流传感器210得到的倒数Ta与膜厚测定器54测定出的膜厚t的关系并通过最小二乘法等而导出两个近似式t＝A×Ta^2+B×Ta+C、t＝A×(e^(B×Ta)-1)+C的各系数。在图16的流程图中使用的基板W的膜厚中，作为一个例子，膜厚t最小的基板W的膜厚t为
Figure BDA0002127763080000181
膜厚t为中间的基板W的膜厚t为
Figure BDA0002127763080000182
膜厚t为最大的基板W的膜厚t为
Figure BDA0002127763080000183
膜厚测定器54能够如图1所示设置于研磨单元300的外部。膜厚测定器54也能够设置于内部。作为膜厚测定器54，只要能够测定膜厚t，则能够使用公知的任意方式的测定仪。例如为电磁式膜厚计、涡电流式膜厚计、光学式膜厚计、电阻式膜厚计、涡电流相位式膜厚计等。也能够通过用电子显微镜观察截面来测量膜厚t。
通过图15的流程图来具体说明上述的工序。在步骤10中，准备具有已知的第一膜厚(最小膜厚)的第一基板W、具有已知的第二膜厚(中间膜厚)的第二基板W和具有已知的第三膜厚(最大膜厚)的第三基板W。第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚彼此不同。第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚事先通过膜厚测定器54测定。关于第一膜厚，在已知膜厚为0的情况下，不需要事先通过膜厚测定器54来测定。已知膜厚为0的情况是指例如已知未进行成膜工序的情况。
在第一研磨单元300A中设置
Figure BDA0002127763080000184
基板(第一基板W)，利用涡电流传感器210进行测定。如已述的那样，在角度算出部234和膜厚算出部238处理测定结果，将作为进行了测定时的传感器输出值的倒数Ta存储于膜厚算出部238内。膜厚算出部238调整涡电流传感器210的测定电路及膜厚测定装置231，以使得根据此时的涡电流传感器210的输出而得到的倒数Ta成为“0”(第一膜厚信息)。进行调整的理由是，根据测定电路的特性等，存在根据涡电流传感器210的输出而得到的倒数Ta不成为“0”的情况。
在步骤S10及以下的步骤S14、S16中，使用水并使研磨台320A旋转来对事先测定了膜厚的基板W进行研磨。这在以下称为“水抛光”。在“水抛光”中使用水，因此不发生实际研磨。进行“水抛光”的理由如下：使用膜厚已知的研磨对象物102，目的在于得到此时的涡电流传感器210的输出，因此不希望进行研磨。
在步骤S12中，将第二基板W(中间基板)的已知的膜厚(Thickness_mid)、第三基板W(最大基板)的已知的膜厚(Thickness_Max)的膜厚告知给膜厚算出部238(系统)。具体而言，例如，用户从未图示的输入部输入已知的膜厚。也可以在第一研磨单元300A的存储部中预先存储已知的膜厚。
在步骤S14中，在第一研磨单元300A设置中间基板(第一基板W)，利用涡电流传感器210进行测定。如已述那样在角度算出部234和膜厚算出部238中处理测定结果，并将根据进行了测定时的涡电流传感器210的输出而得到的倒数Ta(第二膜厚信息：Ta_mid)存储于膜厚算出部238内。
在步骤S16中，在第一研磨单元300A设置最大基板(第一基板W)，利用涡电流传感器210来进行测定。如已述那样在角度算出部234和膜厚算出部238中处理测定结果，并将根据进行了测定时的涡电流传感器210的输出而得到的倒数Ta(第三膜厚信息：Ta_max)存储于膜厚算出部238内。
在步骤S18中，膜厚算出部238根据第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息而求出表示第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息(已述的近似式)。具体而言，算出在图13或图14中通过坐标点(0，0)、(Thickness_mid，Ta_mid)、(Thickness_max，Ta_max)这三点的已述的两个近似式中的任意一者或两者的系数A、B。此外，在本实施方式中，系数C为“0”。
此外，第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息也可以通过如下方式来获得，即，针对第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚多次测定各个基板W上的同一地点或不同地点，对所得到的多个第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息进行统计处理(平均处理等)。
接着，对在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下的校准进行说明。在该情况下，作为第一方法，对多个涡电流传感器210同时进行图15所示的校准。即，是用相同的三张基板W针对每个传感器同时实施校准的方法。
作为第二方法，在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下用相同的三张基板W实施校准，但以所选择的一个以上的涡电流传感器210为基准，将其他涡电流传感器210的校准结果与作为基准的涡电流传感器210进行对照。在该情况下，能够校正传感器间的误差。
第二方法的目的在于，减少在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下涡电流传感器210间的校准误差。该方法的目的在于解决以下的课题。
在存在测定基板W的中心附近的涡电流传感器210和测定不是基板W的中心附近的位置的涡电流传感器210时，利用膜厚测定器54来测定与各传感器对应的位置上的膜厚。需要将测定值输入到膜厚算出部238，是烦杂的。需要测定与各传感器对应的位置处的膜厚的理由如下。
