【手続補正書】
【提出日】平成16年11月9日(2004.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  研磨装置及び研磨方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  研磨面を構成する研磨部材を有するターンテーブルと、被研磨基板を保持する基板保持機構と、該研磨部材の研磨面のドレッシングを行うドレッサー機構を具備し、該研磨面に前記基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨すると共に、前記ドレッサーで研磨面のドレッシングを行う研磨装置であって、
前記基板保持機構又はドレッサー機構の前記研磨面に該研磨部材の削れ量に応じて位置が変位する部分にターゲットを設けると共に、該ターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から前記研磨部材の削れ量を検知する研磨部材削れ量検知手段を設けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】  請求項１に記載の研磨装置において、
前記研磨部材削れ量検知手段は、前記ターゲットの変位量を該ターゲットに非接触で測定する機能を具備することを特徴とする研磨装置。
【請求項３】  請求項１又は２に記載の研磨装置において、
前記研磨部材削れ量検知手段は、前記基板保持機構又はドレッサー機構の研磨面押圧力が所定値以下の時に測定したターゲットの変位量から研磨面削れ量を測定する機能を具備することを特徴とする研磨装置。
【請求項４】  請求項１又は２又は３に記載の研磨装置において、
前記研磨部材削れ量検知手段は、測定した前記基板保持機構又はドレッサー機構に設けたターゲットの変位量から研磨面のドレッシング時期を判定するドレッシング時期判定機能を具備することを特徴とする研磨装置。
【請求項５】  請求項１乃至４のいずれか１項に記載の研磨装置において、
前記研磨部材削れ量検知手段は、測定した前記基板保持機構又はドレッサー機構に設けたターゲットの変位量から前記研磨部材の交換時期を判定する研磨部材交換時期判定機能を具備することを特徴とする研磨装置。
【請求項６】  基板保持機構により被研磨基板を保持し、ターンテーブルの上面に貼り付けられた研磨部材の研磨面に前記基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨工程を有する研磨方法であって、
前記基板保持機構に設けられたターゲットの変位量を測定し、
該測定した変位量から前記研磨部材の削れ量を検知することを特徴とする研磨方法。
【請求項７】  ターンテーブルと、該ターンテーブルの上面に貼り付けられる研磨部材と、被研磨基板を保持する基板保持機構と、該研磨部材の研磨面のドレッシングを行うドレッサー機構を具備し、該研磨面に前記基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨すると共に、前記ドレッサーで研磨面のドレッシングを行う研磨装置であって、
前記基板保持機構にターゲットを設けると共に、該ターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から前記基板保持機構の上下方向の変位を検知する検知手段を設けたことを特徴とする研磨装置。
【請求項８】  請求項７に記載の研磨装置において、
前記検知手段は、前記基板保持機構の上下振動幅から研磨面のドレッシング時期を判定するドレッシング時期判定機能を具備することを特徴とする研磨装置。
【請求項９】  基板保持機構により被研磨基板を保持し、ターンテーブルの上面に貼り付けられた研磨部材の研磨面に前記基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨工程と、該研磨面を削るドレッシング工程を有する研磨方法であって、
