特許 5863614 研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5863614

(24)【登録日】2016年1月8日

(45)【発行日】2016年2月16日

(54)【発明の名称】研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/013 20120101AFI20160202BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20160202BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/04 K

   H01L21/304 622S

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-215592(P2012-215592)

(22)【出願日】2012年9月28日

(65)【公開番号】特開2014-69256(P2014-69256A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年9月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100114487

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 幸作

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100117411

【弁理士】

【氏名又は名称】串田 幸一

(72)【発明者】

【氏名】篠崎 弘行

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−２８９６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１８０６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０２５２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ３／００−３／６０

Ｂ２４Ｂ２１／００−３９／０６

Ｈ０１Ｌ２１／３０４

Ｈ０１Ｌ２１／４６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物の表面を平坦化するための研磨装置であって、
研磨テーブルと、
該研磨テーブルを回転駆動する第１の電動モータと、
前記被加工物を保持可能な基板保持部と、
該基板保持部を回転駆動する第２の電動モータとを備え、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータは、複数相の巻線を備え、
前記研磨装置は、前記複数相の巻線のうちの少なくとも２つの電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された前記複数相の巻線のうちの少なくとも２つの電流に基づいて、合成電流を生成する合成電流生成部と、
前記合成電流生成部によって生成された合成電流の変化に基づいて、前記被加工物の研磨により生じる前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータのトルク変動を検出するトルク変動検出部と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。

【請求項2】

請求項１に記載の研磨装置において、さらに、
前記トルク変動検出部で検出された前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータのトルク変動に基づいて、前記被加工物の表面の平坦化を示す研磨加工終点を検出する終点検出部を備えたことを特徴とする、研磨装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の研磨装置において、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータは、少なくともＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線を備えたことを特徴とする、研磨装置。

【請求項4】

請求項３に記載の研磨装置において、
前記第１の電動モータが、少なくともＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線を備えたことを特徴とする、研磨装置。

【請求項5】

請求項４に記載の研磨装置において、
前記第１の電動モータは、同期式又は誘導式のＡＣサーボモータであることを特徴とする、研磨装置。

【請求項6】

請求項１に記載の研磨装置において、さらに、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転角度を生成する電気角信号生成部を備え、
前記電流検出部は、前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線のうち少なくとも２つの電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された前記３相の巻線のうちの少なくとも２相の電流と、前記電気角信号生成部によって検出された前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転角度とに基づいて、前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータのトルクに相当する前記３相の合成実効電流を生成する
ことを特徴とする研磨装置。

【請求項7】

請求項１に記載の研磨装置において、
前記電流検出部は、前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線のうち少なくとも２つの電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された前記３相の巻線のうち少なくとも２つの電流に基づいて、前記３相の巻線の電流の平均電流を生成する
ことを特徴とする研磨装置。

【請求項8】

請求項１に記載の研磨装置において、さらに、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータを駆動するモータドライバを備え、
該モータドライバは、
前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転速度を求める演算器と、
入力インターフェースを介して入力された前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転速度の指令値と前記演算器によって求められた前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転速度との偏差に基づいて、前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータへ供給する電流の指令信号を生成する速度補償器と、
前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転角度を生成する電気角信号生成部と、
前記複数の相の巻線のうちの少なくとも２つの電流指令値を生成する変換器と、を有し、
前記電流検出部は、前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線のうち少なくとも２つの電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された前記３相の巻線のうち少なくとも２つの電流と、前記電気角信号生成部によって検出された前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータの回転角度とに基づいて、前記第１及び第２の電動モータのうち前記少なくとも一方の電動モータのトルクに相当する前記３相の合成実効電流を生成し、
前記変換器は、前記速度補償器によって生成された電流の指令信号と前記合成電流生成部によって生成された合成実効電流との偏差に基づいて、前記複数の相の巻線のうちの少なくとも２つの電流指令値を生成する
ことを特徴とする研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨装置に関し、特に半導体ウエハなどの被加工物（研磨対象物）の表面を平坦に研磨する研磨装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の平坦度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の一手段として研磨装置により研磨（ポリッシング）することが行われている。

【0003】

従来、この種の研磨装置は、上面に研磨布を貼り付けたターンテーブルと、被加工物としての半導体ウエハを保持可能なトップリングとを有している。ターンテーブルとトップリングは、各々独立した回転数で回転する。研磨装置は、研磨剤を含む液体（スラリー）をターンテーブルに貼られた研磨パッド上に流し、そこにトップリングにセットされた被加工物を押し当てて、該半導体ウエハの表面を平坦且つ鏡面に研磨する。

【0004】

この種の研磨装置の研磨速度は、前工程で発生する半導体ウエハの表面状態のばらつきや、研磨パッドの摩耗状態、スラリーの微妙な変化に影響されてばらつきが生じる。仮に、研磨が不十分であると回路間の絶縁がとれずショートする虞が生じる。一方、過研磨となった場合は、配線の断面積が減ることによる抵抗値の上昇や、配線自体が完全に除去され回路自体が形成されないなどの問題が生じる。このため、この種の研磨装置は、研磨終点検出装置を搭載して最適な研磨終了点の検出を行っている。

【0005】

上述した研磨装置の研磨終点検出手段の１つとして、研磨が異材質の物質へ移行した際の研磨摩擦力の変化を検知する方法が知られている。研磨対象物である半導体ウエハは、例えば、半導体、導体、絶縁体の異なる材質からなる積層構造を有しており、異材質層間で摩擦係数が異なるため、研磨が異材質層へ移行することによって生じる研磨摩擦力の変化を検知する方法である。この方法によれば、研磨が異材質層に達した時が研磨の終点となる。また、研磨装置は、被加工物の表面に凹凸がある状態から平坦になった際の研磨摩擦力の変化を検知することにより、被加工物の表面が平坦化されたことを検出することもできる。

【0006】

ここで、研磨摩擦力の変化は次のように検出される。研磨摩擦力はターンテーブル回転中心から偏心した位置に作用するため、回転するターンテーブルには負荷トルクとして作用する。このため、研磨摩擦力はターンテーブルに働くトルクとして検出することができる。ターンテーブルを回転駆動させる手段が電動モータの場合には、負荷トルクはモータに流れる電流として測定することができる。このため、モータ電流を電流計でモニタし、適当な信号処理を施すことによって研磨の終点が検出される。