测定基板W的中心附近的涡电流传感器210由于在研磨台320A的每一次旋转时测定基板W的中心附近，因此能够测定膜厚总是相同的部分。另一方面，测定不是基板W的中心附近的位置的涡电流传感器210通常在研磨台320A的每一次旋转时测定基板W的不同部分。由于在基板W的每个位置膜厚都存在一些差异，因此测定不是基板W的中心附近的位置的涡电流传感器210在校准上容易产生误差。即，若在基板W整体为相同膜厚这样的前提下进行校准，则有可能得到相对于实际上不同的膜厚而为相同的膜厚这样的校准结果。
该课题在不同的研磨台320A分别搭载了一个以上的涡电流传感器210的情况下也有产生的可能性。第二方法在该情况下也能够减少涡电流传感器210间的校准误差。
为了简化，对两个涡电流传感器210设置于同一研磨台320A的情况进行说明。在该情况下，测定基板W的中心附近的第一涡电流传感器210所测定的第一、第二、第三基板的位置与测定不是基板W的中心附近的位置的第二涡电流传感器210所测定的第一、第二、第三基板的位置不同。
为了解决本课题，对成为基准的第一涡电流传感器210实施图15的校准。即，将第一涡电流传感器210的校准位置处的膜厚输入到膜厚算出部238，如图15那样实施校准。在实施校准中，第一涡电流传感器210和第二涡电流传感器210分别进行测定，膜厚算出部238对各传感器取得倒数Ta。
此后，在成为基准的第一涡电流传感器210上实施校准计算而算出已述的近似式。第一涡电流传感器210在第二涡电流传感器210的测定位置进行测定，膜厚算出部238获得该位置上的倒数Ta。第一涡电流传感器210能够在第二涡电流传感器210的测定位置进行测定的理由如下：测定基板W的中心附近的第一涡电流传感器210通常能够在研磨台320A旋转几周的期间测定基板W上的大致整个区域。
接着，膜厚算出部238根据成为基准的第一涡电流传感器210的近似式来计算在第二涡电流传感器210的测定位置处的膜厚。为此，膜厚算出部238从用户获得与第二涡电流传感器210的测定位置相关的信息，或者根据研磨台320A和顶环330A的旋转信息而算出第二涡电流传感器210的测定位置。
使用利用成为基准的第一涡电流传感器210而计算出的膜厚和第二涡电流传感器210自身测定出的倒数Ta，来算出关于第二涡电流传感器210的已述的近似式。
此外，在上述中，视为两个传感器的位置不同，但在两个传感器的位置大致相同的情况下也能够应用第二方法。在该情况下，当两个传感器的特性不同时，能够使所测定的膜厚高精度地一致。
具体而言，第二方法如以下这样进行。为了监视导电膜的膜厚，将第二涡电流传感器210设置于研磨台320A。对于已述的第一基板、第二基板、第三基板中的每一个，利用第二涡电流传感器210来测量第一基板、第二基板、第三基板，并通过角度算出部234和膜厚算出部238来根据第二涡电流传感器210的输出的阻抗分量而求出第四倒数Ta、第五倒数Ta、第六倒数Ta。对于第一基板、第二基板、第三基板中的每一个，在第二涡电流传感器210测量的第一基板的位置、第二基板的位置、第三基板的位置处利用第一涡电流传感器210来测量第一基板、第二基板、第三基板，并通过角度算出部234和膜厚算出部238来求出第七倒数Ta、第八倒数Ta、第九倒数Ta。
膜厚算出部238使用针对第一涡电流传感器210求出的对应信息(近似式)并根据第七倒数Ta、第八倒数Ta、第九倒数Ta而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚。膜厚算出部238根据第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和第四倒数Ta、第五倒数Ta、第六倒数Ta而求出表示第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的第四倒数Ta、第五倒数Ta、第六倒数Ta之间的关系并表示第二涡电流传感器210的倒数Ta与膜厚之间的非线性关系的对应信息。
接着，对使用两张基板W的校准方法进行说明。图16表示使用两张基板W的方法的流程图。准备的两张基板W是膜厚t在两张之中最小(第一膜厚例如
Figure BDA0002127763080000211
)的基板W和具有最大的膜厚(第二膜厚)的基板W。通过使用两张基板W，与准备三张以上具有金属膜的基板W的情况相比，能够减少制作金属膜的劳力和时间。
在本图的方法中，利用膜厚测定器54事先测定膜厚t最小的基板W和最大膜厚的基板W的膜厚t。在膜厚t最小的基板W的膜厚为0的情况下，也可以不进行利用了膜厚测定器54的事先的测定。以下，将膜厚t最小的基板W的膜厚设为0。在利用膜厚测定器54测定了最大膜厚的基板W的膜厚之后，并非将最大膜厚的基板W切削至
Figure BDA0002127763080000221
而是在特定的膜厚(第三膜厚)下结束研磨，制作与图15中的膜厚t在三张之中为中间的基板W相当的基板W。利用涡电流传感器210测定膜厚为中间的基板W而取得倒数Ta。然后，利用膜厚测定器54来测定膜厚t。根据所得到的数据而求出已述的近似式，从而完成校准。
关于膜厚为
Figure BDA0002127763080000222
的基板W的基于涡电流传感器210的倒数Ta的取得，可以与关于最大膜厚的基板W基于涡电流传感器210的倒数Ta的取得相独立地实施。所谓独立地实施就是，可以不与“关于最大膜厚的基板W基于涡电流传感器210的Ta的取得”连续实施。
另外，关于膜厚为的基板W基于涡电流传感器210的倒数Ta的取得，在关于最大膜厚的基板W的基于涡电流传感器210的Ta的取得之前和之后进行均可。在图16中，在取得关于最大膜厚的基板W的基于涡电流传感器210的倒数Ta之前作为步骤S20进行。
此外，不是将最大膜厚的基板W切削至而是用于在特定的膜厚下结束研磨的研磨控制也可以使用关于涡电流传感器210的上次的校准结果来进行。在没有上次的校准结果的数据时，也可以挪用类似的关于涡电流传感器210的数据来进行研磨的控制。另外，膜厚为
Figure BDA0002127763080000225
