(57)【要約】      （修正有）【課題】ウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生をリアルタイムで精度良く検出し、また、従来のウェーハ割れ等の光学的検出方式に比べて安価とする。【解決手段】発振器における発振周波数を特定するインダクタンスを持つ平面状インダクタ３４を備えた静電結合分布インダクタンス型センサ３２を研磨ヘッド３もしくはプラテン２のいずれかに組み込み、ウェーハＷを平面状インダクタ３４に静電結合させてウェーハＷに割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常が発生した場合にインダクタンスを変化させ、インダクタンスの変化に基づく発振器の発振周波数の変化からウェーハ異常発生を検出する。【選択図】図３
2007311503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するプラテンの表面に設けられた研磨パッドに、研磨ヘッドに保持されたウェーハを回転させながら押しつけて研磨する化学機械研磨における前記ウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生を検出するウェーハ異常発生検出装置であって、
発振器における発振周波数を特定するインダクタンスを持つ平面状インダクタを備えた静電結合分布インダクタンス型センサを前記研磨ヘッドもしくは前記プラテンのいずれかに組み込み、前記ウェーハと前記平面状インダクタとの間で静電結合を引きおこし、前記ウェーハに前記割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常が発生した場合に前記インダクタンスを変化させ、該インダクタンスの変化に基づく前記発振器の発振周波数の変化から前記ウェーハ異常発生を検出するように構成してなることを特徴とする静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置。
【請求項２】
上記研磨ヘッドに、複数の上記静電結合分布インダクタンス型センサを組み込んでなることを特徴とする請求項１記載の静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置。
【請求項３】
上記プラテンに、複数の上記静電結合分布インダクタンス型センサを組み込んでなることを特徴とする請求項１記載の静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置に関するものであり、特に、ウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生をリアルタイムで精度良く検出することが可能な静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置に関連する従来技術として、例えば次のような化学機械研磨装置が知られている。この従来技術は、表面に研磨パッドを有し、回転するプラテンと、ウェーハを前記研磨パッドに押し付けるように保持しながら回転するウェーハ保持機構とを備え、ウェーハを研磨する化学機械研磨装置において、前記プラテンと研磨パッドとを透明とし、ビデオカメラ等の撮像装置を使用して研磨中のウェーハを撮影し、その画像出力を画像処理装置で処理してウェーハの外形を光学的に検出している。そして、ウェーハの外形検出結果から、その外形変化具合を算出し、算出したウェーハの外形変化具合が、通常状態と大きく異なる変化をしたときにウェーハ割れ等の研磨異常が発生したと判定している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置に関連する他の従来技術として、例えば次のような距離測定用ＩＣが知られている。この従来技術は、パッケージに内蔵している発振器と、前記パッケージに配設されるとともに前記発振器に接続されて該発振器の発振周波数を特定する平面状インダクタとを備えている。ＩＣのパッケージ表面に導電性物質が接近すると、前記平面状インダクタによって前記発振器の発振周波数が変化する。該発振周波数を検出して導電性物質の接近距離を検出することができる。測定時間を短くするため、高い周波数の電流を前記平面状インダクタに流し、その表面に発生する静電気的な誘導を有効に利用している。用途として、ロボット・アームの位置計測による該アームの制御や、位置検出器の内部に格納することによる圧力検出等がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５９９７９号公報（第４〜５頁、図２）。
【特許文献２】特許第３３５２６１９号公報（第２〜４頁、図１８）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の従来技術においては、ウェーハの光学的な外形検出に、ビデオカメラ等の撮像装置及びその画像出力を処理するための画像処理装置を必要としている。このため、ウェーハの研磨異常発生を検出する装置が高価なものとなっている。
