(57)【要約】  ワーク（９１６）のためのキャリアヘッドは、化学機械平坦化／研磨手順中に前記ワーク（９１６）の前記存在を検出するように構成された容量センサ（９００）を有する。前記センササブシステムは、ウェハ（９１６）アンロード状態、ウェハ（９１６）ロード状態、および前記ウェハ（９１６）の処理中に発生しうる異なるプロセス中状況を検出することができる。このようなキャリアヘッドの一実施形態は、本体、前記本体に結合された構造、および前記本体に結合された容量センサ（９００）を有する。前記構造は半導体ウェハ（９１６）などのワークを保持するように構成されている。前記容量センサ（９００）は前記キャリアヘッドに対する前記ワーク存在状態を示すアナログ出力を生成するように構成されている。
2011509190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持するためのキャリアヘッドであって、
本体と、
前記本体に結合され、ワークを保持するように構成された構造と、
前記本体に結合され、前記キャリアヘッドに対するワーク存在状態を示すアナログ出力を生成するように構成された容量センサとを備える、キャリアヘッド。
【請求項２】
前記ワーク存在状態は、ワークアンロード状態、ワークロード状態、少なくとも１つのワークプロセス中状態を含む、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項３】
前記容量センサの前記アナログ出力は水の存在を検知しない、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項４】
前記容量センサは、前記ワークと前記容量センサ間の距離によって大きさが変化する出力電圧を生成するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項５】
前記容量センサは、前記ワークアンロード状態に対応する第１の電圧と、前記ワークロード状態に対応する第２の電圧との間の連続する範囲の出力電圧を生成するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項６】
前記少なくとも１つのワークプロセス中状態はワークバープ状態を含み、
前記容量センサは前記ワークバープ状態を示す特性を有する出力信号を生成するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項７】
前記少なくとも１つのワークプロセス中状態はワーク研磨状態を含み、
前記容量センサは前記ワーク研磨状態を示す特性を有する出力信号を生成するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項８】
前記少なくとも１つのワークプロセス中状態はワークパージ状態を含み、
前記容量センサは前記ワークパージ状態を示す特性を有する出力信号を生成するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項９】
前記少なくとも１つのワークプロセス中状態はワークロス警告状態を含み、
前記容量センサは前記ワークロス警告状態を示す特性を有する出力信号を生成するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのワークプロセス中状態は研磨中ワーク外れ状態を含み、
前記容量センサは研磨中ワーク外れ状態を示す特性を有する出力信号を生成するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのワークプロセス中状態はワーク破損状態を含み、
前記容量センサは前記ワーク破損状態を示す特性を有する出力信号を生成するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項１２】
ワークのための化学機械平坦化（ＣＭＰ）工程を制御するための方法であって、
ＣＭＰシステムのキャリアヘッドに対する前記ワークの近さを示すワーク存在信号を取得するステップと、
前記ワーク存在信号の、前記ワークのＣＭＰ工程状態を表す属性を識別するステップと、
前記属性によって示されるように前記ＣＭＰシステムの動作を制御するステップとを含む、方法。
【請求項１３】
前記ワーク存在信号を使用して前記ＣＭＰ工程を監視するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記属性は前記キャリアヘッドへの前記ワークの異常ロードを表し、
前記ＣＭＰシステムの動作を制御するステップは異常ロードの警告を生成するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記属性は前記キャリアヘッドへの前記ワークの異常ロードを表し、
前記ＣＭＰシステムの動作を制御するステップは前記キャリアヘッドへの前記ワークの再ロードを開始するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記属性は前記ワークの研磨中に発生したワークの破損を表し、
前記ＣＭＰシステムの動作を制御するステップは前記ワークの研磨を終了するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記属性はしきい値スロープを超える前記ワーク存在信号のスロープである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記属性は前記ワークのアンロード中に前記ワークの捕捉をロスしたことを表し、
前記ＣＭＰシステムの動作を制御するステップは前記ワークのアンロードを終了するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記属性は前記ワークの研磨中の研磨パッドからのワークの外れを表す、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記キャリアヘッド内の容量センサにより前記ワーク存在信号を生成するステップをさらに含み、前記容量センサは前記キャリアヘッドに対するワーク存在状態を示すアナログ出力を生成するように構成されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記ワーク存在信号を生成するステップは前記ワークと前記容量センサ間の距離によって大きさが変化する出力電圧を生成するステップを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ワーク存在信号を生成するステップは、前記ワークアンロード状態に対応する第１の電圧と前記ワークロード状態に対応する第２の電圧との間の連続する範囲の出力電圧を生成するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
