本发明涉及对晶片等基板进行研磨的方法及装置，尤其是，涉及如下的方法和装置：在基板的研磨中取得包括基板的中心部及边缘部在内的基板的表面上的膜厚分布，并基于得到的膜厚分布控制施加于基板的研磨压力，及/或检测研磨终点。
背景技术：
近年来，半导体设备的微细化发展至配线宽度小于10nm的阶段，随之关于膜厚也需要纳米级别的严密的管理。一般的研磨终点检测系统利用设置于研磨台的一个膜厚传感器测定晶片的膜厚，基于膜厚的测定值来检测研磨终点。然而，研磨终点检测的分辨率相当于研磨台每旋转一次的研磨量，对于高精度地检测研磨终点而言不充分。
因此，如专利文献1所公开的那样，有通过在研磨台上设置多个膜厚传感器，来提高研磨台每旋转一次的研磨终点检测的分辨率的技术。根据该技术，不仅能够提高研磨终点的精度，而且能够提高晶片研磨中的膜厚控制精度。即，在晶片的研磨中取得包含晶片的中心部及边缘部在内的晶片整面的膜厚分布，并基于得到的膜厚分布控制对于晶片的研磨压力，由此能够提高晶片面内的膜厚均匀性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-138442号公报
发明要解决的课题
最近，要求精密地控制晶片研磨中的膜厚轮廓。尤其是，晶片的边缘部的膜厚伴随着距晶片中心的半径方向上的距离而比较大地变化，要求控制对于边缘部内的更细致的区域的研磨压力。为了响应这样的要求，通过提高膜厚测定的空间分辨率而精密地测定膜厚分布这一点较为重要。为了提高膜厚测定的空间分辨率的一个解决方案是缩短膜厚传感器的测定周期。然而，若缩短膜厚传感器的测定周期，则研磨台每旋转一次的测定数据量增大，导致数据通信量及计算负荷增加。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是提供一种能够在不改变膜厚传感器的测定周期且不增大测定数据量的情况下，提高膜厚测定的空间分辨率的研磨方法及研磨装置。
用于解决课题的手段
本发明的一实施方式是研磨方法，其中，使配置于距研磨台的中心相同的距离处的第一膜厚传感器及第二膜厚传感器与所述研磨台一起旋转，一边通过研磨头将基板按压于旋转的所述研磨台上的研磨垫而对该基板的表面进行研磨，一边由所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器生成表示所述基板的表面上的、距所述基板的中心的距离不同的测定点处的膜厚的信号值，基于所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器生成的信号值，控制从所述研磨头施加于所述基板的研磨压力。
本发明的优选的实施方式中，还包括如下工序：
在所述研磨台的第n次旋转内的第一时点取得所述第一膜厚传感器所生成的信号值，取得在所述研磨台的第n次旋转中所述第二膜厚传感器所生成的最新的信号值和在所述研磨台的第n-1次旋转中所述第二膜厚传感器所生成的上一次的信号值，根据所述最新的信号值和所述上一次的信号值来计算相当于所述第一时点时的所述第二膜厚传感器的信号值的插值信号值，基于所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器所生成的信号值，控制从所述研磨头施加于所述基板的研磨压力的工序是如下工序：基于在所述第一时点时所述第一膜厚传感器所生成的信号值及所述插值信号值，控制从所述研磨头施加于所述基板的研磨压力。
本发明的优选的实施方式中，所述插值信号值是所述最新的信号值与所述上一次的信号值的加权平均值。
本发明的优选的实施方式中，当将从所述研磨台的中心延伸至所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器的两条直线所呈的角度设为θ、将所述最新的信号值设为s2a、将所述上一次的信号值设为s2b、将所述插值信号值设为wa时，所述插值信号值通过如下数学式获得：wa＝s2a×((360-θ)/360)+s2b×(θ/360)。
