CN1849198A - 抛光状态监测设备及使用其的抛光设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种能很容易掌握抛光进度的抛光状态监测设备。该抛光状态监测设备通过在扫描物体(12)的待抛光表面时在相隔预定间隔的每个采样点上获得表示该表面的状态的特征值来监测该表面的抛光进度。该设备包括能发射用于照射所述表面的光的发光装置(21)；以及用于接收从所述表面反射的光以产生特征值的计算单元(26)。然后，该设备获取从每次扫描期间的相同采样时刻上的采样点获得的特征值。这使得可以根据到所述表面中心的距离来监测抛光的进度。

Description

抛光状态监测设备及使用其的抛光设备
发明领域
本发明涉及一种用于测量待抛光物体例如半导体晶片的待抛光表面的特性值并确定抛光结束点时间的抛光状态监测设备以及具有该抛光状态监测设备的抛光设备。
发明背景
已知化学机械抛光(CMP)可以消除半导体晶片的表面的不规则性，从而使表面变平。在化学机械抛光的情况下，必须在待抛光膜例如层间绝缘膜变成所希望的厚度时完成抛光。而且，可能要求在除去待抛光膜并且基底停止膜或阻挡膜出现时完成抛光，如在STI(浅沟槽隔离)或铜布线膜的情况下就是这样。作为满足这些要求的装置，已知抛光状态监测设备，通过利用投光器件照射半导体晶片并根据从该晶片反射的光的强度检测待抛光表面的反射率的变化来检测化学机械抛光的结束点，以便防止过量抛光或抛光不充分。
为了检测化学机械抛光的结束点，可以使用单色光源例如半导体激光器或发光二极管(LED)从抛光表面反射的光的强度变化或者光学特性例如从抛光表面反射的白光的光谱反射率。此外，已知抛光状态监测设备通过使用半导体晶片的反射光的强度来计算晶片上的膜的厚度。
有些常规的抛光状态监测设备监测半导体晶片的抛光状态，例如，通过转盘每转一周就扫描半导体晶片表面一次并在每个扫描周期在多个点进行采样以便获得每个采样点(区域)的特征值，由此来测量特征值，例如厚度，在所述转盘上设置抛光材料。具体地讲，将通过对每个采样点上的半导体晶片表面的反射光的强度进行A/D转换获得的值作为特征值进行连续绘制(参见日本特许公开No.2001-284300)。在这种情况下，如果光源持续发光，同时照射光扫描晶片的表面，则反射强度代表沿着扫描线具有一定长度的区域。在下文中还将此称为扫描点。在图1(a)中，实线表示照射光在半导体晶片上的扫描轨迹，圆圈表示采样点。
在这种情况下，半导体晶片上的扫描轨迹对于每次扫描来说都是不同的，因为其上设置抛光材料的转盘的转速通常不同于固定晶片的顶环的转速。例如，如图1(b)所示，连续执行的三次扫描第一、第二和第三扫描是沿着不同的轨迹来进行的。当在每一扫描轨迹上进行17次采样时，点1-1、……、1-17、2-1、……、2-17以及3-1、……、3-17是采样点。
众所周知，在很多情况下，待抛光表面的外形变为相对于半导体晶片的旋转中心成大致轴对称的形状。在监测待抛光表面时，如果如图8所示那样对通过多次扫描获得的所有特征值进行机械设置，则监测每次扫描时的待抛光表面的抛光状态。然而，难以掌握在待抛光表面的具体位置(例如晶片中心)上的抛光状态，因为由于上述外形的影响而导致特征值在每次扫描操作中都改变。而且，存在由于每个采样点上的布线图案不同、每次采样的浆料状态不同和电噪声等影响而不能从特征值很容易地确定抛光进度的问题。
发明内容
本发明解决的问题
提出本发明是为了解决上述现有技术中的问题，因此本发明的目的是提供一种能容易地确定待抛光物体的抛光进度和容易地检测抛光结束点的抛光状态监测设备以及具有这种抛光状态监测设备的抛光设备。
解决该问题的手段
为了实现上述目的，权利要求1的发明提供一种抛光状态监测设备，用于在扫描物体的待抛光表面时在相隔预定间隔的每个采样点上获得表示该表面的状态的特征值，并通过进行多次扫描来监测该表面的抛光进度，所述设备包括：
