JP2000061838A - Dressing device and dressing method - Google Patents

Dressing device and dressing method

Info

Publication number
JP2000061838A
JP2000061838A JP10236015A JP23601598A JP2000061838A JP 2000061838 A JP2000061838 A JP 2000061838A JP 10236015 A JP10236015 A JP 10236015A JP 23601598 A JP23601598 A JP 23601598A JP 2000061838 A JP2000061838 A JP 2000061838A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dressing
polishing cloth
electric motor
tool
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10236015A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Nishihara
原 浩 巳 西
Hideo Saito
藤 日出夫 齊
Fumitaka Itou
藤 史 隆 伊
Takahiro Kawamo
面 貴 裕 川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP10236015A priority Critical patent/JP2000061838A/en
Publication of JP2000061838A publication Critical patent/JP2000061838A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To dress an abrasive cloth always in a stable constant condition, and to flatly dress the outer surface of the abrasive cloth by a minimum degree of dressing. SOLUTION: A dressing device is composed of a surface plate 1 for rotating an abrasive cloth 2 fixed on the outer surface thereof, in a horizontal plane, a dressing tool 13 for grinding the outer surface of the abrasive cloth 2 in order to dress the latter, a dressing head 11 mounted to a column 12 so as to be vertically movable, for holding the dressing tool 13 which is therefore opposed to the abrasive cloth 2 on the surface plate 1, an electric motor 15 coupled to the dressing head 11, for rotating the dressing tool 13, a precise feed mechanism 32 for vertically feeding the dressing head 11 so as to press the dressing tool 13 against the abrasive cloth 2, a second electric motor 34 for driving the precise feed mechanism 32, and a positional control means for controlling the position of the dressing tool 13 so as to feed the latter by a preset degree.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
スにおいてウェハを研磨するケミカル・メカニカル・ポ
リッシング装置に適用されるドレッシング装置および方
法に係り、特に、ケミカル・メカニカル・ポリッシング
装置の研磨布の寿命を延ばし、安定したドレッシングを
可能とするドレッシング装置および方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dressing apparatus and method applied to a chemical mechanical polishing apparatus for polishing a wafer in a semiconductor manufacturing process, and more particularly, to the life of a polishing cloth of the chemical mechanical polishing apparatus. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dressing device and a method capable of extending and stable dressing.

【0002】[0002]

【従来の技術】ウェハのケミカル・メカニカル・ポリッ
シング加工(CMP加工)では、高精度の平坦性が要求
されるため、ケミカル・メカニカル・ポリッシング装置
(CMP装置)で使用している研磨布には、適宜、ドレ
ッシングを行うことが不可欠である。表面にうねりがあ
ったり、加工中に目詰まりを起こした研磨布でCMP加
工を続けていくと、ウェハを高精度に平坦に研磨でき
ず、また、単位時間あたりの研磨量が低下して、研磨量
を制御できなくなるなど、重大な不都合を生じるからで
ある。
2. Description of the Related Art In chemical mechanical polishing processing (CMP processing) of a wafer, high precision flatness is required. Therefore, the polishing cloth used in the chemical mechanical polishing apparatus (CMP apparatus) is It is essential to dress appropriately. If CMP processing is continued with a polishing cloth that has undulations on the surface or is clogged during processing, the wafer cannot be polished flatly with high precision, and the polishing amount per unit time decreases, This is because a serious inconvenience occurs such that the polishing amount cannot be controlled.

【0003】この種のCMP装置には、研磨布をドレッ
シングするための装置を備えるものがある。CMP装置
での研磨布のドレッシングには、ダイヤモンドを電着し
たダイヤモンドドレッサなどのドレッシング用工具が用
いられる。このドレッシング用工具は、うねりがあった
り、目詰まりの生じた研磨布の表面を研削し、研磨布の
研磨面を平坦に整形していく。
Some CMP apparatuses of this type have a device for dressing a polishing cloth. A dressing tool such as a diamond dresser on which diamond is electrodeposited is used for dressing the polishing cloth with the CMP apparatus. This dressing tool grinds the surface of the polishing cloth having undulations or clogging to shape the polishing surface of the polishing cloth flat.

【0004】そこで、図10に従来の圧力制御方式のド
レッシング装置の側面図を示す。図10において、1は
CMP装置の定盤を示している。この定盤1の上面に
は、研磨布2が貼り付けることで固定されている。ま
た、定盤1は、水平面上を回転するように回転軸3によ
って支持されており、この回転軸3は図示しないモータ
により駆動される。
Therefore, FIG. 10 shows a side view of a conventional pressure control type dressing apparatus. In FIG. 10, reference numeral 1 indicates a surface plate of the CMP apparatus. The polishing cloth 2 is fixed to the upper surface of the surface plate 1 by pasting it. The surface plate 1 is supported by a rotary shaft 3 so as to rotate on a horizontal plane, and the rotary shaft 3 is driven by a motor (not shown).

【0005】4はポリッシングヘッドである。このポリ
ッシングヘッド4の下面には、バッキングパッド5が貼
り付けられており、ウェハ6はバッキングパッド5を介
してポリッシングヘッド4によって吸着保持されるよう
になっている。7は、ウェハ6のポリッシング中の飛び
出しを防ぐためにバッキングパッド5の外側に設けられ
ているガイドリングを示している。
Reference numeral 4 is a polishing head. A backing pad 5 is attached to the lower surface of the polishing head 4, and the wafer 6 is sucked and held by the polishing head 4 via the backing pad 5. Reference numeral 7 denotes a guide ring provided outside the backing pad 5 in order to prevent the wafer 6 from popping out during polishing.

【0006】8はポリッシングヘッド4の回転軸で、こ
の回転軸8は、例えば、図示しない旋回アームに設けら
れたモータから回転力が伝達される。また、ポリッシン
グヘッド4は、回転軸8を介して、旋回アーム側に設け
られている図示しないエアシリンダとも連結されてい
る。したがって、ポリッシングヘッド4は、旋回アーム
の旋回とともに水平面上の移動と、上下方向の昇降が可
能になっていて、研磨するときには、ポリッシングヘッ
ド4に保持されているウェハ6は、エアシリンダにより
所定の面圧で定盤1上の研磨布に対して押し付けられる
ようになっている。なお、9は、CMP加工に必要なス
ラリを定盤1に供給するスラリ供給ノズルを示してい
る。
Reference numeral 8 denotes a rotary shaft of the polishing head 4, and the rotary shaft 8 receives a rotational force from, for example, a motor provided on a turning arm (not shown). The polishing head 4 is also connected via a rotary shaft 8 to an air cylinder (not shown) provided on the turning arm side. Therefore, the polishing head 4 is capable of moving in a horizontal plane and moving up and down in the vertical direction as the swiveling arm swivels. When polishing, the wafer 6 held by the polishing head 4 is moved to a predetermined position by an air cylinder. It can be pressed against the polishing cloth on the surface plate 1 by the surface pressure. In addition, 9 has shown the slurry supply nozzle which supplies the slurry required for CMP processing to the surface plate 1.

【0007】10はCMP装置に付設されるドレッシン
グ装置である。11はドレッシングヘッドで、12はド
レッシングヘッドを支持するコラムである。ドレッシン
グヘッド11の下面には、ドレッシング工具として、電
着ダイヤモンド砥石からなるリング状のドレッサ13が
固着されている。ドレッシングヘッド11は、回転軸1
4の一端と連結されており、この回転軸14の他端は、
ドレッシングヘッド11を回転駆動するためのモータ1
5と連結されている。ドレッサ13を研磨布2に対して
所定の面圧で押し付けるためのエアシリンダ16は、モ
ータ15とコラム12から水平に延びるブラケット部1
7との間を連結するように設けられている。このエアシ
リンダ16は両ロッド型のシリンダである。
A dressing device 10 is attached to the CMP device. Reference numeral 11 is a dressing head, and 12 is a column that supports the dressing head. As a dressing tool, a ring-shaped dresser 13 made of an electroplated diamond grindstone is fixed to the lower surface of the dressing head 11. The dressing head 11 has a rotating shaft 1.
4 is connected to one end of the rotary shaft 14, and the other end of the rotary shaft 14 is
A motor 1 for rotating the dressing head 11.
It is connected with 5. The air cylinder 16 for pressing the dresser 13 against the polishing cloth 2 with a predetermined surface pressure includes a bracket portion 1 extending horizontally from the motor 15 and the column 12.
It is provided so as to be connected with 7. The air cylinder 16 is a double rod type cylinder.

