修整的监视方法以及研磨装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种修整的监视方法以及研磨装置，其能够将修整器对研磨垫的作功数值化并在研磨垫的修整中监视研磨垫的修整。所述方法是，一边使支承研磨垫(22)的研磨台(12)旋转，并使修整器(50)沿研磨垫(22)的半径方向摆动，一边将修整器(50)按压于旋转的研磨垫(22)而修整研磨垫(22)，在研磨垫(22)的修整中，计算出表示作用在修整器(50)与研磨垫(22)之间的摩擦力与按压力之比的作功系数(Z)，并基于作功系数(Z)来监视研磨垫(22)的修整。
【专利说明】修整的监视方法以及研磨装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及对研磨晶片等基板的研磨垫的修整处理进行监视的方法以及研磨装置。
【背景技术】
[0002]以CMP(化学机械抛光；Chemical Mechanical Polishing)装置为代表的研磨装置一边向贴附在研磨台上的研磨垫上供给研磨液，一边使研磨垫与基板的表面相对移动，由此研磨基板的表面。为了维持研磨垫的研磨性能，需要通过修整器对研磨垫的研磨面定期地进行修整(也称为调整)。
[0003]修整器具有在整面上固定有金刚石颗粒的修整面。修整器具有能够拆装的研磨盘(dress disk)，该研磨盘的下表面成为修整面。修整器一边以其轴向为中心旋转，一边按压研磨垫的研磨面，并在该状态下在研磨面上移动。旋转的修整器微微地削取研磨垫的研磨面，由此使研磨垫的研磨面再生。
[0004]由修整器以单位时间削取的研磨垫的量(厚度)被称为磨削速率(cut rate)。希望该磨削速率在研磨垫的整个研磨面上是均匀的。为了得到理想的研磨面，就需要进行研磨垫修整的方法调整。在该方法调整中，对修整器的转速以及移动速度、修整器相对于研磨面的载荷(以下，称为修整载荷)等进行调整。
[0005]为了评价由修整器修整的研磨垫的表面状态，需要将研磨垫从研磨台上剥下来测定其厚度。而且，若不对基板进行实际地研磨，就无法知晓研磨垫的表面状态。由此，在研磨垫修整的方法调整中消耗了大量的研磨垫和时间。
[0006]也提出了几个通过测定磨削速率和修整载荷等来评价修整处理的方法，但是，这些方法是从修整的结果以及修整载荷来推定实际的修整处理，无法监视修整处理自身。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的目的在于提供一种能够将修整器对研磨垫的作功数值化并在研磨垫的修整中监视研磨垫修整(研磨垫调整)的方法以及研磨装置。
[0008]为了实现上述的目的，本发明的一个方式提供了一种研磨垫的修整的监视方法，其特征在于，使支承研磨垫的研磨台旋转，一边使修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动，一边将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫而修整所述研磨垫，在所述研磨垫的修整中，计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力和所述按压力之比，基于所述作功系数来监视所述研磨垫的修整。
[0009]本发明的优选实施方式的特征在于，所述作功系数由使所述研磨垫旋转的研磨台电机的转矩、所述修整器相对于所述研磨垫的按压力、和从所述研磨台的旋转中心到所述修整器的距离来计算。
[0010]本发明的优选实施方式的特征在于，在将所述作功系数设为Z，将修整中的所述研磨台电机的转矩设为Tt，将所述修整器与所述研磨垫接触之前的所述研磨台电机的初始转矩设为Tto，将所述按压力设为DF，将所述修整器与所述研磨垫的旋转中心之间的距离设为St时,所述作功系数由Z = (Tt-Tto)/(DF*St)来表示。
[0011]本发明的优选实施方式的特征在于，通过比较所述作功系数与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。
