CN110030918B - 磁性元件、使用其的涡电流式传感器、研磨装置、研磨方法以及计算机可读取记录介质 - Google Patents

Abstract

提供一种使形成于被研磨物的磁场更强的磁性元件以及使用该磁性元件的涡电流式传感器。涡电流式传感器具有：作为磁性体的底面部、设于底面部的中央的磁心部、设于底面部的周边部的周壁部。涡电流式传感器另外还具有配置在磁心部的外周，能够产生磁场的励磁线圈；配置于周壁部的外周，能够产生磁场的励磁线圈。

Description

磁性元件、使用其的涡电流式传感器、研磨装置、研磨方法以 及计算机可读取记录介质

技术领域

本发明涉及磁性元件以及使用该磁性元件的涡电流式传感器。

背景技术

近年来，随着半导体装置的高集成化的进步，电路的配线逐渐细微化，配线间距离也变得更窄。在此，需要使被研磨物即半导体晶片的表面平坦化，但作为该平坦化法的一个方法，利用研磨装置进行研磨(抛光)。

研磨装置具有：用于保持对被研磨物进行研磨的研磨垫的研磨台、用于保持被研磨物并向研磨垫按压的顶环。分别利用驱动部(例如电机)驱动研磨台和顶环旋转。通过使含有研磨剂的液体(浆料)在研磨垫上流动，并将被顶环保持的被研磨物按压到研磨垫，而研磨被研磨物。

在研磨装置中，在被研磨物的研磨不充分时，电路间不绝缘而可能发生短路，另外，在过度研磨的情况下，会产生由于配线的截面积减少而导致阻抗值上升，或配线本身被完全除去，而不能形成电路本身等问题。因此，在研磨装置中，需要检测最佳研磨终点。

作为如上所述的技术，有日本特开2017-58245号记载的结构。在该技术中，为了检测研磨终点而使用涡电流式传感器，该涡电流式传感器使用了所谓罐型的线圈。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2017-58245号

在被研磨物的表面，有金属以较宽面状(团块状)分布的情况和铜等细配线在表面局部地存在的情况。在表面局部地存在的情况下，要求在被研磨物流动的涡电流密度比金属以较宽面状分布的情况大，即，涡电流式传感器在被研磨物形成的磁场更强。

发明内容

发明要解决的技术课题

本发明的一方式为了解决上述问题点，其目的在于提供一种使形成于被研磨物的磁场更强的磁性元件以及使用该磁性元件的涡电流式传感器。

用于解决技术课题的技术方案

为了解决上述课题，在第1方式中，采用一种磁性元件，具有：底部磁性体；中央磁性体，该中央磁性体设于所述底部磁性体的中央；周边部磁性体，该周边部磁性体设于所述底部磁性体的周边部；能够产生磁场的内部线圈，该内部线圈配置在所述中央磁性体的外周；以及能够产生磁场的外部线圈，该外部线圈配置在所述周边部磁性体的外周。

在本实施方式中，具有配置在周边部磁性体的外周，能够产生磁场的外部线圈。因此，以往仅有配置在中央磁性体的外周，能够产生磁场的内部线圈，而根据本实施方式，与以往相比，能够强化磁场。

在第2方式中，在采用第1方式记载的磁性元件的基础上，所述底部磁性体具有柱状的形状，所述周边部磁性体配置在所述柱状的形状的两端。磁性元件例如能够是E型的线圈。

在第3方式中，在采用第1方式记载的磁性元件的基础上，所述周边部磁性体在所述底部磁性体的周边部设置多个。周边部磁性体的数量可以是两个，三个，四个，六个等，可以是多极线圈。

在第4方式中，在采用第1方式记载的磁性元件的基础上，所述周边部磁性体是以包围所述中央磁性体的方式设于所述底部磁性体的周边部的壁部。周边部磁性体可以是圆筒形、四边形的筒形状等。这些形状与以往的罐型的线圈的形状相同。但是，在以往的罐型的线圈中，不存在配置在周边部磁性体的外周，能够产生磁场的外部线圈。因此，第4方式与以往的罐型的线圈相比，能够强化磁场。

在第5方式中，在采用第1方式至第4方式中任一项所述的磁性元件的基础上，所述内部线圈和所述外部线圈能够电并联连接。

在第6方式中，在采用第1方式至第5方式中任一项所述的磁性元件的基础上，所述内部线圈在所述中央磁性体内产生的磁场的方向与所述外部线圈在所述中央磁性体内产生的磁场的方向能够相同。

在第7方式中，在采用第1方式至第6方式中任一项所述的磁性元件的基础上，具有能够检测磁场的检测线圈，该检测线圈配置在所述中央磁性体的外周及/或所述周边部磁性体的外周。

在第8方式中，在采用第7方式记载的磁性元件的基础上，能够检测磁场的虚拟线圈，该虚拟线圈配置在所述中央磁性体的外周及/或所述周边部磁性体的外周。

在第9方式中，在采用第1方式至第6方式中任一项所述的磁性元件的基础上，具有能够检测磁场的检测线圈和能够检测磁场的虚拟线圈，该检测线圈配置在所述中央磁性体的外周，该虚拟线圈配置在所述中央磁性体的外周。根据本实施方式有以下效果。有时在周边部磁性体的外周不必设置检测线圈、虚拟线圈。例如，有这样的情况：不在周边部磁性体设置检测线圈以及虚拟线圈，通过使用磁性元件，希望限定通过由外部线圈和内部线圈产生的涡电流而产生的交链磁通的取得范围。即，有时优选限定为通过配置在中央磁性体的外周的检测线圈和虚拟线圈能够取得的交链磁通的范围。

在第10方式中，涡电流式传感器具有第7方式至第9方式中任一项所述的磁性元件。

在第11方式中，研磨装置具有：研磨台，用于研磨被研磨物的研磨垫能够贴附于该研磨台；驱动部，该驱动部能够驱动所述研磨台旋转；保持部，该保持部能够保持所述被研磨物并将所述被研磨物向所述研磨垫按压；如权利要求10所述的涡电流式传感器，该涡电流式传感器配置在所述研磨台的内部，通过所述检测线圈能够检测出伴随所述研磨台的旋转而利用所述内部线圈和所述外部线圈形成于所述被研磨物的涡电流；以及终点检测部，该终点检测部能够根据所述检测出的所述涡电流对表示所述被研磨物的研磨的结束的研磨终点进行检测。

在第12方式中，在采用第11方式记载的研磨装置的基础上，所述终点检测部根据所述检测出的所述涡电流确定所述被研磨物的研磨速率，计算在以所述研磨速率对所述被研磨物进行研磨时的预期研磨量，从而能够检测所述研磨终点。

在第13方式中，在采用第12方式记载的研磨装置的基础上，所述终点检测部能够对与根据所述涡电流得到的膜厚相关的数据和与根据所述研磨速率预测的膜厚相关的数据进行比较，在比较的结果比规定值大的情况下，不使用与根据所述涡电流得到的膜厚相关的所述数据。

在第14方式中，在采用第12方式或第13方式记载的研磨装置的基础上，所述终点检测部能够根据所述预期研磨量以及与对应于所述研磨终点的膜厚相关的阈值检测所述研磨终点。

在第15方式中，采用一种研磨方法，该研磨方法为在研磨垫和与所述研磨垫相对配置的被研磨物之间进行研磨的研磨方法，具有：利用研磨台保持所述研磨垫的步骤；驱动所述研磨台旋转的步骤；驱动用于保持所述被研磨物并将所述被研磨物向所述研磨垫按压的保持部旋转的步骤；在所述研磨台的内部配置第10方式的涡电流式传感器，通过所述检测线圈检测出伴随所述研磨台的旋转而利用所述内部线圈和所述外部线圈形成于所述被研磨物的涡电流的步骤；根据所述检测出的所述涡电流对表示所述被研磨物的研磨的结束的研磨终点进行检测的步骤。

在第16方式中，在采用第15方式记载的研磨方法的基础上，所述内部线圈及/或所述外部线圈产生的磁场的强度在所述被研磨物的导电性发生变化时改变。

在第17方式中，在采用第15或第16方式记载的研磨方法的基础上，在所述研磨台的内部配置有多个第10方式的涡电流式传感器，所述多个涡电流式传感器的检测灵敏度互不相同。

在第18方式中，采用一种计算机可读取记录介质，该计算机可读取记录介质记录有用于使计算机作为终点检测部单元和控制单元发挥作用的程序，所述计算机用于控制对被研磨物进行研磨的研磨装置，所述研磨装置具有：研磨台，用于研磨所述被研磨物的研磨垫能够贴附于该研磨台；驱动部，该驱动部能够驱动所述研磨台旋转；保持部，该保持部能够保持所述被研磨物并将所述被研磨物向所述研磨垫按压；如第10方式的涡电流式传感器，该涡电流式传感器配置在所述研磨台的内部，能够通过所述检测线圈检测出伴随所述研磨台的旋转而利用所述内部线圈和所述外部线圈形成于所述被研磨物的涡电流，所述终点检测部单元能够根据所述检测出的所述涡电流对表示所述被研磨物的研磨的结束的研磨终点进行检测，所述控制单元控制由所述研磨装置进行的研磨。

在第19方式中，在采用第11方式至第14方式中任一项所述的研磨装置的基础上，所述研磨装置具有：光学系统，所述光学系统通过设于所述研磨垫的贯通孔，利用光纤向所述被研磨物的被研磨面照射光，使被反射的反射光通过光纤接受光；以及被研磨物膜厚监测装置，所述被研磨物膜厚监测装置设置有对由该光学系统接受的反射光进行分析处理的分析处理单元，利用该分析处理单元对所述反射光进行分析处理，监测形成于被研磨物的被研磨面上的薄膜的研磨进行状况，所述研磨装置在所述研磨台设有向设于所述研磨垫的贯通孔供给透明液体的供液孔，该供液孔配置形成为，从该供液孔供给的透明液体形成相对于所述被研磨物的被研磨面垂直行进的流且充满所述贯通孔，所述光纤配置为使照射光以及反射光通过相对于该被研磨面垂直行进的流部分的透明液体，设置有排出所述贯通孔的透明液体的排液孔，该排液孔相对于所述供液孔位于所述研磨台的移动方向后方，并在所述贯通孔的所述被研磨物相反侧的端面开口。

在第20方式中，在采用第19方式记载的研磨装置的基础上，将所述供液孔的中心与所述排液孔的中心连结起来的线段的中点位于与所述贯通孔的中心点相比更靠近所述研磨台的移动方向的前方的位置。

在第21方式中，在采用第19方式或第20方式记载的研磨装置的基础上，所述贯通孔的截面为大致长圆状的孔，以使得其端面外周包围所述供液孔和排液孔的端面。

在第22方式中，在采用第19方式至第21方式中任一项所述的研磨装置的基础上，设置强制排液机构，利用该强制排液机构从所述排液孔强制排液。

在第23方式中，在采用第15方式至第17方式中任一项所述的研磨方法的基础上，具有透光液喷嘴和以包围该透光液喷嘴的方式配置在该透光液喷嘴的外周部的透光液接收部，通过从所述透光液喷嘴使柱状的透光液流与被研磨物的被研磨面抵接，并且利用所述透光液接收部接收该透光液流，从而形成使所述透光液喷嘴内的透光液与所述透光液接收部内的透光液连通并且相对于外部密封的状态的透光液流，利用光学系统通过所述透光液流并向所述被研磨物的被研磨面照射光，并且利用该光学系统接收通过该透光液流而被所述被研磨物的被研磨面反射的反射光，通过该接收的反射光强度测定该被研磨面的膜厚。

在第24方式中，在采用第23方式记载的研磨方法的基础上，所述光学系统至少具有一根光纤，将该光纤的前端部插入所述透光液流，通过该光纤以及透光液流向所述被研磨物的被研磨面照射光，并且使被该被研磨面反射的反射光通过该透光液流以及光纤而受光。

在第25方式中，在采用第11方式至第14方式以及第19方式至第22方式中任一项所述的研磨装置的基础上，具有搬运区域和多个处理区域，将实施了遮光处理的多个处理单元上下配置地收纳于所述处理区域的内部，在所述搬运区域的内部收纳搬运机，并且所述搬运区域设置在所述处理区域之间，在所述处理区域与所述搬运区域之间利用遮光壁遮光，所述搬运区域的前面利用维护用门遮光，所述处理单元在所述遮光壁以遮光状态连结。

在第26方式中，在采用第25方式记载的研磨装置的基础上，在所述处理单元设有具有开闭自如的闸门的基板插入口，在所述遮光壁设有围绕所述被研磨物插入口的周围的遮光膜，在所述遮光壁的被所述遮光膜包围的区域内设有开口部。

在第27方式中，在采用第25方式或第26方式记载的研磨装置的基础上，所述处理区域为清洗区域，被研磨物的处理为被研磨物的清洗。

在第28方式中，在采用第11方式至第14方式，以及第19方式至第22方式，以及第25方式至第27方式中任一项所述的研磨装置的基础上，所述研磨装置具有：对所述被研磨物进行研磨的研磨部；清洗并干燥所述被研磨物的清洗部；使所述研磨部与所述清洗部之间分离的分隔壁；经由所述分隔壁的开口将研磨后的所述被研磨物从所述研磨部搬运到所述清洗部的搬运机构；具有侧壁并在内部收纳所述研磨部、所述清洗部、所述搬运机构的壳体，所述清洗部具有：利用清洗液清洗研磨后的所述被研磨物的清洗单元；使清洗后的所述被研磨物干燥的干燥单元；能够在所述清洗单元与干燥单元间水平以及升降自如地交接所述被研磨物的搬运单元，所述研磨部具有所述研磨台、所述保持部、所述驱动部、所述涡电流式传感器、所述终点检测部。此外，美国专利第5885138号通过引用整体组入本说明书中。

在第29方式中，在采用第15～17、23、以及24方式中任一项所述的研磨方法的基础上，在使用了研磨装置的所述研磨方法中，所述研磨装置具有：对所述被研磨物进行研磨的研磨部；清洗并干燥所述被研磨物的清洗部；将所述研磨部与所述清洗部之间分离的分隔壁；经由所述分隔壁的开口将研磨后的所述被研磨物从所述研磨部搬运到所述清洗部的搬运单元；具有侧壁并在内部收纳所述研磨部、所述清洗部、所述搬运单元的壳体，在所述清洗部中，利用清洗液清洗研磨后的所述被研磨物，使清洗后的所述被研磨物干燥，在该清洗工序与该干燥工序之间水平以及升降自如地进行所述被研磨物的交接，并搬运所述被研磨物。

在第30方式中，在采用第11方式至第14方式，以及第19方式至第22方式，以及第25方式至第28方式中任一项所述的研磨装置的基础上，具有向所述被研磨物照射光，测量来自所述被研磨物的反射光的强度的光学式传感器，基于所述涡电流和所述光学式传感器测量的来自所述被研磨物的反射光的强度，检测表示所述研磨的结束的研磨终点。

在第31方式中，在采用第30方式记载的研磨装置的基础上，具有在研磨时能够与所述被研磨物相对的、组入所述研磨台内的位置的窗口，在所述窗口的下部配置有所述光学式传感器。

在第32方式中，在采用第30方式记载的研磨装置的基础上，所述研磨台具有在研磨时能够与所述被研磨物相对的、配置在所述研磨台内的位置的开口，所述光学式传感器配置在所述窗口的下部，所述光学式传感器具有将清洗用的流体向所述开口内供给的流体供给部。

在第33方式中，在采用第11方式至第14方式，以及第19方式至第22方式，第25方式至第28方式，以及第30方式至第32方式中任一项所述的研磨装置的基础上，所述涡电流式传感器在所述被研磨物产生磁场，并检测所产生的所述磁场的强度，另外，研磨装置具有：用于驱动所述保持部旋转的第二电动机；用于保持所述保持部的摆动臂；用于使所述摆动臂绕所述摆动臂上的摆动中心摆动的第三电动机；检测所述驱动部(第一电动机)以及所述第二电动机、第三电动机中的一个电动机的电流值及/或所述一个电动机的转矩指令值，从而产生第一输出的检测部，基于所述第一输出和所述涡电流式传感器测量出的所述磁场的强度，对表示所述研磨的结束的研磨终点进行检测。

在第34方式中，采用一种程序，该程序用于使计算机作为终点检测部单元和控制单元发挥作用，所述计算机用于控制对被研磨物进行研磨的研磨装置，研磨装置具有用于保持被研磨物的保持部；用于保持所述保持部的摆动臂；直接或间接地检测施加在所述摆动臂的臂转矩的臂转矩检测部，所述终点检测部单元基于所述臂转矩检测部检测到的所述臂转矩，对表示所述研磨的结束的研磨终点进行检测，所述控制单元控制所述研磨装置的研磨。

在第35方式中，在采用第34方式记载的程序的基础上，所述程序能够更新。

在第36方式中，采用一种研磨装置，具有对基板进行研磨并取得与研磨相关的信号的基板处理装置；利用所述基板处理装置、通信单元连接的数据处理装置，所述数据处理装置基于所述基板处理装置取得的信号，更新与研磨处理相关的参数。在此，信号为模拟信号及/或数字信号。

在此，作为研磨参数，例如有(1)对半导体晶片的四个区域，即，中央部，内侧中间部，外侧中间部，以及周缘部的按压力，(2)研磨时间，(3)研磨台、顶环的转速，(4)用于判定研磨终点的阈值等。参数的更新是指对上述参数的更新。

