KR102538858B1 - 와전류 센서의 캘리브레이션 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 연마 패드를 벗겨내는 일 없이 캘리브레이션할 수 있는 와전류 센서의 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.
연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 연마 대상물의 막 두께와 와전류 센서의 측정값 사이의 대응 관계를 구한다. 이 방법은 제1 스텝에서, 막 두께가 기지인 연마 대상물을 연마면에 접촉시킨 상태에서, 와전류 센서의 출력을 측정하고, 해당 막 두께에 대응한 와전류 센서의 측정값을 구한다. 제2 스텝에서, 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마하고 있을 때에, 와전류 센서의 출력을 측정하고, 연마하고 있을 때의 막 두께에 대응한 와전류 센서의 측정값을 구한다. 제1 스텝의 측정값과 제2 스텝의 측정값으로부터, 연마 대상물의 막 두께와 와전류 센서의 측정값 사이의 대응 관계를 구한다.

Description

와전류 센서의 캘리브레이션 방법 {CALIBRATION METHOD OF EDDY CURRENT SENSOR}
본 발명은 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.
근년, 반도체 디바이스의 고집적화·고밀도화에 수반하여, 회로의 배선이 점점 미세화되고, 다층 배선의 층수도 증가하고 있다. 회로의 미세화를 도모하면서 다층 배선을 실현하기 위해서는, 반도체 디바이스 표면을 고정밀도로 평탄화 처리할 필요가 있다.
반도체 디바이스 표면의 평탄화 기술로서, 화학적 기계 연마[CMP(Chemical Mechanical Polishing)]가 알려져 있다. CMP를 행하기 위한 연마 장치는, 연마 패드가 부착된 연마 테이블과, 연마 대상물(예를 들어, 반도체 웨이퍼 등의 기판, 또는 기판의 표면에 형성된 각종 막)을 보유 지지하기 위한 톱링을 구비하고 있다. 연마 장치는 연마 테이블을 회전시키면서, 톱링에 보유 지지된 연마 대상물을 연마 패드에 압박함으로써 연마 대상물을 연마한다.
연마 장치는 연마 대상물의 막 두께에 기초하여 연마 공정의 종점 검지를 행하기 위해 막 두께 측정 장치를 구비하고 있다. 막 두께 측정 장치는 연마 대상물의 막 두께를 검출하는 막 두께 센서를 구비하고 있다. 막 두께 센서는, 대표적으로는 와전류 센서를 들 수 있다.
와전류 센서는 연마 테이블에 형성된 구멍에 배치되고, 연마 테이블의 회전과 함께 회전하면서, 연마 대상물과 대향하고 있을 때에 막 두께를 검출한다. 와전류 센서는 도전막 등의 연마 대상물에 와전류를 유기시키고, 연마 대상물에 유기된 와전류에 의해 발생하는 자계의 변화로부터 연마 대상물의 두께의 변화를 검출한다. 막 두께 센서로서 와전류 센서를 사용하기 위해서는, 본 측정 개시 전에, 막 두께와 와전류 센서의 측정값의 대응 관계를 얻는 캘리브레이션이 필요하다.
종래의 캘리브레이션은 이하와 같이 행해지고 있었다. 와전류 센서는 연마 장치에 탑재되는 경우, 연마 대상물의 도전성막과 와전류 센서 사이에 연마 패드가 개재되어 있다. 연마 패드의 두께가 바뀌면, 센서의 출력이 변화된다. 일본 특허 공개 제2007-263981호에 기재된 종래 기술에서는, 패드 두께가 상이한 복수의 연마 패드와, 상이한 막 두께를 갖는 복수의 교정 웨이퍼를 사용하여 캘리브레이션을 행하고 있다. 상이한 패드 두께와, 상이한 막 두께를 조합하기 위해, 다수의 측정을 행하고, 연마 대상물의 막 두께와 와전류 센서의 측정값 사이의 대응 관계를 구하고 있었다.
종래 기술에는, 이하의 문제도 있었다. 첫째로, 복수의 캘리브레이션용 연마 패드를 회전 테이블 상에 배치하기 위해, 이미 회전 테이블에 부착되어 있는 연마 패드를 벗겨낼 필요가 있었다. 캘리브레이션을 위해, 1매의 연마 패드를 폐기해야만 해, 비용이 높아진다. 둘째로, 교정 웨이퍼는 수작업으로 연마 패드를 놓기 때문에, 위치의 정밀도가 낮다고 하는 문제가 있었다. 또한, 수작업으로 인해, 연마 패드나 교정 웨이퍼에 티끌 등이 부착되어, 오차가 발생하는 경우가 있었다. 셋째로, 교정 웨이퍼를 반복해서 사용하기 때문에, 산화 등이 발생하여, 교정 웨이퍼의 열화에 의해 오차가 발생할 가능성이 있다.
일본 특허 공개 제2007-263981호
본 발명의 일 형태는 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 연마 패드를 벗겨내는 일 없이 캘리브레이션할 수 있는 와전류 센서의 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 제1 형태에서는, 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 상기 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 상기 연마 대상물의 막 두께와 상기 와전류 센서의 측정값 사이의 대응 관계를 구하는 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서, 해당 방법은, 막 두께가 기지인 상기 연마 대상물을 상기 연마면에 접촉시킨 상태에서, 상기 와전류 센서의 출력을 측정하여, 해당 막 두께에 대응한 상기 와전류 센서의 측정값을 구하는 제1 스텝과, 상기 연마 대상물을 상기 연마면에 압박하여 연마하고 있을 때에, 상기 와전류 센서의 출력을 측정하여, 연마하고 있을 때의 막 두께에 대응한 상기 와전류 센서의 측정값을 구하는 제2 스텝을 갖고, 상기 제1 스텝의 측정값과 상기 제2 스텝의 측정값으로부터, 상기 연마 대상물의 막 두께와 상기 와전류 센서의 측정값 사이의 대응 관계를 구하고, 상기 와전류 센서의 출력은 임피던스 성분을 포함하고, 상기 측정값은, 상기 임피던스 성분의 저항 성분과 리액턴스 성분이고, 2개의 직교 좌표축을 갖는 좌표계의 각 축에, 상기 임피던스 성분의 저항 성분과 리액턴스 성분을 각각 대응시켰을 때에, 상기 임피던스 성분에 대응하는 상기 좌표계 상의 점은 원 위에 위치하고, 막 두께가 제로가 아닌 때의 상기 임피던스 성분에 대응하는 상기 원 위의 제1 점과, 막 두께가 제로인 때의 상기 임피던스 성분에 대응하는 상기 원 위의 제2 점을 연결하는 직선과, 상기 제2 점을 지나는 상기 원의 직경이 이루는 각도를 구하고, 상기 대응 관계는, 상기 각도의 탄젠트 또는 상기 탄젠트의 역수와 막 두께와의 사이의 대응 관계인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
본 실시 형태에서는 교정 웨이퍼를 사용하지 않는다. 막 두께가 기지인 실제의 제품인 연마 대상물(예를 들어, 웨이퍼)을 사용할 수 있다. 패드 두께가 상이한 복수의 연마 패드는 필요하지 않고, 상이한 막 두께를 갖는 복수의 교정 웨이퍼도 필요하지 않다. 이미 회전 테이블에 부착되어 있는 연마 패드를 벗겨낼 필요도 없다. 이미 회전 테이블에 부착되어 있는 연마 패드를 사용하여 캘리브레이션을 행할 수 있다.
또한, 연마 대상물의 막 두께란, 연마 대상물의 표면에 형성된 막의 막 두께를 의미한다. 연마 대상물의 표면에 복수의 막이 적층되어 있는 경우는, 최외부에 있는 연마의 대상으로 하고 있는 막의 막 두께를 가리킨다. 와전류 센서의 측정값이란, 와전류 센서의 출력으로부터 직접 또는 간접으로 얻어지는 신호 또는 데이터를 가리킨다.