的基板W也可以设为与最大膜厚的基板W不同的基板W。
通过图16的流程图来具体说明上述的工序。在步骤20中，准备具有已知的第一膜厚的第一基板和具有已知的第二膜厚的第二基板。第一膜厚与第二膜厚彼此不同。
在步骤S20中，在第一研磨单元300A设置
Figure BDA0002127763080000226
基板(第一基板W)，通过“水抛光”并利用涡电流传感器210来进行测定。根据涡电流传感器210的输出而得到的倒数Ta(第一膜厚信息)储存在膜厚算出部238中(步骤S34)。
在步骤S22中，通过设置于基板处理装置1000外部的膜厚测定器54来测定第二膜厚。所得到的膜厚储存在膜厚算出部238中(步骤S34)。具体而言，例如，用户从未图示的输入部(或者经由通信线路自动地)输入到膜厚算出部238。也可以由用户(或者经由通信线路自动地)使其存储于第一研磨单元300A的存储部。
在步骤S24中，在第一研磨单元300A设置具有第二膜厚的第二基板W，再通过“水抛光”并利用涡电流传感器210来进行测定。如已述那样在角度算出部234和膜厚算出部238中对测定结果进行处理，并将根据进行了测定时的传感器的输出而得到的倒数Ta(第二膜厚信息：Thickness_Max)存储于膜厚算出部238内(步骤S234)。
在步骤S26中，使用浆料进行研磨。研磨例如进行至膜厚变为第三膜厚为止而停止研磨。研磨的控制也可以是研磨规定时间的方法或者如已述那样使用上次的校准结果来检测膜厚的方法。通过研磨，得到具有第三膜厚的第三基板W。
在步骤S28中，通过“水抛光”并利用涡电流传感器210来进行测定。如已述那样在角度算出部234和膜厚算出部238中对测定结果进行处理，并将根据进行了测定时的传感器的输出而得到的倒数Ta(第三膜厚信息：Thickness_mid)存储于膜厚算出部238内(步骤S34)。
在步骤S30中，通过设置于基板处理装置1000外部的膜厚测定器54来测定第三膜厚。所得到的膜厚储存在膜厚算出部238中(步骤S34)。例如，用户从未图示的输入部(或者经由通信线路自动地)输入到膜厚算出部238。也可以由用户(或者经由通信线路自动地)使其存储于第一研磨单元300A的存储部。
在步骤S32中，膜厚算出部238根据第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息而求出表示第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息。具体而言，在图14或图15中算出通过坐标点(0，0)、(Thickness_mid，Ta_mid)、(Thickness_max，Ta_max)这三点的已述的两个近似式中的任意一者或两者的系数A、B。此外，在本实施方式中，系数C为“0”。
图16的方法进行另一种表达，为一种校准方法，该校准方法具有以下工序：
针对第一基板、第二基板中的每一个，利用第一涡电流传感器210来测量第一基板、第二基板，根据第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第一、第二膜厚信息的工序(步骤S20、S24)；
在对第二基板进行研磨而得到具有第三膜厚的第二基板之后(步骤S26)，利用第一涡电流传感器210来测量第二基板，根据第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第三膜厚信息的工序(步骤S28)；
利用膜厚测定器54测定研磨后的第二基板的膜厚，求出第三膜厚的工序(步骤S30)；以及
根据第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息而求出表示第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息的工序(步骤S32)。
接着，对在使用两张基板W的校准方法中在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下的校准进行说明。在该情况下，作为第一方法，对多个涡电流传感器210同时进行图16所示的校准。即，是用相同的两张基板W针对每个传感器同时实施校准的方法。
作为第二方法，在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下用相同的两张基板W实施校准，但以所选择的一个以上的涡电流传感器210为基准，将其他涡电流传感器210的校准结果与作为基准的涡电流传感器210进行对照。在该情况下，能够校正传感器间的误差。
第二方法的目的在于解决已述的课题，即是减少在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下涡电流传感器210间的校准误差。
假设两个涡电流传感器210设置于同一研磨台320A。在该情况下，对基板W的中心附近进行测定的第一涡电流传感器210所测定的第一、第二基板的位置与对不是基板W的中心附近的位置进行测定的第二涡电流传感器210所测定的第一、第二基板的位置不同。
为了解决本课题，对成为基准的第一涡电流传感器210实施图16的校准。即，将第一涡电流传感器210的校准位置处的膜厚输入到膜厚算出部238，如图16那样实施校准。在校准实施中，第一涡电流传感器210和第二涡电流传感器210分别进行测定，膜厚算出部238针对各传感器取得倒数Ta。
此后，在成为基准的第一涡电流传感器210上实施校准计算，进而算出已述的近似式。膜厚算出部238利用成为基准的第一涡电流传感器210来计算与第二涡电流传感器210的测定位置对应的膜厚。为此，膜厚算出部238从用户获得与第二涡电流传感器210的测定位置相关的信息，或者根据研磨台320A和顶环330A的旋转信息而算出第二涡电流传感器210的测定位置。
使用利用成为基准的第一涡电流传感器210计算出的膜厚和第二涡电流传感器210测定而得到的倒数Ta，来算出关于第二涡电流传感器210的已述的近似式。
