JP7846515B2 - 荷重調整システムおよび荷重調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷重調整システムおよび荷重調整方法に関する。

従来、ウェハ等の基板のべベル部を研磨するベベル研磨装置では、研磨パッドまたは加圧パッドと称されるパッドを、研磨テープを介して基板のべベル部に適切な荷重で押し当てることにより、基板の研磨量および形状の制御を行っている。

ベベル研磨装置の設置またはメンテナンスを行う際には、研磨パッドにより適切な荷重でベベル部が押圧されるように調整を行う必要がある。このような調整作業では、ベベル研磨装置に荷重測定装置を取り付け、研磨パッドの押圧荷重を荷重測定装置により測定することが行われている（特許文献１参照）。

特開２０１７－９４４８０号公報

上述したベベル研磨装置の荷重の調整作業では、荷重測定装置で得られた研磨パッドの押圧荷重についての情報を作業者が目視で読み取り、ベベル研磨装置に入力する等、煩雑な操作が必要である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、効率よくベベル研磨装置の荷重の調整を行うことを目的の１つとする。

本発明の一実施形態によれば、荷重調整システムは、基板のベベル部を研磨する研磨ヘッドを備えるベベル研磨装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記研磨ヘッドからの押圧荷重の測定を行う荷重測定装置から、前記測定で得られた測定データを取得し、前記測定データおよび、前記研磨ヘッドに設定されている設定パラメータに基づき、前記押圧荷重を調整するための調整値を算出し、前記調整値に基づいて前記研磨ヘッドの押圧動作を制御する。

本発明の別の一実施形態によれば、荷重調整方法は、ベベル研磨装置の荷重調整方法であって、基板のベベル部を研磨する研磨ヘッドを備えるベベル研磨装置を制御する制御装置が、前記研磨ヘッドからの押圧荷重の測定を行う荷重測定装置から、前記測定で得られた測定データを取得することと、前記測定データおよび、前記研磨ヘッドに設定されている設定パラメータに基づき、前記押圧荷重を調整するための調整値を算出することと、前記調整値に基づいて前記研磨ヘッドの押圧動作を制御することと、を含む。

図１は、本発明の一実施形態による荷重調整システムを概略的に示す平面図である。 図２は、上記実施形態における研磨装置を概略的に示す平面図である。 図３は、上記実施形態における研磨ヘッド組立体とテープ供給回収機構の内部構造の一例を概略的に示す断面図である。 図４は、上記実施形態における研磨ヘッドの加圧機構の一例を説明する図である 図５は、上記実施形態における荷重測定装置の上方斜視図である。 図６は、上記実施形態における荷重測定装置の下方斜視図である。 図７は、上記実施形態における荷重測定装置の側断面図である。 図８は、研磨ヘッド側から見た上記実施形態における荷重測定装置の側面図である。 図９は、上記実施形態における荷重調整システムの構成を示す概念図である。 図１０は、上記実施形態における表示画面の一例を示す概念図である。 図１１は、上記実施形態における荷重調整方法の流れを示すフローチャートである。 図１２Ａは、上記実施形態における荷重測定装置の使用状態を示す図である。 図１２Ｂは、上記実施形態における荷重測定装置の使用状態を示す図である。 図１３は、変形例１における荷重調整システムの構成を示す概念図である。 図１４は、変形例１における荷重調整方法の流れを示すフローチャートである。 図１５は、変形例２における荷重測定装置を概略的に示す側断面図である。 図１６は、変形例２において撮影される画像の一例を示す図である。 図１７は、変形例２における荷重調整システムの構成を示す概念図である。 図１８は、変形例２における荷重調整方法の流れを示すフローチャートである。 図１９は、基板のベベル部を示す概念図である。

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。以下で説明する図面において、同一の又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、本実施形態に係る荷重調整システムを概略的に示す平面図である。荷重調整システム１０は、研磨装置１００と、荷重測定装置２００と、情報処理装置５００とを備える。研磨装置１００は、研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとテープ供給回収機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄとを備える。図１の例では、研磨装置１００の荷重の調整において、荷重測定装置２００が研磨テープ２３を介し研磨ヘッド組立体１Ａの押圧荷重を測定する場合の配置を示している。

以下の実施形態では、鉛直方向にＺ軸をとり、研磨ヘッド組立体１Ａが水平に回転保持機構３の中心軸Ｃｒ（図２参照）を向いた方向にＸ軸をとり、Ｚ軸およびＸ軸に垂直にＹ軸をとる（座標系ＣＳ参照）。

図２は、研磨装置１００を概略的に示す平面図である。図２から４までは、研磨装置１００が基板Ｗの研磨を行う際の各部の配置を示している。研磨装置１００では、その中央部に、研磨対象であるウェハ等の基板Ｗを水平に保持し、回転させる回転保持機構３が設けられている。具体的には、回転保持機構３は、基板Ｗの裏面を真空吸着により保持する真空吸着テーブル４及び真空吸着テーブル４の中央部に取り付けられるシャフト５（図１２Ａ参照）を備えている。基板Ｗを真空吸着テーブル４の中心軸Ｃｒ周りに回転させるように、シャフト５は、図示されないモータにより回転させられる。尚、真空吸着テーブル４及びシャフト５には、基板Ｗを真空吸着テーブル４上に吸着するための負圧が導入される真空通路が形成されている。

研磨装置１００は、ウェハ等の基板Ｗのべベル部を研磨する。図１９は、基板Ｗの側面図であり、基板Ｗの周縁部を拡大して示す図である。図１９において、半導体装置等は、基板Ｗの平坦部Ｄに形成され、平坦部Ｄは端面Ｇから数ミリメートル内周側の位置にある。領域Ｄより外側の平坦部Ｅに半導体装置等は形成されない。本明細書では、平坦部Ｅの外側の上斜面Ｆから端面Ｇを経て下斜面Ｆまでの傾斜を有する領域Ｂをベベル部と称する。