化学機械平坦化（ＣＭＰ）システムであって、
ワークを研磨するための研磨パッドと、
平坦化中に前記研磨パッドに前記ワークを押しつけ、前記研磨パッドへの、または前記研磨パッドからの搬送中に前記ワークを保持するように構成されたキャリアヘッドと、
前記キャリアヘッドに結合され、前記キャリアヘッドに対する前記ワークの近さを示すワーク存在信号を発生させるように構成された容量センサと、
前記容量センサに結合され、前記ワーク存在信号を受け取り、前記ワーク存在信号の、ＣＭＰ工程に関連する属性を検出し、前記ＣＭＰ工程に関連する属性が検出されると、前記ＣＭＰシステムの動作を制御するように構成された処理構成とを備える、ＣＭＰシステム。
【請求項２４】
前記容量センサは前記ワークと前記容量センサとの間の距離によって大きさが変化する出力電圧を生成するように構成されている、請求項２３に記載のＣＭＰシステム。
【請求項２５】
前記容量センサは、ワークアンロード状態に対応する第１の電圧と、ワークロード状態に対応する第２の電圧との間の連続する範囲の出力電圧を生成するように構成されている、請求項２３に記載のＣＭＰシステム。
【請求項２６】
前記処理構成は、前記ワーク存在信号を使用して、ＣＭＰ工程中に異常動作状況を検出するように構成されている、請求項２３に記載のＣＭＰシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本願の主題は、米国特許出願第１１／５５３，５７２号「ワークの平坦化／研磨のためのキャリアヘッド」に開示の主題に関連する。
【０００２】
本明細書に記載の主題の実施形態は、一般に、ワークの処理に関する。より詳細には、本主題の実施形態は、化学機械平坦化／研磨システムのキャリアヘッドにおける半導体ウェハなどのワークの存在の検出に関する。
【背景技術】
【０００３】
さまざまなワーク（例えば、半導体ウェハ、光学ブランク、メモリディスクなど）では、製造時に、ワークの少なくとも１つの主要面を実質的に平坦化する必要がある。説明をわかりやすくし、理解しやくするために、以下の説明は、半導体ウェハに関連する例示的な実施形態を採り上げる。しかし、ここに記載のキャリアヘッドは、半導体ウェハのほかに、多種多様なワークの平坦化に使用することができることを理解すべきである。更に、本明細書に使用する「平坦化」との文言は、最も広義に使用され、ワークの表面を滑らかにする（不規則な形状的な（topographical）特徴を除去する、厚さを変更するなど）か研磨するために使用することができる任意の化学的および／または機械的プロセスを含む。
【０００４】
化学機械研磨技術は、化学機械平坦化とも呼ばれ（本明細書ではこれらをまとめて「ＣＭＰ」と称する）、半導体ウェハの平坦化に広く採用されている。ＣＭＰプロセスは、後に実施する製造プロセス（例えば、フォトレジストによるコーティング、パターンの画定など）のために、ワークの表面を整えるために、ウェハの主要面（ここではウェハの表面と呼ぶ）に、実質的に滑らかで平坦な面を作製する。ＣＭＰ中に、未処理のウェハがキャリアヘッドに搬送され、キャリアヘッドが、プラテンに支持されている研磨面（研磨パッドなど）にウェハを押し付ける。ウェハの表面と研磨パッドとの間に（研磨パッドおよび／または研磨パッドの上にあるディスペンサなどに設けられた導管を介して）研磨スラリーが供給され、研磨パッドとウェハキャリア間の相対運動（回転運動、軌道運動および／または線形運動など）が開始される。研磨パッドの機械的磨耗と、スラリーの化学的な相互作用により、ウェハの表面に実質的に平らな形状（topography）が形成される。
【０００５】
キャリアヘッドの公知の１つのタイプは、一般に、ＣＭＰプロセス中にワークの裏面（すなわち、研磨されない面）に触れる可撓性の膜またはブラダー（bladder）を有する。ブラダーの作業面全体に多くの環状の圧力ゾーンを形成するために、ブラダーの後方に複数の圧力チャンバまたはプレナムが提供される。ウェハの裏面に加えられる力を位置に応じて変えるために、各ゾーン内の圧力が個々に調整される。時として、キャリア内にウェハが適当に置かれなかったり、ブラダーが、キャリアヘッドのウェハに与える吸引力が適切ではないことがある。ウェハまたは研磨装置の損傷を防ぐために、研磨プロセスの開始の前に、ウェハが正しく保持されていることを確認することが重要である。これに関し、センサを使用して、キャリアヘッドにウェハが存在することを検出することができる。（ウェハの存在の検出用の）容量センサを搭載したキャリアヘッドが米国特許第６，５６８，９９１号明細書に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，５６８，９９１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
米国特許第６，５６８，９９１号明細書に開示されているウェハ検出手法は、ウェハアンロード状態とウェハロード状態の２つのウェハの存在状態を判別することができる。この技術は実用的であり、この２つの状態を検出するのに有効である。しかし、この手法は、ウェハの破損、ウェハの外れ、ウェハの「バープ（burping）」サイクルの開始と終了、異常なプロセス状況、ウェハのパージなど、ウェハの研磨中に起こりうる他のプロセス中状態を判定することができない。また、この手法によって使用される容量センサは、ブラダーの上のまたはその近くの水の存在を検知することがある。つまり、実際にはウェハがキャリアヘッドにロードされていない場合であっても、ブラダー上に水の膜が存在している場合、ウェハが誤検出されることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ＣＭＰシステムのためのキャリアヘッドおよび関連する動作方法が提供される。前記キャリアヘッドは、前記キャリアヘッドに対するワークの近さを検出するセンサを使用する。前記センササブシステムは、ウェハがアンロードされた状態に対応する第１出力レベルと、ウェハがロードされた状態に対応する第２の出力レベル間の範囲の連続したアナログ出力を生成することが可能である。また、対応するプロセス中状況を検出するために、異なる出力レベルおよび／または特定の出力信号特性も分析されうる。
【０００９】
上記の態様および他の態様は、ワークを支持するためのキャリアヘッドの実施形態に見出すことができる。前記キャリアヘッドは、本体、前記本体に結合され、ワークを保持するように構成された構造、および前記本体に結合された容量センサを有する。前記容量センサは、前記キャリアヘッドに対する前記ワーク存在状態を示すアナログ出力を生成するように構成されている。前記状態は、ワークアンロード状態、ワークロード状態、および少なくともワークプロセス中状態を含んでもよい。
