JP3763975B2 - トップリング制御装置及びポリッシング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトップリングとターンテーブルを用いて半導体ウエハ等のポリッシング対象物の表面を研磨するポリッシング装置に関し、特にトップリングを制御するトップリング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハの製造工程においては、半導体ウエハ表面を平坦且つ鏡面化するためにポリッシング装置が使用されている。
【０００３】
図５はこの種のポリッシング装置の概略構造を示す斜視図である。同図に示すようにこのポリッシング装置は、ターンテーブル１００上にトップリングユニット１１０とドレッシングツールユニット１２０を配置して構成されている。
【０００４】
ターンテーブル１００は駆動軸１０１によって回転駆動され、またその上面には人工皮革等からなる研磨布が貼り付けられている。
【０００５】
トップリングユニット１１０はモータ１１２によって回転駆動されるトップリング１１１を具備して構成されている。トップリング１１１には配管１１７からトップリング駆動軸１１５の内部を通って真空が供給されており、これによってトップリング１１１の下面に図示しない半導体ウエハが吸着可能になっている。
【０００６】
ドレッシングツールユニット１２０はモータ１２２によって回転駆動されるドレッシングツール１２１を具備して構成されている。
【０００７】
トップリングユニット１１０全体とドレッシングツールユニット１２０全体は、各々揺動軸１３１，１４１を該軸回りに回転させることによって揺動自在に支持されている。またトップリング１１１とドレッシングツール１２１とはシリンダ１５２，１７２によって上下動自在とされている。
【０００８】
そして半導体ウエハを吸着した回転するトップリング１１１を回転するターンテーブル１００上に移動して圧接することによって半導体ウエハの表面を研磨する。
【０００９】
研磨終了後、回転するターンテーブル１００上に回転するドレッシングツール１２１を移動して圧接することによって研磨布表面の再生（目立て）を行なう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記ポリッシング装置において、トップリング１１１に吸着した半導体ウエハがその研磨中に割れる等の障害を生じた場合、そのままポリッシング動作を継続すると半導体ウエハの割れがひどくなったり、トップリング１１１やターンテーブル１００の損傷が生じたりする等の問題が生じてしまう。
【００１１】
このためトップリング１１１による研磨時の異常を迅速且つ確実に検出して適正に対処する必要があるが、そのためには前記異常を検出するためのセンサなどを別途設ける必要が生じる。
【００１２】
しかしながらセンサなどを設けると、装置が複雑化し、また部品点数が増える等の問題が生じてしまうばかりか、例えセンサを設置したとしても異常を確実に発見し、該異常の程度に応じて適切に対処することは困難であった。
【００１３】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、トップリングによるポリッシング対象物研磨時の異常を迅速且つ確実に検出してこれに適切に対応できるトップリング制御装置及びポリッシング装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明にかかるトップリング制御装置は、トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段とを具備し、前記トップリングの駆動軸と前記加圧手段のロッドとを別軸に設置すると共に、前記加圧手段のロッドと前記圧力検出手段とを同軸に設置し、さらに検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを異常と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止せしめ、一方前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続しない場合にはこれを測定誤差と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を継続させる制御手段を具備することによって構成した。
また本発明は、トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段と、検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに前記検出圧力値が所定の第二規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを第二の異常と判断して前記トップリングによって現在行なっているポリッシング対象物の研磨が終了した際にトップリングによる研磨動作を停止せしめさらに前記検出圧力値が前記第二規定値よりも大きい所定の第一規定値よりもさらに大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを第一の異常と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を即座に停止せしめる制御手段とを具備することによって構成した。
また本発明は、トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段と、検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに、前記検出圧力値が所定の正常値範囲よりも小さくなった後に前記正常値範囲よりも大きくなった場合をポリッシング対象物が前記トップリングから離脱したと判断して前記トップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止する制御手段とを具備することによって構成した。
また本発明は、前記何れかのトップリング制御装置を具備せしめることによってポリッシング装置を構成した。
