TWI530360B - 研磨裝置 - Google Patents

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TWI530360B
TWI530360B TW102134253A TW102134253A TWI530360B TW I530360 B TWI530360 B TW I530360B TW 102134253 A TW102134253 A TW 102134253A TW 102134253 A TW102134253 A TW 102134253A TW I530360 B TWI530360 B TW I530360B
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篠崎弘行
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荏原製作所股份有限公司
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Description

研磨裝置
本發明係關於一種研磨裝置，特別是關於將半導體晶圓等被加工物(研磨對象物)之表面研磨平坦的研磨裝置者。
近年來，隨著半導體設備之高積體化進步，電路配線趨於微細化，配線間距離亦更加狹窄。特別是0.5μm以下之光微影術情況下，因為焦點深度變淺，所以步進器之成像面要講求平坦度。因此，需要將半導體晶圓之表面平坦化，而該平坦化法之一種手段，係藉由研磨裝置進行研磨(Polishing)。
先前，此種研磨裝置具有各自以獨立轉數旋轉之上面貼合研磨布的旋轉台與上方環形轉盤。而後，將包含研磨劑之液體(泥漿)流到貼在旋轉台之研磨墊上，在此處接觸設於上方環形轉盤上作為被加工物的半導體晶圓，而將該半導體晶圓表面研磨成平坦且鏡面。
此種研磨裝置之研磨速度受到半導體晶圓之表面狀態在前工序發生的差異、研磨墊之磨損狀態、及泥漿之微妙變化的影響而產生差異。若是研磨不充分時，可能造成電路間之絕緣不良而產生短路，此外，過度研磨時，因配線之截面積減少造成電阻值提高，或是產生配線本身被完全除去而無法形成電路本身等的問題。因而，此種研磨裝置搭載研磨終點檢測裝置，進行最佳研磨結束點之檢測。
上述研磨裝置一種研磨終點檢測手段，習知有探測研磨向不同材質物質轉移時之研磨摩擦力變化的方法。研磨對象物之半導體晶圓具有由半導體、導體、絕緣體之不同材質構成的疊層構造，因為不同材質層間之摩擦係數不同，所以是探測藉由研磨向不同材質層轉移而產生之研磨摩擦力變化的方法。採用該方法時，當研磨到達不同材質層時即為研磨之終點。此外，研磨裝置藉由探測半導體晶圓表面從有凹凸狀態除去凹凸形成平坦時之研磨摩擦力的變化，亦可檢測半導體晶圓之表面已平坦化。
此時，係如下地檢測研磨摩擦力之變化。因為研磨摩擦力作用於從旋轉台旋轉中心偏心之位置，所以在旋轉之旋轉台上作用負載轉矩。因而，可檢測研磨摩擦力在旋轉台上工作之轉矩。旋轉驅動旋轉台之手段為電動馬達情況下，負載轉矩可作為流入馬達之電流來測定。因而，以電流計監控馬達電流，藉由實施適當之信號處理來探測研磨終點。
第十圖顯示藉由輸入驅動馬達之電流的變化探測研磨終點之方法的一種構成例。電動馬達500經由反相裝置510並藉由交流商用電源512驅動。反相裝置510藉由變換部514將交流商用電源512變換成直流電源，在電容器516中存儲直流電力，以反相部518逆變換成任意之頻率、電壓，並經由三相電纜520供給交流電力至電動馬達500。在電動馬達500中供給交流電力之反相裝置510的三相電纜分別連接於電動馬達500之三相場磁線圈。在電動馬達500中供給電力之三相電纜520中的一相例如V相上，介有電流變換器(CT)522來檢測馬達電流。朝向電動馬達500而流入電流供給線之馬達電流以電流計524檢測流入V相之電流值，並傳送至無圖示之研磨裝置的控制電路之終點檢測手段，從其電流值之變化判定研磨終點。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開平10-202523號
近年來，隨著半導體設備之高積體化愈來愈進步，電路之配線更加微細化，配線間距離亦逐漸比過去狹窄，所以希望將半導體晶圓更加平坦化。但是，如上述以電流計檢測流入一相之電流值，只從其電流值之變化判定研磨終點，不足以比過去提高半導體晶圓之平坦化。
此外，上述之先前技術係計測電動馬達之三相中的一相(例如V相)之電流，藉由從該電流之變化檢測電動馬達之轉矩變動來進行研磨終點檢測。但是，實際上，電動馬達之各相電流會發生差異。此外，電動馬達之各相電流的差異，並非特定相之電流總是高或低，很可能因電動馬達間之差異或研磨裝置間之差異而形形色色產生。
在此種狀況下，計測電動馬達特定之一相電流進行終點檢測時，由於檢測電流差異，因此在電動馬達之轉矩變動檢測時也可能發生差異。
本案發明係鑑於上述問題者，因而提供一種研磨裝置，係用於將被加工物之表面平坦化，且具備：研磨台；第一電動馬達，其係旋轉驅動該研磨台； 基板保持部，其係可保持被加工物；及第二電動馬達，其係旋轉驅動該基板保持部；前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達具備複數相之線圈，前述研磨裝置具備：加權部，其係進行對前述各相之電流比率賦予差異的加權；及轉矩變動檢測部，其係藉由探測藉由前述加權部增大設定加權值之相的電流變化，來檢測藉由前述研磨產生之前述電動馬達的轉矩變動。
前述研磨裝置中，進一步亦可具備終點檢測部，其係依據前述轉矩變動檢測部檢測出之前述電動馬達的轉矩變動，檢測顯示前述被加工物表面平坦化之研磨加工的終點。
前述研磨裝置中，前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達亦可至少具備U相、V相及W相之三相線圈。
前述研磨裝置中，前述第一電動馬達亦可至少具備U相、V相及W相之三相線圈。
前述研磨裝置中，前述第一電動馬達亦可由同步式或感應式之AC伺服馬達構成。
前述研磨裝置中，前述加權部亦可對一個相增大設定加權值。
前述研磨裝置中，前述一個相亦可為V相。
前述研磨裝置中，前述加權部亦可由電流放大器構成。
前述研磨裝置中，前述研磨裝置可具備第一反相裝置，其係用於控制前述第一電動馬達。
前述研磨裝置中，前述加權部可具備：第二反相裝置，其係與前述第一反相裝置並聯連接，用於控制前述第一電動馬達；及切換電路，其係將從該第二反相裝置輸出之電流加入前述第一反相裝置之輸出電流。
前述研磨裝置中，進一步亦可具備馬達驅動器，其係驅動前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達，該馬達驅動器具有電流補償器，其係依據前述各相之各個電流指令值與供給至前述電動馬達之實際電流值的偏差，補償前述各相之電流，前述加權部對前述電流補償器輸入前述各相電流比率之指令信號，前述電流補償器依據從前述加權部輸入之電流比率的指令信號，對前述各相電流比率賦予差異。
前述研磨裝置中，進一步亦可具備馬達驅動器，其係驅動前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達，該馬達驅動器具有：運算器，其係依據前述電動馬達之旋轉位置的檢測值，求出前述電動馬達之旋轉速度；速度補償器，其係依據經由輸入介面所輸入之前述電動馬達旋轉速度的指令值、與藉由前述運算器求出之前述電動馬達的旋轉速度之偏差，生成向前述電動馬達供給之電流的指令信號；及變換器，其係依據按照前述電動馬達之旋轉位置的檢測值所生成之電角信號、與藉由前述速度補償器所生成之電流的指令信號，生成前述各相中至少二個相的電流指令值；前述加權部對前述變換器輸入前述各相中至少二個相之電流比率的指令信號，前述變換器依據從前述加權部所輸入之電流比率的指令信號，對前述各相中至少二個相的電流比率賦予差異。
前述研磨裝置中，進一步亦可具備反相裝置，其係驅動前述 第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達，前述加權部具有放大器，其係設於前述反相裝置之後段，將從該反相裝置輸出之各相電流個別放大後向前述電動馬達供給，並且接收前述各相電流之放大值的指令信號，前述放大部藉由依據前述接收之電流放大值的指令信號放大各相電流，而對前述各相之電流比率賦予差異。
此外，本案發明係鑑於上述問題者，因而提供一種研磨裝置，係用於將被加工物之表面平坦化，且其特徵為具備：研磨台；第一電動馬達，其係旋轉驅動該研磨台；基板保持部，其係可保持被加工物；及第二電動馬達，其係旋轉驅動該基板保持部；前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達具備複數相之線圈，前述研磨裝置具備：電流檢測部，其係檢測前述複數相中至少二相之電流；合成電流生成部，其係依據藉由前述電流檢測部檢測出之至少二相的電流，生成合成電流；及轉矩變動檢測部，其係依據藉由前述合成電流生成部所生成之合成電流的變化，檢測藉由前述研磨而產生之前述電動馬達的轉矩變動。
亦即，本案發明並非檢測第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達之特定一相(例如V相)的電流，而係至少檢測二相之電流。而後，本案發明依據檢測出之至少二相電流生成合成電流，並依據所生成之合成電流的變化檢測電動馬達之轉矩變動。
藉此，由於可吸收電動馬達間形形色色發生之各相電流的差異，因此可抑制轉矩變動檢測之差異。
前述研磨裝置中，進一步亦可具備終點檢測部，其係依據前述檢測部檢測出之前述電動馬達的轉矩變動，檢測顯示前述被加工物之表面平坦化的研磨加工終點。
此外，前述研磨裝置中，前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達亦可至少具備U相、V相及W相之三相線圈。
此外，前述研磨裝置中，前述第一電動馬達亦可至少具備U相、V相及W相之三相線圈。
此外，前述研磨裝置中，前述第一電動馬達亦可由同步式或感應式之AC伺服馬達構成。
此外，前述研磨裝置中，進一步，亦可具備電角信號生成部，其係依據前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達之旋轉位置的檢測值，生成前述電動馬達之旋轉角度，前述電流檢測部檢測前述電動馬達之U相、V相及W相的三相中至少二相之電流，前述合成電流生成部依據作為前述合成電流而藉由前述電流檢測部檢測出之至少二相電流、及藉由前述電角信號生成部檢測出之電動馬達的旋轉角度，生成相當於前述電動馬達之轉矩的前述三相合成有效電流。