【００１０】
上記の態様および他の態様は、ワークのためのＣＭＰプロセスを制御するための方法の実施形態によって実施することができる。前記方法は、ＣＭＰシステムのキャリアヘッドに対する前記ワークの近さを示すワーク存在信号を取得するステップと、前記ワーク存在信号の、前記ワークのＣＭＰプロセス状態を表す属性を識別するステップと、前記属性によって示されるように前記ＣＭＰシステムの動作を制御するステップと、を有する。
【００１１】
上記の態様および他の態様は、ワークを研磨するための研磨パッドと、平坦化中に前記研磨パッドに前記ワークを押圧し、前記研磨パッドとの間の搬送中に前記ワークを保持するように構成されたキャリアヘッドと、前記キャリアヘッドに結合され、前記キャリアヘッドに対する前記ワークの近さを示すワーク存在信号を発生させるように構成された容量センサと、前記容量センサに結合された処理構成と、を有するＣＭＰシステムの実施形態に見出すことができる。前記処理構成は、前記ワーク存在信号を受け取り、ＣＭＰプロセスに関連する、前記ワーク存在信号の属性を検出し、前記ＣＭＰプロセスに関連する属性が検出されると、前記ＣＭＰシステムの動作を制御するように構成されている。
【００１２】
この発明の開示は、後述する詳細な説明で詳細する本概念の一部を簡潔な形で示すものである。この発明の開示は、特許請求の範囲に記載されている主題の主要な特徴または基本的特徴を特定することを意図するものでも、特許請求の範囲に記載されている主題の範囲を決定するのを補助することを意図するものでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】軌道運動式ＣＭＰシステムのキャリアヘッドおよび研磨プラテンの模式断面図。
【図１Ｂ】回転式ＣＭＰシステムのキャリアヘッドおよび研磨プラテンの模式断面図。
【図２】キャリアヘッドの実施形態の等角図。
【図３】図２に示したキャリアヘッドの断面図。
【図４】図２に示したキャリアヘッドのブラダーの等角断面図。
【図５】ＣＭＰシステムとの使用に適したワーク検出サブシステムの実施形態の模式図。
【図６】検出センサの出力とＣＭＰ工程の時間との関係を示す代表的なプロットを示すグラフ。
【図７】アンロードの前にウェハをロスしそうになった場合の、検出センサの出力とＣＭＰ工程の時間との関係を示す代表的なプロットを示すグラフ。
【図８】ウェハが研磨パッドから外れた場合の、検出センサの出力とＣＭＰ工程の時間との関係を示す代表的なプロットを示すグラフ。
【図９】ウェハが破損した場合の、検出センサの出力とＣＭＰ工程の時間との関係を示す代表的なプロットを示すグラフ。
【図１０】ＣＭＰ工程を制御するための方法の実施形態を示すフローチャート。
【図１１】ＣＭＰシステム内に設置された例示的な容量センサを示す模式回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の図と共に、詳細な説明と特許請求の範囲を参照することによって、本主題をより完全に理解することができよう。図面にわたり、同一の参照符号は同様な要素を参照している。
【００１５】
以下の詳細な説明は、性質上、単に例示に過ぎず、本願または本主題の実施形態、あるいはこのような実施形態の用途および使用を制限することを意図するものではない。本明細書で使用される「例示的」との文言は、「例、例示または例証」を意味する。本明細書に「例示的」として説明する任意の実装は、必ずしも他の実装よりも好適または有利であると解釈されるとは限らない。更に、上記の技術分野、背景技術、発明の開示、あるいは以下の詳細な説明に明示または暗示した理論のいずれかにより拘束されることを意図するものではない。
【００１６】
手法および技術は、機能および／または論理ブロック構成要素に関して、各種演算構成要素またはデバイスによって実行されうる動作、処理タスク、機能の記号的表現を参照して本明細書に記載されうる。このような動作、タスクおよび機能は、時として、「コンピュータ実行」、「コンピュータ化」、「ソフトウェア実装」または「コンピュータ実装」と呼ばれることがある。実際には、１つ以上のプロセッサデバイスが、システムメモリ内部のメモリ位置においてデータビットを表す電気信号の操作か、その他の信号の処理を行うことによって、記載の動作、タスクおよび機能を実行することができる。データビットが保持されるメモリ位置は、データビットに対応する特定の電気的、磁気的、光学的または有機的特性を有する物理位置である。図に示す各種のブロック構成要素は、特定の機能を実行するように構成された、どのようの数のハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア構成要素によって実現されてもよいという点に留意すべきである。例えば、システムまたは構成要素の実施形態は、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサまたは他の制御デバイスの管理下でさまざまな機能を実行しうる記憶素子、デジタル信号処理素子、論理素子、ルックアップテーブルなど各種集積回路要素を使用してもよい。
【００１７】
以下の説明では、構成要素またはノードまたは機能が相互に「接続される」または「結合される」ということがある。特段の断りのない限り、本明細書で使用する「接続される」とは、ある構成要素／ノード／機能が別の構成要素／ノード／機能と、直接繋がれる（または直接通信する）ことを意味する。同様に、本明細書で使用する「結合される」とは、ある構成要素／ノード／機能が別の構成要素／ノード／機能と、直接または間接的に繋がれる（または直接または間接的に通信する）ことを意味し、必ずしも機械的なものとは限らない。
【００１８】
また、特定の用語は、参照のみを目的として以下の説明で使用され、このため、限定すること意図するものではない。例えば、「上」、「下」、「上部」、「下部」などの用語は、参照している図面における方向を指す。「前」、「後」、「後部」、「側面」、「外側」および「内側」との用語は、対象の構成要素を記述する説明および関連する図面を参照することで明らかな、一貫しているが任意の座標系内の構成要素の一部の向きおよび／または位置を指す。このような用語は、上に特に記載した単語、その派生語、および同様の意味の単語を含んでもよい。同様に、文脈によって明示されない限り、構造について言及する「第１」、「第２」との用語や、他のこのような数値的用語は、シーケンスまたは順序を暗示するものではない。
【００１９】
簡潔を期するために、半導体ウェハ処理、化学機械平坦化／研磨、容量センサ、および本システム（および当該システムの個々の動作構成要素）の他の機能的な態様に関連する従来技術は、本明細書に詳細に記載しない。
