(57)【要約】      （修正有）【課題】センサデータの取得時間を統一することができるセンサ装置のデータ処理方法を提供する。【解決手段】センサ装置のデータ処理方法は、検出対象物１０３に接続された第１センサ装置１００から送られる、センサデータおよびセンサデータに関連付けられた時間データを含む第１出力データを取得するステップと、検出対象物１０３に接続された第２センサ装置１０２から送られる、センサデータおよびセンサデータに関連付けられた時間データを含む第２出力データを取得するステップと、第１センサ装置１００によるセンサデータの第１計測時間を初期化するステップと、第２センサ装置１０２によるセンサデータの第２計測時間を初期化するステップとを備える。第１計測時間を初期化するステップおよび第２計測時間を初期化するステップは、任意のタイミングで同時に行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物に接続された第１センサ装置から送られる、センサデータおよび該センサデータに関連付けられた時間データを含む第１出力データを取得するステップと、
前記検出対象物に接続された第２センサ装置から送られる、センサデータおよび該センサデータに関連付けられた時間データを含む第２出力データを取得するステップと、
前記第１センサ装置による前記センサデータの第１計測時間を初期化するステップと、
前記第２センサ装置による前記センサデータの第２計測時間を初期化するステップとを備え、
前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、任意のタイミングで同時に行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、前記検出対象物に設けられた信号出力器から送られた出力信号を取得した時点で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記信号出力器は、回転可能な前記検出対象物に取り付けられたドグと、該ドグに近接して配置された近接センサであり、
前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、前記検出対象物の回転による前記ドグの通過を検出した前記近接センサから送られた出力信号を取得した時点で行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１センサ装置は、前記検出対象物に関する物理量を検出する第１センサを備えており、
前記第２センサ装置は、前記検出対象物に関する物理量を検出する第２センサを備えており、
前記第１センサおよび前記第２センサは、それぞれ、渦電流センサ、光学センサ、およびテーブルトルクセンサから選択され、
前記第１センサと前記第２センサとは異なるセンサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
回転可能な研磨テーブルと、該研磨テーブルの上面に貼付された研磨パッドに基板を押圧するトップリングとを備える研磨装置に適用されたセンサ装置のデータ処理方法であって、
前記研磨テーブルに接続された第１センサ装置から送られる、センサデータおよび該センサデータに関連付けられた時間データを含む第１出力データを取得するステップと、
前記研磨テーブルに接続された第２センサ装置から送られる、センサデータおよび該センサデータに関連付けられた時間データを含む第２出力データを取得するステップと、
前記第１センサ装置による前記センサデータの第１計測時間を初期化するステップと、
前記第２センサ装置による前記センサデータの第２計測時間を初期化するステップとを備え、
前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、任意のタイミングで同時に行われることを特徴とする方法。
【請求項６】
前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、前記研磨テーブルに設けられた信号出力器から送られた出力信号を取得した時点で行われることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記信号出力器は、前記研磨テーブルに取り付けられたドグと、該ドグに近接して配置された近接センサであり、
