JP2004306173A

JP2004306173A - 基板研磨装置

Info

Publication number: JP2004306173A
Application number: JP2003100405A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Endo; 仁志遠藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】研磨量のばらつきを大幅に抑制することが可能な基板研磨装置を提供する。
【解決手段】基板研磨装置は、基板３０が載置されるステージ１と、ステージ１に対向して配置された研磨パッド６と、研磨パッド６とステージ１とを相対的に回転駆動するディスク駆動用モータ８およびステージ駆動用モータ４と、基板３０と研磨パッド６との間に研磨剤を供給する研磨剤供給ポンプ１２と、基板３０に向かって研磨パッド６を押圧するシリンダ１０と、ディスク駆動用モータ８の負荷電流を検知する電流センサと、基板温度を検知する温度センサ１３とを備える。電流センサおよび温度センサ１３によって検知された研磨情報に基づき、コントローラ１４に設けられた制御マイクロコンピュータによってシリンダ１０の下降エア圧、駆動用モータ４，８の回転数および研磨剤供給ポンプによる研磨剤の供給量が変動調整される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板や液晶基板などを研磨する基板研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来の基板研磨装置の一般的な構成を示す模式図である。図４に示すように、基板研磨装置は、ステージ１０１と、ステージ１０１の載置面１０１ａに対向配置された研磨パッド１０６とを有している。ステージ１０１の載置面１０１ａには、キャリア１０３によって保持された研磨対象物である基板３０がバックパッド１０２を介して載置される。研磨パッド１０６は、ディスク１０７の下面に取付けられている。ステージ１０１は、ステージ駆動用モータ１０４によって回転可能に支持されている。ディスク１０７は、ディスク駆動用モータ１０８によって回転可能に支持されている。また、ディスク１０７は、シリンダ１１０によって昇降可能に支持されている。研磨剤供給ポンプ１１２は、基板３０と研磨パッド１０６の間にスラリー状の研磨剤を供給する。
【０００３】
上記構成の基板研磨装置においては、基板３０と研磨パッド１０６との間に供給された研磨剤に含まれる研磨粒子が研磨パッド１０６によって保持され、この研磨粒子を保持した研磨パッド１０６が基板３０の表面に押圧されることにより、基板３０が研磨される。
【０００４】
具体的には、まず、複数の基板３０をステージ１０１上に載置し、研磨剤供給ポンプ１１２を用いて研磨剤を供給しつつ、シリンダ１１０を調節することによってディスク１０７を図中矢印Ｃ２方向に向かって下降させ、適度な押圧力にて基板３０に向かって研磨パッド１０６を押圧する。
【０００５】
次に、ディスク駆動用モータ１０８によってディスク１０７を図中矢印Ａ方向に向かって回転駆動させ、同時にステージ駆動用モータ１０４によってステージ１０１を図中矢印Ｂ方向に向かって回転駆動する。ステージ１０１とディスク１０７とは同一の方向に回転駆動され、その回転速度の差によって基板３０と研磨パッド１０６との間に摩擦が生じ、基板３０の表面が研磨される。また、ステージ１０１とディスク１０７とは、前後および左右方向に相対的に揺動する。これにより、ステージ１０１上に載置された複数の基板が均等に研磨されるようになる。なお、研磨中においては、研磨剤供給ポンプ１１２によって基板３０と研磨パッド１０６の間に研磨剤が適宜供給される。
【０００６】
所定量の研磨が終了した後は、基板３０をステージ１０１から取外す。以上により、一連の研磨工程が終了する。実際の製造現場においては、上記一連の研磨工程がワークである基板を取り換えて連続的に繰り返され、短時間に大量の基板が研磨処理されていく。
【０００７】
この基板研磨装置は、たとえば、図５に示す如くの液晶基板の研磨に用いられる。液晶基板３０は、電極が形成された表面側ガラス基板３０ａと裏面側ガラス基板３０ｂとからなる２枚のガラス基板を、それぞれの電極形成面が内側となるようにシール材を用いて貼り合わせ、これらガラス基板の間に形成されたセル中に液晶を封入することによって形成されるものである。なお、半導体基板（ウェハ）を研磨する際にも、同様の構成の基板研磨装置が用いられる。
