向保持环传递局部载荷的辊的异常检测方法和研磨装置

摘要

本发明提供一种辊的异常检测方法及研磨装置，对向保持环传递局部载荷的辊的异常进行检测。其中，使具备头主体(11)和保持环(20)的研磨头(10)旋转，该头主体具有按压基板(W)的按压面(45a)，该保持环被配置为包围按压面(45a)，使固定于保持环(20)且具有多个辊(52)的旋转环(51)与研磨头(10)一同旋转，且一边对配置在旋转环(51)上的静止环施加局部载荷，一边测定用于使研磨头(10)旋转的转矩，生成表示用于使研磨头(10)旋转的转矩的测定值与转矩的测定时间的关系的转矩波形，对转矩波形进行傅立叶变换处理而决定转矩波形的频率成分的强度，在决定的频率成分的强度比规定的阈值大时，判断为多个辊(52)中的至少一个存在异常。

说明书

技术领域

本发明涉及辊的异常检测方法，该辊将局部载荷传递到对晶片等基板进行研磨的研磨装置所使用的保持环。另外，本发明涉及能够对这样的辊的异常进行检测的研磨装置。

背景技术

近年来，伴随着半导体器件的高集成化、高密度化，电路的布线越来越微细化，多层布线的层数也增加。若要实现电路的微细化并且实现多层布线，则在沿着下侧的层的表面凹凸的同时台阶变得更大，因此随着布线层数增加，薄膜形成时的针对台阶形状的膜覆盖性(阶梯覆盖)变差。因此，为了进行多层布线，必须改善该阶梯覆盖，在适当的过程中必须进行平坦化处理。另外，随着光刻的微细化，焦点深度变浅，因此需要对半导体器件表面进行平坦化处理，以使得半导体器件的表面的凹凸台阶收敛于焦点深度以下。

因此，在半导体器件的制造工序中，半导体器件表面的平坦化变得越来越重要。在该表面的平坦化中最重要的技术为化学机械研磨(CMP：Chemical MechanicalPolishing)。该化学机械研磨(以下，称为CMP)是一边将包含二氧化硅(SiO

用于进行CMP的研磨装置具备：对具有研磨面的研磨垫进行支承的研磨台、以及用于保持基板的研磨头。使用这样的研磨装置的基板的研磨像如下那样进行。一边使研磨台与研磨垫一同旋转，一边对研磨垫上供给浆料。研磨头一边使基板旋转，一边将该基板向研磨垫的研磨面按压。基板在浆料的存在下与研磨垫滑动接触，并且基板的表面由于浆料的化学性作用与浆料中包含的磨粒的机械性作用的组合而平坦化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-233131号公报

专利文献2：日本特开2014-4675号公报

在基板的研磨中，由于基板的表面与旋转的研磨垫滑动接触，因此对基板作用摩擦力。因此，为了在基板的研磨中使基板不从研磨头脱落，研磨头具备保持环。该保持环被配置为包围基板，在基板的研磨中，保持环一边旋转一边在基板的外侧按压研磨垫。

由于保持环在晶片的周围按压研磨垫，因此保持环的载荷影响晶片的边缘部的轮廓。为了积极地控制晶片的边缘部的轮廓，有时对保持环的一部分赋予局部载荷(参照专利文献1)。

在专利文献1中，在保持环的上方配置有多个辊。多个辊与保持环一同旋转。在多个辊上配置有静止环。静止环与局部载荷施加装置连结，其位置被固定。多个辊构成为一边与静止环滚动接触一边旋转。局部载荷施加装置对静止环的一部分赋予向下的局部载荷。向下的局部载荷通过静止环和多个辊而传递到保持环。各辊仅在通过载荷的作用点时承受载荷。这样，对保持环的一部分赋予局部载荷。