また本発明は、ポリッシング対象物を保持するトップリングと、研磨布が貼り付けられたターンテーブルと、前記トップリングを前記ターンテーブルに押し付ける加圧手段と、前記トップリングの前記ターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段とを具備し、前記トップリングの駆動軸と前記加圧手段のロッドとを別軸に設置すると共に、前記加圧手段のロッドと前記圧力検出手段とを同軸に設置し、さらに検出された検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを異常と判断して前記トップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止せしめ、一方前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続しない場合にはトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を継続させる制御手段を具備することによってポリッシング装置を構成した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を適用するトップリングユニット１０の概略断面図である。同図に示すようにトップリングユニット１０は、モータ２０と、該モータ２０によって駆動されるトップリング駆動軸３０と、該トップリング駆動軸３０の下端に取り付けられるトップリング１１と、トップリング駆動軸３０を上下動させるエアシリンダ（加圧手段）５２と、エアシリンダ５２のロッド５３の先端に取り付けられるロードセル（圧力検出手段）７５と、前記エアシリンダ５２によるトップリング１１のターンテーブルへの押し付け圧力の制御等を行なう制御手段８０とを具備している。
【００１６】
ここでモータ２０は減速機２２を介してその一端から突出する駆動軸２１にプーリー２３を取り付け、且つケース５０に固定して構成されている。
【００１７】
トップリング駆動軸３０は中空であってその外周に取り付けたスプラインブッシュ３１及びリニアブッシュ３２の外側にスリーブ３３を固定し、その上下を上下ベアリング３７，３８によってケース５０に回転自在に軸支して構成されている。またプーリー２３とトップリング駆動軸３０間にはベルト２５が巻き掛けられている。
【００１８】
なおスプラインブッシュ３１はトップリング駆動軸３０の外周の軸方向に設けたスプライン溝３４にベアリングを介して取り付けられており、従ってスプラインブッシュ３１とトップリング駆動軸３０とは回転方向には一体に回転するため、ベルト２５によってモータ２０の動力がトップリング駆動軸３０に伝達されトップリング１１が回転するが、スプラインブッシュ３１とトップリング駆動軸３０は軸方向にはスライドするように構成されている。一方前記リニアブッシュ３２はトップリング駆動軸３０が軸方向にスライドするようにかつトップリング駆動軸３０を回転自在に軸支するように取り付けられている。
【００１９】
トップリング駆動軸３０の中空の内部にはその上端から、図示しない真空源に接続する真空配管５５が導入され、さらにトップリング駆動軸３０の下端から図示しない配管によってトップリング１１の内部に連通しており、前記真空源を作動させることにより半導体ウエハは該トップリング１１の下面に真空保持される。
【００２０】
トップリング駆動軸３０の上部には、トップリング駆動軸３０を回転自在であって且つその軸方向に一体に移動するようにシリンダブラケット５１が取り付けられている。シリンダブラケット５１にはエアシリンダ５２が固定されており、またエアシリンダ５２のロッド５３の先端はロードセル７５を介してケース５０に固定されている。ケース５０は図５のポリッシング装置の揺動軸１３１に相当する揺動軸６０上に固定されている。
【００２１】
エアシリンダ５２の下端にはこのエアシリンダ５２に供給するエアの圧力・方向等を制御する圧力コントローラ８１からの配管８３−１が接続されている。そして配管８３−１からエアを供給するとトップリング駆動軸３０及びトップリング１１が下降する。配管８３−１の他端は減圧弁Ｂを介してエア供給源に接続されている。一方、エアシリンダ５２の上端に配管８３−２からエアを供給するとトップリング駆動軸３０及びトップリング１１が上昇する。配管８３−２の後端側には制御装置８５によりエアシリンダ５２に対してエアの供給と脱圧（大気開放）とを切り換える電磁制御弁８４−１、エアの圧力を所定圧に減圧する減圧弁８４−２、さらにエア供給源が順次接続されている。
【００２２】
制御手段８０は圧力コントローラ８１とこれを制御する制御装置８５とを具備しており、制御装置８５は図２に示すように、少なくともＣＰＵ８５−１と、ＲＯＭ，ＲＡＭなどの記憶手段８５−２と、入出力ポート８５−３とを具備し、前記ロードセル７５からの検出圧力信号や、キーボード等の外部入力装置８７からの外部入力信号等を入力し、また圧力コントローラ８１への圧力調節用出力信号や異常警報器８９への出力信号等を出力する。
【００２３】
次に上記装置によるトップリング１１の制御方法を主として図１を用いて説明する。まずユーザは外部入力装置８７からトップリング１１による半導体ウエハの押圧力を所定の圧力値に指定する（指定圧力値Ｌ１）。同様にトップリング１１による半導体ウエハへの押圧力が指定圧力値Ｌ１よりも異常に高い規定値（この実施形態では第一規定値と第二規定値｛第一規定値Ｐ１＞第二規定値Ｐ２｝）を指定する。これらの値は記憶装置８５−２に記憶される。なおこれらの値はその都度指定するのではなく、予め記憶装置８５−２に記憶しておいても良い。なお、指定圧力値Ｌ１よりも十分低い第三規定値Ｐ３も記憶装置８５−２に記憶させる。トップリング１１のターンテーブルへの押し付け力はロードセル７５により検出される（後述）が、その検出圧力値ＬはＰ３＜Ｌ＜Ｐ２のとき正常とする。
【００２４】
そしてポリッシング装置を始動し、電磁制御弁８４−１を制御してエアシリンダ５２の上端側に減圧弁８４−２により所定の圧力に減圧したエアを供給し、さらに電磁弁Ａにより配管８３−１のエアシリンダ５２に接続する部分を大気開放させてトップリング駆動軸３０及びトップリング１１を上昇させ、予め真空配管５５からトップリング１１の下面に導かれた負圧によってトップリング１１下面に図示しない半導体ウエハが真空吸着された状態で、前記モータ２０が駆動されてその回転力がベルト２５を介してトップリング駆動軸３０に伝達され、回転駆動される。
【００２５】
そしてトップリングユニット１０全体を揺動軸６０によって揺動してトップリング１１を図示しない回転するターンテーブル上に移動する。次に電磁弁８４−１を制御して配管８３−２のエアシリンダ５２に接続する部分を大気開放し、一方エア供給源からの圧縮エアの圧力を圧力コントローラ８１で所定の圧力に減圧する様に制御させてそのエアをエアシリンダ５２に供給することで、エアシリンダ５２を駆動してケース５０に固定されたロッド５３に対してエアシリンダ５２及びシリンダブラケット５１を下降させることによって、トップリング駆動軸３０及びトップリング１１を下降してターンテーブルの表面に半導体ウエハを押し付けて研磨する。
【００２６】
この押し付け力はロードセル７５によって検出され、その検出圧力値Ｌが制御装置８５に入力され、該検出圧力値Ｌを予め設定しておいた指定圧力値Ｌ１と比較し、指定圧力値Ｌ１と同一の場合は現在の状態を維持するように、一方指定圧力値Ｌ１よりも大きい（小さい）場合はエアシリンダ５２に供給するエアの圧力を小さく（大きく）するように、制御装置８５からそれぞれに応じた制御信号を圧力コントローラ８１に出力することでロードセル７５による検出圧力値Ｌが指定圧力値Ｌ１と常に同一になるようにフィードバック制御する。本実施形態では検出圧力値Ｌが指定圧力値Ｌ１と等しくなるよう制御しているが、検出圧力値がＰ３＜Ｌ＜Ｐ２となるように制御してもよい。正常に研磨が終了すると、上述のトップリング駆動軸３０及びトップリング１１が再び上昇及び、回転停止され、次の半導体ウエハと交換される。
