本發(fā)明涉及適用于檢測形成于半導體晶片等基板的表面的金屬膜等導電性膜的渦電流傳感器。

背景技術：

近年來，伴隨著半導體元件的高集成化，電路的配線也細微化，配線間距離也逐漸變得更加狹窄。在此，需要使作為研磨對象物的半導體晶片的表面平坦化，作為該平坦化法的一種方法是利用研磨裝置進行研磨(拋光)。

研磨裝置具有：用于保持用來對研磨對象物進行研磨的研磨墊的研磨臺；用于保持研磨對象物并將其按壓到研磨墊的頂環(huán)。研磨臺和頂環(huán)分別利用驅(qū)動部(例如電動機)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。使包含研磨劑的液體(料漿)在研磨墊上流動，將保持于頂環(huán)的研磨對象物安放于此，從而對研磨對象物進行研磨。

在研磨裝置中，在研磨對象物的研磨不充分時，不能形成電路間的絕緣，可能產(chǎn)生短路，另外，在過度研磨的情況下，會有配線的截面積減小而導致阻值上升，或配線本身被完全除去，而不能形成電路本身等問題。因此，在研磨裝置中，需要檢測最適當?shù)难心ソK點。

作為如上所述的技術，存在日本特開2012-135865號以及日本特開2013-58762號記載的技術。在這些技術中，使用了螺線管型或螺旋型的線圈。

專利文獻1:日本特開2012-135865號

專利文獻2:日本特開2013-58762號

發(fā)明所要解決的課題

近年來，為了減小半導體晶片的邊緣附近的不良品率，要求測定更靠近半導體晶片的邊緣的膜厚，并想要利用In-situ的閉環(huán)控制來進行膜厚控制。

另外，在頂環(huán)中，有利用了空氣壓力等的氣袋頭部的方式。氣袋頭部具有同心狀的多個氣袋。為了提高渦電流傳感器的半導體晶片的表面的凹凸的分辨率，而利用寬度較窄的氣袋進行膜厚控制，有想要測定更窄范圍的膜厚的要求。

但是，在螺線管型或螺旋型的線圈中，難以使磁通變細，窄范圍的測定有界限。

在特開2009-204342號中，記載了在渦電流傳感器的磁心內(nèi)部產(chǎn)生電磁波的尺寸共振，在比磁心的截面積更小的范圍內(nèi)，集中產(chǎn)生磁場。由于該磁場施加于金屬膜，因此能夠獲得比渦電流傳感器的磁心的截面積更小的空間分辨率。但是，在利用電磁波的尺寸共振的情況下，雖然磁通變細，但會有磁通減弱(磁場減弱)的缺點。

此外，關于尺寸共振，在特開2009-204342號中，記載了“在渦電流傳感器的磁心材料使用了施加磁特性而使感應電特性顯著的Mn-Zn鐵素體等的情況下，例如，在MHz帶的高頻勵磁下，公知的是磁心內(nèi)部的電磁波成為駐波的現(xiàn)象，并將其稱為尺寸共振。在駐波的波峰的部分使磁通集中，使其磁場產(chǎn)生面積(磁通截面積)比磁心的磁路截面積更小，并將該磁通施加在樣品上”。

技術實現(xiàn)要素：

在此，本發(fā)明的一方式以測定更窄范圍的膜厚，而改善晶片的研磨平坦性為課題。

用于解決技術課題的手段

根據(jù)本申請發(fā)明的研磨裝置的第一方式，提供一種渦電流傳感器，該渦電流傳感器配置在形成有導電性膜的基板的附近，該渦電流傳感器的特征在于，具有：芯部和線圈部，所述芯部具有共通部和連接于所述共通部的端部的四根懸臂梁狀部，相對于所述共通部，第一所述懸臂梁狀部以及第二所述懸臂梁狀部配置在第三所述懸臂梁狀部以及第四所述懸臂梁狀部的相反側(cè)，所述第一懸臂梁狀部以及所述第三懸臂梁狀部配置于所述共通部的一方的端部，所述第二懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部配置于所述共通部的另一方的端部，所述線圈部具有：勵磁線圈，所述勵磁線圈配置于所述共通部，能夠在所述導電性膜形成渦電流；檢測線圈，所述檢測線圈配置于所述第一懸臂梁狀部以及第二所述懸臂梁狀部中的至少一方，能夠檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流；以及虛擬線圈，所述虛擬線圈配置在第三所述懸臂梁狀部以及第四所述懸臂梁狀部中的至少一方，從所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部分別與所述共通部連接的部分遠離的所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，從所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部分別與所述共通部連接的部分遠離的所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接。

根據(jù)本申請發(fā)明的第二方式，一種渦電流傳感器，該渦電流傳感器配置在形成有導電性膜的基板的附近，該渦電流傳感器的特征在于，具有：傳感器部和配置在所述傳感器部的附近的虛擬部，所述傳感器部具有傳感器芯部和傳感器線圈部，所述傳感器芯部具有傳感器共通部、以及連接于所述傳感器共通部的第一懸臂梁狀部和第二懸臂梁狀部，所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部彼此相對配置，所述虛擬部具有虛擬芯部和虛擬線圈部，所述虛擬芯部具有虛擬共通部、以及連接于所述虛擬共通部的第三懸臂梁狀部和第四懸臂梁狀部，所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部彼此相對配置，所述傳感器線圈部具有：傳感器勵磁線圈，所述傳感器勵磁線圈配置于所述傳感器共通部，能夠在所述導電性膜形成渦電流；以及檢測線圈，所述檢測線圈配置于所述第一懸臂梁狀部以及第二所述懸臂梁狀部中的至少一方，能夠檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流，所述虛擬線圈部具有：配置于所述虛擬共通部的虛擬勵磁線圈；以及配置于所述第三懸臂梁狀部和第四所述懸臂梁狀部中的至少一方的虛擬線圈，從所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部分別與所述傳感器共通部連接的部分遠離的所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，從所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部分別與所述虛擬共通部連接的部分遠離的所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，所述傳感器部以及所述虛擬部從靠近所述基板的位置朝向遠離所述基板的位置，以所述傳感器部、所述虛擬部的順序配置。

本申請發(fā)明的研磨裝置的第三方式，提供一種渦電流傳感器，該渦電流傳感器配置在形成有導電性膜的基板的附近，該渦電流傳感器的特征在于，具有：壺形芯，所述壺形芯具有底面部、設于所述底面部的中央的磁心部、設于所述底面部的周圍的周壁部，所述壺形芯為磁性體；勵磁線圈，所述勵磁線圈配置于所述磁心部，在所述導電性膜中形成渦電流；以及檢測線圈，所述檢測線圈配置于所述磁心部，檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流，所述磁性體的相對電容率為5～15，相對導磁率為1～300，所述磁心部的外形尺寸為50mm以下，在所述勵磁線圈上施加有頻率為2～30MHz的電信號。

本申請發(fā)明的第四方式，一種渦電流傳感器，該渦電流傳感器配置在形成有導電性膜的基板的附近，該渦電流傳感器的特征在于，具有：第一壺形芯和配置于所述第一壺形芯的附近的第二壺形芯，所述第一壺形芯以及所述第二壺形芯是磁性體，所述第一壺形芯以及所述第二壺形芯分別具有底面部、設于所述底面部的中央的磁心部、設于所述底面部的周圍的周壁部，所述渦電流傳感器具有：第一勵磁線圈，所述第一勵磁線圈配置于所述第一壺形芯的所述磁心部，在所述導電性膜形成渦電流；檢測線圈，所述檢測線圈配置在所述第一壺形芯的所述磁心部，檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流；第二勵磁線圈，所述第二勵磁線圈配置于所述第二壺形芯的所述磁心部；以及虛擬線圈，所述虛擬線圈配置于所述第二壺形芯的所述磁心部，所述第一壺形芯的所述磁心部的軸向與所述第二壺形芯的所述磁心部的軸向一致，所述第一壺形芯以及所述第二壺形芯從靠近所述基板的位置朝向遠離所述基板的位置，以所述第一壺形芯、所述第二壺形芯的順序配置。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明一實施方式的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖2是表示研磨臺、渦電流傳感器及半導體晶片之間的關系的俯視圖。

圖3是表示渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)的圖，圖3(a)是表示渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)的框圖，如圖3(b)是渦電流傳感器的等價電路圖。

圖4(a)、4(b)是對比表示以往的渦電流傳感器和本發(fā)明一實施方式的渦電流傳感器的圖，圖4(a)是表示以往的渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)例的概略圖，圖4(b)是表示本發(fā)明一實施方式的渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)例的概略圖。

圖5是圖4(b)的渦電流傳感器1-50的放大圖。

圖6是表示在渦電流傳感器1-50的周圍配置由金屬材料構(gòu)成的筒狀部件即外周部1-210的示例的概略圖。

圖7是表示向渦電流傳感器的軸向延伸的四個槽1-226的圖。

圖8是表示渦電流傳感器的其他結(jié)構(gòu)的圖。

圖9是表示渦電流傳感器的各線圈的連接例的概略圖。

圖10是表示渦電流傳感器的同步檢波電路的框圖。

圖11是表示進行膜厚控制的方法的框圖。

圖12是表示渦電流傳感器在半導體晶片上進行掃描的軌跡的示意圖。

圖13是表示渦電流傳感器在半導體晶片上進行掃描的軌跡的示意圖。

圖14是表示在研磨中進行的壓力控制的動作的一例的流程圖。

圖15是表示本發(fā)明一實施方式的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。

圖16是表示研磨臺、渦電流傳感器及半導體晶片之間的關系的俯視圖。

圖17是表示渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)的圖，圖17(a)是表示渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)的框圖，圖17(b)是渦電流傳感器的等價電路圖。

圖18(a)、18(b)是對比表示以往的渦電流傳感器與本發(fā)明的渦電流傳感器的圖，圖18(a)是表示以往的渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)例的概略圖，圖18(b)是表示本發(fā)明的渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)例的概略圖。

圖19是表示壺形芯2-60的詳細形狀的圖。

圖20是表示在渦電流傳感器2-50的周圍配置由金屬材料構(gòu)成的筒狀部件即外周部2-210的示例的概略圖。

圖21是表示向磁心部2-61b的軸向延伸的四個槽2-226的圖。

圖22是表示渦電流傳感器的其他結(jié)構(gòu)的圖。

圖23是表示渦電流傳感器的各線圈的連接例的概略圖。

圖24是表示渦電流傳感器的同步檢波電路的框圖。

圖25是表示進行膜厚控制的方法的框圖。

圖26是表示渦電流傳感器在半導體晶片上進行掃描的軌跡的示意圖。

圖27是表示渦電流傳感器在半導體晶片上進行掃描的軌跡的示意圖。

圖28是表示在研磨中進行的壓力控制的動作的一例的流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的研磨裝置的實施方式進行詳細說明。此外，在附圖中，對相同或相應的結(jié)構(gòu)要素標注相同的附圖標記并省略重復說明。

圖1是表示本發(fā)明一實施方式的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖1所示，研磨裝置具有：研磨臺1-100、保持作為研磨對象物的半導體晶片等基板并將其向研磨臺上的研磨面按壓的頂環(huán)(保持部)1-1。

研磨臺1-100經(jīng)由臺軸1-100a與配置于其下方的驅(qū)動部即電動機(未圖示)連結(jié)，而能夠繞該臺軸1-100a周圍旋轉(zhuǎn)。在研磨臺1-100的上表面貼附有研磨墊1-101，研磨墊1-101的表面1-101a構(gòu)成研磨半導體晶片W的研磨面。在研磨臺1-100的上方設置有研磨液供給噴嘴1-102，利用該研磨液供給噴嘴1-102將研磨液Q供給到研磨臺1-100上的研磨墊1-101上。如圖1所示，在研磨臺1-100的內(nèi)部埋設有渦電流傳感器1-50。

頂環(huán)1-1基本具有：將半導體晶片W向研磨面1-101a按壓的頂環(huán)主體1-2、保持半導體晶片W的外周緣以使半導體晶片W不從頂環(huán)飛出的擋圈1-3。

頂環(huán)1-1與頂環(huán)軸1-111連接，該頂環(huán)軸1-111利用上下移動機構(gòu)1-124而相對于頂環(huán)頭部1-110上下移動。通過該頂環(huán)軸1-111的上下移動，使頂環(huán)1-1的整體相對于頂環(huán)頭部1-110升降而定位。此外，在頂環(huán)軸1-111的上端安裝有旋轉(zhuǎn)接頭1-125。

使頂環(huán)軸1-111以及頂環(huán)1-1上下移動的上下移動機構(gòu)1-124具有：經(jīng)由軸承1-126能夠旋轉(zhuǎn)地支承頂環(huán)軸1-111的橋部1-128、安裝于橋部1-128的滾珠絲杠1-132、利用支柱1-130支承的支承臺1-129、設于支承臺1-129上的AC伺服電動機1-138。支承伺服電動機1-138的支承臺1-129經(jīng)由支柱1-130而固定于頂環(huán)頭部1-110。

