CN105729307A - 研磨装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明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。该研磨装置具备：设有研磨基板(W)的研磨垫(11a)的旋转台(11)；使所述旋转台(11)旋转的旋转台旋转机构(12)；通过切削所述研磨垫(11a)来修整所述研磨垫(11a)的修整器(51)；将所述修整器(51)按压于所述研磨垫(11a)的按压机构(53)；使所述修整器(51)旋转的修整器旋转机构(54)；使所述修整器(51)在所述研磨垫(11a)上摆动的摆动机构(56)；及根据所述修整器(51)的位置及摆动方向，来控制所述按压机构(53)、所述旋转台旋转机构(12)或所述修整器旋转机构(54)的控制器(6)。

Description

研磨装置及其控制方法
技术领域
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
以CMP(化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing))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)。
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(特别是研磨的均匀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。
【先前技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2014-42968号公报
专利文献2：日本特开2010-76049号公报
发明所要解决的问题
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
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。
用于解决问题的手段
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(发明的效果)
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
图1是表示研磨装置的概略构成的示意图。
图2是示意地表示修整器51在研磨垫11a上的摆动的俯视图。
图3是示意地表示修整时作用于研磨垫11a及修整器51的力的图。
图4是说明在第一实施方式中修整时的控制的框图。
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。
图6是表示控制器6具有的表61的构造一例图。
图7是表示表61生成方法的一例流程图。
图8是说明在第二实施方式中修整时的控制的框图。
图9是表示控制器6具有的表61a的构造一例图。
图10是示意地表示转速之比Ntt/Ndr与力F(Ntt/Ndr)的关系图。
图11是说明在第三实施方式中修整时的控制的框图。
图12是表示控制器6具有的表61b的构造一例图。
图13是说明在第四实施方式中修整时的控制的框图。
图14是表示判定器62的构成例的框图。
符号说明
1工作台单元
2研磨液供给喷嘴
3研磨单元
4修整液供给喷嘴
5修整单元
6控制器
7底座
11旋转台
11a研磨垫
12旋转台旋转机构
31顶环轴杆
32顶环
51修整器
51a修整盘
52修整器轴杆
53按压机构
54修整器旋转机构
55修整器支臂
56摆动机构
61、61a、61b表
62判定器
121旋转台马达驱动器
122旋转台马达
123电流检测器
531电-气调压阀
532汽缸
541修整器马达驱动器
542修整器马达
561支轴
562摆动马达驱动器
563摆动马达
621距离计算器
622乘法器
623减法器
624除法器
625减法器
626比较器
627存储器
C另一端(即支轴561的中心)
W基板
具体实施方式
以下，参照图式具体说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
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。
工作台单元1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11a。研磨垫11a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。
研磨液供给喷嘴2在研磨垫11a上供给浆液等研磨液。
