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TW201930014A - 膜厚測定值之補正方法、膜厚補正器、及渦電流檢測器 - Google Patents

膜厚測定值之補正方法、膜厚補正器、及渦電流檢測器 Download PDF

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TW201930014A
TW201930014A TW108107025A TW108107025A TW201930014A TW 201930014 A TW201930014 A TW 201930014A TW 108107025 A TW108107025 A TW 108107025A TW 108107025 A TW108107025 A TW 108107025A TW 201930014 A TW201930014 A TW 201930014A
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高橋太郎
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Abstract

[課題]以簡易之構成精確補正測定研磨對象物的膜厚之檢測器的溫度偏差。 [解決手段]本發明之膜厚測定值的補正方法係在進行研磨工序之中補正渦電流檢測器的輸出信號。研磨工序包含：渦電流檢測器與研磨對象物不相對之第一狀態；以及渦電流檢測器與研磨對象物相對之第二狀態。膜厚測定值之補正方法係在第一狀態下，取得從渦電流檢測器輸出之第一測定信號(Xout，Yout)（步驟S108），依據取得之第一測定信號與對第一測定信號預設之基準信號(Xsd，Ysd)算出補正值(ΔX，ΔY)（步驟S109）；在第二狀態下取得從渦電流檢測器輸出之第二測定信號(X，Y)（步驟S104），在進行研磨工序之中，依據算出之補正值補正所取得之第二測定信號（步驟S105）。

Description

膜厚測定值之補正方法、膜厚補正器、及渦電流檢測器
本發明是關於一種處理半導體晶圓等基板的基板處理裝置及基板搬送方法。
近年來，伴隨半導體元件之高積體化、高密度化，電路配線更加微細化，多層配線之層數亦增加。為了謀求電路微細化而且實現多層配線，需要將半導體元件表面精確實施平坦化處理。
半導體元件表面之平坦化技術，習知有化學機械研磨（CMP(Chemical Mechanical Polishing)）。用於進行CMP之研磨裝置具備：貼合有研磨墊之研磨台、及用於保持研磨對象物（例如半導體晶圓等之基板、或形成於基板表面之各種膜）之上方環形轉盤。研磨裝置藉由使研磨台旋轉，而且將保持於上方環形轉盤之研磨對象物按壓於研磨墊上來研磨研磨對象物。
研磨裝置廣泛用於研磨形成於基板表面之障壁膜及金屬膜等導電膜的研磨工序。研磨工序之終點檢測或研磨中研磨條件之變更依據導電膜之厚度而決定。因而，研磨裝置一般具備檢出研磨中之導電膜厚度的膜厚檢出器。膜厚檢出器之代表性裝置可舉出渦電流檢測器。
渦電流檢測器配置於研磨台中，並隨研磨台之旋轉而旋轉。渦電流檢測器具備連接於交流電源之線圈。渦電流檢測器隨研磨台旋轉而通過研磨對象物下方時，藉由線圈產生磁場。藉此，在研磨對象物之導電膜感應渦電流。渦電流之大小依導電膜之電阻，亦即依導電膜之膜厚而變化。渦電流檢測器係構成從藉由對導電膜感應之渦電流產生的磁場變化來檢出導電膜之厚度。
再者，進行研磨對象物的研磨中，藉由研磨對象物與研磨墊之摩擦而產生熱。該熱造成渦電流檢測器周圍之環境溫度上升，有時導致渦電流檢測器之輸出偏差。
因此，習知過去第一種技術，係在渦電流檢測器周圍設置溫度檢測器，依溫度檢測器所檢出之溫度來補正渦電流檢測器的溫度偏差。
此外，習知過去第二種技術，係使用渦電流檢測器上方不存在研磨對象物時渦電流檢測器之輸出信號，求出對溫度偏差的補正量。
此外，渦電流檢測器配置於形成在研磨台之孔中，並與研磨對象物隔著研磨墊而相對。渦電流檢測器具備包含勵磁線圈及檢出線圈之檢測器線圈。勵磁線圈連接於交流電源使磁場產生。藉此，對導電膜等之研磨對象物感應渦電流。渦電流之大小依研磨對象物之電阻，亦即依研磨對象物之膜厚而變化。檢出線圈從藉由對研磨對象物感應之渦電流產生的磁場變化檢出研磨對象物的厚度。另外，渦電流檢測器除了測定研磨對象物的厚度之外，亦有時使用於測定從渦電流檢測器至研磨對象物之距離。亦即，由於對研磨對象物感應之渦電流大小依渦電流檢測器與研磨對象物間的距離而變化，因此，檢出線圈從藉由對測定對象物感應之渦電流產生的磁場變化檢出與測定對象物之距離。 [先前技術文獻]
[專利文獻] [專利文獻1]日本特表2009-500829號公報 [專利文獻2]日本特開2013-36881號公報 [專利文獻3]日本特開2005-121616號公報
[發明所欲解決的問題]
但是，過去技術並未考慮到以簡易之結構精確補正測定研磨對象物膜厚之檢測器的溫度偏差。
亦即，由於過去第一種技術為了補正渦電流檢測器之溫度偏差而設置溫度檢測器，因此結構複雜化。
此外，過去第二種技術係於研磨台每次旋轉時，取得渦電流檢測器上方不存在研磨對象物時之渦電流檢測器的輸出信號。而後，過去第二種技術係依據所取得之複數個輸出信號的平均值求出對溫度偏差之補正量。因此，採用過去第二種技術時，在研磨研磨對象物中及時精確補正檢測器之溫度偏差困難。結果，採用過去第二種技術時，例如高精度檢出研磨對象物之研磨終點會很困難。
因此，本案發明之一種形態的課題為以簡易之結構精確補正測定研磨對象物之膜厚的檢測器之溫度偏差。
此外，過去技術並未考慮到使渦電流檢測器之測定精度提高。
亦即，渦電流檢測器除了具有作為上述之渦電流檢測器的反應之外，還具有作為靜電電容檢測器之反應。例如，考慮藉由研磨墊研磨研磨對象物而且測定研磨對象物之膜厚的情況。此時，執行研磨對象物之研磨時，研磨對象物被研磨而膜厚變薄，並且研磨墊亦變薄。由於研磨墊變薄時，渦電流檢測器與研磨對象物之距離縮短，因此渦電流檢測器之檢測器線圈與研磨對象物間之靜電電容變化。由於該靜電電容之變化反映於渦電流檢測器的輸出，因此，研磨對象物膜厚之測定精度有可能惡化。
因此，本案發明一種形態之課題為使渦電流檢測器之測定精度提高。 [用來解決課題的手段]
本案發明的膜厚測定值之補正方法的一種形態，是鑑於上述課題者，且係進行研磨研磨對象物之研磨工序中，補正從用於測定研磨對象物膜厚之檢測器輸出的信號之方法，其特徵為：前述研磨工序包含：第一狀態，其係前述檢測器與前述研磨對象物不相對；及第二狀態，其係前述檢測器與前述研磨對象物相對；在前述第一狀態下，取得從前述檢測器輸出之第一測定信號，依據前述取得之第一測定信號、與對前述第一測定信號預設之基準信號算出補正值；在前述第二狀態下，取得從前述檢測器輸出之第二測定信號，在進行前述研磨工序中，依據前述算出之補正值補正前述取得之第二測定信號。
此外，膜厚測定值之補正方法的一種形態中，前述基準信號可作為並未進行前述研磨工序時，在前述檢測器與前述研磨對象物不相對之狀態下從前述檢測器輸出的信號。
此外，膜厚測定值之補正方法的一種形態中，前述研磨工序係藉由使貼合有用於研磨研磨對象物之研磨墊的研磨台旋轉，而且將前述研磨對象物按壓於前述研磨墊來研磨前述研磨對象物，前述檢測器設置於前述研磨台中，前述第一狀態與前述第二狀態隨前述研磨台之旋轉交互出現，補正前述第二測定信號之工序可依據算出之補正值補正在前述第二狀態下取得之第二測定信號，該補正值係依據在該第二狀態之前出現的第一狀態下所取得之第一測定信號與前述基準信號算出。