发光单元，能够发射用于照射待抛光表面的光；以及
计算单元，用于控制特征值的采样时刻并接收该表面的反射光以产生特征值，
计算单元可用于监测在每次扫描的相同采样时刻从采样点获得的所产生的特征值的时间相关变化。
权利要求2的发明的特征在于计算单元根据从相同采样时刻上的至少一个预选采样点获得的特征值来检测抛光的结束点。
权利要求3的发明的特征在于相同采样时刻上的至少一个预选采样点是基本上对应于该表面中心的采样点。
权利要求4的发明的特征在于计算单元在相同采样时刻选择多个不同采样点，监测每个时间相关变化，并检测抛光的结束点。
权利要求5的发明的特征在于当相同采样时刻的多个不同采样点当中有特定数量的采样点达到抛光的结束点时，停止抛光。
权利要求6的发明的特征在于计算单元输出包括同一扫描期间的一个采样点的预定数量采样点的特征值的平均值，并监测该平均值的时间相关变化。
权利要求7的发明的特征在于计算单元输出包括在每次扫描的相同采样时刻期间的一个采样点的预定数量采样点的特征值的平均值，并监测该平均值的时间相关变化。
权利要求8的发明的特征在于包括如权利要求1至7中任一项所述的抛光状态监测设备的抛光设备。
权利要求9的发明提供一种抛光状态监测方法，用于在扫描物体的待抛光表面时在相隔预定间隔的每个采样点上获得表示该表面状态的特征值，并监测该表面的抛光进度，该方法包括以下步骤：
进行多次扫描；并且
监测在每次扫描期间从相同采样时刻上的采样点获得的特征值的时间相关变化。
权利要求10的发明的特征在于选择每次扫描的相同采样时刻的至少一个采样点并检测抛光的结束点。
权利要求11的发明的特征在于相同采样时刻的至少一个采样点是基本上对应于表面中心的采样点。
权利要求12的发明的特征在于选择在相同采样时刻的多个不同采样点并监测每个时间相关变化，以便检测抛光的结束点。
权利要求13的发明的特征在于当相同采样时刻的不同采样点当中有特定数量的采样点达到抛光的结束点时，停止抛光。
权利要求14的发明的特征在于输出包含同一扫描期间的一个采样点的预定数量采样点的特征值的平均值并监测该平均值的时间相关变化。
权利要求15的发明的特征在于输出包含每次扫描的相同采样时刻上的一个采样点的预定数量采样点的特征值的平均值并监测该平均值的时间相关变化。
权利要求16的发明提供一种抛光方法，其特征在于执行如权利要求9至15中任一项所述的抛光状态监测方法。
附图简述
图1(a)和图1(b)是示出扫描半导体晶片的待抛光表面的轨迹和采样点的示图；
图2是示意性地示出具有根据本发明的抛光状态监测设备的抛光设备的结构的示图；
图3是示出图2所示的抛光状态监测设备的另一光学测量装置的示图；
图4(a)是示意性地示出转盘、半导体晶片、邻近传感器和图2中的抛光设备的第一窗口之间的相互位置关系的示图；
图4(b)是示出半导体晶片的待抛光表面上的三个扫描轨迹和采样点的示图；
图5(a)是示出根据本发明表示从采样点获得的特征值的方法的说明图；
图5(b)是示出根据本发明处理从采样点获得的厚度值的结果的例子的曲线图；
图6(a)是示出根据本发明平均从采样点获得的厚度值的结果的例子的曲线图；
图6(b)是示出根据本发明的另一平均技术平均厚度值的结果的另一例子的曲线图；
图7是示出与不进行这种平均操作的情况相比进行根据本发明的平均操作的结果的曲线图；
图8是示出按照时间顺序排列在多个扫描期间获得的特征值的曲线图。
发明的最佳实施方式
下面参照附图详细说明根据本发明的抛光状态监测设备的实施例。在附图中，相同或相应的部件用相同的标记表示，并且下面省略了任何重复说明。
