TWI822712B - 研磨裝置及研磨方法 - Google Patents

Abstract

提供一種研磨裝置、研磨方法以及電腦可讀取記錄介質。在將頂環保 持於擺動臂的端部的研磨方式中，可提高研磨終點檢測的精度。通過研磨台保持研磨墊。通過第一電動機驅動以旋轉研磨台。通過頂環用電機驅動以旋轉頂環，該頂環用於保持半導體晶片並且將半導體晶片向研磨墊按壓。通過擺動臂保持頂環。通過擺動軸電機使擺動臂繞擺動臂上的擺動中心擺動。檢測擺動軸電機的電流值，並生成第一輸出。在使半導體晶片繞擺動臂上的擺動中心擺動而對半導體晶片進行研磨時，使第一輸出的變化量增加，並對研磨墊與半導體晶片之間的摩擦力的變化進行檢測。

Description

研磨裝置及研磨方法

本發明涉及一種研磨裝置及研磨方法。

近幾年，隨著半導體設備的高集成化結構的趨勢，電路的配線細微化，並且配線間的距離也漸漸變得狹窄。在半導體器件的製造中，多種材料在半導體晶片上反復形成為膜狀，而形成層疊構造。為了形成該層疊構造，使半導體晶片的表面變得平坦的技術變得重要。作為使這樣的半導體晶片的表面平坦化的一個技術，進行化學機械研磨(CMP)的研磨裝置(也稱為化學機械研磨裝置)得到了廣泛應用。

該化學機械研磨(CMP)裝置通常具有：研磨台，在該研磨台支撐研磨墊，該研磨墊用於對被研磨物(諸如半導體晶片等的基板)進行研磨；以及頂環，該頂環保持被研磨物並為了將被研磨物按壓於研磨墊而保持半導體晶片。研磨台和頂環分別由驅動部(例如電動機)旋轉驅動。進一步，研磨裝置包括將研磨液供給到研磨墊上的噴嘴。一邊將研磨液從噴嘴供給到研磨墊上，一邊通過頂環將半導體晶片按壓到研磨墊，進一步通過使頂環和研磨台相對移動，對半導體晶片進行研磨並使半導體晶片的表面平坦。作為保持頂環 和頂環的驅動部的保持方式的示例，包含將頂環和頂環的驅動部保持於擺動臂(懸臂)的端部的方式、和將頂環和頂環的驅動部保持於轉盤的方式。

當被研磨物的研磨不充分時，研磨裝置不能確保電路間的絕緣，會產生短路的危險。另外，在過度研磨的情況下，會產生由配線的截面面積減小導致的電阻值的上升，或完全去除配線本身，而不能形成電路本身等問題。因此，在研磨裝置中，需要檢測最佳的研磨終點。

作為研磨終點檢測手段之一，當研磨到達從物質轉移到不同材質的物質的變化的點時，檢測研磨摩擦力的變化的方法是已知。作為被研磨物的半導體晶片具有由半導體、導體、不同的材質的絕緣體構成的層疊構造，在不同材質層之間摩擦係數不同。因此，這是對由研磨轉移到不同材質層而產生的研磨摩擦力的變化進行檢測的方法。根據該方法，研磨到達不同材質層時為研磨的終點。

另外，研磨裝置通過對被研磨物的研磨表面從不平坦的狀態變成平坦時的研磨摩擦力的變化進行檢測，能夠檢測研磨終點。

在此，在對被研磨物進行研磨時產生的研磨摩擦力作為驅動以旋轉研磨台或頂環的驅動部的驅動負荷出現。例如，在驅動部是電動機的情況下，驅動負荷(轉矩)能夠作為流向電動機的電流進行測定。因此，可以用電流感測器對電動機電流(轉矩電流)進行檢測，基於檢測出的電動機電流的變化能夠檢測研磨的終點。

在日本特開2004-249458號中，公開了如下方法：在將頂環保持於擺動臂的端部的方式中，利用驅動研磨台的電動機的電動機電流來對研磨摩擦力進行測定，而檢測研磨的終點。關於在將多個頂環保持於轉盤的方式中， 存在通過轉盤旋轉電動機的轉矩電流(電動機電流)檢測進行的終點檢測方法(日本特開2001-252866號、美國專利第6293845號)。另外，也存在通過安裝於轉盤的線性電動機而在橫向上驅動頂環的方式。在該方式中，進行通過線性電動機的轉矩電流(電動機電流)檢測進行的終點檢測方法。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-249458號

[專利文獻2]日本特開2001-252866號

[專利文獻3]美國專利第6293845號

在由研磨裝置執行的研磨過程中，包含在一邊擺動擺動臂一邊進行研磨的情況下，在不使擺動擺動臂而進行研磨的情況下，由於被研磨物的種類、研磨墊的種類、研磨液(漿料)的種類等的組合而存在多個研磨條件。在這些多個研磨條件中，存在即使在驅動部的驅動負荷中產生變化也不會出現較大的轉矩電流的變化(特徵點)。在轉矩電流的變化較小的情況下，拋光可能受到轉矩電流中出現的雜訊、轉矩電流的波形中產生的起伏部分的影響，恐怕不能恰當地檢測研磨的終點，可能會產生過度研磨等問題。

尤其是，在一邊擺動擺動臂一邊進行研磨的情況下，通過頂環、研磨台的電動機電流的變動進行的摩擦力變動的檢測存在以下問題。由於擺動臂的擺動操作，電動機電流變動。例如，由於頂環擺動，頂環和研磨台之間的相對速度變化，因此，電動機電流變動。作為電動機電流的變動的主要原 因，與不使擺動臂擺動而進行研磨的情況相比，變動要素的數量增加。因此，難以根據頂環和研磨台的電動機電流的變動對摩擦力的變動進行檢測。

此外，恰當地檢測研磨的終點在研磨墊的修整中也是重要的。修整是將在表面配置有金剛石等研磨石的墊修整器按壓於研磨墊而進行的。通過墊修整器，切削研磨墊的表面或使研磨墊的表面粗化，在研磨開始前使研磨墊的漿料的保持性良好，或使使用中的研磨墊的漿料的保持性恢復，維持研磨能力。

因此，本發明的一方式的課題是，在將頂環保持於擺動臂的端部的方式中，提高研磨終點檢測的精度。

為了解決上述課題，在第一方式中，採用了一種研磨裝置，在一研磨墊和一被研磨物之間進行研磨，該被研磨物與該研磨墊相對地配置，該研磨裝置的特徵在於，包括：一研磨台，該研磨台能夠保持該研磨墊；一第一電動機，該第一電動機能夠驅動以旋轉該研磨台；一保持部，該保持部能夠保持該被研磨物並且將該被研磨物向該研磨墊按壓；一第二電動機，該第二電動機能夠驅動以旋轉該保持部；一擺動臂，該擺動臂保持該保持部；一第三電動機，該第三電動機能夠使該擺動臂繞該擺動臂上的擺動中心擺動；檢測部，該檢測部能夠檢測該第一電動機、該第二電動機以及該第三電動機中的一個電動機的電流值、及/或該一個電動機的轉矩指令值，並生成第一輸出；以及一變化檢測部，在使該被研磨物繞該擺動臂上的擺動中心擺動而對該被研磨物進行研 磨時，該變化檢測部能夠使該第一輸出的變化量增加，並對該研磨墊和該被研磨物之間的摩擦力的變化進行檢測。

在此，被研磨物中包含：「基板」、「晶片」、「矽晶片」、「半導體晶片」、「玻璃基板」和「印刷電路板」。被研磨物的形狀不限於圓形的形狀，也可以是例如矩形形狀。進一步，被研磨物中的實施例除了基板等以外，還包含研磨墊。即，也能夠將本實施方式應用於研磨墊的修整。因此，研磨的結束是指在基板等的情況下，在基板或基板等的表面的研磨結束。另外，處理的結束是指在進行基板等的研磨時，研磨的結束，在進行研磨墊的修整時，研磨墊的表面的磨平處理(或者修整處理)的結束。

在本實施方式中，在使被研磨物繞擺動臂上的擺動中心擺動而對被研磨物進行研磨時，同時使第一輸出的變化量增加，並可對研磨墊和被研磨物之間的摩擦力的變化進行檢測，因此能夠提高研磨終點檢測的精度。

在擺動臂的根部進行轉矩測定的方式(例如，對第三電動機的電流進行測定的方式)的情況下，與上述的通過頂環或研磨台的電動機電流的變動進行的摩擦力變動的檢測方式相比，摩擦力變動的檢測靈敏度(S/N)提高。然而，在以往的技術中，由於一邊擺動擺動臂一邊進行研磨的情況下產生的上述問題，難以進行擺動時的摩擦力的變化的檢測。

在將頂環保持於擺動臂的端部的方式中，如後所述，驅動擺動臂的電動機的電流值的波形根據是否一邊擺動擺動臂一邊進行研磨而變化。在不使擺動臂擺動而進行研磨的情況下，驅動擺動臂的電動機為了將頂環保持於規定的固定位置使電流流過(伺服鎖定狀態)。在一邊擺動擺動臂一邊進行研磨的情況下，驅動擺動臂的電動機使用於使電動機旋轉的電流流過。在一邊擺 動擺動臂一邊進行研磨的情況下，與不使擺動臂擺動而進行研磨的情況相比，可知摩擦力變化時，驅動擺動臂的電動機的電流以及轉矩指令值的變化量更小。因此，在一邊擺動擺動臂一邊進行研磨的情況下，與不使擺動臂擺動而進行研磨的情況相比，相對難以檢測電動機的電流以及轉矩指令值的變化點。

在擺動臂擺動時，由於受到擺動臂和軸承的附件的影響，因此與不使擺動臂擺動而進行研磨的情況相比，在電動機的驅動電流中產生更大量的雜訊。基於這一點，在一邊擺動擺動臂一邊進行研磨的情況下，與不使擺動臂擺動而進行研磨的情況相比，相對難以檢測電動機的電流以及轉矩指令值的變化點。

在本實施方式中，在相對難以檢測電動機的電流及/或轉矩指令值的變化點這樣的狀況下，能夠提高研磨終點檢測的精度。

在第二方式中，採用第一方式所述的研磨裝置，其特徵在於，該第一輸出能夠與該擺動臂的擺動運動同步。

在第三方式中，採用第一方式或第二方式所述的研磨裝置，其特徵在於，該第一輸出能夠與施加到該擺動臂的相對於該擺動中心處的臂轉矩的變動同步。

在第四方式中，採用第一方式至第三方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，該變化檢測部能夠通過將該第一輸出乘以常數，從而增加該第一輸出的變化量。

在第五方式中，採用第一方式至第四方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，該變化檢測部能夠通過使該第一輸出平均化，從而減少該第一輸出中包含的雜訊。

在第六方式中，採用第一方式至第五方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，還具有終點檢測部，該終點檢測部能夠基於檢測到的該摩擦力的一變化，檢測表示研磨的結束的一研磨終點。

在第七方式中，採用第一方式至第六方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，該變化檢測部能夠通過使該第一輸出增幅，或根據該第一輸出將規定值加到該第一輸出上，從而增加該第一輸出的變化量。

在第八方式中，採用第一方式至第七方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，該變化檢測部能夠求出將該第一輸出平滑化後的量。

在第九方式中，採用了一種研磨方法，用於在一研磨墊和一被研磨物之間進行研磨，該被研磨物與該研磨墊相對地配置，該研磨方法的特徵在於，包括如下步驟：通過一研磨台保持該研磨墊的步驟；通過一第一電動機驅動以旋轉該研磨台的步驟；通過一第二電動機驅動以旋轉一保持部的步驟，該保持部用於保持該被研磨物並且將該被研磨物向該研磨墊按壓；通過一擺動臂保持該保持部的步驟；通過一第三電動機使該擺動臂繞該擺動臂上的一擺動中心擺動的步驟；檢測該第一電動機、該第二電動機以及該第三電動機中的一個電動機的一電流值、及/或該一個電動機的一轉矩指令值，並生成一第一輸出的步驟；以及，在使該被研磨物繞該擺動臂上的該擺動中心擺動而對該被研磨物進行研磨時，使該第一輸出的變化量增加，並對該研磨墊和該被研磨物之間的摩擦力的變化進行檢測的步驟。

在第十方式中，採用了一種電腦可讀取記錄介質，該電腦可讀取記錄介質記錄有程式，該程式用於使一電腦作為一變化檢測部單元和一控制單元發揮作用，該電腦用於控制能夠對一被研磨物進行研磨的一研磨裝置，該 研磨裝置具有：一第一電動機，該第一電動機能夠驅動以旋轉一研磨台，該研磨台保持一研磨墊；一第二電動機，該第二電動機能夠驅動旋轉一保持部，該保持部能夠保持該被研磨物並且將該被研磨物向該研磨墊按壓；一第三電動機，該第三電動機能夠使一擺動臂繞該擺動臂上的擺動中心擺動，該擺動臂保持該保持部；以及一檢測部，該檢測部能夠檢測該第一電動機、該第二電動機以及該第三電動機中的一個電動機的一電流值、及/或該一個電動機的一轉矩指令值，並生成一第一輸出，在使該被研磨物繞該擺動臂上的該擺動中心擺動而對該被研磨物進行研磨時，該變化檢測部單元能夠使該第一輸出的變化量增加，並對該研磨墊和該被研磨物之間的一摩擦力的一變化進行檢測，複數個控制單元能夠對由該研磨裝置進行的研磨進行控制。

在第十一方式中，採用第一方式至第八方式中任一項所述的研磨裝置這樣的結構，其特徵在於，該研磨裝置具有：一光學系統，該光學系統利用來自光纖的光通過設置於該研磨墊的貫通孔照射被研磨物的被研磨表面，並且通過光纖接收被反射的反射光，並且分析處理裝置，用於分析和處理由光學系統接收的反射光；以及一被研磨物膜厚監控裝置，在該被研磨物膜厚監控裝置設置有分析處理單元，該分析處理單元對由該光學系統接收的反射光進行分析處理，通過該分析處理單元對該反射光進行分析處理，並且對形成於被研磨物的被研磨面上的薄膜的研磨推進狀況進行監視，在該研磨裝置中，在該研磨裝置設置供液孔，該供液孔向設置於該研磨台的該研磨墊的貫通孔供給透明液體，該供液孔配置形成為從供液孔供給的透明液體形成相對於該被研磨物的被研磨面垂直前進的流動且充滿該貫通孔，該光纖被配置成照射光以及反射光通過相對於該被研磨面垂直前進的流動部分的透明液體，設置排出該貫通孔的 透明液體的排液孔，該排液孔相對於該供液孔位於該研磨台的移動方向後方，並且在該貫通孔的該被研磨物相反側的端面開口。

在第十二方式中，採用第十一方式所述的研磨裝置，其特徵在於，連結該供液孔的中心和該排液孔的中心的線段的中點與該貫通孔的中心點相比位於該研磨台的移動方向的前方。

在第十三方式中，採用第十一方式或第十二方式所述的研磨裝置，其特徵在於，該貫通孔是具有大致橢圓形狀截面的孔使得該貫通孔的端面外周包圍該供液孔和排液孔的端面。

在第十四方式中，採用第十一方式至第十三方式中任一項該的研磨裝置，其特徵在於，設置有強制排液機構，並且通過該強制排液機構從該排液孔進行強制排液。

在第十五方式中，採用第九方式所述的研磨方法，其特徵在於，包括一透光液噴嘴以及在該透光液噴嘴的外周部以包圍該透光液噴嘴的方式配置的一透光液接收部，其中柱狀的透光液流從該透光液噴嘴抵接於被研磨物的被研磨面，並且該透光液接收部接收該透光液流，該透光液噴嘴內的透光液和該透光液接收部內的透光液連通且形成從外部密封的狀態下的透光液流，並且該透光液流經光學系統傳遞，該被研磨物的被研磨面被光照射，透光液流通過其中，並且通過該光學系統接收通過該透光液流而在該被研磨物的被研磨面反射的反射光，根據該接收的反射光強度對該被研磨面的膜厚進行測定。

在第十六方式中，採用第十五方式所述的研磨方法，其特徵在於，該光學系統具備至少一根光纖，將該光纖的頂端部插入到該透光液流，該 光纖以及透光液流通過，該被研磨物的被研磨面被光照射，並且通過該透光液流以及光纖接收在該被研磨面反射的反射光。

在第十七方式中，採用第一方式至第八方式、以及第十一方式至第十四方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，具有：多個處理區域，其中多個遮光處理單元設置在該多個處理區域的上部和下部並容納在其中；以及輸送區域，其中輸送機被容納並且設置於該處理區域之間，其中用遮光壁對該處理區域從該輸送區域之間進行遮光，且用維護用門對該輸送區域的前面進行遮光，並且在遮光狀態下將該處理單元連結於該遮光壁。

在第十八方式中，採用第十七方式所述的研磨裝置，其特徵在於，在該處理單元包含具有可打開/關閉閘門的基板插入口，在該遮光壁設置有遮光膜，該遮光膜圍繞在該被研磨物插入口的周圍，並且在被該遮光膜包圍的該遮光壁的區域內設置有開口部。

