JP2001096455A - 研磨装置 - Google Patents

研磨装置

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JP2001096455A JP27425999A JP27425999A JP2001096455A JP 2001096455 A JP2001096455 A JP 2001096455A JP 27425999 A JP27425999 A JP 27425999A JP 27425999 A JP27425999 A JP 27425999A JP 2001096455 A JP2001096455 A JP 2001096455A
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章三 小栗
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憲一 笹部
Masato Kurita
昌人 栗田
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忠典 惠川
Kenichi Shigeta
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨工程において連続して被研磨基板の管理
を行うことにより被研磨基板が割れたり飛び出すことに
よる損害を抑制できる研磨装置を提供する。 【解決手段】 研磨工具１と、被研磨基板Ｗを保持し被
研磨基板Ｗの被研磨面を研磨工具１に対して押圧する基
板保持具４とを備え、研磨工具１と基板保持具４を相対
的に移動させることで被研磨基板Ｗの研磨を行う。基板
保持具４の外側に設置され研磨工具１表面までの距離を
測定するセンサー１０と、センサー１０による研磨工具
１表面までの測定距離が研磨工具１表面上に被研磨基板
Ｗが介在することで変化したときはこれを研磨異常（被
研磨基板の飛び出しを含む）として検出する制御手段と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は研磨装置に関し、特
に研磨している半導体ウエハ等の被研磨基板に研磨異常
や被研磨基板の飛び出しが発生した場合にこれを検知す
る研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの微細化と高集積
化が進み、回路の配線間距離が狭くなりつつある。特に
０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅
くなるため露光装置の結像面の平坦度を必要とする。従
来、半導体ウエハの平坦化装置として自己平坦化ＣＶＤ
装置やエッチング装置等があるが、これらは完全な平坦
化を実現できていない。最近、前記装置に比べて容易で
完全な平坦化を実現できると期待される研磨装置により
平坦化を行うことが広く採用されている。
【０００３】この種の研磨装置は、各々独立した回転数
で回転する上面に研磨布を貼ったターンテーブルとトッ
プリング本体とを有し、ターンテーブルとトップリング
本体との間に被研磨基板（半導体ウエハ）を介在させて
被研磨基板を所定の圧力でターンテーブルに押圧して、
砥液を供給しつつ該被研磨基板の表面を平坦且つ鏡面に
研磨している。研磨終了後は被研磨基板をトップリング
本体から離脱させ、被研磨基板は次の処理、例えば洗浄
処理に移される。
【０００４】しかしながら、研磨加工中において被研磨
基板が割れてしまい、研磨布上に破片が散らばることが
あった。この研磨布を再使用した場合に、被研磨基板の
表面に傷を与えてしまうので、割れる毎に研磨布を交換
しなければならなかった。また割れなかったとしても、
被研磨基板がトップリング本体から飛び出してしまうこ
とがあった。このとき、飛び出した被研磨基板が半導体
シリコンウエハ等の脆性材料で構成されている場合、タ
ーンテーブルを覆う壁面等に衝突して被研磨基板の外周
部にチッピング等の破損を生じる場合がある。この破損
した被研磨基板を再度研磨するときには、前記破損箇所
の付近に軽く力が加わっただけでも、被研磨基板は容易
に割れやすくなる。
【０００５】この問題を解決すべく被研磨基板が割れる
ことと、トップリング本体から飛び出すことを防止する
ための工夫が先に提案されている。例えば、トップリン
グ下面と被研磨基板の間に弾性マット等の緩衝物を介在
させて研磨し、被研磨基板の割れや欠けを減少させる方
法や、被研磨基板の周囲をガイドしてトップリング内に
被研磨基板を固定させることにより研磨中の飛び出しを
防止する方法が知られている。
【０００６】しかしながら上述の工夫は何れも予防であ
り、実際に被研磨基板がトップリング本体から飛び出し
た場合の対処はできない。被研磨基板がトップリング本
体から飛び出す場合の対処方法としては従来、トップリ
ング本体の外側近傍にトップリング本体から飛び出した
被研磨基板を検出する検知手段を設置し、これによって
被研磨基板がトップリング本体から飛び出したことを検
知して直ちに研磨動作を停止させる方法がある。
【０００７】しかしながらこの方法の場合、被研磨基板
がトップリング本体から外部に飛び出した後にこれを検
知することとなるので、検知のタイミングが遅く、迅速
な研磨動作の停止などが行えない。
【０００８】またこの方法の場合、被研磨基板が研磨中
に割れてもトップリング本体から飛び出さない以上はそ
の異常を検知できず、そのままポリッシングを継続して
しまう恐れもあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の事情に
鑑みてなされたものであり、研磨工程において連続して
被研磨基板の管理を行うことにより被研磨基板が割れた
り飛び出したりすることによる損害を抑制できる研磨装
置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、研磨工具と、被研磨基板を保持し被研磨基
板の被研磨面を研磨工具に対して押圧する基板保持具と
を備え、研磨工具と基板保持具を相対的に移動させるこ
とで被研磨基板の研磨を行う研磨装置において、基板保
持具の外側に設置され研磨工具表面までの距離を測定す
るセンサーと、該センサーによる研磨工具表面までの測
定距離が研磨工具表面上に被研磨基板が介在することで