前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、前記研磨テーブルの回転による前記ドグの通過を検出した前記近接センサから送られた出力信号を取得した時点で行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１センサ装置は、第１センサを備えており、
前記第２センサ装置は、第２センサを備えており、
前記第１センサおよび前記第２センサは、それぞれ、前記基板の渦電流によって形成される鎖交磁束を検出する渦電流センサ、前記基板から反射する干渉波を測定することによって前記基板の厚さを検出する光学センサ、および前記研磨テーブルに連結されたテーブル駆動モータのモータ電流を検出するテーブルトルクセンサから選択され、
前記第１センサと前記第２センサとは異なるセンサであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置のデータ処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
センサと、該センサに接続された制御装置とを備える制御システムが知られている。制御装置は、センサから送られたセンサデータを取得し、このセンサデータに基づいて、制御装置に接続された各種装置を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４５２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
制御システムが同一の検出対象物に接続された複数のセンサを備えている場合、制御装置は、これら複数のセンサから送られた複数のセンサデータを取得し、これら複数のセンサデータに基づいて各種装置を制御する。
【０００５】
しかしながら、通信などのタイムラグにより、制御装置が複数のセンサから送られたセンサデータを実際に取得した時間が統一されないことがある。例えば、制御装置が第１センサおよび第２センサのそれぞれからセンサデータを取得する場合、制御装置は、第１センサに接続された第１タイマによる計測時間が関連付けられたセンサデータと、第２センサに接続された第２タイマによる計測時間が関連付けられたセンサデータとを同時に取得する必要がある場合がある。しかしながら、第１タイマによる計測時間と第２タイマによる計測時間との間に時間誤差が生じていると、制御装置が取得する複数のセンサデータの計測時間の間に時間誤差が発生してしまう。このような場合、センサとしての信頼性が低下してしまう。特に、制御装置が精密な動作を必要とする装置を制御する場合、制御装置がこの装置を精密に動作させるために、制御装置がセンサデータを取得した時間を統一することは重要である。
【０００６】
そこで、本発明は、センサデータの取得時間を統一することができるセンサ装置のデータ処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様は、検出対象物に接続された第１センサ装置から送られる、センサデータおよび該センサデータに関連付けられた時間データを含む第１出力データを取得するステップと、前記検出対象物に接続された第２センサ装置から送られる、センサデータおよび該センサデータに関連付けられた時間データを含む第２出力データを取得するステップと、前記第１センサ装置による前記センサデータの第１計測時間を初期化するステップと、前記第２センサ装置による前記センサデータの第２計測時間を初期化するステップとを備え、前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、任意のタイミングで同時に行われることを特徴とする方法である。
【０００８】
好ましい態様は、前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、前記検出対象物に設けられた信号出力器から送られた出力信号を取得した時点で行われることを特徴とする。
好ましい態様は、前記信号出力器は、回転可能な前記検出対象物に取り付けられたドグと、該ドグに近接して配置された近接センサであり、前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、前記検出対象物の回転による前記ドグの通過を検出した前記近接センサから送られた出力信号を取得した時点で行われることを特徴とする。
好ましい態様は、前記第１センサ装置は、前記検出対象物に関する物理量を検出する第１センサを備えており、前記第２センサ装置は、前記検出対象物に関する物理量を検出する第２センサを備えており、前記第１センサおよび前記第２センサは、それぞれ、渦電流センサ、光学センサ、およびテーブルトルクセンサから選択され、前記第１センサと前記第２センサとは異なるセンサであることを特徴とする。