【0007】

図８は、電動モータに入力する電流の変化により研磨終点を検出する方法の一構成例を示す。電動モータ５００は、インバータ装置５１０を介して交流商用電源５１２により駆動される。インバータ装置５１０は、交流商用電源５１２をコンバータ部５１４により直流電源に変換し、コンデンサ５１６に直流電力を蓄積する。また、インバータ装置５１０は、コンデンサ５１６に蓄積された直流電力をインバータ部５１８で任意の周波数、電圧に逆変換して、３相ケーブル５２０を介して電動モータ５００に交流電力を供給する。電動モータ５００に交流電力を供給するインバータ装置５１０の３相ケーブルは、それぞれ
、電動モータ５００の３相の界磁巻線に接続されている。電動モータ５００に電力を供給する３相ケーブル５２０のうちの１相、例えばＶ相に電流変換器（ＣＴ）５２２を介在させて、モータ電流を検出する。電動モータ５００への電流供給線に流れるモータ電流は、電流計５２４でＶ相に流れる電流値が検出され、図示しない研磨装置の制御回路の終点検出手段に送られ、その電流値の変化から研磨の終点が判定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平１０−２０２５２３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

近年、半導体デバイスの高集積化がますます進むにつれて回路の配線がより微細化し、配線間距離もこれまで以上に狭くなりつつあるため、被加工物をより精密に平坦化することが希求されている。

【0010】

この点、上述のように従来技術は、電動モータの３相ある内の１相（例えばＶ相）の電流を計測し、この電流の変化から電動モータのトルク変動を検出することによって研磨終点検出を行っていた。しかしながら、実際には、電動モータの各相の電流にはばらつきが生じ得る。これに加えて、電動モータの各相の電流のばらつきは、特定の相の電流がいつも高くなったり低くなったりするものではなく、電動モータ間のばらつき又は研磨装置間のばらつきに起因してまちまちに生じるおそれがある。

【0011】

このような状況において、電動モータの特定の１相の電流を計測して終点検出を行うと、検出電流がばらつくので、電動モータのトルク変動の検出にもばらつきが発生するおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本願発明は、上記課題に鑑みなされたもので、被加工物の表面を平坦化するための研磨装置であって、
研磨テーブルと、
該研磨テーブルを回転駆動する第１の電動モータと、
被加工物を保持可能な基板保持部と、
該基板保持部を回転駆動する第２の電動モータとを備え、
前記第１の電動モータにより前記研磨テーブルを回転させると共に、前記第２の電動モータにより前記基板保持部を回転させて、前記被加工物を前記基板保持部で保持しつつ前記研磨テーブルに押圧し研磨して該被加工物の表面を平坦化できるようになっており、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータは、複数相の巻線を備え、
前記研磨装置は、前記複数相のうちの少なくとも２相の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された少なくとも２相の電流に基づいて、合成電流を生成する合成電流生成部と、
前記合成電流生成部によって生成された合成電流の変化に基づいて、前記研磨により生じる前記電動モータのトルク変動を検出するトルク変動検出部と、
を備えたことを特徴とする。

【0013】

すなわち、本願発明は、第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータの特定の１相（例えばＶ相）の電流を検出するのではなく、少なくとも２相の電流を検出する。そして、本願発明は、検出された少なくとも２相の電流に基づいて合成電流を生成し、生成された合成電流の変化に基づいて電動モータのトルク変動を検出する。

【0014】

これにより、電動モータ間でまちまちに発生する各相の電流のばらつきを吸収することができるので、トルク変動検出のばらつきを抑制することができる。
前記研磨装置において、さらに、前記検出部で検出された前記電動モータのトルク変動に基づいて、前記被加工物の表面の平坦化を示す研磨加工終点を検出する終点検出部を備えてもよい。

【0015】

また、前記研磨装置において、前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータは、少なくともＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線を備えてもよい。
また、前記研磨装置において、前記第１の電動モータが、少なくともＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線を備えてもよい。

【0016】

また、前記研磨装置において、前記第１の電動モータは、同期式又は誘導式のＡＣサーボモータから構成してもよい。
また、前記研磨装置において、さらに、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記電動モータの回転角度を生成する電気角信号生成部を備え、
前記電流検出部は、前記電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相のうち少なくとも２相の電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された少なくとも２相の電流と、前記電気角信号生成部によって検出された電動モータの回転角度とに基づいて、前記電動モータのトルクに相当する前記３相の合成実効電流を生成することもできる。

【0017】

また、前記研磨装置において、前記電流検出部は、前記電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相のうち少なくとも２相の電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された少なくとも２相の電流に基づいて、前記前記３相の電流の平均電流を生成することもできる。

【0018】

また、前記研磨装置において、さらに、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータを駆動するモータドライバを備え、
該モータドライバは、
前記電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記電動モータの回転速度を求める演算器と、
入力インターフェースを介して入力された前記電動モータの回転速度の指令値と前記演算器によって求められた前記電動モータの回転速度との偏差に基づいて、前記電動モータへ供給する電流の指令信号を生成する速度補償器と、
前記電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記電動モータの回転角度を生成する電気角信号生成部と、
前記各相のうちの少なくとも２つの相の電流指令値を生成する変換器と、を有し、
前記電流検出部は、前記電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相のうち少なくとも２相の電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された少なくとも２相の電流と、前記電気角信号生成部によって検出された電動モータの回転角度とに基づいて、前記電動モータのトルクに相当する前記３相の合成実効電流を生成し、
前記変換器は、前記速度補償器によって生成された電流の指令信号と前記合成電流生成部によって生成された合成実効電流との偏差に基づいて、前記各相のうちの少なくとも２つの相の電流指令値を生成することもできる。

【発明の効果】

【0019】

かかる本願発明によれば、電動モータ間でまちまちに発生する各相の電流のばらつきを吸収することができるので、トルク変動検出のばらつきを抑制することができる。その結果、被加工物の研磨終点検出のばらつきを抑制することができるので、被加工物の平坦化のばらつきを抑制することができ、平坦化された被加工物の歩留まりも良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図1は、本発明の第１実施形態に係るブロック図である。

【図2】図２は、２相‐３相変換器の処理内容を説明するための図である。

【図3】図３は、研磨の終点の検出態様の一例を示す図である。

【図4】図４は、比較例における研磨終点検出用の電流の特性を示す図である。

【図5】図５は、第１実施形態における研磨終点検出用の電流の特性を示す図である。

【図6】図６は、本発明の第２実施形態に係るブロック図である。

【図7】図７は、本発明の第３実施形態に係るブロック図である。

【図8】図８は、従来の駆動モータの入力電力による終点検知方法の回路構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態に係る研磨装置を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す図である。