【0008】モータ15が収容されているハウジング1
8は、コラム12の側面に上下方向に取り付けてあるガ
イド19にスライダ20を介して上下方向に摺動自在に
係合するようになっている。
A housing 1 containing a motor 15
The reference numeral 8 is adapted to engage with a guide 19 mounted vertically on the side surface of the column 12 via a slider 20 so as to be slidable in the vertical direction.

【0009】ドレッシング装置10が付属するCMP装
置では、新品の研磨布2を使う場合には、CMP加工を
開始するのに先だって研磨布2にドレッシングを行い、
研磨布2の表面のうねりを平坦化しておく必要がある。
また、ウェハには、高度な平坦性が要求されるため、適
宜、研磨布のドレッシングを行うことが不可欠である。
研磨布が目詰まりを起こしていくと、単位時間当たりの
研磨量が低下し、研磨量を制御できなくなるため、目詰
まりを解消する必要があるからである。
In the CMP apparatus attached with the dressing apparatus 10, when a new polishing cloth 2 is used, the polishing cloth 2 is dressed before starting the CMP processing.
It is necessary to flatten the undulations on the surface of the polishing cloth 2.
Further, since the wafer is required to have a high degree of flatness, it is essential to appropriately dress the polishing cloth.
This is because if the polishing cloth becomes clogged, the amount of polishing per unit time will decrease, and the amount of polishing cannot be controlled, so it is necessary to eliminate the clogging.

【0010】従来のドレッシング装置10では、ドレッ
サ13をエアシリンダ16で押し付け、一定の面圧をか
けながら研磨布2をドレッシングする。この押圧力を一
定にするためにエアシリンダ16に供給するエアの圧力
を圧力制御弁で設定する方式がとられている。
In the conventional dressing apparatus 10, the dresser 13 is pressed by the air cylinder 16 and the polishing cloth 2 is dressed while applying a constant surface pressure. In order to make this pressing force constant, the pressure of the air supplied to the air cylinder 16 is set by a pressure control valve.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ここで、図11は、ド
レッサ13を押し付ける面圧を一定に保ってドレッシン
グする場合の研磨布2の円周方向の断面を示す。図11
(a)に示すように、新品の研磨布2の表面には円周方
向にうねりがあることが多い。研磨布2の表面からうね
りを除去するために、ドレッサ13にエアシリンダで1
6で一定の圧力をかけてドレッシングしようとすると、
ドレッサ13はうねりの凹凸に倣うようにして微小な上
下動をしながら研磨布2の表面をドレッシングしてい
く。そして、この上下動のときに、ドレッサ13に一定
の力が加わっていると、研磨布2表面のうねりのうち、
凸部凹部共に削り取ってしまうため、平坦化するための
削り量が多くなってしまう。図11(a)において、最
小限のドレッシング量でうねりを除去し、研磨布2を平
坦にできたとした場合の研磨布2の厚さをtとすると、
図11(b)に示すように、実際には、過剰なドレッシ
ングによって研磨布2の厚さは、tと較べてより薄いt
1になってしまう。このため、結果として平坦になるま
でにドレッシングに時間がかかることに加えて、過剰な
ドレッシングによって、本来得られたであろう研磨布2
の寿命よりも、実際の寿命が短くなってしまうという問
題があった。また、研磨布2の初期状態によっては、う
ねりの凹凸の程度などにばらつきがあり、ドレッシング
完了までの時間が一定しない。このことは、安定したド
レッシング量のコントロールを困難にする。
Here, FIG. 11 shows a cross section in the circumferential direction of the polishing cloth 2 when dressing while keeping the surface pressure for pressing the dresser 13 constant. Figure 11
As shown in (a), the surface of the new polishing cloth 2 often has undulations in the circumferential direction. In order to remove the undulations from the surface of the polishing cloth 2, the dresser 13 is attached with an air cylinder.
When trying to dress with a certain pressure with 6,
The dresser 13 dresses the surface of the polishing cloth 2 while slightly moving up and down so as to follow the unevenness of the undulations. When a certain force is applied to the dresser 13 during this vertical movement, of the undulations on the surface of the polishing cloth 2,
Since both the convex portion and the concave portion are scraped off, the amount of scraping for flattening becomes large. In FIG. 11A, when the undulation is removed with the minimum dressing amount and the polishing cloth 2 can be made flat, the thickness of the polishing cloth 2 is t,
As shown in FIG. 11B, the thickness of the polishing pad 2 is actually smaller than t due to excessive dressing.
It becomes 1. For this reason, as a result, it takes a long time for the dressing to become flat, and in addition, the polishing cloth 2 originally obtained by the excessive dressing is used.
There was a problem that the actual life would be shorter than the life of. In addition, depending on the initial state of the polishing pad 2, there are variations in the degree of undulations and the like, and the time until the dressing is completed is not constant. This makes it difficult to control a stable dressing amount.

【0012】図12は、ドレッサ13を押し付ける面圧
を一定に保ってドレッシングする場合の研磨布2の半径
方向の断面を示す。
FIG. 12 shows a cross section in the radial direction of the polishing pad 2 when dressing while keeping the surface pressure for pressing the dresser 13 constant.

【0013】図12(a)に示されるように、研磨布2
の半径方向のドレッシングの状況については、研磨布2
の外周部と内周部に向かってドレッシング量が大きくな
る傾向があり、ドレッシングの結果、得られる研磨布の
半径方向の断面形状は、半径方向の真ん中部分が厚くな
る中高の形状になる。これは、研磨布2の内周側と外周
側において、ドレッサ13が研磨布2に接触する時間が
長いためである。
As shown in FIG. 12A, the polishing cloth 2
For the dressing situation in the radial direction of
The dressing amount tends to increase toward the outer peripheral portion and the inner peripheral portion, and as a result of the dressing, the radial cross-sectional shape of the obtained polishing cloth becomes a middle-height shape in which the central portion in the radial direction is thick. This is because the dresser 13 contacts the polishing cloth 2 for a long time on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the polishing cloth 2.

【0014】ところで、同じドレッサ13で連続してド
レッシングを行っていくと、ドレッサ13自体に目詰ま
りなどが生じ、ドレッサ13のドレッシング能力が次第
に低下していく。ウェハの安定したCMP加工のために
は、研磨布のドレッシング工程においても一定の品質で
研磨布がドレッシングされることが要請される。しか
し、従来は、ドレッシングの時間を専ら管理すること
で、研磨布を一定のコンディションにドレッシングして
いたので、実際には、ドレッサの能力の低下にともな
い、研磨布を一定のコンディションにドレッシングでき
なくなってくるという問題がある。
By the way, when dressing is continuously performed with the same dresser 13, the dresser 13 itself is clogged, and the dressing ability of the dresser 13 gradually decreases. For stable CMP processing of the wafer, it is required that the polishing cloth is dressed with a constant quality even in the dressing step of the polishing cloth. However, in the past, the polishing cloth was dressed to a certain condition by managing the dressing time exclusively, so in reality, the dressing cloth could not be dressed to a certain condition as the dresser's ability deteriorated. There is a problem that comes.