【０００８】
このような基板研磨装置を用いて基板に研磨処理を施す場合には、研磨量のばらつきが問題となる。研磨量のばらつきは、大きく分けて２つに分類される。一つは、上記一連の研磨工程において同時に研磨処理が施された基板間に生じる研磨量のばらつきであり、もう一つは、ワークを取り換えて行なわれた別々の研磨工程で研磨処理が施された基板間に生じる研磨量のばらつきである。これら２種類の研磨量のばらつきは、摩擦抵抗の変化によって生じるものである点で共通するが、前者は、主に、研磨パッドが消耗することによって生じる研磨パッドの研磨能力の低下や、研磨剤の濃度変化などが原因であり、後者は、主に、研磨パッドをドレッシングした場合や研磨パッドを交換した場合に生じる研磨能力の向上、あるいは研磨対象物である基板の厚みばらつきや処理面積のばらつきなどが原因である。さらには、仕様の異なる基板を同一の基板処理装置で研磨する場合には、材質の違いや基板サイズの違いにより、研磨量にばらつきが生じる。
【０００９】
従来の基板処理装置においては、この研磨量のばらつきを抑制するために、経験的に得られた最適の研磨条件に設定した上で研磨処理を施し、研磨中においては研磨条件を一切変更しない構成としていた。なお、研磨条件としては、研磨パッドを基板に対して押圧する押圧力や、ディスクおよびステージの回転数、研磨時間、研磨剤の供給量などが挙げられる。
【００１０】
しかしながら、たとえ最適な条件に研磨条件が設定されていたとしても、研磨中において摩擦抵抗は時々刻々と変化するため、研磨量のばらつきを十分に抑制するには至っていなかった。たとえば、特開平９−２９５９１号公報（特許文献１）に開示の基板研磨装置は、研磨中における基板温度を一定に保つことによって研磨レートが安定することに着目し、ステージ内に一定温度に保たれた媒体が循環する循環経路を設けて基板の温度を一定に保ち、研磨量がばらつくことを防止したものである。しかしながら、時々刻々と変化する摩擦抵抗に対応したものではなく、あくまでも予め設定した研磨条件を研磨完了まで確実に維持することを目的としたものであり、研磨量のばらつきは依然として生じるものである。
【００１１】
また、上記一連の研磨工程において同時に研磨処理が施された基板間に生じる研磨量のばらつきの抑制が可能な基板研磨装置として、特開平８−３１７７７号公報（特許文献２）に開示の基板研磨装置がある。この特許文献２に開示の基板研磨装置は、ステージおよびディスクの回転方向を反転させる回転方向切換え手段を備えており、所定時間研磨が進行した時点でこの回転方向切換え手段を用いて研磨方向を反転させることにより、研磨パッドによる基板への押圧力のバランスが基板表面において均等に保たれるように構成したものである。これにより、研磨量のばらつきを抑制することが可能となっている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平９−２９５９１号公報
【００１３】
【特許文献２】
特開平８−３１７７７号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
以上において説明したように、従来の基板研磨装置においては、いずれも予め研磨条件を設定した後は、研磨中に研磨条件を変更することのない構成となっていた。ところが、摩擦抵抗は研磨中においても時々刻々と変化するため、研磨量のばらつきを低減することはできても十分に抑制するには至っておらず、依然として歩留まりの低下の原因となっている。
【００１５】
したがって、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、研磨量のばらつきを大幅に抑制することが可能な基板研磨装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の局面に基づく基板研磨装置は、保持台と、研磨パッドと、駆動モータと、研磨剤供給手段と、押圧手段と、負荷電流検知手段と、制御手段とを備える。保持台は、基板が載置される載置面を有しており、この載置面に対向するように研磨パッドが配置されている。駆動モータは、研磨パッドと保持台とを相対的に回転駆動する。研磨剤供給手段は、基板と研磨パッドとの間に所定温度の研磨剤を供給する手段であり、押圧手段は、研磨パッドを基板に向かって押圧する手段である。負荷電流検知手段は、駆動モータの負荷電流を検知する手段であり、制御手段は、負荷電流検知手段によって検知された研磨情報に基づき、基板に対する研磨条件を変動調整する手段である。