【0022】

まず、研磨装置は、大きく分けると、半導体ウエハなどの被加工物を研磨して平滑化する研磨系１０、研磨系１０に含まれる電動モータを駆動する駆動系１００、及び被加工物の研磨の終点を検出する研磨終点検出系２００を備える。

【0023】

研磨系１０は、研磨布１１を上面に取付け可能なターンテーブル（研磨テーブル）１２と、ターンテーブル１２をギヤなどを介することなく直接的に回転駆動する第１の電動モータ１４と、半導体ウエハ（被加工物）１８を保持可能なトップリング（基板保持部）２０と、トップリング２０を回転駆動する第２の電動モータ２２とを備えている。
研磨装置は、第１の電動モータ１４によりターンテーブル１２を回転させると共に、第２の電動モータ２２によりトップリング２０を回転させて、トップリング２０により半導体ウエハ１８を保持しつつ、ターンテーブル１２に半導体ウエハ１８を押圧して半導体ウエハ１８の表面を研磨し、平坦化できるようになっている。

【0024】

トップリング２０は、図示しない保持装置により、ターンーブル１２に近づけたり遠ざけたりすることができるようになっている。半導体ウエハ１８を研磨するときは、トップリング２０をターンテーブル１２に近づけることにより、トップリング２０に保持された半導体ウエハ１８を、ターンテーブル１２に取り付けられた研磨布１１に当接させる。なお、本実施形態においては、ターンテーブル１２を直接的に回転駆動する第１の電動モータ１４のトルクを検出して、半導体ウエハ１８の研磨状態の終点を検出する例を示すが、トップリング２０を回転駆動する第２の電動モータのトルクを検出して、半導体ウエハの研磨状態の終点を検出するようにしてもよい。

【0025】

半導体ウエハ１８を研磨するときは、上面に研磨布１１を張り付けたターンテーブル１２が、第１の電動モータ１４によって回転駆動された状態で、研磨対象物である半導体ウエハ１８を保持したトップリング２０により、半導体ウエハ１８が研磨布１１に押圧される。また、トップリング２０は、ターンテーブル１２の回転軸１３とは偏心した軸線２１
の回りに回転する。研磨する際は、研磨材を含む研磨砥液が、研磨材供給装置２４から研磨布１０の上面に供給され、そこに、トップリング２０に保持された半導体ウエハ１８が押圧される。

【0026】

第１の電動モータ１４は、少なくともＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線を備えた同期式又は誘導式のＡＣサーボモータであることが好ましい。第１の電動モータ１４は、本実施形態においては、３相の巻線を備えたＡＣサーボモータから構成されている。３相の巻線は、１２０度位相のずれた電流を電動モータ１４内のロータ周辺に設けられた界磁巻線に流し、これにより、ロータが回転駆動されるようになっている。電動モータ１４のロータは、モータシャフト１５に接続されており、モータシャフト１５によりターンテーブル１２が回転駆動される。

【0027】

次に、駆動系１００について説明する。駆動系１００は、第１の電動モータ１４を回転駆動するモータドライバ１０１と、第１の電動モータ１４の回転位置を検出する位置検出センサ１４０と、キーボートやタッチパネルなどの入力インターフェースを介してオペレータから第１の電動モータ１４の回転速度の指令信号を受け付け、受け付けた指令信号をモータドライバ１０１に入力する入力部１５０とを備えている。

【0028】

モータドライバ１０１は、微分器１０２と、速度補償器１０４と、２相‐３相変換器１０６と、電気角信号生成器（電気角信号生成部）１０８と、Ｕ相電流補償器１１０と、Ｕ相ＰＷＭ変調回路１１２と、Ｖ相電流補償器１１４と、Ｖ相ＰＷＭ変調回路１１６と、Ｗ相電流補償器１１８と、Ｗ相ＰＷＭ変調回路１２０と、パワーアンプ１３０と、電流センサ１３２，１３４とを備えている。

【0029】

位置検出センサ１４０は、第１の電動モータ１４の回転位置を検出し、検出した回転位置信号を微分器１０２、電気角信号生成器１０８、及び後述する電気角信号生成器２１０へ出力する。

【0030】

微分器１０２は、位置検出センサ１４０によって検出された回転位置信号を微分することによって第１の電動モータ１４の実際の回転速度に相当する実速度信号を生成する。すなわち、微分器１０２は、第１の電動モータ１４の回転位置の検出値に基づいて第１の電動モータ１４の回転速度を求める演算器である。

【0031】

速度補償器１０４は、入力部１５０を介して入力された回転速度の指令信号（目標値）と微分器１０２によって生成された実速度信号との偏差に相当する速度偏差信号に基づいて、第１の電動モータ１４の回転速度の補償を行う。すなわち、速度補償器１０４は、入力インターフェース（入力部１５０）を介して入力された第１の電動モータ１４の回転速度の指令値と微分器１０２によって求められた第１の電動モータ１４の回転速度との偏差に基づいて、第１の電動モータ１４へ供給する電流の指令信号を生成する。

【0032】

速度補償器１０４は、例えばＰＩＤ制御器で構成することができる。この場合、速度補償器１０４は、入力部１５０から入力された回転速度の指令信号と第１の電動モータの実速度信号との偏差に比例させて操作量を変える比例制御と、その偏差を足していきその値に比例して操作量を変える積分制御と、偏差の変化率（つまり偏差が変化する速度）を捉えこれに比例した操作量をだす微分制御とを行い、補償された回転速度に相当する電流指令信号を生成する。なお、速度補償器１０４は、ＰＩ制御器で構成することもできる。

【0033】

電気角信号生成器１０８は、位置検出センサ１４０によって検出された回転位置信号に基づいて、第１の電動モータ１４のロータの回転角度に相当する電気角信号を生成する。
２相‐３相変換器１０６は、速度補償器１０４によって生成された電流指令信号と、電
気角信号生成器１０８によって生成された電気角信号とに基づいて、Ｕ相電流指令信号、及びＶ相電流指令信号を生成する。すなわち、２相‐３相変換器１０６は、第１の電動モータ１４の回転位置の検出値に基づいて生成された電気角信号と速度補償器１０４によって生成された電流の指令信号とに基づいて、各相のうちの少なくとも２つの相の電流指令値を生成する変換器である。