此外，前述研磨裝置中，亦可前述電流檢測部檢測前述電動馬達之U相、V相及W相的三相中至少二相電流，前述合成電流生成部依據作為前述合成電流而藉由前述電流檢測部 檢測出之至少二相電流，生成前述三相電流之平均電流。
此外，前述研磨裝置中，進一步，亦可具備馬達驅動器，其係驅動前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達，該馬達驅動器具有：運算器，其係依據前述電動馬達之旋轉位置的檢測值，求出前述電動馬達之旋轉速度；速度補償器，其係依據經由輸入介面所輸入之前述電動馬達旋轉速度的指令值、與藉由前述運算器求出之前述電動馬達的旋轉速度之偏差，生成向前述電動馬達供給之電流的指令信號；電角信號生成部，其係依據前述電動馬達之旋轉位置的檢測值，生成前述電動馬達之旋轉角度；及變換器，其係生成前述各相中至少二個相之電流指令值；前述電流檢測部檢測前述電動馬達之U相、V相及W相的三相中至少二相電流，前述合成電流生成部依據作為前述合成電流而藉由前述電流檢測部檢測出之至少二相電流、及藉由前述電角信號生成部檢測出之電動馬達的旋轉角度，生成相當於前述電動馬達之轉矩的前述三相合成有效電流，前述變換器依據藉由前述速度補償器所生成之電流的指令信號與藉由前述合成電流生成部所生成之合成有效電流的偏差，生成前述各相中至少二個相的電流指令值。
採用如此之本案發明時，在增大設定加權值之相中，電流值之變化對轉矩之變化變大，藉此，由於可更正確地檢測轉矩之變化，因此與從前比較，可更正確判定研磨終點。此外，同時平坦化之被加工物的生產率亦良好。
此外，採用如此之本案發明時，由於可吸收在電動馬達間形形色色發生之各相電流的差異，因此可抑制轉矩變動檢測之差異。結果，由於可抑制被加工物之研磨終點檢測的差異，因此可抑制被加工物之平坦化的差異，平坦化之被加工物的生產率亦良好。
10、1011‧‧‧研磨布
12、1012‧‧‧旋轉台
13‧‧‧旋轉軸
14、1014‧‧‧第一電動馬達
15‧‧‧馬達轉軸
16、1140‧‧‧位置檢測感測器
18、1018‧‧‧半導體晶圓
20、1020‧‧‧上方環形轉盤
21‧‧‧軸線
22、1022‧‧‧第二電動馬達
24‧‧‧研磨材料供給裝置
30‧‧‧終點檢測部
30a、1030a‧‧‧轉矩電流
30b、1030b‧‧‧臨限值
30c、1030c‧‧‧微分值
30d、30e、1030d、1030e‧‧‧時間臨限值
31‧‧‧第二電流感測器
32、1436、1438‧‧‧感測器放大器
100、1401‧‧‧馬達驅動器
102、1102、1402‧‧‧微分器
104、1104、1404‧‧‧速度補償器
106、410、1106、1406‧‧‧二相-三相變換器
108、1108、1210、1408‧‧‧電角信號生成器
110、1110‧‧‧U相電流補償器
112、1112、1412‧‧‧U相PWM調變電路
114、1114‧‧‧V相電流補償器
116、1116、1416‧‧‧V相PWM調變電路
118、1118‧‧‧W相電流補償器
120、1120、1420‧‧‧W相PWM調變電路
130、1130、1430‧‧‧功率放大器
132、134、580、1132、1134、1432、1434‧‧‧電流感測器
200、590、1150、1450‧‧‧輸入部
300、400‧‧‧加權值設定器
500‧‧‧電動馬達
506‧‧‧速度感測器
510、550、600、610‧‧‧反相裝置
512、552‧‧‧交流商用電源
514‧‧‧變換部
516‧‧‧電容器
518‧‧‧反相部
530、1230、1330、1460‧‧‧終點檢測裝置
560‧‧‧加權部
562‧‧‧U相電流放大器
564‧‧‧V相電流放大器
566‧‧‧W相電流放大器
570‧‧‧控制部
572‧‧‧補償器
574‧‧‧電流指令運算部
620‧‧‧切換電路
630、640‧‧‧變壓器
1010‧‧‧研磨系統
1013‧‧‧旋轉軸
1015‧‧‧馬達轉軸
1024‧‧‧研磨材料供給裝置
1100、1400‧‧‧驅動系統
1101‧‧‧馬達驅動器
1200、1300‧‧‧研磨終點檢測系統
1202、1302‧‧‧U相電流檢測器
1204、1304‧‧‧V相電流檢測器
1206、1208、1306、1308‧‧‧感測器放大器
1220、1440‧‧‧三相-二相變換器
1252、1254、1256、1258、 1262、1264、1266、1268‧‧‧電流位移
1320‧‧‧三相平均電流運算器
Ic‧‧‧電流指令信號
Sinφu‧‧‧U相的電角信號
Sinφv‧‧‧V相之電角信號
Nm‧‧‧負載轉矩
第一圖係顯示本發明第一種實施形態之方塊圖。
第二圖係二相-三相變換器之處理內容的說明圖。
第三圖係顯示研磨終點之檢測樣態的一例圖。
第四圖係顯示在第一種實施形態中作為實驗值而獲得之負載轉矩與電流的關係圖。
第五圖係顯示本發明第二種實施形態之方塊圖。
第六圖係顯示本發明第三種實施形態之方塊圖。
第七圖係第六圖所示之控制部與加權部的更詳細方塊圖。
第八圖係本發明第四種實施形態之電流放大器的方塊圖。
第九圖係本發明第五種實施形態之電流放大器的方塊圖。
第十圖係顯示先前之藉由驅動馬達的輸入電力實施終點檢測方法的電路構成圖。
第十一圖係顯示本發明第六種實施形態之方塊圖。
第十二圖係二相、三相變換器之處理內容的說明圖。
第十三圖係顯示研磨終點之檢測樣態的一例圖。
第十四圖係顯示比較例中研磨終點檢測用的電流特性圖。
第十五圖係顯示第六種實施形態中之研磨終點檢測用的電流特性圖。
第十六圖係顯示本發明第七種實施形態之方塊圖。
第十七圖係顯示本發明第八種實施形態之方塊圖。
以下，依據圖式說明本發明一種實施形態之研磨裝置。
<第一種實施形態>
第一圖係顯示本發明第一種實施形態之研磨裝置的全體構成圖。
研磨裝置具備可在上面安裝研磨布10之旋轉台12；不經由齒輪等而直接旋轉驅動旋轉台12之第一電動馬達14；檢測第一電動馬達之旋轉位置的位置檢測感測器16；可保持半導體晶圓18之上方環形轉盤(基板保持部)20；旋轉驅動上方環形轉盤20之第二電動馬達22；及檢測旋轉台12之轉矩，來檢測半導體晶圓18之研磨終點的終點檢測裝置(轉矩變動檢測部、終點檢測部)30。
上方環形轉盤20藉由無圖示之保持裝置可接近或遠離旋轉台12。研磨半導體晶圓18時，藉由將上方環形轉盤20接近旋轉台12，而使保持於上方環形轉盤20之半導體晶圓18抵接於安裝在旋轉台12上的研磨布10。本實施形態中，係檢測直接旋轉驅動旋轉台12之第一電動馬達14的轉矩，來檢測半導體晶圓18之研磨狀態的終點，不過，亦可檢測旋轉驅動上 方環形轉盤20之第二電動馬達的轉矩，來檢測半導體晶圓之研磨狀態的終點。
研磨半導體晶圓18時，在藉由第一電動馬達14旋轉驅動在上面貼合了研磨布10之旋轉台12的狀態下，藉由保持研磨對象物之半導體晶圓18的上方環形轉盤20將半導體晶圓18按壓於研磨布10。此外，上方環形轉盤20在與旋轉台12之旋轉軸13偏心的軸線21周圍旋轉。研磨時，包含研磨材料之研磨石液從研磨材料供給裝置24供給至研磨布10的上面，在此，按壓設於上方環形轉盤20之半導體晶圓18。換言之，研磨半導體晶圓18時，係以上方環形轉盤20保持半導體晶圓18，並按壓於旋轉台12進行研磨，將半導體晶圓18之表面平坦化。
第一電動馬達14宜為至少具備U相、V相及W相之三相線圈的同步式或感應式之AC伺服馬達。第一電動馬達14在本實施形態中係由具備三相線圈之AC伺服馬達構成。三相線圈將相位偏差120度之電流流入設於電動馬達14內的轉子周邊之場磁線圈，藉此，可旋轉驅動轉子。電動馬達14之轉子連接於馬達轉軸15，並藉由馬達轉軸15旋轉驅動旋轉台12。
此外，研磨裝置具備旋轉驅動第一電動馬達14之馬達驅動器100；經由鍵盤或觸控面板等輸入介面而從操作者受理第一電動馬達14之旋轉速度的指令信號，並將受理之指令信號輸入馬達驅動器100的輸入部200；對供給至第一電動馬達14之三相線圈的電流比率賦予差異並進行加權的加權部300。
馬達驅動器100具備微分器102、速度補償器104、二相-三相變換器106、電角信號生成器108、U相電流補償器110、U相PWM調變電路 112、V相電流補償器114、V相PWM調變電路116、W相電流補償器118、W相PWM調變電路120、功率放大器130及電流感測器132、134。
微分器102藉由將藉由位置檢測感測器16檢測出之旋轉位置信號加以微分，生成相當於第一電動馬達14之實際旋轉速度的實際速度信號。亦即，微分器102係依據第一電動馬達14之旋轉位置的檢測值求出第一電動馬達14之旋轉速度的運算器。
速度補償器104依據相當於經由輸入部200所輸入之旋轉速度的指令信號(目標值)、與藉由微分器102所生成之實際速度信號的偏差之速度偏差信號，進行第一電動馬達14之旋轉速度的補償。亦即，速度補償器104係依據經由輸入介面(輸入部200)所輸入之第一電動馬達14的旋轉速度之指令值、與藉由微分器102求出之第一電動馬達14的旋轉速度之偏差，生成對第一電動馬達14供給之電流的指令信號。
速度補償器104例如可以PID控制器構成。此時，速度補償器104進行：正比控制，其係與從輸入部200所輸入之旋轉速度的指令信號與第一電動馬達之實際速度信號的偏差成正比來改變操作量；積分控制，其係增加其偏差，與其值成正比改變操作量；及微分控制，其係掌握偏差之變化率(換言之偏差變化之速度)，求出與其成正比之操作量；而生成相當於補償之旋轉速度的電流指令信號。另外，速度補償器104亦可以PI控制器構成。
電角信號生成器108依據藉由位置檢測感測器16檢測出之旋轉位置信號而生成電角信號。
二相-三相變換器106依據藉由速度補償器104所生成之電流 指令信號、與藉由電角信號生成器108所生成之電角信號，生成U相電流指令信號及V相電流指令信號。亦即，二相-三相變換器106係依據：依據第一電動馬達14之旋轉位置的檢測值所生成之電角信號、與藉由速度補償器104所生成之電流的指令信號，生成各相中至少二相電流指令值的變換器。
此處，詳細說明二相-三相變換器106之處理。第二圖係二相-三相變換器之處理內容的說明圖。二相-三相變換器106中，從速度補償器104輸入如第二圖所示之電流指令信號Ic。此外，二相-三相變換器106中，從電角信號生成器108輸入第二圖所示之U相的電角信號Sinφu。另外，在二相-三相變換器106中亦輸入V相之電角信號Sinφv，不過第二圖中省略圖式。