在第37方式中，在采用第36方式记载的研磨装置中，所述信号由一种传感器或不同种类的多个传感器取得。作为在本方式中使用的种类不同的传感器，有以下传感器等。即(1)取得与摆动轴电机的转矩变动相关的测定信号的传感器，(2)SOPM(光学式传感器)，(3)涡电流式传感器，(4)取得与研磨台旋转用电机的电机电流变动相关的测定信号的传感器。

在第38方式中，采用一种研磨方法，包括利用通信单元连接基板处理装置和数据处理装置的步骤；利用所述基板处理装置研磨基板并取得与研磨相关的信号的步骤；通过所述数据处理装置，基于所述基板处理装置取得的信号，更新与研磨处理相关的参数的步骤。

在第39方式中，采用一种研磨装置，具有对基板进行研磨并且取得与研磨相关的信号的基板处理装置、中间处理装置、数据处理装置，基板处理装置和中间处理装置通过第一通信单元连接，中间处理装置和数据处理装置通过第二通信单元连接，所述中间处理装置基于所述基板处理装置取得的信号，作成与研磨处理相关的数据组，所述数据处理装置基于所述数据组监测所述基板处理装置的研磨处理的状态，所述中间处理装置或所述数据处理装置基于所述数据组对表示所述研磨的结束的研磨终点进行检测。

在第40方式中，在第39方式的基础上，研磨装置能够采用所述信号由一种传感器或种类不同的多个传感器取得的结构。作为本方式所使用的种类不同的传感器，有以下传感器等。即(1)取得与摆动轴电机的转矩变动相关的测定信号的传感器，(2)SOPM(光学式传感器)，(3)涡电流式传感器，(4)取得与研磨台旋转用电机的电机电流变动相关的测定信号的传感器。

在第41方式中，在采用第39方式的基础上，作为所述数据组的示例，有以下数据组。能够将所述传感器输出的传感器信号、所需的控制参数作为数据组。即，数据组能够包括：顶环对半导体晶片的按压、摆动轴电机的电流、研磨台的电机电流、光学式传感器的测定信号、涡电流式传感器的测定信号、研磨垫上的顶环的位置、浆料与药液的流量/种类、以及上述信息的相关计算数据等。

在第42方式中，在采用第39方式的基础上，作为所述数据组的发送方法的示例，有以下情况。能够使用将一维数据并行发送的发送系统、将一维数据时序性地发送的发送系统来进行发送。另外，能够将上述一维数据加工为二维数据，作为数据组。

在第43方式中，在第39方式的基础上，能够抽出信号值的变动较大的信号而更新研磨参数。作为更新研磨参数的方法，例如，有以下方法。通过在主传感器和副传感器的双方的目标值设置优先比例系数(加权系数)，规定主传感器与副传感器的影响比例。抽出信号值的变动较大的信号来更新优先比例系数。此外，在信号值的变动中，有仅在短时间变动和在整个长时间变动。另外，信号值的变动是指与信号值的时间相关的微分值或与时间相关的差值等。

在第44方式中，采用一种研磨方法，包括：通过第一通信单元连接对基板进行研磨并取得与研磨相关的信号的基板处理装置与中间处理装置的步骤；通过第二通信单元连接所述中间处理装置与数据处理装置的步骤；所述中间处理装置基于所述基板处理装置取得的信号作成与研磨处理相关的数据组的步骤；所述数据处理装置基于所述数据组监测所述基板处理装置的研磨处理的状态的步骤；所述中间处理装置或所述数据处理装置基于所述数据组对表示所述研磨的结束的研磨终点进行检测的步骤。

在第45方式中，采用一种研磨方法，用于在研磨垫和与所述研磨垫相对配置的被研磨物之间进行研磨，包括：

利用研磨台保持所述研磨垫的步骤；

驱动所述研磨台旋转的步骤；

驱动用于保持所述被研磨物并且将所述被研磨物按压到所述研磨垫的保持部旋转的步骤；

在所述研磨台的内部配置第10方式记载的涡电流式传感器的步骤；

伴随所述研磨台的旋转，利用第一步骤、第二步骤、第三步骤中至少一个步骤通过检测线圈检测形成于所述被研磨物的涡电流的步骤，其中，在第一步骤中，利用所述检测线圈检测通过所述内部线圈形成于所述被研磨物的涡电流，在第二步骤中，利用所述检测线圈检测通过所述外部线圈形成于所述被研磨物的涡电流，在第三步骤中，利用所述检测线圈检测通过所述内部线圈和所述外部线圈双方形成于所述被研磨物的涡电流；

根据所述检测出的所述涡电流对表示所述被研磨物的研磨的结束的研磨终点进行检测的步骤。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的基板处理装置的整体结构的俯视图。

图2是示意表示第一研磨单元的立体图。

图3是示意表示顶环的构造的剖视图。

图4是示意表示顶环的其他构造例的剖视图。

图5是用于说明使顶环旋转以及摆动的机构的剖视图。

图6是示意表示研磨台的内部构造的剖视图。

图7是表示具有光学式传感器的研磨台的示意图。

图8是表示具有微波传感器的研磨台的示意图。

图9是表示修整器的立体图。

图10(a)是表示喷雾器的立体图，图10(b)是表示臂的下部的示意图。

图11(a)是表示喷雾器的内部构造的侧视图，图11(b)是表示喷雾器的俯视图。

图12(a)是表示清洗部的俯视图，图12(b)是表示清洗部的侧视图。

图13是表示清洗线路的一例的示意图。

图14是表示上侧干燥组件的纵剖视图。

图15是表示上侧干燥组件的俯视图。

图16是表示本发明的一实施方式的研磨装置的整体结构的概略图。

图17是表示涡电流传感器的结构的图，图17(a)是表示涡电流传感器的结构的框图，图17(b)是涡电流传感器的等价电路图。

图18是表示本实施方式的涡电流传感器的构成例的概略图。

图19是表示涡电流传感器中的励磁线圈的连接例的概略图。

图20是表示涡电流传感器中的磁场的图。

图21是表示涡电流传感器中的励磁线圈的其他连接例的概略图。

图22是表示涡电流传感器中的磁场的图。

图23是表示涡电流传感器中的各线圈的连接例的概略图。

图24是表示涡电流传感器的同步检波电路的框图。

图25表示利用涡电流式传感器进行终点检测的方法的一例。

图26表示周边部磁性体不是以包围磁心部的方式设于底面部的周边部的壁部的示例。

图27表示周边部磁性体不是以包围磁心部的方式设于底面部的周边部的壁部的示例。

图28表示周边部磁性体不是以包围磁心部的方式设于底面部的周边部的壁部的示例。

图29是说明臂转矩检测部的臂转矩的检测方法的框图。

图30是表示具有光学式传感器的其他实施方式的图。

图31是表示具有光学式传感器的其他实施方式的图。

图32是表示终点部的膜构造为金属与绝缘膜的混合状态的情况的示例的图。

图33是表示终点部的膜构造为金属与绝缘膜的混合状态的情况的示例的图。

图34是表示终点部的膜构造为金属与绝缘膜的混合状态的情况的示例的图。

图35是表示作为图16的变形例的实施方式的图。

图36是表示控制部对整体的控制的图。

图37是表示其他实施方式的结构的图。

图38是表示图37的实施方式的变形例的图。

图39是表示本发明的研磨装置的传感器的其他概略构成例的图，图39(a)为俯视图，图39(b)为侧剖视图。

图40是表示其他实施方式的概略构成例的图。

图41是表示其他实施方式的概略构成例的图。

图42是表示其他实施方式的研磨装置的概略构成例的图。

图43是表示图42的Y-Y向视的图。

图44是表示PN连接的示例的剖视图。

图45是表示被圆盘传送带支承的多头型的顶环与研磨台的关系的概略侧视图。

图46是表示利用具有臂驱动部的圆盘传送带支承的多头型的顶环与研磨台的关系的概略侧视图。

图47是图46所示的实施方式的俯视图。

图48是说明励磁线圈产生的磁场的强度在半导体晶片的导电性发生变化时改变的实施方式的图。

图49表示周边部磁性体不是以包围磁心部的方式设于底面部的周边部的壁部的示例。

图50表示周边部磁性体不是以包围磁心部的方式设于底面部的周边部的壁部的示例。

附图标记说明

61a…底面部

61b…磁心部

61c…周壁部

61d…周边部磁性体

860、862…励磁线圈

864、866…检测线圈

868、870…虚拟线圈

876、878…磁场

882…初始研磨速率公式

884…研磨终点

具体实施方式

以下，参照附图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附图标记并省略重复说明的情况。另外，在各实施方式中所示的特征只要不互相矛盾，也能够适用于其他实施方式。

图1是表示本发明的一实施方式的基板处理装置的整体结构的俯视图。如图1所示，该基板处理装置具有壳体部，即，本实施方式中大致矩形状的壳体61。壳体61具有侧壁700。壳体61的内部利用分隔壁1a、1b划分为装载/卸载部62、研磨部63、清洗部64。这些装载/卸载部62、研磨部63以及清洗部64分别独立地组装，并独立排气。另外，基板处理装置具有控制基板处理动作的控制部65。

装载/卸载部62具有供存储大量半导体晶片(基板)的晶片盒载置的两个以上(在本实施方式中四个)的前部装载部20。这些前部装载部20与壳体61相邻配置，并沿着基板处理装置的宽度方向(与长度方向垂直的方向)排列。在前部装载部20能够搭载开放盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface：标准制造界面)盒或FOUP(Front Opening Unified罐：前开式晶片盒)。在此，SMIF，FOUP是通过在内部收纳晶片盒，并利用分隔壁覆盖，而能够保证与外部空间独立的环境的密闭容器。

另外，在装载/卸载部62，沿着前部装载部20的排列敷设有行驶机构21。在行驶机构21上设置有能够沿晶片盒的排列方向移动的两台搬运用自动装置(装载机)22。搬运用自动装置22通过在行驶机构21上移动而能够对搭载于前部装载部20的晶片盒进行存取。各个搬运用自动装置22在上下具有两个机械手。上侧的机械手在使处理后的半导体晶片返回晶片盒时使用。下侧的机械手在将处理前的半导体晶片从晶片盒取出时使用。这样，上下的机械手分开使用。另外，搬运用自动装置22的下侧的机械手通过绕其轴心旋转，而能够使半导体晶片翻转。

装载/卸载部62是需要保持最清洁状态的区域。因此，装载/卸载部62的内部一直维持为比基板处理装置外部、研磨部63以及清洗部64中的任一个高的压力。研磨部63是作为研磨液使用浆料的最脏的区域。因此，在研磨部63的内部形成负压，其压力维持为比清洗部64的内部压力低。在装载/卸载部62设有具有HEPA过滤器、ULPA过滤器、或化学过滤器等干净空气过滤器的过滤风扇单元(未图示)。从过滤风扇单元，一直吹出除去了粒子、有毒蒸气，有毒气体的干净空气。

研磨部63为进行半导体晶片的研磨(平坦化)的区域，具有第一研磨单元3A，第二研磨单元3B，第三研磨单元3C，第四研磨单元3D。如图1所示，第一研磨单元3A，第二研磨单元3B，第三研磨单元3C，以及第四研磨单元3D沿着基板处理装置的长度方向排列。

如图1所示，第一研磨单元3A具有研磨台30A、顶环31A、研磨液供给喷嘴32A、修整器33A、喷雾器34A。在研磨台30A安装有具有研磨面的研磨垫10。顶环(保持部)31A保持半导体晶片，并且将半导体晶片一边按压到研磨台30A上的研磨垫10一边研磨。研磨液供给喷嘴32A向研磨垫10供给研磨液、修整液(例如，纯水)。修整器33A进行研磨垫10的研磨面的修整。喷雾器34A使液体(例如纯水)与气体(例如氮气)的混合流体或液体(例如纯水)成为雾状并向研磨面喷射。

同样，第二研磨单元3B具有：安装有研磨垫10的研磨台30B、顶环31B、研磨液供给喷嘴32B、修整器33B、喷雾器34B。第三研磨单元3C具有：安装有研磨垫10的研磨台30C、顶环31C、研磨液供给喷嘴32C、修整器33C、喷雾器34C。第四研磨单元3D具有：安装有研磨垫10的研磨台30D、顶环31D、研磨液供给喷嘴32D、修整器33D、喷雾器34D。

第一研磨单元3A，第二研磨单元3B，第三研磨单元3C，以及第四研磨单元3D具有彼此相同的结构，因此关于研磨单元的详细，以下将第一研磨单元3A作为对象进行说明。

图2是示意性表示第一研磨单元3A的立体图。顶环31A被顶环轴111支承。在研磨台30A的上表面贴附有研磨垫10，该研磨垫10的上表面构成对半导体晶片16进行研磨的研磨面。此外，代替研磨垫10而能够使用固定磨粒。顶环31A以及研磨台30A如箭头所示，构成为绕其轴心旋转。半导体晶片16通过真空吸附被保持于顶环31A的下表面。在研磨时，研磨液从研磨液供给喷嘴32A向研磨垫10的研磨面供给，作为研磨对象的半导体晶片16利用顶环31A被按压于研磨面而被研磨。

图3是示意性表示顶环31A的构造的剖视图。顶环31A经由万向接头637连结于顶环轴111的下端。万向接头637是既允许顶环31A与顶环轴111的彼此的倾斜移动，又将顶环轴111的旋转向顶环31A传递的球接头。顶环31A具有：大致圆盘状的顶环主体638、配置在顶环主体638的下部的挡环640。顶环主体638由金属、陶瓷等的强度以及刚性高的材料形成。另外，挡环640由刚性高的树脂材料或陶瓷等形成。此外，也可以使挡环640与顶环主体638一体形成。

在形成于顶环主体638以及挡环640的内侧的空间内收纳有：与半导体晶片16抵接的圆形的弹性垫642、由弹性膜构成的环状的加压片643、保持弹性垫642的大致圆盘状的夹板644。弹性垫642的上周端部被夹板644保持，在弹性垫642与夹板644之间设有四个压力室(空气袋)P1、P2、P3、P4。通过弹性垫642、夹板644而形成压力室P1、P2、P3、P4。分别经由流体路径651、652、653、654而对压力室P1、P2、P3、P4供给加压空气等加压流体，或者将压力室P1、P2、P3、P4抽成真空。中央的压力室P1为圆形，其他压力室P2、P3、P4为环状。这些压力室P1、P2、P3、P4排列在同心上。

能够利用后述的压力调整部使压力室P1、P2、P3、P4的内部压力彼此独立地变化，由此，能够独立地调整对于半导体晶片16的四个区域，即中央部，内侧中间部，外侧中间部，以及周缘部的按压力。另外，通过使顶环31A的整体升降，能够使挡环640以规定的按压力向研磨垫10按压。在夹板644与顶环主体638之间形成有压力室P5，经由流体路径655而对该压力室P5供给加压流体，或者将该压力室P5抽成真空。由此，夹板644以及弹性垫642整体能够在上下方向上移动。

半导体晶片16的周端部被挡环640包围，在研磨中半导体晶片16不会从顶环31A飞出。在弹性垫642的构成压力室P3的部位形成有开口(未图示)，通过在压力室P3中形成真空，从而半导体晶片16被顶环31A吸附保持。另外，通过向该压力室P3供给氮气、干燥空气、压缩空气等，半导体晶片16被从顶环31A释放。

图4是示意性表示顶环31A的其他构造例的剖视图。在该例中，未设置夹板而将弹性垫642安装于顶环主体638的下表面。另外，也没有设置夹板与顶环主体638之间的压力室P5。代替于此，在挡环640与顶环主体638之间配置有弹性袋646，并在弹性袋646的内部形成有压力室P6。挡环640能够相对于顶环主体638相对地上下移动。在压力室P6连通有流体路径656，加压空气等加压流体通过流体路径656供给到压力室P6。能够利用后述的压力调整部调整压力室P6的内部压力。因此，能够独立于对半导体晶片16的按压力地调整挡环640对于研磨垫10的按压力。其他结构以及动作与图3所示的顶环的结构相同。在本实施方式中，能够使用图3或图4的任一类型的顶环。

图5是用于说明使顶环31A旋转以及摆动的机构的剖视图。顶环轴(例如，花键轴)111旋转自如地支承于顶环头660。另外，顶环轴111经由带轮661、662以及带663与电机M1的旋转轴连结，利用电机M1使顶环轴111以及顶环31A绕其轴心旋转。该电机M1安装于顶环头660的上部。另外，利用作为上下驱动源的气缸665连结顶环头660和顶环轴111。利用向该气缸665供给的空气(压缩气体)使顶环轴111以及顶环31A一体地上下移动。此外，代替气缸665，也可以将具有滚珠丝杠以及伺服电机的机构作为上下驱动源来使用。

顶环头660经由轴承672旋转自如地支承于支承轴667。该支承轴667为固定轴，并为不旋转的构造。在顶环头660设置有电机M2，顶环头660与电机M2的相对位置固定。该电机M2的旋转轴经由未图示的旋转传递机构(齿轮等)与支承轴667连结，通过使电机M2旋转，而使顶环头660以支承轴667为中心摆动(揺动)。因此，利用顶环头660的摆动运动，支承于其前端的顶环31A在研磨台30A的上方的研磨位置与研磨台30A的侧方的搬运位置之间移动。此外，在本实施方式中，使顶环31A摆动的摆动机构由电机M2构成。

在顶环轴111的内部形成有延其长度方向延伸的贯通孔(未图示)。上述顶环31A的流体路径651、652、653、654、655、656通过该贯通孔，与设于顶环轴111的上端的旋转接头669连接。经由该旋转接头669向顶环31A供给加压气体(干净空气)、氮气等流体，另外从顶环31A使气体真空排气。在旋转接头669连接有与上述流体路径651、652、653、654、655、656(参照图3以及图4)连通的多个流体管670，这些流体管670与压力调整部675连接。另外，向气缸665供给加压空气的流体管671也与压力调整部675连接。