此外，在上述中，为两个传感器的位置不同，但在两个传感器的位置大致相同的情况下也能够应用第二方法。在该情况下，当两个传感器的特性不同时，能够使膜厚高精度地一致。
具体而言，第二方法如以下这样进行。为了监视导电膜的膜厚而将第二涡电流传感器210设置于研磨台320A。对于已述的第一基板和研磨前的已述的第二基板中的每一个，利用第二涡电流传感器210来测量第一基板、第二基板，并通过角度算出部234和膜厚算出部238来根据第二涡电流传感器210的输出的阻抗分量而求出第四膜厚信息、第五膜厚信息。
对于研磨后的第二基板，利用第二涡电流传感器210来测量第二基板，并通过角度算出部234和膜厚算出部238来根据第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第六膜厚信息。对于第一基板和具有第二膜厚、第三膜厚的第二基板中的每一个，在第二涡电流传感器对第一基板、第二基板进行测量的第一基板的位置、第二基板的位置处利用第一涡电流传感器来测量第一基板、第二基板，并通过角度算出部234和膜厚算出部238来求出第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息。
使用针对第一涡电流传感器求出的对应信息(已述的近似式)，并根据第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚。根据第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息而求出表示第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息之间的关系并表示第二涡电流传感器210的膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息(已述的近似式)。
接着，对使用一张基板W的校准方法进行说明。在图17示出使用一张基板W的方法的流程图。准备的一张基板W是膜厚为t的基板W。通过使用一张基板W，与准备两张以上的具有金属膜的基板W的情况相比，能够减少制作金属膜的劳力和时间。
在本图的方法中，利用膜厚测定器54事先测定作为第一膜厚的基板W的膜厚t。在利用膜厚测定器54测定了基板W的膜厚之后，在特定的膜厚下结束研磨而并非将基板W切削至
Figure BDA0002127763080000251
制作与图15中的膜厚t在三张之中为中间(第二膜厚)以及最小(第三膜厚)的基板W相当的基板W。利用涡电流传感器210测定膜厚t为中间和最小的基板W，取得倒数Ta。然后，利用膜厚测定器54测定膜厚t。根据所得到的膜厚和倒数Ta而求出已述的近似式，从而完成校准。
此外，不是用于将最大膜厚的基板W切削至
Figure BDA0002127763080000252
而是用于在特定的膜厚下结束研磨的研磨控制，也可以使用关于涡电流传感器210的上次的校准结果来进行。在没有上次的校准结果的数据时，也可以挪用类似的关于涡电流传感器210的数据来进行研磨的控制。
通过图17的流程图来具体说明上述的工序。在步骤40中，准备具有已知的第一膜厚的第一基板。在步骤S40中，通过设置在基板处理装置1000外部的膜厚测定器54来测定第一膜厚。所得到的膜厚储存在膜厚算出部238中(步骤S58)。具体而言，例如，用户从未图示的输入部(或者经由通信线路自动地)输入到膜厚算出部238。也可以由用户(或者经由通信线路自动地)使其存储于第一研磨单元300A的存储部。
在步骤S42中，在第一研磨单元300A设置具有第一膜厚的第一基板W，再通过“水抛光”并利用涡电流传感器210来进行测定。如已述那样在角度算出部234和膜厚算出部238中对测定结果进行处理，并将根据进行了测定时的传感器的输出而得到的倒数Ta(第一膜厚信息：Thickness_Max)存储于膜厚算出部238内(步骤S58)。
在步骤S44中，使用浆料进行研磨。研磨例如进行至膜厚变为第二膜厚为止而停止研磨。研磨的控制也可以是研磨规定时间的方法或者如已述那样使用上次的校准结果来检测膜厚的方法。通过研磨，得到具有第二膜厚的第二基板W。
在步骤S46中，通过“水抛光”利用涡电流传感器210来进行测定。如已述那样在角度算出部234和膜厚算出部238中对测定结果进行处理，将根据进行了测定时的传感器的输出而得到的倒数Ta(第二膜厚信息：Thickness_mid)存储于膜厚算出部238内(步骤S58)。在步骤S48中，通过设置于基板处理装置1000外部的膜厚测定器54来测定第二膜厚。所得到的膜厚储存在膜厚算出部238中(步骤S58)。
在步骤S50中，使用浆料进行研磨。研磨例如进行至膜厚变为第三膜厚为止而停止研磨。研磨的控制也可以是研磨规定时间的方法或者如已述那样使用上次的校准结果来检测膜厚的方法。通过研磨，得到具有第三膜厚的第三基板W。
在步骤S52中，通过“水抛光”并利用涡电流传感器210来进行测定。如已述那样在角度算出部234和膜厚算出部238中对测定结果进行处理，并将根据进行了测定时的传感器的输出而得到的倒数Ta(第三膜厚信息：Thickness_mid)存储于膜厚算出部238内(步骤S58)。在步骤S54中，通过设置于基板处理装置1000外部的膜厚测定器54来测定第二膜厚。所得到的膜厚储存在膜厚算出部238中(步骤S58)。
在步骤S56中，膜厚算出部238根据第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息(倒数Ta)而求出表示第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息。具体而言，在图14或图15中算出通过坐标点(0，0)、(Thickness_mid，Ta_mid)、(Thickness_max，Ta_max)这三点的已述的两个近似式中的任意一者或两者的系数A、B。此外，在本实施方式中，系数C为“0”。
