JP2021028097A - 研磨方法、研磨システム、基板処理方法、および基板処理システム - Google Patents

研磨方法、研磨システム、基板処理方法、および基板処理システム Download PDF

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Abstract

【課題】研磨性能を維持することができる研磨方法を提供する。【解決手段】本研磨方法は、研磨パッド２２を研磨装置１０の研磨テーブル１２で支持しかつ回転させ、基板Ｗを保持した研磨ヘッド２０を研磨高さに位置させ、基板Ｗを研磨ヘッド２０によって研磨パッド２２の研磨面２２ａに押し付けて基板Ｗを研磨し、研磨ヘッド２０と研磨パッド２２との間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、摩擦指標値に基づいて研磨高さを補正する。【選択図】図３

Description

本発明は、研磨ヘッドを用いてウェーハなどの基板を研磨する研磨方法および研磨システムに関し、特に研磨パッドの摩耗に基づいて研磨ヘッドの研磨高さを補正する技術に関する。また、本発明は、バフヘッドを用いてウェーハなどの基板を処理する基板処理方法および基板処理システムに関し、特に、バフパッドの摩耗に基づいてバフヘッドの処理圧力を補正する技術に関する。
近年、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の配線がますます微細化し、多層配線の層数も増加している。回路の微細化を図りながら多層配線を実現しようとすると、下側の層の表面凹凸を踏襲しながら段差がより大きくなるので、配線層数が増加するに従って、薄膜形成における段差形状に対する膜被覆性（ステップカバレッジ）が悪くなる。したがって、多層配線するためには、このステップカバレッジを改善し、然るべき過程で平坦化処理しなければならない。また光リソグラフィの微細化とともに焦点深度が浅くなるため、半導体デバイスの表面の凹凸段差が焦点深度以下に収まるように半導体デバイス表面を平坦化処理する必要がある。
従って、半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイス表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing）である。この化学機械研磨（以下、ＣＭＰという）は、シリカ（ＳｉＯ２）等の砥粒を含んだ研磨液を研磨パッド上に供給しつつウェーハなどの基板を研磨面に摺接させて研磨を行うものである。
ＣＭＰを行うための研磨装置は、研磨面を有する研磨パッドを支持する研磨テーブルと、基板を保持するための研磨ヘッドを備えている。このような研磨装置は、研磨テーブルと研磨ヘッドとを相対運動させ、さらにスラリーなどの研磨液を研磨パッドの研磨面上に供給しながら、研磨ヘッドにより基板を研磨パッドの研磨面に押し付けるように構成される。基板の表面は、研磨液の存在下で研磨面に摺接し、研磨液の化学的作用、および研磨液に含まれる砥粒の機械的作用により、基板の表面は平坦かつ鏡面に研磨される。
また、粘着性のパーティクルを除去したり、基板の表面のマイクロスクラッチを除去したりするために基板の表面をわずかに研磨することを目的として基板の処理（以下、上記基板の処理を仕上げ処理と呼ぶことがある）を行うことがある。この仕上げ処理用の基板処理装置は、基板を保持するバフテーブルと、基板を処理するためのバフパッドと、バフパッドを支持するためのバフヘッドを備えている。このような基板処理装置を用いて基板の仕上げ処理を行う場合には、バフテーブルによって基板を保持しつつ、バフヘッドによってバフパッドを基板の被処理面に接触させる。さらに、バフテーブルとバフヘッドとを相対運動させることによりバフパッドが基板の被処理面に摺接し、仕上げ処理が行われる。
特開２００９−１４８８７７号公報
しかし、研磨装置の研磨パッドは基板の研磨や研磨パッドのドレッシングを繰り返すにつれて徐々に減耗する。結果として、研磨ヘッドと研磨パッドの研磨面との相対位置が変化し、研磨装置の研磨性能が変化してしまう。同様に、基板処理装置のバフパッドは基板の処理やバフパッドのドレッシングを繰り返すにつれて徐々に減耗する。結果として、バフパッドから基板の被処理面に加えられる荷重が変化し、基板処理装置の処理性能が変化してしまう。さらに、このような研磨性能および処理性能の変化の解消のための対策が必要になり装置ダウンタイムが発生する。
そこで、本発明は、研磨パッドの減耗にかかわらず、研磨ヘッドと研磨パッドとの相対位置を一定に維持することで、研磨性能を維持することができる研磨方法および研磨システムを提供する。
さらに本発明は、バフパッドの減耗にかかわらず、バフヘッドの処理圧力を補正することで、基板処理性能を維持することができる基板処理方法および基板処理システムを提供する。
一態様では、研磨パッドを研磨装置の研磨テーブルで支持しかつ回転させ、基板を保持した研磨ヘッドを研磨高さに位置させ、前記基板を前記研磨ヘッドによって前記研磨パッドの研磨面に押し付けて前記基板を研磨し、前記研磨ヘッドと前記研磨パッドとの間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、前記摩擦指標値に基づいて前記研磨高さを補正する研磨方法が提供される。
一態様では、前記摩擦指標値を決定する工程は、前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに接触させながらテーブルモータにより前記研磨テーブルを予め設定された速度で回転させ、前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに接触させた状態で前記テーブルモータを停止させ、前記テーブルモータが停止してから前記研磨テーブルの回転が停止するまでに、前記研磨テーブルが回転した角度を測定する工程を含む。
一態様では、前記研磨高さを補正する工程は、前記摩擦指標値と相対研磨高さとの関係を表す相関データに基づいて、前記決定された摩擦指標値に対応する相対研磨高さと、予め設定された目標摩擦指標値に対応する目標相対研磨高さを決定し、前記決定された相対研磨高さと前記目標相対研磨高さとの差を算出し、前記差を現在の研磨高さから減算する工程を含む。
一態様では、前記差が、予め設定された誤差しきい値よりも大きいときに、前記現在の研磨高さから前記差を減算する。
一態様では、前記研磨方法は、前記研磨高さを補正した回数が予め設定された補正回数しきい値よりも大きいときに、前記研磨パッドの交換時期に達したと判断する工程をさらに含む。
一態様では、前記研磨方法は、前記研磨高さを補正した頻度が、予め設定された補正頻度しきい値よりも大きいときに、前記研磨パッドの交換時期に達したと判断する工程をさらに含み、前記研磨高さを補正した頻度は、前記摩擦指標値を決定した回数に対する前記研磨高さを補正した回数の割合で表される。
一態様では、前記研磨装置は、複数の生産ラインごとに設置された複数の研磨装置であって、前記生産ラインごとに前記研磨高さの補正または前記研磨パッドの交換時期の予測を行う。
一態様では、基板を研磨する少なくとも１つの研磨装置と、前記研磨装置に接続された研磨高さ補正部とを備え、前記研磨装置は、研磨パッドを支持する研磨テーブルと、前記研磨テーブルを回転させるテーブルモータと、前記研磨テーブルの回転角度を測定する角度測定装置と、前記基板を前記研磨パッドの研磨面に押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに連結された高さ調整機構を備えており、前記研磨高さ補正部は、前記研磨ヘッドと前記研磨パッドとの間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、前記摩擦指標値に基づいて前記研磨ヘッドの研磨高さを補正するためのプログラムが格納された記憶装置、および前記プログラムに含まれる命令に従って演算を実行するための演算装置を有している、研磨システムが提供される。
一態様では、前記研磨高さ補正部は、前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに接触させた状態で前記テーブルモータに指令を発して前記研磨テーブルを予め設定された速度で回転させ、前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに接触させた状態で前記テーブルモータを停止させ、前記テーブルモータが停止してから前記研磨テーブルの回転が停止するまでの前記研磨テーブルの回転角度の測定値を前記角度測定装置から取得するように構成されている。
一態様では、前記研磨高さ補正部は、前記摩擦指標値と相対研磨高さとの関係を表す相関データに基づいて、前記決定された摩擦指標値に対応する相対研磨高さと、予め設定された目標摩擦指標値に対応する目標相対研磨高さを決定し、前記決定された相対研磨高さと前記目標相対研磨高さとの差を算出し、前記差を現在の研磨高さから減算するように構成されている。
一態様では、基板を該基板の被処理面を上向きにして基板処理装置のバフテーブルで保持しかつ回転させ、バフパッドをバフヘッドによって前記基板の被処理面に押し付けて前記基板を処理し、前記バフパッドと回転体との間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、前記摩擦指標値に基づいて前記バフヘッドの処理圧力を補正する、基板処理方法が提供される。
一態様では、前記回転体は、前記バフテーブルと、前記バフテーブルに保持された前記基板とを含む第１回転体、または前記バフパッドのドレッシングを行うドレッサーと前記ドレッサーを支持する回転可能なドレステーブルとを含む第２回転体のいずれかである。
一態様では、前記摩擦指標値を決定する工程は、前記バフパッドを予め設定された基準圧力で前記回転体に接触させながら回転モータにより前記回転体を予め設定された速度で回転させ、前記バフパッドを前記基準圧力で前記回転体に接触させた状態で前記回転モータを停止させ、前記回転モータが停止してから前記回転体の回転が停止するまでに、前記回転体が回転した角度を測定する工程を含む。
一態様では、前記処理圧力を補正する工程は、前記摩擦指標値と前記処理圧力との関係を表す相関データに基づいて、予め設定された目標摩擦指標値に対応する処理圧力を決定し、現在の処理圧力を前記決定された処理圧力に変更する工程を含む。