変化したときはこれを研磨異常または被研磨基板の飛び
出しと検出する制御手段とを具備することを特徴とす
る。また本発明は、研磨工具と、被研磨基板を保持し被
研磨基板の被研磨面を研磨工具に対して押圧する基板保
持具とを備え、研磨工具と基板保持具を相対的に移動さ
せることで被研磨基板の研磨を行う研磨装置において、
基板保持具の内部または上方に被研磨基板の研磨異常又
は被研磨基板の飛び出しを検出する異常検知センサーを
設けることによって、被研磨基板が基板保持具から飛び
出す前に被研磨基板の研磨異常又は被研磨基板の飛び出
しを検出することを特徴とする。ここで前記異常検知セ
ンサーは、超音波センサーまたは変位センサーまたは圧
電素子または歪みセンサーまたは振動センサーであるこ
とを特徴とする。また本発明は、研磨工具と、被研磨基
板を保持し被研磨基板の被研磨面を研磨工具に対して押
圧する基板保持具とを備え、研磨工具と基板保持具を相
対的に移動させることで被研磨基板の研磨を行う研磨装
置において、前記基板保持具に保持された被研磨基板の
両面を挟むように電極板を設置してなるコンデンサーま
たは基板保持具の外部に飛び出した被研磨基板を挟む位
置に電極板を設置してなるコンデンサーと、コンデンサ
ーに所定の一定電圧を印加する電源と、コンデンサーか
ら流れる電流を測定する電流計とを具備することによっ
て被研磨基板の研磨異常または被研磨基板が飛び出した
ことを検出することを特徴とする。また本発明は、研磨
工具と、被研磨基板を保持し被研磨基板の被研磨面を研
磨工具に対して押圧する基板保持具とを備え、研磨工具
と基板保持具を相対的に移動させることで被研磨基板の
研磨を行う研磨装置において、基板保持具の下面または
その周囲で研磨工具に接触子を接触させこの接触子と研
磨工具表面間に電流を流すと共にその電流値を測定する
測定手段を設け、前記接触子と研磨工具表面間を被研磨
基板が通過することで変化する電流値によって被研磨基
板の研磨異常または被研磨基板が飛び出したことを検出
することを特徴とする。また本発明は、研磨工具と、被
研磨基板を保持し被研磨基板の被研磨面を研磨工具に対
して押圧する基板保持具とを備え、研磨工具と基板保持
具を相対的に移動させることで被研磨基板の研磨を行う
研磨装置において、研磨工具または基板保持具の少なく
ともいずれか一方を駆動する駆動手段の駆動電流を測定
する測定器と、研磨中の駆動電流と研磨異常時または被
研磨基板が飛び出すときの駆動電流の閾値または波形パ
ターンとを比較して研磨の異常または被研磨基板の飛び
出しを検出する基板飛び出し・異常検出部とを具備する
ことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】ここでまず本発明を用いる洗浄装
置付きの化学的機械研磨装置（ＣＭＰ装置）の一例につ
いて説明する。
【００１２】図１３はこの種の研磨装置の１例を示す全
体概略構成図である。同図に示すようにこの研磨装置
は、２基の同じ構成の研磨装置１１０（１１０ａ，１１
０ｂ）が左右対称に配置されている。洗浄装置１２６に
は、２基の１次洗浄機１２６ａ 1，１２６ａ2と、２基の
２次洗浄機１２６ｂ1，１２６ｂ2と、２基の反転機１２
８ａ1，１２８ａ2とがそれぞれ各研磨装置１１０ａ，１
１０ｂに対応して左右対称に設置され、また搬送機１２
４ａ，１２４ｂも２基設置されている。またロードアン
ロード部１２２，１２２も左右対称に２基設置されてい
る。
【００１３】研磨装置１１０ａ，１１０ｂは、研磨テー
ブル２ａ，２ｂと、下面に保持した半導体ウエハを研磨
テーブル２ａ，２ｂに押し付けて研磨するトップリング
４ａ，４ｂとを具備している。
【００１４】このような構成の研磨装置では、半導体ウ
エハをロード・アンロード部１２２から搬送機１２４
ａ，１２４ｂを用いて受渡台１３８ａ（又は１３８ｂ）
を介してトップリング４ａ（又は４ｂ）の下面に吸着
し、研磨テーブル２ａ（又は２ｂ）上に移動する。研磨
テーブル２ａ，２ｂの上面には、表面に研磨面を備える
研磨パッド又は砥石等の研磨工具１ａ，１ｂが取り付け
られている。ここで所定の砥液（Ｓｉウエハ上の絶縁膜
（酸化膜）を研磨する場合には所定の粒径の砥粒をアル
カリ水溶液に浮遊させたもの）を供給しつつ、研磨テー
ブル２ａ（又は２ｂ）とトップリング４ａ（又は４ｂ）
をそれぞれ回転させながら半導体ウエハを該研磨面に押
圧して半導体ウエハの研磨を行う。研磨を終えた半導体
ウエハは、洗浄・乾燥工程を経てロード・アンロード部
１２２に戻される。
【００１５】１次洗浄機１２６ａ1，１２６ａ2は、ウエ
ハを取り囲むように複数の直立したローラ１３０を配置
し、ローラ１３０の上部外周に形成した溝によってウエ
ハの外周縁部を保持し、ローラ１３０の回転によってウ
エハを回転させる低速回転型の洗浄機であり、上下から
ローラ型やペンシル型のスポンジなどからなる洗浄部材
がウエハに接触・退避可能に設けられている。２次洗浄
機１２６ｂ1，１２６ｂ2は、回転軸の上端にウエハを把
持するアームを放射状に延ばして形成された高速回転型
の洗浄機である。
【００１６】前記ウエハ研磨工程の後の洗浄工程は以下
のようにして行われる。まず１次洗浄機１２６ａ1（又
は１２６ａ2）でウエハを回転させながらその表裏面に
洗浄液を供給しつつ洗浄部材を擦りつけてスクラブ洗浄
を行う。
【００１７】次に２次洗浄機１２６ｂ1（又は１２６
ｂ2）において洗浄を行い、その後高速回転させて乾燥
工程を行う。洗浄・乾燥工程を終えたウエハは搬送機１
２４ｂの清浄なハンドによってロード・アンロード部１
２２に戻される。
【００１８】この研磨装置では、ウエハを２基の研磨装
置１１０ａ，１１０ｂでそれぞれ個別に研磨する並列運
転方法と、１枚の基板を２基の研磨装置１１０ａ，１１
０ｂに順次搬送して別の処理を行う直列運転方法の２つ
の方法を採用することができる。
【００１９】並列運転方法では、それぞれの研磨装置１
１０ａ，１１０ｂで研磨剤を使用する通常研磨と仕上げ
研磨を目的とし、研磨剤を使用せず水のみを供給する水
ポリッシングを互いにタイミングをずらせて行い、搬送
機１２４ａ，１２４ｂによる半導体ウエハの搬送を効率
的に行うようにする。この研磨装置では２つの研磨装置
１１０ａ，１１０ｂと第１次，第２次洗浄機１２６
ａ1，１２６ａ2，１２６ｂ 1，１２６ｂ2が設けられてい
るので、研磨装置１１０ａを使用した研磨工程と、１次