[0012]本发明的优选实施方式的特征在于，将所述作功系数超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。
[0013]本发明的优选实施方式的特征在于，通过比较单位时间的所述作功系数的变化量与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。
[0014]本发明的优选实施方式的特征在于，将所述作功系数的变化量超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。
[0015]本发明的优选实施方式的特征在于，基于所述作功系数来确定所述修整器的剩余寿命。
[0016]本发明的另一方式提供一种研磨装置，其特征在于，具有:支承研磨垫的研磨台；使所述研磨台旋转的研磨台电机；修整研磨垫的修整器；使所述修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动的旋转电机；将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫上的按压机构；和监视所述研磨垫的修整的研磨垫监视装置，所述研磨垫监视装置在所述研磨垫的修整中计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力与所述按压力之t匕，基于所述作功系数来监视所述研磨垫的修整。
[0017]本发明的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置根据所述研磨台电机的转矩、所述修整器相对于所述研磨垫的按压力、和从所述研磨台的旋转中心到所述修整器的距离而计算出所述作功系数。
[0018]本发明的优选实施方式的特征在于，在将所述作功系数设为Z，将修整中的所述研磨台电机的转矩设为Tt，将所述修整器与所述研磨垫接触之前的所述研磨台电机的初始转矩设为Tto，将所述按压力设为DF，将所述修整器与所述研磨垫的旋转中心之间的距离设为St时,所述作功系数由Z = (Tt-Tto)/(DF*St)来表示。
[0019]本发明的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置通过比较所述作功系数与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。
[0020]本发明的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置将所述作功系数超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。
[0021]本发明的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置通过比较单位时间的所述作功系数的变化量与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。
[0022]本发明的优选实施方式的特征在于，所述研磨垫监视装置将所述作功系数的变化量超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。
[0023]本发明的优选实施方式的特征在于，基于所述作功系数来确定所述修整器的剩余寿命。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，使修整器对研磨垫的作功在修整中数值化为作功系数。由此，能够从作功系数来监视并评价研磨垫的修整处理。【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是表示对晶片等的基板进行研磨的研磨装置的示意图。
[0027]图2是示意性表示研磨垫和修整器的俯视图。
[0028]图3是用于说明作用于正在修整研磨垫时的修整器上的力的表示修整器的示意图。
