JPH09150367A - Polishing device and polishing method - Google Patents

Polishing device and polishing method

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JPH09150367A
JPH09150367A JP8174996A JP8174996A JPH09150367A JP H09150367 A JPH09150367 A JP H09150367A JP 8174996 A JP8174996 A JP 8174996A JP 8174996 A JP8174996 A JP 8174996A JP H09150367 A JPH09150367 A JP H09150367A
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vibration
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polished
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Jiyunji Fukuroda
淳史 袋田
Yoshihiro Arimoto
由弘 有本
Wataru Nakamura
亘 中村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a polishing time and to facilitate check for dust by stopping a surface plate any time when a temporal change in an integrated value of detected vibration intensity at each time lowers below a reference value or when the integrated value lowers below the reference value. SOLUTION: A first driving mechanism 21 rotating a first surface plate 3 supporting a polishing object is arranged, while a polishing cloth 1 is stuck on a second surface plate 2 arranged opposedly to the first surface plate 3, and a vibration detector 10 detecting the vibration in polishing is installed in the first surface plate 3 or in the second surface plate 2. An elastic body 7 is formed around the first surface plate 3. By means of a signal analyzing means 15, a frequency analysis for vibration intensity detected by means of the vibration detector 10 is carried out and integration of the vibration intensity is carried out at each time, and any time if a temporal change in the integrated value lowers below a reference value or if the integrated value lowers below the reference value, a polishing stopping signal, by which at least one of the first surface plate 3 and the second surface plate 2 is stopped, is fed to a control unit 17.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置及び研磨
方法に関し、より詳しくは半導体素子を構成する絶縁膜
や導電膜の表面などの平坦化に用いる研磨装置及び研磨
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method, and more particularly to a polishing apparatus and a polishing method used for flattening the surface of an insulating film or a conductive film forming a semiconductor element.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体記憶装置などの半導体装置は年々
集積度が増し、その内部回路の配線の多層化もさらに進
んでいる。その配線の多層化を可能にするために、化学
機械研磨(以下、CMP(chemical mechanical polishi
ng) という)技術を利用して配線上の層間絶縁膜が平坦
化されている。CMP技術では時間的、コスト的な面か
ら研磨の終点検出や自動化が重視されている。
2. Description of the Related Art The degree of integration of semiconductor devices such as semiconductor memory devices has been increasing year by year, and the number of wiring layers of their internal circuits has been further increased. In order to make the wiring multi-layered, chemical mechanical polishing (hereinafter, CMP (chemical mechanical polishi
ng) technology is used to planarize the interlayer insulating film on the wiring. In the CMP technology, the end point of polishing and the automation are emphasized from the viewpoint of time and cost.

【0003】しかし、その研磨の終了時期については、
研磨布の劣化などが原因で研磨速度が一定に保てないた
めに、時間的に制御したとしても厳密に決定することは
できなかった。従って、これまでは短時間の研磨を行っ
ては一旦研磨を中止して被研磨物の研磨状態を観察す
る、といった作業を平坦面が得られるまで繰り返してい
た。このような方法では手間や時間もかかるので実用的
でない。
However, regarding the end time of the polishing,
Since the polishing rate cannot be kept constant due to deterioration of the polishing cloth and the like, it has not been possible to make a precise determination even with time control. Therefore, until now, the work of polishing for a short time, stopping the polishing and observing the polishing state of the object to be polished was repeated until a flat surface was obtained. Such a method is not practical because it takes time and labor.

【0004】CMPの終点検出はこれまで、定盤(ヘッ
ドともいう)を回転させるモータのトルクの変化を検出
してその変化に基づいて研磨面の摩擦抵抗をモニタする
方法があった。しかし、この方法は高周波成分が皆無の
ため、研磨面の擦り摩擦力の位置的、時間的平均を得る
に過ぎないので、感度が悪く、さらにヘッドの構造によ
っては使用できない場合もある。例えば、ヘッドと筐体
が弾性体で接合されるような構造を有するエアバック方
式では、研磨面の摩擦の影響が回転軸に伝わりにくくな
り、著しく感度が低下して実用にならない。
The detection of the end point of CMP has hitherto been carried out by detecting a change in the torque of a motor for rotating a surface plate (also referred to as a head) and monitoring the frictional resistance of the polishing surface based on the change. However, since this method has no high-frequency component, it only obtains the positional and temporal average of the rubbing frictional force of the polishing surface, and therefore has poor sensitivity and may not be usable depending on the structure of the head. For example, in an air bag system having a structure in which a head and a housing are joined by an elastic body, the influence of friction on the polishing surface is less likely to be transmitted to the rotating shaft, and the sensitivity is significantly reduced, which is not practical.

【0005】また、光学式膜厚計で研磨物を測定して終
点を検出する方法もあるが、リアルタイムで検出できな
い。また、窒化シリコン膜とSiO2膜を同時に研磨する場
合には、光学式膜厚計でその研磨膜厚を精度良く測定す
ることができない。そこで、モーターの回転トルクや定
盤の振動の変化に基づいて研磨の終点検出を行うこと
が、特開平6-320416号、特開平6- 45299号公報において
提案されている。しかし、それらの公報では、研磨面が
単に平坦化された否かではなくて、研磨が進んで異質の
材料が研磨面に露出し、これにより研磨面の摩擦抵抗が
変化して振動が変化した時点を終点としている。
There is also a method of measuring the polishing object with an optical film thickness meter to detect the end point, but it cannot be detected in real time. Further, when the silicon nitride film and the SiO 2 film are simultaneously polished, the polishing film thickness cannot be accurately measured with an optical film thickness meter. Therefore, it has been proposed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 6-320416 and 6-45299 to detect the end point of polishing based on changes in the rotation torque of the motor and the vibration of the surface plate. However, in these publications, it is not whether the polishing surface is simply flattened, but polishing progresses and foreign materials are exposed to the polishing surface, which changes the frictional resistance of the polishing surface and changes the vibration. The end point is the time point.

【0006】また、研磨面と研磨布との摩擦による定盤
の歪みを、歪みセンサで測定する方法が特開平6-320416
号公報に記載されている。
Further, there is a method of measuring the strain of the surface plate due to the friction between the polishing surface and the polishing cloth with a strain sensor.
No., published in Japanese Unexamined Patent Publication No.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、歪みセンサを
使用する研磨装置では、研磨により生じる振動が小さい
ので、研磨装置のモータ振動などの機械的振動(音)が
バックグラウンドノイズとして混入するので、十分な感
度が得られない。この結果、研磨面の全領域の研磨状態
を精度良く検知したり或いは終点を検出することは難し
く、基本的な研磨を終えた後に、さらに追加の研磨が必
要となる。
However, in a polishing apparatus using a strain sensor, since vibration generated by polishing is small, mechanical vibration (sound) such as motor vibration of the polishing apparatus is mixed as background noise. Sufficient sensitivity cannot be obtained. As a result, it is difficult to accurately detect the polishing state of the entire area of the polishing surface or to detect the end point, and additional polishing is required after basic polishing is completed.

【0008】また、研磨面と研磨布との摩擦により生じ
るヘッドの歪みを歪みセンサで測定する場合には、その
歪みは歪みセンサに現れるほど大きくはない。しかも、
研磨装置自体の振動をフイルタで低減しても、歪みセン
サによりウェハ表面の凹凸の変化は検出できないのが実
状である。なぜならば歪みセンサは高い振動周波数に感
度が無いからである。
When the strain sensor measures the strain of the head caused by the friction between the polishing surface and the polishing cloth, the strain is not so large as to appear in the strain sensor. Moreover,
Even if the vibration of the polishing apparatus itself is reduced by the filter, the distortion sensor cannot detect the change of the unevenness of the wafer surface. This is because the strain sensor is not sensitive to high vibration frequencies.

【0009】従来の研磨装置では、研磨布の目立てや交
換の時期に関する客観的な指標がないので、それらの作
業を無用に行いがちである。さらに、研磨の際のゴミ
(異物)により研磨面に傷が付いたとしても、研磨終了
後に研磨対象物を取り出してその研磨面を顕微鏡で観察
することにより始めて傷の存在がわかることになる。C
MPによる研磨の際のゴミの発生及び混入に対しては何
等の対策もとられておらず、研磨面の傷を観察すること
で間接的に評価していた。
In the conventional polishing apparatus, since there is no objective index regarding the timing of dressing or replacement of the polishing cloth, it is apt to perform unnecessary work. Further, even if the polishing surface is scratched by dust (foreign matter) during polishing, the existence of scratches can be recognized only by taking out the object to be polished after the polishing and observing the polishing surface with a microscope. C
No measures have been taken against the generation and mixing of dust during polishing by MP, and it was indirectly evaluated by observing scratches on the polished surface.

【0010】一方、従来では研磨終了後に研磨評価を行
っているので、1ロット(通常は25枚程度)の初期の
段階でゴミが混入して被研磨物の表面に傷が付きはじめ
ても、その1ロットが終了するまではゴミの混入は気が
つかなかった。このため、研磨面を傷付けるようなゴミ
が入ってから後に研磨される被研磨物には当然に傷が付
くので、半導体ウェハのような研磨対象物が無駄に消費
される。しかも、傷付いた研磨面からその一部が欠落し
てゴミとなり、さらにゴミが増加することもある。
On the other hand, conventionally, since the polishing evaluation is carried out after the polishing is completed, even if dust is mixed in the initial stage of one lot (usually about 25 sheets) and the surface of the object to be polished is scratched, I didn't notice the mixing of dust until one lot was completed. For this reason, the object to be polished, which is to be polished later after dust that damages the polishing surface is inevitably scratched, wastes the object to be polished such as a semiconductor wafer. In addition, a part of the scratched polishing surface may be lost to become dust, and the dust may further increase.

【0011】また、研磨の際にゴミが存在しても、その
場所が特定できないので、ゴミを除去するために研磨布
全体を交換することもあり、そのような場合には手間が
かかってしまう。さらに、上記した特許公開公報では、
定盤振動検出のための信号を定盤の上から増幅器に伝達
することが記載されているが、その信号伝達を無線で行
おうとする場合には、定盤を回転させるためのモータの
シャフトによって無線信号が一時的に途切れてしまう。
Further, even if dust is present during polishing, its location cannot be specified. Therefore, the entire polishing cloth may be replaced in order to remove the dust. In such a case, it takes time and effort. . Further, in the above-mentioned patent publication,
It is described that the signal for detecting the platen vibration is transmitted from the top of the platen to the amplifier.However, if the signal is transmitted wirelessly, the shaft of the motor for rotating the platen is used. The wireless signal is temporarily interrupted.

【0012】ところで、研磨量は、パターンの形状に依
存し、しかも加圧力、回転数、研磨液流量、研磨布の表
面状態などの研磨条件によって大幅に変化する。従っ
て、時間で研磨量を制御する場合には、ロット毎に一旦
試し研磨を行い、研磨速度を確認することを行っている
が、これでは手間がかかってしまう。しかも、パターン
の異なる複数種類のロットについて研磨を行う場合に
は、試し研磨の占める時間が増えてスループットが低下
する。
Incidentally, the polishing amount depends on the shape of the pattern, and also greatly changes depending on the polishing conditions such as the pressing force, the number of revolutions, the flow rate of the polishing liquid, and the surface condition of the polishing cloth. Therefore, when the polishing amount is controlled by time, trial polishing is performed once for each lot to check the polishing rate, but this takes time. Moreover, when polishing is performed on a plurality of types of lots having different patterns, the time taken for trial polishing increases and throughput decreases.

【0013】本発明の目的は、研磨の際の振動を高感度
に検出して研磨のバラツキを精度良く、しかもリアルタ
イムで検出して研磨時間を短縮し、また、ゴミの存在の
確認を容易にするとともに、定盤の振動の伝達を無線で
正常に行うとともに、研磨状態を捉えるために利用され
る研磨固有の振動の検出能力を改善することができる研
磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to detect vibration during polishing with high sensitivity to accurately detect variations in polishing, and to detect in real time to shorten polishing time, and to easily confirm the presence of dust. It is also an object of the present invention to provide a polishing apparatus and a polishing method capable of wirelessly transmitting the vibration of a surface plate normally and improving the ability of detecting the vibration peculiar to polishing used to detect the polishing state. And

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1、
図22等に例示するように、研磨対象物を支持する第1
の定盤3と、前記第1の定盤3を回転させる第1の駆動
機構21と、前記第1の定盤3に対向して配置される第
2の定盤2と、前記第2の定盤2に張り付けられた研磨
布1と、前記第1の定盤3又は前記第2の定盤2に取り
付けられ、研磨時の振動を検出する振動検出器10(1
0A,10B)と、少なくとも前記第1の定盤3と前記
第2の定盤2の一方の研磨動作を制御する制御部17
と、前記振動検出器10により検出された振動強度を周
波数分析し、さらに該振動強度を時間毎に積分し、積分
値の時間的変化が基準値を下回った時、又は該積分値が
基準値を下回った時の何れかの時点で、前記第1の定
盤、前記第2の定盤の少なくとも一方を停止する研磨停
止信号を前記制御部に送る信号解析手段15とを有する
ことを特徴とする研磨装置により解決する。
Means for Solving the Problems The above-mentioned problems are shown in FIG.
As illustrated in FIG. 22 and the like, the first for supporting an object to be polished
Surface plate 3, a first drive mechanism 21 for rotating the first surface plate 3, a second surface plate 2 arranged to face the first surface plate 3, and the second surface plate 2. A polishing cloth 1 attached to a surface plate 2 and a vibration detector 10 (1 attached to the first surface plate 3 or the second surface plate 2 to detect vibration during polishing.
0A, 10B), and a controller 17 for controlling the polishing operation of at least one of the first surface plate 3 and the second surface plate 2.
When the vibration intensity detected by the vibration detector 10 is subjected to frequency analysis, the vibration intensity is further integrated every hour, and when the temporal change of the integrated value is below a reference value, or the integrated value is a reference value. And a signal analysis unit 15 that sends a polishing stop signal to the control unit to stop at least one of the first surface plate and the second surface plate at any point when To solve the problem.