【００１７】
本発明の第２の局面に基づく基板研磨装置は、保持台と、研磨パッドと、駆動モータと、研磨剤供給手段と、押圧手段と、基板温度検知手段と、制御手段とを備える。保持台は、基板が載置される載置面を有しており、この載置面に対向するように研磨パッドが配置されている。駆動モータは、研磨パッドと保持台とを相対的に回転駆動する。研磨剤供給手段は、基板と研磨パッドとの間に所定温度の研磨剤を供給する手段であり、押圧手段は、研磨パッドを基板に向かって押圧する手段である。基板温度検知手段は、基板の温度を検知する手段であり、制御手段は、基板温度検知手段によって検知された研磨情報に基づき、基板に対する研磨条件を変動調整する手段である。
【００１８】
本発明の第３の局面に基づく基板研磨装置は、保持台と、研磨パッドと、駆動モータと、研磨剤供給手段と、押圧手段と、負荷電流検知手段と、基板温度検知手段と、制御手段とを備える。保持台は、基板が載置される載置面を有しており、この載置面に対向するように研磨パッドが配置されている。駆動モータは、研磨パッドと保持台とを相対的に回転駆動する。研磨剤供給手段は、基板と研磨パッドとの間に所定温度の研磨剤を供給する手段であり、押圧手段は、研磨パッドを基板に向かって押圧する手段である。負荷電流検知手段は、駆動モータの負荷電流を検知する手段であり、基板温度検知手段は、基板の温度を検知する手段である。制御手段は、負荷電流検知手段および基板温度検知手段によって検知された研磨情報に基づき、基板に対する研磨条件を変動調整する手段である。
【００１９】
以上のいずれかの構成の基板研磨装置とすることにより、研磨中において時々刻々と変化する研磨パッドと基板との間の摩擦抵抗に応じて、常に最適な研磨条件にて研磨することが可能になるため、研磨量のばらつきの生じ難い基板研磨装置を提供することが可能になる。このため、高品質の基板を提供することが可能になるとともに歩留まりも向上する。
【００２０】
上記本発明の第１、第２および第３の局面に基づく基板研磨装置においては、上記制御手段が、押圧手段によって基板に押圧される研磨パッドの押圧力を調整する押圧力制御手段を含んでいることが好ましい。
【００２１】
基板に押圧される研磨パッドの押圧力は、研磨量を決定する研磨条件の一つであるため、この押圧力を研磨中において適宜変動調整することにより、研磨量を調整することが可能になる。この結果、研磨量のばらつきを低減することが可能になる。
【００２２】
上記本発明の第１、第２および第３の局面に基づく基板研磨装置においては、上記制御手段が、駆動モータの回転数を調整する回転数制御手段を含んでいることが好ましい。
【００２３】
駆動モータの回転数は、研磨量を決定する研磨条件の一つであるため、駆動モータの回転数を研磨中において適宜変動調整することにより、研磨量を調整することが可能になる。この結果、研磨量のばらつきを低減することが可能になる。
【００２４】
上記本発明の第１、第２および第３の局面に基づく基板研磨装置においては、上記制御手段が、研磨剤の供給量を調整する供給量制御手段を含んでいることが好ましい。
【００２５】
研磨剤の供給量は、研磨量を決定する研磨条件の一つであるため、研磨剤の供給量を研磨中において適宜変動調整することにより、研磨量を調整することが可能になる。この結果、研磨量のばらつきを低減することが可能になる。
【００２６】
上記本発明の第１、第２および第３の局面に基づく基板研磨装置においては、保持台と研磨パッドとの回転方向を反転させる回転方向切換え手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２７】