図２に示すように、回転保持機構３に保持された基板Ｗの周囲には４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄが配置されている。研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄの径方向外側には、研磨具である研磨テープ２３を研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄに供給し、使用後の研磨テープ２３を回収するテープ供給回収機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄが設けられている。研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄとテープ供給回収機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄとは隔壁２０によって隔離されている。隔壁２０の内部空間は研磨室２１を構成し、４つの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄおよび真空吸着テーブル４は、研磨室２１内に配置されている。一方、テープ供給回収機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは隔壁２０の外側（すなわち、研磨室２１の外）に配置されている。それぞれの研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄおよびテープ供給回収機構２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは同一の構成を有している。なお、研磨ヘッド組立体およびテープ供給回収機構の個数は４に限らず特に限定されない。

図３は、研磨ヘッド組立体１Ａとテープ供給回収機構２Ａの内部構造を概略的に示す断面図である。研磨ヘッド組立体１Ａは、テープ供給回収機構２Ａから供給された研磨テープ２３を基板Ｗの周縁部に当接させるための研磨ヘッド３０を備えている。研磨テープ２３は、研磨テープ２３の研磨面が基板Ｗの方を向くように研磨ヘッド３０に供給される。

研磨ヘッド３０は、図２に示すアーム６０の一端に固定され、アーム６０は、基板Ｗの接線に平行な軸Ｃｔまわりに回転自在に構成されている。アーム６０の他端はプーリーおよびベルトを介してモータＭ４に連結されている。モータＭ４が時計回りおよび反時計回りに所定の角度だけ回転することで、アーム６０が軸Ｃｔまわりに所定の角度だけ回転する。これにより、基板Ｗのべベル部の形状に合わせて研磨ヘッド３０の傾斜角度を変化させ、基板Ｗのべベル部の所望の箇所を研磨することができる。

尚、図３に示すように、研磨ヘッド３０の前後方向位置（換言すれば、基板Ｗの半径方向に沿う位置）は、ベースプレート６５に直接または間接的に固定されたリニアアクチュエータ６７によって調整することができる。

図４は研磨ヘッド３０の加圧機構４１の一例を説明する図である。この加圧機構４１は、研磨ヘッド３０の前面において上下に配置された２つのガイドローラ４６，４７の間に渡された研磨テープ２３の裏面側に配置された研磨パッド５０と、この研磨パッド５０を保持するパッドホルダー５１と、パッドホルダー５１を基板Ｗに向かって移動させるエアシリンダ５２とを備えている。研磨パッド５０の、押圧される研磨テープ２３と向かい合う面を、研磨パッド面５０Ｓとする。

エアシリンダ５２はいわゆる片ロッドシリンダであり、２つのポートを介して２つのエア配管５３が接続されている。これらエア配管５３には電空レギュレータ（例えば電磁弁）５４がそれぞれ設けられている。電空レギュレータ５４の一次側は、エア供給源（例えばコンプレッサ）５５に接続され、二次側がエアシリンダ５２のポートに接続されている。電空レギュレータ５４は情報処理装置５００からの信号によって制御され、エアシリンダ５２に供給される空気圧を所望の圧力に調整することが可能になっている。換言すれば、情報処理装置５００は、ユーザが入力した設定値どおりの押圧力を加えることができる
ように電空レギュレータ５４を制御する。このように、エアシリンダ５２へ供給する空気圧を制御することによってエアシリンダ５２のピストンロッドに連結された研磨パッド５０を押し出し、研磨テープ２３の研磨面を基板Ｗに対して押圧する圧力を制御することができる。

図５は、荷重測定装置２００の上方斜視図である。図６は、荷重測定装置２００の下方斜視図である。図７は、荷重測定装置２００の側断面図である。図８は研磨ヘッド３０側から見た荷重測定装置２００の側面図である。荷重測定装置２００は、研磨装置１００の研磨パッド５０からの押圧荷重を測定可能な荷重測定装置本体３００と、荷重測定装置本体３００を載置可能な基部プレート４００と、を備える。

基部プレート４００は、研磨装置１００の真空吸着テーブル４上に固定可能である。図示の例では、基部プレート４００は、互いに異なる直径を有する実質的に円形の板状部材を上下に同軸配置してなる形態を備えており、小径の上部プレート部４０１と大径の下部プレート部４０２とを備えている。荷重測定装置本体３００は、取付プレート３０７を介し、調整ねじ３０７ａおよびスロット３０７ｂを用いて基部プレート４００に固定されている。

荷重測定装置本体３００は、フォースゲージ３０１を備えている。フォースゲージ３０１の断面のハッチングは省略し、以下の図でも同様である。フォースゲージ３０１は、その本体から延びる計測軸３０２が、基部プレート４００の周囲に配置される研磨ヘッド３０の方向を向くように上部プレート部４０１上に載置される。荷重測定装置本体３００は、フォースゲージ３０１の計測軸３０２に固定可能な荷重支持部材３０３を備えることができる。図示の例では、荷重支持部材３０３は、ブラケット３０４を備えており、ブラケット３０４は、計測軸３０２に取り付けられる取り付け部３０４ａと、研磨パッド５０からの押圧荷重を受けることができるように構成された荷重支持部３０４ｂと、を備える。取り付け部３０４ａにおいて、ブラケット３０４は、ボルトとナットの組み合わせにより計測軸３０２に固定されることができる。荷重支持部材３０３は、金属製のブラケット３０４の取り付け部３０４ａの外側面に固定される樹脂（例えば、ＰＥＥＫ）製のパッド３０５を備えている。パッド３０５はなくてもよい。パッド３０５の外側面３０５ａ、またはパッド３０５がないときの荷重支持部３０４ｂの外側面が、研磨パッド５０から押圧される荷重支持面Ｓ１となる。