此外，膜厚測定值之補正方法的一種形態中，前述基準信號可為進行前述檢測器之教準時，在前述檢測器與前述研磨對象物不相對之狀態下從前述檢測器輸出的信號。
此外，膜厚測定值之補正方法的一種形態中，前述基準信號可為以未進行前述研磨工序時之環境溫度，在前述檢測器與前述研磨對象物不相對之狀態下從前述檢測器輸出的信號。
此外，膜厚測定值之補正方法的一種形態中，前述檢測器可為渦電流檢測器。
此外，本案發明之膜厚補正器的一種形態，係進行研磨研磨對象物之研磨工序時，補正從用於測定研磨對象物膜厚之檢測器輸出的信號之膜厚補正器，其特徵為：前述研磨工序包含：第一狀態，其係前述檢測器與前述研磨對象物不相對；及第二狀態，其係前述檢測器與前述研磨對象物相對；並具備：取得部，其係取得在前述第一狀態下從前述檢測器輸出之第一測定信號、及在前述第二狀態下從前述檢測器輸出之第二測定信號；算出部，其係依據藉由前述取得部所取得之第一測定信號、與對前述第一測定信號所預設之基準信號算出補正值；及補正部，其係依據藉由前述算出部所算出之補正值來補正在進行前述研磨工序中，藉由前述取得部所取得之第二測定信號。
本案發明之渦電流檢測器的一種形態，是鑑於上述課題者，且係用於測定與測定對象物之距離或前述測定對象物的膜厚之渦電流檢測器，其特徵為具備：檢測器線圈，其係檢出對前述測定對象物產生渦電流，並且因產生前述渦電流造成之感應磁場；及導電體，其係配置於前述檢測器線圈之前述測定對象物側。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，前述導電體可具備相對部，其係與前述檢測器線圈相對。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，前述導電體可進一步具備外周部，其係連接於前述相對部並且覆蓋前述檢測器線圈之至少一部分的周圍。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，前述導電體可形成蓋住前述檢測器線圈之帽狀。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，前述導電體可包含摻入碳之聚丙烯、矽樹脂、蒸鍍金屬之合成樹脂、蒸鍍金屬之玻璃、摻入碳之橡膠、或單結晶矽基板而形成。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，前述導電體可包含具有1Ω‧cm～100Ω‧cm之電阻率的材料而形成。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，可進一步具備磁性密封板，其係配置於前述檢測器線圈與前述導電體之間，並形成有與前述檢測器線圈相對之開口。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，前述渦電流檢測器係設在形成於貼合有用於研磨研磨對象物之研磨墊的研磨台之孔中，用於測定與前述研磨對象物之距離或前述研磨對象物之膜厚的研磨裝置用渦電流檢測器，且前述檢測器線圈可檢測在前述研磨對象物中產生渦電流，並且因產生前述渦電流造成之感應磁場，前述導電體可配置於前述檢測器線圈的前述研磨對象物側。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，前述導電體可配置於前述檢測器線圈與前述研磨墊之間。
此外，渦電流檢測器之一種形態中，前述導電體可具備：相對部，其係與前述檢測器線圈相對；及外周部，其係連接於前述相對部，並且相對於形成在前述研磨台之孔的內壁。 [發明效果]
採用本案發明之一種形態時，可以簡易之結構精確補正測定研磨對象物膜厚之檢測器的溫度偏差。
採用本案發明之一種形態時，可使渦電流檢測器之測定精度提高。
以下，依據圖式說明本案發明一種實施形態的膜厚測定值之補正方法及膜厚補正器。 ＜研磨裝置＞
第一圖係模式顯示研磨裝置及膜厚補正器的全體結構圖。首先說明研磨裝置。
如第一圖所示，研磨裝置100具備：可將用於研磨研磨對象物（例如半導體晶圓等基板、或形成於基板表面之各種膜）102之研磨墊108安裝於上面的研磨台110；旋轉驅動研磨台110之第一電動馬達112；可保持研磨對象物102之上方環形轉盤116；及旋轉驅動上方環形轉盤116之第二電動馬達118。
此外，研磨裝置100具備在研磨墊108上面供給包含研磨材料之研磨液的漿液管線120。此外，研磨裝置100具備輸出關於研磨裝置100之各種控制信號的研磨裝置控制部140。
研磨裝置100研磨研磨對象物102時，從漿液管線120將包含研磨粒之研磨漿液供給至研磨墊108上面，並藉由第一電動馬達112旋轉驅動研磨台110。而後，研磨裝置100在使上方環形轉盤116於與研磨台110之旋轉軸偏心的旋轉軸周圍旋轉狀態下，將保持於上方環形轉盤116之研磨對象物102按壓於研磨墊108。藉此，藉由保持研磨漿液之研磨墊108研磨研磨對象物102予以平坦化。
其次，說明研磨終點檢出裝置200。如第一圖所示，研磨終點檢出裝置200具備：渦電流檢測器210；以及經由旋轉接頭連接器160、170而與渦電流檢測器210連接的終點檢出裝置本體220。 ＜渦電流檢測器＞
首先說明渦電流檢測器210。在研磨台110及研磨墊108中形成有可從研磨台110背面側插入渦電流檢測器210之孔。渦電流檢測器210插入形成於研磨台110及研磨墊108之孔。
第二圖係顯示研磨台110、渦電流檢測器210與研磨對象物102之關係的俯視圖。如第二圖所示，渦電流檢測器210設置於上方環形轉盤116所保持之研磨中的研磨對象物102之中心CW 的位置。符號CT 係研磨台110之旋轉中心。例如，渦電流檢測器210在通過研磨對象物102下方時，可在通過軌跡（掃描線）上連續檢出研磨對象物102之厚度。
第三圖係渦電流檢測器210之輸出變動圖。第三A圖係顯示渦電流檢測器210之輸出圖，第三B圖係顯示渦電流檢測器210掃描（Scan）研磨對象物102時之軌跡圖。第三A圖中，橫軸表示研磨時間，縱軸表示渦電流檢測器之輸出大小。
如第三圖所示，研磨對象物102在第三B圖所示之位置以中心CW 為軸而旋轉。另外，隨著研磨台110旋轉，渦電流檢測器210以中心CT 為軸而沿著軌跡212旋轉。結果，在研磨研磨對象物102之研磨工序中，包含渦電流檢測器210不通過研磨對象物102下方，而渦電流檢測器210與研磨對象物102不相對之第一狀態（研磨對象物外區域B）。此外，研磨工序中包含藉由渦電流檢測器210通過研磨對象物102下方，而渦電流檢測器210與研磨對象物102相對的第二狀態（研磨對象物內區域A）。第一狀態與第二狀態隨著研磨台110旋轉而交互出現。另外，本實施形態係顯示在研磨台110上設置渦電流檢測器210，並使渦電流檢測器210旋轉之例，不過不限於此。只要是研磨工序中包含第一狀態與第二狀態之樣態，皆可適用本實施形態。此外，本實施形態係顯示使用渦電流檢測器210之例，不過不限於此，只要是用於測定研磨對象物102之膜厚的檢測器，皆可適用本實施形態。
如第三A圖所示，渦電流檢測器210在研磨對象物內區域A時，從渦電流檢測器210輸出反應於研磨對象物102之概略方形脈衝狀的信號。另外，渦電流檢測器210在研磨對象物外區域B時，由於不存在產生渦電流之研磨對象物，因此從渦電流檢測器210輸出一定低位準的信號。
第四圖係顯示渦電流檢測器210之構成圖。第四A圖係顯示渦電流檢測器210之構成方塊圖，第四B圖係渦電流檢測器210之等價電路圖。