【０００９】
他の態様は、回転可能な研磨テーブルと、該研磨テーブルの上面に貼付された研磨パッドに基板を押圧するトップリングとを備える研磨装置に適用されたセンサ装置のデータ処理方法であって、前記研磨テーブルに接続された第１センサ装置から送られる、センサデータおよび該センサデータに関連付けられた時間データを含む第１出力データを取得するステップと、前記研磨テーブルに接続された第２センサ装置から送られる、センサデータおよび該センサデータに関連付けられた時間データを含む第２出力データを取得するステップと、前記第１センサ装置による前記センサデータの第１計測時間を初期化するステップと、前記第２センサ装置による前記センサデータの第２計測時間を初期化するステップとを備え、前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、任意のタイミングで同時に行われることを特徴とする。
【００１０】
好ましい態様は、前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、前記研磨テーブルに設けられた信号出力器から送られた出力信号を取得した時点で行われることを特徴とする。
好ましい態様は、前記信号出力器は、前記研磨テーブルに取り付けられたドグと、該ドグに近接して配置された近接センサであり、前記第１計測時間を初期化するステップおよび前記第２計測時間を初期化するステップは、前記研磨テーブルの回転による前記ドグの通過を検出した前記近接センサから送られた出力信号を取得した時点で行われることを特徴とする。
好ましい態様は、前記第１センサ装置は、第１センサを備えており、前記第２センサ装置は、第２センサを備えており、前記第１センサおよび前記第２センサは、それぞれ、前記基板の渦電流によって形成される鎖交磁束を検出する渦電流センサ、前記基板から反射する干渉波を測定することによって前記基板の厚さを検出する光学センサ、および前記研磨テーブルに連結されたテーブル駆動モータのモータ電流を検出するテーブルトルクセンサから選択され、前記第１センサと前記第２センサとは異なるセンサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１センサ装置によるセンサデータの計測時間および第２センサ装置によるセンサデータの計測時間は同時に初期化されるため、第１出力データおよび第２出力データの取得時間を統一することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】センサシステムの一実施形態を示す図である。
【図２】制御装置が複数のセンサ装置から送られたセンサデータを取得した時間が統一されていない様子を示す図である。
【図３】第１センサ装置の計測時間を初期化するフローを示す図である。
【図４】センサシステムの他の実施形態を示す図である。
【図５】センサシステムを備えた研磨ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下で説明する図面において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１４】
図１は、センサシステムの一実施形態を示す図である。図１に示すように、センサシステムは、第１センサ装置１００と、第２センサ装置１０２と、これらセンサ装置１００，１０２が接続された検出対象物１０３とを備えている。第１センサ装置１００は、検出対象物１０３に関する磁場、電流、角速度などの物理量を検出するセンサ（センサ素子）１００ａと、センサ１００ａで検出された物理量（センサデータ）に関連付けられた時間データを生成する時間データ生成部１００ｂとを備えている。時間データ生成部１００ｂは、例えば、通信可能なマイクロコンピュータまたはＰＣ（パーソナルコンピュータ）であり、その内部にタイマ１０７を備えている。
【００１５】
第２センサ装置１０２は、第１センサ装置１００と同様に、検出対象物１０３に関する磁場、電流、または角速度などの物理量を検出するセンサ（センサ素子）１０２ａと、センサ１０２ａで検出された物理量（センサデータ）に関連付けられた時間データを生成する時間データ生成部１０２ｂとを備えている。時間データ生成部１０２ｂは、例えば、通信可能なマイクロコンピュータまたはＰＣ（パーソナルコンピュータ）であり、その内部にタイマ１０８を備えている。