【0015】また、時間管理では、あらかじめドレッサ
の寿命を経験的に一律に決めた上で行っているが、個別
具体的には、ドレッシングの経過はドレッサごとに寿命
にバラツキがかなりあるのが実状である。従来は、ドレ
ッサの寿命を個々に判断できずに一律に行なっていたた
め、ドレッシング能力の低下したドレッサでそのまま研
磨布にドレッシングを続けることがあった。そして、寿
命のきたドレッサでドレッシングした研磨布かどうかは
判別が不可能であり、ウェハのCMP加工工程の過程で
加工レートの低下などの異常によりはじめてわかるのが
現状であった。
Further, in the time management, the life of the dresser is determined empirically uniformly in advance, but specifically, the dressing progress varies considerably depending on the dresser. Is. Conventionally, the life of dressers could not be judged individually, and the dressers were uniformly dressed. Therefore, dressers with reduced dressing ability sometimes continued to dress the polishing cloth. Further, it is impossible to determine whether the polishing cloth is dressed with a dresser that has reached the end of its life, and it is the current situation that it cannot be known until an abnormality such as a decrease in the processing rate in the process of the CMP processing of the wafer.

【0016】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、常に安定して一定のコンディシ
ョンに研磨布をドレッシングすることができ、しかも、
最小限のドレッシング量で研磨布の表面を平坦にドレッ
シングすることを可能とするようにしたドレッシング装
置およびドレッシング方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to be able to dress a polishing cloth in a stable and constant condition at all times.
It is an object of the present invention to provide a dressing apparatus and a dressing method that make it possible to dress the surface of a polishing cloth evenly with a minimum dressing amount.

【0017】また、本発明の他の目的は、ドレッサの状
態が変化しても常に安定して同じコンディションにドレ
ッシングすることができ、また、ドレッサの寿命の判別
を正確に行うことができるドレッシング装置およびドレ
ッシング方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a dressing device which can always stably perform dressing under the same condition even when the state of the dresser changes, and can accurately determine the life of the dresser. And to provide a dressing method.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、ケミカルメカニカルポリッシング装置
に用いられる研磨布をドレッシングするためのドレッシ
ング装置において、研磨布が表面に固定され、水平面上
で研磨布を回転させる定盤と、前記研磨布の表面を削
り、ドレッシングをするドレッシング用工具と、コラム
に鉛直方向の移動が可能なように取り付けられ、前記定
盤上の研磨布と対向させて前記ドレッシング工具を保持
するドレッシングヘッドと、前記ドレッシングヘッドに
接続され、前記ドレッシング工具を回転駆動する第1の
電動モータと、前記ドレッシングヘッドを鉛直方向に送
り、前記ドレッシング工具を前記研磨布に押し付ける精
密送り機構と、前記精密送り機構を駆動する第2の電動
モータと、前記ドレッシング工具を予め設定した送り量
だけ送るために、前記ドレッシング工具の位置を制御す
る位置制御手段と、を具備したことを特徴とするもので
ある。
In order to achieve the above object, the present invention provides a dressing device for dressing a polishing cloth used in a chemical mechanical polishing apparatus, wherein the polishing cloth is fixed on the surface and is on a horizontal plane. With a surface plate that rotates the polishing cloth, a dressing tool that scrapes the surface of the polishing cloth and dresses, and is attached to the column so that it can move in the vertical direction, and face the polishing cloth on the surface plate. And a dressing head for holding the dressing tool, a first electric motor that is connected to the dressing head and drives the dressing tool to rotate, and the dressing head is sent in the vertical direction to press the dressing tool against the polishing cloth. A precision feed mechanism, a second electric motor for driving the precision feed mechanism, and the drain To send only feed amount set a single tool advance and is characterized by comprising a position control means for controlling the position of the dressing tool.

【0019】前記精密送り機構は、前記第2電動モータ
の駆動軸と連結されるボールねじと、前記ボールねじに
螺合するとともに、前記ドレッシングヘッドを回転駆動
する第1電動モータのハウジングに取り付けられたナッ
トからなるボールねじ機構からなる。
The precision feed mechanism is attached to a ball screw connected to the drive shaft of the second electric motor and a housing of the first electric motor which is screwed onto the ball screw and rotationally drives the dressing head. It consists of a ball screw mechanism consisting of a nut.

【0020】また、前記位置制御手段は、前記第2電動
モータを前記設定送り量に対応する回転角度だけ回転さ
せるオープンループの位置制御手段から構成することが
可能であり、この位置制御手段は、さらに、研磨布の円
周方向のうねりの大きさを測定するうねり計測手段と、
このうねり計測手段による測定結果に基づいて最小ドレ
ッシング量を求める手段とを有し、この最小ドレッシン
グ量に相当する送り量を前記設定送り量と設定する。
The position control means can be composed of an open loop position control means for rotating the second electric motor by a rotation angle corresponding to the set feed amount. Furthermore, a waviness measuring means for measuring the size of the waviness of the polishing cloth in the circumferential direction,
And a means for determining the minimum dressing amount based on the measurement result by the waviness measuring means, and the feed amount corresponding to this minimum dressing amount is set as the set feed amount.

【0021】以上のような本発明によるドレッシング装
置では、ドレッシング工具のめずまりなどで能力が低下
しても安定したドレッシング量が得られるように、第1
電動モータに給電される電流を検出する手段と、 ドレ
ッシングを開始してから電流値が上昇した後、減少し始
める電流値が予め設定された所定の設定値まで下がった
時点をドレッシング終了と判別する手段とをさらに設け
ることが好ましい。
In the dressing device according to the present invention as described above, the first dressing device is provided so that a stable dressing amount can be obtained even if the performance is lowered due to the dressing tool being misaligned.
A means for detecting the current supplied to the electric motor and a time point at which the current value starts to decrease and then starts to decrease after the dressing is started is determined to be the end of the dressing. It is preferable to further provide means.

【0022】また、本発明は、ケミカルメカニカルポリ
ッシング装置に用いられる研磨布をドレッシングするた
めのドレッシング方法において、鉛直方向に移動可能で
あり電動モータ駆動のドレッシングヘッドに取り付けた
ドレッシング工具が、研磨布が固定される定盤に対して
平行に対向するように前記ドレッシング工具の平行度を
調整し、前記定盤を回転させながら、前記ドレッシング
工具を回転している研磨布に対して位置制御により予め
設定した送り量だけ送り、研磨布のドレッシングを行
い、ドレッシングを開始してから、前記ドレッシングヘ
ッドを駆動する電動モータに給電される電流値が上昇し
た後、減少し始める電流値が予め設定された所定の設定
値まで下がった時点でドレッシングを終了することを特
徴とするものである。
Further, according to the present invention, in a dressing method for dressing a polishing cloth used in a chemical mechanical polishing apparatus, a dressing tool which is movable in the vertical direction and attached to a dressing head driven by an electric motor is The parallelism of the dressing tool is adjusted so as to face the fixed surface plate in parallel, and while the surface plate is rotated, the dressing tool is preset by position control with respect to the rotating polishing cloth. The dressing cloth is fed by the specified feed amount, the dressing cloth is dressed, and after the dressing is started, the current value supplied to the electric motor for driving the dressing head is increased, and then the current value is started to decrease. The dressing is terminated when the set value of

【0023】このドレッシング方法では、ドレッシング
終了までの時間を毎回測定し、このドレッシング時間
と、予め設定している基準ドレッシング時間とを比較
し、ドレッシング時間が前記基準ドレッシング時間を超
えた場合にドレッシング工具の寿命と判断して当該ドレ
ッシング工具を交換する。
In this dressing method, the time until the end of dressing is measured every time, this dressing time is compared with a preset reference dressing time, and when the dressing time exceeds the reference dressing time, the dressing tool The dressing tool is replaced when it is judged to have reached the end of its service life.

