(57)【要約】【課題】精度良く、かつ、低コストでウェーハの片面研磨装置の性能を評価する。【解決手段】片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価するための評価体５０であって、ダミーウェーハ５１と、ダミーウェーハ５１の非研磨面に配置され、ダミーウェーハ５１の状態を測定するセンサーＳと、ダミーウェーハ５１の非研磨面上におけるセンサーＳ、センサーＳの配線以外の部位に設けられた変形可能なパッド５４と、を備えることを特徴とする評価体を提供する。【選択図】図５
2020175450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価するための評価体であって、
ダミーウェーハと、
前記ダミーウェーハの非研磨面に配置され、前記ダミーウェーハの状態を測定するセンサーと、
前記ダミーウェーハの前記非研磨面上における前記センサー、前記センサーの配線以外の部位に設けられた変形可能なパッドと、を備えることを特徴とする評価体。
【請求項２】
前記パッドを形成する材料が多孔質である請求項１に記載の評価体。
【請求項３】
前記パッドは、扇形をなし、外周部が前記ダミーウェーハの外周に沿うように配置された複数の同一形状のパッド片からなり、前記センサーは、周方向に隣り合う前記パッド片の間に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の評価体。
【請求項４】
前記センサーは、ひずみゲージおよび熱電対である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の評価体。
【請求項５】
前記ひずみゲージおよび前記熱電対は、防水用のコーティングにより覆われていることを特徴とする請求項４に記載の評価体。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の評価体と、
前記片面研磨装置の研磨ヘッドに配置され、前記センサーによる測定値を無線電気通信により送信する送信機と、
前記送信機から送信された前記測定値を受信する受信機と、を備えることを特徴とする評価システム。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の評価体の製造方法であって、
前記ダミーウェーハを用意する用意工程と、
前記ダミーウェーハの非研磨面上の前記センサーの取付箇所の表面粗さを粗くする下地処理工程と、
前記取付箇所に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記取付箇所に前記センサーを取り付けるセンサー取付工程と、を有することを特徴とする評価体の製造方法。
【請求項８】
片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価する評価方法であって、
ダミーウェーハを用意する用意工程と、
前記ダミーウェーハの非研磨面上に、前記ダミーウェーハの状態を測定するセンサーを取り付けて評価体とするセンサー取付工程と、
前記片面研磨装置に前記評価体を、前記ダミーウェーハの前記非研磨面とは反対側の研磨面が研磨されるように取り付ける評価体取付工程と、
取り付けられた前記評価体の前記研磨面を研磨する研磨工程と、
研磨加工中に前記センサーによって測定された測定値を前記片面研磨装置の研磨ヘッドに設けられた送信機から無線電気通信により送信する送信工程と、
前記送信機から送信された前記測定値を受信機により受信する受信工程と、を有することを特徴とする評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価体、評価システム、評価体の製造方法、および評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハを研磨する研磨パッドを有する定盤と、ウェーハを保持する研磨ヘッドとを備える片面研磨装置が知られている。片面研磨装置は、ウェーハを保持した研磨ヘッドを回転させながら下降させ、回転している定盤の研磨パッド上にウェーハを接触させることでウェーハを研磨する。