【００１６】
センサシステムは、第１センサ装置１００および第２センサ装置１０２が電気的に接続された制御装置１０５をさらに備えている。第１センサ装置１００はセンサデータおよび時間データを含む第１出力データを制御装置１０５に送り、第２センサ装置１０２はセンサデータおよび時間データを含む第２出力データを制御装置１０５に送る。一実施形態では、第１センサ装置１００および第２センサ装置１０２は、それぞれ、アナログ通信またはデジタル通信によって制御装置１０５に電気的に接続されている。
【００１７】
センサシステムは制御装置１０５に接続された制御対象装置１０６をさらに備えている。制御装置１０５は、第１センサ装置１００から送られた第１出力データおよび第２センサ装置１０２から送られた第２出力データを取得し、これら第１出力データおよび第２出力データに基づいて、制御対象装置１０６を制御する。
【００１８】
制御装置１０５は、プログラムやデータなどが格納（記憶）される記憶装置１２０と、記憶装置１２０に格納されているプログラムに従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）などの処理装置１２１と、処理装置１２１に接続されたタイマ１２２とを備えている。
【００１９】
制御装置１０５は、時間データ生成部１００ｂのタイマ１０７によって計測された時間が関連付けられたセンサデータを第１センサ装置１００から取得し、時間データ生成部１０２ｂのタイマ１０８によって計測された時間が関連付けられたセンサデータを第２センサ装置１０２から取得する。制御装置１０５は、これらセンサデータを同時に取得し、同時に取得したこれらセンサデータに基づいて制御対象装置１０６を制御する。しかしながら、タイマ１０７による計測時間とタイマ１０８による計測時間との間に時間誤差が生じていると、制御装置１０５が取得する複数のセンサデータの計測時間の間に時間誤差が発生してしまう。
【００２０】
図２は、制御装置１０５が複数のセンサ装置１００，１０２から送られたセンサデータを取得した時間が統一されていない様子を示す図である。図２において、横軸は時間を示しており、縦軸は物理量を示している。図２に示すように、通信などのタイムラグにより制御装置が第１出力データを取得した時間と制御装置が第２出力データを取得した時間との間に時間誤差ＴＥが生じていることがある。
【００２１】
そこで、本実施形態では、時間誤差ＴＥを解消するために、制御装置１０５は、第１センサ装置１００の時間データ生成部１００ｂで生成された時間データ（より具体的には、第１センサ装置１００によるセンサデータの計測時間）および第２センサ装置１０２の時間データ生成部１０２ｂで生成された時間データ（より具体的には、第２センサ装置１０２によるセンサデータの計測時間）を同時に初期化する。
【００２２】
第１センサ装置１００および第２センサ装置１０２は、同様の構成を有しているため、以下、第１センサ装置１００の計測時間を初期化するステップについて図面を参照しつつ説明する。図３は、第１センサ装置１００の計測時間、言い換えれば、時間データ生成部１００ｂによるセンサデータの計測時間を初期化するフローを示す図である。図３では、制御装置１０５によって行われる処理および第１センサ装置１００によって行われる処理が示されている。図示しないが、第２センサ装置１０２によって行われる処理も第１センサ装置１００と同様である。
【００２３】
まず、制御装置１０５は、第１センサ装置１００の計測時間（時間データ）を初期化する指示（信号）を第１センサ装置１００に出力する（図３のステップ１−１参照）。以下、本明細書において、この指示を時間合わせ指示、または時間合わせ信号と呼ぶことがある。一実施形態では、この時間合わせ指示を出力するタイミングは、ユーザーによって任意に決定された時点であってもよい。
【００２４】
この時間合わせ指示が第１センサ装置１００（より具体的には、時間データ生成部１００ｂ）に入力されると、第１センサ装置１００（より具体的には、時間データ生成部１００ｂ）は、トリガ信号（後述する）の入力の監視を開始する（図３のステップ２−１参照）。時間合わせ指示は、センサ装置１００，１０２が時間合わせ指示を受信した後、トリガ信号の受信をトリガとしてタイマ１０７，１０８による時間データの計測開始タイミングを予め設定された時間（リセット時間）に合わせるための指示である。本実施形態では、時間合わせ指示は、時間データ生成部１００ｂ，１０２ｂで生成された計測時間を初期化（リセット）するための指示である。