如第四A圖所示，渦電流檢測器210具備配置於檢出對象之金屬膜等的研磨對象物102附近之檢測器線圈260。檢測器線圈260上連接交流信號源262。此時，檢出對象之研磨對象物102例如係形成於半導體晶圓上之銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鎢(W)等的薄膜。檢測器線圈260對研磨對象物102配置於例如0.5~5.0mm程度附近。
渦電流檢測器210中有一種依據因研磨對象物102中產生渦電流導致交流信號源262之振盪頻率變化來檢出導電膜的頻率型。此外，渦電流檢測器210中有一種依據因研磨對象物102中產生渦電流導致從交流信號源262看到阻抗之變化來檢出導電膜的阻抗型。亦即，頻率型係在第三B圖所示之等價電路中，阻抗Z藉由渦電流I2 之變化而變化，結果，交流信號源（可變頻率振盪器）262之振盪頻率變化。渦電流檢測器210以檢波電路264檢出該振盪頻率之變化，可檢出導電膜之變化。阻抗型係在第三B圖所示之等價電路中，阻抗Z藉由渦電流I2 變化而變化，結果，從交流信號源（固定頻率振盪器）262看到阻抗Z之變化。渦電流檢測器210以檢波電路264檢出該阻抗Z之變化，可檢出導電膜之變化。
阻抗型之渦電流檢測器係取出信號輸出X、Y、相位、合成阻抗Z。可從頻率F或阻抗X、Y等獲得導電膜之測定資訊。渦電流檢測器210如第一圖所示可內藏於研磨台110內部之表面附近位置，在位於對研磨對象物102隔著研磨墊而相對時，可從流入研磨對象物102之渦電流檢出導電膜的變化。
以下，具體說明阻抗型之渦電流檢測器。交流信號源262係1~50MHz程度之固定頻率振盪器，例如使用水晶振盪器。而後，藉由交流信號源262供給之交流電壓，電流I1 流入檢測器線圈260。藉由電流流入配置在研磨對象物102附近之檢測器線圈260，從檢測器線圈260產生之磁束與研磨對象物102交鏈。結果，在檢測器線圈260與研磨對象物102之間形成相互電感M，而渦電流I2 流入研磨對象物102中。此處，R1係包含檢測器線圈260之一次側電阻，L1同樣地係包含檢測器線圈260之一次側的自感。研磨對象物102側之R2係相當於渦電流損失之電阻，L2係研磨對象物102之自感。從交流信號源262之端子a、b觀看檢測器線圈260側之阻抗Z受到藉由渦電流I2 產生之磁力線的影響而變化。
第五圖係顯示本發明之渦電流檢測器中使用的檢測器線圈之構成例的概略圖。如第五圖所示，渦電流檢測器之檢測器線圈260具備捲繞於繞線管270的3個線圈272、273、274。線圈272係連接於交流信號源262之勵磁線圈。勵磁線圈272藉由從交流信號源262供給之交流電流被勵磁，而在配置於附近之研磨對象物102中形成渦電流。在繞線管270之研磨對象物102側配置有檢出線圈273，檢出因形成於研磨對象物102之渦電流而產生的磁場。夾著勵磁線圈272在檢出線圈273之相反側配置有平衡線圈274。
線圈272、273、274藉由相同卷數之線圈形成，檢出線圈273與平衡線圈274彼此反相連接。當研磨對象物102存在於檢出線圈273附近時，藉由形成於研磨對象物102中之渦電流產生的磁束交鏈於檢出線圈273與平衡線圈274。此時，由於檢出線圈273配置於靠近導電膜之位置，因此產生於兩線圈273、274之感應電壓的平衡被破壞，藉此可檢出藉由導電膜之渦電流而形成的交鏈磁束。
第六圖係顯示渦電流檢測器之詳細構成的模式圖。交流信號源262具有水晶振盪器等固定頻率的振盪器，例如，將1~50MHz之固定頻率的交流電流供給至檢測器線圈260。交流信號源262所形成之交流電流經由帶通濾波器(BPF)282而供給至檢測器線圈260（勵磁線圈272）。另外，從檢測器線圈260（檢出線圈273及平衡線圈274）之端子輸出的信號，經過電橋電路284及高頻放大器(RF Amp)286，傳送至包含cos同步檢波電路292及sin同步檢波電路293之同步檢波部291。而後，可藉由同步檢波部291取出阻抗之電阻成分與感抗成分。
從同步檢波部291輸出之電阻成分與感抗成分，藉由低通濾波器(LPF‧AF AMP)294、295除去不需要之高頻成分（例如5KHz以上之高頻成分），而分別輸出作為阻抗之電阻成分的信號X與作為感抗成分之信號Y。從LPF‧AF AMP 294、295輸出之信號X、信號Y，在藉由以下說明之膜厚補正器230進行補正中，輸出至終點檢出部240。
終點檢出部240將從膜厚補正器230輸出之信號X，Y進行旋轉處理、平行移動處理等之處理，算出作為監控信號之距離Z。而後，依據該距離Z之變化監視膜厚的變化。
第七圖係顯示終點檢出部240實施之處理的概略圖。第七圖中，橫軸表示信號X之強度，縱軸表示信號Y之強度。點T∞表示研磨對象物102之膜厚係∞的狀態，點T0表示研磨對象物102之膜厚係0的狀態。隨著研磨對象物102之膜厚減少，從信號X，Y定位之點Tn描繪圓弧狀之軌跡而且朝向點T0前進。從XY座標系統之原點O至點Tn的距離Z（=（X2 +Y2 ）1/2 ），除了點T∞附近，係隨著膜厚減少而變小。
終點檢出部240算出依研磨對象物102之膜厚而變化的距離Z。終點檢出部240若事先藉由經驗或試驗掌握距離Z與研磨對象物102之膜厚的關係，藉由監視距離Z即可檢出研磨中之研磨對象物102的膜厚。
終點檢出部240與進行關於研磨裝置100之各種控制的研磨裝置控制部140連接。終點檢出部240依據算出之距離Z檢出研磨對象物102之研磨終點後，對研磨裝置控制部140輸出顯示其要旨之信號。研磨裝置控制部140從終點檢出部240接收顯示研磨終點之信號後，使研磨裝置100之研磨結束。 ＜渦電流檢測器210之輸出補正＞
本實施形態係補正從渦電流檢測器210輸出之信號（信號X與信號Y）者。亦即，在研磨對象物102進行研磨中，藉由研磨對象物102與研磨墊108之摩擦而產生熱。有時因該熱造成渦電流檢測器210之周圍環境溫度上升，而導致渦電流檢測器210之輸出偏差。
第八圖係顯示渦電流檢測器之輸出受到周圍環境溫度影響而偏差之例的模式圖。第八A圖係顯示渦電流檢測器之輸出的變動圖，第八B圖係顯示渦電流檢測器周圍之環境溫度的變動圖。第八A圖中，橫軸表示研磨時間，縱軸表示渦電流檢測器輸出。第八B圖中，橫軸表示研磨時間，縱軸表示渦電流檢測器周圍之環境溫度。
第八A圖、第八B圖顯示未形成金屬膜而不產生渦電流，亦即，顯示渦電流檢測器210研磨無反應之基板時的渦電流檢測器210之周圍環境溫度及輸出。
如第八B圖所示，隨著研磨進行，渦電流檢測器210周圍之環境溫度受到研磨基板之摩擦熱的影響而上升。此時，由於渦電流檢測器210係研磨無反應之基板，因此渦電流檢測器210之輸出原本保持一定。但是如第七A圖所示，渦電流檢測器210之輸出依賴渦電流檢測器210周圍之環境溫度而變動（偏差）。
因此，本實施形態採用以下之樣態補正從渦電流檢測器210輸出之信號，如第一圖所示，終點檢出裝置本體220具備：膜厚補正器230、及終點檢出部240。
膜厚補正器230在進行研磨對象物102之研磨工序中（即時(in-situ)）補正從渦電流檢測器210輸出之信號。膜厚補正器230具備：取得部232、算出部234、及補正部236。
取得部232在進行研磨工序中，於渦電流檢測器210與研磨對象物102不相對之第一狀態（研磨對象物外區域B）下取得從渦電流檢測器210輸出之第一測定信號。此外，取得部232在進行研磨工序中，於渦電流檢測器210與研磨對象物102相對之第二狀態（研磨對象物內區域A）下取得從渦電流檢測器210輸出之第二測定信號。