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。另外，顶环轴杆31例如通过由伺服马达及滚珠丝杠等构成的上下移动机构(未图示)而相对于研磨垫11a上下移动。
如下所示地进行基板W的研磨。将研磨液从研磨液供给喷嘴2供给至研磨垫11a上，且分别使顶环32及旋转台11旋转。在该状态下，使保持基板W的顶环32下降，而将基板W按压于研磨垫11a的上表面。基板W及研磨垫11a在存在研磨液状态下彼此滑动接触，由此，基板W表面被研磨而平坦化。
修整液供给喷嘴4在研磨垫11a上供给纯水等修整液。
修整单元5具有：修整器51、修整器轴杆52、按压机构53、修整器旋转机构54、修整器支臂55、摆动机构56。
修整器51的剖面为圆形，且其下面是修整面。修整面由固定有钻石粒子等的修整盘51a构成。修整器51通过修整盘51a接触于研磨垫11a而切削其表面，来修整(调整)研磨垫11a。
修整器轴杆52在其下端连结修整器51，并在其上端连结按压机构53。
按压机构53使修整器轴杆52升降，且通过修整器轴杆52下降而将修整器51按压于研磨垫11a。作为具体的构成例，按压机构53由电-气调压阀531和汽缸532构成，该电-气调压阀531生成指定压力，汽缸532设于修整器轴杆52上部，并以生成的压力使修整器轴杆52升降。按压机构53的按压力可通过电-气调压阀531生成的压力来调整。
修整器旋转机构54由修整器马达驱动器541、及修整器马达542构成。修整器马达驱动器541将驱动电流供给至修整器马达542。修整器马达542连结于修整器轴杆52，并通过驱动电流而使修整器轴杆52旋转，由此，修整器51进行旋转。修整器51的旋转速度可通过驱动电流来调整。
修整器支臂55的一端旋转自如地支撑修整器轴杆52。另外，修整器支臂55的另一端连结于摆动机构56。
摆动机构56由支轴561、摆动马达驱动器562、摆动马达563构成。支轴561的上端连结于修整器支臂55的另一端，下端连结于摆动马达563。摆动马达驱动器562将驱动电流供给至摆动马达563。摆动马达563通过驱动电流而使支轴561旋转，由此，修整器51在研磨垫11a上在其中心与边缘之间摆动。另外，摆动机构56通过变位传感器或编码器等检测器(未图示)来检测修整器51在研磨垫11a上的位置及摆动方向。
控制器6控制研磨装置整体。控制器6也可以是计算机，也可以通过执行指定的程序来实现以下说明的控制。本实施方式的控制器6根据修整器51在研磨垫11a上的位置及摆动方向来控制按压机构53，以使修整器51切削研磨垫11a的力F成为指定的目标值Ftrg。
图2是示意地表示修整器51在研磨垫11a上的摆动的俯视图。旋转台旋转机构12使设于旋转台11上的研磨垫11a旋转。另外，摆动机构56将修整器支臂55的另一端(即支轴561的中心)C作为中心，使修整器51在研磨垫11a的中心O与边缘之间摆动。修整器支臂55比研磨垫11a的直径足够长时，修整器51可视为在研磨垫11a的半径方向摆动的部件。
修整器51的摆动方向i以从研磨垫11a的中心O朝向边缘的方向(本实施方式为i＝0)，或从边缘朝向中心O的方向(i＝1)的2个值来表示。修整器51的位置j对应于从研磨垫11a的中心O的距离，本实施方式是以50～350之间的值来表示的。j＝50表示修整器51位于研磨垫11a的中心，j＝350表示修整器51位于研磨垫11a的边缘。
回到图1，如下所示地进行研磨垫11a的修整。将修正液从修整液供给喷嘴4供给至研磨垫11a上，并通过旋转台旋转机构12使旋转台11旋转，通过修整器旋转机构54使修整器51旋转，且通过摆动机构56使修整器51摆动。在该状态下，按压机构53将修整器51按压于研磨垫11a表面，使修整盘51a在研磨垫11a表面滑动。通过旋转的修整器51来削除研磨垫11a表面，由此进行研磨垫11a表面的修整。
图3是示意地表示修整时作用于研磨垫11a及修整器51的力的图。如图示，修整器51经由活动轴承连结于修整器轴杆52。研磨垫11a修整中，修整器轴杆52对修整器51施加向下的力，由此，修整器51以按压力Fd按压研磨垫11a。
另外，旋转的研磨垫11a的表面对修整器51以相对速度V移动。由此，在修整器51上作用水平方向的力Fx。此处，水平方向的力Fx在修整器51削除研磨垫11a表面时，相当于在修整器51下面(修整面)与研磨垫11a之间产生的摩擦力。理论上，作用于研磨垫11a的水平方向的力Fx与修整器51的按压力Fd成正比。
图4是说明在第一实施方式中修整时的控制的框图。如上述，修整单元5中的修整器51通过摆动机构56而在研磨垫11a上摆动，并通过修整器旋转机构54旋转，通过按压机构53按压于研磨垫11a表面。此处，即使修整器51以按压研磨垫11a的力(以下简称按压力)Fd为恒定的方式控制，修整器51切削研磨垫11a的力(以下简称切削力)F未必恒定。以下，对此作说明。
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，横轴表示时刻t。