[0029]图4是表示在研磨垫以速度V移动时从修整器作用于研磨垫上的朝下的力的分布的示意图。
[0030]图5是用于说明当假设分布在修整面上的不均匀的力集中于研磨垫上的一点时，作用在修整器上的力的力矩的图。
[0031]图6是表示从研磨垫的修整中取得的各种数据的图。
[0032]图7是示意性表示研磨垫与修整器的俯视图。
[0033]图8是表示作功系数分布的图。
[0034]图9是表示在X-Y旋转坐标系上所定义的多个区域的图。
【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
[0036]图1是表示对晶片等的基板进行研磨的研磨装置的示意图。如图1所示，研磨装置具有支承研磨垫22的研磨台12、向研磨垫22上供给研磨液的研磨液供给喷嘴5、用于研磨晶片W的研磨单元1、和修整(调整)在晶片W的研磨中所使用的研磨垫22的修整单元
2。研磨单元I以及修整单元2设置在基台3上。
[0037]研磨单元I具有与顶圈轴18的下端连结的顶圈(top ring) 20。顶圈20以通过真空吸附将晶片W保持在其下表面的方式构成。顶圈轴18通过未图示的电机的驱动而旋转，通过该顶圈轴18的旋转,顶圈20以及晶片W旋转。顶圈轴18通过未图示的上下移动机构(例如，由伺服电机以及丝杠等构成)而相对于研磨垫22上下移动。
[0038]研磨垫12与配置在其下方的研磨台电机13连结。研磨垫12通过研磨台电机13而绕其轴心旋转。在研磨台12的上表面上贴附有研磨垫22，研磨垫22的上表面构成研磨晶片W的研磨面22a。
[0039]研磨装置还具有向研磨台电机13供给电流的电机驱动器15、测定向研磨台电机13所供给的电流的电机电流测定器14、和监视修整器50所进行的研磨垫22的修整的研磨垫监视装置60。电机电流测定器14与研磨垫监视装置60连接，电流的测定值发送至研磨垫监视装置60。
[0040]研磨台电机13被控制成使研磨台12以预先设定的恒定速度旋转。因此，当作用在修整器50与研磨垫22之间的摩擦力发生变化时，在研磨台电机13中流动的电流、即转矩电流也会变化。更具体地，若摩擦力变大，则为了向研磨台12付与更大的转矩，而使转矩电流增大，若摩擦力变小，则为了减少向研磨台12付与的转矩而使转矩电流降低。由此，能够从向研磨台电机13供给的电流值，来推定在修整器50与研磨垫22之间产生的摩擦力。
[0041]晶片W的研磨如下所述地进行。使顶圈20以及研磨台12分别旋转，并向研磨垫22上供给研磨液。在该状态下，使保持有晶片W的顶圈20下降，将晶片W按压于研磨垫22的研磨面22a。晶片W和研磨垫22在研磨液的存在下相互滑动，由此，晶片W的表面被研磨而被平坦化。
[0042]修整单元2具有与研磨垫22的研磨面22a接触的修整器50、与修整器50连结的修整器轴51、设在修整器轴51的上端的气缸53、和将修整器轴51旋转自如地支承的修整器臂55。修整器50的下部由研磨盘50a构成，在该研磨盘50a的下表面固定有金刚石颗粒。
[0043]修整器轴51以及修整器50能够相对于修整器臂55而上下移动。气缸53是向修整器50付与朝向研磨垫22的修整载荷的按压机构。修整载荷能够通过向气缸53供给的气体的压力来调整。向气缸53供给的气体的压力由压力传感器16测定。在修整器轴51上组装有测定修整载荷的称重传感器(载荷测定器)17。修整载荷既能够由称重传感器17来测定，也能够根据由压力传感器16测定的气压和气缸53的受压面积通过计算而求出修整载荷。
[0044]修整器臂55由旋转电机56驱动，以支承轴58为中心旋转地构成。修整器轴51通过设置在修整器臂55内的未图示的电机而旋转，通过该修整器轴51的旋转，修整器50绕其轴心旋转。气缸53经由修整器轴51，将修整器50以规定的载荷按压于研磨垫22的研磨面 22a。
[0045]研磨垫22的研磨面22a的修整如下所述地进行。通过研磨台电机13使研磨台12以及研磨垫22旋转，并从未图示的修整液供给喷嘴向研磨垫22的研磨面22a供给修整液(例如，纯水)。而且，使修整器50绕其轴心旋转。修整器50被气缸53按压于研磨面22a上，使研磨盘50a的下表面与研磨面22a滑动接触。在该状态下，使修整器臂55旋转，使研磨垫22上的修整器50在研磨垫22的大致半径方向上摆动。研磨垫22由旋转的修整器55削取，由此，进行研磨面22a的修整。