洗浄機１２６ａ1を使用した１次洗浄工程と、２次洗浄
機１２６ｂ1を使用した２次洗浄工程とを順次行う第１
ウエハ処理ラインと、研磨装置１１０ｂを使用した研磨
工程と、１次洗浄機１２６ａ2を使用した１次洗浄工程
と、２次洗浄工程１２６ｂ2を使用した２次洗浄工程と
を順次行う第２ウエハ処理ラインの２つのウエハ処理ラ
インを構成することができ、従って半導体ウエハの搬送
ラインが交錯することなく全く独立に並列運転すること
ができ、稼動効率を高めることができる。
【００２０】直列運転方法では、一方の研磨装置１１０
ａで半導体ウエハの通常研磨を行った後、半導体ウエハ
を他方の研磨装置１１０ｂに移送して水ポリッシングを
行う。研磨装置上でのコンタミが問題とならない場合に
は、一方の研磨装置１１０ａから他方の研磨装置１１０
ｂに搬送機１２４ａを介して移送しても良い。コンタミ
が問題となる場合には、一方の研磨装置１１０ａで半導
体ウエハの通常研磨を行った後、半導体ウエハを搬送機
１２４ａにより１次洗浄機１２６ａ1に移送して洗浄を
行い、他方の研磨装置１１０ｂに移送して水ポリッシン
グを行う。また１次洗浄機１２６ａ1では、一方の研磨
装置１１０ａで使用したスラリーの種類に応じた好適な
薬液を添加しながら洗浄を行ってもよい。この直列運転
方法では、通常研磨と水ポリッシングをそれぞれ別の研
磨テーブル２ａ，２ｂで行うので、研磨テーブル上の砥
液や純水がその都度入れ替えられることなく、工程時間
のロスや砥液や純水の消費量の増加を招かない。
【００２１】そして本発明においては、前記研磨装置１
１０（１１０ａ，１１０ｂ）内に、研磨している半導体
ウエハ（被研磨基板）の研磨異常を検出する異常検知手
段を設けている。
【００２２】〔第一実施形態〕…超音波センサーによる
異常検出 ここで図１は研磨装置１１０内に設置した研磨テーブル
（ターンテーブル）２とトップリング４の部分の要部概
略正面図である。また図２は研磨テーブル２とトップリ
ング４の部分を図１に示す矢印Ａ方向から見た要部概略
側面図である。
【００２３】両図に示すように研磨テーブル２は、円板
状であってその下面中央にこの研磨テーブル２を回転駆
動するテーブル回転軸３が取り付けられている。また研
磨テーブル２の上面には研磨パッドや砥石等からなる研
磨工具１が取り付けられている。
【００２４】一方トップリング４は、その上面中央にト
ップリング回転軸５が取り付けられており、トップリン
グ回転軸５の上部はトップリング旋回アーム６内に挿入
され、トップリング旋回アーム６の内部に設置された駆
動手段で回転駆動されるように構成されている。トップ
リング旋回アーム６は、旋回アーム回転軸７によって旋
回されるように構成されている。つまりトップリング４
は旋回アーム回転軸７によって、図１３に示す受渡台１
３８（ａ，ｂ）と研磨テーブル２（ａ，ｂ）間を移動自
在に構成されている。また研磨テーブル２の上部には、
砥液（スラリー）Ｓを供給する砥液供給管５０が設置さ
れている。
【００２５】そして本発明においては、前記トップリン
グ４の側部近傍に位置するように、超音波センサー（異
常検知センサー）１０が設置されている。この超音波セ
ンサー１０は、アーム５１によってトップリング旋回ア
ーム６の側壁に取り付けられている。超音波センサー１
０はその内部に下記する超音波送信部１０ａと超音波受
信部１０ｂとを具備しており、超音波送信部１０ａから
発射された超音波が超音波受信部１０ｂに到達するまで
の時間を検出することで、その距離を演算するように使
用される。
【００２６】図３はこの超音波センサー１０の概略制御
ブロック図である。同図に示すように超音波センサー１
０の信号は、制御手段４３に入出力され、またターンテ
ーブル駆動モータ制御部４５とトップリング駆動モータ
制御部４６とに出力されるように構成されている。ター
ンテーブル駆動モータ制御部４５とトップリング駆動モ
ータ制御部４６は制御手段４３からの信号によってそれ
ぞれ研磨テーブル２とトップリング４の回転駆動を制御
する。
【００２７】図４は前記超音波センサー１０によって研
磨中の半導体ウエハＷの研磨異常を検出する方法の１例
を示す概略フロー図である。即ち前述のようにトップリ
ング４の下面に保持した半導体ウエハＷを、研磨工具１
の研磨面に接触してトップリング４と研磨テーブル２を
回転して、半導体ウエハＷの被研磨面を研磨するが、そ
のとき所定のサンプリング周期（例えば１００ｍｓｅ
ｃ）で、前記超音波センサー１０により超音波センサー
１０から研磨工具１の研磨面（砥液の液面）までの距離
Ｌを測定する（ステップ１）。
【００２８】即ち時間Ｔ（超音波パルスを送信し研磨工
具１の研磨面から反射して戻ってくるまでの時間）を計
測し、下記式によって距離Ｌを求める演算を前記図３に
示す制御手段４３において行う。図１では送信波及び反
射波はそれぞれ大きな入射角及び反射角を有するように
描いたが、実際は略垂直入射及び垂直反射である。 Ｌ＝Ｖ×Ｔ÷２ Ｖ＝ｆ×λ 但し、Ｖ：超音波伝播媒体（ここでは空気）中の音速 ｆ：超音波送信部１０ａの超音波振動子の周波数 λ：超音波送信波の波長
【００２９】１例として、半導体ウエハＷの板厚を１ｍ
ｍとしたとき、波長λとして０．１ｍｍをとる。このと
き上式より超音波送信部１０ａの超音波振動子の周波数
ｆは、ｆ＝３４０（ｍ／ｓ）／０．１（ｍｍ）＝３．４
０（ＭＨｚ）となり、この値を固有振動数とする圧電素
子等の超音波振動子を超音波送信波源とする。このとき
Ｔ＝０．５９ｍｓｅｃとなれば、上記式より距離Ｌ＝１
０ｃｍが測定できる。
【００３０】次に制御手段４３において、前記測定した
距離Ｌと、予め制御手段４３に記憶しておいた閾値Ｌ１
との比較を行い、Ｌ≒Ｌ１ならば正常であると判断して
（ステップ２）研磨運転を継続する（ステップ３）。一
方Ｌ＜Ｌ１ならば超音波センサー１０からその下にある
物体間の距離が短くなっているので、超音波センサー１
０と研磨工具１の上面との間に異物、即ちトップリング
４から飛び出した半導体ウエハＷや、割れた半導体ウエ
ハＷの破片等があることを意味するので異常と判断して
（ステップ２）ターンテーブル２とトップリング４の駆
動の停止を行う（ステップ４）。
【００３１】なお上記閾値Ｌ１は、正常にトップリング
４に半導体ウエハＷを保持した状態で、実際の研磨条件
で研磨を行ったときの距離を予め数回測定し、この測定
値を統計的に処理して設定しておく。