然而，以往，即使辊产生旋转不良、破损等异常，也不存在检测辊的异常的单元，由于持续使用动作不良的辊，因而有可能妨碍研磨装置的正常动作。

发明内容

因此，本发明提供对向保持环传递局部载荷的辊的异常进行检测的方法。另外，本发明提供能够对这样的辊的异常进行检测的研磨装置。

在一个方式中，提供一种方法，使研磨头旋转，该研磨头具备头主体和保持环，该头主体具有按压基板的按压面，该保持环被配置为包围所述按压面，使固定于所述保持环且具有多个辊的旋转环与所述研磨头一同旋转，并且一边对配置在所述旋转环上的静止环施加局部载荷，一边对用于使所述研磨头旋转的转矩进行测定，生成表示所述转矩的测定值与所述转矩的测定时间的关系的转矩波形，对所述转矩波形进行傅立叶变换处理而决定所述转矩波形的频率成分的强度，在所决定的所述频率成分的强度比规定的阈值大的情况下，判断为所述多个辊中的至少一个存在异常。

在一个方式中，所述傅立叶变换处理为快速傅立叶变换处理。

在一个方式中，所述转矩的测定是在所述研磨头未保持所述基板时、并且所述研磨头不与具有研磨所述基板的研磨面的研磨垫接触时进行的。

在一个方式中，在与所述研磨头的转速相当的频率成分的强度比所述规定的阈值大的情况下，判断为所述多个辊中的至少一个存在异常。

在一个方式中，提供一种研磨装置，具备：研磨头，该研磨头将基板向研磨面按压；旋转环，该旋转环能够与所述研磨头一同旋转；静止环，该静止环配置在所述旋转环上；局部载荷施加装置，该局部载荷施加装置对所述静止环施加局部载荷；转矩测定装置，该转矩测定装置对用于使所述研磨头旋转的转矩进行测定；以及异常检测装置，该异常检测装置与所述转矩测定装置连接，所述研磨头具备：头主体，该头主体具有按压所述基板的按压面；以及保持环，该保持环被配置为包围所述按压面，所述旋转环固定于所述保持环，并且具有与所述静止环接触的多个辊，所述异常检测装置构成为，生成表示所述转矩的测定值与所述转矩的测定时间的关系的转矩波形，对所述转矩波形进行傅立叶变换处理而决定所述转矩波形的频率成分的强度，在所决定的所述频率成分的强度比规定的阈值大的情况下，判断为所述多个辊中的至少一个存在异常。

在一个方式中，所述傅立叶变换处理为快速傅立叶变换处理。

在一个方式中，所述异常检测装置构成为，在与所述研磨头的转速相当的频率成分的强度比所述规定的阈值大的情况下，判断为所述多个辊中的至少一个存在异常。

在异常的辊通过载荷的作用点时，用于使研磨头旋转的转矩发生变化。根据本发明，能够通过对研磨头的转矩波形进行傅立叶变换处理而对用于使研磨头旋转的转矩的变化进行检测。结果为，能够检测辊的异常。

附图说明

图1是表示研磨装置的一个实施方式的示意图。

图2是表示局部载荷施加装置的立体图。

图3是研磨头的剖视图。

图4是旋转环和静止环的剖视图。

图5是表示辊和圆环轨道的立体图。

图6是从下方观察图5所示的辊和圆环轨道的图。

图7是表示对辊的异常进行检测的方法的一个实施方式的流程图。

图8是表示转矩波形的一例的图。

图9是表示对图8的转矩波形进行FFT处理时的研磨头的转矩波形的频率成分的强度的图。

符号说明

1 研磨装置

2 研磨垫

2a 研磨面

3 研磨台

5 研磨液供给喷嘴

7 动作控制部

10 研磨头

11 头主体

12 研磨头轴

15 旋转轴

16 头臂

17 旋转装置

18 转矩测定装置

20 保持环

20a 环部件

20b 驱动环

30 局部载荷施加装置

31 按压杆

32 架桥

33 气缸(载荷产生装置)

38 直线导轨

39 导杆

40 单元基座

43 托架

45 弹性膜(膜片)

46 压力室

47 球面轴承

48 内圈

49 外圈

51 旋转环

52 辊

54 辊轴

55 辊壳体

55a 环状凹部

57 轴承

58 螺钉

59 轮

60 保持环按压机构

61 活塞

62 滚动隔膜

63 压力室

75 连结部件

76 轴部

78 辐条

80 驱动轴环

91 静止环

92 圆环轨道

94 轨道基座

95 环状槽

100A 外侧密封件

100B 内侧密封件

101 第一周壁

102 第二周壁

110 异常检测装置

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。图1是表示研磨装置的一个实施方式的示意图。如图1所示，研磨装置1具备：研磨头10，该研磨头对作为基板的一例的晶片进行保持并使该晶片旋转；研磨台3，该研磨台支承研磨垫2；研磨液供给喷嘴5，该研磨液供给喷嘴对研磨垫2供给研磨液(浆料)；以及动作控制部7，该动作控制部对研磨装置1的各结构要素的动作进行控制。研磨垫2的上表面构成对晶片进行研磨的研磨面2a。研磨垫2构成为与研磨台3一体旋转。