このように、回転方向切換え手段を用いて適宜回転方向を反転させることにより、基板表面における押圧力のバランスが是正されるため、研磨量のばらつきを低減することが可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の実施の形態における基板研磨装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態における基板研磨装置は、保持台としてのステージ１と、研磨パッド６とを有している。研磨パッド６は、ディスク７の下面に取付けられており、ステージ１の載置面１ａに対向配置されている。ステージ１の載置面１ａには、キャリア３によって保持された研磨対象物である複数の基板３０がバックパッド２を介して載置される。基板３０としては、上述の如くの液晶基板や半導体基板（ウェハ）などが適用される。
【００３０】
ステージ１は、ステージ駆動用モータ４によって回転可能に支持されている。ディスク７は、ディスク駆動用モータ８によって回転可能に支持されている。ディスク駆動用モータ８には、負荷電流検知手段としての電流センサ９（図２参照）が取付けられている。この電流センサ９は、研磨中におけるディスク駆動用モータ８に生じる負荷電流を検知する。また、ディスク７は、押圧手段としてのシリンダ１０によって昇降可能に支持されている。
【００３１】
本実施の形態における基板研磨装置は、ステージ駆動用モータ４およびディスク駆動用モータ８の回転方向を反転させる図示しない回転方向切換え手段をそれぞれ有している。回転方向切換え手段としては、たとえば、ギア等からなる動力伝達機構によって構成してもよいし、駆動モータとしてＤＣモータを用い、リレーによって正逆方向に切換え可能に構成してもよい。
【００３２】
適度な濃度に調整された研磨剤を貯留するリザーバタンク１１には、研磨剤供給ポンプ１２が接続されており、この研磨剤供給ポンプ１２を駆動することにより、リザーバタンク１１から基板３０と研磨パッド６の間に研磨剤が供給される。ステージ１の載置面１ａに対向する位置には、基板温度検知手段としての非接触式の温度センサ１３が配置されている。この非接触式の温度センサ１３は、研磨パッド６から流出する研磨剤の温度を測定することによって研磨中の基板３０の温度を間接的に検知する。
【００３３】
本実施の形態における基板研磨装置は、コントローラ１４を備えている。このコントローラ１４は、ステージ駆動用モータ４、ディスク駆動用モータ８、シリンダ１０、研磨剤供給ポンプ１２および温度センサ１３に接続されており、各種信号が通信可能となるように構成されている。また、コントローラ１４には、各種運転条件を設定するための操作部１６と、操作部１６による操作結果や運転状態などを表示するための表示部１７とが設けられている。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態における基板研磨装置の機能ブロック図である。ディスク駆動用モータ８に生ずる負荷電流を検知する電流センサ９にて得られた電流情報および基板温度を検知する温度センサ１３にて得られた温度情報は、基板の研磨状態を示す研磨情報として、コントローラ１４の制御マイクロコンピュータ１５に出力される。上記研磨情報を基づき、制御マイクロコンピュータ１５は、研磨剤の供給量制御部１８、ステージ回転数制御部１９、ディスク回転数制御部２０および押圧力制御部２１からそれぞれ制御信号を導出し、研磨剤供給ポンプ１２、ディスク駆動用モータ８、ステージ駆動用モータ４およびシリンダ１０のそれぞれに個々に指令を与える。また、制御マイクロコンピュータ１５は、電流センサ９および温度センサ１３にて検知された研磨情報を表示部１７に表示する指令を導出するとともに、操作部１６を用いて使用者が変更した研磨条件を表示部１７に表示する指令も導出する。
【００３５】
図１を参照して、上述の基板研磨装置を用いて基板の研磨を実施する場合の手順と基板研磨装置の動作について説明する。
【００３６】
まず、複数の基板３０をステージ１上に載置し、研磨剤供給ポンプ１２を用いて研磨剤を供給しつつ、シリンダ１０を調節することによりディスク７を基板３０に向かって下降させ、研磨パッド６を基板３０に向かって適度な押圧力にて押圧する。
【００３７】
次に、ディスク駆動用モータ８によってディスク７を図中矢印Ａ方向に向かって回転駆動させ、同時にステージ駆動用モータ４によってステージ１を図中矢印Ｂ方向に向かって回転駆動する。ステージ１とディスク７とは同一の方向に回転駆動され、その回転速度の差によって基板３０と研磨パッド６との間に摩擦が生じ、基板３０の表面が研磨される。また、ステージ１とディスク７とは、前後および左右方向に相対的に揺動する。これにより、ステージ１上に載置された複数の基板が均等に研磨されるようになる。なお、研磨中においては、研磨剤供給ポンプ１２によって基板３０と研磨パッド６の間に研磨剤が適宜供給される。