滾珠絲杠1-132具有：與伺服電動機1-138連結(jié)的螺紋軸1-132a、與該螺紋軸1-132a螺合的螺母1-132b。頂環(huán)軸1-111與橋部1-128成為一體而上下移動。因此，在驅(qū)動伺服電動機1-138時，橋部1-128經(jīng)由滾珠絲杠1-132上下移動，由此，頂環(huán)軸1-111以及頂環(huán)1-1上下移動。

另外，頂環(huán)軸1-111經(jīng)由鍵(未圖示)與旋轉(zhuǎn)筒1-112連結(jié)。該旋轉(zhuǎn)筒1-112在其外周部具有正時帶輪1-113。在頂環(huán)頭部1-110上固定有頂環(huán)用電動機114，上述正時帶輪1-113經(jīng)由正時帶1-115與設于頂環(huán)用電動機1-114的正時帶輪1-116連接。因此，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動頂環(huán)用電動機1-114，使旋轉(zhuǎn)筒1-112以及頂環(huán)軸1-111經(jīng)由正時帶輪1-116、正時帶1-115以及正時帶輪1-113一體旋轉(zhuǎn)，而使頂環(huán)1-1旋轉(zhuǎn)。此外，頂環(huán)頭部1-110利用能夠旋轉(zhuǎn)地支承于架(未圖示)的頂環(huán)頭部軸1-117支承。

在如圖1所示的結(jié)構(gòu)的研磨裝置中，頂環(huán)1-1能夠在其下表面保持半導體晶片W等基板。頂環(huán)頭部1-110構(gòu)成為能夠以頂環(huán)軸1-117為中心旋轉(zhuǎn)，在下表面，保持半導體晶片W的頂環(huán)1-1利用頂環(huán)頭部1-110的旋轉(zhuǎn)而從半導體晶片W的承接位置向研磨臺1-100的上方移動。然后，使頂環(huán)1-1下降而將半導體晶片W向研磨墊1-101的表面(研磨面)1-101a按壓。此時，分別使頂環(huán)1-1以及研磨臺1-100旋轉(zhuǎn)，并從設于研磨臺1-100的上方的研磨液供給噴嘴1-102向研磨墊1-101上供給研磨液。這樣，使半導體晶片W與研磨墊1-101的研磨面1-101a滑動接觸而對半導體晶片W的表面進行研磨。

圖2是表示研磨臺1-100、渦電流傳感器1-50及半導體晶片W之間的關系的俯視圖。如圖2所示，渦電流傳感器1-50設置在穿過保持于頂環(huán)1-1的研磨中的半導體晶片W的中心Cw的位置。附圖標記C_T是研磨臺1-100的旋轉(zhuǎn)中心。例如，在渦電流傳感器1-50穿過半導體晶片W的下方時，能夠在通過軌跡(掃描線)上連續(xù)地檢測半導體晶片W的Cu層等金屬膜(導電性膜)。

接著，參照附圖，對本發(fā)明的研磨裝置所具有的渦電流傳感器1-50更詳細地進行說明。

圖3是表示渦電流傳感器1-50的結(jié)構(gòu)的圖，圖3(a)是表示渦電流傳感器1-50的結(jié)構(gòu)的框圖，圖3(b)是渦電流傳感器1-50的等價電路圖。

如圖3(a)所示，渦電流傳感器1-50配置在檢測對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf的附近，在其線圈上連接有交流信號源1-52。在此，檢測對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf是例如形成在半導體晶片W上的Cu、Al、Au、W等薄膜。渦電流傳感器1-50相對于檢測對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?，配置在例如1.0～4.0mm左右的附近。

在渦電流傳感器中，具有：通過在金屬膜(或?qū)щ娦阅?1-mf上產(chǎn)生渦電流，使振蕩頻率發(fā)生變化，根據(jù)該頻率變化來檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的頻率型；及阻抗發(fā)生變化，并根據(jù)該阻抗變化來檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的阻抗型。即，在頻率型中，在如圖3(b)所示的等價電路中，通過使渦電流I₂發(fā)生變化，而使阻抗Z發(fā)生變化，并使信號源(可變頻率振蕩器)1-52的振蕩頻率發(fā)生變化時，能夠利用檢波電路1-54檢測該振蕩頻率的變化，從而檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的變化。在阻抗型中，在如圖3(b)所示的等價電路中，通過使渦電流I₂發(fā)生變化，而使阻抗1-Z發(fā)生變化，并從信號源(固定頻率振蕩器)1-52觀察的阻抗Z發(fā)生變化時，能夠利用檢波電路1-54檢測該阻抗Z的變化，從而檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的變化。

在阻抗型的渦電流傳感器中，信號輸出X、Y、相位、合成阻抗Z如后所述那樣被讀取。根據(jù)頻率F或阻抗X、Y等獲得金屬膜(或?qū)щ娦阅?Cu、Al、Au、W的測定信息。渦電流傳感器1-50能夠如圖1所示那樣內(nèi)置于研磨臺1-100的內(nèi)部的表面附近的位置，并能夠經(jīng)由研磨墊而與研磨對象的半導體晶片相對地定位，并能夠根據(jù)流過半導體晶片上的金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流檢測到金屬膜(或?qū)щ娦阅?的變化。

渦電流傳感器的頻率能夠使用單一電波、混合電波、AM調(diào)制電波、FM調(diào)制電波、函數(shù)發(fā)生器的掃描輸出或多個振蕩頻率源，與金屬膜的膜種類相適應地，優(yōu)選選擇靈敏度高的振蕩頻率、調(diào)制方式。

以下，對阻抗型的渦電流傳感器進行具體說明。交流信號源1-52為2～30MHz左右的固定頻率的振蕩器，例如使用水晶振蕩器。并且，利用由交流信號源1-52供給的交流電壓，從而使電流I₁流過渦電流傳感器1-50。通過使電流流過配置于金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf的附近的渦電流傳感器1-50，且該磁通與金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf交鏈從而在其間形成互感M，渦電流I₂流過金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf。在此，R1是包含渦電流傳感器的一次側(cè)的等價電阻，L₁是同樣地包含渦電流傳感器的一次側(cè)的自感。在金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf側(cè)，R2是與渦電流損失相當?shù)牡葍r電阻，L₂是其自感。從交流信號源1-52的端子a、b觀察到的渦電流傳感器側(cè)的阻抗Z根據(jù)在金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf中形成的渦電流損失的大小變化。

圖4(a)、(b)是對比表示以往的渦電流傳感器與本發(fā)明的渦電流傳感器的圖。圖4(a)是表示以往的渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)例的概略圖，圖4(b)是表示本發(fā)明的渦電流傳感器1-50的結(jié)構(gòu)例的概略圖。在圖4(a)、(b)中，對比表示以往的渦電流傳感器與本發(fā)明的渦電流傳感器在同等大小時各自磁通的傳播。根據(jù)圖4可知，本發(fā)明的渦電流傳感器1-50與以往的渦電流傳感器相比，磁通集中，磁通的傳播較窄。圖5表示圖4(b)的渦電流傳感器1-50的放大圖。

如圖4(a)所示，以往的渦電流傳感器1-51將用于在金屬膜(或?qū)щ娦阅?中形成渦電流的線圈1-72與用于檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流的線圈1-73、74分離，由纏繞在芯(未圖示)上的三個線圈1-72、73、74構(gòu)成。在此，中央的線圈1-72是與交流信號源1-52連接的勵磁線圈。該勵磁線圈1-72利用交流信號源1-52供給交流電壓，而形成磁場，該磁場在配置于渦電流傳感器1-51的附近的半導體晶片(基板)W上的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf上形成渦電流。在芯的金屬膜(或?qū)щ娦阅?側(cè)配置有檢測線圈1-73，檢測由形成于金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流產(chǎn)生的磁場。隔著勵磁線圈1-72在檢測線圈1-73的相反側(cè)配置有虛擬(平衡)線圈1-74。

與此相對，如圖4(b)以及圖5所示，在形成有導電性膜的基板的附近配置的本發(fā)明的渦電流傳感器1-50由芯部1-60、五個線圈1-62、631、632、641、642構(gòu)成。作為磁性體的芯部1-60具有：共通部1-65、連接于共通部1-65的端部的四根懸臂梁狀部1-66～69。

第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67相互相對配置，第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68相互相對配置。在俯視時，按照第一懸臂梁狀部1-66、第二懸臂梁狀部1-67、第四懸臂梁狀部1-68、第三懸臂梁狀部1-69的順序，關于共通部1-65以順時針配置。第一懸臂梁狀部1-66以及第三懸臂梁狀部1-69配置在共通部1-65的一方的端部，第二懸臂梁狀部1-67以及第四懸臂梁狀部1-68配置在共通部1-65的另一方的端部。

第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67配置在比共通部1-65更靠近基板W一側(cè)，第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68配置在比共通部1-65更遠離基板W一側(cè)。即，第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67關于共通部1-65，配置在與第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68的相反側(cè)。

從第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部分別與共通部1-65連接的部分遠離的第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67的端部彼此接近地鄰接。同樣地，從第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68分別與共通部1-65連接的部分遠離的第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68的端部彼此接近地鄰接。

在從第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67分別與共通部1-65連接的部分遠離的方向上，以芯部1-60成為頂端變細的形狀的方式，使第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67的端部相互接近地鄰接。同樣地，在從第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68分別與共通部1-65連接的部分遠離的方向上，以芯部1-60成為頂端變細的形狀的方式，使第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68的端部相互接近地鄰接。

四根懸臂梁狀部1-66～69具有正交的兩條中心線c1、c2。第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67在俯視時為關于一方的中心線c1對稱的形狀，第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68在俯視時為關于中心線c1對稱的形狀。第一懸臂梁狀部1-66以及第三懸臂梁狀部1-69在俯視時，為關于另一方的中心線c2對稱的形狀，第二懸臂梁狀部1-67以及第四懸臂梁狀部1-68在俯視時，為關于另一方的中心線c2對稱的形狀。

在本實施例中，四根懸臂梁狀部1-66～69為對稱的形狀，但在本發(fā)明中，不限于嚴格對稱的形狀。四根懸臂梁狀部1-66～69的些許形狀的差異或者大小的差異在性能上沒有問題。另外，第一懸臂梁狀部1-66以及第三懸臂梁狀部1-69也可以是相對于共通部1-65具有螺旋的形狀。在該情況下，第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67在俯視時，為關于中心線c1對稱的形狀。

共通部1-65、四根懸臂梁狀部1-66～69為板狀，即，與它們各自長邊方向垂直的截面的各自的形狀在本實施例中為長方形。共通部1-65和四根懸臂梁狀部1-66～69不限于板狀，可以是任意形狀。例如棒狀，即，其截面形狀也可以是圓形。

在所述五個線圈1-62、631、632、641、642中的，配置于共通部1-65的線圈1-62為與交流信號源1-52連接的勵磁線圈。該勵磁線圈1-62利用由交流信號源1-52供給的電壓形成的磁場，而在配置于附近的半導體晶片W上的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf上形成渦電流。在勵磁線圈1-62上，例如，施加有頻率為2MHz以上的電信號。施加在勵磁線圈1-62上的頻率能夠施加任意的頻率。

配置在第一懸臂梁狀部1-66的第一檢測線圈1-631、配置于第二懸臂梁狀部1-67的第二檢測線圈1-632都檢測形成于導電性膜的渦電流。在第三懸臂梁狀部1-69上配置有第一虛擬線圈1-642，在第四懸臂梁狀部1-68上配置有第二虛擬線圈1-641。

第一檢測線圈1-631、第二檢測線圈1-632能夠分別單獨檢測渦電流，但也可以將第一檢測線圈1-631與第二檢測線圈1-632串聯(lián)連接來檢測渦電流。在第一檢測線圈1-631與第二檢測線圈1-632串聯(lián)連接的情況下，第一虛擬線圈1-642與第二虛擬線圈1-641也串聯(lián)連接。在后述圖6中，進行如上所述的連接。

在第一檢測線圈1-631、第二檢測線圈1-632分別單獨檢測渦電流的情況下，檢測線圈1-631、632分別更受到分別與檢測線圈1-631、632靠近的區(qū)域的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf的膜厚的影響。若利用該現(xiàn)象，則與將第一檢測線圈1-631與第二檢測線圈1-632串聯(lián)連接的情況相比，分別單獨使用第一檢測線圈1-631和第二檢測線圈1-632來檢測渦電流的情況一方能夠檢測更窄的區(qū)域。另一方面，第一檢測線圈1-631與第二檢測線圈1-632串聯(lián)連接的情況與分別單獨使用第一檢測線圈1-631和第二檢測線圈1-632來檢測渦電流的情況相比，會有輸出增大的優(yōu)點。