【０００５】
特許文献２に記載の従来技術においては、発振器と、該発振器に接続されて該発振器の発振周波数を特定する平面状インダクタとを備えて構成されているが、用途として、ロボット・アームの位置計測による該アームの制御や、位置検出器の内部に格納して圧力検出等に使用されている。
【０００６】
そこで、ウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生をリアルタイムで精度良く検出し、また、従来のウェーハ割れ等の光学的検出方式に比べて安価とするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、回転するプラテンの表面に設けられた研磨パッドに、研磨ヘッドに保持されたウェーハを回転させながら押しつけて研磨する化学機械研磨における前記ウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生を検出するウェーハ異常発生検出装置であって、発振器における発振周波数を特定するインダクタンスを持つ平面状インダクタを備えた静電結合分布インダクタンス型センサを前記研磨ヘッドもしくは前記プラテンのいずれかに組み込み、前記ウェーハと前記平面状インダクタとの間で静電結合を引きおこし、前記ウェーハに前記割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常が発生した場合に前記インダクタンスを変化させ、該インダクタンスの変化に基づく前記発振器の発振周波数の変化から前記ウェーハ異常発生を検出するように構成してなる静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置を提供する。
【０００８】
この構成によれば、研磨ヘッドもしくは前記プラテンのいずれかに組み込まれた静電結合分布インダクタンス型センサにおける平面状インダクタに発振器で発振されたＭＨｚオーダーの高周波数の電流を流すと、該平面状インダクタとウェーハ間の静電結合によりウェーハの表面部に、平面状インダクタ側と符号が異なる電荷が出現する。誘導された該電荷によってウェーハ側に流れる電流の方向と、平面状インダクタ側を流れる電流の方向とは逆向きである。
【０００９】
平面状インダクタを流れる電流は空間的に磁力線を発生し、発生した磁力線が該平面状インダクタ自身を流れる電流と電磁気的に結合することにより、自己インダクタンスを形成する。この自己インダクタンスが平面状インダクタのインダクタンスに相当する。
【００１０】
一方、ウェーハ側に流れる電流も空間的に磁力線を発生する。該ウェーハ側の電流の方向と平面状インダクタ側の電流の方向とは逆向きであるので、ウェーハ側の電流で発生する磁力線の方向は、平面状インダクタ側の電流で発生する磁力線の方向の逆である。したがって、平面状インダクタ側で発生する磁力線は、ウェーハ側で発生する磁力線によって打ち消され、この打ち消された分だけ小さくなる。
【００１１】
ウェーハが正常な研磨状態にあると、平面状インダクタ側で発生する磁力線に対する前記打ち消し分に大きな変動はなく、平面状インダクタのインダクタンスは、前記磁力線の打ち消し分に相当する分だけ等価的に減少した値を保持する。そして、発振器は、平面状インダクタにおけるその保持されたインダクタンスで特定される周波数の信号を発振する。
【００１２】
これに対し、ウェーハに割れによる異常が発生すると、静電結合により該ウェーハ側に流れる電流が大きく減少する。このため、前記磁力線の打ち消し分が大きく減少して前記平面状インダクタのインダクタンスが等価的に大きく増加する。この結果、発振器の発振周波数が大きく減少し、この発振周波数の大きな減少からウェーハの割れによる異常発生が検出される。
【００１３】
また、ウェーハが外部に飛び出るスリップアウトによる異常が発生すると、前記磁力線の打ち消し分が消滅して前記平面状インダクタのインダクタンスは、さらに大きく増加する。この結果、発振器の発振周波数は、前記ウェーハ割れによる異常発生の場合よりも大きく減少し、この発振周波数のさらに大きな減少からウェーハのスリップアウトによる異常発生が検出される。前記発振器の各発振周波数は周波数カウンタを用いて測定することが可能である。
【００１４】
請求項２記載の発明は、上記研磨ヘッドに、複数の上記静電結合分布インダクタンス型センサを組み込んでなる静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生
検出装置を提供する。
【００１５】