算出部234依據藉由取得部232所取得之第一測定信號、與對第一測定信號預設之基準信號算出補正值。此時具體而言，基準信號可為未進行研磨工序時在渦電流檢測器210與研磨對象物102不相對之狀態下從渦電流檢測器210輸出的信號。例如，基準信號可為進行渦電流檢測器210之教準時在渦電流檢測器210與研磨對象物102不相對之狀態下從渦電流檢測器210輸出的信號。此外，例如，基準信號亦可為在未進行研磨工序時之環境溫度時，在渦電流檢測器210與研磨對象物102不相對之狀態下從渦電流檢測器210輸出的信號。亦即，在渦電流檢測器210之輸出不產生溫度偏差的狀態下預先取得信號，作為對第一狀態（研磨對象物外區域B）之基準信號者。由於只要不對渦電流檢測器210產生溫度偏差即可作為基準信號，因此，例如在開始研磨工序之後環境溫度尚未上升時，在第一狀態（研磨對象物外區域B）下從渦電流檢測器210輸出之信號亦可作為基準信號。
算出部234例如藉由從取得部232所取得之第一測定信號，減去預設之基準信號，可算出補正值。
補正部236在進行研磨工序中，依據算出部234所算出之補正值來補正取得部232所取得之第二測定信號。
例如，補正部236在進行研磨工序中，藉由從取得部232所取得之第二測定信號減去算出部234所算出的補正值，來補正第二測定信號。
更具體而言，補正部236依據在第二狀態之前出現的第一狀態下所取得之第一測定信號與基準信號所算出的補正值，來補正在該第二狀態下所取得之第二測定信號。
亦即，算出部234在研磨工序中某個時態（T1）之第一狀態下，藉由取得部232取得第一測定信號後，藉由從所取得之第一測定信號減去預設之基準信號而算出補正值（ΔS1）。而後，在時態（T）之後出現的第二狀態下，補正部236在藉由取得部232取得第二測定信號後，藉由從所取得之第二測定信號減去在時態（T1）之第一狀態下藉由算出部234所算出的補正值（ΔS1）來補正第二測定信號。
同樣地，算出部234在研磨工序中某個時態（T2）的第一狀態下，藉由取得部232取得第一測定信號後，藉由從所取得之第一測定信號減去預設的基準信號而算出補正值（ΔS2）。而後，在時態（T）之後出現的第二狀態下，補正部236在藉由取得部232取得第二測定信號後，藉由從所取得之第二測定信號減去在時態（T2）之第一狀態下藉由算出部234所算出的補正值（ΔS2）來補正第二測定信號。
另外，上述係膜厚補正器230備有作為功能方塊之取得部232、算出部234、及補正部236，且係假設以電腦軟體來實現作說明，不過不限於此。如第六圖所示，亦可以硬體實現膜厚補正器230。
如第六圖所示，膜厚補正器230具備：資料閂鎖302、304、教準開關306、減法電路308、減法電路310。
資料閂鎖302、304保持從LPF‧AF AMP 294輸出之在渦電流檢測器210與研磨對象物102不相對之第一狀態（研磨對象物外區域B）下的信號X、或從教準開關306輸出之基準信號。資料閂鎖304依來自檢出研磨台110已旋轉1次之旋轉檢測器114的觸發信號，對減法電路308輸出所保持之信號X或基準信號。另外，旋轉檢測器114具備：設置於研磨台110周圍之卡爪、及可檢出卡爪之設於研磨台110的卡爪檢測器。卡爪檢測器每當研磨台110旋轉1次時檢出卡爪。藉此，旋轉檢測器114可檢出研磨台110特定之旋轉位置。
減法電路308執行從資料閂鎖302、304輸出之信號X與基準信號的相減。具體而言，減法電路308由於渦電流檢測器210藉由溫度偏差而有輸出提高送出的傾向，因此從信號X減去基準信號而算出補正值。另外，可依使用之檢測器的溫度偏差傾向，將減法電路作為加法電路。
減法電路310執行從LPF‧AF AMP 294輸出之在渦電流檢測器210與研磨對象物102相對的第二狀態（研磨對象物內區域A）下之信號X、與從減法電路308所輸出之補正值的相減。具體而言減法電路310由於渦電流檢測器210藉由溫度偏差而有輸出提高送出之傾向，因此藉由從在第二狀態（研磨對象物內區域A）下之信號X減去補正值而算出補正後的信號X。另外，可依使用之檢測器的溫度偏差傾向將減法電路作為加法電路。
同樣地，膜厚補正器230具備：資料閂鎖402、404、教準開關406、減法電路408、減法電路410。
資料閂鎖402、404保持從LPF‧AF AMP 295輸出之在渦電流檢測器210與研磨對象物102不相對之第一狀態（研磨對象物外區域B）下的信號Y、或從教準開關406輸出之基準信號。資料閂鎖404依來自檢出研磨台110已旋轉1次之旋轉檢測器114的觸發信號，對減法電路408輸出所保持之信號Y或基準信號。
減法電路408執行從資料閂鎖402、404所輸出之信號Y與基準信號的相減。具體而言，減法電路408由於渦電流檢測器210藉由溫度偏差而有輸出提高送出的傾向，因此從信號Y減去基準信號而算出補正值。另外，可依使用之檢測器的溫度偏差傾向將減法電路作為加法電路。
減法電路410執行從LPF‧AF AMP 295輸出之在渦電流檢測器210與研磨對象物102相對之第二狀態（研磨對象物內區域A）下之信號Y、與從減法電路408所輸出之補正值的相減。具體而言，減法電路410由於渦電流檢測器210藉由溫度偏差而有輸出提高送出的傾向，因此藉由從第二狀態（研磨對象物內區域A）下之信號Y減去補正值，而算出補正後的信號Y。另外，可依使用之檢測器的溫度偏差傾向將減法電路作為加法電路。 ＜流程圖＞
其次，說明本實施形態的膜厚測定值之補正方法。第九圖係顯示本實施形態的膜厚測定值之補正方法的處理流程圖。
首先，藉由研磨裝置控制部140開始研磨工序後（步驟S101），算出部234取得基準信號（Xsd，Ysd）（步驟S102）。基準信號（Xsd，Ysd）例如係渦電流檢測器210之輸出中不產生溫度偏差狀態（渦電流檢測器210之教準時等）下預先取得而記錄於記憶體等的信號。另外，由於渦電流檢測器210中若不產生溫度偏差即可作為基準信號，因此，例如研磨工序開始之後環境溫度尚未上升時，在第一狀態（研磨對象物外區域B）下從渦電流檢測器210輸出之信號亦可作為基準信號。
繼續，補正部236將補正值（ΔX，ΔY）歸零（步驟S103）。這是為了重設在前次研磨工序中所設定的補正值（ΔX，ΔY）。
繼續，取得部232從渦電流檢測器210取得信號X、信號Y（步驟S104）。
繼續，補正部236補正信號X、信號Y（步驟S105）。具體而言，若將補正後之信號X設為X'，將補正後之信號Y設為Y'時，補正部236藉由X'=X-ΔX，Y'=Y-ΔY，求出補正後之信號X'、信號Y'。
繼續，終點檢出部240依據補正後之信號X'、信號Y'，判定是否為研磨終點（步驟S106）。
藉由終點檢出部240判定為並非研磨終點後（步驟S106，否(No)），旋轉檢測器114判定研磨台110是否已旋轉至特定的旋轉位置（步驟S107）。具體而言，可將渦電流檢測器210在第一狀態（研磨對象物外區域B）下之研磨台110的旋轉位置作為特定之旋轉位置。換言之，旋轉檢測器114判定渦電流檢測器210是否在第一狀態（研磨對象物外區域B）。
取得部232在判定為研磨台110已旋轉至特定的旋轉位置後（步驟S107，是(Yes)），在第一狀態（研磨對象物外區域B）下取得從渦電流檢測器210輸出之第一測定信號(Xout，Yout)（步驟S108）。
繼續，算出部234更新補正值（步驟S109）。具體而言，算出部234在將補正值設為ΔX，ΔY時，藉由ΔX=Xout-Xsd，ΔY=Yout-Ysd算出補正值（ΔX，ΔY）加以更新。另外，本實施形態係顯示依據在第一狀態下之1處的第一測定信號(Xout，Yout)算出補正值ΔX、ΔY之例，不過不限於此。例如，亦可在開始第一狀態後，在變成第二狀態之前，以複數點取得第一狀態下之第一測定信號(Xout，Yout)，求出此等複數點之第一測定信號(Xout，Yout)的平均值，而從平均值減去基準信號。
