膜厚测定值的补正方法、膜厚补正器、及涡流传感器的制造方法_5

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厚的变化。
[0170] 图16、图17是示出终点检测部1220实施的处理的概略图。图16中,横轴表示信 号X的强度,纵轴表示信号Y的强度。圆弧1310上的端点T 表示研磨对象物1102的膜 厚是°°的状态,端点T0表示研磨对象物1102的膜厚是0的状态。随着研磨对象物1102的 膜厚减少,从信号X、Y的值定位的圆弧1310上的点Tn描绘圆弧状的轨迹而且朝向端点T0 前进。从XY坐标系统的原点0至点Tn的距离Z(= (X2+Y2)1/2),除了点附近,是随着膜 厚减少而变小。
[0171] 测定膜厚的一个观点是终点检测部1220算出根据研磨对象物1102的膜厚而变化 的距离Z。而后,终点检测部1220若事先通过经验或试验掌握距离Z与研磨对象物1102的 膜厚的关系,通过监视距离Z即可检测研磨中的研磨对象物1102的膜厚。
[0172] 但是,实际上,执行研磨对象物1102的研磨时,在研磨研磨对象物1102而膜厚变 薄的同时研磨垫1108也变薄。由于随着研磨垫1108变薄而祸流传感器1210与研磨对象 物1102的距离缩短,因此涡流传感器1210的输出变大。结果,随着研磨垫1108变薄,如图 17的圆弧1310、圆弧1320、圆弧1330所示,圆弧变大。因此,在研磨垫1108的厚度变化的 情况下,难以如上述那样基于距离Z检测研磨对象物1102的膜厚。
[0173] 另外,如图17所示,连接由信号X、信号Y而指定的点与端点T0的直线1340与圆 弧1310、圆弧1320、圆弧1330交叉的交点Ta、Tb、Tc示出研磨对象物1102是相同膜厚的状 态。着眼于该点,终点检测部1220求出直线1340与从端点T0在与信号Y的轴相同方向延 伸的直线构成的角度0。终点检测部1220若事先通过经验或试验掌握角度0与研磨对象 物1102的膜厚的关系,通过监视角度0即可检测研磨中的研磨对象物1102的膜厚。
[0174] 终点检测部1220与进行关于研磨装置1100的各种控制的研磨装置控制部1140 连接。终点检测部1220基于算出的角度0检测研磨对象物1102的研磨终点后,对研磨装 置控制部1140输出示出其要旨的信号。研磨装置控制部1140从终点检测部1220接收示 出研磨终点的信号后,使研磨装置1100的研磨结束。
[0175]〈涡流传感器测定精度的提高〉
[0176] 其次,对本实施形态的涡流传感器测定精度的提高进行说明。首先,对涡流传感器 1210作为静电电容传感器反应而导致的精度的恶化进行说明。
[0177] 图18是说明现有祸流传感器的静电电容的图。图18A是示意性示出在现有构成 中,涡流传感器作为静电电容传感器而反应时的静电电容的图。图18B是图18A的构成中 的等价电路。如图18A、图18B所示,在涡流传感器1210与地线(Earth)之间存在励磁线圈 1272与检测线圈1273间的静电电容C1、检测线圈1273与研磨对象物1102间的静电电容 C2、研磨对象物1102与研磨台1110间的静电电容C3。涡流传感器1210与地线(Earth)之 间的合成静电电容C通过以下公式1来表示。
[0178][公式1]
[0180] 图19是示出在现有的涡流传感器中,合成静电电容对于研磨垫厚度的变化而变 化的图。图19中横轴表示研磨垫1108的厚度,纵轴表示涡流传感器1210与地线(Earth) 之间的合成静电电容C。图20是通过现有的涡流传感器所测定的信号X、信号Y的描绘数 据。图20中,横轴表不信号X,纵轴表不信号Y。
[0181] 如图19所示,研磨垫1108的厚度通过研磨工序而变薄后,合成静电电容C大幅增 加。其结果,对应于研磨垫1108的厚度的圆弧1410~圆弧1470的端点T0并未聚集成图 20中以虚线1480包围那样。因此,用于检测角度0的基准点根据研磨垫1108的厚度变化 而偏离,而无法精确检测角度0,结果导致研磨对象物1102的膜厚的测定精度恶化。
[0182]〈用于提高测定精度的构成〉
[0183] 另外,本实施形态的涡流传感器1210是具备配置于传感器线圈1260 (包含:励磁 线圈1272、检测线圈1273、及平衡线圈1274)的测定对象物侧的导电体1500。
[0184] 关于该点进行说明。图21是用于说明配置导电体1500的效果的概念图。首先, 如图21A所示,在涡流传感器1210与测定对象物1800 (例如研磨对象物102)之间未配置 导电体1500的情况下,当涡流传感器1210与地线1810 (Earth)间的距离变化时,两者之间 的静电电容变化。结果,涡流传感器1210与地线1810 (Earth)间的静电电容的变化直接影 响涡流传感器1210的输出,导致涡流传感器1210的输出变化。
[0185] 另外,如图21B所示,在涡流传感器1210与测定对象物1800之间配置导电体 1500。导电体1500的导电率虽比测定对象物1800低,但是是以非绝缘体材料形成。此外, 导电体1500通过如图21B所示那样地接地,成为在与地线之间静电电容大的状态。