このような片面研磨装置に対し、ウェーハの評価体を用いて研磨試験することで装置の評価を行い、平坦度の高い鏡面仕上げを行うための基礎研究が行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、研磨中にウェーハにかかる面圧（ウェーハの単位面積当たりに加わる圧力）を測定するために、研磨ヘッドの前面に接着されたセンサーシート（面圧分布測定機）によって測定される面圧分布を測定する評価方法が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、研磨中にウェーハにかかる面圧を測定するために、センサーシートをウェーハにおける定盤の研磨パッドと対向する面に貼り付けて、センサーシートによって測定される面圧分布を測定する評価方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４８１２５号公報
【特許文献２】特開２０１７−１０４９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、センサーシートの変形性不足、埋め込まれた感圧抵抗線、送信アンテナまでの配線が面圧に影響を及ぼすため、正しく面圧の分布を評価することができない。
【０００７】
また、特許文献２に記載の評価方法は、センサーシートが摩耗するため、評価のためのコストが増大するという課題がある。また、研磨中の面圧の改善のみでは鏡面仕上げの高精度化を十分に図れないおそれがある。このことから特許文献２に記載の評価方法では、片面研磨装置の性能を高精度に評価できないおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、片面研磨装置の性能を評価するにあたって、精度良く、かつ、低コストでの評価が可能となる評価体、評価システム、評価体の製造方法、および評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の評価体は、片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価するための評価体であって、ダミーウェーハと、前記ダミーウェーハの非研磨面に配置され、前記ダミーウェーハの状態を測定するセンサーと、前記ダミーウェーハの前記非研磨面上における前記センサー、前記センサーの配線以外の部位に設けられた変形可能なパッドと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、変形可能なパッドを設けることによって、センサーにかかる圧力をセンサーに十分に伝達することができ、測定精度を向上させることができる。また、センサー、およびセンサーの配線を保護することができる。さらに、配線やセンサーの厚みが測定に与える影響を低減することができる。
また、センサーをウェーハの非研磨面に配置することによって、センサーが研磨されることがなくなるため、センサーを繰り返し使用することができる。これにより、低コストで片面研磨装置の性能を評価することができる。
【００１１】
上記評価体において、前記パッドを形成する材料は、多孔質であることが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、パッドが多孔質材料であることによって、より変形性が増し、測定精度をさらに向上させることができる。
【００１３】
上記評価体において、前記パッドは、扇形をなし、外周部が前記ダミーウェーハの外周に沿うように配置された複数のパッド片からなり、前記センサーは、周方向に隣り合う前記パッド片の間に配置されていることが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、複数の同一形状の扇形のパッド片を使用し、隣り合うパッド片の間にひずみゲージおよび熱電対を配置することで、より低コストでセンサーを配置することができる。
【００１５】
上記評価体において、前記センサーは、ひずみゲージおよび熱電対であることが好ましい。
【００１６】
この発明によれば、ひずみゲージを用いて研磨中のウェーハにかかる面圧を測定することができ、熱電対を用いて研磨中のウェーハの温度を測定するができる。これにより、ウェーハにかかる面圧に加えてウェーハの温度の観点からも研磨状態を解析し、精度良く片面研磨装置の性能を評価することができる。
【００１７】
上記評価体において、前記ひずみゲージおよび前記熱電対は、防水用のコーティングにより覆われていることが好ましい。
【００１８】
この発明によれば、液体によりひずみゲージおよび熱電対に不具合が生じたり、接着が劣化したりするのを防止することができる。また、例えば外部からの接触からひずみゲージおよび熱電対を保護することができる。
【００１９】
