研磨装置及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具备研磨垫用的修整器的研磨装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]以CMP(化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing))装置为代表的研磨装置，在使研磨垫与被研磨基板表面接触状态下，通过使两者相对移动来研磨被研磨基板的表面。因研磨被研磨基板导致研磨垫逐渐磨耗，或者研磨垫表面的微细凹凸磨平，造成研磨率降低。因而，通过使许多钻石粒子电沉积于表面的修整器或者在表面植刷毛的修整器等来进行研磨垫表面的修整(Dressing)，而在研磨垫表面再度形成微细凹凸。(例如，专利文献1、2)。
[0003]修整器通过按压于研磨垫上旋转而且在研磨垫上摆动来切削研磨垫表面。为了维持对被研磨基板的研磨性能(特别是研磨的均勾性及指定的研磨轮廓)，切削研磨垫表面的力，不论研磨垫上任何位置皆应保持恒定。因而，通常系将修整器按压研磨垫的力控制为恒定。
[0004]【先前技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]专利文献I:日本特开2014-42968号公报
[0007]专利文献2:日本特开2010-76049号公报
[0008]发明所要解决的问题
[0009]但是，即使修整器按压研磨垫的力为恒定，修整器切削研磨垫的力也未必恒定。
【发明内容】
[0010]本发明鉴于上述问题而作出，本发明的课题为提供一种具备可尽量以恒定的力切削研磨垫的修整器的研磨装置及其控制方法。
[0011]用于解决问题的手段
[0012]本发明提供一种方式的研磨装置，具备:旋转台，设有研磨基板的研磨垫;旋转台旋转机构，使所述旋转台旋转;修整器，通过切削所述研磨垫来修整所述研磨垫;按压机构，将所述修整器按压于所述研磨垫;修整器旋转机构，使所述修整器旋转;摆动机构，使所述修整器在所述研磨垫上摆动;及控制器，基于所述修整器的位置及摆动方向，来控制所述按压机构、所述旋转台旋转机构或所述修整器旋转机构。
[0013]优选的是，所述控制器控制所述按压机构、所述旋转台旋转机构或所述修整器旋转机构，以使所述修整器切削所述研磨垫的力成为目标值。
[0014]所述控制器也可以考虑所述修整器按压所述研磨垫的力、与所述修整器切削所述研磨垫的力之比取决于所述修整器的摆动方向，来控制所述按压机构、所述旋转台旋转机构或所述修整器旋转机构。
[0015]所述控制器也可以控制所述按压机构以调整所述修整器按压所述研磨垫的力，或者控制所述旋转台旋转机构以调整所述旋转台的旋转速度，或者控制所述修整器旋转机构以调整所述修整器的旋转速度。
[0016]所述摆动机构也可以使所述修整器在所述研磨垫的中心与边缘之间摆动，所述控制器根据所述修整器的摆动方向是从所述研磨垫的中心朝向边缘的方向，还是从所述研磨垫的边缘朝向中心的方向，来控制所述按压机构、所述旋转台旋转机构或所述修整器旋转机构。
[0017]优选的是，所述控制器应具有表，所述表按照所述修整器的各位置及摆动方向，预先规定有用于将所述修整器切削所述研磨垫的力作为目标值的控制信号，所述控制器输出与所述修整器的位置及摆动方向对应的所述控制信号，并根据所述控制信号来控制所述按压机构、所述旋转台旋转机构或所述修整器旋转机构。
[0018]进一步优选的是，所述控制器具有判定器，所述判定器根据所述修整器切削所述研磨垫的实际力、与所述目标值之差，来判定所述表中规定的控制信号是否妥当。
[0019]所述判定器也可以具有存储器，所述存储器将所述修整器的位置及摆动方向与判定结果相关连而存储。
[0020]作为具体例，所述控制器也可以根据供给至所述旋转台旋转机构中的旋转台马达的驱动电流与所述修整器的位置来计算所述实际的切削力，或者根据所述旋转台的旋转轴的应变与所述修整器的位置来计算所述实际的切削力，或者根据作用于支撑所述修整器的旋转轴的支撑构件的力来计算所述实际的切削力，或者根据作用于支撑所述修整器的支轴的支撑构件的力来计算所述实际的切削力。