【００２７】
通常は上記通常のフィードバック制御によってトップリング１１の制御が行なわれ、次々に半導体ウエハを研磨していくのであるが、その途中においてもし研磨中の半導体ウエハに割れや圧力コントローラ異常等の不都合が生じた場合は、以下に説明するように即座にこれに対応してトップリング１１の停止などを行なう。圧力コントローラ異常が起こると例えばトップリング１１のターンテーブルへの押し付け力が０となることがある。
【００２８】
ここで図３は異常を検出してこれに対処するための概略制御フロー図である。また図４にはロードセル７５による検出圧力値Ｌの各種変化の状態を示している。両者を用いて具体的制御方法を説明する。
【００２９】
〔図４の(a)の状態の場合〕
即ちロードセル７５によって検出された検出圧力値Ｌが、Ｐ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２の通常の状態の場合は、何ら異常なしと判断して通常の運転制御が継続される。
【００３０】
具体的には図３で通常の運転制御（具体的フロー図は示さず）を行なっている途中に所定のタイミングで図３に示す制御フローに移行し、ＣＡとＣＢとＣＣにそれぞれ１をセットした上で（ステップ１，２，３）、ロードセル７５によって検出された検出圧力値Ｌを第一規定値Ｐ１と比較し（ステップ４）、Ｌ＜Ｐ１なので次はステップ７において第二規定値Ｐ２と比較し、Ｌ＜Ｐ２なので次はステップ１０において第三規定値Ｐ３と比較し、Ｐ３＜Ｌなので再び通常の運転制御に戻る。従ってこの場合は通常の運転制御のみが繰り返される。
【００３１】
〔図４の(b)の状態の場合〕
即ち一時的にＬ＞Ｐ１，Ｐ２となるが、その状態が所定時間継続しないですぐにＰ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２に戻った場合は、例えば外乱等のための測定誤差であったと判断して通常の運転制御が継続される。
【００３２】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、圧力値Ｌを第一規定値Ｐ１と比較し（ステップ４）、Ｌ≧Ｐ１なので予め記憶しておいた所定の値Ｃ１（所定の複数値）とＣＡとを比較し（ステップ５）、この時ＣＡは１なのでＣＡ＜Ｃ１となってＣＡに１加算し（ステップ６）、次にステップ７において第二規定値Ｐ２と比較し、Ｌ≧Ｐ２なので予め記憶しておいた値Ｃ１とＣＢとを比較して（ステップ８）、この時ＣＢは１なのでＣＢ＜Ｃ１となってＣＢに１加算し（ステップ９）、ステップ４に戻る。
【００３３】
そして前記演算を繰り返してＣＡ，ＣＢ共にその数値が増加していくが、ＣＡ，ＣＢがいずれもＣ１の値に到達する前に検出圧力値Ｌの方が元の値（Ｐ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２）に戻るので、ステップ７においてＬ＜Ｐ２と判断されてステップ１０を経て通常の運転制御に戻る。従ってこの場合も通常の運転制御のみが繰り返される。
【００３４】
〔図４の(c)の状態の場合〕
即ちＬ＞Ｐ１，Ｐ２であり、その状態が所定時間以上継続した場合は、半導体ウエハの割れ等の大きな異常（第一の異常）と判断してトップリング１１を上昇し、同時にトップリング１１によるポリッシング対象物の研磨動作を即座に停止する。
【００３５】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，５，６，７，８，９の部分が所定の多数回繰り返されることで、所定時間経過後にステップ５においてＣＡ≧Ｃ１となり、ステップ１３に移行して異常警報器８９から異常警報を発した後に、トップリング１１を上昇して停止する（ステップ１４）。
【００３６】
〔図４の(d)の状態の場合〕
即ちＰ２＜Ｌ＜Ｐ１となるが、その状態が所定時間継続しないですぐにＬ＜Ｐ１，Ｐ２に戻った場合は、前記図４の(b)の場合と同様に例えば外乱等のための測定誤差であったと判断して通常の運転制御が継続される。
【００３７】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，７，８，９の部分が繰り返されてＣＢの値が加算されて増加していくが、ＣＢがＣ１の値に到達する前に検出圧力値Ｌの方が元の値（Ｐ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２）に戻るので、ステップ７においてＬ＜Ｐ２と判断されてステップ１０を経て通常の運転制御方法に戻る。従ってこの場合、通常の運転制御のみが繰り返される。
【００３８】
〔図４の(e)の状態の場合〕
即ちＰ２＜Ｌ＜Ｐ１であり、その状態が所定時間以上継続した場合は、半導体ウエハ割れのような大きな異常とは認識しないが、比較的小さな異常（第二の異常）と判断してトップリング１１を即座に上昇しないで現在トップリング１１にセットされている半導体ウエハの研磨を終了させた後に研磨を中止し、つまり次の半導体ウエハの研磨へ自動的に移行するのをやめて、その研磨済みの半導体ウエハを人が手に取ってチェックできるようにする。これによって半導体ウエハやポリッシング装置に何らかの異常が生じているか否かを確かめることができる。
【００３９】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，７，８，９の部分が所定の多数回繰り返されることで、所定時間経過後にステップ８においてＣＢ≧Ｃ１となり、ステップ１５に移行して現在の半導体ウエハの研磨を終了した後に停止する。
【００４０】
〔図４の(f)の状態の場合〕
即ちＬ＞Ｐ１の状態は短時間であるが、同時にＬ＞Ｐ２の状態が所定時間継続した場合は、前記(e)の場合と同様に、半導体ウエハ割れのような大きな異常とは認識しないが、比較的小さな異常（第二の異常）と判断してトップリング１１を即座に上昇しないで現在トップリング１１にセットされている半導体ウエハの研磨を終了させた後に研磨を中止する。
【００４１】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，５，６，７，８，９を繰り返す部分とステップ４，７，８，９を繰り返す部分が生じ、何れの場合も必ずＣＢの数値の加算が行なわれることで、所定時間経過後にステップ８においてＣＢ≧Ｃ１となり、ステップ１５に移行して現在の半導体ウエハの研磨を終了した後に停止する。
【００４２】
〔図４の(g)の状態の場合〕