本発明の評価システムは、上記いずれかの評価体と、前記片面研磨装置の研磨ヘッドに配置され、前記センサーによる測定値を無線電気通信により送信する送信機と、前記送信機から送信された前記測定値を受信する受信機と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、研磨ヘッドとともに回転する送信機から無線電気通信で測定値を送信することによって、受信機の配置の自由度を高めながらリアルタイムに測定値を確認することができる。
【００２１】
本発明の評価体の製造方法は、前記ダミーウェーハを用意する用意工程と、前記ダミーウェーハの非研磨面上の前記センサーの取付箇所の表面粗さを粗くする下地処理工程と、前記取付箇所に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記取付箇所に前記センサーを取り付けるセンサー取付工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、接着剤を介してセンサーを取り付ける際に、ダミーウェーハの表面を粗くして凹凸を形成することによって、接着剤を塗布した際に接着剤が凹凸に入り込む。これにより、接着力の向上が図られ、確実にセンサーを取り付けることができる。
【００２３】
本発明の評価方法は、片面研磨装置により研磨加工中のウェーハの研磨状態を評価する評価方法であって、ダミーウェーハを用意する用意工程と、前記ダミーウェーハの非研磨面上に、前記ダミーウェーハの状態を測定するセンサーを取り付けて評価体とするセンサー取付工程と、前記片面研磨装置に前記評価体を、前記ダミーウェーハの前記非研磨面とは反対側の研磨面が研磨されるように取り付ける評価体取付工程と、取り付けられた前記評価体の前記研磨面を研磨する研磨工程と、研磨加工中に前記センサーによって測定された測定値を前記片面研磨装置の研磨ヘッドに設けられた送信機から無線電気通信により送信する送信工程と、前記送信機から送信された前記測定値を受信機により受信する受信工程と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る評価体の平面図である。
【図２】図１のII-II断面図である。
【図３】前記一実施形態に係る評価体の製造方法を説明する概略図である。
【図４】前記一実施形態に係る片面研磨装置の概略構成を示す模式図である。
【図５】前記一実施形態に係る片面研磨装置を構成する研磨ヘッドの断面図である。
【図６】前記一実施形態に係る評価システムを使用して取得したダミーウェーハの面圧およびダミーウェーハの温度の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。本実施形態の評価システム１００は、図４に示すように、片面研磨装置１により研磨加工中の評価体５０（ウェーハ）の研磨状態を評価して、片面研磨装置１の性能を評価するためのシステムである。
【００２６】
〔評価体〕
まず、評価体５０について説明する。
図１および図２に示すように、評価体５０は、ダミーウェーハ５１と、ダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａに配置された複数のひずみゲージ５２および複数の熱電対５３と、パッド５４とを備えている。ひずみゲージ５２は樹脂ベースの上に格子状の抵抗線またはフォトエッチングした抵抗箔を形成し、引きだし線を取り付けた構造のものである。各々のひずみゲージ５２および熱電対５３は、センサーＳを構成し、互いに隣接して配置されている。
【００２７】
ダミーウェーハ５１は、円板状の部材であり、製品となるウェーハと略同形状のウェーハである。評価システム１００では、ダミーウェーハ５１の研磨面５１Ｂを研磨加工しながらダミーウェーハ５１にかかる面圧、およびダミーウェーハ５１の温度（測定値）の測定を行う。
ダミーウェーハ５１は、製品となるウェーハを用いてもよいし、例えば、熱膨張率などを製品となるウェーハと同じにしたウェーハと同形状の部材を用いてもよい。また、ダミーウェーハ５１の形状は、製品となるウェーハと概ね近い形状とすることが好ましい。
【００２８】
複数のセンサーＳは、ダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａの所定位置に接着剤を介して貼り付けられている。複数のセンサーＳは、ダミーウェーハ５１上の複数箇所、例えば、本実施形態では４箇所に配置されている。
本実施形態の評価体５０は、ダミーウェーハ５１の中心に配置された第１のセンサーＳ１と、ダミーウェーハ５１の外周近傍に配置された第２のセンサーＳ２と、第１のセンサーＳ１と第２のセンサーＳ２との間に配置された第３のセンサーＳ３と、ダミーウェーハ５１の外周近傍に配置され、第２のセンサーＳ２に対してダミーウェーハ５１の中心を基準に９０°ずれた位置に配置された第４のセンサーＳ４と、を有している。