제2 형태에서는, 상기 제1 스텝에서 사용된 상기 연마 대상물을 사용하여, 상기 제2 스텝을 행하는 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
제3 형태에서는, 상기 제1 스텝에서 사용되는 상기 연마 대상물과, 상기 제2 스텝에서 사용되는 상기 연마 대상물은 별개 독립의 것인 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
제4 형태에서는, 상기 연마 대상물 상을, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향해 이동할 때의 상기 와전류 센서의 출력을 측정하는 스텝과, 얻어진 측정값의, 상기 연마 대상물 상의 각 점에 있어서의 변화율을 구하고, 상기 변화율로부터 상기 연마 대상물의 상기 일단과 상기 타단의 위치를 검출하고, 검출된 상기 일단과 상기 타단의 위치로부터, 상기 연마 대상물의 중심 위치를 구하는 스텝을 갖는 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
제5 형태에서는, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하고, 상기 경로 상의 적어도 2점에 있어서 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 상기 경로 상의 소정의 위치에 있어서의 당해 측정값을 기준으로 하여, 상기 경로 상의 각 위치에 있어서의 당해 측정값의 차를 나타내는 정보를 구하는 제3 스텝과, 상기 제1 스텝 및 상기 제2 스텝에 있어서 얻어진 상기 측정값과, 해당 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 상기 경로 상의 위치에 있어서의 상기 차와의 차를, 상기 정보에 기초하여 구하는 제4 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
제6 형태에서는, 상기 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하고, 상기 경로 상의 적어도 1점에 있어서 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 상기 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 상기 경로 상의 각 위치에 있어서의 당해 측정값에 관한 정보를 구하는 제4 스텝과, 상기 제1 스텝과 상기 제2 스텝에 있어서 얻어진 상기 측정값과, 해당 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 상기 경로 상의 위치에 있어서의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 상기 측정값과의 차를, 상기 정보에 기초하여 구하는 제5 스텝을 갖는 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
제7 형태에서는, 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 상기 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 상기 연마 대상물의 중심 위치를 구하는 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서, 해당 방법은, 상기 연마 대상물 상을, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향해 이동할 때의 상기 와전류 센서의 출력을 측정하는 스텝과, 얻어진 측정값의, 상기 연마 대상물 상의 각 점에 있어서의 변화율을 구하고, 상기 변화율로부터 상기 연마 대상물의 상기 일단과 상기 타단의 위치를 검출하고, 검출된 상기 일단과 상기 타단의 위치로부터, 상기 연마 대상물의 중심 위치를 구하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
제8 형태에서는, 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 상기 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동할 때에 발생하는 상기 경로 상에서의 상기 측정값의 변화를 구하는 와전류 센서의 캘리브레이션 방법이며, 해당 방법은, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하고, 상기 경로 상의 적어도 2점에 있어서 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 상기 경로 상의 소정의 위치에 있어서의 당해 측정값을 기준으로 하여, 상기 경로 상의 각 위치에 있어서의 상기 측정값의 차를 나타내는 정보를 구하고, 캘리브레이션 종료 후의 본 측정에 있어서 상기 와전류 센서에 의해 얻어진 측정값과, 당해 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 상기 경로 상의 위치에 있어서의 상기 차와의 차를, 상기 정보에 기초하여 구하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
제9 형태에서는, 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 상기 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 상기 연마 대상물의 연마가 종료된 상태에 있어서의 상기 와전류 센서의 측정값을 고려한 와전류 센서의 캘리브레이션 방법이며, 해당 방법은, 상기 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하고, 상기 경로 상의 적어도 1점에 있어서 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 상기 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 상기 경로 상의 각 위치에 있어서의 당해 측정값에 관한 정보를 구하고, 캘리브레이션 종료 후의 본 측정에 있어서 상기 와전류 센서에 의해 얻어진 측정값과, 해당 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 상기 경로 상의 위치에 있어서의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 상기 측정값과의 차를, 상기 정보에 기초하여 구하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법이라는 구성을 취하고 있다.
도 1은 연마 장치의 전체 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 임피던스를 측정하기 위한 와전류 센서의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 2의 블록도의 등가 회로도이다.
도 4는 와전류 센서의 센서 코일의 구성예를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 4의 센서 코일의 접속예를 도시하는 회로도이다.
도 6은 센서 코일 출력의 동기 검파 회로를 도시하는 블록도이다.
도 7은 도전성막의 두께 변화에 수반하는, 임피던스 좌표면에 있어서의 저항 성분 (X)와 리액턴스 성분 (X)의 원 궤적을 도시하는 그래프이다.
도 8은 도 7의 그래프 도형을 반시계 방향으로 90도 회전시키고, 다시 평행 이동시킨 그래프이다.
도 9는 사용하는 연마 패드의 두께에 상당하는 거리에 따라, 좌표 X, Y의 원호 궤적이 변화되는 모습을 도시한 그래프이다.
도 10은 연마 패드(108)의 두께의 차이에 관계없이, 각도 α는 동일한 것을 설명하는 도면이다.
도 11은 1/tanα(＝Ta)와 막 두께 t의 비례 관계를 도시하는 도면이다.
도 12는 클리어 연마에 있어서의 측정점을 도시한다.
도 13의 (a)는 측정에 의해 얻어진 신호의 크기를 도시하고, 도 13의 (b)는 그 신호의 변화율(미분 또는 차분)을 도시한다.
도 14는 도 1의 연마 테이블 부분을 도시하는 평면도이다.
도 15는 베이스 라인 처리와 제로 캐리 처리를 도시하는 설명도이다.
도 16은 캘리브레이션 방법의 전체를 도시하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 각 실시 형태에 있어서, 동일 또는 상당하는 부재에는 동일 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 연마 장치의 전체 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연마 장치(100)는 연마 대상물(예를 들어, 반도체 웨이퍼 등의 기판, 또는 기판의 표면에 형성된 각종 막)(102)을 연마하기 위한 연마부(150)를 갖는다. 연마부(150)는 연마 대상물(102)을 연마하기 위한 연마 패드(108)를 상면에 설치 가능한 연마 테이블(110)과, 연마 테이블(110)을 회전 구동하는 제1 전동 모터(112)와, 연마 대상물(102)을 보유 지지 가능한 톱링(116)과, 톱링(116)을 회전 구동하는 제2 전동 모터(118)를 구비한다.
또한, 연마부(150)는 연마 패드(108)의 상면에 연마재를 포함하는 연마지액을 공급하는 슬러리 라인(120)을 구비한다. 연마 장치(100)는 연마부(150)에 관한 각종 제어 신호를 출력하는 연마 장치 제어부(140)를 구비한다.
연마 장치(100)는 연마 테이블(110)에 형성된 구멍에 배치되고, 연마 테이블(110)의 회전에 수반하여 연마 대상물(102)의 막 두께를 연마면을 따라 검출하는 와전류 센서(210)를 구비한다.
연마 장치(100)는, 연마 대상물(102)을 연마할 때에는, 연마 지립을 포함하는 연마 슬러리를 슬러리 라인(120)으로부터 연마 패드(108)의 상면에 공급하고, 제1 전동 모터(112)에 의해 연마 테이블(110)을 회전 구동한다. 그리고, 연마 장치(100)는 톱링(116)을, 연마 테이블(110)의 회전축과는 편심된 회전축 주위에서 회전시킨 상태에서, 톱링(116)에 보유 지지된 연마 대상물(102)을 연마 패드(108)에 압박한다. 이에 의해, 연마 대상물(102)은 연마 슬러리를 보유한 연마 패드(108)에 의해 연마되고, 평탄화된다.
수신부(232)는 로터리 조인트·커넥터(160, 170)를 통해 전류 센서(210)와 접속되어 있다. 수신부(232)는 와전류 센서(210)로부터 출력된 신호를 수신하고, 임피던스로서 출력한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 막 두께 측정 장치(230)는 수신부(232)로부터 출력된 임피던스에 소정의 신호 처리를 행하여 종점 검출기(240)로 출력한다.
종점 검출기(240)는 막 두께 측정 장치(230)로부터 출력되는 신호에 기초하여 연마 대상물(102)의 막 두께의 변화를 감시한다. 종점 검출기(240)는 연마 장치(100)에 관한 각종 제어를 행하는 연마 장치 제어부(140)와 접속되어 있다. 종점 검출기(240)는 연마 대상물(102)의 연마 종점을 검출하면, 그 취지를 나타내는 신호를 연마 장치 제어부(140)로 출력한다. 연마 장치 제어부(140)는 종점 검출기(240)로부터 연마 종점을 나타내는 신호를 수신하면, 연마 장치(100)에 의한 연마를 종료시킨다. 연마 장치 제어부(140)는, 연마 중에는 보정된 막 두께 데이터에 기초하여, 연마 대상물(102)의 압박력을 제어한다.
여기서, 본 실시 형태에 있어서의 캘리브레이션의 개략을 설명한다. 와전류 센서(210)에 의해 막 두께를 측정할 때에는, 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 데이터와 막 두께의 대응 관계를 사전에 구해 둘 필요가 있다. 본 실시 형태에서는 와전류 센서(210)의 출력으로부터 각도 α를 구한다. 각도 α의 정의 및 구하는 방법은 후술한다.
각도 α로부터 산출되는 1/tanα와, 막 두께 t는 후술하는 바와 같이 비례한다. 즉, 1/tanα＝Ta라고 했을 때에, 막 두께 t＝A_th×Ta라는 관계가 있다. 여기서, A_th는 비례 계수이다. 막 두께의 실제의 측정에 있어서, 와전류 센서(210)의 측정값으로부터 Ta를 얻을 수 있다. 따라서, 캘리브레이션에 있어서는, 막 두께 t＝A_th×Ta라는 와전류 센서(210)의 출력과 막 두께의 대응 관계에 있어서의 비례 계수 A_th를 구하면 된다. 비례 계수 A_th가 구해지면, 캘리브레이션 후의 본 측정에 있어서, 와전류 센서(210)의 출력으로부터 각도 α를 구하면, 막 두께를 산출할 수 있다. 또한, 와전류 센서(210)의 출력으로부터 얻어지는 와전류 센서(210)의 측정값이란, 후술하는 임피던스(X, Y), 또는 상술한 각도 α, tanα, 1/tanα, Ta 등을 의미한다.