この構成によれば、研磨ヘッドに組み込まれた複数の各静電結合分布インダクタンス型センサにより、上記請求項１記載の発明の作用と同様のウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生の検出作用が得られる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、上記プラテンに、複数の上記静電結合分布インダクタンス型センサを組み込んでなる静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置を提供する。
【００１７】
この構成によれば、プラテンに組み込まれた複数の各静電結合分布インダクタンス型センサにより、上記請求項１記載の発明の作用と同様のウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生の検出作用が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明は、発振器における発振周波数を特定するインダクタンスを持つ平面状インダクタを備えた静電結合分布インダクタンス型センサを前記研磨ヘッドもしくは前記プラテンのいずれかに組み込み、前記ウェーハと前記平面状インダクタとの間で静電結合を引きおこし、前記ウェーハに前記割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常が発生した場合に前記インダクタンスを変化させ、該インダクタンスの変化に基づく前記発振器の発振周波数の変化から前記ウェーハ異常発生を検出するように構成したので、ウェーハに割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常が発生したとき、平面状インダクタのインダクタンスが等価的に大きく増加して発振器の発振周波数が大きく減少することから、ウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生をリアルタイムで精度良く検出することができる。また、平面状インダクタを含む発振器を主体として構成された静電結合分布インダクタンス型センサは、従来の撮像装置及び画像処理装置等を備えてウェーハ割れ等を光学的に検出する方式に比べて安価であるという利点がある。
【００１９】
請求項２記載の発明は、上記研磨ヘッドに、複数の上記静電結合分布インダクタンス型センサを組み込んだので、研磨ヘッドに組み込まれた複数の静電結合分布インダクタンス型センサでウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生を監視することで、該ウェーハ異常発生の検出確率を向上させることができるという利点がある。
【００２０】
請求項３記載の発明は、上記プラテンに、複数の上記静電結合分布インダクタンス型センサを組み込んだので、プラテンに組み込まれた複数の静電結合分布インダクタンス型センサでウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生を監視することで、該ウェーハ異常発生の検出確率を向上させることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生をリアルタイムで精度良く検出し、また、従来のウェーハ割れ等の光学的検出方式に比べて安価とするという目的を、回転するプラテンの表面に設けられた研磨パッドに、研磨ヘッドに保持されたウェーハを回転させながら押しつけて研磨する化学機械研磨における前記ウェーハの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生を検出するウェーハ異常発生検出装置であって、発振器における発振周波数を特定するインダクタンスを持つ平面状インダクタを備えた静電結合分布インダクタンス型センサを前記研磨ヘッドもしくは前記プラテンのいずれかに組み込み、前記ウェーハと前記平面状インダクタとの間で静電結合を引きおこし、前記ウェーハに前記割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常が発生した場合に前記インダクタンスを変化させ、該インダクタンスの変化に基づく前記発振器の発振周波数の変化から前記ウェーハ異常発生を検出することにより実現した。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の好適な一実施例を図面に従って詳述する。図１は静電結合分布インダクタンス型センサが組み込まれた化学機械研磨装置の斜視図、図２は研磨ヘッドの拡大縦断面図、図３は静電結合分布インダクタンス型センサが研磨ヘッドに組み込まれた状態を説明するための概略構成図、図４は静電結合分布インダクタンス型センサのブロック図である。
【００２３】