[0046]研磨装置具有测定研磨台12以及研磨垫22的旋转角度的研磨台旋转编码器31、和测定修整器50 (修整器臂55)的旋转角度的修整器旋转编码器32。这些研磨台旋转编码器31以及修整器旋转编码器32是测定角度的绝对值的绝对式编码器。
[0047]图2是示意表示研磨垫22和修整器50的俯视图。研磨台12以及该研磨台12上的研磨垫22以原点O为中心旋转。修整器臂55以规定的点C为中心仅旋转规定的角度(也就是说，回转)，修整器50在研磨垫22的半径方向上摆动。该点C的位置相当于图1所示的支承轴58的中心位置。修整器臂55的以点C为中心的旋转角度Θ由修整器旋转编码器32计测。
[0048]修整器50与旋转中心点C之间的距离L是由研磨装置的设计所定的已知值。修整器50的中心的位置能够由点C的位置、距离L、和角度Θ来确定。研磨台旋转编码器31以及修整器旋转编码器32连接于研磨垫监视装置60，研磨台12的旋转角度α的测定值以及修整器50 (修整器臂55)的旋转角度Θ的测定值能够被发送至研磨垫监视装置60。在研磨垫监视装置60中预先存储有上述修整器50与点C之间的距离L、以及支承轴58相对于研磨台12的相对位置。附图标记St是修整器50离研磨台12的中心的距离，随着修整器50的摆动而变化。
[0049]图3是用于说明作用于正在修整研磨垫22时的修整器50上的力的表示修整器50的示意图。如图3所示，修整器50通过自由轴承52而倾动自如地与修整器轴51连结。作为该自由轴承52，能够使用球面轴承、板簧等。在研磨垫22的修整中，修整器轴51向修整器50施加朝下的力DF。旋转的研磨台12上的研磨垫22的表面相对于修整器50以速度V移动。通过该研磨垫22的移动而在修整器50上作用有水平方向的力Fx。该力Fx相当于在修整器50磨削研磨垫22的表面时在修整器50的下表面(以下，称为修整面)与研磨垫22的表面22a之间产生的摩擦力。
[0050]图4是表示在研磨垫22以速度V移动时，从修整器50作用在研磨垫22上的朝下的力的分布的示意图。由于研磨垫22相对于修整器50以速度V相对地移动，所以朝下的力DF相对于研磨垫22的表面不均匀地作用。作为该结果，在修整器50上围绕着自由轴承52作用有使修整器50沿逆时针方向旋转的反作用力。若假设分布在修整面上的不均匀的力如图5所示地集中在研磨垫22上的一点，则围绕自由轴承52的逆时针方向的力的力矩M+由下式表示。
[0051]M+= Q*R*DF (I)
[0052]在此，R为修整面的半径，Q为变换系数，用于使用半径R来表示在假设分布在修整面上的不均匀的力集中在研磨垫22上的一点时的力的作用点与修整面的中心之间的距离。变换系数Q是比I小的数值。
[0053]围绕自由轴承52的顺时针方向的力的力矩Μ—由下式表示。
[0054]M- = Fx*h (2)
[0055]在此，h是修整器50的修整面与自由轴承52之间的距离。
[0056]水平方向的力Fx相当于修整器50与研磨垫22之间的摩擦力。因此，在水平方向的力Fx与朝下的力DF之间基本上具有相关关系。水平方向的力Fx与朝下的力DF之间使用系数Z由下式表示。
[0057]Fx = Z*DF (3)
[0058]以下，在本说明书中，将系数Z称为作功系数。
[0059]围绕自由轴承52的力的力矩M由下式表示。
[0060]M = M+HVT
[0061]= Q*R*DF_h*Z*DF
[0062]= (Q*R-h*Z)*DF (4)
[0063]当顺时针方向的力的力矩M_比逆时针方向的力的力矩M+大时，修整器50会与研磨面22钩挂(钩绊)，修整器50的姿势变得不稳定。因此，修整器50绕自由轴承52的倾斜运动的稳定条件为，上述数式(4)的括号内的值为正值。具体地，稳定条件如下所示。
[0064]Q*R-h*Z > O (5)