在圖4(b)，圖5中，在芯部1-60的四根懸臂梁狀部1-66～69上配置有四個線圈1-631、632、641、642。但是，也可以在芯部1-60的兩個懸臂梁狀部1-66、69上配置兩個線圈1-631、642(或在兩個懸臂梁狀部1-67、68上配置兩個線圈1-632、641)，在其他兩個懸臂梁狀部1-67、68(66、69)上不配置線圈。在該情況下，也能夠檢測窄的區(qū)域的渦電流。

從檢測線圈1-62、線圈1-631、632、641、642分別引出用于與外部連接的導線1-62a、631a、632a、641a、642a。圖4(a)的范圍1-202表示以往的渦電流傳感器的磁通1-206的傳播，圖4(b)的范圍1-204表示本發(fā)明的渦電流傳感器的磁通1-208的傳播。在圖4(b)中，從作為磁性體的第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67的端部之間的小間隙(磁性體的縫隙)漏出的磁場用于在半導體晶片W上的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf形成渦電流。因此，磁通1-208的傳播被限制，磁通1-208變細，能夠產(chǎn)生磁通小的點徑。在圖5中，利用箭頭208a表示共通部1-65以及四根懸臂梁狀部1-66～69內(nèi)的磁通的朝向的一例。

在以往技術的圖4(a)的情況下，由于僅在線圈的芯存在磁性體，因此在線圈的外部，磁通1-206不會聚集。因此，磁通1-206傳播，磁通1-206的范圍1-202擴大。在本發(fā)明中，磁性體構(gòu)成閉環(huán)，在磁性體上設置有小間隙，以使得僅在閉環(huán)的極小一部分不存在磁性體。在圖4(b)中，能夠測定更窄范圍的膜厚。因此，能夠提高研磨終點檢測的精度。

圖5表示渦電流傳感器1-50的尺寸的一例。作為渦電流傳感器1-50的尺寸的一例，寬度方向的長度L1為3mm，軸向的長度L2為4mm。渦電流傳感器1-50的芯部的厚度L3為0.5mm。

芯部1-60優(yōu)選例如使用相對導磁率大的高導磁率材料(例如鐵素體、非晶、坡莫合金，超坡莫合金(supermalloy)、鎳鐵高導磁合金)來制作。檢測線圈1-631、632、勵磁線圈1-62以及虛擬線圈1-641、642所使用的導線為銅、錳銅鎳線或鎳鉻耐熱合金線。通過使用錳銅鎳線、鎳鉻合金線，使電阻等溫度變化少，溫度特性良好。

圖6是表示配置于如圖5所示渦電流傳感器1-50的外周的磁性體或金屬制的外周部1-210的剖視圖。外周部1-210以包圍芯部1-60以及線圈部1-61的整體的方式而配置于芯部1-60的外部及線圈部1-61的外部。圖6是表示在渦電流傳感器1-50的周圍配置由磁性體或金屬材料構(gòu)成的棱柱狀部件即外周部1-210的示例的概略圖。圖6(a)是從圖6(b)的BB觀察的剖視圖，圖6(b)是從圖6(a)的AA觀察的剖視圖。

在利用磁性體1-210覆蓋除了芯部1-60的上部以及下部的間隙1-70以外的情況下，磁通如箭頭210a所示那樣，從磁性體1-210的內(nèi)部或芯部1-60向磁性體1-210流動。因此，由于減少了磁通向磁性體1-210的外部泄漏，因此能夠提高磁場的會聚度。具有使側(cè)面的向渦電流傳感器1-50外部的泄漏磁場會聚到磁性體1-210內(nèi)的效果。另外，在利用導電率高的金屬制的外周部1-210覆蓋的情況下，也減少磁通向外部的泄漏，具有屏蔽效果。這樣，通過利用磁性體或金屬覆蓋傳感器的周圍，從而能夠抑制間隙1-70以外的泄漏磁場，提高磁場會聚效果，測定更小范圍的金屬膜厚。外周部1-210的材料在使用金屬的情況下，例如為SUS304或鋁。

外周部1-210的內(nèi)部空間1-300、302也可以用非磁性體填充。非磁性體為絕緣物，例如環(huán)氧樹脂，氟樹脂，玻璃環(huán)氧(環(huán)氧玻璃)。如圖6(b)所示，外周部1-210的厚度L4約2mm。懸臂梁狀部1-67與外周部1-210之間的絕緣物的厚度L5為約0.5mm。在外周部1-210為金屬的情況下，通過金屬制的導線將外周部1-210接地。在該情況下，穩(wěn)定并增加磁屏蔽效果。

如圖7所示，外周部1-210具有向傳感器的軸向延伸的至少一個槽1-226，在本圖中為四個。圖7是圖6(a)的向視CC的剖視圖。這樣，在外周部1-210形成切口(槽)226，防止外周部1-210的周向的渦電流1-228的產(chǎn)生。這是由于在外周部1-210的周向產(chǎn)生渦電流1-228時，在作為測定對象的導電性膜上產(chǎn)生的渦電流減弱。在檢測中使用的磁場1-208(如圖5所示)為在芯部1-60的軸向產(chǎn)生的磁場，與在外周部1-210產(chǎn)生的周向的渦電流不同，因此不會被外周部1-210的槽1-226屏蔽。僅周向的渦電流1-228被槽1-226屏蔽。

關于槽1-226的軸向的配置、長度，如圖6(a)所示，可以僅在外周部1-210的上端1-241設置短槽，如圖6(b)所示，也可以是跨過外周部1-210的軸向的長度的一半240的部件，進一步地，也可以是跨過外周部1-210的軸向的長度的全長1-242的部件。在外周部1-210的周向產(chǎn)生的渦電流1-228能夠根據(jù)在作為測定對象的導電性膜上產(chǎn)生何種程度的渦電流來進行選擇。

圖8表示渦電流傳感器的其他實施例。在圖8中，渦電流傳感器具有傳感器部1-304、配置在傳感器部1-304的附近的虛擬部1-306。傳感器部1-304具有傳感器芯部1-304a、傳感器線圈部1-304b。傳感器芯部1-304a具有傳感器共通部1-65a、與傳感器共通部1-65a連接的第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67。第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67彼此相對配置。

虛擬部1-306具有虛擬芯部1-306a、虛擬線圈部1-306b，虛擬芯部1-306a具有虛擬共通部1-65b、與虛擬共通部1-65b連接的第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68。第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68彼此相對配置。

傳感器線圈部1-304b具有：配置于傳感器共通部1-65a，在導電性膜W中形成渦電流的傳感器勵磁線圈1-62a；及配置于第一懸臂梁狀部1-66，檢測在導電性膜W形成的渦電流的第一檢測線圈1-631。

虛擬線圈部1-306具有配置于虛擬共通部1-65b的虛擬勵磁線圈1-62b、配置于第三懸臂梁狀部1-69的第一虛擬線圈1-642。從第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67分別與傳感器共通部1-65a連接的部分遠離的第一懸臂梁狀部1-66以及第二懸臂梁狀部1-67的端部彼此接近而鄰接。從第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68分別與虛擬共通部1-65b連接的部分遠離的第三懸臂梁狀部1-69以及第四懸臂梁狀部1-68的端部彼此接近而鄰接。

傳感器部1-304以及虛擬部1-306從靠近基板W的位置向遠離的位置，按照傳感器部1-304、虛擬部1-306的順序配置。

進一步地，傳感器部1-304具有配置于第二懸臂梁狀部1-67并檢測在導電性膜W形成的渦電流的第二檢測線圈1-632。虛擬部1-306具有配置于第四懸臂梁狀部1-68的第二虛擬線圈1-641。

進一步地，傳感器部1-304朝向?qū)щ娦阅的方向而頂端變細，但虛擬部1-306朝向與導電性膜W相反的方向而頂端變細。

在本圖中，與圖4的實施例不同，使用兩個分離的芯部。在本圖的情況下，檢測線圈1-631、632和虛擬線圈1-641、642在各自的芯部內(nèi)以同樣的配置設置。在圖4的實施例中，檢測線圈1-63和虛擬線圈1-64配置在一個芯部內(nèi)。在圖8中，與圖4的實施例不同，由于虛擬線圈1-641、642距離基板W遠，因此難以受到基板W的影響。因此，虛擬線圈1-641、642具有能夠精度良好地達成在測定時生成基準信號這一虛擬線圈1-641、642的目的的優(yōu)點。

此外，關于傳感器部1-304與虛擬部1-306之間的距離1-236，為了避面彼此芯的磁場干涉，優(yōu)選距離1-236比芯底部厚度1-234大。作為其他方法，也可以通過將金屬等插入距離1-236的部分來進行屏蔽。

此外，在圖1～圖8的實施例中，共通部1-65、第一懸臂梁狀部1-66、第二懸臂梁狀部1-67作為整體，也可以構(gòu)成三角形。此時，共通部1-65、第一懸臂梁狀部1-66、第二懸臂梁狀部1-67分別相當于三角形的一邊。同樣，共通部1-65、第三懸臂梁狀部1-69、第四懸臂梁狀部1-68作為整體，也可以構(gòu)成三角形。

此外，在圖1～圖8的實施例中，施加在勵磁線圈1-62上的電信號的頻率是基于渦電流傳感器的輸出檢測形成于導電性膜的渦電流的檢測電路不產(chǎn)生振蕩的頻率。通過利用不產(chǎn)生振蕩的頻率，使電路的動作穩(wěn)定。

另外，檢測線圈、勵磁線圈、虛擬線圈的導線的圈數(shù)能夠設定為，形成基于渦電流傳感器的輸出檢測形成于導電性膜的渦電流的檢測電路不產(chǎn)生振蕩的頻率。

圖9是表示渦電流傳感器的各線圈的連接例的概略圖。如圖9(a)所示，檢測線圈1-631和虛擬線圈1-642彼此反相連接。在圖9(a)中，關于檢測線圈1-631與虛擬線圈1-642的情況表示了連接例，但檢測線圈1-632與虛擬線圈1-641的情況的連接方法也相同。以下，對檢測線圈1-631和虛擬線圈1-642的情況進行說明。

檢測線圈1-631和虛擬線圈1-642如上所述那樣構(gòu)成反相的串聯(lián)電路，其兩端與包含可變電阻76的電阻橋部電路1-77連接。勵磁線圈1-62與交流信號源1-52連接，通過生成交變磁通，而在配置于附近的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf上形成渦電流。通過調(diào)整可變電阻1-76的阻值，能夠?qū)⒂删€圈1-631、642構(gòu)成的串聯(lián)電路的輸出電壓調(diào)整為在不存在金屬膜(或?qū)щ娦阅?時為零。利用分別并聯(lián)接入線圈1-631、642的可變電阻1-76(VR1，VR2)將L₁、L₃的信號調(diào)整為同相位。即，在圖9(b)的等價電路中，以

VR_1-1×(VR_2-2+jωL₃)＝VR_1-2×(VR_2-1+jωL₁)(1)

的方式，調(diào)整可變電阻VR₁(＝VR_1-1+VR_1-2)以及VR₂(＝VR_2-1+VR_2-2)。由此，如圖9(c)所示，使調(diào)整前的L₁、L₃的信號(圖中用虛線表示)成為同相位、同振幅的信號(圖中用實線表示)。

并且，在金屬膜(或?qū)щ娦阅?存在于檢測線圈1-631的附近時，利用在金屬膜(或?qū)щ娦阅?中形成的渦電流產(chǎn)生的磁通在檢測線圈1-631和虛擬線圈1-642中交鏈，但由于檢測線圈1-631的一方配置在靠近金屬膜(或?qū)щ娦阅?的位置，因此在兩線圈1-631、642中產(chǎn)生的感應電壓失衡，由此，能夠檢測由金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流形成的交鏈磁通。即，從與交流信號源連接的勵磁線圈1-62中分離出檢測線圈1-631與虛擬線圈1-642的串聯(lián)電路，并通過電阻橋部電路進行平衡的調(diào)整，從而能夠進行零點的調(diào)整。因此，由于能夠根據(jù)零狀態(tài)檢測流過金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流，因此能夠提高金屬膜(或?qū)щ娦阅?中的渦電流的檢測靈敏度。由此，能夠在寬的動態(tài)范圍進行形成于金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流的大小的檢測。

圖10是表示渦電流傳感器的同步檢波電路的框圖。

圖10表示從交流信號源1-52側(cè)觀察渦電流傳感器1-50側(cè)的阻抗Z的計測電路例。在圖10所示的阻抗Z的計測電路中，能夠讀取伴隨膜厚的變化的電阻成分(R)、電抗成分(X)、振幅輸出(Z)以及相位輸出(tan^-1R/X)。