修整器51的位置R(t)(与上述的位置j同义)根据摆动机构56取得。左侧的纵轴表示修整器51的位置R(t)。在修整器51的位置R(t)的坡度为正的时间区域，修整器51在从研磨垫11a中心朝向边缘的方向上移动。另外，在修整器51的位置R(t)的坡度为负的时间区域，修整器51在从研磨垫11a边缘朝向中心的方向上移动。
按压力Fd(t)由根据电-气调压阀531供给至汽缸532的压力与汽缸532的面积的乘积(或者根据设于修整器51与汽缸532间的轴上的负载传感器(未图示))取得。
由于切削力F(t)与作用于研磨垫11a的水平方向的力Fx大致相等，因此，通过由修整时旋转台11的扭力(旋转台11的扭力Ttt与修整器51不接触到研磨垫11a时的正常扭力T0之差)除以修整器51距研磨垫11a中心的距离s(t)而取得。此处，扭力T藉由电流检测器123检测的驱动电流I与旋转台马达122的固有扭力常数Km[Nm/A]相乘而取得。另外，距离s(t)是根据修整器51的位置R(t)唯一地决定的。
由于作用于研磨垫11a的水平方向的力(即切削力F(t))相当于修整器51与研磨垫11a之间的摩擦力，因此，以下述公式(1)定义摩擦系数z(t)。
z(t)＝F(t)/Fd(t)···(1)
从图5可知，虽然按压力Fd(t)大致恒定，但切削力F(t)不恒定。更具体而言，切削力F(t)除了因修整器51的位置R(t)之外，还会因摆动方向而变动。例如，在位置R(t)＝200的时刻t1、t2，摆动方向为从中心朝向边缘的方向时的切削力F(t1)，比摆动方向为从边缘朝向中心的方向时的切削力F(t2)小。
如此，切削力F(t)因修整器51的摆动方向而不同的理由可认为是，因为切削力F(t)由修整器51与研磨垫11a之间的摩擦力来决定，而该摩擦力又取决于两者的相对速度。例如，两者在相同方向上移动(旋转)时，因为相对速度小所以摩擦力变小，且切削力F(t)变小。另外，两者在相反方向上移动(旋转)时，因为相对速度大所以摩擦力变大，切削力F(t)变大。上述的例中，因为两者在时刻t1的相对速度比在时刻t2的相对速度小，所以形成F(t1)＜F(t2)。
因为相对速度因旋转台11的旋转、修整器51的旋转及修整器51的摆动而时时刻刻变化，所以摩擦系数z(t)也发生变动，因而切削力F(t)也不恒定。
因此，本实施方式并非将按压力Fd(t)保持恒定，而是考虑到摩擦系数z(t)根据摆动方向而变动的情况，来实时调整按压力Fd(t)。
即，如图4所示，控制器6根据摆动机构56的变位传感器或编码器等检测器(未图示)取得修整器51的摆动方向i及位置j。并且，控制器6输出控制信号Pset(i,j)以使切削力F成为预先规定的目标值Ftrg。此时，控制器6可使用按照修整器51的各摆动方向i及位置j预先规定了用于将切削力F作为目标值Ftrg的控制信号Pset(i,j)的值的表61。
控制信号Pset(i，j)表示应供给至按压机构53的汽缸532的压力。并且，电-气调压阀531将与控制信号Pset(i,j)对应的压力供给至汽缸532。汽缸532根据该压力经由修整器轴杆52使修整器51上下移动。由此，修整器51可以以上述目标值Ftrg切削研磨垫11a的表面。
图6是表示控制器6所具有的表61的构造一例图。如图所示，按照修整器51的各摆动方向i及位置j而预先规定有用于将切削力作为目标值Ftrg的控制信号Pset(i,j)的值。该表61可经由实验决定，例如可如下所示地生成。
图7是表示表61生成方法的一例流程图。首先，控制按压力Fd保持恒定，而且使修整器51移动及摆动，测定图5所示的修整器51的位置R(t)、按压力Fd(t)及切削力F(t)。基于测定结果，根据按压力Fd(t)及切削力F(t)获得作为修整器51的摆动方向i及位置j函数的按压力Fd(i,j)及切削力F(i,j)(步骤S1)。
并且，利用下述公式(1')计算修整器51的各摆动方向i及位置j的摩擦系数z(i,j)(步骤S2)。
z(i,j)＝F(i,j)/Fd(i,j)···(1')
接着，根据下述公式(2)，按照修整器51的各摆动方向i及位置j来计算用于将切削力作为目标值Ftrg的按压力Fd'(i,j)(步骤S3)。
Fd'(i,j)＝Ftrg/z(i,j)···(2)
进一步，考虑汽缸532或修整器轴杆52的特定而计算为了获得所希望的按压力Fd'(i,j)，电-气调压阀531应供给至汽缸532的压力(即控制信号Pset(i,j))(步骤S4)。从按压力Fd'(i,j)向压力Pset(i,j)的转换可使用公知的方法进行。
如以上那样，可生成图6所示的表61。另外，控制器6按照修整器51的摆动方向i及位置j来输出按压力Fd'(i,j)作为控制信号，设于控制器6中或与控制器6分体设置的运算器(未图示)也可以根据按压力Fd'(i,j)计算压力Pset(i,j)。该运算器于不输入来自控制器6的控制信号Fd'(i,j)情况下，也可以根据预先规定的初始按压力计算压力。