[0065]Q是预先确定的变换系数。R以及h是由修整器50的尺寸唯一确定的固定值。因此，通过在研磨中取得作功系数Z，而能够监视修整处理的稳定性。
[0066]接下来，说明取得作功系数Z的方法。水平方向的力Fx能够由使研磨台12旋转的研磨台电机13的转矩、和修整器50离研磨台12的中心的距离St (参照图2)，如下所示地算出。
[0067]Fx= (Tt-Tt0) /St (6)
[0068]在此，Tt是修整中的研磨台电机13的转矩，Tt0是在使修整器50与研磨垫22接触之前的研磨台电机13的初始转矩。
[0069]研磨台电机13的转矩与向研磨台电机13供给的电流呈比例。因此，转矩Tt、TtQ能够通过将电流与转矩常数〔Nm/A〕相乘而求出。转矩常数是研磨台电机13所固有的常数，能够由该研磨台电机13的规格数据而取得。从电机驱动器15向研磨台电机13供给的电流能够由电机电流测定器14来计测。
[0070]修整中的修整器50在研磨台12的半径方向上摆动。因此，修整器50与研磨台12的中心之间的距离St，与修整时间一同周期性地变动。距离St能够由修整器50的旋转中心点C与研磨台12的中心O之间的相对位置、修整器50与点C之间的距离L、修整器臂55的旋转角度Θ等计算。
[0071]作功系数Z能够由上述算式(3)以及算式(6)如下所示算出。
[0072]Z = Fx/DF
[0073]= (Tt-Tt0) / (DF*St) (7)
[0074]从上述算式(7)可知，作功系数Z是力Fx与力DF的比，该力Fx是从修整器50作用到研磨垫22上且与研磨垫22的表面22a平行的力，该力DF是从修整器50作用到研磨垫22上且相对于研磨垫22的表面22a垂直作用的力。
[0075]研磨垫监视装置60使用上述算式(7)，由修整中的研磨台电机13的转矩Tt、研磨台电机13的初期转矩Tt。、作用在修整器50上的朝下的力DF、和修整器50与研磨台12的中心之间的距离St而算出作功系数Z。朝下的力DF能够通过组装在修整器轴51上的称重传感器17来测定。也可以取而代之，而通过向气缸53内的气体的压力值乘以气缸53的活塞的受压面积而算出朝下的力DF。
[0076]若假设修整面的半径R为k*h (k例如为2?10)，假设变换系数Q为0.5，则由算式(5)可知，在作功系数比0.5大时修整器50变得不稳定。研磨垫监视装置60计算研磨垫22的修整中的作功系数Z，并基于该作功系数Z来监视修整是否在正常进行。
[0077]图6是表示从研磨垫22的修整中取得的各种数据的图。图6的左侧的纵轴表示修整器50距研磨台12的中心的距离St〔mm〕、朝下的力DF〔N〕、水平方向的力Fx〔N〕、转矩差值Tt-Ttci〔Nm〕，右侧的纵轴表示作功系数Z，纵轴表示修整时间。修整器50的在研磨台12的半径方向上的摆动通过修整器50距研磨台12的中心的距离St而最恰当地表示。由图6可知，作功系数Z与该修整器50的摆动同步地变化。更具体地，随着修整器50从研磨垫22 (研磨台12)的边缘部向中心部移动，作功系数Z以及水平方向的力Fx变大，当修整器50位于研磨垫22的中心部时，作功系数Z以及水平方向的力Fx变得最大。这是由于，从研磨垫22的边缘部向着中心部移动的修整器50的矢量带有与研磨台12的旋转方向相反的方向的成分。如图6所示，作功系数Z是能够在修整中变化的变数。
[0078]如图6所示，水平方向的力Fx在修整总时间内的平均值大概与朝下的力DF相同。在修整器50在研磨垫22上滑动的情况下，即，在修整器50没有磨削研磨垫22的情况下，作功系数Z为O。在图6所示的例中，作功系数Z大概表示I，其最大值为在研磨台12的中心处的1.7。该情况表示修整器50没有在研磨垫22上滑动，即表示正对研磨垫22进行磨削的情况。作功系数Z较大的修整处理是，修整器50大幅磨削研磨垫22的处理，在该情况下，预想到修整器50的剩余寿命会变短。
[0079]研磨垫监视装置60在作功系数Z不处于预先规定的范围内的情况下，能够判断为修整没有正确地进行。优选为，研磨垫监视装置60可以在一次或者多次的修整处理中的作功系数Z的平均值不处于预先规定的范围内的情况下，判断为修整没有正确地进行。[0080]水平方向的力Fx与修整器50在研磨垫22的圆周方向上的移动距离S之积表示修整器50的作功量W (J)0移动距离S能够由修整器50距研磨台12 (研磨垫22)的中心的距离、和研磨台12的转速算出。