【００３２】なお前記ステップ４におけるターンテーブ
ル２とトップリング４の停止は、前記制御手段４３から
ターンテーブル駆動モータ制御部４５とトップリング駆
動モータ制御部４６に回生制動指令信号を送り、これに
より駆動モータに回生制動をかける。なお上記例では駆
動モータに回生制動をかけてターンテーブル２等を停止
する例を示したが、これに代えて又はこれに加えて、例
えばターンテーブル２の回転部にブレーキドラムを設
け、このブレーキドラムにブレーキシューを押し当てて
制動をかけるような所謂メカニカルブレーキを用いても
良い。またトップリング４の場合は慣性力が小さいので
電源を遮断するのみで停止させても良い。
【００３３】〔第二実施形態〕…超音波センサーによる
異常検出 図５は本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブル）
２とトップリング４の部分の要部概略正面図である。な
お前記第一実施形態と同一部分又は相当部分には同一符
号を付してその詳細な説明は省略する。この実施形態に
おけるトップリング４の上面には２つの超音波センサー
（異常検知センサー）１０−１，１０−２が取り付けら
れている。一方の超音波センサー１０−１は半導体ウエ
ハＷの外周を保持するガイドリング４−１の真上に設置
され、他方の超音波センサー１０−２はガイドリング４
−１の内側の位置に設置されている。トップリング４の
超音波センサー１０−１，１０−２を取り付けた部分に
は、真下に向かって貫通する通路４−４，４−５が設け
られている。
【００３４】そして超音波センサー１０−１，１０−２
は各々超音波を送信し、前記通路４−４，４−５を介し
て被検知体からの反射波を受信し、その反射強度（音
圧）を測定し、この反射強度の変化によって半導体ウエ
ハＷの研磨異常を検出する。さらにこの実施形態の場
合、超音波センサー１０−１，１０−２が発振する超音
波の超音波周波数を、半導体ウエハＷ自体の共振周波数
に相当する周波数としている。
【００３５】図６はこの超音波センサー１０−１，１０
−２の概略制御ブロック図である。同図に示すように超
音波センサー１０−１，１０−２の検出信号は、制御手
段４３に入出力され、またモータの制御信号は制御手段
４３からターンテーブル駆動モータ制御部４５とトップ
リング駆動モータ制御部４６とに出力されるように構成
されている。そして例えば以下の方法で半導体ウエハＷ
の研磨異常を検出する。
【００３６】即ち、まずトップリング４の下面に保持し
た半導体ウエハＷを、研磨工具１の研磨面に接触してト
ップリング４とターンテーブル２を回転して、半導体ウ
エハＷの被研磨面を研磨するが、そのとき連続して超音
波センサー１０−１，１０−２からそれぞれ研磨工具１
表面と半導体ウエハＷ上に超音波を送信するとともに、
それらの反射波を各超音波センサー１０−１，１０−２
の受信部で受信し、その音圧ｐから各音圧レベルＺ１，
Ｚ２を測定する。音圧レベルＺ（ｄＢ）と音圧ｐ（μＰ
ａ）との関係を下式に示す。 Ｚ＝１０ｌｏｇ10（ｐ／２０）
【００３７】このとき超音波センサー１０−２が送信す
る超音波によって半導体ウエハＷは共振して振動するの
で、超音波センサー１０−２によって測定される音圧レ
ベルＺ２は低下している。一方超音波センサー１０−１
が送信する超音波は研磨工具１表面によって反射される
ので共振はなく、所定の音圧レベルＺ１が測定される。
【００３８】そして図５に示すように半導体ウエハＷが
トップリング４から飛び出そうとした場合は、超音波セ
ンサー１０−２が送信する超音波は研磨工具１表面によ
って反射されるので半導体ウエハＷとの共振はなく音圧
レベルＺ２は大きくなり、一方超音波センサー１０−１
が送信する超音波はその下を通過する半導体ウエハＷに
よって反射されるので共振によってその音圧レベルＺ１
は低下する。またトップリング４内において半導体ウエ
ハＷが割れたような場合は割れたウエハの共振周波数が
変化するので、超音波センサー１０−２が測定する音圧
レベルＺ２は大きくなる。
【００３９】そして図６に示す制御部４３は、音圧レベ
ルＺ１，Ｚ２の値の少なくともいずれか一方が先にそれ
ぞれの閾値Ｚ０１，Ｚ０２から変化した場合、これを半
導体ウエハＷの研磨異常として検出し、ターンテーブル
２とトップリング４の駆動の停止を前記第１実施形態と
同様にターンテーブル駆動モータ制御部４５とトップリ
ング駆動モータ制御部４６とを制御することで行う。
【００４０】なお閾値Ｚ０１，Ｚ０２は、正常にトップ
リング４に半導体ウエハＷを保持した状態で、実際の研
磨条件で研磨を行ったときの音圧レベルＺ１，Ｚ２を予
め数回測定することで統計的に処理して求めておく。
【００４１】この実施形態のように超音波センサー１０
−１，１０−２をトップリング４の上方に設けると、半
導体ウエハＷがトップリング４から完全に飛び出す前に
その研磨異常を検出できるので、前記第１実施形態のよ
うに飛び出した後の半導体ウエハＷを検知する方法に比
べて研磨異常検出が速く行える。
【００４２】〔第二実施形態の変形例〕…超音波センサ
ーによる異常検出 上記第二実施形態では超音波センサー１０−１，１０−
２が発振する超音波の超音波周波数を、半導体ウエハＷ
自体の共振周波数に相当する周波数としたが、この実施
形態においては、それ以外の周波数とした。つまり半導
体ウエハＷの共振による反射波強度の減衰を用いない
で、単に被検知体から反射強度（音圧レベル）を測定し
てその変動から半導体ウエハＷの異常を検出する。
【００４３】即ち超音波センサー１０−１，１０−２は
各々超音波を送信し、前記通路４−４，４−５を介して
被検知体からの反射波を受信し、その反射強度（音圧レ
ベルＺ１，Ｚ２）を測定し、この音圧レベルＺ１（Ｚ
２）が制御部４３でＺｓ１＜Ｚ１＜Ｚｈ１（Ｚｓ２＜Ｚ
２＜Ｚｈ２）でなければ、半導体ウエハＷが研磨異常で
あると検出し、ターンテーブル２とトップリング４の駆
動の停止を前記各実施形態と同様に行う。
【００４４】なお正常にトップリング４に半導体ウエハ
Ｗを保持した状態で、実際の研磨条件で研磨を行ったと
きの音圧レベルＺ１，Ｚ２を予め数回測定することで、
閾値の幅を、低い方をＺｓ１，Ｚｓ２、高い側をＺｈ
１，Ｚｈ２として設定しておく。
【００４５】〔第一，二実施形態の変形例〕…放射温度
センサーによる異常検出 上記第一，第二実施形態では超音波センサー１０，１０