【0015】上記研磨装置において、前記第1の定盤の
周囲には弾性体7が形成されていることを特徴とする。
上記研磨装置において、前記研磨布1の表面には溝4又
は孔が形成され、且つ前記研磨布1の内部には該表面の
振動に共振する空洞6が形成されていることを特徴とす
る。
In the above polishing apparatus, an elastic body 7 is formed around the first surface plate.
In the above polishing apparatus, a groove 4 or a hole is formed on the surface of the polishing cloth 1, and a cavity 6 that resonates with the vibration of the surface is formed inside the polishing cloth 1.

【0016】上記研磨装置において、前記振動検出器1
0Aの出力端側には、中心周波数の異なる複数のバンド
パスフィルタ34bが組合わせて接続されていることを
特徴とする。上記研磨装置において、図16に例示する
ように、研磨開始、研磨停止又は研磨条件を満たしたか
否かの判断をする信号解析部33と、前記振動検出器1
0によって検出された研磨の振動情報を無線送信する送
信部13と、前記送信部13から出力された無線信号を
受信し、且つ該無線信号の同調周波数の変動を参照周波
数の範囲内に自動的に保持する自動周波数制御機構を有
するとともに、前記信号解析部34が受信データを要求
する毎に前記送信機13の発振周波数を該自動周波数制
御機構により受信する受信機32とを有することを特徴
とする研磨装置によって解決する。
In the above polishing apparatus, the vibration detector 1
A plurality of band pass filters 34b having different center frequencies are combined and connected to the output end side of 0A. In the above polishing apparatus, as illustrated in FIG. 16, a signal analysis unit 33 that determines whether polishing has started, stopped polishing, or has satisfied polishing conditions, and the vibration detector 1
The transmitter 13 for wirelessly transmitting the vibration information of polishing detected by 0, the wireless signal output from the transmitter 13 is received, and the variation of the tuning frequency of the wireless signal is automatically adjusted within the range of the reference frequency. And a receiver 32 for receiving the oscillation frequency of the transmitter 13 by the automatic frequency control mechanism each time the signal analysis unit 34 requests reception data. To solve the problem.

【0017】上記研磨装置において、前記振動検出器1
0は、縦方向又は円周方向の振動を検出する素子である
ことを特徴とする。上記研磨装置において、図22に例
示するように、前記振動検出器10A、10Bは、前記
第1の定盤3の回転中心に対して対象に複数個取り付け
られ、複数の前記振動検出器10A,10Bの出力信号
の和又は差をとる演算器37,38が複数の前記振動検
出器10A,10Bの出力端に接続されていることを特
徴とする。
In the above polishing apparatus, the vibration detector 1
0 is an element for detecting vibration in the longitudinal direction or the circumferential direction. In the polishing apparatus, as illustrated in FIG. 22, a plurality of the vibration detectors 10A and 10B are attached to a target with respect to the rotation center of the first surface plate 3, and a plurality of the vibration detectors 10A and 10A are provided. It is characterized in that arithmetic units 37 and 38 for obtaining the sum or difference of the output signals of 10B are connected to the output terminals of the plurality of vibration detectors 10A and 10B.

【0018】上記研磨装置において、図34に例示する
ように、前記振動検出器10で検出される振動周波数を
前記振動検出器10の共振周波数に変換する振動変換手
段59を、前記振動検出器10に接続したことを特徴と
する。上記研磨装置において、図32に例示するよう
に、被研磨物Wがインナーシート51を介して前記第1
の定盤3に支持され、前記第1の定盤3と前記インナー
シート51に形成された貫通孔54と、前記貫通孔54
内を通して前記被研磨物Wと前記振動検出器10の双方
に接触する振動伝達体55とを有することを特徴とす
る。
In the above polishing apparatus, as illustrated in FIG. 34, the vibration detector 59 is provided with a vibration converting means 59 for converting the vibration frequency detected by the vibration detector 10 into the resonance frequency of the vibration detector 10. It is characterized by being connected to. In the above polishing apparatus, as illustrated in FIG. 32, the object W to be polished is transferred to the first sheet through the inner sheet 51.
Of the through-holes 54 formed in the first surface plate 3 and the inner sheet 51 and supported by the surface plate 3 of
It is characterized by having a vibration transmitter 55 which is in contact with both the object to be polished W and the vibration detector 10 through the inside.

【0019】上記研磨装置において、前記第2の定盤3
には、前記第2の定盤3を回転させる第2の駆動機構M
が接続されており、前記第1の定盤2は、前記振動検出
器10により検出しようとする振動周波数と同じ第1の
固有振動周波数を有するとともに、前記第1の駆動機構
21及び前記第2の駆動機構Mの少なくとも一方が、前
記第1の固有振動周波数と異なった第2の固有振動周波
数を有することを特徴とする。
In the above polishing apparatus, the second platen 3
Includes a second drive mechanism M for rotating the second surface plate 3.
Are connected, the first surface plate 2 has a first natural vibration frequency that is the same as the vibration frequency to be detected by the vibration detector 10, and the first drive mechanism 21 and the second At least one of the driving mechanisms M has a second natural vibration frequency different from the first natural vibration frequency.

【0020】上記課題は、図1に例示するように、研磨
対象物を支持する第1の定盤3と、前記第1の定盤3を
回転させる駆動機構21と、前記第1の定盤3に対向し
て配置され、且つ内部に空洞2aが形成された第2の定
盤2と、前記第2の定盤2に張り付けられた研磨布1
と、前記第1の定盤3又は前記第2の定盤2に取り付け
られ、研磨時の振動信号を出力する振動検出器10と、
少なくとも前記第1の定盤3と前記第2の定盤2の一方
の研磨動作を制御する制御部17とを有することを特徴
とする研磨装置によって解決する。
As shown in FIG. 1, the above-mentioned problem is solved by a first surface plate 3 for supporting an object to be polished, a drive mechanism 21 for rotating the first surface plate 3, and the first surface plate. And a polishing pad 1 attached to the second surface plate 2, the second surface plate 2 being disposed so as to oppose to each other and having a cavity 2a formed therein.
And a vibration detector 10 that is attached to the first surface plate 3 or the second surface plate 2 and outputs a vibration signal during polishing,
This is solved by a polishing apparatus including at least the first surface plate 3 and a control unit 17 that controls one polishing operation of the second surface plate 2.

【0021】または、図15に例示するように、被研磨
物を支持する第一の定盤3と、前記第一の定盤3に対向
して配置される第二の定盤2と、前記第二の定盤2に張
り付けられる研磨布1aと、前記第一の定盤3又は前記
第二の定盤2に取付けられた振動検出器10と、少なく
とも前記第1の定盤3又は前記第2の定盤2を駆動する
駆動機構21と、前記振動検出器10が取付けられた側
の前記第一の定盤3又は前記第二の定盤2に取り付けら
れ、且つ前記振動検出器10によって検出された情報を
無線送信する送信部13と、前記送信部13から出力さ
れた無線信号を受信する受信部14と、前記受信部14
に接続されて、受信した前記無線信号を解析する信号解
析部15と、前記信号解析部15からの信号に基づい
て、研磨停止、研磨条件を変更を指示する信号を少なく
とも前記駆動機構に出力する制御部17と、前記振動検
出器10が取り付けられた前記第一の定盤3又は前記第
二の定盤2の回転軸の周囲に取付けられ且つ前記送信部
13に接続された環状の送信アンテナ25と、前記回転
軸の延長上に取付けられ且つ前記受信部14に接続され
る受信アンテナ26とを有することを特徴とする研磨装
置。
Alternatively, as illustrated in FIG. 15, a first surface plate 3 for supporting an object to be polished, a second surface plate 2 arranged to face the first surface plate 3, and A polishing cloth 1a attached to a second surface plate 2, a vibration detector 10 attached to the first surface plate 3 or the second surface plate 2, and at least the first surface plate 3 or the first surface plate 3 or A drive mechanism 21 for driving the second surface plate 2 and the first surface plate 3 or the second surface plate 2 on the side where the vibration detector 10 is installed, and by the vibration detector 10. A transmitting unit 13 that wirelessly transmits the detected information, a receiving unit 14 that receives the wireless signal output from the transmitting unit 13, and the receiving unit 14
And a signal analysis unit 15 that is connected to, and analyzes the received wireless signal, and outputs a signal that instructs polishing stop and polishing condition change to at least the drive mechanism based on the signal from the signal analysis unit 15. An annular transmitting antenna mounted around the rotation axis of the control unit 17 and the vibration plate 10 of the first surface plate 3 or the second surface plate 2 and connected to the transmission unit 13. 25, and a receiving antenna 26 attached to the extension of the rotating shaft and connected to the receiving portion 14, a polishing apparatus.

【0022】この場合、図19に例示するように、前記
振動検出器10Aの出力に基づく振動信号の振幅レンジ
を広げるための対数アンプ34cと、前記受信部14の
出力側に接続されて前記受信部からの出力信号を変換す
る逆対数アンプ35とを有することを特徴とする。上記
した研磨装置において、図39〜図47に例示するよう
に、研磨対象物を支持する第1の定盤3と、前記第1の
定盤3に対向して配置される第2の定盤2と、前記第2
の定盤2に張り付けられる研磨布1dと、前記第1の定
盤3を前記研磨布1d上の一定範囲内で周期的に移動さ
せる駆動手段8,21と、前記第1の定盤3の振動強度
又は前記駆動手段の駆動トルクの値を、前記第1の定盤
の位置成分を含む関数で割算してその結果を研磨状態信
号として出力し、該研磨状態信号の変化を時間で微分
し、その微分値に基づいて研磨終了を検出する研磨終点
検出手段77とを有することを特徴とする研磨装置によ
って解決する。
In this case, as illustrated in FIG. 19, the logarithmic amplifier 34c for expanding the amplitude range of the vibration signal based on the output of the vibration detector 10A and the reception unit 14 connected to the output side of the reception unit 14 are provided. And an antilogarithmic amplifier 35 for converting an output signal from the unit. In the polishing apparatus described above, as illustrated in FIGS. 39 to 47, a first surface plate 3 that supports an object to be polished, and a second surface plate that is arranged so as to face the first surface plate 3 2 and the second
Of the polishing pad 1d attached to the surface plate 2, the driving means 8 and 21 for periodically moving the first surface plate 3 within a certain range on the polishing cloth 1d, and the first surface plate 3 The value of the vibration intensity or the driving torque of the driving means is divided by a function including the position component of the first surface plate, the result is output as a polishing state signal, and the change in the polishing state signal is differentiated with respect to time. And a polishing end point detecting means 77 for detecting the polishing end based on the differential value thereof.

【0023】上記した課題は、図48に例示するよう
に、被研磨物Wを支持する定盤3と、該被研磨物Wを研
磨する研磨布1と、前記研磨布1と前記被研磨物Wの摩
擦によって前記研磨布1の移動方向又は前記定盤の回転
方向に引きずられる前記第定盤3の変位の変化を測定す
る変位検出器61〜63とを有することを特徴とする研
磨装置により解決する。
As shown in FIG. 48, the above-mentioned problems are solved by the surface plate 3 for supporting the object W to be polished, the polishing cloth 1 for polishing the object W to be polished, the polishing cloth 1 and the object to be polished. And a displacement detector 61 to 63 for measuring a change in displacement of the third surface plate 3 that is dragged in the moving direction of the polishing cloth 1 or the rotation direction of the surface plate by friction of W. Resolve.

【0024】この研磨装置において、前記研磨布1との
摩擦によって平坦化される前記被研磨物Wの平坦化速度
と前記変位検出器61〜63の出力信号とを対応させ、
該出力信号の変化が該平坦か速度の所定の範囲内又は所
定の値に達した時を研磨終点として判別する研磨終点判
別手段15を有することを特徴とする。上記した課題
は、図1〜図10に例示するように、研磨対象物を支持
する第1の定盤と、該第1の定盤に対向して配置される
第2の定盤と、該第2の定盤に張り付けられる研磨布と
を使用して、該研磨対象物を前記研磨布により研磨する
研磨方法において、振動検出器によって、前記第1の定
盤又は前記第2の定盤の研磨時の振動を検出し、前記振
動検出器から出力された振動強度を周波数分析し、さら
に該振動強度を時間毎に積分し、積分値の時間的変化が
基準値を下回った時、又は該積分値が基準値を下回った
時の何れかの時点で研磨を停止することを特徴とする研
磨方法によって解決する。
In this polishing apparatus, the flattening speed of the object W to be flattened by the friction with the polishing cloth 1 and the output signals of the displacement detectors 61 to 63 are made to correspond to each other.
It is characterized by further comprising a polishing end point determination means 15 for determining the polishing end point when the change of the output signal reaches a predetermined range of the flatness or speed or reaches a predetermined value. The problems described above include, as illustrated in FIGS. 1 to 10, a first surface plate that supports an object to be polished, a second surface plate that is disposed so as to face the first surface plate, and In a polishing method of polishing an object to be polished with the polishing cloth using a polishing cloth attached to a second surface plate, a vibration detector is used to remove the first surface plate or the second surface plate. Vibration during polishing is detected, the vibration intensity output from the vibration detector is frequency-analyzed, and the vibration intensity is further integrated for each time, or when the temporal change of the integrated value is below a reference value, or This is solved by a polishing method characterized in that polishing is stopped at any time when the integrated value falls below a reference value.

【0025】上記研磨方法において、前記積分値は、複
数の振動強度の平均値であることを特徴とする。上記研
磨方法において、前記研磨対象物上に形成されて表面に
凹凸を有する膜を、前記研磨布によって平坦化すること
を特徴とする。上記研磨方法において、研磨開始から研
磨停止までの時間が、設定時間よりも短いか、或いは前
記積分値の時間的変化が指定値を越えて減少したかのい
ずれかにより、研磨布の劣化を認識することを特徴とす
る。
In the above polishing method, the integrated value is an average value of a plurality of vibration intensities. In the above polishing method, a film formed on the object to be polished and having irregularities on its surface is planarized by the polishing cloth. In the above polishing method, deterioration of the polishing cloth is recognized by either the time from the start of polishing to the stop of polishing being shorter than a set time or the time change of the integral value being decreased beyond a specified value. It is characterized by doing.