[0081]ff = Fx*S (J) (8)
[0082]而且，水平方向的力Fx与修整器50在研磨垫22的圆周方向上的单位时间的移动距离dS/dt之积，表示修整器50的功率P〔 J/s〕。
[0083]P = Fx* (dS/dt)〔J/s〕 (9)
[0084]修整器50的作功量W (J)以及功率P (J/s)均为适合预测作为消耗品的修整器50的剩余寿命的指标。
[0085]接着，说明预测作为消耗品的修整器50的剩余寿命的方法。若将修整器50的容许总作功量设为WO〔J〕，修整器50的作功量的累积值设为Wl〔J〕，单位时间的作功量(即功率)设为P〔 J/s〕，则修整器50的剩余寿命Tend能够由下式求出。
[0086]Tend〔S〕= (W0-ffl)/P (10)
[0087]功率P是单位时间的最新的作功量。该功率P也可以是，在某时间范围内的移动平均值。
[0088]如由算式(3)可知，在作功系数Z为O时，不管朝下的力DF是否作用在研磨垫22上，水平方向的力Fx为O。这意味着修整器50没有磨削研磨垫22。当修整器50的磨粒通过长时间的使用而发生磨耗时，修整器50丧失磨削研磨垫22的能力。由此，能够由作功系数Z来确定修整器50的更换时期。
[0089]接下来，说明使用作功系数Z来预测修整器50的剩余寿命的方法。若将初始作功系数设为Z0，将使用界限作功系数设为Zend，将单位时间的作功系数的变化量设为dZ/dt，则修整器50的剩余寿命Tend能够由下式求出。
[0090]Tend〔S〕= (ZO-Zend)/(dZ/dt) (11)
[0091]在该情况下，作功系数Z也可以为在某时间范围内的移动平均值，单位时间的作功系数的变化量dZ/dt也可以由作功系数Z的移动平均值算出。
[0092]作功系数Z以及单位时间的作功系数的变化量dZ/dt能够用于修整异常的检测。例如，研磨垫监视装置60可以在作功系数Z以及/或者变化量dZ/dt达到规定的阈值时，判断为发生了修整处理的异常。另外，研磨垫监视装置60也可以在作功系数Z或者其在修整处理中的平均值达到使用界限作功系数Zend时，判断为达到了修整器50的更换时期，或者判断为修整器50发生故障。而且，研磨垫监视装置60也可以为，在所算出的修整器50的剩余寿命达到规定的阈值时，发出促使更换修整器50的信号。
[0093]这样，研磨垫监视装置60能够基于在修整中取得的作功系数Z，来监视修整处理，而且能够监视修整器50的剩余寿命。而且，基于使用作功系数Z而做出的修整处理的评价，能够制作最合适的修整方法。
[0094]研磨垫监视装置60在全部修整时间范围算出作功系数Z，并确定与修整中的各时间点对应的作功系数Z。作功系数Z被确定时的、修整器50在研磨垫22上的位置能够由研磨装置的尺寸以及修整器50的动作参数来限定。因此，能够根据所确定的作功系数Z和所限定的修整器50在研磨垫22上的位置来制作研磨垫22上的作功系数Z的分布图。
[0095]研磨垫监视装置60如下所述地制作研磨垫22上的作功系数Z的分布图。图7是示意性表示研磨垫22与修整器50的俯视图。在图7中，x-y坐标系是在基台3 (参照图1)上定义的固定坐标系，X-Y坐标系是在研磨垫22的研磨面22a上定义的旋转坐标系。如图7所示,研磨台12以及研磨台12上的研磨垫22以x-y固定坐标系的原点O为中心旋转。另一方面，修整器50以x-y固定坐标系上的规定的点C为中心仅旋转规定的角度。
[0096]由于研磨台12与支承轴58的相对位置是固定的，所以必然能够确定x-y固定坐标系上点C的坐标。以点C为中心的修整器50的旋转角度是修整器臂55的旋转角度Θ，该旋转角度Θ由修整器旋转编码器32计测。研磨垫22 (研磨台12)的旋转角度α是x_y固定坐标系的坐标轴与X-Y旋转坐标系的坐标轴所呈的角度，该旋转角度α由研磨台旋转编码器31计测。