【0034】

ここで、２相‐３相変換器１０６の処理について詳細に説明する。図２は、２相‐３相変換器の処理内容を説明するための図である。２相‐３相変換器１０６には、速度補償器１０４から図２に示すような電流指令信号Ｉｃが入力される。また、２相‐３相変換器１０６には、電気角信号生成器１０８から図２に示すようなＵ相の電気角信号Ｓｉｎφｕが入力される。なお、図２において図示は省略したが、２相‐３相変換器１０６には、Ｖ相の電気角信号Ｓｉｎφｖも入力される。

【0035】

例えばＵ相電流指令信号Ｉｕｃを生成する場合を考える。この場合、２相‐３相変換器１０６は、入力された電流指令信号Ｉｃ、及びＵ相の電気角信号Ｓｉｎφｕに基づいてＵ相電流指令信号Ｉｕｃを生成する。例えば、２相‐３相変換器１０６は、Ｕ相電流指令信号Ｉｕｃを含む回転２座標系のｄｑ信号を、電気角信号Ｓｉｎφｕを用いて逆ｄｑ変換（逆パーク変換）によって静止２座標系のαβ信号へ変換し、αβ信号を逆αβ変換（逆クラーク変換）によってＵ相電流指令信号へ変換することができる。

【0036】

また、Ｖ相電流指令信号Ｉｕｃを生成する場合、２相‐３相変換器１０６は、Ｕ相の場合と同様に、入力された電流指令信号Ｉｃ、及びＶ相の電気角信号Ｓｉｎφｖに基づいて、Ｖ相電流指令信号Ｉｖｃを生成する。例えば、２相‐３相変換器１０６は、Ｖ相電流指令信号Ｉｕｃを含む回転２座標系のｄｑ信号を、電気角信号Ｓｉｎφｖを用いて逆ｄｑ変換（逆パーク変換）によって静止２座標系のαβ信号へ変換し、αβ信号を逆αβ変換（逆クラーク変換）によってＶ相電流指令信号へ変換することができる。

【0037】

電流センサ１３２は、パワーアンプ１３０のＵ相出力ラインに設けられ、パワーアンプ１３０から出力されたＵ相の電流を検出する。
Ｕ相電流補償器１１０は、２相‐３相変換器１０６から出力されたＵ相電流指令信号Ｉｕｃと、電流センサ１３２によって検出されてフィードバックされたＵ相検出電流Ｉｕ＊との偏差に相当するＵ相電流偏差信号に基づいて、Ｕ相の電流補償を行う。Ｕ相電流補償器１１０は、例えばＰＩ制御器、又はＰＩＤ制御器で構成することができる。Ｕ相電流補償器１１０は、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御を用いてＵ相電流の補償を行い、補償された電流に相当するＵ相電流信号を生成する。

【0038】

Ｕ相ＰＷＭ変調回路１１２は、Ｕ相電流補償器１１０によって生成されたＵ相電流信号に基づいてパルス幅変調を行う。Ｕ相ＰＷＭ変調回路１１２は、パルス幅変調を行うことによって、Ｕ相電流信号に応じた２系統のパルス信号を生成する。

【0039】

電流センサ１３４は、パワーアンプ１３０のＶ相出力ラインに設けられ、パワーアンプ１３０から出力されたＶ相の電流を検出する。
Ｖ相電流補償器１１４は、２相‐３相変換器１０６から出力されたＶ相電流指令信号Ｉｖｃと、電流センサ１３４によって検出されてフィードバックされたＶ相検出電流Ｉｖ＊との偏差に相当するＶ相電流偏差信号に基づいてＶ相の電流補償を行う。Ｖ相電流補償器１１４は、例えばＰＩ制御器、又はＰＩＤ制御器で構成することができる。Ｖ相電流補償器１１４は、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御を用いてＶ相電流の補償を行い、補償された電流に相当するＶ相電流信号を生成する。

【0040】

Ｖ相ＰＷＭ変調回路１１６は、Ｖ相電流補償器１１４によって生成されたＶ相電流信号
に基づいてパルス幅変調を行う。Ｖ相ＰＷＭ変調回路１１４は、パルス幅変調を行うことによって、Ｖ相電流信号に応じた２系統のパルス信号を生成する。

【0041】

Ｗ相電流補償器１１８は、２相‐３相変換器１０６から出力されたＵ相電流指令信号Ｉｕｃ及びＶ相電流指令信号Ｉｖｃに基づいて生成されたＷ相電流指令信号Ｉｗｃと、電流センサ１３２，１３４によって検出されてフィードバックされたＵ相検出電流Ｉｕ＊及びＶ相検出電流Ｉｖ＊との偏差に相当するＷ相電流偏差信号に基づいてＷ相の電流補償を行う。Ｗ相電流補償器１１８は、例えばＰＩ制御器、又はＰＩＤ制御器で構成することができる。Ｗ相電流補償器１１８は、ＰＩ制御又はＰＩＤ制御を用いてＷ相電流の補償を行い、補償された電流に相当するＷ相電流信号を生成する。

【0042】

Ｗ相ＰＷＭ変調回路１２０は、Ｗ相電流補償器１１８によって生成されたＷ相電流信号に基づいてパルス幅変調を行う。Ｗ相ＰＷＭ変調回路１１８は、パルス幅変調を行うことによって、Ｗ相電流信号に応じた２系統のパルス信号を生成する。

【0043】

パワーアンプ１３０は、図８で説明したインバータ装置５１０によって構成されている。パワーアンプ１３０（インバータ装置５１０）のインバータ部５１８には、Ｕ相ＰＷＭ変調回路１１２、Ｖ相ＰＷＭ変調回路１１６、及びＷ相ＰＷＭ変調回路１２０によって生成された２系統のパルス信号がそれぞれ印加される。パワーアンプ１３０は、印加された各パルス信号に応じてインバータ部５１８の各トランジスタを駆動する。これにより、パワーアンプ１３０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれについて交流電力を出力し、この３相交流電力によって第１の電動モータ１４を回転駆動する。

【0044】

次に、研磨終点検出系２００について説明する。研磨終点検出系２００は、Ｕ相電流検出器（電流検出部）２０２、Ｖ相電流検出器（電流検出部）２０４、センサアンプ２０６，２０８、電気角信号生成器（電気角信号生成部）２１０、３相‐２相変換器（合成電流生成部）２２０、及び終点検出装置（トルク変動検出部，終点検出部）２３０を備える。