一態様では、前記決定された処理圧力と前記現在の処理圧力との差が、予め設定された誤差しきい値よりも大きいときに、前記現在の処理圧力を前記決定された処理圧力に変更する。
一態様では、前記基板処理方法は、前記処理圧力を補正した回数が予め設定された補正回数しきい値よりも大きいときに、前記バフパッドの交換時期に達したと判断する工程をさらに含む。
一態様では、前記基板処理方法は、前記処理圧力を補正した頻度が、予め設定された補正頻度しきい値よりも大きいときに、前記バフパッドの交換時期に達したと判断する工程をさらに含み、前記処理圧力を補正した頻度は、前記摩擦指標値を決定した回数に対する前記処理圧力を補正した回数の割合で表される。
一態様では、前記基板処理装置は、複数の生産ラインごとに設置された複数の基板処理装置であって、前記生産ラインごとに前記処理圧力の補正または前記バフパッドの交換時期の予測を行う。
一態様では、基板を処理する少なくとも１つの基板処理装置と、前記基板処理装置に接続された処理圧力補正部とを備え、前記基板処理装置は、前記基板を該基板の被処理面を上向きにして保持するバフテーブルと、前記バフテーブルを回転させる第１回転モータと、バフパッドを支持し、該バフパッドを前記基板の被処理面に押し付けるバフヘッドと、前記バフパッドのドレッシングを行うドレッサーと、前記ドレッサーを支持する回転可能なドレステーブルと、前記ドレステーブルを回転させる第２回転モータと、前記バフヘッドに連結された処理圧力調整機構と、前記バフパッドに摺接する回転体の回転角度を測定する角度測定装置を備えており、前記処理圧力補正部は、前記バフパッドと前記回転体との間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、前記摩擦指標値に基づいて前記バフヘッドの処理圧力を補正するためのプログラムが格納された記憶装置、および前記プログラムに含まれる命令に従って演算を実行するための演算装置を有している、基板処理システムが提供される。
一態様では、前記回転体は、前記バフテーブルと、前記バフテーブルに保持された前記基板とを含む第１回転体、または前記ドレッサーと前記ドレステーブルとを含む第２回転体のいずれかである。
一態様では、前記処理圧力補正部は、前記バフパッドを予め設定された基準圧力で前記回転体に接触させた状態で、回転モータに指令を発して前記回転体を予め設定された速度で回転させ、前記バフパッドを前記基準圧力で前記回転体に接触させた状態で前記回転モータを停止させ、前記回転モータが停止してから前記回転体の回転が停止するまでの前記回転体の回転角度の測定値を前記角度測定装置から取得するように構成されている。
一態様では、前記処理圧力補正部は、前記摩擦指標値と前記処理圧力との関係を表す相関データに基づいて、予め設定された目標摩擦指標値に対応する処理圧力を決定し、現在の処理圧力を前記決定された処理圧力に変更するように構成されている。
本発明によれば、研磨ヘッドの研磨高さは、研磨ヘッドと研磨パッドとの間に作用する摩擦力の変化をキャンセルする方向に補正される。これにより、研磨パッドの減耗にかかわらず研磨装置の研磨性能を維持することができる。
また、バフヘッドの処理圧力は、バフパッドと回転体との間に作用する摩擦力の変化をキャンセルする方向に補正される。これにより、バフパッドの減耗にかかわらず基板処理装置の処理性能を維持することができる。
また、研磨パッドおよびバフパッドの減耗量を測定するためのセンサ等を必要としないため、研磨装置および基板処理装置のコストダウンを達成することができる。
研磨システムの一実施形態を示す模式図である。 図１に示す研磨ヘッドの断面図である。 研磨高さを補正する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 研磨高さを補正する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 研磨高さを補正する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 摩擦指標値と、相対研磨高さとの相互関係を表す関係式の一例を示すグラフである。 研磨高さを補正する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。 研磨高さを補正する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。 研磨高さを補正する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。 研磨システムの他の実施形態を示す模式図である。 基板処理システムの一実施形態を模式的に示す平面図である。 図１１の側面図である。 処理圧力を補正する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 処理圧力を補正する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 処理圧力を補正する方法の一実施形態を示すフローチャートである。 摩擦指標値と、処理圧力との相互関係を表す関係式の一例を示すグラフである。 処理圧力を補正する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。 処理圧力を補正する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。 処理圧力を補正する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、研磨システムの一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、研磨システム１は、ウェーハなどの基板を研磨するための研磨装置１０と、研磨装置１０に接続された研磨高さ補正部８０を備えている。研磨装置１０は、研磨パッド２２を支持する研磨テーブル１２と、研磨テーブル１２を回転させるテーブルモータ７０と、支軸１４の上端に連結された研磨ヘッド揺動アーム１６と、研磨ヘッド揺動アーム１６の自由端に取り付けられた研磨ヘッドシャフト１８と、研磨ヘッドシャフト１８の下端に固定された研磨ヘッド２０と、研磨ヘッド２０に連結された高さ調整機構２４を備えている。テーブルモータ７０はインバータを備えた可変速モータである。
研磨高さ補正部８０は、研磨パッド２２の減耗に基づいて研磨ヘッド２０の研磨高さを補正する装置である。研磨高さ補正部８０は、少なくとも１台のコンピュータから構成される。研磨高さ補正部８０は、記憶装置８０ａと、演算装置８０ｂを備えている。演算装置８０ｂは、記憶装置８０ａに格納されているプログラムに含まれている命令に従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）またはＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）などを含む。記憶装置８０ａは、演算装置８０ｂがアクセス可能な主記憶装置（例えばランダムアクセスメモリ）と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置（例えば、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ）を備えている。
研磨ヘッドシャフト１８は、研磨ヘッド揺動アーム１６内に配置された研磨ヘッド回転モータ（図示せず）に連結されており、研磨ヘッドシャフト１８は研磨ヘッド回転モータにより回転されるようになっている。この研磨ヘッドシャフト１８の回転により、研磨ヘッド２０が矢印で示す方向に研磨ヘッドシャフト１８を中心に回転するようになっている。
研磨テーブル１２は、テーブル軸１２ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ７０に連結されている。このテーブルモータ７０により研磨テーブル１２がテーブル軸１２ａを中心に矢印で示す方向に回転されるようになっている。テーブルモータ７０には、研磨テーブル１２の回転角度を測定する角度測定装置７１が組み込まれている。角度測定装置７１の一例として、ロータリーエンコーダが挙げられる。研磨テーブル１２の上面には研磨パッド２２が貼り付けられている。研磨パッド２２の上面はウェーハなどの基板Ｗを研磨する研磨面２２ａを構成している。研磨装置１０は、研磨パッド２２の研磨面２２ａの上方に配置されたスラリー供給ノズル１９を備えている。砥粒を含むスラリーは、スラリー供給ノズル１９から研磨パッド２２の研磨面２２ａ上に供給される。
研磨ヘッドシャフト１８は、高さ調整機構２４により研磨ヘッド揺動アーム１６に対して相対的に上下動可能であり、この研磨ヘッドシャフト１８の上下動により研磨ヘッド２０が研磨ヘッド揺動アーム１６に対して相対的に上下動可能となっている。研磨ヘッドシャフト１８と研磨ヘッド２０は、一体に上下動可能である。研磨ヘッドシャフト１８の上端にはロータリージョイント２５が取り付けられている。
研磨ヘッド２０は、その下面にウェーハなどの基板Ｗを保持できるように構成されている。研磨ヘッド揺動アーム１６は支軸１４内に配置されたアーム旋回モータ１５によって支軸１４を中心に旋回されるように構成されている。下面に基板Ｗを保持した研磨ヘッド２０は、研磨ヘッド揺動アーム１６の旋回により、基板Ｗの図示しない受取位置と研磨テーブル１２の上方位置との間を移動される。
研磨ヘッドシャフト１８および研磨ヘッド２０を昇降させる高さ調整機構２４は、研磨ヘッドシャフト１８を回転可能に支持する軸受２６と、軸受２６が固定されたブリッジ２８と、ブリッジ２８に取り付けられたボールねじ機構３２と、支柱３０により支持された支持台２９と、支持台２９に固定されたサーボモータ３８とを備えている。サーボモータ３８を支持する支持台２９は、支柱３０を介して研磨ヘッド揺動アーム１６に連結されている。
ボールねじ機構３２は、サーボモータ３８に連結されたねじ軸３２ａと、このねじ軸３２ａが螺合するナット３２ｂとを備えている。ナット３２ｂはブリッジ２８に固定されている。研磨ヘッドシャフト１８は、ブリッジ２８と一体となって昇降（上下動）するようになっている。したがって、サーボモータ３８を駆動すると、ボールねじ機構３２を介してブリッジ２８が上下動し、これにより研磨ヘッドシャフト１８および研磨ヘッド２０が上下動する。
研磨ヘッド回転モータ（図示せず）、アーム旋回モータ１５、テーブルモータ７０、および角度測定装置７１は研磨高さ補正部８０に電気的に接続されており、研磨ヘッド回転モータ、アーム旋回モータ１５、テーブルモータ７０、および角度測定装置７１の動作は、研磨高さ補正部８０によって制御される。