压力调整部675具有：对向顶环31A供给的流体的压力进行调整的电气调节器、与流体管670、671连接的配管、设于这些配管的气动阀、对构成这些气动阀的工作源的空气的压力进行调整的电气调节器、在顶环31A中形成真空的排出器等，上述结构集合而构成一个块体(单元)。压力调整部675固定于顶环头660的上部。由该压力调整部675的电气调节器调整向顶环31A的压力室P1、P2、P3、P4、P5(参照图3)供给的加压气体、向气缸665供给的加压空气的压力。同样，利用压力调整部675的排出器在顶环31A的压力室P1、P2、P3、P4内、夹板644与顶环主体638之间的压力室P5内形成真空。

这样，由于作为压力调整设备的电气调节器、阀配置在顶环31A的附近，因此提高顶环31A内的压力的控制性。更具体而言，由于电气调节器与压力室P1、P2、P3、P4、P5的距离近，因此提高对来自控制部65的压力变更指令的响应性。同样，由于作为真空源的排出器也设置在顶环31A的附近，因此提高在顶环31A内形成真空时的响应性。另外，能够将压力调整部675的背面作为电装设备的安装用台座来利用，能够不需要以往需要的安装用的框架。

顶环头660，顶环31A，压力调整部675，顶环轴111，电机M1，电机M2，气缸665构成为一个组件(以下，称作顶环组装体)。即，顶环轴111，电机M1，电机M2，压力调整部675，气缸665安装于顶环头660。顶环头660构成为能够从支承轴667拆卸下来。因此，通过使顶环头660与支承轴667分离，能够将顶环组装体从基板处理装置拆卸。利用如上所述的结构，能够提高支承轴667、顶环头660等的维护性。例如，在从轴承672产生异响时，能够容易地更换轴承672，另外，在更换电机M2、旋转传递机构(减速器)时，不需要拆卸相邻的设备。

图6是示意性表示研磨台30A的内部构造的剖视图。如图6所示，在研磨台30A的内部埋设有检测半导体晶片16的膜的状态的传感器676。在该例中，作为传感器676使用涡电流式传感器。传感器676的信号向控制部65发送，利用控制部65产生表示膜厚的监测信号。该监测信号(以及传感器信号)的值并不表示膜厚本身，但监测信号的值根据膜厚变化。因此，监测信号是能够表示半导体晶片16的膜厚的信号。

控制部65基于监测信号确定各个压力室P1、P2、P3、P4的内部压力，并向压力调整部675输出指令，以使得所确定的内部压力形成于各个压力室P1、P2、P3、P4。控制部65作为基于监测信号操作各个压力室P1、P2、P3、P4的内部压力的压力控制部以及检测研磨终点的终点检测部发挥作用。

与第一研磨单元3A同样地，传感器676也设于第二研磨单元3B，第三研磨单元3C以及第四研磨单元3D的研磨台。控制部65利用从各个研磨单元3A～3D的传感器676输送来的信号产生监测信号，来监测在各个研磨单元3A～3D中的半导体晶片的研磨的进展。在多个半导体晶片被研磨单元3A～3D研磨的情况下，控制部5在研磨中监测表示半导体晶片的膜厚的监测信号，并基于这些监测信号控制顶环31A～31D的按压力，以使得在研磨单元3A～3D中的研磨时间大致相同。这样，通过基于监测信号调整研磨中的顶环31A～31D的按压力，能够使得在研磨单元3A～3D中的研磨时间平均化。

可以利用第一研磨单元3A，第二研磨单元3B，第三研磨单元3C，第四研磨单元3D的任一个研磨半导体晶片16，或者也可以利用从这些研磨单元3A～3D预先选择的多个研磨单元连续地研磨半导体晶片16。例如，也可以按照第一研磨单元3A→第二研磨单元3B的顺序研磨半导体晶片16，或者也可以按照第三研磨单元3C→第四研磨单元3D的顺序研磨半导体晶片16。另外，也可以按照第一研磨单元3A→第二研磨单元3B→第三研磨单元3C→第四研磨单元3D的顺序研磨半导体晶片16。在任一情况下，通过使研磨单元3A～3D的所有的研磨时间平均化，能够提高生产能力。

涡电流式传感器优选用于半导体晶片的膜为金属膜的情况。在半导体晶片的膜为氧化膜等具有光透过性的膜的情况下，作为传感器676能够使用光学式传感器。或者，作为传感器676也可以使用微波传感器。微波传感器能够用于金属膜以及非金属膜的任一情况。以下，对光学式传感器以及微波传感器的一例进行说明。

图7是表示具有光学式传感器的研磨台的示意图。如图7所示，在研磨台30A的内部埋设有检测半导体晶片16的膜的状态的光学式传感器676。该传感器676向半导体晶片16照射光，并根据来自半导体晶片16的反射光的强度(反射强度或反射率)检测半导体晶片16的膜的状态(膜厚等)。

另外，在研磨垫10安装有供来自传感器676的光透过用的透光部677。该透光部677由透过率高的材质形成，例如由无发泡聚氨酯等形成。或者，也可以在研磨垫10设置贯通孔，在该贯通孔被半导体晶片16封堵期间，使得透明液体从下方流动，从而构成透光部677。透光部677配置在通过被顶环31A保持的半导体晶片16的中心的位置。

如图7所示，传感器676具有：光源678a；作为使来自光源678a的光向半导体晶片16的被研磨面照射的发光部的发光光纤678b；作为接受来自被研磨面的反射光的受光部的受光光纤678c；分光器单元678d，在分光器单元678d的内部具有使利用受光光纤678c接受的光分光的分光器以及将由该分光器分光出的光作为电气信息存储的多个受光元件；进行光源678a的点亮以及熄灭、分光器单元678d内的受光元件的读取开始的时序等的控制的动作控制部678e；将电力供给到动作控制部678e的电源678f。此外，经由动作控制部678e向光源678a以及分光器单元678d供给电力。

发光光纤678b的发光端和受光光纤678c的受光端构成为相对于半导体晶片16的被研磨面大致垂直。作为分光器单元678d内的受光元件，例如能够使用128元件的光电二极管阵列。分光器单元678d与动作控制部678e连接。来自分光器单元678d内的受光元件的信息向动作控制部678e输送，并基于该信息产生反射光的光谱数据。即，动作控制部678e读取存储在受光元件的电气信息而产生反射光的光谱数据。该光谱数据表示根据波长而被分解的反射光的强度，并且该光谱数据根据膜厚而变化。

动作控制部678e与上述控制部65连接。这样一来，由动作控制部678e产生的光谱数据向控制部65发送。在控制部65中，基于从动作控制部678e接收到的光谱数据，计算与半导体晶片16的膜厚相关联的特性值，并将其作为监测信号使用。

图8是表示具有微波传感器的研磨台的示意图。传感器676具有：使微波向半导体晶片16的被研磨面照射的天线680a、向天线680a供给微波的传感器主体680b、将天线680a与传感器主体680b连接起来的导波管681。天线680a配置为埋设于研磨台30A，并与保持于顶环31A的半导体晶片16的中心位置相对。

传感器主体680b具有：产生微波而向天线680a供给微波的微波源680c；使由微波源680c产生的微波(入射波)与从半导体晶片16的表面反射的微波(反射波)分离的分离器680d；接收由分离器680d分离出的反射波来检测反射波的振幅以及相位的检测部680e。此外，作为分离器680d，优选使用定向耦合器。

天线680a经由导波管681与分离器680d连接。微波源680c与分离器680d连接，由微波源680c产生的微波经由分离器680d以及导波管681向天线680a供给。微波从天线680a向半导体晶片16照射，透过(贯通)研磨垫10到达半导体晶片16。来自半导体晶片16的反射波再次透过度研磨垫10后，由天线680a接收。

从天线680a经由导波管681向分离器680d输送反射波，利用分离器680d使入射波与反射波分离。由分离器680d分离出的反射波被输送到检测部680e。在检测部680e中检测反射波的振幅以及相位。反射波的振幅作为电力(dbm或W)或电压(V)被检测，反射波的相位由内置于检测部680e的相位计测器(未图示)检测。由检测部680e检测出的反射波的振幅以及相位被输送到控制部65，在此基于反射波的振幅以及相位分析半导体晶片16的金属膜、非金属膜等的膜厚。分析出的值作为监测信号而由控制部65监测。

图9是表示作为本发明的一实施例使用的修整器33A的立体图。如图9所示，修整器33A具有：修整器臂685；旋转自如地安装在修整器臂685的前端的修整部件686；与修整器臂685的另一端连结的摆动轴688；作为以摆动轴688为中心使修整器臂685摆动(摇摆)的驱动机构的电机689。修整部件686具有圆形的修整面，在修整面固定有硬质的粒子。作为该硬质的粒子，列举金刚石粒子、陶瓷粒子等。在修整器臂685内内置有未图示的电机，利用该电机使修整部件686旋转。摆动轴688与未图示的升降机构连结，利用该升降机构使修整器臂685下降，从而修整部件686按压研磨垫10的研磨面。

图10(a)是表示喷雾器34A的立体图。喷雾器34A具有：在下部具有一个或多个喷射孔的臂690、与该臂690连结的流体流路691、支承臂690的摆动轴694。图10(b)是表示臂690的下部的示意图。在图10(b)所示的示例中，在臂690的下部等间隔地形成有多个喷射孔690a。作为流体流路691，能够由软管、或管或它们的组合而构成。

图11(a)是表示喷雾器34A的内部构造的侧视图，图11(b)是表示喷雾器34A的俯视图。流体流路691的开口端部与未图示的流体供给管连接，将流体从该流体供给管供给到流体流路691。作为所使用的流体的示例，列举液体(例如纯水)，或液体与气体的混合流体(例如，纯水与氮气的混合流体)等。流体流路691与臂690的喷射孔690a连通，流体成为雾状而从喷射孔690a被喷射到研磨垫10的研磨面。

如图10(a)以及图11(b)的点线所示，臂690以摆动轴694为中心而能够在清洗位置与退避位置之间回旋。臂690的可动角度为约90°。通常，如图1所示，臂690位于清洗位置，并沿研磨垫10的研磨面的径向配置。在研磨垫10的更换等维护时，臂690通过手动向退避位置移动。因此，在维护时不需要拆卸臂690，能够提高维护性。此外，也可以使旋转机构与摆动轴694连结，并利用该旋转机构使臂690回旋。

如图11(b)所示，在臂690的两侧面设有彼此形状不同的两个加强部件696、696。通过设置这些加强部件696、696，当臂690在清洗位置与退避位置之间进行回旋动作时，臂690的轴心不会大幅振动，而能够有效进行雾化动作。另外，喷雾器34A具有用于固定臂690的回旋位置(臂690能够回旋的角度范围)的杆695。即，通过操作杆695，而能够使臂690的能够回旋的角度符合条件地进行调整。在转动杆695时，臂690能够自由回旋，通过手动使臂690在清洗位置与退避位置之间移动。并且，在拧紧杆695时，臂690的位置在清洗位置与退避位置的任一位置固定。

喷雾器的臂690为能够折叠的构造。具体而言，臂690也可以由利用接头连结的至少两个臂部件构成。在该情况下，折叠时的臂部件彼此所成的角度为1°以上45°以下，优选为5°以上30°以下。臂部件彼此所成的角度比45°大时，臂690所占的空间大，在不足1°时，不得不减薄臂690的宽度，而使机械强度降低。在该例中，臂690也可以构成为不绕摆动轴694旋转。在研磨垫10的更换等维护时，通过折叠臂690，而能够使喷雾器不妨碍维护作业。作为其他变形例，能够使喷雾器的臂690伸缩自如。在该例中，通过在维护时缩短臂690，从而喷雾器不会成为妨碍。

设置该喷雾器34A的目的在于由高压的流体冲洗残留在研磨垫10的研磨面的研磨屑、磨粒等。通过利用喷雾器34A的流体压对研磨面的净化和利用机械的接触即利用修整器33A对研磨面的修整作业，能够达成更好的修整，即研磨面的再生。通常在利用接触型的修整器(金刚石修整器等)进行的修整后，大多利用喷雾器进行研磨面的再生。

接着，关于用于搬运半导体晶片的搬运机构，参照图1进行说明。搬运机构具有升降器11、第一线性传送装置66、摆动传送装置12、第二线性传送装置67、暂存台180。

升降器11从搬运用自动装置22接收半导体晶片。第一线性传送装置66将从升降器11接收的半导体晶片在第一搬运位置TP1、第二搬运位置TP2、第三搬运位置TP3以及第四搬运位置TP4之间搬运。第一研磨单元3A以及第二研磨单元3B从第一线性传送装置66接收并研磨半导体晶片。第一研磨单元3A以及第二研磨单元3B将研磨好的半导体晶片交给第一线性传送装置66。

摆动传送装置12在第一线性传送装置66与第二线性传送装置67之间进行半导体晶片的交接。第二线性传送装置67将从摆动传送装置12接收到的半导体晶片在第五搬运位置TP5、第六搬运位置TP6以及第七搬运位置TP7之间进行搬运。第三研磨单元3C以及第四研磨单元3D从第二线性传送装置67接收并研磨半导体晶片。第三研磨单元3C以及第四研磨单元3D将研磨好的半导体晶片交给第二线性传送装置67。利用研磨单元3进行了研磨处理的半导体晶片通过摆动传送装置12向暂存台180放置。

图12(a)是表示清洗部64的俯视图，图12(b)是表示清洗部64的侧视图。如图12(a)以及图12(b)所示，清洗部64划分为第一清洗室190、第一搬运室191、第二清洗室192、第二搬运室193、干燥室194。在第一清洗室190内配置有沿纵向排列的上侧一次清洗组件201A以及下侧一次清洗组件201B。上侧一次清洗组件201A配置在下侧一次清洗组件201B的上方。同样地，在第二清洗室192内配置有沿纵向排列的上侧二次清洗组件202A以及下侧二次清洗组件202B。上侧二次清洗组件202A配置在下侧二次清洗组件202B的上方。一次清洗组件201A、201B以及二次清洗组件202A、202B是利用清洗液清洗半导体晶片的清洗机。这些一次清洗组件201A、201B以及二次清洗组件202A、202B沿垂直方向排列，因此有占用面积小的优点。

在上侧二次清洗组件202A与下侧二次清洗组件202B之间设有半导体晶片的暂存台203。在干燥室194内配置有沿纵向排列的上侧干燥组件205A以及下侧干燥组件205B。这些上侧干燥组件205A以及下侧干燥组件205B彼此隔离。在上侧干燥组件205A以及下侧干燥组件205B的上部设有将清洁空气分别向干燥组件205A、205B内供给的过滤风扇单元207、207。上侧一次清洗组件201A，下侧一次清洗组件201B，上侧二次清洗组件202A，下侧二次清洗组件202B，暂存台203，上侧干燥组件205A，以及下侧干燥组件205B经由螺栓等固定于未图示的框架。

在第一搬运室191配置有能够上下移动的第一搬运用自动装置209，在第二搬运室193配置有能够上下移动的第二搬运用自动装置210。第一搬运用自动装置209以及第二搬运用自动装置210分别移动自如地被支承于沿纵向延伸的支承轴211、212。在第一搬运用自动装置209以及第二搬运用自动装置210的内部具有电机等驱动机构，并沿着支承轴211、212沿上下移动自如。第一搬运用自动装置209与搬运用自动装置22同样地具有上下两层机械手。如图12(a)的点线所示，第一搬运用自动装置209的下侧的机械手配置在能够对上述暂存台180进行存取的位置。在第一搬运用自动装置209的下侧的机械手对暂存台180进行存取时，设于分隔壁1b的闸门(未图示)打开。

第一搬运用自动装置209以在暂存台180，上侧一次清洗组件201A，下侧一次清洗组件201B，暂存台203，上侧二次清洗组件202A，下侧二次清洗组件202B之间搬运半导体晶片16的方式动作。在搬运清洗前的半导体晶片(附着有浆料的半导体晶片)时，第一搬运用自动装置209使用下侧的机械手，在搬运清洗后的半导体晶片时，第一搬运用自动装置209使用上侧的机械手。第二搬运用自动装置210以在上侧二次清洗组件202A，下侧二次清洗组件202B，暂存台203，上侧干燥组件205A，下侧干燥组件205B之间搬运半导体晶片16的方式动作。第二搬运用自动装置210仅搬运清洗后的半导体晶片，因此仅具有一个机械手。图1所示的搬运用自动装置22使用其上侧的机械手从上侧干燥组件205A或下侧干燥组件205B取出半导体晶片，将该半导体晶片放回晶片盒。在搬运用自动装置22的上侧机械手对干燥组件205A、205B进行存取时，设于分隔壁1a的闸门(未图示)打开。

清洗部64由于具有两台一次清洗组件以及两台二次清洗组件，因此能够构成并列清洗多个半导体晶片的多个清洗线路。“清洗线路”是指，在清洗部64的内部，一个半导体晶片在利用多个清洗组件而被清洗时的移动路径。例如，如图13所示，能够按照第一搬运用自动装置209，上侧一次清洗组件201A，第一搬运用自动装置209，上侧二次清洗组件202A，第二搬运用自动装置210，然后上侧干燥组件205A的顺序搬运一个半导体晶片(参照清洗线路1)，与此并列，能够按照第一搬运用自动装置209，下侧一次清洗组件201B，第一搬运用自动装置209，下侧二次清洗组件202B，第二搬运用自动装置210，然后下侧干燥组件205B的顺序搬运其他的半导体晶片(参照清洗线路2)。如上所述利用两个并列的清洗线路，能够大致同时地清洗以及干燥多个(典型为两个)半导体晶片。

