化学机械抛光装置及其方法与流程

本发明涉及化学机械抛光装置及其方法，更具体地涉及在化学机械抛光工序过程中通过实时校正抛光垫的高度偏差来能够精准地控制晶片的抛光层厚度的化学机械抛光装置及其方法。

背景技术：

一般情况下，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工序是指通过使设有抛光层的半导体制造用晶片等晶片与抛光平板之间进行相对旋转，来对晶片的表面进行抛光的标准工序。

图1为概要地示出现有的化学机械抛光装置9的图。如图1所示，上述化学机械抛光装置9包括：抛光平板10，在上表面附着有抛光垫11；抛光头20，以使拟抛光的晶片W位于下部的状态，使得晶片W接触于抛光垫11的表面并进行旋转；调节器30，使用预先指定的施压力向抛光垫11的表面进行加压，并细微地切削，使得形成于抛光垫11的表面的微孔露出于表面；以及浆料供给部40，向抛光垫11的表面供给浆料40a。

抛光平板10上附着有用于对晶片W进行抛光的宝利特(Polytex)材质的抛光垫11，并随着旋转轴12的旋转驱动而进行旋转运动11r。

抛光头20包括：头部21，位于抛光平板10的抛光垫11的上表面，并用于把持晶片W；以及抛光臂部22，旋转驱动头部21，并按规定的振幅进行往复运动。由此，位于抛光头20的底面的晶片W，其工序面借助抛光头20被加压到抛光垫11上进行旋转，在晶片W的抛光层上实施机械抛光工序。

调节器30细微地切削抛光垫11的表面，以防止用于盛放混合有抛光剂和化学物质的浆料的大量发泡微孔堵塞，使得填充于抛光垫11的发泡气孔的浆料顺利地供给到把持在抛光头21上的晶片W。

为此，调节器30在调节工序过程中，以使用支架33把持接触于抛光垫11的调节盘31的状态，使支架33进行旋转驱动。并且，为了将位于以支架33的旋转轴为中心进行旋回旋转30d的臂部35的末端的调节盘31向下方31p加压，借助气压而向下方31p加压的汽缸设置于壳体的内部，从壳体延伸的臂部35进行往复旋回运动，在抛光垫11的广泛面积上实施针对发泡气孔的细微切削。

上述浆料供给部40接收从外部供给的浆料，并通过臂部末端部的浆料供给口42向抛光垫11上供给浆料40a。由此，如图2所示，供给到抛光垫11的浆料40a在抛光垫11整体上铺开，并向位于抛光头20的底面的晶片W供给，并实施晶片W的化学抛光。

但是，从浆料供给部40供给到抛光垫11的浆料40a，因抛光垫11的高度偏差79，无法顺利地在抛光垫11的表面上铺开，借助浆料的化学抛光工序无法按预期实施，而且随着相比于与抛光垫11的表面高度相对更低的区域E2相接触的晶片抛光层区域，由于与抛光垫的表面高度相对高的区域E1相接触的晶片抛光层区域的每小时抛光层去除率(removal rate)更高，因此，在以借助抛光头20来改变晶片的各区域的施压力的方式来调整晶片的抛光层厚度方面存在局限性。

即，根据现有技术，也尝试了在实施化学机械抛光工序期间调整抛光垫的高度偏差79，但由于无法在短时间内调整抛光垫的高度偏差，即便借助抛光头向晶片施加的施压力均匀，也会发生晶片的抛光层厚度分布因抛光垫的高度偏差所产生的施压力偏差，无法解决不规律地引起晶片抛光层的厚度偏差的问题。

技术实现要素：

解决的技术问题

为了解决如上所述的问题，本发明的目的在于，在化学机械抛光工序过程中借助调节器实时地并且在更短的时间内准确地校正抛光垫的高度偏差。

由此，本发明的目的在于，精准地控制上述晶片的抛光层厚度。

尤其，本发明的目的在于，以足够宽的面积的调节盘的上下移动位移，来检测抛光垫的高度偏差，使得能够简单准确地实现对用于校正抛光垫的高度偏差的调节器的控制。

由此，本发明的目的在于，不需要经过复杂的控制或演算过程，防止因计算过程中可能出现的错误而导致的抛光垫的表面平坦化的延迟，可借助调节器来迅速地实现抛光垫的表面的平坦化，并提高晶片的抛光品质。

并且，本发明的目的在于，控制抛光垫的高度偏差，来消除晶片抛光层的厚度偏差，从而按照所需的轮廓，准确地控制已完成化学机械抛光工序的晶片抛光层的厚度分布。

并且，本发明的目的在于，在控制抛光垫的高度偏差的过程中，不以将调节盘按向抛光垫的施压力进行控制，而是以调节盘的旋转速度和旋回速度进行控制，由此，可以更加准确地控制抛光垫的高度偏差。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供化学机械抛光装置，以晶片与抛光垫相接触的状态实施化学机械抛光工序，其特征在于，包括：抛光头，以使上述晶片位于下侧的状态下对上述晶片进行加压并使上述晶片进行旋转；垫高测定部，在化学机械抛光工序过程中，获取抛光垫的半径方向上的高度偏差；调节器，具有臂部和调节盘，上述臂部以铰链轴为中心旋回旋转规定角度，上述调节盘将上述抛光垫压向与上述铰链轴相隔开的上述臂部的下侧并进行旋转；控制部，在第二位置上将上述臂部的旋回速度调节至第二旋回速度，上述第二位置上的上述抛光垫的高度高于第一位置上的抛光垫的高度，上述第二旋回速度小于通过上述第一位置的第一旋回速度。

这是为了，通过使得在第二位置上的调节盘的第二旋回速度小于在第一位置上的第一旋回速度，来进一步延长在第二位置上调节盘的接触时间，其中上述第二位置的抛光垫的高度大于上述第一位置的抛光垫的高度，由此，使得在第二位置上的抛光垫的去除率大于在第一位置上的抛光垫的去除率，从而减少第二位置和第一位置的高度偏差。

由此，可借助调节盘的旋回速度调整来缓和在抛光垫的不同位置上的高度偏差，因此在相同的施压力作用于晶片的情况下，随着抛光垫的高度偏差，晶片抛光面与抛光垫之间的摩擦力按区域发生变化，从而可以解决晶片的每小时抛光量不均匀的现有问题。

根据现有技术，也尝试了通过改变按区域压向调节盘的施压力来缓和抛光垫的高度偏差，但压向调节盘的施压力借助压力室内的气压来实现，但气压的时间响应性(repsone time)非常低，因此，很难在准确的位置上赋予准确的施压力偏差。

相反地，根据本发明，如上所述，由电气马达来控制在抛光垫上进行旋回运动的调节盘的旋回速度，而旋回运动的角速度需要以相对低的速度来进行控制，因此，相比于通过调节施压力来缓和抛光垫的高度偏差的控制方式，本发明可获得更加准确地调节抛光垫的高度的有益效果。

此时，上述臂部的旋回速度被控制成与上述抛光垫的高度偏差成反比，由此，在抛光垫的高度相对高的区域中，进一步降低抛光垫的高度，从而可控制为整体上平坦的抛光垫的高度。

另一方面，上述控制部可联动控制上述臂部的旋回速度和通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力。即，可借助将第二施压力调节成大于第一施压力，上述第二施压力是在上述臂部的旋回速度小的上述第二位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力，上述第一施压力是在上述第一位置上施加到上述抛光垫的施压力，从而能够在较短的时间内有效地消除包含有相对高的表面高度的抛光垫的第二位置的区域与包含表面高度低的第一区域的区域之间的偏差。

并且，上述控制部也可以联动控制上述臂部的旋回速度和上述调节盘的旋转速度。即，上述控制部将在上述旋回速度小的上述第二位置上的上述调节盘的第二旋转速度调节成大于在上述第一位置上的上述调节盘的第一旋转速度，从而能够在短时间内将抛光垫的表面高度偏差控制到所需的表面高度分布。

但是，本发明并不局限于将抛光垫的高度控制为整体上平坦的状态，而且针对晶片的规定区域的抛光层，为了获得更高的每小时抛光量，也可以使与上述规定区域相接触的抛光垫的高度有意地以维持得更高的方式进行控制。

另一方面，本发明提供化学机械抛光装置，以晶片与抛光垫相接触的状态实施化学机械抛光工序，上述化学机械抛光装置的特征在于，包括：抛光头，以使上述晶片位于下侧的状态下对上述晶片进行加压并使上述晶片进行旋转；垫高测定部，在化学机械抛光工序过程中，获取抛光垫的半径方向上的高度偏差；调节器，具有臂部和调节盘，上述臂部以铰链轴为中心旋回旋转规定角度，上述调节盘将上述抛光垫压向与上述铰链轴相隔开的上述臂部的下侧并进行旋转；控制部，在第二位置上进一步调高上述调节盘的旋转速度，上述第二位置上的上述抛光垫的高度高于第一位置上的抛光垫的高度。

这是为了，通过使得在第二位置上的调节盘的第二旋转速度大于在第一位置上的第一旋转速度，来进一步增大在第二位置上借助调节盘来进行抛光的抛光垫的每小时抛光量，其中上述第二位置的抛光垫的高度大于上述第一位置的抛光垫的高度，由此，使得在第二位置上的抛光垫的每小时去除率大于在第一位置上的抛光垫的每小时去除率，从而在更短时间内减少第二位置和第一位置的高度偏差。

由此，可借助调节盘的旋回速度调整来缓和在抛光垫的不同位置上的高度偏差，即使相同的施压力作用于晶片，随着抛光垫的高度偏差，摩擦力发生变化，从而可以获得按区域调节晶片的每小时抛光量的效果。

调节盘的旋转速度明显大于臂部(调节盘)的旋回速度，因此，相比于控制调节盘的旋回速度，控制抛光垫的高度存在局限性，但是，相比于现有的使调节盘的施压力发生变动的方式，可以获得更加优秀的抛光垫的高度调节特性。

同样地，上述调节盘的旋回速度被控制成与上述抛光垫的高度偏差成比例，在抛光垫的高度相对高的区域中进一步降低抛光垫的高度，由此，可以控制为整体上平坦的抛光垫的高度。

此时，上述控制部可联动控制上述调节盘和通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力。即，可将第二施压力调节成大于第一施压力，上述第二施压力是在上述调节盘的旋转速度大的上述第二位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力，上述第一施压力是在上述第一位置上施加到上述抛光垫的施压力，从而能够进行准确有效的控制，使得在更短的时间内呈规定的抛光垫的高度分布。