前記基板保持機構に設けられたターゲットの上下方向の変位量を測定し、該測定した変位量から前記研磨面のドレッシング時期を判定することを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ等の基板を研磨する研磨装置に関し、特にターンテーブルの研磨面を構成する研磨パッドや砥石板（砥粒を含む研磨プレート）等の研磨部材の削れ量測定手段を備えた研磨装置及び研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の研磨装置は、上面に研磨パッドや砥石板等の研磨面を構成する研磨部材を設けたターンテーブルと、半導体ウエハ等の被研磨基板を保持する基板保持機構と、該研磨部材の研磨面のドレッシングを行うドレッサー機構を具備している。そして研磨面に基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を平坦鏡面に研磨すると共に、目づまりや経時変化等で研磨作用の衰えた研磨面をドレッサー機構でドレッシングして目立て等の再生・修整を行っている。
【０００３】
上記構成の研磨装置において、前記ドレッシングは研磨面を削って再生・修整を行うものであるから、研磨部材の消耗を招くと共に、適正な時期に研磨面のドレッシングを行わないと研磨効率が阻害されるという問題がある。また、研磨部材の交換時期も適正に判断する必要がある。そのためには研磨部材の研磨面の削れ量を迅速、且つ精度よく検知する必要がある。
【０００４】
従来、上記研磨部材の研磨面の削れ量測定は、研磨部材の研磨面に変位量測定センサを接触させて測定している。ところが研磨部材の研磨面には砥液等が供給されると共に、被研磨基板や研磨部材の削れかすが存在するから、削れ量測定毎に汚染が拡散するという問題がある。また、変位量測定センサを研磨面に接触させ、研磨面を移動させながら測定するため測定に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、研磨面の削れ量測定による汚染の拡散がなく、被研磨基板の研磨中又は研磨面のドレッシング中に研磨部材の研磨面の削れ量測定ができ、ドレッシング時期の判定、研磨部材の交換時期の判定が適正にできる研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、研磨面を構成する研磨部材を有するターンテーブルと、被研磨基板を保持する基板保持機構と、研磨部材の研磨面のドレッシングを行うドレッサー機構を具備し、研磨面に基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨すると共に、ドレッサーで研磨面のドレッシングを行う研磨装置であって、基板保持機構又はドレッサー機構の研磨面に該研磨部材の削れ量に応じて位置が変位する部分にターゲットを設けると共に、該ターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から研磨部材の削れ量を検知する研磨部材削れ量検知手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
上記のように研磨部材削れ量検知手段を設け、基板保持機構又はドレッサー機構に設けたターゲットの変位量から研磨部材の削れ量を検出するので、研磨面の削れ量を被研磨基板の研磨中又は研磨面のドレッシング中にリアルタイムで検知することができる。また、研磨部材削れ量測定用のターゲットは研磨面に非接触で該研磨面の削れ量に応じて位置が変位する部分に設けるので、上記従来のように研磨部材の研磨面の削れ量測定毎に汚染が拡散するという問題はない。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の研磨装置において、研磨部材削れ量検知手段は、ターゲットの変位量を該ターゲットに非接触で測定する機能を具備することを特徴とする。
【０００９】
上記のように研磨部材削れ量検知手段はターゲットに非接触でその変位量を測定する機能を具備するので、ターゲットを基板保持機構又はドレッサー機構の回転部に設けても、固定側から容易に変位量を測定できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の研磨装置において、研磨部材削れ量検知手段は、基板保持機構又はドレッサー機構の研磨面押圧力が所定値以下の時に測定したターゲットの変位量から研磨面削れ量を測定する機能を具備することを特徴とする。
【００１１】
上記のように研磨部材削れ量検知手段は、基板保持機構又はドレッサー機構の研磨面押圧力が所定値以下の時に測定したターゲットの変位量から研磨部材の研磨面削れ量を測定するので、研磨部材が弾性変形する材料からなる場合でも、弾性変形が少ない状態で研磨面の削れ量を検知できる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２又は３に記載の研磨装置において、研磨部材削れ量検知手段は、測定した基板保持機構又はドレッサー機構に設けたターゲットの変位量から研磨面のドレッシング時期を判定するドレッシング時期判定機能を具備することを特徴とする。