また、図示の例では、荷重測定装置２００は、スペーサ３０６を備える。スペーサ３０６は、上部プレート部４０１と下部プレート部４０２との間に形成された段部４０４に、取り外し可能に配置することができる。スペーサ３０６は、その一端部が、上部プレート部４０１の外周面に沿う形状を有していることが好ましい。スペーサ３０６の他端部にブラケット３０４の荷重支持部３０４ｂを当接させることにより、基部プレート４００、ひいては基部プレート４００が固定される真空吸着テーブル４に対する、荷重支持面Ｓ１の位置を調整することができる。なお、荷重測定装置２００は、荷重測定を行い測定データを情報処理装置５００に送ることができれば、その態様は特に限定されない。

図９は、本実施形態の荷重調整システム１０の構成を示す概念図である。荷重測定装置２００は、通信部２１０と、測定部２２０とを備える。情報処理装置５００は、通信部５１０と、入力部５２０と、記憶部５３０と、表示部５４０と、制御部５５０とを備える。制御部５５０は、通信制御部５５１と、調整値算出部５５２と、第１判定部５５３と、表示制御部５５４と、装置制御部５５５とを備える。

荷重測定装置２００の通信部２１０は、無線または有線の接続により少なくとも情報処理装置５００の通信部５１０と通信可能な通信装置を備える。通信部２１０は、情報処理
装置５００の通信部５１０に荷重測定により得られたデータを出力するデータ出力部として機能する。以下では、荷重測定により得られた荷重の測定値等を含むデータを測定データと呼ぶ。

荷重測定装置２００の測定部２２０は、デジタルフォースゲージ等の荷重測定器を備える。本実施形態の例では、フォースゲージ３０１が測定部２２０として機能する。測定部２２０は、荷重測定を行い、測定した押圧荷重の値等を含む測定データを生成する。

情報処理装置５００は、電子計算機等の情報処理装置を備え、適宜ユーザとのインターフェースとなるほか、様々なデータに関する通信、記憶および演算等の処理を行う。なお、情報処理装置５００は、各部を物理的に異なる装置に配置してもよい。また、情報処理装置５００で処理するデータの少なくとも一部は、遠隔のサーバ等に保存してもよい。例えば、制御部５５０の一部の制御を研磨装置１００または荷重測定装置２００と一体的に構成したプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）により行い、情報処理装置５００の他の機能をＰＬＣとは物理的に離れて配置された電子計算機に搭載することができる。この場合、例えば、ＰＬＣに、通信部５１０、通信制御部５５１、調整値算出部５５２および装置制御部５５５を配置し、電子計算機に入力部５２０、記憶部５３０、表示部５４０、第１判定部５５３および表示制御部５５４を配置することができる。

情報処理装置５００の通信部５１０は、無線または有線の接続により少なくとも荷重測定装置２００の通信部２１０と通信可能な通信装置を備える。通信部５１０は、荷重測定装置２００の通信部２１０から測定データを取得するデータ取得部として機能する。

情報処理装置５００の入力部５２０は、マウス、キーボード、各種ボタンまたはタッチパネル等の入力装置を備える。入力部５２０は、研磨装置１００または荷重測定装置２００の動作に必要な入力をユーザから受け付ける。

情報処理装置５００の記憶部５３０は、不揮発性または揮発性の記憶媒体を備える。記憶部５３０は、測定データ、後述する設計パラメータ、および制御部５５０が処理を実行するためのプログラム等を記憶する。

情報処理装置５００の表示部５４０は、液晶モニタ等の表示装置を備える。表示部５４０には、制御部５５０の処理により得られた情報等が表示される。

情報処理装置５００の制御部５５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）またはＰＬＣ等のプロセッサを含む制御装置を備える。制御部５５０は、荷重調整システム１０を制御する動作の主体として機能する。制御部５５０は、記憶部５３０等に記憶されたプログラムをメモリに読み込んで実行することにより各種処理を行う。なお、制御部５５０による処理が可能であれば、制御部５５０の物理的な構成等は特に限定されない。

制御部５５０の通信制御部５５１は、通信部５１０を制御して通信を行う。通信制御部５５１は、荷重測定装置２００等からデータを受信する等、必要なデータを送受信する。

制御部５５０の調整値算出部５５２は、測定データおよび、研磨ヘッド３０に設定されている設定パラメータに基づき、研磨ヘッド３０の押圧荷重を調整するための調整値を算出する。ここで、設定パラメータとは、設定された押圧荷重の値を実現するために研磨ヘッド３０を動作させるためのパラメータである。設定パラメータは、例えば、電空レギュレータ５４を制御する際に定める必要があるパラメータ等、加圧機構４１の動作の際に定める必要があるパラメータとすることができる。

調整値算出部５５２は、測定データにおける、押圧荷重の複数の設定値と各設定値に対応する測定値の組み合わせから、調整値として設定パラメータの更新値を算出することができる。換言すれば、調整値により設定パラメータの更新を行うことができる。例えば、押圧荷重の設定値をＸとしたとき、実際の押圧荷重Ｙが設計パラメータＰ１、Ｐ２を用いて、Ｙ＝Ｐ１＊Ｘ＋Ｐ２と表されるとする。また、Ｎをニュートンとして、測定データに、設定値１０Ｎの押圧荷重で測定した場合の押圧荷重の測定値と、設定値２０Ｎの押圧荷重で測定した場合の押圧荷重の測定値とが含まれているとする。この場合、測定データにおける押圧荷重の複数の設定値および複数の測定値を用いて、最小二乗法等によりＰ１およびＰ２を求めることで、現在の研磨装置１００の状態を反映してより設定値に近い押圧荷重を実現するための設定パラメータの更新値を取得することができる。なお、調整値の算出方法は、最小二乗法を用いる場合に限定されず、様々なモデリングの方法を用いることができる。

制御部５５０の第１判定部５５３は、調整値が適正値か否かを判定する第１判定を行う。第１判定の適正値の範囲を示す第１情報は、記憶部５３０等にあらかじめ記憶されている。第１情報は、例えば、第１判定の適正値の上限値と下限値等の、数値範囲を定める数値である。適正値は、過去のデータまたは理論等に基づいて設定される。例えば、過去のデータにおける設定パラメータのばらつきから、極端に大きいまたは小さいといえる値を排除するように、適正値を定めることができる。

