ΣΛ?的變化的圖形。
[0106]在所獲得的削減率為上述管理值以上時(shí)，對下一個(gè)基板(第η+1個(gè)基板)，從步驟I開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在削減率小于上述管理值時(shí)，診斷部47根據(jù)工作臺旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)70的電流和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)71的電流變化，評價(jià)研磨率(步驟6)。由于與圖8所示流程圖的研磨率的評價(jià)相同地進(jìn)行該研磨率的評價(jià)，所以省略了其詳細(xì)說明。
[0107]在評價(jià)研磨率良好時(shí)，對下一個(gè)基板(第η+1個(gè)基板)，從步驟I開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在評價(jià)研磨率下降時(shí)，診斷部47判斷修整器50已達(dá)到其壽命，使未圖示的報(bào)警裝置發(fā)送修整器50的更換通知，使該報(bào)警裝置報(bào)警。發(fā)送了修整器50的更換通知后，診斷部47對下一個(gè)基板(第η+1個(gè)基板)，從步驟I開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。如此，能夠根據(jù)研磨墊22的削減率、工作臺旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)70的電流和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)71的電流，確定修整器50的更換時(shí)間。
[0108]并且，在該實(shí)施方式中，也可以不求出研磨墊22的高度的移動(dòng)平均值Hma(η)，而根據(jù)研磨墊22的高度H (η)確定削減率。同樣，也可以不求出電流的移動(dòng)平均值Tlma (η)、丁211^(11)，而使用電流的平均值1'1(11)、12(11)來評價(jià)研磨率。此外，如圖16中的虛線箭頭所示，在削減率比上述管理值還小時(shí)，診斷部47也可以使未圖示的報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。
[0109]與圖13所示例相同，也可在研磨率的評價(jià)基礎(chǔ)上，還根據(jù)平面均勻性的評價(jià)，確定研磨墊50的壽命。圖18是表示圖16所示的、確定修整器的壽命的方法的變形例的流程圖。在該例中，在研磨率的評價(jià)和平面均勻性的評價(jià)結(jié)果均良好時(shí)，對下一個(gè)基板(第η+1個(gè)基板)，從步驟I開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在研磨率的評價(jià)和平面均勻性的評價(jià)中的任一個(gè)結(jié)果差時(shí)，診斷部47判斷研磨率下降，也就是判斷修整器50已達(dá)到壽命，使未圖示的報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào)。
[0110]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)表示研磨率下降的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)和工作臺旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的電流的變化，能夠正確地確定研磨墊和修整器的更換時(shí)間。因此，減少作為消耗品的研磨墊和修整器的更換頻率，并能降低研磨裝置的運(yùn)行成本。此外，由于減少了研磨墊和修整器的更換頻率，所以能夠提高研磨裝置的工作效率。并且，所謂的研磨墊和修整器的壽命是指發(fā)生的與由這些消耗品導(dǎo)致的制品的有效利用率下降有關(guān)的、研磨率下降，平面均勻性下降，或缺陷(Defect)增加的狀態(tài)。