−１，１０−２を用いたが、その代わりに放射温度セン
サーを各超音波センサー１０，１０−１，１０−２を取
り付けた位置に設け、研磨中に被測定体（半導体ウエハ
Ｗや研磨工具１表面）の温度を連続して計測し、半導体
ウエハＷが割れたり飛び出すなどの研磨異常時に起こる
所定の閾値（湿度）を超えたことを制御部４３が検出す
ることで上記各実施形態と同様にターンテーブル２とト
ップリング４の駆動を停止する。
【００４６】〔第三実施形態〕…コンデンサの静電容量
変化による異常検出 図７は本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブル）
２とトップリング４の部分の要部概略正面図である。な
お前記第一実施形態と同一部分又は相当部分には同一符
号を付してその詳細な説明は省略する。この実施形態の
トップリング４の下面には半導体ウエハＷと略同径の円
形負極板１１−１がバッキング材４−６を介して取り付
けられ、またトップリング４の外周近傍には円形負極板
１２−１が導電性の支持棒１７の先端に取り付けられて
いる。一方これら円形負極板１１−１，１２−１の対向
するターンテーブル２の位置にそれぞれリング状正極板
１１−２，１２−２が埋め込まれている。つまりターン
テーブル２がどの位置に回転しても、リング状正極板１
１−２，１２−２が平行に円形負極板１１−１，１２−
１に対向するようにしてそれぞれコンデンサを構成して
いる。円形負極板１２−１はトップリング４から飛び出
した半導体ウエハＷが円形負極板１２−１とリング状正
極板１２−２の間を通過可能なように、研磨工具１の上
部に所定間隔隙間を開けて設置されている。
【００４７】両円形負極板１１−１，１２−１はそれぞ
れアースされ、両リング状正極板１１−２，１２−２に
はそれぞれ各コンデンサーに所定の一定電圧を印加する
電圧源Ｖ１，Ｖ２が接続されている。また両リング状正
極板１１−２，１２−２側には、各コンデンサーを流れ
る電流を測定する電流計Ａ１，Ａ２が接続されている。
なお１６−１，１６−２はスリップリングである。
【００４８】そして半導体ウエハＷはトップリング４に
保持され、第一実施形態と同様に研磨される。一方コン
デンサは、Ｑ＝Ｃ×Ｖ（Ｑ：コンデンサ極板間に蓄えら
れる電気量、Ｃ：静電容量、Ｖ：極板間の電位差）なの
で、Ｖを一定としたとき上式を時間ｔで微分して、ｄＱ
／ｄｔ＝Ｉ＝ｄＣ／ｄｔ×Ｖ（Ｉは電流）となる。つま
り静電容量Ｃが変化すると電流が流れる。
【００４９】そして半導体ウエハＷの研磨中に、各々の
コンデンサの電流計Ａ１，Ａ２で電流値を連続測定す
る。各電流計Ａ１，Ａ２からの測定電流値の出力は、図
示しない回転ジョイントを介して図示しない制御部に送
られる。
【００５０】そして正常研磨時には各々のコンデンサ容
量は変化しないので、電流計Ａ１，Ａ２に電流は流れな
い。
【００５１】一方半導体ウエハＷに割れが生じたり、外
部に飛び出そうとした場合は、円形負極板１１−１とリ
ング状正極板１１−２からなるコンデンサの静電容量が
変化する。また飛び出した半導体ウエハＷが円形負極板
１２−１とリング状正極板１２−２からなるコンデンサ
の間を通過した場合も、このコンデンサの静電容量が変
化する。
【００５２】したがって図示しない制御部で電流計Ａ
１，Ａ２の測定値を各々設定した所定の閾値と比較して
何れかの測定値が先にその閾値（半導体ウエハＷが飛び
出したり、割れるなどの研磨異常が起きるときの電流値
を数回シュミレーションして閾値を求める）を超える
と、これを半導体ウエハＷの研磨異常と判断し、または
所定のサンプリング時間内で電流計Ａ１，Ａ２の各々の
測定値の時間変化の波形パターンの内いずれか一つが先
に、各々の予め設定した波形パターン（半導体ウエハＷ
が飛び出したり、割れるなどの研磨異常が起きるときの
電流値の時間変化の波形パターンを数回シュミレーショ
ンして求める）と一致していれば、これを半導体ウエハ
Ｗの研磨異常と判断し、ターンテーブル２とトップリン
グ４の駆動の停止を前記第１実施形態と同様に行う。
【００５３】なおこの実施形態では半導体ウエハＷの異
常を、トップリング４の内部と外部の両者にコンデンサ
を設けて検出するように構成したが、いずれか一箇所に
コンデンサを設けても良く、またターンテーブル側のリ
ング状の電極板に対してトップリング側の電極板を複数
個取り付けるようにしても良い。なお負極板１１−１
（１２−１）と正極板１１−２（１２−２）の極性を逆
にしても良い。
【００５４】またトップリング４の外部に設置するコン
デンサ（上記実施形態では円形負極板１２−１とリング
状正極板１２−２）は、半導体ウエハＷが飛び出す可能
性の高い位置をシュミレーションによって予め求め、そ
の位置に配置する。
【００５５】この実施形態のようにコンデンサをトップ
リング４の内部に設けると、半導体ウエハＷがトップリ
ング４から外部に完全に飛び出す前にその異常を検出で
きるので、前記第１実施形態のように飛び出した後の半
導体ウエハＷを検知する方法に比べて研磨異常検出が速
く行える。
【００５６】〔第四実施形態〕…電流値の変化による異
常検出 図８は本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブル）
２とトップリング４の部分を示す図であり、同図（ａ）
は要部概略平面図、同図（ｂ）は要部概略正面図であ
る。なお前記第一実施形態と同一部分又は相当部分には
同一符号を付してその詳細な説明は省略する。この実施
形態のトップリング４の下面のガイドリング４−１の外
周には、研磨工具１の表面に当接するリング状接触子２
１が取り付けられている。一方研磨工具１の外周にはリ
ング状導電体２０が取り付けられ、このリング状導電体
２０の表面には、導電部材２３−２に支持された導電性
接触子２２−２が当接している。またトップリング４の
外側の研磨工具１の表面にも導電部材２３−１に支持さ
れた導電性接触子２２−１が当接している。導電部材２
３‐１の設置位置は、半導体ウエハＷが飛び出す位置、
即ち回転するターンテーブル２のトップリング４の下流
側の位置である。
【００５７】そしてリング状導電体２０はアースされ、
導電性接触子２２−２とリング状接触子２１と導電性接
触子２２−１にはそれぞれ電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が印加