制御部５５０の表示制御部５５４は、表示部５４０を制御して、表示装置に研磨ヘッド３０に関する情報の表示を行う。この情報には、測定データに基づく情報および調整値算出部５５２が算出した調整値の少なくとも一つが含まれる。測定データに基づく情報としては、押圧荷重の測定値等を含むことができる。

図１０は、研磨ヘッド３０に関する情報を含む表示画面の一例を示す概念図である。荷重調整画面６００は、第１画面要素６１０と、第２画面要素６２０と、第３画面要素６３０と、第４画面要素６４０と、ヘッド項目６２１と、設定値項目６５１Ａ，６５１Ｂと、測定値項目６５２Ａ，６５２Ｂと、設定パラメータ項目６５３と、パラメータ下限項目６５４と、パラメータ上限項目６５５と、調整値項目６５６とを含む。なお、荷重調整画面６００は一例であり、荷重測定の測定値または調整後のパラメータが示されればデザインまたは数値はこれに限定されない。

第１画面要素６１０は、ボタン等の、ユーザの入力を受け付ける画面要素である。ユーザが第１画面要素６１０に対しクリックまたはタッチ等の入力をすることにより荷重調整が開始される。第２画面要素６２０は、プルダウンリスト等の、複数の選択肢からユーザが選択できるように構成された画面要素である。ユーザが第２画面要素６２０に対しクリックまたはタッチ等の入力をすることにより、研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ，１Ｃおよび１Ｄから荷重調整を行う対象を選択することができる。第３画面要素６３０は、タブ等の、表示する内容をユーザが選択するための画面要素である。ユーザは、第３画面要素６３０に対しクリックまたはタッチ等の入力をすることで、１回目、２回目または３回目のいずれかの荷重調整の結果を選択的に表示させることができる。ここでは、異なる複数の設定値の荷重について行った荷重測定から１回の荷重調整を行うこととしている。内容を表示する荷重測定の回数は図示の３回に特に限定されない。第４画面要素６４０は、ボタン等の、ユーザの入力を受け付ける画面要素である。ユーザが第４画面要素６１０に対しクリックまたはタッチ等の入力をすることにより、荷重調整画面６００の内容が所定のデータ形式で出力される。データ形式は、図１０の例ではＣＳＶ（Comma Separated Values）形式となっているが、数値を示すことができれば特に限定されない。

荷重調整画面６００には、第２画面要素６２０の側方に、研磨ヘッド組立体１Ａ，１Ｂ
，１Ｃおよび１Ｄのうち、荷重調整画面６００に荷重調整の結果を表示する対象となるものを示すヘッド項目６２１が表示されている。設定値項目６５１Ａおよび６５１Ｂは、荷重測定の際の荷重の設定値を示し、ここでは１０Ｎと２０Ｎの２点で行った例を示している。測定値項目６５２Ａおよび６５２Ｂは、荷重測定の際の荷重の測定値を示している。設定パラメータ項目６５３には、調整前の設定パラメータの値が示されている。パラメータ下限項目６５４には、第１判定における荷重の適正値の下限を示している。パラメータ上限項目６５５には、第１判定における荷重の適正値の上限を示している。調整値項目６５６には、調整値が示されている。ここでは、１回目の荷重調整における調整後パラメータの暫定的な値として調整値が示されている。

荷重調整画面６００は、荷重測定の設定値および測定値、ならびに、調整前後の設定パラメータおよび適正値の範囲を示すことで、ユーザに対し荷重調整の結果をわかりやすく示すことができる。

制御部５５０の装置制御部５５５は、研磨装置１００の各部を制御し、研磨動作および調整動作を制御する。

図１１は、本実施形態の荷重調整方法の流れを示すフローチャートである。この荷重調整方法は、制御部５５０により行われる。

ステップＳ１０１において、制御部５５０は、予め定められた設定パラメータを用いて荷重測定を行う。この設定パラメータは、調整前の初期値である。装置制御部５５５は、入力部５２０から入力されたか、または記憶部５３０等に記憶された荷重の設定値と、記憶部５３０等に記憶されている設定パラメータとに基づいて研磨装置１００による押圧動作を制御する。荷重測定は複数の異なる荷重の設定値について行うことが、より正確な荷重を実現する設定パラメータを得るために好ましいが、１点の設定値のみについて行ってもよい。荷重測定は、設定され得る荷重の最小値と最大値について行うことが同様の観点からより好ましい。

図１２Ａおよび図１２Ｂは、それぞれ、荷重測定装置２００の使用状態を示す斜視図および側面図である。尚、図１２Ａおよび図１２Ｂにおいて研磨テープ２３は図示を省略されている。

例えば、研磨装置１００の回転保持機構３の回転が停止され、各研磨ヘッド組立体１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄの研磨ヘッド３０の傾斜角が０度（すなわち、図４に示すような水平方向）に調整されると共に、研磨パッド５０の前後方向位置が所定の研磨位置に調整される。次に、真空吸着テーブル４と基部プレート４００の外周が一致するように、基部プレート４００が真空吸着テーブル４上に吸着固定される。その後、真空吸着テーブル４に対する荷重測定装置３００の荷重支持面Ｓ１の位置が、スペーサ３０６等を用いて調整される。また、荷重支持面Ｓ１が研磨パッド面５０Ｓに対して平行になるように、真空吸着テーブル４を回転させる等して調整することができる。位置合わせ後、作業者が、必要に応じて入力部５２０を介し押圧荷重の設定値を入力し、荷重調整画面６００の第１画面要素６１０（図１０）をクリック等して、研磨ヘッド３０を動作させる。荷重支持面Ｓ１が押圧されると、荷重測定装置２００のフォースゲージ３０１は荷重を測定する。