例如考慮生成U相電流指令信號Iuc之情況。此時，二相-三相變換器106藉由將某個時刻ti時之電流指令信號Ic(i)與U相電角信號Sinφu(i)相乘，而生成U相電流指令信號Iuc(i)。亦即，Iuc(i)=Ic(i)×Sinφu(i)。此外，二相-三相變換器106與U相之情況同樣地，藉由將某個時刻ti時之電流指令信號Ic(i)與V相電角信號Sinφv(i)相乘，而生成V相電流指令信號Ivc(i)。亦即，Ivc(i)=Ic(i)×Sinφv(i)。
電流感測器132設於功率放大器130之U相輸出線上，檢測從功率放大器130所輸出之U相電流。
U相電流補償器110依據相當於從二相-三相變換器106所輸出之U相電流指令信號Iuc、與藉由電流感測器132檢測而反饋之U相檢測電流Iu＊的偏差之U相電流偏差信號，進行U相的電流補償。U相電流補償器110例如可以PI控制器、或PID控制器而構成。U相電流補償器110使用PI控制或PID控制進行U相電流之補償，而生成相當於補償後之電流的U相電流 信號。
U相PWM調變電路112依據藉由U相電流補償器110所生成之U相電流信號進行脈寬調變。U相PWM調變電路112藉由進行脈寬調變，而生成依U相電流信號之兩系統的脈衝信號。
電流感測器134設於功率放大器130之V相輸出線上，檢測從功率放大器130所輸出之V相的電流。
V相電流補償器114依據相當於從二相-三相變換器106所輸出之V相電流指令信號Ivc、與藉由電流感測器134檢測而反饋之V相檢測電流Iv＊的偏差之V相電流偏差信號，進行V相的電流補償。V相電流補償器114例如可以PI控制器、或PID控制器而構成。V相電流補償器114使用PI控制或PID控制進行V相電流之補償，而生成相當於補償後之電流的V相電流信號。
V相PWM調變電路116依據藉由V相電流補償器114所生成之V相電流信號進行脈寬調變。V相PWM調變電路116藉由進行脈寬調變，而生成依V相電流信號之兩系統的脈衝信號。
W相電流補償器118依據相當於依據從二相-三相變換器106所輸出之U相電流指令信號Iuc及V相電流指令信號Ivc所生成的W相電流指令信號Iwc、與藉由電流感測器132、134檢測而反饋之U相檢測電流Iu＊及V相檢測電流Iv＊的偏差之W相電流偏差信號，進行W相的電流補償。W相電流補償器118例如可以PI控制器、或PID控制器而構成。W相電流補償器118使用PI控制或PID控制進行W相電流之補償，而生成相當於補償後之電流的W相電流信號。
W相PWM調變電路120依據藉由W相電流補償器118所生成之W相電流信號進行脈寬調變。W相PWM調變電路120藉由進行脈寬調變，而生成依W相電流信號之兩系統的脈衝信號。
功率放大器130藉由第十圖說明之反相裝置510構成。在功率放大器130(反相裝置510)之反相部518中分別施加藉由U相PWM調變電路112、V相PWM調變電路116及W相PWM調變電路120所生成之兩系統的脈衝信號。功率放大器130依所施加之各脈衝信號驅動反相部518之各電晶體。藉此，功率放大器130分別就U相、V相、W相輸出交流電力，並藉由該三相交流電力旋轉驅動第一電動馬達14。
其次，說明加權值設定器300。加權值設定器300從輸入部200接收第一電動馬達14之U相、V相、W相的各個電流加權值之指令信號。而後，加權值設定器300分別對U相電流補償器110、V相電流補償器114及W相電流補償器118輸入輸出電流大小之加權值的指令信號(各相電流比率之指令信號)。例如，加權值設定器300對U相賦予0.8，對V相賦予1.2，對W相賦予1.0之加權值。
此時，U相電流補償器110輸出相當於本來從U相電流補償器110輸出之電流的0.8倍電流，V相電流補償器114輸出相當於本來從V相電流補償器114輸出之電流的1.2倍電流。W相電流補償器118照樣輸出本來從W相電流補償器118所輸出的電流。亦即，U相電流補償器110、V相電流補償器114、W相電流補償器118分別依據從加權值設定器300所輸入之電流比率的指令信號，在對應於各補償器之相的電流比率上賦予差異。
如此，由於可藉由加權值設定器300對分別從U相、V相、W 相輸出之電流大小進行加權，因此可增大特定相(例如V相)之電流。
而後，本實施形態對於藉由加權值設定器300增大設定電流之相(例如V相)設有第二電流感測器31。更具體而言，第二電流感測器31係設於馬達驅動器100與第一電動馬達14之間的V相電流路徑上。第二電流感測器31檢測V相之電流，並向感測器放大器32輸出。
感測器放大器32將從第二電流感測器31所輸出之檢測電流放大，並作為檢測電流信號而向終點檢測部30輸出。
終點檢測部30依據從感測器放大器32所輸出之檢測電流信號判定半導體晶圓18之研磨終點。更具體而言，終點檢測部30係依據從感測器放大器32所輸出之檢測電流信號的變化來判定半導體晶圓18之研磨終點。
使用第三圖說明終點檢測部30之研磨終點的判定。第三圖係顯示研磨終點之檢測樣態的一例圖。第三圖中橫軸表示研磨時間的經過，縱軸表示轉矩電流(I)及轉矩電流之微分值(△I/△t)。終點檢測部30例如第三圖所示，當轉矩電流30a(V相之馬達電流)位移時，若轉矩電流30a比預先所設定之臨限值30b小，則判定為半導體晶圓18之研磨已到達終點。此外，終點檢測部30亦可求出轉矩電流30a之微分值30c，在預先設定的時間臨限值30d與30e之間的期間檢測出微分值30c之坡度從負轉為正時，判定為半導體晶圓18之研磨已到達終點。亦即，時間臨限值30d與30e係設定在藉由經驗法則等認為是研磨終點的大致期間，終點檢測部30係在時間臨限值30d與30e之間的期間進行研磨的終點檢測。因而，終點檢測部30在時間臨限值30d與30e之間的期間以外，縱使微分值30c之坡度從負轉為正，仍不判定為 半導體晶圓18之研磨已到達終點。這是為了抑制例如在研磨開始之後等，因研磨不穩定之影響，微分值30c波動而坡度從負轉為正時，錯誤檢測為研磨終點。以下顯示終點檢測部30之研磨終點的判定具體例。
例如，考慮半導體晶圓18係由半導體、導體、絕緣體等不同材質而堆疊的情況。此時，因為不同材質層間的摩擦係數不同，當研磨向不同材質層轉移時，第一電動馬達14之馬達轉矩變化。V相之馬達電流(檢測電流信號)亦依該變化而變化。終點檢測部30藉由檢測該馬達電流比臨限值大或小，而判定半導體晶圓18之研磨終點。此外，終點檢測部30亦可依據馬達電流之微分值的變化來判定半導體晶圓18之研磨終點。
此外，例如考慮半導體晶圓18之研磨面從有凹凸之狀態藉由研磨而使研磨面平坦化的情況。此時，當半導體晶圓18之研磨面平坦化時，第一電動馬達14之馬達轉矩變化。V相之馬達電流(檢測電流信號)亦依該變化而變化。終點檢測部30藉由檢測該馬達電流比臨限值小而判定半導體晶圓18之研磨終點。此外，終點檢測部30亦可依據馬達電流之微分值的變化來判定半導體晶圓18之研磨終點。
其次，說明本實施形態之研磨裝置的作用。
操作者經由輸入部200驅動第一及第二電動馬達14、22，使研磨裝置運轉。雖然對第一電動馬達14要求之轉矩依半導體晶圓18之研磨狀態而變動，不過旋轉台12需要以一定之速度旋轉。因而，速度補償器104藉由PID控制等來控制流入第一電動馬達14之各線圈的電流。由於速度補償器104係即使對電動馬達14要求之轉矩依半導體晶圓18之研磨狀態而變動，仍以一定速度旋轉驅動第一電動馬達14，因此旋轉台12以一定速度旋 轉。亦即，速度補償器104依據設定於輸入部200之速度指令與微分器102所生成之第一電動馬達14的實際速度之間的差分，藉由PID控制等運算應流入各相線圈之電流指令值，並輸出各相之電流指令。
這時，與先前同樣地，未進行加權控制情況下，並未從輸入部200賦予加權之指令至U相電流補償器110、V相電流補償器114及W相電流補償器118。因而，U相電流補償器110、V相電流補償器114及W相電流補償器118不對各相之電流指令值賦予加權值，而照樣輸出各相之指令值。因而振幅大致相同且相位差各相差120°之電流被供給至各相之線圈，電動馬達14係依據該電流而產生旋轉轉矩。
反之，為了更適切地進行終點檢測，而對各相分別實施加權時，係從輸入部200經由加權值設定器300對U相電流補償器110、V相電流補償器114及W相電流補償器118賦予加權值。例如，對U相賦予0.8，對V相賦予1.2，對W相賦予1.0之加權值時，U相電流補償器110、V相電流補償器114及W相電流補償器118依此在各相之電流指令值上賦予加權值來控制各相之電流。亦即，U相電流補償器110輸出相當於本來從U相電流補償器110輸出之電流的0.8倍電流，V相電流補償器114輸出相當於本來從V相電流補償器114輸出之電流的1.2倍電流。W相電流補償器118照樣輸出本來從W相電流補償器118輸出之電流。
如此賦予加權值之情況，對流入第一電動馬達14之各相線圈的電流振幅賦予差異。第二電流感測器31檢測流入最多電流之線圈，亦即檢測流入V相線圈之電流。終點檢測部30依據檢測出之電流值進行研磨裝置之研磨終點探測。
第四圖係顯示如此加權時對於旋轉台驅動用之電動馬達的負載轉矩實測各相線圈之馬達電流的例圖。第四圖之橫軸表示負載轉矩(Nm)，縱軸表示電動馬達之電流(有效電流)。第四圖中線圖100係標註U相者，線圖150係標註W相者，線圖200係標註V相者。如此對V相進行加權控制時，如第四圖所示，線圖200之坡度變大，可對少許之負載轉矩變化檢測大電流變化。
從電流對旋轉負載變動之靈敏度的觀點來觀看第四圖時，以合成三相而獲得為例，成為12.5Nm/A之倒數，△I≒0.08△T，賦予加權值之例則獲得10.4Nm/A之倒數，△I≒0.1△T，可將電流靈敏度提高約20%。
如以上所述，依據複數個相電流運算有效電流(DC電流)，即使為負載轉矩與有效電流之比的轉矩常數(Km=轉矩/有效電流)相同之電動馬達，藉由具備加權控制，可縮小作為加權對象之電動馬達的V相轉矩常數Km。結果，旋轉負載發生變動時，加權值大之相的電流大幅變動，可改善終點檢測之靈敏度。
另外，本實施形態係顯示在馬達驅動器100與第一電動馬達14之間的V相電流路徑上設置第二電流感測器31，將第二電流感測器31檢測出的電流值輸出至感測器放大器32之例，不過不限於此。例如，亦可不設第二電流感測器31，而將藉由電流感測器134檢測出之V相電流值從馬達驅動器100輸出，並輸出至感測器放大器32。
<第二種實施形態>
第五圖係顯示本發明第二種實施形態之研磨裝置的整體構成圖。第二種實施形態之研磨裝置與第一種實施形態比較，僅加權值設定 器及二相-三相變換器之樣態不同，其他構成與第一種實施形態同樣。因此，第二種實施形態僅說明加權值設定器及二相-三相變換器，而省略其他構成之說明。