本发明的优选的实施方式中，使用所述第一膜厚传感器所生成的信号值及所述插值信号值来生成膜厚轮廓。
本发明的优选的实施方式中，基于所述第一膜厚传感器所生成的信号值及所述插值信号值来确定所述基板的研磨终点。
本发明的优选的实施方式中，在所述第一膜厚传感器的信号值及所述插值信号值中的任一个达到了目标值时，使所述基板的研磨停止。
本发明的优选的实施方式中，在由所述第一膜厚传感器的信号值换算得到的膜厚值及由所述插值信号值换算得到的膜厚值中的任一个达到了目标值时，使所述基板的研磨停止。
本发明的一实施方式是研磨装置，其中，具备：研磨台，所述研磨台用于支承研磨垫；
研磨头，所述研磨头将基板按压于所述研磨垫而对所述基板进行研磨；第一膜厚传感器及第二膜厚传感器，所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器设置于所述研磨台，且配置于距所述研磨台的中心相同的距离处；传感器控制部，所述传感器控制部向所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器发送触发信号而使所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器生成表示所述基板的表面上的、距所述基板的中心的距离不同的测定点处的膜厚的信号值；及数据处理部，所述数据处理部从所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器接收所述信号值，并基于所述信号值确定从所述研磨头施加于所述基板的研磨压力的目标值。
本发明的优选的实施方式中，所述研磨装置还具备检测所述研磨台的旋转位置的台旋转位置检测器，所述传感器控制部基于从所述台旋转位置检测器发送来的所述研磨台的旋转位置信号和所述研磨台的旋转速度，确定向所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器发送触发信号的时刻，在确定了的所述时刻向所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器发送所述触发信号而使所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器生成表示所述基板的表面上的、距所述基板的中心的距离不同的测定点处的膜厚的信号值。
本发明的优选的实施方式中，所述研磨装置还具备动作控制部，所述动作控制部基于所述研磨压力的目标值，控制从所述研磨头施加于所述基板的研磨压力。
本发明的优选的实施方式中，所述数据处理部构成为，取得在所述研磨台的第n次旋转内的第一时点时所述第一膜厚传感器所生成的信号值，取得在所述研磨台的第n次旋转中所述第二膜厚传感器所生成的最新的信号值和在所述研磨台的第n-1次旋转中所述第二膜厚传感器所生成的上一次的信号值，根据所述最新的信号值和所述上一次的信号值计算相当于所述第一时点时的所述第二膜厚传感器的信号值的插值信号值，基于在所述第一时点时所述第一膜厚传感器所生成的信号值及所述插值信号值，确定从所述研磨头施加于所述基板的研磨压力的目标值。
本发明的优选的实施方式中，当将从所述研磨台的中心延伸至所述第一膜厚传感器及所述第二膜厚传感器的两条直线所呈的角度设为θ、将所述最新的信号值设为s2a、将所述上一次的信号值设为s2b、将所述插值信号值设为wa时，所述数据处理部在内部预先存储有如下所示的数学式：wa＝s2a×((360-θ)/360)+s2b×(θ/360)。
本发明的优选的实施方式中，所述数据处理部构成为使用所述第一膜厚传感器所生成的信号值及所述插值信号值来生成膜厚轮廓。
本发明的优选的实施方式中，所述数据处理部构成为基于所述第一膜厚传感器所生成的信号值及所述插值信号值来确定所述基板的研磨终点。
发明效果
