JP2015229196A - 研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研磨装置は、研磨対象物である半導体ウエハ18を研磨するための研磨パッド10を保持するための研磨テーブル12と、研磨テーブル12を回転駆動する第1の電動モータ14と、第1の電動モータ14によって回転駆動される回転体41、回転体41の周囲に設けられたハウジング42、及び回転体41とハウジング42との間をシールするシール部44、を有する第1のロータリジョイント40と、第1の電動モータ14の駆動負荷に相関する電流を検出する第2の電流センサ31と、第1のロータリジョイント40のシール部44における摺動抵抗を検出する抵抗検出部50と、第2の電流センサ31によって検出された電流、及び抵抗検出部50によって検出された摺動抵抗に基づいて、研磨対象物の研磨終点を検出する終点検出装置60と、を備える。
【選択図】図3
Description
、回転体とハウジングとの間をシールするシール部などを有する。シール部は、回転体とハウジングとの間のメカニカルシール、オイルシールなどを含む。シール部には、回転体とハウジングによる摺動抵抗が発生し、この摺動抵抗は、回転体を駆動する駆動部の駆動負荷となる。
図1は、本実施形態に係る研磨装置の基本構成を示す図である。研磨装置は、研磨パッ
ド10を上面に取付け可能な研磨テーブル12と、研磨テーブル12を回転駆動する第1の電動モータ(第1の駆動部)14と、第1の電動モータの回転位置を検出する位置検出センサ16と、半導体ウエハ18を保持可能なトップリング(基板保持部)20と、トップリング20を回転駆動する第2の電動モータ(第2の駆動部)22と、を備えている。
わち、微分器102は、第1の電動モータ14の回転位置の検出値に基づいて第1の電動モータ14の回転速度を求める演算器である。
に基づいてパルス幅変調を行う。U相PWM変調回路112は、パルス幅変調を行うことによって、U相電流信号に応じた2系統のパルス信号を生成する。
次に、研磨対象物の研磨終点の検出について説明する。図3は、第1実施形態の研磨装置の研磨終点検出に関する構成を模式的に示す図である。図4は、第2実施形態の研磨装置の研磨終点検出に関する構成を模式的に示す図である。図3,図4に示すように、研磨装置は、研磨テーブル12を回転駆動する第1の電動モータ14側に第1のロータリジョイント40を備え、トップリング20を回転駆動する第2の電動モータ22側に第2のロータリジョイント40´を備える。すなわち、本願発明は、第1のロータリジョイント40、及び、第2のロータリジョイント40´のいずれに対しても適用することができる。なお、第1のロータリジョイント40、及び、第2のロータリジョイント40´は、同様の構成である。このため、第1のロータリジョイント40、及び、第2のロータリジョイント40´の構成部品については、第1実施形態及び第2実施形態において同様の符号を用いてまとめて説明する。
はモータドライバ100と第2の電動モータ22との間のV相の電流路、に設けられている。第2の電流センサ31は、V相の電流を検出し、終点検出装置60へ出力する。
次に、抵抗検出部50の詳細について説明する。図5は、抵抗検出部の一形態を模式的に示す図である。
次に、終点検出装置60の詳細を説明する。図3,4に示すように、終点検出装置60は、信号処理部62と、終点検出部64と、を備える。
した場合、トルク電流30aがあらかじめ設定されたしきい値30bより小さくなったら、半導体ウエハ18の研磨が終点に達したと判定する。
12 研磨テーブル
14 第1の電動モータ
18 半導体ウエハ
20 トップリング
22 第2の電動モータ
31 第2の電流センサ(電流検出部)
40 第1のロータリジョイント
40´ 第2のロータリジョイント
41 回転体
42 ハウジング
43 軸受
44 シール部
45a 接触面
45 第1の回転止め部材部材
46a 接触面
46 第2の回転止め部材部材
50 抵抗検出部
52 力検出部
54 動き検出部
56 弾性部材
60 終点検出装置
62 信号処理部
64 終点検出部
Claims (12)
- 研磨対象物を研磨するための研磨パッドを保持するための研磨テーブルと、
前記研磨テーブルを回転駆動する第1の駆動部と、
前記第1の駆動部によって回転駆動される回転体、前記回転体の周囲に設けられたハウジング、及び前記回転体と前記ハウジングとの間をシールするシール部、を有する第1のロータリジョイントと、
前記第1の駆動部の駆動負荷に相関する電流を検出する電流検出部と、
前記第1のロータリジョイントの前記シール部における摺動抵抗を検出する抵抗検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流、及び前記抵抗検出部によって検出された摺動抵抗に基づいて、前記研磨対象物の研磨終点を検出する終点検出装置と、