도 2는 연마 장치(100)가 구비하는 와전류 센서(210)를 도시한다. 와전류 센서는 그 센서 코일로부터 도전성막측을 본 임피던스가 변화되고, 이 임피던스 변화로부터 막 두께를 검출한다. 와전류 센서(210)는 검출 대상의 연마 대상물(102)의 근방에 센서 코일을 배치하고, 그 코일에 교류 신호원(124)이 접속되어 있다. 여기서, 검출 대상의 연마 대상물(102)은, 예를 들어 반도체 웨이퍼(W) 상에 형성된 두께가 0 내지 2㎛ 정도인 구리 도금막(Au, Cr, W 등의 메탈 재료의 증착막이어도 됨)이다. 센서 코일은 검출 대상의 도전성막에 대하여, 예를 들어 0.5 내지 5㎜ 정도의 근방에 배치된다. 동기 검파 회로(126)는 센서 코일측에서 본 검출 대상의 연마 대상물(102)을 포함하는 임피던스 Z(그 성분이 X, Y임)를 검출한다(상세는 후술함)
도 3에 도시하는 등가 회로에 있어서, 교류 신호원(124)의 발진 주파수는 일정하고, 연마 대상물(102)의 막 두께가 변화되면, 교류 신호원(124)으로부터 센서 코일측을 본 임피던스 Z가 변화된다. 즉, 도 3에 도시하는 등가 회로에 있어서, 연마 대상물(102)에 흐르는 와전류 I2는 연마 대상물(102)의 등가적인 저항 R2 및 자기 인덕턴스 L2에 의해 결정된다. 막 두께가 변화되면 와전류 I2가 변화되고, 센서 코일측과의 상호 인덕턴스 M을 통해, 교류 신호원(124)측에서 본 임피던스 Z의 변화로서 파악된다. 여기서, L1은 센서 코일의 자기 인덕턴스분이고, R1은 센서 코일의 저항분이다.
이하에, 와전류 센서에 대하여 구체적으로 설명한다. 교류 신호원(124)은 1 내지 50㎒ 정도의 고정 주파수의 발진기이고, 예를 들어 수정 발진기가 사용된다. 그리고, 교류 신호원(124)에 의해 공급되는 교류 전압에 의해, 센서 코일에 전류 I1이 흐른다. 연마 대상물(102)의 근방에 배치된 코일에 전류가 흐름으로써, 이 자속이 연마 대상물(102)과 쇄교함으로써, 그 사이에 상호 인덕턴스 M이 형성되고, 연마 대상물(102) 중에 와전류 I2가 흐른다. 여기서 R1은 센서 코일을 포함하는 1차측의 등가 저항이고, L1은 마찬가지로 센서 코일을 포함하는 1차측의 자기 인덕턴스이다. 연마 대상물(102)측에서는, R2는 와전류손에 상당하는 등가 저항이고, L2는 그 자기 인덕턴스이다. 교류 신호원(124)의 단자(128, 130)로부터 센서 코일측을 본 임피던스 Z는 연마 대상물(102) 중에 형성되는 와전류손의 크기에 따라 변화된다.
도 4는 본 실시 형태의 와전류 센서에 있어서의 센서 코일의 구성예를 도시한다. 센서 코일은, 도전성막에 와전류를 형성하기 위한 코일과, 도전성막의 와전류를 검출하기 위한 코일을 분리한 것이고, 보빈(311)에 권회된 3층의 코일에 의해 구성되어 있다. 여기서 중앙의 여자 코일(312)은 교류 신호원(124)에 접속되는 여자 코일이다. 이 여자 코일(312)은 교류 신호원(124)으로부터 공급되는 전압이 형성하는 자계에 의해, 근방에 배치되는 반도체 웨이퍼(W) 상의 연마 대상물(102)에 와전류를 형성한다. 보빈(311)의 상측(도전성막측)에는 검출 코일(313)이 배치되고, 도전성막에 형성되는 와전류에 의해 발생하는 자계를 검출한다. 그리고, 여자 코일(312)의 검출 코일(313)과 반대측에는 밸런스 코일(314)이 배치되어 있다.
도 5는 각 코일의 접속예를 도시한다. 검출 코일(313)과 밸런스 코일(314)은, 상술한 바와 같이 역상의 직렬 회로를 구성하고, 그 양단은 가변 저항(316)을 포함하는 저항 브리지 회로(317)에 접속되어 있다. 코일(312)은 교류 신호원(203)에 접속되고, 교번 자속을 생성함으로써, 근방에 배치되는 도전성막(201')에 와전류를 형성한다. 가변 저항 VR1, VR2의 저항값을 조정함으로써, 코일(313, 314)로 이루어지는 직렬 회로의 출력 전압이, 도전성막이 존재하지 않을 때에는 제로가 되도록 조정 가능하게 하고 있다.
도 6은 교류 신호원(203)측으로부터 센서 코일(202)측을 본 임피던스 Z의 계측 회로예를 도시한다. 이 도 6에 도시하는 임피던스 Z의 계측 회로에 있어서는, 막 두께의 변화에 수반하는 임피던스 평면 좌표값(X, Y)[즉, 리액턴스 성분 (X), 저항 성분 (Y)], 임피던스(Z＝X＋iY) 및 위상 출력(θ＝tan-1R/X)을 도출할 수 있다. 따라서, 이것들의 신호 출력을 사용함으로써, 예를 들어 임피던스의 각종 성분의 크기에 따라 막 두께를 계측하는 등, 보다 다면적인 처리의 진행 상황의 검출이 가능해진다.
상술한 바와 같이, 검출 대상의 연마 대상물(102)이 성막된 반도체 웨이퍼(W) 근방에 배치된 센서 코일에, 교류 신호를 공급하는 신호원(203)은 수정 발진기로 이루어지는 고정 주파수의 발진기이다. 교류 신호원(203)은, 예를 들어 1 내지 50㎒의 고정 주파수의 전압을 공급한다. 신호원(203)으로 형성되는 교류 전압은 대역 통과 필터(302)를 통해 여자 코일(312)에 공급된다. 센서 코일의 단자(128, 130)에서 검출된 신호는 고주파 증폭기(303) 및 위상 시프트 회로(304)를 거쳐서, cos 동기 검파 회로(305) 및 sin 동기 검파 회로(306)로 이루어지는 동기 검파부에 입력된다. 동기 검파부에 의해 검출 신호의 cos 성분(X성분)과 sin 성분(Y성분)이 도출된다. 여기서, 신호원(203)으로 형성되는 발진 신호로부터, 위상 시프트 회로(304)에 의해, 신호원(203)의 동상 성분(0°)과 직교 성분(90°)의 2개의 신호가 형성된다. 이것들의 신호는 각각 cos 동기 검파 회로(305)와 sin 동기 검파 회로(306)에 도입되고, 상술한 동기 검파가 행해진다.
동기 검파된 신호는 저역 통과 필터(307, 308)에 의해, 신호 성분 이상의 불필요한, 예를 들어 5KHz 이상의 고주파 성분이 제거된다. 동기 검파된 신호는, cos 동기 검파 출력인 X성분 출력과, sin 동기 검파 출력인 Y성분 출력이다. 또한, 벡터 연산 회로(309)에 의해, X성분 출력과 Y성분 출력으로부터, 임피던스 Z의 크기, (X2＋Y2)1/ 2이 얻어진다. 또한, 벡터 연산 회로(θ 처리 회로)(310)에 의해, 마찬가지로 X성분 출력과 Y성분 출력으로부터, 위상 출력(θ＝tan-1Y/X)이 얻어진다. 여기서, 이들 필터는 센서 신호의 잡음 성분을 제거하기 위해 설치되고, 각종 필터에 따른 차단 주파수가 설정되어 있다.
이어서, 연마 대상물(102)과 와전류 센서(210) 사이의 거리가 다를 때에 얻어진 임피던스에 대응하는 임피던스 평면 좌표계 상의 점[좌표값(X, Y)]은 다른 원을 형성한다. 다른 원의 각각의 중심은 동일한 직선(제2 직선) 상에 있다. 제1 점은 다른 원에 대하여 공통인 하나의 점이다. 이것들에 대하여 설명한다.
도 3에 도시하는 센서측 회로와 도전성막측 회로에는 각각 다음의 식이 성립된다.
R1I1＋L1dI1/dt＋MdI2/dt＝E (1)
R2I2＋L2dI2/dt＋MdI1/dt＝0 (2)
여기서, M은 상호 인덕턴스이고, R1은 센서측 회로의 등가 저항이고, L1은 센서측 회로의 자기 인덕턴스이다. R2는 와전류가 유기되는 도전성막의 등가 저항이고, L2는 와전류가 흐르는 도전성막의 자기 인덕턴스이다.
여기서, In＝Anejωt(정현파)라고 해두고, 상기 식 (1), (2)는 다음과 같이 표시된다.
