本發(fā)明涉及化學機械拋光裝置，更具體地涉及在化學機械拋光工序中通過準確檢測作為拋光對象物的拋光層的位置，來準確識別晶片的拋光層厚度分布的化學機械拋光裝置。

背景技術：

通常，化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是一種如下所述的工序，即，在旋轉的拋光平板上，以晶片等基板與拋光平板相接觸的狀態(tài)，使其旋轉并實施機械拋光，由此使基板的表面變得平整，從而預定的厚度的工序。

為此，如圖1所示，在化學機械拋光裝置1中，使拋光平板12以其上部覆蓋有拋光墊11的狀態(tài)進行自轉，使用拋光頭20將晶片W施壓于拋光墊11的表面并進行旋轉，從而平坦地拋光晶片W的表面。為此，設有一邊旋轉30r一邊進行改性的調(diào)節(jié)器30，使得拋光墊11的表面保持恒定的狀態(tài)，通過漿料供給管40向拋光墊11的表面供給用于執(zhí)行化學拋光的漿料。

與此同時，在拋光墊11上設有用于測定晶片W的拋光層厚度的厚度傳感器50，并與拋光墊11一同旋轉，從通過晶片W下側的過程中接收的接收信號來測定晶片W的拋光層厚度。在此情況下，測定拋光層厚度還包括對拋光層的厚度是否達到目標厚度進行監(jiān)控的工作。

在晶片W的拋光層由作為導電性材質的鎢等金屬材質形成的情況下，厚度傳感器50上設有與銅等拋光層相鄰配置的傳感器線圈，通過施加Si交流電流，來向晶片拋光層上發(fā)射用于形成渦流的渦流輸入信號，由反映有隨著導電性拋光層的厚度而傳導的渦流50E的合成阻抗及相位差的變動值的輸出信號來檢測出晶片W的拋光層厚度。

另一方面，如圖3所示，拋光頭20包括：本體部22，從外部接收旋轉驅動力；隔膜21，固定于本體部22，并在上述隔膜21與本體部22之間形成壓力腔；擋圈23，包覆被隔膜21施壓的晶片W的周圍，防止化學機械拋光工序中晶片W的脫離。擋圈23借助其上側的保持腔23C的空壓，在化學機械拋光工序中保持與拋光墊11的緊貼狀態(tài)。

并且，在化學機械拋光工序中向晶片W施壓的壓力腔的壓力和保持腔23C由從壓力調(diào)節(jié)部25經(jīng)空壓供給管25a而供給的空壓來進行調(diào)節(jié)。

在此情況下，晶片W的直徑dw小于擋圈23的內(nèi)徑dr，因此，在化學機械拋光工序中，未與隔膜21底板的下側的晶片W與擋圈23的內(nèi)周面呈間距e1、e2，并可在其間距內(nèi)移動。由此，與拋光墊11一同旋轉的厚度傳感器50在通過拋光頭20的下側時所接收的輸出信號中，無法準確判斷哪一部分是包含有晶片W的拋光層的厚度信息的部分，哪一部分是不存在晶片W的部分，從而導致晶片的整體厚度分布有關檢測只能基于相當于間距e1、e2的偏差的問題。

技術實現(xiàn)要素：

解決的技術問題

本發(fā)明是為了解決如上所述的存在問題而提出的，本發(fā)明的目的在于，準確地檢測化學機械拋光工序中作為拋光對象物的拋光層的位置，從而準確地檢測晶片的拋光層厚度分布。

而且，本發(fā)明的目的在于，在化學機械拋光工序中，即便晶片在由擋圈包圍的區(qū)域內(nèi)偏向水平方向，也可以準確地檢測晶片拋光層的厚度。

并且，本發(fā)明的目的在于，即便晶片的拋光層未均勻地分布于晶片的表面而偏置，也可以對晶片的基材，進行拋光層的偏向位置的檢測，來準確地獲取晶片的厚度分布。

技術方案

本發(fā)明為了達到如上所述的目的，提供一種化學機械拋光裝置，用于對以導電性材質形成拋光層的晶片進行拋光，其特征在于，包括：拋光平板，在上表面覆蓋有拋光墊并進行自轉；拋光頭，在化學機械拋光工序中，上述拋光頭與上述晶片的板表面相接觸并施壓，并且設有擋圈，上述擋圈包括第一部件和第二部件，上述第一部件以導電性材料形成于上述晶片的周圍，上述第二部件以非導電性材料形成于上述第一部件的下側，并在上述化學機械拋光工序中與上述拋光墊相接觸；厚度傳感器，定位于上述拋光平板并與上述拋光墊一同旋轉，向上述晶片施加渦流信號，并接收包含有上述晶片拋光層的厚度信息的輸出信號；以及控制部，從上述厚度傳感器中獲取以上述第一部件為基準位置并從上述基準位置到上述晶片的拋光層所占的拋光層區(qū)域上的上述晶片的拋光層厚度。