其後，回到步驟S104反覆進行處理。因此，渦電流檢測器210在第二狀態（研磨對象物內區域A）下，從渦電流檢測器210輸出之第二測定信號（信號X、信號Y）依據在該第二狀態之前的第一狀態下所更新的補正值ΔX、ΔY來補正。
再者，於步驟S107中，判定為研磨台110尚未旋轉至特定之旋轉位置時（步驟S107，否），亦回到步驟S104反覆進行處理。
藉此，在第二狀態（研磨對象物內區域A）持續中，在第二狀態下取得之複數點的第二測定信號（信號X、信號Y）分別依據ΔX、ΔY來補正補正值。
在步驟S106中，藉由終點檢出部240判定係研磨終點後（步驟S106，是），研磨裝置控制部140使研磨結束（步驟S110）。
第十圖係模式顯示進行本實施形態之補正時渦電流檢測器210的輸出圖。第十A圖係顯示渦電流檢測器之輸出的變動圖，第十B圖係顯示渦電流檢測器周圍之環境溫度的變動圖。第十A圖中，橫軸表示研磨時間，縱軸表示渦電流檢測器輸出。第十B圖中，橫軸表示研磨時間，縱軸表示渦電流檢測器周圍之環境溫度。
第十A圖、第十B圖與第八A圖、第八B圖相同，顯示未形成金屬膜而不產生渦電流，亦即，顯示渦電流檢測器210研磨不反應之基板時渦電流檢測器210周圍的環境溫度及輸出。
如第十B圖所示，隨著研磨進行，因研磨基板之摩擦熱的影響導致渦電流檢測器210周圍之環境溫度上升。針對此，本實施形態由於渦電流檢測器210之輸出係依環境溫度之變化而補正，因此如第十A圖所示，渦電流檢測器210之輸出保持一定。
如以上，採用本實施形態時，可以簡易之構成精確補正測定研磨對象物102膜厚的檢測器之溫度偏差。亦即，本實施形態由於亦可不設用於補正檢測器之溫度偏差的溫度檢測器，因此構成簡易。此外，本實施形態係在研磨工序進行中（即時地）依據補正值補正從檢測器所輸出的測定信號。因此，本實施形態可在研磨研磨對象物102中即時精確補正檢測器之溫度偏差。結果，本實施形態可以高精度檢出研磨對象物102之研磨終點。
特別是，本實施形態係依據在第二狀態之前出現的第一狀態下所取得之第一測定信號與基準信號所算出的補正值來補正在該第二狀態下所取得之第二測定信號。藉此，因為精確反映檢測器之溫度偏差，所以可使補正後之第二測定信號的可靠性提高。
以下，依據圖式說明本案發明一種實施形態之渦電流檢測器。另外，上述實施形態中之渦電流檢測器210可使用以下說明之渦電流檢測器1210。 ＜研磨裝置＞
第十一圖係模式顯示研磨裝置及終點檢出裝置的全體構成圖。首先說明研磨裝置。
如第十一圖所示，研磨裝置1100具備：可將用於研磨研磨對象物（例如半導體晶圓等之基板、或形成於基板表面的各種膜）1102之研磨墊1108安裝於上面的研磨台1110；旋轉驅動研磨台1110之第一電動馬達1112；可保持研磨對象物1102之上方環形轉盤1116；及旋轉驅動上方環形轉盤1116之第二電動馬達1118。
此外，研磨裝置1100具備在研磨墊1108上面供給包含研磨材料之研磨液的漿液管線1120。此外，研磨裝置1100具備輸出關於研磨裝置1100之各種控制信號的研磨裝置控制部1140。
研磨裝置1100研磨研磨對象物1102時，從漿液管線1120供給包含研磨粒之研磨漿液至研磨墊1108的上面，並藉由第一電動馬達1112旋轉驅動研磨台1110。而後，研磨裝置1100在使上方環形轉盤1116於與研磨台1110之旋轉軸偏心的旋轉軸周圍旋轉狀態下，將保持於上方環形轉盤1116之研磨對象物1102按壓於研磨墊1108。藉此，研磨對象物1102被保持研磨漿液之研磨墊1108研磨予以平坦化。
其次，說明研磨終點檢測裝置1200。如第十一圖所示，研磨終點檢測裝置1200具備：渦電流檢測器1210；及經由旋轉接頭連接器1160、1170而與渦電流檢測器1210連接的終點檢出部1220。 ＜渦電流檢測器＞
首先，說明渦電流檢測器1210。在研磨台1110中形成有可從研磨台1110之背面側插入渦電流檢測器1210的孔。渦電流檢測器1210插入形成於研磨台1110之孔中。另外，研磨台1110被接地。
第十二圖係顯示研磨台1110、渦電流檢測器1210與研磨對象物1102之關係的俯視圖。如第十二圖所示，渦電流檢測器1210設置於通過保持在上方環形轉盤1116之研磨中的研磨對象物1102之中心CW 的位置。符號CT 係研磨台1110之旋轉中心。例如，渦電流檢測器1210在通過研磨對象物1102下方時，可在通過軌跡（掃描線）上連續檢出研磨對象物1102之厚度。
第十三圖係顯示渦電流檢測器1210之概略構成圖。第十三A圖係顯示渦電流檢測器1210之構成方塊圖，第十三B圖係渦電流檢測器1210之等價電路圖。
如第十三A圖所示，渦電流檢測器1210具備配置於檢出對象之金屬膜等的研磨對象物1102附近之檢測器線圈1260。檢測器線圈1260上連接交流信號源1262。此時，檢出對象之研磨對象物1102例如係形成於半導體晶圓上之銅(Cu)、鋁(Al)、金(Au)、鎢(W)等的薄膜。檢測器線圈1260對檢出對象之研磨對象物1102配置於例如0.5~5.0mm程度附近。
渦電流檢測器1210中有一種依據因研磨對象物1102中產生渦電流導致交流信號源1262之振盪頻率變化來檢出導電膜的頻率型。此外，渦電流檢測器1210中有一種依據因研磨對象物1102中產生渦電流導致從交流信號源1262看到阻抗之變化來檢出導電膜的阻抗型。亦即，頻率型係在第十三B圖所示之等價電路中，阻抗Z藉由渦電流I2 之變化而變化，結果，交流信號源（可變頻率振盪器）1262之振盪頻率變化。渦電流檢測器1210以檢波電路1264檢出該振盪頻率之變化，可檢出導電膜之變化。阻抗型係在第十三B圖所示之等價電路中，阻抗Z藉由渦電流I2 變化而變化，結果，從交流信號源（固定頻率振盪器）1262看到阻抗Z之變化。渦電流檢測器1210以檢波電路1264檢出該阻抗Z之變化，可檢出導電膜之變化。
阻抗型之渦電流檢測器係取出信號輸出X、Y、相位、合成阻抗Z。可從頻率F或阻抗X、Y等獲得導電膜之測定資訊。渦電流檢測器1210如第一圖所示可內藏於研磨台1110內部之表面附近位置，在位於對研磨對象物1102隔著研磨墊1108而相對時，可從流入研磨對象物1102之渦電流檢出導電膜的變化。
以下，具體說明阻抗型之渦電流檢測器。交流信號源1262係1~50MHz程度之固定頻率振盪器，例如使用水晶振盪器。而後，藉由交流信號源1262供給之交流電壓，電流I1 流入檢測器線圈1260。藉由電流流入配置在研磨對象物1102附近之檢測器線圈1260，從檢測器線圈1260產生之磁束與研磨對象物1102交鏈。結果，在檢測器線圈1260與研磨對象物1102之間形成相互電感M，而渦電流I2 流入研磨對象物1102中。此處，R1係包含檢測器線圈1260之一次側電阻，L1同樣地係包含檢測器線圈1260之一次側的自感。研磨對象物1102側之R2係相當於渦電流損失之電阻，L2係研磨對象物1102之自感。從交流信號源1262之端子a、b觀看檢測器線圈1260側之阻抗Z受到藉由渦電流I2 產生之磁力線的影響而變化。
第十四圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器中使用的檢測器線圈之構成例的概略圖。如第十四圖所示，渦電流檢測器之檢測器線圈1260具備捲繞於繞線管1270的3個線圈1272、1273、1274。線圈1272係連接於交流信號源1262之勵磁線圈。勵磁線圈1272藉由從交流信號源1262供給之交流電流被勵磁，而在配置於附近之研磨對象物1102中形成渦電流。在繞線管1270之研磨對象物1102側配置有檢出線圈1273，檢出因形成於研磨對象物1102之渦電流而產生的磁場。夾著勵磁線圈1272在檢出線圈1273之相反側配置有平衡線圈1274。