动作控制部7由至少1台计算机构成。动作控制部7具备：储存有程序的存储装置7a、以及根据程序中包含的命令而执行运算的运算装置7b。运算装置7b包含根据储存于存储装置7a的程序所包含的命令而进行运算的CPU(中央处理装置)或者GPU(图形处理单元)等。存储装置7a具备：运算装置7b能够访问的主存储装置(例如随机访问存储器)、以及储存数据和程序的辅助存储装置(例如，硬盘驱动器或者固态驱动器)。

研磨装置1还具备：研磨头轴12、头臂16、以及对用于使研磨头10旋转的转矩进行测定的转矩测定装置18。研磨头10与研磨头轴12的下端连结。该研磨头轴12被头臂16保持为旋转自如。在头臂16内配置有使研磨头轴12旋转的旋转装置17、使研磨头轴12上升和下降的升降装置(未图示)、以及转矩测定装置18。通过旋转装置17使研磨头10经由研磨头轴12进行旋转，通过升降装置使研磨头10经由研磨头轴12而上升和下降。研磨头10的转速由旋转装置17进行控制。

作为旋转装置17的一例，列举伺服马达与马达驱动器的组合。研磨头10由旋转装置17进行控制，以使得研磨头10以一定的速度旋转。因此，若使研磨头10以一定的速度旋转所需的转矩发生变化，则旋转装置17的伺服马达的驱动电流发生变化。以下，在本说明书中，将用于使研磨头10旋转的转矩定义为直接或者间接地表示使研磨头10绕其轴心旋转的力的大小的物理量。用于使研磨头10旋转的转矩可以是使研磨头10绕其轴心旋转的转矩本身，也可以是旋转装置17的伺服马达的驱动电流。作为转矩测定装置18的一例，列举对旋转装置17的伺服马达的驱动电流进行测定的电流测定器。电流测定器也可以配置在头臂16的外侧。在其他的例子中，转矩测定装置18也可以由对伺服马达进行驱动的马达驱动器的至少一部分构成。在该情况下，马达驱动器决定使研磨头10以一定的速度旋转所需的电流值，并输出所决定的电流值。所决定的电流值相当于用于使研磨头10旋转的转矩。在一个实施方式中，转矩测定装置18也可以是对使研磨头10绕其轴心旋转的转矩进行直接测定的转矩测定装置。

头臂16固定于旋转轴15，能够通过旋转轴15的旋转而使研磨头10向研磨台3的外侧移动。研磨头10构成为，能够通过真空吸引而在其下表面保持晶片。研磨头10和研磨台3(研磨垫2)像图1的箭头所示那样向相同的方向旋转，在该状态下研磨头10将晶片向研磨垫2的研磨面2a按压。从研磨液供给喷嘴5向研磨垫2的研磨面2a上供给研磨液，晶片在研磨液的存在下通过与研磨面2a的滑动接触而被研磨。

研磨头10具备：头主体11，该头主体将晶片向研磨垫2按压；以及保持环20，该保持环被配置为包围晶片。头主体11和保持环20构成为与研磨头轴12一体旋转。保持环20构成为能够与头主体11独立地上下运动。保持环20从头主体11向半径方向外侧突出。在晶片的研磨中，保持环20一边与研磨垫2的研磨面2a接触并进行旋转，一边在晶片的外侧按压研磨垫2。

研磨装置1还具备：旋转环51，该旋转环在内部配置有多个辊(后述)；静止环91；以及异常检测装置110，该异常检测装置对旋转环51的辊的异常进行检测。旋转环51固定在保持环20的上表面，构成为能够与保持环20一同旋转。静止环91配置在旋转环51上。旋转环51与研磨头10一同旋转，但静止环91不旋转而是静止。异常检测装置110与转矩测定装置18连接。