【００２０】
本明細書に記載するキャリアヘッド、ならびにワーク検出手法および技術は、半導体ウェハを処理するＣＭＰシステムと使用するために適している。適切なＣＭＰシステムは、米国特許第７，２２９，３３９号明細書、米国特許第６，５６８，９９１明細書、ならびに米国特許出願第１１／５５３，５７２号明細書「ワークの平坦化／研磨のためのキャリアヘッド」に開示されている（これらの文書の関連する内容を、参照により本明細書に援用する）。概略説明すると、ＣＭＰシステムは、プラテンに配置された研磨パッドとの間でウェハを搬送するために１つ以上のキャリアヘッドを使用する。また、キャリアヘッドは、ＣＭＰ工程の研磨／平坦化過程において研磨パッドにウェハを押圧するためにも使用される。ＣＭＰシステムとその動作は、ここに詳細に記載することはしない。
【００２１】
図１Ａは、軌道運動式ＣＭＰシステムのキャリアヘッド２０および研磨プラテン２２の模式断面図であり、図１Ｂは、回転式ＣＭＰシステムのキャリアヘッド１００および研磨プラテン１０２の模式断面図である。研磨プラテン２２／１０２は、研磨要素または表面（例えば研磨パッド２４／１０４）を支持している。キャリアヘッド２０／１００は、一般に、本体２６／１０６と、研磨中にウェハ３０／１１０を保持する保持リング２８／１０８とを有する。キャリアヘッド２０／１００は、平坦化中に研磨パッド２４／１０４に対してウェハ３０／１１０を押しつけ、かつ研磨パッド２４／１０４との間の搬送中にウェハ３０／１１０を保持する構造を有する。図１ＢのＣＭＰシステムは、研磨パッド１０４の上面に研磨液を提供するスラリー供給装置を有しうる。キャリアヘッド２０／１００は、ウェハ３０／１１０を、回転、軌道運動および／または並進させ、かつウェハ３０／１１０を保持するように適切に構成されている。また、キャリアヘッド２０／１００は、ＣＭＰプロセス中に研磨パッド２４／１０４にウェハ３０／１１０を押し付けるように構成されている。
【００２２】
軌道運動式ＣＭＰシステムの場合、研磨プラテン２２は、（図１Ａに示すように）キャリアヘッド２０が軸３４を中心にウェハ３０を回転させている間に、研磨パッド２４を軌道運動させるように一般に構成されている。回転式ＣＭＰシステムの場合、研磨プラテン１０２は、（図１Ｂに示すように）軸を中心とした回転によって研磨パッド１０４を移動させるように一般に構成される。一般に、研磨プラテン２２／１０２と研磨パッド２４／１０４を同時に移動させながら、キャリアヘッド２０／１００も回転する。例示的な一実施形態によれば、キャリアヘッド２０／１００は、研磨プロセス中に、ウェハ３０／１１０を回転方向と並進方向の両方に移動させる。別の実施形態によれば、キャリアヘッド２０／１００は軸を中心に軌道運動する。
【００２３】
図１Ａまたは図１Ｂには別個に図示されていないが、キャリアヘッド２０／１００の実施形態は、本体２６／１０６に結合されたワーク検出センサも備えうる。（キャリアヘッド２００の実施形態の等角図である）図２は、キャリアヘッド２００用のワーク検出センサ２０２を示している。図３は、キャリアヘッド２００の断面図である。
【００２４】
キャリアヘッド２００は、形状が略円盤状であり、上面２０４、下面２０６および環状のリム部２０８を有する。下面２０６の外側の環状部分は、保持リング２１０（磨耗リングとも呼ばれる）によって画定されている。保持リング２１０は、可撓性を有するブラダー２１１（図２の図では隠れている）を囲んでおり、研磨中にワークの前縁を保護するために、研磨パッドにプレストレスを与えるかまたはこれを予圧する。キャリアヘッド２００の本体／ハウジングは、ブラダー２１１と協動して、複数（６など）の圧力チャンバまたはプレナムを形成する。これらのプレナムの各々の内部の圧力は、独立して制御され、ブラダーによってウェハの裏面に加えられる圧力が変更される。複数の空気圧式フィッティング２１２により、プレナムを、（例えば、可撓性のコネクタ配管系を介して）外部の圧力源と流体的に結合することができる。各フィッティング２１２はそれぞれ別の圧力プレナムと関連している。図に示した実施形態では、キャリアヘッド２００は、６つのブラダープレナムに対応する６つのフィッティング２１２と、保持リングプレナムに対応する第７の空気圧式フィッティング２１４を備える。キャリアヘッド２００は、空気圧式フィッティング２１２，２１４のほかに、複数（３など）の放出機構を外部の圧力源と流体的に結合できるようにする複数の空気圧式フィッティング２１６を備える。
【００２５】
上で説明したように、キャリアヘッド２００は、ワーク検出センサ２０２も備えており、これは、図３に示すように、キャリアヘッド２００の中心部分を貫通して設けられうる。ワーク検出センサ２０２は、ワーク検出センサ２０２によって生成された出力信号を、取得、監視、分析、解釈および／または、その他の方法で処理するように適切に構成されたワーク検出サブシステム（図２または図３に不図示）に動作可能に結合されうる。この点に関して、キャリアヘッド２００は、導管２１８、ケーブル、コネクタまたはワーク検出センサ２０２によって使用される電気信号を伝達するように構成された他の要素を使用してもよい。
【００２６】
この実施形態では、ワーク検出センサ２０２は、容量センサの形をとる。容量センサは、一般に、公知の原理に従って作動する。より詳細には、容量素子の電界が乱れると可変静電容量が変化する容量要素に、電気起動信号が印加される。この特定の用途では、容量センサの近くにウェハが存在する場合、電界の乱れが発生する。容量センサの近くにウェハ（または他の非絶縁性の物体）が存在しない場合、容量要素によって生成される電界は乱されず、静電容量は比較的高い。一方、容量センサの近くにウェハ（または他の非絶縁性の物体）が存在する場合、電界が影響を受け、静電容量が低下する。実際には、ワーク検出センサ２０２は、（リアルタイムまたは実質的にリアルタイムに）容量要素の静電容量を測定し、静電容量が変化するとアナログ出力信号を生成するように適切に構成された受信器／プロセッサ構成要素と協動する。このため、ワーク検出センサ２０２は、キャリアヘッド２００に対するワークの存在状態を示すアナログ出力を生成することが可能である。例えば、ワーク検出センサ２０２は、ワークアンロード状態、ワークロード状態、および少なくとも１つのワークプロセス中状態を示すアナログ出力を生成するが、ここで、「プロセス中」状態とは、ワークのロードとアンロードの間に発生する状態をいう。ワーク検出センサ２０２によって生成されるアナログ出力は、ここでは「ワーク存在信号」と呼ぶことができる。このワーク存在信号は、下記で更に詳細に記載する方法で監視、処理および／または分析されうるが、キャリアヘッド２００に対するワークの近さを示す。
【００２７】