图2是示意性地示出具有根据本发明的抛光状态监测设备的抛光设备的整体结构的示图。在图2中，抛光设备1具有在其一侧上附着抛光布10的抛光转盘11，以及用于固定半导体晶片12从而使其挤压抛光布10的表面的顶环13。由顶环13的下表面来吸引并固定半导体晶片12。抛光布10面对半导体晶片12的表面14是利用摩擦力与半导体晶片12接触的抛光表面。在这种情况下，还可以使用研磨颗粒板来代替抛光布，所述研磨颗粒板是通过利用诸如树脂的粘合剂固化(solidify)诸如CeO2的细研磨颗粒而获得的。
由轴15来支撑转盘11的中心，并且轴15的下部连接到第一驱动电动机(未示出)。通过这种方式，通过第一电动机使转盘11围绕轴15在箭头X所示的方向上旋转。将用于把抛光液供应到抛光布上的喷嘴16设置在转盘11的上方。
顶环13通过顶环轴17连接到第二驱动电动机和升降圆筒(未示出)并可以沿着顶环轴17在箭头Y所示的方向上下移动，而且可以在箭头Z所示的方向上围绕顶环轴17旋转。通过这种方式，顶环13可以以所需的压力向抛光布10挤压固定在顶环13的下表面上的半导体晶片12，同时在其轴上旋转。在这种情况下，支撑顶环13，使得其不在沿着半导体晶片12的表面的方向上移动。
因此，使半导体晶片12挤压转盘11上的抛光布10，并对其进行抛光，同时与顶环13一起旋转。此时，从喷嘴16将抛光液供应到抛光布10上，并且在抛光液存在于半导体晶片12的待抛光表面和抛光布10之间时进行抛光。在这种情况下，如果使用固定的研磨颗粒来代替抛光布，则可以使用纯水作为抛光液。
在转盘11的内部或下表面的适当位置上设置抛光状态监测设备18，其用于在光学上测量特征值例如半导体晶片12的待抛光表面上的绝缘膜或金属膜的厚度和颜色以便监测抛光的进度。为了实现光学测量，在抛光布10面向半导体晶片12的位置上形成第一窗口19，并且在转盘11上对应于第一窗口19形成第二窗口20。优选地，这些窗口19和20由具有高透光率的材料例如未发泡的(non-foamed)聚氨基甲酸脂形成。
另一光学测量装置包括在转盘11中具有流体供应通道的流体型装置。如图3所示，在转盘中形成流体供应通道30和流体排放通道31，代替第二窗口20。将诸如纯水的流体注入到半导体晶片12上，然后通过流体排放通道31排放到外部。在流体供应通道30中设置两个光纤32和33，通过光纤32将测量光投射到半导体晶片12上，并且从半导体晶片12反射的光由另一光纤33接收。反射光能使抛光的进度受到监测。
如图2所示，抛光状态监视设备18包括发光单元21、光接收单元22、控制器23、电源24、包括旋转连接器的电缆25、以及个人计算机26。发光单元21发射用于照射半导体晶片12的抛光表面的光。光接收单元22接收从用发光单元21发射的光照射的抛光表面反射的光，将反射光分成相应的波长分量并输出表示所分波长分量的光强的电信号。控制器23控制发光单元21和光接收单元22的操作的开始和结束时刻。电源24提供发光单元21、光接收单元22和控制器23工作所需的电能。优选地，从发光单元21发射的光基本上垂直地进入半导体晶片12的抛光表面。
可以使用任何单元作为发光单元21，并且发射具有包含白光的波长带的光的发光装置是优选的。发光单元21可以是脉冲导通型，例如氙气闪光灯，或连续发光型，例如卤化钨灯。
将从光接收单元22输出的电信号发送到控制器23，并使控制器23产生用于半导体晶片12的反射光的光谱数据。控制器23的输出通过穿过转盘11和轴15的电缆(包括旋转连接器)25连接到个人计算机26。因此，将由控制器23产生的光谱数据通过电缆(包括旋转连接器)25发送到个人计算机26。
具体地讲，从发光单元21发射的光照射到半导体晶片12的待抛光的表面上，并且从该表面反射，穿过第一窗口19和第二窗口22，被光接收单元22接收。光接收单元22将接收到的光分成多个波长分量，根据每个波长分量的光量产生对应于每个采样点的光谱数据，并将该数据发送给个人计算机26。