如第五圖所示，加權值設定器400對二相-三相變換器410輸入U相、V相、W相之各相中至少2個相(本實施形態係U相與V相)的電流比率之指令信號。例如加權值設定器400對二相-三相變換器410輸入U相為0.8、V相為1.2之加權值的指令信號。
二相-三相變換器410依據從加權值設定器400所輸入之電流比率的指令信號，對各相中至少2個相(例如U相與V相)的電流比率賦予差異。
更具體而言，二相-三相變換器410在生成U相電流指令信號Iuc情況下，藉由將某個時刻ti時之電流指令信號Ic(i)、U相電角信號Sinφu(i)、及U相之加權值(0.8)相乘，而生成U相電流指令信號Iuc(i)。亦即，Iuc(i)=Ic(i)×Sinφu(i)×0.8。
此外，二相-三相變換器410在生成V相電流指令信號Ivc情況下，藉由將某個時刻ti時之電流指令信號Ic(i)、V相電角信號Sinφv(i)、及V相之加權值(1.2)相乘，而生成V相電流指令信號Ivc(i)。亦即，Ivc(i)=Ic(i)×Sinφv(i)×1.2。
如第二種實施形態，即使從加權值設定器400對二相-三相變換器410輸入加權值之指令信號時，仍與第一種實施形態同樣地，可對其他相增大特定相(例如V相)之電流。因此，可使V相電流對第一電動馬達14之旋轉負載變動的靈敏度提高。結果，第一電動馬達14之旋轉負載發生變 動時，由於加權值大之相的電流大幅變動，因此可改善終點檢測之靈敏度。
<第三種實施形態>
第六圖係本發明第三種實施形態之方塊圖。
第三種實施形態中，旋轉台12、第一電動馬達14、上方環形轉盤20、第二電動馬達22等之構成與第一、第二種實施形態同樣，因此省略說明。
第三種實施形態之研磨裝置具備檢測第一電動馬達之速度的速度感測器506；及檢測旋轉台12之轉矩，並檢測半導體晶圓18之研磨終點的終點檢測裝置530。
以具備三相線圈之AC伺服馬達構成電動馬達時，該電動馬達宜藉由反相裝置550驅動。反相裝置550如第十圖之說明而構成，係藉由變換部將交流商用電源552變換成直流電源，在電容器中存儲直流電力，以反相部逆變換成任意頻率、電壓，而供給交流電力至第一電動馬達14。
第一電動馬達14中設有用於檢測該電動馬達之轉子旋轉速度的速度感測器506。速度感測器506可由磁力式編碼器、光學式編碼器、旋轉變壓器(Resolver)等構成。採用旋轉變壓器時，宜將旋轉變壓器轉子直接連接於電動馬達之轉子。旋轉變壓器轉子旋轉時，在錯開90°而配置之二次側線圈中獲得sin信號與cos信號，依據這2個信號探測電動馬達之轉子位置，藉由使用微分器可求出電動馬達之速度。
研磨裝置具備對於供給至第一電動馬達14之三相線圈的電流比率賦予差異，而進行加權之加權部560；控制該加權部之控制部570；藉由探測藉由該控制部570增大設定加權值之相的電流變化，來檢測藉由前 述研磨產生之前述電動馬達的轉矩變動之電流感測器(檢測部)580；終點檢測裝置530從來自電流感測器580之電流值的變化判斷研磨終點。
電流感測器580備有設於供給電力至電動馬達之三相電纜22中之一相，例如設於V相的電流變換器(CT)，藉由該電流變換器(CT)檢測流入V相之馬達電流值。電流感測器580連接於研磨裝置之終點檢測裝置530，經電流感測器580檢測出之流入V相的電流值傳送至終點檢測裝置530，終點檢測裝置530可從其電流值之變化判定研磨終點。電流感測器580亦連接於控制部570。控制部570上連接有輸入部590，依據電流感測器580檢測出之電流值與來自輸入部590的設定值之差控制加權部560，藉此，可將流入V相之電流放大指定範圍程度。如此，流入V相之電流值比流入其他U相與W相之電流值大，藉此，改善終點檢測裝置530之終點檢測的靈敏度。
加權部560係用於對流入第一電動馬達14之各相線圈的電流比率賦予差異者，且如第七圖所示，具備U相電流放大器562、V相電流放大器564、及W相電流放大器566。U相電流放大器562、V相電流放大器564及W相電流放大器566設於反相裝置550與第一電動馬達14之間(反相裝置550之後段)，係各別放大第一電動馬達14之各相電流，而對第一電動馬達14供給之放大器。加權部560與反相裝置550連接，從反相裝置550輸出之電流以加權部560將流入各相之電流放大指定比率程度，而供給至電動馬達14。反相裝置550之U相電纜、V相電纜及W相電纜分別連接於加權部560之U相電流放大器562、V相電流放大器564、W相電流放大器566，加權部560依據來自控制部570之指令可對各相之電流振幅賦予差異。例如，採用僅放大流入V相之電流，而不放大流入U相與W相之電流的構成時，加權部560 可僅藉由V相電流放大器564構成。
控制部570具備補償器572及電流指令運算部574。控制部570上連接有輸入部590，並藉由以輸入部590手動輸入，可將第一電動馬達14之速度值供給至補償器572，並將加權值供給至電流指令運算部574。
補償器572可由PID控制器構成，而進行使作為從輸入部590所輸入之目標值的電動馬達之速度、與來自檢測電動馬達速度之速度感測器16的實測值之偏差成正比來改變操作量的正比控制；加上其偏差與其值成正比地改變操作量之積分控制；及掌握偏差之變化率(換言之偏差變化之速度)，求出與其成正比之操作量的微分控制。藉由進行該PID控制，輸出控制各相之電流指令值，使電動馬達14之速度成為從輸入部590所輸入之作為目標值的速度。另外，補償器572亦可由PI控制器構成。
電流指令運算部574連接於補償器572與輸入部590，依據輸入輸入部590之各相的加權資訊、及從補償器572輸出之各相的電流指令值，控制U相電流放大器562、V相電流放大器564及W相電流放大器566。如上述，僅放大從反相裝置550之V相電纜流入電動馬達14之V相線圈的電流時，電流指令運算部574僅對V相電流放大器564輸出指定倍數之放大指令值，而對U相電流放大器562與W相電流放大器566輸出1倍之放大指令值。加權部560從電流指令運算部574接收各相電流之放大值的指令信號。U相電流放大器562、V相電流放大器564及W相電流放大器566依據所接收之電流放大值的指令信號，藉由放大各相之電流，可對各相之電流比率賦予差異。
輸入部590由鍵盤或觸控式面板等構成。操作者依據預先實施之實驗所獲得的結果或模擬而獲得之結果，經由輸入部590設定電動馬達 之速度值與加權值。
其次，說明本實施形態之研磨裝置的作用。
操作者經由輸入部590驅動第一及第二電動馬達14、22，使研磨裝置運轉。雖然對電動馬達14要求之轉矩依半導體晶圓18之研磨狀態而變動，不過旋轉台12需要以一定之速度旋轉。因而，控制部570之補償器572藉由PID控制來控制流入電動馬達14之各線圈的電流，即使對電動馬達14要求之轉矩依半導體晶圓18之研磨狀態而變動，仍以一定速度旋轉驅動電動馬達14，旋轉台12以一定速度旋轉。亦即，補償器依據設定於輸入部590之速度指令與速度感測器16檢測出之電動馬達14的實際速度之間的差分，藉由PID控制運算應流入各相線圈之電流指令值，並從補償器572輸出各相之電流指令值。
這時，與先前同樣地，未進行加權控制情況下，並未從輸入部590對電流指令運算部574賦予加權之指令。因而電流指令運算部574不對從補償器572輸出之各相電流指令值賦予加權值，而照樣輸出電流指令值至各相之電流放大器。因而，各相之電流放大器不放大從反相器輸出之電流而供給至電動馬達。因而，振幅大致相同且相位差各相差120°之電流被供給至各相之線圈，電動馬達14係依據該電流而產生旋轉轉矩。
反之，為了更適切地進行終點檢測，而對各相分別實施加權時，係從輸入部590對電流指令運算部574賦予加權值。例如，對U相賦予0.8，對V相賦予1.2，對W相賦予1.0之加權值時，據此，電流指令運算部574控制各相之電流放大器562、564、566，而對從補償器572輸出之各相的電流指令值賦予加權值。亦即，從反相裝置550輸出至該反相裝置之U相電纜 的電流供給至U相電流放大器562，以該U相電流放大器將其振幅值變成0.8倍，而供給至電動馬達14之U相線圈上。另外，輸出至反相裝置550之V相電纜的電流供給至V相電流放大器564，以該V相電流放大器將其振幅值變成1.2倍，並供給至電動馬達14之V相線圈。此外，輸出至反相裝置之W相電纜的電流供給至W相電流放大器566，以該W相電流放大器將其振幅值變成1.0倍，亦即，不進行任何放大，而照樣供給至電動馬達14之W相線圈。
如此賦予加權值之情況，對流入電動馬達14之各相線圈的電流振幅賦予差異，以電流感測器檢測流入最多電流之線圈，亦即檢測流入V相線圈之電流，依據該電流值用於研磨裝置之研磨終點探測。
如第三種實施形態，即使為了對於從補償器572輸出之各相的電流指令值賦予加權值，而控制各相之電流放大器562、564、566時，仍與第一種實施形態同樣地，可對其他相增大特定相(例如V相)之電流。因此，可使V相之電流對第一電動馬達14之旋轉負載變動的靈敏度提高。結果，由於第一電動馬達14之旋轉負載發生變動時，加權大之相的電流大幅變動，因此可改善終點探測之靈敏度。
<第四種實施形態>
另外，上述實施形態中，係由功率電晶體等構成電流放大器，不過，本案發明並非限定於此者，亦可採用其他構成。第八圖係本發明第四種實施形態之電流放大器的方塊圖。如第八圖所示，可將複數台(例如2台)之反相裝置600、610並聯連接，並在該2台反相裝置間設置切換電路620而構成。將V相之電流加權時，藉由切換電路620關閉2台反相器之V相間，可使流入電動馬達之V相線圈的電流重疊。另外，反相裝置600、610 分別成為與第七圖所示之反相裝置同樣的構成。
<第五種實施形態>
第九圖係本發明第五種實施形態之電流放大器的方塊圖。如第九圖所示，亦可分別在反相裝置600、610之輸出側設置變壓器630、640，使電流值進一步放大。
此外，本實施形態係設有用於檢測流入V相之電流值的電流感測器。亦可一併進行僅使流入V相之電流放大，而不使流入U相與W相之電流放大的控制。不過，亦可藉由設置用於檢測流入各相之電流值的電流感測器，依據輸入輸入部之各相的加權資訊，控制各相電流放大器，來放大流入各相之電流。
上述各種實施形態中，係使用具備三相線圈之電動馬達，不過本案發明並非限定於此者，亦可使用具備二相以上之線圈的電動馬達。
上述實施形態中係對驅動旋轉台之電動馬達的馬達電流進行加權控制，不過，使用旋轉驅動上方環形轉盤之電動馬達進行終點檢測時，可對旋轉驅動上方環形轉盤之電動馬達的馬達電流進行加權控制。
以下，依據圖式說明本發明一種實施形態之研磨裝置。
<第六種實施形態>
第十一圖係顯示本發明第六種實施形態之研磨裝置的整體構成圖。