ある種の実施形態では、ワーク検出センサ２０２は出力電圧を生成し、この大きさが、センサ２０２とワーク間の距離に応じて変化する。センサ２０２は、ワークアンロード状態に対応する第１の電圧と、ワークロード状態に対応する第２の電圧の間の連続した範囲の出力電圧を生成することができる。換言すれば、ロード状況とアンロード状況はセンサ２０２の出力範囲を表し、異なるプロセス中状況により、この出力範囲に入る識別可能な電圧および／またはワーク存在信号属性が生成されうる。他のシステムの実施形態では、センサ２０２の検出または測定出力範囲限界が、「ワークロード」および「ワークアンロード」以外の他の状況に対応してもよい。
【００２８】
特に、ワーク検出センサ２０２は、２つの検出状態（ワークロードまたはワークアンロード）のみに限らず、センサ２０２が、ＣＭＰ工程の異なる動作状態および状況を示す所定の範囲の出力値を生成してもよい。また、キャリアヘッド２００の例示的な実施形態は、水（および／または研磨スラリーなどの他の流体）の存在を検知しないように適切に構成された容量センサを使用する。このため、センサ２０２の近くの水の液膜または層が、ウェハとして誤検出されることがない。したがって、キャリアヘッド２００は、水によるウェハの誤検出を防ぐための予防手段または機能を備える必要はない。例えば、キャリアヘッド２００が、測定中に、水または他の液体をセンサ２０２から離すためにブラダー２１１を膨らませる必要がない。
【００２９】
この特定の実施形態では、ワーク検出センサ２０２はキャリアヘッド２００の本体の中心またはその近くに取り付けられ、検知面がブラダー２１１を向いている。より詳細には、図３に示すように、ブラダー２１１はセンサ２０２を覆っている。限定するものではないが、ブラダー２１１の一実施形態が図４に更に詳細に示されており、この図はブラダー２１１の断面等角図である。実際には、他の種類のブラダーやブラダー２１１の異なる実施形態が使用されてもよい。
【００３０】
ブラダー２１１は、平坦化／研磨中にワーク（半導体ウェハなど）と接する第１の作業面２３２と、面２３４の反対側の第２の面２３２とを有する可撓性の基部ダイアフラム２３０を備える。複数（５など）の同心の圧力チャンバまたはプレナムを部分的に画定するために、複数（５など）の環状リブが面２３４から延びている。リブには、ブラダー２１１の中心から外に向かって順に、２３６，２３８，２４０，２４２，２４４の符号を付す。同様に、プレナムには２４６，２４８，２５０，２５２，２５４の符号を付す。プレナム２４６はリブ２３６によって、プレナム２４８はリブ２３６，２３８によって、プレナム２５０はリブ２３８，２４０によって、プレナム２５２はリブ２４０，２４２によって、プレナム２５４はリブ２４２，２４４によって、それぞれ側方に画定されている。
【００３１】
ブラダー２１１がダイアフラム２３０の外周に設けられた追加のリブ２５６も備える点に留意されたい。リブ２５６は、ブラダー２１１の上部周縁からブラダー２１１の下部周縁まで延びている。リブ２５６の内面はリブ２４４の外環状面と（例えば、一体的に）結合され、リブ２５６の端の部分はダイアフラム２３０の外周縁と結合されている。図４でリブ２５８を判別できるように、点線２５６により、リブ１５２と、リブ２４４およびダイアフラム２３０の境界が示される。リブ２５６は、リブ２４４の上部分と協動して、別のプレナム２６０を部分的に画定する。プレナム２６０とリブ２５６は、リブ２５６が周縁部に存在することからわかるように、平坦化／研磨中にダイアフラム２３０の外端を制御するために使用される。プレナム２６０はリブ２５６の上下移動、このため、ＣＭＰ処理中のウェハの外端における平坦化／研磨の特性（除去速度など）を制御するために選択的に加圧される。
【００３２】
環状リブは、ダイアフラム２３０と一体的に形成され、第１および第２の実質的に対向する端部を有する垂直柱をそれぞれ備えうる。環状リブは、好ましくは、ダイアフラム２３０の面と実質的に直交するように向いている。好ましい実施形態では、環状リブは、それぞれ、第１の端部と第２の端部の間に配置された歪み逃し部材（例えば、略Ｊ状の断面を有する環状のブリム）を備える。歪み逃し部材により、環状リブが大きく上下移動することが可能になり、その結果、作業面２３２に実質的に直交する可動域が大きく広がる（「より長距離（longer throw）」と呼ばれる）。しかし、歪み逃し部材の一部またはすべてを設けることは任意選択であり、同様に、環状リブの各々は、キャリアヘッド２００のハウジングに取り付けるために適した各種の他の形状（略Ｌ字状の断面を有する環状リップなど）をとりうることを当業者は理解するであろう。
【００３３】
図５は、ＣＭＰシステムとの使用に適したワーク検出サブシステム３００の実施形態の模式図である。限定するものではないが、サブシステム３００は、キャリアヘッド３０２、ワーク検出センサ３０４、増幅器３０６、および処理構成３０８（ＣＭＰシステム用のコントローラを備えても、このようなコントローラとして実現されてもよい）を備える。説明をわかりやすくするため、図５には、キャリアヘッド３０２にロードされた状態のウェハ３１０も図示されている。また、図５には、ＣＭＰシステムの監視機能３１２に対応するブロックと、ＣＭＰシステム作動論理３１４に対応するブロックも図示されている。
【００３４】
ワーク検出サブシステム３００は、キャリアヘッド３０２に対するウェハ３１０の状態に関連する、ＣＭＰ工程の状況を検出するように適切に構成されている。前述のように、膜またはブラダー３１６は、センサ３０４とウェハ３１０の間に存在しうる。ブラダー３１６は、研磨プロセス中にウェハ３１０の裏面を支持するために使用される。この実施形態の場合、容量センサ３０４（例えば、アナログ容量センサ）の増幅器３０６を離して設けることにより、センサを小型化することができる。ここで、センサ３０４は好ましくは処理構成３０８に接続され、処理構成３０８はセンサ３０４から取得された情報を操作する。また、センサ増幅器３０６を離して設けることにより、較正手順中に増幅器３０６に手が届きやすくなる。較正時に、増幅器３０６のゲインが、センサ３０４が、対象の所望の状況を容易に判別できるゲインに調整される。センサ３０４と処理構成３０８間の通信経路は、例えば、電線、光ファイバまたは無線周波数技術を使用することができる。
【００３５】