【0024】この基準ドレッシング時間の設定について
は、基準となる標準ドレッシング工具におけるドレッシ
ングレートを予め測定し、前記ドレッシングレートに基
づいて基準ドレッシング時間を設定するようにすれば、
ドレッシング量が変わっても、ドレッシング工具の寿命
の判断が容易にできる。
Regarding the setting of the reference dressing time, the dressing rate of a standard dressing tool serving as a reference is measured in advance, and the reference dressing time is set based on the dressing rate.
Even if the dressing amount changes, the life of the dressing tool can be easily determined.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるドレッシング
装置および方法の一実施形態について、添付の図面を参
照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態を示
し、参照符号30はCMP装置に付設されるドレッシン
グ装置である。CMP装置については、前述した図10
のCMP装置と同一であり、その構成要素には同一の参
照符号を付してその説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a dressing device and method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and reference numeral 30 is a dressing device attached to a CMP device. The CMP apparatus is shown in FIG.
The CMP apparatus is the same as that of the CMP apparatus of FIG.

【0026】ドレッシング装置30において、11はド
レッシングヘッドで、12はドレッシングヘッドを支持
するコラムである。ドレッシングヘッド11の下面に
は、ドレッシング工具として、電着ダイヤモンド砥石か
らなるリング状のドレッサ13が固着されている。ドレ
ッシングヘッド11は、回転軸14の一端部に連結され
ており、この回転軸14の他端部は、ドレッシングヘッ
ド11を回転駆動するための第1の電動モータ15と連
結されている。モータ15が収容されているハウジング
18は、コラム12の側面に上下方向に取り付けてある
ガイド19にスライダ20を介して上下方向に摺動自在
に係合するようになっている。
In the dressing apparatus 30, 11 is a dressing head and 12 is a column for supporting the dressing head. As a dressing tool, a ring-shaped dresser 13 made of an electroplated diamond grindstone is fixed to the lower surface of the dressing head 11. The dressing head 11 is connected to one end of a rotary shaft 14, and the other end of the rotary shaft 14 is connected to a first electric motor 15 for rotationally driving the dressing head 11. The housing 18 in which the motor 15 is housed is slidably engaged with a guide 19 mounted vertically on the side surface of the column 12 via a slider 20.

【0027】ドレッシングヘッド11を鉛直方向に送る
ための精密送り機構32には、電動モータ34により駆
動されるボールねじ機構が用いられている。すなわち、
コラム12の側面には、ブラケット35を介してパルス
モータからなる第2の電動モータ34が取り付けられて
いる。この第2電動モータの駆動軸36は、ドレッシン
グヘッド11の回転軸14と同軸上にあって、カップリ
ング37を介してボールねじ38に連結されている。こ
のボールねじ38に螺合するナット40は、支持部材4
1に保持されるとともに、第1電動モータのハウジング
18と連結されている。
As the precision feed mechanism 32 for feeding the dressing head 11 in the vertical direction, a ball screw mechanism driven by an electric motor 34 is used. That is,
A second electric motor 34, which is a pulse motor, is attached to the side surface of the column 12 via a bracket 35. The drive shaft 36 of the second electric motor is coaxial with the rotary shaft 14 of the dressing head 11 and is connected to a ball screw 38 via a coupling 37. The nut 40 that is screwed onto the ball screw 38 is
1 and is connected to the housing 18 of the first electric motor.

【0028】なお、図1において、44は、研磨布2の
表面のうねりを計測する手段としてのプローブを示す。
このプローブ44は、エアシリンダ45によって水平方
向に移動できるとともに、鉛直方向に移動することがで
きる。これにより、プローブ44の先端は、研磨布2の
表面に任意の位置で接触し、その位置におけるうねりを
測定することができるようになっている。
In FIG. 1, reference numeral 44 indicates a probe as a means for measuring the waviness of the surface of the polishing cloth 2.
The probe 44 can be moved horizontally by the air cylinder 45 as well as vertically. As a result, the tip of the probe 44 comes into contact with the surface of the polishing cloth 2 at an arbitrary position, and the waviness at that position can be measured.

【0029】次に、図3は、精密送り機構32を制御す
る制御装置を示す。この制御装置50は、演算装置52
と、第1電動モータ15、第2電動モータ34を駆動す
るモータ駆動回路54と、電流検出部56を介して取り
込まれる、ドレッシングを行っている間の第1電動モー
タ15の電流値Iと、第1電動モータ15が無負荷で回
転するときの電流値I0を比較する比較部58、ドレッ
シング開始から終了までの時間を計測するためのタイマ
60を備えている。
Next, FIG. 3 shows a control device for controlling the precision feed mechanism 32. The control device 50 includes a calculation device 52.
A motor drive circuit 54 that drives the first electric motor 15 and the second electric motor 34, and a current value I of the first electric motor 15 that is fetched through the current detection unit 56 during dressing, A comparison unit 58 for comparing the current value I0 when the first electric motor 15 rotates with no load, and a timer 60 for measuring the time from the start to the end of dressing are provided.

【0030】以下、図1乃至図4を参照しながら研磨布
のドレッシングについて説明する。図4(a)に示すよ
うに、円周方向にうねりのある研磨布2の表面をドレッ
シングすることで、うねりを除去し平坦にする。本発明
によるドレッシングでは、研磨布2の表面からうねりを
除去するのに最低限必要なドレッシング量δがあらかじ
め設定されている。このドレッシング量δは、研磨布2
の表面をドレッサ13で削りとる厚さであるとともに、
精密送り機構32によりドレッサ13の位置制御を行い
ながらドレッサ13を送る設定送り量に対応している。
なお、このドレッシング量δについては、適正な値に設
定されたデータを入力装置62を介して演算装置52に
入力することもできるし、ドレッシング量δの設定を研
磨布2の円周方向のうねりの実測結果に基づいて設定す
ることもできる。特に、新品の研磨布について行う立ち
上げドレッシング時の設定についての詳細は後述する。
Dressing of the polishing cloth will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. As shown in FIG. 4A, the surface of the polishing cloth 2 having a waviness in the circumferential direction is dressed to remove the waviness and flatten it. In the dressing according to the present invention, the minimum dressing amount δ required to remove the undulations from the surface of the polishing pad 2 is preset. The dressing amount δ is equal to the polishing cloth 2
The thickness is to scrape off the surface of the
The precision feed mechanism 32 controls the position of the dresser 13 and corresponds to the set feed amount for feeding the dresser 13.
Regarding the dressing amount δ, data set to an appropriate value can be input to the arithmetic unit 52 via the input device 62, or the dressing amount δ can be set in the circumferential direction of the polishing cloth 2. It can also be set based on the actual measurement result of. Especially, the details of the setting at the time of start-up dressing performed on a new polishing cloth will be described later.

【0031】また、図2において、ドレッシングを開始
する前に、ドレッサ13のドレッシング面を含む平面8
0と、定盤1の上面を含む平面82とは正確な平行度が
出るように、ドレッシングヘッド11と定盤1との相対
的な位置関係を調整しておく。そうしておいてから、図
3において、第1電動モータ15を駆動してドレッシン
グヘッド11を所定の回転数で回転させる。これと同時
に、第2電動モータ34が駆動される。
Further, in FIG. 2, before starting the dressing, the plane 8 including the dressing surface of the dresser 13 is used.
The relative positional relationship between the dressing head 11 and the surface plate 1 is adjusted so that 0 and the plane 82 including the upper surface of the surface plate 1 have an accurate parallelism. After that, in FIG. 3, the first electric motor 15 is driven to rotate the dressing head 11 at a predetermined rotation speed. At the same time, the second electric motor 34 is driven.

【0032】演算装置52は、入力されたドレッシング
量δに基づいて、これに対応する指令パルスを演算す
る。この演算装置52で発生した指令パルスは、ドレッ
シング量δに対応する第2電動モータ34の回転角度
と、所定の回転速度を同時に合わせもつもので、モータ
駆動回路54は、指令パルスで指令された回転角度と回
転速度で第2電動モータ34を駆動する。
The arithmetic unit 52 calculates a command pulse corresponding to the input dressing amount δ. The command pulse generated by the arithmetic unit 52 has a rotation angle of the second electric motor 34 corresponding to the dressing amount δ and a predetermined rotation speed at the same time, and the motor drive circuit 54 is commanded by the command pulse. The second electric motor 34 is driven at the rotation angle and the rotation speed.