根据本发明，第一膜厚传感器及第二膜厚传感器的测定点距基板中心的距离不同，因此能够在不改变膜厚测定周期且不增加研磨台每旋转一次得到的信号值的数量的情况下提高膜厚测定的空间分辨率。此外，根据本发明，根据研磨台的第n次旋转时获得的最新的信号值和研磨台的第n-1次旋转时获得的上一次的信号值计算第二膜厚传感器的插值信号值。该插值信号值相当于与第一膜厚传感器的信号值在同一时点生成的第二膜厚传感器的信号值。因此，能够使用第一膜厚传感器的信号值及插值信号值，生成准确且精密的膜厚轮廓。其结果是，能够基于膜厚轮廓对基板赋予适当的研磨压力，并且能够基于膜厚轮廓准确地确定研磨终点。
附图说明
图1是表示研磨装置的一实施方式的示意图。
图2是表示图1所示的数据处理部、动作控制部、传感器控制部由一台计算机构成的一实施方式的示意图。
图3是研磨头的剖视图。
图4是表示设置在研磨台内的第一膜厚传感器、第二膜厚传感器及第三膜厚传感器的配置的俯视图。
图5是表示第一膜厚传感器、第二膜厚传感器及第三膜厚传感器的轨迹及测定点的图。
图6是使图5所示的三个轨迹重合而生成一个轨迹，并在该一个轨迹上排列第一膜厚传感器、第二膜厚传感器及第三膜厚传感器的测定点的图。
图7是表示伴随着研磨台的旋转的各测定点处的信号值的变化的曲线图。
图8是表示按照以往的研磨方法的伴随着研磨台的旋转的各测定点处的信号值的变化的曲线图。
图9是表示图7所示的曲线图的一部分的放大图。
符号说明
1研磨头
2研磨垫
2a研磨面
3研磨台
5研磨液供给喷嘴
6台电机
7a、7b、7c膜厚传感器
9计算机
9a数据处理部
9b动作控制部
9c传感器控制部
11研磨头轴
15头臂
19台旋转位置检测器
20传感器目标
21接近传感器
23电机驱动器
31头主体
32挡环
34薄膜(弹性膜)
36薄膜(滚动膜片)
40旋转接头
c1、c2、c3、c4、c5压力室
f1、f2、f3、f4、f5气体运送线路
r1、r2、r3、r4、r5压力调节器
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示研磨装置的一实施方式的示意图。如图1所示：研磨装置具备：研磨台3，研磨台3支承研磨垫2；研磨头1，研磨头1将作为基板的一例的晶片w向研磨垫2按压；台电机6，台电机6使研磨台3旋转；及研磨液供给喷嘴5，研磨液供给喷嘴5用于向研磨垫2上供给研磨液(浆料)。研磨垫2的表面构成对晶片w进行研磨的研磨面2a。研磨台3连结于台电机6，构成为使研磨台3及研磨垫2一体地旋转。研磨头1固定于研磨头轴11的端部，研磨头轴11以能够旋转的方式支承于头臂15。
晶片w以如下方式被研磨。一边使研磨台3及研磨头1向图1中的箭头所示的方向旋转，一边从研磨液供给喷嘴5向研磨台3上的研磨垫2的研磨面2a供给研磨液。晶片w一边通过研磨头1而旋转，一边在研磨垫2与晶片w之间存在有研磨液的状态下被按压于研磨垫2的研磨面2a。晶片w的表面通过研磨液的化学作用和研磨液所包含的磨粒的机械作用而被研磨。
在研磨台3内配置有三个膜厚传感器7a、7b、7c。膜厚传感器7a、7b、7c是生成表示晶片w的表面上的规定的测定点处的膜厚的信号值的传感器。膜厚传感器7a、7b、7c与研磨台3及研磨垫2一起一体地旋转。膜厚传感器7a、7b、7c的位置是研磨台3及研磨垫2每旋转一次时横穿研磨垫2上的晶片w的表面(即作为被研磨面的下表面)的位置。膜厚传感器7a、7b、7c一边横穿晶片w的表面一边生成信号值。膜厚传感器7a、7b、7c与数据处理部9a连接，从膜厚传感器7a、7b、7c输出的信号值被发送至数据处理部9a。
研磨装置还具备动作控制部9b，动作控制部9b控制研磨头1、研磨台3及研磨液供给喷嘴5的动作。此外，研磨装置具备控制膜厚传感器7a、7b、7c的动作的传感器控制部9c。膜厚传感器7a、7b、7c与传感器控制部9c连接。动作控制部9b与数据处理部9a连接，传感器控制部9c与动作控制部9b连接。数据处理部9a、动作控制部9b、传感器控制部9c能够分别由通用或专用的计算机构成。或者，也可以如图2所示的一实施方式那样，由一台通用或专用的计算机9构成数据处理部9a、动作控制部9b、传感器控制部9c。