图17的方法进行另一种表达，为一种校准方法，该校准方法的特征在于，具有以下工序：
利用第一涡电流传感器210来测量基板W，根据第一涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第一膜厚信息(步骤S42)的工序；
在对基板W进行研磨而得到具有第二膜厚的基板W之后，利用第一涡电流传感器210来测量基板W，根据第一涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第二膜厚信息的工序(步骤S46)；
通过膜厚测定器测定具有第二膜厚的基板的膜厚，进而求出第二膜厚的工序(步骤S48)；
在对具有第二膜厚的基板进行研磨而得到具有第三膜厚的基板W之后，利用第一涡电流传感器210来测量基板W，根据第一涡电流传感器210的输出的阻抗分量而求出第三膜厚信息的工序(步骤S52)；
通过膜厚测定器测定具有第三膜厚的基板的膜厚，进而求出第三膜厚的工序(步骤S54)；以及
根据第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息而求出表示第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息的工序(步骤S56)。
接着，对在使用一张基板W的校准方法中在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下的校准进行说明。在该情况下，作为第一方法，对多个涡电流传感器210同时进行图17所示的校准。即，是一种用相同的一张基板W针对每个传感器同时实施校准的方法。
作为第二方法，在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下用同一基板W实施校准，但以所选择的一个以上的涡电流传感器210为基准，将其他涡电流传感器210的校准结果与作为基准的涡电流传感器210进行对照。在该情况下，能够校正传感器间的误差。
第二方法的目的在于解决已述的课题，即是减少在一个研磨台320A搭载了多个涡电流传感器210的情况下涡电流传感器210之间的校准误差。
为了解决本课题，对于成为基准的第一涡电流传感器210实施图17的校准。即，将第一涡电流传感器210的校准位置处的膜厚输入到膜厚算出部238，如图17那样实施校准。在校准实施中，第一涡电流传感器210和第二涡电流传感器210分别进行测定，膜厚算出部238对各传感器取得倒数Ta。
此后，在成为基准的第一涡电流传感器210上实施校准计算，进而算出已述的近似式。膜厚算出部238利用成为基准的第一涡电流传感器210来计算与第二涡电流传感器210的测定位置对应的膜厚。为此，膜厚算出部238从用户获得与第二涡电流传感器210的测定位置相关的信息，或者根据研磨台320A和顶环330A的旋转信息而算出第二涡电流传感器210的测定位置。使用利用成为基准的第一涡电流传感器210而计算出的膜厚和第二涡电流传感器210自身测定出的倒数Ta，来算出关于第二涡电流传感器210的已述的近似式。
具体而言，第二方法如下这样进行。为了监视导电膜的膜厚而将第二涡电流传感器210设置于研磨台320A。对于具有第一膜厚的基板W，利用第二涡电流传感器210来测量基板W，并通过角度算出部234和膜厚算出部238来根据第二涡电流传感器210的输出的阻抗分量而求出第四膜厚信息。
对于具有第二膜厚的基板，利用第二涡电流传感器210来测量基板W，并通过角度算出部234和膜厚算出部238来根据第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第五膜厚信息。对于具有第三膜厚的基板W，利用第二涡电流传感器210来测量基板W，并通过角度算出部234和膜厚算出部238来根据第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第六膜厚信息。
对于具有第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚的各个基板W，在第二涡电流传感器210对基板W进行测量的基板W的位置处利用第一涡电流传感器210来测量基板W，求出第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息。通过膜厚算出部238来使用针对第一涡电流传感器210求出的对应信息(已述的近似式)并根据第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚。
通过膜厚算出部238来根据第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息而求出表示第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息之间的关系并表示第二涡电流传感器210的膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息(已述的近似式)。
接着，对如下的实施例进行说明：第一研磨单元300A具有温度传感器56和终点检测器241(温度修正部)，其中，该温度传感器56能够直接或间接地测定研磨中的基板W的温度，该终点检测器241能够使用测定出的温度来修正所求出的膜厚。第一研磨单元300A包括用于监测第一研磨单元300A内的温度的温度传感器56。在图2中，配置为对研磨垫310A或研磨垫310A上的基板W的温度进行监测。温度传感器56也可以为了测定基板W的温度而配置在顶环330A的内部。温度传感器56也可以为了监测研磨垫310A或基板W的表面的温度而与研磨垫310A或基板W的表面直接接触。温度传感器56也可以是非接触传感器(例如红外线传感器)。温度在测定膜厚时使用。
利用研磨垫310A的温度来修正膜厚计算的理由如下。对于基板W上的金属膜而言，当基板W的温度上升时，电导率降低。因此，在涡电流传感器210的正式测定时，基板W的温度一般比进行了校准时的温度上升，进而导致被误测定为比实际的膜厚薄。