次に、基板保持装置を構成する研磨ヘッド２０について説明する。図２は、図１に示す研磨ヘッド２０の断面図である。図２に示すように、研磨ヘッド２０は、基板Ｗを研磨パッド２２の研磨面２２ａに対して押し付けるための弾性膜４５と、弾性膜４５を保持するヘッド本体２１と、ヘッド本体２１の下方に配置された環状のドライブリング４２と、ドライブリング４２の下面に固定された環状のリテーナリング４０とを備えている。弾性膜４５は、ヘッド本体２１の下部に取り付けられている。ヘッド本体２１は、研磨ヘッドシャフト１８の端部に固定されており、ヘッド本体２１、弾性膜４５、ドライブリング４２、およびリテーナリング４０は、研磨ヘッドシャフト１８の回転により一体に回転するように構成されている。リテーナリング４０およびドライブリング４２は、ヘッド本体２１に対して相対的に上下動可能に構成されている。ヘッド本体２１は、エンジニアリングプラスティック（例えば、ＰＥＥＫ）などの樹脂により形成されている。
弾性膜４５の下面は、基板Ｗを研磨パッド２２の研磨面２２ａに対して押し付ける基板押圧面４５ａを構成する。リテーナリング４０は、基板押圧面４５ａを囲むように配置され、基板Ｗはテーナリング４０によって囲まれている。弾性膜４５とヘッド本体２１との間には、４つの圧力室５０，５１，５２，５３が設けられている。圧力室５０，５１，５２，５３は弾性膜４５とヘッド本体２１によって形成されている。中央の圧力室５０は円形であり、他の圧力室５１，５２，５３は環状である。これらの圧力室５０，５１，５２，５３は、同心上に配列されている。
圧力室５０，５１，５２，５３にはそれぞれ気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が接続されている。気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の一端は、研磨装置が設置されている工場に設けられたユーティリティとしての圧縮気体供給源（図示せず）に接続されている。圧縮空気等の圧縮気体は、気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４を通じて圧力室５０，５１，５２，５３にそれぞれ供給されるようになっている。
圧力室５２に連通する気体移送ラインＦ３は、図示しない真空ラインに接続されており、圧力室５２内に真空を形成することが可能となっている。圧力室５２を構成する、弾性膜４５の部位には開口が形成されており、圧力室５２に真空を形成することにより基板Ｗが研磨ヘッド２０に吸着保持される。また、この圧力室５２に圧縮気体を供給することにより、基板Ｗが研磨ヘッド２０からリリースされる。弾性膜４５は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム等の強度および耐久性に優れたゴム材によって形成されている。
リテーナリング４０は、弾性膜４５の周囲に配置されており、研磨パッド２２の研磨面２２ａに接触する環状の部材である。リテーナリング４０は、基板Ｗの外周縁を囲むように配置されており、基板Ｗの研磨中に基板Ｗが研磨ヘッド２０から飛び出してしまうことを防止する。
ドライブリング４２の上部は、環状のリテーナリング押圧装置６０に連結されている。リテーナリング押圧装置６０は、ドライブリング４２を介してリテーナリング４０の上面４０ｂの全体に下向きの荷重を与え、これによりリテーナリング４０の下面４０ａを研磨パッド２２の研磨面２２ａに押し付ける。
リテーナリング押圧装置６０は、ドライブリング４２の上部に固定された環状のピストン６１と、ピストン６１の上面に接続された環状のローリングダイヤフラム６２とを備えている。ローリングダイヤフラム６２の内部にはリテーナリング圧力室６３が形成されている。このリテーナリング圧力室６３は、気体移送ラインＦ５を介して上記圧縮気体供給源に連結されている。圧縮気体は、気体移送ラインＦ５を通じてリテーナリング圧力室６３内に供給される。
上記圧縮気体供給源からリテーナリング圧力室６３に圧縮気体を供給すると、ローリングダイヤフラム６２がピストン６１を下方に押し下げ、ピストン６１はドライブリング４２を押し下げ、さらにドライブリング４２はリテーナリング４０の全体を下方に押し下げる。このようにして、リテーナリング押圧装置６０は、リテーナリング４０の下面４０ａを研磨パッド２２の研磨面２２ａに押し付ける。ドライブリング４２は、リテーナリング押圧装置６０に着脱可能に連結されている。
気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５は、研磨ヘッドシャフト１８に取り付けられたロータリージョイント２５を経由して延びている。圧力室５０，５１，５２，５３、およびリテーナリング圧力室６３に連通する気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５には、それぞれ圧力レギュレータＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５が設けられている。圧縮気体供給源からの圧縮気体は、圧力レギュレータＲ１〜Ｒ５を通って圧力室５０〜５３、およびリテーナリング圧力室６３内にそれぞれ独立に供給される。圧力レギュレータＲ１〜Ｒ５は、圧力室５０〜５３、およびリテーナリング圧力室６３内の圧縮気体の圧力を調節するように構成されている。
圧力レギュレータＲ１〜Ｒ５は、圧力室５０〜５３、およびリテーナリング圧力室６３の内部圧力を互いに独立して変化させることが可能であり、これにより、基板Ｗの対応する４つの領域、すなわち、中央部、内側中間部、外側中間部、およびエッジ部に対する研磨圧力、およびリテーナリング４０の研磨パッド２２への押圧力を独立に調節することができる。気体移送ラインＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５は大気開放弁（図示せず）にもそれぞれ接続されており、圧力室５０〜５３、およびリテーナリング圧力室６３を大気開放することも可能である。本実施形態では、弾性膜４５は、４つの圧力室５０〜５３を形成するが、一実施形態では、弾性膜４５は４つよりも少ない、または４つよりも多い圧力室を形成してもよい。
基板Ｗの研磨は次のようにして行われる。研磨ヘッド２０および研磨テーブル１２をそれぞれ回転させながら、研磨テーブル１２の上方に設けられたスラリー供給ノズル１９からスラリーを研磨パッド２２上に供給する。研磨ヘッド２０は高さ調整機構２４により所定の位置（研磨高さ）まで下降する。この所定の位置（研磨高さ）にある研磨ヘッド２０の圧力室５０〜５３に圧縮気体を供給することで、弾性膜４５を膨らませ、弾性膜４５は基板Ｗを研磨パッド２２の研磨面２２ａに押し付ける。圧縮気体は、圧力室６３内にも供給され、ローリングダイヤフラム６２はリテーナリング４０を研磨パッド２２の研磨面２２ａに対して押し付ける。スラリーが研磨パッド２２の研磨面２２ａ上に存在した状態で、基板Ｗは研磨パッド２２の研磨面２２ａに摺接される。基板Ｗの表面は、スラリーの化学成分による化学的作用と、スラリーに含まれる砥粒の機械的作用との組み合わせにより、研磨される。本明細書では、研磨高さを、研磨装置１０が基板Ｗを研磨するときの研磨ヘッド２０のある原点位置からの高さと定義する。
サーボモータ３８は、モータドライバ３７に接続されている。モータドライバ３７はサーボモータ３８の回転角度および回転回数を制御する。サーボモータ３８はボールねじ機構３２に連結されており、ボールねじ機構３２は、ブリッジ２８および研磨ヘッドシャフト１８を介して研磨ヘッド２０に連結されている。したがって、研磨ヘッド２０の研磨高さは、サーボモータ３８の回転角度および回転回数によって決まる。モータドライバ３７は、研磨高さ補正部８０に接続されており、サーボモータ３８の回転角度および回転回数を研磨高さ補正部８０に送るように構成されている。研磨高さ補正部８０はサーボモータ３８の回転角度および回転回数から研磨ヘッド２０の研磨高さを算出するように構成されている。
基板の研磨が終了すると、研磨された基板は研磨ヘッド２０から取り外され、次の工程に搬送される。基板研磨後、研磨パッド２２の研磨面２２ａは、図示しないドレッサーによりドレッシングされる。ドレッサーは研磨パッド２２をわずかに削り取り、これにより研磨面２２ａを再生する。研磨ヘッド２０は、新たな基板を保持し、新たな基板が同様に研磨される。このようにして基板の研磨が繰り返される。
基板の研磨が繰り返されるにつれて、研磨パッド２２は徐々に減耗する。また、上述した研磨面２２ａのドレッシングによっても研磨パッド２２は徐々に減耗する。研磨パッド２２の減耗に伴って、研磨ヘッド２０の研磨パッド２２の研磨面２２ａに対する相対位置が変化する。このような研磨ヘッド２０の相対位置の変化は、研磨ヘッド２０の弾性膜４５が基板Ｗに加える研磨荷重（あるいは研磨圧力）を変化させ、結果として、研磨装置１０の研磨性能が変化してしまう。
そこで、研磨高さ補正部８０（図１参照）は、研磨パッド２２の減耗に基づいて研磨ヘッド２０の研磨高さを補正するように構成されている。より具体的には、研磨高さ補正部８０は、研磨ヘッド２０と研磨パッド２２との間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値に基づいて、研磨ヘッド２０の研磨高さを補正するように構成されている。
摩擦指標値は、研磨高さ補正部８０によって決定される。より具体的には、研磨高さ補正部８０は、研磨ヘッド２０を研磨パッド２２に接触させながらテーブルモータ７０によって研磨テーブル１２を予め設定された速度で回転させ、研磨ヘッド２０を研磨パッド２２に接触させた状態でテーブルモータ７０を停止させる。角度測定装置７１は、テーブルモータ７０が停止してから研磨テーブル１２の回転が停止するまでに、研磨テーブル１２が回転した角度を測定する。研磨高さ補正部８０は、測定された上記研磨テーブル１２の角度から摩擦指標値を決定する。摩擦指標値は、研磨ヘッド２０と研磨パッド２２との間に作用する摩擦力を直接または間接に示す数値である。例えば、摩擦指標値は、研磨テーブル１２の角度の測定値自体であってもよいし、または研磨テーブル１２の角度の測定値から換算された摩擦力を示す数値であってもよい。このような換算は、摩擦力と研磨テーブル１２の角度との相関データを用いて行われる。