【００２５】
図３のステップ１−１の後、制御装置１０５は、第１センサ装置１００に対してトリガ信号を出力する（図３のステップ１−２参照）。このトリガ信号は、第１センサ装置１００が時間データ生成部１００ｂで生成された計測時間を初期化（リセット）、すなわち、時間合わせ動作を実行するタイミングを示す信号である。
【００２６】
一実施形態では、制御装置１０５がトリガ信号を出力するタイミングは、制御装置１０５が時間合わせ信号を出力してから所定時間が経過した時点であってもよい。他の実施形態では、制御装置１０５は、センサ装置１００，１０２から送られる出力データ（より具体的には、時間データ）を監視し、時間誤差ＴＥ（図２参照）が所定の値に達したときに、センサ装置１００，１０２に対して、トリガ信号を送信してもよい。
【００２７】
図３のステップ２−１の後、すなわち、第１センサ装置１００がトリガ信号の入力の監視を開始した後、第１センサ装置１００は、トリガ信号が時間データ生成部１００ｂに入力されたか否かを判定する（図３のステップ２−２参照）。
【００２８】
制御装置１０５から出力されたトリガ信号が第１センサ装置１００に入力されていない場合（図３のステップ２−２の「ＮＯ」参照）、第１センサ装置１００は、トリガ信号の入力の監視を継続する。制御装置１０５から出力されたトリガ信号が第１センサ装置１００に入力された場合（図３のステップ２−２の「ＹＥＳ」参照）、第１センサ装置１００は、時間データ生成部１００ｂで生成された計測時間を初期化する時間合わせ動作を実行する（図３のステップ２−３参照）。
【００２９】
第２センサ装置１０２によって行われる処理は第１センサ装置１００によって行われる処理と同様であるため、時間合わせ指示（時間合わせ信号）は、第１センサ装置１００と同時に第２センサ装置１０２にも入力される。同様に、トリガ信号は、第１センサ装置１００と同時に第２センサ装置１０２にも入力される。したがって、第１センサ装置１００の計測時間および第２センサ装置１０２の計測時間は同時に初期化される。
【００３０】
制御装置１０５は、通信プロトコルおよび／またはネットワーク負荷に起因する付加的な処理（オーバーヘッド）により、必ずしも時間データ生成部１００ｂ，１０２ｂのタイマ１０７，１０８を同時にリセットすることができない場合がある。本実施形態によれば、センサ装置１００，１０２は、時間合わせ指示およびトリガ信号に基づく時間合わせ動作の実行により、データ取得の精度でセンサデータの計測時間を初期化することができる。したがって、センサ装置１００，１０２は、付加的な処理（オーバヘッド）の影響を受けることなく、センサデータの計測時間を確実に同時に初期化することができる。
【００３１】
本実施形態によれば、センサシステムは、時間誤差ＴＥを解消することができ、制御装置１０５による第１出力データの取得時間および第２出力データの取得時間を統一することができる。したがって、センサ装置１００，１０２としての信頼性を向上することができる。
【００３２】
図４は、センサシステムの他の実施形態を示す図である。図４に示すように、センサシステムは、時間データ生成部１００ｂ，１０２ｂによるセンサデータの計測時間を初期化するトリガとなる信号出力器１１０を備えている。信号出力器１１０は、検出対象物１０３、第１センサ装置１００、および第２センサ装置１０２に接続されており、これらセンサ装置１００，１０２（より具体的には、時間データ生成部１００ｂ，１０２ｂ）に対して出力信号を同時に送信する。
【００３３】
第１センサ装置１００および第２センサ装置１０２が信号出力器１１０から送られた出力信号を取得すると、これらセンサ装置１００，１０２は、それぞれ、時間データ生成部１００ｂ，１０２ｂによるセンサデータの計測時間を同時に初期化（リセット）する。
【００３４】
一実施形態では、信号出力器１１０は、検出対象物１０３に接続されたセンサである。信号出力器１１０は、それ自身による検出対象物１０３の物理量（例えば、磁場、電流、または角速度）の検出をトリガとして出力信号を出力してもよい。
【００３５】
図４に示す実施形態では、制御装置１０５が出力するトリガ信号（図３のステップ１−２参照）は、信号出力器１１０からセンサ装置１００，１０２に出力される出力信号に相当する。したがって、センサ装置１００，１０２は、出力信号の受信をトリガとして、時間合わせ動作を実行する。つまり、制御装置１０５が第１センサ装置１００および第２センサ装置１０２に対して時間合わせ信号を送信すると、これらセンサ装置１００，１０２は、信号出力器１１０から送られる出力信号の入力の監視を開始する。その後、第１センサ装置１００および第２センサ装置１０２のそれぞれが信号出力器１１０から送られる出力信号を受信すると、これらセンサ装置１００，１０２は、時間合わせ動作を実行する。