如上所述，對配置于檢測對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf成膜后的半導體晶片W附近的渦電流傳感器1-50供給交流信號的信號源1-52為由水晶振蕩器構(gòu)成的固定頻率的振蕩器，例如供給2MHz、8MHz的固定頻率的電壓。由信號源1-52形成的交流電壓經(jīng)由帶通濾波器1-82供給到渦電流傳感器1-50。通過渦電流傳感器1-50的端子檢測到的信號經(jīng)由高頻放大器1-83以及相位轉(zhuǎn)換電路1-84，利用由cos同步檢波電路1-85以及sin同步檢波電路1-86構(gòu)成的同步檢波部讀取監(jiān)測信號的cos成分和sin成分。在此，由信號源1-52形成的振蕩信號利用相位轉(zhuǎn)換電路1-84形成信號源1-52的同相成分(0゜)和正交成分(90゜)這兩個信號，并分別導入cos同步檢波電路1-85和sin同步檢波電路1-86，來進行上述同步檢波。

進行了同步檢波的信號利用低通濾波器1-87、1-88，除去信號成分以上的不需要的高頻成分，并分別讀取cos同步檢波輸出即電阻成分(R)輸出、sin同步檢波輸出即電抗成分(X)輸出。另外，利用矢量運算電路89，從電阻成分(R)輸出和電抗成分(X)輸出獲得振幅輸出(R²+X²)^1/2。另外，利用矢量運算電路90，同樣地從電阻成分輸出、電抗成分輸出獲得相位輸出(tan^-1R/X)。在此，在測定裝置主體中，為了除去傳感器信號的雜音成分而設置各種濾波器。各種濾波器設定了與各自對應的截止頻率，例如，通過將低通濾波器的截止頻率設定在0.1～10Hz的范圍，除去混在研磨中的傳感器信號的雜音成分而能夠高精度地對測定對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?進行測定。

此外，在使用上述各實施方式的研磨裝置中，如圖11所示，在頂環(huán)1-1的內(nèi)部的空間設置有多個壓力室(氣袋)P1-P7，而能夠調(diào)整壓力室P1-P7的內(nèi)部壓力。即，在形成于頂環(huán)1-1的內(nèi)側(cè)的空間內(nèi)設置有多個壓力室P1-P7。多個壓力室P1-P7具有中央的圓形的壓力室P1、以同心圓狀配置在該壓力室P1的外側(cè)的多個環(huán)狀的壓力室P2-P7。各壓力室P1-P7的內(nèi)部壓力能夠利用各氣袋壓力控制器244彼此獨立變化。由此，能夠獨立地調(diào)整與各壓力室P1-P7對應的位置的基板W的各區(qū)域的按壓力。

為了獨立調(diào)整各區(qū)域的按壓力，需要利用渦電流傳感器1-50測定晶片膜厚分布。如以下說明，能夠根據(jù)傳感器輸出、頂環(huán)轉(zhuǎn)速、臺轉(zhuǎn)速求得晶片膜厚分布。

首先，關于在渦電流傳感器1-50掃描半導體晶片的表面時的軌跡(掃描線)進行說明。

在本發(fā)明中，對頂環(huán)1-1與研磨臺1-100的旋轉(zhuǎn)速度比進行調(diào)整，以使得在預定的時間內(nèi)，渦電流傳感器1-50在半導體晶片W上描繪的軌跡遍及半導體晶片W的表面的整體大致均勻地分布。

圖12是表示渦電流傳感器1-50在半導體晶片W上進行掃描的軌跡的示意圖。如圖12所示，渦電流傳感器1-50在研磨臺1-100每轉(zhuǎn)一圈時，掃描半導體晶片W的表面(被研磨面)，但在研磨臺1-100旋轉(zhuǎn)時，渦電流傳感器1-50描繪大致穿過半導體晶片W的中心Cw(頂環(huán)軸1-111的中心)的軌跡而掃描半導體晶片W的被研磨面上。通過使頂環(huán)1-1的旋轉(zhuǎn)速度與研磨臺1-100的旋轉(zhuǎn)速度不同，如圖12所示，半導體晶片W的表面的渦電流傳感器1-50的軌跡伴隨研磨臺1-100的旋轉(zhuǎn)而變化為掃描線SL₁、SL₂、SL₃…。在該情況下，如上所述地，由于渦電流傳感器1-50配置在穿過半導體晶片W的中心Cw的位置，因此渦電流傳感器1-50所描繪的軌跡每次都穿過半導體晶片W的中心Cw。

圖13是表示將研磨臺1-100的旋轉(zhuǎn)速度設定為70min^-1、將頂環(huán)1-1的旋轉(zhuǎn)速度設定為77min^-1時在預定時間(在該例中為5秒)內(nèi)渦電流傳感器1-50所描繪的半導體晶片上的軌跡的圖。如圖13所示，在該條件下，由于研磨臺1-100每轉(zhuǎn)一圈，渦電流傳感器1-50的軌跡旋轉(zhuǎn)36度，因此每進行五次掃描，傳感器軌跡在半導體晶片W上旋轉(zhuǎn)半周?？紤]到傳感器軌跡的彎曲，通過在預定時間內(nèi)使渦電流傳感器1-50在半導體晶片W上掃描六次，渦電流傳感器1-50在半導體晶片W上大致均勻地進行整面掃描。關于各軌跡，渦電流傳感器1-50能夠進行數(shù)百次的測定。對于半導體晶片W整體，例如能夠在1000處到2000處的測定點測定膜厚，而求得膜厚分布。

在上述例中，表示了頂環(huán)1-1的旋轉(zhuǎn)速度比研磨臺1-100的旋轉(zhuǎn)速度快的情況，在頂環(huán)1-1的旋轉(zhuǎn)速度比研磨臺1-100的旋轉(zhuǎn)速度慢的情況(例如，研磨臺1-100的旋轉(zhuǎn)速度為70min^-1，頂環(huán)1-1的旋轉(zhuǎn)速度為63min^-1)下，僅使傳感器軌跡向反方向旋轉(zhuǎn)，而關于在預定的時間內(nèi)，使渦電流傳感器1-50在半導體晶片W的表面描繪的軌跡遍及半導體晶片W的表面的整周分布方面與上述例相同。

以下，對基于所獲得的膜厚分布，控制基板W的各區(qū)域的按壓力的方法進行說明。如圖11所示，渦電流傳感器1-50與終點檢測控制器1-246連接，終點檢測控制器1-246與設備控制控制器1-248連接。渦電流傳感器1-50的輸出信號輸送到終點檢測控制器1-246。終點檢測控制器1-246對渦電流傳感器1-50的輸出信號進行必要的處理(運算處理、修正)而生成監(jiān)測信號(利用終點檢測控制器1-246修正后的膜厚數(shù)據(jù))。終點檢測控制器1-246基于監(jiān)測信號而對頂環(huán)1-1內(nèi)的各壓力室P1-P7的內(nèi)部壓力進行操作。即，終點檢測控制器1-246確定頂環(huán)1-1按壓基板W的力，并將該按壓力向設備控制控制器1-248發(fā)送。設備控制控制器1-248向各氣袋壓力控制器1-244發(fā)出指令，以變更頂環(huán)1-1對基板W的按壓力。利用設備控制控制器1-248對利用膜厚傳感器檢測的基板W的膜厚或相當于膜厚的信號的分布進行儲存。然后，根據(jù)從終點檢測控制器1-246發(fā)送的基板W的膜厚或相當于膜厚的信號的分布，利用設備控制控制器1-248，基于對于存儲在設備控制控制器1-248的數(shù)據(jù)庫中的按壓條件的研磨量，確定檢測了膜厚或相當于膜厚的信號的分布的基板W的按壓條件，并向各氣袋壓力控制器1-244發(fā)送。

基板W的按壓條件例如如下所述那樣確定。在使各自的氣袋的壓力發(fā)生變化時，基于與研磨量受到影響的晶片區(qū)域有關的信息，計算各晶片區(qū)域的膜厚平均值。根據(jù)實驗結(jié)果等計算受到影響的晶片區(qū)域，并提前輸入到設備控制控制器1-248的數(shù)據(jù)庫。控制氣袋壓力，以使得對于膜減薄的晶片區(qū)域所對應的氣袋位置的壓力降低，對于膜增厚的晶片區(qū)域所對應的氣袋位置的壓力升高，使各區(qū)域的膜厚均勻。此時，也可以根據(jù)之前的膜厚分布結(jié)果，計算研磨速率，作為所控制的壓力的指標。

接下來，對基板W的各區(qū)域的按壓力的控制流程進行說明。

圖14是表示在研磨中進行的壓力控制的動作的一例的流程圖。首先，研磨裝置將基板W搬送到研磨位置(步驟S101)。然后，研磨裝置開始基板W的研磨(步驟S102)。

接下來，終點檢測控制器1-246在基板W的研磨中，對于研磨對象物的各區(qū)域計算出殘膜指數(shù)(表示殘膜量的膜厚數(shù)據(jù))(步驟S103)。然后，設備控制控制器1-248基于殘膜指數(shù)控制殘膜厚的分布(步驟S104)。

具體而言，設備控制控制器1-248基于關于各區(qū)域計算出的殘膜指數(shù)，獨立地控制施加于基板W的背面的各區(qū)域的壓力(即，壓力室P1-P7內(nèi)的壓力)。此外，在研磨初期，有時會因為基板W的被研磨膜表層變質(zhì)等而使研磨特性(相對于壓力的研磨速度)不穩(wěn)定。在這種情況下，也可以在從研磨開始到進行首次控制期間，設置預定的待機時間。

接下來，終點檢測器基于殘膜指數(shù)確定是否應該終止研磨對象物的研磨(步驟S105)。在終點檢測控制器1-246判斷殘膜指數(shù)未達到預先設定的目標值的情況(步驟S105，否)下，返回步驟S103。

另一方面，在終點檢測控制器1-246判斷為殘膜指數(shù)達到預先設定的目標值的情況(步驟S105，是)下，設備控制控制器1-248終止研磨對象物的研磨(步驟S106)。在步驟S105～106中，也可以判斷從研磨開始是否經(jīng)過了預定的時間而終止研磨。根據(jù)本實施方式，渦電流傳感器由于空間分辨率提高，渦電流傳感器輸出的有效范圍在邊緣等狹窄區(qū)域擴大，因此能夠增加基板W的每個區(qū)域的測定點，謀求研磨的控制性的提高，能夠改善基板的研磨平坦性。

圖15是表示本發(fā)明一實施方式的研磨裝置的整體結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖15所示，研磨裝置具有：研磨臺2-100、保持作為研磨對象物的半導體晶片等基板并將其向研磨臺上的研磨面按壓的頂環(huán)(保持部)1。

研磨臺2-100經(jīng)由臺軸2-100a與配置于其下方的驅(qū)動部即電動機(未圖示)連結(jié)，而能夠繞該臺軸2-100a旋轉(zhuǎn)。在研磨臺2-100的上表面貼附有研磨墊2-101，研磨墊2-101的表面2-101a構(gòu)成對半導體晶片W進行研磨的研磨面。在研磨臺2-100的上方設置有研磨液供給噴嘴2-102，利用該研磨液供給噴嘴2-102向研磨臺2-100上的研磨墊2-101上供給研磨液Q。如圖15所示，在研磨臺2-100的內(nèi)部埋設有渦電流傳感器2-50。

頂環(huán)2-1基本具有：將半導體晶片W向研磨面2-101a按壓的頂環(huán)主體2-2；保持半導體晶片W的外周緣，以使半導體晶片W不從頂環(huán)飛出的擋圈2-3。

頂環(huán)2-1與頂環(huán)軸2-111連接，該頂環(huán)軸2-111利用上下移動機構(gòu)2-124而相對于頂環(huán)頭部2-110上下移動。通過該頂環(huán)軸2-111的上下移動，使頂環(huán)2-1的整體相對于頂環(huán)頭部2-110升降而定位。此外，在頂環(huán)軸2-111的上端安裝有旋轉(zhuǎn)接頭2-125。

使頂環(huán)軸2-111以及頂環(huán)2-1上下移動的上下移動機構(gòu)2-124具有：經(jīng)由軸承2-126能夠旋轉(zhuǎn)地支承頂環(huán)軸2-111的橋部2-128、安裝于橋部2-128的滾珠絲杠2-132、利用支柱130支承的支承臺2-129、設于支承臺2-129上的AC伺服電動機2-138。支承伺服電動機2-138的支承臺2-129經(jīng)由支柱2-130固定于頂環(huán)頭部2-110。

滾珠絲杠2-132具有：與伺服電動機2-138連結(jié)的螺紋軸2-132a、與該螺紋軸2-132a螺合的螺母2-132b。頂環(huán)軸2-111與橋部2-128成為一體而上下移動。因此，在驅(qū)動伺服電動機2-138時，橋部2-128經(jīng)由滾珠絲杠2-132上下移動，由此，頂環(huán)軸2-111以及頂環(huán)2-1上下移動。