在第十九方式中，採用第十七方式或第十八方式所述的研磨裝置，其特徵在於，該處理區域是清洗區域，並且對被研磨物的處理是被研磨物的清洗。

在第二十方式中，採用第一方式至第八方式、第十一方式至第十四方式、以及第十七方式至第十九方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，該研磨裝置具有：研磨部，該研磨部對該被研磨物進行研磨；清洗部，該清洗部清洗並乾燥該被研磨物；隔壁，該隔壁分離該研磨部與該清洗部；輸送機構，該輸送機構經由該隔壁的開口而將研磨後的該被研磨物從該研磨部向該清洗部輸送；以及殼體，該殼體具有側壁，並將該研磨部、該清洗部和該輸送機構收納於內部，該清洗部具有：清洗單元，該清洗單元通過清洗液對研磨後的該被研磨物進行清洗；乾燥單元，該乾燥單元使清洗後的該被研磨物乾燥； 以及輸送單元，該輸送單元能夠在該清洗單元與乾燥單元之間水平以及垂直轉移進行該被研磨物的交接，該研磨部包括該研磨台、該保持部、該擺動臂、以及該第一電動機、該第二電動機以及該第三電動機。此外，美國專利第5885138號的整體通過引用被編入本說明書。

在第二十一方式中，採用第九方式、第十五方式以及第十六方式中任一項所述的研磨方法，是使用研磨裝置的研磨方法，該研磨裝置包括：研磨部，該研磨部對該被研磨物進行研磨；清洗部，該清洗部清洗並乾燥該被研磨物；隔壁，該隔壁分離該研磨部與該清洗部；輸送機構，該輸送機構經由該隔壁的開口而將研磨後的該被研磨物從該研磨部向該清洗部輸送；以及殼體，該殼體具有側壁，並將該研磨部、該清洗部和該輸送機構收納於內部，該研磨方法的特徵在於，在該清洗部中，通過清洗液對研磨後的該被研磨物進行清洗，並且乾燥清洗後的該被研磨物，在清洗工序與乾燥工序之間水平以及垂直轉移進行該被研磨物的交接，而輸送該被研磨物。

在第二十二方式中，採用第一方式至第八方式、第十一方式至第十四方式、以及第十七方式至第二十方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，具有光學式感測器，該光學式感測器將光照射到該被研磨物，並對來自該被研磨物的反射光的強度進行計量，基於該第一輸出、和該光學式感測器計量出的來自該被研磨物的反射光的強度，檢測表示該研磨的結束的研磨終點。

在第二十三方式中，採用第二十二方式所述的研磨裝置，其特徵在於，具有視窗，該視窗組裝于在研磨時能夠與該被研磨物相對的、該研磨台內的位置，在該視窗的下部配置有該該光學式感測器。

在第二十四方式中，採用第二十二方式所述的研磨裝置，其特徵在於，該研磨台包含在該研磨台內的位置處的開口，該開口在研磨時能夠與 該被研磨物相對，該光學式感測器配置於該視窗的下部，該光學式感測器具有一流體供給部，該流體供給部將清洗用的流體供給到該開口內。

在第二十五方式中，採用第一方式至第八方式、第十一方式至第十四方式、第十七方式至第二十方式、以及第二十二至第二十四方式中任一項所述的研磨裝置，其特徵在於，具有渦電流式感測器，該渦電流式感測器在該被研磨物生成磁場，並且對生成後的該磁場的強度進行檢測，其中基於該第一輸出和該渦電流式感測器計量出的該磁場的強度，檢測表示該研磨的結束的研磨終點。

在第二十六方式中，採用一種程式，該程式用於使電腦作為變化檢測部單元和控制單元發揮作用，所述電腦用於控制對被研磨物進行研磨的研磨裝置，該研磨裝置具有：保持部，該保持部用於保持該被研磨物；擺動臂，該擺動臂用於保持該保持部；以及臂轉矩檢測部，該臂轉矩檢測部直接或間接地對施加到該擺動臂的臂轉矩進行檢測，該程式使電腦作為終點檢測單元，該終點檢測單元基於該臂轉矩檢測部檢測到的該臂轉矩，檢測表示該研磨的結束的研磨終點，該控制單元對由該研磨裝置進行的研磨進行控制。

在第二十七方式中，採用第二十六方式所述的程式，其特徵在於，該程式能夠更新。

在第二十八方式中，採用一種研磨裝置，其特徵在於，具有：基板處理裝置，該基板處理裝置對基板進行研磨並且取得與研磨有關的信號；以及資料處理裝置，該資料處理裝置通過通信單元與該基板處理裝置連接，其中該資料處理裝置基於該基板處理裝置取得的信號，更新與研磨處理有關的參數。在此，信號是類比信號及/或數位信號。

在此，作為研磨參數，例如存在(1)相對於半導體晶片的四個區域，即，中央部、內側中間部、外側中間部以及周緣部的按壓力，(2)研 磨時間，(3)研磨台或頂環的轉速，(4)用於判定研磨終點的閾值等。參數的更新是指更新以上資訊。

在第二十九方式中，採用一種研磨裝置，其特徵在於，在第二十八方式所述的研磨裝置中，該信號通過一種感測器或種類不同的多個感測器取得。作為在本方式中使用的種類不同的多個感測器的示例，存在以下感測器等。即是：(1)取得與擺動軸電動機的轉矩變動有關的測定信號的感測器，(2)SOPM(光學式感測器)，(3)渦電流感測器和(4)用於取得與研磨台旋轉電動機的電動機電流變動有關的測定信號的感測器。

在第三十方式中，採用一種研磨方法，其特徵在於，包括如下步驟：通過通信單元連接基板處理裝置和資料處理裝置的步驟；使用該基板處理裝置對基板進行研磨，並且取得與研磨有關的信號的步驟；以及通過該資料處理裝置，基於該基板處理裝置取得的信號，更新與研磨處理有關的參數的步驟。

在第三十一方式中，採用一種研磨裝置，其特徵在於，具有：對基板進行研磨並且取得與研磨有關的信號的基板處理裝置；中間處理裝置；以及資料處理裝置，其中基板處理裝置和中間處理裝置通過第一通信單元連接，中間處理裝置和資料處理裝置通過第二通信單元連接，該中間處理裝置基於該基板處理裝置取得的信號，製作與研磨處理有關的資料集合，該資料處理裝置基於該資料集合對該基板處理裝置的研磨處理的狀態進行監視，該中間處理裝置或該資料處理裝置基於該資料集合檢測表示該研磨的結束的研磨終點。

第三十二方式中，採用一種研磨裝置，其特徵在於，在第三十一方式中，該信號通過一種感測器或種類不同的多個感測器取得。作為在本方式中使用的種類不同的多個感測器的示例，存在以下感測器等。即是：(1)取得與擺動軸電動機的轉矩變動有關的測定信號的感測器，(2)SOPM(光學 式感測器)，(3)渦電流感測器和(4)用於取得與研磨台旋轉電動機的電動機電流變動有關的測定信號的感測器。

在第三十三方式中，特徵在於，在第三十一方式中，作為該資料集合的例子，存在以下內容。能夠將該感測器輸出的感測器信號和所需的控制參數製成資料集合。即，資料集合能夠包括頂環的對半導體晶片的壓力、擺動軸電動機的電流、研磨台的電動機電流、光學式感測器的測定信號、渦電流感測器的測定信號、研磨墊上的頂環的位置、漿料和藥液的流速/種類和這些的相關計算資料等。

在第三十四方式中，特徵在於，在第三十一方式中，作為該資料集合的發送方法的例子，存在以下內容。能夠使用並聯地發送一維資料的發送系統或按順序地發送一維資料的發送系統進行發送。另外，能夠將上述一維資料加工成二維資料，並製成資料集合。

在第三十五方式中，特徵在於，在第三十一方式中，能夠提取信號值的變動較大的信號並更新研磨參數。作為更新研磨參數的方法，例如存在以下內容。通過對主感測器和從感測器這兩方的目標值設置優先比係數(加權係數)，規定主感測器和從感測器的影響比例。提取信號值的變動較大的信號並變更優先比係數。此外，在信號值的變動中存在僅在短時間內變動的情況和在長時間範圍內變動的情況。另外，信號值的變動是指與信號值的時間有關的微分值、或與時間有關的差分值等。

在第三十六方式中，採用一種研磨方法，其特徵在於，具有如下步驟：通過第一通信單元連接基板處理裝置和中間處理裝置的步驟，該基板處理裝置對基板進行研磨並且取得與研磨有關的信號；通過第二通信單元連接該中間處理裝置和該資料處理裝置的步驟；該中間處理裝置基於該基板處理裝 置取得的信號，製作與研磨處理有關的資料集合的步驟；該資料處理裝置基於該資料集合對該基板處理裝置的研磨處理的狀態進行監視的步驟；以及該中間處理裝置或該資料處理裝置基於該資料集合檢測表示該研磨的結束的研磨終點的步驟。

1a、1b:隔壁

11:升降器

12:擺動式輸送機

16:半導體晶片

14:擺動軸電動機

18:驅動器

18a:電流指令

18b:電流值

101:表面

102:台軸

110:擺動臂

111:頂環軸

112:旋轉筒

113:定時帶輪

114:頂環用電動機

115:定時帶

116:定時帶輪

117:擺動臂軸

180:臨時放置台

190:第一清洗室

191:第一輸送室

192:第二清洗室

193:第二輸送室

194:乾燥室

20:前裝載部

21:行駛機構

22:輸送機械手

23:護環

24:頂環主體

26:臂轉矩檢測部

26a:臂轉矩

28:終點檢測部

201A:上側一次清洗組件

201B:下側一次清洗組件

202A:上側二次清洗組件

202B:下側二次清洗組件

203:臨時放置台

205A:上側乾燥組件

205B:下側乾燥組件

207:篩檢程式風扇單元

209:第一輸送機械手

210:第二輸送機械手

211、212:支承軸

3A:第一研磨單元

3B:第二研磨單元

3C:第三研磨單元

3D:第四研磨單元

30A、30B、30C、30D:研磨台

31A、31B、31C、31D:頂環(保持部)

32A、32B、32C、32D:研磨液供給噴嘴

33A、33B、33C、33D:修整器

34A、34B、34C、34D:噴霧器

36:編碼器

36a:旋轉角度

38:偏差電路

38a:偏差

40:電流生成電路

42:PMW電路

401:基台

402:基板支承部件

405:軸承

406:旋轉軸

407:圓筒體

409:架台

411、412:帶輪

414:帶

415:電動機

450:旋轉罩

450a:缺口

451:液體排出孔

454:前噴嘴

460、461:噴嘴

463:後噴嘴

464:氣體噴嘴

465:清洗液供給源

466:乾燥氣體供給源

50:渦電流感測器

61:殼體

62:裝載/卸載部

63:研磨部

64:清洗部

65:控制部

65a:位置指令

66:第一線性輸送機

67:第二線性輸送機

637:萬向接頭

638:頂環主體

640:護環

642:彈性墊

643:加壓片

644:夾持板

651、652、653、654、655、656:流體通路

660:頂環頭

661、662:帶輪

663:帶

665:氣缸

672:軸承

667:支承軸

669:旋轉接頭

670、671:流體管

675:壓力調整部

676:感測器

677:透光部

678a:光源

678b:發光光纖

678c:受光光纖

678d:分光器單元

678e:動作控制部

678f:電源

680a:天線

680b:感測器主體

681:導波管

680c:微波源

680d:分離器

680e:檢測部

685:修整器臂

686:修整部件

688:擺動軸

689:電動機

690:臂

690a:噴射孔

691:流體流路

694:擺動軸

695:杆

696:加強部件

702:轉盤

704:中心

706:負載感測器

710:金屬零件

720:開口

722:視口

724:光學式感測器

726:配線

728:噴嘴

730:渦電流式感測器

732:膜

734:膜

736:膜

737:嵌入部

738:膜

740:柵電極

742:縱配線

744:擴散層

746:金屬膜

748:金屬膜

750:橫配線

758:邊界

752、754:臂

756:接合部

760:單元控制器

762:單元

764:基板處理裝置

766:網路

768:資料處理裝置

770:中間處理裝置

810:電流檢測部

810a:第一輸出

900:區域

902:輸出

904:差

906:曲線

908:差

910:週期

912:最大值

914:最小值

916:曲線

918:差

1002:薄膜

1002a:處理面

1003:測定點

1004:水流

1005:水噴出用噴嘴

1006:加壓水流

1007:照射用光纖

1008:受光用光纖

1009:測定運算部

1041:貫通孔

1042:供液孔

1043:照射光用光纖

1044:反射光用光纖

1046:排液孔

M1、M2、M3:電動機

P1、P2、P3、P4、P5、P6:壓力室(氣囊)

Q:研磨液

TP1:第一輸送位置

TP2:第二輸送位置

TP3:第三輸送位置

TP4:第四輸送位置

TP5:第五輸送位置

TP6:第六輸送位置

TP7:第七輸送位置

圖1是表示本發明的一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。

圖2是示意性地表示第一研磨單元的立體圖。

圖3是示意性地表示頂環的構造的剖視圖。

圖4是示意性地表示頂環的其他的構造例的剖視圖。

圖5是用於說明使頂環旋轉以及擺動的機構的剖視圖。

圖6是示意性地表示研磨台的內部構造的剖視圖。

圖7是表示包括光學式感測器的研磨台的示意圖。

圖8是表示包括微波感測器的研磨台的示意圖。

圖9是表示修整器的立體圖。

圖10(a)是表示噴霧器的立體圖，圖10(b)是表示臂的下部的示意圖。

圖11(a)是表示噴霧器的內部構造的側視圖，圖11(b)是表示噴霧器的俯視圖。

圖12(a)是表示清洗部的俯視圖，圖12(b)是表示清洗部的側視圖。

圖13是表示清洗線路的一例的示意圖。

圖14是表示上側乾燥組件的縱剖視圖。

圖15是表示上側乾燥組件的俯視圖。

圖16是表示本發明的一實施方式的研磨裝置的整體結構的概略圖。

圖17是說明由臂轉矩檢測部進行的臂轉矩的檢測的方法的框圖。

圖18是表示電流檢測部生成的第一輸出的一例的圖。

圖19是表示終點檢測部的處理的流程圖。

圖20是表示具有光學式感測器的另一實施方式的圖。

圖21是表示具有光學式感測器的又一實施方式的圖。

圖22是表示終點部的膜構造是金屬和絕緣膜的混合在一起的狀態的情況下的例子的圖。

圖23是表示終點部的膜構造是金屬和絕緣膜的混合在一起的狀態的情況下的例子的圖。

圖24是表示終點部的膜構造是金屬和絕緣膜的混合在一起的狀態的情況下的例子的圖。

圖25是表示作為圖16的變形例的實施方式的圖。

圖26是表示由控制部進行的整體的控制的圖。

圖27是表示其他的實施方式的結構的圖。

圖28是表示圖27的實施方式的變形例的圖。

圖29是表示本發明的研磨裝置的感測器的其他的概略結構例的圖，圖29(a)是俯視圖，圖29(b)是側剖視圖。

圖30是表示其他實施方式的概略結構的圖。

圖31是表示又一實施方式的概略結構例的圖。

圖32是表示又一實施方式的研磨裝置的結構例的圖。

圖33是表示圖32的Y-Y箭頭方向視圖。

圖34是表示PN連接的例子的剖視圖。

圖35是表示由轉盤支承的多頭型頂環和研磨台的關係的概略側視圖。

圖36是表示由具有臂驅動部的轉盤支承的多頭型頂環和研磨台的關係的概略側視圖。

圖37是圖36所示的實施方式的俯視圖。

以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。此外，在以下的各實施方式中，對於相同或相應的部件標記相同的附圖標記並省略重複的說明。

圖1是表示本發明的一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。如圖1所示，該基板處理裝置包括殼體，即在本實施方式中為大致矩形形狀的殼體61。殼體61具有側壁700。殼體61的內部由隔壁1a、1b劃分為裝載/卸載部62、研磨部63和清洗部64。這些裝載/卸載部62、研磨部63以及清洗部64分別獨立地組裝，獨立地排氣。另外，基板處理裝置具有對基板處理操作進行控制的控制部65。

裝載/卸載部62包括兩個以上(在本實施方式中為四個)前裝載部20，在該前裝載部20載置有儲存多個半導體晶片(基板)的晶片盒。這些前裝載部20與殼體61相鄰地配置，並且沿著基板處理裝置的寬度方向(與長邊方向垂直的方向)排列。在前裝載部20能夠搭載開放式盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface：標準製造介面)盒或FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶片傳送盒)。在此，SMIF和FOUP是在內部收納晶片盒，並且通過用隔壁覆蓋，能夠保持與外部空間獨立的環境的密閉容器。

另外，在裝載/卸載部62沿著前裝載部20的排列鋪設有行駛機構21。在行駛機構21上設置有可沿著晶片盒的排列方向移動的兩台輸送機械手(裝載機)22。輸送機械手22通過在行駛機構21上移動而能夠進入搭載於前裝載部20的晶片盒。各輸送機械手22在上下包括兩隻手。在使處理後的半導體晶片返回到晶片盒時使用上側的手。在將處理前的半導體晶片從晶片盒卸載時使用下側的手。像這樣，上下的手用於不同目的。進一步，輸送機械手22的下側的手通過繞其軸心旋轉，能夠使半導體晶片反轉。

裝載/卸載部62是最需要保持清潔的狀態的區域。因此，裝載/卸載部62的內部始終維持在比基板處理裝置外部、研磨部63以及清洗部64中的任一個都高的壓力。研磨部63由於使用漿料作為研磨液，因此是最髒的區域。因此，在研磨部63的內部形成負壓，該壓力被維持在比清洗部64的內部壓力低。在裝載/卸載部62設置有篩檢程式風扇單元(未圖示)，該篩檢程式風扇單元具有HEPA篩檢程式、ULPA篩檢程式或化學篩檢程式等清潔空氣篩檢程式。從篩檢程式風扇單元始終吹出去除了顆粒、有毒蒸汽或有毒氣體的清潔空氣。