【００３６】
本実施形態に係るセンサシステムは、ウェハ（基板）の研磨処理を行うための研磨ユニット（研磨装置）に適用することができる。以下、図面を参照しつつ研磨ユニットの構成および研磨ユニットに適用されたセンサシステムについて説明する。
【００３７】
図５は、センサシステムを備えた研磨ユニットを示す図である。研磨ユニット（研磨装置）は、ウェハを化学機械的に研磨するＣＭＰ装置である。図５に示すように、研磨ユニットは、研磨テーブル３０と、トップリングシャフト３６の下端に連結されたトップリング３１と、研磨終点を検出する研磨終点検出装置１０５ａとを備えている。制御装置１０５は研磨終点検出装置１０５ａを備えている。図５では、記憶装置１２０、処理装置１２１、およびタイマ１２２の図示は省略されている。
【００３８】
トップリングシャフト３６は、タイミングベルトなどの連結手段を介してトップリング駆動モータ４１に連結されており、トップリング駆動モータ４１の駆動によって回転駆動される。トップリング３１は、トップリングシャフト３６の回転によりトップリングシャフト３６を中心に矢印で示す方向に回転する。研磨されるウェハＷは、トップリング３１の下面に真空吸着により保持される。
【００３９】
研磨テーブル３０は、テーブル軸３０ａを介してその下方に配置されるテーブル駆動モータ３５に連結されている。研磨テーブル３０は、テーブル駆動モータ３５の駆動によりテーブル軸３０ａを中心に矢印で示す方向に回転する。この研磨テーブル３０の上面には研磨パッド１０が貼付されており、研磨パッド１０の上面がウェハＷを研磨する研磨面１０ａを構成している。研磨テーブル３０の上方には、研磨面１０ａに研磨液（スラリー）を供給するための研磨液供給機構３８が配置されている。
【００４０】
トップリングシャフト３６はトップリング３１の上面中央に連結されている。昇降機構（図示しない）がトップリングシャフト３６を昇降させると、トップリング３１に保持されたウェハＷの下面が研磨面１０ａに接触したり離れたりする。また、トップリング駆動モータ４１がトップリングシャフト３６を回転させると、トップリング３１は回転し、トップリング３１の回転とともにウェハＷも回転する。トップリング３１は、ウェハＷを保持して研磨テーブル３０上の研磨パッド１０に押圧する。
【００４１】
テーブル駆動モータ３５には、モータ電流を検出するテーブルトルクセンサ３７０Ａが接続されている。さらに、テーブルトルクセンサ３７０Ａは、上述した時間データ生成部１００ｂまたは時間データ生成部１０２ｂ（図１参照）に相当する時間データ生成部３７５を介して研磨終点検出装置１０５ａに接続されている。したがって、テーブルトルクセンサ３７０Ａおよび時間データ生成部３７５の組み合わせは上述したセンサ装置１００またはセンサ装置１０２に相当する。ウェハＷの研磨中は、ウェハＷの表面と研磨パッド１０の研磨面１０ａとが摺接するため、ウェハＷと研磨パッド１０との間には摩擦力が生じる。この摩擦力は抵抗トルクとしてテーブル駆動モータ３５に作用する。研磨終点検出装置１０５ａは、テーブルトルクセンサ３７０Ａによって測定されるモータ電流（トルク電流）に基づいて、ウェハＷの研磨終点を検出する。
【００４２】
積層構造を有する基板においては、種類の異なる複数の膜が形成されている。最も上の膜が研磨により除去されると、その下の膜が表面に現れる。通常これらの膜は異なる硬さを有しているため、上の膜が除去されて下の膜が現れると、ウェハＷと研磨パッド１０との間の摩擦力が変化する。この摩擦力の変化は、テーブル駆動モータ３５にかかるトルク変化として検出することができる。研磨終点検出装置１０５ａは、テーブル駆動モータ３５への電流の変化に基づいて、膜が除去されたこと、すなわち研磨終点を検出する。
【００４３】
研磨ユニットは、ウェハＷの膜厚を検出する膜厚測定センサ３７０Ｂを備えている。膜厚測定センサ３７０Ｂは、渦電流センサ３７０Ｂ−１および光学センサ３７０Ｂ−２を含む。渦電流センサ３７０Ｂ−１は、ウェハＷの渦電流によって形成される鎖交磁束を検出し、検出した鎖交磁束に基づいてウェハＷの厚さを検出するセンサである。
【００４４】