【００１３】
上記のように研磨部材削れ量検知手段は、測定した基板保持機構に設けたターゲットの変位量から研磨部材の研磨面のドレッシング時期を判定するドレッシング時期判定機能を具備するので、適正な時期に研磨面のドレッシングが実行でき、常に効率のよい研磨を実施できると共に、研磨部材の消耗を少なくできる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の研磨装置において、研磨部材削れ量検知手段は、測定した基板保持機構又はドレッサー機構に設けたターゲットの変位量から研磨部材の交換時期を判定する研磨部材交換時期判定機能を具備することを特徴とする。
【００１５】
上記のように研磨部材削れ量検知手段は研磨部材交換時期判定機能を具備するので、適正な時期に研磨部材の交換ができ、まだ使用できる研磨部材を交換したり、交換時期が遅れて機器や被研磨基板を損傷するということは無くなる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、基板保持機構により被研磨基板を保持し、ターンテーブルの上面に貼り付けられた研磨部材の研磨面に基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨工程を有する研磨方法であって、基板保持機構に設けられたターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から研磨部材の削れ量を検知することを特徴とする。
【００１７】
上記のように基板保持機構に設けられたターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から研磨部材の削れ量を検知するので、被研磨基板の研磨中に研磨部材の削れ量をリアルタイムで検知することができる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、ターンテーブルと、該ターンテーブルの上面に貼り付けられる研磨部材と、被研磨基板を保持する基板保持機構と、該研磨部材の研磨面のドレッシングを行うドレッサー機構を具備し、該研磨面に基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨すると共に、ドレッサーで研磨面のドレッシングを行う研磨装置であって、基板保持機構にターゲットを設けると共に、該ターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から基板保持機構の上下方向の変位を検知する検知手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
上記のように検知手段で基板保持機構に設けたターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から基板保持機構の上下方向の変位を検知するので、被研磨基板の研磨中に研磨部材の削れ量をリアルタイムで検知することができる。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の研磨装置において、検知手段は、基板保持機構の上下振動幅から研磨面のドレッシング時期を判定するドレッシング時期判定機能を具備することを特徴とする。
【００２１】
上記のように検知手段は、基板保持機構の上下振動幅から研磨面のドレッシング時期を判定するドレッシング時期判定機能を具備するので、適正な時期に研磨面のドレッシングが実行でき、常に効率のよい研磨が実施できると共に、研磨部材の削り過ぎによる研磨部材の消耗を少なくできる。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明は、基板保持機構により被研磨基板を保持し、ターンテーブルの上面に貼り付けられた研磨部材の研磨面に前記基板保持機構で保持した被研磨基板を押圧し、該研磨面と被研磨基板の相対運動により被研磨基板を研磨する研磨工程と、該研磨面を削るドレッシング工程を有する研磨方法であって、基板保持機構に設けられたターゲットの上下方向の変位量を測定し、該測定した変位量から研磨面のドレッシング時期を判定することを特徴とする。