研磨部63是進行半導體晶片的研磨(平坦化)的區域，包括第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C和第四研磨單元3D。如圖1所示，第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C以及第四研磨單元3D沿著基板處理裝置的長邊方向排列。

如圖1所示，第一研磨單元3A包括研磨台30A、頂環31A、研磨液供給噴嘴32A、修整器33A和噴霧器34A。安裝有具有研磨面的研磨墊10附接到研磨台30A。頂環(保持部)31A保持半導體晶片，且一邊將半導體晶片按壓於研磨台30A上的研磨墊10一邊對半導體晶片進行研磨。研磨液供給噴嘴 32A將研磨液或修整液(例如，純水)供給到研磨墊10。修整器33A進行研磨墊10的研磨面的修整。噴霧器34A將其中混合有液體(例如純水)和氣體(例如氮氣)的流體或液體(例如純水)變成霧狀，並將流體或液體向研磨面噴射。

同樣地，第二研磨單元3B包括附接有研磨墊10的研磨台30B、頂環31B、研磨液供給噴嘴32B、修整器33B，以及噴霧器34B。第三研磨單元3C包括附接有研磨墊10的研磨台30C、頂環31C、研磨液供給噴嘴32C、修整器33C以及噴霧器34C。第四研磨單元3D包括附接有研磨墊10的研磨台30D、頂環31D、研磨液供給噴嘴32D、修整器33D以及噴霧器34D。

第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C以及第四研磨單元3D具有彼此相同的結構，因此關於研磨單元的詳細內容，在以下，將以第一研磨單元3A作為物件進行說明。

圖2是示意性地表示第一研磨單元3A的立體圖。頂環31A被頂環軸111支承。在研磨台30A的上表面貼附有研磨墊10，該研磨墊10的上表面構成用於研磨半導體晶片16的研磨面。此外，能夠代替研磨墊10而使用固定研磨顆粒。頂環31A以及研磨台30A如箭頭所示構成為繞其軸心旋轉。半導體晶片16通過真空吸附而保持在頂環31A的下表面。在研磨時，研磨液從研磨液供給噴嘴32A被供給到研磨墊10的研磨面，並且作為被研磨物的半導體晶片16通過頂環31A而被按壓於研磨面並被研磨。

圖3是示意性地表示頂環31A的構造的剖視圖。頂環31A經由萬向接頭637而連結於頂環軸111的下端。萬向接頭637是容許頂環31A和頂環軸111的彼此的傾斜，且將頂環軸111的旋轉傳遞給頂環31A的球形接頭。頂環 31A包括：大致圓盤狀的頂環主體638；以及配置於頂環主體638的下部的護環640。頂環主體638由如金屬或陶瓷等強度以及剛性較高的材料形成。另外，護環640由剛性較高的樹脂材料或陶瓷等形成。此外，也可以將護環640與頂環主體638一體地形成。

在形成於頂環主體638以及護環640的內側的空間內，容納有與半導體晶片16抵接的圓形的彈性墊642、彈性膜構成的環狀的加壓片643和用於保持彈性墊642的大致圓盤狀的夾持板644。彈性墊642的上周端部被夾持板644保持，在彈性墊642與夾持板644之間設置有四個壓力室(氣囊)P1、P2、P3、P4。壓力室P1、P2、P3、P4由彈性墊642和夾持板644形成。加壓空氣等加壓流體分別經由流體通路651、652、653、654而被供給到壓力室P1、P2、P3、P4，或者在壓力室P1、P2、P3、P4進行抽真空。中央的壓力室P1是圓形的，其他的壓力室P2、P3、P4是環狀的。這些壓力室P1、P2、P3、P4排列在同心上。

壓力室P1、P2、P3、P4的內部壓力能夠通過後述的壓力調整部而彼此獨立地變化，由此，能夠獨立地對相對於半導體晶片16的四個區域，即，中央部、內側中間部、外側中間部以及周緣部的按壓力進行調整。另外，通過使頂環31A的整體升降，能夠以規定的按壓力將護環640按壓於研磨墊10。在夾持板644與頂環主體638之間形成有壓力室P5，加壓流體經由流體通路655被供給到該壓力室P5，或者在該壓力室P5進行抽真空。由此，夾持板644以及彈性墊642整體能夠在垂直方向上運動。

半導體晶片16的周端部被護環640包圍，使得在研磨過程中半導體晶片16不會從頂環31A滑出。在構成壓力室P3的彈性墊642的部位形成有開口(未圖示)，通過在壓力室P3形成真空，能使半導體晶片16吸附並保持於頂環 31A。另外，通過向該壓力室P3供給氮氣、乾燥空氣或壓縮空氣等，能使半導體晶片16從頂環31A釋放。

圖4是示意性地表示頂環31A的其他構造例的剖視圖。在該例中，未設置夾持板，彈性墊642安裝於頂環主體638的下表面。另外，也未設置夾持板與頂環主體638之間的壓力室P5。作為替代，在護環640與頂環主體638之間配置有彈性囊646，在該彈性囊646的內部形成有壓力室P6。護環640可相對於頂環主體638相對地垂直運動。流體通路656與壓力室P6連通，加壓空氣等加壓流體能通過流體通路656而被供給到壓力室P6。壓力室P6的內部壓力能夠通過後述的壓力調整部進行調整。因此，能夠獨立于相對於半導體晶片16的按壓力而對護環640的相對於研磨墊10的按壓力進行調整。其他的結構以及操作與圖20所示的頂環的結構是相同的。在本實施方式中，能夠使用圖20或21中的任一種類型的頂環。

圖5是用於說明使頂環31A旋轉以及擺動的機構的剖視圖。頂環軸(例如，花鍵軸)111旋轉自如地支承於頂環頭660。另外，頂環軸111經由帶輪661、662以及帶663而與電動機M1的旋轉軸連結，頂環軸111以及頂環31A通過電動機M1繞其軸心旋轉。該電動機M1安裝於頂環頭660的上部。另外，頂環頭660和頂環軸111通過作為垂直驅動源的氣缸665連結。通過供給到該氣缸665的空氣(壓縮氣體)使頂環軸111以及頂環31A一體地上下運動。此外，也可代替氣缸665，而將具有滾珠絲杠以及伺服電動機的機構作為垂直驅動源使用。

頂環頭660經由軸承672而旋轉自如地支承于支承軸667。該支承軸667是固定軸，並且為不旋轉的構造。在頂環頭660設置有電動機M2，頂環頭660和電動機M2的相對位置是固定的。該電動機M2的旋轉軸經由未圖示的旋轉 傳遞機構(齒輪等)而與支承軸667連結，通過使電動機M2旋轉，頂環頭660以支承軸667為中心擺動(搖擺)。因此，通過頂環頭660的擺動運動，支承在頂環頭660的頂端的頂環31A在研磨台30A的上方的研磨位置與研磨台30A的側方的輸送位置之間移動。此外，在本實施方式中，使頂環31A擺動的擺動機構由電動機M2構成。

在頂環軸111的內部形成有在該頂環軸111的長度方向上延伸的貫通孔(未圖示)。上述的頂環31A的流體通路651、652、653、654、655、656通過該貫通孔而與設置於頂環軸111的上端的旋轉接頭669連接。經由該旋轉接頭669向頂環31A供給加壓氣體(清潔空氣)或氮氣等流體，另外從頂環31A真空排出氣體。在旋轉接頭669連接有與上述流體通路651、652、653、654、655、656(參照圖20以及圖21)連通的多個流體管670，這些流體管670與壓力調整部675連接。另外，向氣缸665供給加壓空氣的流體管671也與壓力調整部675連接。

壓力調整部675具有對向頂環31A供給的流體的壓力進行調整的電空調節器，與流體管670、671連接的配管，設置于這些配管的氣動閥，對作為這些氣動閥的工作源的空氣的壓力進行調整的電空調節器，以及在頂環31A形成真空的排出器等，並且這些集合並構成一個模組(單元)。壓力調整部675固定於頂環頭660的上部。向頂環31A的壓力室P1、P2、P3、P4、P5(參照圖20)供給的加壓氣體和向氣缸665供給的加壓空氣的壓力由該壓力調整部675的電空調節器調整。類似地，通過壓力調整部675的排出器在頂環31A的氣囊P1、P2、P3、P4內以及夾持板644與頂環主體638之間的壓力室P5內形成真空。

這樣一來，由於作為壓力調整設備的電空調節器或閥設置於頂環31A的附近，因此能提高頂環31A內的壓力的控制性。更具體而言，由於電空調節器和壓力室P1、P2、P3、P4、P5的距離短，因此相對於來自控制部65的 壓力變更指令的回應性提高。同樣地，由於作為真空源的排出器也設置於頂環31A的附近，因此在頂環31A內形成真空時的回應性提高。另外，能夠將壓力調整部675的背面作為電氣設備的安裝用台座使用，進而能夠去除以往需要的安裝用的框架。

頂環頭660、頂環31A、壓力調整部675、頂環軸111、電動機M1、電動機M2和氣缸665構成為一個模組(以下，稱為頂環組件)。即，頂環軸111、電動機M1、電動機M2、壓力調整部675和氣缸665附接於頂環頭660。頂環頭660構成為能夠從支承軸667拆卸。因此，通過將頂環頭660和支承軸667分離，能夠將頂環組件從基板處理裝置拆卸。根據這樣的結構，能夠提高支承軸667或頂環頭660等的可維護性。例如，在從軸承672產生異音時，能夠容易地更換軸承672，另外，在更換電動機M2或旋轉傳遞機構(減速機)時，也不需要拆卸相鄰的設備。

圖6是示意性地表示研磨台30A的內部構造的剖視圖。如圖6所示，在研磨台30A的內部埋設有對半導體晶片16的膜的狀態進行檢測的感測器676。在該例中，使用渦電流感測器作為感測器676。感測器676的信號被發送到控制部65，並且通過控制部65生成指示膜厚的監控信號。儘管該監控信號(以及感測器信號)的值不是表示膜厚本身的值，但監控信號的值根據膜厚而變化。因此，監控信號能夠被稱為表示半導體晶片16的膜厚的信號。

控制部65基於監控信號確定各個壓力室P1、P2、P3、P4的內部壓力，並且能向壓力調整部675發出指令以使得在各個壓力室P1、P2、P3、P4形成確定後的內部壓力。控制部65作為壓力控制部以及終點檢測部發揮作用，基於監控信號，該壓力控制部對各個壓力室P1、P2、P3、P4的內部壓力進行操作，該終點檢測部對研磨終點進行檢測。

和第一研磨單元3A同樣地，感測器676也設置於第二研磨單元3B、第三研磨單元3C以及第四研磨單元3D的每個研磨台中。控制部65根據從各個研磨單元3A~3D的感測器676發送來的信號生成監控信號，並且對在各個研磨單元3A~3D中的半導體晶片的研磨的進展進行監視。在多個半導體晶片被研磨單元3A~3D研磨的情況下，控制部65在研磨過程中對指示半導體晶片的膜厚的監控信號進行監視，並且基於這些監控信號，對頂環31A~31D的按壓力進行控制以使研磨單元3A~3D中的研磨時間大致相同。通過像這樣基於監控信號而對研磨過程中的頂環31A~31D的按壓力進行調整，能夠使研磨單元3A~3D中的研磨時間平均化。

半導體晶片16可以由第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C和第四研磨單元3D中的任一研磨單元研磨，或也可以由從這些研磨單元3A~3D中預先選擇的多個研磨單元連續地研磨。例如，可以按照第一研磨單元3A→第二研磨單元3B的順序對半導體晶片16進行研磨，或也可以按照第三研磨單元3C→第四研磨單元3D的順序對半導體晶片16進行研磨。進一步，也可以按照第一研磨單元3A→第二研磨單元3B→第三研磨單元3C→第四研磨單元3D的順序對半導體晶片16進行研磨。在任何一種情況下，都能夠通過使所有的研磨單元3A~3D的研磨時間平均化來提高生產量。

渦電流感測器適合在半導體晶片的膜是金屬膜的情況下使用。在半導體晶片的膜是氧化膜等具有透光性的膜的情況下，能夠使用光學式感測器作為感測器676。或者，也可以使用微波感測器作為感測器676。微波感測器能夠在金屬膜以及非金屬膜的任何一種情況下使用。以下，對光學式感測器以及微波感測器的一例進行說明。

圖7是表示包括光學式感測器的研磨台的示意圖。如圖7所示，在研磨台30A的內部埋設有對半導體晶片16的膜的狀態進行檢測的光學式感測 器676。該感測器676向半導體晶片16照射光，並且根據來自半導體晶片16的反射光的強度(反射強度或反射率)對半導體晶片16的膜的狀態(膜厚等)進行檢測。

另外，在研磨墊10安裝有用於使來自感測器676的光透過的透光部677。該透光部677由透過率較高的材質形成，例如，由非發泡型聚氨酯等形成。或者，也可以通過在研磨墊10設置貫通孔，並且在該貫通孔被半導體晶片16封閉的期間使透明液體從下方流過，而構成透光部677。透光部677配置于通過保持於頂環31A的半導體晶片16的中心的位置。

如圖7所示，感測器676包括：光源678a；作為發光部的發光光纖678b，該發光光纖678b將來自光源678a的光照射到半導體晶片16的被研磨面；作為受光部的受光光纖678c，該受光光纖678c接收來自被研磨面的反射光；分光器單元678d，該分光器單元678d在內部具有分光器以及多個受光元件，該分光器對通過受光光纖678c接收的光進行分光，該受光元件將被該分光器分光的光作為電資訊而積蓄；動作控制部678e，該動作控制部678e進行光源678a的接通以及斷開和分光器單元678d內的受光元件的讀取開始時機等的控制；以及電源678f，該電源678f向動作控制部678e供給電力。此外，經由動作控制部678e將電力供給到光源678a以及分光器單元678d。

發光光纖678b的發光端和受光光纖678c的受光端構成為相對於半導體晶片16的被研磨面大致垂直。作為分光器單元678d內的受光元件，能夠使用例如128元件的光電二極體陣列。分光器單元678d與動作控制部678e連接。來自分光器單元678d內的受光元件的資訊被發送到動作控制部678e，並且基於該資訊生成反射光的光譜資料。即，動作控制部678e讀取積蓄在受光元件的電資訊並生成反射光的光譜資料。該光譜資料表示根據波長而分解的反射光的強度，並根據膜厚的變化而變化。

動作控制部678e與上述控制部65連接。這樣一來，在動作控制部678e所生成的光譜資料被發送到控制部65。在控制部65中，基於從動作控制部678e接收到的光譜資料，計算出與半導體晶片16的膜厚相關聯的特性值，並將該特性值作為監控信號使用。

圖8是表示包括微波感測器的研磨台的示意圖。感測器676包括：將微波朝向半導體晶片16的被研磨面照射的天線680a；向天線680a供給微波的感測器主體680b；以及連結天線680a和感測器主體680b的導波管681。天線680a埋設於研磨台30A，並且被配置成與保持於頂環31A的半導體晶片16的中心位置相對。

感測器主體680b包括：生成微波並向天線680a供給微波的微波源680c；使由微波源680c所生成的微波(入射波)和從半導體晶片16的表面反射的微波(反射波)分離的分離器680d；以及接收被分離器680d分離出的反射波並檢測反射波的振幅以及相位的檢測部680e。此外，作為分離器680d，適合使用定向耦合器。

天線680a經由導波管681與分離器680d連接。微波源680c與分離器680d連接，由微波源680c所生成的微波經由分離器680d以及導波管681而被供給到天線680a。微波從天線680a朝向半導體晶片16照射，並且透過(貫通)研磨墊10到達半導體晶片16。來自半導體晶片16的反射波再次透過研磨墊10後由天線680a接收。

反射波從天線680a經由導波管681而被發送到分離器680d，通過分離器680d分離入射波和反射波。被分離器680d分離出的反射波被發送到檢測部680e。在檢測部680e檢測反射波的振幅以及相位。反射波的振幅被檢測為功率(dbm或W)或電壓(V)，反射波的相位由內置在檢測部680e的相位計量器(未圖示)檢測。被檢測部680e檢測出的反射波的振幅以及相位被發送到控制 部65，並且在此，基於反射波的振幅以及相位對半導體晶片16的金屬膜或非金屬膜等的膜厚進行解析。解析所得到的值作為監控信號被控制部65監視。

圖9是表示可作為本發明的一實施例使用的修整器33A的立體圖。如圖9所示，修整器33A包括：修整器臂685；旋轉自如地附接於修整器臂685的頂端的修整部件686；連結於修整器臂685的另一端的擺動軸688；以及作為驅動機構的電動機689，該電動機689以擺動軸688為中心使修整器臂685擺動(搖擺)。修整部件686具有圓形的修整面，在修整面固定有硬質的粒子。作為該硬質的粒子，可以列舉金剛石粒子和陶瓷粒子等。在修整器臂685內內置有未圖示的電動機，修整部件686能通過該電動機旋轉。擺動軸688與未圖示的升降機構連結，修整器臂685通過該升降機構下降，從而修整部件686能按壓研磨墊10的研磨面。

圖10(a)表示噴霧器34A的立體圖。噴霧器34A包括：在下部具有一個或多個噴射孔的臂690；與該臂690連結的流體流路691；以及支承臂690的擺動軸694。圖10(b)表示臂690的下部的示意圖。在圖10(b)所示的例子中，在臂690的下部以相等間隔地形成有多個噴射孔690a。作為流體流路691，能夠由軟管或管或它們的組合構成。