接着，对上侧干燥组件205A以及下侧干燥组件205B的结构进行说明。上侧干燥组件205A以及下侧干燥组件205B都是进行旋转移动干燥的干燥机。上侧干燥组件205A以及下侧干燥组件205B具有相同结构，因此以下对上侧干燥组件205A进行说明。图14是表示上侧干燥组件205A的纵剖视图，图15是表示上侧干燥组件205A的俯视图。上侧干燥组件205A具有：基台401、支承于该基台401的四个圆筒状的基板支承部件402。基台401固定于旋转轴406的上端，并且该旋转轴406通过轴承405被支承为旋转自如。轴承405固定在与旋转轴406平行地延伸的圆筒体407的内周面。圆筒体407的下端安装于架台409，其位置被固定。旋转轴406经由带轮411、412以及带414与电机415连结，通驱动电机415，基台401以其轴心为中心进行旋转。

在基台401的上表面固定有旋转罩450。此外，图14表示旋转罩450的纵剖视图。旋转罩450配置为包围半导体晶片16的整周。旋转罩450的纵剖视形状向径向内侧倾斜。另外，旋转罩450的纵剖视图由平滑的曲线构成。旋转罩450的上端接近半导体晶片16，旋转罩450的上端的内径设定为比半导体晶片16的直径稍大。另外，在旋转罩450的上端与各个基板支承部件402对应地形成有顺着基板支承部件402的外周面形状的切口450a。在旋转罩450的底面形成有倾斜延伸的液体排出孔451。

在半导体晶片16的上方配置有前部喷嘴454，前部喷嘴454向半导体晶片16的表面(前面)作为清洗液供给纯水。前部喷嘴454配置成朝向半导体晶片16的中心。该前部喷嘴454与未图示的纯水供给源(清洗液供给源)连接，纯水通过前部喷嘴454向半导体晶片16的表面的中心供给。作为清洗液，除了纯水以外，列举药液。另外，在半导体晶片16的上方并列配置有用于执行旋转移动干燥的两个喷嘴460、461。喷嘴460用于向半导体晶片16的表面供给IPA蒸汽(异丙醇与N₂气体的混合气)，喷嘴461为了防止半导体晶片16的表面的干燥而供给纯水。这些喷嘴460、461构成为能够沿半导体晶片16的径向移动。

在旋转轴406的内部配置有与清洗液供给源465连接的后部喷嘴463、与干燥气体供给源466连接的气体喷嘴464。在清洗液供给源465，作为清洗液而存留有纯水，通过后部喷嘴463向半导体晶片16的背面供给纯水。另外，在干燥气体供给源466，作为干燥气体而存留有N₂气体或干燥空气等，通过气体喷嘴464向半导体晶片16的背面供给干燥气体。

接着，停止来自前部喷嘴454的纯水的供给，使前部喷嘴454向离开半导体晶片16的规定的待机位置移动，并且使两个喷嘴460、461向半导体晶片16的上方的作业位置移动。然后，一边使半导体晶片16以30～150min^-1的速度低速旋转，一边从喷嘴460向半导体晶片16的表面供给IPA蒸气，并且从喷嘴461向半导体晶片16的表面供给纯水。此时，从后部喷嘴463也向半导体晶片16的背面供给纯水。然后，使两个喷嘴460、461同时沿半导体晶片16的径向移动。由此，半导体晶片16的表面(上表面)被干燥。

然后，使两个喷嘴460、461向规定的待机位置移动，停止来自后部喷嘴463的纯水的供给。然后，使半导体晶片16以1000～1500min^-1的速度高速旋转，将附着于半导体晶片16的背面的纯水振落。此时，从气体喷嘴464向半导体晶片16的背面吹附干燥气体。这样，半导体晶片16的背面被干燥。利用图1所示的搬运用自动装置22从干燥组件205A取出干燥后的半导体晶片16，并使其返回晶片盒。如此，对半导体晶片进行包括研磨、清洗以及干燥的一系列处理。根据如上所述地构成的干燥组件205A，能够迅速并且有效地干燥半导体晶片16的两个面，另外，能够准确地控制干燥处理的结束时点。因此，用于干燥处理的处理时间不成为清洗工序整体的限速工序。另外，形成于清洗部4的上述多个清洗线路中的处理时间能够平均化，能够提高工序整体的生产能力。

根据本实施方式，在将半导体晶片搬入研磨装置时(装载前)，半导体晶片处于干燥状态，在研磨和清洗结束后，在卸载前，半导体晶片成为干燥状态，并向基板盒卸载。能够将干燥状态的半导体晶从研磨装置放入盒，并取出。即，能够干燥进入/干燥取出。

放置到暂存台180的半导体晶片经由第一搬运室191向第一清洗室190或第二清洗室192搬运。半导体晶片在第一清洗室190或第二清洗室192中进行清洗处理。在第一清洗室190或第二清洗室192中进行了清洗处理的半导体晶片经由第二搬运室193向干燥室194搬运。半导体晶片在干燥室194进行干燥处理。利用搬运用自动装置22从干燥室194取出干燥处理后的半导体晶片而向盒返回。

图16是表示本发明的一实施方式的研磨单元(研磨装置)的整体结构的概略图。如图16所示，研磨装置具有研磨台30A和顶环31A(保持部)，顶环31A保持研磨对象物即半导体晶片等基板，并将基板按压到研磨台上的研磨面。

第一研磨单元3A是用于在研磨垫10和与研磨垫10相对配置的半导体晶片16之间进行研磨的研磨单元。第一研磨单元3A具有：用于保持研磨垫10的研磨台30A、用于保持半导体晶片16的顶环31A。第一研磨单元3A具有：用于保持顶环31A的摆动臂110、用于使摆动臂110摆动的摆动轴电机14、向摆动轴电机14供给驱动电力的驱动器18。进一步地，第一研磨单元3A具有臂转矩检测部26和终点检测部28，臂转矩检测部26检测施加到摆动臂110的臂转矩，终点检测部28基于臂转矩检测部26检测出的臂转矩26a来检测表示研磨的结束的研磨终点。终点检测部28使用臂转矩检测部26的输出以及后述的电流检测部810的输出中的至少一个来检测表示研磨的结束的研磨终点。

参照图16～图48对本实施方式进行说明，在将顶环保持于摆动臂的端部的方式中，能够提高研磨终点检测的精度。在本实施方式中，作为研磨终点检测手段，能够采用基于涡电流的方法，基于臂转矩的方法，检测并利用对研磨台或顶环进行旋转驱动的驱动部的驱动负荷的方法。在本实施方式中，在将顶环保持在摆动臂的端部的方式中，以基于涡电流进行研磨终点检测为主进行说明，但能够基于涡电流臂转矩进行研磨终点检测，或者也能够对使研磨台或顶环旋转驱动的驱动部的驱动负荷进行检测而进行研磨终点检测。

保持部、摆动臂、臂驱动部、终点检测部构成组，具有相同结构的组分别设于第一研磨单元3A、第二研磨单元3B、第三研磨单元3C、第四研磨单元3D。

研磨台30A与经由台轴102配置于其下方的驱动部即电机M3(参照图2)连结，研磨台30A能够绕该台轴102旋转。在研磨台30A的上表面贴附有研磨垫10，研磨垫10的表面101构成对半导体晶片16进行研磨的研磨面。在研磨台30A的上方设置有研磨液供给喷嘴(未图示的)，利用研磨液供给喷嘴向研磨台30A上的研磨垫10供给研磨液Q。如图16所示，在研磨台30A的内部埋设有涡电流式传感器50，涡电流式传感器50使涡电流产生于半导体晶片16内，并且涡电流式传感器50通过检测该涡电流而能够检测研磨终点。

顶环31A包括：将半导体晶片16相对于研磨面101进行按压的顶环主体24、保持半导体晶片16的外周缘以使得半导体晶片16不从顶环飞出的挡环23。

顶环31A与顶环轴111连接。顶环轴111利用未图示的上下移动机构而相对于摆动臂110上下移动。通过顶环轴111的上下移动，使顶环31A整体相对于摆动臂110升降并定位。

另外，顶环轴111经由键(未图示)连结于旋转筒112。该旋转筒112在其外周部具有时序带轮113。在摆动臂110固定有顶环用电机114。上述时序带轮113经由时序带115与设于顶环用电机114的时序带轮116连接。在顶环用电机114旋转时，经由时序带轮116、时序带115以及时序带轮113使旋转筒112以及顶环轴111一体旋转，从而使顶环31A旋转。

摆动臂110与摆动轴电机14的旋转轴连接。摆动轴电机14固定于摆动臂轴117。因此，摆动臂110被支承为相对于摆动臂轴117能够旋转。

顶环31A能够在其下表面保持半导体晶片16等基板。摆动臂110能够以摆动臂轴117为中心回旋。在下表面保持有半导体晶片16的顶环31A通过摆动臂110的回旋，从半导体晶片16的接收位置移动到研磨台30A的上方。然后，使顶环31A下降，将半导体晶片16按压到研磨垫10的表面(研磨面)101。此时，分别使顶环31A以及研磨台30A旋转。同时，从设于研磨台30A的上方的研磨液供给喷嘴向研磨垫10上供给研磨液。这样，使半导体晶片16与研磨垫10的研磨面101滑动接触，对半导体晶片16的表面进行研磨。

第一研磨单元3A具有驱动研磨台30A旋转的台驱动部(未图示)。第一研磨单元3A也可以具有对施加到研磨台30A的台转矩进行检测的台转矩检测部(未图示)。台转矩检测部能够根据旋转电机即台驱动部的电流检测台转矩。终点检测部28也可以仅根据涡电流式传感器50检测到的涡电流检测表示研磨的结束的研磨终点，终点检测部28也可以考虑臂转矩检测部26检测到的臂转矩26a、台转矩，检测表示研磨的结束的研磨终点。

接着，关于本发明的研磨装置所具有的涡电流式传感器50，参照附图进行详细说明。图17是表示涡电流式传感器50的结构的图，图17(a)是表示涡电流式传感器50的结构的框图，图17(b)是涡电流式传感器50的等价电路图。

如图17(a)所示，涡电流式传感器50配置于检测对象的金属膜(或导电性膜)mf的附近，在涡电流式传感器50的线圈连接有交流信号源52。在此，检测对象的金属膜(或导电性膜)mf是例如形成于半导体晶片W上的Cu，Al，Au，W等薄膜。涡电流式传感器50相对于检测对象的金属膜(或导电性膜)，例如配置在1.0～4.0mm左右的附近。

涡电流传感器有频率型和阻抗型。在频率型的涡电流传感器中，通过在金属膜(或导电性膜)mf产生涡电流，从而振荡频率变化，根据该频率变化对金属膜(或导电性膜)进行检测。在阻抗型的涡电流传感器中，阻抗变化，根据该阻抗变化对金属膜(或导电性膜)进行检测。即，在频率型中，在图17(b)所示的等价电路中，通过涡电流I₂变化，当阻抗Z变化而信号源(可变频率振荡器)52的振荡频率变化时，能够利用检波电路54检测该振荡频率的变化，并能够检测金属膜(或导电性膜)的变化。在阻抗型中，在图17(b)所示的等价电路中，通过涡电流I₂变化，当阻抗Z变化而从信号源(固定频率振荡器)52看到的阻抗Z变化时，能够利用检波电路54检测该阻抗Z的变化，并能够检测金属膜(或导电性膜)的变化。

在阻抗型的涡电流传感器中，信号输出X、Y、相位、合成阻抗Z如后所述那样被取出。根据频率F或阻抗X，Y等，得到金属膜(或导电性膜)Cu，Al，Au，W的测定信息。涡电流式传感器50能够如图16所示那样内置于研磨台30A的内部的表面附近的位置，涡电流式传感器50位于经由研磨垫与研磨对象的半导体晶片相对的位置，并利用流过半导体晶片上的金属膜(或导电性膜)的涡电流来检测金属膜(或导电性膜)的变化。

涡电流传感器的频率能够利用单一电波、混合电波、AM调制电波、FM调制电波、函数发生器的扫描输出或多个振荡频率源，优选适合于金属膜的膜种类，选择灵敏度好的振荡频率、调制方式。

以下对阻抗型的涡电流传感器进行具体说明。交流信号源52使用2～30MHz左右的固定频率的振荡器，例如水晶振荡器。并且，利用由交流信号源52供给的交流电压，电流I₁流过涡电流式传感器50。通过使电流流过配置于金属膜(或导电性膜)mf的附近的涡电流式传感器50，并通过使该磁通与金属膜(或导电性膜)mf交链而在其间形成互感M，并使涡电流I₂在金属膜(或导电性膜)mf中流动。在此，R1为包括涡电流传感器的一次侧的等价阻抗，L1是同样地包含涡电流传感器的一次侧的自感。在金属膜(或导电性膜)mf侧，R2为与涡电流损失相当的等价阻抗，L2是其自感。从交流信号源52的端子a，b看到的涡电流传感器侧的阻抗Z根据形成于金属膜(或导电性膜)mf中的涡电流损失的大小而变化。

图18、19是表示本实施方式的涡电流式传感器50的构成例的概略图。配置在形成有导电性膜的基板的附近的涡电流式传感器50由罐形芯60、六个线圈860、862、864、866、868、870构成。作为磁性体的罐形芯60具有：底面部61a(底部磁性体)、设于底面部61a的中央的磁心部61b(中央磁性体)、设于底面部61a的周边部的周壁部61c(周边部磁性体)。周壁部61c是以包围磁心部61b的方式设于底面部61a的周边部的壁部。在本实施方式中，底面部61a为圆形的盘形状，磁心部61b为实心的圆柱形状，周壁部61c为包围底面部61a的筒形状。

所述六个线圈860、862、864、866、868、870中的中央的线圈860、862是与交流信号源52连接的励磁线圈。利用由交流信号源52供给的电压形成的磁场，该励磁线圈860、862在配置于附近的半导体晶片W上的金属膜(或导电性膜)mf形成涡电流。在励磁线圈860、862的金属膜侧配置有检测线圈864、866，对由形成于金属膜的涡电流产生的磁场进行检测。隔着励磁线圈860、862在与检测线圈864、866相反的一侧配置有虚拟线圈868、870。

励磁线圈860是配置于磁心部61b的外周，能够产生磁场的内部线圈，并使涡电流形成于导电性膜。励磁线圈862为配置在周壁部61c的外周，能够产生磁场的外部线圈，并在导电性膜形成涡电流。检测线圈864配置于磁心部61b的外周，能够检测磁场，并检测形成于导电性膜的涡电流。检测线圈866配置在周壁部61c的外周，能够检测磁场，并检测形成于导电性膜的涡电流。

涡电流传感器具有对形成于导电性膜的涡电流进行检测的虚拟线圈868、870。虚拟线圈868配置于磁心部61b的外周，能够检测磁场。虚拟线圈870配置于周壁部61c的外周，能够检测磁场。在本实施方式中，检测线圈和虚拟线圈配置在底面部61a的外周以及周壁部61c的外周，但检测线圈和虚拟线圈也可以仅配置在底面部61a的外周以及周壁部61c的外周的一方。

磁心部61b的轴向与基板上的导电性膜正交，检测线圈864、866和励磁线圈860、862以及虚拟线圈868、870配置在磁心部61b的轴向上不同的位置，并且在磁心部61b的轴向上，从靠近基板上的导电性膜的位置向远离的位置，按照检测线圈864、866，励磁线圈860、862，虚拟线圈868、870的顺序配置。从检测线圈864、866，励磁线圈860、862，虚拟线圈868、870分别引出用于与外部连接的引线(未图示)。

图18是通过磁心部61b的中心轴872的平面的剖视图。作为磁性体的罐形芯60具有：圆板形状的底面部61a、设于底面部61a的中央的圆柱形状的磁心部61b、设于底面部61a的周围的圆筒形状的周壁部61c。作为罐形芯60的尺寸的一例，底面部61a的直径L1为约1cm～5cm，涡电流式传感器50的高度L2为约1cm至5cm。周壁部61c的外径在图18中是高度方向上相同的圆筒形状，但也可以是向远离底面部61a的方向，即朝向顶端变细的顶端变细形状(锥形状)。

在检测线圈864、866，励磁线圈860、862，虚拟线圈868、870使用的导线为铜、锰铜镍丝、或镍铬丝。通过使用锰铜镍丝、镍铬丝，电阻等温度变化小，温度特性好。

在本实施方式中，由于将线材卷绕在由铁素体等构成的磁心部61b的外侧、周壁部61c的外侧，来形成励磁线圈860、862，因此能够提高流过测量对象物的涡电流密度。另外，由于检测线圈864、866也形成在磁心部61b的外侧、周壁部61c的外侧，因此能够有效收集产生的逆磁场(交链磁通)。

为了提高流过测量对象物的涡电流密度，在本实施方式中，进一步地使励磁线圈860和励磁线圈862如图19所示地并联连接。即，内部线圈和外部线圈电并联连接。并联连接的理由如以下所示。在并联连接时，与串联连接的情况相比，可施加于励磁线圈860和励磁线圈862的电压增加，从而流过励磁线圈860和励磁线圈862的电流增加。因此，磁场增大。另外，在串联连接时，电路的电感增加，从而电路的频率降低。难以将所需的高频施加到励磁线圈860、862。箭头874表示流过励磁线圈860和励磁线圈862的电流的方向。

如图19所示，励磁线圈860和励磁线圈862以励磁线圈860与励磁线圈862的磁场方向相同的方式连接。即，电流在励磁线圈860与励磁线圈862中向不同方向流动。磁场876是内侧的励磁线圈860产生的磁场，磁场878是外侧的励磁线圈862产生的磁场。如图20所示，励磁线圈860和励磁线圈862的磁场方向相同。即，内部线圈在磁心部61b内产生的磁场的方向与外部线圈在磁心部61b内产生的磁场的方向相同。