複数のセンサーＳをこのように配置することで、ウェーハ中心から外周近傍まで、様々な位置を同時に測定することができる。
【００２９】
各々のセンサーＳは配線５５を有しており、これらの配線５５は纏められてダミーウェーハ５１上から引き出されている。
センサーＳおよび配線５５は、防水用のコーティング５６により覆われている。コーティング５６としては、例えば、エポキシ樹脂やゴムなどを用いたコーティングを採用することができる。
【００３０】
センサーＳおよび配線５５がコーティング５６により覆われていることによって、液体によりセンサーＳに不具合が生じたり、接着が劣化したりするのを防止することができる。また、例えば外部からの接触からセンサーＳを保護することができる。
【００３１】
パッド５４は、ダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａ上におけるひずみゲージ５２、熱電対５３、配線５５以外の部位に設けられている。パッド５４は複数の同一形状のパッド片５４Ａからなり、ダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａに貼り付けられた板状部材である。パッド５４は、変形可能な多孔質の材料（例えば、ウレタン発砲層）で形成されている。すなわち、パッド５４は、外部からの圧力により変形する。本実施形態のパッド５４は、ダミーウェーハ５１の研磨時において、その厚みが小さくなるように変形する。
パッド５４を形成するための材料としては、ウレタン発砲層に限ることなく、変形可能な多孔質の材料を適宜使用することができる。例えば、パッド５４を形成するための材料として発泡シリコーン樹脂などの他の樹脂製層を採用してもよい。
パッド片５４Ａの厚さは、センサーＳの厚さよりも厚く、コーティング５６に覆われたセンサーＳと略同一かやや薄い。パッド片５４Ａは、評価体５０の研磨中に、バッキングパッド３４がコーティング５６に僅かに接触するような厚さに形成されている。
【００３２】
各々のパッド片５４Ａは、例えば、略１／４円形の扇形をなし、各々のパッド片５１Ａ間に隙間を開けて、外周部がダミーウェーハ５１の外周に沿うように配置されている。センサーＳは、周方向に隣り合うパッド片５４Ａの間に配置されている。
パッド片５４Ａにおける扇形の直線部５４Ｂであって、センサーＳの取付箇所の周囲には、逃げ部５４Ｃが形成されている。逃げ部５４Ｃは、直線部５４Ｂからパッド片５４Ａの内側に凹むように形成されている。
【００３３】
複数の同一形状の扇形のパッド片５４Ａを使用し、隣り合うパッド片５４Ａの間にセンサーＳを配置することで、より低コストで複数のセンサーＳを配置することができる。
また、パッド片５４Ａに逃げ部５４Ｃが形成されていることによって、隣り合うパッド片５４Ａ間の隙間を小さくしながら、センサーＳの取付箇所の周囲のダミーウェーハ５１の露出部位を大きくすることができる。これにより、センサーＳの取付箇所の位置ずれを許容することができ、評価体５０の製造を容易とすることができる。
【００３４】
〔評価体の製造方法〕
次に、評価体５０の製造方法について、主に図３を参照して説明する。
評価体５０の製造方法は、用意工程と、第１マスキング貼付工程と、下地処理工程と、洗浄工程と、接着剤塗布工程と、センサー取付工程と、圧着工程と、第１マスキング除去工程と、第２マスキング貼付工程と、コーティング工程と、第２マスキング除去工程と、パッド貼付工程と、を有する。
評価体５０の製造方法では、ダミーウェーハ５１にセンサーＳを接着した後、接着されたセンサーＳをコーティングし、最後にパッド片５４Ａを貼り付ける。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、用意工程は、ダミーウェーハ５１を用意する工程である。上述したように、ダミーウェーハ５１は、製品となるウェーハであってよい。
図３（ｂ）に示すように、第１マスキング貼付工程は、ダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａ上におけるセンサーＳの取付箇所Ｒ１以外の箇所の少なくとも一部をマスキングする工程である。具体的には、センサーＳの取付箇所Ｒ１の周囲にマスキングテープＭ１を貼り付ける。マスキングを行うことによって、センサーＳの取付箇所Ｒ１以外の箇所が、後述する下地処理工程で研磨されるのを防止することができる。