【0033】この第2電動モータ34は、ボールねじ3
8を回転させる。ナット40は、ボールねじ38の回転
を直線運動に変えるので、ドレッシングヘッド11に取
り付けられたドレッサ13は、ドレッシング量δに相当
する距離だけ、オープンループ方式で位置制御されなが
ら前進することになる。
The second electric motor 34 has a ball screw 3
Rotate 8. Since the nut 40 changes the rotation of the ball screw 38 into a linear motion, the dresser 13 attached to the dressing head 11 advances by a distance corresponding to the dressing amount δ while the position is controlled by the open loop method.

【0034】図4(b)に示されるように、このような
位置制御が行なわれる間、ドレッサ13は回転しながら
研磨布2に押し付けられ、研磨布2の表面を削り取りな
がらわずかづつ徐々に前進する。そして、ドレッシング
を開始してから、ドレッサ13がドレッシング量δに相
当する距離だけ進んだ時点で、第2電動モータ34は停
止させられ、平坦化が終了するまで停止している。その
後、第2電動モータ34は逆転して、ドレッシングヘッ
ド11が上昇する。これにより、定盤1からドレッサ1
3が離間して当該研磨布2に対するドレッシングが終了
する。
As shown in FIG. 4 (b), during such position control, the dresser 13 is pressed against the polishing cloth 2 while rotating, and the surface of the polishing cloth 2 is scraped off and gradually advanced. To do. Then, the second electric motor 34 is stopped when the dresser 13 advances by a distance corresponding to the dressing amount δ from the start of dressing, and stops until the flattening ends. After that, the second electric motor 34 rotates in the reverse direction, and the dressing head 11 rises. As a result, from the surface plate 1 to the dresser 1
3 is separated, and dressing for the polishing cloth 2 is completed.

【0035】このようにして、ドレッサ13のドレッシ
ング面を含む平面80と、定盤1の上面を含む平面82
とを正確に平行にした上で、ドレッサ13の位置を精密
に制御しながらドレッサ13を送ることにより、研磨布
2の表面を平坦にするのに最低限必要なドレッシング量
δを正確にコントロールすることができる。したがっ
て、図11(b)に示したように、従来のように一定の
押圧力でドレッサ13を押し付けながらドレッシングす
ると、ドレッサ13の微小上下動によりドレッシングが
過剰となるが、本方法によればドレッシング後の研磨布
2の厚さt1が予定の厚さよりも薄くなってしまうよう
な不都合は生じない。図4(c)に示すように、ドレッ
シング終了後の研磨布2の厚さについては、平坦化のた
めに最低限のドレッシングが加えられた当初の予定どお
りの厚さt(t>t1)を確実に得ることができ、研磨
布2を無駄にすることがない。
In this way, the flat surface 80 including the dressing surface of the dresser 13 and the flat surface 82 including the upper surface of the surface plate 1 are formed.
By precisely aligning and, and sending the dresser 13 while precisely controlling the position of the dresser 13, the dressing amount δ, which is the minimum required to flatten the surface of the polishing pad 2, is accurately controlled. be able to. Therefore, as shown in FIG. 11B, when dressing is performed while pressing the dresser 13 with a constant pressing force as in the conventional case, the dressing becomes excessive due to a slight vertical movement of the dresser 13. However, according to the present method, dressing is performed. There will be no inconvenience that the thickness t1 of the polishing pad 2 later becomes thinner than the expected thickness. As shown in FIG. 4C, as for the thickness of the polishing pad 2 after the dressing is finished, the thickness t (t> t1) as originally planned with a minimum dressing for flattening was added. It can be reliably obtained, and the polishing cloth 2 is not wasted.

【0036】また、図5は、ドレッシング後の研磨布2
の半径方向の形状を示すものであるが、ドレッサ13の
位置を精密に制御しながらドレッシングすることで、図
12の圧力一定方式のように中高の表面になることを防
止でき、円周方向のみならず半径方向についても平坦な
形状にドレッシングすることができので、研磨布2の表
面を全体として均一に平坦化することができる。
FIG. 5 shows the polishing cloth 2 after dressing.
FIG. 12 shows the shape in the radial direction, but by performing dressing while precisely controlling the position of the dresser 13, it is possible to prevent the surface from having a medium height as in the constant pressure method of FIG. Since the dressing can be performed in a flat shape in the radial direction as well, the surface of the polishing pad 2 can be uniformly flattened as a whole.

【0037】次に、ドレッシングの終了した研磨布2で
は、図1において、ドレッシングヘッド11は待機位置
まで上昇するかわりに、ポリッシングヘッド4が下降す
る。そして、ウェハ6を、ドレッシングによってポリッ
シング能力の回復した研磨布2に押し付け、定盤1を回
転させながらウェハ6表面の層間絶縁膜あるいは金属膜
に対するCMP加工が再開される。なお、CMP加工を
続けているうちに、研磨布2に目詰まりが生じたら、適
宜、ドレッシング量δだけドレッシングが行われる。こ
のドレッシング量は、前述したように最低限で済むた
め、研磨布2を無駄にすることなく何回もドレッシング
しながら長時間にわたって使用することができる。
Next, in the dressing-finished polishing cloth 2, in FIG. 1, the dressing head 11 moves up to the standby position, but the polishing head 4 moves down. Then, the wafer 6 is pressed against the polishing cloth 2 whose polishing ability has been restored by dressing, and the CMP process for the interlayer insulating film or the metal film on the surface of the wafer 6 is restarted while rotating the surface plate 1. If the polishing cloth 2 is clogged while the CMP processing is continued, dressing is performed by the dressing amount δ as appropriate. Since this dressing amount is minimum as described above, the polishing cloth 2 can be used for a long time while being dressed many times without wasting it.

【0038】ところで、研磨布2を新しいものに交換し
て、立ち上げドレッシングを実施するときには、その新
しい研磨布2の初期状態に応じて、最低限必要な最小ド
レッシング量δを求める必要がある。そこで、この立ち
上げドレッシング時における最小ドレッシング量δの設
定について説明する。
By the way, when the polishing cloth 2 is replaced with a new one and the start-up dressing is performed, it is necessary to obtain the minimum required minimum dressing amount δ according to the initial state of the new polishing cloth 2. Therefore, the setting of the minimum dressing amount δ during this start-up dressing will be described.

【0039】新しい研磨布2では、その表面に生じてい
るうねりの起伏の状態が研磨布ごとに異なる。このた
め、一律に設定したドレッシング量によると、ある研磨
布ではドレッシングが過剰となり、他の研磨布ではドレ
ッシングが不完全となる。そこで、うねり計測手段とし
て設けたプローブ44で複数箇所のうねりを計測し、こ
の測定結果に基づいて最小ドレッシング量δを決定す
る。
In the new polishing cloth 2, the state of the undulations of undulations generated on the surface of the new polishing cloth 2 is different for each polishing cloth. Therefore, according to the uniformly set dressing amount, one dressing cloth has excessive dressing and the other dressing cloth has incomplete dressing. Therefore, the waviness at a plurality of locations is measured by the probe 44 provided as the waviness measuring means, and the minimum dressing amount δ is determined based on the measurement result.