首先，研磨裝置大致劃分時，具備：研磨半導體晶圓等被加工物，而予以平滑化之研磨系統1010；驅動研磨系統1010中包含之電動馬達的驅動系統1100；及檢測被加工物之研磨終點的研磨終點檢測系統1200。
研磨系統1010具備可將研磨布1011安裝於上面之旋轉台(研磨台)1012；不經由齒輪等而直接旋轉驅動旋轉台1012之第一電動馬達1014；可保持半導體晶圓(被加工物)1018之上方環形轉盤(基板保持部)1020；及旋轉驅動上方環形轉盤1020之第二電動馬達1022。研磨裝置藉由第一電動馬達1014使旋轉台1012旋轉，並且藉由第二電動馬達1022使上方環形轉盤1020旋轉，藉由上方環形轉盤1020保持半導體晶圓1018，可將半導體晶圓1018按壓於旋轉台1012上，研磨半導體晶圓1018之表面使其平坦化。
上方環形轉盤1020可藉由無圖示之保持裝置接近或遠離旋轉台1012。研磨半導體晶圓1018時，藉由將上方環形轉盤1020接近旋轉台1012，而使上方環形轉盤1020上保持之半導體晶圓1018抵接於安裝於旋轉台1012的研磨布1011。另外，本實施形態中，係顯示檢測直接旋轉驅動旋轉台1012之第一電動馬達1014的轉矩，來檢測半導體晶圓1018之研磨狀態的終點之例，不過，亦可檢測旋轉驅動上方環形轉盤1020之第二電動馬達的轉矩，來檢測半導體晶圓之研磨狀態的終點。
研磨半導體晶圓1018時，在上面附著研磨布1011之旋轉台1012藉由第一電動馬達1014旋轉驅動狀態下，藉由保持研磨對象物之半導體晶圓1018的上方環形轉盤1020，將半導體晶圓1018按壓於研磨布1011。此外，上方環形轉盤1020係在與旋轉台1012之旋轉軸1013偏芯的軸線1021周圍旋轉。研磨時，包含研磨材料之研磨粒液從研磨材料供給裝置1024供給至研磨布1011之上面，在此，按壓保持於上方環形轉盤1020之半導體晶圓1018。
第一電動馬達1014宜係至少具備U相、V相與W相之三相線圈的同步式或感應式之AC伺服馬達。第一電動馬達1014在本實施形態中係由具備三相線圈之AC伺服馬達構成。三相線圈將相位錯開120度之電流流入設於第一電動馬達1014內之轉子周邊的場磁線圈，藉此可旋轉驅動轉子。電動馬達1014之轉子連接於馬達轉軸1015，並藉由馬達轉軸1015旋轉驅動旋轉台1012。
其次，說明驅動系統1100。驅動系統1100具備旋轉驅動第一電動馬達1014之馬達驅動器1101：檢測第一電動馬達1014之旋轉位置的位置檢測感測器1140；及經由鍵盤或觸控式面板等輸入介面而從操作者受理第一電動馬達1014之旋轉速度的指令信號，並將所受理之指令信號輸入馬達驅動器1101的輸入部1150。
馬達驅動器1101具備微分器1102、速度補償器1104、二相-三相調變器1106、電角信號生成器(電角信號生成部)1108、U相電流補償器1110、U相PWM調變電路1112、V相電流補償器1114、V相PWM調變電路1116、W相電流補償器1118、W相PWM調變電路1120、功率放大器1130及電流感測器1132、1134。
位置檢測感測器1140檢測第一電動馬達1014之旋轉位置，並將檢測出之旋轉位置信號向微分器1102、電角信號生成器1108及後述之電角信號生成器1210輸出。
微分器1102藉由將藉由位置檢測感測器1140檢測出之旋轉位置信號予以微分，而生成相當於第一電動馬達1014之實際旋轉速度的實際速度信號。亦即，微分器1102係依據第一電動馬達1014之旋轉位置的檢 測值，求出第一電動馬達1014之旋轉速度的運算器。
速度補償器1104依據相當於經由輸入部1150所輸入之旋轉速度的指令信號(目標值)、與藉由微分器1102所生成之實際速度信號的偏差之速度偏差信號，進行第一電動馬達1014之旋轉速度的補償。亦即，速度補償器1104依據經由輸入介面(輸入部1150)所輸入之第一電動馬達1014的旋轉速度之指令值、與藉由微分器1102所求出之第一電動馬達1014的旋轉速度之偏差，生成對第一電動馬達1014供給之電流的指令信號。
速度補償器1104例如可由PID控制器構成。此時，速度補償器1104進行：正比控制，其係與從輸入部1150所輸入之旋轉速度的指令信號與第一電動馬達之實際速度信號的偏差成正比來改變操作量；積分控制，其係增加其偏差，與其值成正比改變操作量；及微分控制，其係掌握偏差之變化率(換言之偏差變化之速度)，求出與其成正比之操作量；而生成相當於補償之旋轉速度的電流指令信號。另外，速度補償器1104亦可以PI控制器構成。
電角信號生成器1108依據藉由位置檢測感測器1140檢測出之旋轉位置信號，生成相當於第一電動馬達1014之旋轉角度的電角信號。二相-三相調變器1106依據藉由速度補償器1104所生成之電流指令信號、與藉由電角信號生成器1108所生成之電角信號，生成U相電流指令信號及V相電流指令信號。亦即，二相-三相調變器1106係依據：依據第一電動馬達1014之旋轉位置的檢測值所生成之電角信號、與藉由速度補償器1104所生成之電流的指令信號，生成各相中至少二相之電流指令值的變換器。
此處，詳細說明二相-三相變換器1106之處理。第十二圖係 二相-三相變換器之處理內容的說明圖。二相-三相變換器1106中，從速度補償器1104輸入如第十二圖所示之電流指令信號Ic。此外，二相-三相變換器1106中，從電角信號生成器1108輸入第十二圖所示之U相的電角信號Sinφu。另外，在二相-三相變換器1106中亦輸入V相之電角信號Sinφv，不過第十二圖中省略圖式。
例如考慮生成U相電流指令信號Iuc之情況。此時，二相-三相變換器1106依據所輸入之電流指令信號Ic及U相之電角信號Sinφu而生成U相電流指令信號Iuc。例如二相-三相調變器1106藉由將包含U相電流指令信號Iuc之旋轉兩座標系統的dq信號，使用電角信號Sinφu逆dq變換(Inverse Park Transformation)，向靜止兩座標系統之αβ信號變換，藉由將αβ信號實施逆αβ變換(Inverse Clark Transformation)，可向U相電流指令信號變換。
此外，生成V相電流指令信號Ivc之情況。二相-三相變換器1106與U相之情況同樣地，依據所輸入之電流指令信號Ic及V相之電角信號Sinφv而生成V相電流指令信號Ivc。例如二相-三相調變器1106藉由將包含V相電流指令信號Ivc之旋轉兩座標系統的dq信號，使用電角信號Sinφv逆dq變換(Inverse Park Transformation)，向靜止兩座標系統之αβ信號變換，藉由將αβ信號實施逆αβ變換(Inverse Clark Transformation)，可向V相電流指令信號變換。
電流感測器1132設於功率放大器1130之U相輸出線上，檢測從功率放大器1130所輸出之U相電流。U相電流補償器1110依據相當於從二相-三相變換器1106所輸出之U相電流指令信號Iuc、與藉由電流感測器1132檢測而反饋之U相檢測電流Iu＊的偏差之U相電流偏差信號，進行U相的電 流補償。U相電流補償器1110例如可以PI控制器、或PID控制器而構成。U相電流補償器1110使用PI控制或PID控制進行U相電流之補償，而生成相當於補償後之電流的U相電流信號。
U相PWM調變電路1112依據藉由U相電流補償器1110所生成之U相電流信號進行脈寬調變。U相PWM調變電路1112藉由進行脈寬調變，而生成依U相電流信號之兩系統的脈衝信號。
電流感測器1134設於功率放大器1130之V相輸出線上，檢測從功率放大器1130所輸出之V相的電流。V相電流補償器1114依據相當於從二相-三相變換器1106所輸出之V相電流指令信號Ivc、與藉由電流感測器1134檢測而反饋之V相檢測電流Iv＊的偏差之V相電流偏差信號，進行V相的電流補償。V相電流補償器1114例如可以PI控制器、或PID控制器而構成。V相電流補償器1114使用PI控制或PID控制進行V相電流之補償，而生成相當於補償後之電流的V相電流信號。
V相PWM調變電路1116依據藉由V相電流補償器1114所生成之V相電流信號進行脈寬調變。V相PWM調變電路1116藉由進行脈寬調變，而生成依V相電流信號之兩系統的脈衝信號。
W相電流補償器1118依據相當於依據從二相-三相變換器1106所輸出之U相電流指令信號Iuc及V相電流指令信號Ivc所生成的W相電流指令信號Iwc、與藉由電流感測器1132、1134檢測而反饋之U相檢測電流Iu＊及V相檢測電流Iv＊的偏差之W相電流偏差信號，進行W相的電流補償。W相電流補償器1118例如可以PI控制器、或PID控制器而構成。W相電流補償器1118使用PI控制或PID控制進行W相電流之補償，而生成相當於補 償後之電流的W相電流信號。
W相PWM調變電路1120依據藉由W相電流補償器1118所生成之W相電流信號進行脈寬調變。W相PWM調變電路1120藉由進行脈寬調變，而生成依W相電流信號之兩系統的脈衝信號。
功率放大器1130藉由第十圖說明之反相裝置510構成。在功率放大器1130(反相裝置510)之反相部518中分別施加藉由U相PWM調變電路1112、V相PWM調變電路1116及W相PWM調變電路1120所生成之兩系統的脈衝信號。功率放大器1130依所施加之各脈衝信號驅動反相部518之各電晶體。藉此，功率放大器1130分別就U相、V相、W相輸出交流電力，並藉由該三相交流電力旋轉驅動第一電動馬達1014。
其次，說明研磨終點檢測系統1200。研磨終點檢測系統1200具備U相電流檢測器(電流檢測部)1202、V相電流檢測器(電流檢測部)1204、感測器放大器1206、1208、電角信號生成器(電角信號生成部)1210、三相-二相變換器(合成電流生成部)1220、及終點檢測裝置(轉矩變動檢測部、終點檢測部)1230。
U相電流檢測器1202設於馬達驅動器1101與第一電動馬達1014之間的U相電流路徑上，檢測從馬達驅動器1101所輸出之U相電流。
V相電流檢測器1204設於馬達驅動器1101與第一電動馬達1014之間的V相電流路徑上，檢測從馬達驅動器1101所輸出之V相電流。
感測器放大器1206將藉由V相電流檢測器1204檢測出之電流放大。此外，感測器放大器1208將藉由U相電流檢測器1202檢測出之電流放大。電角信號生成器1210具有與上述電角信號生成器1108同樣之功能。 亦即，電角信號生成器1210依據藉由位置檢測感測器1140檢測出之旋轉位置信號，生成相當於第一電動馬達1014之轉子的旋轉角度之第十二圖所示的電角信號。
三相-二相變換器1220中輸入藉由感測器放大器1206、1208分別放大之V相、U相的檢測電流、及藉由電角信號生成器1210所生成之電角信號。三相-二相變換器1220依據所輸入之V相、U相的檢測電流及電角信號生成合成電流。