[0097]x-y固定坐标系上修整器50的中心的坐标能够由点C的坐标、距离L和角度Θ来确定。而且，X-Y旋转坐标系上修整器50的中心的坐标能够由X-y固定坐标系上修整器50的中心的坐标和研磨垫22的旋转角度α来确定。从固定坐标系上的坐标向旋转坐标系上的坐标的变换能够使用公知的三角函数和四则运算来进行。
[0098]研磨垫监视装置60由旋转角度α以及旋转角度Θ，如上所述地算出Χ_Υ旋转坐标系上修整器50的中心的坐标。X-Y旋转坐标系是在研磨面22a上定义的二维平面。SP，X-Y旋转坐标系上修整器50的坐标表不修整器50相对于研磨面22a的相对位置。这样，修整器50的位置作为在研磨面22a上定义的二维平面上的位置而表示。
[0099]研磨垫监视装置60在每次通过计算来取得作功系数Z时，限定取得该作功系数Z的X-Y旋转坐标系上的坐标。该坐标表示修整器50的与所取得的作功系数Z所对应的位置。而且，研磨垫监视装置60与对应作功系数Z的X-Y旋转坐标系上的坐标建立有关联。各作功系数以及所关联的坐标存储在研磨垫监视装置60中。
[0100]若修整器50的边缘部与研磨垫22的研磨面22a钩挂，则研磨垫22会被修整器50局部地磨削，会丧失研磨面22a的平坦度。由算式(5)可知，若作功系数Z变大，则修整器50会变得容易与研磨垫22钩挂。因此，研磨垫监视装置60基于算出的作功系数Z来监视研磨面22a是否平坦，即研磨垫22的修整是否在正确地进行。也就是说，研磨垫监视装置60将超过规定阈值的作功系数Z作为异常点，在定义于研磨垫22上的X-Y旋转坐标系上制图(显示)，生成如图8所示的作功系数分布。
[0101]研磨垫监视装置60还具有计算在二维平面上所显示的异常点的密度的功能。研磨垫监视装置60在二维平面内的多个区域内计算异常点密度，并确定在各区域中异常点密度是否超过规定值。该区域是在研磨面22a上的X-Y旋转坐标系上预先定义的格子状的区域。
[0102]图9是表示在X-Y旋转坐标系上所定义的多个区域的图。异常点的密度能够通过各区域90中的异常点的数量除以区域90的面积而求出。图9的附图标记90’表示异常点的密度达到规定值的区域。如图9所示，优选为，对异常点的密度达到规定值的区域付与颜色。当在至少一个区域90中异常点的密度超出规定值时，研磨垫监视装置60输出表示研磨垫22的修整没有正常进行的信号。
[0103]这样，因为能够在二维平面上显示作功系数Z的异常点，所以，能够在研磨面22a失去平坦度之前，将研磨垫22更换为新的研磨垫。因此，能够将产品生产效率的降低防患于未然。而且，能够在研磨垫22的修整中掌握研磨垫22的修整是否在正常的进行。为了能够视觉上容易确认异常点的发生，优选为，由颜色的浓淡来表示异常点的密度。也能够代替作功系数Z，而在二维平面上显示单位时间的作功系数Z的变化量dZ/dt的异常点。
[0104]至此说明了本发明的实施方式，但本发明并不限于上述的实施方式，在其技术思想的范围内，当然能够以各种不同的方式来实施。
【权利要求】
1.一种研磨垫的修整的监视方法，其特征在于， 使支承研磨垫的研磨台旋转， 一边使修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动，一边将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫而修整所述研磨垫， 在所述研磨垫的修整中，计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力和所述按压力之比， 基于所述作功系数来监视所述研磨垫的修整。
2.根据权利要求1所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于， 所述作功系数由使所述研磨垫旋转的研磨台电机的转矩、所述修整器相对于所述研磨垫的按压力、和从所述研磨台的旋转中心到所述修整器的距离来计算。