まず、本実施例に係る静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置の構成を、化学機械研磨装置の構成から説明する。図１において化学機械研磨装置１は、主としてプラテン２と、研磨ヘッド３とから構成されている。前記プラテン２は、円盤状に形成され、その下面中央には回転軸４が連結されており、モータ５の駆動によって矢印Ａ方向へ回転する。前記プラテン２の上面には研磨パッド６が貼着されており、該研磨パッド６上に図示しないノズルから研磨剤（スラリー）が供給される。
【００２４】
前記研磨ヘッド３は、図２に示すように、主としてヘッド本体７、キャリア８、リテーナリング９、リテーナリング押圧手段１０、弾性シート１１、キャリア押圧手段１６及びエアー等の制御手段で構成されている。
【００２５】
前記ヘッド本体７は円盤状に形成され、その上面中央に回転軸１２（図１参照）が連結されている。該ヘッド本体７は前記回転軸１２に軸着されて図示しないモータで駆動され図１の矢印Ｂ方向に回転する。
【００２６】
前記キャリア８は円盤状に形成され、前記ヘッド本体７の中央に配設されている。該キャリア８の上面中央部とヘッド本体７の中央下部との間にはドライプレート１３が設けられており、ピン１４，１４を介してヘッド本体７から回転が伝達される。
【００２７】
前記ドライプレート１３の中央下部と前記キャリア８の中央上部との間には作動トランス本体１５ａが固定されており、さらにキャリア８の中央上部には作動トランス１５のコア１５ｂが固定され、図示しない制御部に連結されてウェーハＷの研磨状態信号を該制御部に出力している。
【００２８】
前記キャリア８の上面周縁部にはキャリア押圧部材１６ａが設けられており、該キャリア８は該キャリア押圧部材１６ａを介してキャリア押圧手段１６から押圧力が伝達される。
【００２９】
前記キャリア８の下面にはエアーフロートライン１７から弾性シート１１にエアーを噴射するためのエアー吹出し口１９が設けられている。該エアーフロートライン１７にはエアーフィルタ２０及び自動開閉バルブＶ１を介してエアー供給源である給気ポンプ２１に接続されている。前記エアー吹出し口１９からのエアーの吹出しは前記自動開閉バルブＶ１の切替えによって実行される。
【００３０】
前記キャリア８の下面にはバキューム及び必要によりＤＩＷ（純水）又はエアーを吹き出すための孔２２が形成されている。該エアーの吸引は真空ポンプ２３の駆動によって実行され、そして、自動開閉バルブＶ２をバキュームライン２４に設け、該自動開閉バルブＶ２の切替えによって該バキュームライン２４を介し、バキューム及びＤＩＷの送給が実行される。
【００３１】
前記エアーフロートライン１７からのエアー送給及びバキュームライン２４からのバキューム作用及びＤＩＷの送給等は制御部からの指令信号によって実行される。
【００３２】
なお、前記キャリア押圧手段１６は、ヘッド本体７下面の中央部周縁に配置され、キャリア押圧部材１６ａに押圧力を与えることにより、これに結合されたキャリア８に押圧力を伝達する。このキャリア押圧手段１６は、好ましくはエアーの吸排気により膨脹収縮するゴムシート製のエアバック２５で構成される。該エアバック２５にはエアーを供給するための図示しない空気供給機構が連結されている。
【００３３】
前記リテーナリング９はリング状に形成され、キャリア８の外周に配置されている。このリテーナリング９は研磨ヘッド３に設けられたリテーナリングホルダ２７に取り付けられ、その内周部に前記弾性シート１１が張設されている。
【００３４】
前記弾性シート１１は円形状に形成され、複数の孔２２が開穿されている。該弾性シート１１は、周縁部がリテーナリング９とリテーナリングホルダ２７との間で挟持されることにより、リテーナリング９の内側に張設される。
【００３５】
前記弾性シート１１が張設されたキャリア８の下部には、キャリア８と弾性シート１１との間にエアー室２９が形成されている。ウェーハＷは該エアー室２９を介してキャリア８に押圧される。前記リテーナリングホルダ２７はリング状に形成された取付部材３０にスナップリング３１を介して取り付けられている。該取付部材３０にはリテーナリング押圧部材１０ａが連結されている。リテーナリング９は、このリテーナリング押圧部材１０ａを介してリテーナリング押圧手段１０からの押圧力が伝達される。
【００３６】
リテーナリング押圧手段１０はヘッド本体７の下面の外周部に配置され、リテーナリング押圧部材１０ａに押圧力を与えることにより、これに結合しているリテーナリング９を研磨用パッド６に押し付ける。このリテーナリング押圧手段１０も好ましくは、キャリア押圧手段１６と同様に、ゴムシート製のエアバック１６ｂで構成される。該エアバック１６ｂにはエアーを供給するための図示しない空気供給機構が連結されている。
【００３７】
そして、上記のように構成された研磨ヘッド３におけるキャリア８の部分に、発振器における発振周波数を特定するインダクタンスとなる平面状インダクタを備えた静電結合分布インダクタンス型センサ３２が組み込まれている。
【００３８】