【0040】図6は、研磨布2の円周方向のうねりの測
定ポイントの例を示す図である。この実施形態では、
A、B、Cの3点を測定ポイントとして研磨布2の表面
の円周方向のうねりを次のようにして測定する。図2に
おいて、研磨布2の回転中心からプローブ44の中心ま
での距離をrとすると、まず、A点での測定では、プロ
ーブ44をr1の位置に位置決める。そして、定盤1を
ゆっくりと回転させながら、プローブ44の変位を計測
すると、図7に示すように、測定ポイントAでのうねり
は、図に示すような変位曲線として得られる。同じよう
にして、測定ポイントB、Cの円周方向のうねりの変位
曲線を得ることができる。このような変位曲線を得るた
めに、プローブ44の出力は、演算装置52に導入され
る。演算装置52は、これらの変位曲線から最下点dmi
nと最上点dmaxを求め、この最下点dminと最上点dmax
の間の距離を平坦化に必要な最小ドレッシング量δとし
て設定する。このように最小ドレッシング量δを設定す
れば、無駄に研磨布2をドレッシングすることなくうね
りを除去して平坦化することができる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of measuring points of the waviness of the polishing cloth 2 in the circumferential direction. In this embodiment,
The undulation in the circumferential direction of the surface of the polishing pad 2 is measured as follows with the three points A, B and C as measurement points. In FIG. 2, when the distance from the center of rotation of the polishing pad 2 to the center of the probe 44 is r, first, in the measurement at point A, the probe 44 is positioned at the position r1. Then, when the displacement of the probe 44 is measured while slowly rotating the surface plate 1, the undulation at the measurement point A is obtained as a displacement curve as shown in FIG. 7, as shown in FIG. 7. In the same way, the displacement curve of the undulation in the circumferential direction of the measurement points B and C can be obtained. To obtain such a displacement curve, the output of the probe 44 is introduced into the arithmetic unit 52. The arithmetic unit 52 determines the lowest point dmi from these displacement curves.
Finding n and the highest point dmax, the lowest point dmin and the highest point dmax
The distance between them is set as the minimum dressing amount δ required for flattening. By setting the minimum dressing amount δ in this manner, it is possible to remove the undulations and flatten the polishing cloth 2 without wastefully dressing it.

【0041】なお、最小ドレッシング量δは、立ち上げ
ドレッシングの際に設定する他、CMP加工の途中でド
レッシングを行う際に、適宜、研磨布2の円周方向のう
ねりを上述したように測定し、この実測結果に基づい
て、立ち上げドレッシング時の最小ドレッシング量δを
更新するようにしてもよい。
The minimum dressing amount δ is set at the time of start-up dressing, and the waviness in the circumferential direction of the polishing pad 2 is appropriately measured as described above when dressing is performed during the CMP process. The minimum dressing amount δ at the time of start-up dressing may be updated based on the measurement result.

【0042】また、研磨布2の円周方向のうねりを計測
する手段としては、本実施例のようにプローブからなる
接触式の変位センサに変えて、非接触式の変位センサを
適用することもできる。
Further, as a means for measuring the waviness of the polishing cloth 2 in the circumferential direction, a non-contact type displacement sensor may be applied instead of the contact type displacement sensor comprising a probe as in the present embodiment. it can.

【0043】次に、図3および図8を参照しながら、本
発明の他の実施形態について説明する。図3において、
この実施形態では、ドレッシングヘッド11を回転する
第1電動モータ15に給電される電流の電流値Iを電流
検出部56で検出し、演算装置52で電流値Iの変化を
監視しながらドレッシングを行う。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG.
In this embodiment, the current value I of the current supplied to the first electric motor 15 rotating the dressing head 11 is detected by the current detector 56, and the dressing is performed while the arithmetic unit 52 monitors the change in the current value I. .

【0044】図8に示すように、ドレッシングが開始さ
れると(時間t1)、そのドレッサ13に作用するイニ
シャル負荷により第1電動モータ15に流れるモータ電
流は立ち上がる。ドレッサ13が研磨布2の表面をドレ
ッシングしていくにつれて、モータ電流は徐々に減少し
ていく。この間、ドレッサ13は、最小ドレッシング量
δに相当する送り量で研磨布2をドレッシングしてい
く。
As shown in FIG. 8, when dressing is started (time t1), the initial load acting on the dresser 13 causes the motor current flowing through the first electric motor 15 to rise. As the dresser 13 dresses the surface of the polishing cloth 2, the motor current gradually decreases. During this time, the dresser 13 dresses the polishing cloth 2 with a feed amount corresponding to the minimum dressing amount δ.

【0045】しかし、ドレッサ13に摩耗、目詰まりな
どが生じて、ドレッシング能力が低下していることがあ
り得る。このようなドレッサ13では、最小ドレッシン
グ量δに相当する分だけ送られた時点では、必ずしも研
磨布2が確実に最小ドレッシング量δだけドレッシング
されたとは限らない。
However, it is possible that the dresser 13 is worn, clogged, or the like, and the dressing ability is reduced. In such a dresser 13, the polishing cloth 2 is not always surely dressed by the minimum dressing amount δ when the dressing 13 is fed by the amount corresponding to the minimum dressing amount δ.

【0046】そこで、図3において、演算装置52は、
ドレッシングの間、モータ電流の検出値Iと、無負荷の
場合の電流値I0を比較部58で比較しながら、モータ
電流の変化を監視する。そして、モータ電流のIがI0
と一致したとき(t2)になったことをもって、ドレッ
シングの終了と判別し、ドレッシングを終了する。すな
わち、ドレッサ13は、最小ドレッシング量δだけ送ら
れ、しかも、ドレッサ13には研磨布2から加工負荷が
作用していないのであるから、ドレッサ13の状態の如
何に関わらず、この時点をもってドレッシングの終了と
判断することができる。したがって、ドレッサ13が砥
粒の摩耗、目詰まりなどでドレッシング能力が落ちてい
ても、安定したドレッシング量が得られる。
Therefore, in FIG. 3, the arithmetic unit 52 is
During dressing, the comparator unit 58 compares the detected value I of the motor current with the current value I0 in the case of no load to monitor the change in the motor current. Then, the motor current I is I0
When it coincides with (t2), it is determined that the dressing is finished, and the dressing is finished. That is, the dresser 13 is sent by the minimum dressing amount δ, and since the dressing 13 is not subjected to the processing load from the polishing cloth 2, the dressing is performed at this point regardless of the state of the dresser 13. It can be judged that the end. Therefore, a stable dressing amount can be obtained even if the dressing ability of the dresser 13 is deteriorated due to abrasion of abrasive grains or clogging.

【0047】また、このようにモータ電流Iを監視する
ことは、次のような利点もある。すなわち、最小ドレッ
シング量δの同一条件のもとで、ドレッシングを繰り返
していくと、モータ電流Iの変化曲線は変化していく。
例えば、ドレッサ13の目詰まり等がひどくなると、図
8で点線で示すように、モータ電流Iが無負荷のモータ
電流値I0と一致するまでの時間(t3)が長引くことに
なる。逆に言えば、同一の最小ドレッシング量δについ
て、基準となるドレッシング時間T0を予め設定してお
くようにすれば、演算装置52は、タイマ60により計
時しながら、ドレッシング時間が基準ドレッシング時間
T0を超えた場合をドレッサ13の寿命と判断すること
も可能となる。そして、寿命のきたドレッサ13は新し
いドレッサに交換すればよい。
Monitoring the motor current I in this way also has the following advantages. That is, when dressing is repeated under the same condition of the minimum dressing amount δ, the change curve of the motor current I changes.
For example, when the dresser 13 is heavily clogged, as shown by the dotted line in FIG. 8, the time (t3) until the motor current I matches the no-load motor current value I0 is prolonged. Conversely, if the reference dressing time T0 is set in advance for the same minimum dressing amount δ, the arithmetic unit 52 keeps the dressing time at the reference dressing time T0 while the timer 60 measures the time. It is possible to judge that the life of the dresser 13 is exceeded. The dresser 13 that has reached the end of its life may be replaced with a new dresser.