区域880所示的磁场876和磁场878为相同方向，因此两个磁场相加而变大。与以往那样的仅存在励磁线圈860产生的磁场876的情况相比，在本实施方式中磁场会增大励磁线圈862产生的磁场878的量。

接着，与图19不同，如图21所示，对励磁线圈860和励磁线圈862以励磁线圈860与励磁线圈862的磁场方向相反的方式连接的情况进行说明。即，电流在励磁线圈860和励磁线圈862朝相同方向流动。磁场876为内侧的励磁线圈860产生的磁场，磁场878为外侧的励磁线圈862产生的磁场。如图22所示，励磁线圈860与励磁线圈862的磁场方向相反。即，内部线圈在磁心部61b内产生的磁场的方向与外部线圈在磁心部61b内产生的磁场的方向相反。

区域880所示的磁场876与磁场878为相反方向，因此两个磁场抵消而变小。外侧的励磁线圈862产生的磁场878抑制内侧的励磁线圈860产生的磁场876，在磁心部61b内的磁力线的流动改变。此外，图22所示的磁场为在位于外侧的励磁线圈862流动的电流大的情况。在电流大的情况下，在周壁部61c的内侧，励磁线圈862产生的磁场比励磁线圈860产生的磁场的强度大，因此磁场878抑制住磁场876。其结果是，产生图22所示的磁场。

将图20与图22进行比较，可知以下情况。利用图20所示的磁场在半导体晶片16产生的涡电流密度在较窄的范围内产生得较强。利用图22所示的磁场在半导体晶片16产生的涡电流密度在较宽的范围产生得较强。

图23是表示涡电流传感器的各线圈的连接例的概略图。如图23(a)所示，检测线圈864、866与虚拟线圈868、870彼此反相地连接。检测线圈864与检测线圈866串联连接。虚拟线圈868与虚拟线圈870串联连接。在图23中，励磁线圈860、862，检测线圈864、866，虚拟线圈868、870由一个线圈图示。

检测线圈864、866和虚拟线圈868、870如上所述地构成反相的串联电路，其两端与包括可变阻抗76的阻抗电桥电路77连接。励磁线圈860、862与交流信号源52连接，通过产生交替磁通，在配置于附近的金属膜(或导电性膜)mf形成涡电流。通过调整可变阻抗76的阻抗值，由检测线圈864、866和虚拟线圈868、870构成的串联电路的输出电压能够调整为在不存在金属膜(或导电性膜)时为零。利用分别并联接入检测线圈864、866和虚拟线圈868、870的可变阻抗76(VR₁，VR₂)将L₁，L₃的信号调整为同相位。即，在图23(b)的等价电路中，

以如下数学公式：

VR_1-1×(VR_2-2+jωL₃)＝VR_1-2×(VR_2-1+jωL₁) (1)

对可变阻抗VR₁(＝VR_1-1+VR_1-2)以及VR₂(＝VR_2-1+VR_2-2)进行调整。由此，如图23(c)所示，使调整前的L₁，L₃的信号(图中虚线所示)成为同相位、同振幅的信号(图中实线所示)。

并且，在金属膜(或导电性膜)存在于检测线圈864、866的附近时，利用形成于金属膜(或导电性膜)中的涡电流而产生的磁通在检测线圈864、866与虚拟线圈868、870交链，但由于检测线圈864、866的一方配置在靠近金属膜(或导电性膜)的位置，因此在检测线圈864、866和虚拟线圈868、870产生的感应电压的平衡被破坏，由此，能够检测由金属膜(或导电性膜)的涡电流形成的交链磁通。即，通过将检测线圈864、866与虚拟线圈868、870的串联电路从与交流信号源连接的励磁线圈860、862分离，并利用阻抗电桥电路调整平衡，从而能够进行零点的调整。因此，由于能够基于零的状态检测在金属膜(或导电性膜)流动的涡电流，因此提高了金属膜(或导电性膜)中的涡电流的检测灵敏度。由此，能够在较大的动态范围进行形成于金属膜(或导电性膜)的涡电流的大小的检测。

图24是表示涡电流传感器的同步检波电路的框图。本图表示从交流信号源52侧观察涡电流式传感器50侧的阻抗Z的测量电路例。在本图所示的阻抗Z的测量电路中，能够取出伴随膜厚的变化的电阻成分(R)，电抗成分(X)，振幅输出(Z)以及相位输出(tan^-1R/X)。

如上所述，向配置于成膜有检测对象的金属膜(或导电性膜)mf的半导体晶片W附近的涡电流式传感器50供给交流信号的信号源52为由水晶振荡器构成的固定频率的振荡器，例如供给2MHz，8MHz，16MHz的固定频率的电压。由信号源52形成的交流电压经由带通滤波器82向涡电流式传感器50供给。由涡电流式传感器50的端子检测出的信号经由高频放大器83以及相位转换电路84而利用由cos同步检波电路85以及sin同步检波电路86构成的同步检波部被取出检测信号的cos成分和sin成分。在此，由信号源52形成的振荡信号利用相位转换电路84形成有信号源52的同相成分(0゜)和正交成分(90゜)这两个信号，并分别被导入cos同步检波电路85和sin同步检波电路86而进行上述同步检波。

进行了同步检波后的信号利用低通滤波器87、88除去信号成分以上的不需要的高频成分，并分别被取出作为cos同步检波输出的电阻成分(R)输出、作为sin同步检波输出的电抗成分(X)输出。另外，利用矢量运算电路89，根据电阻成分(R)输出和电抗成分(X)输出得到振幅输出(R²+X²)^1/2。另外，利用矢量运算电路90，同样地通过电阻成分输出和电抗成分输出得到相位输出(tan^-1R/X)。在此，为了除去传感器信号的噪声成分而在测定装置主体设置有各种滤波器。各种滤波器通过设定分别对应的截止频率，例如将低通滤波器的截止频率设定在0.1～10Hz的范围，而能够除去混合在研磨中的传感器信号的噪声成分而高精度地对测定对象的金属膜(或导电性膜)进行测定。

接着，利用图18所示的涡电流式传感器50，参照图25对进行终点检测的方法的一例进行说明。在图25中，纵轴表示半导体晶片16的膜厚(mm)，横轴表示研磨开始后的研磨时间(sec)。在横轴中，通过整数来表示，在由涡电流式传感器50进行测定时是第几次旋转。1为第一次旋转，N为第N次旋转。终点检测部28根据检测到的涡电流确定半导体晶片16的研磨速率，基于研磨速率来作成近似线(初始研磨速率公式882)。使用在研磨的初始阶段研磨台30A旋转多次的期间得到的涡电流来作成初始研磨速率公式882。

计算以基于初始研磨速率公式882的研磨速率对半导体晶片16进行研磨时的预期研磨量，来检测到达研磨终点884的时间。终点检测部28根据预期研磨量、以及与对应于研磨终点884的膜厚相关的阈值886检测研磨终点884。此时，在涡电流式传感器50的输出的变化小于通过研磨而产生的半导体晶片16内的配线高度的变化的情况下，难以精确地得到涡电流式传感器50的输出值的变化。此时执行如下所示的涡电流式传感器50的输出值的取消算法。

在取消算法中，终点检测部28对与基于涡电流得到的膜厚相关的数据和与基于研磨速率预测的膜厚相关的数据进行比较，在比较的结果比规定值大的情况下，不使用与基于涡电流得到的膜厚相关的数据。例如，对每旋转一次收集的数据和与基于初始研磨速率公式882预测的膜厚相关的数据进行比较，在两者与规定值相比大不相同的情况下，不采用所收集的数据。例如，在第N+2次旋转收集到数据时，当在第N+2次旋转收集的数据与在第N+1次旋转收集的数据之差大于(或小于)在第N+1次旋转收集的数据与在第N次旋转收集的数据之差(规定值)时，不使用在第N+2次旋转收集的数据。取而代之，使用基于初始研磨速率公式882得到的值。比规定值大时不使用还是比规定值小时不使用依存于膜的性质等研磨条件。

不使用所收集的数据的其他情况还有以下的情况。例如，在第N+2次旋转收集到数据时，当在第N+2次旋转收集的数据比在第N+1次旋转收集的数据大时，不使用在第N+2次旋转收集的数据。取而代之，使用基于初始研磨速率公式882得到的数据。

在不使用第N+2次旋转收集的数据时，在第N+3次旋转以后取得接近近似线的值的情况下，采用该数据。如已述那样，在研磨开始后，使用数次旋转来作成初始研磨速率公式882，例如，能够每旋转十次使用最新的数次旋转而重新作成初始研磨速率公式882。

接着，关于周边部磁性体不为以包围磁心部61b的方式设于底面部61a的周边部的壁部的示例，参照图26～28进行说明。在图26、27中，底面部61a具有柱状的形状，周壁部61c为配置于柱状的形状的两端的涡电流式传感器50(磁性元件)。图26为俯视图。图27为图26的AA剖视图。周边部磁性体61d在底面部61a的周边部设有两个。该涡电流式传感器50如图27所示为E型的磁性元件。图28为周边部磁性体61d在底面部61a的周边部设有四个的涡电流式传感器50(磁性元件)的俯视图。周边部磁性体61d也可以为五个以上。

在E型的磁性元件的情况下，线圈的配置除了图26、27所示的配置以外，也可以是图49、50所示的线圈的配置。图49为俯视图。图50是图49的AA剖视图。在图49、50所示的实施方式中，在底面部61a中的、位于磁心部61b与周边部磁性体61d之间的部分61e的外周还设有检测线圈864a、864b，励磁线圈860a、860b，虚拟线圈868a、868b。检测线圈864a、864b，励磁线圈860a、860b，虚拟线圈868a、868b也可以是其中的至少一个设于部分61e。另外，在图49、50所示的实施方式中，也可以不设置励磁线圈860，虚拟线圈868，作为励磁线圈以及虚拟线圈仅设置励磁线圈860a、860b，虚拟线圈868a、868b。

检测线圈864a和检测线圈864b也可以由导线电连接，也可以不用导线连接而电气独立。关于励磁线圈860a与励磁线圈860b，虚拟线圈868a与虚拟线圈868b，也可以用导线电连接，也可以不用导线连接而电气地独立。

接着，参照图48，对在半导体晶片16的导电性变化时励磁线圈860及/或励磁线圈862产生的磁场的强度改变的实施方式进行说明。以下，对改变励磁线圈860以及励磁线圈862所产生的磁场的强度的实施方式进行说明，但也可以仅改变在励磁线圈860以及励磁线圈862的一方产生的磁场的强度。

在图48中，在半导体晶片16形成有绝缘层888(绝缘部)，在绝缘层888之上形成有铜等导电层890。从图48(a)的状态经由图48(b)的状态，到图48(c)的状态进行研磨。导电层890例如作为配线使用。

在图48(a)的状态下，导电层890存在于半导体晶片16的前表面，因此导电层890产生较多的涡电流。在图48(c)的状态下，由于导电层890仅存在于半导体晶片16的较小的部分，因此导电层890产生较少的涡电流。从图48(a)的状态到图48(b)的状态，励磁线圈860、862产生的磁场的强度较小。在成为图48(b)的状态时，励磁线圈860、862产生的磁场的强度增大。这是由于在成为图48(b)的状态时，半导体晶片16的导电性发生变化。

作为使励磁线圈860、862产生的磁场的强度在半导体晶片16的导电性变化时发生改变的时刻，也可以不是成为图48(b)的状态时，而是设为图48(a)所示的绝缘层888的部分892的研磨结束时。

为了使励磁线圈860、862产生的磁场的强度增大，使在励磁线圈860、862流动的电流增大，或使向励磁线圈860、862施加的电压增大。作为使磁场的强度增大的其他方法，也可以从仅使用励磁线圈860以及励磁线圈862的一方的状态改变为使用励磁线圈860以及励磁线圈862的双方的状态。

此外，代替励磁线圈860以及/或励磁线圈862产生的磁场的强度在半导体晶片16的导电性变化时改变，也可以在研磨台的内部配置多个涡电流式传感器。多个涡电流式传感器的检测灵敏度互不相同。从图48(a)的状态到图48(b)的状态，使用检测灵敏度小的一方的涡电流式传感器50。在成为图48(b)的状态时，使用检测灵敏度大的一方的涡电流式传感器50。

在此，“检测灵敏度互不相同”是指“产生的磁场的强度不同”，及/或“产生的磁场的范围不同”等。作为需要使检测灵敏度互不相同的多个涡电流式传感器的情况，例如有以下的情况。(a)需要对一个芯片内的导电性的膜所占的比例不同的多个芯片的膜厚进行测定的情况，(b)需要测定图48(a)所示的对高度方向896上的分辨率的要求不同的多个芯片的膜厚的情况，(c)需要测定图48(a)所示的高度方向896上的研磨量不同的多个芯片的膜厚的情况等。

(c)的需要对高度方向896上的研磨量不同的多个芯片的膜厚进行测定的情况是例如以下的情况。在研磨开始时，导电层890(Cu配线)具有图48(a)所示的高度方向的距离LL。在研磨结束时，导电层890具有图48(c)所示的高度方向896的距离LS。作为距离LL与距离LS的组合有各种可能性。根据距离LL的范围，有时需要具有不同分辨率的多个传感器。

以上，作为改变检测灵敏度的方法，说明了在研磨台的内部配置多个涡电流式传感器的方法，作为改变检测灵敏度的方法，也可以仅使用图18所示的励磁线圈860以及励磁线圈862的一方。即，作为改变检测灵敏度的方法能够采用如下方法，该方法具有：伴随研磨台30A的旋转，利用第一步骤、第二步骤、第三步骤中的至少一个步骤，通过检测线圈864及/或检测线圈866对形成于半导体晶片16的涡电流进行检测的步骤；以及根据检测出的涡电流对表示半导体晶片16的研磨的结束的研磨终点进行检测的步骤。在第一步骤中，利用检测线圈864及/或检测线圈866对通过励磁线圈860而形成于半导体晶片16的涡电流进行检测。在第二步骤中，利用检测线圈864及/或检测线圈866对通过励磁线圈862而形成于半导体晶片16的涡电流进行检测。在第三步骤中，利用检测线圈864及/或检测线圈866对通过励磁线圈860和励磁线圈862的双方形成于半导体晶片16的涡电流进行检测。

励磁线圈860的外径比励磁线圈862的外径小。因此，将励磁线圈860单独产生的磁场的范围和励磁线圈862单独产生的磁场的范围相比，励磁线圈862单独产生的磁场的范围大。因此，励磁线圈860能够在窄区域进行膜厚的测定。励磁线圈862能够在宽的区域进行膜厚的测定。

使用励磁线圈860以及励磁线圈862的双方的情况能够将励磁线圈860与励磁线圈862分别产生的磁场组合(合成)而进行控制。通过组合控制，与仅使用励磁线圈860以及励磁线圈862的一方的情况相比，能够幅度更大地控制磁场的扩展区域与磁场的强度这两者。

采用第一步骤、第二步骤、第三步骤中的哪个步骤能够根据半导体晶片16上的精细电路具有何种结构、或模具尺寸为何种程度的大小来确定。

另外，关于涡电流式传感器50的尺寸与测量对象的芯片尺寸的关系，优选以下关系。例如，在芯片的形状为正方形或长方形的情况下，涡电流式传感器50的尺寸优选为与该正方形或长方形外接的外接圆。涡电流式传感器50的尺寸优选不比外接圆过小或过大。在芯片尺寸极端地大于或小于涡电流式传感器50的尺寸的情况下，由于可能不能检测出涡电流，因此在该情况下，有时需要配置尺寸不同的多个涡电流式传感器50。

此外，通过仅增加励磁线圈，涡电流的强度提高，因此在检测图48(a)所示的团块(膜)时，即便仅增加励磁也会有效果。“团块(膜)”表示导电层890中的、如区域894那样覆盖半导体晶片16的表面整体的结构。另外，“仅增加励磁线圈”是指，仅关于励磁线圈860、862，设置外侧线圈即励磁线圈862；关于检测线圈864、866，虚拟线圈868、870，不设置外侧线圈即检测线圈866，虚拟线圈870。

在检测图48(b)，图48(c)所示的导电层890(Cu配线)时，由于与图48(a)的状态时相比需要使涡电流式传感器50的检测灵敏度较大，因此关于检测线圈864、866，虚拟线圈868、870，有时也优选设置外侧线圈即检测线圈866，虚拟线圈870。

接着，对终点检测部28也考虑臂转矩检测部26检测出的臂转矩26a、台转矩地来检测表示研磨的结束的研磨终点的示例进行说明。在图16中，在摆动臂110的与摆动轴电机14连接的连接部中，臂转矩检测部26检测施加于摆动臂110的臂转矩26a。具体而言，臂驱动部为使摆动臂110旋转的摆动轴电机(旋转电机)14，臂转矩检测部26根据摆动轴电机14的电流值检测施加于摆动臂110的臂转矩26a。摆动轴电机14的电流值是依存于摆动臂110的与摆动轴电机14连接的连接部中的臂转矩的量。在本实施方式中，摆动轴电机14的电流值为从驱动器18向摆动轴电机14供给的电流值18b。

参照图29对由臂转矩检测部26进行的臂转矩26a的检测方法进行说明。从控制部65向驱动器18输入与摆动臂110的位置有关的位置指令65a。位置指令65a是与摆动臂110相对于摆动臂轴117旋转的旋转角度相当的数据。另外从内置并安装于摆动轴电机14的编码器36向驱动器18输入摆动臂轴117的旋转角度36a。