[0186] 通过配置导电体1500,而在涡流传感器1210与导电体1500之间产生电场。虽然 导电体1500的下表面会产生电荷,但是因为配置有导电体1500,所以导电体1500的上表面 不易产生电荷。因而,在导电体1500与测定对象物1800之间不产生电场,而抑制作为静电 电容传感器的动作。此外,即使涡流传感器1210与测定对象物1800间的距离变动,涡流传 感器1210与导电体1500间的距离仍保持一定,因为在涡流传感器1210与导电体1500之 间产生不变动的静电电容,所以可抑制在导电体1500与测定对象物1800间产生的静电电 容变动的影响。此外,因为涡流传感器1210通常使用交流电源,所以即使取代如图21B那 样的接地,而通过如图21C所示经由电容器成分来接地,来使导电体1500保持充分大的静 电电容,仍可获得同样效果。
[0187]〈导电体1500的具体配置样态〉
[0188] 其次,具体说明导电体1500的配置样态。图22是示出本实施形态的涡流传感器 1210的构成的一个实例的图。如图22所示,本实施形态的涡流传感器1210具备导电体 1500。导电体1500配置于传感器线圈1260 (包含:励磁线圈1272、检测线圈1273、及平衡 线圈1274)的测定对象物(研磨对象物1102)侦k
[0189] 具体来说,导电体1500配置在介于测定对象物(研磨对象物1102)与传感器线圈 1260之间的绝缘体(研磨垫1108)、与传感器线圈1260之间。导电体1500至少可具备与 传感器线圈1260相对的相对部1510。另外,相对部1510通过具有与励磁线圈1272、检测 线圈1273、或平衡线圈1274的线圈轴交叉的面,而与传感器线圈1260相对。
[0190] 图23是示出本实施形态的涡流传感器1210的构成的另一实例的图。如图23所 示,导电体1500也可具备:与传感器线圈1260相对的相对部1510 ;以及连接于相对部1510 并且覆盖传感器线圈1260的至少一部分周围的外周部1520。该例中,外周部1520与形成 于研磨台1110的孔的内壁相对。
[0191] 图24是示出本实施形态的涡流传感器1210的构成的另一实例的图。如图24所 示,导电体1500也可以具有:与传感器线圈1260相对的相对部1510 ;以及连接于相对部 1510并且覆盖传感器线圈1260的全部周围的外周部1530,导电体1500形成为盖住传感器 线圈1260的帽状。本例的外周部1520与形成于研磨台1110的孔的内壁相对。
[0192] 图25是示出本实施形态的涡流传感器1210的构成的另一实例的图。如图25所 示,导电体1500与图24同样地具有:与传感器线圈1260相对的相对部1510 ;以及连接于 相对部1510并且覆盖传感器线圈1260的全部周围的外周部1530,导电体1500形成为盖住 传感器线圈1260的帽状。
[0193] 除此之外,涡流传感器1210还具备磁屏蔽片1600作为边缘角对策。磁屏蔽片 1600与导电体1500同样地具有:与传感器线圈1260相对的相对部1610 ;以及连接于相对 部1610并且覆盖传感器线圈1260的全部周围的外周部1630,磁屏蔽片1600形成为盖住传 感器线圈1260的帽状。磁屏蔽片1600在导电体1500的内部盖住传感器线圈1260。相对 部1610中形成有与传感器线圈1260相对的开口,可供磁场通过。
[0194] 图22至图25中,相对部1510在传感器线圈1260的测定对象物(研磨对象物 1102)侧,与传感器线圈1260离开指定距离而配置。此外,相对部1510也与测定对象物(研 磨对象物1102)离开指定距离而配置。再者,相对部1510是以传感器线圈1260与相对部 1510间的距离比测定对象物(研磨对象物1102)与相对部1510间的距离短的方式,配置 在传感器线圈1260与测定对象物(研磨对象物1102)之间。另外,传感器线圈1260与相 对部1510的距离固定。即,即使涡流传感器1210(传感器线圈1260)与研磨对象物1102 之间的距离由于研磨垫1108变薄等而变动,涡流传感器1210(传感器线圈1260)与相对部 1510间的距离仍然一定。
[0195] 图22至图25中的导电体1500 (相对部1510)例如可包含导电性聚丙烯、或硅树脂 而形成。此外,图22至图25中的导电体1500 (相对部1510)例如能够以掺入碳的聚丙烯、 硅等合成树脂、蒸镀有薄金属的合成树脂、蒸镀有薄金属的玻璃、掺入碳的橡胶(硅等)、单 晶硅基板(Si)等而形成。
[0196] 另外,导电体1500(相对部1510)的电阻率越小越可除去涡流传感器1210作为静 电电容传感器的反应,不过导电体1500本身产生涡电流,研磨对象物1102的膜厚测定的灵 敏度降低。另外,导电体1500(相对部1510)的电阻率过大时,无法彻底除去作为静电电容 传感器的反应。考虑这些方面,例如图22至图25中的导电体1500(相对部1510)可包含具 有ID .cm~100 D .cm的电阻率的材料而形成。此外,图22至图25中的导电体1500 (相 对部1510)优选为可包含具有5 Q ?〇!!~50 Q ?〇!!的电阻率的材料而形成。图22至图25 中的导电体1500 (相对部1510)更优选为可包含具有7D ? cm~20D ? cm的电阻率的材 料而形成。
[0197] 另外,图23至图25中的导电体1500(外周部1520U530)也可以包含与相对部 1510同样的材料而形成,也可以通过铜带、特殊用途不锈钢(SUS)等的导电材料而形成。
[0198] 其次,对配置导电体1500而产生的效果进行说明。图26是用于说明本实施形态 的涡流传感器中的静电电容的图。图26A是示意性示出在图23的构成中,涡流传感器作为 静
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