即ちＬ＜Ｐ３となるが、その状態が所定時間継続しないですぐにＰ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２に戻った場合は、例えば外乱等のための測定誤差であったと判断して通常の運転制御が継続される。
【００４３】
具体的に図３では、ＣＡ，ＣＢ，ＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４とステップ７を介してステップ１０に移行し、Ｌ＜Ｐ３なのでステップ１１でＣＣとＣ１を比較してＣＣの方が小さいのでＣＣに１を加えて（ステップ１２）ステップ４に戻る。
【００４４】
そして上記各ステップ４，７，１０〜１２の部分が繰り返されてＣＣの値が加算されて増加していくが、ＣＣがＣ１の値に達する前に検出圧力値Ｌが元の値に戻るので、ステップ１０において通常の運転制御方法に戻る。
【００４５】
〔図４の(h)の状態の場合〕
即ちＬ＜Ｐ３であり、その状態が所定時間以上継続した場合は、圧力コントローラ８１故障によりトップリング押し付け力がなくなったか、小さくなった場合などの異常と判断して、トップリング１１を即座に上昇しないで現在トップリング１１にセットされている半導体ウエハの研磨を終了させた後に研磨を中止し、次の半導体ウエハの研磨へ自動的に移行するのをやめて、その研磨済みの半導体ウエハを人が手に取ってチェックできるようにする。
【００４６】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，７，１０〜１２の部分が繰り返されてＣＣの値が加算されて行き、ＣＣ≧Ｃ１となってステップ１５に移行して現在の半導体ウエハの研磨を終了した後に停止する。
【００４７】
ところで検出圧力値Ｌが図４の(i)のように変動した場合は、その制御として、上記図３の制御フローとは別に下記の制御を行うことが好ましい。即ちこの圧力変動は、所定時間内にその圧力がＰ３以下になった後に上昇してＰ２以上になり、その後再び正常値に戻る変動であるが、これはウエハがトップリング１１から飛び出した場合に起こる現象である。即ちまずＬ＜Ｐ３となるのはウエハがトップリング１１から飛び出し、トップリング１１の押し付ける対象がなくなるためＬが急激に低下するためであり、その後Ｌ＞Ｐ２となるのは、トップリング１１はエアシリンダ５２により下方へ押圧されているためトップリング１１がターンテーブルに衝突し、急激にＬが上昇するためである。そしてその後フィードバック制御が働き、エアシリンダ５２の押し付け力が減少し、Ｐ３＜Ｌ＜Ｐ２となる。
【００４８】
即ち具体的には、予め制御装置８５の記憶装置８５−２に前記図４(i)の波形を登録しておき、所定時間内にこの波形が発生したことを制御装置８５が検出した場合はウエハがトップリング１１から飛び出したと判断して即座にトップリング１１を上昇させるように制御する。
【００４９】
本発明に用いる圧力検出手段はロードセル７５に限定されず他の種々の圧力検出手段を用いても良いが、上記実施形態のようにロードセル７５をエアシリンダ５２とトップリング１１の間に設置してエアシリンダ５２が実際に発生している押し付け力を測定するように構成すれば、トップリング１１の押し付け力が即座に精度良く検出でき、通常のトップリング１１の圧力制御が精度良く行えるばかりか、異常発生時の対処を応答性よく行なえる。またロードセル７５はトップリング１１を支持するケース５０とエアシリンダ５２のロッド５３の間に取り付けられているのでその取り付けが容易である。
【００５０】
また本発明に用いるトップリング１１への加圧手段もエアシリンダ５２に限定されず、他の種々の加圧手段を用いても良い。図３においてＣＡ〜ＣＣと比較される、規定された回数はともにＣ１であるが、ＣＡ，ＣＢはそれぞれ異なる規定回数と比較するようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を一定に制御するために検出する検出圧力値を用いることで研磨時の異常が検出できるので、別途センサなどを設ける必要がないばかりか、ポリッシング対象物研磨時の異常を迅速・確実に検出でき且つこれに適切に対処できるという優れた効果を有する。
【００５２】
特に異常の大きさを区別して判断することができるので、異常の大きさに応じた適切な処理が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するトップリングユニット１０の概略断面図である。
【図２】制御装置８５を示す概略ブロック図である。
【図３】異常を検出してこれに対処するための概略制御フロー図である。
【図４】ロードセル７５による検出圧力値Ｌの各種変化の状態を示す図である。
【図５】ポリッシング装置の概略構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ トップリングユニット
１１ トップリング
２０ モータ
３０ トップリング駆動軸
５２ エアシリンダ（加圧手段）
７５ ロードセル（圧力検出手段）
８０ 制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明はトップリングとターンテーブルを用いて半導体ウエハ等のポリッシング対象物の表面を研磨するポリッシング装置に関し、特にトップリングを制御するトップリング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハの製造工程においては、半導体ウエハ表面を平坦且つ鏡面化するためにポリッシング装置が使用されている。
【０００３】
図５はこの種のポリッシング装置の概略構造を示す斜視図である。同図に示すようにこのポリッシング装置は、ターンテーブル１００上にトップリングユニット１１０とドレッシングツールユニット１２０を配置して構成されている。
【０００４】
ターンテーブル１００は駆動軸１０１によって回転駆動され、またその上面には人工皮革等からなる研磨布が貼り付けられている。
【０００５】
トップリングユニット１１０はモータ１１２によって回転駆動されるトップリング１１１を具備して構成されている。トップリング１１１には配管１１７からトップリング駆動軸１１５の内部を通って真空が供給されており、これによってトップリング１１１の下面に図示しない半導体ウエハが吸着可能になっている。
【０００６】
ドレッシングツールユニット１２０はモータ１２２によって回転駆動されるドレッシングツール１２１を具備して構成されている。
【０００７】
トップリングユニット１１０全体とドレッシングツールユニット１２０全体は、各々揺動軸１３１，１４１を該軸回りに回転させることによって揺動自在に支持されている。またトップリング１１１とドレッシングツール１２１とはシリンダ１５２，１７２によって上下動自在とされている。
【０００８】
そして半導体ウエハを吸着した回転するトップリング１１１を回転するターンテーブル１００上に移動して圧接することによって半導体ウエハの表面を研磨する。
【０００９】