研磨装置1还具备对静止环91的一部分施加局部载荷的局部载荷施加装置30。局部载荷施加装置30配置在保持环20的上方，固定于头臂16。研磨中的保持环20绕其轴心旋转，但局部载荷施加装置30不与保持环20一体旋转而是静止。静止环91与局部载荷施加装置30连结。

图2是表示局部载荷施加装置30的立体图。如图2所示，局部载荷施加装置30具备：两个按压杆31，该两个按压杆对静止环91赋予向下的局部载荷；架桥32；气缸(载荷产生装置)33；直线导轨38；导杆39；以及单元基座40。

单元基座40固定于头臂16(参照图1)。在单元基座40安装有气缸33和直线导轨38。气缸33的活塞杆33a和导杆39与架桥32连接。导杆39被直线导轨38支承为以低摩擦上下运动自如。

气缸33与压力调整装置(未图示)和大气开放机构(未图示)连接，构成为能够产生载荷。气缸33所产生的载荷向架桥32传递。架桥32通过两个按压杆(按压部件)31而与静止环91连接，按压杆31将施加给架桥32的气缸33的载荷向静止环91传递。这样，按压杆31对静止环91的一部分施加局部载荷。

研磨头10以自身的轴心为中心进行旋转，但由于局部载荷施加装置30固定于头臂16，因此不与研磨头10一同旋转。即，在晶片的研磨中，研磨头10和晶片旋转，另一方面，局部载荷施加装置30在规定的位置静止。同样，在晶片的研磨中，旋转环51与研磨头10一同旋转，另一方面，静止环91在规定的位置静止。

局部载荷施加装置30对静止环91的一部分赋予向下的局部载荷。向下的局部载荷通过静止环91和旋转环51而向保持环20传递。这样，局部载荷施加装置30经由静止环91和旋转环51而对保持环20的一部分赋予向下的局部载荷。

研磨装置1使旋转环51与研磨头10一同旋转，并且一边从局部载荷施加装置30的按压杆31对静止环91施加局部载荷一边研磨晶片。在晶片的研磨中，保持环20一边与研磨垫2的研磨面2a接触并进行旋转，一边在晶片的外侧按压研磨垫2，并且对研磨面2a的一部分赋予向下的局部载荷。在晶片的研磨中对保持环20的一部分赋予向下的局部载荷的理由是为了积极地控制晶片的周缘部(边缘部)的轮廓。在一个实施方式中，研磨装置1也可以具备多个局部载荷施加装置30。通过对保持环20的多个部位中的任意一个部位选择性地施加局部载荷，能够更精密地控制晶片的周缘部的轮廓。

接下来，对研磨头10的详细情况进行说明。图3是研磨头10的剖视图。研磨头10具备头主体11和保持环20。头主体11具备：托架43，该托架与研磨头轴12(参照图1)连结；弹性膜(膜片)45，该弹性膜安装于托架43的下表面；以及球面轴承47，该球面轴承一边允许保持环20相对于托架43的倾斜运动和上下移动一边支承保持环20。保持环20经由连结部件75而与球面轴承47连结，并被支承。连结部件75在托架43内被配置为能够上下运动。

弹性膜45的下表面构成按压面45a，该按压面45a与晶片W的上表面(与被研磨面相反侧的面)接触。在弹性膜45形成有多个通孔(未图示)。在托架43与弹性膜45之间形成有压力室46。该压力室46与压力调整装置(未图示)连接。若对压力室46供给加压流体(例如，加压空气)，则承受压力室46内的流体压力的弹性膜45的按压面45a将晶片W向研磨垫2的研磨面2a按压。若在压力室46内形成负压，则晶片W通过真空吸引而被保持在弹性膜45的按压面45a。在一个实施方式中，也可以在托架43与弹性膜45之间设置多个压力室。

保持环20被配置为包围晶片W和弹性膜45的按压面45a。该保持环20具有：环部件20a，该环部件与研磨垫2接触；以及驱动环20b，该驱动环固定在该环部件20a的上部。环部件20a通过未图示的多个螺栓而与驱动环20b结合。环部件20a被配置为包围晶片W的外周缘和弹性膜45的按压面45a。