但是，本发明并不局限于将抛光垫的高度控制为整体上平坦的状态，而且针对晶片的一定区域的抛光层，为了获得更高的每小时抛光量，也可以使与上述一定区域相接触的抛光垫的高度有意地以维持得更高的方式进行控制。

另一方面，附加于随着抛光垫的高度而以联动方式控制调节盘的旋回速度和旋转速度的方式，在本发明中，上述控制部还可以将在上述第一位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的第一施压力调节成大于在上述第二位置上施加到上述抛光垫的第二施压力。但是，施加到抛光垫的施压力主要由气压进行控制，因此，调节盘在一边进行往复旋回运动一边随着抛光垫的位置向调节盘引入准确的施压力方面存在局限性，所以，相对于对调节盘的旋回速度进行调节，可实施随着抛光垫的高度偏差而向调节盘引入不同施压力。

但是，根据本发明的其他实施方式，施压力的引入方法不仅仅依赖于气压，还补充了借助电磁体的荷重的引入方法，借助调节器被引入的施压力的规定值(例如，平均值)，通过气压来恒定地被引入，借助调节器被引入到施压力的变动荷重，通过电磁体来一边调节一边引入，从而既可以加快引入施压力的响应速度，又可以引入准确的施压力。

即，优选地，将施压力的变动幅控制到借助电磁体被引入的范围，以与调节盘的旋回速度及调节盘的旋转速度一起相联动的方式进行控制。

另一方面，本发明提供化学机械抛光装置，以晶片与抛光垫相接触的状态实施化学机械抛光工序，其特征在于，包括：抛光头，以使上述晶片位于下侧的状态下对上述晶片进行加压并使上述晶片进行旋转；抛光层厚度测定部，在化学机械抛光工序过程中，获取上述晶片的抛光层厚度分布；调节器，具有臂部和调节盘，上述臂部以铰链轴为中心旋回旋转规定角度，上述调节盘将上述抛光垫压向与上述铰链轴相隔开的上述臂部的下侧并进行旋转；垫高测定部，在化学机械抛光工序过程中，获取抛光垫的半径方向上的高度偏差；控制部，基于上述垫高测定部所获取的上述抛光垫的高度分布79、200和上述抛光层厚度测定部所获取的上述晶片的抛光层厚度分布Tw，计算出相关系数分布，并以使上述相关系数分布Rc达到规定值的方式控制上述调节盘的旋回速度。

这是为了，测定晶片的抛光层厚度分布和抛光垫的高度分布，并算出同时反映出上述分布的相关系数分布Rc，并以相关系数值为基准，在化学机械抛光工序过程中借助调节器来调节抛光垫的高度，由此，针对符合晶片的抛光层的目标分布的抛光厚度，根据垫位置并借助调节盘(或臂部)的旋回速度调节来对抛光垫的高度偏差进行级差调节。

在此情况下，上述相关系数可以通过如下公式求出，即上述抛光垫的高度分布79、200*第一加权值Xp-晶片的抛光层厚度分布tw*第二加权值Xw。即，在晶片抛光层的厚度大的区域中，为了获得更高的每小时抛光量，需要提高抛光垫的高度。但是，根据在化学机械抛光工序中使用的浆料的类型、抛光头的施压力、晶片的抛光层类型、抛光垫及晶片的自转速度等抛光条件，抛光垫的高度和晶片抛光层的厚度并不局限于呈正比，因此，向抛光垫的高度分布和晶片抛光层的厚度分布分别乘以第一加权值及第二加权值，指定相关系数，使得反映出根据抛光工序配方的变数。由此，以符合晶片的抛光条件的条件实施抛光垫的高度调节，从而可以获得在各种抛光条件下将晶片抛光层的厚度分布与抛光垫的高度相联动而进一步精确地控制的有益效果。

在此情况下，上述第一加权值Xp和上述第二加权值Xw被规定于0.1至10之间。

并且，还可包括存储器，上述存储器中存储有基于上述化学机械抛光条件的上述第一加权值和上述第二加权值，上述第一加权值Xp和上述第二加权值Xw是根据化学机械抛光条件以实验方式求出的值，上述控制部可从上述存储器中读取上述第一加权值和上述第二加权值，并控制上述调节盘的旋回速度。

例如，上述控制部可以使上述相关系数的分布处于均匀的值的方式调节上述调节盘的旋回速度，从而以将晶片的抛光层厚度控制成呈整体均匀的形态。

并且，为了在化学机械抛光工序过程中对晶片的抛光层厚度进行调节，摆脱按区域向晶片加压的现有的方式，将抛光垫的第一位置上的第一旋回速度控制成大于抛光垫的第二位置上的第二旋回速度，上述第一位置与作为晶片抛光层厚度更大的第一厚度的第一地点相接触，上述第二位置与晶片抛光层厚度为第二厚度的第二地点相接触，使得第一位置上的抛光垫的磨损量小于第二位置上的抛光垫的磨损量，并引导成第一位置上的抛光垫的高度更大，从而可以将第一地点上的晶片抛光层厚度调节成接近第二地点上的晶片抛光层厚度。

如此，利用相关系数联动控制晶片的抛光层厚度分布和抛光垫的高度，由此，通过根据抛光条件对抛光垫的高度进行调节，来使得晶片的各区域施压力不同，从而能够获得相比现有方式可在更短时间内以所需形态实现晶片的目标抛光厚度(例如，形成为整体上均匀的形态，或者，在部分区域上抛光层厚度更厚或更薄的形态)的效果。

此时，上述控制部可联动控制上述臂部的旋回速度和通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力。即，可将第二施压力调节成大于第一施压力，上述第二施压力是在第二位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力，上述第二位置上的上述臂部的旋回速度被控制为低，上述第一施压力是在第一位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力，上述第一位置上的上述臂部的旋回速度被控制为大于上述第二位置上的上述臂部的旋回速度。

并且，上述控制部可联动控制上述臂部的旋回速度和上述调节盘的旋转速度。例如，可以将在第二位置上的上述调节盘的第二旋转速度调节为大于在第一位置上的上述调节盘的第一旋转速度，上述第二位置上的上述臂部的旋回速度被控制为低，上述第一位置上的上述臂部的旋回速度被控制为大于上述第二位置上的上述臂部的旋回速度。

并且，本发明提供化学机械抛光装置，以晶片与抛光垫相接触的状态实施化学机械抛光工序，其特征在于，包括：抛光头，以使上述晶片位于下侧的状态下对上述晶片进行加压并使上述晶片进行旋转；抛光层厚度测定部，在化学机械抛光工序过程中，获取上述晶片的抛光层厚度分布；调节器，具有臂部和调节盘，上述臂部以铰链轴为中心旋回旋转规定角度，上述调节盘将上述抛光垫压向与上述铰链轴相隔开的上述臂部的下侧并进行旋转；垫高测定部，在化学机械抛光工序过程中，获取抛光垫的半径方向上的高度偏差；控制部，基于上述垫高测定部所获取的上述抛光垫的高度分布79、200和上述抛光层厚度测定部所获取的上述晶片的抛光层厚度分布Tw，计算出相关系数分布，并以使上述相关系数分布Rc具有规定分布Ri的方式控制上述调节盘的旋转速度。

同样地，这也是为了，测定晶片的抛光层厚度分布和抛光垫的高度分布，并算出同时反映出上述分布的相关系数分布Rc，并以相关系数值为基准，在化学机械抛光工序过程中借助调节器来调节抛光垫的高度，由此，针对符合晶片的抛光层的目标分布的抛光厚度，根据垫位置并借助调节盘的旋转速度调节来对抛光垫的高度偏差进行级差调节。

在此情况下，上述相关系数可以通过如下公式求出，即上述抛光垫的高度分布79、200*第一加权值Xp-晶片的抛光层厚度分布tw*第二加权值Xw，而且第一加权值Xp和第二加权值Xw被规定于0.1至10之间。

并且，还可包括存储器，上述存储器中存储有基于上述化学机械抛光条件的上述第一加权值和上述第二加权值，上述第一加权值Xp和上述第二加权值Xw是根据化学机械抛光条件以实验方式求出的值，上述控制部可从上述存储器中读取上述第一加权值和上述第二加权值，并控制上述调节盘的旋转速度。例如，上述控制部可以使上述相关系数的分布处于均匀的值的方式调节上述调节盘的旋转速度，从而以将晶片的抛光层厚度控制成呈整体均匀的形态。

如此，利用相关系数联动控制晶片的抛光层厚度分布和抛光垫的高度，由此，通过根据抛光条件对抛光垫的高度进行调节，来使得晶片的各区域施压力不同，从而能够获得相比现有方式可在更短时间内以所需形态实现晶片的目标抛光厚度(例如，形成为整体上均匀的形态，或者，在部分区域上抛光层厚度更厚或更薄的形态)的效果。

此时，上述控制部可联动控制上述调节盘的旋转速度和通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力。即，可将第二施压力调节成大于第一施压力，上述第二施压力是在第二位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力，在上述第二位置上将上述调节盘的旋转速度控制为高，上述第一施压力是在第一位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力，上述第一位置上的上述调节盘的旋转速度被控制为大于上述第二位置上的上述调节盘的旋转速度。

另一方面，在化学机械抛光工序过程中由于晶片也会自转，因此，晶片抛光层的厚度分布沿着从自转中心相隔开的半径长度而经常发生偏差现象。由此，若相对于第二地点上述第一地点处于半径长度更短的位置，则呈由第二地点包围第一地点呈的形态。由此，当上述第二地点相比于上述第一地点从上述晶片的旋转中心相隔更远时，上述第二位置可借助从上述抛光垫的旋转中心以半径外侧方向为基准来指定上述第一位置的两侧的方式，来进行对晶片的第一地点及第二地点相接触的抛光垫的第一位置及第二位置的抛光垫的高度的控制。

另一方面，在测定上述抛光垫的高度偏差的过程中，还可包括涡流传感器，上述涡流传感器与上述抛光垫一起旋转；从上述涡流传感器经过上述调节盘的下侧时所接收的接收信号中可获取上述抛光垫的高度偏差。

即，调节盘或固定调节盘的盘支架具有1mm以上足够厚的金属层，该金属层没有厚度变动或厚度变动在可忽略的大小内，因此，可从涡流传感器的接收信号准确地获取截止到调节盘的金属层的距离变动量，由此，可获得实时准确地检测抛光垫的厚度变动量的有益效果。