【0026】上記研磨方法において、研磨時間の際に、
特定の振動周波数の振動強度の減少率が他の振動周波数
の振動強度の減少率に比べて大きいことを検知して研磨
条件を変更することを特徴とする。上記研磨方法におい
て、前記振動検出器から出力された振動強度信号又は振
動スペクトルの変化に基づいて、研磨状態をリアルタイ
ムで分析して研磨終点を検出するか、研磨条件を変更す
ることを特徴とする。
In the above polishing method, during the polishing time,
The polishing condition is changed by detecting that the reduction rate of the vibration intensity of a specific vibration frequency is higher than the reduction rate of the vibration intensity of another vibration frequency. In the above polishing method, based on a change in a vibration intensity signal or a vibration spectrum output from the vibration detector, a polishing state is analyzed in real time to detect a polishing end point, or polishing conditions are changed. .

【0027】上記課題は、図39〜図47に例示するよ
うに、研磨対象物を支持する第1の定盤と、該第1の定
盤に対向して配置される第2の定盤と、該第2の定盤に
張り付けられた研磨布とを備えた研磨装置を用いる研磨
方法において、駆動手段により、前記第1の定盤を前記
研磨布上の一定範囲内で周期的に移動させ、前記第1の
定盤の振動強度又は前記駆動手段の回転トルクの値を、
前記第1の定盤の位置成分を含む関数で割算してその結
果を研磨状態信号とし、該研磨状態信号の変化を時間で
微分し、その微分値に基づいて研磨を終了する工程を含
むことを特徴とする研磨方法により解決する。
The above-mentioned problems are, as illustrated in FIGS. 39 to 47, a first surface plate for supporting an object to be polished and a second surface plate arranged so as to face the first surface plate. In a polishing method using a polishing apparatus including a polishing cloth attached to the second surface plate, the driving unit periodically moves the first surface plate within a certain range on the polishing cloth. , The value of the vibration intensity of the first surface plate or the rotational torque of the drive means,
The step of dividing by a function including the position component of the first surface plate to obtain a polishing state signal, differentiating the change of the polishing state signal with respect to time, and finishing polishing based on the differential value This is solved by a polishing method characterized by the above.

【0028】上記研磨方法において、前記関数は、前記
研磨布の回転中心からの距離に比例する比例関数である
ことを特徴とする。また、前記研磨布において、略等密
度に溝又は孔が形成されている場合は、前記関数は、前
記研磨布の回転中心からの距離の二乗に比例する関数で
あることを特徴とする。さらに、前記関数には、前記第
2の定盤の回転数が含まれることを特徴とする。
In the above polishing method, the function is a proportional function proportional to the distance from the center of rotation of the polishing cloth. Further, when the polishing cloth has grooves or holes formed at a substantially uniform density, the function is a function proportional to a square of a distance from the rotation center of the polishing cloth. Further, the function includes the rotation speed of the second surface plate.

【0029】上記課題は、図26〜図28に例示するよ
うに、研磨対象物を支持する第1の定盤と、該第1の定
盤に対向して配置される第2の定盤と、該第2の定盤に
張り付けられる研磨布とを使用して、該研磨対象物を前
記研磨布により研磨する研磨方法において、振動検出器
によって、前記第1の定盤又は前記第2の定盤の研磨時
の振動を検出し、前記振動検出器により検出された振動
強度の異常を検出し、該振動強度の異常検出時間が前記
第2の定盤の回転周期よりも短い場合に、前記第1の定
盤と前記第2の定盤の駆動を制御することを有すること
を特徴とする研磨方法によって解決する。
The above-mentioned problems are, as illustrated in FIGS. 26 to 28, a first surface plate for supporting an object to be polished, and a second surface plate arranged so as to face the first surface plate. In a polishing method of polishing an object to be polished with the polishing cloth by using a polishing cloth attached to the second surface plate, a vibration detector is used to detect the first surface plate or the second surface plate. The vibration during the polishing of the plate is detected, the abnormality of the vibration intensity detected by the vibration detector is detected, and when the abnormality detection time of the vibration intensity is shorter than the rotation cycle of the second surface plate, This is solved by a polishing method, which comprises controlling the driving of a first surface plate and the second surface plate.

【0030】(作 用)本発明によれば、振動検出器か
ら得られる振動情報を周波数分析し、その周波数におけ
る振動強度を時間毎に積分し、積分値が基準値を下回っ
た時、又はその積分値の時間的変化が基準値を下回った
時の何れかの時点で、研磨停止の信号を送る信号解析手
段により研磨を停止するようにしたので、研磨の終点検
出が容易になる。
(Operation) According to the present invention, the vibration information obtained from the vibration detector is frequency-analyzed, and the vibration intensity at that frequency is integrated every time, and when the integrated value falls below the reference value, or Since the polishing is stopped by the signal analysis means that sends a signal to stop polishing at any time when the temporal change of the integrated value falls below the reference value, it becomes easy to detect the end point of polishing.

【0031】その信号解析手段では、研磨開始から研磨
停止までの時間が設定時間よりも短い場合と、前記積分
値の時間的変化が指定値を越えて減少した場合とのいず
れかで、研磨布劣化信号を示す信号を出力するので、研
磨の終了か研磨布の劣化かの判断が容易になり、最適な
研磨作業がなされる。研磨の際に、特定の振動周波数の
振動強度の減少率が他の振動周波数の振動強度に比べて
大きい場合には、研磨が一様に行われていないことが実
験的に確認されているので、そのような振動強度の減衰
を検知して研磨条件を変えて研磨が一様になるように研
磨条件を変えると最適な研磨がなされる。
In the signal analysis means, either the time from the start of polishing to the stop of polishing is shorter than the set time, or the time change of the integrated value is decreased beyond the specified value, the polishing cloth is reduced. Since the signal indicating the deterioration signal is output, it is easy to determine whether the polishing is finished or the polishing cloth is deteriorated, and the optimum polishing operation is performed. During polishing, if the reduction rate of vibration intensity at a specific vibration frequency is higher than the vibration intensity at other vibration frequencies, it has been experimentally confirmed that polishing is not performed uniformly. Optimum polishing is performed by detecting such attenuation of the vibration intensity and changing the polishing conditions to change the polishing conditions so that the polishing becomes uniform.

【0032】また、研磨対象物を支持する第1の定盤と
回転力伝達体機構とを弾性体を介して接続した構造を有
する研磨装置において、第1の定盤に振動検出器を取り
付けたので、回転力伝達機構に固有の振動を弾性体によ
って吸収させ、研磨対象物の振動を検出する場合のノイ
ズが低減する。これにより、研磨の終点検出がより速く
しかも正確に把握することができる。
Further, in a polishing apparatus having a structure in which a first surface plate supporting an object to be polished and a rotational force transmitting mechanism are connected via an elastic body, a vibration detector is attached to the first surface plate. Therefore, the vibration peculiar to the rotational force transmission mechanism is absorbed by the elastic body, and the noise when detecting the vibration of the polishing object is reduced. This makes it possible to detect the polishing end point more quickly and accurately.

【0033】また、研磨時の振動を誘発する機構を研磨
布に形成するようにしているので、研磨時に生じる振動
の振動強度が大きくなるとともに、振動検出器により検
出できる振動周波数帯域が広くなって、研磨条件の緻密
な制御や、研磨の終点検出を容易にする。そのような機
構としては、研磨布に複数の溝を形成し、その溝に囲ま
れた領域での振動を誘発させるものがある。
Further, since the mechanism for inducing vibration during polishing is formed on the polishing cloth, the vibration intensity of the vibration generated during polishing increases and the vibration frequency band that can be detected by the vibration detector becomes wider. Facilitates precise control of polishing conditions and detection of polishing end point. As such a mechanism, there is one in which a plurality of grooves are formed in a polishing cloth and vibration is induced in a region surrounded by the grooves.

【0034】この場合、研磨布や定盤の内部に空洞を形
成すると、誘発された研磨時の振動が増幅されて、振動
検出の振動強度の変化の把握は容易になる。さらに、研
磨の際の振動検出器による振動の減衰量を実効値として
捉え、この実効値の変化を時間毎に測定してその変化の
積分値又は一定時間の変化量が零又はそれ以上になった
時点を研磨の終点検出としてもよい。
In this case, when a cavity is formed inside the polishing cloth or the surface plate, the induced vibration during polishing is amplified, and it becomes easy to grasp the change in the vibration intensity for vibration detection. Furthermore, the amount of vibration attenuation by the vibration detector during polishing is grasped as an effective value, and the change of this effective value is measured every hour, and the integrated value of the change or the amount of change for a certain time becomes zero or more. The time point at which the polishing is completed may be used as the end point of polishing.

【0035】この場合、第1の定盤が回転の他に研磨布
上を移動する動作を伴う場合には交流成分が大きすぎて
終点を判断しにくくなる。この場合には、第1の定盤の
位置を含む関数によって実効値を割ることにより、検出
信号を補正すると、研磨の終点検出が速く且つ正確に検
出できた。また、本発明によれば、研磨時の振動の検出
する振動検出器の出力を無線で外部に送信する場合に、
送信アンテナと受信アンテナを同軸上に配置するように
したので、アンテナが回転したり揺動しても安定な送受
信がなされる。
In this case, when the first platen is accompanied by an operation of moving on the polishing cloth in addition to rotation, the AC component is too large and it becomes difficult to determine the end point. In this case, when the detection signal was corrected by dividing the effective value by a function including the position of the first surface plate, the end point of polishing could be detected quickly and accurately. Further, according to the present invention, when the output of the vibration detector for detecting the vibration during polishing is wirelessly transmitted to the outside,
Since the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged coaxially, stable transmission and reception can be performed even if the antenna rotates or swings.

【0036】さらに、定盤に取付けられる振動検出器や
送信部に電力を供給する場合にはその定盤を回転するシ
ャフトの周囲に環状導電体を取付け、この環状導電体に
接触するブラッシを通して電力を供給するようにしてい
るので、電池交換の手間や電力不足による作業停止とい
った事態が回避される。なお、環状導電体として市販の
スリップリングを用いてもよい。
Further, when power is supplied to a vibration detector or a transmitter attached to the surface plate, an annular conductor is attached around the shaft rotating the surface plate, and power is supplied through a brush which is in contact with the annular conductor. Since the battery is supplied, it is possible to avoid troubles such as battery replacement and work stoppage due to power shortage. A commercially available slip ring may be used as the annular conductor.

【0037】また本発明によれば、複数の研磨を同時に
行い、研磨情報を無線で送受信する場合に自動周波数制
御機構を用いているので、温度変化により送信周波数に
変動が生じても安定した受信状態が得られる。さらに、
本発明によれば、研磨時において、定盤に取付けられた
振動検出器により検出された振動強度の異常を検出し
て、振動強度の異常検出時間が定盤の回転周期よりも短
い場合にゴミの存在を示す信号を出力する信号分析部を
設けるようにしているので、その後に続く被研磨物の研
磨面のゴミによる傷の発生が未然に防止される。
Further, according to the present invention, since the automatic frequency control mechanism is used when a plurality of polishing operations are simultaneously performed and the polishing information is wirelessly transmitted and received, stable reception is achieved even if the transmission frequency fluctuates due to temperature change. The state is obtained. further,
According to the present invention, during polishing, the abnormality of the vibration intensity detected by the vibration detector attached to the surface plate is detected, and when the abnormality detection time of the vibration intensity is shorter than the rotation cycle of the surface plate, dust is generated. Since a signal analysis unit for outputting a signal indicating the presence of the above is provided, it is possible to prevent the subsequent occurrence of scratches due to dust on the polishing surface of the object to be polished.

【0038】また、振動強度の異常が定盤の周期よりも
長く発生する場合には、傷以外の原因なので、直ぐに研
磨を停止すると、ゴミ以外の原因による研磨装置の異常
動作を容易に検出できる。さらに別の本発明によれば、
内部が空洞で機密保持される筐体から防振されたエアバ
ック式の上側定盤を有する構造において、円周方向の振
動を検出するような振動検出器を上側定盤に取り付け、
その振動検出器から出力された振動強度又は振動スペク
トルの信号の変化によって研磨の終了などを行わせてい
る。これによれば、エアバック式の上側定盤の回転方向
の振動強度やそのスペクトルの変化を知ることにより、
研磨状態の変化を判断することが容易になる。
Further, when the abnormal vibration intensity occurs longer than the cycle of the surface plate, it is a cause other than scratches. Therefore, if polishing is immediately stopped, an abnormal operation of the polishing apparatus due to a cause other than dust can be easily detected. . According to yet another invention,
In a structure having an air bag type upper surface plate that is vibration-proofed from a casing whose inside is kept airtight, a vibration detector that detects vibration in the circumferential direction is attached to the upper surface plate,
The polishing is terminated by the change in the vibration intensity or the vibration spectrum signal output from the vibration detector. According to this, by knowing the vibration intensity in the rotating direction of the air bag type upper surface plate and the change in its spectrum,
It becomes easy to judge the change of the polishing state.

【0039】また、振動検出器からの信号をバンドパス
フィルタを介して制御部に出力するようにすると、研磨
装置や研磨条件に合わせて、研磨装置固有の周波数の振
動に依存する振動成分を除去して、実際の研磨によって
発生する振動だけを選択することができる。また、振動
検出器により検出した振動信号を無線で制御部に送る場
合に、対数アンプを介して振動信号の振幅レンジを拡大
して無線で送り、受信後に逆対数アンプで振動信号を復
元すると、S/N比が向上する。
When the signal from the vibration detector is output to the control unit through the bandpass filter, the vibration component depending on the vibration of the frequency unique to the polishing apparatus is removed according to the polishing apparatus and polishing conditions. Then, only the vibration generated by the actual polishing can be selected. Also, when the vibration signal detected by the vibration detector is sent to the control unit wirelessly, the amplitude range of the vibration signal is expanded via the logarithmic amplifier and sent wirelessly, and when the vibration signal is restored by the antilogarithmic amplifier after reception, The S / N ratio is improved.