研磨終了後、回転するターンテーブル１００上に回転するドレッシングツール１２１を移動して圧接することによって研磨布表面の再生（目立て）を行なう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記ポリッシング装置において、トップリング１１１に吸着した半導体ウエハがその研磨中に割れる等の障害を生じた場合、そのままポリッシング動作を継続すると半導体ウエハの割れがひどくなったり、トップリング１１１やターンテーブル１００の損傷が生じたりする等の問題が生じてしまう。
【００１１】
このためトップリング１１１による研磨時の異常を迅速且つ確実に検出して適正に対処する必要があるが、そのためには前記異常を検出するためのセンサなどを別途設ける必要が生じる。
【００１２】
しかしながらセンサなどを設けると、装置が複雑化し、また部品点数が増える等の問題が生じてしまうばかりか、例えセンサを設置したとしても異常を確実に発見し、該異常の程度に応じて適切に対処することは困難であった。
【００１３】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、トップリングによるポリッシング対象物研磨時の異常を迅速且つ確実に検出してこれに適切に対応できるトップリング制御装置及びポリッシング装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明にかかるトップリング制御装置は、トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段とを具備し、前記トップリングの駆動軸と前記加圧手段のロッドとを別軸に設置すると共に、前記加圧手段のロッドと前記圧力検出手段とを同軸に設置し、さらに検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを異常と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止せしめ、一方前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続しない場合にはこれを測定誤差と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を継続させる制御手段を具備することによって構成した。
また本発明は、トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段と、検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに前記検出圧力値が所定の第二規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを第二の異常と判断して前記トップリングによって現在行なっているポリッシング対象物の研磨が終了した際にトップリングによる研磨動作を停止せしめさらに前記検出圧力値が前記第二規定値よりも大きい所定の第一規定値よりもさらに大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを第一の異常と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を即座に停止せしめる制御手段とを具備することによって構成した。
また本発明は、トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段と、検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに、前記検出圧力値が所定の正常値範囲よりも小さくなった後に前記正常値範囲よりも大きくなった場合をポリッシング対象物が前記トップリングから離脱したと判断して前記トップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止する制御手段とを具備することによって構成した。
また本発明は、前記何れかのトップリング制御装置を具備せしめることによってポリッシング装置を構成した。
また本発明は、ポリッシング対象物を保持するトップリングと、研磨布が貼り付けられたターンテーブルと、前記トップリングを前記ターンテーブルに押し付ける加圧手段と、前記トップリングの前記ターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段とを具備し、前記トップリングの駆動軸と前記加圧手段のロッドとを別軸に設置すると共に、前記加圧手段のロッドと前記圧力検出手段とを同軸に設置し、さらに検出された検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを異常と判断して前記トップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止せしめ、一方前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続しない場合にはトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を継続させる制御手段を具備することによってポリッシング装置を構成した。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明を適用するトップリングユニット１０の概略断面図である。同図に示すようにトップリングユニット１０は、モータ２０と、該モータ２０によって駆動されるトップリング駆動軸３０と、該トップリング駆動軸３０の下端に取り付けられるトップリング１１と、トップリング駆動軸３０を上下動させるエアシリンダ（加圧手段）５２と、エアシリンダ５２のロッド５３の先端に取り付けられるロードセル（圧力検出手段）７５と、前記エアシリンダ５２によるトップリング１１のターンテーブルへの押し付け圧力の制御等を行なう制御手段８０とを具備している。
【００１６】
ここでモータ２０は減速機２２を介してその一端から突出する駆動軸２１にプーリー２３を取り付け、且つケース５０に固定して構成されている。
【００１７】
トップリング駆動軸３０は中空であってその外周に取り付けたスプラインブッシュ３１及びリニアブッシュ３２の外側にスリーブ３３を固定し、その上下を上下ベアリング３７，３８によってケース５０に回転自在に軸支して構成されている。またプーリー２３とトップリング駆動軸３０間にはベルト２５が巻き掛けられている。
【００１８】
なおスプラインブッシュ３１はトップリング駆動軸３０の外周の軸方向に設けたスプライン溝３４にベアリングを介して取り付けられており、従ってスプラインブッシュ３１とトップリング駆動軸３０とは回転方向には一体に回転するため、ベルト２５によってモータ２０の動力がトップリング駆動軸３０に伝達されトップリング１１が回転するが、スプラインブッシュ３１とトップリング駆動軸３０は軸方向にはスライドするように構成されている。一方前記リニアブッシュ３２はトップリング駆動軸３０が軸方向にスライドするようにかつトップリング駆動軸３０を回転自在に軸支するように取り付けられている。