此时，上述晶片抛光层为金属层，上述涡流传感器可配置成通过上述晶片的下侧时能够接收含有上述晶片的抛光层厚度信息的接收信号。由此，可从涡流传感器经过调节盘的下侧时所接收的接收信号中获取抛光垫的厚度分布，而且涡流传感器经过晶片的下侧时可获得晶片抛光层的厚度分布。

另一方面，上述垫高测定部由位移传感器形成，上述位移传感器用于测定沿着上述调节盘的往复旋回运动路径因上述抛光垫的表面高度差所产生的上述调节单元的上下移动位移量，上述控制部可将由上述位移传感器所获取的上述调节单元的上述上下移动位移量视为，沿着上述调节盘的往复旋回运动路径的上述抛光垫的高度偏差。

这是为了，不同于现有的采用接触方式或非接触方式并以点为单位测定抛光垫的高度偏差的方法，使得借助臂部来进行往复旋回运动的调节盘在抛光垫上以具有半径方向成分的方式移动的过程中，能够获得根据抛光垫的高度偏差而产生的调节盘的上下移动位移量数据。由此，随着基于调节盘的上下移动位移量来借助调节盘实施用于缓和抛光垫的高度偏差的平坦化工序，不需要引入复杂的计算或控制方法，也能够获得可缓和抛光垫的高度偏差的效果。

尤其，通过调节盘的高度变化来获取抛光垫的高度偏差，相比于与自转的抛光垫的表面相接触的情况或者以非接触方式并以点单位进行测定的情况，能够获得可确保更为准确的测定结果的效果。

在此情况下，只要是能够测定上述调节盘的上下移动位移量设备，在本权利要求书及说明书中记载的“位移传感器”，包括接触式传感器、非接触式传感器以及通过测定荷重来可间接获得位移的传感器。

另一方面，还可包括磁铁，上述磁铁设置成磁力沿着抑制上述调节盘向重力方向移动的方向施加；上述垫高测定部可由磁力传感器形成，上述磁力传感器用于测定沿着上述调节盘的往复旋回运动路径因上述抛光垫的表面高度差所产生的上述调节单元的上下移动位移引起的上述磁力的变动量；上述控制部可将从由上述磁力传感器所测定的上述磁力的变动量中获取的上述调节单元的上下移动位移量视为，沿着上述调节盘的往复旋回运动路径的上述抛光垫的高度偏差。

借此，可抑制调节单元沿着重力方向移动，相比于调节单元的自重，能够以更轻的施压力，起到对抛光垫进行改性的低压调节作用，与此同时，借助臂部来进行往复旋回运动的调节盘在抛光垫上以具有半径方向成分的方式移动的过程中，随着抛光垫的高度偏差进行上下移动的调节盘的高度变动量反映为一对磁铁之间的磁力变动量，因此，可通过磁铁之间的磁力的变动量，获得根据抛光垫的高度偏差所产生的调节盘的上下移动位移量。

并且，上述调节器包括：驱动轴，在上述臂部的末端部旋转驱动上述调节盘；盘支架，在上述盘支架与上述驱动轴之间设置压力室，接收由上述驱动轴传递的驱动力，从而与上述驱动轴进行联动旋转，并将上述调节盘把持在下侧；传递轴，与上述盘支架相结合，随着上述压力室的压力进行上下移动，并调节借助上述调节盘的向下施压力；以及气压供给部，用于向上述压力室供给气压，而且，上述垫高测定部可由流量传感器形成，上述流量传感器用于测定沿着上述调节盘的往复旋回运动路径因上述抛光垫的表面高度差所产生的上述调节单元的上下移动位移引起的向上述压力室的流量的变动量，上述控制部可将从由上述流量传感器所测定的上述流量的变动量中获取的上述调节单元的上下移动位移量视为，沿着上述调节盘的往复旋回运动路径的上述抛光垫的高度偏差。

借此，借助臂部来进行往复旋回运动的调节盘在抛光垫上以具有半径方向成分的方式移动的过程中，随着抛光垫的高度偏差而进行上下移动的调节盘的高度变动量对于在驱动轴与传递轴之间所形成的压力室的体积产生影响，通过一边保持规定气压一边以流量传感器检测流入到压力室的流量，可获得根据抛光垫的高度偏差所产生的调节盘的上下移动位移量。

如上所述，上述调节器基于随上述臂部的往复旋回运动路径而以上述调节盘的上下移动变动量为基础所获取的测定数据，在借助上述臂部的往复旋回运动过程中针对上述调节盘调节施压力，上述调节盘的移动高度越高，则以更高的施压力进行施压。

借此，解决了根据现有方式的问题，即，即使以点单位测定抛光垫的高度偏差，也无法借助调节盘来以点单位施压于抛光垫，由此，借助为了缓和所测定的抛光垫的高度偏差而引入的调节盘的施压力，无法准确地引入抛光垫的高度偏差，从而导致平坦化延迟的问题，与此同时，还可以解决演算复杂和不正确的问题，其中上述演算是将以点单位测定的各个位置的抛光垫的高度偏差匹配到进行面接触的调节盘的位置的演算。

另一方面，根据本发明的其他领域，本发明提供化学机械抛光方法，以晶片与抛光垫相接触的状态实施化学机械抛光工序，其包括：抛光步骤，在使晶片位于抛光头的下侧的状态下，以上述晶片的抛光面被加压到抛光垫的状态，一边进行旋转一边进行抛光；垫高测定步骤，在实施上述抛光步骤期间，借助垫高测定部来获取上述抛光垫的半径方向上的高度偏差；垫改性步骤，设置于调节器的臂部的调节盘在第二位置上以第二旋回速度一边对上述调节器的上述臂部的旋回速度进行调节一边对上述抛光垫进行改性，上述第二位置上的上述抛光垫的高度被测定出为大于第一位置上的抛光垫的高度，上述第二旋回速度小于经过上述第一位置的第一旋回速度。

如此，以按照抛光垫的高度偏差级差控制调节盘的旋回速度的方式，能够精准迅速地按照所需的轮廓分布，并基于高的时间响应特性，明确和准确地控制抛光垫的表面高度。

此时，在上述垫改性步骤中，使上述臂部的旋回速度和通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力联动，其将第二施压力调节成大于第一施压力，上述第二施压力是在上述臂部的旋回速度小的上述第二位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力，上述第一施压力是在上述第一位置上施加到上述抛光垫的施压力。

与此另行或并行地，在上述垫改性步骤中，也可以使上述臂部的旋回速度和上述调节盘的旋转速度联动。也就是说，上述控制部可将在上述旋回速度低的上述第二位置中的上述调节盘的第二旋转速度调节成大于在上述第一位置中的上述调节盘的第一旋转速度。

并且，本发明提供化学机械抛光方法，以晶片与抛光垫相接触的状态实施化学机械抛光工序，其包括：抛光步骤，在使晶片位于抛光头的下侧的状态下，以上述晶片的抛光面被加压到抛光垫的状态，一边进行旋转一边进行抛光；垫高测定步骤，在实施上述抛光步骤期间，借助垫高测定部来获取上述抛光垫的半径方向上的高度偏差；垫改性步骤，在第二位置上一边将调节器的调节盘的第二旋转速度调节成大于上述第一位置上的上述调节盘的第一旋转速度一边对上述抛光垫进行改性，上述第二位置上的上述抛光垫的高度被测定出为高于上述第一位置上的上述抛光垫的高度。

如此，以按照抛光垫的高度偏差级差控制调节盘的旋转速度的方式，可按照所需的轮廓分布控制抛光垫的表面高度。

在此情况下，在上述垫改性步骤中，可以使上述调节盘的旋转速度和通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力联动，且将第二施压力调节成大于第一施压力，上述第二施压力是在上述调节盘的旋转速度大的上述第二位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力，上述第一施压力是在上述第一位置上施加到上述抛光垫的施压力。

另一方面，本发明提供化学机械抛光方法，以晶片与抛光垫相接触的状态实施化学机械抛光工序，其包括：抛光步骤，在使晶片位于抛光头的下侧的状态下，以上述晶片的抛光面被加压到抛光垫的状态，一边进行旋转一边进行抛光；抛光层厚度测定步骤，在实施上述抛光步骤期间，借助晶片厚度测定部，来获取上述晶片的抛光层的厚度偏差；垫高测定步骤，在实施上述抛光步骤期间，借助垫高测定部来获取上述抛光垫的半径方向上的高度偏差；垫改性步骤，基于上述垫高测定步骤中所获取的上述抛光垫的高度分布79、200和上述抛光层厚度测定步骤中所获取的上述晶片的抛光层厚度分布Tw，计算出相关系数分布，并且一边控制上述调节盘的旋回速度一边改性上述抛光垫，使得上述相关系数分布Rc具有规定值。

并且，本发明提供化学机械抛光方法，以晶片与抛光垫相接触的状态实施化学机械抛光工序，上述化学机械抛光方法包括：抛光步骤，在使晶片位于抛光头的下侧的状态下，以上述晶片的抛光面被加压到抛光垫的状态，一边进行旋转一边进行抛光；抛光层厚度测定步骤，在实施上述抛光步骤期间，借助晶片厚度测定部，来获取上述晶片的抛光层的厚度偏差；垫高测定步骤，在实施上述抛光步骤期间，借助垫高测定部来获取上述抛光垫的半径方向上的高度偏差；垫改性步骤，基于上述垫高测定步骤中所获取的上述抛光垫的高度分布79、200和上述抛光层厚度测定步骤中所获取的上述晶片的抛光层厚度分布Tw，计算出相关系数分布，并且一边控制上述调节盘的旋回旋转速度一边改性上述抛光垫，使得上述相关系数分布Rc具有规定值。

在此情况下，上述相关系数通过如下公式求出，即上述抛光垫的高度分布79、200*第一加权值Xp-晶片的抛光层厚度分布tw*第二加权值Xw，上述第一加权值Xp和上述第二加权值Xw被规定于0.1至10之间。

并且，从存储器读取上述第一加权值和上述第二加权值，并控制上述调节盘的旋回速度及旋转速度，上述存储器中存储有根据上述化学机械抛光条件并以实验方式求出的上述第一加权值Xp和上述第二加权值Xw。

重要的是，上述垫高测定步骤可借助如下方式实现，上述调节盘相对于上述抛光垫进行往复旋回运动期间，测定上述调节盘的上下移动位移量，并将上述调节盘的上下移动位移测定值视为上述抛光垫的高度偏差。

如此，本发明通过调节盘的高度变化来获取抛光垫的高度偏差，相比于以与自转的抛光垫的表面相接触的方式进行测定的情况或以非接触方式并以点为单位进行测定的情况，可以确保更加准确的测定结果，而且关于为了借助调节盘而控制抛光垫的表面高度而引入的旋回速度等，无需采用复杂的演算方式，也可以简便准确地获得。