【００３６】
図３（ｃ）に示すように、下地処理工程は、センサーＳの取付箇所Ｒ１の表面粗さを粗くする工程である。具体的には、耐水研磨紙Ｐ（紙ヤスリ、粒度１２０〜２４０）で、センサーＳの取付箇所Ｒ１を研磨することによって、ダミーウェーハ５１の表面に細かい凹凸を形成する。
【００３７】
図３（ｄ）に示すように、洗浄工程は、下地処理工程にて下地処理を行ったセンサーＳの取付箇所Ｒ１を洗浄する工程である。具体的には、アセトンなどの溶剤Ｌを取付箇所Ｒ１に噴霧した後、ウエスなどで拭って、下地処理工程において生じた粉体を除去する。
【００３８】
図３（ｅ）に示すように、接着剤塗布工程は、取付箇所Ｒ１に接着剤Ａを塗布する工程である。接着剤Ａとしては、二液性エポキシ樹脂接着剤が好ましいが、センサーＳを確実に固定できればこれに限ることはない。二液性エポキシ樹脂接着剤を使用することによって、自然乾燥による接着が可能となり、加熱（強制）乾燥設備が不要となる。
【００３９】
図３（ｆ）に示すように、センサー取付工程は、取付箇所Ｒ１にセンサーＳを取り付ける工程である。また、センサー取付工程では、センサーＳからの複数の配線５５が一本の線を描くように配置されるように纏める。
図３（ｇ）に示すように、圧着工程は、配置されたセンサーＳを接着剤Ａに対して圧着する工程である。具体的には、ブロック状の重量物ＣをセンサーＳ上に載置し、次いで、重量物ＣをセンサーＳに押し付けた状態でテープＴなどを用いて重量物Ｃを固定し、例えば、約２４時間自然乾燥を行う。これにより、センサーＳがダミーウェーハ５１上に接着される。
【００４０】
図３（ｈ）に示すように、第１マスキング除去工程は、第１マスキング貼付工程で貼り付けたマスキングテープＭ１を除去する工程である。
図３（ｉ）に示すように、第２マスキング貼付工程は、コーティング５６の塗布箇所Ｒ２以外の箇所の少なくとも一部を、マスキングテープＭ２でマスキングする工程である。
【００４１】
図３（ｊ）に示すように、コーティング工程は、センサーＳをコーティング５６で覆う工程である。上述したように、コーティング５６としては、例えば、エポキシ樹脂やゴムなどを用いたコーティングを採用することができる。
【００４２】
図３（ｋ）に示すように、第２マスキング除去工程は、第２マスキング貼付工程で貼り付けたマスキングテープＭ２を除去する工程である。
図３（ｌ）に示すように、パッド貼付工程は、別途製造されたパッド片５４Ａをダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａに貼り付ける工程である。なお、パッド貼付工程は、第１マスキング貼付工程よりも前に実施してもよい。
【００４３】
〔片面研磨装置〕
次に、片面研磨装置１の構成について説明する。
図４および図５に示すように、片面研磨装置１は、定盤１０と、定盤駆動手段２０と、複数の研磨ヘッド３０と、複数のヘッド駆動手段４０とを備えている。
【００４４】
定盤１０は、円板状に形成されている。定盤１０の上面には、研磨パッド１１が設けられている。
定盤駆動手段２０は、定盤１０の下面に接続された定盤回転軸部材２１を回転させる駆動源である。
【００４５】
研磨ヘッド３０は、シャフト３１と、回転フレーム３２と、リテーナリング３３と、バッキングパッド３４とを備えている。
回転フレーム３２は、略円板状に形成されている。回転フレーム３２の上面の中心は、シャフト３１の下端に接続されている。
【００４６】
リテーナリング３３は、リング状に形成されている。リテーナリング３３の軸方向の上端は、回転フレーム３２の下面の外周部に接続されている。
【００４７】
回転フレーム３２は、その下面に固定されたバッキングパッド３４を介して、ウェーハを保持する。
バッキングパッド３４は、片面研磨装置１における評価体５０が保持される面に配置されている。バッキングパッド３４は、直径が回転フレーム３２の下面の直径と略等しい円板状に形成されている。バッキングパッド３４は、図示しない多孔質の材料（例えば、ウレタン発砲層）で形成され、水吸着によりウェーハを保持する。
【００４８】
各々のヘッド駆動手段４０は、１体の研磨ヘッド３０のシャフト３１を回転させる。複数のヘッド駆動手段４０は、１個の支持体４１で支持されている。支持体４１は、図示しない支持体移動手段の駆動によって昇降する。
【００４９】
〔評価システム〕
次に、片面研磨装置１によってウェーハが研磨される際の研磨状態を評価する評価システム１００について説明する。
評価システム１００は、ウェーハの代わりに回転フレーム３２に保持されて研磨される評価体５０と、送信機６０と、受信機６１とを有する。