(R1＋jωL1)I1＋jωMI2＝E (3)
(R2＋jωL2)I2＋jωMI1＝0 (4)
이들 식 (3), (4)로부터, 다음의 식 (5)가 유도된다.
I1＝E(R2＋jωL2)/{(R1＋jωL1)(R2＋jωL2)＋ω2M2}
＝E/{(R1＋jωL1)＋ω2M2/(R2＋jωL2)} (5)
따라서, 센서측 회로의 임피던스 Z는 다음의 식 (6)으로 표현된다.
Z＝E/I1＝{R1＋ω2M2R2/(R2 2＋ω2L2 2)}＋jω{L1-ω2L2M2/(R2 2＋ω2L2 2)} (6)
여기서, Z의 실부(저항 성분), 허부(유도 리액턴스 성분)를 각각 X, Y 라고 해두면, 상기 식 (6)은 다음과 같이 된다.
Z＝X＋jωY (7)
여기서, Rx＝ω2L2M2/(R2 2＋ω2L2 2)이라고 하면, (7) 식은,
X＋jωY＝[R1＋R2Rx]＋Jω[L1-L2Rx]가 된다.
따라서, X＝R1＋R2Rx Y＝ω[L1-L2Rx]가 된다.
이것을 R2, L2에 대하여 풀면,
R2＝ω2(X－R1)M2/((ωL1－Y)2＋(X－R1)2) (8)
L2＝ω(ωL1－Y)M2/((ωL1－Y)2＋(X－R1)2) (9)
도 7에 나타내는 기호 k는 결합 계수이고, 다음의 관계식 (10)이 성립된다.
M＝k(L1L2)1/2 (10)
이것을 (9)에 적용하면,
(X－R1)2＋(Y－ω(1－(k2/2))L1)2＝(ωL1k2/2)2 (11)
이것은 원의 방정식이고, X, Y가 원을 형성하는 것, 즉 임피던스 Z는 원을 형성하는 것을 나타낸다.
와전류 센서(210)는 와전류 센서(210)의 코일을 포함하는 전기 회로의 임피던스 저항 성분 X 및 유도 리액턴스 성분 Y를 출력한다. 이것들의 저항 성분 X 및 유도 리액턴스 성분 Y는 막 두께를 반영한 막 두께 신호이고, 기판 상의 도전성막의 두께에 따라 변화된다.
도 7은 도전성막의 두께와 함께 변화되는 X, Y를, XY 좌표계 상에 플롯함으로써 그려지는 그래프를 도시하는 도면이다. 점 T∞의 좌표는 막 두께가 무한대일 때, 즉, R2가 0일 때 X, Y이다. 점 T0(제1 점)의 좌표는 기판의 도전율을 무시할 수 있는 것으로 하면, 막 두께가 0일 때, 즉, R2가 무한대일 때의 X, Y이다. X, Y의 값으로부터 위치 결정되는 점 Tn(제2 점)은 도전성막의 두께가 감소함에 따라, 원호상의 궤적을 그리면서 점 T0을 향해 진행된다.
도 8은 도 7의 그래프 도형을 반시계 방향으로 90도 회전시키고, 다시 평행 이동시킨 그래프를 도시하는 도면이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 막 두께가 감소함에 따라, X, Y의 값으로부터 위치 결정되는 점 Tn은 원호상의 궤적을 그리면서 점 T0을 향해 진행된다. 결합 계수 k는 한쪽의 코일에 의해 발생한 자장이, 다른 한쪽의 코일에 전달되는 비율이다. k＝1이 최대이고, 코일 사이의 거리가 이격되면, 즉 연마 패드(108)가 두꺼워지면, k는 작아진다.
와전류 센서(210)의 코일과 기판 W 사이의 거리 G는 이것들 사이에 개재하는 연마 패드(108)의 두께에 따라 변화된다. 이 결과, 도 9에 도시한 바와 같이, 사용하는 연마 패드(108)의 두께에 상당하는 거리 G(G1 내지 G3)에 따라, 좌표 X, Y의 원호 궤적이 변화된다. 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 코일과 연마 대상물(102) 사이의 거리 G에 관계없이, 동일한 막 두께인 좌표 X, Y를 직선[이하, 등막 두께 직선(제1 직선)이라고 함]으로 연결하면, 그 등막 두께 직선이 교점 P에서 교차한다. 점 P가 제1 점 T0이다. 이 등막 두께 직선 rn(n: 1, 2, 3…)은, 도 9에 있어서, 제1 점을 지나는 원의 직경(제2 직선) H에 대하여, 도전성막[연마 대상물(102)]의 두께에 따른 각도 α에서 경사진다. 제1 점을 지나는 원의 직경(제2 직선)은 거리 G에 의하지 않고 동일하다.
각도 α는 막 두께가 제로일 때의 임피던스에 대응하는 제1 점(T0)과, 막 두께가 제로가 아닐 때의 임피던스에 대응하는 제2 점(Tn)을 연결하는 제1 직선과, 제1 점(T0)을 지나는 원의 직경이 이루는 각의 각도이다. 도전성막의 두께가 동일할 때, 연마 패드(108)의 두께의 차이에 관계없이, 각도 α는 동일하다. 이 점에 대하여, 도 10에 의해 설명한다.
점 Tn의 좌표 (X, Y)를 도 10에 도시하는 각도 α를 사용하여 나타낸다. 도 10으로부터,
X＝R1＋ω(k2/2)L1sinα (12)
Y＝ω(1－(k2/2)L1－ω(k2/2)L1coaα (13)
이미 설명한 (8), (9)로부터,
R2/L2＝ω(X－R1)/(ωL1－Y)
이 식에 (12), (13)을 대입하면,
R2/L2＝ωsin2α/(1＋cos2α)＝ωtanα (14)
R2/L2는 막 두께에만 의존하고, 또한 결합 계수 k에 의존하지 않기 때문에, 와전류 센서(210)와 연마 대상물(102) 사이의 거리, 즉 연마 패드(108)의 두께에 의존하지 않는다. R2/L2는 막 두께에만 의존하고, 따라서, 각도 α도 막 두께에만 의존한다. 막 두께 산출부는 각도 α의 탄젠트를 산출하고, (14)의 관계를 이용하여, 탄젠트로부터 막 두께를 구한다.
각도 α의 산출 방법 및 막 두께의 산출 방법에 대하여 설명한다. 도 1의 막 두께 측정 장치(230)는 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 와전류 센서(210)에 의해 연마 대상물(102)에 형성 가능한 와전류를 임피던스로서 검출할 때에, 임피던스가 수신부(232)로부터 입력된다. 입력된 임피던스로부터 막 두께를 구한다. 막 두께 측정 장치(230)는 각 산출부(234) 및 막 두께 산출부(238)를 구비한다.
각 산출부(234)는 막 두께가 제로일 때의 임피던스에 대응하는 제1 점 T0과, 막 두께가 제로가 아닐 때의 임피던스에 대응하는 제2 점 Tn을 연결하는 제1 직선(10)과, 제1 점 T0을 지나는 원의 직경(12)이 이루는 각의 각도 α를 산출한다. 막 두께 산출부(238)는 각도 α의 탄젠트를 산출하고, 탄젠트로부터 막 두께를 구한다.
이어서, 탄젠트로부터 막 두께를 구하는 막 두께 산출부(238)에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 탄젠트의 역수와 막 두께의 관계를 이용한다. 처음에, 탄젠트의 역수와 막 두께의 관계를 설명한다.
탄젠트와, 금속막의 저항값 사이에는 기술한 (14)의 관계, 즉,
R2/L2＝ωtanα (14)
가 있다. 여기서 R2는 금속막의 저항값이다. 따라서, R2와 tanα는 비례한다. 또한, R2는 막 두께와 이하의 관계가 있다.
R2＝ρL/tW (15)
여기서, ρ: 저항률 L, W: 금속막의 길이 및 폭 t: 막 두께
(14), (15)로부터, 막 두께 t와 각도 α는 이하의 관계에 있는 것을 알 수 있다.
R2∝(1/t)∝ωtanα
즉, 1/tanα∝t
이것으로부터, 1/tanα와 막 두께 t는 비례한다. 이와 같이 하여 행해지는 막 두께의 산출 방법을 다음에 설명한다.
처음에, 와전류 센서(210) 및 수신부(232)에 의해, 임피던스 좌표면에 있어서의 저항 성분 (X)와 리액턴스 성분 (X)를 얻는다. 이어서, 각 산출부(234)에 있어서, 이미 설명한 방법에 의해, tanα를 산출한다. 1/tanα와 막 두께 t는 비례한다. 후술하는 비례 관계에 의해, 1/tanα로부터 막 두께 t를 구한다.
이어서, 상기한 본 측정 전에 행해지는 사전의 캘리브레이션에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는 와전류 센서(210)의 캘리브레이션에 있어서, 연마 대상물(102)을, 연마 패드(108)의 표면[연마면(104)]에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서(210)에 의해 연마 대상물(102)의 막 두께를 측정하기 위해, 연마 대상물(102)의 막 두께와 와전류 센서(210)의 측정값 사이의 대응 관계를 구한다. 여기서, 대응 관계란, 상술한 1/tanα와 막 두께 t의 비례 관계이다.