【００２３】
上記のように基板保持機構に設けられたターゲットの上下方向の測定変位量から研磨面のドレッシング時期を判定するので、適正な時期に研磨面のドレッシングが実行でき、常に効率のよい研磨が実施できると共に、研磨部材の削り過ぎによる研磨部材の消耗を少なくできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る研磨装置の構成例を示す図である。図１において、１はターンテーブルであり、該ターンテーブル１の上面には研磨パッド２が貼り付けられ、ターンテーブル回転軸３により矢印Ａ方向に回転するようになっている。４は下端に半導体ウエハ等の被研磨基板５を保持するトップリングであり、該トップリング４はトップリング回転軸６の下端に取り付けられ、該トップリング回転軸６により矢印Ｂ方向に回転するようになっている。トップリング４はトップリングヘッド１４に回転自在に支持され、該トップリングヘッド１４はシリンダ１５で上下動するようになっている。
【００２５】
矢印Ｂ方向に回転するトップリング４の下端に被研磨基板５を保持し、矢印Ａ方向に回転するターンテーブル１の研磨パッド２の上面に押圧することにより、被研磨基板５と研磨パッド２の相対運動により被研磨基板５の下面が平坦且つ鏡面状に研磨される。被研磨基板５の研磨が所定枚数行われると研磨パッド２の研磨面が磨耗及びドレッシングにより削られ、研磨パッド２の研磨に寄与しない部分２ａより、削れ量（変位量）ｄだけ薄くなる。
【００２６】
研磨パッド２は研磨により経時変化や目詰まり等により研磨率が低下するから、所定のタイミングでドレッシングを行い表面を削って、目立て等の再生・修整を行う必要がある。このドレッシングにおいてはパッド表面を削るのであるから、ドレッシングのタイミングが早すぎると研磨パッド２の消耗が激しく、研磨パッド２を無駄に消耗することになる。また、ドレッシングのタイミングが遅すぎると研磨率が低下し、被研磨基板５の研磨効率が低下する。また、研磨パッド２の削れ量ｄが所定以上進むと、研磨パッド２を新品と交換する必要がある。上記ドレッシングを適正なタイミングで行うためにも、また研磨パッド２の交換タイミングを適正な時期に行うためにも上記研磨パッド２の削れ量を迅速、且つ精度よく測定する必要がある。
【００２７】
ここでは、トップリング回転軸６に円板状のターゲット７を設けると共に、該ターゲット７の上下方向の変位量を測定する変位計測ヘッド８を該ターゲット７に対向して設けている。変位計測ヘッド８はブラケット１６を介して装置枠体等の固定体１７に固定されている。該変位計測ヘッド８は例えばレーザ光を利用し、非接触でターゲット７の上下方向の変位を検知する。変位計測ヘッド８の出力は図２に示すように、変位計９に送られ、ここでターゲット７の変位量Ｓｄが算出され、該算出された変位量がＡ／Ｄ変換器１０でディジタル信号Ｓｄ’に変換されコンピュータ１１に送られる。該コンピュータ１１にはトップリング４が被研磨基板５を押圧する押圧力信号Ｐ等が入力されている。また、コンピュータ１１のメモリ（図示せず）には１回のドレッシングを必要とする研磨面の変位量Δｄ、研磨パッド２の交換を必要とする変位量Ｄ等が記憶されている。
【００２８】
コンピュータ１１は測定された現在の研磨パッド２の変位量ｄnから前回のドレッシング終了時の変位量ｄn-1を減算し（ｄn-dn-1）、この値が前記変位量Δｄを超えたら（Δｄ≧ｄn-dn-1）、ドレッシングを実行する旨の信号Ｓ１を研磨装置の制御装置に出力しドレッシングを実行する。また、現在の変位量ｄnが交換削れ量（変位量Ｄ）を超えたら（ｄn≧Ｄ）、研磨パッド交換信号Ｓ２を出力する。
【００２９】
研磨パッド２が弾性変形する材料で構成されている場合、トップリング４の押圧力Ｐが大きいと研磨パッド２が弾性変形し、正確な削れ量を測定できないという問題がある。そこでこの押圧力Ｐが小さく弾性変形が極力小さいときに、削れ量を測定する必要があり、トップリング４の押圧力が所定値以下の時に削れ量を測定している。例えば、図３に示すように、時間ｔの経過と共に、押圧力Ｐを変化させて被研磨基板５を研磨する場合、押圧力の小さい時間ｔｘで削れ量を測定する。
【００３０】