該静電結合分布インダクタンス型センサ３２の主体を構成している前記発振器３３は、図４に示すように、インダクタンスＬとなる平面状インダクタ３４に、キャパシタンスＣとなる集中型キャパシタ３５が直列に接続されて、ＬＣ回路が構成されている。ＬＣ回路からの出力信号はオペアンプ等で構成された増幅器３６に入力されている。
【００３９】
該増幅器３６の出力は、抵抗等で構成されたフィードバック・ネットワーク３７と周波数カウンタ３８に入力されている。フィードバック・ネットワーク３７の出力信号が、平面状インダクタ３４にポジティブ・フィードバックされることにより、該平面状インダクタ３４を含めて発振器３３が構成されている。前記周波数カウンタ３８からウェーハ異常発生を示す信号が、図示しないスリップリングを介して外部に出力される。
【００４０】
前記平面状インダクタ３４は、絶縁物からなる基板３４ａ上に、銅等の導電物質を用いてメアンダ型に構成されている。該平面状インダクタ３４は、図示のメアンダ型の他に、スパイラル型に構成してもよい。
【００４１】
図４に示した前記発振器３３は、平面状インダクタ３４を除いた他の構成部品ないしは回路がＩＣ（集積回路）化されてパッケージ３２ａに内装されている。前記平面状インダクタ３４は、薄い絶縁膜で被覆されて前記パッケージ３２ａの表面に固定されている。図
３に示すように、パッケージ化された静電結合分布インダクタンス型センサ３２が研磨ヘッド３に組み込まれるとき、前記平面状インダクタ３４が下側に位置してウェーハＷと対向するように組み込まれている。
【００４２】
次に、上述のように構成された静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置が組み込まれた化学機械研磨装置の研磨作用及びウェーハ異常発生検出動作を説明する。
【００４３】
なお、本実施例で研磨が行われる前記ウェーハＷは、Ｃｕ等の導電性膜を形成して成る半導体ウェーハを含み、また化学機械研磨は、前記半導体ウェーハの導電性膜のうち不要部分を除去して配線層を形成する場合における該除去のための研磨も含む。
【００４４】
まず、研磨ヘッド３を図示しない移動機構により所定箇所に待機中の非研磨ウェーハ上に載置する。そして、該研磨ヘッド３のバキュームライン２４を作動させ、バキューム口１９ａ及び孔２２（バキューム孔）を介して弾性シート１１下面のエアー室２９を真空にし、これにより前記非研磨ウェーハを吸着保持し、そして、前記移動機構により、該非研磨ウェーハを吸着保持した研磨ヘッド３をプラテン２上に運び、該非研磨ウェーハを該プラテン２上に貼着されている研磨パッド６上に載置する。
【００４５】
前記バキュームライン２４はウェーハＷの研磨作業が終了したとき、再び、該バキュームライン２４の作動により研磨ウェーハを該研磨ヘッド３によって吸着保持し、図示しない洗浄装置へ搬送するときにも用いられる。
【００４６】
次いで、前記バキュームライン２４の作動を解除し、図示しないポンプからエアバック２５にエアーを供給して該エアバック２５を膨らませる。これと同時にキャリア８に設けたエアー吹出し口１９からエアー室２９にエアーを供給する。これにより、エアー室２９の内圧が高くなる。
【００４７】
前記エアバック２５の膨らみによって、ウェーハＷとリテーナリング９が所定の圧力で研磨パッド６に押し付けられる。この状態でプラテン２を図１の矢印Ａ方向に回転させるとともに研磨ヘッド３を図１の矢印Ｂ方向に回転させる。そして、回転する研磨パッド６上に図示しないノズルからスラリーを供給してウェーハＷの下面を研磨パッド６により研磨する。
【００４８】
そして、該研磨中のウェーハＷに対し、静電結合分布インダクタンス型センサ３２により、次のように該ウェーハＷの異常発生が監視される。静電結合分布インダクタンス型センサ３２における平面状インダクタ３４に発振器３３で発振されたＭＨｚオーダーの高周波数の電流が流れると、該平面状インダクタ３４とウェーハＷ間の静電結合により、ウェーハＷにおける前記平面状インダクタ３４との対向面に、平面状インダクタ３４側と符号が異なる電荷が出現する。誘導された該電荷によってウェーハＷ側に流れる電流の方向と、平面状インダクタ３４側を流れる電流の方向とは逆向きである。
【００４９】
平面状インダクタ３４を流れる電流は空間的に磁力線を発生し、発生した磁力線が該平面状インダクタ３４自身を流れる電流と電磁気的に結合することにより、自己インダクタンスを形成する。この自己インダクタンスが平面状インダクタのインダクタンスＬに相当する。
【００５０】
一方、ウェーハＷ側に流れる電流も空間的に磁力線を発生する。該ウェーハＷ側の電流の方向と平面状インダクタ側の電流の方向とは逆向きであるので、ウェーハＷ側の電流で発生する磁力線の方向は、平面状インダクタ３４側の電流で発生する磁力線の方向の逆で
ある。したがって、平面状インダクタ３４側で発生する磁力線は、ウェーハＷ側で発生する磁力線によって打ち消され、この打ち消された分だけ小さくなる。
【００５１】