根據(jù)現(xiàn)有技術，為了掌握晶片的位置，通過分析從厚度傳感器接收的輸出信號的波形來判斷拋光層區(qū)域，但晶片拋光層的厚度非常薄，因此，輸出信號的輸出電壓的大小變動相對小，很難準確掌握晶片拋光層的邊緣末端邊界。

但是，根據(jù)本發(fā)明，通過在包圍晶片的擋圈上設置以導電性材料形成并且厚度為晶片拋光層的厚度的10倍至數(shù)千倍的第一部件，從而因厚度傳感器通過第一部件的過程中由厚度傳感器所接收的輸出信號的輸出電壓的大小發(fā)生急劇變動，使得可正確地獲知第一部件的位置。因此，根據(jù)本發(fā)明，可從由厚度傳感器所接收的輸出信號中準確獲知第一部件的位置，從而可將其作為基準位置并由此檢測出晶片的位置。

在此情況下，上述控制部可將上述晶片的拋光層區(qū)域設定為，在上述晶片位于上述拋光頭的中心的狀態(tài)下，被從上述基準位置隔著相當于上述晶片的拋光層末端的平均距離的位置所包圍的區(qū)域。

尤其，在上述第一部件上形成具有不同高度的第一臺階面和第二臺階面，上述基準位置為上述第一臺階面和上述第二臺階面的邊界，由此，可將在第一臺階面和第二臺階面上分別獲取的輸出信號的邊角作為基準位置。如此，隨著將第一臺階面和第二臺階面的邊界作為基準位置，相比于將第一部件的內(nèi)側面或外側面作為基準位置的情況，可進一步提高由厚度傳感器通過拋光頭的下側而檢測的基準位置的準確度。

此時，上述第一臺階面和上述第二臺階面分別以水平的平坦面形成，由此，可在旋轉的擋圈的各臺階面上均勻地獲取渦流輸出信號。

而且，優(yōu)選地，上述第一臺階面和上述第二臺階面的高度差在整個圓周方向上保持恒定。

并且，上述第一臺階面和上述第二臺階面分別以環(huán)狀形成，并分布于從中心到半徑方向的不同長度上，由此，可在旋轉的擋圈的各臺階面上均勻地獲取渦流輸出信號。

另一方面，上述第一部件可由金屬材料形成，上述第二部件可由樹脂、塑料中的至少一種材料形成。由此，被施加的電流貫通第二部件并在導電性金屬材料的第一部件中形成渦流，由此，可在第一臺階面和第二臺階面上獲取渦流輸出信號。

另一方面，上述第一部件呈環(huán)狀，便于安裝在拋光頭，并且沿著包圍晶片的整個圓弧而形成臺階面，由此，在化學機械拋光工序中拋光頭自轉的情況下，可借助傳感器接收第一臺階面和第二臺階面的輸出信號，從而實時地檢測出拋光墊的厚度變動量。

并且，上述第二部件即使不形成為環(huán)狀，也是可以的，但是以環(huán)狀形成時，與拋光墊相接觸的面可始終保持恒定的同時以無拋光墊損傷的方式穩(wěn)定地維持接觸狀態(tài)。

重要的是，本發(fā)明提供一種化學機械拋光裝置，用于對以導電性材質形成拋光層的晶片進行拋光，其特征在于，包括：拋光平板，在上表面覆蓋有拋光墊并進行自轉；拋光頭，在化學機械拋光工序中，與上述晶片的板表面相接觸并施壓；厚度傳感器，定位于上述拋光平板并與上述拋光墊一同旋轉，向上述晶片施加渦流信號，并接收包含有上述晶片拋光層的厚度信息的輸出信號；以及控制部，在化學機械拋光工序中，由上述厚度傳感器所接收的輸出信號中，延伸延長線，使得上述晶片的拋光層的下側區(qū)域Ac的末端與基準值相交，并將上述延長線與上述基準值相交的兩個地點之間作為上述晶片的拋光層所處的拋光層區(qū)域進行檢測，從而獲取在上述拋光層區(qū)域中的上述晶片的拋光層的厚度。