処理構成３０８は、ホストＣＭＰシステムのメインの処理要素として実現されても、ワーク検出サブシステム３００専用の別個の処理要素でもよい。処理構成３０８はセンサ３０４によって生成されたワーク存在信号（あるいは、その増幅または変換された信号）を受け取り、ＣＭＰ工程に関連するワーク存在信号の属性を検出するように適切に構成されている。また、処理構成３０８は、ＣＭＰ工程に関連する属性が検出されると、ＣＭＰシステム作動論理３１４を使用して、ＣＭＰシステムの動作を制御するように構成されている。例えば、処理構成３０８は、ワーク存在信号を分析して、（図５に示すように）ウェハ３１０が正常にロードされているか、アンロードされているか、異常にロードされているかを判定することができる。また、処理構成３０８は、ワーク存在信号を分析して、ＣＭＰ工程中の異常な動作状況を検出することができる。このような異常な動作状況には、不適当なウェハのロード、研磨手順中に研磨パッドからのウェハの外れ、研磨パッドとの間の搬送中のウェハのロスまたは部分的ロス、研磨手順中のウェハの破損などがあるが、これらに限定されない。
【００３６】
本明細書に使用する、ワーク存在信号の「属性」とは、ワーク存在信号の測定可能、検出可能、計算可能または観察可能な特徴、値、傾向、スロープ、特性、波形、形状またはパターンである。このような属性の例としては、特定の電圧レベル、局所または全体の最小値または最大値、信号の急激な上昇または下降、信号の上昇または下降スロープの変化などがあるが、これらに限定されない。本明細書に記載するシステムの実施形態は、対象の特定の属性を分析、検出および識別するために、波形分析、信号処理、平均化および／または比較の各手法を使用しうる。
【００３７】
図６は、検出センサの出力とＣＭＰ工程の時間との関係を示す代表的なプロットを示すグラフであり、図７〜９は、ワーク存在信号の検出可能な異なる属性を示すグラフである。より詳細には、図７は、アンロードの前にウェハをロスしそうになった場合の、検出センサの出力とＣＭＰ工程の時間との関係を示す代表的なプロットを示すグラフであり、図８は、ウェハが研磨パッドから外れた場合の、検出センサの出力とＣＭＰ工程の時間との関係を示す代表的なプロットを示すグラフであり、図９は、ウェハが破損した場合の、検出センサの出力とＣＭＰ工程の時間との関係を示す代表的なプロットを示すグラフである。これらのグラフを、ＣＭＰ制御工程４００の実施形態を示すフローチャートである図１０と関連して、ここで更に詳しく説明する。工程４００に関連して実行される各種タスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアまたはこれらのどのような組み合わせによって実行されてもよい。説明のために、以下に記載する工程４００の説明は、図１〜３に関連して上で説明した構成要素を参照しうる。実際には、工程４００の一部が、記載するシステムの異なる構成要素（例えば、ワーク検出センサ、処理構成、またはＣＭＰシステム自体の別の構成要素）によって実行されてもよい。工程４００が、追加または代替のタスクをいくつ含んでもよく、図１０に示すタスクが、図の順序で実行される必要はなく、工程４００が、本明細書に詳細に記載しない追加の機能を有する、より包括的な工程またはプロセスに取り込まれてもよいという点に留意すべきである。
【００３８】
ＣＭＰ制御工程４００は、ワーク検出センサを初期化することにより開始される（タスク４０２）。このタスクでは、必要に応じて較正と、ワーク検出センサの起動信号の生成と印加が行われうる。特に、タスク４０２は、実際のＣＭＰルーチンの前に実行されうる。ＣＭＰ工程が開始される（タスク４０４）と、工程４００はセンサからのワーク存在信号を取得する（タスク４０６）。前述のように、ワーク存在信号は、ＣＭＰシステムの個々のキャリアヘッドに対するワークの近さを示す。工程４００は、このワーク存在信号を使用してＣＭＰ工程を監視する（タスク４０８）か、ワーク存在信号の１つ以上の、ワークのＣＭＰ工程状態を示す属性を識別する（タスク４１０）か、この両方を実行しうる。
【００３９】
次に、ＣＭＰ制御工程４００は、検出されたワーク存在信号の属性によって示されるように、ＣＭＰシステムの動作を制御しうる（タスク４１２）。このため、ＣＭＰシステムは、タスク４１０の結果に応じて、特定の方法で応答するように制御されうる。複数の検出可能な属性と、タスク４１２がその属性にどのように応答するかについては、図６〜９を参照して後述する。ＣＭＰ工程が終了した場合（照会タスク４１４）、工程４００が終了するか、当該工程が別のウェハで繰り返されうる。ＣＭＰ工程が終了していない場合、工程４００が適切な位置（例えばタスク４０６）から再開されうる。
【００４０】
図６を参照すると、ＣＭＰ工程の代表的なワーク存在信号５００が（電圧−時間の形で）示される。このプロットは、単に１つの例示的な出力に過ぎず、ワーク存在信号の実際の形状および特性は、システムによって、ならびにワークによって変わりうる。この例では、信号５００は、約３．１７ボルトの低値から約９．６ボルトの高値の範囲にわたっている。電圧の絶対値は、多くの要因によって決まり、これには、センサのタイプとメーカー、キャリア内のセンサの物理的位置、ブラダーの存在または組成、ワークの種類、増幅器の存在とその設定、ならびに他のシステムパラメータなどがある。低い値はワークアンロード状態に対応し、高い値はワークロード状態に対応する。図６に示す時間枠は、１回のＣＭＰサイクルである。
【００４１】
上で説明したように、ＣＭＰシステムを制御する目的で、信号５００の特定の特質、属性および／または特性が分析され監視されうる。信号５００の左側からみると、比較的安定した低い電圧値は、ウェハがアンロードされた状態５０２を示す。この例では、約３．１７ボルトの測定値は、ウェハが存在しないことを示す。したがって、システムで、特定の較正しきい値電圧（例えば、３．５ボルト）を超える測定値が得られた場合、「ウェハがアンロードされている」が偽であると判定することができる。逆に、システムで、特定の較正しきい値電圧（例えば、３．２ボルト）を下回る測定値が得られた場合、「ウェハがアンロードされている」が真であると判定することができる。実際には、警告メッセージ、エラーメッセージ、プロセスコマンドなどを生成するために、複数のしきい値が使用されうる。
【００４２】
キャリアヘッドにウェハがロードされると、信号５００が上昇する。比較的安定な高い電圧値は、ウェハが正常にロードされた状態５０４を示す。この例では、約９．６ボルトの測定値は、ウェハが正常にロードされたことを示す。したがって、システムで、特定の較正しきい値電圧（例えば、８．０ボルト）を下回る測定値が得られた場合、「ウェハがロードされている」が偽であると判定することができる。逆に、システムで、特定の較正しきい値電圧（例えば、９．０ボルト）を超える測定値が得られた場合、「ウェハがロードされている」が真であると判定することができる。実際には、警告メッセージ、エラーメッセージ、プロセスコマンドなどを生成するために、複数のしきい値が使用されうる。
【００４３】