【００１９】
トップリング駆動軸３０の中空の内部にはその上端から、図示しない真空源に接続する真空配管５５が導入され、さらにトップリング駆動軸３０の下端から図示しない配管によってトップリング１１の内部に連通しており、前記真空源を作動させることにより半導体ウエハは該トップリング１１の下面に真空保持される。
【００２０】
トップリング駆動軸３０の上部には、トップリング駆動軸３０を回転自在であって且つその軸方向に一体に移動するようにシリンダブラケット５１が取り付けられている。シリンダブラケット５１にはエアシリンダ５２が固定されており、またエアシリンダ５２のロッド５３の先端はロードセル７５を介してケース５０に固定されている。ケース５０は図５のポリッシング装置の揺動軸１３１に相当する揺動軸６０上に固定されている。
【００２１】
エアシリンダ５２の下端にはこのエアシリンダ５２に供給するエアの圧力・方向等を制御する圧力コントローラ８１からの配管８３−１が接続されている。そして配管８３−１からエアを供給するとトップリング駆動軸３０及びトップリング１１が下降する。配管８３−１の他端は減圧弁Ｂを介してエア供給源に接続されている。一方、エアシリンダ５２の上端に配管８３−２からエアを供給するとトップリング駆動軸３０及びトップリング１１が上昇する。配管８３−２の後端側には制御装置８５によりエアシリンダ５２に対してエアの供給と脱圧（大気開放）とを切り換える電磁制御弁８４−１、エアの圧力を所定圧に減圧する減圧弁８４−２、さらにエア供給源が順次接続されている。
【００２２】
制御手段８０は圧力コントローラ８１とこれを制御する制御装置８５とを具備しており、制御装置８５は図２に示すように、少なくともＣＰＵ８５−１と、ＲＯＭ，ＲＡＭなどの記憶手段８５−２と、入出力ポート８５−３とを具備し、前記ロードセル７５からの検出圧力信号や、キーボード等の外部入力装置８７からの外部入力信号等を入力し、また圧力コントローラ８１への圧力調節用出力信号や異常警報器８９への出力信号等を出力する。
【００２３】
次に上記装置によるトップリング１１の制御方法を主として図１を用いて説明する。まずユーザは外部入力装置８７からトップリング１１による半導体ウエハの押圧力を所定の圧力値に指定する（指定圧力値Ｌ１）。同様にトップリング１１による半導体ウエハへの押圧力が指定圧力値Ｌ１よりも異常に高い規定値（この実施形態では第一規定値と第二規定値｛第一規定値Ｐ１＞第二規定値Ｐ２｝）を指定する。これらの値は記憶装置８５−２に記憶される。なおこれらの値はその都度指定するのではなく、予め記憶装置８５−２に記憶しておいても良い。なお、指定圧力値Ｌ１よりも十分低い第三規定値Ｐ３も記憶装置８５−２に記憶させる。トップリング１１のターンテーブルへの押し付け力はロードセル７５により検出される（後述）が、その検出圧力値ＬはＰ３＜Ｌ＜Ｐ２のとき正常とする。
【００２４】
そしてポリッシング装置を始動し、電磁制御弁８４−１を制御してエアシリンダ５２の上端側に減圧弁８４−２により所定の圧力に減圧したエアを供給し、さらに電磁弁Ａにより配管８３−１のエアシリンダ５２に接続する部分を大気開放させてトップリング駆動軸３０及びトップリング１１を上昇させ、予め真空配管５５からトップリング１１の下面に導かれた負圧によってトップリング１１下面に図示しない半導体ウエハが真空吸着された状態で、前記モータ２０が駆動されてその回転力がベルト２５を介してトップリング駆動軸３０に伝達され、回転駆動される。
【００２５】
そしてトップリングユニット１０全体を揺動軸６０によって揺動してトップリング１１を図示しない回転するターンテーブル上に移動する。次に電磁弁８４−１を制御して配管８３−２のエアシリンダ５２に接続する部分を大気開放し、一方エア供給源からの圧縮エアの圧力を圧力コントローラ８１で所定の圧力に減圧する様に制御させてそのエアをエアシリンダ５２に供給することで、エアシリンダ５２を駆動してケース５０に固定されたロッド５３に対してエアシリンダ５２及びシリンダブラケット５１を下降させることによって、トップリング駆動軸３０及びトップリング１１を下降してターンテーブルの表面に半導体ウエハを押し付けて研磨する。
【００２６】
この押し付け力はロードセル７５によって検出され、その検出圧力値Ｌが制御装置８５に入力され、該検出圧力値Ｌを予め設定しておいた指定圧力値Ｌ１と比較し、指定圧力値Ｌ１と同一の場合は現在の状態を維持するように、一方指定圧力値Ｌ１よりも大きい（小さい）場合はエアシリンダ５２に供給するエアの圧力を小さく（大きく）するように、制御装置８５からそれぞれに応じた制御信号を圧力コントローラ８１に出力することでロードセル７５による検出圧力値Ｌが指定圧力値Ｌ１と常に同一になるようにフィードバック制御する。本実施形態では検出圧力値Ｌが指定圧力値Ｌ１と等しくなるよう制御しているが、検出圧力値がＰ３＜Ｌ＜Ｐ２となるように制御してもよい。正常に研磨が終了すると、上述のトップリング駆動軸３０及びトップリング１１が再び上昇及び、回転停止され、次の半導体ウエハと交換される。
【００２７】
通常は上記通常のフィードバック制御によってトップリング１１の制御が行なわれ、次々に半導体ウエハを研磨していくのであるが、その途中においてもし研磨中の半導体ウエハに割れや圧力コントローラ異常等の不都合が生じた場合は、以下に説明するように即座にこれに対応してトップリング１１の停止などを行なう。圧力コントローラ異常が起こると例えばトップリング１１のターンテーブルへの押し付け力が０となることがある。
【００２８】
ここで図３は異常を検出してこれに対処するための概略制御フロー図である。また図４にはロードセル７５による検出圧力値Ｌの各種変化の状態を示している。両者を用いて具体的制御方法を説明する。
【００２９】
〔図４の(a)の状態の場合〕
即ちロードセル７５によって検出された検出圧力値Ｌが、Ｐ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２の通常の状態の場合は、何ら異常なしと判断して通常の運転制御が継続される。
【００３０】
具体的には図３で通常の運転制御（具体的フロー図は示さず）を行なっている途中に所定のタイミングで図３に示す制御フローに移行し、ＣＡとＣＢとＣＣにそれぞれ１をセットした上で（ステップ１，２，３）、ロードセル７５によって検出された検出圧力値Ｌを第一規定値Ｐ１と比較し（ステップ４）、Ｌ＜Ｐ１なので次はステップ７において第二規定値Ｐ２と比較し、Ｌ＜Ｐ２なので次はステップ１０において第三規定値Ｐ３と比較し、Ｐ３＜Ｌなので再び通常の運転制御に戻る。従ってこの場合は通常の運転制御のみが繰り返される。
【００３１】
〔図４の(b)の状態の場合〕