连结部件75具备：轴部76，该轴部配置在头主体11的中心部；以及多个辐条78，该多个辐条从该轴部76呈放射状延伸。轴部76在配置于头主体11的中央部的球面轴承47内沿纵向延伸。轴部76被球面轴承47支承为沿纵向移动自如。驱动环20b与辐条78连接。通过这样的结构，连结部件75和与该连结部件连接的保持环20能够相对于头主体11沿纵向移动。

球面轴承47具备：内圈48；以及将内圈48的外周面支承为滑动自如的外圈49。内圈48经由连结部件75而与保持环20连结。外圈49固定于托架43。连结部件75的轴部76被内圈48支承为上下运动自如。保持环20经由连结部件75而被球面轴承47支承为能够倾斜运动。

球面轴承47允许保持环20的上下移动和倾斜运动，另一方面，限制保持环20的横向的移动(水平方向的移动)。在晶片W的研磨中，保持环20从晶片W承受由于晶片W与研磨垫2的摩擦引起的横向的力(朝向晶片W的半径方向外侧的力)。该横向的力由球面轴承47承受。这样，球面轴承47作为如下支承机构而发挥功能，该支承机构在晶片W的研磨中承受由于晶片W与研磨垫2的摩擦而引起保持环20从晶片W受到的横向的力(朝向晶片W的半径方向外侧的力)，并限制保持环20的横向的移动(即固定保持环20的水平方向的位置)。

在托架43固定有多对驱动轴环80。各对驱动轴环80配置在各辐条78的两侧，托架43的旋转经由驱动轴环80而向保持环20传递，由此头主体11与保持环20一体旋转。驱动轴环80仅与辐条78接触，不妨碍连结部件75和保持环20的上下运动和倾斜运动。

保持环20的上部与环状的保持环按压机构60连结。该保持环按压机构60对保持环20的上表面(更具体而言，驱动环20b的上表面)的整体赋予均匀的向下的载荷，将保持环20的下表面(即，环部件20a的下表面)向研磨垫2的研磨面2a按压。

保持环按压机构60具备：环状的活塞61，该活塞固定在驱动环20b的上部；以及环状的滚动隔膜62，该滚动隔膜与活塞61的上表面连接。在滚动隔膜62的内部形成有压力室63。该压力室63与压力调整装置(未图示)连接。若对压力室63供给加压流体(例如，加压空气)，则滚动隔膜62将活塞61向下方按下，进一步地，活塞61将保持环20的整体向下方按下。这样，保持环按压机构60将保持环20的下表面向研磨垫2的研磨面2a按压。

图4是旋转环51和静止环91的剖视图。旋转环51具备：多个辊52；辊轴54，该辊轴分别支承这些辊52；以及辊壳体55，该辊壳体固定辊轴54。在图4中，仅描绘一个辊52和一个辊轴54。辊壳体55具有环状的形状，固定于保持环20的上表面。辊52具有安装于辊轴54的轴承57，辊52以辊轴54为中心而旋转自如。

静止环91具备：圆环轨道92，该圆环轨道与辊52的顶部接触；以及环状的轨道基座94，该轨道基座固定圆环轨道92。在圆环轨道92的下表面形成有环状槽95，各辊52的顶部与环状槽95接触。辊52构成为一边与圆环轨道92滚动接触一边旋转。在轨道基座94的上部连结有按压杆31。

贯通于辊52的轴承57的内圈中的辊轴54由辊壳体55的内侧的壁和外侧的壁支承，由插入到内侧的壁的螺钉58固定。因此，在辊轴54形成有内螺纹，在内螺纹的相反侧形成有供一字螺丝刀嵌入的槽54a，以使得在螺钉58的紧固时不会空转。旋转环51放置在保持环20的驱动环20b的上表面。驱动环20b与旋转环51由定位销(未图示)定位，成为旋转环51不会相对于保持环20滑动的构造。

辊52由安装于辊轴54的轴承57和固定于轴承57的外圈的轮59构成。轮59由耐磨耗性高的树脂、例如聚缩醛、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PPS(聚苯硫醚)、MC尼龙(注册商标)等材料构成。圆环轨道92的材料优选为不锈钢(SUS304)等耐腐蚀性高的金属。轴承57使用单列深槽球轴承，通过向轴承57的外圈压入树脂制的轮59，而将轮59安装于轴承57。