例如，三相-二相變換器1220將V相檢測電流、U相檢測電流、依據V相檢測電流及U相檢測電流算出之W相檢測電流的三座標系統之信號實施αβ變換(Clark變換)，而向靜止兩座標系統之αβ信號變換。繼續，三相-二相變換器1220藉由將αβ信號使用藉由電角信號生成器1210所生成之電角信號實施dq變換(Park變換)，而向旋轉兩座標系統之dq信號變換。而後，三相-二相變換器1220輸出dq信號中相當於第一電動馬達1014之旋轉轉矩成分的q信號，作為V相、U相、W相之三相的合成電流。
終點檢測裝置1230依據從三相-二相變換器1220輸出之合成電流信號判定半導體晶圓1018之研磨終點。更具體而言，終點檢測裝置1230依據從三相-二相變換器1220輸出之合成電流信號的變化，檢測藉由研磨產生之電動馬達的轉矩變動。而後，終點檢測裝置1230依據檢測出之電動馬達的轉矩變動判定半導體晶圓1018之研磨終點。
使用第十三圖說明終點檢測裝置1230之研磨終點的判定。第十三圖係顯示研磨終點之檢測樣態的一例圖。第十三圖中，橫軸表示研磨時間之經過，縱軸表示轉矩電流(I)及轉矩電流之微分值(△I/△t)。終點 檢測裝置1230例如第十三圖所示，當轉矩電流1030a(V相之馬達電流)位移時，若轉矩電流1030a比預先所設定之臨限值1030b小，則判定為半導體晶圓1018之研磨已到達終點。此外，終點檢測裝置1230亦可求出轉矩電流1030a之微分值1030c，在預先設定的時間臨限值1030d與1030e之間的期間檢測出微分值1030c之坡度從負轉為正時，判定為半導體晶圓18之研磨已到達終點。亦即，時間臨限值1030d與1030e係設定在藉由經驗法則等認為是研磨終點的大致期間，終點檢測裝置1230係在時間臨限值1030d與1030e之間的期間進行研磨的終點檢測。因而，終點檢測裝置1230在時間臨限值1030d與1030e之間的期間以外，縱使微分值1030c之坡度從負轉為正，仍不判定為半導體晶圓1018之研磨已到達終點。這是為了抑制例如在研磨開始之後等，因研磨不穩定之影響，微分值1030c波動而坡度從負轉為正時，錯誤檢測為研磨終點。以下顯示終點檢測裝置1230之研磨終點的判定具體例。
例如，考慮半導體晶圓1018係由半導體、導體、絕緣體等不同材質而堆疊的情況。此時，因為不同材質層間的摩擦係數不同，當研磨向不同材質層轉移時，第一電動馬達1014之馬達轉矩變化。合成電流信號亦依該變化而變化。終點檢測裝置1230藉由檢測該合成電流信號(馬達轉矩)比臨限值大或小，而判定半導體晶圓1018之研磨終點。此外，終點檢測裝置1230亦可依據合成電流信號之微分值的變化來判定半導體晶圓1018之研磨終點。
此外，例如考慮半導體晶圓1018之研磨面從有凹凸之狀態藉由研磨而使研磨面平坦化的情況。此時，當半導體晶圓1018之研磨面平坦化時，第一電動馬達1014之馬達轉矩變化。合成電流信號亦依該變化而變 化。終點檢測裝置1230藉由檢測該合成電流信號(馬達轉矩)比臨限值小而判定半導體晶圓1018之研磨終點。此外，終點檢測裝置1230亦可依據合成電流信號之微分值的變化來判定半導體晶圓1018之研磨終點。
其次，說明本實施形態之研磨裝置的作用。
操作者經由輸入部1150驅動第一及第二電動馬達1014、1022，使研磨裝置運轉。雖然對第一電動馬達1014要求之轉矩依半導體晶圓1018之研磨狀態而變動，不過旋轉台1012需要以一定之速度旋轉。因而，速度補償器1104藉由PID控制等來控制流入第一電動馬達1014之各線圈的電流。由於速度補償器1104係即使對電動馬達1014要求之轉矩依半導體晶圓1018之研磨狀態而變動，仍以一定速度旋轉驅動第一電動馬達1014，因此旋轉台1012以一定速度旋轉。亦即，速度補償器1104依據設定於輸入部1150之速度指令與微分器1102所生成之第一電動馬達1014的實際速度之間的差分，藉由PID控制等運算應流入各相線圈之電流指令值，並輸出各相之電流指令。
此外，U相電流補償器1110、V相電流補償器1114及W相電流補償器1118分別依據U相、V相、W相之電流指令信號與各相實際電流之差分，藉由PID控制等運算應流入各相線圈之電流信號。
功率放大器1130藉由依藉由U相電流補償器1110、V相電流補償器1114及W相電流補償器1118運算出之各相電流信號，驅動反相部518之各電晶體，分別就U相、V相、W相輸出交流電力，旋轉驅動第一電動馬達1014。
這時，先前係檢測U相、V相、W相中特定一相(例如V相) 之電流，依據該一相檢測電流之變化來判定半導體晶圓1018之研磨終點。但是，實際上，電動馬達之各相電流會產生差異。此外，電動馬達之各相電流的差異，並非特定相之電流始終高或低，而可能因電動馬達間之差異或研磨裝置間之差異而產生各式各樣的情況。在此種狀況下，計測電動馬達特定之一相電流進行終點檢測時，由於檢測電流差異，而可能發生半導體晶圓1018之平坦化的差異。
反之，本實施形態係檢測U相、V相、W相中至少二相(實施形態係U相及V相)之電流，依據檢測出之至少二相電流生成合成電流。而後，依據所生成之合成電流的變化，檢測藉由研磨產生之電動馬達的轉矩變動。藉此，可吸收電動馬達間各式各樣發生之各相的電流差異。
關於這一點，使用第十四圖、第十五圖作說明。第十四圖係顯示比較例中研磨終點檢測用的電流特性圖。第十四圖係顯示分別就4個研磨裝置之試樣A、B、C、D，如先前技術檢測特定之一相(例如V相)電流，用於研磨終點檢測時之檢測電流的位移者。另外，第十五圖係顯示第六種實施形態中之研磨終點檢測用的電流特性圖。第十五圖係分別就4個研磨裝置之試樣A、B、C、D，顯示依據第六種實施形態所生成之研磨終點檢測用的合成電流之位移者。第十四圖、第十五圖中，橫軸表示時間軸，縱軸表示研磨終點檢測用之電流值。
首先，在第十四圖(檢測特定之一相時)中，電流位移1252、1254、1256、1258分別係對應於試樣A、B、C、D之電流位移。例如比較對應於檢測出低電流值之試樣A的電流位移1252，與對應於檢測出高電流值之試樣B、D的電流位移1254、1258時，瞭解兩者中有2(A)程度之電 流值的差。此外，對應於試樣C之電流位移1256成為兩者大致中間之電流。如此，作為研磨終點檢測用而檢測特定之一相電流時，試樣A、B、C、D之電流位移上產生差異。
另外，如第十五圖所示，對應於試樣A、B、C、D之電流位移1262、1264、1266、1268均標註成大致重疊。如此，作為研磨終點檢測用而生成三相合成電流時，可吸收試樣A、B、C、D在電動馬達間各式各樣發生之各相電流的差異。
因此，由於可抑制電動馬達之轉矩變動的檢測差異，因此可抑制半導體晶圓1018之研磨終點檢測的差異。結果，可抑制半導體晶圓1018之平坦化的差異，亦可使平坦化之半導體晶圓1018的生產率提高。
另外，本實施形態係顯示使用V相檢測電流、U相檢測電流、依據V相檢測電流及U相檢測電流而算出之W相檢測電流、與電角信號生成合成電流之例，不過不限於此。例如，亦可檢測U相、V相、W相中特定之二相電流，將此等檢測電流之平均值等的統計值作為合成電流。
此外，本實施形態係顯示在馬達驅動器1101與第一電動馬達1014間之U相、V相的電流路徑上設置U相電流檢測器1202、V相電流檢測器1204，並使用藉由此等檢測器檢測出之電流作為終點檢測用電流之例，不過不限於此。例如亦可不設U相電流檢測器1202、V相電流檢測器1204，而從馬達驅動器1101輸出藉由內藏於馬達驅動器1101之電流感測器1132、1134檢測出之U相、V相的電流值，用作終點檢測用之電流。
此外，本實施形態係顯示設置電角信號生成器1210之例，不過不限於此。例如亦可從馬達驅動器1101輸出藉由內藏於馬達驅動器1101 之電角信號生成器1108所生成的電角信號，用作終點檢測用之電角信號。
<第七種實施形態>
第十六圖係顯示本發明第七種實施形態之研磨裝置的整體構成圖。第七種實施形態之研磨裝置與第六種實施形態比較，僅研磨終點檢測系統之樣態不同，其他構成與第六種實施形態同樣。因此，第七種實施形態僅說明研磨終點檢測系統，而省略其他構成之說明。
如第十六圖所示，研磨終點檢測系統1300具備U相電流檢測器1302、V相電流檢測器1304、感測器放大器1306、1308、三相平均電流運算器(合成電流生成部)1320、及終點檢測裝置1330。
U相電流檢測器1302設於馬達驅動器1101與第一電動馬達1014間之U相的電流路徑上，檢測從馬達驅動器1101輸出之U相的電流。
V相電流檢測器1304設於馬達驅動器1101與第一電動馬達1014間之V相的電流路徑上，檢測從馬達驅動器1101輸出之V相的電流。
感測器放大器1306將藉由V相電流檢測器1304檢測出之電流放大。此外，感測器放大器1308將藉由U相電流檢測器1302檢測出之電流放大。三相平均電流運算器1320依據從感測器放大器1306、1308輸出之至少二相的電流，生成U相、V相、W相之三相電流的平均電流。
例如三相平均電流運算器1320將從感測器放大器1306輸出之V相的檢測電流設為Iv，將從感測器放大器1308輸出之U相的檢測電流設為Iu，將W相之檢測電流設為Iw時，藉由Iw=-Iv-Iu之公式，算出W相之檢測電流。而後，三相平均電流運算器1320藉由將V相之檢測電流Iv、U相之檢測電流Iu、W相之檢測電流Iw的各個電流有效值予以平均化，生成三相 電流之合成電流，作為合成電流信號而向終點檢測裝置1330輸出。
終點檢測裝置1330依據從三相平均電流運算器1320輸出之合成電流信號，判定半導體晶圓1018之研磨終點。更具體而言，終點檢測裝置1330係依據從三相平均電流運算器1320所輸出之合成電流信號的變化，檢測藉由研磨而產生之電動馬達的轉矩變動。而後，終點檢測裝置1330依據檢測出之電動馬達的轉矩變動，來判定半導體晶圓1018之研磨終點。
即使如第七種實施形態，檢測電動馬達之U相、V相與W相之三相中至少二相的電流，依據檢測出之至少二相電流生成三相電流之平均電流，用作研磨終點檢測用時，由於依據至少二相之檢測電流進行研磨終點檢測，因此與第六種實施形態同樣地，可吸收電動馬達間各式各樣發生的各相電流差異。因此，可抑制半導體晶圓1018之終點檢測的差異。結果，由於可抑制半導體晶圓1018之平坦化的差異，因此亦可使平坦化後之半導體晶圓1018的生產率提高。
<第八種實施形態>
第十七圖係顯示本發明第八種實施形態之研磨裝置的整體構成圖。第八種實施形態之研磨裝置與第六種實施形態比較，不同之處僅為研磨終點檢測系統係內藏於驅動系統的馬達驅動器中，其他構成與第六種實施形態同樣。因此，第八種實施形態僅說明與第六種實施形態不同之處，而省略其他構成之說明。