对作为计算单元的个人计算机26进行编程，以便根据从控制器23发出的光谱数据计算包括半导体晶片12的待抛光表面的厚度和颜色的各种特征值。进一步对个人计算机进行编程，以便根据所计算的特征值的时间相关变化来确定停止抛光的时间点或者抛光条件例如转盘和顶环的转速、将要施加到形成在顶环上的多个挤压区的压力以及浆料的类型(这些还包含在“抛光结束操作”中)的改变时刻。将这种确定从个人计算机26发送到控制抛光设备工作的控制单元(未示出)。个人计算机26还可以从控制单元接收关于抛光条件的信息。
此外，如图2所示，为了检测转盘11的旋转位置，在转盘11的外周边的下表面的适当位置上设置邻近传感器27。挡块(block)28设置在与邻近传感器27相对应的位置上。通过这种方式，邻近传感器27在转盘11每转一周时检测挡块28，并在每次检测挡块28时将输出发送给控制器23，由此使控制器23能够检测相对于转盘11的参考位置的旋转角。
图4(a)是示意性地示出当邻近传感器27位于连接转盘11的中心40与挡块28的直线上时，转盘11、半导体晶片12、第一窗口19、邻近传感器27和挡块28之间的相互位置关系的顶视图。将顶环13设置成使得半导体晶片12的中心41位于第一窗口19的圆形轨迹42上。因而，通过使转盘11和顶环13在相同的方向上旋转，并且在脉冲导通型光源的情况下，通过在第一窗口19位于半导体晶片12之下期间以预定的时间间隔操作发光单元21以便在预定时间间隔的采样时刻对抛光表面进行采样，可以获得在轨迹42上的多个采样点S1、S2、……、和Sm上的抛光表面的反射率、厚度和颜色。应该注意的是，可以根据转盘11的旋转速度将从邻近传感器27检测到挡块28的时刻到脉冲导通型光源开始工作的时刻或者开始对抛光表面的反射光进行采样的时刻的时间间隔调节到预定值。
当转盘11例如以60转/分钟的速度以及顶环13例如以70转/分钟的速度在相同的方向上旋转时，第一窗口19扫描半导体晶片12的待抛光表面的轨迹相对于半导体晶片12的中心40在每一转都会在相同的方向上移动，这是由旋转速度之间的差别造成的。在三个连续扫描期间出现的这种移动可以显示在图4(b)中。假设第i次扫描被称为扫描“i”，在扫描“i”中的第k采样时刻的采样点表示为“i-k”，图4(b)示出如下情况：
(1)在第一扫描中沿着扫描轨迹T1在m个采样点1-1、1-2、……、1-m上获得特征值；
(2)在第二扫描中沿着扫描轨迹T2在m个采样点2-1、2-2、……、2-m上获得特征值；
(3)在第三扫描中沿着扫描轨迹T3在m个采样点3-1、3-2、……、3-m上获得特征值。
图5(a)是通过在第一到第三扫描期间用直线互连相同采样编号即相同采样时刻的特征值来显示抛光进度的说明图。
在根据本发明的抛光状态监测设备中，如果顶环的旋转中心不动，则利用如下事实：第k采样点，即，在第k采样时刻的采样点与半导体晶片12的中心41的距离几乎相同，而与扫描次数无关。换言之，本发明人已经注意到，可以通过跟踪在每次扫描中从编号相同的采样点组(例如，一组第一采样点1-1、2-1、3-1、……、i-1、……)获得的特征值而很容易地和精确地确定抛光进度。这是因为抛光后的表面的外形具有几乎轴对称的形状，如在化学机械抛光设备中所公知的那样。
换言之，将多次扫描中的很多采样点进行分类并将一组第一采样时刻的采样点称为采样点组1，将一组第二采样时刻的采样点称为采样点组2，……，以及将一组第k采样时刻的采样点称为采样点组k，根据本发明的抛光状态监测方法和设备可用于通过按照时间顺序设置从相同采样点组中的采样点获得的特征值来监视抛光的进度。
例如，假设使用厚度作为特征值，如图5(b)所示，可以在第一扫描、第二扫描、……、和第i扫描中获得从采样点组1获得的厚度曲线A、从采样点组3获得的厚度曲线B、和从采样点组8获得的厚度曲线C。假设一次扫描具有十五个采样点，则采样点组1位于靠近半导体晶片12的端部的区域中，而采样点组8位于靠近半导体晶片12的中心的区域中。