線圈1272、1273、1274藉由相同卷數之線圈形成，檢出線圈1273與平衡線圈1274彼此反相連接。當研磨對象物1102存在於檢出線圈1273附近時，藉由形成於研磨對象物1102中之渦電流產生的磁束交鏈於檢出線圈1273與平衡線圈1274。此時，由於檢出線圈1273配置於靠近導電膜之位置，因此產生於兩線圈1273、1274之感應電壓的平衡被破壞，藉此可檢出藉由導電膜之渦電流而形成的交鏈磁束。
第十五圖係顯示渦電流檢測器之詳細構成的模式圖。交流信號源1262具有水晶振盪器等固定頻率的振盪器，例如，將1~50MHz之固定頻率的交流電流供給至檢測器線圈1260。交流信號源1262所形成之交流電流經由帶通濾波器(BPF)1282而供給至檢測器線圈1260（勵磁線圈1272）。另外，從檢測器線圈1260（檢出線圈1273及平衡線圈1274）之端子輸出的信號，經過電橋電路1284及高頻放大器(RF Amp)1286，傳送至包含cos同步檢波電路1292及sin同步檢波電路1293之同步檢波部1291。而後，可藉由同步檢波部1291取出阻抗之電阻成分與感抗成分。
從同步檢波部1291輸出之電阻成分與感抗成分，藉由低通濾波器(LPF‧AF AMP)1294、1295除去不需要之高頻成分（例如5KHz以上之高頻成分），而分別輸出作為阻抗之電阻成分的信號X與作為感抗成分之信號Y。
終點檢出部1220依據從渦電流檢測器1210膜輸出之信號X、Y監視膜厚的變化。
第十六圖、第十七圖係顯示終點檢出部1220實施之處理的概略圖。第十六圖中，橫軸表示信號X之強度，縱軸表示信號Y之強度。圓弧1310上之端點T∞表示研磨對象物1102之膜厚係∞的狀態，端點T0表示研磨對象物1102之膜厚係0的狀態。隨著研磨對象物1102之膜厚減少，從信號X、Y之值定位的圓弧1310上之點Tn描繪圓弧狀之軌跡而且朝向端點T0前進。從XY座標系統之原點O至點Tn的距離Z（=（X2 +Y2 ）1/2 ），除了點T∞附近，係隨著膜厚減少而變小。
測定膜厚之一個觀點，係終點檢出部1220算出依研磨對象物1102之膜厚而變化的距離Z。而後，終點檢出部1220若事先藉由經驗或試驗掌握距離Z與研磨對象物1102之膜厚的關係，藉由監視距離Z即可檢出研磨中之研磨對象物1102的膜厚。
但是，實際上，執行研磨對象物1102之研磨時，在研磨研磨對象物1102而膜厚變薄的同時研磨墊1108亦變薄。由於隨著研磨墊1108變薄而渦電流檢測器1210與研磨對象物1102的距離縮短，因此渦電流檢測器1210之輸出變大。結果，隨著研磨墊1108變薄，如第十七圖之圓弧1310、圓弧1320、圓弧1330所示，圓弧變大。因此，在研磨墊1108之厚度變化情況下，如上述依據距離Z檢出研磨對象物1102之膜厚困難。
另外，如第十七圖所示，連結藉由信號X、信號Y而指定之點與端點T0的直線1340與圓弧1310、圓弧1320、圓弧1330交叉之交點Ta、Tb、Tc顯示研磨對象物1102係相同膜厚之狀態。著眼於該點，終點檢出部1220求出直線1340與從端點T0在與信號Y之軸相同方向延伸的直線構成之角度θ。終點檢出部1220若事先藉由經驗或試驗掌握角度θ與研磨對象物1102之膜厚的關係，藉由監視角度θ即可檢出研磨中之研磨對象物1102的膜厚。
終點檢出部1220與進行關於研磨裝置1100之各種控制的研磨裝置控制部1140連接。終點檢出部1220依據算出之角度θ檢出研磨對象物1102之研磨終點後，對研磨裝置控制部1140輸出顯示其要旨之信號。研磨裝置控制部1140從終點檢出部1220接收顯示研磨終點之信號後，使研磨裝置1100之研磨結束。 ＜渦電流檢測器測定精度之提高＞
其次，說明本實施形態之渦電流檢測器測定精度的提高。首先，說明渦電流檢測器1210即使為靜電電容檢測器，反應精度仍惡化。
第十八圖係說明過去渦電流檢測器之靜電電容的圖。第十八A圖係模式顯示在過去構成中，渦電流檢測器作為靜電電容檢測器而反應時的靜電電容之圖。第十八B圖係第十八A圖之構成中的等價電路。如第十八A、B圖所示，在渦電流檢測器1210與接地(Earth)之間存在勵磁線圈1272與檢出線圈1273間之靜電電容C1、檢出線圈1273與研磨對象物1102間之靜電電容C2、研磨對象物1102與研磨台1110間之靜電電容C3。渦電流檢測器1210與接地(Earth)之間的合成靜電電容C藉由以下公式1來表示。
[公式1] C =
第十九圖係顯示在過去之渦電流檢測器中，合成靜電電容對研磨墊厚度之變化而變化的圖。第十九圖中橫軸表示研磨墊1108之厚度，縱軸表示渦電流檢測器1210與接地(Earth)之間的合成靜電電容C。第二十圖係藉由過去之渦電流檢測器所測定的信號X、信號Y之描繪資料。第二十圖中，橫軸表示信號X，縱軸表示信號Y。
如第十九圖所示，研磨墊1108之厚度藉由研磨工序而變薄後，合成靜電電容C大幅增加。結果，對應於研磨墊1108之厚度的圓弧1410～圓弧1470之端點T0並未如在第二十圖中以虛線1480包圍而聚集。因此，用於檢出角度θ之基準點依研磨墊1108之厚度變化而偏離，而無法精確檢出角度θ，結果導致研磨對象物1102之膜厚的測定精度惡化。 ＜用於提高測定精度之構成＞
另外，本實施形態之渦電流檢測器1210係具備配置於檢測器線圈1260（包含：勵磁線圈1272、檢出線圈1273、及平衡線圈1274）之測定對象物側的導電體1500。
說明這一方面。第二十一圖係用於說明配置導電體1500之效果的概念圖。首先，如第二十一A圖所示，在渦電流檢測器1210與測定對象物1800（例如研磨對象物102）之間未配置導電體1500情況下，當渦電流檢測器1210與接地1810(Earth)間之距離變化時，兩者之間的靜電電容變化。結果，渦電流檢測器1210與接地1810(Earth)間之靜電電容的變化直接影響渦電流檢測器1210之輸出，導致渦電流檢測器1210之輸出變化。
另外，如第二十一B圖所示，在渦電流檢測器1210與測定對象物1800之間配置導電體1500。導電體1500之導電率雖比測定對象物1800低，但是係以非絕緣體材料形成。此外，導電體1500藉由如第二十一B圖所示地接地，成為在與接地之間靜電電容大的狀態。
藉由配置導電體1500，而在渦電流檢測器1210與導電體1500之間產生電場。雖然導電體1500下面會產生電荷，但是因為配置有導電體1500，所以導電體1500上面不易產生電荷。因而，在導電體1500與測定對象物1800之間不產生電場，而抑制作為靜電電容檢測器之動作。此外，即使渦電流檢測器1210與測定對象物1800間之距離變動，渦電流檢測器1210與導電體1500間之距離仍保持一定，因為在渦電流檢測器1210與導電體1500之間產生不變動的靜電電容，所以可抑制在導電體1500與測定對象物1800間產生之靜電電容變動的影響。此外，因為渦電流檢測器1210通常使用交流電源，所以即使取代如第二十一B圖之接地，而如第二十一C圖所示經由電容器成分來接地，使導電體1500保持充分大之靜電電容，仍可獲得同樣效果。 ＜導電體1500之具體配置樣態＞
其次，具體說明導電體1500之配置樣態。第二十二圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器1210的構成之一例圖。如第二十二圖所示，本實施形態之渦電流檢測器1210具備導電體1500。導電體1500配置於檢測器線圈1260（包含：勵磁線圈1272、檢出線圈1273、及平衡線圈1274）的測定對象物（研磨對象物1102）側。