図６に示される別の検出可能な属性は、ウェハが正常にロードされたという確認に続く信号５００の僅かな低下である。この僅かな低下は、キャリアヘッドが研磨プラテンの方に移動し、ウェハが研磨パッドに接触した瞬間に対応する。参照符号５０６は、この接触時を示す。そのすぐ後に、ＣＭＰシステムは「バープ」を実行して、ウェハと研磨パッドの間から空気／ガスを放出させる。このバープステップは、キャリアヘッドの中心から順にプレナムを加圧することによって行われる。これに対し、信号５００は、このようなバープを示す属性を示すようになる。参照符号５０８は、バープ手順を示す。この時、ウェハの異なるゾーンがワーク検出センサから順に離されるため、信号５００が僅かに（上昇傾向を示して）変化する。
【００４４】
バープサイクルの後の信号５００の低下は、研磨プロセス自体の開始に対応している。キャリアヘッドが、ブラダー（すなわち、独立して加圧可能なプレナム）を膨らませて、ウェハを研磨パッドに押圧するため、信号５００が約３．９ボルトに低下する。この膨張により、ウェハがワーク検出センサから離れる。信号５００が３．９ボルトで比較的安定している期間は、研磨工程５１０を示す。研磨工程５１０の終わりで、ＣＭＰシステムは、研磨パッドからウェハを放すために、ウェハのパージを実行しうる。ウェハのパージは、研磨パッドに設けた孔を通して水を供給することによって行われうる。あるいは別法として、ウェハのパージが、適切な導管を使用して研磨パッドの表面に水を供給することによって行われてもよい。通常、ウェハのパージにより、ウェハがワーク検出センサの方に僅かに移動する。したがって、ウェハのパージの開始点で、信号５００が若干上昇する。参照符号５１２は、ウェハのパージ工程を示す。
【００４５】
ウェハのパージ後の信号５００の顕著な上昇は、ブラダーを収縮させることによってキャリアヘッドがウェハを捕捉する動作に対応している。換言すれば、ウェハがロード状態に再び戻る。このとき、通常は、キャリアヘッドが研磨プラテンから離れる（例えば、上昇する）。このウェハ捕捉状態は、参照符号５１４で示される。その後、信号５００の低下は、ウェハのアンロード（参照符号５１６）に対応する。図６に示すように、ＣＭＰ工程の終点のウェハアンロード５１６により、信号５００が低電圧レベル（例えば、３．１７ボルト）に戻る。
【００４６】
図６の例に示すように、ワーク存在信号の属性または特性が分析され、ワークロード状態、ワークアンロード状態および／または特定のワークプロセス中状態が判定されうる。この点に関して、ワークプロセス中状態には、ワークバープ状態、ワーク研磨状態、またはワークパージ中状態などがあるが、これらに限定されない。ワーク検出センサは、通常の動作条件下でこれらの異なる状態を示す特性を有する出力信号を生成するように適切に構成されている。
【００４７】
また、ワーク存在信号は、ＣＭＰ工程中に発生しうる異常な動作状況または状態を検出するために使用することもできる。例えば、キャリアヘッドがワークの捕捉をロスしたか、ロスしそうになった時点を検出することが可能である。この点に関し、図７は、アンロードの前にウェハをロスしそうになった場合の、ＣＭＰ工程のワーク存在信号６００を示す。信号６００の特質および特性の多くは、信号５００（図６）に関して上で説明した。このような共通の特徴および特性は、信号６００についてここに重複して記載することはない。
【００４８】
信号６００は、ウェハのアンロード前に下向きスパイク６０２を有する。このスパイク６０２は、ウェハの完全な捕捉を一時的にロスしたことを示す。しかし、ウェハはアンロードされる前に再び捕捉されている。通常であればウェハがロードされていると考えられる期間に、この種の下向きのスパイクが検出された場合、システムは是正措置を行うことができる。例えば、システムはウェハ再捕捉ルーチンを開始するか、あるいはウェハを研磨プラテンの方に移動させうる。このため、図７は、ワーク存在信号の属性が「ワークロス警告状態」を示しており、プロセスコマンドをトリガする状況を示す。
【００４９】
別の例として、研磨ステップ中にウェハが研磨パッドから外れた、すなわち「浮遊」した時点（すなわち「ハイドロプレーニング」の発生の有無）を検出することが可能である。この点に関し、図８は、ＣＭＰウェハが研磨パッドから外れた場合の、ＣＭＰ工程のワーク存在信号７００を示す。信号７００の特質および特性の多くは、信号５００（図６）に関して上で説明した。このような共通の特徴および特性は、信号７００についてここに重複して記載することはない。
【００５０】
信号７００は、研磨工程中に不連続性７０２（例えば、膨らみ）を有する。この不連続性７０２は、ウェハが研磨パッドから外れて、ワーク存在センサの方に移動したことを示す。しかし、ウェハは、研磨を完了させるために最終的には研磨パッドに押し付けられている。研磨時間中にこの種の不連続性が検出された場合、システムは是正措置を行うことができる。例えば、システムは、研磨ステップを終了させたり、キャリアヘッドの圧力を二重チェックしたり、キャリアヘッドの圧力を上げたり、ウェハのバープを実行してもよい。このため、図８は、ワーク存在信号の属性が「研磨中のワークの外れ状態」を示す状態を示す。
【００５１】
別の例として、ウェハが研磨ステップ中に破損した時点を検出することも可能である。この点に関し、図９は、ウェハが破損した場合の、ＣＭＰ工程のワーク存在信号８００を示す。信号８００の特質および特性の多くは、信号５００（図６）に関して上で説明した。このような共通の特徴および特性は、信号６００についてここに重複して記載することはない。
【００５２】
信号８００は、研磨工程中に発生する不連続性８０２を有する。この不連続性８０２は、ウェハが破損している可能性があることを示す。研磨時間中にこの種の不連続性が検出された場合、システムは是正措置を行うことができる。例えば、システムは、ＣＭＰシステム構成要素の損傷を阻止するために、直ちに研磨を終了しうる。このため、図９は、ワーク存在信号の属性が「ワーク破損状態」を示す状態を示す。実際には、検出される属性が、研磨時間中に予想されるベースライン電圧の変動に対応してもよい。上記に代えて、あるいは上記に加えて、検出される属性が、しきい値スロープを超える信号８００のスロープでもよい。この実施形態の場合、正常な研磨時間中の信号８００のスロープは比較的低い（理想的にはゼロである）。しかし、研磨中にウェハが破損した場合、信号８００のスロープは極めて短時間に（正または負に）顕著に上昇しうる。この例に関して、システムは、図９の破線によって示されるスロープを検出するように構成されうる。
【００５３】