一般情况下，如果编号相同的采样时刻的采样点位于不同的扫描轨迹上，则对应于这些采样点的布线图案是不同的，或者特征值的时间相关变化出现波动，这是由于表面上的阶梯特性(stepcharacteristic)或均匀性不同造成的。在很多情况下，如图5(b)所示，半导体晶片12的端部的波动大于其中心附近的波动。实际上，为了通过拾取更稳定的特征值来检测抛光的结束点，优选能随机地选择采样点，由此通过可以获得稳定特征值的有限位置检测结束点。
例如，特征值的波动在靠近半导体晶片12的中心41的区域内较小，如从图5(b)中的实线C所知，其示出从采样点组8中的采样点获得的厚度。因此，如果注意力集中在具有小的特征值波动的这些采样点上，则可以以很小的波动精确地检测抛光的结束点。
此外，即使在一次扫描期间从多个采样点获得特征值，也不总是需要监测所有采样点的特征值，或通过利用所有采样点的特征值来检测结束点。还可以通过从在一次扫描期间获得的采样点当中选择所需数量的采样点，以绘制与所选采样点的采样时刻相同的采样点的特征值，来监测抛光的进度。
如果认为对应于上述所选采样点的特定数量的特征值已经达到结束点，则假设半导体晶片12已经达到抛光的结束点。例如，如果假设特征值的特定数量是一，则可以在所选采样点组的采样点当中已经最快地完成了抛光的采样点停止抛光。这就可以较早地结束抛光操作。此外，通过采用与所选采样点的数量相同的特定数量，则可以通过将注意力集中在所选采样点当中最慢完成抛光的采样点上来结束抛光。利用这种方式，可以通过并行地监测在不同采样时刻的采样点上获得的特征值的变化，来适当地调节结束抛光的时刻。
实际上，为了很容易地掌握抛光的进度，优选使用具有小噪声或小局部波动的曲线。必须稍在目标时间点之前检测关于特征值的时间相关变化的特征点(例如阈值、最大值或最小值)，以便检测抛光的结束点。而由于这个原因，优选从特征值的与时间相关变化的曲线中除去和平滑噪声或局部波动。这样的一种技术是产生从一次扫描中的多个采样点获得的特征值的平均值，每个平均值是一个特征值和预定数量的在前特征值以及预定数量的在后特征值的平均值。这些平均值用作第二特征值，以便监测抛光的进度。换言之，将注意力集中在每个采样点上，允许冗余地使用每个采样点，以便计算该采样点和其他采样点的特征值的平均值。
例如，假设在图4(b)中m＝11，并且在第一次扫描中从采样点1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8、1-9、1-10和1-11获得的特征值表示为a11、a12、a13、a14、a15、a16、a17、a18、a19、a110和a111，第二特征值A11、A12、A13、A14、A15、A16、A17、A18、A19、A110和A111可以如下计算：
A11＝a11
A12＝(a11+a12+a13)/3
A13＝(a12+a13+a14)/3
A14＝(a13+a14+a15)/3
A15＝(a14+a15+a16)/3
A16＝(a15+a16+a17)/3
A17＝(a16+a17+a18)/3
A18＝(a17+a18+a19)/3
A19＝(a18+a19+a110)/3
A110＝(a19+a110+a111)/3
A111＝a111。
注意到，上述等式表示没有加权的简单算术平均值，但是求平均值的技术不限于上述方法。例如，求平均值的技术可以是谐波平均、几何平均或中点平均。利用相同的方式，在其它扫描中，通过允许冗余使用从单独采样点获得的特征值来执行求平均值操作，并且可以计算第二特征值A21-A211、A31-A311、……、Ai1-Ai11、……。然后，将具有出现在表示扫描时次数的编号(例如，在A12的情况下，在A旁边的1)后面的相同编号的第二特征值称为“具有相同编号的第二特征值”并对其进行绘制。具体地讲，构成具有相同编号的第二特征值组，即，由A11、A21、……、Ai1、……组成的特征值组1，由A12、A22、……、Ai2、……组成的特征值组2，以及由A23、……、Ai3、……组成的特征值组3，并且为各个特征值组绘制属于该特征值组的第二特征值，由此获得对应于图5(a)和5(b)的曲线。