【0048】次に、基準ドレッシング時間T0は、図9
に示すように設定すると好適である。ドレッシング時間
算定の基準となる標準ドレッサを用意しておきく。そし
て、最小ドレッシング量δをパラメータとしてそのδの
値をいろいろと変えた条件で、この標準ドレッサで試験
的に研磨布2をドレッシングすることで、図8で説明し
たようにして、各δの条件でのドレッシング時間を求め
ておく。このドレッシング時間とドレッシング量δとは
比例関係にあり、図9に示すように、正常なドレッサに
ついてのドレスレート曲線が得られる。
Next, the reference dressing time T0 is shown in FIG.
It is preferable to set as shown in. Prepare a standard dresser that will serve as the basis for calculating the dressing time. Then, the dressing cloth 2 is experimentally dressed with this standard dresser under the condition that the value of δ is variously changed by using the minimum dressing amount δ as a parameter, and as described in FIG. Get dressing time in. The dressing time and the dressing amount δ are in a proportional relationship, and as shown in FIG. 9, a dressing rate curve for a normal dresser is obtained.

【0049】そこで、例えば、目標とする最小ドレッシ
ング量がδ1であるとすると、このドレスレート曲線を
利用して、目標とする最小ドレッシング量δ1に対応す
る基準ドレッシング時間T1を簡単に求めることができ
る。
Therefore, for example, assuming that the target minimum dressing amount is δ1, this dressing rate curve can be used to easily find the reference dressing time T1 corresponding to the target minimum dressing amount δ1. .

【0050】このように予め標準ドレッサによるドレス
レート曲線を用意しておけば、たとえ、最小ドレッシン
グ量δの値に変更があっても、そのドレッシング時間を
簡単に求めることができ、図8で説明したのと同じよう
にして、このドレッシング時間に基づいてドレッサ13
の寿命の判断が可能となる。
If the dressing rate curve by the standard dresser is prepared in advance as described above, the dressing time can be easily obtained even if the value of the minimum dressing amount δ is changed. Based on this dressing time, dresser 13
It is possible to determine the life of the.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、常に安定して一定のコンディションに研磨布
をドレッシングすることができ、しかも、最小限のドレ
ッシング量で研磨布の表面を平坦にドレッシングするこ
とを可能となる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the polishing cloth can be dressed in a stable and constant condition, and the surface of the polishing cloth can be dressed with a minimum dressing amount. It becomes possible to dress flatly.

【0052】また、本発明によれば、ドレッサの状態が
変化して能力が低下したり、ドレッシング量が変わって
も、常に安定して同じコンディションにドレッシングす
ることができ、また、ドレッサの寿命の判別を正確に行
うことができる
Further, according to the present invention, even if the dresser's state changes and its performance decreases, or the dressing amount changes, it is possible to always perform stable dressing under the same condition, and to improve the life of the dresser. Can make accurate judgments

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるドレッシング装置の一実施形態を
示す側面図。
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a dressing device according to the present invention.

【図2】図1のドレッシング装置が研磨布の円周方向の
うねり測定を行っているときの側面図。
FIG. 2 is a side view when the dressing device in FIG. 1 is measuring waviness in a circumferential direction of a polishing cloth.

【図3】ドレッシング工具を送る精密送り機構と、ドレ
ッシング工具の位置を制御する制御装置のブロック構成
図。
FIG. 3 is a block configuration diagram of a precision feed mechanism that feeds a dressing tool and a control device that controls the position of the dressing tool.

【図4】ドレッシングをする間の研磨布の円周方向の形
状の変化を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing changes in the circumferential shape of the polishing cloth during dressing.

【図5】ドレッシング終了時の研磨布の半径方向の形状
を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the shape of the polishing cloth in the radial direction at the end of dressing.

【図6】研磨布の円周方向のうねりの測定ポイントの例
を示す図。
FIG. 6 is a view showing an example of measurement points of waviness of a polishing cloth in a circumferential direction.

【図7】各測定ポイントにおけるうねりの変化曲線を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing a change curve of waviness at each measurement point.

【図8】ドレッシング中のモータ電流の変化を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a change in motor current during dressing.

【図9】標準ドレッシング工具を利用して求めたドレス
レート曲線を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a dressing rate curve obtained by using a standard dressing tool.

【図10】従来の圧力制御方式のドレッシング装置の側
面図。
FIG. 10 is a side view of a conventional pressure control type dressing device.

【図11】図10のドレッシング装置によりドレッシン
グされた研磨布の円周方向の形状を示す図。
11 is a view showing the shape of the polishing cloth dressed by the dressing device of FIG. 10 in the circumferential direction.

【図12】図10のドレッシング装置によりドレッシン
グされた研磨布の半径方向の形状を示す図。
12 is a view showing the radial shape of the polishing pad dressed by the dressing device of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 定盤 2 研磨布 4 ポリッシングヘッド 6 ウェハ 11 ドレッシングヘッド 12 コラム 13 ドレッサ(ドレッシング工具) 15 第1の電動モータ 30 ドレッシング装置 32 精密送り機構 34 第2の電動モータ 38 ボールねじ 40 ナット 44 プローブ 1 surface plate 2 polishing cloth 4 Polishing head 6 wafers 11 Dressing head 12 columns 13 Dresser (dressing tool) 15 First electric motor 30 dressing equipment 32 Precision feed mechanism 34 Second electric motor 38 ball screw 40 nuts 44 probes

フロントページの続き (72)発明者 伊 藤 史 隆 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 (72)発明者 川 面 貴 裕 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社沼津事業所内 Fターム(参考) 3C047 AA05 AA08 AA15 AA34 AA38Continued front page    (72) Inventor Takashi Ito             2068 Ooka, Numazu City, Shizuoka Prefecture Toshiba Machine Co., Ltd.             Company Numazu Office (72) Inventor Takahiro Kawamen             2068 Ooka, Numazu City, Shizuoka Prefecture Toshiba Machine Co., Ltd.             Company Numazu Office F term (reference) 3C047 AA05 AA08 AA15 AA34 AA38