即ち一時的にＬ＞Ｐ１，Ｐ２となるが、その状態が所定時間継続しないですぐにＰ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２に戻った場合は、例えば外乱等のための測定誤差であったと判断して通常の運転制御が継続される。
【００３２】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、圧力値Ｌを第一規定値Ｐ１と比較し（ステップ４）、Ｌ≧Ｐ１なので予め記憶しておいた所定の値Ｃ１（所定の複数値）とＣＡとを比較し（ステップ５）、この時ＣＡは１なのでＣＡ＜Ｃ１となってＣＡに１加算し（ステップ６）、次にステップ７において第二規定値Ｐ２と比較し、Ｌ≧Ｐ２なので予め記憶しておいた値Ｃ１とＣＢとを比較して（ステップ８）、この時ＣＢは１なのでＣＢ＜Ｃ１となってＣＢに１加算し（ステップ９）、ステップ４に戻る。
【００３３】
そして前記演算を繰り返してＣＡ，ＣＢ共にその数値が増加していくが、ＣＡ，ＣＢがいずれもＣ１の値に到達する前に検出圧力値Ｌの方が元の値（Ｐ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２）に戻るので、ステップ７においてＬ＜Ｐ２と判断されてステップ１０を経て通常の運転制御に戻る。従ってこの場合も通常の運転制御のみが繰り返される。
【００３４】
〔図４の(c)の状態の場合〕
即ちＬ＞Ｐ１，Ｐ２であり、その状態が所定時間以上継続した場合は、半導体ウエハの割れ等の大きな異常（第一の異常）と判断してトップリング１１を上昇し、同時にトップリング１１によるポリッシング対象物の研磨動作を即座に停止する。
【００３５】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，５，６，７，８，９の部分が所定の多数回繰り返されることで、所定時間経過後にステップ５においてＣＡ≧Ｃ１となり、ステップ１３に移行して異常警報器８９から異常警報を発した後に、トップリング１１を上昇して停止する（ステップ１４）。
【００３６】
〔図４の(d)の状態の場合〕
即ちＰ２＜Ｌ＜Ｐ１となるが、その状態が所定時間継続しないですぐにＬ＜Ｐ１，Ｐ２に戻った場合は、前記図４の(b)の場合と同様に例えば外乱等のための測定誤差であったと判断して通常の運転制御が継続される。
【００３７】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，７，８，９の部分が繰り返されてＣＢの値が加算されて増加していくが、ＣＢがＣ１の値に到達する前に検出圧力値Ｌの方が元の値（Ｐ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２）に戻るので、ステップ７においてＬ＜Ｐ２と判断されてステップ１０を経て通常の運転制御方法に戻る。従ってこの場合、通常の運転制御のみが繰り返される。
【００３８】
〔図４の(e)の状態の場合〕
即ちＰ２＜Ｌ＜Ｐ１であり、その状態が所定時間以上継続した場合は、半導体ウエハ割れのような大きな異常とは認識しないが、比較的小さな異常（第二の異常）と判断してトップリング１１を即座に上昇しないで現在トップリング１１にセットされている半導体ウエハの研磨を終了させた後に研磨を中止し、つまり次の半導体ウエハの研磨へ自動的に移行するのをやめて、その研磨済みの半導体ウエハを人が手に取ってチェックできるようにする。これによって半導体ウエハやポリッシング装置に何らかの異常が生じているか否かを確かめることができる。
【００３９】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，７，８，９の部分が所定の多数回繰り返されることで、所定時間経過後にステップ８においてＣＢ≧Ｃ１となり、ステップ１５に移行して現在の半導体ウエハの研磨を終了した後に停止する。
【００４０】
〔図４の(f)の状態の場合〕
即ちＬ＞Ｐ１の状態は短時間であるが、同時にＬ＞Ｐ２の状態が所定時間継続した場合は、前記(e)の場合と同様に、半導体ウエハ割れのような大きな異常とは認識しないが、比較的小さな異常（第二の異常）と判断してトップリング１１を即座に上昇しないで現在トップリング１１にセットされている半導体ウエハの研磨を終了させた後に研磨を中止する。
【００４１】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，５，６，７，８，９を繰り返す部分とステップ４，７，８，９を繰り返す部分が生じ、何れの場合も必ずＣＢの数値の加算が行なわれることで、所定時間経過後にステップ８においてＣＢ≧Ｃ１となり、ステップ１５に移行して現在の半導体ウエハの研磨を終了した後に停止する。
【００４２】
〔図４の(g)の状態の場合〕
即ちＬ＜Ｐ３となるが、その状態が所定時間継続しないですぐにＰ３＜Ｌ＜Ｐ１，Ｐ２に戻った場合は、例えば外乱等のための測定誤差であったと判断して通常の運転制御が継続される。
【００４３】
具体的に図３では、ＣＡ，ＣＢ，ＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４とステップ７を介してステップ１０に移行し、Ｌ＜Ｐ３なのでステップ１１でＣＣとＣ１を比較してＣＣの方が小さいのでＣＣに１を加えて（ステップ１２）ステップ４に戻る。
【００４４】
そして上記各ステップ４，７，１０〜１２の部分が繰り返されてＣＣの値が加算されて増加していくが、ＣＣがＣ１の値に達する前に検出圧力値Ｌが元の値に戻るので、ステップ１０において通常の運転制御方法に戻る。
【００４５】
〔図４の(h)の状態の場合〕
即ちＬ＜Ｐ３であり、その状態が所定時間以上継続した場合は、圧力コントローラ８１故障によりトップリング押し付け力がなくなったか、小さくなった場合などの異常と判断して、トップリング１１を即座に上昇しないで現在トップリング１１にセットされている半導体ウエハの研磨を終了させた後に研磨を中止し、次の半導体ウエハの研磨へ自動的に移行するのをやめて、その研磨済みの半導体ウエハを人が手に取ってチェックできるようにする。
【００４６】
具体的に図３では、ＣＡとＣＢとＣＣに１を設定した上で（ステップ１，２，３）、ステップ４，７，１０〜１２の部分が繰り返されてＣＣの値が加算されて行き、ＣＣ≧Ｃ１となってステップ１５に移行して現在の半導体ウエハの研磨を終了した後に停止する。
【００４７】
ところで検出圧力値Ｌが図４の(i)のように変動した場合は、その制御として、上記図３の制御フローとは別に下記の制御を行うことが好ましい。即ちこの圧力変動は、所定時間内にその圧力がＰ３以下になった後に上昇してＰ２以上になり、その後再び正常値に戻る変動であるが、これはウエハがトップリング１１から飛び出した場合に起こる現象である。即ちまずＬ＜Ｐ３となるのはウエハがトップリング１１から飛び出し、トップリング１１の押し付ける対象がなくなるためＬが急激に低下するためであり、その後Ｌ＞Ｐ２となるのは、トップリング１１はエアシリンダ５２により下方へ押圧されているためトップリング１１がターンテーブルに衝突し、急激にＬが上昇するためである。そしてその後フィードバック制御が働き、エアシリンダ５２の押し付け力が減少し、Ｐ３＜Ｌ＜Ｐ２となる。