上記のように研磨パッド２の研磨面の削れ量をトップリング回転軸６に設けたターゲット７の変位量から検出するので、研磨面の削れ量を被研磨基板５の研磨中にリアルタイムで検知することができる。また、ターゲット７をトップリング回転軸６に設けているので、従来のように研磨面の削れ量測定毎に汚染が拡散するという問題はない。なお、ターゲット７の取付け位置はトップリング回転軸６に限定されるものではなく、研磨面に非接触で該研磨面の削れ量に応じて位置が変位する部分であれば、例えばトップリング４或いはトップリング支持アーム（図示せず）等でもよい。
【００３１】
上記のようにコンピュータ１１は、測定したターゲット７の変位量から研磨パッド２の研磨面のドレッシング時期を判定するので、適正な時期に研磨面のドレッシングが実行でき、常に効率のよい研磨を実施できる。また、研磨パッド２の消耗量を少なくできる。また、ターゲット７の変位量から研磨パッド２の交換時期を判定するので、適正な時期に研磨部材の交換ができ、まだ使用できる研磨パッド２を交換したり、交換時期が遅れて機器や被研磨基板を損傷するということは無くなる。
【００３２】
図５は研磨パッドの交換から次の研磨パッドを交換するまでの処理例の流れを示す図である。先ず研磨パッドを交換し（ステップＳＴ１）、そのことを装置の制御部に通知する。これにより制御部はトップリング４を研磨位置まで降下し、１回目の研磨と１回目のドレッシングを行う（ダミーウエハによる馴らし研磨とドレッシングの場合もある）（ステップＳＴ２、ＳＴ３）。次に変位計測ヘッド８により、ターゲット７のイニシャル高さＨ0を測定する（ステップＳＴ４）。次に被研磨基板の研磨と研磨終了後の研磨面のドレッシングを行い（ステップＳＴ５、ＳＴ６）、この研磨及びドレッシングの終了する毎にターゲット７の高さＨを測定する（ステップＳＴ７）。（なお、上記例では研磨パッド２の変位量がドレッシングを必要とする研磨面の変位量Δｄに達したとき、研磨面のドレッシングを行っているが、ここでは１回の研磨終了毎にドレッシングを行う。）
【００３３】
続いて研磨パッド２の削れ量（研磨面の変位量Δｄ＝Ｈ0−Ｈ）が設定値（研磨パッド２の交換を必要とする変位量Ｄ）に達したか否かを判断し（ステップＳＴ８）、設定値に達しない場合は、前記ステップＳＴ５からの処理を繰返し、設定値に達した場合は警報設定しているか否かを判断し（ステップＳＴ９）、設定している場合は研磨パッド２の削れ量が交換時期に達したことを知らせる警報処理を行い（ステップＳＴ１０）、前記ステップＳＴ５からの処理を繰返し、警報設定していない場合は故障又は処理を中断し被処理基板（例えば半導体ウエハ）の回収を行う（ステップＳＴ１１）。
【００３４】
上記警報処理の設定や故障又は処理中断・被処理基板の回収を行う処理はユーザが任意に設定するようにする。なお、上記例では１回の研磨及びドレッシング毎にターゲット７の高さＨを測定しているが、数回の研磨及びドレッシング毎にターゲット７の高さＨを測定するようにしてもよい。また、ターゲット７の高さＨの測定は研磨処理終了後に測定するようにしてもよい。
【００３５】
また、図１に示す研磨装置において、ターゲット７の上下方向の変位を変位測定ヘッドで測定し、これによりトップリング４の上下振動を検出し、その振動特徴により研磨パッド２の研磨面のドレッシング時期及び研磨パッドの交換時期を判定することができる。図６は研磨時間とトップリング４の上下振動の関係を示す図である。図示するように、研磨時間が経過し、研磨面の目づまりが進むと摩擦力が低下し、トップリング４の上下方向の振動幅が小さくなる。
【００３６】
したがって、図７に示すように、トップリング４の上下振動を表す変位測定ヘッド８の出力信号をＡ／Ｄ変換器２１でデジタル信号に変換し、別置きパソコン又は装置制御部２２に送り、別置きのパソコン又は装置制御部２２でこの上下振動幅が所定の値以下となった場合、研磨パッド２の研磨面が目詰まりしたものと判断し、ドレッシングを行う。
【００３７】
また、研磨パッド２の研磨面の摩耗が進むと被研磨基板と研磨面との摩擦力が増加し、図８に示すように、トップリング４の上下方向の振動が大きくなる。したがって、図７に示す構成の処理システムにおいて、トップリング４の上下方向の振動幅が所定値Ｌ以上となった場合に、別置きパソコン又は装置制御部２２が研磨パッドの交換時期と判断する。
【００３８】
上記ドレッシングを必要とするトップリング４の上下方向振動幅及び研磨パッド２の交換を必要とするトップリング４の上下方向振動幅はユーザにより任意に設定し、該設定値に達したら別置きパソコン又は装置制御部２２は研磨面のドレッシング時期、研磨パッドの交換時期と判断する。なお、トップリング４の上下方向振動測定はトップリング４の押圧力と回転速度、研磨面の回転速度を同一条件下で測定する。