研磨高さ補正部８０の記憶装置８０ａには、摩擦指標値を決定し、決定された摩擦指標値に基づいて研磨ヘッド２０の研磨高さを補正するためのプログラムが格納されており、演算装置８０ｂは、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する。
研磨高さ補正部８０は、研磨装置１０に通信線で接続されたエッジサーバであってもよいし、あるいはインターネットなどのネットワークによって研磨装置１０に接続されたクラウドサーバであってもよし、あるいは研磨装置１０に接続されたネットワーク内に設置されたフォグコンピューティングデバイス（ゲートウェイ、フォグサーバ、ルーターなど）であってもよい。研磨高さ補正部８０は、インターネットなどのネットワークにより接続された複数のサーバであってもよい。例えば、研磨高さ補正部８０は、エッジサーバとクラウドサーバとの組み合わせであってもよい。
以下、研磨高さを補正する方法について説明する。図３乃至図５は、研磨高さを補正する方法の一実施形態を示すフローチャートである。より具体的には、図３乃至図５は、基板の研磨前に摩擦指標値を決定し、研磨高さを補正する方法を示すフローチャートである。図３乃至図５に示すステップ１−１〜ステップ１−１６の工程は、研磨ヘッド２０が基板を保持していない状態で行われる。
ステップ１−１では、研磨高さ補正部８０は、基板の研磨前に、摩擦指標値の決定時期に達したか否かを判断する。本実施形態では、研磨高さ補正部８０は、所定の研磨周期毎に摩擦指標値を決定する工程を実行する。具体的には、研磨高さ補正部８０は、最初の基板の研磨前、または所定の枚数の基板を研磨した後、次の基板の研磨前に摩擦指標値を決定する工程を実行する。一実施形態では、研磨高さ補正部８０は、毎回の基板の研磨前に摩擦指標値を決定する工程を実施してもよい。
摩擦指標値の決定時期に達していない場合、研磨ヘッド２０は、基板の図示しない受取位置に移動し、研磨すべき基板を保持する。その後、研磨装置１０は、上述した方法で基板の研磨を開始する。摩擦指標値の決定時期に達した場合、研磨高さ補正部８０は、アーム旋回モータ１５に指令を発して研磨ヘッド揺動アーム１６を旋回させ、研磨ヘッド２０を研磨パッド２２の上方に移動させる（ステップ１−２）。次に、研磨高さ補正部８０は、高さ調整機構２４に指令を発して、研磨ヘッド２０を現在設定されている研磨高さに位置させる（ステップ１−３）。現在設定されている研磨高さとは、研磨高さが一度も補正されていない場合は、最初の基板の研磨前に設定された初期研磨高さであり、研磨高さが補正されている場合は、補正後の研磨高さである。
ステップ１−４では、研磨ヘッド２０を研磨パッド２２に押し付ける。具体的には、研磨高さ補正部８０は、圧力レギュレータＲ５に指令を発して、リテーナリング圧力室６３内の圧縮気体を設定圧力に維持し、リテーナリング押圧装置６０によって、リテーナリング４０の下面４０ａを研磨パッド２２の研磨面２２ａに対して所定の圧力で押し付ける。圧力室５０〜５３の内部は、大気開放されるか、または負圧が圧力室５０〜５３内に形成される。
ステップ１−５では、研磨高さ補正部８０は、研磨ヘッド２０を研磨パッド２２に接触させた状態でテーブルモータ７０に指令を発して研磨テーブル１２を予め設定された速度で回転させる。ステップ１−５の設定速度は、後述するステップ１−７の研磨テーブル１２の停止角度を測定するための研磨テーブル１２の回転速度である。
ステップ１−６では、研磨高さ補正部８０は、テーブルモータ７０に指令を発して、研磨ヘッド２０を研磨パッド２２に接触させた状態でテーブルモータ７０を停止させる。
ステップ１−７では、角度測定装置７１は、テーブルモータ７０が停止してから研磨テーブル１２の回転が停止するまでの研磨テーブル１２の回転角度を測定し、研磨高さ補正部８０は、上記回転角度の測定値を角度測定装置７１から取得する。以下、テーブルモータ７０が停止してから研磨テーブル１２の回転が停止するまでの研磨テーブル１２の回転角度を、研磨テーブル１２の停止角度と呼ぶことがある。
研磨ヘッド２０と研磨パッド２２との間に作用する摩擦力が大きい場合、研磨テーブル１２の停止角度は小さい。一方で、研磨ヘッド２０と研磨パッド２２との間に作用する摩擦力が小さい場合は、研磨テーブル１２の停止角度は大きい。したがって、研磨テーブル１２の停止角度は、研磨ヘッド２０と研磨パッド２２との間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値としての役割を果たす。ステップ１−１〜ステップ１−７の工程中、研磨ヘッド２０は、回転していてもよく、回転していなくてもよい。
ステップ１−８では、研磨高さ補正部８０は、研磨テーブル１２の停止角度の測定値から摩擦指標値を決定する。この摩擦指標値は、研磨テーブル１２の角度の測定値自体であってもよいし、または研磨テーブル１２の角度の測定値から換算された摩擦力を示す数値であってもよい。
研磨高さ補正部８０の記憶装置８０ａには、摩擦指標値と相対研磨高さとの関係を表す相関データが格納されている。本明細書では、相対研磨高さを、研磨ヘッド２０の研磨面２２ａに対する相対的な高さと定義する。一例では、相対研磨高さは、研磨ヘッド２０のヘッド本体２１の研磨面２２ａからの高さである。一実施形態では、上記相関データは、図６に示すように、摩擦指標値と、相対研磨高さとの相互関係を表す関係式であってもよい。さらに一実施形態では、上記相関データは、複数の摩擦指標値と、複数の摩擦指標値にそれぞれ対応する複数の相対研磨高さから構成される相関テーブル（ルックアップテーブル）であってもよい。一例では、相関データは、複数の相対研磨高さにそれぞれ対応する複数の研磨テーブル１２の停止角度を実験により測定することによって予め作成される。
図４に戻り、ステップ１−９では、研磨高さ補正部８０は、摩擦指標値と相対研磨高さとの関係を表す相関データに基づいて、ステップ１−８で決定された摩擦指標値に対応する相対研磨高さと、予め設定された目標摩擦指標値に対応する目標相対研磨高さを決定する。目標相対研磨高さは、基板を研磨するために最適な相対研磨高さである。研磨ヘッド２０の研磨高さは、目標相対研磨高さに基づいて決定される。
ステップ１−１０では、研磨高さ補正部８０は、決定された相対研磨高さと目標相対研磨高さとの差を算出する。基板の研磨および研磨パッド２２のドレッシングが繰り返されるにつれて、研磨パッド２２は徐々に減耗するため、研磨ヘッド２０の研磨高さが一定である限り、相対研磨高さは徐々に大きくなる。相対研磨高さが大きくなるに従って研磨ヘッド２０と研磨パッド２２との間に作用する摩擦力は小さくなる。
ステップ１−１１では、研磨高さ補正部８０は、上記算出された差を予め設定された誤差しきい値と比較する。上記差が誤差しきい値よりも小さい場合、研磨高さ補正部８０は、研磨高さを補正しない。上記差が誤差しきい値よりも小さい場合、研磨ヘッド２０は、基板の図示しない受取位置に移動し、研磨する基板を保持する。その後、研磨装置１０は、上述した方法で基板の研磨を開始する。上記差が誤差しきい値よりも大きい場合、研磨高さ補正部８０は、研磨高さを補正する（ステップ１−１２）。具体的には、研磨高さ補正部８０は、現在の研磨高さから上記算出された差を減算することによって、研磨高さを補正する。研磨高さ補正部８０は、研磨ヘッド２０の研磨高さを補正後の研磨高さに更新する。一実施形態では、ステップ１−１１を省略してもよい。
ステップ１−１３では、研磨高さ補正部８０は、研磨高さを補正した回数を、予め設定された補正回数しきい値と比較する。研磨高さを補正した回数が補正回数しきい値よりも大きい場合、研磨高さ補正部８０は、研磨パッド２２の交換時期に達したと判断する。一実施形態では、研磨高さ補正部８０は、研磨パッド２２の交換時期に達したと判断した場合、作業者に研磨パッド２２の交換を促す警報信号を生成してもよい（ステップ１−１４）。
ステップ１−１５では、研磨高さを補正した回数が補正回数しきい値よりも小さい場合、研磨高さ補正部８０は、研磨高さを補正した頻度を、予め設定された補正頻度しきい値と比較する。研磨高さを補正した頻度は、摩擦指標値を決定した回数に対する研磨高さを補正した回数の割合で表される。研磨高さを補正した頻度が補正頻度しきい値よりも大きい場合、研磨高さ補正部８０は、研磨パッド２２の交換時期に達したと判断する。一実施形態では、研磨高さ補正部８０は、研磨パッド２２の交換時期に達したと判断した場合、作業者に研磨パッド２２の交換を促す警報信号を生成してもよい（ステップ１−１６）。研磨高さを補正した頻度が補正頻度しきい値よりも小さい場合、研磨ヘッド２０は、基板の図示しない受取位置に移動し、研磨すべき基板を保持する。その後、研磨装置１０は、上述した方法で基板の研磨を開始する。
基板の研磨が終了すると、研磨ヘッド２０から研磨された基板が取り外される。新たな基板を研磨する場合は、処理シーケンスはステップ１−１から開始される。一実施形態では、ステップ１−１３〜ステップ１−１４、およびステップ１−１５〜ステップ１−１６のうちのいずれかの工程のみを実行してもよい。ステップ１−１５〜ステップ１−１６を実行しない場合で、かつ研磨高さを補正した回数が補正回数しきい値よりも小さい場合は、ステップ１−１３の後、研磨装置１０は、上述した方法で基板の研磨を開始する。ステップ１−１３〜ステップ１−１４を実行しない場合は、ステップ１−１２の後、ステップ１−１５を実行する。
図７乃至図９は、研磨高さを補正する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。より具体的には、図７乃至図９は、基板の研磨後に摩擦指標値を決定し、研磨高さを補正する方法を示すフローチャートである。図７乃至図９に示すステップ２−１〜ステップ２−１８の工程は、研磨ヘッド２０が研磨された基板に接触した状態で行われる。
ステップ２−１では、研磨高さ補正部８０は、研磨終了後、引き続き新たな基板を研磨するかを判断する。新たな基板を研磨しない場合は、研磨された基板を研磨ヘッド２０から取り外す。新たな基板を研磨する場合は、以下のステップ２−２を実行する。
ステップ２−２では、研磨高さ補正部８０は、研磨された基板が研磨ヘッド２０に接触したまま、摩擦指標値の決定時期に達したか否かを判断する。本実施形態では、所定の研磨周期毎に摩擦指標値を決定する工程を実行する。具体的には、最初の基板の研磨後、または所定の枚数の基板を研磨した後、摩擦指標値を決定する工程を実行する。一実施形態では、毎回の基板の研磨後に摩擦指標値を決定する工程を実施してもよい。ステップ２−１，２−２では、研磨された基板および研磨ヘッド２０は、研磨パッド２２の研磨面２２ａに接触している。