ウェーハＷが正常な研磨状態にあると、平面状インダクタ３４側で発生する磁力線に対する前記打ち消し分に大きな変動はなく、平面状インダクタ３４のインダクタンスは、前記磁力線の打ち消し分に相当する分だけ等価的に減少した値を保持する。そして、発振器３３は、平面状インダクタ３４におけるその保持されたインダクタンスで特定される周波数の信号を発振する。
【００５２】
これに対し、ウェーハＷに割れによる異常が発生すると、静電誘導により該ウェーハＷ側に流れる電流が大きく減少する。このため、前記磁力線の打ち消し分が大きく減少して前記平面状インダクタ３４のインダクタンスが等価的に大きく増加する。この結果、発振器３３の発振周波数が大きく減少し、この発振周波数の大きな減少からウェーハＷの割れによる異常発生が検出される。
【００５３】
また、ウェーハＷが外部に飛び出るスリップアウトによる異常が発生すると、前記磁力線の打ち消し分が消滅して前記平面状インダクタ３４のインダクタンスは、さらに大きく増加する。この結果、発振器３３の発振周波数は、前記ウェーハ割れによる異常発生の場合よりも大きく減少し、この発振周波数のさらに大きな減少からウェーハＷのスリップアウトによる異常発生が検出される。前記発振器３３の各発振周波数は前記周波数カウンタ３８を用いて測定することが可能である。
【００５４】
上記の静電結合分布インダクタンス型センサ３２によるウェーハ異常発生の監視は、研磨中のウェーハＷを監視対象とする場合のみについて述べたが、研磨前の準備段階において、非研磨ウェーハを研磨ヘッド３に吸着保持して移動機構によりプラテン２上に運ぶ段階時にも静電結合分布インダクタンス型センサ３２を作動させてウェーハ異常発生の監視を行うと、該非研磨ウェーハの運ぶ段階時におけるウェーハ割れ発生や研磨ヘッド３への吸着ミス等を検出することもできる。
【００５５】
なお、本実施例に係るパッケージ化された静電結合分布インダクタンス型センサ３２は、研磨ヘッド３に２以上の複数個を組み込むこともできる。この組み込み態様をとったときは、複数の静電結合分布インダクタンス型センサ３２により、ウェーハＷの異常発生が監視されて、ウェーハＷの異常発生の検出確率が向上する。
【００５６】
また、図５に示すように、パッケージ化された静電結合分布インダクタンス型センサ３２は、プラテン２側に組み込むこともできる。静電結合分布インダクタンス型センサ３２をプラテン２側に組み込んだ場合においても、上述の研磨ヘッド３側に組み込んだ場合とほぼ同様のウェーハ異常発生検出動作が得られる。前記周波数カウンタ３８からの発振周波数出力信号は、プラテン２の回転軸４に取り付けられたスリップリング３９を介して外部に取り出される。
【００５７】
上述したように、本実施例に係る静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置においては、ウェーハＷに割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常が発生したとき、平面状インダクタ３４のインダクタンスが等価的に大きく増加して発振器３３の発振周波数が大きく減少することから、ウェーハＷの割れ及びスリップアウトを含むウェーハ異常発生をリアルタイムで精度良く検出することができる。
【００５８】
発振器３３及び平面状インダクタ３４等で構成された静電結合分布インダクタンス型センサ３２は、従来の撮像装置及び画像処理装置等を備えてウェーハ割れ等を光学的に検出する方式に比べて安価である。
【００５９】
研磨ヘッド３に、複数の静電結合分布インダクタンス型センサ３２を組み込んだ構成としたときには、ウェーハ異常発生の検出確率を向上させることができる。
【００６０】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が該改変されたものにも及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例に係る静電結合分布インダクタンス型センサを用いたウェーハ異常発生検出装置が組み込まれた化学機械研磨装置の斜視図。
【図２】図１の化学機械研磨装置における研磨ヘッドの拡大縦断面図。
【図３】静電結合分布インダクタンス型センサが研磨ヘッドに組み込まれた状態を説明するための図１の概略構成図。
【図４】図１の静電結合分布インダクタンス型センサのブロック図。
【図５】静電結合分布インダクタンス型センサがプラテンに組み込まれた状態を説明するための図１の概略構成図。
【符号の説明】
【００６２】
１    化学機械研磨装置
２    プラテン
３    研磨ヘッド
６    研磨パッド
３２    静電結合分布インダクタンス型センサ
３３    発振器
３４    平面状インダクタ
【図１】
2007311503.tif 000003
【図２】
2007311503.tif 000004
【図３】
2007311503.tif 000005
【図４】
2007311503.tif 000006
【図５】
2007311503.tif 000007