在此情况下，上述上下移动位移测定值可由用于测定上述调节盘的上下移动位移的位移传感器来获取，也可由磁力传感器测定磁铁的磁力变动量来获取，上述磁铁以使磁力沿着抑制上述调节盘向重力方向移动的方向施加的方式设置于上述调节器，也可由流量传感器测定向压力室的流量变动量来获取的，上述压力室与气压供给部相连通并将上述调节盘加压于上述抛光垫。

此时，在上述垫改性步骤中，用上述调节盘施加到上述抛光垫的施压力小于上述调节盘和用于固定上述调节盘的盘支架的自重之和，可进一步缩短使抛光垫的表面高度具有预定值的控制时间。即，在抛光垫的表面高度过高的区域中，可借助控制方式，使得引入比用于固定上述调节盘及上述调节盘的盘支架的自重之和小的非常小的荷重，就可以最小化抛光垫的表面高度在比预定值小的位置上被追加磨损。

在此情况下，从与上述抛光垫一同旋转的涡流传感器经过上述调节盘的下侧时所接收的接收信号中获取上述抛光垫的高度偏差。并且，在晶片的抛光层由导电性材质构成的情况下，当上述涡流传感器经过上述晶片的下侧时，也可测定上述晶片的抛光层厚度。

并且，在上述垫改性步骤中，可补充地包括：在上述第一位置上通过上述调节盘施加到上述抛光垫的第一施压力调节成大于在上述第二位置上施加到上述抛光垫的第二施压力。

上述调节盘一边进行旋回运动一边施加到上述抛光垫的施压力可包括小于上述调节盘的自重的荷重。

在本说明书及本权利要求书中所记载的“沿着抛光垫的半径方向的表面高度值”、“沿着抛光垫的半径方向的垫高度”及与此相似的术语定义成不仅包括“从抛光垫的底面到表面的绝对高度”，而且还包括作为“抛光垫的表面高度的偏差”的相对高度。

在本说明书及本权利要求书中所记载的“旋回”及与此相似的术语定义成，以具有抛光垫的半径方向成分的方式在规定角度范围内进行往复移动的臂部的末端或中间部的移动路径。在此情况下，“规定”的含义并非一定局限于一个长度，且包括往复移动的范围发生变动。

在本说明书及本权利要求书中所记载的“旋转”及与此相似的术语定义成，以旋转中心为基准进行自转。

并且，在本说明书及本权利要求书中所记载的抛光垫的“高度”及与此相似的术语表示抛光垫的表面高度，并定义成包括抛光垫的厚度的绝对尺寸，抛光垫的表面高度变动量。

在本说明书及本权利要求书中所记载的抛光层的“厚度分布”术语及与此相似的术语定义成，针对晶片的抛光层的厚度测定两处以上的分布。因此，晶片抛光层厚度的分布定义成，包括以完整的实线形态测定的分布，但也包括在两处以上位置上测定的分布。

在本说明书及本权利要求书中所记载的“当前厚度分布”表示化学机械抛光工序中的“实时”的晶片抛光层的厚度分布，在本说明书及本权利要求书中所记载的“目标厚度分布”定义成，表示在化学机械抛光工序结束时点的最终晶片抛光层的厚度分布。

发明效果

根据本发明，可以获得如下的有益效果：将抛光垫的表面高度更高的区域上的旋回速度调节成慢于在抛光垫的表面高度更低区域上的旋回速度，从而确保与调节盘的抛光垫之间更长的接触时间，由此，提高抛光垫的表面高度在更高区域上的去除率，减少抛光垫的高度偏差，根据抛光垫的不同位置，即使相同的施压力作用于晶片，随着抛光垫的高度偏差，摩擦力也会发生变化，可按区域调节晶片的单位时间抛光量。

与此同时，本发明还可以获得如下的有益效果：在控制抛光垫的高度偏差的过程中，以调节盘的旋回速度为中心，通过联动控制借助调节盘而施加的施压力和调节盘的旋转速度，由此，可以更加准确迅速地控制抛光垫的高度偏差。

借此，在化学机械抛光工序中，借助调节器而实时校正抛光垫的高度偏差，从而可达到精准地控制晶片的抛光层厚度的效果。

尤其，本发明还可以获得如下的有益效果：如上所述，借助电动马达而控制在抛光垫上进行旋回运动的调节盘的旋回速度等，以相对低的旋回速度为中心联动施压力等，来控制抛光垫的高度偏差，因此，相比于现有的方式，可以在更加准确和更短的时间内调节抛光垫的高度。

并且，本发明还可以获得如下的有益效果：不同于以接触方式测定抛光垫的高度偏差的方式或以非接触方式并以点单位测定抛光垫的高度偏差的方式，借助臂部而执行往复旋回运动的调节盘在抛光垫上以具有半径方向成分的方式进行移动，并测定根据抛光垫的高度偏差的调节盘的上下移动位移量，来获得抛光垫的高度偏差数据，由此，在借助调节盘而使抛光垫的高度偏差平坦化的作用下，不需要引入复杂的演算或控制方法，可基于根据旋回往复移动的调节盘的上下移动量数据而实施，由此，即使不引入复杂的演算或控制方法，也可以完成更加准确地缓和抛光垫的高度偏差的平坦化工序。

也就是说，本发明还可以获得如下的有益效果：相比于以点单位测定抛光垫的表面高度偏差的方式，采用以垫的表面高度偏差来测定以足够大的面积与抛光垫相接触的调节盘的上下移动位移量的方式，不需要经过将根据点单位的位置的表面高度偏差数据转换为根据具有足够面积的调节盘的位置的表面高度偏差数据的复杂的过程，不仅可以解决无法反映因往复移动的调节盘的摆动等所致的变数的现有问题，而且不需要进行复杂的控制或演算，基于测定数据，可在更短的时间内算出并引入后，完成更准确的调节盘改性作用。

并且，本发明可以获得如下益处，即，基于调节盘的上下移动量，测定抛光垫的表面高度偏差，因此，相比于沿着抛光垫的半径方向测定表面高度偏差的方式，采用根据调节盘的往复移动位移而算出表面高度偏差的方式，因此，不经过按调节盘的往复旋回路径而算出抛光垫的半径方向的位置的过程，而直接基于所计算的数据，以调节盘对抛光垫进行改性，由此，可利用更加简化的控制算法，以调节盘向抛光垫引入更加正确的施压力。

即，本发明还可以获得如下有益效果，基于调节盘的上下移动量，去除抛光垫的表面高度偏差，因此，不经过复杂的控制或演算过程，防止因演算过程中可能出现的错误而导致的抛光垫的表面平坦化的延迟，在更快的时间内完成抛光垫的表面的平坦化，从而提高晶片的抛光品质。

更重要的是，本发明还可以获得如下的有益效果：利用相关系数来联动控制晶片的抛光层厚度分布和抛光垫的高度，考虑到根据抛光条件及抛光配方的特性，在化学机械抛光工序中精准地调节抛光垫的表面高度，从而不仅可以在抛光结束时点使晶片的抛光层厚度分布达到目标抛光厚度分布，而且也可以大幅缩短抛光时间。

附图说明

图1表示一般的化学机械抛光装置的构成的前视图。

图2为图1的俯视图。

图3为表示从抛光垫上的旋转中心向半径外侧方向的表面高度测定值的图表。

图4a为根据本发明的一实施例的化学机械抛光装置的俯视图。

图4b为不包括图4a的抛光头和浆料供给部的结构的立体图。

图5为图4a及图4b的调节器的纵剖视图。

图6为沿着图5的切割线Ⅵ-Ⅵ的横剖视图。

图7为图5的“A”部分的放大图。

图8为图5的“B”部分部分的放大图。

图9a为表示调节盘的上下移动位移量和实际抛光垫的表面高度偏差的测定图表。

图9b为表示在图9a中测定的调节上下移动位移量为基础的调节盘的旋回速度控制值的图表。

图9c为表示在图9a中测定的调节上下移动位移量为基础的调节盘的旋转速度控制值的图表。

图10为依次表示根据本发明的一实施例的化学机械抛光装置的控制方法的顺序图。

图11a为涡流传感器位于晶片的下侧的状态下被放大的纵剖视图。

图11b为涡流传感器位于调节盘的下侧的状态下被放大的纵剖视图。

图12为依次表示根据本发明的其他实施例的化学机械抛光装置的控制方法的顺序图。

图13为用于说明根据晶片抛光层的位置的调节器的控制方法的化学机械抛光装置的俯视图。

图14为用于说明根据图12的控制方法进行控制时使用的相关系数的图。

附图标记的说明

W：晶片 1：化学机械抛光装置

11：抛光垫 20：抛光头

40：浆料供给部 100：调节器

111：调节盘 130：旋转轴

201：位移传感器 207、209：磁力传感器

205：流量传感器 50：抛光层厚度检测部

70：控制部 Tw：晶片抛光层厚度分布

Rc：相关系数分布 Ri：目标相关系数分布

具体实施方式

下面，将参照附图对根据本发明的一实施例的化学机械抛光装置1进行详细说明。但是，在对本发明进行说明的过程中，针对公知的功能或构成赋予相同或相似的附图标记，并省略与此有关的说明，以明确本发明的要旨。

如图4a及图4b所示，根据本发明的一实施例的化学机械抛光装置1，包括：抛光平板10，上述抛光平板10以在其上表面设有抛光垫11的状态进行自转11r；抛光头20，以使形成有晶片W的抛光层的工序面紧贴于抛光垫11的接触状态，一边施压一边使其旋转20r；调节器100，用于对抛光垫11的表面的进行改性；浆料供给部40，用于向抛光垫11供给浆料；抛光层厚度传感器50，用于在化学机械工序中测定晶片W的抛光层的厚度分布；以及控制部70，根据抛光垫11和晶片抛光层Le的厚度，控制调节器100。

上述抛光平板10借助驱动单元使旋转轴进行旋转驱动，并与抛光垫11一同旋转，上述抛光垫11包覆于与旋转轴110a一同旋转的平板的表面上。

上述抛光头20在内部设有压力室，并从外部接收传递至压力室的气压，使晶片W位于压力室的底面，并将晶片W施压到抛光垫11上。并且，在化学机械抛光工序过程中，抛光头20在旋转驱动时，位于其底面的晶片W也自转，并使得晶片抛光层被抛光。虽未图示，但抛光头20如同韩国授权专利公报第10-1196652号、第10-1387923号、第10-1387921号中公开的承载头，借助气压控制，可按晶片的各区域引入不同的施压力，上述气压施加于在向晶片施压的隔膜底板的上侧划分成多个的压力室。