3.根据权利要求2所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于， 在将所述作功系数设为Z，将修整中的所述研磨台电机的转矩设为Tt，将所述修整器与所述研磨垫接触之前的所述研磨台电机的初始转矩设为Tto，将所述按压力设为DFdf所述修整器与所述研磨垫的旋转中心之间的距离设为St时，所述作功系数由Z = (Tt-Tto)/(DF*St) 来表示。
4.根据权利要求1所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于， 通过比较所述作功系数与规 定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。
5.根据权利要求4所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于， 将所述作功系数超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。
6.根据权利要求1所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于， 通过比较单位时间的所述作功系数的变化量与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异堂巾O
7.根据权利要求6所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于， 将所述作功系数的变化量超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。
8.根据权利要求1所述的研磨垫的修整的监视方法，其特征在于， 基于所述作功系数来确定所述修整器的剩余寿命。
9.一种研磨装置，其特征在于，具有: 支承研磨垫的研磨台； 使所述研磨台旋转的研磨台电机； 修整研磨垫的修整器； 使所述修整器沿所述研磨垫的半径方向摆动的旋转电机； 将所述修整器按压于旋转的所述研磨垫上的按压机构；和 监视所述研磨垫的修整的研磨垫监视装置， 所述研磨垫监视装置在所述研磨垫的修整中计算出作功系数，该作功系数表示作用在所述修整器与所述研磨垫之间的摩擦力与所述按压力之比， 基于所述作功系数来监视所述研磨垫的修整。
10.根据权利要求9所述的研磨装置，其特征在于， 所述研磨垫监视装置根据所述研磨台电机的转矩、所述修整器相对于所述研磨垫的按压力、和从所述研磨台的旋转中心到所述修整器的距离而计算出所述作功系数。
11.根据权利要求10所述的研磨装置，其特征在于， 在将所述作功系数设为Z，将修整中的所述研磨台电机的转矩设为Tt，将所述修整器与所述研磨垫接触之前的所述研磨台电机的初始转矩设为Tto，将所述按压力设为DFdf所述修整器与所述研磨垫的旋转中心之间的距离设为St时，所述作功系数由Z = (Tt-Tto)/(DF*St) 来表示。
12.根据权利要求9所述的研磨装置，其特征在于， 所述研磨垫监视装置通过比较所述作功系数与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常O
13.根据权利要求12所述的研磨装置，其特征在于， 所述研磨垫监视装置将所述作功系数超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。
14.根据权利要求9所述的研磨装置，其特征在于， 所述研磨垫监视装置通过比较单位时间的所述作功系数的变化量与规定阈值来检测所述研磨垫修整的异常。
15.根据权利要求14所述的研磨装置，其特征在于， 所述研磨垫监视装置将所述作功系数的变化量超出所述规定阈值时的所述修整器的位置表示于在所述研磨垫上定义的二维平面上。
16.根据权利要求9所述的研磨装置，其特征在于， 所述研磨垫监视装置基于所述作功系数来确定所述修整器的剩余寿命。
【文档编号】B24B53/017GK103659605SQ201310384344
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2012年8月28日
【发明者】筱崎弘行 申请人:株式会社荏原制作所