【００３８】
本実施の形態における基板研磨装置では、上述のように、電流センサ９および温度センサ１３によって検知された研磨情報に基づいて、各種研磨条件が変動調整される。このうち、基板３０に対する研磨パッド６の押圧力の調整には、シリンダ１０が用いられる。具体的には、シリンダ１０の下降エア圧を調整することにより、図１中の矢印Ｃ１方向にディスク７が昇降するように構成されている。
【００３９】
また、本実施の形態における基板研磨装置は、上述のように回転方向切換え手段を有しているため、適宜この回転方向切換え手段を用いて図１中の矢印ＡおよびＢ方向とは反対方向にステージ１およびディスク７を回転させることにより、基板３０の表面における押圧力のバランスの均等化が図られるようになる。この結果、研磨量のばらつきが抑制されるようになる。ここで、反転直後における押圧力を反転直前の押圧力に比べて軽減させることにより、反転時に生じる研磨パッド６と基板３０のエッジ部分との引っ掛かりが軽減されるため、基板３０に破損が生じるおそれがなくなる。また、研磨パッド６の寿命も向上する。
【００４０】
所定量の研磨が終了した後は、基板３０をステージ１から取外す。以上により、一連の研磨工程が終了する。実際の製造現場においては、上記一連の研磨工程がワークである基板を取り換えて連続的に繰り返され、短時間に大量の基板が研磨処理されていく。
【００４１】
以上において説明した構成の基板研磨装置を用いることにより、電流センサ９や温度センサ１３によって検知された研磨情報に基づいて研磨剤供給ポンプ１２やディスク駆動用モータ８、ステージ駆動用モータ４、シリンダ１０の動作を制御することによって簡便に時々刻々と変化する研磨パッド６と基板３０との間の摩擦抵抗に応じた最適の研磨条件にて基板３０を研磨することが可能になる。このため、研磨量のばらつきが生じ難くなる。この結果、高品質の基板を提供することが可能になるとともに歩留まりも向上する。
【００４２】
（実施例）
以下においては、上述の基板研磨装置を用いて実際に図５に示す如くの液晶基板を研磨する場合の実施例について説明する。本実施例では、図２に示す機能ブロックにおいて、制御マイクロコンピュータ１５にシーケンス回路を設けてシーケンス制御することにより、研磨中において段階的に研磨条件を補正する構成とした場合を例示するものである。
【００４３】
上述のように、研磨中における研磨パッド６と基板３０との間の摩擦抵抗は時々刻々と変化する。何らかの原因により摩擦抵抗が極端に変動した場合には、研磨パッド６とステージ１とを相対的に回転駆動する駆動モータであるディスク駆動用モータ８とステージ駆動用モータ４とに負荷電流の変動が生じる。また、同時に摩擦抵抗が変動することにより発生する摩擦熱にも変動が生じ、この結果、基板温度が変動する。たとえば、ディスク駆動用モータ８の負荷電流値が４Ａと６Ａのときでは、負荷電流値が６Ａのときの方が研磨量は多くなり、基板温度が２０℃と４０℃のときでは、基板温度が４０℃のときの方が研磨量は多くなる。
【００４４】
したがって、許容可能な範囲の研磨量のばらつきとなる研磨条件の範囲を確認し、この場合の負荷電流および基板温度の変動範囲を特定することにより、予め負荷電流と基板温度との変動許容範囲を設定しておき、負荷電流または基板温度がこの変動許容範囲外に達した場合に研磨条件のいずれかを変動制御することにより、研磨量のばらつきを低く抑えることが可能になる。なお、本実施例では、正確を期するため、負荷電流と基板温度の両者が変動許容範囲外に達した場合に研磨条件を変動調整する構成とした。
【００４５】
まず、研磨を実施する液晶基板に応じた最適の研磨条件（以下、設定条件とも称する）と変動許容範囲とを、操作部１６および表示部１７を用いてコントローラ１４に入力し、その後、基板研磨装置の運転を開始する。たとえば、設定条件としては、以下に示す条件とする。
研磨剤の供給間欠時間：出時間１２秒、止時間６秒
シリンダ下降圧：０．１３ＭＰａ
ディスク回転数：１４０ｒｐｍ
ステージ回転数：７ｒｐｍ