[0111]具備氣囊的頂環(huán)是頂環(huán)20的一個(gè)結(jié)構(gòu)例。該種類型的頂環(huán)向構(gòu)成頂環(huán)的下表面(基板保持面)的I個(gè)或多個(gè)氣囊內(nèi)供給加壓空氣等氣體，利用該氣體壓力將基板按壓到研磨墊22上。在使用這種頂環(huán)的情況下，替代電動(dòng)機(jī)的電流或轉(zhuǎn)矩，測量供給到構(gòu)成頂環(huán)的基板保持面的氣囊內(nèi)的氣體的流量，并能夠根據(jù)該測量值來監(jiān)視研磨墊的狀態(tài)。具體而言，測量在每個(gè)基板的研磨中所獲得的流量的最大極限(通過振動(dòng)等而擺動(dòng)的流量波形的波峰和波峰之間的大小)，對該規(guī)定基板枚數(shù)N的(移動(dòng))平均值和規(guī)定管理值進(jìn)行比較，來診斷研磨墊的狀態(tài)。例如，在所獲得的流量極限的(移動(dòng))平均值達(dá)到管理值時(shí)，能夠判斷研磨墊達(dá)到其壽命。作為其他方法，也可以不監(jiān)視流量的平均值，進(jìn)行流量的頻率分析(FFT),根據(jù)該結(jié)果來判斷研磨墊的狀態(tài)。通常，氣體的流量隨著研磨工作臺12的旋轉(zhuǎn)周期而變動(dòng)。因此，進(jìn)行供給到氣囊內(nèi)的氣體流量的頻率分析(FFT)，有選擇地監(jiān)視研磨工作臺12的旋轉(zhuǎn)周期和同周期的功率頻譜(流量振幅)。對該功率頻譜和規(guī)定的管理值進(jìn)行比較，能夠診斷研磨墊的狀態(tài)。而且，在所選擇的頻率之外的頻率處，產(chǎn)生功率頻譜的很大值時(shí)，能夠判斷發(fā)生了研磨墊的壽命之外的問題。也就是能夠區(qū)分異常。
[0112]圖19是表示具備獨(dú)立地按壓基板的多個(gè)區(qū)域的多個(gè)氣囊的頂環(huán)的一例的剖視圖。頂環(huán)20具備經(jīng)由自由接頭80與頂環(huán)軸18連接的頂環(huán)主體81、配置在頂環(huán)主體81的下部的擋圈(retainer ring)82。在頂環(huán)主體81的下方，配置有與基板W抵接的圓形膜片86和保持膜片86的裝卡板87。在膜片86和裝卡板87之間，設(shè)置有4個(gè)氣囊(壓力室)C1、C2、C3、C4。氣囊C1、C2、C3、C4由膜片86和裝卡板87形成。中央的氣囊Cl為圓形，其他氣囊C2、C3、C4為環(huán)形。這些氣囊C1、C2、C3、C4同心配置。
[0113]分別經(jīng)由流路91、92、93、94通過壓力調(diào)整部100將加壓空氣等加壓流體供給到氣囊Cl、C2、C3、C4，或使氣囊Cl、C2、C3、C4變?yōu)檎婵?。能夠使氣囊Cl、C2、C3、C4的內(nèi)部壓力相互獨(dú)立地變化。由此，能夠獨(dú)立地調(diào)整針對基板W的4個(gè)區(qū)域，也就是中央部、內(nèi)側(cè)中央部、外側(cè)中央部和周緣部的按壓力。而且，通過使頂環(huán)20整體升降，能夠以規(guī)定的按壓力將固定環(huán)82按壓到研磨墊22上。
[0114]在裝卡板87和頂環(huán)主體81之間形成有氣囊C5，經(jīng)由流路95通過上述壓力調(diào)整部100將加壓流體供給到該氣囊C5內(nèi)，或使氣囊C5變?yōu)檎婵铡Ｓ纱?，裝卡板87和膜片86整體能夠在上下方向運(yùn)動(dòng)。在流路91、92、93、94、95內(nèi)，分別設(shè)置有測量加壓流體的流量的流量檢測器？142、？3、？4、？5。這些流量檢測器F1、F2、F3、F4、F5的輸出信號(也就是流量的測量值)被輸送至診斷部47 (參照圖1)。
[0115]基板W的周端部由擋圈82包圍，在研磨中，基板W不會(huì)從頂環(huán)20中跑出。在構(gòu)成氣囊C3的膜片86的部位上形成有開口，通過在氣囊C3內(nèi)形成真空，基板W被吸附保持在頂環(huán)20上。而且，通過將氮?dú)饣蚯鍧崥怏w(clean air)等供給到該氣囊C3，基板W從頂環(huán)20釋放。
[0116]研磨裝置的控制部(未圖示)根據(jù)在位于與各個(gè)氣囊Cl、C2、C3、C4對應(yīng)的位置上的測量點(diǎn)處測量到的研磨進(jìn)度，確定各個(gè)氣囊C1、C2、C3、C4的內(nèi)部壓力的目標(biāo)值?？刂撇繉⒅噶钚盘柊l(fā)送到上述壓力調(diào)整部100，以氣囊Cl、C2、C3、C4的內(nèi)部壓力與上述目標(biāo)值一致的方式對壓力調(diào)整部100進(jìn)行控制。由于具有多個(gè)氣囊的頂環(huán)20能夠隨著研磨進(jìn)度獨(dú)立地將基板表面上的各個(gè)區(qū)域按壓到研磨墊22上，所以能夠均勻地對膜進(jìn)行研磨。