【0045】

Ｕ相電流検出器２０２は、モータドライバ１０１と第１の電動モータ１４との間のＵ相の電流路に設けられており、モータドライバ１０１から出力されたＵ相の電流を検出する。

【0046】

Ｖ相電流検出器２０４は、モータドライバ１０１と第１の電動モータ１４との間のＶ相の電流路に設けられており、モータドライバ１０１から出力されたＶ相の電流を検出する。

【0047】

センサアンプ２０６は、Ｖ相電流検出器２０４によって検出された電流を増幅する。また、センサアンプ２０８は、Ｕ相電流検出器２０２によって検出された電流を増幅する。
電気角信号生成器２１０は、上述の電気角信号生成器１０８と同様の機能を有する。すなわち、電気角信号生成器２１０は、位置検出センサ１４０によって検出された回転位置信号に基づいて、第１の電動モータ１４のロータの回転角度に相当する図２に示すような電気角信号を生成する。

【0048】

３相‐２相変換器２２０には、センサアンプ２０６，２０８によってそれぞれ増幅されたＶ相，Ｕ相の検出電流、及び電気角信号生成器２１０によって生成された電気角信号が入力される。３相‐２相変換器２２０は、入力されたＶ相，Ｕ相の検出電流、及び電気角信号に基づいて、合成電流を生成する。

【0049】

例えば、３相‐２相変換器２２０は、Ｖ相検出電流と、Ｕ相検出電流と、Ｖ相検出電流及びＵ相検出電流に基づいて算出されるＷ相検出電流との３座標系の信号を、αβ変換（
クラーク変換）によって、静止２座標系のαβ信号へ変換する。続いて、３相‐２相変換器２２０は、αβ信号を、電気角信号生成器２１０によって生成された電気角信号を用いてｄｑ変換（パーク変換）によって、回転２座標系のｄｑ信号へ変換する。そして、３相‐２相変換器２２０は、ｄｑ信号のうち、第１の電動モータ１４の回転トルク成分に相当するｑ信号を、Ｖ相，Ｕ相，Ｗ相の３相の合成電流として出力する。

【0050】

終点検出装置２３０は、３相‐２相変換器２２０から出力された合成電流信号に基づいて、半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定する。より具体的には、終点検出装置２３０は、３相‐２相変換器２２０から出力された合成電流信号の変化に基づいて、研磨により生じる電動モータのトルク変動を検出する。そして、終点検出装置２３０は、検出された電動モータのトルク変動に基づいて半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定する。

【0051】

終点検出装置２３０の研磨終点の判定について図３を用いて説明する。図３は、研磨の終点の検出態様の一例を示す図である。図３において横軸は研磨時間の経過を示し、縦軸はトルク電流（Ｉ）及びトルク電流の微分値（ΔＩ／Δｔ）を示している。終点検出装置２３０は、例えば図３のようにトルク電流３０ａ（Ｖ相のモータ電流）が推移した場合、トルク電流３０ａがあらかじめ設定されたしきい値３０ｂより小さくなったら、半導体ウエハ１８の研磨が終点に達したと判定する。また、終点検出装置２３０は、トルク電流３０ａの微分値３０ｃを求めて、あらかじめ設定された時間しきい値３０ｄと３０ｅとの間の期間において微分値３０ｃの傾きが負から正に転じたことを検出したら、半導体ウエハ１８の研磨が終点に達したと判定することもできる。すなわち、時間しきい値３０ｄと３０ｅは、経験則などによって研磨終点になると思われるおおよその期間に設定されており、終点検出装置２３０は、時間しきい値３０ｄと３０ｅとの間の期間において研磨の終点検出を行う。このため、終点検出装置２３０は、時間しきい値３０ｄと３０ｅとの間の期間以外では、たとえ微分値３０ｃの傾きが負から正に転じたとしても、半導体ウエハ１８の研磨が終点に達したとは判定しない。これは、例えば研磨の開始直後などに、研磨が安定していない影響によって微分値３０ｃがハンチングして傾きが負から正に転じた場合に、研磨終点であると誤検出されるのを抑制するためである。以下、終点検出装置２３０の研磨終点の判定の具体例を示す。

【0052】

例えば、半導体ウエハ１８が、半導体、導体、絶縁体等の異なる材質で積層されている場合を考える。この場合、異材質層間で摩擦係数が異なるため、研磨が異材質層へ移行した場合に第１の電動モータ１４のモータトルクが変化する。この変化に応じて合成電流信号も変化する。終点検出装置２３０は、この合成電流信号（モータトルク）がしきい値より大きくなった又は小さくなったことを検出することにより半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定する。また、終点検出装置２３０は、合成電流信号の微分値の変化に基づいて半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定することもできる。

【0053】

また、例えば半導体ウエハ１８の研磨面に凹凸がある状態から研磨によって研磨面が平坦化される場合を考える。この場合、半導体ウエハ１８の研磨面が平坦化されると第１の電動モータ１４のモータトルクが変化する。この変化に応じて合成電流信号も変化する。終点検出装置２３０は、この合成電流信号（モータトルク）がしきい値より小さくなったことを検出することにより半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定する。また、終点検出装置２３０は、合成電流信号の微分値の変化に基づいて半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定することもできる。

【0054】

次ぎに、本実施形態に係る研磨装置の作用を説明する。
オペレータは、入力部１５０を介して、第１及び第２の電動モータ１４、２２を駆動して、研磨装置を稼働させる。半導体ウエハ１８の研磨状態に応じて、第１の電動モータ１４に要求されるトルクが変動することになるが、ターンテーブル１２は一定の速度で回転
させる必要がある。このため、速度補償器１０４は、ＰＩＤ制御などによって、第１の電動モータ１４の各巻線に流す電流を制御する。速度補償器１０４は、半導体ウエハ１８の研磨状態に応じて電動モータ１４に要求されるトルクが変動しても、第１の電動モータ１４を一定の速度で回転駆動するので、ターンテーブル１２は一定の速度で回転する。すなわち、入力部１５０に設定された速度指令と、微分器１０２で生成された第１の電動モータ１４の実際の速度との間の差分に基づき、速度補償器１０４は、ＰＩＤ制御などにより各相の巻線に流すべき電流指令値を演算し、各相の電流指令を出力する。