摩擦指標値の決定時期に達していない場合、研磨ヘッド２０は、基板の図示しない受取位置に移動し、研磨した基板を研磨ヘッド２０から取り外し、新たに研磨すべき基板を保持する。その後、研磨装置１０は、上述した方法で新たな基板の研磨を開始する。摩擦指標値の決定時期に達した場合、研磨ヘッド２０のリテーナリング４０の下面４０ａを研磨面２２ａに接触させた状態で、研磨された基板を研磨ヘッド２０の弾性膜４５に吸着させ、研磨された基板を研磨パッド２２から離間させる（ステップ２−３）。
ステップ２−４では、研磨高さ補正部８０は、アーム旋回モータ１５に指令を発して研磨ヘッド揺動アーム１６を旋回させ、リテーナリング４０を研磨面２２ａに接触させながら、研磨ヘッド２０をオーバーハング位置に移動させる。オーバーハング位置とは、リテーナリング４０の下面４０ａの一部、および研磨ヘッド２０に保持された基板の一部が研磨パッド２２の外周部から外側にはみ出す位置である。基板の全面がスラリーを介して研磨パッド２２に接触している状態で基板を上方に引き上げようとした場合、基板と研磨パッド２２との間に介在するスラリーの表面張力によって、基板が研磨ヘッド２０から脱落することがある。基板および研磨ヘッド２０をオーバーハング位置に移動させることにより、上記表面張力の影響を緩和させることができる。
ステップ２−５では、研磨高さ補正部８０は、圧力レギュレータＲ５に指令を発して、リテーナリング圧力室６３内の圧縮気体を設定圧力に維持し、リテーナリング押圧装置６０によって、リテーナリング４０の下面４０ａを研磨パッド２２の研磨面２２ａに対して所定の圧力で押し付ける。
図７乃至図９に示すステップ２−６〜ステップ２−１７の詳細は、ステップ１−５〜ステップ１−１６を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
上述した各実施形態によれば、研磨ヘッド２０の研磨高さは、研磨ヘッド２０と研磨パッド２２との間に作用する摩擦力の変化をキャンセルする方向に補正される。これにより、研磨パッド２２の減耗にかかわらず研磨装置１０の研磨性能を維持することができる。また、研磨パッド２２の減耗量を測定するためのセンサ等を必要としないため、研磨装置１０のコストダウンを達成することができる。
図１０は、研磨システム１の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図１乃至図９を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の研磨システム１は、複数の研磨装置１０を備えている。本実施形態の研磨高さ補正部８０の記憶装置８０ａは、データ蓄積部８０ｃと、ノウハウ蓄積部８０ｄを備えている。本実施形態の研磨高さ補正部８０は、インターネットなどのネットワークを経由して複数の研磨装置１０に接続されている。本実施形態の複数の研磨装置１０は、生産ライン１から生産ラインＮまでの複数の生産ラインごとに設置されている。
データ蓄積部８０ｃは、測定された各研磨装置１０の研磨テーブル１２の停止角度の測定値や、相対研磨高さなどのデータを蓄積する。データ蓄積部８０ｃは、生産ラインごとに上記データを分類して蓄積することができる。ノウハウ蓄積部８０ｄは、研磨高さの補正量などのノウハウを蓄積する。ノウハウ蓄積部８０ｄは、生産ラインごとに上記ノウハウを分類して蓄積することができる。したがって、本実施形態の研磨システム１は、生産ラインごとに研磨高さの補正または研磨パッド２２の交換時期の予測を行うことができる。
図１１は、基板処理システムの一実施形態を模式的に示す平面図であり、図１２は、図１１の側面図である。図１１に示すように、基板処理システム１００は、ウェーハなどの基板を処理するための基板処理装置１１０と、基板処理装置１１０に接続された処理圧力補正部１８０を備えている。一例として、基板処理装置１１０は、基板の仕上げ処理に使用される。この基板処理装置１１０は、基板Ｗを、基板Ｗの被処理面を上向きにして保持するバフテーブル１１２と、バフテーブル１１２を回転させる回転モータ１７０Ａと、支軸１１４の上端に連結されたバフアーム１１６と、バフアーム１１６の自由端に取り付けられたバフヘッドシャフト１１８と、バフヘッドシャフト１１８の下端に固定されたバフヘッド１２０と、バフヘッド１２０に連結された処理圧力調整機構１２４と、バフヘッド１２０に保持されたバフパッド１２２のドレッシングを行うドレッサー１４０と、ドレッサー１４０を支持する回転可能なドレステーブル１４２と、ドレステーブル１４２を回転させる回転モータ１７０Ｂを備えている。回転モータ１７０Ａ，１７０Ｂのそれぞれは、インバータを備えた可変速モータである。
処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２の減耗に基づいてバフヘッド１２０の処理圧力を補正する装置である。処理圧力補正部１８０は、少なくとも１台のコンピュータから構成される。処理圧力補正部１８０は、記憶装置１８０ａと、演算装置１８０ｂを備えている。演算装置１８０ｂは、記憶装置１８０ａに格納されているプログラムに含まれている命令に従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）またはＧＰＵ（グラフィックプロセッシングユニット）などを含む。記憶装置１８０ａは、演算装置１８０ｂがアクセス可能な主記憶装置（例えばランダムアクセスメモリ）と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置（例えば、ハードディスクドライブまたはソリッドステートドライブ）を備えている。
バフアーム１１６は支軸１１４内に配置されたアーム旋回モータ１１５によって支軸１１４を中心に旋回されるように構成されている。一実施形態では、アーム旋回モータ１１５は、支軸１１４に連結されてもよい。バフヘッド１２０は、バフアーム１１６の旋回により、ドレッサー１４０の上方位置と、バフテーブル１１２の上方位置との間を移動される。
バフヘッドシャフト１１８は、バフアーム１１６の底面を貫通して下方に延びている。バフヘッドシャフト１１８は、バフヘッドシャフト１１８に取り付けられたプーリー１９１ａと、バフヘッド回転モータ１９４の回転軸に取り付けられたプーリー１９１ｂと、これらプーリー１９１ａ，１９１ｂに掛けられたベルト１９２を介してバフヘッド回転モータ１９４によって回転される。バフヘッド回転モータ１９４の回転軸はバフヘッドシャフト１１８と平行に延びている。このバフヘッドシャフト１１８の回転により、バフヘッド１２０が図１１および図１２の矢印で示す方向にバフヘッドシャフト１１８を中心に回転するようになっている。プーリー１９１ａ，１９１ｂ、バフヘッド回転モータ１９４、およびベルト１９２は、バフアーム１１６内に配置されている。
バフテーブル１１２は、テーブル軸１１２ａを介してその下方に配置される回転モータ１７０Ａに連結されている。この回転モータ１７０Ａによりバフテーブル１１２がテーブル軸１１２ａを中心に図１１および図１２の矢印で示す方向に回転されるようになっている。回転モータ１７０Ａには、バフテーブル１１２の回転角度を測定する角度測定装置１７１Ａが組み込まれている。角度測定装置１７１Ａの一例として、ロータリーエンコーダが挙げられる。基板処理装置１１０は、バフテーブル１１２の上方に配置された純水供給ノズル１１７と、薬液供給ノズル１１９とを備えている。純水は、純水供給ノズル１１７から基板Ｗ上に供給され、基板Ｗの処理に使用される薬液は、薬液供給ノズル１１９から基板Ｗ上に供給される。
バフヘッドシャフト１１８は、処理圧力調整機構１２４によりバフアーム１１６に対して相対的に上下動可能であり、このバフヘッドシャフト１１８の上下動によりバフヘッド１２０がバフアーム１１６に対して相対的に上下動可能となっている。バフヘッドシャフト１１８とバフヘッド１２０は、一体に上下動可能である。
処理圧力調整機構１２４は、下向きの力を発生するエアシリンダ１２５と、エアシリンダ１２５に接続されたブリッジ１３１と、バフアーム１１６に固定された支持台１３３と、ブリッジ１３１と支持台１３３とを連結するばね１２９を備えている。エアシリンダ１２５、ブリッジ１３１、支持台１３３、およびばね１２９は、バフアーム１１６内に配置されている。バフヘッドシャフト１１８は、ブリッジ１３１を介してエアシリンダ１２５に連結されている。
エアシリンダ１２５は、気体移送ラインＦ６を通じて圧縮気体供給源（図示せず）に接続されている。気体移送ラインＦ６には、圧力レギュレータＲ６が設けられている。圧縮気体供給源からの圧縮気体は、圧力レギュレータＲ６を通ってエアシリンダ１２５内に供給される。圧力レギュレータＲ６は、エアシリンダ１２５内の圧縮気体の圧力を調節するように構成されている。エアシリンダ１２５内に圧縮気体が供給されると、エアシリンダ１２５に下向きの力が発生する。これにより、バフヘッドシャフト１１８が、ブリッジ１３１を介して下降され、バフヘッド１２０はバフヘッドシャフト１１８と一体に下降される。気体移送ラインＦ６は大気開放弁（図示せず）にも接続されており、エアシリンダ１２５内を大気開放することも可能である。
バフヘッド回転モータ１９４の回転軸およびバフヘッドシャフト１１８は、支持台１３３を貫通して下方に延びている。ばね１２９の一端は、支持台１３３に固定されており、ばね１２９の他端は、ブリッジ１３１に固定されている。このような構成により、ばね１２９は、ブリッジ１３１を上方に押し上げる力（反発力）を発生させている。エアシリンダ１２５内を大気開放すると、ブリッジ１３１が上方に押し上げられて、ブリッジ１３１とバフヘッドシャフト１１８とバフヘッド１２０が一体に上昇する。
バフヘッド１２０は、その下面にバフパッド１２２を保持できるように構成されている。図１２に示すように、バフパッド１２２は、基板Ｗよりも小径である。バフパッド１２２の下面はウェーハなどの基板Ｗを処理する処理面１２２ａを構成している。基板処理装置１１０は、バフヘッド１２０によってバフパッド１２２の処理面１２２ａを、バフテーブル１１２に保持された基板Ｗの被処理面に押し付けることにより基板Ｗの処理を行う。