在化學機械拋光工序中，晶片位于由擋圈包圍的空間內(nèi)，但晶片的位置可在其空間內(nèi)部中發(fā)生變動。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在未實施化學機械拋光工序的狀態(tài)下，預知由厚度傳感器所獲取的基準值，并且使晶片拋光層的下側區(qū)域的末端延伸，以達到基準值，由此，即使晶片在擋圈的空間內(nèi)部處于偏置狀態(tài)，也可以得到準確地檢測出偏置位置上的晶片的拋光層的位置的效果。

不僅如此，理想地，沉積于晶片基材的拋光層相對于基材的中心配置成左右對稱，但拋光層沉積時也可以偏向于晶片基材。即使在這種情況下，由厚度傳感器所接收的輸出信號為晶片拋光層的分布有關信息，因此，可與晶片的位置無關地，在擋圈的空間中準確地檢測出晶片的拋光層區(qū)域。

在此情況下，基準值作為用于延伸晶片的拋光層的下側區(qū)域Ac的末端的基準，不受導電性材料的影響，因此，可定成零0。因傳感器的特性或周邊結構要素，由傳感器所檢測的信號可具有偏移值，因此，將上述基準值作為在上述拋光頭的下側不存在晶片的狀態(tài)下所接收的默認輸出信號的偏移值，由此，可以求出更加準確的拋光層區(qū)域。

并且，上述拋光頭設有擋圈，上述擋圈包括第一部件和第二部件，上述第一部件以導電性材料形成于上述晶片的周圍，形成有具有不同高度的第一臺階面和第二臺階面，上述第二部件以非導電性材料形成于上述第一部件的下側，并在上述化學機械拋光工序中與上述拋光墊相接觸，在化學機械拋光工序中，借助分別從上述第一臺階面和上述第二臺階面接收的輸出信號，可檢測上述拋光墊的厚度變動值。由此，當求出晶片拋光層的厚度值時，可反映拋光墊的厚度變動值，由此，可更加準確地算出晶片的拋光層厚度。

另一方面，根據(jù)本發(fā)明的其他領域，本發(fā)明提供一種化學機械拋光方法，用于對以導電性材質形成拋光層的晶片進行拋光，其特征在于，包括：晶片拋光步驟，使用拋光頭，以使上述晶片位于下側的狀態(tài)下，向拋光墊施壓并進行拋光，上述拋光頭設有擋圈，上述擋圈包括第一部件和第二部件，上述第一部件以導電性材料形成于上述晶片的周圍，且形成為比上述拋光層更厚，上述第二部件以非導電性材料形成于上述第一部件的下側，并與上述拋光墊相接觸；拋光層厚度信息接收步驟，借助定位于上述拋光平板并與上述拋光墊一同旋轉的厚度傳感器，向上述晶片施加渦流信號，從而由厚度傳感器接收包含有上述晶片拋光層的厚度信息的輸出信號；以及拋光層厚度算出步驟，從來自上述厚度傳感器的上述輸出信號中獲取以上述第一部件的位置為基準位置，相當于從上述基準位置到上述晶片的拋光層所占的拋光層區(qū)域的輸出信號，再從所獲取的上述拋光層區(qū)域中的上述輸出信號獲取上述晶片的拋光層厚度。

發(fā)明的效果

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在擋圈上設有厚度明顯大于晶片拋光層厚度的第一部件，并誘導成用于測定晶片拋光層厚度的厚度傳感器在通過第一部件時輸出信號的輸出電壓發(fā)生急劇變動，從而可在輸出信號上準確獲知第一部件的位置，并將其作為基準位置，從而可達到在輸出信號上準確分析出晶片的位置的效果。

重要的是，根據(jù)本發(fā)明，在化學機械拋光工序中，即使晶片的位置在由擋圈包圍的空間中發(fā)生變動，在未實施化學機械拋光工序的狀態(tài)下，可事先獲知由厚度傳感器所獲取的基準值，借助以達到基準值的方式延伸晶片拋光層的下側區(qū)域的末端，從而可達到準確檢測出晶片的偏置位置的效果。