を備える研磨装置。 - 研磨対象物を保持して前記研磨対象物を研磨するための研磨パッドへ押圧するための基板保持部と、
前記保持部を回転駆動する第2の駆動部と、
前記第2の駆動部によって回転駆動される回転体、前記回転体の周囲に設けられたハウジング、及び前記回転体と前記ハウジングとの間をシールするシール部、を有する第2のロータリジョイントと、
前記第2の駆動部の駆動負荷に相関する電流を検出する電流検出部と、
前記第2のロータリジョイントの前記シール部における摺動抵抗を検出する抵抗検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流、及び前記抵抗検出部によって検出された摺動抵抗に基づいて、前記研磨対象物の研磨終点を検出する終点検出装置と、
を備える研磨装置。 - 請求項1又は2の研磨装置において、
前記ハウジングに固定された第1の回転止め部材、及び、前記第1の回転止め部材と接触して前記ハウジングの回転を止める第2の回転止め部材をさらに備え、
前記抵抗検出部は、前記第1の回転止め部材及び前記第2の回転止め部材の互いの接触力を検出する力検出部を含む、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項3の研磨装置において、
前記力検出部は、前記第1の回転止め部材及び前記第2の回転止め部材の互いの接触部の少なくとも一方に設けられた、ロードセル、歪みゲージ、圧力センサ、及び圧電素子の少なくとも1つを含む、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項1又は2の研磨装置において、
前記ハウジングに固定された第1の回転止め部材、及び、前記第1の回転止め部材と接触して前記ハウジングの回転を止める第2の回転止め部材をさらに備え、
前記抵抗検出部は、前記第1の回転止め部材の変位に起因する物理量を検出する動き検出部を含む、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項5の研磨装置において、
前記動き検出部は、前記第1の回転止め部材に設けられた、変位センサ、速度センサ、及び加速度センサ、の少なくとも1つを含む、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項5又は6の研磨装置において、
前記第1の回転止め部材及び前記第2の回転止め部材の互いの接触部の少なくとも一方には、互いの接触に応じて弾性変形する弾性部材が設けられる、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項の研磨装置において、
前記終点検出装置は、
前記電流検出部によって検出された電流、及び前記抵抗検出部によって検出された摺動抵抗に基づいて、前記研磨対象物の研磨終点の検出用の信号を生成する信号処理部と、
前記信号処理部によって生成された研磨終点の検出用の信号に基づいて、前記研磨対象物の研磨終点を検出する終点検出部と、を備える、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項8の研磨装置において、
前記信号処理部は、前記抵抗検出部によって検出された摺動抵抗に閾値より大きな変化が含まれることを検出した場合には、前記研磨終点の検出用の信号の出力を停止する、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項8又は9の研磨装置において、
前記信号処理部は、前記電流検出部によって検出された電流に相関する第1信号と、前記抵抗検出部によって検出された摺動抵抗に相関する第2信号と、の差分を前記研磨終点の検出用の信号とする、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項8〜10のいずれか1項の研磨装置において、
前記信号処理部は、前記抵抗検出部によって検出された摺動抵抗に相関する第2信号における、所定の周波数成分を除去するバンドエリミネートフィルタを含み、前記バンドエリミネートフィルタによって所定の周波数成分が除去された第2信号と、前記電流検出部によって検出された電流に相関する第1信号と、に基づいて、前記研磨終点の検出用の信号を出力する、
ことを特徴とする研磨装置。 - 請求項8〜11のいずれか1項の研磨装置において、
前記信号処理部は、前記抵抗検出部によって検出された摺動抵抗に閾値より大きな変化が含まれることを検出した場合には、前記第1又は第2のロータリジョイントに異常が生じていることを示す信号を出力する異常検出機能を含む、
ことを特徴とする研磨装置。
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