【0040】また、振動検出器による出力信号が小さい
場合に、振動検出器を複数接続することにより出力信号
を大きくすることができる。しかも、それら複数の振動
検出器によって検出したくない振動成分も増えるので、
その不要な振動成分が互いに打ち消しあい且つ必要な振
動成分が加算されるように振動検出器の向きや配置を選
択するようにすると、不要な振動成分によるノイズを低
減してS/N比を向上できる。
When the output signal from the vibration detector is small, the output signal can be increased by connecting a plurality of vibration detectors. Moreover, the number of vibration components that you do not want to detect with these multiple vibration detectors increases,
By selecting the orientation and arrangement of the vibration detector so that the unnecessary vibration components cancel each other and the necessary vibration components are added, noise due to unnecessary vibration components is reduced and the S / N ratio is improved. it can.

【0041】また、他の本発明によれば、研磨の進行に
よって変化する被研磨物支持盤の振動を振動検出器で検
出する場合に、その振動検出器の周囲に防音材を配置し
ているために、モータなどのバックグラウンドノイズの
振動検出器への入力を抑制してS/N比を改善できる。
また、研磨の進行によって変化する被研磨物支持盤の振
動を振動検出器で検出する場合に、検出しようとする振
動の周波数を振動検出器の最大感度周波数に変換するよ
うにしたので、S/N比を改善できる。
Further, according to another aspect of the present invention, when the vibration detector detects the vibration of the object support plate which changes with the progress of polishing, a soundproof material is arranged around the vibration detector. Therefore, the S / N ratio can be improved by suppressing the input of the background noise of the motor or the like to the vibration detector.
Further, when the vibration detector detects the vibration of the object support plate that changes with the progress of polishing, the frequency of the vibration to be detected is converted to the maximum sensitivity frequency of the vibration detector. The N ratio can be improved.

【0042】また、研磨の進行によって変化する被研磨
物支持盤の振動を振動検出器で検出する場合に、検出し
ようとする振動周波数と同じ周波数の固有振動周波数を
有する振動板を被研磨物支持盤と振動検出器の間に介在
させたので、振動検出器に入力する検出振動を共振させ
て増幅することができ、S/N比が改善される。また、
研磨の進行によって変化する被研磨物支持盤の振動を振
動検出器で検出する場合に、被研磨物支持盤を貫通して
振動検出器と被研磨物に接触する振動伝達体を設けたの
で、被研磨物から振動検出器への振動伝達効率が良くな
ってS/Nを改善できる。
Further, when the vibration detector detects the vibration of the polishing object supporting plate which changes with the progress of polishing, the vibration plate having the natural vibration frequency which is the same as the vibration frequency to be detected is supported on the polishing object. Since it is interposed between the board and the vibration detector, the detected vibration inputted to the vibration detector can be resonated and amplified, and the S / N ratio is improved. Also,
When detecting the vibration of the object support plate that changes with the progress of polishing with the vibration detector, since the vibration transmitter that penetrates the object support plate and comes into contact with the object to be detected is provided, The efficiency of vibration transmission from the object to be polished to the vibration detector is improved, and the S / N can be improved.

【0043】また、研磨の進行によって変化する被研磨
物支持盤の振動を振動検出器で検出する場合に、検出時
において、被研磨物支持盤を駆動するエネルギーの供給
を一時的に停止するようにしたので、バックグラウンド
ノイズを大幅に低減でき、S/N比を改善できる。ま
た、研磨の進行によって変化する被研磨物支持盤の振動
を振動検出器で検出する場合に、検出しようとする振動
周波数とバックグラウンドノイズの振動周波数とを相違
させるとともに、被研磨物支持盤の固有振動周波数と検
出しようとする振動周波数を同じにしたので、S/N比
を改善できる。
Further, when the vibration detector detects the vibration of the object support plate which changes with the progress of polishing, the supply of energy for driving the object support plate is temporarily stopped at the time of detection. Therefore, the background noise can be significantly reduced and the S / N ratio can be improved. In addition, when detecting the vibration of the object supporting board that changes with the progress of polishing with the vibration detector, the vibration frequency to be detected and the vibration frequency of the background noise are made different, and Since the natural vibration frequency and the vibration frequency to be detected are the same, the S / N ratio can be improved.

【0044】また、研磨の進行によって変化する被研磨
物支持盤の振動を振動検出器で検出する場合に、バック
グラウンドノイズと逆位相で振動する振動板を被研磨物
支持盤と振動検出器の間に介在させたので、振動検出器
へのバックグラウンドノイズの入力を排除してS/N比
を改善できる。また、研磨の進行によって変化する被研
磨物支持盤の振動を振動検出器で検出する場合に、比研
磨物支持盤上に振動検出器を複数取り付けて選択可能に
したので、振動検出器の故障による交換の手間が軽減で
きる。
Further, when the vibration detector detects the vibration of the object supporting plate which changes with the progress of polishing, the vibration plate vibrating in a phase opposite to the background noise is used for the object supporting plate and the vibration detector. Since it is interposed between them, the input of background noise to the vibration detector can be eliminated and the S / N ratio can be improved. Also, when the vibration detector detects vibration of the workpiece support plate that changes as the polishing progresses, multiple vibration detectors can be attached on the specific polishing object support plate to enable selection. You can reduce the trouble of replacement by.

【0045】さらに他の本発明の研磨装置によれば、研
磨の際に被研磨物支持盤の位置を検出する変位検出器を
有しているので、研磨が進むにつれて研磨布と被研磨物
の摩擦力が変化して被研磨物支持盤の位置が変化し、そ
の変位の変化量により研磨の終点等を検出できる。この
場合、被研磨物支持盤の位置の変化量はバックグラウン
ドノイズとは振動周波数帯が異なるので、モータ等の振
動の影響を受けずにS/N比の良い検出が可能になる。
According to still another polishing apparatus of the present invention, since it has a displacement detector for detecting the position of the object supporting plate during polishing, the polishing cloth and the object to be polished are advanced as the polishing progresses. The frictional force changes and the position of the object support plate changes, and the end point of polishing or the like can be detected by the amount of change in the displacement. In this case, the amount of change in the position of the object support plate has a vibration frequency band different from that of the background noise, so that a good S / N ratio can be detected without being affected by vibration of the motor or the like.

【0046】なお、本発明では、研磨時固有の振動を大
きくしたり、S/N比を改善する等の手法を採用してい
るので、研磨終点検出用の異物を有しないウェハの研磨
終点検出などの判断が容易になる。
Since the present invention employs techniques such as increasing the vibration peculiar to polishing and improving the S / N ratio, the polishing end point detection of a wafer having no foreign matter for detecting the polishing end point is performed. It becomes easy to judge such as.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態
を図面に基づいて説明する。 (第1実施形態)図1は、本発明の第1実施形態の研磨
装置の要部を示す構成図である。研磨装置は、モータM
によって回転される円盤状の下側定盤2と、吸着パッド
(不図示)を介して被研磨物Wを支持する円盤状の上側
定盤3とを有している。下側定盤2と上側定盤3内には
それぞれ1つ又は複数の空洞からなる共振部2a,3a
が形成されている。また、下側定盤2上には、被研磨物
Wと対向接触する研磨布1が張りつけられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention. The polishing device is a motor M
It has a disk-shaped lower surface plate 2 which is rotated by and a disk-shaped upper surface plate 3 which supports an object W to be polished through a suction pad (not shown). The lower surface plate 2 and the upper surface plate 3 each have one or more cavity parts 2a and 3a each having a cavity.
Are formed. Further, on the lower surface plate 2, the polishing cloth 1 that is in contact with the object W to be polished is attached.

【0048】研磨布1は例えば発泡ウレタンからなるも
ので二層構造となっている。研磨布1の上層部には、図
2(a),(b) に示すような深さ2mm程度の第一の溝4が複
数の箇所に形成されている。第一の溝4に囲まれた矩形
状の領域は例えば20mm四方の広さを有し、研磨時に被
研磨物Wに接触して振動を誘発する励振部5となってい
る。また、研磨布1の下層部には、励振部5に重なる第
二の溝(空洞)6が形成され、その第二の溝6は、励振
部5の振動に共振するようになっている。
The polishing cloth 1 is made of urethane foam, for example, and has a two-layer structure. On the upper layer portion of the polishing cloth 1, first grooves 4 having a depth of about 2 mm are formed at a plurality of places as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The rectangular region surrounded by the first groove 4 has a width of, for example, 20 mm square, and serves as an exciting unit 5 that comes into contact with the workpiece W during polishing and induces vibration. In addition, a second groove (cavity) 6 overlapping the excitation part 5 is formed in the lower layer portion of the polishing cloth 1, and the second groove 6 resonates with the vibration of the excitation part 5.

【0049】第一の溝4の形成領域は特に限定されるも
のではないが、例えば図2(a) 、(b) に示すようなもの
がある。図2(a) に示す第一の溝4は平面が矩形状のも
ので、十字方向に複数本形成されている。また、図2
(b) に示す第一の溝4は、直線状に縦横に複数本形成さ
れたものである。上側定盤3は、図3に示すように、ゴ
ムやバネ等の弾性部7を介して内部空洞の筐体8に支持
されていて、筐体8とは異なる動きをするようになって
いる。筐体8の上部は、シャフト駆動部21によって回
転及び上下動されるシャフト9の下端に固定されてい
る。筐体8と上側定盤3と弾性部7は全体でヘッドとも
呼ばれ、そのヘッド内部の空間は、上側定盤3を研磨布
1に押圧し得るような内部圧力となっている。
The region where the first groove 4 is formed is not particularly limited, but there are, for example, those shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). The first groove 4 shown in FIG. 2A has a rectangular plane, and a plurality of first grooves 4 are formed in the cross direction. FIG.
A plurality of first grooves 4 shown in (b) are linearly formed in the vertical and horizontal directions. As shown in FIG. 3, the upper surface plate 3 is supported by a housing 8 having an internal cavity via an elastic portion 7 such as rubber or a spring, and moves differently from the housing 8. . The upper part of the housing 8 is fixed to the lower end of the shaft 9 which is rotated and moved up and down by the shaft drive unit 21. The housing 8, the upper surface plate 3, and the elastic portion 7 are also collectively called a head, and the space inside the head has an internal pressure capable of pressing the upper surface plate 3 against the polishing cloth 1.

【0050】上側定盤3の上部又は側部には振動検出素
子(以下、加速度素子ともいう)10が取り付けられ、
その振動検出素子10の出力端は筐体8に取り付けられ
た送信機13に接続されている。振動検出素子10とし
て、例えば圧電素子加速度センサーが使用される。筐体
8と上側定盤3と弾性部7によって囲まれる空間が所定
の圧力に保持される構造のヘッドは、エアバック式ヘッ
ドと呼ばれる。エアバック式ヘッドでは、上側定盤3が
上にずれると上側定盤3には位置を元に戻す下向きの圧
力が加わる一方、上側定盤3が下にずれると上側定盤3
には位置を元に戻す上向きの圧力が加わるような圧力が
加えられ又はそのような圧力が保持される。その圧力
は、シャフト9内の空洞を通して外部から加えられる。
A vibration detection element (hereinafter also referred to as an acceleration element) 10 is attached to the upper or side portion of the upper surface plate 3.
The output end of the vibration detecting element 10 is connected to the transmitter 13 attached to the housing 8. As the vibration detection element 10, for example, a piezoelectric element acceleration sensor is used. A head having a structure in which the space surrounded by the housing 8, the upper surface plate 3, and the elastic portion 7 is maintained at a predetermined pressure is called an airbag head. In the air bag type head, when the upper surface plate 3 is displaced upward, downward pressure for returning the position is applied to the upper surface plate 3, while when the upper surface plate 3 is displaced downward, the upper surface plate 3 is moved downward.
Is or is held at such a pressure that upward pressure is applied to restore the position. The pressure is applied externally through a cavity in the shaft 9.

【0051】また、送信機13は、振動検出素子10か
らの振動周波数、振動強度に関する情報の信号を無線で
受信機14に送信し、受信機14で受けた振動情報を信
号解析部15によって分析し、得られた振動周波数と振
動強度のパワースペクトルから研磨以外の原因による固
有振動成分(例えば、研磨装置固有の振動成分)を差し
引き、その結果を例えば表示部16に表示したり、駆動
制御部17を介してシャフト9やドレッサー12を移動
したり駆動、停止したり、或いは駆動制御部17を介し
てノズル11から供給される研磨液給料量を制御したり
している。
Further, the transmitter 13 wirelessly transmits a signal of information on the vibration frequency and the vibration intensity from the vibration detecting element 10 to the receiver 14, and the vibration information received by the receiver 14 is analyzed by the signal analysis unit 15. Then, a natural vibration component (for example, a vibration component peculiar to the polishing device) due to a cause other than polishing is subtracted from the obtained power spectrum of the vibration frequency and the vibration intensity, and the result is displayed on the display unit 16 or the drive control unit, for example. The shaft 9 and the dresser 12 are moved, driven, and stopped via 17, or the amount of polishing liquid supplied from the nozzle 11 is controlled via the drive controller 17.

【0052】研磨布1の表面はドレッサー12により目
立てされる。ドレッサー12の上下動及び回転動作は、
駆動制御部17によって制御される。下側定盤2を回転
させるモータMの回転数は、駆動制御部17によって制
御される。上述した研磨装置により研磨される被研磨物
Wとしては、例えばシリコン、ゲルマニウムや化合物半
導体などのウェハや、そのようなウェハに形成された導
電膜、絶縁膜、金属膜がある。
The surface of the polishing cloth 1 is sharpened by the dresser 12. Vertical movement and rotation of the dresser 12
It is controlled by the drive controller 17. The rotation number of the motor M that rotates the lower surface plate 2 is controlled by the drive control unit 17. The object W to be polished by the above-described polishing apparatus includes, for example, a wafer of silicon, germanium, a compound semiconductor, or the like, a conductive film, an insulating film, or a metal film formed on such a wafer.