【００３９】
図９は別置きパソコン又は装置制御部２２でのドレッシング時期の判断及び自動ドレッシングの処理フローを示す図である。先ず研磨を開始する（基本的に同じ被処理基板の研磨とする）（ステップＳＴ２１）。変位計測ヘッド８の出力からトップリング４の振幅巾を測定する（ステップＳＴ２２）。振幅巾測定回数（サンプリング回数）がｎ回以上か否かをチェックし（ステップＳＴ２３）、ｎ回に達していなかったらｎ回に達するまで計測を繰返し、ｎ回に達したら、次に計測振幅幅の平均値Ａｒａｎｇが研磨パッドの研磨面のドレッシングを必要とする設定振幅幅Ｘ以下（Ａｒａｎｇ＜Ｘ）か否かをチェック（ステップＳＴ２４）し、測定振幅巾平均値Ａｒａｎｇが設定振幅巾Ｘ以下でなかったらＸ以下になるまで前記ステップＳＴ２２〜２３の処理を繰返す。なお、設定振幅巾Ｘの値はユーザが任意に設定できるようにする。
【００４０】
測定振幅巾平均値Ａｒａｎｇが設定振幅幅Ｘ以下の場合は、次に自動ドレッシングが設定されているか否かをチェックし（ステップＳＴ２５）、自動ドレッシングが設定されている場合は、トップリング４を待避させ（研磨中断）（ステップＳＴ２６）、ドレッシングを開始し（ステップＳＴ２７）、該ドレッシングが終了したら、ステップＳＴ２１に移行し、研磨を行う。また、前記ステップＳＴ２５において、自動ドレッシングが設定されていない場合、研磨パッドの研磨面のドレッシングが必要な時期になっていることを知らせる警報を発する（ステップＳＴ２９）。
【００４１】
研磨の終了は研磨時間（例えば２分）、若しくはエンドポイント検出（振動や光による膜厚測定）によって、上記ドレッシング処理タイミングとは別に管理される。図５に示す処理フローでは１枚の被研磨基板の研磨終了毎にドレッシングを行っているが，必ずしも毎回ドレッシングが必要でない場合もある。また、場合によっては、例えばＣｕめっき層が厚く堆積した半導体ウエハを被研磨基板として研磨する場合は、研磨時間が長くなる可能性がある（例えば５分）。このような場合には、被研磨基板の研磨中でもドレッシング時期を判別する必要があり、図９に示す処理はこのような場合に有効となる。
【００４２】
なお、上記実施形態例では、ターゲット７をトップリング回転軸６に設けたが、これに限定されるものではなく、図４に示すように、ドレッサー１２のドレッサー回転軸１３に設け、研磨パッド２の研磨面のドレッシング時に変位計測ヘッド８を介して削れ量を測定してもよい。変位計測ヘッド８の出力信号の処理システムは図２に示す構成と同じであるからその説明は省略する。図４において、１８はドレッサーヘッド、１９はシリンダ、２０は変位計測ヘッド８を固定体１７に固定するブラケットである。
【００４３】
上記のように研磨パッド２の研磨面の削れ量をドレッサー回転軸１３に設けたターゲット７の変位量から検出するので、研磨面の削れ量をドレッシング中にリアルタイムで検知することができる。また、ターゲット７をドレッサー回転軸１３に設けているので、従来のように研磨面の削れ量測定毎に汚染が拡散するという問題はない。なお、ターゲット７を設ける位置はドレッサー回転軸１３に限定されるものではなく、研磨面に非接触で該研磨面の削れ量に応じて位置が変位する部分であれば、例えばトップリング４或いはトップリング支持アーム（図示せず）等でもよい。
【００４４】
なお、上記研磨装置の構成例では、ターンテーブル１の上面の研磨面の構成部材として、研磨パッド２を貼り付ける例を説明したが、本発明で対象とする研磨装置はこれに限定されるものではなく、ターンテーブル１の上面に砥石板（砥粒を含む研磨プレート）を設けたものでもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような効果が得られる。
【００４６】
請求項１に記載の発明によれば、研磨部材削れ量検知手段を設け、基板保持機構又はドレッサー機構に設けたターゲットの変位量から研磨部材の削れ量を検出するので、研磨部材の削れ量を被研磨基板の研磨中又は研磨面のドレッシング中にリアルタイムで検知することができる。また、研磨部材削れ量測定用のターゲットは研磨面に非接触で該研磨部材の削れ量に応じて位置が変位する部分に設けるので、従来のように研磨面に接触しながら削れ量を測定するものとは異なり、削れ量測定毎に汚染が拡散するという問題はない。
【００４７】