另外，表61中的修整器51的位置j刻度宽优选为小于修整器51的直径D，更优选为D/3～D程度。例如，修整器51的直径D为研磨垫11a的直径的1/10时，可将研磨垫11a的中心与边缘之间划分成10～30等分。这是因为，由于电-气调压阀531或汽缸532没那么迅速地反应，因此即使刻度宽相当窄仍无法生成稳定的按压力Fd。
如此，第一实施方式中，根据修整器51的摆动方向i及位置j控制按压机构53，并调整按压力Fd。因而可均匀地修整研磨垫11a。
(第二实施方式)
接下来说明的第二实施方式调整旋转台11的旋转速度。以下，主要说明与第一实施方式的不同点。
图8是说明在第二实施方式中修整时的控制的框图。本实施方式中，控制器6也可以不控制按压机构53，取而代之地控制旋转台旋转机构12。即，控制器6仍然考虑摩擦系数z的变动，根据修整器51的摆动方向i及位置j来输出控制信号Nttset(i,j)，使切削力F成为预先规定的目标值Ftrg。此时，控制器6可使用表61a，该表61a按照修整器51的各摆动方向i及位置j预先规定有用于将切削力作为目标值Ftrg的控制信号Nttset(i,j)的值。
控制信号Nttset(i,j)表示旋转台11的旋转速度。旋转台旋转机构12根据控制信号Nttset(i,j)使旋转台11旋转。由此，修整器51可以以上述目标值Ftrg切削研磨垫11a的表面。
图9是表示控制器6具有的表61a的构造一例图。如图所示，修整器51的各摆动方向i及位置j预先规定有用于将切削力作为目标值Ftrg的控制信号Nttset(i,j)的值。
该表61a可如下所示地生成。首先，与第一实施方式同样地，获得切削力F(i,j)作为修整器51的摆动方向i及位置j的函数。并且，按照修整器51的各摆动方向i及位置j在实验上取得要使切削力F(i,j)接近目标值Ftrg需要使旋转台11的旋转速度从初始值Ntt0增减多少。并且，将初始值Ntt0与增减量相加的值作为表值Nttset(i,j)。
另外，也可以通过其他方法生成。假定摩擦系数z不取决于修整器51的摆动方向而为恒定时，考虑旋转台11与修整器51的耦合效应，可通过数值计算来获得旋转台11的旋转扭力Ttt、和旋转台11的转速Ntt与修整器51的转速Ndr之比Ntt/Ndr的关系。并且，旋转扭力Ttt除以修整器51的位置j，获得各位置j的转速之比Ntt/Ndr与力F0(Ntt/Ndr)的关系。
图10是示意地表示转速之比Ntt/Ndr与力F0(Ntt/Ndr)的关系图。图示的力F0(Ntt/Ndr)是按照修整器51的各位置j而计算出的。
其次，以修整器51的转速为Ndr，旋转台11的转速为初始值Ntt0而使修整器51动作，取得摆动方向i1及位置j1时的旋转扭力Ttt，并将其除以位置j来计算力F(Ntt0/Ndr)。该力F(Ntt0/Ndr)是修整器51切削研磨面11a的实际力。
所计算出的力F(Ntt0/Ndr)不在图10所示的力F0(Ntt/Ndr)的曲线上。这是因为，力F0(Ntt/Ndr)虽是假定摩擦系数z不取决于修整器51的摆动方向并为恒定而获得的，但是如上所述，实际上摩擦系数z根据摆动方向i而发生变动。
因此，将力F(Ntt0/Ndr)与力F0(Ntt0/Ndr)之差设为d1，计算满足F0(Ntt1/Ndr)＝F0(Ntt0/Ndr)+d1的旋转台11的转速Ntt1。设定该转速Ntt1作为在表61a的摆动方向i1及位置j中的控制信号Nttset(i1,j1)。
对全部的i,j进行以上处理即可决定表61。
本实施方式中，因为控制旋转台旋转机构12所以响应性佳。因而，也可以使表61a中的修整器51的位置j刻度宽比第一实施方式窄，而可缓和地变动控制旋转台11的旋转速度。
如此，第二实施方式中，根据修整器51的摆动方向i及位置j控制旋转台旋转机构12，来调整旋转台11的旋转速度。因而，可均匀地修整研磨垫11a。另外，与控制由电-气调压阀531及汽缸532构成的空气控制类的按压机构53的第一实施方式比较，可提高响应性。
(第三实施方式)
接下来说明的第三实施方式调整修整器51的旋转速度。以下，主要说明与第一及第二实施方式的不同点。
图11是说明在第三实施方式中修整时的控制的框图。本实施方式中，控制器6也可以不控制按压机构53或旋转台旋转机构12，取而代之地控制修整器旋转机构54。即，控制器6仍然考虑摩擦系数z的变动，按照修整器51的摆动方向i及位置j输出控制信号Ndrset(i,j)，使切削力F成为预先规定的目标值Ftrg。此时，控制器6可使用表61b，该表61b按照修整器51的各摆动方向i及位置j预先规定有用于将切削力F作为目标值Ftrg的控制信号Ndrset(i,j)的值。
控制信号Ndrset(i,j)表示修整器51的旋转速度。修整器旋转机构54根据控制信号Ndrset(i,j)使修整器51旋转。由此，修整器51可以以上述目标值Ftrg切削研磨垫11a的表面。