通过用研磨垫310A的温度来修正误测定，从而能够算出正确的膜厚。终点检测器241通过以下的算式进行修正。
Thickness_adj＝Thickness×(1+k×[(T-Tcal)×α+T])/(1+k×Tcal) (A1)
在此，Thickness_adj：修正后的膜厚t
Thickness：修正前的膜厚t
T：研磨中的工作台温度
Tcal：对涡电流传感器210进行了校准时的研磨垫310A的温度
k：电阻率的温度系数(金属固有的值)
α：依存于第一研磨单元300A的系数
例如，在块体状态(即，具有一定程度大的体积的状态)的Cu的情况下k＝0.0044，在进行了校准时的温度为20℃的情况下，当金属膜在50℃的环境下测定膜厚时，膜厚变为1/1.121倍。即，上升10℃，被测定为变薄大约4％。
通过上述的(A1)式来修正膜厚计算的根据如下所述。
若将金属的温度为T时的膜厚设为Thickness1，则Thickness1由以下的算式表示。
Thickness1＝ρ(T)/Rs
在此，ρ(T)是金属的温度为T时的金属的导电率，
ρ(T)＝ρ0(1+kT) (A2)
ρ0是进行了校准时的温度下的金属的导电率
Rs是薄层电阻
在不进行温度修正的情况下，第一研磨单元300A具有校准时的温度下的近似式，因此膜厚计算用ρ(Tcal)进行。在此，Tcal是进行了校准时的金属的温度。
但是，在研磨中基板W的温度成为T的情况下，应使用ρ(T)算出膜厚。因此，能够用以下的算式进行修正。
Adjusted Thickness＝Calculated Thickness×ρ(T)÷ρ(Tcal)
在此，Adjusted Thickness：使用ρ(T)修正后的膜厚
Calculated Thickness：由近似式得到的修正前的膜厚
当用(A2)式并使用T来表示该式时，就为：
Adjusted Thickness1＝Calculated Thickness×(1+k×T)/(1+k×Tcal)
并且，研磨垫310A的温度基本上低于基板W的温度。为了修正为基板W的温度，追加依存于系统的系数α，以使得在Tcal时修正系数为1。其结果是，变为已述的(A1)式。
Thickness_adj＝Thickness×(1+k×[(T-Tcal)×α+T])/(1+k×Tcal) (A1)
接着，使用图18～图20来说明用于处理上述的第一研磨单元300A中的信息的结构的一例。但是，在图18～图20中简易地描画了第一研磨单元300A，省略了具体的结构(顶环330A、研磨垫310A等)。
图18是表示包括具有数据处理部94的控制部140A的第一研磨单元300A的一例的图。在数据处理部94可以搭载AI(Artificial Intelligence：人工智能)功能。数据处理部94可以是某些硬件，也可以是例如存储在存储介质中的程序。在图18中，描绘成数据处理部94是与控制部140A的其他要素独立的要素，但数据处理部94也可以存储于例如控制部140A所具备的存储设备(未图示)并由控制部140A的处理器(未图示)控制。数据处理部94构成为进行例如研磨轮廓的生成及取得、控制参数的更新，以及使实际主力信号成为学习数据的反馈等需要图像处理以及大规模计算的处理。图18的结构具有能够使第一研磨单元300A单独(独立地)动作的优点。
图19是表示经由路由器96而与云(或雾)97连接的第一研磨单元300A的一例的图。路由器96是用于连接控制部140B与云97的装置。路由器96也能够称为“具有网关功能的装置”。云97是指通过因特网等计算机网络提供的计算机资源。另外，在路由器96与云97之间的连接为局域网的情况下，云有时也称为雾97。例如在将散布于地球上的多个工厂连接时使用云97、在某特定的工厂内构建网络的情况下使用雾97为好。雾97可以还与外部的雾或云连接。在图19中，将控制部140与路由器96有线连接，将路由器96与云(或雾)97有线连接。但是，各连接也可以是无线连接。在云97上连接有多个第一研磨单元300A(未图示)。多个第一研磨单元300A各自经由路由器96而与云97连接。各第一研磨单元300A所得到的数据(来自涡电流传感器210的膜厚数据，或者其他任意的信息)被集成于云96中。另外，图19的云96也可以具有AI功能，数据的处理在云96中进行。但是，处理也可以部分地由控制部140B进行。图19的结构具有能够根据所集成的大量的数据来控制第一研磨单元300A这样的优点。
图20是表示经由具有边缘计算功能的路由器96A而与云(或雾)97连接的第一研磨单元300A的一例的图。图20的云97也与多个第一研磨单元300A连接(未图示)。图20的多个第一研磨单元300A各自经由路由器96A而与云97连接。但是，路由器中的几个可以不具有边缘计算功能(路由器中的几个也可以是图19的路由器96)。在路由器96A设置有控制部96B。但是，在图20中，仅代表性地在一个路由器96A图示了控制部96B。而且，可以在路由器96A搭载AI功能。控制部96B及路由器96A的AI功能能够在第一研磨单元300A的附近处理从第一研磨单元300A的控制部140C得到的数据。此外，这里所说的附近，是指网络上的距离的用语，而不是意味着物理上的距离的用语。但是，大多是若网络上的距离近则物理上的距离也近。因此，如果路由器96A中的运算速度和云97中的运算速度为相同程度，则路由器96A中的处理比云97中的处理更高速。即使在两者的运算速度存在差异的情况下，从控制部140C发送的信息到达路由器96A的速度也比从控制部140C发送的信息到达云97的速度快。
图20的路由器96A、更具体而言是路由器96A的控制部96B仅对应处理的数据中的需要高速处理的数据进行处理。路由器96A的控制部96B将不需要高速处理的数据发送到云97。图20的结构具有能够兼顾在第一研磨单元300A附近处的高速处理和基于所集成的数据进行的控制这样的优点。