另外，頂環(huán)軸2-111經(jīng)由鍵(未圖示)連結(jié)于旋轉(zhuǎn)筒2-112。該旋轉(zhuǎn)筒2-112在其外周部具有正時帶輪2-113。在頂環(huán)頭部2-110固定有頂環(huán)用電動機2-114，上述正時帶輪2-113經(jīng)由正時帶2-115與設于頂環(huán)用電動機2-114的正時帶輪2-116連接。因此，通過使頂環(huán)用電動機2-114旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，經(jīng)由正時帶輪2-116、正時帶2-115以及正時帶輪2-113使旋轉(zhuǎn)筒2-112以及頂環(huán)軸2-111一體旋轉(zhuǎn)，而使頂環(huán)2-1旋轉(zhuǎn)。此外，頂環(huán)頭部2-110利用能夠旋轉(zhuǎn)地支承于架(未圖示)的頂環(huán)頭部軸2-117支承。

在圖15所示結(jié)構(gòu)的研磨裝置中，頂環(huán)2-1能夠在其下表面保持半導體晶片W等基板。頂環(huán)頭部2-110構(gòu)成為能夠以頂環(huán)軸2-117為中心旋轉(zhuǎn)，在下表面保持半導體晶片W的頂環(huán)2-1利用頂環(huán)頭部2-110的旋轉(zhuǎn)而從半導體晶片W的承接位置向研磨臺2-100的上方移動。然后，使頂環(huán)2-1下降而將半導體晶片W向研磨墊2-101的表面(研磨面)101a按壓。此時，分別使頂環(huán)2-1以及研磨臺2-100旋轉(zhuǎn)，并從設于研磨臺2-100的上方的研磨液供給噴嘴2-102向研磨墊2-101上供給研磨液。這樣，使半導體晶片W與研磨墊2-101的研磨面2-101a滑動接觸而對半導體晶片W的表面進行研磨。

圖16是表示研磨臺2-100、渦電流傳感器2-50、半導體晶片W的關系的俯視圖。如圖16所示，渦電流傳感器2-50設置于穿過保持于頂環(huán)2-1的研磨中的半導體晶片W的中心Cw的位置。附圖標記C_T是研磨臺2-100的旋轉(zhuǎn)中心。例如，在渦電流傳感器2-50通過半導體晶片W的下方期間，能夠在通過軌跡(掃描線)上連續(xù)地檢測半導體晶片W的Cu層等金屬膜(導電性膜)。

接下來，參照附圖，對本發(fā)明的研磨裝置所具有的渦電流傳感器2-50進行更詳細的說明。

圖17是表示渦電流傳感器2-50的結(jié)構(gòu)的圖，圖17(a)是表示渦電流傳感器2-50的結(jié)構(gòu)的框圖，圖17(b)是渦電流傳感器2-50的等價電路圖。

如圖17(a)所示，渦電流傳感器2-50配置在檢測對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf的附近，在其線圈上連接有交流信號源2-52。在此，檢測對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf為例如在半導體晶片W上形成的Cu、Al、Au、W等薄膜。渦電流傳感器2-50相對于檢測對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?，配置在例如1.0～4.0mm左右的附近。

在渦電流傳感器中，具有：通過在金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf上產(chǎn)生渦電流，使振蕩頻率發(fā)生變化，根據(jù)該頻率變化檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的頻率型；及阻抗發(fā)生變化，并根據(jù)該阻抗變化檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的阻抗型。即，在頻率型中，在如圖17(b)所示的等價電路中，通過使渦電流I₂發(fā)生變化，而使阻抗Z發(fā)生變化，并使信號源(可變頻率振蕩器)2-52的振蕩頻率發(fā)生變化時，能夠利用檢波電路2-54檢測該振蕩頻率的變化，從而檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的變化。在阻抗型中，在如圖17(b)所示的等價電路中，通過使渦電流I₂發(fā)生變化，而使阻抗Z發(fā)生變化，并從信號源(固定頻率振蕩器)2-52觀察的阻抗Z發(fā)生變化時，能夠利用檢波電路2-54檢測該阻抗Z的變化，從而檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的變化。

在阻抗型的渦電流傳感器中，信號輸出X、Y、相位、合成阻抗Z如后所述那樣被讀取。根據(jù)頻率F或阻抗X、Y等獲得金屬膜(或?qū)щ娦阅?Cu、Al、Au、W的測定信息。渦電流傳感器2-50能夠如圖15所示那樣內(nèi)置于研磨臺2-100的內(nèi)部的表面附近的位置，并能夠經(jīng)由研磨墊而與研磨對象的半導體晶片相對地定位，并能夠根據(jù)流過半導體晶片上的金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流來檢測到金屬膜(或?qū)щ娦阅?的變化。

渦電流傳感器的頻率能夠使用單一電波、混合電波、AM調(diào)制電波、FM調(diào)制電波、函數(shù)發(fā)生器的掃描輸出或多個振蕩頻率源，與金屬膜的膜種類相適應地，優(yōu)選選擇靈敏度高的振蕩頻率、調(diào)制方式。

以下，對阻抗型的渦電流傳感器進行具體說明。交流信號源2-52為2～30MHz左右的固定頻率的振蕩器，例如使用水晶振蕩器。并且，利用由交流信號源2-52供給的交流電壓，電流I₁流過渦電流傳感器2-50。通過使電流流過配置于金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf的附近的渦電流傳感器2-50，該磁通與金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf交鏈從而在其間形成互感M，渦電流I₂流過金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf。在此，R1是包含渦電流傳感器的一次側(cè)的等價電阻，L₁是同樣地包含渦電流傳感器的一次側(cè)的自感。在金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf側(cè)，R2是與渦電流損失相當?shù)牡葍r電阻，L₂是其自感。從交流信號源2-52的端子a、b觀察到的渦電流傳感器側(cè)的阻抗Z根據(jù)在金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf中形成的渦電流損失的大小變化。

圖18(a)、(b)是對比表示以往的渦電流傳感器與本發(fā)明的渦電流傳感器的圖。圖18(a)是表示以往的渦電流傳感器的結(jié)構(gòu)例的概略圖，圖18(b)是表示本發(fā)明的渦電流傳感器2-50的結(jié)構(gòu)例的概略圖。在圖18(a)、(b)中，對比表示以往的渦電流傳感器與本發(fā)明的渦電流傳感器在同等大小時各自磁通的傳播。根據(jù)圖18可知，本發(fā)明的渦電流傳感器2-50與以往的渦電流傳感器相比，磁通集中，磁通的傳播較窄。如圖18(a)所示，以往的渦電流傳感器2-51將用于在金屬膜(或?qū)щ娦阅?中形成渦電流的線圈2-72、用于檢測金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流的線圈2-73、74分離，由纏繞在芯(未圖示)上的三個線圈2-72、73、74構(gòu)成。在此，中央的線圈2-72是與交流信號源2-52連接的勵磁線圈。該勵磁線圈2-72利用交流信號源2-52供給交流電壓，而形成磁場，該磁場在配置于渦電流傳感器2-51的附近的半導體晶片(基板)W上的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf上形成渦電流。在芯的金屬膜(或?qū)щ娦阅?側(cè)配置有檢測線圈2-73，檢測由形成于金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流產(chǎn)生的磁場。隔著勵磁線圈2-72在檢測線圈2-73的相反側(cè)配置有虛擬(平衡)線圈2-74。

與此相對，如圖18(b)所示，在形成有導電性膜的基板的附近配置的本發(fā)明的渦電流傳感器2-50由壺形芯60、三個線圈2-62、63、64構(gòu)成。作為磁性體的壺形芯60具有：底面部2-61a、設于底面部2-61a的中央的磁心部2-61b及設于底面部2-61a的周圍的周壁部2-61c。

所述三個線圈2-62、63、64中的中央的線圈2-62是與交流信號源2-52連接的勵磁線圈。該勵磁線圈2-62利用由交流信號源2-52供給的電壓形成的磁場，而在配置于附近的半導體晶片W上的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf上形成渦電流。在勵磁線圈2-62的金屬膜(或?qū)щ娦阅?側(cè)配置有檢測線圈2-63，檢測由在金屬膜(或?qū)щ娦阅?形成的渦電流產(chǎn)生的磁場。在隔著勵磁線圈2-62與檢測線圈2-63相反側(cè)配置有虛擬線圈2-64。勵磁線圈2-62配置于磁心部2-61b，在導電性膜形成渦電流。檢測線圈2-63配置于磁心部2-61b，檢測形成于導電性膜的渦電流。在勵磁線圈2-62施加有頻率為2MHz以上的電信號，使得渦電流傳感器2-50的磁心部2-61b內(nèi)部不產(chǎn)生電磁波的尺寸共振。

施加在勵磁線圈2-62上的頻率只要是不產(chǎn)生電磁波的尺寸共振的頻率，能夠施加任意的頻率。在渦電流傳感器的磁心材料使用導磁率以及電容率雙方的值都高的Mn-Zn鐵素體的情況下，在1MHz的高頻勵磁下，公知的是磁心內(nèi)部的電磁波成為駐波的現(xiàn)象，并將其稱為尺寸共振。由于尺寸共振是磁心的磁路截面積(磁心尺寸)所導致的共振，因此共振頻率通過使勵磁頻率恒定而改變磁路截面積，或者使磁路截面積恒定而改變勵磁頻率，從而產(chǎn)生尺寸共振。導磁率以及電容率雙方的值都低的Ni-Zn鐵素體是難以產(chǎn)生尺寸共振的材料，因此在本實施例中使用Ni-Zn鐵素體。本實施例的Ni-Zn類鐵素體的相對電容率為5～15，相對導磁率為1～300，磁心部2-61b的外形尺寸L3(參照圖19)為50mm以下。并且，以不產(chǎn)生電磁波的尺寸共振的方式在Ni-Zn鐵素體上施加頻率為2～30MHz的電信號。

渦電流傳感器具有虛擬線圈2-64，該虛擬線圈2-64配置于磁心部2-61b，并檢測形成于導電性膜的渦電流。磁心部2-61b的軸向與基板上的導電性膜正交，檢測線圈2-63、勵磁線圈2-62及虛擬線圈2-64在磁心部2-61b的軸向配置在不同位置，并且在磁心部2-61b的軸向上，從靠近基板上的導電性膜的位置朝向遠離位置，按照檢測線圈2-63、勵磁線圈2-62、虛擬線圈2-64的順序配置。從檢測線圈2-63、勵磁線圈2-62、虛擬線圈2-64分別引出用于與外部連接的導線2-63a、62a、64a。

圖18(a)的范圍2-202表示以往的渦電流傳感器的磁通2-206的傳播，圖18(b)的范圍2-204表示本發(fā)明的渦電流傳感器的磁通2-208的傳播。在圖18(b)中，由于周壁部2-61c是磁性體，因此磁通2-208在周壁部2-61c內(nèi)聚集。因此，磁通2-208的傳播被限制，磁通2-208變細。在以往技術的圖18(a)的情況下，在線圈的外周不存在磁性體，磁通2-206不會聚集。因此，磁通2-206傳播，其范圍2-202擴大，磁通2-206增大。

在圖18(b)中，以在渦電流傳感器2-50的磁心部2-61b內(nèi)部不產(chǎn)生電磁波的尺寸共振的方式，對勵磁線圈2-62施加了2MHz以上的電信號，因此產(chǎn)生強磁通。因此，能夠利用強的磁通，測定更窄范圍的膜厚。因此，能夠提高研磨終點檢測的精度。

圖19表示壺形芯60的詳細形狀。圖19(a)是俯視圖，圖19(b)是圖19(a)的向視AA的剖視圖。作為磁性體的壺形芯60具有：圓板形狀的底面部2-61a、設于底面部2-61a的中央的圓柱形狀的磁心部2-61b、設于底面部2-61a的周圍的圓筒形狀的周壁部2-61c。作為壺形芯60的尺寸的一例，底面部2-61a的直徑L1為9mm，厚度L2為3mm，磁心部2-61b的直徑L3為3mm，高度L4為5mm，周壁部2-61c的外徑L5為9mm，內(nèi)徑L6為5mm，厚度L7為2mm，高度L4為5mm。磁心部2-61b的高度L4和周壁部2-61c的高度L4在圖19中相同，但磁心部2-61b的高度L4也可以比周壁部2-61c的高度L4高或低。周壁部2-61c的外徑在圖19中是在高度方向上相同的圓筒形狀，但也可以是朝向遠離底面部2-61a的方向，即朝向頂端變細的頂端變細形狀(錐形狀)。

為了使磁場不向壺形芯60的周圍泄漏，優(yōu)選周壁部2-61c的厚度L7為磁心部2-61b的直徑L3的1/2以上的長度，以及底面部2-61a的厚度L2為磁心部2-61b的直徑L3以上的長度。壺形芯60的材料是難以產(chǎn)生尺寸共振的Ni-Zn鐵素體。

檢測線圈2-63、勵磁線圈2-62以及虛擬線圈2-64所使用的導線為銅、錳銅鎳線、或鎳鉻合金線。通過使用錳銅鎳線、鎳鉻合金線，從而電阻等溫度變化減少，溫度特性良好。