基板研磨装置の運転動作中においては、電流センサ９および温度センサ１３によって検知された負荷電流および基板温度が、随時、制御マイクロコンピュータ１５に入力される。制御マイクロコンピュータ１５に入力されたこれら研磨情報は、制御マイクロコンピュータの判定部において変動許容範囲内（変動許容範囲としては、たとえば、負荷電流が５Ａ〜６Ａの範囲内、基板温度が３０℃〜３５℃の範囲内など）にあるかどうかが判定され、いずれも範囲外にある場合にシーケンス回路にたとえばハイ（Ｈ）またはロー（Ｌ）の異常信号としてパルス出力される。
【００４６】
シーケンス回路に異常信号が入力された場合には、研磨条件を段階的に補正する。図３は、本実施例における基板研磨装置の制御フローを示すフローチャートである。図３を参照して、そのステップについて順次説明する。
【００４７】
第１ステップ（Ｓ１）としては、研磨剤供給ポンプ１２による研磨剤の供給量を補正する。具体的には、研磨剤の供給間欠時間を調整する。たとえば、研磨剤の供給間欠時間の設定条件が出時間１２秒、止時間６秒に設定されている場合に、止時間を±２秒ずつ変動調整する。
【００４８】
ハイ（Ｈ）異常、すなわち負荷電流が変動許容範囲を超えて増大し、かつ基板温度が変動許容範囲を超えて上昇した場合には、研磨量が増大していることになるため、研磨剤の供給間欠時間のうちの止時間を２秒短くする。ロー（Ｌ）異常、すなわち負荷電流が変動許容範囲を下回り、かつ基板温度が変動許容範囲を下回った場合には、研磨量が減少していることになるため、研磨剤の供給間欠時間のうちの止時間を２秒長くする。このときの研磨剤の供給間欠時間の調整は、シーケンス回路から出力された信号に基づき供給量制御部１８が研磨剤供給ポンプ１２に対して指令を導出することによって行なわれる。
【００４９】
そして変更後の研磨条件を維持して２分程度研磨をつづける。なお、過剰に研磨剤の供給量の変動調整を行なった場合には、基板自体に損傷が生じたり、研磨時間が大幅に長くなったりすることが考えられるため、予め変動調整を行なってもよい変動調整許容範囲を決定しておき、その範囲内で変動調整を行なうように構成することが好ましい。たとえば、本実施例では、研磨剤の供給量の変動調整許容範囲としては、研磨剤の供給間欠時間のうちの止時間が１秒〜１２秒の範囲とする。
【００５０】
２分以内に異常信号が消えた場合には、その設定条件を維持したまま研磨を続行し、２分以内に異常信号が消えない場合には、さらに供給間欠時間に±２秒の変動調整を行ない、研磨を続ける。
【００５１】
上記サイクルを数回繰り返しても異常信号が消えない場合には、変更後の研磨条件を維持しつつ第２のステップ（Ｓ２）へと移行する。
【００５２】
第２ステップ（Ｓ２）としては、基板３０に向かって押圧される研磨パッド６の押圧力の補正する。具体的には、シリンダ１０の下降エア圧の調整を行なう。たとえば、シリンダ１０の下降エア圧の設定条件が０．１３ＭＰａに設定されている場合に、下降エア圧を±０．０１ＭＰａずつ変動調整する。
【００５３】
ハイ（Ｈ）異常の場合には、研磨量が増大していることになるため、下降エア圧を０．０１ＭＰａ小さくする。ロー（Ｌ）異常の場合には、研磨量が減少していることになるため、下降エア圧を０．０１ＭＰａ大きくする。このときの下降エア圧の調整は、シーケンス回路から出力された信号に基づき押圧力制御部２１がシリンダ１０に対して指令を導出することによって行なわれる。
【００５４】
そして変更後の研磨条件を維持して２分程度研磨をつづける。なお、過剰にシリンダ１０の下降エア圧の変動調整を行なった場合には、基板自体に損傷が生じたり、研磨時間が大幅に長くなったりすることが考えられるため、予め変動調整を行なってもよい変動調整許容範囲を決定しておき、その範囲内で変動調整を行なうように構成することが好ましい。たとえば、本実施例では、シリンダ１０の下降エア圧の変動調整許容範囲としては、０．０５ＭＰａ〜０．１６５ＭＰａの範囲とする。
【００５５】
２分以内に異常信号が消えた場合には、その設定条件を維持したまま研磨を続行し、２分以内に異常信号が消えない場合には、さらにシリンダ１０の下降エア圧に±０．０１ＭＰａの変動調整を行ない、研磨を続ける。
【００５６】
上記サイクルを数回繰り返しても異常信号が消えない場合には、変更後の研磨条件を維持しつつ第３のステップ（Ｓ３）へと移行する。
【００５７】