如第十七圖所示，驅動系統1400具備旋轉驅動第一電動馬達1014之馬達驅動器1401；檢測第一電動馬達1014之旋轉位置的位置檢測感測器1440；及經由鍵盤或觸控式面板等之輸入介面，從操作者受理第一電 動馬達1014之旋轉速度的指令信號，並將受理之指令信號輸入馬達驅動器1401之輸入部1450。
馬達驅動器1401具備微分器1402、速度補償器1404、二相-三相變換器1406、電角信號生成器1408、U相PWM調變電路1412、V相PWM調變電路1416、W相PWM調變電路1420、功率放大器1430、及電流感測器1432、1434。
此外，馬達驅動器1401具備：感測器放大器1436、1438、三相-二相調變器1440及終點檢測裝置1460。微分器1402、速度補償器1404、電角信號生成器1408、功率放大器1430、電流感測器1432、1434與第六種實施形態分別說明之微分器1102、速度補償器1104、電角信號生成器1108、功率放大器1130、電流感測器1132、1134同樣。
二相-三相變換器1406依據藉由速度補償器1404所生成之電流指令信號、與從三相-二相調變器1440所輸出之反饋電流信號的偏差進行電流補償。二相-三相變換器1406例如可以PI控制器、或PID控制器構成。
此外，二相-三相變換器1406依據所補償之電流指令信號與藉由電角信號生成器1408所生成之電角信號，生成U相電流指令信號及V相電流指令信號。例如二相-三相變換器1406生成U相電流指令信號Iuc之情況，藉由將包含所補償之U相電流指令信號的旋轉兩座標系統之dq信號，使用電角信號Sinφu逆dq變換(Inverse Park Transformation)，向αβ信號變換，藉由將αβ信號實施逆αβ變換(Inverse Clark Transformation)，可向U相電流指令信號Iuc變換。
此外，二相-三相變換器1406生成V相電流指令信號Ivc之情 況，藉由將包含所補償之V相電流指令信號Ivc的旋轉兩座標系統之dq信號，使用電角信號Sinφv逆dq變換(Inverse Park Transformation)，向αβ信號變換，藉由將αβ信號實施逆αβ變換(Inverse Clark Transformation)，亦可向V相電流指令信號Ivc變換。
U相PWM調變電路1412依據藉由二相-三相變換器1406所生成之U相電流指令信號進行脈寬調變。U相PWM調變電路1412藉由進行脈寬調變，而生成依U相電流指令信號之兩系統的脈衝信號。
V相PWM調變電路1416依據藉由二相-三相變換器1406所生成之V相電流指令信號進行脈寬調變。V相PWM調變電路1416藉由進行脈寬調變，而生成依V相電流指令信號之兩系統的脈衝信號。
W相PWM調變電路1420依據藉由二相-三相變換器1406所生成之U相電流指令信號與V相電流指令信號而生成的W相電流指令信號進行脈寬調變。W相PWM調變電路1420藉由進行脈寬調變，而生成依W相電流指令信號之兩系統的脈衝信號。
感測器放大器1436將藉由電流感測器1432檢測出之電流放大。此外，感測器放大器1438將藉由電流感測器1434檢測出之電流放大。三相-二相調變器1440中輸入藉由感測器放大器1436、1438分別放大之V相、U相的檢測電流，及藉由電角信號生成器1408所生成之電角信號。三相-二相調變器1440依據所輸入之V相、U相的檢測電流及電角信號，生成V相、U相、W相之三相合成電流。
例如，三相-二相調變器1440將V相檢測電流、U相檢測電流、依據V相檢測電流及U相檢測電流而算出之W相檢測電流的三座標系統 之信號，藉由αβ變換(Clark變換)而向靜止兩座標系統之αβ信號變換。繼續，三相-二相調變器1440藉由將αβ信號使用藉由電角信號生成器1408所生成之電角信號實施dq變換(Park變換)而向旋轉兩座標系統之dq信號變換。
而後，三相-二相調變器1440輸出dq信號作為反饋電流信號，並且將dq信號中相當於第一電動馬達1014之旋轉轉矩成分的q信號，作為V相、U相、W相之三相合成電流，而向終點檢測裝置1460輸出。
終點檢測裝置1460依據從三相-二相調變器1440所輸出之合成電流信號判定半導體晶圓1018的研磨終點。更具體而言，終點檢測裝置1460係依據從三相-二相調變器1440所輸出之合成電流信號的變化，檢測藉由研磨產生之電動馬達的轉矩變動。而後，終點檢測裝置1460依據檢測出之電動馬達的轉矩變動來判定半導體晶圓1018之研磨終點。
如第八種實施形態，即使在馬達驅動器1401中內藏研磨終點檢測系統時，仍可依據至少二相之檢測電流進行研磨終點檢測，因此與第六種實施形態同樣地，可吸收電動馬達間各式各樣發生的各相電流差異。因此，可抑制半導體晶圓1018之終點檢測的差異。結果，由於可抑制半導體晶圓1018之平坦化的差異，因此亦可使平坦化後之半導體晶圓1018的生產率提高。
另外，上述各種實施形態中，係使用具備三相線圈之電動馬達，不過本案發明並非限定於此者，亦可使用具備二相以上之線圈的電動馬達。
10‧‧‧研磨布
12‧‧‧旋轉台
13‧‧‧旋轉軸
14‧‧‧第一電動馬達
15‧‧‧馬達轉軸
16‧‧‧位置檢測感測器
18‧‧‧半導體晶圓
20‧‧‧上方環形轉盤
22‧‧‧第二電動馬達
24‧‧‧研磨材料供給裝置
30‧‧‧終點檢測部
31‧‧‧第二電流感測器
32‧‧‧感測器放大器
100‧‧‧馬達驅動器
102‧‧‧微分器
104‧‧‧速度補償器
106‧‧‧二相-三相變換器
108‧‧‧電角信號生成器
110‧‧‧U相電流補償器
112‧‧‧U相PWM調變電路
114‧‧‧V相電流補償器
116‧‧‧V相PWM調變電路
118‧‧‧W相電流補償器
120‧‧‧W相PWM調變電路
130‧‧‧功率放大器
132、134‧‧‧電流感測器
200‧‧‧輸入部
300‧‧‧加權值設定器

Claims (21)

  1. 一種研磨裝置，係用於將被加工物之表面平坦化，其特徵為具備：研磨台；第一電動馬達，其係旋轉驅動該研磨台；基板保持部，其係可保持前述被加工物；及第二電動馬達，其係旋轉驅動該基板保持部；前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達具備複數相之線圈，前述研磨裝置具備：電流檢測部，其係檢測前述複數相之線圈中至少二個電流；合成電流生成部，其係依據藉由前述電流檢測部檢測出之前述複數相之線圈中至少二個電流，生成合成電流；及轉矩變動檢測部，其係依據藉由前述合成電流生成部所生成之合成電流的變化，檢測藉由前述被加工物之研磨而產生之前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達的轉矩變動。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中進一步具備終點檢測部，其係依據前述轉矩變動檢測部檢測出之前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達的轉矩變動，檢測顯示前述被加工物之表面平坦化的研磨加工終點。
  3. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述第一及第二電動馬達中之前述至少一方電動馬達至少具備U相、V相及W相之三相線圈。
  4. 如申請專利範圍第3項之研磨裝置，其中前述第一電動馬達至少具備U 相、V相及W相之三相線圈。
  5. 如申請專利範圍第4項之研磨裝置，其中前述第一電動馬達係同步式或感應式之AC伺服馬達。
  6. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中進一步具備電角信號生成部，其係依據前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達之旋轉位置的檢測值，生成前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之旋轉角度，前述電流檢測部檢測前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之U相、V相及W相的三相線圈中至少二個電流，前述合成電流生成部依據作為前述合成電流而藉由前述電流檢測部檢測出之前述三相線圈中至少二相電流、及藉由前述電角信號生成部檢測出之前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達的旋轉角度，生成相當於前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之轉矩的前述三相之合成有效電流。
  7. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中前述電流檢測部檢測前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之U相、V相及W相的三相線圈中至少二個電流，前述合成電流生成部依據作為前述合成電流而藉由前述電流檢測部檢測出之前述三相線圈中至少二個電流，生成前述三相線圈之電流之平均電流。
  8. 如申請專利範圍第1項之研磨裝置，其中進一步具備馬達驅動器，其係驅動前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達， 該馬達驅動器具有：運算器，其係依據前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之旋轉位置的檢測值，求出前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之旋轉速度；速度補償器，其係依據經由輸入介面所輸入之前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達旋轉速度的指令值、與藉由前述運算器求出之前述電動馬達的旋轉速度之偏差，生成向前述電動馬達供給之電流的指令信號；電角信號生成部，其係依據前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之旋轉位置的檢測值，生成前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之旋轉角度；及變換器，其係生成前述複數相中至少二個之電流指令值；前述電流檢測部檢測前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之U相、V相及W相的三相之線圈中至少二個電流，前述合成電流生成部依據作為前述合成電流而藉由前述電流檢測部檢測出之前述三相之線圈中至少二個電流、及藉由前述電角信號生成部檢測出之前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達的旋轉角度，生成相當於前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之轉矩的前述三相之合成有效電流，前述變換器依據藉由前述速度補償器所生成之電流的指令信號與藉由前述合成電流生成部所生成之合成有效電流的偏差，生成前述複數相之線圈中至少二個相的電流指令值。