图12是表示控制器6具有的表61b的构造一例图。如图所示，按照修整器51的各摆动方向i及位置j预先规定有用于将切削力F作为目标值Ftrg的控制信号Ndrset(i,j)的值。该表61b可如下所示地生成。
该表61b可如下所示地生成。首先，与第一实施方式同样地，获得切削力F(i,j)作为修整器51的摆动方向i及位置j的函数。并且，按照修整器51的各摆动方向i及位置j实验上取得要使切削力F(i,j)接近目标值Ftrg需要使修整器51的旋转速度从初始值Ndr0增减多少。并且，将初始值Ndr0与增减量相加的值作为表值Ndrset(i,j)。
另外，也可以与第二实施方式使用图10说明者同样地决定表61b。即，获得图10的关系后，将修整器51的转速设为初始值的Ndr0，将旋转台11的转速设为Ntt而使修整器51动作，取得摆动方向i1及位置j1时的旋转扭力Ttt，将其除以位置j来计算力F(Ntt/Ndr0)。
将力F(Ntt/Ndr0)与力F0(Ntt/Ndr0)之差设为d1，计算满足F0(Ntt/Ndr1)＝F0(Ntt/Ndr0)+d1的修整器51的转速Ndr1。设定该转速Ndr1作为在表61b的摆动方向i1及位置j中的控制信号Ndrset(i1,j1)。
对全部的i,j进行以上处理即可决定表61。
本实施方式因为控制修整器旋转机构54所以响应性佳。因而，也可以使表61b中的修整器51的位置j刻度宽比第一实施方式窄，而可缓和地变动控制修整器51的旋转速度Ndr。
如此，第三实施方式中，根据修整器51的摆动方向i及位置j控制修整器旋转机构54，来调整修整器51的旋转速度。因而，可均匀地修整研磨垫11a。另外，与控制由电-气调压阀531及汽缸532构成的空气控制系的按压机构53的第一实施方式比较，可提高响应性。
(第四实施方式)
上述第一～第三实施方式系说明使用控制器6的表61(或表61a、61b。以下相同)，以切削力F成为目标值Ftrg的方式作控制。第四实施方式中，检测修整器51切削研磨垫11a的实际力Fact，通过比较其与目标值Ftrg来判定表61的值妥当与否者。由此，即使研磨垫11a及修整器51消耗而两者间的摩擦变化，仍可以以适当的时序更新表61。
图13是说明在第四实施方式中修整时的控制的框图。另外，虽然在该图中未图示，但控制器6如图4所示那样控制按压机构53(第一实施方式)、或如图8所示那样控制旋转台旋转机构12(第二实施方式)、或如图11所示那样控制修整器旋转机构54(第三实施方式)，且也可以适用于第一～第三实施方式中的任一方式。
本实施方式的控制器6从旋转台旋转机构12中的电流检测器123取得修整时供给至旋转台马达122的驱动电流Itt。另外，控制器6具有判定器62。判定器62在修整中实时监控根据驱动电流Itt等切削研磨垫11a的实际的力Fact。并且，判定器62根据实际的力Fact与目标值Ftrg之差来判定表61的值是否妥当。
图14是表示判定器62的构成例的框图。判定器62具有：距离计算器621、乘法器622、减法器623、除法器624、减法器625、比较器626、存储器627。
距离计算器621根据修整器51的位置j计算修整器51距研磨垫11a中心的距离S。乘法器622将驱动电流Itt与旋转台马达122的扭力常数Km相乘，计算旋转台11的扭力Ttt。减法器623从旋转台11的扭力Ttt减去正常扭力T0，计算修整时旋转台11的扭力Tdrs。除法器624将修整时的旋转台11的扭力Tdrs除以距离S，计算修整器51切削研磨垫11a时的实际的力Fact。减法器625从实际的力Fact减去目标值Ftrg计算偏差e。比较器626比较偏差e与预先规定的阈值emax，判定表61的值妥当与否。
偏差e比阈值emax小时，可通过使用表61的控制器6的控制，使修整器51切削研磨垫11a的实际的力Fact接近目标值Ftrg。因此，表61的值判定为妥当。
另外，偏差e比阈值emax大时，即使通过使用表61的控制器6的控制，仍无法使修整器51切削研磨垫11a的实际的力Fact接近目标值Ftrg。因此，表61的值判定为不妥当。在此种判定结果时，也可以发出警告等。
存储器627将修整器51的摆动方向i及位置j、与此时的判定结果相关连而存储。并将存储于存储器627的内容在显示装置(未图示)上显示于曲线图中，使得在哪个摆动方向i及位置j偏差e大于阈值emax一目了然。
使用者可根据警告或显示于显示装置的内容判断是否应更新表61的值。应该更新时，通过图7的方法等重新设定表61的值。
如此，第四实施方式中，可通过计算修整器51切削研磨垫11a的实际的力Fact，来判定表61的值的妥当性，并可判断表61的更新时期。