圖11(a)是表示噴霧器34A的內部構造的側視圖，圖11(b)是表示噴霧器34A的俯視圖。流體流路691的開口端部與未圖示的流體供給管連接，流體能從該流體供給管被供給到流體流路691。作為所使用的流體的例子，可以列舉液體(例如純水)，或液體和氣體的混合流體(例如，純水和氮氣的混合流體)等。流體流路691與臂690的噴射孔690a連通，流體成為霧狀並從噴射孔690a向研磨墊10的研磨面噴射。

如圖10(a)以及圖11(b)的虛線所示，臂690能夠以擺動軸694為中心而在清洗位置與退避位置之間回轉。臂690的可動角度是大約90°。通 常，臂690處於清洗位置，如圖1所示，沿著研磨墊10的研磨面的徑向配置。在研磨墊10的更換等維護時，臂690通過手動而移動到退避位置。因此，在維護時不需要拆卸臂690而能夠提高可維護性。此外，也可以將旋轉機構連結於擺動軸694，並且通過該旋轉機構使臂690回轉。

如圖11(b)所示，在臂690的兩側面設置有彼此形狀不同的兩個加強部件696、696。通過設置這些加強部件696、696，在臂690在清洗位置與退避位置之間進行回轉動作時，臂690的軸心不會大幅地搖晃，進而能夠有效地進行噴霧動作。另外，噴霧器34A包括用於固定臂690的回轉位置(臂690能夠回轉的角度範圍)的杆695。即，通過操作杆695，能夠配合條件對臂690的能夠回轉角度進行調整。當轉動杆695時，臂690變得能夠自由回轉，並且通過手動使臂690在清洗位置與退避位置之間移動。並且，當扭緊杆695時，臂690的位置在清洗位置和退避位置中的任一位置固定。

噴霧器的臂690能夠為可折疊的構造。具體而言，臂690也可以由通過接頭連結的至少兩個臂部件構成。這種情況下，折疊時的臂部件彼此形成的角度為1°以上且45°以下，優選5°以上且30°以下。當臂部件彼此形成的角度比45°大時，臂690佔用的空間變大，當為小於1°時，則不得不使臂690的寬度變薄，機械強度變低。在該例中，臂690也可以構成為不繞擺動軸694旋轉。在如更換研磨墊10的更換等維護時，通過折疊臂690，能夠使噴霧器不成為維護作業的阻礙。作為其他的變形例，能夠使噴霧器的臂690構成為伸縮自如的構造。在該例中，通過在維護時縮短臂690，能使噴霧器不會成為阻礙。

設置該噴霧器34A的目的在於通過高壓的流體對殘留在研磨墊10的研磨面的研磨屑或研磨顆粒等進行沖洗。通過由噴霧器34A的流體壓帶來的研磨面的淨化，並由作為機械接觸的修整器33A進行的研磨面的磨銼作業，能 夠達成更優選的修整，即研磨面的再生。通常，在接觸型的修整器(金剛石修整器等)進行修整後，進行由噴霧器進行的研磨面的再生的情況較多。

接下來，根據圖1對用於輸送半導體晶片的輸送機構進行說明。輸送機構包括升降器11、第一線性輸送機66、擺動式輸送機12、第二線性輸送機67和臨時放置台180。

升降器11從輸送機械手22接收半導體晶片。第一線性輸送機66在第一輸送位置TP1、第二輸送位置TP2、第三輸送位置TP3以及第四輸送位置TP4之間輸送從升降器11接收到的半導體晶片。第一研磨單元3A以及第二研磨單元3B從第一線性輸送機66接收半導體晶片並對半導體晶片進行研磨。第一研磨單元3A以及第二研磨單元3B將研磨後的半導體晶片交接給第一線性輸送機66。

擺動式輸送機12在第一線性輸送機66與第二線性輸送機67之間進行半導體晶片的交接。第二線性輸送機67在第五輸送位置TP5、第六輸送位置TP6以及第七輸送位置TP7之間輸送從擺動式輸送機12接收到的半導體晶片。第三研磨單元3C以及第四研磨單元3D從第二線性輸送機67接收半導體晶片並對半導體晶片進行研磨。第三研磨單元3C以及第四研磨單元3D將研磨後的半導體晶片交接給第二線性輸送機67。由研磨單元3A~3D進行了研磨處理的半導體晶片通過擺動式輸送機12被放置到臨時放置台180。

圖12(a)是表示清洗部64的俯視圖，圖12(b)是表示清洗部64的側視圖。如圖12(a)以及圖12(b)所示，清洗部64被劃分為第一清洗室190、第一輸送室191、第二清洗室192、第二輸送室193和乾燥室194。在第一清洗室190內配置有沿著縱向排列的上側一次清洗組件201A以及下側一次清洗組件201B。上側一次清洗組件201A配置於下側一次清洗組件201B的上方。類似地，在第二清洗室192內配置有沿著縱向排列的上側二次清洗組件202A以及 下側二次清洗組件202B。上側二次清洗組件202A配置於下側二次清洗組件202B的上方。一次以及二次清洗組件201A、201B、202A、202B是使用清洗液對半導體晶片進行清洗的清洗機。由於這些一次以及二次清洗組件201A、201B、202A、202B沿著垂直方向排列，因此可獲得佔用面積小這樣的優點。

在上側二次清洗組件202A與下側二次清洗組件202B之間設置有半導體晶片的臨時放置台203。在乾燥室194內配置有沿著縱向排列的上側乾燥組件205A以及下側乾燥組件205B。這些上側乾燥組件205A以及下側乾燥組件205B彼此分離。在上側乾燥組件205A以及下側乾燥組件205B的上部設置有將乾淨的空氣分別供給到乾燥組件205A、205B內的篩檢程式風扇單元207、207。上側一次清洗組件201A、下側一次清洗組件201B、上側二次清洗組件202A、下側二次清洗組件202B、臨時放置台203、上側乾燥組件205A以及下側乾燥組件205B經由螺栓等而被固定於未圖示的框架。

在第一輸送室191配置有能夠上下運動的第一輸送機械手209，在第二輸送室193配置有能夠上下運動的第二輸送機械手210。第一輸送機械手209以及第二輸送機械手210分別移動自如地支承於在縱向上延伸的支承軸211、212。第一輸送機械手209以及第二輸送機械手210在其內部具有電動機等驅動機構，沿著支承軸211、212在上下移動自如。與輸送機械手22同樣地，第一輸送機械手209具有上下兩隻手。如圖12(a)的虛線所示，第一輸送機械手209的下側的手配置於能夠進入上述臨時放置台180的位置。在第一輸送機械手209的下側的手進入臨時放置台180時，設置於隔壁1b的閘門(未圖示)打開。

第一輸送機械手209進行動作以在臨時放置台180、上側一次清洗組件201A、下側一次清洗組件201B、臨時放置台203、上側二次清洗組件202A和下側二次清洗組件202B之間輸送半導體晶片16。在輸送清洗前的半導體晶片(附著有漿料的半導體晶片)時，第一輸送機械手209使用下側的手，在 輸送清洗後的半導體晶片時，第一輸送機械手209使用上側的手。第二輸送機械手210進行動作以在上側二次清洗組件202A、下側二次清洗組件202B、臨時放置台203、上側乾燥組件205A、下側乾燥組件205B之間輸送半導體晶片16。第二輸送機械手210由於僅輸送清洗後的半導體晶片，因此僅包括一隻手。圖1所示的輸送機械手22使用其上側的手從上側乾燥組件205A或下側乾燥組件205B卸載半導體晶片，並且使半導體晶片返回到晶片盒。在輸送機械手22的上側手進入乾燥組件205A和205B時，設置於隔壁1a的閘門(未圖示)打開。

清洗部64由於包括兩台一次清洗組件以及兩台二次清洗組件，因此能夠構成並列地對多個半導體晶片進行清洗的多個清洗線路。“清洗線路”是指在清洗部64的內部，一個半導體晶片被多個清洗組件清洗時的移動路徑。例如，如圖13所示，能夠按照第一輸送機械手209、上側一次清洗組件201A、第一輸送機械手209、上側二次清洗組件202A、第二輸送機械手210，然後上側乾燥組件205A的順序輸送一個半導體晶片(參照清洗線路1)，與此並列地，按照第一輸送機械手209、下側一次清洗組件201B、第一輸送機械手209、下側二次清洗組件202B、第二輸送機械手210，然後下側乾燥組件205B的順序輸送其他的半導體晶片(參照清洗線路2)。這樣一來，通過兩個並列的清洗線路，能夠幾乎同時地對多個(典型地為兩片)半導體晶片進行清洗以及乾燥。

接下來，對上側乾燥組件205A以及下側乾燥組件205B的結構進行說明。上側乾燥組件205A以及下側乾燥組件205B均是進行旋轉移動乾燥的乾燥機。由於上側乾燥組件205A以及下側乾燥組件205B具有相同的結構，因此以下對上側乾燥組件205A進行說明。圖14是表示上側乾燥組件205A的縱剖視圖，圖15是表示上側乾燥組件205A的俯視圖。上側乾燥組件205A包括基台401，以及支承於該基台401的四根圓筒狀的基板支承部件402。基台401固定於 旋轉軸406的上端，該旋轉軸406由軸承405旋轉自如地支承。軸承405固定於與旋轉軸406平行延伸的圓筒體407的內周面。圓筒體407的下端附接於架台409，並且圓筒體407的位置是固定的。旋轉軸406經由帶輪411和412以及帶414而與電動機415連結，通過驅動電動機415，基台401以其軸心為中心而旋轉。

在基台401的上表面固定有旋轉罩450。此外，圖14表示了旋轉罩450的縱剖面。旋轉罩450被配置成包圍半導體晶片16的整周。旋轉罩450的縱剖面形狀向徑向內側傾斜。另外，旋轉罩450的縱剖面由平滑的曲線構成。旋轉罩450的上端接近半導體晶片16，旋轉罩450的上端的內徑被設定為比半導體晶片16的直徑稍大。另外，在旋轉罩450的上端，與各個基板支承部件402對應地形成有沿著基板支承部件402的外周面形狀的缺口450a。在旋轉罩450的底面形成有傾斜地延伸的液體排出孔451。

在半導體晶片16的上方配置有將純水作為清洗液供給到半導體晶片16的表面(前表面)的前噴嘴454。前噴嘴454朝向半導體晶片16的中心配置。該前噴嘴454與未圖示的純水供給源(清洗液供給源)連接，通過前噴嘴454將純水供給到半導體晶片16的表面的中心。作為清洗液，可列舉除純水之外的藥液。另外，在半導體晶片16的上方並列地配置有用於執行旋轉移動乾燥的兩個噴嘴460和461。噴嘴460是用於向半導體晶片16的表面供給IPA蒸汽(異丙醇和N2氣體的混合氣體)的部件，噴嘴461是為了防止半導體晶片16的表面的乾燥而供給純水的部件。這些噴嘴460和461構成為能夠沿著半導體晶片16的徑向移動。

在旋轉軸406的內部配置有連接於清洗液供給源465的後噴嘴463和連接於乾燥氣體供給源466的氣體噴嘴464。在清洗液供給源465作為清洗液儲存有純水，純水通過後噴嘴463而被供給到半導體晶片16的背面。另外，在 乾燥氣體供給源466作為乾燥氣體儲存有N₂氣體或乾燥空氣等，並且乾燥氣體通過氣體噴嘴464而被供給到半導體晶片16的背面。

接下來，停止來自前噴嘴454的純水的供給，使前噴嘴454移動到遠離半導體晶片16的規定的待機位置，並且使兩個噴嘴460和461移動到半導體晶片16的上方的作業位置。然後，一邊使半導體晶片16以30~150min^-1的速度低速旋轉，一邊從噴嘴460朝向半導體晶片16的表面供給IPA蒸汽且從噴嘴461朝向半導體晶片16的表面供給純水。此時，也從後噴嘴463向半導體晶片16的背面供給純水。然後，使兩個噴嘴460和461同時沿著半導體晶片16的徑向移動。由此，能乾燥半導體晶片16的表面(上表面)。

之後，使兩個噴嘴460和461移動到規定的待機位置，並且停止來自後噴嘴463的純水的供給。然後，使半導體晶片16以1000~1500min^-1的速度高速旋轉，甩下附著在半導體晶片16的背面的純水。此時，將乾燥氣體從氣體噴嘴464吹到半導體晶片16的背面。這樣一來，半導體晶片16的背面被乾燥。乾燥後的半導體晶片16通過圖1所示的輸送機械手22被從乾燥組件205A卸載，並且返回到晶片盒。這樣一來，對半導體晶片進行包括研磨、清洗以及乾燥的一連串的處理。根據上述那樣構成的乾燥組件205A，能夠迅速且有效地乾燥半導體晶片16的兩個表面，另外，能夠準確地控制乾燥處理的結束時間點。因此，用於乾燥處理的處理時間不會成為清洗過程整體的控速工序。另外，由於能夠使形成於清洗部4的上述的多個清洗線路上的處理時間平均化，因此能夠提高過程整體的生產量。

根據本實施方式，在將半導體晶片輸送到研磨裝置時(裝載前)，半導體晶片處於乾燥狀態，在研磨和清洗結束後，在卸載前，半導體晶片為乾燥狀態，並被卸載到基板盒。能夠將處於乾燥狀態的半導體晶片從研磨裝置卸載到到盒中。即，乾燥/變乾(dry in/dry out)是可能的。

被放置到臨時放置台180的半導體晶片經由第一輸送室191而被輸送到第一清洗室190或第二清洗室192。在第一清洗室190或第二清洗室192中對半導體晶片進行清洗處理。在第一清洗室190或第二清洗室192中被清洗處理後的半導體晶片經由第二輸送室193而被向乾燥室194輸送。在乾燥室194中對半導體晶片進行乾燥處理。乾燥處理後的半導體晶片被輸送機械手22從乾燥室194卸載並返回到盒。

圖16是表示本發明的一實施方式的研磨單元(研磨裝置)的整體結構的概略圖。如圖16所示，研磨裝置包括：研磨台30A；以及保持作為被研磨物的半導體晶片等基板並將該基板按壓於研磨台上的研磨面的頂環31A(保持部)。

第一研磨單元3A是用於在研磨墊10和與研磨墊10相對地配置的半導體晶片16之間進行研磨的研磨單元。第一研磨單元3A具有：用於保持研磨墊10的研磨台30A；以及用於保持半導體晶片16的頂環31A。第一研磨單元3A具有：用於保持頂環31A的擺動臂110；用於擺動擺動臂110的擺動軸電動機14；以及向擺動軸電動機14供給驅動電力的驅動器18。進一步，第一研磨單元3A具有：對施加到擺動臂110的臂轉矩進行檢測的臂轉矩檢測部26；以及基於臂轉矩檢測部26檢測出的臂轉矩26a，對表示研磨的結束的研磨終點進行檢測的終點檢測部28。終點檢測部28使用臂轉矩檢測部26的輸出以及後述的電流檢測部810的輸出中的至少一個來檢測表示研磨的結束的研磨終點。

根據參照圖16~圖37進行說明的本實施方式，在將頂環保持在擺動臂的端部的方式中，能夠提高研磨終點檢測的精度。在本實施方式中，作為研磨終點檢測手段，能夠使用基於臂轉矩的方法和檢測並利用驅動以旋轉研磨台或頂環的驅動部的驅動負荷的方法。本實施方式在將頂環保持於擺動臂的端部的方法中，對基於臂轉矩而進行研磨終點檢測的方法進行說明，但對驅動 以旋轉研磨台或頂環的驅動部的驅動負荷進行檢測，並進行研磨終點檢測也同樣能夠實施。

保持部、擺動臂、臂驅動部和轉矩檢測部構成一組，具有相同的結構的組分別設置於第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C和第四研磨單元3D。

研磨台30A經由台軸102而與作為配置在研磨台30A的下方的驅動部的電動機M3(參照圖2)連結，並且可繞該台軸102旋轉。在研磨台30A的上表面貼附有研磨墊10，研磨墊10的表面101構成研磨半導體晶片16的研磨面。在研磨台30A的上方設置有研磨液供給噴嘴(未圖示)。研磨液Q通過研磨液供給噴嘴而向研磨台30A上的研磨墊10供給。如圖16所示，也可以在研磨台30A的內部埋設有渦電流感測器50，該渦電流感測器50通過在半導體晶片16內生成渦電流，並檢測該渦電流，能夠檢測研磨終點。

頂環31A由頂環主體24和護環23構成，頂環主體24將半導體晶片16按壓於研磨面101，護環23保持半導體晶片16的外周緣以使半導體晶片16不會從頂環飛出。

頂環31A與頂環軸111連接。頂環軸111通過未圖示的垂直運動機構而相對於擺動臂110垂直運動。通過頂環軸111的垂直運動，使頂環31A的整體相對於擺動臂110升降並定位。

另外，頂環軸111經由鍵(未圖示)而與旋轉筒112連結。在該旋轉筒112的外周部包括定時帶輪113。在擺動臂110固定有頂環用電動機114。上述定時帶輪113經由定時帶115而與設置於頂環用電動機114的定時帶輪116連接。當頂環用電動機114旋轉時，旋轉筒112以及頂環軸111經由定時帶輪116、定時帶115以及定時帶輪113一體地旋轉，並且頂環31A旋轉。