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ケミカルメカニカルポリッシング装置に用
いられる研磨布をドレッシングするためのドレッシング
装置において、 研磨布が表面に固定され、水平面上で研磨布を回転させ
る定盤と、 前記研磨布の表面を削り、ドレッシングをするドレッシ
ング用工具と、 コラムに鉛直方向の移動が可能なように取り付けられ、
前記定盤上の研磨布と対向させて前記ドレッシング工具
を保持するドレッシングヘッドと、 前記ドレッシングヘッドに接続され、前記ドレッシング
工具を回転駆動する第1の電動モータと、 前記ドレッシングヘッドを鉛直方向に送り、前記ドレッ
シング工具を前記研磨布に押し付ける精密送り機構と、 前記精密送り機構を駆動する第2の電動モータと、 前記ドレッシング工具を予め設定した送り量だけ送るた
めに、前記ドレッシング工具の位置を制御する位置制御
手段と、を具備したことを特徴とするドレッシング装
置。
1. A dressing device for dressing a polishing cloth used in a chemical mechanical polishing apparatus, wherein the polishing cloth is fixed to a surface and the polishing cloth is rotated on a horizontal surface; and the surface of the polishing cloth is scraped. , Dressing tools for dressing, and vertically mounted on the column,
A dressing head that holds the dressing tool facing the polishing cloth on the surface plate, a first electric motor that is connected to the dressing head, and drives the dressing tool to rotate, and feeds the dressing head in a vertical direction. A precision feed mechanism for pressing the dressing tool against the polishing cloth; a second electric motor for driving the precision feed mechanism; and a position of the dressing tool for feeding the dressing tool by a preset feed amount. And a position control means for controlling the dressing device.
【請求項2】前記精密送り機構は、前記第2電動モータ
の駆動軸と連結されるボールねじと、前記ボールねじに
螺合するとともに、前記ドレッシングヘッドを回転駆動
する第1電動モータのハウジングに取り付けられたナッ
トを有することを特徴とする請求項1に記載のドレッシ
ング装置。
2. The precision feed mechanism is a ball screw connected to a drive shaft of the second electric motor, and a housing of a first electric motor which is screwed to the ball screw and rotationally drives the dressing head. The dressing device according to claim 1, wherein the dressing device has an attached nut.
【請求項3】前記位置制御手段は、前記第2電動モータ
を前記設定送り量に対応する回転角度だけ回転させるオ
ープンループの位置制御手段であることを特徴とする請
求項1に記載のドレッシング装置。
3. The dressing device according to claim 1, wherein the position control means is an open loop position control means for rotating the second electric motor by a rotation angle corresponding to the set feed amount. .
【請求項4】前記位置制御手段は、研磨布の円周方向の
うねりの大きさを測定するうねり計測手段と、このうね
り計測手段による測定結果に基づいて最小ドレッシング
量を求める手段とを有し、この最小ドレッシング量に相
当する送り量を前記設定送り量と設定することを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかの項に記載のドレッシン
グ装置。
4. The position control means has a waviness measuring means for measuring the size of the waviness of the polishing cloth in the circumferential direction, and a means for obtaining a minimum dressing amount based on the measurement result by the waviness measuring means. The dressing device according to any one of claims 1 to 3, wherein a feed amount corresponding to the minimum dressing amount is set as the set feed amount.
【請求項5】前記第1電動モータに給電される電流を検
出する手段と、 ドレッシングを開始してから電流値が上昇した後、減少
し始める電流値が予め設定された所定の設定値まで下が
った時点をドレッシング終了と判別する手段とをさらに
備えることを特徴とする請求項1に記載のドレッシング
装置。
5. A means for detecting a current supplied to the first electric motor, and a current value which starts to decrease after starting the dressing and then starts to decrease to a predetermined set value. The dressing device according to claim 1, further comprising a unit that determines that the time point when the dressing is finished.
【請求項6】ケミカルメカニカルポリッシング装置に用
いられる研磨布をドレッシングするためのドレッシング
方法において、 鉛直方向に移動可能であり電動モータ駆動のドレッシン
グヘッドに取り付けたドレッシング工具が、研磨布が固
定される定盤に対して平行に対向するように前記ドレッ
シング工具の平行度を調整し、 前記定盤を回転させながら、前記ドレッシング工具を回
転している研磨布に対して位置制御により予め設定した
送り量だけ送り、研磨布のドレッシングを行い、 ドレッシングを開始してから、前記ドレッシングヘッド
を駆動する電動モータに給電される電流値が上昇した
後、減少し始める電流値が予め設定された所定の設定値
まで下がった時点でドレッシングを終了することを特徴
とするドレッシング方法。
6. A dressing method for dressing a polishing cloth used in a chemical mechanical polishing apparatus, wherein a dressing tool movable in a vertical direction and attached to a dressing head driven by an electric motor fixes the polishing cloth. Adjust the parallelism of the dressing tool so as to face the plate in parallel, while rotating the surface plate, only the feed amount preset by position control with respect to the polishing cloth rotating the dressing tool After feeding, dressing the polishing cloth, and starting the dressing, the current value supplied to the electric motor that drives the dressing head rises and then begins to decrease until the preset preset value A dressing method characterized by terminating dressing when the temperature falls.
【請求項7】ドレッシング終了までの時間を毎回測定
し、 このドレッシング時間と、予め設定している基準ドレッ
シング時間とを比較し、 ドレッシング時間が前記基準ドレッシング時間を超えた
場合にドレッシング工具の寿命と判断して当該ドレッシ
ング工具を交換することを特徴とする請求項6に記載の
ドレッシング方法。
7. A dressing time is measured every time, the dressing time is compared with a preset reference dressing time, and when the dressing time exceeds the reference dressing time, the life of the dressing tool is determined. The dressing method according to claim 6, wherein the dressing tool is replaced after the judgment.
【請求項8】基準となる標準ドレッシング工具における
ドレッシングレートを予め測定し、前記ドレッシングレ
ートに基づいて基準ドレッシング時間を設定することを
特徴とする請求項7に記載のドレッシング方法。
8. The dressing method according to claim 7, wherein a dressing rate of a standard dressing tool serving as a reference is measured in advance, and a reference dressing time is set based on the dressing rate.
JP10236015A 1998-08-21 1998-08-21 Dressing device and dressing method Pending JP2000061838A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10236015A JP2000061838A (en) 1998-08-21 1998-08-21 Dressing device and dressing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10236015A JP2000061838A (en) 1998-08-21 1998-08-21 Dressing device and dressing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000061838A true JP2000061838A (en) 2000-02-29

Family

ID=16994520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10236015A Pending JP2000061838A (en) 1998-08-21 1998-08-21 Dressing device and dressing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000061838A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100423905B1 (en) * 2001-03-20 2004-03-24 삼성전자주식회사 Calibration apparatus for head of pad conditioner in cmp machine
JP2005034951A (en) * 2003-07-15 2005-02-10 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Flattening device
JP2006055971A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Disco Abrasive Syst Ltd Dressing method for polishing pad
JP2009255188A (en) * 2008-04-14 2009-11-05 Nikon Corp Polishing apparatus
JP2016128209A (en) * 2011-06-02 2016-07-14 株式会社荏原製作所 Method for monitoring polishing surface of polishing pad for polishing device and polishing device using the same
KR20180104575A (en) * 2017-03-13 2018-09-21 고요 기카이 고교 가부시키가이샤 Surface grinding method and surface grinding device
CN114434278A (en) * 2021-12-31 2022-05-06 柯月娇 Single-face polishing and derusting equipment for steel plate processing

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100423905B1 (en) * 2001-03-20 2004-03-24 삼성전자주식회사 Calibration apparatus for head of pad conditioner in cmp machine
JP2005034951A (en) * 2003-07-15 2005-02-10 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Flattening device
JP2006055971A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Disco Abrasive Syst Ltd Dressing method for polishing pad
JP2009255188A (en) * 2008-04-14 2009-11-05 Nikon Corp Polishing apparatus
JP2016128209A (en) * 2011-06-02 2016-07-14 株式会社荏原製作所 Method for monitoring polishing surface of polishing pad for polishing device and polishing device using the same
KR20180104575A (en) * 2017-03-13 2018-09-21 고요 기카이 고교 가부시키가이샤 Surface grinding method and surface grinding device
KR102393731B1 (en) * 2017-03-13 2022-05-04 고요 기카이 고교 가부시키가이샤 Surface grinding method and surface grinding device
CN114434278A (en) * 2021-12-31 2022-05-06 柯月娇 Single-face polishing and derusting equipment for steel plate processing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7314401B2 (en) Methods and systems for conditioning planarizing pads used in planarizing substrates
US20170252889A1 (en) Polishing apparatus
JP5325831B2 (en) Polishing pad dressing method, substrate polishing method
US7070479B2 (en) Arrangement and method for conditioning a polishing pad
US8870625B2 (en) Method and apparatus for dressing polishing pad, profile measuring method, substrate polishing apparatus, and substrate polishing method
US8592313B2 (en) Polishing method and polishing apparatus
US6702646B1 (en) Method and apparatus for monitoring polishing plate condition
US6896583B2 (en) Method and apparatus for conditioning a polishing pad
KR20200078375A (en) Polishing apparatus and dressing method for polishing member
US20120009847A1 (en) Closed-loop control of cmp slurry flow
JP2000061838A (en) Dressing device and dressing method
KR100789842B1 (en) Apparatus for mesuring the pad surface profile, and method of revising the pad surface profile taking use of it, and chemical mechanical polishing equipment taking use of it
JP4682449B2 (en) Chemical mechanical polishing method and chemical mechanical polishing apparatus
US7153182B1 (en) System and method for in situ characterization and maintenance of polishing pad smoothness in chemical mechanical polishing
JP7113737B2 (en) Polishing device and dressing method for polishing member
JP7283750B2 (en) Facing device and facing method
JPH11265860A (en) Partial polishing device and method
JP2002086342A (en) Initial dressing method for abrasive cloth
US20040144160A1 (en) Pad conditioning head offline testing kit