【0053】なお、上記した第一及び第二の溝の代わり
に研磨布1に複数の小孔を形成するようにしてもよい。
そこで次に、半導体ウェハの研磨を例に挙げて上記した
研磨装置の動作を説明する。まず、被研磨物Wとして半
導体ウェハWを上側定盤3の下面に貼った後に、かつ駆
動制御部17からの信号により下側定盤2を回転させ
る。さらに、駆動制御部17からの信号によりシャフト
9を回転、下降させて半導体ウェハWを研磨布1に押圧
する。その研磨の際にはノズル11を通して研磨液を研
磨布1に供給する。
A plurality of small holes may be formed in the polishing cloth 1 instead of the above-mentioned first and second grooves.
Therefore, next, the operation of the above-described polishing apparatus will be described taking the polishing of a semiconductor wafer as an example. First, after sticking the semiconductor wafer W as the object W to be polished on the lower surface of the upper surface plate 3, the lower surface plate 2 is rotated by a signal from the drive control unit 17. Further, the shaft 9 is rotated and lowered by a signal from the drive control unit 17 to press the semiconductor wafer W against the polishing cloth 1. During the polishing, the polishing liquid is supplied to the polishing cloth 1 through the nozzle 11.

【0054】研磨が開始すると、半導体ウェハWと研磨
布1の摩擦によって半導体ウェハWが振動するので、研
磨布1に形成された振動部5が振動し、その振動は第二
の溝6や下側定盤2及び上側定盤3の共振部2a,3a
の共振によって増幅され、振動検出素子10に伝達され
る。振動検出素子10に入力する振動としては、摩擦に
よる振動成分の他にシャフト9を駆動するシャフト駆動
部21からの振動成分が存在する。シャフト駆動部21
の固有振動は、摩擦振動を検出する振動検出素子10の
ノイズになる。しかし、振動検出素子10は、上側定盤
3に取り付けられているので、シャフト9及び筐体8に
伝達したシャフト駆動部21の固有振動は、弾性体7の
振動吸収によって減衰される。この結果、上側定盤3に
伝わるシャフト駆動部21の固有振動は弱くなるので、
振動検出素子10に入力するノイズが低減する。
When the polishing is started, the semiconductor wafer W vibrates due to the friction between the semiconductor wafer W and the polishing cloth 1. Therefore, the vibrating portion 5 formed on the polishing cloth 1 vibrates, and the vibration is generated in the second groove 6 and the lower part. Resonance parts 2a, 3a of the side surface plate 2 and the upper surface plate 3
Is amplified by the resonance of and is transmitted to the vibration detection element 10. As the vibration input to the vibration detection element 10, there is a vibration component from the shaft drive unit 21 that drives the shaft 9 in addition to the vibration component due to friction. Shaft drive unit 21
The natural vibration of becomes the noise of the vibration detecting element 10 that detects the frictional vibration. However, since the vibration detection element 10 is attached to the upper surface plate 3, the natural vibration of the shaft drive unit 21 transmitted to the shaft 9 and the housing 8 is attenuated by the vibration absorption of the elastic body 7. As a result, the natural vibration of the shaft drive unit 21 transmitted to the upper surface plate 3 becomes weaker,
Noise input to the vibration detection element 10 is reduced.

【0055】振動検出素子10によって検出された振動
周波数や振動強度等の振動情報は、送信機13、受信機
14、信号解析部15を介して表示部16に表示され
る。表示部16では、例えば図4に示すような振動のパ
ワースペクトルが表示される。このパワースペクトル
は、信号解析部15によって研磨以外の原因による固有
振動成分を引いたものである。
Vibration information such as the vibration frequency and the vibration intensity detected by the vibration detecting element 10 is displayed on the display unit 16 via the transmitter 13, the receiver 14 and the signal analysis unit 15. On the display unit 16, for example, a power spectrum of vibration as shown in FIG. 4 is displayed. This power spectrum is obtained by subtracting the natural vibration component due to causes other than polishing by the signal analysis unit 15.

【0056】研磨の初期段階であって研磨面の全面に凹
凸が存在する状態では、図4に見られるように低周波か
ら高周波までの広い振動周波数帯にわたり振動強度が大
きくなっていることがわかる。研磨が進んで研磨面の一
部が局部的に平坦になると、振動強度が振動周波数全体
で減少するだけでなく、500Hz程度の低い振動周波
数の振動強度の減衰が顕著になる。低周波の減衰は、研
磨面の一部が平坦に研磨されることにより起こる特有の
現象であり、全体が一様に研磨されている場合には10
00Hz前後の高周波の振動強度が減衰する。研磨面の
一部が平坦化されている場合には、駆動制御部17によ
って上側定盤3や下側定盤2の回転数や上側定盤3によ
る圧力などを調整して、研磨のバラツキを少なくする。
In the initial stage of polishing, where there are irregularities on the entire polishing surface, it can be seen that the vibration intensity increases over a wide vibration frequency band from low frequency to high frequency as shown in FIG. . When the polishing progresses and a part of the polished surface becomes locally flat, not only the vibration intensity decreases over the entire vibration frequency, but also the vibration intensity at a low vibration frequency of about 500 Hz is significantly attenuated. The low frequency attenuation is a unique phenomenon that occurs when a part of the polishing surface is polished flatly, and is 10 when the entire surface is polished uniformly.
The vibration intensity of the high frequency around 00 Hz is attenuated. When a part of the polishing surface is flattened, the drive control unit 17 adjusts the number of revolutions of the upper surface plate 3 and the lower surface plate 2 and the pressure by the upper surface plate 3 to adjust the variation in polishing. Reduce.

【0057】研磨面の全面が一様に平坦化すると振動が
生じなくなるので、図4に見られるように振動強度が全
振動周波数帯域でほぼ零になる。このように、研磨布1
に設けた励振部5の振動誘発によって振動周波数帯域が
広くかつ振動強度が大きくなって感度が良くなるばかり
でなく、研磨布1の第二の溝6や上側定盤3及び下側定
盤2の共振部2a,3aによる共振によって振動が増幅
される。
Since vibration does not occur when the entire polished surface is uniformly flattened, the vibration intensity becomes almost zero in the entire vibration frequency band as seen in FIG. In this way, the polishing cloth 1
In addition to widening the vibration frequency band and increasing the vibration intensity to improve the sensitivity due to the vibration induction of the excitation unit 5 provided on the upper surface plate 3 and the lower surface plate 2 of the polishing cloth 1. The vibration is amplified by the resonance of the resonance parts 2a and 3a.

【0058】これにより、研磨面での微細な凹凸の存在
を増幅して検出することが可能になった。その振動の変
化によって研磨状態が研磨面の0.05μm以下の微小
な凹凸でも検出でき、また、研磨面の研磨バラツキの状
況を精度良く把握でき、そのバラツキが低下する方向に
研磨圧力を変えたり上側又は下側定盤2,3の回転数を
変えることにより自動的に修正して研磨バラツキを修正
することができる。これにより、研磨状態を高精度に把
握して、研磨の終了の判断を容易にしたり、追加研磨が
不要になってスループットが向上する。
As a result, it becomes possible to amplify and detect the presence of fine irregularities on the polished surface. The change in the vibration can detect even minute unevenness of the polishing surface of 0.05 μm or less on the polishing surface, and it is possible to accurately grasp the status of the polishing variation on the polishing surface, and change the polishing pressure in the direction in which the variation decreases. The polishing variation can be corrected automatically by changing the number of rotations of the upper or lower platens 2 and 3. As a result, the polishing state can be grasped with high accuracy to facilitate the determination of the end of polishing, and no additional polishing is required, thus improving the throughput.

【0059】振動周波数に対する振動強度のスペクトル
を信号解析部15により積分すると研磨が進行するにつ
れて積分値は次第に減少するので、積分値の時間的変化
が無くなった場合には研磨が終了したと判断して信号解
析部15から研磨終了の信号を駆動制御部17に送り、
駆動制御部17はシャフト9の回転を停止したり、シャ
フト9を上昇させたりして、半導体ウェハWと研磨布1
の接触を断って研磨を終了させる。
When the spectrum of the vibration intensity with respect to the vibration frequency is integrated by the signal analysis unit 15, the integrated value gradually decreases as the polishing progresses. Therefore, when there is no temporal change in the integrated value, it is judged that the polishing is completed. The signal analysis unit 15 to send a polishing end signal to the drive control unit 17,
The drive control unit 17 stops the rotation of the shaft 9 or raises the shaft 9 so that the semiconductor wafer W and the polishing cloth 1
The contact is cut off to finish the polishing.

【0060】なお、その積分値が研磨終了時にも完全に
零にならないような場合には、その積分値が予め設定し
た基準値となったり、或いは積分値の時間的変化が予め
設定した基準値よりも小さくなった時点で研磨終了であ
ると判断してもよい。ところで、研磨が終わらない状態
で研磨布1が磨耗すると、被研磨物Wと励振部5との摩
擦が減少して振動が生じなくなり、振動強度が急速に減
衰して研磨終了の状態とほぼ同じ特性に変化する。この
ような急峻な振動強度の減衰は、振動検出素子10、送
信機13、受信機14を介して信号解析部15によって
検出され、信号解析部15により研磨布1の劣化と判断
される。この場合には、駆動制御部17を介して研磨を
中止するとともにドレッサー12を駆動して研磨布1を
目立てすることになる。そして、目立てを終えた後に研
磨を再開する。
When the integrated value does not become zero even after the polishing is completed, the integrated value becomes a preset reference value, or the temporal change of the integrated value is a preset reference value. It may be judged that the polishing has been completed when it becomes smaller than the above. By the way, when the polishing pad 1 is worn in a state where the polishing is not finished, the friction between the object to be polished W and the excitation part 5 is reduced and the vibration is not generated, and the vibration intensity is rapidly attenuated to be almost the same as the state where the polishing is finished. Change in characteristics. Such steep vibration intensity attenuation is detected by the signal analysis unit 15 via the vibration detection element 10, the transmitter 13, and the receiver 14, and the signal analysis unit 15 determines that the polishing pad 1 has deteriorated. In this case, the polishing is stopped via the drive control unit 17, and the dresser 12 is driven to make the polishing cloth 1 stand out. Then, after finishing the dressing, polishing is restarted.

【0061】研磨布1の表面が滑らかになった場合に
は、振動周波数の0〜数百Hzの帯域の振動強度が数d
Bの大きさで存在するので、その振動周波数帯域での振
動強度の存在と振動強度の変化の情報に基づいて研磨布
が磨耗したことを検知してもよい。研磨布の劣化の基準
は、研磨開始から終了までの時間が予め設定した時間よ
りも短い場合や、積分値の時間的変化が指定値を超えて
減少した場合を劣化基準としてもよい。
When the surface of the polishing cloth 1 becomes smooth, the vibration intensity in the frequency band of 0 to several hundred Hz is several d.
Since it exists in the size of B, it may be detected that the polishing cloth is worn based on the information of the existence of the vibration intensity and the change of the vibration intensity in the vibration frequency band. The deterioration criterion of the polishing cloth may be the deterioration criterion when the time from the start to the end of polishing is shorter than a preset time, or when the temporal change of the integrated value decreases beyond a specified value.

【0062】次に、上記した研磨装置を用いて半導体装
置の配線を覆う絶縁膜を研磨する工程について説明す
る。半導体装置の配線を形成する場合には、まず、図5
(a) に示すように半導体基板W1 の上に第一の絶縁膜W
2 を形成した後に、第一の絶縁膜W2 上に金属膜を形成
し、ついで、図5(b) に示すようにその金属膜をパター
ニングして配線パターンW3 を形成する。その後に、図
6(a) に示すように、配線パターンW3 を保護するため
の第二の絶縁膜W4 を形成する。配線パターンW3 と第
一の絶縁膜W 2 によって形成される段差は、第二の絶縁
膜W4 の表面に凹凸となって現れる。第二の絶縁膜W4
の表面は、上記した研磨装置によって終点が検出される
まで研磨され、その研磨面は図6(b) に示すように平坦
になった。
Next, a semiconductor device is prepared by using the above polishing apparatus.
The process of polishing the insulating film covering the wiring of the storage device will be described.
You. When forming the wiring of the semiconductor device, first, as shown in FIG.
As shown in (a), the semiconductor substrate W1On top of the first insulating film W
TwoAfter forming the first insulating film WTwoForm a metal film on top
Then, as shown in FIG. 5 (b), the metal film is patterned.
Wiring pattern WThreeTo form Then the figure
As shown in 6 (a), the wiring pattern WThreeTo protect
Second insulating film WFourTo form Wiring pattern WThreeAnd the second
One insulating film W TwoThe step formed by the second insulation
Membrane WFourAppears as irregularities on the surface of. Second insulating film WFour
The end point of the surface of the
And the polished surface is flat as shown in Fig. 6 (b).
Became.

【0063】第二の絶縁膜W4 が、例えばTEOSを使
用したSiO2膜である場合には、研磨速度が大きいので、
図7(a) に示すように、第二の絶縁膜W4 の上にCVD
により窒化シリコン膜W5 が形成される場合もある。そ
の窒化シリコン膜W5 の表面には凹凸が現れる。第二の
絶縁膜W4 と窒化シリコン膜W5 の表面は本発明の研磨
装置によって終点が検出されるまで研磨され、その研磨
面は図7(b) に示すように平坦になる。窒化シリコンは
SiO2よりも硬いので、窒化シリコン膜W5 が存在する場
合の研磨量は、窒化シリコン膜W5 が存在しない場合の
研磨量よりも少ない。
Since the polishing rate is high when the second insulating film W 4 is a SiO 2 film using TEOS, for example,
As shown in FIG. 7A, CVD is performed on the second insulating film W 4.
As a result, a silicon nitride film W 5 may be formed. Unevenness appears on the surface of the silicon nitride film W 5 . The surfaces of the second insulating film W 4 and the silicon nitride film W 5 are polished by the polishing apparatus of the present invention until the end point is detected, and the polished surfaces become flat as shown in FIG. 7 (b). Silicon nitride
Since harder than SiO 2, the polishing amount when there is a silicon nitride film W 5 is less than the polishing amount in the absence of the silicon nitride film W 5.