第３ステップ（Ｓ３）としては、回転駆動された研磨パッド６の回転数を補正する。具体的には、ディスク駆動用モータ８の回転数の調整を行なう。たとえば、ディスク駆動用モータ８の回転数の設定条件が１４０ｒｐｍに設定されている場合に、回転数を±１０ｒｐｍずつ変動調整する。
【００５８】
ハイ（Ｈ）異常の場合には、研磨量が増大していることになるため、回転数を１０ｒｐｍ減少させる。ロー（Ｌ）異常の場合には、研磨量が減少していることになるため、回転数を１０ｒｐｍ増大させる。このときのディスク駆動用モータ８の回転数の調整は、シーケンス回路から出力された信号に基づきディスク回転数制御部２０がディスク駆動用モータ８に対して指令を導出することによって行なわれる。
【００５９】
そして変更後の研磨条件を維持して２分程度研磨をつづける。なお、過剰にディスク駆動用モータ８の回転数の変動調整を行なった場合には、基板自体に損傷が生じたり、研磨時間が大幅に長くなったりすることが考えられるため、予め変動調整を行なってもよい変動調整許容範囲を決定しておき、その範囲内で変動調整を行なうように構成することが好ましい。たとえば、本実施例では、ディスク駆動用モータ８の回転数の変動調整許容範囲としては、８０ｒｐｍ〜１８０ｒｐｍの範囲とする。
【００６０】
２分以内に異常信号が消えた場合には、その設定条件を維持したまま研磨を続行し、２分以内に異常信号が消えない場合には、さらにディスク駆動用モータ８の回転数に±１０ｒｐｍの変動調整を行ない、研磨を続ける。
【００６１】
上記サイクルを数回繰り返しても異常信号が消えない場合には、変更後の研磨条件を維持しつつ第４のステップ（Ｓ４）へと移行する。
【００６２】
第４ステップ（Ｓ４）としては、回転駆動されたステージ１の回転数を補正する。具体的には、ステージ駆動用モータ４の回転数の調整を行なう。たとえば、ステージ駆動用モータ４の回転数の設定条件が７ｒｐｍに設定されている場合に、回転数を±２ｒｐｍずつ変動調整する。
【００６３】
ハイ（Ｈ）異常の場合には、研磨量が増大していることになるため、回転数を２ｒｐｍ増大させる。ロー（Ｌ）異常の場合には、研磨量が減少していることになるため、回転数を２ｒｐｍ減少させる。このときのステージ駆動用モータ４の回転数の調整は、シーケンス回路から出力された信号に基づきステージ回転数制御部１９がステージ駆動用モータ４に対して指令を導出することによって行なわれる。
【００６４】
そして変更後の研磨条件を維持して２分程度研磨をつづける。なお、過剰にステージ駆動用モータ４の回転数の変動調整を行なった場合には、基板自体に損傷が生じたり、研磨時間が大幅に長くなったりすることが考えられるため、予め変動調整を行なってもよい変動調整許容範囲を決定しておき、その範囲内で変動調整を行なうように構成することが好ましい。たとえば、本実施例では、ステージ駆動用モータ４の回転数の変動調整許容範囲としては、０ｒｐｍ〜２０ｒｐｍの範囲とする。
【００６５】
２分以内に異常信号が消えた場合には、その設定条件を維持したまま研磨を続行し、２分以内に異常信号が消えない場合には、さらにステージ駆動用モータ４の回転数に±２ｒｐｍの変動調整を行ない、研磨を続ける。
【００６６】
上記サイクルを数回繰り返しても異常信号が消えない場合には、補正不可能な異常と判定し、表示部１７に異常を知らせる表示を行なうとともに基板研磨装置の運転を停止する。
【００６７】
以上において説明したシーケンス制御を採用することにより、段階的に研磨条件を補正しつつ時々刻々と変化する摩擦抵抗に見合った研磨条件にて基板を研磨することが可能となるため、精度よく基板の研磨量を制御することが可能になるとともに研磨量のばらつきの低減が可能となる。なお、複数の液晶基板を研磨する場合の研磨時間は概ね１５分から４０分程度であり、この間、常に補正が行われることにより、大幅に研磨量のばらつきが抑制されるようになる。
【００６８】
上述の実施の形態においては、研磨情報を検知する手段として、駆動モータの負荷電流を検知する負荷電流検知手段と、基板温度を検知する基板温度検知手段を併用した場合を例示して説明を行なったが、いずれか一方のみを採用した場合にも効果は得られる。また、補正する研磨条件として、研磨剤の供給量、駆動モータの回転数および押圧力のすべてを利用した場合を例示して説明を行なったが、いずれか一つのみを利用する構成とした場合にも効果は得られる。
【００６９】