캘리브레이션에 있어서, 막 두께가 기지인 연마 대상물(102)을 연마면(104)에 접촉시킨 상태에서, 와전류 센서(210)의 출력을 측정하고, 막 두께에 대응한 와전류 센서(210)의 측정값을 구한다. 막 두께는 사전에 연마 장치(100)의 외부에 있어서 측정된다. 측정된 막 두께는 유저가 단말기를 조작하여, 연마 장치(100)에 입력하고, 막 두께 산출부(238)에 기억된다.
사전에 막 두께 측정한 웨이퍼를, 물을 사용하여, 연마 테이블(110)을 회전시켜 연마한다. 이것을 이하에서는, 「물 연마」라고 칭한다. 「물 연마」에서는 물을 사용하고 있기 때문에, 연마는 실제로는 발생하지 않는다. 「물 연마」를 행하는 이유는, 막 두께가 기지인 연마 대상물(102)을 사용하여, 이때의 와전류 센서(210)의 출력을 얻는 것이 목적이기 때문에, 연마가 행해지는 것은 바람직하지 않기 때문이다.
연마 테이블(110)의 테이블 회전수는 임의여도 된다. 실제의 연마 시와 동일한 회전수인 것이 바람직하다. 와전류 센서(210)의 측정값은 연마 대상물(102)의 중심으로부터, 예를 들어 직경 20㎜의 범위에 있어서의 평균값을 막 두께 산출부(238)에 기억한다. 와전류 센서(210)의 측정값으로부터, 이미 설명한 α가 얻어진다. 측정 결과를 도 11에 도시한다. 도 11은 1/tanα(＝Ta)와 막 두께 t의 비례 관계를 도시하는 도면이다. 횡축은 와전류 센서(210)의 측정값 1/tanα이고, 종축은 막 두께 t이다. 도 11에 기지의 막 두께(56)에 대한 와전류 센서(210)의 측정값(58)을 도시한다.
도 11에 도시하는 비례 관계를 나타내는 직선은 각각, 몇 가지의 와전류 센서(210)의 측정을 기초로 캘리브레이션 단계에서 얻어진 직선(50)과, 캘리브레이션의 결과의 비교를 위해 와전류 센서(210)와 연마 대상물(102)의 거리를 2가지로 바꾸어 실측된 직선(52)과 직선(54)을 나타낸다. 이것들의 직선은 모두, 막 두께＝A_th×Ta라는 비례 관계를 만족시키고 있다. A_th는 직선의 기울기이다. 캘리브레이션의 목적은 직선(50)을 구하는 것이다. 직선(50)은 기울기 A_th를 알면 확정되는 직선이다. 기울기 A_th는 측정값(58)을 알면, 막 두께(56)는 기지이기 때문에 구해진다. 측정값(58)을 구하는 방법은 후술한다.
또한, 캘리브레이션에 사용하는 웨이퍼의 막 두께(56)는 막 두께(56)에 어느 정도의 폭이 있어도 된다. 막 두께(56)가 정확하게 측정되어 있으면, 본 실시 형태에서는 문제가 없다. 막 두께(56)가 상이한 경우는, 그것에 따라 상이한 측정값(58)이 얻어지고, 막 두께(56)와 측정값(58)으로부터 얻어지는 막 두께＝A_th×Ta라는 관계식에 있어서의 기울기 A_th는 불변이기 때문이다. 종래 기술에 있어서는, 막 두께가 결정되어 있는 교정 웨이퍼를 사용했기 때문에, 캘리브레이션에 있어서 대상이 되는 막 두께는 고정되어 있었다.
이어서, 연마 대상물(102)을 연마면(104)에 압박하여 연마하고 있을 때에, 와전류 센서(210)의 출력을 측정하고, 연마하고 있을 때의 막 두께에 대응한 와전류 센서(210)의 측정값을 구하는 것에 대하여, 도 12에 의해 설명한다. 이 스텝에서는 도 10에 도시하는 원의 직경을 나타내는 직선을, 연마하고 있을 때의 막 두께에 대응한 와전류 센서(210)의 측정값으로부터 구한다. 구한 직선과, 도 11에 관하여 측정한 와전류 센서(210)의 측정값으로부터, 측정값(58)에 대응하는 각도 α를 구하고, 최종적으로 측정값(58)을 구한다.
다른 표현을 하면, 이 스텝에서는 이하의 것이 행해지고 있다. 연마 대상물(102)의 막 두께를 측정하기 위해, 와전류 센서에 의해 연마 대상물에 형성 가능한 와전류를 임피던스로서 검출할 때에, 임피던스가 입력되고, 입력된 임피던스로부터 막 두께를 구한다. 2개의 직교 좌표축을 갖는 좌표계의 각 축에, 임피던스의 저항 성분과 리액턴스 성분을 각각 대응시켰을 때에, 임피던스에 대응하는 좌표계 상의 점은 도 10의 원의 적어도 일부를 형성한다. 막 두께 측정 장치는 막 두께가 제로일 때의 임피던스에 대응하는 제1 점 T0과, 막 두께가 제로가 아닐 때의 임피던스에 대응하는 제2 점 Tn을 연결하는 제1 직선(10)과, 제1 점을 지나는 원의 직경(12)이 이루는 각 α의 탄젠트 tanα 또는 각도 α를 각 산출부에 있어서 산출한다.
이 스텝에서는 금속막이 부착된 연마 대상물(102)을 연마하고, 와전류 센서(210)의 측정값을 얻는다. 연마 대상물(102)의 소정의 막을 연마 종료점까지 연마한다. 이 연마 전체를 「클리어 연마」라고 칭한다. 도 12는 클리어 연마에 있어서의 측정점을 나타낸다. 도 12는 도 10과 동일한 것이다. 원호 커브(60)는 클리어 연마에 있어서의 측정점이 존재하는 영역 중, 원호 중심 좌표(64)를 구하기 위해 사용하는 측정점이 존재하는 영역을 나타낸다. 본 실시 형태에서는 측정점(68)이 연마 개시 시의 측정값을 나타낸다. 측정점(68)은 도 11에 도시하는 측정값(58)에 대응한다. 측정점(62)은 연마 종료 시의 측정값을 나타낸다. 캘리브레이션을 위한 연마 및 측정은 측정점(68)으로부터 측정점(62)에 있어서 행해진다. 원호 커브(60)로부터, 이미 설명한 바와 같이, 원호 중심 좌표(64)를 구한다. 측정점(62)과 원호 중심 좌표(64)로부터, 원호 중심 직선(66)을 취득한다.
본 실시 형태에서는 이와 같이, 종래 기술과는 달리, 실제로, 1매의 연마 대상물(102)을 연마함으로써 캘리브레이션이 행해진다. 종래 기술에서는, 연마가 행해지지 않고, 복수매의 교정 웨이퍼가 사용되어, 연마 패드가 벗겨져 있었다.
원호 중심 직선(66)과, 도 11에 관하여 측정된 와전류 센서(210)의 출력(원 상에 존재함)으로부터, 당해 출력에 대응하는 각도 α가 구해진다. 각도 α가 구해지면, 1/tanα(＝Ta), 즉 측정값(58)이 구해진다. 원호 중심 직선(66)은 Y＝A_Imp×X라고 표현할 수 있다. 여기서, A_Imp는 원호 중심 직선(66)의 기울기이다.
또한, 도 11에 도시하는 스텝에서 사용된 연마 대상물을 사용하여, 도 12에 도시하는 스텝을 행한다. 즉, 1매의 연마 대상물(102)을 연마함으로써 캘리브레이션이 행해진다. 그러나, 도 11에 도시하는 스텝에서 사용되는 연마 대상물과, 도 12에 도시하는 스텝에서 사용되는 연마 대상물은 별개 독립의 것으로 할 수도 있다. 즉, 막 두께가 기지인 연마 대상물에 대하여 도 11에 도시하는 스텝에서 얻어진 와전류 센서(210)의 출력을, 별개 독립의 연마 대상물에 대하여 도 12에 도시하는 스텝에서 얻어진 원호 중심 직선(66)을 사용하여, 각도 α를 산출하고, 이어서, 측정값(58)을 산출하는 것으로 해도 된다.
이어서, 연마 대상물(102)이 원 형상일 때에, 원 형상의 중심 위치를 검지하는 것에 대하여, 도 13, 14에 의해 설명한다. 연마 대상물(102)의 중심 위치를 검지하는 것은, 연마 대상물의 막 두께와 와전류 센서의 측정값 사이의 대응 관계를 구하는 것과는 직접적으로는 관계되지 않는다. 그러나, 연마에 있어서는, 연마 대상물(102)의 중심 위치에 있어서의 막 두께를 주로 검지하고, 연마 시간, 연마 압력 등을 제어하는 경우가 있다. 따라서, 연마 대상물(102)의 중심 위치를 캘리브레이션의 단계에서 정확하게 검지하는 것이 중요하다. 이 검지는 수신부(232)에 있어서 행해진다.