され、またそれぞれ電流計Ａ１，Ａ２，Ａ３が接続され
ている。
【００５８】そして半導体ウエハＷの研磨中に、研磨工
具１とリング状接触子２１、研磨工具１と導電性接触子
２２−１、リング状導電体２０と導電性接触子２２−２
とを電気的に導通させておき、各電流計Ａ１，Ａ２，Ａ
３で電流値を連続的に測定する。なお研磨工具１上には
酸性またはアルカリ性のスラリーを供給しているので、
研磨工具１上の各接触子からの導通は（研磨布または砥
石などの研磨工具１は一般的に絶縁性が高いので）スラ
リー、リング状導電体２０を介して行われる。なお研磨
工具１には、導電材を含めたものを用いてもよい。また
リング状導電体２０は研磨工具１に全て置き換えても良
い。
【００５９】そして半導体ウエハＷが飛び出したり割れ
るなどの研磨異常が起こると、電気抵抗の高い半導体ウ
エハＷが各接触子２１，２２−１，２２−２と研磨工具
１の間を横切り、電気的導通に変化が生じるので、各電
流計Ａ１〜Ａ３の値に変化が生じる。
【００６０】したがって図示しない制御部で計測中の電
流値を各々設定した所定の閾値と比較していずれか一つ
の測定電流値が先にその閾値（半導体ウエハＷが飛び出
したり割れるなどの研磨異常が起きるときの電流値を数
回シュミレーションして閾値を求める）を超えるとこれ
を半導体ウエハＷの研磨異常と判断し、または所定のサ
ンプリング時間内で各電流計Ａ１〜Ａ３の測定値の時間
的変化の波形パターンのいずれか一つが先に、各々の予
め記憶しておいた波形パターンＷ１〜Ｗ３（半導体ウエ
ハＷが飛び出したり割れるなどの研磨異常が起きるとき
の電流値の時間変化の波形パターンを数回シュミレーシ
ョンして求める）と一致していればこれを半導体ウエハ
Ｗの研磨異常と判断し、ターンテーブル２とトップリン
グ４の駆動の停止を前記第１実施形態と同様に行う。
【００６１】なお本実施形態では半導体ウエハＷの飛び
出しや割れなどの異常をガイドリング４−１近傍、及び
トップリング４の外部で電流値の変化により検出するよ
うにしたが、いずれか一箇所で検出するようにしても良
い。
【００６２】〔第五実施形態〕…圧電素子の接触圧力の
変化による異常検出 図９は本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブル）
２とトップリング４の部分を示す図であり、同図（ａ）
は要部概略平面図、同図（ｂ）は（Ｙ２−Ｙ２矢視部分
断面を表す）要部概略正面図である。なお前記第一実施
形態と同一部分又は相当部分には同一符号を付してその
詳細な説明は省略する。
【００６３】この実施形態においては、トップリング４
の下面に取り付けたスペーサ２８の開口部に放射状に３
つずつの圧電素子２４を取り付け、またガイドリング４
−１の下面に均等に４つの圧電素子２５を取り付け、さ
らにトップリング４の外部にサポート２７−１，２７−
２によって支持された圧電素子２６−１．２６−２を研
磨工具１の表面に接近させて設置している。そして予め
数回のシュミレーションによって半導体ウエハＷが飛び
出したり割れるなどの研磨異常が起きるときに得られる
各圧電素子２４，２５，２６から出力される電流値の閾
値を測定し設定しておく（または半導体ウエハＷが飛び
出したり割れるなどの研磨異常が起きるときに得られる
各圧電素子２４，２５，２６から出力される電流値の時
間変化の波形パターンＷ１〜Ｗ３を数回シュミレーショ
ンして求めておく）。
【００６４】そして半導体ウエハＷの研磨中は、各圧電
素子２４，２５，２６の測定値を連続的にモニターす
る。半導体ウエハＷが飛び出したり割れるなどの研磨異
常が起こると、各圧電素子２４，２５，２６に半導体ウ
エハＷが強く当接するなどして各圧電素子２４，２５，
２６から出力される電流値が変化するが、その測定値を
図示しない制御部で閾値と比較して、各圧電素子２４，
２５，２６の測定値のいずれか一つが先にその閾値を超
えるとこれを半導体ウエハＷの研磨異常と判断し、また
は所定のサンプリング時間内で測定した電流値の時間的
変化の波形パターンのいずれか一つが先に、各々の予め
記憶しておいた波形パターンＷ１〜Ｗ３と一致していれ
ばこれを半導体ウエハＷの研磨異常と判断し、ターンテ
ーブル２とトップリング４の駆動の停止を前記第１実施
形態と同様に行う。
【００６５】なお本実施形態では半導体ウエハＷの飛び
出しや割れなどの研磨異常をトップリング４のウエハ保
持部、ガイドリング４−１下面、及びトップリング４の
外部で検出するようにしたが、いずれか一箇所または二
箇所で検出するようにしても良い。
【００６６】〔第六実施形態〕…モータの駆動電流の変
化による異常検出 図１０は本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分を示す要部概略正面図で
ある。なお前記第一実施形態と同一部分又は相当部分に
は同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６７】この研磨装置は、トップリング４に保持さ
れた半導体ウエハＷを研磨工具１に対して旋回アーム６
内に備えた（トップリング４をＺ方向に昇降させる）図
示しない押圧昇降機構により所定の押圧力で押圧し、タ
ーンテーブル２を所定の回転数で一定に回転させた状態
で、トップリング４の回転数をトップリング回転数測定
器３２−２で検出し、トップリング回転モータドライバ
ー３２−１で所定の回転数になるように制御した回転駆
動電流をトップリング４の回転駆動モータ３０へ送り、
トップリング４を一定の回転数で回転させ、研磨剤（ス
ラリー）Ｓを供給しつつ研磨を行うように構成されてい
る。
【００６８】半導体ウエハＷが飛び出したり割れるなど
の研磨異常が起きると、研磨工具１との研磨抵抗が変化
し、それは回転駆動モータ３０の駆動電流値に比例する
ので駆動電流値を測定することにより、半導体ウエハＷ
の研磨異常が検出できる。半導体ウエハＷが飛び出した
り割れるなどの研磨異常が起きるときの研磨シュミレー
ションを数回行い、そのときの電流の閾値または電流値
の時間変化の波形パターンＷを予め得ておく。
【００６９】そして半導体ウエハＷの研磨中に、トップ
リング回転駆動電流をトップリング回転駆動電流の測定
器３２−３で連続モニターし、基板飛び出し・異常検出
部３２−４でモニター中の電流値を前記閾値と比較して
前記閾値を超えると（または所定のサンプリング時間内