擺動臂110與擺動軸電動機14的旋轉軸連接。擺動軸電動機14固定於擺動臂軸117。因此，擺動臂110可旋轉地支承於擺動臂軸117。

頂環31A能夠在其下表面保持半導體晶片16等基板。擺動臂110能夠以擺動臂軸117為中心回轉。當擺動臂110轉動時，將半導體晶片16保持在其下表面的頂環31A而從半導體晶片16的接收位置向研磨台30A的上方移動。並且，使頂環31A下降，並將半導體晶片16按壓於研磨墊10的表面(研磨面)101。此時，使頂環31A以及研磨台30A分別旋轉。同時，將研磨液從設置於研磨台30A的上方的研磨液供給噴嘴供給到研磨墊10上。這樣一來，使半導體晶片16與研磨墊10的研磨面101滑動，並對半導體晶片16的表面進行研磨。

第一研磨單元3A具有驅動以旋轉研磨台30A的台驅動部(未圖示)。第一研磨單元3A也可以具有對施加到研磨台30A的台轉矩進行檢測的台轉矩檢測部(未圖示)。台轉矩檢測部能夠根據旋轉電動機即台驅動部的電流對台轉矩進行檢測。終點檢測部28可以僅根據臂轉矩檢測部26檢測到的臂轉矩26a對表示研磨的結束的研磨終點進行檢測，也可以考慮台轉矩檢測部檢測到的台轉矩，並對表示研磨的結束的研磨終點進行檢測。

在圖16中，在擺動臂110的與擺動軸電動機14連接的連接部中，臂轉矩檢測部26對施加到擺動臂110的臂轉矩26a進行檢測。具體而言，臂驅動部是使擺動臂110旋轉的擺動軸電動機(旋轉電動機)14，臂轉矩檢測部26根據擺動軸電動機14的電流值，對施加到擺動臂110的臂轉矩26a進行檢測。擺動軸電動機14的電流值是取決於擺動臂110的與擺動軸電動機14連接的連接部中的臂轉矩的量。在本實施方式中，擺動軸電動機14的電流值是從驅動器18向擺動軸電動機14供給的電流值18b。

根據圖17對通過臂轉矩檢測部26檢測臂轉矩26a的檢測方法進行說明。從控制部65向驅動器18輸入與擺動臂110的位置有關的位置指令65a。位 置指令65a是相當於擺動臂110相對於擺動臂軸117的旋轉角度的資料。另外，從內置並附接於擺動軸電動機14的編碼器36向驅動器18輸入擺動臂軸117的旋轉角度36a。

編碼器36是能夠對擺動軸電動機14的旋轉軸的旋轉角度36a，即擺動臂軸117的旋轉角度36a進行檢測的部件。在圖17中，擺動軸電動機14和編碼器36獨立地圖示，但實際上擺動軸電動機14和編碼器36是一體化的。作為這樣的一體型電動機的一例，存在帶回饋編碼器的同步型AC伺服電動機。

驅動器18具有偏差電路38、電流生成電路40和PMW電路42。偏差電路38根據位置指令65a和旋轉角度36a，求出位置指令65a和旋轉角度36a的偏差38a。偏差38a和電流值18b被輸入到電流生成電路40。電流生成電路40根據偏差38a和目前的電流值18b生成與偏差38a相應的電流指令18a。PMW電路42被輸入電流指令18a，並通過PWM(Pulse Width Modulation：脈寬調製)控制生成電流值18b。電流值18b是能夠驅動擺動軸電動機14的三相(U相、V相、W相)的電流。電流值18b被供給到擺動軸電動機14。

電流指令18a是取決於擺動軸電動機14的電流值的量，並且是取決於臂轉矩的量。臂轉矩檢測部26對電流指令18a進行AD轉換、增幅、整流和有效值轉換等的處理中的至少一個處理之後，將處理後的電流指令作為臂轉矩26a而輸出到終點檢測部28。

電流值18b是擺動軸電動機14的電流值本身，並且是取決於臂轉矩的量。臂轉矩檢測部26也可以根據電流值18b對施加到擺動臂110的臂轉矩26a進行檢測。臂轉矩檢測部26能夠使用如霍爾感測器等電流感測器來檢測電流值18b。

根據圖17對通過電流檢測部810(檢測部)檢測電動機電流的檢測方法進行說明，電流檢測部810檢測出用於驅動以旋轉研磨台的電動機M3 (第一電動機，參照圖2)，用於驅動以旋轉頂環31A的電動機M1(第二電動機，參照圖5)，以及用於擺動擺動臂的電動機M2(第三電動機，參照圖5)中的一個電動動機的電流值，並生成第一輸出。在本實施方式中，電流檢測部810檢測電動機M2的電流值，並生成第一輸出810a。向電流檢測部810輸入三相(U相、V相、W相)的電流值18b。

電流檢測部810對於各個U相、V相、W相的電流值18b例如每隔10毫秒進行抽樣，對於抽樣後的電流值18b分別求出100毫秒的移動平均。進行移動平均的目的在於降低雜訊。之後，關於U相、V相、W相的電流值18b，進行全波整流，然後通過有效值轉換而分別求出有效值。在計算出有效值後，對這三個值進行加算來生成第一輸出810a。電流檢測部810將已生成的第一輸出810a輸出到終點檢測部28。

此外，降噪處理並不限於上述移動平均的處理，能夠進行各種降噪處理。另外，電流檢測部810也可以對電流值18b進行有效值計算之外的處理。例如，也可以在計算出電流值18b的各個絕對值之後，對這三個值進行加算來生成第一輸出810a。另外，電流檢測部810也可以將電動機的三相的電流值的絕對值的平方的和作為第一輸出而生成。進一步，也可以僅對U相、V相、W相的三相的電流值18b中的一相或兩相計算出有效值。第一輸出如果是能夠表示轉矩的變化的量，則能夠設定為任意的量。

基於第一輸出檢測表示研磨的結束的研磨終點的終點檢測部28是如下那樣的變化檢測部：在使半導體晶片16(被研磨物)繞擺動臂110上的擺動中心108擺動並研磨半導體晶片16時，使第一輸出的變化量增加，並對研磨墊10與半導體晶片16之間的摩擦力的變化進行檢測。終點檢測部28根據摩擦力的變化檢測表示研磨的結束的研磨終點。

第一輸出和擺動臂110的擺動運動是同步的。另外，第一輸出和施加到擺動臂110的擺動中心108中的臂轉矩的變動是同步的。以下，關於這一點將根據圖18進行說明。圖18表示電流檢測部810生成的第一輸出810a的具體的一例。橫軸是時間(秒)，縱軸是電流(安培)。圖18表示在研磨開始後摩擦力變化的區域900的前後的第一輸出810a。在本實施方式中，區域900相當於表示研磨的結束的研磨終點。

此外，在圖18的情況下，研磨終點是曲線906的振幅暫時變大的時候，但研磨終點處的曲線906的振幅的舉動存在各種的類型。例如，在曲線906的振幅逐漸變大並且比規定值大時是研磨終點的情況，或曲線906的振幅逐漸變小並且振幅比規定值小時是研磨終點的情況等。

在圖18中，在不使擺動臂110擺動而進行研磨時的電流檢測部810的輸出902。第一輸出810a是正弦波那樣的波形。輸出902與第一輸出810a不同，是幾乎恒定的值。在區域900的前後輸出902的大小不同。例如，將第一輸出810a以數秒的大小進行移動平均而得到的曲線906是幾乎恒定的值。在區域900的前後曲線906的大小也不同。當對區域900的前後處的曲線906的大小的差908和區域900的前後處的輸出902的大小的差904進行比較時，差904較大。

因此，在不使擺動臂110擺動的狀態下研磨時，根據電流檢測部810的輸出902，能夠直接地檢測研磨的結束。另一方面，使動臂110擺動而進行研磨時，如圖18所示，存在難以根據電流檢測部810的第一輸出810a直接地檢測研磨的結束的情況。在本實施方式中，在這種情況下，如後述那樣地使第一輸出810a的變化量增加，並對研磨墊10與半導體晶片16之間的摩擦力的變化進行檢測。

此外，第一輸出810a是正弦波那樣的波形的理由如下。第一輸出810a具有週期910，並且具有最大值912和最小值914。擺動臂110在規定的軌 跡上擺動並反復進行往復運動。在取最大值912時，擺動臂110在規定的軌跡上處於研磨台30A的最外部。此時，可以認為研磨台30A的轉速在規定的軌跡上最快，研磨墊10與半導體晶片16之間的摩擦力最大。另一方面，在取最小值914時，擺動臂110在規定的軌跡上處於研磨台30A的最中心部。此時，可以認為研磨台30A的轉速在規定的軌跡上最慢，研磨墊10與半導體晶片16之間的摩擦力最小。

接下來，對使本實施方式中的第一輸出810a的變化量增加的方法的大概內容進行說明。為了使變化量增加，將第一輸出810a乘以規定的係數A，並將相乘的結果(以下，將該結果稱為“Offset值”)加到第一輸出810a上。即，將第一輸出810a乘以(1+A)倍。作為係數A的值優選“1”以上。使乘以(1+A)倍後的第一輸出810a的值平均化。在圖18中表示平均化而得到的曲線916。當將區域900的前後處的曲線916的大小的差918和差908進行比較時，差918大得多。

終點檢測部28被輸入第一輸出810a而進行上述處理。根據圖19對終點檢測部28中的該處理進行詳細地說明。當開始研磨時，終點檢測部28從電流檢測部810取得第一輸出810a(步驟S10)。終點檢測部28根據這次的第一輸出810a以及已存儲在終點檢測部28中的過去的第一輸出810a搜索當前時間點對應的是第幾次的擺動週期(步驟S12)。在第一次的擺動週期的情況下，由於研磨狀態不穩定，因而進行搜索擺動週期的對象，不使用第一輸出810a。關於擺動週期的搜索是通過對第一輸出810a中的峰值(最大值912或最小值914)進行檢測，而將峰值與峰值之間作為一個週期對擺動週期進行檢測。

終點檢測部28對已進行檢測的擺動週期是第幾次擺動週期進行判定(步驟S14)。在擺動週期是第一次時，返回到步驟S10，並且從電流檢測部810取得第一輸出810a。在擺動週期是第二次以後時，終點檢測部28對第一 輸出810a是否處於有效區間內進行判定(步驟S16)。有效區間是指在研磨開始後經過了規定期間後的時間區間。設置有效區間的理由是，由於在研磨開始後的規定期間內研磨狀態不穩定，因而不使用第一輸出810a。有效區間設定為比擺動週期長。進行有效區間的判定以及擺動週期是第二次以後的判定這雙重判定的理由是防止關於研磨狀態是否穩定的錯誤判定。

在不是有效區間時，返回到步驟S10，從電流檢測部810取得第一輸出810a。在是有效區間時，計算第一輸出810a的振幅(步驟S18)。振幅的計算通過求出與最新的(之前)的最小值914的差來進行。即，在檢測出最小值914時，在到檢測出下一次的最小值914為止的期間內求出之前的最小值914和第一輸出810a的差。通過比較前後的第一輸出810a能檢測出最小值914。例如，比較最新的三個第一輸出810a，在第二個值比第一個值以及第三個值小時，判斷第二個值是最小值914。

此外，僅比較最新的三個第一輸出810a的情況下，存在雜訊導致的錯誤判定的情況。作為對策，在判斷第二個值是最小值914之後，相對於後續的數個測定值，進行最大值912是否出現的判定。這是因為可以認為在相對於後續的數個測定值，最大值912出現時，將局部的最小值判定為最小值914。最大值912是否出現的判定例如像如下那樣進行。對最新的三個第一輸出810a進行比較，在第二個值比第一個值以及第三個值大時，判斷第二個值是最大值912。在最大值912出現時，判斷為錯誤判定。

使用所得到的振幅，來進行振幅x係數A這樣的計算(步驟S20)。振幅x係數A這樣的計算是用於使第一輸出增幅的一個方法。作為使第一輸出增幅的方法，存在種種可能。後述的步驟S26也能夠認為是這樣的方法之一。接下來，對於振幅x係數A進行平均(步驟S22)。平均例如是關於第一輸出810a的三個週期的長度的移動平均。進行平均的目的在於降噪。所得到的 平均值為Offset值(步驟S24)。將所得到的Offset值加到第一輸出810a上(步驟S26)。步驟S26是將與第一輸出相應的規定值加到第一輸出上的處理。將Offset值加到第一輸出810a上的目的是，如上述那樣，通過增大第一輸出810a的振幅，而增大第一輸出810a的變化量。

相對於被加算後的第一輸出810a，進行預備平均以及平均(步驟S28、步驟S30)。進行預備平均以及平均這兩個平均的目的是改變移動平均的長度，並降低不同週期的雜訊。也可以根據雜訊的種類和大小，僅進行預備平均以及平均中的一個。由預備平均以及平均所得到的是如圖18所示的曲線916。曲線916是使第一輸出平滑化後的量，並且是終點檢測部28求出的量。平滑化後的量是取決於第一輸出的振幅的大小的量。曲線916能夠認為是使第一輸出平滑化，並僅提取第一輸出的振幅的大小的量。曲線916如所述的那樣能夠通過移動平均求出，但也能夠使用低通濾波器等來對第一輸出進行處理而得到。

為了檢測出第一輸出810a的變化，對曲線916進行微分(步驟S32)。平均微分後的結果而降低雜訊(步驟S34)。終點檢測部28根據所得到的結果檢測研磨的結束。接下來，終點檢測部28對研磨是否結束進行判定(步驟S36)。在研磨沒有結束時，返回到步驟S10。

步驟S14、步驟S16中的擺動週期的次數和有效區間的長度，以急步驟S22、S28、S30、S34中的移動平均的長度能夠作為參數存儲在終點檢測部28內。通過變更參數，能夠變更擺動週期的次數、有效區間的長度和移動平均的長度。

如本實施方式那樣，一邊使擺動臂110擺動一邊進行研磨的優點如下。當與不使擺動臂110擺動的情況相比時，由於不需要使擺動臂110停止的操作，因此時間效率提高。即，生產性提高。具體而言，在不使擺動臂110擺 動的情況下，在研磨停止/恢復時，產生研磨的狀態變化，另外，產生時間損失。狀態變化是指例如僅在研磨墊10的表面的特定的區域產生的劣化(研磨墊10的同心圓狀的劣化)。由於處理的數量很多，因此在研磨墊10的相同部位進行研磨的情況下該劣化尤其顯著。在不使擺動臂110擺動的情況下，僅使用研磨墊10的特定的地方(研磨墊10上的同心圓上的特定的地方)，從而研磨墊10局部劣化。由於研磨墊10的劣化平均化，因此研磨墊10的壽命延長。

另外，在不使擺動臂110擺動的情況下，與使擺動臂110擺動的情況相比，由於漿料固定於頂環31A的下方，因此處於頂環31A的下方的漿料劣化。換句話說，漿料難以朝向半導體晶片16的中心移動。當擺動臂110擺動時，由於漿料沒有固定於頂環31A的下方，因此能夠通過新鮮的漿料對半導體晶片16進行研磨。

此外，在本實施方式中，由於進行Offset值的計算、加算、平均等的處理，因此在處理中產生遲延。在由於遲延，而產生研磨的終點檢測變得延遲的問題的情況下，能夠採取以下對策。在接近研磨終點時，放慢研磨速度。具體而言，例如，放慢研磨台30A的轉速或降低頂環31A按壓半導體晶片16的接觸壓力等。關於放慢研磨速度的時機，能夠根據過去的研磨資料進行判斷。

作為遲延對策，能夠使用考慮到研磨終點的檢測延遲，而提前設定判定研磨結束的時間的方法。另外，也能夠使用如下方法：並用渦電流感測器、光學式感測器等其他種類的終點檢測感測器，對研磨的結束進行判定。

在本實施方式中，對在研磨台30A的平面上在左右方向(圓周方向)上擺動的擺動臂110進行了說明。然而，本實施方式也能夠應用在研磨台30A的平面上，在研磨台30A的旋轉中心與研磨台30A的端部之間在半徑方向上沿直線方向往復的臂。這是因為在研磨台30A的旋轉中心摩擦力最小，在研磨 台30A的端部摩擦力最大，摩擦力週期性地變化。此外，在本實施方式中，終點檢測部28使用第一輸出810a來進行終點檢測，但也可以使用臂轉矩26a來進行終點檢測。此時，對於臂轉矩26a，終點檢測部28進行如圖19所示的處理。

此外，終點檢測部28能夠構成為具有CPU、記憶體、輸入或輸出裝置的電腦。此時，能夠將作為變化檢測部單元發揮作用的程式存儲在記憶體中，在使半導體晶片16繞擺動臂110上的擺動中心108擺動並對半導體晶片16進行研磨時，該變化檢測部單元使第一輸出的變化量增加，並對研磨墊10與半導體晶片16之間的摩擦力的變化進行檢測。

接下來，根據圖20對具有光學式感測器的其他的實施方式進行說明。在本方式中，並用擺動研磨台30A的擺動軸電動機14的轉矩變動的檢測和通過光學式感測器進行的半導體晶片16的研磨面的反射率的檢測。為了檢測終點，在研磨台30A安裝有感測器。感測器是光學式感測器724。作為光學式感測器724，使用利用了如光纖的感測器等。此外，也能夠使用渦電流感測器來代替光學式感測器724。

圖20的實施方式的情況能夠解決以下課題。為了檢測終點，在僅使用轉矩變動檢測方式或光學式檢測方式中的一方的情況下，在被研磨物的研磨過程中，金屬膜的研磨和絕緣膜的研磨混合在一起的情況下，存在以下問題。轉矩變動檢測方式適合於金屬膜和絕緣膜的邊界的檢測，光學式檢測方法適合於膜的厚度的變化的檢測。因此，僅在一方的方式中，在需要進行膜的邊界的檢測和殘膜的厚度的檢測這兩方的情況下，只能得到不充分的檢測精度。根據是膜的邊界的檢測還是殘膜的厚度的檢測，分開使用轉矩變動檢測和光學式檢測，從而能夠解決課題。