光学センサ３７０Ｂ−２は、ウェハＷに光を照射し、ウェハＷから反射する干渉波を測定することによってウェハＷの厚さを検出するセンサである。渦電流センサ３７０Ｂ−１は上述した時間データ生成部１００ｂまたは時間データ生成部１０２ｂに相当する時間データ生成部３７６を介して研磨終点検出装置１０５ａに接続されている。したがって、渦電流センサ３７０Ｂ−１および時間データ生成部３７６の組み合わせは上述したセンサ装置１００またはセンサ装置１０２に相当する。光学センサ３７０Ｂ−２は、上述した時間データ生成部１００ｂまたは時間データ生成部１０２ｂに相当する時間データ生成部３７７を介して研磨終点検出装置１０５ａに接続されている。したがって、光学センサ３７０Ｂ−２および時間データ生成部３７７の組み合わせは上述したセンサ装置１００またはセンサ装置１０２に相当する。膜厚測定センサ３７０Ｂは、ウェハＷの研磨終点を検出したら、その旨を示す信号を研磨終点検出装置１０５ａに送る。研磨終点検出装置１０５ａは、この信号を受信したら、研磨ユニットによる研磨を終了させる。
【００４５】
研磨ユニットは、研磨テーブル３０の回転を検出するトリガセンサ３７０Ｃを備えている。トリガセンサ３７０Ｃは、研磨テーブル３０の外周部に取り付けられたドグ３７１と、ドグ３７１に近接して配置された近接センサ３７２とを備えている。トリガセンサ３７０Ｃは、近接センサ３７２とドグ３７１との位置関係に基づいて研磨テーブル３０が１回転したことを示す信号を検出するセンサである。より具体的には、近接センサ３７２は、研磨テーブル３０の回転によってドグ３７１が近接センサ３７２に最も近接したとき、言い換えれば、ドグ３７１が近接センサ３７２を通過したときに信号を検出する。近接センサ３７２は、時間データ生成部３７５，３７６，３７７のそれぞれに接続されている。
【００４６】
ウェハＷの研磨は次のようにして行われる。トップリング３１は基板受け渡し位置（図示しない）に移動し、ウェハＷは搬送機構（図示しない）からトップリング３１に受け渡される。これにより、ウェハＷの上面がトップリング３１に保持される。次いで、トップリング３１は研磨面１０ａ上に移動し、さらにトップリングシャフト３６は、その下降により研磨面１０ａ上にウェハＷの下面（被研磨面）を接触させる。
【００４７】
トップリング３１および研磨テーブル３０は、それぞれ、モータ４１，３５により回転され、研磨パッド１０の研磨面１０ａには、研磨液供給機構３８から研磨液が供給される。この状態で、トップリング３１は、ウェハＷを研磨面１０ａに対して押し付ける。ウェハＷは、研磨パッド１０との摺接による機械的作用と研磨液の化学的作用とにより、研磨される。ウェハＷが研磨された後、トップリング３１は基板受け渡し位置に移動する。
【００４８】
本実施形態では、研磨テーブル３０、テーブル駆動モータ３５、および基板Ｗを含む要素は上述した検出対象物１０３に相当し、モータ４１，３５を含む要素は上述した制御対象装置１０６に相当する。トリガセンサ３７０Ｃは上述した信号出力器１１０に相当する。
【００４９】
本実施形態では、上述した第１センサ１００ａおよび第２センサ１０２ａは、それぞれ、渦電流センサ３７０Ｂ−１、光学センサ３７０Ｂ−２、およびテーブルトルクセンサ３７０Ａから選択される。第１センサ１００ａおよび第２センサ１０２ａは異なるセンサである。
【００５０】
センサシステムは、検出対象物１０３に接続された第３センサ装置（図示しない）をさらに備えてもよい。第３センサ装置は上述したセンサ装置１００，１０２と同様の構成を有している。第３センサ装置の第３センサは、渦電流センサ３７０Ｂ−１、光学センサ３７０Ｂ−２、およびテーブルトルクセンサ３７０Ａから選択される。第３センサは、第１センサ装置１００および第２センサ装置１０２とは異なるセンサである。
【００５１】
例えば、第１センサ装置１００のセンサ１００ａとして、渦電流センサ３７０Ｂ−１が選択された場合、第２センサ装置１０２のセンサ１０２ａは、渦電流センサ３７０Ｂ−１を除く、光学センサ３７０Ｂ−２およびテーブルトルクセンサ３７０Ａから選択される。第２センサ１０２ａとして、光学センサ３７０Ｂ−２が選択された場合、第３センサは、テーブルトルクセンサ３７０Ａである。
【００５２】