【0064】第二の絶縁膜W4 だけを研磨する場合に
は、その研磨面は図8(a) 〜(c) のように変化し、これ
らの場合に振動検出素子10に入力する振動の波形は図
10に示すように研磨が進行するにつれて小さくなる。
一方、第二の絶縁膜W4 及び窒化シリコン膜W5 を研磨
する場合には、図9(a),(b) に示すように、初期の状態
で全体を覆っていた窒化シリコン膜W5 は、研磨が進む
につれて一部が消失し、その部分から第二の絶縁膜W4
が露出することになる。さらに窒化シリコン膜W5 と第
一の絶縁膜W4 を研磨すると、研磨面が平坦化した時点
で研磨の終点が検出され、研磨は停止される。その研磨
面には、図9(c) に示すように、第一の絶縁膜W4 のみ
が露出する場合もあるし、一部に窒化シリコン膜W5
残っている場合もある。
When only the second insulating film W 4 is polished, the polishing surface changes as shown in FIGS. 8 (a) to 8 (c), and in these cases, the vibration input to the vibration detecting element 10 is changed. The waveform becomes smaller as the polishing progresses as shown in FIG.
On the other hand, when the second insulating film W 4 and the silicon nitride film W 5 are polished, as shown in FIGS. 9A and 9B, the silicon nitride film W 5 which covers the entire surface in the initial state. Part of the second insulating film W 4 disappears as the polishing progresses.
Will be exposed. Further, when the silicon nitride film W 5 and the first insulating film W 4 are polished, the polishing end point is detected when the polished surface is flattened, and the polishing is stopped. As shown in FIG. 9C, only the first insulating film W 4 may be exposed on the polished surface, or the silicon nitride film W 5 may be partially left on the polished surface.

【0065】これらの研磨の際に振動検出素子10に入
力する振動の波形はほぼ図10に示すようになる。従っ
て、上記した研磨装置は、特開平6−320416号公
報に記載されているように膜質の変化によって振幅が大
きくなるような状況を捉えるものではなく、研磨面の平
坦性が良くなるにつれて振動強度が減少する事象を捉
え、振動の減少が所定の基準に達した段階で研磨終点を
判断して研磨を停止する構成となっている。
The waveform of the vibration input to the vibration detecting element 10 during the polishing is almost as shown in FIG. Therefore, the above-described polishing apparatus does not capture the situation where the amplitude becomes large due to the change of the film quality as described in JP-A-6-320416, and the vibration intensity increases as the flatness of the polishing surface improves. When the vibration reduction reaches a predetermined standard, the polishing end point is judged and the polishing is stopped.

【0066】なお、上記した振動検出素子10は上側定
盤3に複数個取り付けてもよい。例えば、縦方向の振動
と横方向の振動を別々に検出して研磨状態をさらに詳細
に検出してもよい。また、振動検出素子10の振動は縦
方向の振動でなく、横方向又は円周方向の振動であって
もよく、円周方向の振動については第8、9実施形態で
詳述する。また、振動検出素子10の取り付け場所を上
側定盤3でなく下側定盤3としてもよい。その取付け箇
所については、以下の実施形態でも同様に適用される。 (第2実施形態)図11は、本発明の第2実施形態を示
す側面図である。
A plurality of the vibration detecting elements 10 described above may be attached to the upper surface plate 3. For example, the polishing state may be detected in more detail by separately detecting the vertical vibration and the horizontal vibration. Further, the vibration of the vibration detecting element 10 may not be the vibration in the vertical direction but may be the vibration in the lateral direction or the circumferential direction. The vibration in the circumferential direction will be described in detail in the eighth and ninth embodiments. Further, the vibration detecting element 10 may be attached to the lower surface plate 3 instead of the upper surface plate 3. The mounting location is similarly applied to the following embodiments. (Second Embodiment) FIG. 11 is a side view showing a second embodiment of the present invention.

【0067】本実施形態では、図11に示すように、セ
ラミックや水晶等の圧電材料からなる振動検出素子(加
速度素子)18を上側定盤3の中間層に介在させてい
る。これにより、被研磨物Wの研磨面に垂直な振動は勿
論のこと、研磨面の面に沿って生じる捩れ方向の摩擦、
即ち「ずり摩擦力」を検出できる。ずり摩擦力は、研磨
面の一部が局所的に平坦化すると急激に減少するので、
全体的に均一に研磨したい場合には、急激に減少しない
ように研磨条件(例えば研磨圧力、研磨速度)を調整し
て研磨のバラツキを解消させる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, a vibration detecting element (acceleration element) 18 made of a piezoelectric material such as ceramic or crystal is interposed in the intermediate layer of the upper surface plate 3. As a result, not only the vibration of the object W to be polished perpendicular to the polishing surface but also the friction in the twisting direction along the surface of the polishing surface,
That is, the "shear friction force" can be detected. The shear friction force sharply decreases when a part of the polished surface is locally flattened, so
When it is desired to polish the entire surface uniformly, the polishing conditions (for example, the polishing pressure and the polishing rate) are adjusted so as not to decrease sharply, and the variations in the polishing are eliminated.

【0068】この実施形態の振動検出素子18は、第1
実施形態と同様に送信機13に接続される。また、この
振動検出素子18は、研磨布1に励振部5を有しない研
磨装置にも適用してもよい。 (第3実施形態)図12は、本発明の第3実施形態を示
す側面図である。
The vibration detecting element 18 of this embodiment is the first
It is connected to the transmitter 13 as in the embodiment. Further, the vibration detecting element 18 may be applied to a polishing apparatus in which the polishing cloth 1 does not have the excitation unit 5. (Third Embodiment) FIG. 12 is a side view showing a third embodiment of the present invention.

【0069】本実施形態では、図12に示すように、歪
みゲージのようなフィルム状の圧力センサ19を被研磨
物Wと上側定盤3の間に介在させている。これにより、
被研磨物Wが研磨面に垂直な方向に受ける圧力変化を電
気抵抗の変化として検出することにより、垂直方向の振
動周波数や振動強度を検出できる。この圧力センサ19
として圧力分布を検出できるタイプのものを用いてもよ
い。
In this embodiment, as shown in FIG. 12, a film-shaped pressure sensor 19 such as a strain gauge is interposed between the workpiece W and the upper surface plate 3. This allows
By detecting a change in pressure applied to the object W to be polished in a direction perpendicular to the polishing surface as a change in electrical resistance, it is possible to detect a vibration frequency or vibration intensity in the vertical direction. This pressure sensor 19
A type that can detect the pressure distribution may be used.

【0070】この実施形態の振動検出素子18は、第1
実施形態と同様に送信機13に接続されるが、研磨布に
上記した励振部を有しない研磨装置にも適用できる。 (第4実施形態)上記した実施形態では被研磨物を上側
定盤に取り付け、研磨布を下側定盤に貼り付けるように
したが、図13に示すように、被研磨物Wを下側定盤2
に取り付け、研磨布1を上側定盤3に貼り付けるように
してもよい。
The vibration detecting element 18 of this embodiment is the first
Although it is connected to the transmitter 13 as in the embodiment, it can also be applied to a polishing apparatus in which the polishing cloth does not have the above-mentioned excitation unit. (Fourth Embodiment) In the above-described embodiment, the object to be polished is attached to the upper surface plate and the polishing cloth is attached to the lower surface plate. However, as shown in FIG. Surface plate 2
Alternatively, the polishing cloth 1 may be attached to the upper surface plate 3.

【0071】この実施形態でも、研磨布1には励振部5
が設けられ、また振動検出素子10及び送信機13が上
側定盤3に取り付けられている。なお、本実施形態でも
研磨布1には第1実施形態と同様に第二の溝6を形成し
たり、上側定盤3や下側定盤2には空洞からなる共振部
2a,3aを設けてもよい。 (第5実施形態)上記した実施形態では、シャフトで上
側定盤を回転する機構となっているが、図14に示すよ
うに、回転機構のない上側定盤20を使用するいわゆる
デッドウェイト型の研磨装置を使用する場合にも、上側
定盤20に振動検出素子10や送信機13を搭載しても
よい。この場合、下側定盤2上の研磨布1に励振部5を
設けたり、上側定盤20や下側定盤2に空洞からなる共
振部を設けてもよい。
In this embodiment as well, the exciter 5 is attached to the polishing cloth 1.
And the vibration detecting element 10 and the transmitter 13 are attached to the upper surface plate 3. In this embodiment as well, the second groove 6 is formed in the polishing cloth 1 as in the first embodiment, and the upper surface plate 3 and the lower surface plate 2 are provided with the cavity portions 2a and 3a each having a cavity. May be. (Fifth Embodiment) In the above-described embodiments, the shaft rotates the upper surface plate, but as shown in FIG. 14, a so-called dead weight type using the upper surface plate 20 without a rotation mechanism is used. Even when the polishing apparatus is used, the vibration detecting element 10 and the transmitter 13 may be mounted on the upper surface plate 20. In this case, the exciter 5 may be provided on the polishing cloth 1 on the lower surface plate 2, or the cavity surface may be provided on the upper surface plate 20 or the lower surface plate 2.

【0072】なお、図14において、図1と同一符号は
同一要素を示している。 (第6実施形態)図15は、本発明の第6実施形態の側
面図である。本実施形態では、電池を使用せずに送信機
に電力を供給する構造と、送信機と受信機を無線で接続
する構造を有する研磨装置を示す。図15において図1
と同一符号は同一要素を示している。
In FIG. 14, the same symbols as those in FIG. 1 indicate the same elements. (Sixth Embodiment) FIG. 15 is a side view of a sixth embodiment of the present invention. The present embodiment shows a polishing apparatus having a structure for supplying power to a transmitter without using a battery and a structure for wirelessly connecting a transmitter and a receiver. In FIG. 15, FIG.
The same reference numerals denote the same elements.

【0073】図15において、シャフト9の上には、モ
ーターを有するシャフト駆動部21が取り付けられ、こ
のシャフト駆動部21は弾性体22を介して揺動装置2
3に取り付けられている。揺動装置23は、ベルト24
に接続されて研磨布1aの上面に沿って縦横に移動可能
に配置されている。また、上側定盤3には振動検出素子
(例えば加速センサー) 10が、上側定盤3の中心から
定盤半径の1/4〜3/4だけ離れた位置に取り付けら
れている。また送信機13が取付けられた筐体8の外周
面には送信機13に接続された送信用アンテナ25が少
なくとも1周形成されている。また、揺動装置の外周面
には受信用アンテナ26が少なくとも1周形成され、受
信用アンテナ26は弾性体22及びベルト24に沿って
配置された信号線27を介して図1に示した受信機14
に接続される。なお、受信用アンテナ26は、接地され
たシールド線27aに囲まれている。
In FIG. 15, a shaft drive section 21 having a motor is attached on the shaft 9, and the shaft drive section 21 is provided with an elastic body 22 to oscillate the device 2.
3 is attached. The rocking device 23 includes a belt 24.
And is arranged so as to be vertically and horizontally movable along the upper surface of the polishing pad 1a. A vibration detection element (for example, an acceleration sensor) 10 is attached to the upper surface plate 3 at a position separated from the center of the upper surface plate 3 by 1/4 to 3/4 of the radius of the surface plate. Further, at least one round of a transmitting antenna 25 connected to the transmitter 13 is formed on the outer peripheral surface of the housing 8 to which the transmitter 13 is attached. Further, at least one receiving antenna 26 is formed on the outer peripheral surface of the oscillating device, and the receiving antenna 26 receives the signal shown in FIG. 1 through the signal line 27 arranged along the elastic body 22 and the belt 24. Machine 14
Connected to. The receiving antenna 26 is surrounded by a shielded wire 27a that is grounded.

【0074】一方、シャフト9の周囲には、その表面か
ら絶縁された環状導体28が形成され、この環状導体2
8には導電性のブラッシ29が接触しており、導電性ブ
ラッシ29は外部に引き出される電力供給用配線に接続
されている。また、環状導体28からはシャフト9の内
部又は外部に沿って電線30が引き出されており、その
電線30は送信機13の電源端子に接続されている。そ
の電線30は絶縁物によって被覆されている。
On the other hand, a ring-shaped conductor 28 insulated from the surface is formed around the shaft 9.
A conductive brush 29 is in contact with 8, and the conductive brush 29 is connected to a power supply wiring drawn to the outside. Further, an electric wire 30 is drawn from the annular conductor 28 along the inside or the outside of the shaft 9, and the electric wire 30 is connected to the power supply terminal of the transmitter 13. The electric wire 30 is covered with an insulating material.

【0075】なお、上側定盤3を筐体8に支持するため
の弾性部7が絶縁体である場合には、上側定盤3と送信
機13の間にはアース電位を確保するために上側定盤3
を導電体により形成するか或いは上側定盤3の表面に金
属を蒸着してそれらをアース線に接続する必要がある。
これにより接地電位であるシャフト9の長さ方向に引か
れる電線30は1本で足りることになる。
When the elastic portion 7 for supporting the upper surface plate 3 on the housing 8 is an insulator, the upper surface plate 3 and the transmitter 13 are connected to each other so as to secure a ground potential. Plate 3
Must be formed of a conductor, or metal must be vapor-deposited on the surface of the upper surface plate 3 to connect them to the ground wire.
As a result, only one electric wire 30 is required to be pulled in the length direction of the shaft 9 which is at the ground potential.