具體而言，導電體1500配置在介於測定對象物（研磨對象物1102）與檢測器線圈1260之間的絕緣體（研磨墊1108）、與檢測器線圈1260之間。導電體1500至少可具備與檢測器線圈1260相對之相對部1510。另外，相對部1510藉由具有與勵磁線圈1272、檢出線圈1273、或平衡線圈1274之線圈軸交叉的面，而與檢測器線圈1260相對。
第二十三圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器1210的構成之其他一例圖。如第二十三圖所示，導電體1500亦可具備：與檢測器線圈1260相對之相對部1510；以及連接於相對部1510並且覆蓋檢測器線圈1260之至少一部分周圍的外周部1520。本例之外周部1520係與形成於研磨台1110之孔的內壁相對。
第二十四圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器1210的構成之其他一例圖。如第二十四圖所示，導電體1500亦可備有：與檢測器線圈1260相對之相對部1510；以及連接於相對部1510並且覆蓋檢測器線圈1260之全部周圍的外周部1530；而形成蓋住檢測器線圈1260之帽狀。本例之外周部1520係與形成於研磨台1110之孔的內壁相對。
第二十五圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器1210的構成之其他一例圖。如第二十五圖所示，導電體1500與第二十四圖同樣地備有：與檢測器線圈1260相對之相對部1510；以及連接於相對部1510並且覆蓋檢測器線圈1260之全部周圍的外周部1530；而形成蓋住檢測器線圈1260之帽狀。
除此之外，渦電流檢測器1210還具備磁性密封板1600作為邊緣角對策。磁性密封板1600與導電體1500同樣地備有：與檢測器線圈1260相對之相對部1610；以及連接於相對部1610並且覆蓋檢測器線圈1260之全部周圍的外周部1630；而形成蓋住檢測器線圈1260之帽狀。磁性密封板1600在導電體1500之內部蓋住檢測器線圈1260。相對部1610中形成有與檢測器線圈1260相對之開口，可供磁場通過。
第二十二圖至第二十五圖中，相對部1510在檢測器線圈1260之測定對象物（研磨對象物1102）側，與檢測器線圈1260離開指定距離而配置。此外，相對部1510亦與測定對象物（研磨對象物1102）離開指定距離而配置。再者，相對部1510係以檢測器線圈1260與相對部1510間之距離比測定對象物（研磨對象物1102）與相對部1510間之距離短的方式，配置在檢測器線圈1260與測定對象物（研磨對象物1102）之間。另外，檢測器線圈1260與相對部1510之距離固定。亦即，即使渦電流檢測器1210（檢測器線圈1260）與研磨對象物1102之間的距離藉由研磨墊1108變薄等而變動，渦電流檢測器1210（檢測器線圈1260）與相對部1510間之距離仍然一定。
第二十二圖至第二十五圖中之導電體1500（相對部1510）例如可包含導電性聚丙烯、或矽樹脂而形成。此外，第二十二圖至第二十五圖中之導電體1500（相對部1510）例如可以摻入碳之聚丙烯、矽等合成樹脂、蒸鍍有薄金屬之合成樹脂、蒸鍍有薄金屬之玻璃、摻入碳之橡膠（矽等）、單結晶矽基板（Si）等而形成。
另外，導電體1500（相對部1510）之電阻率愈小愈可除去渦電流檢測器1210作為靜電電容檢測器的反應，不過導電體1500本身產生渦電流，對研磨對象物1102之膜厚測定的靈敏度降低。另外，導電體1500（相對部1510）之電阻率過大時，無法徹底除去作為靜電電容檢測器的反應。考慮這些方面，例如第二十二圖至第二十五圖中之導電體1500（相對部1510）可包含具有1Ω‧cm~100Ω‧cm之電阻率的材料而形成。此外，第二十二圖至第二十五圖中之導電體1500（相對部1510）宜為可包含具有5Ω‧cm~50Ω‧cm之電阻率的材料而形成。第二十二圖至第二十五圖中之導電體1500（相對部1510）更宜為可包含具有7Ω‧cm~20Ω‧cm之電阻率的材料而形成。
另外，第二十三圖至第二十五圖中之導電體1500（外周部1520、1530）亦可包含與相對部1510同樣材料而形成，亦可藉由銅帶、特殊用途不銹鋼（SUS）等之導電材料而形成。
其次，說明配置導電體1500之效果。第二十六圖係用於說明本實施形態之渦電流檢測器中之靜電電容的圖。第二十六A圖係模式顯示在第二十三圖之構成中，渦電流檢測器作為靜電電容檢測器而反應時之靜電電容的圖。第二十六B圖係第二十六A圖之構成中的等價電路。如第二十六A、B圖所示，在渦電流檢測器1210與接地(Earth)之間存在勵磁線圈1272與檢出線圈1273間之靜電電容C1、檢出線圈1273與導電體1500間之靜電電容Cd1、導電體1500與研磨對象物1102間之靜電電容C2'、研磨對象物1102與研磨台1110間之靜電電容C3、及導電體1500與研磨台1110間之靜電電容Cd2。靜電電容C2'、靜電電容C3、及靜電電容Cd2之合成靜電電容Cd藉由以下公式2來表示。此外，渦電流檢測器1210與接地(Earth)間之全體合成靜電電容C藉由以下公式3來表示。
[公式2] Cd =
[公式3] C =
第二十七圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器中，合成靜電電容對研磨墊厚度之變化而變化的圖。第二十七圖中，橫軸表示研磨墊1108之厚度，縱軸表示渦電流檢測器1210與接地(Earth)間之合成靜電電容C。第二十八圖係藉由本實施形態之渦電流檢測器所測定的信號X、信號Y之描繪資料。第二十八圖中，橫軸表示信號X，縱軸表示信號Y。
如第二十七圖所示，即使研磨墊1108之厚度藉由研磨工序而變薄，合成靜電電容C幾乎不變化。例如第十九圖中，研磨墊1108之厚度在3.0mm~0.5mm之間變化情況下，合成靜電電容C變化32%。另外，第二十七圖中，同樣地研磨墊1108之厚度在3.0mm~0.5mm之間變化情況下，合成靜電電容C僅變化0.006%。亦即，藉由配置導電體1500，因研磨墊1108之厚度變化造成靜電電容C2'、C3的變化對合成靜電電容C的影響小（反映到渦電流檢測器1210之輸出困難）。換言之，由於檢測器線圈1260與相對部1510之距離固定，因此即使研磨墊1108之厚度變化造成渦電流檢測器1210（檢測器線圈1260）與研磨對象物1102間的距離變動，渦電流檢測器1210（檢測器線圈1260）與相對部1510間之距離仍然保持一定。因此，即使渦電流檢測器1210（檢測器線圈1260）與研磨對象物1102間之距離變動，由於檢測器線圈1260與相對部1510間之靜電電容不變，因此，因研磨墊1108厚度之變化造成靜電電容C2'、C3之變化對合成靜電電容C的影響小。
結果，對應於研磨墊1108厚度之圓弧1535～圓弧1570的端點T0如第二十八圖中虛線1580所包圍的聚集。因此，用於檢出角度θ之基準點即使因研磨墊1108之厚度變化而變化仍不致太偏離，因此可精確檢出角度θ。結果，採用本實施形態時，可使研磨對象物1102膜厚之測定精度提高。
另外，以上之說明係顯示研磨台1110接地之例，不過不限於此，如第二十一B圖所示，亦可將導電體1500直接接地。此外，上述之說明主要顯示在研磨裝置1100中適用渦電流檢測器1210之例，不過不限於此。如使用第二十一圖之說明，藉由在渦電流檢測器1210與測定對象物1800之間配置導電體1500，由於靜電電容之變化對合成靜電電容的影響小（反映到渦電流檢測器1210之輸出困難），因此可使渦電流檢測器1210之測定精度提高。
100、1100‧‧‧研磨裝置
102、1102‧‧‧研磨對象物
108、1108‧‧‧研磨墊
110、1110‧‧‧研磨台
112、1112‧‧‧第一電動馬達