另外。第四实施方式中，表示了从供给至旋转台马达122的驱动电流Itt计算修整器51切削研磨垫11a的实际的力Fact的例，不过，也可以通过其它公知的方法计算实际的力Fact。例如，判定器62也可以根据旋转台11的旋转轴的应变来取得修整时的扭力Tdr，并根据扭力Tdr与修整器51从研磨垫11a中心的距离S来计算实际的力Fact。另外，判定器62也可以根据支撑修整器轴杆52的轴承箱、或作用于支撑支轴561的轴承箱的力来计算实际的力Fact。
(第五实施方式)
以下说明的第五种实施方式采用与第四实施方式不同的方法，判定第二实施方式中的表61a的值是否妥当者。以下，说明与第四实施方式的不同点。
判定器62按照修整器51的各摆动方向i及位置j来存储图10中之差d1，即，假定摩擦系数z恒定而计算的力F0(Ntt0/Ndr)与表61a生成时的力F(Ntt0,Ndr)之差d1。
并且，将修整器51的转速作为Ndr，将旋转台11的转速作为初始值Ntt0而使修整器51动作，根据摆动方向i1及位置j1时的旋转扭力Ttt来计算力F(Ntt0/Ndr)。
此时，力F(Ntt0/Ndr)与力F0(Ntt0/Ndr)之差d1'应该与差d1一致。但是，研磨垫11a及修整器51有消耗等时，差d1'成为与差d1不同的值。
因此，判定器62根据差d1'判定表61a的值妥当与否。例如，在差d1'与差d1之差大于阈值时，判定器62可判定为表61a的值不妥当。
如此，即使通过第五实施方式仍可判定表61a的值的妥当性，并可判断表61的更新时期。另外，明了也可以将本实施方式适用于第三实施方式中的表61b。
如以上说明，本发明中，考虑修整器51的摆动方向来控制按压机构53、旋转台旋转机构12或修整器旋转机构54。因而，无论研磨垫11a上的位置及摆动方向如何，均可使切削研磨垫11a的力F接近目标值Ftrg。结果，可短时间良好地修整研磨垫11a，可维持研磨性能，并且研磨装置的生产率提高。
上述的实施方式是以具有本发明所属的技术领域中的一般知识者可实施本发明为目的而记载的。本领域技术人员当然可实施上述实施方式的各种变形例，本发明的技术性思想也可以适用于其它实施方式。因此，本发明不限定于所记载的实施方式，而应为按照权利要求书所定义的技术性思想的最广范围。

Claims (10)

1.一种研磨装置，其特征在于，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，根据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。
2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
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。
3.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述控制器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。
4.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述控制器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。
5.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述摆动机构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。
6.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述控制器具有表，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。
7.如权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，
所述控制器具有判定器，该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。
8.如权利要求7所述的研磨装置，其特征在于，
所述判定器具有存储器，该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。
9.如权利要求7所述的研磨装置，其特征在于，
所述控制器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。
10.一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；
其特征在于，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。
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