基板Ｗの処理は次のようにして行われる。基板Ｗを、基板Ｗの被処理面を上向きにしてバフテーブル１１２で保持し、バフパッド１２２を保持したバフヘッド１２０、および基板Ｗを保持したバフテーブル１１２をそれぞれ回転させながら、バフテーブル１１２の上方に設けられた薬液供給ノズル１１９から薬液（例えば、スラリー）を基板Ｗ上に供給する。一実施形態では、純水供給ノズル１１７から純水を基板Ｗ上に供給してもよい。この状態で、エアシリンダ１２５内に所定の圧力の圧縮気体が気体移送ラインＦ６を通じて供給される。エアシリンダ１２５はバフヘッド１２０を下方に押し下げ、バフヘッド１２０は、バフパッド１２２を基板Ｗの被処理面に押し付ける。薬液（例えば、スラリー）および／または純水が基板Ｗ上に存在した状態で、バフパッド１２２の処理面１２２ａは基板Ｗに摺接される。以下、本明細書では、基板Ｗを処理するときのエアシリンダ１２５内の圧縮気体の圧力の設定値を、バフヘッド１２０の処理圧力と定義する。バフヘッド１２０の処理圧力を、単に処理圧力と呼ぶことがある。
基板Ｗの処理が終了すると、処理された基板Ｗはバフテーブル１１２から取り外され、次の工程に搬送される。基板Ｗの処理後、バフパッド１２２の処理面１２２ａは、ドレッサー１４０によりドレッシングされる。ドレッサー１４０はバフパッド１２２をわずかに削り取り、これにより処理面１２２ａを再生する。バフテーブル１１２は、新たな基板を保持し、新たな基板が同様に処理される。このようにして基板の処理が繰り返される。
ドレステーブル１４２は、テーブル軸１４２ａを介してその下方に配置される回転モータ１７０Ｂに連結されている。この回転モータ１７０Ｂによりドレステーブル１４２がテーブル軸１４２ａを中心に図１１および図１２の矢印で示す方向に回転されるようになっている。回転モータ１７０Ｂには、ドレステーブル１４２の回転角度を測定する角度測定装置１７１Ｂが組み込まれている。角度測定装置１７１Ｂの一例として、ロータリーエンコーダが挙げられる。
ドレステーブル１４２の上面にはドレッサー１４０が固定されている。ドレッサー１４０は、表面にダイヤモンドの粒子が電着固定された、又は、ダイヤモンド砥粒がバフパッド１２２との接触面の全面もしくは一部に配置されたダイヤドレッサ、樹脂製のブラシ毛がバフパッド１２２との接触面の全面もしくは一部に配置されたブラシドレッサ、又はこれらの組み合わせで形成される。ドレッサー１４０は、回転モータ１７０Ｂによりドレステーブル１４２と一体に回転される。
バフパッド１２２のドレッシングを行う際には、基板処理装置１１０は、バフパッド１２２がドレッサー１４０に対向する位置になるまでバフアーム１１６を旋回させる。バフヘッド回転モータ１９４および回転モータ１７０Ｂは、バフヘッド１２０およびドレステーブル１４２をそれぞれ回転させながら、バフパッド１２２の処理面１２２ａをドレッサー１４０に押し付けることによって、バフパッド１２２の処理面１２２ａのドレッシングを行う。
アーム旋回モータ１１５、圧力レギュレータＲ６、回転モータ１７０Ａ，１７０Ｂ、角度測定装置１７１Ａ，１７１Ｂ、バフヘッド回転モータ１９４は、処理圧力補正部１８０に電気的に接続されており、アーム旋回モータ１１５、圧力レギュレータＲ６、回転モータ１７０Ａ，１７０Ｂ、角度測定装置１７１Ａ，１７１Ｂ、バフヘッド回転モータ１９４の動作は、処理圧力補正部１８０によって制御される。
基板の処理が繰り返されるにつれて、バフパッド１２２は徐々に減耗する。また、上述した処理面１２２ａのドレッシングによってもバフパッド１２２は徐々に減耗する。一定の処理圧力で基板を処理する場合、バフパッド１２２の減耗に伴って、バフパッド１２２から基板の被処理面に加えられる荷重（処理荷重）が変化する。具体的には、バフパッド１２２が減耗するにつれて、ブリッジ１３１が、バフヘッドシャフト１１８およびバフヘッド１２０と一体に下降する。支持台１３３の位置は固定されている。したがって、ブリッジ１３１が下降することによりばね１２９が縮み、ばね１２９の反発力が大きくなる。結果として、処理圧力が一定でも、バフパッド１２２から基板に加わる処理荷重が小さくなり、基板処理装置１１０の処理性能が変化してしまう。
そこで、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２の減耗に基づいてバフヘッド１２０の処理圧力を補正するように構成されている。より具体的には、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２と回転体との間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値に基づいて、バフパッド１２２の処理圧力を補正するように構成されている。特に説明しない処理圧力補正部１８０の詳細は、研磨高さ補正部８０と同じであるので、その重複する説明を省略する。
ここで、上記回転体とは、第１回転体１７５Ａまたは第２回転体１７５Ｂのいずれかである。第１回転体１７５Ａは、バフテーブル１１２と、バフテーブル１１２に保持された基板Ｗとを含む。第２回転体１７５Ｂは、ドレッサー１４０とドレステーブル１４２とを含む。
摩擦指標値は、処理圧力補正部１８０によって決定される。より具体的には、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２を予め設定された基準圧力で第１回転体１７５Ａの基板Ｗの被処理面に接触させながら回転モータ１７０Ａによって第１回転体１７５Ａを予め設定された速度で回転させ、バフパッド１２２を第１回転体１７５Ａに接触させた状態で、回転モータ１７０Ａを停止させる。角度測定装置１７１Ａは、回転モータ１７０Ａが停止してから第１回転体１７５Ａの回転が停止するまでに、第１回転体１７５Ａが回転した角度を測定する。処理圧力補正部１８０は、測定された第１回転体１７５Ａの角度から摩擦指標値を決定する。摩擦指標値は、バフパッド１２２と第１回転体１７５Ａとの間に作用する摩擦力（より具体的には、バフパッド１２２と基板Ｗとの間に作用する摩擦力）を直接または間接に示す数値である。例えば、摩擦指標値は、第１回転体１７５Ａの角度の測定値自体であってもよいし、または第１回転体１７５Ａの角度の測定値から換算された摩擦力を示す数値であってもよい。このような換算は、摩擦力と第１回転体１７５Ａの角度との相関データを用いて行われる。
一実施形態では、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２を予め設定された基準圧力で第２回転体１７５Ｂのドレッサー１４０に接触させながら回転モータ１７０Ｂによって第２回転体１７５Ｂを予め設定された速度で回転させ、バフパッド１２２を第２回転体１７５Ｂに接触させた状態で、回転モータ１７０Ｂを停止させる。角度測定装置１７１Ｂは、回転モータ１７０Ｂが停止してから第２回転体１７５Ｂの回転が停止するまでに、第２回転体１７５Ｂが回転した角度を測定する。処理圧力補正部１８０は、測定された第２回転体１７５Ｂの角度から摩擦指標値を決定する。摩擦指標値は、バフパッド１２２と第２回転体１７５Ｂとの間に作用する摩擦力（より具体的には、バフパッド１２２とドレッサー１４０との間に作用する摩擦力）を直接または間接に示す数値である。例えば、摩擦指標値は、第２回転体１７５Ｂの角度の測定値自体であってもよいし、または第２回転体１７５Ｂの角度の測定値から換算された摩擦力を示す数値であってもよい。このような換算は、摩擦力と第２回転体１７５Ｂの角度との相関データを用いて行われる。
処理圧力補正部１８０の記憶装置１８０ａには、摩擦指標値を決定し、上記摩擦指標値に基づいてバフヘッド１２０の処理圧力を補正するためのプログラムが格納されており、演算装置１８０ｂは、プログラムに含まれる命令に従って演算を実行する。
以下、バフヘッド１２０の処理圧力を補正する方法について説明する。図１３乃至図１５は、処理圧力を補正する方法の一実施形態を示すフローチャートである。より具体的には、図１３乃至図１５は、バフパッド１２２と第１回転体１７５Ａとの間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、処理圧力を補正する方法を示すフローチャートである。
ステップ３−１では、処理圧力補正部１８０は、基板の処理の終了後、引き続き新たな基板を処理するかを判断する。新たな基板を処理しない場合は、処理された基板をバフテーブル１１２から取り外す。新たな基板を処理する場合は、以下のステップ３−２を実行する。
ステップ３−２では、処理圧力補正部１８０は、摩擦指標値の決定時期に達したか否かを判断する。本実施形態では、所定の処理周期毎に摩擦指標値を決定する工程を実行する。具体的には、最初の基板の処理後、または所定の枚数の基板を処理した後、摩擦指標値を決定する工程を実行する。一実施形態では、毎回の基板の処理後に摩擦指標値を決定する工程を実施してもよい。ステップ３−１，３−２では、バフパッド１２２は、基板の被処理面に接触している。
摩擦指標値の決定時期に達していない場合、バフヘッド１２０を図示しない退避位置に移動させ、処理された基板をバフテーブル１１２から取り外し、新たに処理すべき基板をバフテーブル１１２に保持させる。その後、基板処理装置１１０は、上述した方法で新たな基板の処理を開始する。摩擦指標値の決定時期に達した場合、処理圧力補正部１８０は、アーム旋回モータ１１５に指令を発してバフアーム１１６を旋回させ、バフパッド１２２を基板に接触させながら、バフヘッド１２０を所定の摩擦指標値測定位置に移動させる（ステップ３−３）。
ステップ３−４では、処理圧力補正部１８０は、圧力レギュレータＲ６に指令を発して、バフヘッド１２０の処理圧力を予め設定された基準圧力に設定する。基準圧力は、後述するステップ３−５〜ステップ３−７において第１回転体１７５Ａの停止角度（または後述する第２回転体１７５Ｂの停止角度）を測定するためのバフヘッド１２０の処理圧力である。このステップ３−４では、バフパッド１２２は基板の被処理面に対して基準圧力で押し付けられる。
ステップ３−５では、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２を予め設定された基準圧力で第１回転体１７５Ａの基板に接触させた状態で回転モータ１７０Ａに指令を発して第１回転体１７５Ａを予め設定された速度で回転させる。ステップ３−５の設定速度は、後述するステップ３−７の第１回転体１７５Ａの停止角度を測定するための第１回転体１７５Ａの回転速度である。
ステップ３−６では、処理圧力補正部１８０は、回転モータ１７０Ａに指令を発して、バフパッド１２２を基準圧力で第１回転体１７５Ａに接触させた状態で回転モータ１７０Ａを停止させる。
ステップ３−７では、角度測定装置１７１Ａは、回転モータ１７０Ａが停止してから第１回転体１７５Ａの回転が停止するまでの第１回転体１７５Ａの回転角度を測定し、処理圧力補正部１８０は、上記回転角度の測定値を角度測定装置１７１Ａから取得する。以下、回転モータ１７０Ａが停止してから第１回転体１７５Ａの回転が停止するまでの第１回転体１７５Ａの回転角度を、第１回転体１７５Ａの停止角度と呼ぶことがある。