116、1116‧‧‧上方環形轉盤
118、1118‧‧‧第二電動馬達
120、1120‧‧‧漿液管線
140、1140‧‧‧研磨裝置控制部
160、170、1160、1170‧‧‧旋轉接頭連接器
200、1200‧‧‧研磨終點檢出裝置
210、1210‧‧‧渦電流檢測器
212‧‧‧軌跡
220‧‧‧終點檢出裝置本體
230‧‧‧膜厚補正器
232‧‧‧取得部
234‧‧‧算出部
236‧‧‧補正部
240‧‧‧終點檢出部
260、1260‧‧‧檢測器線圈
262、1262‧‧‧交流信號源
264、1264‧‧‧檢波電路
270、1270‧‧‧繞線管
272、273、274、1272、1273、1274‧‧‧線圈
282、1282‧‧‧帶通濾波器(BPF)
284、1284‧‧‧電橋電路
286、1286‧‧‧高頻放大器(RF Amp)
291、1291‧‧‧同步檢波部
292、1292‧‧‧cos同步檢波電路
293、1293‧‧‧sin同步檢波電路
294、295、1294、1295‧‧‧低通濾波器(LPF‧AF AMP)
302、304、402、404‧‧‧資料閂鎖
306、406‧‧‧教準開關
308、408‧‧‧減法電路
310、410‧‧‧減法電路
1220‧‧‧終點檢出部
1310、1320、1330、1410~1470‧‧‧圓弧
1340‧‧‧直線
1480‧‧‧虛線
1500‧‧‧導電體
1510、1610‧‧‧相對部
1520‧‧‧外周部
1530、1630‧‧‧外周部
1800‧‧‧測定對象物
1810‧‧‧接地
A‧‧‧研磨對象物內區域
a、b‧‧‧端子
B‧‧‧研磨對象物外區域
θ‧‧‧角度
CT‧‧‧中心
CW‧‧‧中心
F‧‧‧頻率
I1、I2‧‧‧電流
L1‧‧‧一次測自感
L2‧‧‧自感
M‧‧‧相互電感
R1‧‧‧一次測電阻
R2‧‧‧電阻
X、Y、Z‧‧‧阻抗
X、X'、Y、Y'‧‧‧信號
Z‧‧‧距離
（Xsd、Ysd）‧‧‧基準信號
（ΔX、ΔY）‧‧‧補正值
(Xout、Yout)‧‧‧第一測定信號
T0‧‧‧端點
C1、C2、C2'、C3、Cd1、Cd2‧‧‧靜電電容
C、Cd‧‧‧合成靜電電容
第一圖係模式顯示研磨裝置及膜厚補正器的全體結構圖。 第二圖係顯示研磨台、渦電流檢測器與研磨對象物之關係的俯視圖。 第三A圖係顯示渦電流檢測器210之輸出圖。 第三B圖係顯示渦電流檢測器210掃描(Scan)研磨對象物102時之軌跡圖。 第四A圖係顯示渦電流檢測器210之結構方塊圖。 第四B圖係渦電流檢測器210之等價電路圖。 第五圖係顯示在本發明之渦電流檢測器中使用的檢測器線圈結構例之概略圖。 第六圖係顯示渦電流檢測器之詳細結構的模式圖。 第七圖係顯示終點檢測部實施之處理的概略圖。 第八A圖係顯示渦電流檢測器之輸出的變動圖。 第八B圖係顯示渦電流檢測器周圍之環境溫度的變動圖。 第九圖係顯示本實施形態的膜厚測定值之補正方法的處理流程圖。 第十A圖係顯示渦電流檢測器之輸出變動圖。 第十B圖係顯示渦電流檢測器周圍之環境溫度的變動圖。 第十一圖係模式顯示研磨裝置及終點檢出裝置的全體結構圖。 第十二圖係顯示研磨台、渦電流檢測器與研磨對象物之關係的俯視圖。 第十三A圖係顯示渦電流檢測器1210之結構方塊圖。 第十三B圖係渦電流檢測器1210之等價電路圖。 第十四圖係顯示在本實施形態之渦電流檢測器中使用的檢測器線圈結構例的概略圖。 第十五圖係模式顯示渦電流檢測器之詳細電路結構的模式圖。 第十六圖係顯示終點檢出部實施之處理的概略圖。 第十七圖係顯示終點檢出部實施之處理的概略圖。 第十八A圖係模式顯示在習用結構中，渦電流檢測器作為靜電電容檢測器而反應時的靜電電容之圖。 第十八B圖係第十八A圖之結構中的等價電路。 第十九圖係顯示過去之渦電流檢測器中，合成靜電電容對研磨墊厚度之變化而變化的圖。 第二十圖係藉由過去之渦電流檢測器所測定的信號X、信號Y之描繪資料。 第二十一A圖係說明配置導電體之效果的概念圖。 第二十一B圖係說明配置導電體之效果的概念圖。 第二十一C圖係說明配置導電體之效果的概念圖。 第二十二圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器的結構之一例圖。 第二十三圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器的結構之其他一例圖。 第二十四圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器的結構之其他一例圖。 第二十五圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器的結構之其他一例圖。 第二十六A圖係模式顯示在第二十三圖之結構中，渦電流檢測器作為靜電電容檢測器而反應時之靜電電容的圖。 第二十六B圖係第二十六A圖之結構中的等價電路。 第二十七圖係顯示本實施形態之渦電流檢測器中，合成靜電電容對研磨墊厚度之變化而變化的圖。 第二十八圖係藉由本實施形態之渦電流檢測器所測定的信號X、信號Y之描繪資料。

Claims (10)

  1. 一種渦電流檢測器，係用於測定與測定對象物之距離或前述測定對象物之膜厚，其特徵為具備： 檢測器線圈，其係檢出對前述測定對象物產生渦電流，並且因產生前述渦電流造成之感應磁場；及 導電體，其係配置於前述檢測器線圈之前述測定對象物側。
  2. 如申請專利範圍第1項之渦電流檢測器，其中前述導電體具備相對部，其係與前述檢測器線圈相對。
  3. 如申請專利範圍第2項之渦電流檢測器，其中前述導電體進一步具備外周部，其係連接於前述相對部並且覆蓋前述檢測器線圈之至少一部分的周圍。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之渦電流檢測器，其中前述導電體形成蓋住前述檢測器線圈之帽狀。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之渦電流檢測器，其中前述導電體係包含摻入碳之聚丙烯、矽樹脂、蒸鍍金屬之合成樹脂、蒸鍍金屬之玻璃、摻入碳之橡膠、或單結晶矽基板而形成。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之渦電流檢測器，其中前述導電體包含具有1Ω‧cm～100Ω‧cm之電阻率的材料而形成。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之渦電流檢測器，其中進一步具備磁性密封板，其係配置於前述檢測器線圈與前述導電體之間，並形成有與前述檢測器線圈相對之開口。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之渦電流檢測器，其中前述渦電流檢測器係設在形成於研磨台之孔中，該研磨台貼合有用於研磨研磨對象物之研磨墊，作為用於測定與前述研磨對象物之距離或前述研磨對象物之膜厚的研磨裝置用渦電流檢測器， 且前述檢測器線圈檢測在前述研磨對象物中產生渦電流，並且因產生前述渦電流造成之感應磁場， 前述導電體配置於前述檢測器線圈的前述研磨對象物側。
  9. 如申請專利範圍第8項之渦電流檢測器，其中前述導電體配置於前述檢測器線圈與前述研磨墊之間。
  10. 如申請專利範圍第8項之渦電流檢測器，其中前述導電體具備：相對部，其係與前述檢測器線圈相對；及外周部，其係連接於前述相對部，並且相對於形成在前述研磨台之孔的內壁。
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