【0055】

また、Ｕ相電流補償器１１０，Ｖ相電流補償器１１４，及びＷ相電流補償器１１８はそれぞれ、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の電流の指令信号と、各相の実際の電流との差分に基づいて、ＰＩＤ制御などにより各相の巻線に流すべき電流信号を演算する。

【0056】

パワーアンプ１３０は、Ｕ相電流補償器１１０，Ｖ相電流補償器１１４，及びＷ相電流補償器１１８によって演算された各相の電流信号に応じてインバータ部５１８の各トランジスタを駆動することによって、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれについて交流電力を出力し、第１の電動モータ１４を回転駆動する。

【0057】

ここで、従前は、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のうちの特定の１相（例えばＶ相）の電流を検出し、この１相の検出電流の変化に基づいて半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定していた。しかしながら、実際には、電動モータの各相の電流にはばらつきが生じ得る。これに加えて、電動モータの各相の電流のばらつきは、特定の相の電流がいつも高くなったり低くなったりするものではなく、電動モータ間のばらつき又は研磨装置間のばらつきに起因してまちまちに生じるおそれがある。このような状況において、電動モータの特定の１相の電流を計測して終点検出を行うと、検出電流がばらつくので、半導体ウエハ１８の平坦化のばらつきが発生するおそれがある。

【0058】

これに対して、本実施形態では、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のうちの少なくとも２相（実施形態では、Ｕ相及びＶ相）の電流を検出し、検出した少なくとも２相の電流に基づいて、合成電流を生成する。そして、生成された合成電流の変化に基づいて、研磨により生じる電動モータのトルク変動を検出する。これにより、電動モータ間でまちまちに発生する各相の電流のばらつきを吸収することができる。

【0059】

この点について、図４，５を用いて説明する。図４は、比較例における研磨終点検出用の電流の特性を示す図である。図４は、４つの研磨装置のサンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれについて、従来技術のように特定の１相（例えばＶ相）の電流を検出して研磨終点検出に用いる場合の検出電流の推移を示すものである。一方、図５は、第１実施形態における研磨終点検出用の電流の特性を示す図である。図５は、４つの研磨装置のサンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄそれぞれについて、第１実施形態に基づいて生成された研磨終点検出用の合成電流の推移を示すものである。図４，５において、横軸は時間軸を示し、縦軸は研磨終点検出用の電流値を示している。

【0060】

まず、図４（特定の１相を検出した場合）において、電流推移２５２，２５４，２５６，２５８はそれぞれ、サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する電流推移である。例えば電流値が低めに検出されたサンプルＡに対応する電流推移２５２と、電流値が高めに検出されたサンプルＢ，Ｄに対応する電流推移２５４，２５８とを比較すると、両者には２（Ａ）程度の電流値の差があることがわかる。また、サンプルＣに対応する電流推移２５６は両者のほぼ中間ぐらいの電流となっている。このように、特定の１相の電流を研磨終点検出用として検出した場合、サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの電流推移にばらつきが生じる。

【0061】

これに対して図５に示すように、サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに対応する電流推移２６２，
２６４，２６６，２６８は、いずれもほぼ重なり合うようにプロットされている。このように、３相の合成電流を研磨終点検出用として生成した場合、サンプルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの電動モータ間でまちまちに発生する各相の電流のばらつきを吸収することができる。

【0062】

したがって、電動モータのトルク変動の検出のばらつきを抑制することができるので、半導体ウエハ１８の研磨終点検出のばらつきを抑制することができる。その結果、半導体ウエハ１８の平坦化のばらつきを抑制することができ、平坦化された半導体ウエハ１８の歩留まりも向上させることができる。

【0063】

なお、本実施形態では、Ｖ相検出電流と、Ｕ相検出電流と、Ｖ相検出電流及びＵ相検出電流に基づいて算出されるＷ相検出電流と、電気角信号とを用いて合成電流を生成する例を示したが、これには限られない。例えば、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相のうち、特定の２相の電流を検出して、これらの検出電流の平均値などの統計値を合成電流とすることもできる。

【0064】

また、本実施形態では、モータドライバ１０１と第１の電動モータ１４との間のＵ相，Ｖ相の電流路にＵ相電流検出器２０２，Ｖ相電流検出器２０４を設けて、これらの検出器によって検出された電流を終点検出用の電流として用いる例を示したが、これには限られない。例えば、Ｕ相電流検出器２０２，Ｖ相電流検出器２０４を設けずに、モータドライバ１０１に内蔵された電流センサ１３２，１３４によって検出されたＵ相，Ｖ相の電流値をモータドライバ１０１から出力して終点検出用の電流として用いることもできる。

【0065】

また、本実施形態では、電気角信号生成器２１０を設ける例を示したが、これには限られない。例えば、電気角信号生成器２１０を設けずに、モータドライバ１０１に内蔵された電気角信号生成器１０８によって生成された電気角信号をモータドライバ１０１から出力して終点検出用の電気角信号として用いることもできる。
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す図である。第２実施形態の研磨装置は、第１実施形態と比較して、研磨終点検出系の態様が異なるだけであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。そこで、第２実施形態では、研磨終点検出系のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。

【0066】

図６に示すように、研磨終点検出系３００は、Ｕ相電流検出器３０２、Ｖ相電流検出器３０４、センサアンプ３０６，３０８、３相平均電流演算器（合成電流生成部）３２０、及び終点検出装置３３０を備える。

【0067】

Ｕ相電流検出器３０２は、モータドライバ１０１と第１の電動モータ１４との間のＵ相の電流路に設けられており、モータドライバ１０１から出力されたＵ相の電流を検出する。

【0068】

Ｖ相電流検出器３０４は、モータドライバ１０１と第１の電動モータ１４との間のＶ相の電流路に設けられており、モータドライバ１０１から出力されたＶ相の電流を検出する。

【0069】

センサアンプ３０６は、Ｖ相電流検出器３０４によって検出された電流を増幅する。また、センサアンプ３０８は、Ｕ相電流検出器３０２によって検出された電流を増幅する。
３相平均電流演算器３２０は、センサアンプ３０６，３０８から出力された少なくとも少なくとも２相の電流に基づいて、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の３相の電流の平均電流を生成する。