본 실시 형태에서는, 도 11, 12에 있어서 사용된 연마 대상물(102) 상을, 와전류 센서(210)가 연마 대상물(102)의 일단(76)으로부터 타단(78)을 향해 이동할 때의 와전류 센서(210)의 출력을 측정한다.
연마 테이블(110)의 회전은, 도 14에 도시한 바와 같이 연마 테이블(110)의 외주면에 설치된 도그(351)를 도그 센서(350)가 검출하도록 되어 있다. 도그 센서(350)로부터의 검출 신호에 의해, 톱링(116)이 보유 지지하는 연마 대상물(102)의 신호 처리를 개시한다. 즉, 연마 테이블(110)의 회전에 수반하여, 센서 궤적(352)이 연마 대상물(102)을 가로지른다.
연마 장치는 연마 테이블(110)이 1주하는 동안에, 먼저 도그 센서(350)로부터의 신호를 수취한다. 이때는 아직 와전류 센서(210) 상에는 연마 대상물(102)이 와 있지 않으므로, 와전류 센서(210)는 연마 대상물(102)의 외부에 있어서, 약한 신호를 수취한다. 그 후, 연마 대상물(102)의 아래에 와전류 센서(210)가 위치하면, 도전성막 등에 발생하는 와전류에 따른 레벨의 센서 신호를 수취한다. 그리고, 연마 대상물(102)이 와전류 센서(210) 상을 통과한 후에는, 와전류가 발생하고 있지 않은 레벨의 연마 대상물(102)의 외부에 있어서, 약한 센서 신호를 수취하게 된다.
연마 대상물(102) 상의 각 점에 있어서 얻어진 측정값의, 연마 대상물(102) 상의 각 점에 있어서의 변화율(미분 또는 차분)을 구한다. 도 13의 (a)는 측정에 의해 얻어진 신호의 크기를 도시하고, 도 13의 (b)는 그 신호의 변화율(미분 또는 차분)을 도시한다. 횡축은 시간, 종축은 도 13의 (a)에서는 와전류 센서(210)의 출력인 임피던스의 절댓값, 도 13의 (b)에서는 임피던스의 절댓값의 시간 미분이다. 변화율로부터 연마 대상물(102)의 일단(76)[연마 개시점(70)]과 타단(78)[연마 종료점(72)]의 위치를 검출할 수 있다. 연마 개시점(70)에서는 변화율이 플러스 피크이고, 연마 종료점(72)에서는 변화율이 마이너스 피크이기 때문이다. 변화율이 검출된 일단과 타단의 위치로부터, 그 중간 지점(74)으로서, 연마 대상물(102)의 중심 위치를 구한다.
연마 대상물(102)의 중심 위치는 시간 정보 또는 거리 정보로서 유지할 수 있다. 시간 정보의 경우는, 예를 들어 도그(351)를 검출하고 난 시간으로서 유지할 수 있다. 거리 정보의 경우는, 경로(80) 상에 있어서 일단(76)으로부터의 거리로서 유지할 수 있다.
이 스텝은 캘리브레이션의 어느 단계에서도 가능하지만, 캘리브레이션의 처음에 행하는 것이 바람직하다. 종래는, 연마 대상물(102)의 중심 위치를 검지하는 것은, 사용자가 측정 데이터를 보고, 중심 위치가 어디에 위치하는지를 눈으로 판단하고 있었다. 본 실시 형태에서는 연마 장치가 자동으로, 중심 위치가 어디에 위치하는지를 판단한다. 연마 테이블(110)의 테이블 회전수는 임의이지만, 실제의 연마와 동일하게 하는 것이 바람직하다. 캘리브레이션의 처음에, 이 스텝을 행하는 경우는, 금속막이 부착된 연마 대상물(102)을 물 연마한다. 연마 대상물(102)이 연마되어 버리면, 도 11에 도시하는 측정을 할 수 없게 되기 때문이다.
도 13에 도시하는 측정값에 대하여, 이하의 3종의 에러를 감시하고, 어느 하나라도 만족시키지 않는 경우는 에러라고 한다.
1. 플러스 피크 위치의 시간값<마이너스 피크 위치의 시간값이면, 연마 대상물(102)은 정상이다. 이 조건을 만족시키지 않을 때는, 측정 에러라고 생각되기 때문이다.
2. 피크간 거리가, 웨이퍼 직경＋40㎜ 이하, 또한 웨이퍼 직경－40㎜ 이상이다. 이 조건을 만족시키지 않을 때는, 측정 곡선, 혹은 측정 곡선으로부터 얻어진 피크 위치가 이상이라고 생각된다.
3. 연마 장치에 설치되어 있는 연마 테이블(110)의 회전 위치를 나타내는, 즉, 연마 개시 위치를 나타내는 도그(351)의 위치로부터 10㎜ 이내에 피크 위치가 없다. 이 조건을 만족시키지 않을 때는, 도그(351)의 위치 검출이 이상이고, 도그(351)의 이상 또는 측정 에러라고 생각되기 때문이다.
이것들의 조건 판정에 사용하는 값은 일례이고, 다른 값도 가능하다.
이어서, 연마 대상물(102)의 막 두께가 0Å일 때의 와전류 센서(210)의 출력을 0으로 조정하는 것에 대하여, 도 14, 15에 의해 설명한다. 이 조정에는 2종류 있을 수 있다. 첫번째는, 연마 대상물(102)을 연마함으로써, 열이 발생하고, 연마 대상물의 일단(76)으로부터 타단(78)을 향하는 경로(80)를 따라, 온도가 상승하는 것에 대한 조정이다. 일단(76)으로부터 타단(78)을 향하는 경로(80)를 따라, 와전류 센서(210)의 출력이 상승 혹은 하강한다. 두번째는, 막 두께가 0Å일 때의 와전류 센서(210)의 출력이 0이라는 것만은 아닌 것에 대한 조정이다. 0이 아닌 이유는 와전류 센서(210)의 출력을 측정하는 측정 장치의 신호 처리 회로의 특성에 의한다.
첫번째의 조정에 대하여 도 15의 (a), 도 15의 (b)에 의해 설명한다. 이 조정은 수신부(232)에 있어서 행해진다. 도 15의 (a)는 연마 대상물(102)의 막 두께가 0Å일 때의 와전류 센서(210)의 출력을 도시한다. 도 15의 각 도면에 있어서, 횡축은 시간, 종축은 임피던스의 X, 또는 Y성분이다.
와전류 센서(210)가, 연마 대상물(102)의 일단(76)으로부터 타단(78)을 향하는 경로(80)를 따라 이동하고, 경로(80) 상의 적어도 2점에 있어서 와전류 센서의 출력을 측정한다. 2점에 있어서 와전류 센서의 출력을 측정하는 경우란, 예를 들어 온도의 상승이, 일단(76)으로부터의 거리에 비례하는 경우이다. 이때는, 2점에서의 측정으로부터, 경로(80) 상의 전체에 있어서의 온도 변화 성분을 구할 수 있다.
본 실시 형태에서는 경로(80) 상에서 연속해서 측정한다. 경로(80) 상의 소정의 위치에 있어서의 측정값을 기준으로 하여, 경로(80) 상의 각 위치에 있어서의 측정값의 차를 나타내는 정보를 구한다. 소정의 위치는 도 15의 경우, 일단(76)이다. 소정의 위치는 경로(80) 상의 임의의 위치로 설정할 수 있다. 경로(80) 상의 소정의 위치에 있어서의 측정값 및 경로(80) 상의 각 위치에 있어서의 측정값은 도 15의 (a)의 경우, 임피던스의 X, 또는 Y성분이다. 측정값은 임피던스의 X, 또는 Y성분에 한정되지 않고, 이미 설명한 다른 측정값이어도 된다. 차를 나타내는 정보는 도 15의 경우, 임피던스의 X성분끼리의 차, 또는 Y성분끼리의 차이다.
측정값(82)이, 일단(76)에 있어서의 측정값의 레벨을 나타낸다. 경로(80) 상의, 어느 위치(84)에 있어서의 측정값(86)과의 차(88)가, 차를 나타내는 정보의 일례로서 도시되어 있다. 차(88)가, 온도 변화 성분이라고 생각된다. 본 실시 형태에서는, 차를 나타내는 정보는 차(88) 그 자체로서, 각 점마다 얻어지지만, 차(88)가 직선적으로 변화되는 경우는, 그 직선의 방정식에 관한 정보로 해도 된다. 예를 들어, 직선의 기울기와, 어느 위치에 있어서의 값이다.
도 11, 12의 스텝에 있어서 얻어진 측정값과, 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 경로(80) 상의 위치에 있어서의 차(88)의 차를, 정보에 기초하여 구한다. 이에 의해, 온도 변화 성분을 제거할 수 있다. 도 15의 (b)는 도 15의 (a)의 측정값에 대하여, 온도 변화 성분을 제거한 결과를 나타낸다. 이하에서는, 온도 변화 성분을 제거하는 처리를 베이스 라인 처리라고 칭한다. 연마 테이블(110)의 1회전마다 자동적으로 베이스 라인 처리는 행해진다. 베이스 라인 처리는 온도 변화 성분을 검지하고 제거하는 것이 목적이기 때문에, 막 두께가 0이 아닐 때의 연마 대상물(102)에 관한 측정값을 사용할 수도 있다.