図１１に戻って、ステップＳ１０１の後にステップＳ１０２が行われる。ステップＳ１０２において、通信制御部５５１は、通信部５１０を制御し、荷重測定装置２００の通信部２１０を介して測定データを取得する。通信制御部５５１は、取得した測定データを記憶部５３０等に記憶させる。

ステップＳ１０２の後にステップＳ１０３が行われる。ステップＳ１０３において、調整値算出部５５２は、記憶部５３０等に記憶された測定データおよび設定パラメータから、調整値を算出する。

ステップＳ１０３の後にステップＳ１０４が行われる。ステップＳ１０４において、第１判定部５５３は、調整値が適正値であるか否かを判定する。調整値が適正値である場合、第１判定部５５３は、ステップＳ１０４を肯定判定し、ステップＳ１０７が開始される。調整値が適正値でない場合、第１判定部５５３は、ステップＳ１０４を否定判定し、ステップＳ１０５が開始される。

ステップＳ１０５において、制御部５５０は、行われた荷重測定の回数が所定の閾値未満か否かを判定する。この判定は、望ましくない荷重調整が繰り返されるのを防止するために行われる。測定回数が閾値未満の場合、制御部５５０は、ステップＳ１０５を肯定判定し、ステップＳ１０１が開始される。測定回数が閾値以上の場合、制御部５５０は、ステップＳ１０５を否定判定し、ステップＳ１０６が開始される。なお、閾値に基づいて判定が行われれば、「閾値未満」ではなく「閾値以下」でもよく、特に限定されない。以下の閾値を用いた判定でも同様である。

ステップＳ１０６において、表示制御部５５４は、表示部５４０に、荷重調整が失敗したことを示すエラーを表示する。エラーの表示の方法は特に限定されず、表示画面に適宜ポップアップウィンドウを表示して、メッセージまたは図形を表示することができる。ステップＳ１０６の後は、処理が終了される。

ステップＳ１０７において、制御部５５０は、調整値により設定パラメータを更新する。ステップＳ１０７の後は、処理が終了される。荷重調整後は、装置制御部５５５により、調整値により更新された設定パラメータにより押圧動作が行われる。

本実施形態の荷重調整システム１０および荷重調整方法では、通信制御部５５１が、研磨ヘッド３０からの押圧荷重の測定を行う荷重測定装置２００から、当該測定で得られた測定データを取得し、調整値算出部５５２が、測定データおよび、研磨ヘッド３０に設定されている設定パラメータに基づき、押圧荷重を調整するための調整値を算出し、装置制御部５５５が、調整値に基づいて研磨ヘッド３０の押圧動作を制御する。これにより、押圧荷重についての情報を作業者が目視で読み取り、装置に入力する等の操作が必要なく、作業時間および作業工数を減らすことができ、効率的に荷重の調整を行うことができる。また、数値の手入力によるミスを抑制し、より正確に調整作業を行うことができる。

なお、調整値算出部５５２が、ステップＳ１０３で調整値を算出した際に、調整値により設定パラメータを更新する構成としてもよい。この場合、ステップＳ１０４の第１判定では更新された設定パラメータ（更新パラメータ）が適正値か否かの判定が行われる。ステップＳ１０４において更新パラメータが適正値と判定されるまで、調整前の設定パラメータは記憶部５３０等に保持しておく。

次のような変形も本発明の範囲内であり、上述の実施形態若しくは他の変形と組み合わせることが可能である。以下の変形例において、上述の実施形態と同様の構造、機能を示す部位等に関しては、同一の符号で参照し、適宜説明を省略する。

（変形例１）
上述の実施形態において、制御部は、調整値に基づく再度の荷重測定を行い、その後、再度の荷重測定で得られた研磨ヘッド３０の押圧荷重が適正値か否かを判定する第２判定を行ってもよい。

図１３は、本変形例の荷重調整システムの構成を示す概念図である。荷重調整システム１０Ａは、上述の実施形態の荷重調整システム１０と類似の構成を有するが、第１判定部５５３の代わりに第２判定部５５３Ａを備える点で荷重調整システム１０と異なっている。荷重調整システム１０Ａは、情報処理装置５００Ａを備え、情報処理装置５００Ａは、第２判定部５５３Ａを含む制御部５５０Ａを備える。

第２判定部５５３Ａは、第２判定を行う。第２判定では、調整値を用いて行われた再度の荷重測定において、押圧荷重の測定値が適正値であるか否かが判定される。第２判定の適正値の範囲を示す第２情報は、記憶部５３０等にあらかじめ記憶されている。第２情報は、例えば、第２判定の適正値が設定値の何％から何％までかを示す、数値範囲を定める数値である。この数値範囲は、過去のデータまたは理論等に基づいて設定される。例えば、この数値範囲は、研磨装置１００若しくは荷重測定装置２００の精度、または荷重調整に求められる精度等に基づいて、９０％から１１０％まで等、定めることができる。

図１４は、本変形例の荷重調整方法の流れを示すフローチャートである。この荷重調整方法は、制御部５５０Ａにより行われる。ステップＳ２０１～Ｓ２０３は、図１１のフローチャートのステップＳ１０１～Ｓ１０３とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ２０３の後に、ステップＳ２０４が行われる。ステップＳ２０４において、制御部５５０Ａは、ステップＳ２０３で得られた調整値を用いて再度の荷重測定を行う。制御部５５０Ａは、入力部５２０から入力されたか、または記憶部５３０等に記憶された荷重の設定値と、調整値とに基づいて研磨装置１００による押圧動作を制御する。荷重の設定値は、ステップＳ２０１における荷重の設定値と同じでもよいし、異なっていてもよい。

ステップＳ２０４の後に、ステップＳ２０５が行われる。ステップＳ２０５において、通信制御部５５１は、通信部５１０を制御し、荷重測定装置２００の通信部２１０を介して再度の荷重測定についての測定データを取得する。通信制御部５５１は、取得した測定データを記憶部５３０等に記憶させる。