在辊壳体55的内部形成有环状凹部55a，在该环状凹部55a内收容多个辊52。各辊52的下表面、两侧面由环状凹部55a围起。在旋转环51的辊壳体55与静止环91的轨道基座94之间配置有密封件100A、100B。更具体而言，在圆环轨道92的外侧配置有外侧密封件100A，在圆环轨道92的内侧配置有内侧密封件100B。在构成环状凹部55a的两侧面和底面不存在开口，在静止环91与旋转环51之间配置有密封件100A、100B。因此，从辊52和圆环轨道92产生的磨损粉被封闭在环状凹部55a内，不会落到研磨垫2上。

在图4所示的实施方式中，外侧密封件100A和内侧密封件100B为迷宫式密封件。外侧密封件100A具备：第一周壁101，该第一周壁配置在圆环轨道92的外侧；以及第二周壁102，该第二周壁配置在第一周壁101的外侧。第一周壁101从辊壳体55向上方延伸，与辊壳体55一体形成。第二周壁102从轨道基座94向下方延伸，与轨道基座94一体形成。在第一周壁101与第二周壁102之间形成有极微小的间隙。内侧密封件100B也同样具备：第一周壁101，该第一周壁配置在圆环轨道92的内侧；以及第二周壁102，该第二周壁配置在第一周壁101的内侧。

图5是表示辊52和圆环轨道92的立体图，图6是从下方观察图5所示的辊52和圆环轨道92的图。在本实施方式中，设置有24个辊52。在晶片的研磨中，这些辊52与保持环20一体旋转，另一方面，圆环轨道92静止。因此，各辊52与圆环轨道92滚动接触。通过参照图4而说明的辊52的结构，辊52能够顺利地旋转，并且能够不损伤圆环轨道92地传递载荷。辊52仅在通过载荷的作用点(按压杆31的正下方)时承受载荷。局部载荷施加装置30的向下的局部载荷从圆环轨道92向辊52传递，并通过辊52向保持环20传递。

辊52的数量是基于辊52的外径和圆环轨道92的直径而决定的。为了载荷的顺利的传递，可以尽可能地增多辊52的数量而使辊52间的间隔变小。辊52具有平滑的外周面，为了能够传递更大的载荷，而以较大的接触面积与圆环轨道92接触。圆环轨道92放置在辊52上。辊52与圆环轨道92滚动接触。圆环轨道92的横向位置由于辊52的弯曲剖面形状的角部与圆环轨道92的弯曲剖面形状的角的接触而被引导。在该情况下，局部载荷施加装置30的载荷主要从圆环轨道92向辊52的外周面传递。

如上述那样，研磨装置1还具备对辊52的异常进行检测的异常检测装置110(参照图1)。如图1所示，异常检测装置110构成为，生成表示用于使研磨头10旋转的转矩的测定值与用于使研磨头10旋转的转矩的测定时间的关系的转矩波形(以下，有时称为研磨头10的转矩波形)，并决定研磨头10的转矩波形的频率成分的强度，基于所决定的频率成分的强度而判断辊52的异常的有无。

更具体而言，异常检测装置110具备：存储装置110a，该存储装置储存有程序，该程序用于生成研磨头10的转矩波形，决定研磨头10的转矩波形的频率成分的强度，基于所决定的频率成分的强度而判断辊52的异常的有无；以及运算装置110b，该运算装置用于根据在程序中包含的命令而执行运算。运算装置110b包含根据储存于存储装置110a的程序中包含的命令而进行运算的CPU(中央处理装置)或者GPU(图形处理单元)等。存储装置110a具备：运算装置110b能够访问的主存储装置(例如随机访问存储器)；以及储存数据和程序的辅助存储装置(例如，硬盘驱动器或者固态驱动器)。

上述程序包含：用于对研磨头10的转矩波形进行傅立叶变换处理而决定研磨头10的转矩波形的频率成分的强度的程序；以及用于在上述决定的频率成分的强度比规定的阈值大的情况下，判断为多个辊52中的至少一个存在异常的程序。作为傅立叶变换处理的一例，列举快速傅立叶变换(FFT)处理。