不僅如此，根據(jù)本發(fā)明，沉積于晶片基材的拋光層相對于晶片基材即使偏向地形成沉積，并且，即使晶片在擋圈的內(nèi)部空間內(nèi)的位置處于偏置狀態(tài)，由厚度傳感器所接收的輸出信號包含有以導電性材料所形成的晶片拋光層的分布有關信息，因此，借助以達到基準值的方式延伸晶片拋光層的下側區(qū)域的末端，從而可達到準確地檢測出拋光層區(qū)域的有利效果。

附圖說明

圖1為表示現(xiàn)有的化學機械拋光裝置的構成的前視圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為表示圖1的拋光頭及安裝于上述拋光頭的晶片的大小的圖。

圖4為表示本發(fā)明的一實施例涉及的化學機械拋光裝置的構成的俯視圖。

圖5為依次示出利用圖4的化學機械拋光裝置來確定晶片的拋光層區(qū)域的第一控制方法的順序圖。

圖6及圖7為用于說明圖5的方法的圖。

圖8為依次示出利用化學機械拋光裝置來確定晶片的拋光層區(qū)域的第二控制方法的順序圖。

圖9a至圖9c為用于說明圖8的方法的圖。

附圖標記的說明

**附圖的主要部分有關附圖標記的說明**

10：拋光平板 11：拋光墊

100：拋光頭 121：隔膜

122：本體部 123：擋圈

123s1：第一臺階面 123s2：第二臺階面

50：渦流傳感器 90：控制部

Soi、Soii：輸出信號 Px：邊界位置

Pz：末端信號值

具體實施方式

下面，將參照附圖對本發(fā)明的一實施例涉及的化學機械拋光裝置9進行詳細說明。但是，在對本發(fā)明進行說明的過程中，將省略公知的功能或構成有關具體說明，以明確本發(fā)明的要旨。

本發(fā)明的一實施例涉及的化學機械拋光裝置9包括：拋光平板10，覆蓋有拋光墊11，上述拋光墊11與形成有導電性拋光層的晶片W的拋光層相接觸，以實現(xiàn)拋光；拋光頭100，以使晶片W位于底部面的狀態(tài)進行加壓并使晶片W自轉；厚度傳感器50，施加渦流以檢測晶片W的拋光層的厚度，并從拋光層接收輸出信號；以及控制部90，向厚度傳感器50施加交流電流，從由厚度傳感器50所接收的輸出信號中檢測晶片W的拋光層厚度。

上述拋光平板10以上表面覆蓋有拋光墊11的狀態(tài)進行旋轉驅動。在拋光平板10上定位有厚度傳感器50，從而隨著拋光墊11進行旋轉，厚度傳感器50隨之一同進行旋轉移動50d，沿著通過晶片W的軌跡，來接收渦流輸出信號。

上述厚度傳感器50設有纏繞n次而呈中空螺旋形狀的傳感器線圈(未圖示)，接收由控制部90施加的交流電流，傳感器線圈以磁束形態(tài)施加輸入信號Si，并向導電體施加渦流，而且在導電體的厚度發(fā)生變動或者與導電體之間的距離發(fā)生變動的情況下，接收在導電體中產(chǎn)生的借助渦流的共振頻率或合成阻抗作為輸出信號So，并從輸出信號So的變化中檢測導電體的厚度變化或者與導電體之間的距離。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，厚度傳感器50在拋光頭100的外部位置Pe上生成渦流并將輸出信號作為基準值ref來接收，并在擋圈123的第一臺階面123s1的下側位置Pr上生成渦流并接收第二-一輸出信號So21(在附圖中，為了方便性，以附圖標記51表示)，在擋圈123的第二臺階面123s2的下側位置Pr中生成渦流，并接收第二-二輸出信號So22(在附圖中，為了方便性，以附圖標記52表示)，在晶片W的拋光層下側Pc中生成渦流并接收第三輸出信號So3。在附圖中，示出了獨立設置三個渦流傳感器50(51、52、53)的情況，但也可由一個渦流傳感器組成，使得一個厚度傳感器50能夠分別在三個位置上發(fā)出并接收信號。

