修整的监视方法以及研磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种修整的监视方法以及研磨装置，其能够将修整器对研磨垫的作功数值化并在研磨垫的修整中监视研磨垫的修整。所述方法是，一边使支承研磨垫(22)的研磨台(12)旋转，并使修整器(50)沿研磨垫(22)的半径方向摆动，一边将修整器(50)按压于旋转的研磨垫(22)而修整研磨垫(22)，在研磨垫(22)的修整中，计算出表示作用在修整器(50)与研磨垫(22)之间的摩擦力与按压力之比的作功系数(Z)，并基于作功系数(Z)来监视研磨垫(22)的修整。

【技术实现步骤摘要】
修整的监视方法以及研磨装置
本专利技术涉及对研磨晶片等基板的研磨垫的修整处理进行监视的方法以及研磨装置。
技术介绍
以CMP(化学机械抛光；ChemicalMechanicalPolishing)装置为代表的研磨装置一边向贴附在研磨台上的研磨垫上供给研磨液，一边使研磨垫与基板的表面相对移动，由此研磨基板的表面。为了维持研磨垫的研磨性能，需要通过修整器对研磨垫的研磨面定期地进行修整(也称为调整)。修整器具有在整面上固定有金刚石颗粒的修整面。修整器具有能够拆装的研磨盘(dressdisk)，该研磨盘的下表面成为修整面。修整器一边以其轴向为中心旋转，一边按压研磨垫的研磨面，并在该状态下在研磨面上移动。旋转的修整器微微地削取研磨垫的研磨面，由此使研磨垫的研磨面再生。由修整器以单位时间削取的研磨垫的量(厚度)被称为磨削速率(cutrate)。希望该磨削速率在研磨垫的整个研磨面上是均匀的。为了得到理想的研磨面，就需要进行研磨垫修整的方法调整。在该方法调整中，对修整器的转速以及移动速度、修整器相对于研磨面的载荷(以下，称为修整载荷)等进行调整。为了评价由修整器修整的研磨垫的表面状态，需要将研磨垫从研磨台上剥下来测定其厚度。而且，若不对基板进行实际地研磨，就无法知晓研磨垫的表面状态。由此，在研磨垫修整的方法调整中消耗了大量的研磨垫和时间。也提出了几个通过测定磨削速率和修整载荷等来评价修整处理的方法，但是，这些方法是从修整的结果以及修整载荷来推定实际的修整处理，无法监视修整处理自身。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种能够将修整器对研磨垫的作功数值化并在研磨垫的修整中监视研磨垫修整(研磨垫调整)的方法以及研磨装置。为了实现上述的目的，本专利技术的一个方式提供了一种研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，使支承研磨垫的研磨台旋转，一边使修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动，一边将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫而修整所述研磨垫，在所述研磨垫的修整中，计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力和所述按压力之比，基于所述作功系数来监视所述研磨垫的修整。本专利技术的优选实施方式的特征在于，所述作功系数由使所述研磨垫旋转的研磨台电机的转矩、所述修整器相对于所述研磨垫的按压力、和从所述研磨台的旋转中心到所述修整器的距离来计算。本专利技术的优选实施方式的特征在于，在将所述作功系数设为Z，将修整中的所述研磨台电机的转矩设为Tt，将所述修整器与所述研磨垫接触之前的所述研磨台电机的初始转矩设为Tt0，将所述按压力设为DF，将所述修整器与所述研磨垫的旋转中心之间的距离设为St时，所述作功系数由Z＝(Tt-Tt0)/(DF*St)来表示。本专利技术的优选实施方式的特征在于，通过比较所述作功系数与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。本专利技术的优选实施方式的特征在于，将所述作功系数超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。本专利技术的优选实施方式的特征在于，通过比较单位时间的所述作功系数的变化量与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。本专利技术的优选实施方式的特征在于，将所述作功系数的变化量超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。本专利技术的优选实施方式的特征在于，基于所述作功系数来确定所述修整器的剩余寿命。本专利技术的另一方式提供一种研磨装置，其特征在于，具有：支承研磨垫的研磨台；使所述研磨台旋转的研磨台电机；修整研磨垫的修整器；使所述修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动的旋转电机；将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫上的按压机构；和监视所述研磨垫的修整的研磨垫监视装置，所述研磨垫监视装置在所述研磨垫的修整中计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力与所述按压力之比，基于所述作功系数来监视所述研磨垫的修整。本专利技术的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置根据所述研磨台电机的转矩、所述修整器相对于所述研磨垫的按压力、和从所述研磨台的旋转中心到所述修整器的距离而计算出所述作功系数。本专利技术的优选实施方式的特征在于，在将所述作功系数设为Z，将修整中的所述研磨台电机的转矩设为Tt，将所述修整器与所述研磨垫接触之前的所述研磨台电机的初始转矩设为Tt0，将所述按压力设为DF，将所述修整器与所述研磨垫的旋转中心之间的距离设为St时，所述作功系数由Z＝(Tt-Tt0)/(DF*St)来表示。本专利技术的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置通过比较所述作功系数与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。本专利技术的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置将所述作功系数超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。本专利技术的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置通过比较单位时间的所述作功系数的变化量与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。