【００５０】
評価体５０は、ダミーウェーハ５１と、センサーＳとを備えている。センサーＳは、ダミーウェーハ５１の非研磨面（回転フレーム３２に保持された際に研磨パッド１１によって研磨されない面）に配置されている。センサーＳは、ダミーウェーハ５１にかかる面圧を測定するひずみゲージ５２と、ダミーウェーハ５１の温度を測定する熱電対５３（図１参照）とを有している。
【００５１】
なお、ダミーウェーハ５１にかかる面圧とは、ダミーウェーハ５１とバッキングパッド３４との間の接触圧力であり、本実施形態では、ダミーウェーハ５１とバッキングパッド３４との間に配置されたひずみゲージが押し潰される際の電気抵抗の変化から測定している。ひずみゲージを押し潰して、測定された電気抵抗から接触圧力を測定する技術については、「門脇義次、他４名、『ひずみゲージによる接触圧力の測定法』、秋田高専研究紀要第１７号、昭和５６年１０月３１日」に記載されている。
【００５２】
送信機６０は、研磨ヘッド３０の回転フレーム３２上に固定されている。すなわち、送信機６０は、研磨ヘッド３０の回転に伴い評価体５０と共に回転する。送信機６０は、配線５５を介してセンサーＳと接続されている。送信機６０は、センサーＳによって測定された電気信号を無線電気通信を用いて送信する装置である。
受信機６１は、送信機６０から送信された電気信号を受信する装置である。受信機６１は、片面研磨装置１とは独立して配置されている。受信機６１は、例えば、無線電気通信機能を有するコンピューターであり、測定値を表示するディスプレイを有している。なお、受信機６１は、片面研磨装置１における非回転部に配置してもよい。
【００５３】
〔評価システムを使用した評価方法〕
次に、本実施形態の評価システム１００を使用して片面研磨装置１により研磨加工中のウェーハの研磨状態を測定する評価方法について説明する。
評価方法は、評価体製造工程と、評価体取付工程と、研磨工程と、送信工程と、受信工程と、分析工程とを有する。
【００５４】
評価体製造工程は、上記評価体の製造方法を用いて評価体５０を製造する工程である。
評価体取付工程は、片面研磨装置１に評価体５０をダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａとは反対側の研磨面５１Ｂが研磨されるように取り付ける工程である。評価体５０は、水吸着により保持される。
【００５５】
研磨工程は、取り付けられた評価体５０のダミーウェーハ５１を研磨する工程である。研磨工程では、評価体５０は、通常のウェーハと同じ研磨条件で研磨される。
具体的には、図示しないスラリー供給手段によって、研磨スラリーＰSを定盤１０の研磨パッド１１上に供給する。そして、評価体５０を保持した研磨ヘッド３０をヘッド駆動手段４０の駆動によって回転させながら下降させ、定盤駆動手段２０の駆動によって回転している定盤１０の研磨パッド１１上に評価体５０のダミーウェーハ５１を接触させることでダミーウェーハ５１の研磨が開始される。
このとき、定盤１０および回転フレーム３２からの圧力により、ダミーウェーハ５１とバッキングパッド３４との間に接触圧力が生じ、ひずみゲージ５２が押し潰されることでダミーウェーハ５１にかかる面圧が測定される。また、熱電対５３によりダミーウェーハ５１の温度が測定される。
【００５６】
このとき、評価体５０に設けられているパッド５４が変形することで、センサーＳに研磨時の圧力が十分にかかり、測定精度を向上させることができる。一方で、パッド５４が設けられていることによって、センサーＳおよびこれらの配線５５を保護することができる。さらに、配線５５やセンサーＳの厚みが測定に与える影響を低減することができる。
【００５７】
送信工程は、ひずみゲージ５２によって測定されたダミーウェーハ５１にかかる面圧、および熱電対５３によって測定されたダミーウェーハ５１の温度を送信機６０から無線電気通信により送信する工程である。この際、送信機６０は、研磨ヘッド３０の回転に伴い回転している。
受信工程は、送信機６０から送信された面圧および温度に関する電気信号を受信機６１により受信する工程である。
【００５８】
分析工程は、測定されたダミーウェーハ５１にかかる面圧およびダミーウェーハ５１の温度に基づき、分析を行う工程である。分析工程では、ダミーウェーハ５１にかかる面圧およびダミーウェーハ５１の温度が受信機６１のディスプレイに表示される。評価者は、表示された測定値に基づいて片面研磨装置１の動的性能を評価する。評価方法はこれに限ることはなく、面圧や温度の閾値を設定し、自動的に研磨状態の良否を判別するなどしてもよい。