动作控制部9b向传感器控制部9c发送测定开始信号及测定条件信息。当接收到测定开始信号时，传感器控制部9c在研磨台3每旋转一次时，向膜厚传感器7a、7b、7c分别发送触发信号。膜厚传感器7a、7b、7c在接收到了触发信号时，生成上述信号值。向各膜厚传感器发送的触发信号的发送周期与包含于测定条件信息的测定周期相当。即，传感器控制部9c以包含于测定条件信息的测定周期生成触发信号，将触发信号连续地向各膜厚传感器发送。
传感器控制部9c基于从台旋转位置检测器19发送来的研磨台3的旋转位置信号和研磨台3的旋转速度，确定向膜厚传感器7a、7b、7c发送触发信号的时刻。传感器控制部9c在确定了的时刻向膜厚传感器7a、7b、7c发送触发信号。更具体而言，传感器控制部9c在不同的时刻向膜厚传感器7a、7b、7c发送触发信号。因此，研磨台3每旋转一次时，膜厚传感器7a、7b、7c横穿晶片w的表面并在不同的时刻生成上述信号值。
台旋转位置检测器19由固定于研磨台3的传感器目标20和配置于研磨台3的侧方的接近传感器21的组合构成。传感器目标20与研磨台3一起旋转，另一方面，接近传感器21的位置固定。接近传感器21当感知到传感器目标20时，向传感器控制部9c发送研磨台3的旋转位置信号。传感器控制部9c能够基于研磨台3的旋转位置信号和研磨台3的旋转速度而计算出研磨台3的当前的旋转位置。在一实施方式中，台旋转位置检测器19也可以由台电机6的电机驱动器23构成。
在本实施方式中，三个膜厚传感器7a、7b、7c在研磨台3的中心o的周围等间隔地配置。膜厚传感器7a、7b、7c距研磨台3的中心o的距离相同。因此，伴随着研磨台3的旋转，膜厚传感器7a、7b、7c在相同的轨道p上移动，并横穿晶片w的表面。在晶片w的研磨中，研磨头1及研磨台3分别旋转，但研磨头1相对于研磨台3的相对位置固定。
在一实施方式中，也可以仅将两个膜厚传感器设置在研磨台3的中心o的周围，或者也可以在研磨台3的中心o的周围设置四个以上的膜厚传感器。多个膜厚传感器优选的是在研磨台3的中心o的周围等间隔地配置，但也可以不是等间隔。
接着，对研磨头1进行说明。图3是表示研磨头1的剖视图。研磨头1具备：头主体31，头主体31固定于研磨头轴11的端部；薄膜(弹性膜)34，薄膜(弹性膜)34安装于头主体31的下部；及挡环32，挡环32配置于头主体31的下方。挡环32是配置于薄膜34的周围，为了避免在晶片w的研磨中晶片w从研磨头1飞出而保持晶片w的环状的构造体。
在薄膜34与头主体31之间设有四个压力室c1、c2、c3、c4。压力室c1、c2、c3、c4由薄膜34和头主体31形成。中央的压力室c1为圆形，其他压力室c2、c3、c4为环状。这些压力室c1、c2、c3、c4排列在同心上。
压力室c1、c2、c3、c4分别连接有气体运送线路f1、f2、f3、f4。气体运送线路f1、f2、f3、f4的一端与压缩气体供给源(未图示)连接，在设置有研磨装置的工厂设置作为设备的压缩气体供给源。压缩空气等压缩气体通过气体运送线路f1、f2、f3、f4而向压力室c1、c2、c3、c4分别供给。
与压力室c3连通的气体运送线路f3连接于未图示的真空线路，在压力室c3内能够形成真空。在构成压力室c3的薄膜34的部位形成有开口，通过在压力室c3中形成真空，从而晶片w被吸附保持于研磨头1。另外，通过向该压力室c3供给压缩气体，而从研磨头1释放晶片w。
在头主体31与挡环32之间配置有环状的薄膜(滚动膜片)36，在该薄膜36的内部形成有压力室c5。压力室c5经由气体运送线路f5而与上述压缩气体供给源连结。压缩气体通过气体运送线路f5而向压力室c5内供给，压力室c5将挡环32向研磨垫2按压。
气体运送线路f1、f2、f3、f4、f5经由安装于研磨头轴11的旋转接头40而延伸。在与压力室c1、c2、c3、c4、c5连通的气体运送线路f1、f2、f3、f4、f5分别设有压力调节器r1、r2、r3、r4、r5。来自压缩气体供给源的压缩气体通过压力调节器r1～r5而分别独立地向压力室c1～c5内供给。压力调节器r1～r5构成为调节压力室c1～c5内的压缩气体的压力。
