[發明專利]修整的監視方法以及研磨裝置

在審

• 申請號: 201310384344.2
• 申請日: 2013-08-27
• 公開（公告）號: CN103659605A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 筱崎弘行
• 申請（專利權）人: 株式會社荏原制作所
• 主分類號: B24B53/017
• 分類號: B24B53/017
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳偉;金楊

技術領域

本發明涉及對研磨晶片等基板的研磨墊的修整處理進行監視的方法以及研磨裝置。

背景技術

以CMP(化學機械拋光；Chemical?Mechanical?Polishing)裝置為代表的研磨裝置一邊向貼附在研磨臺上的研磨墊上供給研磨液，一邊使研磨墊與基板的表面相對移動，由此研磨基板的表面。為了維持研磨墊的研磨性能，需要通過修整器對研磨墊的研磨面定期地進行修整(也稱為調整)。

修整器具有在整面上固定有金剛石顆粒的修整面。修整器具有能夠拆裝的研磨盤(dress?disk)，該研磨盤的下表面成為修整面。修整器一邊以其軸向為中心旋轉，一邊按壓研磨墊的研磨面，并在該狀態下在研磨面上移動。旋轉的修整器微微地削取研磨墊的研磨面，由此使研磨墊的研磨面再生。

由修整器以單位時間削取的研磨墊的量(厚度)被稱為磨削速率(cut?rate)。希望該磨削速率在研磨墊的整個研磨面上是均勻的。為了得到理想的研磨面，就需要進行研磨墊修整的方法調整。在該方法調整中，對修整器的轉速以及移動速度、修整器相對于研磨面的載荷(以下，稱為修整載荷)等進行調整。

為了評價由修整器修整的研磨墊的表面狀態，需要將研磨墊從研磨臺上剝下來測定其厚度。而且，若不對基板進行實際地研磨，就無法知曉研磨墊的表面狀態。由此，在研磨墊修整的方法調整中消耗了大量的研磨墊和時間。

也提出了幾個通過測定磨削速率和修整載荷等來評價修整處理的方法，但是，這些方法是從修整的結果以及修整載荷來推定實際的修整處理，無法監視修整處理自身。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種能夠將修整器對研磨墊的作功數值化并在研磨墊的修整中監視研磨墊修整(研磨墊調整)的方法以及研磨裝置。

為了實現上述的目的，本發明的一個方式提供了一種研磨墊的修整的監視方法，其特征在于，使支承研磨墊的研磨臺旋轉，一邊使修整器沿所述研磨墊的半徑方向擺動，一邊將所述修整器按壓于旋轉的所述研磨墊而修整所述研磨墊，在所述研磨墊的修整中，計算出作功系數，該作功系數表示作用在所述修整器與所述研磨墊之間的摩擦力和所述按壓力之比，基于所述作功系數來監視所述研磨墊的修整。

本發明的優選實施方式的特征在于，所述作功系數由使所述研磨墊旋轉的研磨臺電機的轉矩、所述修整器相對于所述研磨墊的按壓力、和從所述研磨臺的旋轉中心到所述修整器的距離來計算。

本發明的優選實施方式的特征在于，在將所述作功系數設為Z，將修整中的所述研磨臺電機的轉矩設為Tt，將所述修整器與所述研磨墊接觸之前的所述研磨臺電機的初始轉矩設為Tt0，將所述按壓力設為DF，將所述修整器與所述研磨墊的旋轉中心之間的距離設為St時，所述作功系數由Z＝(Tt-Tt0)/(DF*St)來表示。

本發明的優選實施方式的特征在于，通過比較所述作功系數與規定閾值來檢測所述研磨墊修整的異常。

本發明的優選實施方式的特征在于，將所述作功系數超出所述規定閾值時的所述修整器的位置表示于在所述研磨墊上定義的二維平面上。

本發明的優選實施方式的特征在于，通過比較單位時間的所述作功系數的變化量與規定閾值來檢測所述研磨墊修整的異常。

本發明的優選實施方式的特征在于，將所述作功系數的變化量超出所述規定閾值時的所述修整器的位置表示于在所述研磨墊上定義的二維平面上。

本發明的優選實施方式的特征在于，基于所述作功系數來確定所述修整器的剩余壽命。

本發明的另一方式提供一種研磨裝置，其特征在于，具有：支承研磨墊的研磨臺；使所述研磨臺旋轉的研磨臺電機；修整研磨墊的修整器；使所述修整器沿所述研磨墊的半徑方向擺動的旋轉電機；將所述修整器按壓于旋轉的所述研磨墊上的按壓機構；和監視所述研磨墊的修整的研磨墊監視裝置，所述研磨墊監視裝置在所述研磨墊的修整中計算出作功系數，該作功系數表示作用在所述修整器與所述研磨墊之間的摩擦力與所述按壓力之比，基于所述作功系數來監視所述研磨墊的修整。

本發明的優選實施方式的特征在于，所述研磨墊監視裝置根據所述研磨臺電機的轉矩、所述修整器相對于所述研磨墊的按壓力、和從所述研磨臺的旋轉中心到所述修整器的距離而計算出所述作功系數。

本發明的優選實施方式的特征在于，在將所述作功系數設為Z，將修整中的所述研磨臺電機的轉矩設為Tt，將所述修整器與所述研磨墊接觸之前的所述研磨臺電機的初始轉矩設為Tt0，將所述按壓力設為DF，將所述修整器與所述研磨墊的旋轉中心之間的距離設為St時，所述作功系數由Z＝(Tt-Tt0)/(DF*St)來表示。