在化学机械抛光工序过程中，抛光头20可位于指定的一个位置，也可以按照指定冲程进行往复振荡运动20d，调节成晶片W和抛光垫11的接触面相异。以下所述的本发明的构成及作用均包括抛光头20进行往复振荡运动20d和不进行往复振荡运动20d的情况。

上述浆料供给部40从浆料供给部接收所供给的浆料40a，并通过浆料供给口42供给到抛光垫11上。在图中，示出了浆料供给部40向抛光垫11的中央部供给浆料，但根据不同情况，可沿着抛光垫11的半径方向，由浆料供给口42一边移动一边均匀地供给浆料。

上述调节器100为了避免抛光垫11的表面上的可起到盛放由抛光剂和化学物质相混合的浆料的作用的大量发泡微孔堵塞，细微地切削抛光垫11的表面。由此，填充于抛光垫11的发泡气孔中的浆料可顺利地供给到由抛光头21把持的晶片W上。

为此，调节器100包括：调节单元110，在由晶片W施压的抛光垫11的表面上一边进行往复旋回运动100d一边进行改性；臂部101，以将调节单元110设置于一端部的状态，随着旋回轴101a的旋转，进行往复旋转运动；旋转轴130，在臂部101的末端，借助驱动马达135进行旋转驱动，并向调节单元110传递旋转驱动力；固定部件140，以包覆旋转轴130的周围的形态，定位于上述臂部101；压力调节部150，向压力室C1施加气压；垫高测定部202，以调节盘111的上下移动位移测定抛光垫11的表面高度偏差；以及一对第一磁铁170及一对第二磁铁190，上述磁铁设置成磁力沿着抑制调节单元110向重力方向移动的方向施加。

在此情况下，垫高测定部202基于用于测定调节盘111的上下移动位移量的位移传感器201、用于测定向驱动轴131与传递轴132之间的压力室C1流入的气压的流量的流量传感器205、用于测定各对磁铁170、190的磁力的磁力传感器207、209的测定值中的任意一种以上，根据由调节盘111相对于抛光垫11而以具有半径方向成分的方式进行旋回移动的路径，测定抛光垫11的表面高度。

上述调节单元110包括：调节盘111，以与抛光平板10上的抛光垫11的表面相接触的状态，在预定的角度范围内，沿着旋回旋转路径进行移动，并微小地切削抛光垫11的表面；盘支架112，固定调节盘111以防止脱落，并与调节盘111一同旋转。相比于调节盘111，盘支架112由以小剖面并沿着垂直方向向上延伸的支架柱形成，并以插入方式设置于旋转轴130的内部。

调节单元110与旋转轴130中的沿着上下方向移动的传递轴132相结合，并随着传递轴132的旋转而一同旋转，且随着传递轴132的上下移动而一同进行上下移动并传递施压力。

上述臂部101与以预定的角度范围进行旋转的旋回轴101a相联动，并沿着以120d表示的方向进行旋回旋转运动。由此，调节单元110在臂部101的一端上进行旋回运动。在此情况下，臂部101的旋回运动角度可按照在化学机械抛光工序中规定的一个角度进行往复旋回运动，也可按照变动的角度(例如，45度-60度-90度-60度-45度)进行往复旋回旋转。

调节单元110的调节盘111随着臂部101的往复旋回运动，沿着规定的路径，一边画圆弧，一边进行往复运动，并以与抛光垫11的表面相接触的状态向抛光垫11施压。在抛光垫11的表面上，由于在化学机械抛光工序中由晶片W施压的水平不同，因此，会产生抛光垫11的半径方向的表面高度偏差。由此，调节盘111一边沿着圆弧形态的路径进行往复运动，一边按照抛光垫11的高度偏差进行上下移动。

上述位移传感器201设置于固定部件140，并测定在化学机械抛光工序过程中由调节盘111借助抛光垫11的表面高度偏差而进行上下移动的位移量。此时，如图所示，位移传感器201可以是利用激光束或光线的非接触式传感器，虽未图示，也可以是接触式传感器。例如，测定根据调节盘111的上下移动111d的荷重，并由此也可测定出上下位移。即，根据本发明的位移传感器201定义成也包括用于测定可算出位移的荷重、压力的传感器。在位移传感器201中测定的信号传递到位移测定部202，实时算出调节盘111的上下移动位移量并传送到控制部70。

如此，相比于测定抛光垫11上的细微凹凸位移的方式，通过测定调节盘111的上下移动位移量200(图9a)，并作为抛光垫11的表面高度偏差数据的方式，实际上调节盘111在进行往复运动的过程中施压于抛光垫11是借助调节盘111而进行面接触而形成的，而不是以点接触方式形成的。

即，在现有的以点接触形态测定抛光垫的表面高度偏差的情况下，以图9a的附图标记“79”表示的形态进行了测定，而在以调节盘111的上下移动位移量进行测定的情况下，以表示为附图标记“200”的形态进行测定。但是，即便确保了以附图标记“79”表示的测定数据，实际上拟实施通过调节调节盘111的施压力而去除抛光垫11的高度偏差的平坦化工序时，应考虑调节盘111的接触面积111d而规定施压力，但由于调节盘111进行圆弧形态的往复运动时所接触的图案与根据抛光垫的细微凹凸所致的高度产生差异，因此，算出正确的施压力变得非常难。加上，调节盘111在进行往复运动的过程中会发生略微的摆动，因此，实际上，也会出现在抛光垫11上的凹凸和借助调节盘111的施压力不太一致的倾向。

但是，根据本发明，借助测定调节盘111的上下移动位移量，将其视为抛光垫11的上下高度偏差，并以此为基础控制调节器，由此，求出反映了调节盘的接触面积111d和细微的摆动的抛光垫11上的各位置高度偏差数据，即使如此求出的数据实际上与抛光垫11上的凹凸不太一致，也能够以此为基础指定调节盘111的施压力，由此，可以达到使演算显著简化，并可在更快的时间内更准确地使抛光垫11的表面平坦化的效果。

上述旋转轴130包括：驱动轴131，在臂部101的一端，借助驱动马达135进行原地旋转驱动；传递轴132，与驱动轴131衔接并进行旋转驱动，并向调节单元110传递旋转驱动力，与此同时，相对于驱动轴131，进行上下方向的相对移动132y；外周轴133，呈中空状，并在中空部收容有驱动轴131和传递轴132并配置于其周围。在图示的实施例中，外周轴133衔接于驱动轴131并进行原地旋转，但根据未图示的其他实施方式，外周轴133可不具有后述的板133x，并能够以不在驱动轴131的周围进行旋转的状态进行配置。

传递轴132的下端部与调节单元110的盘支架112相结合。由此，每次由传递轴132相对于驱动轴131进行上下移动时，盘支架112一同沿着垂直方向进行上下移动。

在驱动轴131与传递轴132之间形成有压力室C1，驱动轴131的下端突出部131x插入到传递轴132的凹入部132c，随着从压力调节部150到达压力室C的气压，驱动轴131的突出部131x与传递轴132的凹入部132c之间的空间发生变动，由此，传递轴132沿着上下方向132y进行移动，随着传递轴132的上下移动，借助调节盘111的施压力发生变动。但是，供给到压力室C的气压在短时间(例如，0.5秒钟至1秒钟)内供给正确的变动压力方面存在局限性，因此，借助调节盘111的施压力而控制抛光垫11的磨损量会导致正确性下降。

在此情况下，随着流入到压力室C1的气压，驱动轴131与传递轴132之间的间隔变大，从而发生调节盘111的上下移动位移量。并且，由于调节盘111的上下移动位移量对驱动轴131与传递轴132之间所形成的压力室C1的体积产生影响，因此，通过考虑压力室C1内部的压力，而以流量传感器205检测向压力室C1流入的流量，可获得根据抛光垫的高度偏差的调节盘111的上下移动位移量数据200。

此时，驱动轴131的突出部131x和传递轴132的凹入部132c的剖面以非圆形的剖面(例如，椭圆形或矩形剖面)形成，允许相对于驱动轴131的传递轴132的上下移动，并与上述驱动轴131和传递轴132一同旋转。另一方面，即使驱动轴131的突出部131x和传递轴132的凹入部132c的剖面呈圆形，在上述突出部131x和凹入部132c的相向表面上形成有半径方向的突起(未图示)和用于收容上述突起的卡止台阶，借助沿着旋转方向相互干扰的方式，允许相对于驱动轴131的传递轴132的上下移动，上述驱动轴131和传递轴132能够一同旋转。

另一方面，如图5及图6所示，传递轴132的下端和调节单元110相连接，但其之间的中心部上设有空的空间E。如图6所示，在空的空间E内通过从外周轴133朝向中心而延伸的延伸部133c，形成有板133x。即，传递轴132的下侧通过延伸部133c的空隙而与调节单元110相连接，使调节单元110进行上下移动和旋转。

即，正压150d1从压力调节部150通过气压通道130p1施加到压力室C1时，压力室C1内的压力变高，驱动轴131与传递轴132之间的空气膨胀，并将传递轴132和调节单元110向下方推动。由此，由调节单元110的调节盘111施加到抛光垫11的施压力可大幅被调节。

此时，传递轴132的凹入部132x上插入有驱动轴131的突出部131x，可引导调节单元110相对于旋转轴130(131、132、133)沿着垂直方向进行移动，突出部131x的下端与收容槽112x的下端之间的间隔z，可作为允许调节单元110进行上下移动的冲程。

并且，如图7所示，在外周轴133的侧壁133a上形成有第一台阶133s，在传递轴132的外周面上形成有与第一台阶133s相接的第二台阶132s，借助第一台阶133s与第二台阶132s相接，形成用于限制调节单元110的上下移动的限位器。

向旋转的压力室C1选择性地供给气压的方式，可利用旋转接头等公知的构成来实现。

另一方面，上述固定部件140固定于臂部101的一端部，起到旋转支撑的作用，使得旋转轴130在臂部101的一端部上进行旋转驱动。为此，固定部件140在旋转轴130的外侧隔着轴承89予以支撑。

上述压力调节部150通过向压力室C1供给适当的气压，可将调节盘111施加于抛光垫11的施压力调节成从低于调节单元110的自重的0.5磅(lb)开始逐渐变大。借此，相比于抛光垫11的表面高度不同的区域，低区域的单位时间磨损量保持最小限度，并能够更加迅速有效地实施表面高度平坦化工序。