ステップＳ２０５の後に、ステップＳ２０６が行われる。ステップＳ２０６において、第２判定部５５３Ａは、再度の荷重測定において測定された荷重が適正値か否かを判定する。荷重が適正値の場合、第２判定部５５３Ａは、ステップＳ２０６を肯定判定し、ステップＳ２０９が開始される。荷重が適正値でない場合、第２判定部５５３Ａは、ステップＳ２０６を否定判定し、ステップＳ２０７が開始される。

ステップＳ２０７において、制御部５５０Ａは、行われた荷重測定または荷重調整の回数が所定の閾値未満か否かを判定する。当該回数が閾値未満の場合、制御部５５０Ａは、ステップＳ２０７を肯定判定し、ステップＳ２０１が開始される。当該回数が閾値以上の場合、制御部５５０Ａは、ステップＳ２０７を否定判定し、ステップＳ２０８が開始される。ステップＳ２０８およびＳ２０９は、それぞれ図１１のフローチャートのステップＳ１０６およびＳ１０７と同様であるため説明を省略する。ステップＳ２０８およびＳ２０９の後は、処理が終了される。

なお、調整値算出部５５２が、ステップＳ２０３で調整値を算出した際に、調整値により設定パラメータを更新する構成としてもよい。この場合、ステップＳ２０４の荷重測定では更新パラメータに基づく荷重測定が行われる。ステップＳ２０６において測定された荷重が適正値と判定されるまで、調整前の設定パラメータは記憶部５３０等に保持しておく。

本変形例の荷重調整システム１０Ａでは、第２判定部５５３Ａが、調整値または更新パラメータに基づく再度の荷重測定で得られた研磨ヘッド３０の押圧荷重が適正値か否かを判定する。これにより、実際に荷重測定を行い設定パラメータが適切な値に更新されるかを確認することができる。

（変形例２）
上述の実施形態において、荷重測定の前に、荷重支持部材３０３と研磨ヘッド３０とを含む画像が撮影され、当該画像に基づいて、荷重支持面Ｓ１と荷重支持面Ｓ１を押圧する研磨パッド面５０Ｓとが十分に平行かを判定してもよい。以下では、当該画像を判定画像と呼び、当該判定を第３判定と呼ぶ。

図１５は、本変形例における荷重測定装置２０１を概略的に示す側断面図である。荷重測定装置２０１は、撮像部２３０と、撮像部支持部材２４０とを備える。撮像部２３０は、カメラ等の撮像装置を備える。本変形例では、撮像部２３０は鉛直方向下向きに撮影し、荷重支持部材３０３および研磨ヘッド３０の画像を取得する構成となっている。しかし、後述する平行指標が算出できれば撮像部２３０はいずれの方向から撮影してもよい。また、撮像部２３０を固定できれば撮像部支持部材２４０の材質及び形状は特に限定されない。

図１６は、撮像部２３０により撮影された判定画像の一例を示す図である。図１６の例では、判定画像は、荷重支持部材３０３のパッド３０５と、研磨パッド５０（図４参照）の上方にあるガイドローラ４６を含む画像である。判定画像は、このように荷重支持部材３０３と、適宜研磨テープ２３（図４）を介して研磨ヘッド３０とが接触する位置付近の画像を含むことが好ましい。しかし、荷重測定装置２００および研磨ヘッド３０の向きを算出することができれば、撮影する対象は特に限定されない。

図１７は、本変形例の荷重調整システム１０Ｂの構成を示す概念図である。荷重調整システム１０Ｂは、上述の実施形態の荷重調整システム１０と類似の構成を有しているが、撮像部２３０および第３判定部５５３Ｂを備える点で荷重調整システム１０と異なっている。荷重調整システム１０Ｂは、荷重測定装置２０１と情報処理装置５００Ｂとを備える。荷重測定装置２０１は、撮像部２３０を備える。情報処理装置５００Ｂは、第３判定部５５３Ｂを含む制御部５５０Ｂを備える。

第３判定部５５３Ｂは、第３判定を行う。まず、通信制御部５５１が、情報処理装置５００Ｂの通信部２１０を制御して、荷重測定装置２０１の通信部２１０を介し判定画像を取得する。第３判定部５５３Ｂは、判定画像から、画像処理により、荷重支持面Ｓ１と研磨パッド面５０Ｓとがどの程度平行かを示す指標を算出する。この指標を平行指標と呼ぶ。平行指標の例としては、ずれ量または平行度があげられる。ずれ量は、荷重支持面Ｓ１の向きと研磨パッド面５０Ｓの向きとのずれを示す量である。ずれ量の例としては、荷重支持面Ｓ１の法線と研磨パッド面５０Ｓの法線との間の角度、または、所定の断面における荷重支持面Ｓ１と研磨パッド面５０Ｓの角度があげられる。ずれ量の算出方法は特に限定されない。例えば、荷重支持部材３０３および研磨ヘッド３０のそれぞれにおける、判定画像に写る部分の輪郭の形状が形状データとして記憶部５３０等に予め記憶されている。第３判定部５５３Ｂは、特徴点抽出等により判定画像から荷重支持部材３０３および研磨ヘッド３０の輪郭を抽出する。第３判定部５５３Ｂは、抽出した輪郭を形状データに基づいて解析し、荷重支持面Ｓ１および研磨パッド面５０Ｓのずれ量を算出することができる。平行度の場合、荷重支持面Ｓ１または研磨パッド面５０Ｓの、一方の面を基準面に近似して他方の面の傾きの度合を決定することができる。なお、荷重支持部材３０３または研磨ヘッド３０に特徴的な形状のマークを形成しておき、上記画像処理を容易にしてもよ
い。