圖20是表示在圖18(b)所示的渦電流傳感器2-50的周壁部2-61c的外部配置的金屬制的外周部2-210的剖視圖。圖20是表示在渦電流傳感器2-50的周圍配置了由金屬材料構(gòu)成的筒狀部件即外周部2-210的示例的概略圖。如圖20所示，利用外周部2-210包圍周壁部2-61c的周圍。周壁部2-61c的材料例如為SUS304、鋁。在周壁部2-61c的周圍配置有絕緣物2-212(例如環(huán)氧樹脂、氟樹脂、玻璃環(huán)氧(環(huán)氧玻璃))，以包圍該絕緣物2-212的方式配置外周部2-210。另外，該外周部2-210利用導線2-214接地。在該情況下，磁屏蔽的效果穩(wěn)定，并且增加。

利用金屬包圍周壁部2-61c的周圍，從而能夠屏蔽向外擴散的磁場，提高傳感器2-50的空間分辨率。也可以直接在周壁部2-61c上鍍金屬。如圖21所示，外周部2-210具有向磁心部2-61b的軸向延伸的至少一個槽2-226，在本圖中為四個。圖21(a)為剖視圖，圖21(b)為俯視圖。圖21(a)是圖21(b)的向視AA的剖視圖。這樣，在外周部2-210形成切口(槽)226，防止外周部2-210的周向的渦電流228的產(chǎn)生。這是由于若在外周部2-210的周向產(chǎn)生渦電流228，則在作為測定對象的導電性膜上產(chǎn)生的渦電流減弱。從檢測所使用的芯中央部產(chǎn)生的磁場2-230是在壺形芯2-60的軸向產(chǎn)生的磁場，與在外周部2-210產(chǎn)生的周向的渦電流不同，因此未被外周部2-210的槽2-226屏蔽。僅向側(cè)面泄漏的磁場2-232被槽2-226屏蔽。

關于槽2-226的軸向的配置、長度，如圖21(a)所示，也可以僅在外周部2-210的上端2-241設置短槽，也可以是跨過外周部2-210的軸向的長度的一半240的部件，進一步地，也可以是外周部2-210的軸向的長度的全長242的部件。在外周部2-210的周向產(chǎn)生的渦電流228能夠根據(jù)在作為測定對象的導電性膜上產(chǎn)生何種程度的渦電流來進行選擇。

圖22表示渦電流傳感器的其他實施例。在圖22(a)、22(b)中，渦電流傳感器2-50a分別具有第一壺形芯2-60a和配置于第一壺形芯2-60a的附近的第二壺形芯2-60b。第一壺形芯2-60a以及第二壺形芯2-60b分別具有底面部2-61a、設于底面部2-61a的中央的磁心部2-61b及設于底面部2-61b的周圍的周壁部2-61c。

渦電流傳感器2-50a具有第一勵磁線圈2-63a，該第一勵磁線圈2-63a配置于第一壺形芯2-60a的磁心部2-61b，且在導電性膜W中形成渦電流。渦電流傳感器2-50a還具有：配置在第一壺形芯2-60a的磁心部2-61b，檢測形成于導電性膜W的渦電流的檢測線圈2-63；配置于第二壺形芯2-60b的磁心部2-61b的第二勵磁線圈2-63b；配置于第二壺形芯2-60b的磁心部2-61b的虛擬線圈2-64。第一壺形芯2-60a的磁心部2-61b的軸向和第二壺形芯2-60b的磁心部2-61b的軸向一致。第一壺形芯2-60a的磁心部2-61b的軸向和第二壺形芯2-60b的磁心部2-61b的軸向與基板W上的導電性膜正交。第一壺形芯2-60a以及第二壺形芯2-60b從靠近基板W的位置朝向遠離位置，按照第一壺形芯2-60a、第二壺形芯2-60b的順序配置。

進一步地，第一壺形芯2-60a朝向?qū)щ娦阅一方開口，但第二壺形芯2-60b朝向與導電性膜W相反的一方開口。

在本圖中，與圖18的實施例不同，使用兩個壺形芯。在本圖的情況下，檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64在各自的壺形芯內(nèi)以同樣的配置設置。在圖18的實施例中，檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64配置在一個壺形芯內(nèi)。因此，檢測線圈2-63與底面部2-61b的距離比虛擬線圈2-64與底面部2-61b的距離遠。即，檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64在與壺形芯的關系中，并非同樣的配置。在圖22的情況下，檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64在壺形芯內(nèi)以同樣的配置設置，因此具有檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64在電路方面表現(xiàn)同樣的特性的優(yōu)點。

另外，在圖22中，與圖18的實施例不同，由于虛擬線圈2-64距離基板W遠，因此難以受到基板W的影響。因此，具有如下優(yōu)點：虛擬線圈2-64能夠精度良好地達成在測定時生成基準信號這一虛擬線圈2-64的目的。

進一步地，在圖18的情況下，由于檢測線圈2-63與底面部2-61b的距離比虛擬線圈2-64與底面部2-61b的距離遠，因此檢測線圈2-63的導線的圈數(shù)需要比虛擬線圈2-64的導線的圈數(shù)增加。這是由于檢測線圈2-63一方距離底面部2-61b遠，與虛擬線圈2-64相比，難以受到壺形芯的影響。其結(jié)果是，檢測線圈2-63與虛擬線圈2-64制作為特性不同。另一方面，在圖22中，由于檢測線圈2-63、虛擬線圈2-64在壺形芯內(nèi)以同樣的配置設置，因此在電路方面表現(xiàn)同樣的特性。因此，在圖22的情況下，檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64為相同部件即可。因此，具有第一壺形芯2-60a、第二壺形芯2-60b由相同部件制作即可的優(yōu)點。

圖22(a)與圖22(b)的不同之處在于第一勵磁線圈2-63a和第二勵磁線圈2-63b的連接方法。在圖22(a)中，第一勵磁線圈2-63a與第二勵磁線圈2-63b串聯(lián)連接。另一方面，在圖22(b)中，第一勵磁線圈2-63a與第二勵磁線圈2-63b不連接。

具體而言，在圖22(a)中，第一勵磁線圈2-63a的一方的端子與第二勵磁線圈2-63b的一方的端子利用導線2-234b串聯(lián)連接。因此，與第一勵磁線圈2-63a連接的導線2-234a、與第二勵磁線圈2-63b連接的導線2-234c連接于外部的信號源。另一方面，在圖22(b)中，與第一勵磁線圈2-63a連接的兩根導線2-234a、234b與外部的信號源連接，與第二勵磁線圈2-63b連接的兩根導線2-234c、234d與外部的信號源連接。即，在圖22(b)中，第一勵磁線圈2-63a、第二勵磁線圈2-63b并聯(lián)連接。

圖22的配置與圖18的配置相比，還具有以下優(yōu)點。即在圖22的情況下，檢測線圈2-63與底面部2-61b的距離比圖18的情況短。在圖18的實施例中，在檢測線圈2-63與底面部2-61b之間配置有虛擬線圈2-64。因此，圖22的檢測線圈2-63容易受到底面部2-61b的影響，即容易受到磁性體的影響。因此，在線圈的圈數(shù)相同的情況下，會有圖22一方的檢測線圈2-63的輸出比圖18大的優(yōu)點。

此外，關于第一壺形芯2-60a與第二壺形芯2-60b之間的距離2-236，為了避免彼此芯的磁場干涉，優(yōu)選距離2-236比芯底部厚度2-234大。作為其他方法，也可以通過在距離2-236的部分插入金屬等來屏蔽。

此外，在圖15～圖22的實施例中，施加在勵磁線圈2-62上的電信號的頻率是基于渦電流傳感器的輸出而檢測在導電性膜形成的渦電流的檢測電路不發(fā)生振蕩的頻率。利用不發(fā)送信號的頻率，從而使電路的動作穩(wěn)定。

另外，檢測線圈、勵磁線圈、虛擬線圈的導線的圈數(shù)能夠設定為，形成基于渦電流傳感器的輸出而檢測在導電性膜形成的渦電流的檢測電路不發(fā)生振蕩的頻率。

圖23是表示渦電流傳感器的各線圈的連接例的概略圖。如圖23(a)所示，檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64彼此反相連接。

檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64如上所述地構(gòu)成反相的串聯(lián)電路，其兩端與包含可變電阻76的電阻橋部電路77連接。通過使勵磁線圈2-62與交流信號源2-52連接，生成交變磁通，而在配置于附近的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf上形成渦電流。通過調(diào)整可變電阻2-76的阻值，由線圈2-63、64構(gòu)成的串聯(lián)電路的輸出電壓能夠調(diào)整為在不存在金屬膜(或?qū)щ娦阅?時為零。利用分別并聯(lián)接入線圈2-63、64的可變電阻2-76(VR₁、VR₂)而將L₁、L₃的信號調(diào)整為同相位。即，在圖23(b)的等價電路中，以

VR_1-1×(VR_2-2+jωL₃)＝VR_1-2×(VR_2-1+jωL₁)(1)

的方式，調(diào)整可變電阻VR₁(＝VR_1-1+VR_1-2)以及VR₂(＝VR_2-1+VR_2-2)。由此，如圖23(c)所示，使調(diào)整前的L₁、L₃的信號(圖中用虛線表示)成為同相位、同振幅的信號(圖中用實線表示)。

并且，在金屬膜(或?qū)щ娦阅?存在于檢測線圈2-63的附近時，利用在金屬膜(或?qū)щ娦阅?中形成的渦電流而產(chǎn)生的磁通在檢測線圈2-63和虛擬線圈2-64中交鏈，但由于檢測線圈2-63一方配置在靠近金屬膜(或?qū)щ娦阅?的位置，因此在兩線圈2-63、64中產(chǎn)生的感應電壓失衡，由此，能夠檢測由金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流形成的交鏈磁通。即，從與交流信號源連接的勵磁線圈2-62中分離出檢測線圈2-63與虛擬線圈2-64的串聯(lián)電路，并利用電阻橋部電路進行平衡的調(diào)整，從而能夠進行零點的調(diào)整。因此，能夠根據(jù)零的狀態(tài)檢測流過金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流，因此能夠提高金屬膜(或?qū)щ娦阅?中的渦電流的檢測靈敏度。由此，能夠在寬的動態(tài)范圍進行形成于金屬膜(或?qū)щ娦阅?的渦電流的大小的檢測。

圖24是表示渦電流傳感器的同步檢波電路的框圖。

圖24表示從交流信號源2-52側(cè)觀察渦電流傳感器2-50側(cè)的阻抗Z的計測電路例。在圖24所示的阻抗Z的計測電路中，能夠讀取伴隨膜厚的變化的電阻成分(R)、電抗成分(X)、振幅輸出(Z)以及相位輸出(tan^-1R/X)。

如上所述，對配置于檢測對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?mf成膜后的半導體晶片W附近的渦電流傳感器2-50供給交流信號的信號源2-52為由水晶振蕩器構(gòu)成的固定頻率的振蕩器，例如供給2MHz、8MHz的固定頻率的電壓。由信號源2-52形成的交流電壓經(jīng)由帶通濾波器2-82供給到渦電流傳感器2-50。通過渦電流傳感器2-50的端子檢測到的信號經(jīng)由高頻放大器2-83以及相位轉(zhuǎn)換電路2-84，利用由cos同步檢波電路2-85以及sin同步檢波電路2-86構(gòu)成的同步檢波部讀取監(jiān)測信號的cos成分和sin成分。在此，由信號源2-52形成的振蕩信號利用相位轉(zhuǎn)換電路2-84形成信號源2-52的同相成分(0゜)和正交成分(90゜)這兩個信號，并分別導入cos同步檢波電路2-85和sin同步檢波電路2-86，來進行上述同步檢波。

進行了同步檢波的信號利用低通濾波器2-87、2-88，除去信號成分以上的不需要的高頻成分，并分別讀取cos同步檢波輸出即電阻成分(R)輸出、sin同步檢波輸出即電抗成分(X)輸出。另外，利用矢量運算電路2-89，從電阻成分(R)輸出和電抗成分(X)輸出獲得振幅輸出(R²+X²)^1/2。另外，利用矢量運算電路2-90，同樣地從電阻成分輸出、電抗成分輸出獲得相位輸出(tan^-1R/X)。在此，在測定裝置主體中，為了除去傳感器信號的雜音成分而設置各種濾波器。各種濾波器設定了與各自對應的截止頻率，例如，通過將低通濾波器的截止頻率設定在0.1～10Hz的范圍，除去混在研磨中的傳感器信號的雜音成分而能夠高精度地對測定對象的金屬膜(或?qū)щ娦阅?進行測定。