在光學式感測器的情況下，研磨裝置的終點檢測部將光照射到半導體晶片16，並對來自半導體晶片16的反射光的強度進行計量。終點檢測部 基於臂轉矩檢測部檢測到的臂轉矩和光學式感測器724計量出的來自半導體晶片16的反射光的強度，檢測表示研磨的結束的研磨終點。光學式感測器724的輸出經由配線726而被發送到控制部65。

在光學式感測器的情況下，在研磨墊10的一部分存在開口720。在開口720存在作為視窗的視口722。經由視口722而進行光照射和反射光的檢測。在研磨時能夠與半導體晶片16相對的，研磨台30A內的位置結合有視口722。在視口722的下部配置有光學式感測器724。在光學式感測器724是光纖感測器的情況下，也存在沒有視口722的情況。

在沒有視口722的情況下，存在從光纖感測器的周圍排出純水，並去除從噴嘴728供給的漿料來進行終點檢測的情況。光學式感測器包括流體供給部(未圖示)，該流體供給部將用於清洗漿料的純水(或高純度氣體、諸如液體和氣體的混合物等流體)供給到開口720內。

感測器也可以是多個。例如，如圖20(a)和圖20(b)所示，在中心部和端部設置，並對中心部和端部雙方中的檢測信號進行監控。圖20(a)表示光學式感測器724的配置，圖20(b)是光學式感測器724的放大圖。終點檢測部28根據研磨條件(半導體晶片16的材質、研磨時間等)的變化，從這些多個信號中選擇不受研磨條件的影響的(或者，最適合於該研磨條件的)檢測信號，並判斷終點，而停止研磨。

關於這一點，將進一步進行說明。由上述的擺動軸電動機14進行的轉矩變動檢測(電動機電流變動測定)和光學式檢測的組合當使用於通過層間絕緣膜(ILD)、STI(Shallow Trench Isolation：淺溝槽絕緣)而進行的元件分離膜的研磨終點的檢測時是有效的。在SOPM(Spectrum Optical Endpoint Monitoring：光譜光學端點監測)等光學式檢測中，進行殘膜的厚度的檢測，並且進行終點檢測。例如，在LSI的層疊膜的製造過程中，存在需要通過金屬 膜的研磨和絕緣膜的研磨而形成殘膜的情況。需要進行金屬膜的研磨和絕緣膜的研磨，並且根據是金屬膜的研磨還是絕緣膜的研磨，能夠選擇性地使用轉矩變動檢測和光學式檢測。

另外，在終點部的膜構造是金屬和絕緣膜混合在一起的狀態的情況下，僅通過轉矩變動檢測和光學式檢測中的一種方式，難以進行準確的終點檢測。因此，通過轉矩變動檢測和光學式檢測進行膜厚測定，根據雙方的檢測結果，判定是否是終點，在最佳的時間點結束研磨。在混合在一起的狀態下，在轉矩變動檢測和光學式檢測中的任一種檢測中，由於測定信號都弱，因此測定精度下降。然而，通過使用由兩種以上的測定方法所得到的信號來進行判定，能夠判定最佳的終點位置。例如，使用由兩種以上的測定方法所得到的信號的判定全都得出是終點這樣的結果時，判斷為終點。

接下來，根據圖21對具有光學式感測器的其他的實施方式進行說明。在本方式中，並用擺動研磨台30A的擺動軸電動機14的轉矩變動(研磨台30A的摩擦變動)的檢測，通過光學式感測器進行的半導體晶片16的研磨面的反射率的檢測，通過渦電流感測器進行的半導體晶片16的被研磨物內的渦電流的檢測。同時使用三種檢測方法。

在圖21的實施方式的情況下，能夠解決以下課題。圖20的實施方式的轉矩變動檢測方式以及光學式檢測方法存在難以對金屬膜的厚度的變化進行檢測的課題。圖21的實施方式是解決該課題的方式，在圖20的實施方式中，進一步並用了渦電流的檢測。由於對金屬膜內的渦電流進行檢測，因此對金屬膜的厚度的變化進行檢測變得更加容易。

圖21(a)表示光學式感測器724和渦電流式感測器730的配置，圖21(b)是光學式感測器724的放大圖，圖21(c)是渦電流式感測器730的放大圖。渦電流式感測器730配置於研磨台30A內。渦電流式感測器730在半導體 晶片16生成磁場，並且對生成的磁場的強度進行檢測。終點檢測部28基於臂轉矩檢測部26檢測到的臂轉矩，光學式感測器724計量出的來自半導體晶片16的反射光的強度和渦電流式感測器730計量出的磁場的強度，檢測表示研磨的結束的研磨終點。

本方式是為了檢測終點，組合擺動軸電動機14的轉矩變動檢測，和由結合於研磨台30A的光學式感測器724和渦電流式感測器730進行的半導體晶片16的物理量的檢測的例子。擺動軸電動機14的轉矩變動檢測(電動機電流變動測定)在研磨的試料的膜質變化的部位的終點檢測上是優越的。光學方式在諸如ILD和STI等的絕緣膜的殘膜量的檢測和通過該殘膜量的檢測進行的終點檢測上是優越的。由渦電流感測器進行的終點檢測在對例如電鍍後的金屬膜進行研磨並研磨至作為終點的下層的絕緣膜的時間點的終點檢測上是優越的。

在LSI等的具有多層的半導體的製造過程中，由於進行由各種材料構成的多層的研磨，因此為了高精度地進行多種的膜的研磨和終點檢測，在一實施方式中能夠使用三種終點檢測方法，並且也能夠使用三種以上。例如，進一步，能夠同時使用使研磨台30A旋轉的電動機的轉矩變動檢測(電動機電流變動測定(TCM))。

使用這四種終點檢測的組合，能夠進行高功能的控制和精度良好的終點檢測。例如，在頂環31A在研磨台30A上移動(擺動)並進行研磨的情況下，通過TCM檢測由頂環31A的位置的變化帶來的研磨台30A的轉矩變動。由此，在頂環31A處於研磨台30A的中心部時，在頂環31A移動到研磨台30A的一方的端部時，通過頂環31A移動到研磨台30A的另一方的端部時的轉矩變動，能夠找到頂環31A對試料的按壓不同的主要原因。當主要原因找到時， 為了使對試料的按壓均勻化，能夠進行頂環31A的表面的按壓的調整等的回饋。

作為頂環31A的位置的變化帶來的研磨台30A的轉矩變動的主要原因，可以認為是由於頂環31A和研磨台30A的水平度的偏差，試料面和研磨墊10的表面的水平度的偏差，或研磨墊10的磨損程度的差異，在頂環31A處於中心部時和頂環31A處於偏離中心部的位置時的摩擦力不同等。

此外，在半導體晶片16的膜的研磨終點部的膜構造是金屬和絕緣膜的混合在一起的狀態的情況下，由於僅通過一個檢測方式難以進行準確的終點檢測，因此根據對臂轉矩變動進行檢測的方式和光學式檢測方法，或對臂轉矩變動進行檢測的方式和對渦電流進行檢測的方式，或所有的三種方式的信號檢測，對終點狀態進行判定，並在最佳的時間點結束研磨。在混合在一起的狀態下，在轉矩變動檢測、光學式檢測和對渦電流進行檢測的方式中的任一方式中，由於測定信號都弱因此測定精度下降。然而，通過使用由三種以上的測定方法所得到的信號來進行判定，能夠對最佳的終點位置進行判定。例如，使用由三種以上的測定方法所得到的信號的判定全都得出是終點這樣的結果時，判斷為終點。

當把這些組合列出來時，如下。i.臂轉矩檢測+台轉矩檢測、ii.臂轉矩檢測+光學式檢測、iii.臂轉矩檢測+渦電流檢測、iv.臂轉矩檢測+由微波感測器進行的光學式檢測、v.臂轉矩檢測+光學式檢測+台轉矩檢測、vi.臂轉矩檢測+光學式檢測+渦電流檢測、vii.臂轉矩檢測+光學式檢測+由微波感測器進行的光學式檢測、viii.臂轉矩檢測+渦電流檢測+台轉矩檢測、ix.臂轉矩檢測+渦電流檢測+由微波感測器進行的光學式檢測、x.臂轉矩檢測+台轉矩檢測+由微波感測器進行的光學式檢測、xi.除此之外，也包括和臂轉矩檢測組合的任何感測器的組合。

在圖22、圖23、圖24中表示終點部的膜構造是金屬和絕緣膜的混合在一起的狀態的情況的例子。在以下的例子中，作為金屬包括Cu、Al、W、Co等金屬，絕緣膜包括SiO₂、SiN、玻璃材料(SOG(Spin-on Glass：旋塗玻璃)、BPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass：硼磷矽玻璃)等)、低k材料、樹脂材料和其他絕緣材料。SiO₂，SOG，BPSG等通過CVD或塗敷而製造。圖22(a)、圖22(b)是對絕緣膜進行研磨的例子。圖22(a)表示研磨前的狀態，圖22(b)表示研磨後的狀態。膜732是矽。在膜732的上方形成有作為SiO₂(熱氧化膜)、SiN等的絕緣膜的膜734。在膜734的上方形成有作為通過成膜而形成的氧化膜(SiO₂)、玻璃材料(SOG、BPSG)等的絕緣膜的膜736。膜736研磨至圖22(b)所示的狀態。

膜736通過光學式檢測而對膜厚進行測定。膜736與膜734的邊界758以及膜734與膜732的邊界對光的反射是敏感的。因此，優選光學式檢測。另外，在膜736和膜734的材質不同時，存在研磨時的摩擦的變化大的情況。此時，優選光學式檢測+轉矩檢測。

圖23(a)、圖23(b)是研磨金屬膜的例子。圖23(a)表示研磨前的狀態，圖23(b)表示研磨後的狀態。嵌入部737是STI。在膜734的上方形成有與膜736類似的膜738。在膜734的上方形成有柵電極740。在膜734的下方形成有作為汲極或源極的擴散層744。擴散層744與通孔、插塞等的縱配線742連接。柵電極740與未圖示的縱配線742連接。縱配線742貫通膜738的內部。在膜738的上方形成有金屬膜746。縱配線742和金屬膜746是相同的金屬。金屬膜746被研磨至圖23(b)所示的狀態。此外，在圖23中，儘管形成有柵電極740和擴散層744，但也可以形成有其他的電路元件。

金屬膜746由於是金屬膜，因此能利用在金屬膜急劇減少時的金屬膜746內的渦電流的波形變化大這一點，來對渦電流進行檢測。另外，能夠 將利用根據金屬膜的反射量大的狀態金屬膜減少，反射量急劇變化這一點的光學式檢測和渦電流檢測並用。膜738由於是絕緣膜，因此通過光學式檢測對膜厚進行測定。

圖24(a)、圖24(b)是研磨金屬膜的例子。圖24(a)表示研磨前的狀態，圖24(b)表示研磨後的狀態。嵌入部737是STI。在膜734的上方形成有膜738。在膜734的上方形成有柵電極740。在膜734的下方形成有作為汲極或源極的擴散層744。擴散層744與通孔、插塞等的縱配線742連接。柵電極740與未圖示的縱配線742連接。縱配線742貫通膜738的內部。在通孔742的上方形成有金屬的橫配線750。金屬膜748和橫配線750是相同的金屬。金屬膜748被研磨至圖24(b)所示的狀態。

金屬膜748由於是金屬膜，因此使用渦電流感測器來對渦電流進行檢測。絕緣膜738由於是絕緣膜，因此通過光學式檢測對膜厚進行測定。此外，圖22以下所示的實施方式能夠應用於圖1~圖21的所有的實施方式。

接下來，根據圖25，對作為圖16的變形例的實施方式進行說明。在本方式中，擺動臂110由多個臂構成。在圖25中，例如，由臂752和臂754構成。臂752附接於擺動軸電動機14，頂環31A附接於臂754。在臂752和臂754之間的接合部中，檢測擺動臂的轉矩變動而進行終點檢測。

在圖25的實施方式的情況下，能夠解決以下課題。在圖16的情況下，在終點檢測中，由於後述的間隙振動等的影響，存在終點檢測精度下降這樣的課題。在圖25的實施方式的情況下，由於間隙振動等的影響減小，因此能夠解決該課題。

在臂752和臂754的接合部756配置有檢測擺動臂的轉矩變動的轉矩感測器。轉矩感測器包含負載感測器706、應變儀。在接合部756中，臂752和臂754通過金屬零件710而彼此固定。臂752能夠通過擺動軸電動機14擺動。 在對由上述擺動電動機電流的變動帶來的轉矩變化進行測定時，存在優選暫且停止擺動動作，並對轉矩變化進行測定的情況。這是因為有時伴隨著擺動動作而擺動電動機的電動機電流的雜訊增加。

在本方式的情況下，在產生由圖22(a)的邊界758那樣的膜質變化的一部分的摩擦變動帶來的研磨轉矩的變動的情況下，能夠通過接合部756的轉矩感測器進行邊界758的檢測。研磨轉矩的變動的檢測也能夠通過擺動軸電動機14的電流變動的檢測進行。與通過電流變動而進行的轉矩變動檢測相比，由接合部756的轉矩感測器進行的轉矩變動檢測具有以下優點。

通過電流變動的檢測而進行的轉矩變動檢測存在由擺動軸電動機14的旋轉動作(搖擺)帶來的誤差的影響，例如由擺動軸電動機14帶來的擺動臂110的間隙振動等。間隙振動是指由於在擺動臂110附接到擺動軸電動機14的部分存在一些間隙，因此在擺動軸電動機14的旋轉動作時，由間隙引起而產生的振動。在由接合部756的轉矩感測器進行的轉矩變動檢測中，在接合部756沒有間隙振動，能夠對與研磨部的摩擦變化對應的轉矩變動進行檢測。因此，能夠進行更高精度的終點檢測。為了減少間隙振動，需要停止擺動臂110的搖擺。然而，在由接合部756的轉矩感測器進行的轉矩變動檢測中，即使不停止擺動臂110的搖擺，也能夠進行高精度的終點檢測。

本方式能夠應用於存在多個頂環31A的情況或轉盤方式。當進行LSI的層疊膜的薄膜化或功能元件的細微化時，為了穩定性能和維持成品率，與以往相比，需要以更高精度進行研磨終點的檢測。作為能夠應對這樣的要求的技術，本方式是有效的。

接下來，根據圖26，對由控制部65進行的基板處理裝置整體的控制進行說明。作為主控制器的控制部65具有CPU、記憶體、記錄介質和記錄在記錄介質的軟體等。控制部65進行基板處理裝置整體的監視、控制，並且進 行用於監視、控制的信號的授受、資訊記錄和運算。控制部65主要在與單元控制器760之間進行信號的授受。單元控制器760也具有CPU、記憶體、記錄介質和記錄在記錄介質的軟體等。在圖26的情況下，在控制部65內置有作為終點檢測單元和控制單元發揮作用的程式，終點檢測單元檢測表示研磨的結束的研磨終點，控制單元對研磨單元的研磨進行控制。此外，單元控制器760也可以內置有該程式的一部分或全部。程式能夠更新。此外，程式也可以不可更新。

根據參照圖26~圖28進行說明的實施方式，能夠解決以下課題。作為到目前為止的典型的研磨裝置的控制方式的課題，存在以下幾點。關於終點檢測，在進行物件物的研磨前，進行多個測試，根據所得到的資料求出研磨條件或終點判定條件，進行作為研磨條件的方法製作。有時使用一部分的信號解析，但相對於半導體晶片的構造，進行使用一個感測器信號來判斷終點檢測的處理。然而，針對以下的要求沒有得到充分的精度。為了提高製造的器件、晶片的產量，需要在器件、晶片的製造中更加高精度的終點檢測，較批量之間、晶片之間的偏差最小化。為了實現這些，通過使用進行應用了圖26以後的實施例的終點檢測的系統，能夠進行更高精度的終點檢測，能夠提高成產量，減少晶片之間的研磨量的偏差。

尤其是，能夠實現高速的資料處理，多種且多個感測器的信號處理、使這些信號標準化的資料，根據資料利用人工智慧(Artificial Intelligence、AI)的學習以及是用於終點檢測的判定的資料集合的製作，根據已製作的資料集合進行的判定例的積累的學習，由學習效果帶來的精度提高，通過已學習的判定功能判斷並更新的研磨參數，實現將該研磨參數反映到高速的控制系統的高速通信處理系統等。這些能夠應用於圖25以前所示的所有的實施例中。

單元控制器760進行搭載於基板處理裝置的單元762(一個或者多個)的控制。在本實施方式中，在每個單元762設置有單元控制器760。作為單元762，存在裝載/卸載部62、研磨部63、清洗部64等。單元控制器760進行單元762的動作控制，與監視用感測器的信號授受，控制信號的授受，和高速的信號處理等。單元控制器760由FPGA(field-programmable gate array：現場可程式設計閘陣列)、ASIC(application specific integrated circuit：專用積體電路、特定用途用積體電路)等。

單元762通過來自單元控制器760的信號進行操作。另外，單元762從感測器接收感測器信號，並且發送給單元控制器760。感測器信號有時也從單元控制器760進一步發送給控制部65。感測器信號被控制部65或單元控制器760處理(包括運算處理)，用於進行接下來的動作的信號從單元控制器760發送過來。單元762根據該信號進行動作。例如，單元控制器760通過擺動軸電動機14的電流變化對擺動臂110的轉矩變動進行檢測。單元控制器760將檢測結果發送給控制部65。控制部65進行終點檢測。