第３判定における平行指標の適正値の範囲を示す第３情報は、記憶部５３０等にあらかじめ記憶されている。第３情報は、平行指標の許容範囲を示す上限及び下限等の数値とすることができる。第３判定の適正値は、過去のデータまたは理論等に基づいて設定される。例えば、適正値は、研磨装置１００若しくは荷重測定装置２００の精度、または荷重調整に求められる精度等に基づいて、定めることができる。

図１８は、本変形例の荷重調整方法の流れを示すフローチャートである。この荷重調整方法は、制御部５５０Ｂにより行われる。

ステップＳ３０１において、通信制御部５５１は、荷重支持部材３０３と研磨ヘッド３０とを含む判定画像を荷重測定装置２０１から取得する。ステップＳ３０１の後は、ステップＳ３０２が行われる。ステップＳ３０２において、第３判定部５５３Ｂは、平行指標を算出する。

ステップＳ３０３において、第３判定部５５３Ｂは、平行指標が許容範囲内かを判定する第３判定を行う。平行指標が許容範囲内であれば、第３判定部５５３Ｂは、ステップＳ３０３を肯定判定し、ステップＳ１０１（図１１）が開始される。平行指標が許容範囲内でなければ、第３判定部５５３Ｂは、ステップＳ３０３を否定判定し、ステップＳ３０４が開始される。

ステップＳ３０４において、表示制御部５５４は、平行指標を表示部５４０に表示する。ユーザが、表示された平行指標に基づいて、平行指標が許容範囲内になるように荷重支持部材３０３または研磨ヘッド３０の向きを調整した後、再度ステップＳ３０１が開始され得る。

本変形例の荷重調整システム１０Ｂでは、撮像部２３０は、荷重測定の前に、荷重支持部材３０３と研磨ヘッド３０を含む判定画像を所定方向から撮影し、第３判定部５５３Ｂは、判定画像に基づいて、向かい合う荷重支持部材３０３の面（第１面と呼ぶ）と研磨ヘッド３０の面（第２面と呼ぶ）とが十分に平行かを判定する第３判定を行い、第３判定において、第１面と第２面の平行指標が適正値と判定すると、装置制御部５５５は、研磨ヘッド３０による押圧動作を実行し、平行指標が適正値でないと判定すると、表示制御部５５４は、表示部５４０に平行指標を表示する。これにより、荷重支持部材３０３と研磨ヘッド３０の向きについてより正確な情報を得ることができ、より正確に荷重調整を行うことができる。

なお、上述の実施形態、変形例１および変形例２は、適宜組み合わせることができる。例えば、制御部は、第１判定部５５３、第２判定部５５３Ａおよび第３判定部５５３Ｂの２以上の任意の組合せを備えてよい。

以上説明した本実施形態は、以下の形態としても記載することができる。［形態１］形態１によれば、荷重調整システムが提案され、前記荷重調整システムは、基板のベベル部を研磨する研磨ヘッドを備えるベベル研磨装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記研磨ヘッドからの押圧荷重の測定を行う荷重測定装置から、前記測定で得られた測定データを取得し、前記測定データおよび、前記研磨ヘッドに設定されている設定パラメータに基づき、前記押圧荷重を調整するための調整値を算出し、前記調整値に基づいて前記研磨ヘッドの押圧動作を制御する。形態１によれば、効率的にベベル研磨装置の荷重調整を行うことができる。

［形態２］形態２によれば、形態１において、前記制御装置は、前記設定パラメータを、前記調整値により更新した更新パラメータを生成する。形態２によれば、効率的にベベル研磨装置の設定パラメータを更新することができる。

［形態３］形態３によれば、形態２において、前記制御装置は、前記調整値または前記更新パラメータが適正値か否かを判定する第１判定を行う。形態３によれば、ベベル研磨装置において設定パラメータに望ましくない値が設定されることを抑制できる。

［形態４］形態４によれば、形態２または３において、前記制御装置は、前記調整値または前記更新パラメータに基づく再度の前記測定で得られた前記研磨ヘッドの前記押圧荷重が適正値か否かを判定する第２判定を行う。形態４によれば、実際の荷重測定に基づき、設定パラメータの更新により、適切な押圧荷重が実現されるかを確認することができる。

［形態５］形態５によれば、形態４において、前記制御装置は、前記調整値または前記更新パラメータに基づく再度の前記測定で得られた前記研磨ヘッドの前記押圧荷重が所定の数値範囲に含まれるか否かに基づいて前記第２判定を行う。形態５によれば、設定された数値範囲に基づいてより確実に判定を行うことができる。

［形態６］形態６によれば、形態１から５において、前記制御装置は、表示装置に前記研磨ヘッドに関する情報の表示を行い、前記表示では、前記測定データに基づく情報および前記調整値の少なくとも一つが表示される。形態６によれば、荷重調整についての情報をユーザにわかりやすく伝えることができる。

［形態７］形態７によれば、形態１から６において、前記設定パラメータは、前記研磨ヘッドに設定された押圧荷重の値を実現するために前記研磨ヘッドを動作させるためのパラメータであり、前記制御装置は、前記測定における、異なる複数の押圧荷重の設定値と、対応する押圧荷重の複数の測定値とに基づいて、前記設定パラメータがより正確に前記研磨ヘッドに設定された押圧荷重の値を実現するように前記設定パラメータを変更するための前記調整値を算出する。形態７によれば、より正確にベベル研磨装置の荷重調整を行うことができる。

［形態８］形態８によれば、形態１から７において、前記荷重調整システムは更に、撮像装置と、前記荷重測定装置とを備え、前記荷重測定装置は、前記研磨ヘッドと当接して前記押圧荷重を受ける支持部材を備え、前記撮像装置は、前記測定の前に、前記支持部材と前記研磨ヘッドを含む画像を所定方向から撮影し、前記制御装置は、前記画像に基づいて、向かい合う前記支持部材の第１面と前記研磨ヘッドの第２面とが十分に平行かを判定する第３判定を行い、前記第３判定において、前記第１面と前記第２面がどの程度平行かを示す指標が適正値と判定すると、前記研磨ヘッドによる押圧動作を実行し、前記指標が適正値でないと判定すると、表示装置に前記指標を表示する。形態８によれば、荷重測定装置と研磨ヘッドの位置が適切でない場合に荷重測定を行うことを防ぎ、より正確に荷重調整を行うことができる。