在这种情况下，第二特征值可以是从任何数量的相邻采样点获得的特征值的平均值。还可以对来自半导体晶片12的中心31附近的特征值不求平均值。在上述例子中，可以A15＝a15，A16＝a16和A17＝a17。如从上面所理解的那样，由于从一个采样点以及在前和在后的采样点获得特征值的平均值，因此即使有少量采样点，也可以进行求平均值操作，由此带来这样的优点：可以很容易地掌握待抛光表面的外形。
图6(a)示出通过对每次扫描进行上述求平均值操作获得第二特征值的操作结果，并且绘制具有相同编号的第二特征值。实线是通过绘制属于上述例子中的特征值组8的第二特征值而获得的，而虚线是通过绘制属于上述例子中的特征值组3的第二特征值而获得的。这种如上所述的求平均值的技术被称为“空间平均”。
图6(b)示出在没有进行上述求平均值操作的情况下获得的特征值的曲线D和通过将另一种求平均值的技术应用于特征值而获得的曲线E。曲线D是通过绘制从半导体晶片的中心附近的采样点8获得的特征值而获得的，曲线E是采样点8的时间-平均值。在本例中，对五个点求平均值，第i次扫描的采样点k的特征值Bi，k表示如下：
Bi，k＝(ai-4，k+ai-3，k+ai-2，k+ai-l，k+ai，k)/5。
这被称为“时间平均”。
将图5(b)中的曲线与图6(a)中的曲线进行比较，应该理解的是，可以通过执如上所述的这种求平均值技术以获得第二特征值并通过监测编号相同的第二特征值，来减少噪声或局部波动。此外，如图6(b)所示，尽管涉及相位延迟δ，但还是可以通过时间平均来获得相同的优点。可以执行空间平均或时间平均，并且还可以将时间平均应用于由空间平均产生的第二特征值。
图7示出在其待抛光表面上具有凸起(不规则性)的半导体晶片的外形，并用于解释空间平均的优点。当在一次扫描期间测量十五个采样点上的厚度值时，获得了由虚线L表示的原始数据。然后，根据本发明的抛光状态监测方法计算五个相邻采样点的厚度值的平均值，允许冗余使用厚度值，获得实线N。应该注意的是，在待抛光表面的端部不进行求平均值操作，并且从位于端部内部的一个点上的三个采样点获得厚度值的平均值。相反，将十五个采样点分为三个区域，每个区域具有不重叠的五个采样点并获得相应的平均值，从而获得点线M。
如从图7理解到的那样，根据本发明的抛光状态检测设备可以用于在使半导体晶片表面的局部的不规则性平滑之后掌握半导体晶片的整个抛光表面的外形。结果，在本例中，可以通过将注意力集中在接近其中较快完成抛光的抛光表面中心的部分和在中心部分之外的部分，在该部分中缓慢地完成抛光，来检测抛光的结束点。应该注意的是，优选地通过考虑在一次扫描期间存在的采样点数量和特征值的波动程度来确定在每个采样点进行求平均值操作所需的采样点的数量。
前面已经对根据本发明的抛光状态监测设备的一些实施例进行了说明。然而，本发明应该不限于这些实施例。例如，已经将扫描轨迹表示成穿过待抛光表面中心的线，如图3(b)所示。然而，如果顶环的位置固定，则扫描轨迹可以穿过待抛光表面中心以外的点。这是因为，如果顶环是固定的，则将编号相同的采样点设置在与待抛光表面中心的距离基本相同的位置上。
工业实用性
如从上述理解到的那样，本发明具有以下优点：
(1)由于利用从编号相同的采样点获得的特征值的时间相关变化，因此可以很容易地掌握待抛光物体的抛光进度；
(2)由于从采样点获得的特征值实际上可以根据物体的抛光表面的状态而暂时地轻微波动，因此可以通过选择获得稳定特征值的特定采样点而很容易地检测抛光的结束点的时间。
(3)将注意力集中在一次扫描期间的所有采样点的中心采样点上并且监测在待抛光物体的中心附近的抛光进度，可以以很小的波动精确地检测抛光的结束点；