で測定した電流値の時間変化の波形パターンが前述の波
形パターンＷと一致していれば）半導体ウエハＷの飛び
出し・異常と判断し、ターンテーブル２とトップリング
４の駆動の停止を前記第１実施形態と同様に行う。
【００７０】なおターンテーブル２の回転駆動電流を測
定することにより、同様に半導体ウエハＷの飛び出し・
異常を検出するようにしても良い。またターンテーブル
２とトップリング４の回転駆動電流を同時に測定して、
いずれか先に電流値の変化が検出されたら研磨装置の停
止を行うようにしても良い。
【００７１】〔第七実施形態〕…振動センサーによる異
常検出 図１１は本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分を示す要部概略正面図で
ある。なお前記第一実施形態と同一部分又は相当部分に
は同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７２】この実施形態においては、トップリング４
に備えた振動センサー３３の測定信号を研磨中連続測定
して、半導体ウエハＷの飛び出しまたは異常の検出を行
う。即ちトップリング４に振動センサー３３を備え、振
動センサー３３で出力された振動検出信号が無線により
増幅器３４−１に送信される。さらにこの実施形態で
は、増幅器３４−１で増幅された振動検出信号のうちウ
エハの飛び出しまたは異常の検出に必要な周波数成分の
みを抽出するバンドパスフィルター３４−２と、バンド
パスフィルター３４−２から出力信号の振動解析を行う
振動解析器３４−３と、振動解析器３４−３の解析信号
を入力し、半導体ウエハＷの飛び出しまたは異常の検出
を行い研磨停止信号を研磨装置駆動制御部３４−５に出
力する基板飛び出し異常検出部３４−４とを具備する。
【００７３】基板飛び出し異常検出部３４−４には閾値
が設定されていて、振動解析器３４−３から出力された
解析信号がこの閾値を超えたときに半導体ウエハＷの飛
び出し・異常と判断し、研磨停止信号を研磨装置駆動制
御部３４−５に出力して、ターンテーブル２とトップリ
ング４の駆動の停止を前記第１実施形態と同様に行う。
【００７４】なおこの実施形態では振動センサー３３を
用いたが、その代わりに歪みセンサーや圧力センサーを
用いるようにしても良い。またセンサーは異なる種類の
ものや同一のものを複数設置して、いずれか先に異常を
検出したら研磨装置を停止するようにしても良い。
【００７５】〔第八実施形態〕…変位センサーによる異
常検出 図１２は本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分を示す要部概略正面図で
ある。なお前記第一実施形態と同一部分又は相当部分に
は同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７６】この実施形態においては、トップリング４
の上方に備えたトップリング４上面の位置の変化を測定
する非接触式変位センサー３５によってその変化を研磨
中連続測定して、半導体ウエハＷの飛び出しまたは異常
の検出を行う。非接触式変位センサー３５の代わりに接
触式変位センサーを用いても良い。即ちこの実施形態で
は、非接触式変位センサー３５から出力された信号が変
位測定部３５−１で変位量に換算された後、基板飛び出
し・異常検出部３５−２が半導体ウエハＷの飛び出しま
たは異常の検出を行い、研磨停止信号を研磨装置駆動制
御部３５−３に出力するように構成している。
【００７７】基板飛び出し異常検出部３５−２には閾値
が設定されていて、変位測定部３５−１から出力された
変位量がこの閾値を超えたときに半導体ウエハＷの飛び
出し・異常と判断し、研磨停止信号を研磨装置駆動制御
部３５−３に出力して、ターンテーブル２とトップリン
グ４の駆動の停止を前記第１実施形態と同様に行う。な
お５−１は球ベアリングであり、５−２，５−３はトル
ク伝達ピンである。
【００７８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、研磨装置に被研磨基板の飛び出し・異常を検出する
手段を設けたので、研磨中に被研磨基板のトップリング
からの飛び出しなどを的確に検知でき、被研磨基板の飛
び出しなどを検知した場合、直ちに研磨動作を停止し、
被研磨基板の飛出しなどによる被研磨基板自身の破損、
ガイドリング、研磨クロス、パッキング材及びドレッシ
ング部材などの研磨装置を構成する機器や部材の損傷を
未然に防止することが極めて容易に行えるという優れた
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】研磨装置１１０内に設置した研磨テーブル（タ
ーンテーブル）２とトップリング４の部分の要部概略正
面図である。
【図２】研磨テーブル２とトップリング４の部分を図１
に示す矢印Ａ方向から見た要部概略側面図である。
【図３】超音波センサー１０の概略制御ブロック図であ
る。
【図４】超音波センサー１０によって研磨中の半導体ウ
エハＷの研磨異常を検出する方法の１例を示す概略フロ
ー図である。
【図５】本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分の要部概略正面図であ
る。
【図６】超音波センサー１０−１，１０−２の概略制御
ブロック図である。
【図７】本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分の要部概略正面図であ
る。
【図８】本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分を示す図であり、同図
（ａ）は要部概略平面図、同図（ｂ）は要部概略正面図
である。
【図９】本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分を示す図であり、同図
（ａ）は要部概略平面図、同図（ｂ）は要部概略正面図
である。
【図１０】本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分を示す要部概略正面図で
ある。
【図１１】本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分を示す要部概略正面図で
ある。
【図１２】本発明を用いた研磨テーブル（ターンテーブ