本专利技术的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置将所述作功系数的变化量超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。本专利技术的优选实施方式的特征在于，基于所述作功系数来确定所述修整器的剩余寿命。专利技术的效果根据本专利技术，使修整器对研磨垫的作功在修整中数值化为作功系数。由此，能够从作功系数来监视并评价研磨垫的修整处理。附图说明图1是表示对晶片等的基板进行研磨的研磨装置的示意图。图2是示意性表示研磨垫和修整器的俯视图。图3是用于说明作用于正在修整研磨垫时的修整器上的力的表示修整器的示意图。图4是表示在研磨垫以速度V移动时从修整器作用于研磨垫上的朝下的力的分布的示意图。图5是用于说明当假设分布在修整面上的不均匀的力集中于研磨垫上的一点时，作用在修整器上的力的力矩的图。图6是表示从研磨垫的修整中取得的各种数据的图。图7是示意性表示研磨垫与修整器的俯视图。图8是表示作功系数分布的图。图9是表示在X-Y旋转坐标系上所定义的多个区域的图。具体实施方式以下，参照附图详细说明本专利技术的实施方式。图1是表示对晶片等的基板进行研磨的研磨装置的示意图。如图1所示，研磨装置具有支承研磨垫22的研磨台12、向研磨垫22上供给研磨液的研磨液供给喷嘴5、用于研磨晶片W的研磨单元1、和修整(调整)在晶片W的研磨中所使用的研磨垫22的修整单元2。研磨单元1以及修整单元2设置在基台3上。研磨单元1具有与顶圈轴18的下端连结的顶圈(topring)20。顶圈20以通过真空吸附将晶片W保持在其下表面的方式构成。顶圈轴18通过未图示的电机的驱动而旋转，通过该顶圈轴18的旋转，顶圈20以及晶片W旋转。顶圈轴18通过未图示的上下移动机构(例如，由伺服电机以及丝杠等构成)而相对于研磨垫22上下移动。研磨垫12与配置在其下方的研磨台电机13连结。研磨垫12通过研磨台电机13而绕其轴心旋转。在研磨台12的上表面上贴附有研磨垫22，研磨垫22的上表面构成研磨晶片W的研磨面22a。研磨装置还具有向研磨台电机13供给电流的电机驱动器15、测定向研磨台电机13所供给的电流的电机电流测定器14、和监视修整器50所进行的研磨垫22的修整的研磨垫监视装置60。电机电流测定器14与研磨垫监视装置60连接，电流的测定值发送至研磨垫监视装置60。研磨台电机13被控制成使研磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，使支承研磨垫的研磨台旋转，一边使修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动，一边将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫而修整所述研磨垫，在所述研磨垫的修整中，计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力和所述按压力之比，基于所述作功系数来监视所述研磨垫的修整。

【技术特征摘要】
2012.08.28 JP 2012-1873831.一种研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，使支承研磨垫的研磨台旋转，一边使修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动，一边将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫而修整所述研磨垫，在所述研磨垫的修整中，计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力和所述按压力之比，基于所述作功系数来监视所述研磨垫的修整，所述作功系数由使所述研磨垫旋转的研磨台电机的转矩、所述修整器相对于所述研磨垫的按压力、和从所述研磨台的旋转中心到所述修整器的距离来计算，在将所述作功系数设为Z，将修整中的所述研磨台电机的转矩设为Tt，将所述修整器与所述研磨垫接触之前的所述研磨台电机的初始转矩设为Tt0，将所述按压力设为DF，将所述修整器与所述研磨垫的旋转中心之间的距离设为St时，所述作功系数由Z＝(Tt-Tt0)/(DF*St)来表示。2.根据权利要求1所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，通过比较所述作功系数与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。3.根据权利要求2所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，将所述作功系数超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。4.根据权利要求1所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，通过比较单位时间的所述作功系数的变化量与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。5.根据权利要求4所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，将所述作功系数的变化量超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。6.一种研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，使支承研磨垫的研磨台旋转，一边使修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动，一边将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫而修整所述研磨垫，在所述研磨垫的修整中，计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力和所述按压力之比，基于所述作功系数来确定所述修整器的剩余寿命。7.根据权利要求6所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，在将所述修整器的剩余寿命设为Tend，将初始作功系数设为Z0，将使用界限作功系数设为Zend，将单位时间的作功系数的变化量设为dZ/dt时，所述修整器的剩余寿命由Tend＝(Z0-Zend)/(dZ/dt)来表示。8.一种研磨装置，其特征在于，具有：支承研磨垫的研磨台；...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱崎弘行，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：