請求項２に記載の発明によれば、研磨部材削れ量検知手段はターゲットに非接触でその変位量を測定する機能を具備するので、ターゲットを基板保持機構又はドレッサー機構の回転部に設けても、固定側から容易に変位量を測定できる。
【００４８】
請求項３に記載の発明によれば、研磨部材削れ量検知手段が基板保持機構又はドレッサー機構の研磨面押圧力が所定値以下の時に測定したターゲットの変位量から研磨部材削れ量を測定するので、研磨部材が弾性変形する材料からなる場合でも、弾性変形が少ない状態で研磨部材の削れ量を検知できる。
【００４９】
請求項４に記載の発明によれば、研磨部材削れ量検知手段が測定した基板保持機構又はドレッサー機構に設けたターゲットの変位量から研磨面のドレッシング時期を判定するドレッシング時期判定機能を具備するので、適正な時期に研磨面のドレッシングが実行でき、常に効率のよい研磨を実施できると共に、研磨部材の消耗を少なくできる。
【００５０】
また、請求項５に記載の発明によれば、研磨部材削れ量検知手段が測定した基板保持機構又はドレッサー機構に設けたターゲットの変位量から研磨部材の交換時期を判定する研磨部材交換時期判定機能を具備するので、適正な時期に研磨部材の交換ができ、まだ使用できる研磨部材を交換したり、交換時期が遅れて機器や被研磨基板を損傷するということは無くなる。
【００５１】
また、請求項６に記載の発明によれば、基板保持機構に設けられたターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から研磨部材の削れ量を検知するので、被研磨基板の研磨中に研磨部材の削れ量をリアルタイムで検知することができる。
【００５２】
また、請求項７に記載の発明によれば、検知手段で基板保持機構に設けたターゲットの変位量を測定し、該測定した変位量から基板保持機構の上下方向の変位を検知するので、被研磨基板の研磨中に研磨部材の削れ量をリアルタイムで検知することができる。
【００５３】
また、請求項８に記載の発明によれば、検知手段は基板保持機構の上下振動幅から研磨面のドレッシング時期を判定するドレッシング時期判定機能を具備するので、適正な時期に研磨面のドレッシングが実行でき、常に効率のよい研磨が実施できると共に、研磨部材の削り過ぎによる研磨部材の消耗を少なくできる。
【００５４】
また、請求項９に記載の発明によれば、基板保持機構に設けられたターゲットの上下方向の測定変位量から研磨面のドレッシング時期を判定するので、適正な時期に研磨面のドレッシングが実行でき、常に効率のよい研磨が実施できると共に、研磨部材の削り過ぎによる研磨部材の消耗を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る研磨装置のトップリングとターンテーブルの概略構成を示す図である。
【図２】
変位計測ヘッドの出力を処理する装置のシステム構成を示す図である。
【図３】
被研磨基板の研磨時の被研磨基板押圧力と時間の関係の一例を示す図である。
【図４】
本発明に係る研磨装置のドレッサーとターンテーブルの概略構成を示す図である。
【図５】
本発明に係る研磨装置における研磨パッド交換から次の研磨パッド交換までの処理フロー例を示す図である。
【図６】
研磨時間とトップリングの上下方向の振動変化の関係を示す図である。
【図７】
変位計測ヘッドの出力からドレッシング時期、研磨パッド交換時期を判定するシステムの構成例を示す図である。
【図８】
研磨時間とトップリングの上下方向の振動変化の関係を示す図である。
【図９】
本発明に係る研磨装置における研磨パッドの研磨面のドレッシング時期判定及び自動ドレッシング処理フロー例を示す図である。
【符号の説明】
１          ターンテーブル
２          研磨パッド
３          ターンテーブル回転軸
４          トップリング
５          被研磨基板
６          トップリング回転軸
７          ターゲット
８          変位計測ヘッド
９          変位計
１０        Ａ／Ｄ変換器
１１        コンピュータ
１２        ドレッサー
１３        ドレッサー回転軸
１４        トップリングヘッド
１５        シリンダ
１６        ブラケット
１７        固定体
１８        ドレッサーヘッド
１９        シリンダ
２１        Ａ／Ｄ変換器
２２        別置きパソコン又は装置制御部