【0070】

例えば、３相平均電流演算器３２０は、センサアンプ３０６から出力されたＶ相の検出
電流をＩｖとし、センサアンプ３０８から出力されたＵ相の検出電流をＩｕとし、Ｗ相の検出電流をＩｗとすると、Ｉｗ＝−Ｉｖ−Ｉｕという式によって、Ｗ相の検出電流を算出する。そして、３相平均電流演算器３２０は、Ｖ相の検出電流Ｉｖ，Ｕ相の検出電流Ｉｕ，Ｗ相の検出電流Ｉｗそれぞれの電流の実効値を平均化することによって、３相の電流の合成電流を生成し、合成電流信号として終点検出装置３３０へ出力する。

【0071】

終点検出装置３３０は、３相平均電流演算器３２０から出力された合成電流信号に基づいて、半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定する。より具体的には、終点検出装置３３０は、３相平均電流演算器３２０から出力された合成電流信号の変化に基づいて、研磨により生じる電動モータのトルク変動を検出する。そして、終点検出装置３３０は、検出された電動モータのトルク変動に基づいて半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定する。

【0072】

第２実施形態のように、電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相のうち少なくとも２相の電流を検出し、検出された少なくとも２相の電流に基づいて、３相の電流の平均電流を生成して研磨の終点検出用として用いる場合であっても、少なくとも２相の検出電流に基づいて研磨終点検出を行っているので、第１実施形態と同様に、電動モータ間でまちまちに発生する各相の電流のばらつきを吸収することができる。したがって、半導体ウエハ１８の終点検出のばらつきを抑制することができる。その結果、半導体ウエハ１８の平坦化のばらつきを抑制することができるので、平坦化された半導体ウエハ１８の歩留まりも向上させることができる。
＜第３実施形態＞
図７は、本発明の第３実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す図である。第３実施形態の研磨装置は、第１実施形態と比較して、研磨終点検出系が駆動系のモータドライバに内蔵される点が異なるだけであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。そこで、第３実施形態では、第１実施形態と異なる点のみを説明し、その他の構成については説明を省略する。

【0073】

図７に示すように、駆動系４００は、第１の電動モータ１４を回転駆動するモータドライバ４０１と、第１の電動モータ１４の回転位置を検出する位置検出センサ４４０と、キーボートやタッチパネルなどの入力インターフェースを介してオペレータから第１の電動モータ１４の回転速度の指令信号を受け付け、受け付けた指令信号をモータドライバ４０１に入力する入力部４５０とを備えている。

【0074】

モータドライバ４０１は、微分器４０２と、速度補償器４０４と、２相‐３相変換器４０６と、電気角信号生成器４０８と、Ｕ相ＰＷＭ変調回路４１２と、Ｖ相ＰＷＭ変調回路４１６と、Ｗ相ＰＷＭ変調回路４２０と、パワーアンプ４３０と、電流センサ４３２，４３４とを備えている。

【0075】

また、モータドライバ４０１は、センサアンプ４３６，４３８と、３相‐２相変換器４４０と、終点検出装置４６０とを備えている。
微分器４０２、速度補償器４０４、電気角信号生成器４０８、パワーアンプ４３０、電流センサ４３２，４３４は、第１実施形態でそれぞれ説明した微分器１０２、速度補償器１０４、電気角信号生成器１０８、パワーアンプ１３０、電流センサ１３２，１３４と同様である。

【0076】

２相‐３相変換器４０６は、速度補償器４０４によって生成された電流指令信号と３相‐２相変換器４４０から出力されたフィードバック電流信号との偏差に基づいて電流補償を行う。２相‐３相変換器４０６は、例えばＰＩ制御器、又はＰＩＤ制御器で構成することができる。

【0077】

また、２相‐３相変換器４０６は、補償された電流指令信号と、電気角信号生成器４０８によって生成された電気角信号とに基づいて、Ｕ相電流指令信号、及びＶ相電流指令信号を生成する。例えば、２相‐３相変換器４０６は、Ｕ相電流指令信号Ｉｕｃを生成する場合、補償されたＵ相電流指令信号を含む回転２座標系のｄｑ信号を、電気角信号Ｓｉｎφｕを用いて逆ｄｑ変換（逆パーク変換）によってαβ信号へ変換し、αβ信号を逆αβ変換（逆クラーク変換）によってＵ相電流指令信号Ｉｕｃへ変換することができる。

【0078】

また、２相‐３相変換器４０６は、Ｖ相電流指令信号Ｉｖｃを生成する場合、補償されたＶ相電流指令信号Ｉｖｃを含む回転２座標系のｄｑ信号を、電気角信号Ｓｉｎφｖを用いて逆ｄｑ変換（逆パーク変換）によってαβ信号へ変換し、αβ信号を逆αβ変換（逆クラーク変換）によってＶ相電流指令信号Ｉｖｃへ変換することもできる。

【0079】

Ｕ相ＰＷＭ変調回路４１２は、２相‐３相変換器４０６によって生成されたＵ相電流指令信号に基づいてパルス幅変調を行う。Ｕ相ＰＷＭ変調回路４１２は、パルス幅変調を行うことによって、Ｕ相電流指令信号に応じた２系統のパルス信号を生成する。

【0080】

Ｖ相ＰＷＭ変調回路４１６は、２相‐３相変換器４０６によって生成されたＶ相電流指令信号に基づいてパルス幅変調を行う。Ｖ相ＰＷＭ変調回路４１６は、パルス幅変調を行うことによって、Ｖ相電流指令信号に応じた２系統のパルス信号を生成する。

【0081】

Ｗ相ＰＷＭ変調回路４２０は、２相‐３相変換器４０６によって生成されたＵ相電流指令信号とＶ相電流指令信号とに基づいて生成されたＷ相電流指令信号に基づいて、パルス幅変調を行う。Ｗ相ＰＷＭ変調回路４２０は、パルス幅変調を行うことによって、Ｗ相電流信号に応じた２系統のパルス信号を生成する。

【0082】

センサアンプ４３６は、電流センサ４３２によって検出された電流を増幅する。また、センサアンプ４３８は、電流センサ４３４によって検出された電流を増幅する。
３相‐２相変換器４４０には、センサアンプ４３６，４３８によってそれぞれ増幅されたＶ相，Ｕ相の検出電流、及び電気角信号生成器４０８によって生成された電気角信号が入力される。３相‐２相変換器４４０は、入力されたＶ相，Ｕ相の検出電流、及び電気角信号に基づいて、Ｖ相，Ｕ相，Ｗ相の３相の合成電流を生成する。