以上，对本发明的实施方式的例子进行了说明，但上述的发明的实施方式只是为了便于理解本发明，并不限定本发明。显而易见，本发明能够不脱离其主旨地进行变更、改良，并且本发明包含其等同物。另外，在能够解决上述课题的至少一部分的范围或者实现效果的至少一部的范围中，能够进行要求保护的范围以及说明书所记载的各构成要素的任意的组合或者省略。

Claims (11)

1.一种研磨装置，其特征在于，具备：
研磨台，该研磨台具有研磨面并能够旋转；
顶环，该顶环能够将作为研磨对象的基板按压于所述研磨面而对所述基板上的导电膜进行研磨；
涡电流传感器，该涡电流传感器设置于所述研磨台；以及
监控装置，该监控装置能够根据所述涡电流传感器的输出来监视所述导电膜的膜厚，
所述涡电流传感器的输出包含阻抗分量，
所述监控装置能够根据所述阻抗分量而求出膜厚信息，并使用表示所述膜厚信息与所述膜厚之间的非线性关系的对应信息来根据所述膜厚信息而求出所述膜厚，
所述膜厚信息是阻抗角的正切的倒数，该阻抗角是在使所述阻抗分量的电阻分量和电抗分量分别与具有两个正交坐标轴的坐标系的各轴对应时连接与所述阻抗分量对应的所述坐标系上的点和规定的基准点的直线与规定的直线所成的角度。
2.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述对应信息包含表示所述膜厚为所述倒数的二次函数的信息。
3.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述对应信息包含表示所述膜厚为所述倒数的指数函数的信息。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的研磨装置，其特征在于，所述研磨装置具有：
温度传感器，该温度传感器能够直接或间接地测定研磨中的所述基板的温度；以及
温度修正部，该温度修正部能够使用测定出的所述温度来对所求出的所述膜厚进行修正。
5.一种校准方法，是第一涡电流传感器的校准方法，该第一涡电流传感器为了在将作为研磨对象的基板按压于研磨台的研磨面来对所述基板上的导电膜进行研磨时监视导电膜的膜厚而设置于所述研磨台，所述校准方法的特征在于，具有以下工序：
准备至少三张基板的工序，在该工序中，至少三张所述基板是具有第一膜厚的第一基板、具有第二膜厚的第二基板、具有第三膜厚的第三基板，所述第一膜厚、所述第二膜厚、所述第三膜厚彼此不同；
针对所述第一基板、第二基板、第三基板中的每一个，利用所述第一涡电流传感器测量所述第一基板、第二基板、第三基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息的工序；以及
根据至少所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和至少所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息，求出表示所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息的工序。
6.根据权利要求5所述的校准方法，其特征在于，具有以下工序：
为了监视所述导电膜的膜厚而将第二涡电流传感器设置于所述研磨台的工序；
针对所述第一基板、第二基板、第三基板中的每一个，利用所述第二涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板、第三基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息的工序；
针对所述第一基板、第二基板、第三基板中的每一个，在所述第二涡电流传感器进行测量的所述第一基板的位置、第二基板的位置、第三基板的位置处利用所述第一涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板、第三基板，进而求出第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息的工序；
使用针对所述第一涡电流传感器求出的所述对应信息根据所述第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚的工序；以及
根据至少所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和至少所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息，求出表示所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息之间的关系并表示所述第二涡电流传感器的膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息的工序。
7.一种校准方法，是第一涡电流传感器的校准方法，该第一涡电流传感器为了在将作为研磨对象的基板按压于研磨台的研磨面来对所述基板上的导电膜进行研磨时监视导电膜的膜厚而设置于所述研磨台，所述校准方法的特征在于，具有以下工序：
准备至少一张具有第一膜厚的第一基板和至少一张具有第二膜厚的第二基板的工序，在该工序中，所述第一膜厚和所述第二膜厚彼此不同；
针对所述第一基板、第二基板中的每一个，利用所述第一涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第一膜厚信息、第二膜厚信息的工序；
在对所述第二基板进行研磨而得到具有第三膜厚的所述第二基板之后，利用所述第一涡电流传感器来测量所述第二基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第三膜厚信息的工序；
利用膜厚测定器来测定研磨后的所述第二基板的膜厚，进而求出所述第三膜厚的工序；以及