現状では、ウェハＷの構造の複雑化および微細化が進んでいる。したがって、制御装置１０５は、複数のセンサから送られる複数のセンサデータに基づいてウェハＷの研磨終点を決定する。ウェハＷの研磨終点を精度よく決定するために、制御装置１０５は、複数のセンサから送られる異なるセンサデータを同時に取得する必要がある。特に、種類の異なる複数の膜がウェハＷに形成されている場合、それぞれの膜厚自体または膜の境界となる部分を検出するために、複数のセンサの組み合わせからウェハＷの膜種の特徴（例えば、光透過性の有無または誘電率の大きさ）に応じたセンサのセンサデータを優先的に使用することが必要となる。このような観点からも制御装置１０５が複数のセンサデータを取得した時間を統一することは重要である。また、半導体ウェハには、その製造時および完成時に、複数の種類の異なる金属等が積層される。一方で、これらの金属等のセンサの反応の度合いには、差がある。そのため、その差を取得するには、複数のセンサの信号を同時間に取得し、比較する必要がある。したがって、センサデータの取得開始時間を統一する必要がある。
【００５３】
以下、第１センサ装置１００が渦電流センサ３７０Ｂ−１および時間データ生成部３７６の組み合わせであり、第２センサ装置１０２が光学センサ３７０Ｂ−２および時間データ生成部３７７の組み合わせであり、信号出力器１１０がトリガセンサ３７０Ｃである場合における、センサシステムの構成について説明する。
【００５４】
制御装置１０５は、終点検出装置１０５ａに対してウェハＷの研磨開始の命令が伝達された時点で、研磨テーブル３０に接続されている時間データ生成部３７６，３７７に対して時間合わせ指示を通信で出力する。その後、時間データ生成部３７６，３７７は、トリガ信号の入力の監視を開始する。
【００５５】
本実施形態では、時間データ生成部３７６，３７７は、トリガ信号の入力の監視を開始した後、研磨テーブル３０が所定の回数だけ回転したときに、すなわち、近接センサ３７２がドグ３７１の通過を所定の回数だけ検出したときに、時間合わせ動作を実行する。この所定の回数は、任意に決定することができ、一実施形態では、所定の回数は１であってもよく、他の実施形態では、所定の回数は２以上であってもよい。
【００５６】
トリガ信号は近接センサ３７２から出力される出力信号に相当する。時間データ生成部３７６，３７７はトリガ信号の入力の監視を開始し、制御装置１０５は研磨テーブル３０を回転させる。近接センサ３７２は、研磨テーブル３０の回転によるドグ３７１の通過を検出し、トリガ信号に相当する出力信号を時間データ生成部３７６，３７７にそれぞれ送る。時間データ生成部３７６，３７７のそれぞれは、出力信号の受信をトリガとして、時間合わせ動作を実行する。その後、時間データ生成部３７６，３７７は、初期化された計測時間に基づいてセンサデータに新たに時間データが付加された出力データを制御装置１０５に送る。
【００５７】
本実施形態によれば、時間データ生成部３７６，３７７は計測時間をそれぞれ同時に初期化することができるため、第１出力データおよび第２出力データの取得時間を統一することができる。
【００５８】
研磨ユニットは、特に精密な動作が要求される装置である。本実施形態によれば、制御装置１０５が取得する第１出力データおよび第２出力データの取得時間の間の時間誤差ＴＥ（図２参照）は解消されるため、制御装置１０５はモータ４１，３５を含む制御対象装置１０６の動作をより精度よく制御することができる。
【００５９】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【符号の説明】
【００６０】
１０      研磨パッド
１０ａ    研磨面
３０      研磨テーブル
３０ａ    テーブル軸
３１      トップリング
３５      テーブル駆動モータ
３６      トップリングシャフト
４１      トップリング駆動モータ
１００      第１センサ装置
１００ａ    センサ
１００ｂ    時間データ生成部
１０２      第２センサ装置
１０２ａ    センサ
１０２ｂ    時間データ生成部
１０３      検出対象物
１０５      制御装置
１０５ａ    研磨終点検出装置
１０６      制御対象装置
１１０      信号出力器
３７０Ａ    テーブルトルクセンサ
３７０Ｂ    膜厚測定センサ
３７０Ｂ−１      渦電流センサ
３７０Ｂ−２      光学センサ
３７０Ｃ    トリガセンサ
３７１      ドグ
３７２      近接センサ
３７５，３７６，３７７      時間データ生成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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