此外，在使用上述各實施方式的研磨裝置中，如圖25所示，在頂環(huán)2-1的內(nèi)部的空間設置有多個壓力室(氣袋)P1-P7，而能夠調(diào)整壓力室P1-P7的內(nèi)部壓力。即，在形成于頂環(huán)2-1的內(nèi)側(cè)的空間內(nèi)設置有多個壓力室P1-P7。多個壓力室P1-P7具有中央的圓形的壓力室P1和以同心圓狀配置在該壓力室P1的外側(cè)的多個環(huán)狀的壓力室P2-P7。各壓力室P1-P7的內(nèi)部壓力能夠利用各氣袋壓力控制器2-244而彼此獨立變化。由此，能夠獨立地調(diào)整與各壓力室P1-P7對應的位置的基板W的各區(qū)域的按壓力。

為了獨立調(diào)整各區(qū)域的按壓力，需要利用渦電流傳感器2-50測定晶片膜厚分布。如以下說明，能夠根據(jù)傳感器輸出、頂環(huán)轉(zhuǎn)速、臺轉(zhuǎn)速求得晶片膜厚分布。

首先，對關于渦電流傳感器2-50掃描半導體晶片的表面時的軌跡(掃描線)進行說明。

在本發(fā)明中，對頂環(huán)2-1與研磨臺2-100的旋轉(zhuǎn)速度比進行調(diào)整，以使得在預定的時間內(nèi)，渦電流傳感器2-50在半導體晶片W上描繪的軌跡遍及半導體晶片W的表面的整體大致均勻地分布。

圖26是表示渦電流傳感器2-50在半導體晶片W上進行掃描的軌跡的示意圖。如圖26所示，渦電流傳感器2-50在研磨臺2-100每轉(zhuǎn)一圈時，掃描半導體晶片W的表面(被研磨面)，但在研磨臺2-100旋轉(zhuǎn)時，渦電流傳感器2-50描繪大致穿過半導體晶片W的中心Cw(頂環(huán)軸2-111的中心)的軌跡而掃描半導體晶片W的被研磨面上。通過使頂環(huán)2-1的旋轉(zhuǎn)速度與研磨臺2-100的旋轉(zhuǎn)速度不同，如圖26所示，半導體晶片W的表面的渦電流傳感器2-50的軌跡伴隨研磨臺2-100的旋轉(zhuǎn)而變化為掃描線SL₁、SL₂、SL₃…。在該情況下，如上所述地，由于渦電流傳感器2-50配置在穿過半導體晶片W的中心Cw的位置，因此渦電流傳感器2-50所描繪的軌跡每次都穿過半導體晶片W的中心Cw。

圖27是表示將研磨臺2-100的旋轉(zhuǎn)速度設定為70min^-1，將頂環(huán)2-1的旋轉(zhuǎn)速度設定為77min^-1，在預定時間(在該例中為5秒)內(nèi)渦電流傳感器2-50所描繪的半導體晶片上的軌跡的圖。如圖27所示，在該條件下，由于研磨臺2-100每轉(zhuǎn)一圈，渦電流傳感器2-50的軌跡旋轉(zhuǎn)36度，因此每進行五次掃描，傳感器軌跡在半導體晶片W上旋轉(zhuǎn)半周?？紤]到傳感器軌跡的彎曲，通過在預定時間內(nèi)使渦電流傳感器2-50在半導體晶片W上掃描六次，渦電流傳感器2-50在半導體晶片W上大致均勻地進行整面掃描。關于各軌跡，渦電流傳感器2-50能夠進行數(shù)百次的測定。在半導體晶片W整體中，例如能夠在1000處到2000處的測定點測定膜厚，而求得膜厚分布。

在上述例中，表示了頂環(huán)2-1的旋轉(zhuǎn)速度比研磨臺2-100的旋轉(zhuǎn)速度快的情況，但在頂環(huán)2-1的旋轉(zhuǎn)速度比研磨臺2-100的旋轉(zhuǎn)速度慢的情況(例如，研磨臺2-100的旋轉(zhuǎn)速度為70min^-1，頂環(huán)2-1的旋轉(zhuǎn)速度為63min^-1)下，僅使傳感器軌跡向反方向旋轉(zhuǎn)，而在預定的時間內(nèi)，使渦電流傳感器2-50在半導體晶片W的表面描繪的軌跡遍及半導體晶片W的表面的整周分布方面與上述例相同。

以下，對基于所獲得的膜厚分布，控制基板W的各區(qū)域的按壓力的方法進行說明。如圖25所示，渦電流傳感器2-50與終點檢測控制器2-246連接，終點檢測控制器2-246與設備控制控制器2-248連接。渦電流傳感器2-50的輸出信號輸送到終點檢測控制器2-246。終點檢測控制器2-246對渦電流傳感器2-50的輸出信號進行必要的處理(運算處理、修正)而生成監(jiān)測信號(利用終點檢測控制器2-246修正后的膜厚數(shù)據(jù))。終點檢測控制器2-246基于監(jiān)測信號對頂環(huán)2-1內(nèi)的各壓力室P1-P7的內(nèi)部壓力進行操作。即，終點檢測控制器2-246確定頂環(huán)2-1按壓基板W的力，并將該按壓力向設備控制控制器2-248發(fā)送。設備控制控制器2-248向各氣袋壓力控制器2-244發(fā)出指令，以變更頂環(huán)2-1的對基板W的按壓力。由設備控制控制器2-248儲存利用膜厚傳感器檢測的基板W的膜厚或相當于膜厚的信號的分布。然后，根據(jù)從終點檢測控制器2-246發(fā)送的基板W的膜厚或相當于膜厚的信號的分布，利用設備控制控制器2-248，基于對于存儲在設備控制控制器2-248的數(shù)據(jù)庫中的按壓條件的研磨量，確定檢測了膜厚或相當于膜厚的信號的分布的基板W的按壓條件，并向各氣袋壓力控制器2-244發(fā)送。

基板W的按壓條件例如如下所述那樣確定。在使各自的氣袋的壓力發(fā)生變化時，基于與研磨量受到影響的晶片區(qū)域有關的信息，計算各晶片區(qū)域的膜厚平均值。根據(jù)實驗結(jié)果等計算受到影響的晶片區(qū)域，并提前輸入到設備控制控制器2-248的數(shù)據(jù)庫。控制氣袋壓力，以使得對于膜減薄的晶片區(qū)域所對應的氣袋位置的壓力降低，對于膜增厚的晶片區(qū)域所對應的氣袋位置的壓力升高，使各區(qū)域的膜厚均勻。此時，也可以根據(jù)之前的膜厚分布結(jié)果，計算研磨速率，作為所控制的壓力的指標。

另外，也可以將利用膜厚傳感器檢測的基板W的膜厚或相當于膜厚的信號的分布發(fā)送到上位的主計算機(與多個半導體制造裝置連接，并進行管理的計算機)，利用主計算機存儲。并且，也可以根據(jù)從研磨裝置側(cè)發(fā)送的基板W的膜厚或相當于膜厚的信號的分布，在主計算機中，基于對于存儲在主計算機的數(shù)據(jù)庫的按壓條件的研磨量，確定檢測膜厚或相當于膜厚的信號的分布的基板W的按壓條件，并發(fā)送到該研磨裝置的設備控制控制器2-248。

接下來，對基板W的各區(qū)域的按壓力的控制流程進行說明。

圖28是表示在研磨中進行的壓力控制的動作的一例的流程圖。首先，研磨裝置將基板W搬送到研磨位置(步驟S101)。然后，研磨裝置開始基板W的研磨(步驟S102)。

接下來，終點檢測控制器2-246在基板W的研磨中，關于研磨對象物的各區(qū)域計算出殘膜指數(shù)(表示殘膜量的膜厚數(shù)據(jù))(步驟S103)。然后，設備控制控制器2-248基于殘膜指數(shù)控制殘膜厚的分布(步驟S104)。

具體而言，設備控制控制器2-248基于關于各區(qū)域計算出的殘膜指數(shù)，獨立地控制施加于基板W的背面的各區(qū)域的壓力(即，壓力室P1-P7內(nèi)的壓力)。此外，在研磨初期，有時會因為基板W的被研磨膜表層變質(zhì)等而使研磨特性(相對于壓力的研磨速度)不穩(wěn)定。在這種情況下，也可以在從研磨開始到進行首次控制期間，設置預定的待機時間。

接下來，終點檢測器基于殘膜指數(shù)確定是否應該終止研磨對象物的研磨(步驟S105)。在終點檢測控制器2-246判斷殘膜指數(shù)未達到預先設定的目標值的情況(步驟S105，否)下，返回步驟S103。

另一方面，在終點檢測控制器2-246判斷為殘膜指數(shù)達到預先設定的目標值的情況(步驟S105，是)下，設備控制控制器2-248終止研磨對象物的研磨(步驟S106)。在步驟S105～106中，也能夠判斷從研磨開始是否經(jīng)過了預定的時間而終止研磨。根據(jù)本實施方式，渦電流傳感器由于空間分辨率提高，渦電流傳感器輸出的有效范圍在邊緣等狹窄區(qū)域擴大，因此能夠增加基板W的每個區(qū)域的測定點，能夠謀求研磨的控制性的提高，能夠改善基板的研磨平坦性。

如以上說明，本發(fā)明具有以下方式。

根據(jù)本申請發(fā)明的研磨裝置的第一方式，提供一種渦電流傳感器，該渦電流傳感器配置在形成有導電性膜的基板的附近，所述渦電流傳感器具有：芯部和線圈部，所述芯部具有共通部和連接于所述共通部的端部的四根懸臂梁狀部，相對于所述共通部，所述第二懸臂梁狀部以及所述第一懸臂梁狀部配置在第三所述懸臂梁狀部以及第四所述懸臂梁狀部的相反側(cè)，所述第一懸臂梁狀部以及所述第三懸臂梁狀部配置在所述共通部的一方的端部，所述第二懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部配置在所述共通部的另一方的端部，所述線圈部具有：配置于所述共通部，能夠在所述導電性膜形成渦電流的勵磁線圈；配置于所述第一懸臂梁狀部以及第二所述懸臂梁狀部中的至少一方，能夠檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流的檢測線圈；配置在第三所述懸臂梁狀部以及第四所述懸臂梁狀部中的至少一方的虛擬線圈；從所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部分別與所述共通部連接的部分遠離的所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，從所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部分別與所述共通部連接的部分遠離的所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接。

根據(jù)該方式，由于使用第一懸臂梁狀部以及第二懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，并且第三懸臂梁狀部以及第四懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接的芯部，因此由勵磁線圈產(chǎn)生的磁通僅在第一懸臂梁狀部的頂端與第二懸臂梁狀部的頂端之間的間隙、以及第三懸臂梁狀部的頂端與第四懸臂梁狀部的頂端之間的間隙從芯部向外部泄漏，因此能夠在渦電流傳感器的外部作出磁通小的點徑。即，利用芯部的形狀使磁通變細而會聚，能夠提高渦電流傳感器的空間分辨率。與以往相比，由于能夠測定更窄范圍的膜厚，因此在半導體晶片的邊緣等，能夠提高研磨終點檢測的精度。

優(yōu)選所述線圈部具有：配置于所述第一懸臂梁狀部，檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流的第一檢測線圈；及配置于所述第三懸臂梁狀部的第二虛擬線圈?；蛘?，優(yōu)選所述線圈部具有：配置于所述第一懸臂梁狀部，檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流的第一檢測線圈；配置于所述第三懸臂梁狀部的第二虛擬線圈；配置于所述第二懸臂梁狀部，檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流的第二檢測線圈；及配置于所述第四懸臂梁狀部的第二虛擬線圈。

根據(jù)本申請發(fā)明的第二方式，所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，使得在從所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部分別與所述共通部連接的部分遠離的方向上，所述芯部成為頂端變細的形狀，所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，使得在從所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部分別與所述共通部連接的部分遠離的方向上，所述芯部成為頂端變細的形狀。

根據(jù)本申請發(fā)明的第三方式，所述四根懸臂梁狀部具有正交的兩條中心線，所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部關于一方的所述中心線對稱，所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部關于一方的所述中心線對稱，所述第一懸臂梁狀部以及所述第三懸臂梁狀部關于另一方的所述中心線對稱，所述第二懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部關于另一方的所述中心線對稱。

根據(jù)本申請發(fā)明的第四方式，具有配置在所述芯部的外部且線圈部的外部的金屬制的外周部。利用金屬包圍所述芯部的外部且線圈部的外部的周圍，從而能夠屏蔽向外擴散的磁場，提高傳感器的空間分辨率。也可以以在所述芯部的外部且線圈部的外部配置絕緣物，以包圍該絕緣物的方式配置金屬。另外，也可以使該外周部接地。在該情況下，磁屏蔽的效果穩(wěn)定，并且增加。

根據(jù)本申請發(fā)明的第五方式，所述外周部具有在所述渦電流傳感器的長邊方向上延伸的至少一個槽。這樣，在外周部形成切口(槽)，能夠防止外周部的周向的渦電流的產(chǎn)生。

根據(jù)本申請發(fā)明的第六方式，所述檢測線圈以及所述勵磁線圈所使用的導線為銅、錳銅鎳線或鎳鉻合金線。通過使用錳銅鎳線、鎳鉻合金線，從而減少電阻等的溫度變化，使溫度特性良好。