在無導電性材料的情況下，由厚度傳感器50所接收的輸出信號中沒有合成阻抗的減少量，因此，原則上，測定為基準值(defaul或偏移值)或零0，而且在有導電性材料的情況下，根據(jù)合成阻抗的減少量，以在基準值或零值中減少了合成阻抗減少量的大小進行輸出。

如圖6所示，上述拋光頭100包括：本體部122，由外部進行旋轉驅動；隔膜121，以使壓力腔C位于上述隔膜121與本體部122之間的狀態(tài)固定于本體部122；以及擋圈123，包圍隔膜121的底板周圍。

在此情況下，在隔膜121和本體部122之間所形成的壓力腔C借助從隔膜底板以環(huán)狀突出的片狀物而形成分割為多個的壓力腔。并且，從壓力調(diào)節(jié)部125通過空壓供給管125a向每個壓力腔C獨立地供給空壓，并調(diào)節(jié)壓力腔C的壓力，而且在向壓力腔C供給空壓時，向下方推動隔膜底板，從而將位于隔膜底板的下側的晶片W向拋光墊11進行施壓。

與此同時，隨著本體部122旋轉，隔膜121也一同旋轉，由此，位于隔膜121的底板底部面的晶片W也隨之旋轉，從而實現(xiàn)化學機械拋光工序。

并且，擋圈123呈環(huán)狀，以包圍處于化學機械拋光工序中的晶片W的周圍，而且當位于擋圈123的上側的保持腔123C的空壓得到調(diào)節(jié)時，如圖6所示，在化學機械拋光工序中，底部面123s保持與拋光墊11緊貼的狀態(tài)。由此，擋圈123的第二部件1232由可形成磨損的樹脂、塑料等消耗性材料構成，上述第二部件1232包括與拋光墊11相接觸的底部面123s。

即，擋圈123由與拋光墊11相接觸的第二部件1232和層疊于第二部件1232的上側的第一部件1231組成。在第一部件1231與第二部件1232相接的邊界面上形成有具有不同高度的第一臺階面123s1和第二臺階面123s2。此時，第一部件1231例如由金屬等導電性材料形成，從而能夠生成渦流。并且，第二部件例如由塑料或樹脂等非導電性材料形成，使得由渦流傳感器51、52施加的輸入信號通過第二部件并在第一部件1231中生成渦流。

第一部件1231能夠以薄的厚度形成，但形成為比由導電性材料所形成的晶片W的拋光層更厚，厚十多倍至數(shù)千倍。例如，第一部件的厚度可以是0.5mm至50mm。由此，從第一部件1231的臺階面123s1、123s2并由厚度傳感器50、500所接收的輸出信號的大小取決于從厚度傳感器50到臺階面123s1、123s2的距離。

此時，第一臺階面123s1和第二臺階面123s2由水平的平坦面形成，在從隔膜121的中心到相互不同的半徑方向的長度上，上述第一臺階面123s1和第二臺階面123s2以環(huán)狀分布來形成。由此，在由厚度傳感器50使渦流生成于第一臺階面123s1的位置(為了方便，稱為第一厚度傳感器51)和使渦流生成于第二臺階面123s2的位置(為了方便，稱為第二厚度傳感器52)上，即使擋圈123在化學機械拋光工序中持續(xù)旋轉，可使恒定的渦流生成于各臺階面123s1、123s2，由此，可在擋圈123的各臺階面123s1、123s2中均勻地獲取渦流輸出信號Sos1、Sos2。

并且，所形成的第一部件1231只要呈能夠包圍晶片W的外圍的形態(tài)(包括沿著圓周方向以相互間隔的方式配置的形態(tài))即可，但通過使第一部件1231形成為以閉曲線的環(huán)狀包圍晶片W的外圍的形態(tài)，從而在化學機械拋光工序中，即便擋圈123與拋光頭100一同自轉，來自厚度傳感器52的渦流始終能夠到達各臺階面123s1、123s2。

而且，所形成的第二部件1232也只要呈能夠包圍片W的外圍的形態(tài)(包括沿著圓周方向以相互分隔的方式配置的形態(tài))即可，以防止晶片W的脫離，但優(yōu)選地，上述第二部件1232呈環(huán)狀，以與拋光墊11保持恒定的接觸面。