[0117]上述實(shí)施方式是以具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通知識的人員能夠?qū)嵤槟康亩挥涊d的實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然能夠完成上述實(shí)施方式的各種變形例，本發(fā)明的技術(shù)思想也能適用于其他實(shí)施方式。因此，本發(fā)明并不局限于所記載的實(shí)施方式，而是根據(jù)權(quán)利要求書的范圍所定義的技術(shù)的思想，能夠在最寬廣的范圍內(nèi)進(jìn)行解釋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種研磨裝置，其特征在于，具備: 支撐研磨墊的研磨工作臺； 將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的頂環(huán)； 對上述研磨墊的上述研磨面進(jìn)行修整的修整器； 測量上述研磨墊的高度的墊高測量器；以及 診斷部，監(jiān)視上述研磨墊的高度、以及上述研磨墊與上述基板之間的摩擦力， 上述診斷部根據(jù)上述研磨墊的高度計(jì)算上述研磨墊的損耗量，并基于上述研磨墊的損耗量、以及上述摩擦力的變化，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其特征在于， 還具備膜厚測量器，用于評價(jià)在上述基板的表面形成的膜是否被均勻研磨。
3.—種研磨裝置，其特征在于，具備: 支撐研磨墊的研磨工作臺； 將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的頂環(huán)； 對上述研磨墊的上述研磨面進(jìn)行修整的修整器； 測量上述研磨墊的高度的墊高測量器；以及 診斷部，監(jiān)視上述研磨墊的高度以及上述基板的研磨率， 上述診斷部根據(jù)上述研磨墊的高度計(jì)算上述研磨墊的損耗量，并基于上述研磨墊的損耗量、以及上述研磨率的變化，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的研磨裝置，其特征在于， 還具備膜厚測量器，用于評價(jià)在上述基板的表面形成的膜是否被均勻研磨。
5.一種研磨裝置，其特征在于，具備: 支撐研磨墊的研磨工作臺； 將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的頂環(huán)； 對上述研磨墊的上述研磨面進(jìn)行修整的修整器；以及 診斷部，監(jiān)視上述研磨墊的厚度、以及上述研磨墊與上述基板之間的摩擦力， 上述診斷部基于上述研磨墊的厚度的變化以及上述摩擦力的變化，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。
6.一種研磨裝置，其特征在于，具備: 支撐研磨墊的研磨工作臺； 將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的頂環(huán)； 對上述研磨墊的上述研磨面進(jìn)行修整的修整器；以及 診斷部，監(jiān)視上述研磨墊的厚度以及上述基板的研磨率， 上述診斷部基于上述研磨墊的厚度的變化以及上述研磨率的變化，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。
7.—種研磨裝置，其特征在于，具備: 支撐研磨墊的研磨工作臺； 具備了將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的氣囊的頂環(huán)； 對上述研磨墊的上述研磨面進(jìn)行修整的修整器； 測量上述研磨墊的高度的墊高測量器；以及 診斷部，監(jiān)視上述研磨墊的高度、以及供給到上述氣囊的氣體的流量， 上述診斷部根據(jù)上述研磨墊的高度計(jì)算上述研磨墊的損耗量，并基于上述研磨墊的損耗量以及上述氣體的流量，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。
【專利摘要】研磨裝置，具有：使研磨工作臺旋轉(zhuǎn)的工作臺旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)；使頂環(huán)旋轉(zhuǎn)的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)；對研磨墊進(jìn)行修整的修整器；測量研磨墊的高度的墊高測量器；和診斷部，根據(jù)研磨墊的高度計(jì)算研磨墊的損耗量，并根據(jù)研磨墊的損耗量、工作臺旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩或電流、和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩或電流，確定研磨墊(22)的壽命。
【IPC分類】B24B37-04, B24B37-005, B24B53-017
【公開號】CN104858786
【申請?zhí)枴緾N201510166227
【發(fā)明人】渡邊和英, 伊原正和
【申請人】株式會(huì)社荏原制作所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2011年9月8日
【公告號】CN102398210A, CN102398210B, EP2428315A2, EP2428315A3, US20120064800