[0021]另外，本发明另外方式提供一种研磨装置的控制方法，该研磨装置具备:旋转台，设有研磨基板的研磨垫;旋转台旋转机构，使所述旋转台旋转;修整器，通过切削所述研磨垫来修整所述研磨垫;按压机构，将所述修整器按压于所述研磨垫;修整器旋转机构，使所述修整器旋转;及摆动机构，使所述修整器在所述研磨垫上摆动，该研磨装置的控制方法具备:检测步骤，检测所述修整器的位置及摆动方向；及控制步骤，根据所述修整器的位置及摆动方向控制所述按压机构、所述旋转台旋转机构或所述修整器旋转机构。
[0022](发明的效果)
[0023]因为根据修整器的摆动方向进行控制，所以可使修整器切削研磨垫的力接近恒定。
【附图说明】
[0024]图1是表示研磨装置的概略构成的示意图。
[0025]图2是示意地表示修整器51在研磨垫Ila上的摆动的俯视图。
[0026]图3是示意地表示修整时作用于研磨垫Ila及修整器51的力的图。
[0027]图4是说明在第一实施方式中修整时的控制的框图。
[0028]图5是表示控制按压力Fd(t)保持恒定，而且使修整器51移动及摆动时的修整器51的位置R(t)、按压力Fd(t)、切削力F(t)及摩擦系数z(t)的测定结果的一例图。
[0029]图6是表示控制器6具有的表61的构造一例图。
[0030]图7是表不表61生成方法的一例流程图。
[0031 ]图8是说明在第二实施方式中修整时的控制的框图。
[0032]图9是表示控制器6具有的表61a的构造一例图。
[0033]图10是示意地表示转速之比Ntt/Ndr与力F(Ntt/Ndr)的关系图。
[0034]图11是说明在第三实施方式中修整时的控制的框图。
[0035]图12是表示控制器6具有的表61b的构造一例图。
[0036]图13是说明在第四实施方式中修整时的控制的框图。
[0037]图14是表示判定器62的构成例的框图。
[0038]符号说明
[0039]I工作台单元
[0040]2研磨液供给喷嘴[0041 ] 3 研磨单元
[0042]4修整液供给喷嘴
[0043]5修整单元
[0044]6控制器
[0045]7底座
[0046]11旋转台
[0047]Ila研磨垫
[0048]12旋转台旋转机构
[0049]31顶环轴杆
[0050]32顶环[0051 ] 51 修整器
[0052]51a修整盘
[0053]52修整器轴杆
[0054]53按压机构
[0055]54修整器旋转机构
[0056]55修整器支臂
[0057]56摆动机构
[0058]61、61a、61b 表
[0059]62判定器
[0060]121旋转台马达驱动器
[0061]122旋转台马达
[0062]123电流检测器
[0063]531电-气调压阀
[0064]532汽缸
[0065]541修整器马达驱动器
[0066]542修整器马达
[0067]561支轴
[0068]562摆动马达驱动器
[0069]563摆动马达
[0070]621距离计算器[0071 ]622乘法器
[0072]623减法器
[0073]624除法器
[0074]625减法器
[0075]626比较器
[0076]627存储器
[0〇77]C另一端(即支轴561的中心)
[0078]W基板
【具体实施方式】
[0079 ]以下，参照图式具体说明本发明的实施方式。
[0080](第一实施方式)
[0081]图1是表示研磨装置的概略构成的示意图。该研磨装置对研磨半导体晶圆等的基板W进行研磨，且具备:工作台单元1、研磨液供给喷嘴2、研磨单元3、修整液供给喷嘴4、修整单元5、控制器6。工作台单元1、研磨单元3及修整单元5设置于底座7上。
[0082]工作台单元I具有:旋转台11、及使旋转台11旋转的旋转台旋转机构12。旋转台11的剖面为圆形，且其上面固定有研磨基板W的研磨垫I Ia。研磨垫I Ia的剖面与旋转台11的剖面同样为圆形。旋转台旋转机构12由旋转台马达驱动器121、旋转台马达122、电流检测器123构成。旋转台马达驱动器121将驱动电流供给至旋转台马达122。旋转台马达122连结于旋转台11，并通过驱动电流而使旋转台11旋转。电流检测器123检测驱动电流的值。由于驱动电流越大则旋转台11的扭力越大，因此可根据驱动电流的值计算旋转台11的扭力。
[0083]研磨液供给喷嘴2在研磨垫IIa上供给浆液等研磨液。
[0084]研磨单元3具有:顶环轴杆31、及连结于顶环轴杆31下端的顶环32。顶环32通过真空吸附而将基板W保持于其下面。顶环轴杆31通过马达(未图示)而进行旋转，由此，顶环32及所保持的基板W旋转。另