为此，上述磁铁170由产生相互斥力的一对磁铁171、172构成，并抵消调节单元110的自重。并且，呈一对的第一磁铁171、172之间的磁力，由磁力传感器207进行实时测定，并传输到控制部70。

如图7所示，上述第一磁铁170包括：第1-1磁铁171，以环形态凹入设置于传递轴132的周围侧面；以及第1-2磁铁173，在传递轴132的上下移动距离内以环形态设置于外周轴133的侧壁的周围。此时，第1-1磁铁171与第1-2磁铁173相向的磁极以相同的极相向的方式排列，以相互产生斥力。在图中，以S极相向的排列为例，但也可以排列成N极相向。

在此情况下，第1-1磁铁171和第1-2磁铁173以环形态排列的构成，不仅包括第1-1磁铁171和第1-2磁铁173以环形态形成并分别配置于调节单元110的盘支架112的周围和旋转轴130的凹入槽132的侧壁的构成，还包括第1-1磁铁171和第1-2磁铁173以相隔的多个小磁铁形成并以环形态排列于调节单元110的盘支架112的周围和旋转轴130的凹入槽132的侧壁的构成。

此时，随着调节盘111的上下移动位移量，第1-1磁铁171和第1-2磁铁173之间的间隔发生变化，随着第1-1磁铁171和第1-2磁铁173之间的间隙，作用于它们之间的磁力也会发生变动。由此，上述磁力传感器207实时测定第1-1磁铁171和第1-2磁铁173之间的磁力，由此，可以测定调节盘111的上下移动位移量200。

另一方面，第1-1磁铁171和第1-2磁铁173的位置指定如下。

首先，利用调节盘111以低于调节单元110的自重的施压力(例如，1～2lb)由调节盘111施加到抛光垫的施压力被施加的条件下，第1-1磁铁171的高度大于第1-2磁铁173的高度。

由此，为了使传递轴132的第1-1磁铁171移动到外周轴133的第1-2磁铁173的下方，需要克服在第1-1磁铁171与第1-2磁铁173之间作用的斥力，因此，传递轴132借助在第一磁铁170(171、173)之间以斥力起作用的磁力Fr，其自重被抵消。由此，考虑到借助第一磁铁170被抵消的调节单元110的自重，通过向压力室C1施加略微的正压，可将低于调节单元110的自重的大小的施压力通过调节盘111向下施加到抛光垫。

另一方面，利用调节盘111以高于调节单元110的自重的施压力(例如，10lb)由调节盘111施加到抛光垫的施压力被施加的条件下，第1-1磁铁171的高度低于第1-2磁铁173的高度。

由此，当调节单元110的第1-1磁铁171的位置低于旋转轴130的第1-2磁铁173的位置时，借助在第1-1磁铁171与第1-2磁铁173之间所产生的斥力，调节单元110的自重所产生的荷重和加有磁铁170之间的斥力的变大的施压力向下起作用，因此，可通过向压力室C1补充施加小的正压，也可以通过调节盘111向下以更大的施压力施压抛光垫。

在此情况下，利用调节盘111，采用大于调节单元110的自重的施压力(例如，10lb)，并以调节盘111施加到抛光垫的施压力施压的情况下，则位于距离由台阶132s、133s构成的限位器大约0.5mm至8mm的上侧，利用调节盘111，采用小于调节单元110的自重的施压力(例如，1～2lb)，并以调节盘111施加到抛光垫的施压力施压的情况下，位于距离由台阶132s、133s构成的限位器大约10mm至15mm的上侧，因此，设置于外周轴133的侧壁133s的第1-2磁铁173位于由台阶132s、133s构成的限位部的周边，并设置于距离台阶133s大约相隔10mm至15mm距离d的位置。

另一方面，当第1-1磁铁171与第1-2磁铁173之间始终产生斥力时，在第1-1磁铁171和第1-2磁铁173相互之间位于相同高度的状态下，施压力变得不稳定，因此，位于外侧的第1-2磁铁173仅在施加有电流的情况下才会产生磁力的电磁体形成。借此，在以调节盘111施加到抛光垫的施压力大于调节单元110的情况下，可以避免沿着与重力相反的方向使调节单元110翘起的斥力Fr发挥作用，也可以实现仅在由调节单元110以臂部124为中心进行旋回运动的部分路径上以小于调节单元110的自重的施压力施压的构成。尤其，在如此构成的情况下，由于借助电流的磁力的响应特性优秀，因此，可以获得实现仅针对借助调节盘111进行施压的部分加压路径，以小于调节单元110的自重的施压力进行施压的效果。

并且，借助调节盘111而引入抛光垫11的向下施压力，借助气压而由规定值(例如，在调节工序中被引入的施压力的上限值)的施压力向下方被引入，通过控制施加到电磁体的电流，使拉力向上方变动并被引入，借助调节器所引入的施压力的变动荷重份可由电磁体进行调节。借此，由于能够以快速的响应速度控制施压力的变动量，因此，可以向抛光垫的相应位置引入正确的施压力。

在附图中例示了针对由电磁体进行调节的施压力的变动量，以向上方提拉的形态引入的构成，但是，但也可以是由电磁体进行调节的施压力的变动量以向下施压的形态引入的构成。如此，通过使施压力的变动幅受限于借助电磁体而引入的范围，一并联动控制调节盘的旋回速度及调节盘的旋转速度，从而可以在短时间内按所需的分布调节抛光垫的高度偏差。

此时，借助第1-1磁铁171和第1-2磁铁173的斥力Fr，可抵消调节单元110的部分自重，但也可以抵消调节单元110的全部。因此，在调节盘111一边朝着抛光垫的半径方向移动一边执行调节工序的过程中，例如，在抛光垫的特定区域中，针对抛光垫的高度明显高的特定区域，可将借助调节盘111所引入的施压力设置为0。

如此，根据本发明，通过第一磁铁170，借助磁铁的斥力Fr抑制借助包含调节盘111的调节单元110的自重而朝着重力方向110d移动，从而抵消因重力所致的调节单元110的部分以上的自重，从而可以获得相比于调节单元的自重，以更小的施压力，一边以调节盘111施压于抛光垫一边进行改性的效果，其中上述调节盘111一边与抛光垫相接触一边进行旋转而对表面进行改性。

并且，以时间响应性低的气压规定的施压力通过调节盘111施加到抛光垫，并引入利用以时间响应性高的电磁体而将调节盘111抬到上侧的提拉荷重，按照借助气压的施压力和借助电磁体而被调节的提拉荷重的差异，面向调节盘111调节并引入所变动的施压力的变动量。由此，在一定程度上可以解决借助抛光垫的气压而很难按照抛光垫的位置引入正确的施压力的问题。

并且，在与调节单元110相结合的传递轴132的周围及包覆其周围的外周轴133的侧壁133a配置第一磁铁170，借助磁力而抵消借助调节单元110的自重的重力110d，由此，在调节单元110中，偏向任意一侧的拉力Fr不起作用，而沿着正确的上下方向的拉力Fr起作用，从而可以获得在调节盘表面整体上均匀地保持小于调节单元110的施压力，并执行调节工序的益处。

如图9所示，上述第二磁铁190包括：第3-1磁铁191，在传递轴132与调节单元110之间的空的空间E上设置于从外周轴133延伸的板133x；以及第3-2磁铁193，设置于与板133x相向的传递轴132的下端。此时，第3-1磁铁191和第3-2磁铁193，相向的磁极以不同极相向的方式排列，以产生相互斥力Fr。

如此，随着设置于上下位置固定的板133x的第3-1磁铁191与设置于上下移动的传递轴131的下端部的第3-2磁铁192产生相互斥力Fr，可以抵消因调节单元110的重力所产生的自重，从而能够施加低于调节单元110的自重的施压力。

同样地，随着调节盘111的上下移动位移量，第2-1磁铁191与第2-2磁铁193之间的间隙发生变化，随着第2-1磁铁191与第2-2磁铁193之间的间隙，它们之间所产生的磁力也会发生变动。由此，上述磁力传感器209实时测定第2-1磁铁191与第2-2磁铁193之间的磁力，由此，可测定调节盘111的上下移动位移量200。

上述抛光层厚度传感器50从晶片抛光层接收到接收信号，并检测晶片抛光层的厚度或检测抛光结束时点。如图所示，抛光层厚度传感器50以从抛光垫11的中心O为起点的具有不同半径长度的方式设置有多个。在图中例示了针对相同的半径长度设置有两个以上的构成，但针对相同的半径长度，仅设置一个也无妨。借此，在化学机械抛光工序过程中可获得晶片抛光层的厚度分布。

抛光层厚度传感器可通过照射光并将从晶片抛光层反射的光作为接收信号进行接收而接收晶片抛光层厚度信息，如图11a所示，在晶片抛光层由导电性(electrically conductive)材质形成的情况下，向晶片抛光层施加涡电流信号，由此，将反映了根据抛光层厚度的阻抗、电抗、相位差等变化的涡电流输出信号作为接收信号接收，从而可接收晶片抛光层厚度信息。

即，在抛光层厚度传感器50经过晶片W的下侧的A2位置上，如图11a所示，当涡电流信号Si施加到从抛光层厚度传感器50相隔预定距离50d'的晶片抛光层Le时，在预定的面积50E上涡电流传导至由导电性材质形成的抛光层Le，由此，传导至抛光层Le的涡电流与抛光层Le的厚度呈正比地损失，作为输出信号，涡电流信号So从抛光层Le由抛光层厚度传感器50接收。由此，借助化学机械抛光工序而厚度发生变动的晶片抛光层Le可由涡流传感器接收的接收信号So求出。

另一方面，在抛光层厚度传感器50经过调节盘111的下侧的A1位置上，如图11b所示，在调节盘111或用于固定上述调节盘111盘支架112上存在厚的导电性金属层。在此情况下，金属层厚表示达到晶片抛光层Le的厚度的10倍以上，例如，意味着厚度为1mm以上。如此，当导电性金属层的厚度td明显厚于晶片抛光层Le的厚度tw时，借助来自涡流传感器的信号Si而被传导的涡电流，在导电性金属层上的损失量明显大于在晶片抛光层Le上的损失量而保持恒定，因此，最终可从在调节盘111的下侧由涡流传感器所接收的接收信号So检测出截止到调节盘111的距离50d。并且，从涡流传感器50到调节盘111的距离50d随着抛光垫11的厚度tp而发生差异，因此，当抛光层厚度传感器50为涡流传感器时，由此可在化学机械抛光工序过程中获得抛光垫11的厚度tp。尤其，如此利用涡流传感器50来测定抛光垫11的厚度tp时，即便在抛光垫11的表面上残留浆料或抛光粒子等，也可以正确地实时获得抛光垫11的厚度。