编码器36能够检测摆动轴电机14的旋转轴的旋转角度36a，即摆动臂轴117的旋转角度36a。在本图中，摆动轴电机14与编码器36独立图示，实际上，摆动轴电机14与编码器36一体化。作为这样的一体型电机的一例，有带反馈编码器的同步型AC伺服电机。

驱动器18具有偏差电路38、电流产生电路40、PWM电路42。偏差电路38根据位置指令65a和旋转角度36a求得位置指令65a与旋转角度36a的偏差38a。偏差38a、电流值18b被输入到电流产生电路40。电流产生电路40根据偏差38a、当前的电流值18b，产生与偏差38a对应的电流指令18a。PWM电路42被输入电流指令18a，利用PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制，产生电流值18b。电流值18b是能够驱动摆动轴电机14的三相(U相，V相，W相)电流。电流值18b向摆动轴电机14供给。

电流指令18a是依存于摆动轴电机14的电流值的量，并依存于臂转矩的量。臂转矩检测部26在对电流指令18a进行了AD变换、放大、整流、有效值转换等处理中的至少一个处理后，作为臂转矩26a向终点检测部28输出。

电流值18b是摆动轴电机14的电流值本身，并且依存于臂转矩的量。臂转矩检测部26也可以根据电流值18b检测施加于摆动臂110的臂转矩26a。臂转矩检测部26在检测电流值18b时，能够使用霍尔传感器等电流传感器。

参照图29，对由电流检测部810(检测部)进行的电机电流的检测方法进行说明。电流检测部810检测用于驱动研磨台旋转的电机M3(第一电动机，参照图2)、用于驱动顶环31A旋转的电机M1(第二电动机，参照图5)、以及用于使摆动臂摆动的电机M2(第三电动机，参照图5)中的一个电动机的电流值，并生成第一输出。在本实施方式中，电流检测部810检测电机M2的电流值，并生成第一输出810a。向电流检测部810输入三相(U相，V相，W相)的电流值18b。

关于U相，V相，W相的电流值18b的每一个，电流检测部810例如每隔10msec进行采样，并对采样得到的电流值18b分别求得100msec的移动平均。进行移动平均的目的为减少噪声。然后，关于U相，V相，W相的电流值18b，进行全波整流，接下来通过有效值转换，针对每一个分别求得有效值。在算出有效值后，将这三个值相加而生成第一输出810a。电流检测部810将所生成的第一输出810a输出到终点检测部28。

此外，噪声的减少处理不限于上述移动平均处理，能够进行各种的噪声减少处理。另外，电流检测部810也可以对电流值18b进行除有效值计算以外的处理。例如，也可以在计算出电流值18b的各自的绝对值后，将这三个值相加而生成第一输出810a。另外，电流检测部810也可以将电动机的三相的电流值的绝对值的平方和作为第一输出进行生成。另外，也可以仅对U相，V相，W相的三相的电流值18b中的一相或两相计算有效值。第一输出只要是能够表示转矩的变化的量，能够是任意的量。基于第一输出来检测表示研磨的结束的研磨终点的终点检测部28能够根据第一输出(摩擦力)的变化，检测表示研磨的结束的研磨终点。

在本实施方式中，对在研磨台30A的平面上向左右方向(圆周方向)摆动的摆动臂110进行了说明。但是，关于在研磨台30A的平面上，在研磨台30A的旋转中心与研磨台30A的端部之间，在半径方向上沿直线方向往复的臂，本实施方式也能够适用。

此外，终点检测部28能够构成为具有CPU，存储器，输入输出单元的计算机。此时，能够将作为终点检测部单元和控制研磨装置的研磨的控制单元而发挥作用的的程序存储于存储器，其中，终点检测部单元能够根据检测出的涡电流来检测表示半导体晶片16的研磨的结束的研磨终点。

接着，参照图30，对具有光学式传感器的其他实施方式进行说明。在本方式中，结合使用使研磨台30A摆动的摆动轴电机14的转矩变动的检测和由光学式传感器进行的半导体晶片16的研磨面的反射率的检测。为了进行终点检测，在研磨台30A组入有传感器。传感器为光学式传感器724。作为光学式传感器724，使用利用了光纤的传感器等。此外，代替光学式传感器724，也能够使用涡电流式传感器。

在图30的实施方式的情况下，能够解决以下课题。为了进行终点检测，在仅使用转矩变动检测方式或光学式检测方式的一方的情况下，在研磨对象物的研磨中混合了金属膜的研磨和绝缘膜的研磨的情况下，有以下问题。转矩变动检测方式适用于金属膜与绝缘膜的边界的检测，光学式检测方式适用于膜的厚度的变化的检测。因此，在仅有一方的方式时，在需要膜的边界的检测、残膜的厚度的检测的双方的情况下，只能得到不充分的检测精度。根据是膜的边界的检测、还是残膜的厚度的检测，通过区分使用转矩变动检测和光学式检测，能够解决课题。

在光学式传感器的情况下，研磨装置的终点检测部向半导体晶片16照射光，测量来自半导体晶片16的反射光的强度。终点检测部基于臂转矩检测部检测到的臂转矩、光学式传感器724测量出的来自半导体晶片16的反射光的强度，检测表示研磨的结束的研磨终点。光学式传感器724的输出经由配线726向控制部65输送。

在光学式传感器的情况下，在研磨垫10的一部分有开口720。在开口720有作为窗口的观察口722。经由观察口722，进行光照射、反射光的检测。在研磨时，在能够与半导体晶片16相对的研磨台30A内的位置组入观察口722。在观察口722的下部配置有光学式传感器724。在光学式传感器724为光纤传感器的情况下，有时没有观察口722。

在没有观察口722的情况下，有时从光纤传感器的周围输出纯水，将从喷嘴728供给的浆料除去而进行终点检测。光学式传感器具有使用于清洗浆料的纯水(或高纯度气体，液体与气体的混合物等流体)向开口420内供给的流体供给部(未图示)。

传感器也可以有多个。例如，如图30所示，设于中心部和端部，对中心部和端部的双方的检测信号进行监控。图30(a)表示光学式传感器724的配置，图30(b)是光学式传感器724的放大图。终点检测部28从这些多个信号中，根据研磨条件(半导体晶片16的材质，研磨时间等)的变化，选择不受研磨条件的影响的(或者，最适合该研磨条件的)检测信号来判断终点而停止研磨。

关于这一点，进一步进行说明。已述的由摆动轴电机14进行的转矩变动检测(电机电流变动测定)与光学式检测的组合在用于对层间绝缘膜(ILD)、由STI(Shallow TrenchIsolation：浅沟槽隔离)形成的元件隔离膜的研磨终点进行检测时有效。在SOPM(SpectrumOptical Endpoint Monitoring：频谱光学端点监测)等光学式检测中，进行残膜的厚度的检测，进行终点检测。例如，在LSI的层叠膜的制造工序中，通过金属膜的研磨、绝缘膜的研磨，有时需要形成残膜。需要进行金属膜的研磨、绝缘膜的研磨，根据是金属膜的研磨还是绝缘膜的研磨，能够分开使用转矩变动检测和光学式检测。

另外，在终点部的膜构造为金属与绝缘膜的混合状态的情况下，在仅转矩变动检测与光学式检测中的一方式的情况下，难以进行准确的终点检测。因此，进行由转矩变动检测与光学式检测进行的膜厚测定，根据双方的检测结果，判定是否为终点，而在最适当的时点结束研磨。在混合状态下，在转矩变动检测和光学式检测的任一检测中，由于测定信号弱，因此测定精度降低。但是，通过使用由两种以上的测定方法得到的信号来判定，能够判定最适当的终点位置。例如，在使用了由两种以上的测定方法得到的信号的任一判定得出为终点的结果时，判定为终点。

接着，参照图31，对具有光学式传感器的其他实施方式进行说明。在本方式中，结合使用使研磨台30A摆动的摆动轴电机14的转矩变动(研磨台30A的摩擦变动)的检测、由光学式传感器进行的半导体晶片16的研磨面的反射率的检测、由涡电流式传感器进行的半导体晶片16的被研磨物内的涡电流的检测。结合使用这三种检测方法。

在图31的实施方式的情况下，能够解决以下课题。图30的实施方式的转矩变动检测方式以及光学式检测方式有难以检测金属膜的厚度的变化的课题。图31的实施方式解决该课题，在图30的实施方式中进一步结合使用涡电流的检测。由于检测金属膜内的涡电流，因此检测金属膜的厚度的变化更容易。

图31(a)表示光学式传感器724、涡电流式传感器730的配置，图31(b)为光学式传感器724的放大图，图31(c)为涡电流式传感器730的放大图。涡电流式传感器730配置在研磨台30A内。涡电流式传感器730在半导体晶片16产生磁场，检测所产生的磁场的强度。终点检测部28基于臂转矩检测部26检测到的臂转矩、光学式传感器724测量的来自半导体晶片16的反射光的强度、涡电流式传感器730测量的磁场的强度来检测表示研磨的结束的研磨终点。

本方式是为了进行终点检测而组合如下检测的示例：摆动轴电机14的转矩变动检测；以及由组入研磨台30A的光学式传感器724和涡电流式传感器730进行的半导体晶片16的物理量的检测。摆动轴电机14的转矩变动检测(电机电流变动测定)在所研磨的试样的膜质变化的部位的终点检测中较好。光学方式在ILD、STI等绝缘膜的残膜量的检测和利用其的终点检测中较好。由涡电流式传感器进行的终点检测例如在对镀覆的金属膜进行研磨而研磨到作为终点的下层的绝缘膜的时点的终点检测中较好。

在具有LSI等多层的半导体的制造工序中，由于进行由各种材料构成的多层的研磨，因此为了高精度地进行多种膜的研磨和终点检测，在一实施方式中能够使用三种终点检测方法，也能够使用三种以上。例如，进一步，能够结合使用使研磨台30A旋转的电机的转矩变动检测(电机电流变动测定(TCM))。

使用这四种终点检测的组合，能够进行高功能的控制、精度好的终点检测。例如，在顶环31A在研磨台30A上移动(摆动)而进行研磨的情况下，利用TCM检测顶环31A的位置的变化导致的研磨台30A的转矩变动。由此，通过顶环31A位于研磨台30A的中心部时、顶环31A向研磨台30A的一方的端部移动时、顶环31A向研磨台30A的另一方的端部移动时的转矩变动，能够发现顶环31A对试样的按压不同的因素。当发现因素，则为了使对试样的按压均匀化而能够进行顶环31A的表面的按压的调整等反馈。

作为顶环31A的位置的变化导致的研磨台30A的转矩变动的因素，考虑有如下因素：由于顶环31A与研磨台30A的水平度的偏差、试样面与研磨垫10的表面的水平度的偏差、或研磨垫10的磨损度的差异，因此顶环31A位于中心部时和顶环31A位于从中心部偏离的位置时的摩擦力不同等。

此外，在半导体晶片16的膜的研磨终点部的膜构造为金属与绝缘膜的混合状态的情况下，由于仅利用一个检测方式难以进行准确的终点检测，因此在检测臂转矩变动的方式与光学式检测方法，或者检测臂转矩变动的方式与检测涡电流的方式，或者根据三种全部的信号检测判定终点状态，在最适当的时点结束研磨。在混合状态下，在转矩变动检测、光学式、对检测涡电流进行检测的方式的任一方式中，由于测定信号弱，因此测定精度降低。但是，通过使用由三种以上的测定方法得到的信号来进行判定，能够判定最适当的终点位置。例如，在使用了由三种以上的测定方法得到的信号的判定的任一判定得出为终点的结果时，判定为终点。

对这些组合进行列出，则如以下所示。i.臂转矩检测+台转矩检测、ii.臂转矩检测+光学式检测、iii.臂转矩检测+涡电流检测、iv.臂转矩检测+由微波传感器进行的光学式检测、v.臂转矩检测+光学式检测+台转矩检测、vi.臂转矩检测+光学式检测+涡电流检测、vii.臂转矩检测+光学式检测+由微波传感器进行的光学式检测、viii.臂转矩检测+涡电流检测+台转矩检测、ix.臂转矩检测+涡电流检测+由微波传感器进行的光学式检测、x.臂转矩检测+台转矩检测+由微波传感器进行的光学式检测、xi.此外，还包括与臂转矩检测组合的任意传感器的组合。

图32、33、34表示终点部的膜构造为金属与绝缘膜的混合状态的情况的示例。在以下示例中，作为金属，为Cu，Al，W，Co等金属，绝缘膜为SiO₂，SiN，玻璃材料(SOG(Spin-onGlass：旋涂玻璃)，BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass：硼磷硅玻璃)等)，Lowk材料，树脂材料，其他绝缘材料。通过CVD或涂层制造SiO₂，SOG，BPSG等。图32(a)，32(b)是研磨绝缘膜的示例。图32(a)表示研磨前的状态，图32(b)表示研磨后的状态。膜732为硅。在膜732上形成有膜734，膜734是SiO₂(热氧化膜)、SiN等绝缘膜。在膜734上形成有膜736，膜736是成膜形成的氧化膜(SiO₂)、玻璃材料(SOG，BPSG)等绝缘膜。膜736被研磨到图32(b)所示的状态。

通过光学式检测测定膜736的膜厚。膜736与膜734的边界758、膜734与膜732的边界对光的反射敏感。因此，优选光学式检测。另外，膜736与膜734的材质不同时，有时研磨时的摩擦的变化大。此时，优选光学式检测+转矩检测。

图33(a)，33(b)是研磨金属膜的示例。图33(a)表示研磨前的状态，图33(b)表示研磨后的状态。埋入部737为STI。在膜734上形成有与膜736同样的膜738。在膜734上形成有栅电极740。在膜734下形成有作为漏极或源极的扩散层744。扩散层744与孔、插头等的纵配线742连接。栅电极740与未图示的纵配线742连接。纵配线742贯通膜738内。在膜738上形成有金属膜746。纵配线742和金属膜746为相同的金属。金属膜746被研磨到图33(b)所示的状态。此外，在图33中，形成有栅电极740、扩散层744，但也可以形成其他电路要素。

金属膜746为金属膜，因此利用金属膜急剧减少时的，金属膜746内的涡电流的波形变化大的特点，来检测涡电流。另外，能够将光学式检测能够与涡电流检测结合使用，光学式检测利用从金属膜的反射量大的状态到金属膜减少，反射量急剧变化的特性。膜738为绝缘膜，因此通过光学式检测测定膜厚。

图34(a)，34(b)是研磨金属膜的示例。图34(a)表示研磨前的状态，图34(b)表示研磨后的状态。埋入部737为STI。在膜734上形成有膜738。在膜734上形成有栅电极740。在膜734下形成有作为漏极或源极的扩散层744。扩散层744与孔、插头等的纵配线742连接。栅电极740与未图示的纵配线742连接。纵配线742贯通膜738内。在孔742之上形成有金属的横配线750。金属膜748和横配线750为相同的金属。金属膜748被研磨到图34(b)所示的状态。

金属膜748为金属膜，因此使用涡电流式传感器，检测涡电流。绝缘膜738为绝缘膜，因此利用光学式检测，测定膜厚。此外，图32以下所示的实施方式对图1～图31的所有实施方式能够适用。

接着，参照图35，对作为图16的变形例的实施方式进行说明。在本方式中，摆动臂110由多个臂构成。在图35中，例如，由臂752、臂754构成。臂752安装于摆动轴电机14，并在臂754安装有顶环31A。在臂752与臂754的接合部，检测摆动臂的转矩变动并进行终点检测。

在图35的实施方式的情况下，能够解决以下的课题。在图16的情况下，在终点检测中，由于后述的间隙振动等的影响，会有终点检测精度降低的课题。在图35的实施方式的情况下，由于能够减少间隙振动等的影响，因此能够解决该课题。

在臂752与臂754的接合部756，配置有检测摆动臂的转矩变动的转矩传感器。转矩传感器具有负载传感器706、应变计。在接合部756中，臂752和臂754利用金属件710彼此固定。臂752利用摆动轴电机14而能够摆动。在根据前述摆动电机电流的变动测定转矩变化时，有时优选使摆动动作暂时停止，来测定转矩变化。这是由于有时伴随摆动动作，摆动电机的电机电流的噪声增加。

在本方式的情况下，在因图32(a)的边界758那样的膜质变化的部分的摩擦变动导致研磨转矩发生变动的情况下，能够由接合部756的转矩传感器进行边界758的检测。研磨转矩的变动的检测能够利用摆动轴电机14的电流变动的检测。与根据电流变动进行的转矩变动检测相比，接合部756的转矩传感器进行的转矩变动检测具有以下优点。

根据电流变动的检测进行的转矩变动检测会有摆动轴电机14的旋转动作(摆动)导致的误差，例如，摆动轴电机14导致的摆动臂110的间隙振动等的影响。间隙振动是指，由于在将摆动臂110安装到摆动轴电机14的安装部有些许游隙，因此在摆动轴电机14的旋转动作时，因游隙产生的振动。在利用接合部756的转矩传感器进行的转矩变动检测中，在接合部756没有间隙振动，能够检测与研磨部的摩擦变化对应的转矩变动。因此，能够进行更高精度的终点检测。为了减少间隙振动，有时需要停止摆动臂110的摆动。但是，在利用接合部756的转矩传感器进行的转矩变动检测中，即便不停止摆动臂110的摆动，也能够进行高精度的终点检测。

本方式也能够适用于顶环31A有多个的情况或者圆盘传送带方式。随着LSI的层叠膜的薄膜化、功能元件的细微化的发展，为了性能稳定化和维持成品率，与以往相比，需要以更高的精度进行研磨终点。作为能够与这样的要求对应的技术，本方式有效。