バフパッド１２２と第１回転体１７５Ａとの間に作用する摩擦力が大きい場合、第１回転体１７５Ａの停止角度は小さい。一方で、バフパッド１２２と第１回転体１７５Ａとの間に作用する摩擦力が小さい場合は、第１回転体１７５Ａの停止角度は大きい。したがって、第１回転体１７５Ａの停止角度は、バフパッド１２２と第１回転体１７５Ａとの間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値としての役割を果たす。ステップ３−１〜ステップ３−７の工程中、バフパッド１２２は、回転していてもよく、回転していなくてもよい。
ステップ３−８では、処理圧力補正部１８０は、第１回転体１７５Ａの停止角度の測定値から摩擦指標値を決定する。この摩擦指標値は、第１回転体１７５Ａの角度の測定値自体であってもよいし、または第１回転体１７５Ａの角度の測定値から換算された摩擦力を示す数値であってもよい。
処理圧力補正部１８０の記憶装置１８０ａには、摩擦指標値と処理圧力との関係を表す相関データが格納されている。一実施形態では、上記相関データは、摩擦指標値と、処理圧力との相互関係を表す関係式であってもよい。さらに一実施形態では、上記相関データは、複数の摩擦指標値と、複数の摩擦指標値にそれぞれ対応する複数の処理圧力から構成される相関テーブル（ルックアップテーブル）であってもよい。一例では、相関データは、複数の処理圧力にそれぞれ対応する複数の第１回転体１７５Ａの停止角度を実験により測定することによって予め作成される。
図１６は、摩擦指標値と、処理圧力との相互関係を表す関係式の一例を示すグラフである。図１６の直線Ｌ１は、バフパッド２２を使用して、複数の処理圧力ｐ１，ｐ２，ｐ３にそれぞれ対応する複数の第１回転体１７５Ａの停止角度を実験により測定し、上記複数の停止角度に対応する複数の摩擦指標値ｎ１，ｎ２，ｎ３を決定し、処理圧力ｐ１，ｐ２，ｐ３および摩擦指標値ｎ１，ｎ２，ｎ３から導き出される関係式に基づいて作成されたものである。
図１４に戻り、ステップ３−９では、処理圧力補正部１８０は、摩擦指標値と処理圧力との関係を表す相関データに基づいて、予め設定された目標摩擦指標値に対応する処理圧力を決定する。具体的には、ステップ３−８で決定された摩擦指標値と、図１６の直線Ｌ１の傾きに基づいて、目標摩擦指標値に対応する処理圧力を決定する。例えば、基準圧力ｐ４と、ステップ３−８で決定された摩擦指標値ｎ４とから特定される座標点ｒ１を通り、かつ直線Ｌ１と同じ傾きを持つ直線Ｌ２を決定し、直線Ｌ２上の目標摩擦指標値に対応する処理圧力ｐ５を決定する。
ステップ３−１０では、処理圧力補正部１８０は、ステップ３−９で決定された処理圧力ｐ５と現在の処理圧力との差を算出する。現在の処理圧力とは、処理圧力が一度も補正されていない場合は、最初の基板の処理前に設定された初期処理圧力であり、処理圧力が補正されている場合は、補正後の処理圧力である。
ステップ３−１１では、処理圧力補正部１８０は、上記算出された差を予め設定された誤差しきい値と比較する。上記差が誤差しきい値よりも小さい場合、処理圧力補正部１８０は、処理圧力を補正しない。上記差が誤差しきい値よりも小さい場合、バフヘッド１２０を図示しない退避位置に移動させ、処理された基板をバフテーブル１１２から取り外し、新たに処理すべき基板をバフテーブル１１２に保持させる。その後、基板処理装置１１０は、上述した方法で新たな基板の処理を開始する。
上記差が誤差しきい値よりも大きい場合、処理圧力補正部１８０は、処理圧力を補正する（ステップ３−１２）。具体的には、処理圧力補正部１８０は、現在の処理圧力を、上記ステップ３−９で決定された処理圧力に変更することによって、処理圧力を補正する。処理圧力補正部１８０は、圧力レギュレータＲ６の設定値を、補正された処理圧力に更新する。一実施形態では、ステップ３−１０，３−１１を省略してもよい。この場合は、処理圧力補正部１８０は、ステップ３−９で目標摩擦指標値に対応する処理圧力を決定した後、現在の処理圧力を、上記決定された処理圧力に変更する。
ステップ３−１３では、処理圧力補正部１８０は、処理圧力を補正した回数を、予め設定された補正回数しきい値と比較する。処理圧力を補正した回数が補正回数しきい値よりも大きい場合、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２の交換時期に達したと判断する。一実施形態では、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２の交換時期に達したと判断した場合、作業者にバフパッド１２２の交換を促す警報信号を生成してもよい（ステップ３−１４）。
ステップ３−１５では、処理圧力を補正した回数が補正回数しきい値よりも小さい場合、処理圧力補正部１８０は、処理圧力を補正した頻度を、予め設定された補正頻度しきい値と比較する。処理圧力を補正した頻度は、摩擦指標値を決定した回数に対する処理圧力を補正した回数の割合で表される。処理圧力を補正した頻度が補正頻度しきい値よりも大きい場合、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２の交換時期に達したと判断する。一実施形態では、処理圧力補正部１８０は、バフパッド１２２の交換時期に達したと判断した場合、作業者にバフパッド１２２の交換を促す警報信号を生成してもよい（ステップ３−１６）。処理圧力を補正した頻度が補正頻度しきい値よりも小さい場合、バフヘッド１２０を図示しない退避位置に移動させ、処理された基板をバフテーブル１１２から取り外し、新たに処理すべき基板をバフテーブル１１２に保持させる。その後、基板処理装置１１０は、上述した方法で新たな基板の処理を開始する。
基板の処理が終了後、処理シーケンスはステップ３−１に戻る。一実施形態では、ステップ３−１３〜ステップ３−１４、およびステップ３−１５〜ステップ３−１６のうちのいずれかの工程のみを実行してもよい。ステップ３−１５〜ステップ３−１６を実行しない場合で、かつ処理圧力を補正した回数が補正回数しきい値よりも小さい場合は、ステップ３−１３の後、上述した方法で新たな基板の処理を開始する。ステップ３−１３〜ステップ３−１４を実行しない場合は、ステップ３−１２の後、ステップ３−１５を実行する。
図１７乃至図１９は、処理圧力を補正する方法の他の実施形態を示すフローチャートである。より具体的には、図１７乃至図１９は、基板の処理前にバフパッド１２２と第２回転体１７５Ｂとの間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、処理圧力を補正する方法を示すフローチャートである。
ステップ４−１では、処理圧力補正部１８０は、基板の処理前に、摩擦指標値の決定時期に達したか否かを判断する。本実施形態では、処理圧力補正部１８０は、所定の処理周期毎に摩擦指標値を決定する工程を実行する。具体的には、処理圧力補正部１８０は、最初の基板の処理前、または所定の枚数の基板を処理した後、次の基板の処理前に摩擦指標値を決定する工程を実行する。一実施形態では、処理圧力補正部１８０は、毎回の基板の処理前に摩擦指標値を決定する工程を実施してもよい。
摩擦指標値の決定時期に達していない場合、基板処理装置１１０は、上述した方法で基板の処理を開始する。摩擦指標値の決定時期に達した場合、処理圧力補正部１８０は、アーム旋回モータ１１５に指令を発してバフアーム１１６を旋回させ、バフヘッド１２０をドレッサー１４０の上方に移動させる（ステップ４−２）。
ステップ４−３では、処理圧力補正部１８０は、圧力レギュレータＲ６に指令を発して、バフヘッド１２０の処理圧力を予め設定された基準圧力に設定する。ステップ４−３により、バフパッド１２２は第２回転体１７５Ｂのドレッサー１４０に対して基準圧力で押し付けられる。
図１７乃至図１９に示すステップ４−４〜ステップ４−１５の詳細は、第１回転体１７５Ａを第２回転体１７５Ｂと置き換え、回転モータ１７０Ａを回転モータ１７０Ｂと置き換え、角度測定装置１７１Ａを角度測定装置１７１Ｂと置き換えれば、ステップ３−５〜ステップ３−１６および図１６を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。
上述した各実施形態によれば、バフパッド１２２の処理圧力は、バフパッド１２２と回転体との間に作用する摩擦力の変化をキャンセルする方向に補正される。これにより、バフパッド１２２の減耗にかかわらず基板処理装置１１０の処理性能を維持することができる。また、バフパッド１２２の減耗量を測定するためのセンサ等を必要としないため、基板処理装置１１０のコストダウンを達成することができる。
図１０を参照して説明した実施形態は、研磨装置１０を基板処理装置１１０と置き換え、研磨高さ補正部８０を処理圧力補正部１８０と置き換えることによって、図１１乃至図１９を参照して説明した基板処理システム１００にも適用することができる。本実施形態の基板処理システム１００は、生産ラインごとに処理圧力の補正またはバフパッド１２２の交換時期の予測を行うことができる。
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
１ 研磨システム
１０ 研磨装置
１２ 研磨テーブル
１２ａ テーブル軸
１４ 支軸
１５ アーム旋回モータ
１６ 研磨ヘッド揺動アーム
１８ 研磨ヘッドシャフト
１９ スラリー供給ノズル
２０ 研磨ヘッド
２１ ヘッド本体
２２ 研磨パッド
２２ａ 研磨面
２４ 高さ調整機構
２５ ロータリージョイント
２６ 軸受
２８ ブリッジ
２９ 支持台
３０ 支柱
３２ ボールねじ機構
３２ａ ねじ軸
３２ｂ ナット
３７ モータドライバ
３８ サーボモータ
４０ リテーナリング
４２ ドライブリング
４５ 弾性膜
５０〜５３ 圧力室
６０ リテーナリング押圧装置
６１ ピストン
６２ ローリングダイヤフラム
６３ リテーナリング圧力室
７０ テーブルモータ
７１ 角度測定装置
８０ 研磨高さ補正部
１００ 基板処理システム
１１０ 基板処理装置
１１２ バフテーブル
１１４ 支軸
１１５ アーム旋回モータ
１１６ バフアーム
１１７ 純水供給ノズル
１１８ バフヘッドシャフト
１１９ 薬液供給ノズル
１２０ バフヘッド
１２２ バフパッド
１２４ 処理圧力調整機構
１２５ エアシリンダ
１２９ ばね
１３１ ブリッジ
１３３ 支持台
１４０ ドレッサー