  9. 一種研磨裝置，係用於將被加工物之表面平坦化，其特徵為具備：研磨台；第一電動馬達，其係旋轉驅動該研磨台；基板保持部，其係可保持前述被加工物；及第二電動馬達，其係旋轉驅動該基板保持部；前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達具備複數相之線圈，前述研磨裝置具備：加權部，其係進行對前述複數相之線圈之電流賦予差異的加權；及轉矩變動檢測部，其係藉由探測藉由前述加權部設定的電流變化，來檢測藉由前述被加工物之研磨產生之前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達的轉矩變動。
  10. 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中進一步具備終點檢測部，其係依據前述轉矩變動檢測部檢測出之前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達的轉矩變動，檢測顯示前述被加工物表面平坦化之研磨加工的終點。
  11. 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中前述第一及第二電動馬達中之至少一方電動馬達至少具備U相、V相及W相之三相線圈。
  12. 如申請專利範圍第11項之研磨裝置，其中前述第一電動馬達至少具備U相、V相及W相之三相線圈。
  13. 如申請專利範圍第12項之研磨裝置，其中前述第一電動馬達係同步式或感應式之AC伺服馬達。
  14. 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中前述加權部係對一個相之線 圈之電流增大設定，使該電流比其他複數相之線圈之電流更大。
  15. 如申請專利範圍第14項之研磨裝置，其中前述一個相之線圈係V相之相之線圈。
  16. 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中前述加權部係由電流放大器構成。
  17. 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中前述研磨裝置具備第一反相裝置，其係用於控制前述第一電動馬達。
  18. 如申請專利範圍第17項之研磨裝置，其中前述加權部具備：第二反相裝置，其係與前述第一反相裝置並聯連接，用於控制前述第一電動馬達；及切換電路，其係將從該第二反相裝置輸出之電流加入來自前述第一反相裝置之輸出電流。
  19. 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中進一步具備馬達驅動器，其係驅動前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達，該馬達驅動器具有電流補償器，其係依據前述複數相之線圈之各個電流指令值與供給至前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之實際電流值的偏差，補償前述複數相之線圈之電流，前述加權部對前述電流補償器輸入前述複數相之線圈各自之電流比率之指令信號，前述電流補償器依據從前述加權部輸入之電流比率的指令信號，對前述複數相之線圈之電流賦予差異。
  20. 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中進一步具備馬達驅動器，其 係驅動前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達，該馬達驅動器具有：運算器，其係依據前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之旋轉位置的檢測值，求出前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之旋轉速度；速度補償器，其係依據經由輸入介面所輸入之前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達旋轉速度的指令值、與藉由前述運算器求出之前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達的旋轉速度之偏差，生成向前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達供給之電流的指令信號；及變換器，其係依據按照前述第一及第二電動馬達中前述至少一方電動馬達之旋轉位置的檢測值所生成之電角信號、與藉由前述速度補償器所生成之電流的指令信號，生成前述複數相之線圈中至少二個電流指令值；前述加權部對前述變換器輸入前述複數相之線圈中至少二個電流比率的指令信號，前述變換器依據從前述加權部所輸入之電流比率的指令信號，對前述複數相之線圈中至少二個電流賦予差異。
  21. 如申請專利範圍第9項之研磨裝置，其中進一步具備反相裝置，其係驅動前述第一及第二電動馬達中至少一方電動馬達，前述加權部具有放大器，其係設於前述反相裝置之後段，將從該反相裝置輸出之前述複數相之線圈各自之電流個別放大後向前述第一及 第二電動馬達中前述至少一方電動馬達供給，並且接收前述複數相之線圈之電流之放大值的指令信號，前述放大部藉由依據前述接收之電流放大值的指令信號放大前述複數相之線圈之電流，而對前述複數相之線圈之電流賦予差異。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106604802B (zh) * 2014-09-02 2019-05-31 株式会社荏原制作所 终点检测方法、研磨装置及研磨方法
TWI558495B (zh) * 2014-11-12 2016-11-21 財團法人工業技術研究院 加工輔助方法及其應用之加工設備
CN104493683B (zh) * 2014-11-28 2017-10-03 上海华力微电子有限公司 一种测定薄膜研磨速率的方法
US10439535B2 (en) * 2015-04-27 2019-10-08 Mitsubishi Electric Corporation Control device of AC rotating machine and electric power steering device
US10744617B2 (en) * 2015-10-16 2020-08-18 Ebara Corporation Polishing endpoint detection method
JP6775354B2 (ja) 2015-10-16 2020-10-28 株式会社荏原製作所 研磨装置、及び、研磨方法
CN110261806B (zh) * 2019-06-14 2021-08-31 杭州优迈科技有限公司 驱动器、变频器以及驱动器的校准方法、控制方法
TWI810069B (zh) * 2020-06-08 2023-07-21 美商應用材料股份有限公司 用於在拋光相鄰導電層的堆疊期間的輪廓控制的系統、方法及電腦程式產品
JP2021194748A (ja) * 2020-06-17 2021-12-27 株式会社荏原製作所 研磨装置及びプログラム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3321894B2 (ja) * 1993-05-07 2002-09-09 日本電信電話株式会社 研磨終点検出装置
JPH10202523A (ja) 1997-01-22 1998-08-04 Ebara Corp ポリッシングの終点検知方法
US7878882B2 (en) * 1999-04-01 2011-02-01 Charles J. Molnar Advanced workpiece finishing
KR20030007928A (ko) * 2000-06-08 2003-01-23 스피드팸-아이펙 코퍼레이션 궤도 폴리싱 장치
TW464588B (en) * 2000-08-31 2001-11-21 United Microelectronics Corp Device for detecting abnormality of chemical mechanical polishing
US6494765B2 (en) * 2000-09-25 2002-12-17 Center For Tribology, Inc. Method and apparatus for controlled polishing
US6547637B1 (en) * 2000-10-05 2003-04-15 Momentum Technical Consulting Inc. Chemical/mechanical polishing endpoint detection device and method
JP2005288664A (ja) * 2004-04-05 2005-10-20 Ebara Corp 研磨装置及び研磨パッド立上完了検知方法
CN101456151B (zh) * 2007-12-13 2013-04-17 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 化学机械研磨及其终点检测方法
CN102085636B (zh) * 2009-12-04 2012-12-05 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 化学机械抛光的方法

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