ル）２とトップリング４の部分を示す要部概略正面図で
ある。
【図１３】洗浄装置付き研磨装置の１例を示す全体概略
構成図である。
【符号の説明】
１１０（１１０ａ，１１０ｂ） 研磨装置 １ 研磨工具 ２ 研磨テーブル（ターンテーブル） ３ テーブル回転軸 ４ トップリング ５ トップリング回転軸 ６ トップリング旋回アーム ７ 旋回アーム回転軸 Ｓ 砥液（スラリー） ５０ 砥液供給管 ５１ アーム １０ 超音波センサー（異常検知センサー） １０ａ 超音波送信部 １０ｂ 超音波受信部 ４３ 制御手段 ４５ ターンテーブル駆動モータ制御部 ４６ トップリング駆動モータ制御部 Ｗ 半導体ウエハ（被研磨基板） １０−１，１０−２ 超音波センサー（異常検知センサ
ー） ４−１ ガイドリング ４−４，４−５ 通路 １１−１，１２−１ 円形負極板 １１−２，１２−２ リング状正極板 ４−６ バッキング材 １７ 支持棒 Ｅ 電圧源 Ａ１，Ａ２ 電流計 １６−１，１６−２ スリップリング ２０ リング状導電体 ２１ リング状接触子 ２２−１ 導電性接触子 ２２−２ 導電性接触子 ２３−１ 導電部材 ２３−２ 導電部材 Ａ１，Ａ２，Ａ３ 電流計 ２４，２５，２６−１，２６−２ 圧電素子 ２７−１，２７−２ サポート ２８ スペーサ ３０ 回転駆動モータ ３２−１ トップリング回転モータドライバー ３２−２ トップリング回転数測定器 ３２−３ トップリング回転駆動電流測定器 ３２−４ 基板飛び出し・異常検出部 ３３ 振動センサー ３４−１ 増幅器 ３４−２ バンドパスフィルター ３４−３ 振動解析器 ３４−４ 基板飛び出し異常検出部 ３４−５ 研磨装置駆動制御部 ３５ 非接触式変位センサー ３５−１ 変位測定部 ３５−２ 基板飛び出し・異常検出部 ３５−３ 研磨装置駆動制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小栗 章三 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 笹部 憲一 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 栗田 昌人 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 小島 康寿 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 惠川 忠典 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 重田 賢一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AC02 BA07 BB02 BB08 BB09 CB02 DA17

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 研磨工具と、被研磨基板を保持し被研磨
    基板の被研磨面を研磨工具に対して押圧する基板保持具
    とを備え、研磨工具と基板保持具を相対的に移動させる
    ことで被研磨基板の研磨を行う研磨装置において、 基板保持具の外側に設置され研磨工具表面までの距離を
    測定するセンサーと、該センサーによる研磨工具表面ま
    での測定距離が研磨工具表面上に被研磨基板が介在する
    ことで変化したときはこれを研磨異常又は被研磨基板が
    飛び出したと検出する制御手段とを具備することを特徴
    とする研磨装置。
  2. 【請求項２】 研磨工具と、被研磨基板を保持し被研磨
    基板の被研磨面を研磨工具に対して押圧する基板保持具
    とを備え、研磨工具と基板保持具を相対的に移動させる
    ことで被研磨基板の研磨を行う研磨装置において、 基板保持具の内部または上方に被研磨基板の研磨異常又
    は被研磨基板の飛び出しを検出する異常検知センサーを
    設けることによって、被研磨基板が基板保持具から飛び
    出す前に被研磨基板の研磨異常又は被研磨基板の飛び出
    しを検出することを特徴とする研磨装置。
  3. 【請求項３】 研磨工具と、被研磨基板を保持し被研磨
    基板の被研磨面を研磨工具に対して押圧する基板保持具
    とを備え、研磨工具と基板保持具を相対的に移動させる
    ことで被研磨基板の研磨を行う研磨装置において、 前記基板保持具に保持された被研磨基板の両面を挟むよ
    うに電極板を設置してなるコンデンサーまたは基板保持
    具の外部に飛び出した被研磨基板を挟む位置に電極板を
    設置してなるコンデンサーと、コンデンサーに所定の一
    定電圧を印加する電源と、コンデンサーから流れる電流
    を測定する電流計とを具備することによって被研磨基板
    の研磨異常又は被研磨基板が飛び出したことを検出する
    ことを特徴とする研磨装置。
  4. 【請求項４】 研磨工具と、被研磨基板を保持し被研磨
    基板の被研磨面を研磨工具に対して押圧する基板保持具
    とを備え、研磨工具と基板保持具を相対的に移動させる
    ことで被研磨基板の研磨を行う研磨装置において、 基板保持具の下面またはその周囲で研磨工具に接触子を
    接触させ、この接触子と研磨工具表面間に電流を流すと
    共にその電流値を測定する測定手段を設け、 前記接触子と研磨工具表面間を被研磨基板が通過するこ
    とで変化する電流値によって被研磨基板の研磨異常又は
    被研磨基板が飛び出したことを検出することを特徴とす
    る研磨装置。
  5. 【請求項５】 研磨工具と、被研磨基板を保持し被研磨
    基板の被研磨面を研磨工具に対して押圧する基板保持具
    とを備え、研磨工具と基板保持具を相対的に移動させる
    ことで被研磨基板の研磨を行う研磨装置において、 研磨工具または基板保持具の少なくともいずれか一方を
    駆動する駆動手段の駆動電流を測定する測定器と、研磨
    中の駆動電流と研磨異常時または被研磨基板が飛び出す
    ときの駆動電流の閾値または波形パターンとを比較して
    研磨の異常または被研磨基板の飛び出しを検出する基板
    飛び出し・異常検出部とを具備することを特徴とする研
    磨装置。
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