１４２ ドレステーブル
１７０Ａ 回転モータ
１７０Ｂ 回転モータ
１７１Ａ 角度測定装置
１７１Ｂ 角度測定装置
１７５Ａ 第１回転体
１７５Ｂ 第２回転体
１８０ 処理圧力補正部
１９１ａ，１９１ｂ プーリー
１９２ ベルト
１９４ バフヘッド回転モータ

Claims (22)

  1. 研磨パッドを研磨装置の研磨テーブルで支持しかつ回転させ、
    基板を保持した研磨ヘッドを研磨高さに位置させ、
    前記基板を前記研磨ヘッドによって前記研磨パッドの研磨面に押し付けて前記基板を研磨し、
    前記研磨ヘッドと前記研磨パッドとの間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、
    前記摩擦指標値に基づいて前記研磨高さを補正する研磨方法。
  2. 前記摩擦指標値を決定する工程は、
    前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに接触させながらテーブルモータにより前記研磨テーブルを予め設定された速度で回転させ、
    前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに接触させた状態で前記テーブルモータを停止させ、
    前記テーブルモータが停止してから前記研磨テーブルの回転が停止するまでに、前記研磨テーブルが回転した角度を測定する工程を含む、請求項１に記載の研磨方法。
  3. 前記研磨高さを補正する工程は、
    前記摩擦指標値と相対研磨高さとの関係を表す相関データに基づいて、前記決定された摩擦指標値に対応する相対研磨高さと、予め設定された目標摩擦指標値に対応する目標相対研磨高さを決定し、
    前記決定された相対研磨高さと前記目標相対研磨高さとの差を算出し、
    前記差を現在の研磨高さから減算する工程を含む、請求項１または２に記載の研磨方法。
  4. 前記差が、予め設定された誤差しきい値よりも大きいときに、前記現在の研磨高さから前記差を減算する、請求項３に記載の研磨方法。
  5. 前記研磨高さを補正した回数が予め設定された補正回数しきい値よりも大きいときに、前記研磨パッドの交換時期に達したと判断する工程をさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨方法。
  6. 前記研磨高さを補正した頻度が、予め設定された補正頻度しきい値よりも大きいときに、前記研磨パッドの交換時期に達したと判断する工程をさらに含み、前記研磨高さを補正した頻度は、前記摩擦指標値を決定した回数に対する前記研磨高さを補正した回数の割合で表される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨方法。
  7. 前記研磨装置は、複数の生産ラインごとに設置された複数の研磨装置であって、
    前記生産ラインごとに前記研磨高さの補正または前記研磨パッドの交換時期の予測を行う、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の研磨方法。
  8. 基板を研磨する少なくとも１つの研磨装置と、
    前記研磨装置に接続された研磨高さ補正部とを備え、
    前記研磨装置は、
    研磨パッドを支持する研磨テーブルと、
    前記研磨テーブルを回転させるテーブルモータと、
    前記研磨テーブルの回転角度を測定する角度測定装置と、
    前記基板を前記研磨パッドの研磨面に押し付ける研磨ヘッドと、
    前記研磨ヘッドに連結された高さ調整機構を備えており、
    前記研磨高さ補正部は、前記研磨ヘッドと前記研磨パッドとの間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、前記摩擦指標値に基づいて前記研磨ヘッドの研磨高さを補正するためのプログラムが格納された記憶装置、および前記プログラムに含まれる命令に従って演算を実行するための演算装置を有している、研磨システム。
  9. 前記研磨高さ補正部は、
    前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに接触させた状態で前記テーブルモータに指令を発して前記研磨テーブルを予め設定された速度で回転させ、
    前記研磨ヘッドを前記研磨パッドに接触させた状態で前記テーブルモータを停止させ、
    前記テーブルモータが停止してから前記研磨テーブルの回転が停止するまでの前記研磨テーブルの回転角度の測定値を前記角度測定装置から取得するように構成されている、請求項８に記載の研磨システム。
  10. 前記研磨高さ補正部は、
    前記摩擦指標値と相対研磨高さとの関係を表す相関データに基づいて、前記決定された摩擦指標値に対応する相対研磨高さと、予め設定された目標摩擦指標値に対応する目標相対研磨高さを決定し、
    前記決定された相対研磨高さと前記目標相対研磨高さとの差を算出し、
    前記差を現在の研磨高さから減算するように構成されている、請求項８または９に記載の研磨システム。
  11. 基板を該基板の被処理面を上向きにして基板処理装置のバフテーブルで保持しかつ回転させ、
    バフパッドをバフヘッドによって前記基板の被処理面に押し付けて前記基板を処理し、
    前記バフパッドと回転体との間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、
    前記摩擦指標値に基づいて前記バフヘッドの処理圧力を補正する、基板処理方法。
  12. 前記回転体は、前記バフテーブルと、前記バフテーブルに保持された前記基板とを含む第１回転体、または前記バフパッドのドレッシングを行うドレッサーと前記ドレッサーを支持する回転可能なドレステーブルとを含む第２回転体のいずれかである、請求項１１に記載の基板処理方法。
  13. 前記摩擦指標値を決定する工程は、
    前記バフパッドを予め設定された基準圧力で前記回転体に接触させながら回転モータにより前記回転体を予め設定された速度で回転させ、
    前記バフパッドを前記基準圧力で前記回転体に接触させた状態で前記回転モータを停止させ、
    前記回転モータが停止してから前記回転体の回転が停止するまでに、前記回転体が回転した角度を測定する工程を含む、請求項１１または１２に記載の基板処理方法。
  14. 前記処理圧力を補正する工程は、
    前記摩擦指標値と前記処理圧力との関係を表す相関データに基づいて、予め設定された目標摩擦指標値に対応する処理圧力を決定し、
    現在の処理圧力を前記決定された処理圧力に変更する工程を含む、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  15. 前記決定された処理圧力と前記現在の処理圧力との差が、予め設定された誤差しきい値よりも大きいときに、前記現在の処理圧力を前記決定された処理圧力に変更する、請求項１４に記載の基板処理方法。
  16. 前記処理圧力を補正した回数が予め設定された補正回数しきい値よりも大きいときに、前記バフパッドの交換時期に達したと判断する工程をさらに含む、請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  17. 前記処理圧力を補正した頻度が、予め設定された補正頻度しきい値よりも大きいときに、前記バフパッドの交換時期に達したと判断する工程をさらに含み、前記処理圧力を補正した頻度は、前記摩擦指標値を決定した回数に対する前記処理圧力を補正した回数の割合で表される、請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  18. 前記基板処理装置は、複数の生産ラインごとに設置された複数の基板処理装置であって、
    前記生産ラインごとに前記処理圧力の補正または前記バフパッドの交換時期の予測を行う、請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  19. 基板を処理する少なくとも１つの基板処理装置と、
    前記基板処理装置に接続された処理圧力補正部とを備え、
    前記基板処理装置は、
    前記基板を該基板の被処理面を上向きにして保持するバフテーブルと、
    前記バフテーブルを回転させる第１回転モータと、
    バフパッドを支持し、該バフパッドを前記基板の被処理面に押し付けるバフヘッドと、
    前記バフパッドのドレッシングを行うドレッサーと、
    前記ドレッサーを支持する回転可能なドレステーブルと、
    前記ドレステーブルを回転させる第２回転モータと、
    前記バフヘッドに連結された処理圧力調整機構と、
    前記バフパッドに摺接する回転体の回転角度を測定する角度測定装置を備えており、
    前記処理圧力補正部は、前記バフパッドと前記回転体との間に作用する摩擦力を示す摩擦指標値を決定し、前記摩擦指標値に基づいて前記バフヘッドの処理圧力を補正するためのプログラムが格納された記憶装置、および前記プログラムに含まれる命令に従って演算を実行するための演算装置を有している、基板処理システム。
  20. 前記回転体は、前記バフテーブルと、前記バフテーブルに保持された前記基板とを含む第１回転体、または前記ドレッサーと前記ドレステーブルとを含む第２回転体のいずれかである、請求項１９に記載の基板処理システム。
  21. 前記処理圧力補正部は、
    前記バフパッドを予め設定された基準圧力で前記回転体に接触させた状態で、回転モータに指令を発して前記回転体を予め設定された速度で回転させ、
    前記バフパッドを前記基準圧力で前記回転体に接触させた状態で前記回転モータを停止させ、
    前記回転モータが停止してから前記回転体の回転が停止するまでの前記回転体の回転角度の測定値を前記角度測定装置から取得するように構成されている、請求項１９または２０に記載の基板処理システム。
  22. 前記処理圧力補正部は、
    前記摩擦指標値と前記処理圧力との関係を表す相関データに基づいて、予め設定された目標摩擦指標値に対応する処理圧力を決定し、
    現在の処理圧力を前記決定された処理圧力に変更するように構成されている、請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載の基板処理システム。
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