また、上述の実施例においては、シーケンス制御を採用した場合を例示して説明を行なったが、本発明は特にこの制御方法に限定されるものではない。補正する研磨条件を段階的に選択するのではなく、同時に複数の研磨条件を補正する構成としてもよい。また、上述の実施例においては、液晶基板を研磨する場合の具体的な条件を例示して説明を行なったが、当然にこれらの数値に限定されるものでもない。
【００７０】
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、研磨量のばらつきが大幅に抑制可能な基板研磨装置を提供することが可能になる。したがって、高品質の基板を提供することが可能になるとともに歩留まりの向上も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における基板研磨装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態における基板研磨装置の機能ブロック図である。
【図３】実施例における基板研磨装置の制御フローを示すフローチャートである。
【図４】従来の基板研磨装置の構成を示す模式図である。
【図５】（ａ）は、研磨対象物である液晶基板の形状を示す平面図であり、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１ステージ、１ａ載置面、２バックパッド、３キャリア、４ステージ駆動用モータ、６研磨パッド、７ディスク、８ディスク駆動用モータ、９電流センサ、１０シリンダ、１１リザーバタンク、１２研磨剤供給ポンプ、１３温度センサ、１４コントローラ、１５制御マイクロコンピュータ、１６操作部、１７表示部、１８供給量制御部、１９ステージ回転数制御部、２０ディスク回転数制御部、２１押圧力制御部、３０基板。

Claims

基板が載置される載置面を有する保持台と、
前記載置面に対向して配置された研磨パッドと、
前記研磨パッドおよび前記保持台を相対的に回転駆動する駆動モータと、
前記基板と前記研磨パッドとの間に所定温度の研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、
前記研磨パッドを前記基板に向かって押圧する押圧手段と、
前記駆動モータの負荷電流を検知する負荷電流検知手段と、
前記負荷電流検知手段によって検知された研磨情報に基づき、前記基板に対する研磨条件を変動調整する制御手段と、
を備えた、基板研磨装置。
基板が載置される載置面を有する保持台と、
前記載置面に対向して配置された研磨パッドと、
前記研磨パッドおよび前記保持台を相対的に回転駆動する駆動モータと、
前記基板と前記研磨パッドとの間に所定温度の研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、
前記研磨パッドを前記基板に向かって押圧する押圧手段と、
前記基板の温度を検知する基板温度検知手段と、
前記基板温度検知手段によって検知された研磨情報に基づき、前記基板に対する研磨条件を変動調整する制御手段と、
を備えた、基板研磨装置。
基板が載置される載置面を有する保持台と、
前記載置面に対向して配置された研磨パッドと、
前記研磨パッドおよび前記保持台を相対的に回転駆動する駆動モータと、
前記基板と前記研磨パッドとの間に所定温度の研磨剤を供給する研磨剤供給手段と、
前記研磨パッドを前記基板に向かって押圧する押圧手段と、
前記駆動モータの負荷電流を検知する負荷電流検知手段と、
前記基板の温度を検知する基板温度検知手段と、
前記負荷電流検知手段および前記基板温度検知手段によって検知された研磨情報に基づき、前記基板に対する研磨条件を変動調整する制御手段と、
を備えた、基板研磨装置。
前記制御手段は、前記押圧手段によって前記基板に押圧される前記研磨パッドの押圧力を調整する押圧力制御手段を含む、請求項１から３のいずれかに記載の基板研磨装置。
前記制御手段は、前記駆動モータの回転数を調整する回転数制御手段を含む、請求項１から４のいずれかに記載の基板研磨装置。
前記制御手段は、前記研磨剤の供給量を調整する供給量制御手段を含む、請求項１から５のいずれかに記載の基板研磨装置。
前記保持台と前記研磨パッドとの回転方向を反転させる回転方向切換え手段をさらに備えた、請求項１から６のいずれかに記載の基板研磨装置。