두번째의 조정에 대하여 도 15의 (a), 도 15의 (c)에 의해 설명한다. 이 조정은 수신부(232)에 있어서 행해진다. 연마 대상물(102)의 연마가 종료되었을 때에, 즉, 막 두께가 0일 때에, 연마 대상물(102)의 일단(76)으로부터 타단(78)을 향하는 경로(80)를 따라 이동하고, 경로(80) 상의 적어도 1점에 있어서 와전류 센서의 출력을 측정한다. 1점이어도 되는 경우란, 예를 들어 경로(80) 상의 모든 점에서, 측정값이 동일하다고 생각되는 경우이다.
본 실시 형태에서는, 경로(80) 상에서 연속해서 측정한다. 그리고, 연마 대상물(102)의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 경로(80) 상의 각 위치에 있어서의 측정값에 관한 정보를 구한다. 이 정보는 도 15의 (a)에 도시되고, 임피던스의 X성분, 또는 Y성분이다.
도 11, 12의 스텝에 있어서 얻어진 측정값과, 이 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 경로(80) 상의 위치에 있어서의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 측정값[도 15의 (a)에 도시됨]의 차를, 상기 정보에 기초하여 구한다. 이에 의해, 막 두께가 0일 때의 성분을 제거할 수 있다. 도 15의 (c)는 도 15의 (a)의 측정값에 대하여, 이 성분을 제거한 결과를 나타낸다. 이하에서는, 막 두께가 0일 때의 성분을 제거하는 처리를 제로 캐리 처리라고 칭한다. 연마 테이블(110)의 1회전마다 자동으로 제로 캐리 처리는 행해진다. 베이스 라인 처리 및 제로 캐리 처리를 위해, 도 15의 (a)의 측정값을 구할 때, 테이블 회전수는 임의이지만, 실제의 연마 시와 동일한 테이블 회전수로 하는 것이 바람직하다. 제로 캐리 처리에서는, 금속막이 부착되어 있지 않은 연마 대상물(102)을, 슬러리를 사용하여 연마한다. 또한, 실제의 연마 시와 동일한 압력으로 처리하는 것이 바람직하다.
도 13 내지 도 15에 도시하는 처리에서 사용하는 측정값은 도 11, 12에 도시하는 처리에서 사용되는 연마 대상물(102)과 동일한 1매의 연마 대상물(102)을 사용하여 측정할 수 있다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니고, 도 13 내지 도 15에 도시하는 처리에서 사용하는 측정값은 도 11, 12에 도시하는 처리에서 사용되는 연마 대상물(102)과는 별도의 연마 대상물(102)을 사용하여 측정해도 되고, 또는 이미 측정 완료된 측정값을 유용하는 것도 가능하다. 도 13 내지 도 15에 도시하는 처리에서 사용하는 측정값은 막의 특성에 의존하는 경우가 적은 측정값이기 때문이다.
이어서, 도 11 내지 도 15에 도시하는 처리를 1매의 연마 대상물(102)로 행할 때의 처리 플로우에 대하여, 도 16에 의해 설명한다. 도 16은 캘리브레이션의 전체 플로우이다.
전체 플로우의 처리의 흐름은 개략 다음과 같다. 플로우의 전반에서, 도 13, 도 11, 도 12, 도 15에 도시하는 처리에 필요한 데이터를, 이 순서로 취득한다. 처리에 필요한 데이터가 모두 측정된 후에, 플로우의 후반에서, 도 12, 도 11에 도시하는 처리를 이 순서로 행한다. 이때에, 도 15에 도시하는 처리(스텝 164)에서 얻어진 데이터를 사용하여, 베이스 라인 처리와 제로 캐리 처리가 행해진다.
전체 플로우의 처리의 흐름의 상세는 다음과 같다. 캘리브레이션을 개시하면(스텝 152), 처음에, 캘리브레이션에 있어서 사용하는 연마 대상물(102)의 막 두께를, 연마 장치의 외부에 있는 막 두께 측정기로 측정한다. 측정한 막 두께를, 연마 장치(100)의 제어부에 입력한다(스텝 154).
이어서, 도 13에 도시하는 처리에 필요한 데이터를 취득한다(스텝 156). 즉, 연마 대상물(102)에 대하여, 물 연마를 실시하고, 파형의 미분값 피크로부터, 연마 대상물(102)의 중심 위치를 검출한다. 검출 결과에 의해, 제어부 내의 연마 대상물(102)의 위치에 관한 데이터를 조정한다. 이 스텝은 생략 가능하다. 그때는, 과거의 측정에서 얻어지고, 이미 연마 장치 내에 유지하고 있는 중심 위치를 사용한다. 중심 위치는 개개의 연마 대상물(102)에 의해, 변동되는 일이 적기 때문이다.
이어서, 도 11에 도시하는 처리에 필요한 데이터를 취득한다(스텝 158). 즉, 물 연마를 실시하고, 연마 대상물(102)의 중심 위치의 와전류 센서(210) 출력값을 취득하고, 유지한다. 얻어진 데이터를 (X_th_raw, Y_th_raw)로 한다.
이어서, 도 12에 도시하는 처리에 필요한 데이터를 취득한다(스텝 162). 즉, 막 두께가 0이 될 때까지, 슬러리를 사용하여 연마를 실시한다. 연마 대상물(102)의 중심 위치의 데이터열을 취득한다. 얻어진 데이터열을 (X_clr[n], Y_clr[n])이라고 한다. n은 복수의 데이터의 식별 번호이다.
이어서, 도 15에 도시하는 처리에 필요한 데이터를 취득한다(스텝 164). 즉, 막 두께가 0일 때의 연마를 행한다. 막 없이 연마 대상물(102)의 중심 위치의 데이터를 취득한다. 얻어진 데이터를 (X_zero, Y_zero)라고 한다. 이 스텝은 생략 가능하다. 그때는, 과거의 측정에서 얻어지고, 이미 연마 장치 내에 유지하고 있는 데이터를 사용한다. 이 데이터는 개개의 연마 대상물(102)에 의해 변동되는 일이 적기 때문이다.
이상에서, 필요한 데이터가 얻어졌으므로, 이하에서는 이것들의 데이터 처리를 행한다. 처음에, 스텝(166)에 있어서, (X_clr[n], Y_clr[n])로부터 (X_zero, Y_zero)를 감산하고 나서, 기술한 방법에 의해, 원호 중심점과 반경을 산출한다.
이어서, 스텝 168에 있어서, (X_th_raw, Y_th_raw)로부터 (X_zero, Y_zero)를 감산하고 나서, 원호 반경을 사용하여, 기지의 막 두께에 대응하는 와전류 센서(210)의 측정값 Ta를 계산한다.
이어서, 스텝 172에 있어서, 입력된 기지인 막 두께와, 스텝 168에 있어서 얻어진 Ta로부터, 기울기 A_th, 원호 중심점으로부터 기울기 A_imp를 계산한다. 이상에서 캘리브레이션은 종료한다.
본 실시 형태에 따르면, 종래 기술에 관한 이하의 문제를 해결할 수 있다. 즉, 종래 기술에 있어서는,
1 연마 패드(108)를 벗겨내고, 막 두께가 기지인 교정 웨이퍼를 사용하고, 캘리브레이션이 필요했다.
2 수작업이기 때문에, 교정 웨이퍼의 놓는 방법, 교정 웨이퍼의 오염 등에 의해 오차가 발생한다.
3 교정 웨이퍼의 산화 등의 특성의 열화에 의해, 경시적 오차가 발생한다.
라는 문제가 있었다.
본 실시 형태에 따르면, 종래 기술에 관한 문제를 이하와 같이 해결할 수 있다.
1 연마 패드(108)를 벗겨내는 일 없이, 캘리브레이션 할 수 있다.
2 장치의 자동 동작이 가능하게 되었기 때문에, 수작업에 의한 위치 어긋남이나 오염에 의한 오차가 발생하지 않는다.
3 막 두께를 측정한 임의의 연마 대상물(102)(웨이퍼)에서 캘리브레이션할 수 있으므로, 교정 웨이퍼의 열화에 영향받지 않는다. 막 두께는 어떤 값의 것이어도 된다. 종래 기술에서는, 막 두께는 교정 웨이퍼가 갖는 막 두께에 한정되어 있었지만, 본 실시 형태에 따르면, 막 두께는 어떤 값의 것이어도 된다.
4 도 11 내지 도 15에 도시하는 복수의 캘리브레이션을, 1매의 연마 대상물(102)에서 실행할 수 있으므로, 수고가 적다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 11 내지 도 15에 도시하는 복수의 캘리브레이션을, 1매의 연마 대상물(102)에서 실행하고 있지만, 도 13, 도 15에 도시하는 처리는 이미 설명한 바와 같이 단독으로 실행할 수 있다. 단독으로 실행하여 얻어진 데이터를, 복수의 상이한 연마 대상물(102)의 캘리브레이션 사이에서 공용할 수 있다.