压力调节器r1～r5能够使压力室c1～c5的内部压力相互独立地变化，由此，能够独立地调节对于晶片w的对应的四个区域，即中央部、内侧中间部、外侧中间部及边缘部的研磨压力及挡环32对于研磨垫2的按压力。气体运送线路f1、f2、f3、f4、f5也分别与大气开放阀(未图示)连接，也能够使压力室c1～c5大气开放。在本实施方式中，薄膜34形成四个压力室c1～c4，但在一实施方式中，也可以是薄膜34形成比四个少或比四个多的压力室。
数据处理部9a(参照图1及图2)从膜厚传感器7a、7b、7c接收表示晶片w的膜厚的信号值，基于信号值确定用于达成目标膜厚轮廓的压力室c1～c5的目标压力值，并向动作控制部9b发送目标压力值。压力室c1～c4的目标压力值相当于从研磨头1向晶片w施加的研磨压力的目标值。另外，压力室c5的目标压力值相当于从挡环32向研磨垫2施加的按压力的目标值。压力调节器r1～r5与动作控制部9b连接。动作控制部9b将压力室c1～c5各自的目标压力值作为指令值向压力调节器r1～r5发送，压力调节器r1～r5动作，以使压力室c1～c5内的压力维持于对应的目标压力值。
研磨头1能够对晶片w的多个区域分别施加独立的研磨压力。例如，研磨头1能够将晶片w的表面的不同的区域以不同的研磨压力按压于研磨垫2的研磨面2a。因此，研磨头1能够控制晶片w的膜厚轮廓而达成设为目标的膜厚轮廓。
膜厚传感器7a、7b、7c是输出根据晶片w的膜厚而变化的信号值的传感器。信号值是直接或间接地表示膜厚的数值或数据(数值组)。膜厚传感器7a、7b、7c例如由光学式膜厚传感器或涡电流传感器构成。光学式膜厚传感器构成为向晶片w的表面照射光，按照各波长测定来自晶片w的反射光的强度，输出与波长建立了关联的反射光的强度。与波长建立了关联的反射光的强度是根据晶片w的膜厚而变化的信号值。涡电流传感器使形成于晶片w的导电膜产生涡电流，输出根据包含导电膜和涡电流传感器的线圈的电路的阻抗而变化的信号值。本实施方式所使用的光学式膜厚传感器及涡电流传感器能够使用公知的装置。
图4是表示设置于研磨台3内的第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c的配置的俯视图。在图4中，省略了研磨垫2的图示。附图标记θ表示从研磨台3的中心o延伸至第一膜厚传感器7a及第二膜厚传感器7b的两条直线所呈的角度。在本实施方式中，第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c在研磨台3的中心o的周围等间隔地配置，因此角度θ是120°。
如图4所示，第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c配置于距研磨台3的中心o相同的距离处，并且在研磨台3的周向上相互分离。因此，在研磨台3旋转时，第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c一边在相同的轨道p上移动，一边在不同的时刻扫描晶片w的表面。
图5是表示第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c的测定点的图。研磨头1与研磨台3以不同的旋转速度进行旋转。因此，第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c在晶片w上绘制不同的轨迹而生成表示在预先确定的多个测定点m1、m2、m3处的膜厚的信号值。即，研磨台3每旋转一次时，第一膜厚传感器7a生成表示在晶片w的表面上的预先确定的多个测定点m1处的膜厚的信号值。相同地，研磨台3每旋转一次时，第二膜厚传感器7b生成表示在晶片w的表面上的预先确定的多个测定点m2处的膜厚的信号值，第三膜厚传感器7c生成表示在晶片w的表面上的预先确定的多个测定点m3处的膜厚的信号值。测定点m1、m2、m3是晶片w的表面上的、距晶片w的中心的距离不同的测定点。