接着，参照图36，对利用控制部65进行基板处理装置整体的控制进行说明。主控制器即控制部65具有CPU、存储器、记录介质、记录在记录介质的软件等。控制部65进行基板处理装置整体的监测、控制，而进行为了上述监测、控制的信号的发送和接收、信息记录、运算。控制部65主要在与单元控制器760之间进行信号的发送和接收。单元控制器760也具有：CPU、存储器、记录介质、记录在记录介质中的软件等。在图36的情况下，控制部65内置有作为检测表示研磨的结束的研磨终点的终点检测机构和对由研磨单元进行的研磨进行控制的控制单元而发挥作用的程序。此外，单元控制器760也可以内置该程序的一部分或全部。程序能够更新。此外，程序也可以不能更新。

根据参照图36～图38说明的实施方式，能够解决以下课题。作为至今为止的典型的研磨装置的控制方式的课题，有以下的点。关于终点检测，在进行对象物的研磨前，进行多次测试，根据所得到的数据求得研磨条件、终点判定条件，形成作为研磨条件的配方。虽然有时使用一部分信号分析，但对于半导体晶片构造使用一个传感器信号来进行判断终点检测的处理。由此对于以下要求不能得到足够的精度。为了提高制作的装置、芯片的成品率，在装置、芯片的制作中，需要更高精度的终点检测，并需要将批次间、芯片间的偏差抑制得较小。为了实现上述目的，通过使用进行适用了图36以后的实施例的终点检测的系统，能够进行更高精度的终点检测，能够提高成品率、减少芯片间的研磨量偏差。

尤其是，能够实现高速的数据处理、多种类且大量的传感器的信号处理、对这些信号进行标准化的数据、根据数据利用人工智能(Artificial Intelligence；AI)的学习以及用于终点检测的判定的数据组的作成、利用所作成的数据组进行的判定例的存储而进行的学习、学习效果的精度提高、利用所学习的判定功能判断而更新的研磨参数、实现该研磨参数向高速控制系统的反映的高速通信处理系统等。这些能够适用于图35以前所示的所有实施例。

单元控制器760进行搭载于基板处理装置的单元762(一个或者多个)的控制。在本实施方式中，在各个单元762的每一个设置单元控制器760。作为单元762，有卸载部62，研磨部63，清洗部64等。单元控制器760进行单元762的动作控制，与监测用传感器的信号发送和接收，控制信号的发送和接收，高速的信号处理等。单元控制器760由FPGA(field-programmable gate array：现场可编程门阵列)、ASIC(application specificintegrated circuit：特定用途集成电路)等构成。

单元762利用来自单元控制器760的信号进行动作。另外，单元762从传感器接收传感器信号，并向单元控制器760发送。传感器信号有时从单元控制器760进一步向控制部65输送。传感器信号利用控制部65或单元控制器760进行处理(包括运算处理)，从单元控制器760发送用于下一步动作的信号。由此单元762进行动作。例如，单元控制器760根据摆动轴电机14的电流变化检测摆动臂110的转矩变动。单元控制器760将检测结果向控制部65发送。控制部65进行终点检测。

作为软件，例如有以下软件。软件利用记录在控制设备(控制部65或单元控制器760)内的数据，求得研磨垫10的种类、浆料供给量。接着，软件指定能够在研磨垫10的维护时期或到维护时期为止使用的研磨垫10，计算浆料供给量，并将它们输出。软件也可以是在基板处理装置764发货后，能够安装到基板处理装置764的软件。

控制部65，单元控制器760，单元762间的通信可以是有线，也可以是无线。能够使用在与基板处理装置764的外部间经由了互联网的通信或其他通信方式(利用专用回线的高速通信)。关于数据的通信，可以是通过云协作而利用云、通过智能手机协作而在基板处理装置中进行经由智能手机的数据的交换等。由此，能够与基板处理装置的外部进行基板处理装置的运行状况、基板处理的设定信息的交换。作为通信设备，也可以在传感器间形成通信网络，并利用该通信网络。

使用上述控制功能、通信功能，能够进行基板处理装置的自动化运行。为了进行自动化运行，能够进行基板处理装置的控制模式的标准化、利用研磨终点的判断的阈值。

能够进行基板处理装置的异常/寿命预测/判断/显示。另外，能够进行用于性能稳定化的控制。

自动地提取基板处理装置的运行时的各种数据、研磨数据(膜厚、研磨的终点)的特征量而能够自动学习运转状态、研磨状态，进行控制模式的自动标准化，进行异常/寿命预测/判断/显示。

在通信方式，设备接口等中，例如进行格式等标准化，使用装置、设备彼此的信息通信而能够进行装置、设备的管理。

接着，对在基板处理装置764中，利用传感器从半导体晶片16取得信息，经由互联网等通信方式，在设置有基板处理装置的工场内/工场外所设置的数据处理装置(云等)存储数据，对存储于云等的数据进行分析，根据分析结果控制基板处理装置的实施方式进行说明。图37表示该实施方式的结构。

1.作为利用传感器从半导体晶片16取得的信息，可以是以下信息。与摆动轴电机14的转矩变动相关的测定信号或测定数据、SOPM(光学式传感器)的测定信号或测定数据、涡电流式传感器的测定信号或测定数据、将上述一个或多个组合的测定信号或测定数据；2.作为互联网等通信单元的功能以及结构，可以是以下功能以及结构。将包括上述测定信号或测定数据的信号或数据传送到与网络766连接的数据处理装置768。网络766可以是互联网或高速通信等通信方式。例如，可以是以基板处理装置、网关、互联网、云、互联网、数据处理装置的顺序连接的网络766。作为高速通信，有高速光通信，高速无线通信等。另外，作为高速无线通信，考虑Wi-Fi(注册商标)，Bluetooth(注册商标)，Wi-Max(注册商标)，3G，LTE等。能够适用除此以外的高速无线通信。此外，能够将云作为数据处理装置。在数据处理装置768设置于工场内的情况下，能够处理来自工场内的一台或者多台基板处理装置的信号。在数据处理装置768设置于工场外的情况下，能够将来自工场内的一台或者多台基板处理装置的信号向工场外部传递，并进行处理。此时，能够与设于国内或外国的数据处理装置连接。3.数据处理装置768分析存储于云等的数据，根据分析结果控制基板处理装置764的方式，能够如下所示。在测定信号或测定数据被处理之后，能够作为控制信号或控制数据能够向基板处理装置764传递。接收了数据的基板处理装置764基于该数据，更新与研磨处理相关的研磨参数并进行研磨动作，另外，来自数据处理装置768的数据是表示检测到终点的信号/数据的情况下，判断为检测到终点，并结束研磨。作为研磨参数，有如下等：(1)对于半导体晶片16的四个区域，即，中央部，内侧中间部，外侧中间部，以及周缘部的按压力，(2)研磨时间，(3)研磨台30A、顶环31A的转速，(4)用于研磨终点的判定的阈值。

接着，参照图38说明其他实施方式。图38是表示图37的实施方式的变形例的图。本实施方式中，构成为以基板处理装置，中间处理装置，网络766，数据处理装置的顺序连接。中间处理装置例如由FPGA、ASIC构成，具有滤波功能，运算功能，数据加工功能，数据组作成功能等。

根据如何使用互联网和高速光通信，分为以下的三种情况。(1)在基板处理装置与中间处理装置之间为互联网，网络766为互联网的情况，(2)基板处理装置与中间处理装置之间为高速光通信，网络766为高速光通信的情况，(3)基板处理装置与中间处理装置之间为高速光通信，从中间处理装置到外侧为互联网的情况。

(1)的情况：整体系统中的数据通信速度与数据处理速度可以为互联网通信速度的情况。数据采样速度1～1000mS左右，能够进行多个研磨条件参数的数据通信。在该情况下，中间处理装置770进行向数据处理装置768输送的数据组的作成。数据组的详细后述。接收到了数据组的数据处理装置768进行数据处理，例如，计算到终点位置为止的研磨条件参数的变更值、作成研磨工序的工序计划、通过网络766返回中间处理装置770。中间处理装置770将研磨条件参数的变更值、所需的控制信号发送到基板处理装置764。

(2)的情况：基板处理装置-中间处理装置之间，中间处理装置-数据处理装置之间的传感器信号、状态管理设备之间的通信为高速通信。在高速通信中，能够以通信速度1～1000Gbps进行通信。在高速通信中，能够进行数据、数据组、指令、控制信号等的通信。在该情况下，利用中间处理装置770作成数据组，并将其发送到数据处理装置768。中间处理装置770在数据处理装置768中的处理中提取所需的数据并进行加工而作成为数据组。例如，提取终点检测用的多个传感器信号而作成为数据组。

中间处理装置770通过高速通信将所作成的数据组向数据处理装置768发送。数据处理装置768基于数据组，进行到研磨终点为止的参数变更值的计算、工序计划作成。数据处理装置768接收来自多个基板处理装置764的数据组，进行对于各个装置的下一个步骤的参数更新值的计算和工序计划作成，并将更新后的数据组向中间处理装置770发送。中间处理装置770基于更新后的数据组，将更新后的数据组转换为控制信号，并通过高速通信向基板处理装置764的控制部65发送。基板处理装置764根据更新后的控制信号实施研磨，而进行精度好的终点检测。

(3)的情况：中间处理装置770通过高速通信接收基板处理装置764的多个传感器信号。在高速光通信中，能够进行通信速度1～1000Gbps的通信。在该情况下，在基板处理装置764，传感器，控制部65、中间处理装置770之间能够进行利用高速通信的在线的研磨条件的控制。数据的处理顺序例如为如下顺序：传感器信号接收(从基板处理装置764到中间处理装置770)，数据组作成，数据处理，参数更新值计算，更新参数信号的发送，由控制部65进行的研磨控制，更新后的终点检测。

此时，中间处理装置770通过高速通信的中间处理装置770进行高速的终点检测控制。从中间处理装置770将状态信号定期向数据处理装置768发送，通过数据处理装置768进行控制状态的监测处理。数据处理装置768接收来自多个基板处理装置764的状态信号，并对各基板处理装置764进行接下来的工序工程的计划作成。将基于计划的工序工程的计划信号向各个基板处理装置764发送，在各个基板处理装置764中，彼此独立地进行研磨工序的准备、研磨工序的实施。这样，通过高速通信的中间处理装置770进行高速的终点检测控制，通过数据处理装置768进行多个基板处理装置764的状态管理。

接着，对数据组的示例进行说明。能够将传感器信号和所需的控制参数作为数据组。数据组能够包括：顶环31A向半导体晶片16的按压、摆动轴电机14的电流、研磨台30A的电机电流、光学式传感器的测定信号、涡电流式传感器的测定信号、研磨垫10上方的顶环31A的位置、浆料与药液的流量/种类、上述数据的相关计算数据等。

上述种类的数据组能够使用将一维数据并行发送的发送系统、将一维数据时序性地发送的发送系统来进行发送。作为数据组，能够将上述一维数据加工为二维数据而作为数据组。例如，在将X轴作为时间，Y轴作为大量的数据列时，将同时刻的多个参数数据加工处理为一个数据组。二维数据能够作为二维的图像数据那样的数据来进行处理。该优点为，为了二维数据的传送，与一维数据的传送相比，能够以少的配线，作为与时间关联的数据发送和接收，并且能够处理。具体而言，在将一维数据原封不动地作成一个信号一根线时，需要大量配线，但在二维数据的传送的情况下，能够利用一根线输送多个信号。另外，在使用多根线时，与接收被发送出的数据的数据处理装置768之间的接口变得复杂，数据处理装置768中的数据重组变得复杂。

另外，当存在这样的与时间关联的二维数据组时，根据以前进行的标准研磨条件来进行的研磨时的数据组与现时点进行的标准研磨条件的数据组的比较变得容易。另外，能够通过差处理等容易地得知二维数据彼此的不同点。提取存在差的部位，容易检测引起异常的传感器、参数信号。另外，进行以前的标准研磨条件与现时点的研磨中的数据组的比较，利用与周围的差不同的部位的参数信号的提取来进行异常检测也变得容易。

图39是表示传感器的其他概略构成例(第19方式～第22的方式记载的实施方式例)的图，同图(a)为俯视图，同图(b)为侧剖视图。如图所示，以将供液孔1042的中心与排液孔1046的中心连结起来的线段的中点与贯通孔1041的中心点相比更靠近研磨台30A的移动方向(箭头D方向)上的前方的方式，配设供液孔1042和排液孔1046(在研磨台30A的移动方向上按照排液孔1046，供液孔1042的顺序配设)，并且以贯通孔1041的下端面外周包围供液孔1042和排液孔1046的上端面的方式使贯通孔1041的截面成为大致长圆状。由此，从供液孔1042向贯通孔1041内供给的透明液Q的流动为相对于半导体晶片16的被研磨面16a垂直地行进的流。另外，通过使贯通孔1041的截面成为大致长圆状，能够将贯通孔1041的面积最小化，减少对研磨特性的影响。

此外，照射光用光纤1043和反射光用光纤1044以其中心线与供液孔1042的中心线平行的方式配置在该供液孔1042内。此外，替换照射光用光纤1043和反射光用光纤1044，也可以是一根照射、反射光用光纤。

接着，参照附图对第23、24的方式的实施方式例进行说明。图40是表示本发明的实施方式例的概略结构的图。在图40中，水喷出用喷嘴1005向在表面形成有薄膜1002的半导体晶片16的处理面1002a喷出圆柱状的水流并抵接。在该水喷出用喷嘴1005内插入配置有照射用光纤1007、受光用光纤1008的前端部。

在上述结构中，将加压水流1006供给到水喷出用喷嘴1005并从其前端使细圆柱状的水流1004与半导体晶片16的处理面1002a的规定的位置抵接，形成测定点1003。在该状态下，从测定运算部1009通过照射用光纤1007，向水流1004内输送光，使该光通过该水流1004向半导体晶片16的测定点1003内的研磨面照射。此时的水流1004中的光轴与该研磨面大致垂直，这在装置结构方面优选。但是，也可以根据情况，只要是受光用光纤1008能够接收来自照射用光纤的光的从该研磨面的反射光的位置关系，则也可以是在水流1004中使光轴相对于该研磨面倾斜。

由处理面(研磨面)1002a反射的反射光通过水流1004以及受光用光纤1008被引导向测定运算部1009。在该测定运算部1009中，根据反射光测定薄膜1002的膜厚。此时，对水喷出用喷嘴1005的内表面进行镜面加工，能够有效地将照射/反射光导向照射用光纤1007、受光用光纤1008。

另外，有时在薄膜1002与水流1004接触的部分存留水滴，而使测定点1003混乱。在此，如图41所示，也可以设置从水喷出用喷嘴1005向薄膜1002的测定点1003延伸的螺旋状地卷绕的排水用部件1138，来除去水滴。另外，在使水流1004相对于半导体晶片倾斜的情况下，以及使水流1004向上方向、下方向供给的机构中，也可以适当组合除去水滴的机构。此外，如图41所示，作为排水用部件，可以考虑利用具有弹簧那样的形状的构造，来利用水的表面张力的结构，或者利用未图示的以包围水喷出用喷嘴1005的方式设置的吸引喷嘴来形成的结构等。

图42以及43表示在通过半导体晶片16和研磨垫10的相对运动对半导体晶片16的研磨面进行研磨的研磨装置中，实时地检测研磨中的膜厚的情况的构成例的图。图42是局部截面侧视图，图43是图42的Y-Y向视图。

水喷出用喷嘴1005与图40以及图41同样，在该水喷出用喷嘴1005连接有加压水流管1136，从水喷出用喷嘴1005喷出的水流1004的水被盛水盘1135承接，并利用排水管1137排出。该盛水盘1135的上端向研磨垫10的上表面开口，从水喷出用喷嘴1005喷出的水流1004在半导体晶片16的研磨面与图40以及图41同样地形成测定点1003。此外，在图中，为了容易区分水喷出用喷嘴1005而将其画得比较大，但实际上为了构筑微小的点，因此水喷出用喷嘴1005的直径小(0.4mm～0.7mm)。

在水喷出用喷嘴1005内与图40以及图41的情况同样，插入有照射用光纤1007、受光用光纤1008的前端部，从测定运算部1009通过照射用光纤1007向水喷出用喷嘴1005内引导，并通过从该水喷出用喷嘴1005喷出的水流1004向与该水流1004抵接的研磨面的测定点1003内投光。然后被该研磨面反射的反射光通过水流1004以及受光用光纤1008被引导至测定运算部1009。

在第25方式中，被研磨物处理装置具有搬运区域和多个处理区域，将实施了遮光处理的多个处理单元上下配置地收纳在处理区域的内部，在搬运区域的内部收纳搬运机，并且搬运区域设置在处理区域之间。处理区域与搬运区域之间用遮光壁遮光，搬运区域的前表面用维护用门遮光，处理单元在遮光壁以遮光状态连结。

这样，对处理单元进行遮光处理，并且用遮光壁对在内部配置有处理单元的处理区域与搬运区域之间进行遮光，用维护用门对搬运区域的前表面遮光，从而在打开了处理单元的维护用门的状态下，也防止来自外部的光向搬运区域内进入，并且，即便在对上下配置的处理单元的，例如上层的处理单元进行维护的情况下，能够利用下层的处理单元进行遮光状态下的被研磨物的处理。由此，在一部分的处理单元的维护中，不停止装置，而能够利用除了该处理单元以外的其他处理单元进行被研磨物处理。

第26的方式为，在方式18记载的装置中，设置有具有开闭自如的闸门的被研磨物插入口，在遮光壁设置有围绕被研磨物插入口的周围的遮光膜，在遮光壁的被遮光膜包围的区域内设置有开口部。