【0076】このような研磨装置によれば上側定盤3を
シャフト9により回転する場合でも、送信機13から出
力された信号は上側定盤3の周囲にある略環状の送信用
アンテナ25を通して無線で送信される。その無線信号
は、シャフト駆動部21の周囲の略環状の受信用アンテ
ナ26を介して図1に示す受信機14に入力することに
なるので、無線信号がシャフト9によって妨害されるこ
とがなくなる。この場合、揺動装置23が揺動しても送
信用アンテナ25と受信用アンテナ26は同時に揺動
し、そのうちの送信用アンテナ25が回転する。なお、
受信用アンテナ26は回転することはない。
According to such a polishing apparatus, even when the upper surface plate 3 is rotated by the shaft 9, the signal output from the transmitter 13 is wirelessly transmitted through the substantially annular transmitting antenna 25 around the upper surface plate 3. Sent by. Since the radio signal is input to the receiver 14 shown in FIG. 1 via the substantially annular receiving antenna 26 around the shaft driving unit 21, the radio signal is not disturbed by the shaft 9. In this case, even if the oscillating device 23 oscillates, the transmitting antenna 25 and the receiving antenna 26 simultaneously oscillate, and the transmitting antenna 25 among them rotates. In addition,
The receiving antenna 26 does not rotate.

【0077】送信用アンテナ25と受信用アンテナ26
は、それらのうちの一方をシャフト9の周囲に略環状に
配置すれば送受信が可能になる。しかし、シャフト9の
揺動による送受信状態の不安定性を避けるためには、上
記したように送信用アンテナ25と受信用アンテナ26
の双方を環状にした上で、それらを同軸上に配置するこ
とが好ましい。
Transmitting antenna 25 and receiving antenna 26
If one of them is arranged in a substantially annular shape around the shaft 9, transmission and reception becomes possible. However, in order to avoid the instability of the transmission / reception state due to the swing of the shaft 9, as described above, the transmitting antenna 25 and the receiving antenna 26 are provided.
It is preferable to make both of them annular and then arrange them coaxially.

【0078】一方、送信機13で消費される電力は、シ
ャフト9に沿って配置された電線30を通して供給され
るので、送信機13に電力を供給するための電池の交換
の手間が不用となり、しかも、電力不足による研磨の中
断を回避してスループットを向上することができる。な
お、研磨布1aは、第1実施形態のように励振部が形成
されたものであってもよい。また、電力供給系統及び信
号伝達系統以外は、第1実施に示した構造を採用しても
よい。 (第7実施形態)第1実施形態や第6実施形態に示した
研磨装置を複数台使用して、複数の被研磨物を並行して
研磨する場合に管理システムを構築する必要があるの
で、その実施形態を図16に基づいて説明する。
On the other hand, since the electric power consumed by the transmitter 13 is supplied through the electric wire 30 arranged along the shaft 9, it is unnecessary to replace the battery for supplying the electric power to the transmitter 13, Moreover, it is possible to avoid interruption of polishing due to insufficient power and improve throughput. The polishing cloth 1a may have the excitation part formed as in the first embodiment. Further, the structure shown in the first embodiment may be adopted except for the power supply system and the signal transmission system. (Seventh Embodiment) Since it is necessary to construct a management system in the case of polishing a plurality of objects to be polished in parallel by using a plurality of polishing apparatuses shown in the first embodiment or the sixth embodiment, The embodiment will be described based on FIG.

【0079】図16において、上記した構造を有する複
数の研磨装置m1 〜mn には、周波数の異なる信号f1
〜fn を送信する上記した送信機13が取付けられ、送
信機13にはそれぞれ上記した振動検出素子10が接続
されている。また、それらの送信機13は、フィルター
により特定の振動周波数帯域のみを送信するように構成
されている。
In FIG. 16, a plurality of polishing devices m 1 to m n having the above-mentioned structure are provided with signals f 1 having different frequencies.
The above-mentioned transmitters 13 for transmitting .about.fn are attached, and the above-mentioned vibration detecting elements 10 are connected to the transmitters 13, respectively. Further, those transmitters 13 are configured to transmit only a specific vibration frequency band by a filter.

【0080】各送信機13から出力された信号は送信用
アンテナ25及び受信用アンテナ26を介して無線で伝
搬される。送信用アンテナ25の上方の受信用アンテナ
26に入力した周波数の異なる信号f1 〜fn は合成器
31を介して受信機32に入力するようになっている。
受信機32は、信号解析部33が一定量の受信データを
要求する毎に複数の送信機13の信号f1 〜fn を時分
割で順に同調して、同調した信号を信号解析部33に送
信するとともに、オートチューニング(自動周波数制
御) 機構を有している。オートチューニング機構は、同
調すべき信号の周波数の変動を参照周波数の範囲内に自
動的に保持する機構なので、各信号f1 〜fn の周波数
が温度変化などにより僅かにずれても、受信不能といっ
た不都合が回避される。このため、送信機13の送信周
波数が温度変化などによって変動しても、常に最良の受
信状態で受信される。
The signal output from each transmitter 13 is wirelessly propagated via the transmitting antenna 25 and the receiving antenna 26. The signals f 1 to fn having different frequencies inputted to the receiving antenna 26 above the transmitting antenna 25 are inputted to the receiver 32 via the combiner 31.
The receiver 32 sequentially tunes the signals f 1 to fn of the plurality of transmitters 13 in a time division manner every time the signal analysis unit 33 requests a certain amount of received data, and transmits the tuned signals to the signal analysis unit 33. In addition, it has an automatic tuning (automatic frequency control) mechanism. Auto-tuning mechanism, since mechanisms that automatically hold the variation in the frequency of the to be tuned signal in the range of the reference frequency, the frequency of the signals f 1 to fn are even slightly shifted by a temperature change, say the unreceivable Inconvenience is avoided. Therefore, even if the transmission frequency of the transmitter 13 fluctuates due to a temperature change or the like, it is always received in the best reception state.

【0081】また、受信機32は、同調した信号と同一
か最も近い周波数の信号f1 〜fnとして信号解析部3
3に伝送するので、信号解析部33での信号処理は正常
に行われる。信号解析部33では、時分割された信号f
1 〜fn の情報に基づいて各研磨装置m1 〜mn の駆動
制御部17を制御して定盤の駆動、停止や圧力調整、或
いは定盤の回転数の調整を行ったり、又はドレッサーを
駆動、停止する。
Further, the receiver 32 uses the signal analysis unit 3 as the signals f 1 to fn having the same or closest frequency as the tuned signal.
3 is transmitted, the signal processing in the signal analysis unit 33 is normally performed. In the signal analysis unit 33, the time-divided signal f
Based on the information of 1 to fn, the drive control unit 17 of each polishing apparatus m 1 to mn is controlled to drive, stop or adjust the pressure of the platen, or adjust the number of rotations of the platen, or a dresser. Drive and stop.

【0082】なお、チューニングは、周波数の大きさ順
に行ってこれを何度も繰り返す。以上により、複数の研
磨装置を効率良く且つ最適に管理することができる。 (第8実施形態)本実施形態では、研磨面の円周方向
(又は回転方向)の振動によって研磨を制御する研磨装
置について説明する。図17は、第8実施形態を示す研
磨装置の側面図であり、図18は、ヘッドの底面図を示
している。図17において、図1及び図15と同一符号
は同一要素を示し、また、図示しない部分は図1及び図
15の何れかと同じ機構となっている。
The tuning is performed in the order of frequency, and this is repeated many times. As described above, the plurality of polishing devices can be efficiently and optimally managed. (Eighth Embodiment) In the present embodiment, a polishing apparatus that controls polishing by vibration in the circumferential direction (or rotation direction) of the polishing surface will be described. FIG. 17 is a side view of the polishing apparatus showing the eighth embodiment, and FIG. 18 is a bottom view of the head. In FIG. 17, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 15 indicate the same elements, and the parts not shown have the same mechanism as in either of FIGS.

【0083】本実施形態において、エアバック式の筐体
8と上側定盤3を接続する弾性体7は特に材料を限定さ
れるものでないが、布を挟み込んだ多層構造のゴムシー
トを使用したり、そのゴムシートを複数枚重ねたものを
使用すれば機械的強度の大きいものが得られる。上側定
盤3の上には振動検出素子10Aが取付けられていて、
図18に示すように上側定盤3の円周方向の微小振動を
検出する向きとなっている。その振動検出素子10A
は、その向きを変えることによって検知すべき振動の方
向を選択できる構造となっている。前述した第1〜第7
の実施形態における振動検出素子10は上下の振動を検
出する向きに配置されている。
In this embodiment, the elastic body 7 for connecting the air bag type housing 8 and the upper surface plate 3 is not particularly limited in material, but a rubber sheet having a multilayer structure in which cloth is sandwiched is used. By using a plurality of the rubber sheets stacked together, the one having high mechanical strength can be obtained. A vibration detecting element 10A is attached on the upper surface plate 3,
As shown in FIG. 18, the orientation is such that minute vibrations in the circumferential direction of the upper surface plate 3 are detected. The vibration detection element 10A
Has a structure in which the direction of vibration to be detected can be selected by changing its direction. The above-mentioned first to seventh
The vibration detection element 10 in the above embodiment is arranged so as to detect vertical vibrations.

【0084】振動検出素子10は、信号線を介して筐体
8上の送信機13Aに接続されている。送信機13Aの
信号出力端は筐体8外周面の環状の送信用アンテナ25
に接続され、また、送信機13Aの電源端は図15で示
した環状導電体28に接続されている。送信用アンテナ
25から出力される無線信号を受ける側の機構は、図1
5で示した環状の受信用アンテナ26を含む構成となっ
ている。
The vibration detecting element 10 is connected to the transmitter 13A on the housing 8 via a signal line. The signal output end of the transmitter 13A is an annular transmitting antenna 25 on the outer peripheral surface of the housing 8.
Further, the power supply end of the transmitter 13A is connected to the annular conductor 28 shown in FIG. The mechanism on the side that receives the radio signal output from the transmitting antenna 25 is shown in FIG.
The configuration includes an annular receiving antenna 26 shown by 5.

【0085】なお、図17中符号34は、後述する第1
のアンプ34aとフィルタ34bと第2のアンプ34c
を集積した回路を示している。その送信系と受信系の回
路は図19のようになる。振動検出素子10Aは、第1
のアンプ34aとフィルタ34bと第2のアンプ34c
を介して送信機13Aに有線で接続されている。振動検
出素子10Aは、50mV/G(約50μV/ガル)相
当以上の感度であってノイズレベルが1mG(約1ガ
ル)相当以下のものが使用され、振動検出素子10Aと
して加速度センサを使用する場合には、その共振周波数
が20kHz以上であり、または、研磨の進行に伴って
振動強度が変化する周波数に共振をもつものである。
Incidentally, reference numeral 34 in FIG.
Amplifier 34a, filter 34b, and second amplifier 34c
2 shows an integrated circuit. The circuits of the transmission system and the reception system are as shown in FIG. The vibration detection element 10A has a first
Amplifier 34a, filter 34b, and second amplifier 34c
Is connected to the transmitter 13A via a cable. When the vibration detecting element 10A has a sensitivity of 50 mV / G (about 50 μV / gal) or more and a noise level of 1 mG (about 1 gal) or less, an acceleration sensor is used as the vibration detecting element 10A. Has a resonance frequency of 20 kHz or higher, or has a resonance at a frequency at which the vibration intensity changes with the progress of polishing.

【0086】第1のアンプ34aは増幅率500、フィ
ルタは10Hz〜30KHzのバンドパス、第2のアン
プ34cは増幅率1/50の特性のものが使用され、送
信機13Aとして例えばFM送信機が用いられる。その
アンプ34a,34cはそれぞれ市販のオペアンプを適
用できる。また、フィルタ34bは、研磨条件や被研磨
物の変化や研磨装置改造による振動モードの変化にすぐ
に対応できるように、グラフィックイコライザのように
中心周波数の異なるバンドパスフィルタを複数個組み合
わせたものを使用したり、或いはプログラマブル・バン
ドパスフィルタを使用し、各振動周波数帯域の透過率を
変えるようにしてもよい。グラフィックイコライザを用
いたフィルタの特性の一例を図20に示す。なお、各バ
ンドパスフィルタは、それぞれ、減衰率が34dB/o
ct以上、帯域幅が中心の周波数と同等以下又は1kH
z程度のものを使用することが好ましい。
The first amplifier 34a has a gain of 500, the filter has a bandpass of 10 Hz to 30 KHz, and the second amplifier 34c has a characteristic of a gain of 1/50. For example, an FM transmitter is used as the transmitter 13A. Used. Commercially available operational amplifiers can be applied to the amplifiers 34a and 34c. Further, the filter 34b is formed by combining a plurality of bandpass filters having different center frequencies, such as a graphic equalizer, so as to be able to immediately respond to changes in polishing conditions, an object to be polished, and changes in vibration mode due to modification of the polishing apparatus. Alternatively, a programmable bandpass filter may be used to change the transmittance of each vibration frequency band. FIG. 20 shows an example of the characteristics of the filter using the graphic equalizer. Each bandpass filter has an attenuation rate of 34 dB / o.
ct or more and bandwidth equal to or less than the center frequency or 1 kHz
It is preferable to use one having a z level.

【0087】一方、受信系では、受信用アンテナ26に
接続された受信機14は、図1に示す信号解析部15、
駆動制御部17を有する処理部35を有し、処理部35
はFFTアナライザ又はCPUボード又は所謂パソコン
によって構成される。処理部35は例えば10Hz程度
から30kHz程度までの振動周波数のスペクトルを得
るようにする。
On the other hand, in the receiving system, the receiver 14 connected to the receiving antenna 26 includes the signal analyzing unit 15 shown in FIG.
The processing unit 35 having the drive control unit 17 is provided.
Is composed of an FFT analyzer, a CPU board, or a so-called personal computer. The processing unit 35 obtains a spectrum of vibration frequencies of, for example, about 10 Hz to about 30 kHz.

【0088】以上は研磨固有の振動を測定するための構
造について説明しているが、実際には、下側定盤2や上
側定盤3を回転するためのモータなどの振動が振動検出
素子10Aに入力する。そこで、研磨装置自体の振動が
原因となる上側定盤3の振動が50mG(約50ガル)
以下になるような構造にすることが好ましい。50mG
以下か否かを判断する方法として、被研磨物Wとして平
坦なウェハを用いた場合に上側定盤3に及ぼす研磨振動
を測定すればよい。
Although the structure for measuring the vibration peculiar to the polishing has been described above, the vibration of the motor for rotating the lower surface plate 2 and the upper surface plate 3 is actually the vibration detecting element 10A. To enter. Therefore, the vibration of the upper surface plate 3 caused by the vibration of the polishing apparatus itself is 50 mG (about 50 gal).
The following structure is preferable. 50 mG
As a method of determining whether or not the following, the polishing vibration exerted on the upper surface plate 3 when a flat wafer is used as the workpiece W may be measured.