在晶片w的研磨中，研磨头1相对于研磨台3的相对位置固定，因此研磨台3每旋转一次时，第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c横穿晶片w的表面。更具体而言，研磨台3每旋转一次时，第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c一边横穿晶片w的表面，一边生成表示在距晶片w的中心的距离不同的测定点m1、m2、m3处的膜厚的信号值。数据处理部9a从膜厚传感器7a、7b、7c接收信号值，并对这些信号值进行处理。
数据处理部9a使图5所示的膜厚传感器7a、7b、7c的晶片w上的三个轨迹重合而形成一个轨迹，如图6所示，在该一个轨迹上排列测定点m1、m2、m3。从晶片w的中心到多个测定点m1的各个距离与从晶片w的中心到多个测定点m2的各个距离不同，此外与从晶片w的中心到多个测定点m3的各个距离也不同。因此，如图6所示，第一膜厚传感器7a的多个测定点m1、第二膜厚传感器7b的多个测定点m2及第三膜厚传感器7c的多个测定点m3依次排列，不会重复。
图7是表示伴随着研磨台3的旋转的各测定点m1、m2、m3处的信号值的变化的曲线图。第一膜厚传感器7a的信号值由黑色的四方形表示，第二膜厚传感器7b的信号值由黑色的圆表示，及第三膜厚传感器7c的信号值由黑色的三角形表示。由图7可知，伴随着研磨台3的旋转而晶片w的研磨进展，其结果是，表示膜厚的信号值发生变化。第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c生成表示在不重复的测定点、即在距晶片w的中心的距离不同的测定点m1、m2、m3(参照图5)处的膜厚的信号值。
图8是表示按照以往的研磨方法的伴随着研磨台3的旋转的各测定点处的信号值的变化的曲线图。在该现有例中，第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c生成表示在重复的测定点、即表示在相同的多个测定点处的膜厚的信号值。研磨台3每旋转一次时得到的信号值的数量与图7所示的实施方式相同，但研磨台3每旋转一次的膜厚的测定点的数量比图7所示的本实施方式少。
根据图7所示的本实施方式，多个(在本实施方式中为三个)膜厚传感器7a、7b、7c在研磨台3每旋转一次时，依次生成表示在距晶片w的中心的距离不同的测定点处的膜厚的信号值。因此，能够在不改变膜厚测定周期且不增加研磨台3每旋转一次得到的信号值的数量的情况下，提高膜厚测定的空间分辨率。
此外，在本实施方式中，如以下说明的那样，对第二膜厚传感器7b的信号值及第三膜厚传感器7c的信号值分别进行插值，生成相当于与第一膜厚传感器7a的信号值在同一时点生成的信号值的插值信号值。
图9是表示图7所示的曲线图的一部分的放大图。在晶片w的研磨中，即研磨台3旋转时，数据处理部9a取得在研磨台3的第n次的旋转内的第一时点t1由第一膜厚传感器7a生成的信号值s1，此外，取得在研磨台3的第n次的旋转中由第二膜厚传感器7b生成的最新的信号值s2a和在研磨台3的第n-1次的旋转中由第二膜厚传感器7b生成的上一次的信号值s2b。n是自然数(n≥1)。数据处理部9a根据最新的信号值s2a和上一次的信号值s2b来计算相当于第一时点t1时的第二膜厚传感器7b的信号值的插值信号值wa。
插值信号值是最新的信号值与上一次的信号值的加权平均值。更具体而言，插值信号值wa通过如下的数学式(1)获得。
【数学式1】
wa＝s2a×((360-θ)/360)+s2b×(θ/360)(1)
其中，θ表示从研磨台3的中心o延伸至第一膜厚传感器7a及第二膜厚传感器7b的两条直线所呈的角度。在本实施方式中，第一膜厚传感器7a、第二膜厚传感器7b及第三膜厚传感器7c在研磨台3的中心o周围等间隔地配置，因此角度θ是120°。角度θ越小，则第二膜厚传感器7b越接近第一膜厚传感器7a，加权平均值的权重越增加。
在数据处理部9a的内部预先存储有上述数学式(1)。数据处理部9a根据表示其他测定点处的膜厚的第二膜厚传感器7b的最新的信号值和上一次的信号值，相同地使用数学式(1)算出插值信号值(在图9中由白圆表示)。