由此，在打开了处理单元的闸门的状态下，一边维持处理单元以及搬运区域内的遮光状态一边进行被研磨物的交接，通过关闭处理单元的闸门，例如在维护时等，能够防止来自外部的光通过遮光壁的开口部而进入搬运区域内。

第27的方式为，在方式24或25记载的被研磨物处理装置中，处理区域在清洗区域，被研磨物的处理为被研磨物的清洗。

利用第25～27的方式，防止因向被研磨物的被处理面的光的照射而导致的铜配线等的光腐蚀，并且在装置内的一部分的处理单元的维护中，虽然被研磨物的处理个数暂时减少，但能够进行防止因光的照射导致的铜配线等的光腐蚀的被研磨物的处理。

在第25～27方式中，还能够具有以下的特征。(1)包括密闭机构的使半导体材料中的金属特征间的电气分解减少的装置，该密闭机构使半导体材料不暴露在具有半导体材料(即，基板)的带隙能量以上的能量的光中。(2)在上述(1)记载的装置中，所述密闭机构配置在由化学机械研磨装置以及刷清洗装置构成的组中被选择的半导体加工工具的周围。(3)在上述(2)记载的装置中，还包括光源，该光源能够产生具有比带隙能量低的能量的光。(4)在上述(3)记载的装置中，还包括能够检测具有比带隙能量低的能量的光的工序监测用摄像/照相机。(5)在上述(4)记载的装置中，所述半导体材料为硅系，所述密闭机构排除具有约1.1μm以下的波长的光，所述光源产生具有超过约1.1μm的波长的光，所述摄像、照相机对其进行检测。优选地，例如，也可以利用具有该区域的波长的光，例如利用红外光，检测上述记载的研磨装置的硅系被研磨物的研磨处理的终点。(6)在上述(4)记载的装置中，所述半导体材料为镓系，所述密闭机构排除具有约0.9μm以下的波长的光，所述光源产生具有超过约0.9μm的波长的光，所述摄像、照相机对其进行检测。优选地，例如也可以利用具有该区域的波长的光，例如使用红外光，检测上述记载的研磨装置中的镓系被研磨物的研磨处理中的终点。(7)包括半导体加工工具的使半导体材料中的金属特征间的电气分解减少的装置，该半导体加工工具能够使至少一个电气分解抑制剂与半导体材料中的金属特征结合。(8)在上述(7)的装置中，所述半导体材料为硅系，所述密闭机构排除具有约1.1μm以下的波长的光，所述光源产生具有超过约1.1μm的波长的光，所述摄像、照相机对其进行检测。优选地，例如也可以利用具有该区域的波长的光，例如利用红外光，检测上述记载的研磨装置中的硅系被研磨物的研磨处理的终点。

在构成集成电路的材料等的结晶性固体中，原子轨道事实上结合(combine)，成为“结晶”轨道或电子能量级的连续“带”。最高的占有带称作价电子带，最低的空带称作传导带。使一个电子从价电子带的最高点向伝导带的最低点激发所需要的能量称作带隙能量(Eg)。硅在室温中为Eg＝1.12eV，镓在室温中为Eg＝1.42eV。已知硅等半导体材料显示出给予充分的能量，光照射将电子激发到传导带而使半导体的导电性增大的光导电性。光能量根据公式E＝hν或E＝hc/λ与频率或波长相关，在公式中，h为普朗克常数，c为光速，ν为频率，λ为波长。室温下的大部分的硅系半导体中，为了达成光导电性而所需要的光能量必须达到约1.12eV，即，必须有约1.1μm以下的波长。在镓半导体中，光导电性需要约0.9μm以下的波长。在其他半导体中，Eg容易通过通常的参照文献得到，波长能够使用上述公式计算。在以下的说明中，以硅系半导体元件为重点进行说明，但本发明同样适用于由镓等其他半导体材料制作的元件，这对于本领域技术人员而言是容易理解的。

上述所述的光导电性成为图44所示的PN结300中的光电效果的基础。n型半导体320是向硅传导带供给电子而产生多余的负的电荷载体的、掺杂了磷、砷等施主杂质的硅。因此，n型半导体320中的大量电荷载体为带负电的粒子。p型半导体310为从硅的价电子带接受电子而产生多余的空穴或正的电荷载体的、掺杂了硼等受主杂质的硅。因此，p型半导体310中的大量电荷载体是带正电的空穴。在PN结300被具有充分能量的光350的光子照射时，在p型310以及n型320半导体双方，电子被从价电子带激发到传导带，而残留空穴。这样，n型的半导体320中产生的增加的正的电荷载体中，大量电荷载体向正(空穴)即结300的p型310侧移动。另外，这样在p型半导体310中产生的增加的负的电荷载体中，大量电荷载体向负(电子)即结300的n型320侧移动。该电荷载体的移动产生光电效果，产生类似于电池的电流源。

在将作为电流源发挥作用的PN结与向电解质230露出的互连件330、340等金属导体连接时，电气分解所需要的要素全部齐全，只要电位充足，就会引起阳极金属成分的溶解。由于光电压而产生的图44的电化学的溶解与电化学的溶解类似。阳极330的氧化反应中，产生溶解在电解质230中的游离阳离子250，以及经由内部连接向电流源(PN结300)流动而到达阴极340上的电子。该氧化反应引起电气分解的最显眼的标志，即引起阳极330的溶解或沥青，但也必须引起还原反应。阴极的还原反应使电子与电解质230中的反应物260结合，产生还原后的反应产生物。需要注意的是，根据是与PN结的p侧以及n侧中的哪一侧连接，金属导体的某部分成为阴极，某部分成为阳极。

根据消除或减少电化学的溶解的本发明的优选实施方式，提供消除或者减少全局配线，互连件，接点以及其他金属特征的电化学溶解的方法以及装置。该优选实施方式通过使PN结不暴露于能够引起光电效果的光，或阻止由于光电效果诱发的氧化或还原或者氧化与还原双方，或者通过进行上述双方而使溶解减少。

此外，作为顶环、顶环的驱动部的保持方式，除了将它们保持在摆动臂(悬臂)的端部的已述的方式以外，还有将多个顶环、驱动各顶环的多个驱动部保持在一个圆盘传送带的方式。在使本发明的一实施方式适用于圆盘传送带的情况下，也能够提供在多个研磨装置间减少电流传感器的测量结果的差的研磨装置。这些顶环和驱动部构成组(研磨装置)，该组能够在一个圆盘传送带上设置多个组。关于多个驱动部(顶环用电机114)的电机电流的电流值，通过适用已述的实施方式，能够实现在多组研磨装置间使电流传感器的测量结果的差减少的研磨装置。

参照图45对圆盘传送带进行说明。圆盘传送带能够绕旋转轴704旋转，顶环用电机114安装于圆盘传送带702。图45是表示被圆盘传送带702支承的多头型的顶环31A以及顶环用电机114与研磨台30A的关系的概略侧视图。如图45所示，在一个研磨台30A设置有多个顶环单元。也可以在圆盘传送带设置一个顶环，台也可以是一个以上。也可以在圆盘传送带设置多个顶环，并具有多个台。在该情况下，也可以在一个台上具有一个顶环，也可以在一个台上具有多个顶环。圆盘传送带进行旋转等移动，顶环也可以在下个阶段向其他的台移动并进行研磨。

圆盘传送带702能够旋转。在圆盘传送带702的中心部附近设有旋转机构。圆盘传送带702被支柱(未图示)支承。圆盘传送带702被支承于旋转主轴，该旋转主轴被安装于支柱的电机(未图示)。因此，圆盘传送带702能够通过旋转主轴的旋转而以垂直的旋转轴芯704为中心旋转。此外，作为与圆盘传送带方式类似的方式，也可以代替圆盘传送带，例如使用圆形状的导轨。在导轨上设置有多个驱动部(顶环用电机114)。此时，驱动部能够在导轨上移动。

接着，关于研磨装置具有能够绕旋转轴旋转的圆盘传送带，臂驱动部安装于圆盘传送带的实施方式，参照图46、47进行说明。图46是表示由圆盘传送带702支承的多头型的顶环31A以及摆动臂110与研磨台30A的关系的概略侧视图，图47是俯视图。

根据图46所示的在圆盘传送带702安装有顶环的实施方式，能够解决以下课题。在大的圆盘传送带702设置有多个顶环31A时，作为一个研磨终点检测手段，与基于臂转矩的方法不同，有监测研磨台的旋转驱动电机或顶环旋转驱动电机的转矩变动的方法。在这些方法中，检测顶环31A的旋转阻抗力(摩擦力)的变化。但是，会有由于臂的摆动、顶环的旋转的变动、台的旋转的变动产生的误差等导致的摩擦力检测信号的误差，以往，难以进行高精度的终点检测。另外，在一个旋转台上有多个顶环时，台的旋转由于多个顶环31A的影响，会复杂地变动，因此以往难以得到每个顶环31A的准确的摩擦力的变动。

在图46的研磨装置中，在圆盘传送带702安装有摆动臂110，在摆动臂110安装有顶环31A。由一个摆动臂110和一个顶环31A构成的单元(以下，称作“TR单元”)有在圆盘传送带702设置一个的情况和设置多个的情况(多头型)。图46是设有多个的圆盘传送带702的情况。

此外，在图45、46中，顶环用电机114配置在摆动臂110上侧，在图46中如虚线所示，也可以将顶环用电机114a配置在摆动臂110的下侧。此外，在图45所示的一个研磨台30A有多个顶环31A时，多个顶环31A的摆动方向或移动方向需要以多个顶环31A彼此不干涉的方式移动。例如，在多个顶环31A彼此靠近地移动时，有干涉的可能性的配置的情况下，以不彼此靠近的方式移动，或通过向同一方向移动来防止干涉。

作为其他实施方式，摆动臂110也可以不在轨道上移动。例如研磨装置具有：支承框架；安装于支承框架，划定顶环用电机114的搬运路径的轨道；沿着由轨道划定的路径，搬运顶环用电机114的搬运部，该搬运部与轨道结合，且沿着轨道可动。

轨道、沿着轨道移动的机构(搬运部)能够使用线性电机驱动方式。另外，能够是使用电机和轴承的轨道机构。作为其他方式，有轨道本身能够旋转的方式。在该方式中，轨道本身旋转，从而顶环能够向其他台部移动。此时，利用搬运部进行少量的移动调整。

在图45、46中，代替摆动臂110，能够使用利用线性电机驱动方式的线性移动的机构(搬运部)。作为线性移动的方向，有沿圆盘传送带702的中心704和端部间的半径上在一个方向上移动的方向。或者，具有沿图47所示的X方向移动的机构、沿Y方向移动的机构、沿Z方向移动的机构，从而能够进行组合这些移动方向的移动。作为方向的组合，有除了(X方向或Y方向)+Z方向、X方向、Y方向以外的其他方向等。

在图45～47所示的方式中，臂或搬运部摆动或移动，并一边摆动或移动一边进行研磨。在臂或搬运部摆动或移动的情况下，电机电流信号在研磨时即便摩擦力不变化时也变动。此时，图16之后所示的实施方式有效。图16之后所示的实施方式能够检测伴随研磨的进行的半导体晶片16表面的材质的变化、电路模式的变化导致的摩擦力的变化。基于检测到的摩擦力的变化进行终点检测。

以上，关于本发明的实施方式的示例进行了说明，上述发明的实施方式是为了容易理解本发明而做出，并不限定本发明。在不脱离本发明的要旨的范围内，能够进行变更、改良，并且本发明当然包含其等同物。另外，在能够解决上述课题的至少一部分的范围内，或达成效果的至少一部分的范围内，能够将权利要求的范围以及说明书所记载的各结构要素进行任意组合或省略。

Claims (18)

1.一种磁性元件，其特征在于，具有：

底部磁性体；

中央磁性体，该中央磁性体设于所述底部磁性体的中央；

周边部磁性体，该周边部磁性体设于所述底部磁性体的周边部；

能够产生磁场的内部励磁线圈，该内部励磁线圈配置在所述中央磁性体的外周；以及

能够产生磁场的外部励磁线圈，该外部励磁线圈配置在所述周边部磁性体的外周，

当电流在所述内部励磁线圈与所述外部励磁线圈中向不同方向流动时，所述内部励磁线圈在所述中央磁性体内产生的磁场的方向与所述外部励磁线圈在所述中央磁性体内产生的磁场的方向相同，

当电流在所述内部励磁线圈与所述外部励磁线圈中向相同方向流动时，所述内部励磁线圈在所述中央磁性体内产生的磁场的方向与所述外部励磁线圈在所述中央磁性体内产生的磁场的方向相反。

2.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，

所述底部磁性体具有柱状的形状，所述周边部磁性体配置在所述柱状的形状的两端。

3.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，

所述周边部磁性体在所述底部磁性体的周边部设有多个。

4.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，

所述周边部磁性体是以包围所述中央磁性体的方式设于所述底部磁性体的周边部的壁部。

5.如权利要求1至4中任一项所述的磁性元件，其特征在于，

所述内部励磁线圈和所述外部励磁线圈能够电并联地连接。

6.如权利要求1至4中任一项所述的磁性元件，其特征在于，

所述内部励磁线圈在所述中央磁性体内产生的磁场的方向与所述外部励磁线圈在所述中央磁性体内产生的磁场的方向能够相同。

7.如权利要求1至4中任一项所述的磁性元件，其特征在于，

具有能够检测磁场的检测线圈，该检测线圈配置在所述中央磁性体的外周及/或所述周边部磁性体的外周。

8.如权利要求7所述的磁性元件，其特征在于，

具有能够检测磁场的虚拟线圈，该虚拟线圈配置在所述中央磁性体的外周及/或所述周边部磁性体的外周。

9.如权利要求1至4中任一项所述的磁性元件，其特征在于，

具有能够检测磁场的检测线圈和能够检测磁场的虚拟线圈，该检测线圈配置在所述中央磁性体的外周，该虚拟线圈配置在所述中央磁性体的外周。

10.一种涡电流式传感器，其特征在于，

具有权利要求7至9中任一项所述的磁性元件。

11.一种研磨装置，其特征在于，具有：

研磨台，用于研磨被研磨物的研磨垫能够贴附于该研磨台；

驱动部，该驱动部能够驱动所述研磨台旋转；

保持部，该保持部能够保持所述被研磨物并将所述被研磨物向所述研磨垫按压；

如权利要求10所述的涡电流式传感器，该涡电流式传感器配置在所述研磨台的内部，通过所述检测线圈能够检测出伴随所述研磨台的旋转而利用所述内部励磁线圈和所述外部励磁线圈形成于所述被研磨物的涡电流；以及

终点检测部，该终点检测部能够根据所述检测出的所述涡电流对表示所述被研磨物的研磨的结束的研磨终点进行检测。

12.如权利要求11所述的研磨装置，其特征在于，

所述终点检测部根据所述检测出的所述涡电流确定所述被研磨物的研磨速率，计算在以所述研磨速率对所述被研磨物进行研磨时的预期研磨量，从而能够检测所述研磨终点。

13.如权利要求12所述的研磨装置，其特征在于，

所述终点检测部能够对与根据所述涡电流得到的膜厚相关的数据和与根据所述研磨速率预测的膜厚相关的数据进行比较，在比较的结果比规定值大的情况下，不使用与根据所述涡电流得到的膜厚相关的所述数据。

14.如权利要求12或13所述的研磨装置，其特征在于，

所述终点检测部能够根据所述预期研磨量以及与对应于所述研磨终点的膜厚相关的阈值检测所述研磨终点。

15.一种研磨方法，该研磨方法为在研磨垫和与所述研磨垫相对配置的被研磨物之间进行研磨的研磨方法，其特征在于，具有：

利用研磨台保持所述研磨垫的步骤；

驱动所述研磨台旋转的步骤；

驱动用于保持所述被研磨物并将所述被研磨物向所述研磨垫按压的保持部旋转的步骤；

在所述研磨台的内部配置如权利要求10所述的涡电流式传感器，通过所述检测线圈检测出伴随所述研磨台的旋转而利用所述内部励磁线圈和所述外部励磁线圈形成于所述被研磨物的涡电流的步骤；

根据所述检测出的所述涡电流对表示所述被研磨物的研磨的结束的研磨终点进行检测的步骤。

16.如权利要求15所述的研磨方法，其特征在于，

所述内部励磁线圈及/或所述外部励磁线圈产生的磁场的强度在所述被研磨物的导电性发生变化时改变。

17.如权利要求15或16所述的研磨方法，其特征在于，

在所述研磨台的内部配置有多个如权利要求10所述的涡电流式传感器，

所述多个涡电流式传感器的检测灵敏度互不相同。

18.一种计算机可读取记录介质，其特征在于，

该计算机可读取记录介质记录有用于使计算机作为终点检测部单元和控制单元发挥作用的程序，

所述计算机用于控制对被研磨物进行研磨的研磨装置，所述研磨装置具有：研磨台，用于研磨所述被研磨物的研磨垫能够贴附于该研磨台；驱动部，该驱动部能够驱动所述研磨台旋转；保持部，该保持部能够保持所述被研磨物并将所述被研磨物向所述研磨垫按压；如权利要求10所述的涡电流式传感器，该涡电流式传感器配置在所述研磨台的内部，能够通过所述检测线圈检测出伴随所述研磨台的旋转而利用所述内部励磁线圈和所述外部励磁线圈形成于所述被研磨物的涡电流，

所述终点检测部单元能够根据所述检测出的所述涡电流对表示所述被研磨物的研磨的结束的研磨终点进行检测，

所述控制单元控制由所述研磨装置进行的研磨。

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