(4)将注意力集中在预定数量的采样点上和监测抛光的进度，可以同时监测快速完成抛光的部分和缓慢完成抛光的部分，由此调节检测抛光的结束点的时刻；
(5)以冗余地使用特征值来计算第二特征值的方式，对从每次扫描中的一个采样点获得的特征值求平均值，使位于待抛光表面上的局部波动平滑，并且可以容易掌握待抛光表面的外形。由于允许冗余使用，因此当在一次扫描期间的采样点数量很少时，本发明是特别有效；和
(6)由于提供能容易掌握抛光进度的抛光状态监测设备，所以可以精确地检测待抛光物体例如半导体晶片的抛光结束。

Claims (16)

1、一种抛光状态监测设备，用于通过在扫描待抛光物体的抛光表面时在相隔预定间隔的每个采样点上获得表示该抛光表面的状态的特征值并进行多次这种操作来监测该抛光表面的抛光进度，所述设备包括：
能发射用于照射所述表面的光的发光单元；以及
计算单元，用于控制所述特征值的采样时刻并接收从所述表面反射的光以产生所述特征值，
其中所述计算单元监测在每次扫描期间在相同的采样时刻从所述采样点获得的所述特征值的时间相关变化。
2、根据权利要求1所述的抛光状态监测设备，其中所述计算单元根据从所述相同采样时刻上的至少一个预选采样点获得的所述特征值来检测抛光的结束点。
3、根据权利要求2所述的抛光状态监测设备，其中所述相同采样时刻上的所述至少一个预选采样点是基本上对应于所述表面中心的采样点。
4、根据权利要求2所述的抛光状态监测设备，其中所述计算单元可用于在所述相同采样时刻选择多个不同采样点，监测每个采样点的时间相关变化，并检测所述抛光的结束点。
5、根据权利要求4所述的抛光状态监测设备，其中当在所述相同采样时刻上的所述不同的采样点当中有特定数量的采样点达到所述抛光的结束点时，停止该抛光。
6、根据权利要求1至5中任一项所述的抛光状态监测设备，其中所述计算单元可用于输出包括同一扫描中的一个采样点的预定数量采样点的特征值的平均值，并监测所述平均值的时间相关变化。
7、根据权利要求1所述的抛光状态监测设备，其中所述计算单元可用于输出包括每次扫描的相同采样时刻上的每次扫描期间的一个采样点的预定数量采样点的特征值的平均值，并监测所述平均值的时间相关变化。
8、一种包括根据权利要求1至7中任一项所述的抛光状态监测设备的抛光设备。
9、一种抛光状态监测方法，通过在扫描物体的待抛光表面时在相隔预定间隔的每个采样点上获得表示该表面状态的特征值来监测该表面的抛光进度，所述方法包括以下步骤：
进行多次扫描；并且
监测在每次扫描期间从相同采样时刻上的所述采样点获得的所述特征值的时间相关变化。
10、根据权利要求9所述的抛光状态监测方法，其中选择所述扫描的所述相同采样时刻上的至少一个采样点以检测抛光的结束点。
11、根据权利要求10所述的抛光状态监测方法，其中所述相同采样时刻上的所述至少一个所选采样点是基本上对应于所述表面中心的采样点。
12、根据权利要求9所述的抛光状态监测方法，其中选择在所述相同采样时刻上的多个不同的采样点以监测每个采样点的时间相关变化，并检测所述抛光的结束点。
13、根据权利要求12所述的抛光状态监测方法，其中当在所述相同采样时刻上的所述不同采样点当中有特定数量的采样点达到所述抛光的结束点时，停止该抛光。
14、根据权利要求9至13中任一项所述的抛光状态监测方法，其中输出包括同一扫描中的一个采样点的预定数量采样点的特征值的平均值以监测所述平均值的时间相关变化。
15、根据权利要求9所述的抛光状态监测方法，其中输出包含每次扫描的所述相同采样时刻上的每次扫描期间的一个采样点的预定数量采样点的特征值的平均值以监测所述平均值的时间相关变化。
16、一种用于执行根据权利要求9至15中任一项所述的抛光状态监测方法的抛光方法。
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