【００４８】
即ち具体的には、予め制御装置８５の記憶装置８５−２に前記図４(i)の波形を登録しておき、所定時間内にこの波形が発生したことを制御装置８５が検出した場合はウエハがトップリング１１から飛び出したと判断して即座にトップリング１１を上昇させるように制御する。
【００４９】
本発明に用いる圧力検出手段はロードセル７５に限定されず他の種々の圧力検出手段を用いても良いが、上記実施形態のようにロードセル７５をエアシリンダ５２とトップリング１１の間に設置してエアシリンダ５２が実際に発生している押し付け力を測定するように構成すれば、トップリング１１の押し付け力が即座に精度良く検出でき、通常のトップリング１１の圧力制御が精度良く行えるばかりか、異常発生時の対処を応答性よく行なえる。またロードセル７５はトップリング１１を支持するケース５０とエアシリンダ５２のロッド５３の間に取り付けられているのでその取り付けが容易である。
【００５０】
また本発明に用いるトップリング１１への加圧手段もエアシリンダ５２に限定されず、他の種々の加圧手段を用いても良い。図３においてＣＡ〜ＣＣと比較される、規定された回数はともにＣ１であるが、ＣＡ，ＣＢはそれぞれ異なる規定回数と比較するようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を一定に制御するために検出する検出圧力値を用いることで研磨時の異常が検出できるので、別途センサなどを設ける必要がないばかりか、ポリッシング対象物研磨時の異常を迅速・確実に検出でき且つこれに適切に対処できるという優れた効果を有する。
【００５２】
特に異常の大きさを区別して判断することができるので、異常の大きさに応じた適切な処理が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するトップリングユニット１０の概略断面図である。
【図２】制御装置８５を示す概略ブロック図である。
【図３】異常を検出してこれに対処するための概略制御フロー図である。
【図４】ロードセル７５による検出圧力値Ｌの各種変化の状態を示す図である。
【図５】ポリッシング装置の概略構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ トップリングユニット
１１ トップリング
２０ モータ
３０ トップリング駆動軸
５２ エアシリンダ（加圧手段）
７５ ロードセル（圧力検出手段）
８０ 制御手段
Claims (5)
- トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、
トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段とを具備し、
前記トップリングの駆動軸と前記加圧手段のロッドとを別軸に設置すると共に、前記加圧手段のロッドと前記圧力検出手段とを同軸に設置し、
さらに検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを異常と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止せしめ、一方前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続しない場合にはこれを測定誤差と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を継続させる制御手段を具備することを特徴とするトップリング制御装置。 - トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、
トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段と、
検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに前記検出圧力値が所定の第二規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを第二の異常と判断して前記トップリングによって現在行なっているポリッシング対象物の研磨が終了した際にトップリングによる研磨動作を停止せしめさらに前記検出圧力値が前記第二規定値よりも大きい所定の第一規定値よりもさらに大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを第一の異常と判断してトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を即座に停止せしめる制御手段とを具備することを特徴とするトップリング制御装置。 - トップリングをターンテーブルに押し付ける加圧手段と、
トップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段と、
検出された検出圧力値が所定の指定圧力値となるように前記加圧手段によるトップリングのターンテーブルへの押し付け圧力を制御するとともに、前記検出圧力値が所定の正常値範囲よりも小さくなった後に前記正常値範囲よりも大きくなった場合をポリッシング対象物が前記トップリングから離脱したと判断して前記トップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止する制御手段とを具備することを特徴とするトップリング制御装置。 - 請求項１乃至３の内の何れか一項記載のトップリング制御装置を具備するポリッシング装置。
- ポリッシング対象物を保持するトップリングと、
研磨布が貼り付けられたターンテーブルと、
前記トップリングを前記ターンテーブルに押し付ける加圧手段と、
前記トップリングの前記ターンテーブルへの押し付け圧力を検出する圧力検出手段とを具備し、
前記トップリングの駆動軸と前記加圧手段のロッドとを別軸に設置すると共に、前記加圧手段のロッドと前記圧力検出手段とを同軸に設置し、
さらに検出された検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続した場合にはこれを異常と判断して前記トップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を停止せしめ、一方前記検出圧力値が所定の規定値よりも大きくなった状態が所定時間以上継続しない場合にはトップリングによるポリッシング対象物の研磨動作を継続させる制御手段を具備することを特徴とするポリッシング装置。
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