根据至少所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和至少所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息，求出表示所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息的工序。
8.根据权利要求7所述的校准方法，其特征在于，具有以下工序：
为了监视所述导电膜的膜厚而将第二涡电流传感器设置于所述研磨台的工序；
针对所述第一基板和研磨前的所述第二基板中的每一个，利用所述第二涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第四膜厚信息、第五膜厚信息的工序；
针对研磨后的所述第二基板，利用所述第二涡电流传感器来测量所述第二基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第六膜厚信息的工序；
针对所述第一基板和具有第二膜厚、第三膜厚的所述第二基板中的每一个，在所述第二涡电流传感器对所述第一基板、第二基板进行测量的所述第一基板的位置、第二基板的位置处利用所述第一涡电流传感器来测量所述第一基板、第二基板，求出第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息的工序；
使用针对所述第一涡电流传感器求出的所述对应信息根据所述第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚的工序；以及
根据至少所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和至少所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息，求出表示所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息之间的关系并表示所述第二涡电流传感器的膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息的工序。
9.一种校准方法，是第一涡电流传感器的校准方法，该第一涡电流传感器为了在将作为研磨对象的基板按压于研磨台的研磨面来对所述基板上的导电膜进行研磨时监视导电膜的膜厚而设置于所述研磨台，所述校准方法的特征在于，具有以下工序：
准备至少一张具有第一膜厚的基板的工序；
针对所述基板，利用所述第一涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第一膜厚信息的工序；
在对所述基板进行研磨而得到具有第二膜厚的所述基板之后，利用所述第一涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第二膜厚信息的工序；
利用膜厚测定器来测定具有所述第二膜厚的所述基板的膜厚，求出所述第二膜厚的工序；
在对具有所述第二膜厚的所述基板进行研磨而得到具有第三膜厚的所述基板之后，利用所述第一涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第一涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第三膜厚信息的工序；
利用所述膜厚测定器测定具有所述第三膜厚的所述基板的膜厚，求出所述第三膜厚的工序；以及
根据至少所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚和至少所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息，求出表示所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚与对应的所述第一膜厚信息、第二膜厚信息、第三膜厚信息之间的非线性关系的对应信息的工序。
10.根据权利要求9所述的校准方法，其特征在于，具有以下工序：
为了监视所述导电膜的膜厚而将第二涡电流传感器设置于所述研磨台的工序；
针对具有所述第一膜厚的所述基板，利用所述第二涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量而求出第四膜厚信息的工序；
针对具有所述第二膜厚的所述基板，利用所述第二涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量来求出第五膜厚信息的工序；
针对具有所述第三膜厚的所述基板，利用所述第二涡电流传感器来测量所述基板，根据所述第二涡电流传感器的输出的阻抗分量求出第六膜厚信息的工序；
针对具有所述第一膜厚、第二膜厚、第三膜厚的所述基板中的每一个，在所述第二涡电流传感器对所述基板进行测量的所述基板的位置处利用所述第一涡电流传感器来测量所述基板，求出第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息的工序；
使用针对所述第一涡电流传感器求出的所述对应信息，根据所述第七膜厚信息、第八膜厚信息、第九膜厚信息而算出第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚的工序；以及
根据至少所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚和至少所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息，求出表示所述第四膜厚、第五膜厚、第六膜厚与对应的所述第四膜厚信息、第五膜厚信息、第六膜厚信息之间的关系并表示所述第二涡电流传感器的膜厚信息与膜厚之间的非线性关系的对应信息的工序。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的校准方法，其特征在于，
所述第一膜厚实质上为0mm。
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