相同地，在晶片w的研磨中，数据处理部9a取得在研磨台3的第n次的旋转中由第三膜厚传感器7c生成的最新的信号值s3a、在研磨台3的第n-1次的旋转中由第三膜厚传感器7c生成的上一次的信号值s3b。此外，数据处理部9a根据最新的信号值s3a和上一次的信号值s3b而计算出相当于第一时点t1时的第三膜厚传感器7c的信号值的插值信号值wa’(在图9中由白色的三角形表示)。插值信号值wa’能够在将上述数学式(1)中的s2a置换为s3a、将s2b置换为s3b的基础上，使用上述数学式(1)而算出。在本实施方式中，从研磨台3的中心o延伸至第一膜厚传感器7a及第三膜厚传感器7c的两条直线所呈的角度θ是240°。
插值信号值wa、wa’相当于与第一膜厚传感器7a的信号值s1在同一时点t1生成的信号值。因此，数据处理部9a能够使用第一膜厚传感器7a的信号值s1及插值信号值wa、wa’来准确且精密地生成膜厚轮廓。数据处理部9a基于第一膜厚传感器7a的信号值s1及插值信号值wa、wa’来确定用于达成目标膜厚轮廓的压力室c1～c5(参照图3)的目标压力值，并向动作控制部9b发送目标压力值。压力室c1～c4的目标压力值相当于从研磨头1施加于晶片w的研磨压力的目标值。另外，压力室c5的目标压力值相当于从挡环32施加于研磨垫2的按压力的目标值。动作控制部9b从数据处理部9a接收压力室c1～c5的目标压力值，基于压力室c1～c5的目标压力值来控制从研磨头1施加于晶片w的研磨压力及从挡环32施加于研磨垫2的按压力。在信号值s1、插值信号值wa、wa’间接地表示晶片w的膜厚的情况下，也可以是，数据处理部9a将第一膜厚传感器7a的信号值s1及插值信号值wa、wa’分别换算为膜厚值，根据膜厚值生成膜厚轮廓，基于膜厚值(或膜厚轮廓)来确定从研磨头1施加于晶片w的研磨压力的目标值及从挡环32施加于研磨垫2的按压力的目标值、即压力室c1～c5的目标压力值。
此外，数据处理部9a能够基于第一膜厚传感器7a的信号值s1及插值信号值wa、wa’来确定晶片w的研磨终点。例如，数据处理部9a确定第一膜厚传感器7a的信号值s1及插值信号值wa、wa’中的任一个达到了规定的目标值的时点即研磨终点。在信号值s1、插值信号值wa、wa’间接地表示膜厚的情况下，数据处理部9a将第一膜厚传感器7a的信号值s1及插值信号值wa、wa’分别换算为膜厚值，确定任一个膜厚值达到了规定的目标值的时点即研磨终点。数据处理部9a在确定了研磨终点时，生成研磨终点检测信号。数据处理部9a向动作控制部9b发送该研磨终点检测信号。动作控制部9b在接收到研磨终点检测信号时，向研磨头1发出指令而使晶片w的研磨动作停止。
为了防止晶片w的过度研磨，优选的是，第一膜厚传感器7a的信号值s1(或根据信号值s1换算的膜厚值)及插值信号值wa、wa’(或根据插值信号值wa、wa’换算的膜厚值)中的任一个达到了目标值时，迅速使晶片w的研磨停止。例如，数据处理部9a在第一膜厚传感器7a的信号值s1(或根据信号值s1换算的膜厚值)达到了目标值时生成研磨终点检测信号，在计算插值信号值wa、wa’之前向动作控制部9b发送研磨终点检测信号。动作控制部9b在接收到研磨终点检测信号时，向研磨头1发出指令而使晶片w的研磨动作。在其他例子中，数据处理部9a在插值信号值wa(或根据插值信号值wa换算的膜厚值)达到了目标值时生成研磨终点检测信号，在计算插值信号值wa’之前向动作控制部9b发送研磨终点检测信号。动作控制部9b在接收到研磨终点检测信号时，向研磨头1发出指令而使晶片w的研磨动作停止。只要进行这样的动作，就能够防止晶片w的过度研磨。
上述实施方式以具有本发明所属的技术领域的通常的知识的人能够实施本发明为目的而记载。上述实施方式的各种变形例，只要是本领域技术人员当然能够进行，本发明的技术思想也能够适用于其他实施方式。因此，本发明不限定于所记载实施方式，应在符合本发明所要求保护的保护范围所定义的技术思想的最大范围内进行解释。