【0083】

例えば、３相‐２相変換器４４０は、Ｖ相検出電流と、Ｕ相検出電流と、Ｖ相検出電流及びＵ相検出電流に基づいて算出されるＷ相検出電流との３座標系の信号を、αβ変換（クラーク変換）によって、静止２座標系のαβ信号へ変換する。続いて、３相‐２相変換器４４０は、αβ信号を、電気角信号生成器４０８によって生成された電気角信号を用いてｄｑ変換（パーク変換）によって、回転２座標系のｄｑ信号へ変換する。

【0084】

そして、３相‐２相変換器４４０は、ｄｑ信号をフィードバック電流信号として出力するとともに、ｄｑ信号のうち、第１の電動モータ１４の回転トルク成分に相当するｑ信号を、Ｖ相，Ｕ相，Ｗ相の３相の合成電流として終点検出装置４６０へ出力する。

【0085】

終点検出装置４６０は、３相‐２相変換器４４０から出力された合成電流信号に基づいて、半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定する。より具体的には、終点検出装置４６０は、３相‐２相変換器４４０から出力された合成電流信号の変化に基づいて、研磨により生じる電動モータのトルク変動を検出する。そして、終点検出装置４６０は、検出された電動モータのトルク変動に基づいて半導体ウエハ１８の研磨の終点を判定する。

【0086】

第３実施形態のように、モータドライバ４０１に研磨終点検出系を内蔵した場合であっても、少なくとも２相の検出電流に基づいて研磨終点検出を行っているので、第１実施形
態と同様に、電動モータ間でまちまちに発生する各相の電流のばらつきを吸収することができる。したがって、半導体ウエハ１８の終点検出のばらつきを抑制することができる。その結果、半導体ウエハ１８の平坦化のばらつきを抑制することができるので、平坦化された半導体ウエハ１８の歩留まりも向上させることができる。

【0087】

なお、上記各実施形態においては、３相の巻線を備えた電動モータを用いたが、本願発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、２相以上の巻線を備えた電動モータを用いても良い。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
［形態１］
被加工物の表面を平坦化するための研磨装置であって、
研磨テーブルと、
該研磨テーブルを回転駆動する第１の電動モータと、
被加工物を保持可能な基板保持部と、
該基板保持部を回転駆動する第２の電動モータとを備え、
前記第１の電動モータにより前記研磨テーブルを回転させると共に、前記第２の電動モータにより前記基板保持部を回転させて、前記被加工物を前記基板保持部で保持しつつ前記研磨テーブルに押圧し研磨して該被加工物の表面を平坦化できるようになっており、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータは、複数相の巻線を備え、
前記研磨装置は、前記複数相のうちの少なくとも２相の電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された少なくとも２相の電流に基づいて、合成電流を生成する合成電流生成部と、
前記合成電流生成部によって生成された合成電流の変化に基づいて、前記研磨により生じる前記電動モータのトルク変動を検出するトルク変動検出部と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
［形態２］
形態１に記載の研磨装置において、さらに、
前記トルク変動検出部で検出された前記電動モータのトルク変動に基づいて、前記被加工物の表面の平坦化を示す研磨加工終点を検出する終点検出部を備えたことを特徴とする、研磨装置。
［形態３］
形態１又は２に記載の研磨装置において、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータは、少なくともＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線を備えたことを特徴とする、研磨装置。
［形態４］
形態３に記載の研磨装置において、
前記第１の電動モータが、少なくともＵ相とＶ相とＷ相の３相の巻線を備えたことを特徴とする、研磨装置。
［形態５］
形態４に記載の研磨装置において、
前記第１の電動モータは、同期式又は誘導式のＡＣサーボモータであることを特徴とする、研磨装置。
［形態６］
形態１に記載の研磨装置において、さらに、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記電動モータの回転角度を生成する電気角信号生成部を備え、
前記電流検出部は、前記電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相のうち少なくとも２相の電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された少なくとも２相の電流と、前記電気角信号生成部によって検出された電動モータの回転角度とに基づいて、前記電動モータのトルクに相当する前記３相の合成実効電流を生成する
ことを特徴とする研磨装置。
［形態７］
形態１に記載の研磨装置において、
前記電流検出部は、前記電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相のうち少なくとも２相の電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された少なくとも２相の電流に基づいて、前記３相の電流の平均電流を生成する
ことを特徴とする研磨装置。
［形態８］
形態１に記載の研磨装置において、さらに、
前記第１及び第２の電動モータのうち少なくとも一方の電動モータを駆動するモータドライバを備え、
該モータドライバは、
前記電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記電動モータの回転速度を求める演算器と、
入力インターフェースを介して入力された前記電動モータの回転速度の指令値と前記演算器によって求められた前記電動モータの回転速度との偏差に基づいて、前記電動モータへ供給する電流の指令信号を生成する速度補償器と、
前記電動モータの回転位置の検出値に基づいて前記電動モータの回転角度を生成する電気角信号生成部と、
前記各相のうちの少なくとも２つの相の電流指令値を生成する変換器と、を有し、
前記電流検出部は、前記電動モータのＵ相とＶ相とＷ相の３相のうち少なくとも２相の電流を検出し、
前記合成電流生成部は、前記合成電流として、前記電流検出部によって検出された少なくとも２相の電流と、前記電気角信号生成部によって検出された電動モータの回転角度とに基づいて、前記電動モータのトルクに相当する前記３相の合成実効電流を生成し、
前記変換器は、前記速度補償器によって生成された電流の指令信号と前記合成電流生成部によって生成された合成実効電流との偏差に基づいて、前記各相のうちの少なくとも２つの相の電流指令値を生成する
ことを特徴とする研磨装置。

【符号の説明】

【0088】

１０ 研磨系
１２ ターンテーブル
１４ 第１の電動モータ
１８ 半導体ウエハ
２０トップリング
２２ 第２の電動モータ
１００，４００ 駆動系
１０１，４０１ モータドライバ
１０２，４０２ 微分器
１０４，４０４ 速度補償器
１０６，４０６ ２相‐３相変換器
１０８，４０８ 電気角信号生成器
１３０，４３０ パワーアンプ
１３２，１３４，４３２，４３４ 電流センサ
１５０，４５０ 入力部
２００，３００ 研磨終点検出系
２０２ Ｕ相電流検出器
２０４ Ｖ相電流検出器
２１０ 電気角信号生成器
２２０，４４０ ３相‐２相変換器
２３０，３３０，４６０ 終点検出装置
３２０ ３相平均電流演算器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】