另一方面，擋圈123的第一臺階面123s1和第二臺階面123s2的高度偏差y在整個圓周方向上保持恒定，從而具有在圓周方向上的任何位置上均可以獲得恒定的渦流輸出信號Sos1、Sos2的優(yōu)點。并且，如圖所示，第一臺階面123s1和第二臺階面123s2分別呈環(huán)狀，從而分布于從隔膜底板的中心向半徑方向的不同的長度上。

根據(jù)如上所述構成的本發(fā)明的一實施例涉及的拋光頭100，擋圈123設置成作為導電性材料的第一部件1231和作為非導電性材料的第二部件1232具有不同高度的臺階面123s1、123s2，借助由渦流傳感器51、52施加的輸入信號Si21、Si22，在第二部件1232的各臺階面123s1、123s2上誘導渦流，并使得渦流傳感器51、52能夠接收借助臺階面123s1、123s2上的渦流的輸出信號Sos1、Sos2(例如，共振頻率或合成阻抗)。

此時，已知各臺階面123s1、123s2之間的高度偏差y，從實時接收不同臺階面123s1、123s2中的輸出信號Sos1、Sos2來獲取的不同的兩個輸出信號Sos1、Sos2，來獲得能夠實時檢測在化學機械拋光工序中因拋光墊11的磨損所產(chǎn)生的厚度減少量的優(yōu)點。

重要的是，如圖6所示，由厚度傳感器50通過拋光頭100的下側時所接收的輸出信號Soi表現(xiàn)出在各臺階面123s1、123s2中輸出電壓明顯低于基準值ref(在沒有導電層的情況下所接收的輸出電壓)的值Sos1、Sos2，而且如圖7所示，各臺階面123s1、123s2上的輸出電壓Sos1、Sos2不同，因此，可方便準確地檢測出這些輸出電壓Sos1、Sos2的邊界位置Px。

由此，在實施化學機械拋光工序期間(S110)，上述控制部90向厚度傳感器50施加交流電流，并通過傳感器線圈使高頻電流流動，當與拋光墊一同旋轉的厚度傳感器50的上側設有導電性層(晶片拋光層或擋圈123的第一部件1231)時，如圖6所示，以輸出信號Soi接收被誘導至導電性層的渦流的合成阻抗的變動值或相位差等。

此時，在厚度傳感器位于晶片的拋光層區(qū)域Ac的下側之前，通過擋圈123的區(qū)域Ar時，作為導電性材料的第一部件1231的第一臺階面123s1和第二臺階面123s2分別接收的輸出信號Soi的輸出電壓值Sos1、Sos2的偏差大，因此，如圖7的下側圖所示，可準確方便地檢測出擋圈123的臺階面123s1、123s2之間的邊界位置Px(S120)。

由此，控制部90可將臺階面123s1、123s2的邊界位置Px作為基準位置，并將沿著擋圈123的半徑內(nèi)側方向x間隔有相當于截止到晶片W的平均間隔距離(e＝(e1+e2)/2)的位置檢測為化學機械拋光工序中晶片W的平均位置(S130)。

也就是說，根據(jù)現(xiàn)有技術，為了掌握晶片的位置，通過分析厚度傳感器50接收的輸出信號Soii的波形來判別晶片拋光層所在的拋光層區(qū)域，由于晶片拋光層的厚度非常薄，因此，不存在導電性材料的區(qū)域(拋光頭的外部區(qū)域)和存在晶片拋光層的拋光層區(qū)域的輸出電壓的大小變動相對小，很難準確掌握晶片拋光層的邊緣末端邊界。但是，根據(jù)如上所述構成的本發(fā)明，第一部件1231由導電性材料形成，并且其厚度是晶片拋光層的厚度的十倍至數(shù)千倍，這種第一部件1231設于擋圈123，由此，當厚度傳感器50通過第一部件時，由厚度傳感器所接收的輸出信號Soi的輸出電壓的大小發(fā)生急劇變動，因此，可準確地獲知第一部件1231的臺階面123s1、123s2的邊界位置Px。由此，由于可從厚度傳感器50所接收的輸出信號Soi中準確地獲知第一部件1231的邊界位置Px，因此，將其作為基準位置，并將沿著半徑內(nèi)側方向x移動規(guī)定間距e的位置檢測為晶片W所在的位置。