另一方面，如图4a及图4b所示，抛光层厚度传感器50在抛光垫11上固定于与旋转中心O相隔不同半径长度的多个位置，在化学机械抛光工序过程中，与抛光垫11一同旋转，在抛光层厚度传感器50经过晶片的下侧期间，从所接收的接收信号中可获得晶片抛光层的厚度分布数据。尤其，在抛光层厚度传感器50用作涡流传感器的情况下，抛光层厚度传感器50也无需外露于抛光垫11，而可位于抛光垫11的底面。

在化学机械抛光工序过程中，在晶片W的下侧设有贯通抛光平板和抛光垫11的贯通部10a，在贯通部10a的下侧设置抛光层厚度传感器50，从而可获得晶片抛光层的厚度信息。

参考图10，上述控制部70按照抛光垫11的高度偏差控制调节器100，使得晶片抛光层Le呈所需的厚度分布。与此有关的控制方法(S100)更具体地说明如下。

步骤1：抛光垫11在化学机械抛光工序过程中一边与晶片W的抛光面相接触，一边在从旋转中心O到不同半径长度的不同位置上，产生磨损量的偏差。由此，在化学机械抛光工序过程中，实时获得抛光垫11的表面高度(S110)。

此时，向抛光垫11的表面照射光，并从反射的信号中实时测定抛光垫11的表面高度，也可在抛光垫11的表面上利用借助弹簧而得到弹性支撑的刻度盘等器具来测定抛光垫的表面高度。

但是，当按照如上所述的方式测定抛光垫的高度时，因残留于抛光垫的异物，会发生表面高度测定值失真的问题。由此，为了更加准确地测定抛光垫11的表面高度，如图11b所示，涡流传感器50设置于抛光垫11，从经过调节盘111的下侧时接收到的接收信号中可更加准确地测定抛光垫11的高度。

但是，即便从涡流传感器50以正确的形状79准确地获得抛光垫11的高度偏差，调节抛光垫11的高度偏差需要由具有足够大面积的调节盘111来执行，因此，需要经过基于抛光垫11的高度偏差测定值79而转换为调节盘111的控制因子的过程。

由此，从设置于调节器100的位移传感器201、流量传感器205、磁力传感器207、209测定调节盘111的上下移动位移量200(S110)，将在各传感器201、205、207、209中测定的调节盘111的上下移动位移量数据200(图9a)视作抛光垫11的表面高度偏差数据(S120)。抛光垫11的表面高度值79与调节盘111的上下移动位移量数据200存在差异，但如下所述，可易于控制抛光垫11的表面呈所需的分布(例如，整体均匀的高度分布或仅在特定位置上表面高度大的分布)。下面，将以抛光垫11的表面高度值被视为因调节盘的上下移动位移量200所产生的情况为例进行说明。

另一方面，调节盘111的上下移动位移量200传输到控制部70。

步骤2：当实时获得抛光垫11的表面高度分布时，控制部70在拟降低抛光垫11的表面高度的第二位置上进行控制，使得调节器100的臂部101的旋回速度w低于其他第一位置上的速度，从而确保在第二位置P2上与调节盘111相接触的施加更长，由此，使得在第二位置P2上的抛光垫11的去除率大于在第一位置P1上的抛光垫11的去除率，从而减少第二位置P2和第一位置P1的高度偏差(S130)。

例如，拟均匀地控制抛光垫11的整体表面高度，如图9b所示，在抛光垫11的第一位置P1上的高度T1小于在第二位置P2上的高度，在拟减少或消除第一位置P1和第二位置P2上的抛光垫11的高度偏差的情况下，控制旋回速度301，使得在抛光垫11的表面高度T1更大的第一位置P1上的第一旋回速度w1大于在第二位置P2上的第二旋回速度w2。由此，通过引导，使得相比于第一位置P1，在第二位置P2上调节盘111与抛光垫11的接触时间更长，从而使的磨损量变大，由此，可以消除在第一位置P1和第二位置P2上的抛光垫11的高度偏差。

借此，针对在抛光垫11的不同位置P1、P2上的高度偏差，可通过对调节盘111的旋回速度进行调节来缓和，因此，即使相同的施压力借助抛光头20而施压到晶片，也可以消除随着抛光垫的高度偏差而导致摩擦力不同的问题，尤其，由电动马达对进行相对低的角速度的旋回运动w的调节盘111的旋回速度w进行调节，从而可以获得在短时间内准确地执行对抛光垫11的表面高度偏差进行缓和的有利效果。

尤其，如图9b所示，上述臂部的旋回控制速度301可通过反向设定来进行控制，使得与抛光垫的高度偏差200呈反比，由此，不需要引入复杂的演算或控制方法，也能够达到准确地获取用于缓和抛光垫的高度偏差的旋回速度301的控制值的效果。

此外，如图9a中以79d表示的区域，在抛光垫11上形成有向下凹入的小于调节盘111的直径111d的槽的情况下，由于调节盘111无法插入到该槽，因此，仅以可借助调节盘111进行调节的区域，更准确地生成控制数据，从而达到控制抛光垫11的表面高度的效果。

步骤3：另一方面，为了缓和抛光垫的表面高度偏差，可联动对臂部101的旋回速度w进行调节的步骤2，从而可调节借助调节盘111而施加到抛光垫11的施压力(S140)。

即，关于借助控制部70以调节盘111施加到抛光垫11的施压力，通过使在臂部101的旋回速度小的第二位置P2上以调节盘111施加到抛光垫11的第二施压力调节成大于在上述第一位置上施加到上述抛光垫的第一施压力，可以在更短的时间内有效地消除包含相对的表面高度高的抛光垫的第二位置P2的区域与包含相对的表面高度低的第一位置P1的区域之间的偏差。

另一方面，借助调节盘111而施加到抛光垫的施压力依赖于向压力室C1供给的气压，因此，化学机械抛光工序过程中，随着持续地进行旋回运动w的调节盘111的位置而以气压施加预定的施压力的方式，因气压控制的特性而存在局限性。

因此，根据本发明，优选地，控制引入到调节盘111的施压力，使得上述施压力被规定为气压和磁铁170、190的斥力之合力。此时，磁铁170、190中的任意一个以上由电磁体形成，借助引入到磁铁170、190的磁力而产生的拉力，借助电流控制，具备快速的响应特性，从而可以调节施压力的变动量，借助气压的向下施压力恒定地保持为最大施压力，借助因磁力所产生的拉力和因气压所产生的向下施压力的合力，将施压力通过调节盘111施加到抛光垫11。

借此，与步骤2中的旋回速度w调节过程相联动，在拟减少或消除第一位置P1和第二位置P2上的抛光垫11的高度偏差的情况下，通过提高控制的响应速度，在上述控制中使得在抛光垫11的表面高度T1更大的第一位置P1上的第一施压力大于在第二位置P2上的第二施压力，从而可以提高将施压力引入所需位置的准确性。

步骤4：另一方面，为了缓和抛光垫的表面高度偏差，将对臂部101的旋回速度w和施压力进行调节的步骤2及步骤3相联动，并联动控制调节盘111的旋转速度(S150)。

即，对于由控制部70进行控制的调节盘111的旋转速度进行联动控制302，使得在旋回速度302低的第二位置P2上的调节盘111的第二旋转速度v2大于在第一位置P1上的调节盘111的第一旋转速度v1，从而可以在短时间内按照所需的表面高度分布，对抛光垫的表面高度偏差进行控制。

例如，参照图9c，想针对抛光垫11的整体表面高度进行均匀地控制，而在抛光垫11的第一位置P1上的高度T1低于在第二位置P2上的高度，并想减少或消除在第一位置P1和第二位置P2上的抛光垫11的高度偏差的情况下，与步骤2中的旋回速度w调节过程并行地或者独立地进行控制，使得在抛光垫11的表面高度T1更大的第一位置P1上的第一旋转速度v1小于在第二位置P2上的第二旋转速度v2。由此，相比于第一位置P1，在第二位置P2上，调节盘111快速地与调节盘111相接触，并使磨损量被引导得更大，从而可以消除在第一位置P1和第二位置P2上的抛光垫11的高度偏差。

但是，在通过调节调节盘111的旋转速度v来控制抛光垫11的高度分布的方式中，由于依赖于马达的速度调节，因此，虽然能够以快速的响应特性来进行精准控制，但存在因调节盘111的旋转速度v变动所致的单位时间磨损量受限的局限性。由此，通过联动控制旋回速度w和施压力，可使调节盘111的旋转速度v调节具有高的效率。

在此情况下，抛光垫11的高度数据79视为调节盘111的上下移动位移量200，采用调节盘111的旋转速度v的控制数据302比例于调节盘111的上下移动位移量200的形态，无需复杂的演算过程便可以简单获得，由此，也可以获得通过对调节盘111的旋转速度v进行调节而对抛光垫11的表面高度进行正确调节的益处。

根据不采用整体上平坦地控制抛光垫11的高度的方式的本发明的其他实施例，相对于晶片的一定区域的抛光层，为了获得更高的单位时间抛光量，可以控制成意图性地抬高与上述一定区域相接触的抛光垫的高度。

步骤1至步骤4的控制方式一直持续到晶片的化学机械抛光工序结束，按照步骤2至步骤4，在化学机械抛光工序过程中精准地联动控制抛光垫11的表面高度，从而可以获得在更短的时间内按照所需的分布形态由抛光垫11精准地调节晶片的特定抛光层区域有关单位时间抛光量的有利效果。

下面，将参照图12，针对由上述控制部70考虑到根据化学机械抛光条件的变数而联动控制晶片的抛光层Le厚度分布和抛光垫的高度的方法(S200)进行详细说明。

步骤1：如图4a所示，晶片W位于抛光头20的下侧，晶片抛光层Le以紧贴于抛光垫11的状态被加压并执行抛光工序。在化学机械抛光工序执行期间，由光传感器或涡流传感器形成的抛光层厚度传感器50位于贯通透明窗10a的下侧，从而可求出晶片抛光层Le的厚度分布，抛光层厚度传感器50也可设置于抛光垫11并与抛光垫11一同旋转，并在经过晶片W的下侧期间，接收来自抛光层Le的接收信号，从而求出晶片抛光层Le的厚度分布Tw(S210)。