接下来，对检测辊52的异常的方法进行说明。图7是表示对辊52的异常进行检测的方法的一个实施方式的流程图。参照图7而说明的辊52的异常检测、特别是用于使研磨头10旋转的转矩的测定是在研磨头10未保持晶片时并且研磨头10未与研磨垫2接触时进行的。作为一例，辊52的异常检测是在以晶片的研磨后冲洗附着于研磨头10的研磨液等为目的而进行的研磨头10的清洗时进行的。辊52的异常检测可以在研磨了规定的个数的晶片之后的研磨头10的清洗时进行，也可以在每次的研磨头10的清洗时进行。

在步骤1中，动作控制部7对旋转装置17发出指令而使研磨头10与旋转环51一同以预先设定的转速旋转。在步骤2中，动作控制部7对局部载荷施加装置30发出指令，而从局部载荷施加装置30对静止环91施加预先设定的大小的局部载荷。

在步骤3中，对用于使研磨头10旋转的转矩进行测定。更具体而言，使研磨头10与旋转环51一同旋转，并且一边从局部载荷施加装置30对静止环91施加局部载荷，一边通过转矩测定装置18对用于使研磨头10旋转的转矩进行测定。

在步骤4中，异常检测装置110从转矩测定装置18取得用于使研磨头10旋转的转矩的测定值，生成表示用于使研磨头10旋转的转矩的测定值与用于使研磨头10旋转的转矩的测定时间的关系的转矩波形(研磨头10的转矩波形)。

图8表示研磨头10的转矩波形的一例。图8是24个辊中相邻的10个辊52产生异常(旋转不良)时的研磨头10的转矩波形，是一边使研磨头10以80min

在辊52正常的情况下，辊52与圆环轨道92滚动接触，因此辊52一边顺利地旋转一边通过载荷的作用点(按压杆31的正下方)。然而，在几个辊52产生旋转不良等异常的情况下，异常的辊52无法顺利地旋转，在异常的辊52通过载荷的作用点时，用于使研磨头10旋转的转矩发生变化。因此，异常检测装置110能够根据用于使研磨头10旋转的转矩的变化，来检测辊52的异常。

如上述那样，在异常的辊52通过载荷的作用点时，用于使研磨头10旋转的转矩发生变化，因此在多个辊52中的至少一个存在异常的辊52的情况下，用于使研磨头10旋转的转矩周期性地变化。

在图7的步骤5中，对用于使研磨头10旋转的转矩的周期性的变化进行检测，因此异常检测装置110对研磨头10的转矩波形进行傅立叶变换处理而决定研磨头10的转矩波形的频率成分的强度。更具体而言，异常检测装置110对研磨头10的转矩波形进行快速傅立叶变换(FFT)处理而决定研磨头10的转矩波形的频率成分的强度。

图9是表示对图8的转矩波形进行FFT处理时的研磨头10的转矩波形的频率成分的强度的图。在图9中，相当于80min

在图7的步骤6中，异常检测装置110将在步骤5中决定的频率成分的强度与规定的阈值进行比较。在所决定的频率成分的强度比规定的阈值大的情况下，异常检测装置110判断为多个辊52中的至少一个存在异常。

在一个实施方式中，也可以在与研磨头10的转速相当的频率成分的强度比规定的阈值大的情况下，判断为多个辊52中的至少一个存在异常。而且，在一个实施方式中，异常检测装置110也可以在判断为辊52存在异常的情况下，生成对作业者催促辊52的检查的警报信号(步骤7)。

如上述那样，在异常的辊52通过载荷的作用点时，用于使研磨头10旋转的转矩发生变化。根据上述的实施方式，异常检测装置110能够通过对研磨头10的转矩波形进行傅立叶变换处理而对用于使研磨头10旋转的转矩的变化进行检测。结果为，异常检测装置110能够对辊52的异常进行检测。

上述的实施方式是以具有本发明所属的技术领域的通常知识的人能够实施本发明为目的而记载的。关于上述实施方式的各种变形例，对于本领域技术人员来说是理所当然的，本发明的技术思想也可以应用于其他的实施方式。因此，本发明不限于所记载的实施方式，解释为基于由权利要求定义的技术思想的最大范围。