在此情況下，規(guī)定間距e可定義為擋圈123和晶片W的直徑差異(dr-dw)的1/2。并且，臺階面123s1、123s2的高度差y形成得很大，并形成為晶片拋光層的厚度的5倍至1000倍以上，從而可以更加方便地檢測出臺階面123s1、123s2之間的邊界位置Px。

另一方面，在附圖中，為了檢測晶片W的拋光層區(qū)域Ar，示出了將臺階面123s1、123s2之間的邊界位置Px視作基準位置的構成例，但根據(jù)本發(fā)明再一實施方式，代替在第一部件1231上形成具有不同高度差異y的臺階面123s1、123s2，也可將如第一部件1231的內(nèi)側面或外側面的因厚的導電性材料而導致發(fā)生輸出信號Soi的電壓值的急劇變動的位置，作為用于檢測晶片的拋光層區(qū)域Ar的基準位置。

如此，在從厚度傳感器50通過拋光頭100的下側時所接收的輸出信號Soi中算出晶片的拋光層區(qū)域Ac后，從所算出的晶片區(qū)域Ac中的輸出信號算出晶片拋光層區(qū)域Ar的厚度(S140)。

此時，由于從具有已知高度差y的第一部件1231的臺階面123s1、123s2中所接收的輸出信號中能夠獲得拋光墊11的厚度變動值，因此，在S140中，當算出拋光層區(qū)域Ar的厚度時，通過反映拋光墊11的厚度變動值，借助因拋光墊11的磨損導致的厚度變動，來避免晶片的拋光層厚度失真。

下面，將參照圖8至圖9c對本發(fā)明的一實施例涉及的化學機械拋光裝置9的第二控制方法進行詳細說明。

但是，與參照圖5至圖7說明的前述的第一控制方法相同或相似的構成及控制方法將省略，以明確第二控制方法的要旨。

通常，向導電層誘導渦流的厚度傳感器50借助傳感器本身的特性或與周邊構成的相互作用，在接收的輸出信號Soi中包含偏移值off。在此情況下，偏移值off也稱為信號的基準值ref。偏移值off在每次化學機械拋光工序時發(fā)生細微的變動，但大體上保持恒定。

由此，如圖9a所示，在實施化學機械拋光工序之前，不將以導電性材料形成有拋光層的晶片W位于拋光頭100的下側，在厚度傳感器50中第一次接收輸出信號Soi，確認輸出電壓值具有從零0開始到何種水平的偏移值off，從而將偏移值off作為基準值ref存儲于控制部90(S210)。根據(jù)情況，偏移值off可以是0，考慮到正確性下降的問題，也可以從除了拋光頭120的下側的其他位置上獲得偏移值off。

根據(jù)該工序，在拋光墊11上由多個厚度傳感器50呈列Rx而配置的情況下，需要求出每個厚度傳感器50的基準值ref，而且可在每次實施化學機械拋光工序時求出基準值ref，但也可以在每幾次化學機械拋光工序時求出一次基準值ref。

接著，在實施化學機械拋光工序的過程中(S220)，如圖9b所示，借助與拋光墊11一同旋轉的厚度傳感器50來接收輸出信號Soii(S230)。

在化學機械拋光工序中所接收的輸出信號Soii在晶片的拋光層區(qū)域Ac中，輸出電壓值的變動幅度不大，但由于以厚導電性材料的形成的第一部件1231，每次通過擋圈123時，輸出電壓發(fā)生劇變，因此，根據(jù)如圖7所示的原理，可通過簡單的算術方式求出晶片拋光層區(qū)域Ar的平均位置。

但是，晶片W的直徑dw小于擋圈123的內(nèi)徑dr，在由擋圈123包圍的內(nèi)部空間中，不僅晶片W的位置不恒定，而且根據(jù)具體情況，形成于晶片基材的拋光層還會偏向一側。因此，需要掌握晶片在擋圈123的內(nèi)部空間中位置以及晶片拋光層的位置，才能從輸出信號Soii準確地了解晶片拋光層的厚度分布。