［形態９］形態９によれば、ベベル研磨装置の荷重調整方法が提案され、前記荷重調整方法では、基板のベベル部を研磨する研磨ヘッドを備えるベベル研磨装置を制御する制御装置が、前記研磨ヘッドからの押圧荷重の測定を行う荷重測定装置から、前記測定で得られた測定データを取得することと、前記測定データおよび、前記研磨ヘッドに設定されている設定パラメータに基づき、前記押圧荷重を調整するための調整値を算出することと、前記調整値に基づいて前記研磨ヘッドの押圧動作を制御することと、を含む。形態９によれば、効率的にベベル研磨装置の荷重調整を行うことができる。

以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

３ 回転保持機構
４ 真空吸着テーブル
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 研磨ヘッド組立体
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ テープ供給回収機構
１０，１０Ａ，１０Ｂ 荷重調整システム
２０ 隔壁
２１ 研磨室
２３ 研磨テープ
３０ 研磨ヘッド
４１ 加圧機構
４６、４７ ガイドローラ
５０ 研磨パッド
５０Ｓ 研磨パッド面
５２ エアシリンダ
５３ エア配管
５４ 電空レギュレータ
５５ エア供給源
１００ 研磨装置
２００，２０１ 荷重測定装置
２１０ 荷重測定装置の通信部
２２０ 荷重測定装置の測定部
２３０ 撮像部
２４０ 撮像部支持部材
３００ 荷重測定装置本体
３０１ フォースゲージ
３０２ 計測軸
３０３ 荷重支持部材
３０４ ブラケット
３０４ａ 取り付け部
３０４ｂ 荷重支持部
３０５ パッド
４００ 基部プレート
５００，５００Ａ，５００Ｂ 情報処理装置
５１０ 情報処理装置の通信部
５２０ 入力部
５３０ 記憶部
５４０ 表示部
５５０，５５０Ａ，５５０Ｂ 制御部
５５１ 通信制御部
５５２ 調整値制御部
５５３ 第１判定部
５５３Ａ 第２判定部
５５３Ｂ 第３判定部
５５４ 表示制御部
５５５ 装置制御部
６００ 荷重調整画面
Ｂ ベベル部
Ｃｒ、Ｃｔ 軸
Ｍ３、Ｍ４ モータ
Ｓ１ 荷重支持面
Ｗ 基板

Claims (8)

1. 基板のベベル部を研磨する研磨ヘッドを備えるベベル研磨装置と、制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記研磨ヘッドからの押圧荷重の測定を行う荷重測定装置から、前記測定で得られた測定データを取得し、
   前記測定データおよび、前記研磨ヘッドに設定された押圧荷重の値を実現するために前記研磨ヘッドを動作させるための設定パラメータに基づき、前記設定パラメータの更新値を算出し、
   前記設定パラメータを、前記更新値に設定し、
   前記更新値に基づいて前記研磨ヘッドの押圧動作を制御する、荷重調整システム。
2. 前記制御装置は、前記更新値が適正値か否かを判定する第１判定を行う、請求項１に記載の荷重調整システム。
3. 前記制御装置は、前記更新値に基づく再度の前記測定で得られた前記研磨ヘッドの前記押圧荷重が適正値か否かを判定する第２判定を行う、請求項１または２に記載の荷重調整システム。
4. 前記制御装置は、前記更新値に基づく再度の前記測定で得られた前記研磨ヘッドの前記押圧荷重が所定の数値範囲に含まれるか否かに基づいて前記第２判定を行う、請求項３に記載の荷重調整システム。
5. 前記制御装置は、表示装置に前記研磨ヘッドに関する情報の表示を行い、
   前記表示では、前記測定データに基づく情報および前記更新値の少なくとも一つが表示される、請求項１から４のいずれか一項に記載の荷重調整システム。
6. 前記制御装置は、前記測定における、異なる複数の押圧荷重の設定値と、対応する複数の測定値とに基づいて、前記設定パラメータがより正確に前記研磨ヘッドに設定された押
   圧荷重の値を実現するように前記設定パラメータを変更するための前記更新値を算出する、請求項１から５のいずれか一項に記載の荷重調整システム。
7. 前記荷重調整システムは更に、撮像装置と、前記荷重測定装置とを備え、
   前記荷重測定装置は、前記研磨ヘッドと当接して前記押圧荷重を受ける支持部材を備え、
   前記撮像装置は、前記測定の前に、前記支持部材と前記研磨ヘッドを含む画像を所定方向から撮影し、
   前記制御装置は、
   前記画像に基づいて、向かい合う前記支持部材の第１面と前記研磨ヘッドの第２面とが十分に平行かを判定する第３判定を行い、
   前記第３判定において、前記第１面と前記第２面がどの程度平行かを示す指標が適正値と判定すると、前記研磨ヘッドによる押圧動作を実行し、
   前記指標が適正値でないと判定すると、表示装置に前記指標を表示する、請求項１から６のいずれか１項に記載の荷重調整システム。
8. ベベル研磨装置の荷重調整方法であって、
   基板のベベル部を研磨する研磨ヘッドを備えるベベル研磨装置を制御する制御装置が、
   前記研磨ヘッドからの押圧荷重の測定を行う荷重測定装置から、前記測定で得られた測定データを取得することと、
   前記測定データおよび、前記研磨ヘッドに設定された押圧荷重の値を実現するために前記研磨ヘッドを動作させるための設定パラメータに基づき、前記設定パラメータの更新値を算出することと、
   前記設定パラメータを、前記更新値に設定することと、
   前記更新値に基づいて前記研磨ヘッドの押圧動作を制御することと、を含む、荷重調整方法。