JP2014091190A - 研磨パッドの寿命検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨パッドの寿命の検知を、研磨パッドに異物を埋設することなく簡易かつ確実に行う。
【解決手段】再生用の補助板２上に接合された研磨パッド１の研磨面１ａの巨視的なうねり形状を測定し、当該うねり形状における最低点と最高点の差が所定値以上になったことで研磨パッド１の寿命到来を検知する。うねり形状を、研磨パッド１を回転させつつ、その表面上を通る線状走査レーザ光Ｌを発するレーザ変位計５で測定する。
【選択図】図４

Description

本発明は研磨パッドの寿命検知方法に関し、特に、補助板上に接合されて使用される研磨パッドの、再生加工タイミング等を決定するための研磨パッドの寿命検知方法に関する。

基板表面を研磨する研磨パッドは研磨工程の進行に伴って基板表面に摺接する研磨面に目詰まりを生じる。このため研磨工程において同時に研磨面をドレッシングして いるが、これに伴って研磨面自体が磨り減り、研磨パッドの寿命が到来する。この寿命を検知する方法として例えば特許文献１がある。ここでは、研磨パッドに識別部を埋設し、研磨パッドの磨耗の進行をこれに伴う識別部の形状変化を視認して、研磨パッドの寿命を判定している。

特開２００３−５３６５８

しかし、上記従来の研磨パッドの寿命検知方法では、研磨パッドに識別部を埋め込む必要があって埋設の手間を要するとともに市販の一般的な研磨パッドが使用できないという問題があり、また研磨面に異物が露出することによって高精度かつ微妙な研磨が悪影響を受けるという問題もあった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、研磨パッドの寿命の検知を、研磨パッドに異物を埋設することなく簡易かつ確実に行うことが可能な研磨パッドの寿命検知方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、再生用の補助板（２）上に接合された研磨パッド（１）の研磨面（１ａ）の巨視的なうねり形状を測定し、当該うねり形状に基づいて研磨パッドの寿命到来を検知する。

本第１発明においては、うねり形状で研磨パッドの寿命到来を検知しているから、従来のように研磨パッドに異物を埋設することなく研磨パッドの寿命の検知を簡易かつ確実に行うことができる。

本第２発明では、前記うねり形状における最低点と最高点の差（Ｄ）が所定値以上になったことで研磨パッドの寿命到来を検知する。本第２発明によれば、より簡易かつ確実に研磨パッドの寿命の検知を行うことができる。

本第３発明では、前記うねり形状を、研磨パッド（１）を回転させつつ、その表面上を通る線状走査レーザ光を発するレーザ変位計（５）で測定する。本第３発明によれば、うねり形状の測定を正確かつ迅速に行うことができる。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明の研磨パッドの寿命検知方法によれば、研磨パッドの寿命の検知を、研磨パッドに異物を埋設することなく簡易かつ確実に行うことができる。

研磨パッドの研磨面のダイヤルゲージによる測定値を示すグラフである。 研磨面上の測定点を示す研磨パッドの平面図である。 本発明の一実施形態を示す概略断面図である。 本発明の他の実施形態を示す概略斜視図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

本発明方法は再生用の補助板２（図３参照）上に接合された研磨パッド１に対して適用されるものである。研磨パッド１（図１）はこれの下面（研磨面１ａと反対面）に接合された補助板２が研磨機の回転定盤に装着されて、この状態で基板の研磨を行う。研磨工程を終えた研磨パッド１の研磨面１ａをダイヤルゲージで測定すると、例えば図２のようなグラフが得られる。ここで、上記研磨パッド１の一例は厚さ１．３ｍｍ程度のポリウレタン樹脂材で成形される。また補助板の一例は特開２０１１−１６１５２２号公報に開示されているような、定盤に着脱可能な構造の厚さ１〜５ｍｍのポリカーボネート樹脂材で成形される。

図２において、横軸は研磨パッド１の中心Ｏ（図１）から半径方向の距離であり、縦軸はダイヤルゲージの変位測定値である。各グラフは、図１に平面図を示した円形研磨パッド１についてその周方向へ所定の角度位置で、内周側から外周側へ複数点（図１の黒点）でダイヤルゲージの測定値を得たものである。

研磨パッド１の研磨面１ａには実際には研磨液を良好に保持するための微細な凹凸や研磨液を流通させるための溝・穴等の凹凸があるが、上記ダイヤルゲージの測定値を連ねたグラフは研磨面１ａの巨視的なうねり形状を示している。すなわち、図２は散点的な折れ線グラフになっているが、実際の研磨面１ａはこれら測定値を滑らかに連ねた曲線状にうねっている。