另一方面，由抛光层厚度检测部50所测定的当前厚度分布Tw的数据传输到控制部70。

步骤2：与此同时，在化学机械抛光工序过程中，实时获得抛光垫11的表面高度(S110)。

如同上述的实施例(S100)的步骤1，采用公知的接触方式或非接触方式的传感器，可获得抛光垫11的表面高度分布79，从由涡流传感器50经过调节盘111的下侧时所接收的接收信号中，也可获得抛光垫11的表面高度分布79，也可将调节盘111的上下移动位移量数据200视为表面高度分布(S120)而获得。

步骤3：接着，从在步骤1和步骤2中所获得的晶片抛光层Le的厚度分布Tw和抛光垫11的表面高度分布79、200中，由控制部70算出相关系数分布Rc(S220)。

在此情况下，相关系数Rc由数学式1而定。

[数学式1]

相关系数Rc＝上述抛光垫的高度分布79、200*第一加权值Xp-晶片的抛光层厚度分布Tw*第二加权值Xw

在此情况下，第一加权值Xp＝0.1～10，

第二加权值Xw＝0.1～10

即，向抛光垫的高度分布和晶片抛光层的厚度分布分别乘以第一加权值及第二加权值，确定相关系数，以反映根据抛光工序配方的变数。更具体地，第一加权值Xp和第二加权值Xw按照用于化学机械抛光工序的浆料的种类、抛光头的施压力、晶片的抛光层种类、抛光垫及晶片的自转速度等抛光条件和抛光配方以实验方式确定，并预先存储于存储器。

并且，在存储器中存储有作为用于控制化学机械抛光工序的调节器100的控制变数的相关系数Rc的目标相关系数Ri的值。

在此情况下，第一加权值Xp和第二加权值Xw在化学机械抛光工序过程中能够确定为任意一个数字，但随着化学机械抛光工序的开展，也可以确定为变化的数字。例如，在化学机械抛光工序的初始步骤中，第一加权值Xp和第二加权值Xw分别定为2～3，而在抛光工序的后期步骤中，第一加权值Xp和第二加权值Xw可以定为1。由此，在化学机械抛光工序的初始步骤中，将重点放在调整晶片抛光层的厚度和抛光垫的偏差，而在化学机械抛光工序的后期步骤中，使得晶片抛光层的厚度呈目标厚度分布，从而既可以缩短抛光时间，又可以抛光出所需轮廓的抛光层。

并且，目标相关系数Ri的分布值也可以在整个化学机械抛光工序中定为一定的分布，但随着化学机械抛光工序的开展，也可以是变动的分布。如图14所示，抛光结束时点的目标相关系数Ri的分布整体上被控制为均匀的值，从而可以均匀地控制最终抛光层厚度分布。

由此，控制部70按照抛光条件和抛光配方，从存储器读取第一加权值Xp和第二加权值Xw，从在步骤1及步骤2中所获得的抛光垫的表面高度分布79、200和晶片抛光层的厚度分布Tw演算并提取相关系数分布Rc。

即，第一加权值Xp和第二加权值Xw是根据化学机械抛光工序环境的抛光垫相关于高度变动量的加权值的物理含义，目标相关系数Ri是根据化学机械抛光工序的开展而产生的抛光垫的目标分布值的物理含义。

步骤4：接着，控制部70控制调节器100，使得在步骤3中算出的相关系数分布Rc达到目标相关系数分布Ri的值。即，在化学机械抛光工序过程中，抛光垫11的表面高度分布79、200被调节器100控制，使得相关系数分布Rc达到随着抛光工序的开展而定的目标相关系数Ri的值(S230)。

由此，在晶片抛光层的厚度大的区域上，相对地以厚的方式引导抛光垫的厚度，借助第一加权值Xp和第二加权值Xw的值，根据抛光条件或抛光配方可控制抛光垫11的高度变动速度，与此同时，随着抛光工序的开展，从读取自存储器的目标相关系数Ri的值，可控制根据抛光工序的开展状态的抛光垫11的高度值。

并且，在控制部170控制调节器100，使得在各位置上相关系数Rc值达到目标相关系数Ri值的过程中，采用与上述的实施例(S100)的步骤2至步骤4相似的方式，控制调节盘111的旋回速度w、旋转速度v及施压力。

即，相比于晶片抛光层Le的厚度更薄的区域所接触的抛光垫11的第二位置(或者，第二区域P2)，在晶片抛光层Le的厚度更厚的区域所接触的抛光垫11的第一位置(或者，第一区域P1)上，借助控制部70进行控制，使得进一步提高调节盘111的旋回速度w，根据位置而磨损抛光垫的速度由相关系数Rc的第一加权值Xp和第二加权值Xw随抛光工序的开展而定。

为此，如在前述的控制方法(S100)的步骤2，控制部70为了使相关系数Rc达到目标相关系数Ri而进行控制，使得在拟降低抛光垫11的表面高度的第一位置P1上的调节器100的臂部101的旋回速度w小于在其他第二位置P2上的速度，从而确保在第二位置P2上接触调节盘111的时间更长，由此，使得在第二位置P2上的抛光垫11的去除率大于在第一位置P1上的抛光垫11的去除率，从而可以将第一位置P1和第二位置P2的高度偏差减少到符合指定的加权值Xp、Xw(S230)。

例如，拟整体上均匀地控制晶片W的抛光层厚度的过程中，在晶片W的第一地点X1上的抛光层的第一厚度大于第二地点X2上的抛光层的第二厚度的情况下，晶片W的第一地点X1所接触的抛光垫11的第一位置P1应控制成高于晶片W的第二地点X2所接触的抛光垫11的第二位置P2，当晶片W上被引入相同的施压力时，可将第一地点的第一厚度调节成接近第二厚度。

并且，为了使抛光垫11的第一位置P1上的表面高度大于第二位置P2上的高度，经过第一位置P1的调节盘111的第一旋回速度控制成大于经过第二位置P2的调节盘111的第二旋回速度。由此，相比于第一位置P1，可在第二位置P2上由调节盘111与抛光垫11接触更长时间并引导磨损量变大，从而可以消除第一位置P1和第二位置P2上的抛光垫11的高度偏差，由此，可以消除晶片W的第一地点X1和第二地点X2的厚度偏差。

此时，在化学机械抛光工序过程中，由于晶片的自转，晶片抛光层Le的厚度分布主要根据从自转中心相隔的半径长度而发生偏差。由此，如图13所示，若晶片的第一地点X1相对于第二地点X2，位于半径长度更短的位置，则呈第一地点X1由第二地点X2围住的形态。即，若上述第二地点X2相比于上述第一地点X1，位于距离上述晶片的旋转中心更远的距离，则上述第二位置P2定为从上述抛光垫的旋转中心O以半径外侧方向为基准由上述第一位置P1的两侧。在此状态下，以使得相关系数Rc达到目标相关系数Ri的形态，在第一位置P1和第二位置P2上调节调节盘111的旋回速度，可控制与晶片的第一地点X1及第二地点X2相接触的抛光垫11的第一位置P1及第二位置P2上的抛光垫的高度。

调节器100的臂部101的旋回控制速度301可与在上述的控制方法(S100)的步骤2相似的方法进行调节，从而获得与此相关的益处。

与此同时，为了缓和抛光垫的表面高度偏差，可与调节臂部101的旋回速度w的控制相联动，从而可调节由调节盘111施加到抛光垫11的施压力(S140)。

即，关于借助控制部70而由调节盘111施加到抛光垫11的施压力，通过将在臂部101的旋回速度低的第二位置P2上以调节盘111施加到抛光垫11的第二施压力调节成大于在上述第一位置上施加到上述抛光垫的第一施压力，可在更短的时间内有效地消除包含相对的表面高度高的抛光垫的第二位置P2的区域与包含相对的表面高度低的第一位置P1的区域之间的偏差。

即，调节器100的施压力有关控制可采用与上述的控制方法(S100)的步骤3相似的方法，从而同样获得与此相关的益处。

并且，为了缓和抛光垫的表面高度偏差，可与调节臂部101的旋回速度w和施压力的控制相联动，从而可以联动控制调节盘111的旋转速度(S150)。

即，由控制部70对调节盘111的旋转速度进行联动控制302，使得在旋回速度302低的第二位置P2上的调节盘111的第二旋转速度v2大于在第一位置P1上的调节盘111的第一旋转速度v1，从而可以在短时间内按照所需的表面高度分布，控制抛光垫的表面高度偏差。

同样，可按照与上述的控制方法(S100)的步骤4相似的方式执行，从而同样获得与此相关的益处。

如上所述，根据本发明，通过调节在抛光垫11的表面高度更高区域上的调节盘111的旋回速度和旋转速度中的任意一个以上，以级差方式联动控制与调节盘111的抛光垫之间的接触时间，由此，提高在抛光垫的表面高度更高的区域上的去除率，减少抛光垫的高度偏差，使得根据抛光垫的位置，使所需的施压力作用于晶片各区域，从而可以按晶片的不同区域，对单位时间抛光量进行调节，借此，在化学机械抛光工序过程中，由调节器100实时校正抛光垫的高度偏差，从而达到精准地控制晶片W的抛光层厚度的效果。

更重要的是，根据本发明，从晶片抛光层Le的厚度分布Tw和抛光垫11的高度偏差分布79、200算出相关系数分布Rc，根据依照抛光条件和抛光配方预先存储的第一加权值Xp、第二加权值Xw及目标相关系数分布Ri，联动控制调节器100的旋回速度w、施压力及旋转速度，考虑根据抛光条件及抛光配方的特性，在化学机械抛光工序过程中可以精准地调节抛光垫的表面高度，由此，在抛光结束时点可以使得晶片的抛光层厚度分布实现目标抛光厚度分布，而且还可以大幅缩短抛光时间。

并且，根据本发明，借助臂部101而进行往复旋回运动的调节盘111在抛光垫11上以具有半径方向成分的方式移动的过程中，测定根据抛光垫的高度偏差的调节盘111的上下移动位移量200，由此获得抛光垫的高度偏差数据，从而使得借助调节盘111而使抛光垫11的高度偏差平坦化的作用不需要经过复杂的演算或引入复杂的控制方法，而可基于根据旋回往复移动的调节盘的上下移动量数据实施，不需要经过复杂的演算或引入复杂的控制方法，就可以实现更加准确地缓和抛光垫的高度偏差的平坦化工序的效果。

以上，通过优选实施例对本发明进行了示例性说明，但本发明不限定于如上所述的特定实施例，且在本发明中提出的技术思想，具体而言，在本权利要求书中所记载的范围内能够以各种形态进行修改、变更或改良。