이 경우는, 이하와 같이 처리가 이루어진다. 도 13의 경우, 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 연마 대상물의 중심 위치를 구하는 와전류 센서의 캘리브레이션을 행한다. 이 방법은 연마 대상물 상을, 와전류 센서가, 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향해 이동할 때의 와전류 센서의 출력을 측정하는 스텝과, 얻어진 측정값의, 연마 대상물 상의 각 점에 있어서의 변화율을 구하고, 변화율로부터 연마 대상물의 일단과 타단의 위치를 검출하고, 검출된 일단과 타단의 위치로부터, 연마 대상물의 중심 위치를 구하는 스텝을 갖는다.
도 14의 (b)의 베이스 라인 처리의 경우, 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 와전류 센서가, 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동할 때에 발생하는 경로 상에서의 측정값의 변화를 구하는 와전류 센서의 캘리브레이션을 행한다. 이 방법은 와전류 센서가, 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하고, 경로 상의 적어도 2점에 있어서 와전류 센서의 출력을 측정하고, 경로 상의 소정의 위치에 있어서의 당해 측정값을 기준으로 하여, 경로 상의 각 위치에 있어서의 측정값의 차를 나타내는 정보를 구한다. 이 캘리브레이션 종료 후의 본 측정에 있어서 와전류 센서에 의해 얻어진 측정값과, 당해 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 경로 상의 위치에 있어서의 차와의 차를, 정보에 기초하여 구한다.
도 14의 (c)의 제로 캐리 처리의 경우, 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 연마 대상물의 연마가 종료된 상태에 있어서의 와전류 센서의 측정값을 고려한 와전류 센서의 캘리브레이션을 행한다. 이 방법은 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에, 와전류 센서가, 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하고, 경로 상의 적어도 1점에 있어서 와전류 센서의 출력을 측정하고, 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 경로 상의 각 위치에 있어서의 당해 측정값에 관한 정보를 구한다. 이 캘리브레이션 종료 후의 본 측정에 있어서 와전류 센서에 의해 얻어진 측정값과, 해당 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 경로 상의 위치에 있어서의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 측정값의 차를, 정보에 기초하여 구한다.
이상, 본 발명의 실시 형태의 예에 대하여 설명했지만, 상기한 발명의 실시 형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 균등물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 특허 청구 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는 생략이 가능하다.
70 : 연마 개시점
72 : 연마 종료점
74 : 중간 지점
76 : 일단
78 : 타단
80 : 경로
100 : 연마 장치
102 : 연마 대상물
104 : 연마면
108 : 연마 패드
110 : 연마 테이블
140 : 연마 장치 제어부
150 : 연마부
210 : 와전류 센서
230 : 막 두께 측정 장치
232 : 수신부
234 : 각 산출부
238 : 막 두께 산출부
240 : 종점 검출기

Claims (9)

  1. 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 상기 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 상기 연마 대상물의 막 두께와 상기 와전류 센서의 측정값 사이의 대응 관계를 구하는 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서, 해당 방법은,
    막 두께가 기지인 상기 연마 대상물을 상기 연마면에 접촉시킨 상태에서, 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 해당 막 두께에 대응한 상기 와전류 센서의 측정값을 구하는 제1 스텝과,
    상기 연마 대상물을 상기 연마면에 압박하여 연마하고 있을 때에, 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 연마하고 있을 때의 막 두께에 대응한 상기 와전류 센서의 측정값을 구하는 제2 스텝을 갖고,
    상기 제1 스텝의 측정값과 상기 제2 스텝의 측정값으로부터, 상기 연마 대상물의 막 두께와 상기 와전류 센서의 측정값 사이의 대응 관계를 구하고,
    상기 와전류 센서의 출력은 임피던스 성분을 포함하고,
    상기 측정값은, 상기 임피던스 성분의 저항 성분과 리액턴스 성분이고,
    2개의 직교 좌표축을 갖는 좌표계의 각 축에, 상기 임피던스 성분의 저항 성분과 리액턴스 성분을 각각 대응시켰을 때에, 상기 임피던스 성분에 대응하는 상기 좌표계 상의 점은 원 위에 위치하고,
    막 두께가 제로가 아닌 때의 상기 임피던스 성분에 대응하는 상기 원 위의 제1 점과, 막 두께가 제로인 때의 상기 임피던스 성분에 대응하는 상기 원 위의 제2 점을 연결하는 직선과, 상기 제2 점을 지나는 상기 원의 직경이 이루는 각도를 구하고,
    상기 대응 관계는, 상기 각도의 탄젠트 또는 상기 탄젠트의 역수와 막 두께와의 사이의 대응 관계인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 스텝에서 사용된 상기 연마 대상물을 사용하여, 상기 제2 스텝을 행하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 스텝에서 사용되는 상기 연마 대상물과, 상기 제2 스텝에서 사용되는 상기 연마 대상물은 별개 독립의 것인 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 대상물 상을, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향해 이동할 때의 상기 와전류 센서의 출력을 측정하는 스텝과,
    얻어진 측정값의, 상기 연마 대상물 상의 각 점에 있어서의 변화율을 구하고, 상기 변화율로부터 상기 연마 대상물의 상기 일단과 상기 타단의 위치를 검출하고, 검출된 상기 일단과 상기 타단의 위치로부터, 상기 연마 대상물의 중심 위치를 구하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하여,
    상기 경로 상의 적어도 2점에 있어서 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 상기 경로 상의 소정의 위치에 있어서의 당해 측정값을 기준으로 하여, 상기 경로 상의 각 위치에 있어서의 당해 측정값의 차를 나타내는 정보를 구하는 제3 스텝과,
    상기 제1 스텝 및 상기 제2 스텝에 있어서 얻어진 상기 측정값과, 해당 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 상기 경로 상의 위치에 있어서의 상기 차와의 차를, 상기 정보에 기초하여 구하는 제4 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하여, 상기 경로 상의 적어도 1점에 있어서 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 상기 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 상기 경로 상의 각 위치에 있어서의 당해 측정값에 관한 정보를 구하는 제4 스텝과,
    상기 제1 스텝과 상기 제2 스텝에 있어서 얻어진 상기 측정값과, 해당 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 상기 경로 상의 위치에 있어서의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 상기 측정값과의 차를, 상기 정보에 기초하여 구하는 제5 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  7. 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 상기 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 상기 연마 대상물의 중심 위치를 구하는 와전류 센서의 캘리브레이션 방법에 있어서, 해당 방법은,
    상기 연마 대상물 상을, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향해 이동할 때의 상기 와전류 센서의 출력을 측정하는 스텝과,
    얻어진 측정값의, 상기 연마 대상물 상의 각 점에 있어서의 변화율을 구하고, 상기 변화율로부터 상기 연마 대상물의 상기 일단과 상기 타단의 위치를 검출하고, 검출된 상기 일단과 상기 타단의 위치로부터, 상기 연마 대상물의 중심 위치를 구하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  8. 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 상기 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동할 때에 발생하는 상기 경로 상에서의 측정값의 변화를 구하는 와전류 센서의 캘리브레이션 방법이며, 해당 방법은,
    상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하여, 상기 경로 상의 적어도 2점에 있어서 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 상기 경로 상의 소정의 위치에 있어서의 당해 측정값을 기준으로 하여, 상기 경로 상의 각 위치에 있어서의 상기 측정값의 차를 나타내는 정보를 구하고,
    캘리브레이션 종료 후의 본 측정에 있어서 상기 와전류 센서에 의해 얻어진 측정값과, 당해 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 상기 경로 상의 위치에 있어서의 상기 차와의 차를, 상기 정보에 기초하여 구하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
  9. 연마 대상물을 연마면에 압박하여 연마할 때에, 와전류 센서에 의해 상기 연마 대상물의 막 두께를 측정하기 위해, 상기 연마 대상물의 연마가 종료된 상태에 있어서의 상기 와전류 센서의 측정값을 고려한 와전류 센서의 캘리브레이션 방법이며, 해당 방법은,
    상기 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에, 상기 와전류 센서가, 상기 연마 대상물의 일단으로부터 타단을 향하는 경로를 따라 이동하여, 상기 경로 상의 적어도 1점에 있어서 상기 와전류 센서의 출력을 측정하고, 상기 연마 대상물의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 상기 경로 상의 각 위치에 있어서의 당해 측정값에 관한 정보를 구하고,
    캘리브레이션 종료 후의 본 측정에 있어서 상기 와전류 센서에 의해 얻어진 측정값과, 해당 측정값이 얻어진 각 점에 대응하는 상기 경로 상의 위치에 있어서의 연마가 종료되었을 때에 있어서의 상기 측정값과의 차를, 상기 정보에 기초하여 구하는 것을 특징으로 하는 캘리브레이션 방법.
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