作為軟體，例如存在如下內容。軟體根據記錄在控制設備(控制部65或單元控制器760)內的資料求出研磨墊10的種類和漿料供給量。接下來，軟體指定研磨墊10的維護時期或能夠使用至維護時期的研磨墊10，並運算漿料供給量，並且輸出這些資訊。軟體也可以是在基板處理裝置764出廠後，可安裝於基板處理裝置764的軟體。

控制部65、單元控制器760和單元762之間的通信能夠使用有線和無線中的任一個。在基板處理裝置764與外部之間可使用經由網路的通信或其他的通信手段(專用線路的高速通信)。關於資料的通信，能夠通過雲協作利用雲，並且通過智慧手機協作在基板處理裝置中進行經由智慧手機的資料的轉換等。由此，能夠與基板處理裝置的外部進行基板處理裝置的運轉狀況和基 板處理的設定資訊的交換。作為通信設備，也可以在感測器之間形成通信網路，並利用該通信網路。

也能夠使用上述的控制功能和通信功能來進行基板處理裝置的自動化運轉。為了實現自動化運轉，能夠使基板處理裝置的控制模式標準化，利用研磨終點的判斷中的閾值。

能夠進行基板處理裝置的異常/壽命的預測/判斷/顯示。另外，也能夠進行用於性能穩定化的控制。

能夠自動地提取基板處理裝置的運轉時的各種資料、研磨資料(膜厚、研磨的終點)的特徵量，並自動學習運轉狀態和研磨狀態，能夠進行控制模式的自動標準化，並且進行異常/壽命的預測/判斷/顯示。

在通信方式、設備介面等中，能夠進行例如格式等的標準化，並且將該標準化的格式使用於裝置、設備互相的資訊通信來進行裝置、設備的管理。

接下來，將對如下實施方式進行說明：在基板處理裝置764中，利用感測器從半導體晶片16取得資訊，並且經由網路等通信手段，將資料積累到資料處理裝置(雲等)，並且對積累在雲等的資料進行分析，根據分析結果對基板處理裝置進行控制，該資料存儲在設置有基板處理裝置的工廠內/工廠外。圖27表示該實施方式的結構。

1.作為利用感測器從半導體晶片16取得的資訊，可包括以下內容。與擺動軸電動機14的轉矩變動有關的測定信號或測定資料；(2)SOPM(光學式感測器)的測定信號或測定資料、渦電流感測器的測定信號或測定資料、上述一個或多個組合的測定信號或測定資料。2.作為網路等通信手段的功能以及結構，可包括以下內容。將包括上述測定信號或測定資料的信號或資料傳輸給連接於網路766的資料處理裝置768；網路766也可以是網路或高速通信 等通信手段。例如，能夠是以基板處理裝置、閘道、網路、雲、網路、資料處理裝置這樣的順序連接有這些部件的網路766。作為高速通信，有高速光通信、高速無線通訊等。另外，作為高速無線通訊，可考慮Wi-Fi(註冊商標)、Bluetooth(註冊商標)、Wi-Max(註冊商標)、3G、LTE等。也能夠應用除此之外的高速無線通訊。此外，也能夠將雲作為資料處理裝置。在資料處理裝置768設置於工廠內的情況下，能夠對來自處於工廠內的一台或多台基板處理裝置的信號進行處理。在資料處理裝置768設置於工廠外的情況下，能夠將來自處於工廠內的一台或多台基板處理裝置的信號傳遞給工廠外部，並且進行處理。此時，能夠與設置於國內或國外的資料處理裝置連接。3.關於資料處理裝置768對累計於雲等的資料進行分析，並且根據分析結果對基板處理裝置764進行控制，能夠實現以下內容。在測定信號或測定資料被處理後，能夠作為控制好信號或控制資料傳遞給基板處理裝置764。接收了資料的基板處理裝置764基於該資料更新與研磨處理有關的研磨參數並進行研磨動作，另外，在來自資料處理裝置768的資料是表示已檢測到終點的信號/資料的情況下，判斷為已檢測到終點，並結束研磨。作為研磨參數，存在(1)對於半導體晶片16的四個區域，即，中央部、內側中間部、外側中間部以及周緣部的按壓力，(2)研磨時間，(3)研磨台30A和頂環31A的轉速，以及(4)用於判定研磨終點的閾值等。

接下來，根據圖28對其他的實施方式進行說明。圖28是表示圖27的實施方式的變形例的圖。本實施方式是以基板處理裝置、中間處理裝置、網路766、資料處理裝置這樣的順序連接的結構。中間處理裝置例如由FPGA、ASIC構成，具有過濾功能、運算功能、資料加工功能、資料集合製作功能等。

根據如何使用網路和高速光通信，分為以下三種情況。(1)基板處理裝置與中間處理裝置之間是網路，網路766是網路的情況(2)基板處理 裝置與中間處理裝置之間是高速光通信，網路766是高速光通信的情況；(3)基板處理裝置與中間處理裝置之間是高速光通信，從中間處理裝置到外側是網路的情況。

上述(1)的情況：整體系統中的資料通信速度和資料處理速度可以是網路通信速度的情況。資料抽樣速度為1~1000毫秒左右，能夠進行多個研磨條件參數的資料通信。在這種情況下，中間處理裝置770進行向資料處理裝置768發送的資料集合的製作。資料集合的詳細內容稍後說明。已接收資料集合的資料處理裝置768進行資料處理，例如，計算至終點位置的研磨條件參數的變更值和製作研磨過程的工序計畫，並且通過網路766將它們返回到中間處理裝置770。中間處理裝置770將研磨條件參數的變更值和所需的控制信號發送給基板處理裝置764。

上述(2)的情況：基板處理裝置-中間處理裝置之間、中間處理裝置-資料處理裝置之間的感測器信號、狀態管理設備之間的通信是高速通信。在高速通信中，能夠以1~1000Gbps的通信速度通信。在高速通信中，資料、資料集合、命令、控制信號等能夠通信。在這種情況下，由中間處理裝置770進行資料集合的製作，並且將資料集合發送到資料處理裝置768。中間處理裝置770提取資料處理裝置768中的處理所需的資料進行加工，並且製作成資料集合。例如，提取終點檢測用的多個感測器信號並製作成資料集合。

中間處理裝置770通過高速通信將已製作完成的資料集合發送給資料處理裝置768。資料處理裝置768基於資料集合進行至研磨終點的參數變更值的計算和工序計畫製作。資料處理裝置768接收來自多個基板處理裝置764的資料集合，並進行相對於各個裝置的、接下來的步驟的參數更新值的計算和工序計畫製作，將已更新的資料集合發送到中間處理裝置770。中間處理裝置770基於已更新的資料集合，將已更新的資料集合轉換為控制信號，並通過高速通 信發送到基板處理裝置764的控制部65。基板處理裝置764根據已更新的控制信號實施研磨，並且進行精度良好的終點檢測。

上述(3)的情況：中間處理裝置770通過高速通信接收基板處理裝置764的多個感測器信號。在高速光通信中，能夠進行通信速度為1~1000Gbps的通信。在這種情況下，基板處理裝置764、感測器、控制部65與中間處理裝置770之間能夠進行通過高速通信而進行的線上的研磨條件的控制。資料的處理順序例如是感測器信號接收(從基板處理裝置764到中間處理裝置770)、資料集合的製作、資料處理、參數更新值計算、更新參數信號的發送、由控制部65進行的研磨控制、更新後的終點檢測這樣的順序。

此時，中間處理裝置770通過高速通信的中間處理裝置770進行高速的終點檢測控制。從中間處理裝置770將狀態信號定期地發送到資料處理裝置768，並且通過資料處理裝置768進行控制狀態的監控處理。資料處理裝置768接收來自多個基板處理裝置764的狀態信號，相對於各個基板處理裝置764，進行接下來的過程工序的計畫製作。將基於計畫的過程工序的計畫信號發送給各個基板處理裝置764，在各個基板處理裝置764中，彼此獨立地進行研磨過程的準備、研磨過程的實施。這樣一來，通過高速通信的中間處理裝置770進行高速的終點檢測控制，並且通過資料處理裝置768進行多個基板處理裝置764的狀態管理。

接下來，對資料集合的例子進行說明。能夠將感測器信號和所需的控制參數製成資料集合。資料集合能夠包括頂環31A的對半導體晶片16的按壓、擺動軸電動機14的電流、研磨台30A的電動機電流、光學式感測器的測定信號、渦電流感測器的測定信號、研磨墊10上的頂環31A的位置、漿料和藥液的流量/種類和這些相關計算資料等。

上述種類的資料集合能夠使用並聯地發送一維資料的發送系統或按順序地發送一維資料的發送系統發送。作為資料集合，能夠將上述一維資料加工成二維資料，並製成資料集合。例如，當將X軸作為時間，將Y軸作為多個資料列時，同時刻的多個參數資料被加工處理成一個資料集合。二維資料能夠作為二維圖像資料處理。優點是由於變成二維資料的轉送，因此能夠以少於一維資料的轉送的配線作為與時間相關聯的的資料進行授受且處理。具體而言，當將一維資料原封不動地設為一信號一根線時，需要多個配線，但在二維資料的轉送的情況下，能夠通過一根線發送多個信號。另外，當使用多根線時，與接收已發送的資料的資料處理裝置768的介面變得複雜，資料處理裝置768中的資料的重組變得複雜。

另外，當存在這樣的與時間相關聯的二維資料集合時，以前進行的標準的研磨條件下的研磨時的資料集合和當前進行的標準的研磨條件下的資料集合的比較變得容易。另外，通過差分處理等能夠容易知道二維資料彼此的差異。提取存在差異的地方，並檢測發生異常的感測器或參數信號也變得容易。另外，進行以前的標準的研磨條件和當前的研磨過程中的資料集合的比較，並且通過與周圍的差分不同的部位的參數信號的提取而進行的異常檢測也變得容易。

圖29是表示感測器的其他概略結構例(第十一方式~第十四方式所述的實施方式例)的圖，圖29(a)是俯視圖，圖29(b)是側剖視圖。如圖所示，以連結供液孔1042的中心和排液孔1046的中心的線段的中點與貫通孔1041的中心點相比位於研磨台30A的移動方向(箭頭D方向)的前方的方式，配設供液孔1042和排液孔1046(在研磨台30A的移動方向上按照排液孔1046、供液孔1042的順序配設)，並且以貫通孔1041的下端面外周包圍供液孔1042和排液孔1046的上端面的方式，貫通孔1041的剖面形成為大致橢圓狀。由此，從 供液孔1042向貫通孔1041內供給的研磨液Q的流動成為相對於半導體晶片16的被研磨面16a垂直前進的流動。另外，通過將貫通孔1041的剖面設為大致橢圓狀，能夠使貫通孔1041的面積最小化，並減少對研磨特性的影響。

此外，將照射光用光纖1043和反射光用光纖1044以其中心線與供液孔1042的中心線平行的方式配置在該供液孔1042內。此外，也可以代替照射光用光纖1043和反射光用光纖1044，而作為一根照射/反射光用光纖。

接下來，基於附圖對第十五、第十六方式的實施方式例進行說明。圖30是表示本發明的實施方式例的概略結構的圖。在圖30中，水噴出用噴嘴1005將圓柱狀的水流噴出抵接于在表面形成有薄膜1002的半導體晶片16的處理面1002a。在該水噴出用噴嘴1005內插入配置有照射用光纖1007和受光用光纖1008的頂端部。

在上述結構中，將加壓水流1006供給到水噴出用噴嘴1005並且從水噴出用噴嘴1005的頂端使細圓柱狀的水流1004抵接於半導體晶片16的處理面1002a的規定位置，形成測定點1003。在該狀態下，將光從測定運算部1009通過照射用光纖1007照到水流1004內，並且使該光通過該水流1004照射到半導體晶片16的測定點1003內的研磨面。在裝置結構上優選的是此時的水流1004中的光軸和該研磨面大致垂直。但是，根據情況，如果是受光用光纖1008能夠接收來自照射用光纖的光的從該研磨面反射的反射光，則也能夠將光軸構成為在水流1004中相對於該研磨面傾斜。

在處理面(研磨面)1002a反射的反射光通過水流1004以及受光用光纖1008而被引導至測定運算部1009。在該測定運算部1009中，根據反射光對薄膜1002的膜厚進行測定。此時，對水噴出用噴嘴1005的內表面施加鏡面加工，設法效率良好地將照射/反射光引導至照射用/受光用光纖1007、1008。

另外，有時存在水滴停滯在薄膜1002和水流1004相接的部分，會導致測定點1003混亂。因此，如圖31所示，可以設置從水噴出用噴嘴1005向薄膜1002的測定點1003延伸的捲繞成螺旋狀的排水用部件1138，以去除水滴。另外，在使水流1004相對於半導體晶片傾斜的情況、以及將水流1004向上方、下方供給的機構中，也可以適當地組合去除水滴的單元。此外，如圖31所示，作為排水用部件，可考慮具有彈簧那樣的形狀的構造且利用水的表面張力的部件，或者雖然未圖示但由以包圍噴出用噴嘴1005的方式設置的吸引噴嘴構成的部件等。

圖32以及圖32是表示在通過半導體晶片16和研磨墊10的相對運動而對半導體晶片16的研磨面進行研磨的研磨裝置中，即時檢測研磨過程中的膜厚的情況下的結構例的圖。圖32是局部剖面側視圖，圖33是圖32的Y-Y向視圖。

水噴出用噴嘴1005是和圖30以及圖31同樣的部件，在該水噴出用噴嘴1005連接有加壓水流管1136，從水噴出用噴嘴1005噴出的水流1004的水被水接收皿1135接收，並且通過排水管1137排出。該水接收皿1135的上端向研磨墊10的上表面開口，從水噴出用噴嘴1005噴出的水流1004與圖30以及圖31相同地在半導體晶片16的研磨面形成測定點1003。此外，在圖中，為了便於觀察水噴出用噴嘴1005而較大地描繪了水噴出用噴嘴1005，但實際上為了構建微小的點，水噴出用噴嘴1005的直徑很小(0.4mm~0.7mm)。

和圖30以及圖31的情況同樣地，在水噴出用噴嘴1005內插入有照射用光纖1007和受光用光纖1008的頂端部，光從測定運算部1009通過照射用光纖1007而被引導至水噴出用噴嘴1005內，並且通過從該水噴出用噴嘴1005噴出的水流1004而被投射到供該水流1004抵接的研磨面的測定點1003內。然後， 在該研磨面反射的反射光通過水流1004以及受光用光纖1008而被引導至測定運算部1009。

第十七方式是被研磨物處理裝置，其特徵在於，具有：多個處理區域，在該多個處理區域的上下配置多個處理單元並在內部收納該多個處理單元，該處理單元施加遮光處理；以及輸送區域，在該輸送區域的內部收納輸送機，並且該輸送區域設置於處理區域之間，用遮光壁對處理區域與輸送區域之間進行遮光，並且用維護用門對輸送區域的前面進行遮光，並且以遮光狀態將處理單元連結於遮光壁。

這樣一來，通過對處理單元施加遮光處理，並且用遮光壁對在內部配置處理單元的處理區域與輸送區域之間進行遮光，且用維護用門對輸送區域的前面進行遮光，從而即使在打開處理單元的維護用門的狀態下，也能夠防止來自外部的光進入輸送區域內，並且，即使在維護上下配置的處理單元的，例如上段的處理單元的情況下，也能夠進行由下段的處理單元進行的遮光狀態下的被研磨物的處理。由此，即使在一部分的處理單元的維護過程中，不使裝置停止，也能夠進行由除該處理單元之外的其他處理單元進行的被研磨物的處理。

第十八方式是如方式十七所述的裝置，其特徵在於，在處理單元設置有被研磨物插入口，該被研磨物插入口具有開閉自如的閘門，在遮光壁設置有遮光膜，該遮光膜圍繞在被研磨物插入口的周圍，在被遮光壁的遮光膜包圍的區域內設置有開口部。

由此，在打開處理單元的閘門的狀態下，維持處理單元以及輸送區域內的遮光狀態，並且進行被研磨物的交接，通過關閉處理單元的閘門，從而例如在維護時等，能夠防止來自外部的光通過遮光壁的開口部進入輸送區域內。

第十九方式是如方式十七或十八所述的被研磨物處理裝置，其特徵在於，處理區域是清洗區域，被研磨物的處理是被研磨物的清洗。

根據第十七~十九方式，能夠防止光照射到被研磨物的被處理面而導致的銅配線等的光腐蝕，並且即使在裝置內的部分的處理單元的維護過程中，雖然被研磨物的處理數量暫時減少，但是能夠進行防止了由光的照射導致的銅配線等的光腐蝕的被研磨物的處理。