上記の例によって示されるように、ワーク存在信号の属性または特性が分析され、ＣＭＰシステムの異常なまたは正常ではない動作状況または状態が判定され、訂正または対応処置が開始される。このような属性は、キャリアヘッドへのワークの異常ロード、研磨中のワークの破損、ロード／アンロード中のワークの捕捉のロス、研磨パッドからのワークの外れなどを示すが、これらに限定されない。ワーク検出センサは、これらの異なる状態を示す特性を有する出力信号を生成するように適切に構成されている。図１０を再び参照すると、検出された属性によってタスク４１２が変更されうる。例えば、ワーク存在信号がウェハの異常ロードを示す場合、ＣＭＰ制御工程４００は適切な警告メッセージ、警報、指示フラグなどを生成しうる。上記に代えて、あるいは上記に加えて、工程４００は、問題を是正しようとして、キャリアヘッドへのウェハの再ロードを開始してもよい。別の例として、ワーク存在信号がアンローディング中のウェハの捕捉のロスを示す場合、工程４００はアンローディング手順を終了するか、次の動作に移る前にウェハの再捕捉を試みるか、この両方を行ってもよい。更に別の例として、ワーク存在信号が研磨中にワークが破損した可能性を示す場合、工程４００は研磨手順を終了してもよい。
【００５４】
（本明細書に記載するように）連続するアナログ出力を有するワーク存在信号を使用して、プロセスの終点を動的に検出または計算したり、工程をある状態から別の状態に（例えば、「バルク」研磨プロセスから「ソフト」研磨プロセスに）移行すべき時点を決定したり、キャリアヘッドのブラダー内の圧力の調整が必要かどうかを判定したり、ＣＭＰプロセスレシピを動的に調整するなどしてもよいという点に留意すべきである。また、ここで記載した手法および方法は、終点検出（例えば、光反射率測定）、膜厚測定（例えば、渦電流測定）などの他のＣＭＰ監視および制御システムと組み合わせてもよい。
【００５５】
前述のように、ＣＭＰの特定の実施形態は、ウェハの存在を示すアナログ出力を生成する容量センサを使用してもよい。図１１は、ＣＭＰシステム９０２内に配置された例示的な容量センサ９００を示す模式回路図である。図１１は、ＣＭＰシステム９０２のシステムシャーシ９０４の一部を示す。システムシャーシ９０４の電位は、ＣＭＰシステム９０２のシャーシのグラウンドを表す。また、ＣＭＰシステム９０２は、電源９０６、容量センサ９００用のドライバ回路９０８、導電性マウント構造９０９、およびキャパシタ９１０／９１２も備えるが、これらに限定されない。図１１には別個に示されていないが、ＣＭＰシステム９０２は、容量センサ９００用のマウントプラットフォームとして機能するキャリアヘッド（前述のように構成される）も備える。この実施形態では、キャリアヘッドは、ウェハ９１６の保持および処理を支援するブラダー９１４を備える。また、マウント構造９０９は、キャリアヘッド、および関連する空気圧駆動アセンブリのためのマウントプレートとして構成される。実際には、マウント構造９０９、容量センサ９００、ブラダー９１４、およびキャリアヘッド自体は、ＣＭＰシステム９０２の動作中に一体で移動および回転する。
【００５６】
電源９０６は、特定の実施形態では２４Ｖ  ＤＣを供給し、正端子がドライバ回路９０８に結合され、負端子が、システムシャーシ９０４（シャーシグラウンドを供給する）に結合されている。ドライバ回路９０８は、プリント回路基板アセンブリ、プリント回路基板などとして実装されうる。ドライバ回路９０８は、電源９０６によって給電され、容量センサ９００用の起動信号を生成するように適切に構成されている。また、ドライバ回路９０８は、容量センサ９００から戻される信号を受け取って、これを処理するように適切に構成されている。特定の実施形態では、ドライバ回路９０８は、インピーダンス分離回路または構成を備えるか、これと協動しうる。インピーダンス分離回路は、容量センサが低出力インピーダンスを有し、対応するアナログ入力回路が低入力インピーダンスを有する実装で使用されうる。実際には、インピーダンス分離回路は、容量センサの出力とアナログ入力回路間にオペレーショナルアンプを使用してもよい。
【００５７】
キャパシタ９１０は、マウント構造９０９と容量センサ９００の共通（グラウンド）端子との間に接続されている。この接続は、ケーブル、配線、および適切な接続端子を使用して行うことができる。一実施形態では、キャパシタ９１０は、４７ｎＦのキャパシタである。この実施形態では、キャパシタ９１２は、システムシャーシ９０４とドライバ回路９０８の共通（グラウンド）端子との間に接続されている。この接続は、ケーブル、配線、および適切な回路基板の接続端子を使用して行うことができる。一実施形態では、キャパシタ９１２は、４７ｎＦのキャパシタである。キャパシタ９１０／９１２は、センサ信号の品質および安定性を改善する電源９０６用のＡＣ電流経路を提供する。例えば、ＣＭＰシステム９０２の動作中に、一部のＡＣ電流が、容量センサ９００からウェハ９１６へ、ＣＭＰシステム９０２が保持する水９２２を介して、システムシャーシ９０４に通じる経路（参照符号９２０によって表される）を通る。図１１では、水９２２を、ウェハ９１６とシステムシャーシ９０４間の抵抗として示す。また、一部のＡＣ電流が、容量センサ９００からウェハ９１６へ、水９２２を介して導電性マウント構造９０９へ、キャパシタ９１０を介して容量センサ９００のグラウンドで終端する経路（参照符号９２４によって表される）を流れる。更に、一部のＡＣ電流が、容量センサ９００からウェハ９１６へ、水９２２を介してシステムシャーシ９０４へ、更にキャパシタ９１２を介してドライバ回路９０８のグラウンドで終端する経路（参照符号９２６によって表される）を流れる。
【００５８】
この回路構成と、キャパシタ９１０／９１２の使用により、（容量センサ９００の駆動に使用される）より多くのＡＣ電流が電源９０６に戻るようになる。これにより、測定されたセンサ信号のノイズが低減し、上で説明した存在検出の精度が改善される。キャリアヘッドの回転の有無を問わず、キャパシタ９１０／９１２がそれぞれの導電路に存在し、このため、ＣＭＰサイクルにわたって矛盾のない出力信号品質を供給することができる。
【００５９】
上記の詳細な説明において、少なくとも１つの代表的な実施形態を示したが、数多くの変形例が存在することを理解されたい。各実施形態の１以上の例示的な実施形態は例に過ぎず、クレームされている主題の範囲、利用可能性または構成をいかなる形であれ制限することを意図するものではないことが理解されるべきである。上記の詳細な説明は、当業者にとって、１以上の記載の実施形態を実装するうえで有用な道標となる。本特許出願の出願時に知られている均等物と予見可能な均等物とを含む特許請求の範囲によって規定される範囲を逸脱することなく、構成要素の機能および配置をさまざまに変更することができることを理解すべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
2011509190.tif 000015
2011509190.tif 000016