但是，在晶片的的周圍未配置有形成厚厚的導電性材料的第一部件1231的情況下，僅以形成薄薄的導電性材料的晶片拋光層，無法與基準值ref相區(qū)分，因此，很難正確掌握晶片的位置(在附圖中，為了方便，將第一部件的區(qū)域Ar上的電壓值和晶片拋光層區(qū)域Ac上的輸出電壓值的偏差以更小于實際大小的方式示出)。并且，在晶片的周圍配置有形成厚厚的導電性材料的第一部件1231的情況下，如圖7b的下側圖及圖7c所示，在第一部件1231中發(fā)生劇變的電壓輸出值在恢復為基準值ref的過程中，出現(xiàn)與根據(jù)晶片拋光層的部分電壓輸出值重復的現(xiàn)象。

因此，如圖9c所示，控制部90使得延長線99從由厚度傳感器50接收的輸出信號Soii中晶片的拋光層區(qū)域Ac上的邊緣末端信號值Pz以與接近于末端信號值Pz的拋光層區(qū)域Ac相同或相似的斜率變化率延伸至基準值ref。此時，延長線99可呈直線，也可呈曲線。由此，對于實際拋光層區(qū)域Ac和在輸出信號Soii中表示為拋光層區(qū)域的區(qū)域之間的偏差err由延長線99進行補償，晶片的拋光層區(qū)域Ac則設定為位于基準值ref和延長線99相交的地點Pe之間的區(qū)域(S240)。

如此，當通過延長線99獲得晶片的拋光層區(qū)域Ac時，在由擋圈123包圍的內(nèi)部空間中，即使晶片W偏置或者在化學機械拋光工序中晶片W向偏向移動，均可以立即補償各種長度的偏差err，使晶片的拋光層厚度分布與實際晶片拋光層坐標保持一致，從而達到所獲得的結果更加準確的效果。

不僅如此，即使導電性拋光層在晶片基材上形成偏向覆蓋，厚度傳感器50所接收的輸出信號Soii為與晶片基材所在位置無關的隨晶片拋光層的位置而接收的信息，因此，無論晶片位于何處，并且無論導電性晶片拋光層在基材上是否偏置，也可以獲得在由擋圈123包圍的內(nèi)部空間中，準確地檢測出晶片的拋光層區(qū)域的優(yōu)點。

如此，若求出晶片的拋光層區(qū)域Ac，則通過分析拋光層區(qū)域Ac上的輸出信號Soii的合成阻抗和相位差等，從而實時求出晶片的拋光層厚度(S250)。此時，以從輸出信號Soii完成全部扣減出偏移值off的校正信號來求出晶片拋光層的厚度，從而可提高拋光層厚度分布的準確性。

而且，在晶片的拋光層區(qū)域的邊緣上的拋光層厚度，相對于相鄰區(qū)域的厚度，大體上不發(fā)生劇變而發(fā)生緩慢的變化，因此，將與相鄰輸出電壓值的斜率相同或相似地延伸的延長線99應用于求出拋光層邊緣上的厚度，由此，可以獲得更加準確地求出晶片的邊緣上的拋光層厚度分布的效果。

同樣，由于能夠從具有已知高度差y的第一部件1231的臺階面123s1、123s2中所接收的輸出信號中獲得拋光墊11的厚度變動值，因此，在S250中，當算出拋光層區(qū)域Ar的厚度時，通過反映拋光墊11的厚度變動值，來反映因拋光墊11的磨損導致的厚度變動，從而能夠求出單純的晶片的拋光層厚度分布。

根據(jù)如上所述構成的本發(fā)明的化學機械拋光裝置，在化學機械拋光工序中，在由擋圈123包圍的內(nèi)部空間內(nèi)，即使晶片W的位置發(fā)生變動或者導電性拋光層在晶片基材上形成偏向覆蓋，由于使由厚度傳感器所接收的輸出信號中晶片拋光層的下側區(qū)域的末端地點Pz以延長線99延伸至基準值ref，將延伸至基準值ref的地點Pe視作晶片拋光層區(qū)域Ac，將包含延長線99的輸出信號作為在拋光層區(qū)域Ac中求出拋光層厚度的輸出電壓值來算入，由此，正確地求出晶片的拋光層區(qū)域所占坐標，從而準確地匹配于晶片拋光層厚度分布，由此可以獲得，在化學機械拋光工序中，按拋光層的不同位置可以更加準確地獲取晶片拋光層的厚度分布的有利的效果。

以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了示例性說明，但本發(fā)明的范圍并不受到特定實施例的限定，而且可在本專利權利要求書中所記載的范圍內(nèi)，可實施合理變更。