【００５９】
図６に、本実施形態の評価システム１００を使用して取得したダミーウェーハ５１にかかる面圧およびダミーウェーハ５１の温度の測定結果を示す。図６のグラフの横軸は時間であり、縦軸のうち左側の軸はダミーウェーハ５１の温度（℃）であり、縦軸のうち右側の軸はダミーウェーハ５１にかかる面圧である。
図６に示すグラフから、ダミーウェーハ５１にかかる面圧、およびダミーウェーハ５１の温度の推移がわかる。特に、図１に示すように、複数箇所にセンサーＳが配置されていることによって、面圧分布と温度分布を把握することができる。また、ダミーウェーハ５１にかかる面圧の変化に対応して、ダミーウェーハ５１の温度が変化することなどがわかる。なお、面圧の測定値については、各配置箇所間の相対的な差が把握できれば良い。
評価者は、図６のグラフに示される結果などを元に、例えば、各配置箇所間の面圧差、および温度差が均一となるように、片面研磨装置１の各構成要素の制御方法などを検討することができる。
【００６０】
上記実施形態によれば、ひずみゲージ５２を用いて研磨中のウェーハにかかる面圧を測定することができ、熱電対５３を用いて研磨中のウェーハの温度を測定するができる。これにより、ウェーハにかかる面圧に加えてウェーハの温度の観点から研磨状態を解析し、精度良く片面研磨装置１の性能を評価することができる。
【００６１】
また、上述したように、変形可能なパッド５４を設けることによって、センサーＳにかかる圧力を十分に伝達することができ、測定精度を向上させることができる。また、センサーＳ、およびセンサーＳの配線５５を保護することができる。さらに、配線５５やセンサーＳの厚みが測定に与える影響を低減することができる。
また、パッド５４を形成する材料が多孔質であることによって、より変形性が増し、測定精度をさらに向上させることができる。
【００６２】
また、センサーＳをダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａに配置することによって、センサーＳが研磨されることがなくなるため、センサーＳを繰り返し使用することができる。これにより、低コストで片面研磨装置１の性能を評価することができる。
【００６３】
また、研磨ヘッド３０とともに回転する送信機６０から無線電気通信で測定値を送信することによって、受信機６１の配置の自由度を高めながらリアルタイムに測定値を確認することができる。
【００６４】
また、接着剤Ａを介してセンサーＳを取り付ける際に、ダミーウェーハ５１の表面を粗くして凹凸を形成することによって、接着剤Ａを塗布した際に接着剤Ａが凹凸に入り込む。これにより、接着力の向上が図られ、確実にセンサーＳを取り付けることができる。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変形例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態では、センサーＳをひずみゲージ５２および熱電対５３としたがこれに限ることはなく、研磨試験により有用なデータを測定することができれば、他のセンサー、例えば、ピエゾ式圧力センサーやＩＣ温度センサーなどを採用することもできる。
また、上記実施形態では、パッド片５４Ａは、扇形をなしているがこれに限ることはなく、例えば、複数の円形のパッド片５４Ａをダミーウェーハ５１の非研磨面５１Ａに貼り付ける構成としてもよい。
【００６６】
また、複数のセンサーＳの数および配置は、上述した配置に限ることはなく、要求される精度などに応じて適宜変更することができる。また、ひずみゲージ５２および熱電対５３は、必ずしも隣接させなくてもよい。
また、コーティング５６は、接着剤Ａによる接着で十分にセンサーＳが固定され、また、センサーＳの防水が不要である場合などは省略することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…片面研磨装置、１０…定盤、１１…研磨パッド、３０…研磨ヘッド、３３…リテーナリング、３４…バッキングパッド、４０…ヘッド駆動手段、４１…支持体、５０…評価体、５１…ダミーウェーハ、５１Ａ…非研磨面、５２…ひずみゲージ、５３…熱電対、５４…パッド５４Ａ…パッド片、５５…配線、５６…コーティング、６０…送信機、６１…受信機、１００…評価システム、Ｓ…センサー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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