第十七~十九方式還能夠具有以下特徵。(1)一種使半導體材料中的金屬特徵部之間的電解減少的裝置，該裝置包括密閉機構，該密閉機構用於消除半導體材料暴露於具有半導體材料(即，基板)的帶隙能量以上的能量的光。(2)如上述(1)所述的裝置，所述密閉機構配置於半導體加工工具的周圍，該半導體加工工具從由化學機械研磨裝置以及刷清洗裝置構成的組中選擇。(3)如上述(2)所述的裝置，還包括光源，該光源能夠產生具有比帶隙能量低的能量的光。(4)如上述(3)所述的裝置，還包括監視用攝像機，該監視用攝像機能夠檢測具有比帶隙能量低的能量的光。(5)如上述(4)所述的裝置，所述半導體材料是矽系，所述密閉機構排除具有大約1.1μm以下的波長的光，所述光源產生具有超過大約1.1μm的波長的光，所述攝像機檢測產生的光。優選地，例如也可以使用該區域的具有波長的光例如紅外光，來對上述記載的研磨裝置中的矽系被研磨物的研磨處理中的終點進行檢測。(6)如上述(4)所述的裝置，所述半導體材料是砷化鎵系，所述密閉機構排除具有大約0.9μm以下的波長的光，所述光源產生具有超過大約0.9μm的波長的光，所述攝像機檢測產生的光。優選地，例如也可以使用該區域的具有波長的光、例如紅外光，來對上述記載的研磨裝置中的砷化鎵系被研磨物的研磨處理中的終點進行檢測。(7)一種使半導體材料中的金屬特徵部之間的電解減少的裝置，該裝置包括半導體加工工具，該半導體加工工具能夠使至少一種電解抑制 劑與半導體材料中的金屬特徵部接合。(8)如上述(7)所述的裝置，所述半導體材料是矽系，所述密閉機構排除具有大約1.1μm以下的波長的光，所述光源產生具有超過大約1.1μm的波長的光，所述攝像機檢測產生的光。優選地，例如也可以使用該區域的具有波長的光、例如紅外光，來對上述記載的研磨裝置中的矽系被研磨物的研磨處理中的終點進行檢測。

在構成積體電路的材料等的結晶性固體中，原子軌道實質上結合(combine：聯合)，而成為“結晶”軌道或電子能級的連續“帶”。最高的佔有帶被稱為價電子帶，最低的空帶被稱為傳導帶。將一個電子從價電子帶的最高點激發到傳導帶的最低點所需的能量被稱為帶隙能量(Eg)。在矽中，在室溫下Eg=1.12eV，在砷化鎵中，在室溫下Eg=1.42eV。已知矽等半導體材料顯示光導電性，該光導電性為光照射帶來充分的能量以將電子激發到傳導帶並使半導體的導電性增大。光能量通過公式E=hν或E=hc/λ而與頻率或波長相關，在公式中，h是普朗克常數，c是光的速度，ν是頻率，λ是波長。在室溫下的大部分的矽系半導體中，達成光導電性所需的光能量必需達到大約1.12eV，即必需有1.1μm以下的波長。在砷化鎵半導體中，光導電性需要大約0.9μm以下的波長。在其他的半導體中，Eg能夠容易地從一般的參考文獻中得到，波長能夠使用上述的公式而計算得到。以下的說明是集中於矽系半導體元件而進行的，但本領域技術人員應該能夠理解本發明也能夠同樣地應用於由砷化鎵等其他的半導體材料製造的元件中。

上述討論的光導電性成為圖34所示的PN接合300中的光電效果的基礎。n型半導體320是向矽傳導帶提供電子並生成額外的負電荷載流子的、摻雜有磷、砷等的施主雜質的矽。因此，n型半導體320中的多個電荷載流子是負電荷的粒子。p型半導體310是從矽的價電子帶接收電子並生成額外的空穴或正電荷載流子的、摻雜有硼等的受主雜質的矽。因此，p型半導體310中的多個電 荷載流子是正電荷的空穴。當將具有充分的能量的光350的光子照射到PN接合300時，在p型半導體310以及n型半導體320這兩方電子從價電子帶激發到傳導帶，留下空穴。這樣一來，在n型半導體320中生成的追加的正電荷載流子向多個電荷載流子是正(空穴)的接合300的p型半導體310側移動。另外，樣一來，在p型半導體310中生成的追加的負電荷載流子向多個電荷載流子是負(電子)的接合300的n型半導體320側移動。該電荷載流子的移動產生光電效果，生出與電池類似的電流源。

當將作為電流源起作用的PN接合連接於露出到電解質230的相互連接330、340等的金屬導體時，電解所需的要素全部備齊，如果電位充足則發生陽極金屬成分的溶解。由光電壓產生的圖34的電化學溶解與電化學溶解類似。陽極330中的氧化反應生成溶解於電解質230中的游離陽離子250以及經由內部連接而流向電流源(PN接合300)並到達陰極340上的電子。該氧化反應引起電解的最顯著的標記，即陽極330的溶解或腐蝕，但也必需發生還原反應。陰極中的還原反應使電子與電解質230中的反應物260結合，並生成還原後的反應生成物。應注意的是，根據與PN接合的p側以及n側的哪一側連接，金屬導體中的某些成為陰極，某些成為陽極。

根據電化學溶解的消除或減少的本發明優選的實施方式，提供消除或減少總體配線、互相連接、接點以及其他的金屬特徵部的電化學溶解的方法及裝置。該優選的實施方式通過消除能夠引起光電效果的PN接合暴露於光，或阻止由光電效果誘導的氧化或還原或者這兩方或者進行上述兩方，來減少溶解。

此外，作為保持頂環和頂環的驅動部的保持方式，除了將頂環和頂環的驅動部保持於擺動臂(懸臂)的端部的上述的方式之外，還有將多個頂環和驅動各頂環的多個驅動部保持於一個轉盤的方式。在將本發明的一實施 方式應用於轉盤的情況下，也能夠提供一種在多個研磨裝置之間電流感測器的計量結果的差減少的研磨裝置。這些頂環和驅動部構成組(研磨裝置)，該組能夠多組地設置於一個轉盤。關於多個驅動部(頂環用電動機114)的電動機電流的電流值，通過應用上述的實施方式，能夠實現在多組研磨裝置之間電流感測器的計量結果的差減少的研磨裝置。

根據圖35，對轉盤進行說明。轉盤能夠繞旋轉軸即中心704旋轉，頂環用電動機114安裝於轉盤702。圖35是表示由轉盤702支承的多頭型的頂環31A以及頂環用電動機114和研磨台30A之間的關係的概略側視圖。如圖35所示，在一個研磨台30A設置有多個頂環單元。也可以在轉盤設置有一個頂環，且工作臺也可以是一個以上。也可以在轉盤設置有多個頂環，並且具有多個工作臺。在這種情況下，可以在一個工作臺具有一個頂環，也可以在一個工作臺具有多個頂環。也可以轉盤進行旋轉等移動，頂環在下一個階段移動到另外的工作臺並進行研磨。

轉盤702是能夠旋轉的。在轉盤702的中心部附近設置旋轉機構。轉盤702由支柱(未圖示)支承。轉盤702被安裝于支柱的電機(未圖示)的旋轉主軸支承。因此，轉盤702能夠通過旋轉主軸的旋轉而以垂直的旋轉軸芯即中心704為中心旋轉。此外，作為與轉盤方式類似的方式，例如也可以使用圓形的導軌代替轉盤。在導軌上設置多個驅動部(頂環用電動機114)。此時，驅動部能夠在導軌上移動。

接下來，根據圖36、圖37，對研磨裝置具有能夠繞旋轉軸旋轉的轉盤，且臂驅動部安裝於轉盤的實施方式進行說明。圖36是表示由轉盤702支承的多頭型的頂環31A以及擺動臂110和研磨台30A之間的關係的概略側視圖，圖37是俯視圖。

根據圖36所示的在轉盤702帶有頂環的實施方式，能夠解決以下課題。在較大的轉盤702設置有多個頂環31A時，作為研磨終點檢測手段的一種，除基於臂轉矩的方法外，還存在對研磨台的旋轉驅動電機或頂環旋轉驅動電機的轉矩變動進行監控的方法。在這些方法中，對頂環31A的旋轉阻力(摩擦力)的變化進行檢測。然而，存在由臂的擺動和頂環的旋轉的變動以及工作臺的旋轉的變動導致的誤差等帶來的摩擦力檢測信號的誤差，因而以往難以進行高精度的終點檢測。另外，在一個旋轉台有多個頂環時，工作臺的旋轉由於受到多個頂環31A的影響而複雜地變動，因此以往難以捕捉每個頂環31A的準確的摩擦力的變動。

如果將根據圖18、圖19說明的實施方式應用於圖36所示的實施方式，則由臂的擺動、頂環的旋轉的變動、工作臺的旋轉的變動導致的誤差減少，另外多個頂環31A的影響也減少，因此能夠解決這些課題。

在圖36的研磨裝置中，在轉盤702安裝有擺動臂110，在擺動臂110安裝有頂環31A。由一個擺動臂110和一個頂環31A組成的單元(以下，稱為“TR單元”)存在在轉盤702設置有一個的情況和設置有多個的情況(多頭型)。圖36是設置有多個轉盤702的情況。

此外，在圖36、圖36中，頂環用電動機114配置於擺動臂110的上側，但如圖36的虛線所示，也可以將頂環用電動機114配置於擺動臂110的下側。此外，如圖35所示，在一個研磨台30A有多個頂環31A時，多個頂環31A的擺動方向或移動方向需要以多個頂環31A彼此不干涉的方式移動。例如，在當多個頂環31A彼此接近地移動時，存在干涉的可能性的配置的情況下，通過以彼此不接近的方式移動，或向相同方向移動來防止干涉。

作為其他的實施方式，也可以由軌道替換圖35、圖36中的轉盤702。即，可以在軌道上直接設置頂環用電動機114，或者也可以在軌道上設置擺動臂110，並且在擺動臂110上設置頂環用電動機114。

作為軌道的形狀，能夠是與圖35、圖36所示的類似的圓形形狀，或直線形狀。使用了軌道的研磨裝置具有：支承框架；安裝于支承框架，並且劃定頂環用電機114的輸送路徑的軌道；以及滑架。滑架是沿著由軌道劃定的路徑，輸送頂環用電動機114(在頂環用電動機114安裝於擺動臂110時是擺動臂110)的滑架，並且該滑架與軌道結合，可沿著軌道運動。滑架也可以在沿著軌道移動的機構的下方具有後述的XYZ方向的移動機構。也可以在XYZ方向的移動機構的下方具有使頂環旋轉的電機機構。此外，“軌道”也被稱為“導軌(rail)”。

沿著軌道移動的機構(滑架)也能夠使用線性電動機驅動方式。另外，也能夠是使用電動機和軸承的軌道機構。作為滑架的移動方向，有多種可能。例如，滑架能夠在連結研磨台30A的中心704和研磨台30A的端部之間的直線(即半徑)或者曲線上移動。或者，滑架具有在圖37所示的那樣的在X方向上移動的機構、在Y方向上移動的機構和在Z方向上移動的機構，能夠進行組合了這些移動方向的移動。作為方向的組合，存在(X方向或Y方向)+Z方向、除X方向、Y方向之外的其他方向等。

能夠一邊使滑架移動一邊進行研磨，或者在滑架停止的狀態下進行研磨，並且在研磨過程中進行終點檢測。作為此時的摩擦力的監控輸出，能夠使用轉檯即研磨台30A的電動機輸出、頂環旋轉用電動機輸出。在滑架移動的情況下，由於輸出信號通過滑架的移動而變動，因此以往難以進行終點檢測，但根據本發明的一實施方式的處理方法，能夠在研磨過程中一邊使滑架移動一邊精度良好地進行終點檢測。

進一步，作為其他方式，存在軌道本身能夠旋轉或能夠直線移動的方式。在該方式中，軌道本身旋轉或者直線移動，能夠將頂環移動至其他的台部。此時，通過滑架進行少量的移動調整。

在圖35、圖36中，也能夠使用採用了線性電動機驅動方式的進行線性移動的機構(滑架)來代替擺動臂110。作為線性移動的方向，存在在轉盤702的中心704和端部之間的半徑上沿一方向移動的方向。或者，具有在圖37所示的那樣的在X方向上移動的機構、在Y方向上移動的機構和在Z方向上移動的機構，能夠進行組合了這些移動方向的移動。作為方向的組合，存在(X方向或Y方向)+Z方向、除X方向、Y方向之外的其他方向等。

在圖35~圖37所示的方式中，臂或滑架擺動或移動，並且一邊擺動或移動一邊進行研磨。在臂或滑架擺動或移動的情況下，即使在研磨時摩擦力不變化的情況下，電動機電流信號也變動。在這時，圖16以下所示的實施方式是有效的。圖16以下所示的實施方式能夠檢測由伴隨著研磨的推進的半導體晶片16表面的材質的變化、電路模式的變化帶來的摩擦力的變化。基於檢測出的摩擦力的變化進行終點檢測。

以上，對本發明的實施方式進行了說明，但上述的發明的實施方式是為了便於理解本發明，而並不是對本發明進行限定。本發明在不脫離本發明的技術主旨的情況下可以進行變更、改進，並且本發明包含其等價物是理所當然的。另外，在能夠解決上述問題的至少一部分或者能夠實現效果的至少一部分的範圍內，能夠對發明所要保護的範圍以及說明書所記載的各構成要素進行任意的組合或者省略。

3A:第一研磨單元

10:研磨墊

14:擺動軸電動機

16:半導體晶片

18:驅動器

18a:電流指令

18b:電流值

101:表面

102:台軸

108:擺動中心

110:擺動臂

111:頂環軸

112:旋轉筒

113:定時帶輪

114:頂環用電動機

115:定時帶

116:定時帶輪

117:擺動臂軸

23:護環

24:頂環主體

26:臂轉矩檢測部

26a:臂轉矩

28:終點檢測部

30A:研磨台

31A:頂環

50:渦電流感測器

65:控制部

65a:位置指令

Claims (10)

1. 一種研磨裝置，在一研磨墊和一被研磨物之間進行研磨，該被研磨物與該研磨墊相對地配置，該研磨裝置的特徵在於，包括：一研磨台，該研磨台能夠保持該研磨墊；一第一電動機，該第一電動機能夠驅動以旋轉該研磨台；一保持部，該保持部能夠保持該被研磨物並且將該被研磨物向該研磨墊按壓；一第二電動機，該第二電動機能夠驅動以旋轉該保持部；一擺動臂，該擺動臂保持該保持部；一第三電動機，該第三電動機能夠使該擺動臂繞該擺動臂上的一擺動中心擺動；一檢測部，該檢測部能夠檢測該第一電動機、該第二電動機以及該第三電動機中的一個電動機的電流值、及/或該一個電動機的轉矩指令值，並生成第一輸出；以及一變化檢測部，在使該被研磨物繞該擺動臂上的擺動中心擺動而對該被研磨物進行研磨時，該變化檢測部能夠使該第一輸出的變化量增加，並對該研磨墊和該被研磨物之間的摩擦力的變化進行檢測。
2. 根據請求項1所述的研磨裝置，其特徵在於，該第一輸出能夠與該擺動臂的擺動運動同步。
3. 根據請求項1或2所述的研磨裝置，其特徵在於，該第一輸出能夠與施加到該擺動臂相對於該擺動中心處的臂轉矩的變動同步。
4. 根據請求項1或2所述的研磨裝置，其特徵在於，該變化檢測部能夠通過將該第一輸出乘以常數，從而增加該第一輸出的變化量。
5. 根據請求項1或2所述的研磨裝置，其特徵在於，該變化檢測部能夠通過使該第一輸出平均化，從而減少該第一輸出中包含的雜訊。
6. 根據請求項1或2所述的研磨裝置，其特徵在於，還具有終點檢測部，該終點檢測部能夠基於檢測到的該摩擦力的一變化，檢測表示研磨的結束的一研磨終點。
7. 根據請求項1或2所述的研磨裝置，其特徵在於，該變化檢測部能夠通過使該第一輸出增幅，或根據該第一輸出將規定值加到該第一輸出上，從而增加該第一輸出的變化量。
8. 根據請求項1或2所述的研磨裝置，其特徵在於，該變化檢測部能夠求出將該第一輸出平滑化後的量。
9. 一種研磨方法，用於在一研磨墊和一被研磨物之間進行研磨，該被研磨物與該研磨墊相對地配置，該研磨方法的特徵在於，包括如下步驟：通過一研磨台保持該研磨墊的步驟；通過一第一電動機驅動以旋轉該研磨台的步驟；通過一第二電動機驅動以旋轉一保持部的步驟，該保持部用於保持該被研磨物並且將該被研磨物向該研磨墊按壓；通過一擺動臂保持該保持部的步驟；通過一第三電動機使該擺動臂繞該擺動臂上的一擺動中心擺動的步驟； 檢測該第一電動機、該第二電動機以及該第三電動機中的一個電動機的一電流值、及/或該一個電動機的一轉矩指令值，並生成一第一輸出的步驟；以及在使該被研磨物繞該擺動臂上的該擺動中心擺動而對該被研磨物進行研磨時，使該第一輸出的變化量增加，並對該研磨墊與該被研磨物之間的一摩擦力的一變化進行檢測的步驟。
10. 一種電腦可讀取記錄介質，其特徵在於，記錄有一程式，該程式用於使一電腦作為一變化檢測部單元和一控制單元發揮作用，該電腦用於控制能夠對一被研磨物進行研磨的一研磨裝置，該研磨裝置具有：一第一電動機，該第一電動機能夠驅動以旋轉一研磨台，該研磨台保持一研磨墊；一第二電動機，該第二電動機能夠驅動以旋轉一保持部，該保持部能夠保持該被研磨物並且將該被研磨物向該研磨墊按壓；一第三電動機，該第三電動機能夠使一擺動臂繞該擺動臂上的一擺動中心擺動，該擺動臂保持該保持部；以及一檢測部，該檢測部能夠檢測該第一電動機、該第二電動機以及該第三電動機中的一個電動機的一電流值、及/或該一個電動機的一轉矩指令值，並生成一第一輸出，且使電腦起到如下功能：在使該被研磨物繞該擺動臂上的該擺動中心擺動而對該被研磨物進行研磨時，複數個變化檢測部單元能夠使該第一輸出的一變化量增加，並對該研磨墊和該被研磨物之間的一摩擦力的一變化進行檢測，複數個控制單元能夠對由該研磨裝置進行的研磨進行控制。