このようなうねり形状から研磨パッド１の寿命を判定する一つの方法は、うねり形状の最低点と最高点の差（図２のＤ）が所定値（例えば０．２ｍｍ）以上になったことで研磨パッド１の寿命の到来を検知するものである。

図２より明らかなように、研磨面１ａのうねり形状はその中心Ｏに対して対称形とはならず、また周方向の角度位置で異なっている。したがって、研磨パッド１の寿命を判定するには研磨面１ａ上のできるだけ多くの点で変位を測定する必要がある。

（一実施形態）
そこで、本発明の一実施形態では図３に示すように、装着面である補助板２の下面に導電性の両面粘着テープ３を接合する。そして当該粘着テープ３で補助板２を研磨機の定盤に接合固定する。そして研磨工程を終える毎に、補助板２上に接合された研磨パッド１の研磨面１ａに渦電流式変位計４のプローブ４１先端を接触させて各接触点の、粘着テープ３からの変位、すなわち各接触点での補助板２と研磨パッド１の厚みの和を測定する。この測定は研磨パッド１の研磨面１ａの全面に亘って行われる。ここで、補助板２の厚みは一定であるから、上記測定値の最大値と最小値の差は、研磨パッド１の研磨面１ａのうねり形状の最低点と最高点の差になり、この差が所定値以上になったことで研磨パッド１の寿命の到来を検知することができる。

なお、上述の構造では、粘着テープを導電性にして補助板２を定盤に接合するため機能と渦電流式変位計４を作動させるための機能を兼ねさせたが、補助板２を定盤に固定する機構を別に設けた場合には、必ずしも粘着テープを使用する必要は無く、粘着性の無い導電性テープを補助板２の下面や補助板２の板内、あるいは研磨パッド１が接合される補助板２の上面に設けることができる。

寿命が到来した研磨パッド１は補助板２と一体に、曲げや折れを生じることなく定盤から離脱させられて、別置されたパッド再生加工装置の定盤に装着される。そして、研磨パッド１のうねり形状の最低点から一定のマージンを見込んだ下方位置で切削等によって研磨面１ａが平坦化されて再使用可能なように再生される。

（他の実施形態）
さらに本発明の他の実施形態では、線状走査レーザ光を発するレーザ変位計を使用する。この種のレーザ変位計としては、例えばマイクロエプシロン社製商品名「scan CONTROL」を使用することができる。図４に示すように、上記レーザ変位計５のレーザ光Ｌを研磨面１ａの中心Ｏを通る直線状に走査させれば、２５ｍｍ〜２０００ｍｍ径の研磨面１ａであれば線上の６００点以上の変位測定を数十ｍ秒程度で行うことができる。

この状態で、研磨機の定盤上に補助板２と一体に設置された研磨パッド１を回転させれば、研磨面１ａの全面の変位測定を簡易かつ短時間に完了することができる。そして、この変位測定によって得られた研磨面１ａのうねり形状の最低点と最高点の差が所定値以上になったことで研磨パッド１の寿命の到来を検知できる。その後は第１実施形態と同様にパッド再生加工装置で研磨面１ａを平坦化して研磨パッド１を再使用可能なように再生する。この場合、線状走査レーザ光の走査長よりも研磨パッド１の直径が大きい場合には、レーザ光を径方向の外周から中心もしくはその逆に何度か移動して、研磨面全面を計測するようにする。なお線状走査レーザ光は、必ずしもパッドの中心を通過させる必要はない。

なお、研磨パッド１を回転させることなく、線状走査レーザ光を研磨面１ａ上でその中心回りに回転させるようにしても良い。この場合、線状走査レーザ光の走査長よりも研磨パッド１の直径が大きい場合には、静止した研磨パッド１の研磨面１ａに対して、線状レーザ光で一定の長さの測定が終わったらその分移動して測定を繰り返す。

１…研磨パッド、１ａ…研磨面、２…補助板、４…渦電流式変位計、５…レーザ変位計。

Claims (3)

1. 再生用の補助板上に接合された研磨パッドの研磨面の巨視的なうねり形状を測定し、当該うねり形状に基づいて研磨パッドの寿命到来を検知することを特徴とする研磨パッドの寿命検知方法。
2. 前記うねり形状における最低点と最高点の差が所定値以上になったことで研磨パッドの寿命到来を検知する請求項１に記載の研磨パッドの寿命検知方法。
3. 前記うねり形状を、研磨パッドを回転させつつ、その表面上を通る線状走査レーザ光を発するレーザ変位計で測定する請求項１又は２に記載の研磨パッドの寿命検知方法。

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