根據(jù)本申請發(fā)明的第七方式，施加在所述勵磁線圈上的電信號的頻率為，基于所述渦電流傳感器的輸出而檢測形成于所述導電性膜的渦電流的檢測電路不產(chǎn)生振蕩的頻率。

根據(jù)本申請發(fā)明的第八方式，所述檢測線圈、所述勵磁線圈及所述虛擬線圈的導線的圈數(shù)被設定為，形成基于所述渦電流傳感器的輸出而檢測形成于所述導電性膜的渦電流的檢測電路不產(chǎn)生振蕩的頻率。

根據(jù)本申請發(fā)明的第九方式，一種渦電流傳感器，該渦電流傳感器配置在形成有導電性膜的基板的附近，所述渦電流傳感器具有：傳感器部和配置在所述傳感器部的附近的虛擬部，所述傳感器部具有傳感器芯部和傳感器線圈部，所述傳感器芯部具有傳感器共通部、以及連接于所述傳感器共通部的第一懸臂梁狀部和第二懸臂梁狀部，所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部彼此相對配置，所述虛擬部具有虛擬芯部和虛擬線圈部，所述虛擬芯部具有虛擬共通部以及連接于所述虛擬共通部的第四懸臂梁狀部和第三懸臂梁狀部，所述第四懸臂梁狀部以及所述第三懸臂梁狀部彼此相對配置，所述傳感器線圈部具有：配置于所述傳感器共通部，能夠在所述導電性膜中形成渦電流的傳感器勵磁線圈；以及配置于所述第一懸臂梁狀部和第二所述懸臂梁狀部中的至少一方，能夠檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流的檢測線圈，所述虛擬線圈部具有：配置于所述虛擬共通部的虛擬勵磁線圈、配置于所述第三懸臂梁狀部以及第四所述懸臂梁狀部中的至少一方的虛擬線圈，從所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部分別與所述傳感器共通部連接的部分遠離的所述第一懸臂梁狀部以及所述第二懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，從所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部分別與所述虛擬共通部連接的部分遠離的所述第三懸臂梁狀部以及所述第四懸臂梁狀部的端部彼此接近地鄰接，所述傳感器部以及所述虛擬部從靠近所述基板的位置朝向遠離所述基板的位置，以所述傳感器部、所述虛擬部的順序配置。

此外，在使用虛擬線圈的情況下，由于利用橋部電路測定，與共振型的測定系統(tǒng)相比，不增加電容器，因此能夠以大頻率進行測定。例如能夠采用30MHz。這在測定片電阻高的金屬膜方面有利。這是由于電阻越高的金屬，在檢測薄膜的厚度的變化時，越需要高頻率。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十方式，提供一種研磨裝置，具有：貼附有研磨墊的研磨臺，所述研磨墊用于對包含所述導電性膜的研磨對象物進行研磨；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述研磨臺的驅(qū)動部；保持所述研磨對象物并將所述研磨對象物向所述研磨墊按壓的保持部；第一方式至第九方式中任一項所述的渦電流傳感器，配置在所述研磨臺的內(nèi)部，伴隨所述研磨臺的旋轉(zhuǎn)，沿著所述研磨對象物的研磨面檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流；及根據(jù)檢測出的所述渦電流計算出所述研磨對象物的膜厚數(shù)據(jù)的終點檢測控制器。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十一方式，提供一種研磨裝置，具有設備控制控制器，所述設備控制控制器基于所述終點檢測控制器所計算出的膜厚數(shù)據(jù)，獨立地控制所述研磨對象物的多個區(qū)域的按壓力。

根據(jù)本申請發(fā)明的研磨裝置的第十二方式，提供一種渦電流傳感器，該渦電流傳感器配置在形成有導電性膜的基板的附近，所述渦電流傳感器具有：壺形芯，所述壺形芯具有底面部、設于所述底面部的中央的磁心部、設于所述底面部的周圍的周壁部，所述壺形芯為磁性體；配置于所述磁心部，在所述導電性膜中形成渦電流的勵磁線圈；及配置于所述磁心部，檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流的檢測線圈，所述磁性體的相對電容率為5～15，相對導磁率為1～300，所述磁心部的外形尺寸為50mm以下，在所述勵磁線圈上施加有頻率為2～30MHz的電信號。在此，磁心部的外形尺寸是與利用勵磁線圈施加在磁心部的磁場垂直的磁心部的截面的最大尺寸。

根據(jù)以上的方式，由于使用壺形芯，因此由勵磁線圈產(chǎn)生的磁通被限制在磁心部的頂端與周壁部的頂端之間，能夠作出磁通小的點徑。另外，在磁性體的相對電容率為5～15，相對導磁率為1～300，所述磁心部的外形尺寸為50mm以下，在所述勵磁線圈上施加有頻率為2～30MHz的電信號的情況下，不產(chǎn)生電磁波的尺寸共振，因此磁通增強。因此，利用壺形芯的形狀，一邊使磁通變細而會聚，一邊生成強的磁通，能夠提高傳感器的空間分辨率。由于能夠以強的磁通，測定更窄范圍的膜厚，因此能夠測定到晶片的邊緣附近。作為磁性體，例如，優(yōu)選使用具有上述特性的Ni-Zn類鐵素體。

在此，對不引起尺寸共振的條件進行說明。尺寸共振在與磁場垂直的芯的截面的最大尺寸為電磁波的波長λ的約1/2的整數(shù)倍的時出現(xiàn)。材料的特性與產(chǎn)生尺寸共振的波長之間具有以下關系。

λ＝C/f×√(μ_s×ε_r)

在此，C：真空的電磁波速度(3.0×10⁸m/s)

μ_s：相對導磁率

ε_r：相對電容率

f：施加的磁場(電磁波)的頻率

為了防止尺寸共振，根據(jù)使用的材料以及頻率確定引起尺寸共振的最小尺寸，芯的尺寸比引起尺寸共振的最小尺寸小即可。在本發(fā)明的情況下，根據(jù)上述式可知，引起尺寸共振的最小尺寸約為7.5cm。因此，由于磁心部的外形尺寸為50mm以下，因此在本發(fā)明中不產(chǎn)生尺寸共振。

此外，2MHz～30MHz這一頻率是檢測金屬的薄膜的厚度的變化這一目的所必要的頻率。膜越薄，或者薄膜的阻值越大，為了檢測薄膜的厚度的變化，越需要施加高頻率的信號。在勵磁線圈上施加2MHz～30MHz的高頻是在研磨裝置中所必要的。另外，相對電容率為5～15，相對導磁率為1～300的數(shù)值能夠利用Ni-Zn類鐵素體達成。

另外，相對電容率是物質(zhì)的電容率ε與真空的電容率ε₀的比ε/ε₀＝ε_r。其測定根據(jù)JIS2138“電氣絕緣材料-相對電容率以及感應電正接的測定方法”進行。相對導磁率是物質(zhì)的導磁率μ與真空的導磁率μ₀的比μ_s＝μ/μ₀。其測定根據(jù)JISC2560-2“鐵素體磁心-第二部：試驗方法”進行。

在磁性體的材料為Ni-Zn類鐵素體的情況下，Ni-Zn類鐵素體與Mn-Zn類鐵素體相比，由于導磁率以及電容率雙方的值低，因此不產(chǎn)生電磁波的尺寸共振，因此磁通強。其結(jié)果是，利用壺形芯的形狀，一邊使磁通變細而會聚，一邊生成強的磁通，能夠提高傳感器的空間分辨率。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十三方式，所述渦電流傳感器具有虛擬線圈，該虛擬線圈配置在所述磁心部，且對形成于所述導電性膜的所述渦電流進行檢測。

此時，優(yōu)選所述檢測線圈、所述勵磁線圈、所述虛擬線圈在所述磁心部的軸向上配置在不同的位置，并且在所述磁心部的軸向上，從靠近所述基板上的所述導電性膜的位置朝向遠離的位置，以所述檢測線圈、所述勵磁線圈、所述虛擬線圈的順序配置。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十四方式，一種渦電流傳感器，該渦電流傳感器配置在形成有導電性膜的基板的附近，所述渦電流傳感器具有：第一壺形芯和配置于所述第一壺形芯的附近的第二壺形芯，所述第一壺形芯以及所述第二壺形芯分別具有底面部、設于所述底面部的中央的磁心部、設于所述底面部的周圍的周壁部，所述渦電流傳感器具有：配置于所述第一壺形芯的所述磁心部，在所述導電性膜中形成渦電流的第一勵磁線圈；配置在所述第一壺形芯的所述磁心部，檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流的檢測線圈；配置于所述第二壺形芯的所述磁心部的第二勵磁線圈；配置于所述第二壺形芯的所述磁心部的虛擬線圈；所述第一壺形芯的所述磁心部的軸向與所述第二壺形芯的所述磁心部的軸向一致，所述第一壺形芯以及所述第二壺形芯從靠近所述基板的位置朝向遠離所述基板的位置，以所述第一壺形芯、所述第二壺形芯的順序配置。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十五方式，所述磁性體的相對電容率為5～15，相對導磁率為1～300，所述磁心部的外形尺寸為50mm以下，在所述第一以及第二勵磁線圈上施加有頻率為2～30MHz的電信號。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十六方式，具有配置于所述周壁部的外部的金屬制的外周部。利用金屬包圍周壁部的周圍，從而屏蔽向外擴散的磁場，能夠提高傳感器的空間分辨率。也可以在周壁部上直接鍍金屬，也可以在周壁部的周圍配置絕緣物，以包圍該絕緣物的方式配置金屬。另外，該外周部也可以接地。在該情況下，磁屏蔽的效果穩(wěn)定，并且增加。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十七方式，所述外周部具有在所述磁心部的軸向上延伸的至少一個槽。這樣，在外周部形成切口(槽)，能夠防止外周部的周向的渦電流的產(chǎn)生。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十八方式，所述檢測線圈以及所述勵磁線圈所使用的導線為銅、錳銅鎳線或鎳鉻合金線。通過使用錳銅鎳線、鎳鉻合金線，電阻等溫度變化減少，溫度特性良好。

根據(jù)本申請發(fā)明的第十九方式，施加在所述勵磁線圈的電信號的頻率為，基于所述渦電流傳感器的輸出而檢測形成于所述導電性膜的渦電流的檢測電路不產(chǎn)生振蕩的頻率。

根據(jù)本申請發(fā)明的第二十方式，所述檢測線圈、所述勵磁線圈及所述虛擬線圈的導線的圈數(shù)被設定為，形成基于所述渦電流傳感器的輸出而檢測形成于所述導電性膜的渦電流的檢測電路不產(chǎn)生振蕩的頻率。

此外，在使用虛擬線圈的情況下，由于利用橋部電路測定，與共振型的測定系統(tǒng)相比，不增加電容器，因此能夠以大頻率進行測定。例如能夠采用30MHz。這在測定片電阻高的金屬膜方面有利。這是由于電阻越高的金屬，在檢測薄膜的厚度的變化時，越需要高頻率。

根據(jù)本申請發(fā)明的第二十一的方式，提供一種研磨裝置，具有：貼附有研磨墊的研磨臺，所述研磨墊用于對包含所述導電性膜的研磨對象物進行研磨；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述研磨臺的驅(qū)動部；保持所述研磨對象物并將所述研磨對象物向所述研磨墊按壓的保持部；第十二方式至第二十方式中任一項所述的渦電流傳感器，配置在所述研磨臺的內(nèi)部，伴隨所述研磨臺的旋轉(zhuǎn)，沿著所述研磨對象物的研磨面檢測形成于所述導電性膜的所述渦電流；及根據(jù)檢測出的所述渦電流計算出所述研磨對象物的膜厚數(shù)據(jù)的終點檢測控制器。

根據(jù)本申請發(fā)明的第二十二的方式，提供一種研磨裝置，具有設備控制控制器，該設備控制控制器基于所述終點檢測控制器所計算出的膜厚數(shù)據(jù)，獨立地控制所述研磨對象物的多個區(qū)域的按壓力。

以上，關于本發(fā)明的幾個實施方式進行了說明，但上述發(fā)明的實施方式是為了容易理解本發(fā)明，并非將本發(fā)明限定于此。在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進行變更、改良，當然，本發(fā)明包含其等價物。另外，在能夠解決上述課題的至少一部分的范圍內(nèi)，或能夠達成效果的至少一部分的范圍內(nèi)，可以對權利要求的范圍以及說明書所記載的各結(jié)構(gòu)要素進行任意組合或省略。

本申請主張2015年9月1日申請的日本專利申請?zhí)柕?015-172007號，以及2015年9月16日申請的日本專利申請?zhí)柕?015-183003號的優(yōu)先權。特開2012-135865號公報、特開2013-58762號以及特開2009-204342號的包含說明書、權利要求的范圍、附圖以及摘要的全部公開，在本申請中作為參照整體引用。