【0089】次に、上記した構造の研磨装置を使用して
研磨終点を検出することについて説明する。まず、下側
定盤2と上側定盤3を回転させるとともに、下側定盤2
の下に貼り付けた被研磨物Wを下側定盤2上の研磨布1
に押しつけて被研磨物Wの研磨を開始する。研磨布1は
第1実施形態で説明したような格子状の溝4と振動部5
を有している。
Next, detection of the polishing end point using the polishing apparatus having the above structure will be described. First, while rotating the lower surface plate 2 and the upper surface plate 3, the lower surface plate 2
To be polished W attached underneath the polishing cloth 1 on the lower surface plate 2
Then, the polishing of the object W to be polished is started. The polishing cloth 1 includes the grid-like grooves 4 and the vibrating portion 5 as described in the first embodiment.
have.

【0090】上側定盤3の円周方向の0〜25kHzの
振動の周波数とその振動の強度の関係が研磨時間によっ
てどのように変化するかを調べたところ図21のような
結果が得られ、研磨が進むにつれて振動周波数の帯域全
体で振動強度が低下することがわかる。このことから、
振動検出素子10Aによって検出された振動信号は、送
信機13A、受信機14などを介して処理部35に入力
する。処理部35では、基準値であるリファレンススペ
クトルと測定中の振動信号とを比較し、例えば、特定の
周波数域における振動強度の積分値とリファレンススペ
クトルの積分値との比が所定の閾値以下になったとき、
或いは、特定の周波数域の振動強度の積分値の時間変化
量が所定の閾値以下になったときに、研磨の終了と判定
する。
When the relationship between the frequency of vibration of 0 to 25 kHz in the circumferential direction of the upper surface plate 3 and the intensity of the vibration was examined, the results shown in FIG. 21 were obtained. It can be seen that the vibration strength decreases over the entire vibration frequency band as the polishing progresses. From this,
The vibration signal detected by the vibration detection element 10A is input to the processing unit 35 via the transmitter 13A, the receiver 14, and the like. The processing unit 35 compares the reference spectrum, which is the reference value, with the vibration signal being measured, and, for example, the ratio between the integrated value of the vibration intensity and the integrated value of the reference spectrum in a specific frequency range is equal to or less than a predetermined threshold value. When
Alternatively, when the amount of change over time of the integrated value of the vibration intensity in a specific frequency range becomes equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that the polishing has ended.

【0091】振動信号の検出精度は、無線送信機13A
の性能に大きく影響する。第1及び第2のアンプ34
a,34cとフィルタ34bに要求される特性や送信す
る振動信号は次のような手順を踏んで決定される。ま
ず、有線で上側定盤3の振動強度を測定する。次に、振
動強度信号を増幅した電圧がフィルタ34bの許容入力
電圧を越えないような値となるように第1のアンプ34
aの増幅率を決定する。さらに、フィルタ34bを通過
した振動強度信号を増幅して得られる電圧が送信機13
Aの許容入力電圧を越えないような値になるように第2
のアンプ34cの増幅率が決定される。
The detection accuracy of the vibration signal depends on the wireless transmitter 13A.
Greatly affects the performance of. First and second amplifier 34
The characteristics required for a and 34c and the filter 34b and the vibration signal to be transmitted are determined by the following procedure. First, the vibration strength of the upper surface plate 3 is measured by wire. Next, the first amplifier 34 is adjusted so that the voltage obtained by amplifying the vibration intensity signal does not exceed the allowable input voltage of the filter 34b.
Determine the amplification factor of a. Further, the voltage obtained by amplifying the vibration intensity signal that has passed through the filter 34b is the transmitter 13
The second value so that it does not exceed the allowable input voltage of A
The amplification factor of the amplifier 34c is determined.

【0092】また、フィルタ34bの振動強度周波数の
透過周波数帯域を決定する場合にはまず、実際に研磨を
行いながら無線送信し、研磨が進行しても振動強度が変
化しない振動周波数を調べ、この振動周波数を透過させ
ないような透過周波数帯域を決定する。研磨が進行して
も振動強度が変化しない振動成分は、研磨装置自身に起
因する振動ノイズである。
When determining the transmission frequency band of the vibration intensity frequency of the filter 34b, first, the radio frequency is transmitted while the polishing is actually performed, and the vibration frequency at which the vibration intensity does not change even if the polishing progresses is investigated, and A transmission frequency band is determined so that the vibration frequency is not transmitted. A vibration component whose vibration intensity does not change even when polishing progresses is vibration noise caused by the polishing apparatus itself.

【0093】研磨布1の劣化や研磨液の濃度変化は、予
め測定しておいたスペクトルと実測のスペクトルの形状
を比較することにより知ることができる。これらの情報
が不要であって研磨終点のみを知りたい場合には、送信
機13Aの前段で特定の周波数域の振動強度信号をその
実効値に対応する直流信号に変換し、これを送信機13
Aから受信機14に送るようにしてもよい。
The deterioration of the polishing pad 1 and the change in the concentration of the polishing liquid can be known by comparing the shapes of the spectrum measured in advance and the measured spectrum. If this information is unnecessary and only the polishing end point is desired to be known, a vibration intensity signal in a specific frequency range is converted into a DC signal corresponding to its effective value before the transmitter 13A, and this is transmitted to the transmitter 13.
You may make it send from A to the receiver 14.

【0094】また、振動信号を無線送信する際に振幅レ
ンジを拡大するために、振動信号を対数アンプ34cで
増幅してから送信機13Aで無線送信し、その無線信号
を受信機14で受信した後にその受信信号を処理部35
内の逆対数アンプで元の信号を再現するようにしてもよ
い。なお、本実施形態では、図15に示すと同じように
環状導電体28を使用して発振器13Aに電力を供給す
る構造となっているが、電池を使用する構造としてもよ
い。また、送信機13Aは、無線でなく、電源供給用に
使用した環状導電体28と同じ構造の信号用環状導電体
を使用して有線で受信機14に送信してもよい。さら
に、送信機13Aは、筐体8の外部に取り付けている
が、振動検出素子10と同様に筐体8内の空洞の内部に
取り付けてもよい。
In order to expand the amplitude range when wirelessly transmitting the vibration signal, the vibration signal is amplified by the logarithmic amplifier 34c and then wirelessly transmitted by the transmitter 13A, and the wireless signal is received by the receiver 14. After that, the received signal is processed by the processing unit 35.
The original signal may be reproduced by the inverse logarithmic amplifier inside. Note that, in the present embodiment, as in the structure shown in FIG. 15, the annular conductor 28 is used to supply power to the oscillator 13A, but a battery may be used. Moreover, the transmitter 13A may transmit to the receiver 14 by wire using a signal circular conductor having the same structure as the circular conductor 28 used for power supply, instead of wirelessly. Further, although the transmitter 13A is attached to the outside of the casing 8, it may be attached to the inside of the cavity inside the casing 8 like the vibration detecting element 10.

【0095】図17では、1個の下側定盤2の上に1個
の上側定盤3を配置したが、1個の下側定盤2の上に複
数個の上側定盤を配置したり、或いは下側定盤2と上側
定盤3の組を複数備えた研磨装置を使用する場合には、
研磨の進行や終了を各ヘッド毎に上記した構成を設け
て、各々独立に研磨を制御するようにする。本実施形態
で説明したアンプやフィルタは、第1〜第7の実施形態
の研磨装置に適用してもよい。 (第9実施形態)上記した第8実施形態では、1つの振
動検出素子10Aを取付ける場合について説明したが、
振動検出素子10Aと同じ重さの錘又は第2の振動検出
素子を上側定盤3の上に振動検出素子10Aと中心対称
にして取付けると、回転する上側定盤3のバランスがよ
くなって回転時の振動が安定する。
In FIG. 17, one upper surface plate 3 is arranged on one lower surface plate 2, but a plurality of upper surface plates are arranged on one lower surface plate 2. Or, when using a polishing apparatus having a plurality of sets of the lower surface plate 2 and the upper surface plate 3,
The above-described configuration is provided for each head for the progress or termination of polishing, and the polishing is controlled independently. The amplifier and the filter described in this embodiment may be applied to the polishing apparatus of the first to seventh embodiments. (Ninth Embodiment) In the above eighth embodiment, the case where one vibration detection element 10A is mounted has been described.
If a weight having the same weight as the vibration detecting element 10A or a second vibration detecting element is mounted on the upper surface plate 3 so as to be center-symmetrical to the vibration detecting element 10A, the rotating upper surface plate 3 will be well balanced. Vibration of time is stable.

【0096】第2の振動検出素子を取付けた装置を示す
と図22のようになり、この構成では以下に示すような
回路構成を採ることによって2つの振動検出素子10
A,10Bの振動ノイズを低減できる。その振動ノイズ
は測定方向に対して直角方向の振動成分によるものであ
る。振動検出素子10A,10Bは、一般に、測定方向
に対して直角方向となる振動成分に数%の感度を有す
る。本実施形態において、その直角方向の振動成分は縦
方向の振動である。
An apparatus to which the second vibration detecting element is attached is shown in FIG. 22. In this configuration, the two vibration detecting elements 10 are provided by adopting the circuit configuration as shown below.
Vibration noise of A and 10B can be reduced. The vibration noise is due to the vibration component in the direction perpendicular to the measurement direction. The vibration detection elements 10A and 10B generally have a sensitivity of several% for a vibration component that is in a direction perpendicular to the measurement direction. In this embodiment, the vibration component in the perpendicular direction is vibration in the vertical direction.

【0097】図22において、2つの振動検出素子10
A,10Bにそれぞれ入力する2つの縦方向の振動ノイ
ズは、図23(a),(b) に示すように逆方向の場合と、図
24(a),(b) に示すように同方向の場合がある。図23
に示すような逆方向で縦の振動ノイズが生じる場合には
図25(a) に示すように、振動検出素子10A,10B
の出力端に接続された第1のアンプ34d,34eの出
力端に加算器36を接続し、その加算器36の出力端を
フィルタ34bに接続することになる。この場合、図2
2(a) の実線の矢印で示すように、2つの振動検出素子
10A,10Bはそれぞれ上側定盤3の回転振動を同一
円周方向で検出するように配置する。
In FIG. 22, two vibration detecting elements 10 are provided.
Two vertical vibration noises respectively input to A and 10B are in the opposite direction as shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b) and in the same direction as shown in FIGS. 24 (a) and 24 (b). In some cases. FIG.
When vertical vibration noise occurs in the opposite direction as shown in Fig. 25, as shown in Fig. 25 (a), the vibration detecting elements 10A, 10B
The adder 36 is connected to the output ends of the first amplifiers 34d and 34e connected to the output end of the adder 36, and the output end of the adder 36 is connected to the filter 34b. In this case, FIG.
As indicated by the solid arrow 2 (a), the two vibration detecting elements 10A and 10B are arranged so as to detect the rotational vibration of the upper surface plate 3 in the same circumferential direction.

【0098】このような振動検出素子10A,10Bの
配置にして、第1のアンプ34d,34eの出力側に加
算回路36を挿入することによって縦方向の振動ノイズ
を打ち消して低減することができ、しかも、フィルタ3
4bに入力する円周方向の振動強度が2倍になるのでS
/N比が改善される。これに対して、図24(a),(b) に
示すような同方向の縦の振動ノイズが生じる場合には図
25(b) に示すように、振動検出素子10A,10Bの
出力端に接続された第1の増幅器34d,34eの出力
端に減算器38を接続し、その減算器38の出力端をフ
ィルタ34bに接続する。この場合、図22(a) の破線
の矢印で示すように、2つの振動検出素子10A,10
Bはそれぞれ上側定盤3の回転振動を逆方向で検出する
ように配置する。
By arranging the vibration detecting elements 10A and 10B as described above and inserting the adding circuit 36 on the output side of the first amplifiers 34d and 34e, it is possible to cancel and reduce the vibration noise in the vertical direction. Moreover, filter 3
Since the vibration intensity in the circumferential direction input to 4b is doubled, S
The / N ratio is improved. On the other hand, when vertical vibration noises in the same direction as shown in FIGS. 24 (a) and 24 (b) occur, as shown in FIG. 25 (b), the output terminals of the vibration detection elements 10A and 10B are connected. The subtractor 38 is connected to the output terminals of the connected first amplifiers 34d and 34e, and the output terminal of the subtractor 38 is connected to the filter 34b. In this case, the two vibration detection elements 10A and 10A,
B is arranged so as to detect the rotational vibration of the upper surface plate 3 in the opposite direction.

【0099】このような振動検出素子10A,10Bの
配置にして、第1のアンプ24d,34eの出力側に減
算器38を挿入することによって逆向きの振動ノイズを
加えて振動ノイズを低減できる。しかも、逆方向に検出
された円周方向の振動強度は、減算器38によって絶対
値が2倍になるので、フィルタ34bに入力する円周方
向の振動強度が2倍になり、S/N比が改善される。
By arranging the vibration detecting elements 10A and 10B as described above and inserting the subtractor 38 on the output side of the first amplifiers 24d and 34e, vibration noise in the opposite direction can be added to reduce the vibration noise. Moreover, since the absolute value of the vibration intensity in the circumferential direction detected in the reverse direction is doubled by the subtractor 38, the vibration intensity in the circumferential direction input to the filter 34b is doubled, and the S / N ratio is increased. Is improved.

【0100】上側定盤3が、図23(a),(b) に示すよう
な縦振動となるか或いは図24(a),(b) に示すような縦
振動になるかは研磨装置や研磨条件によって異なるの
で、予めどちらの縦振動をとるかを調査しておく必要が
ある。そのような縦の振動は、2つの振動検出素子10
A,10Bの取付け方向を変えたり、信号の加算器と減
算器を入れ換えて、一番ノイズの少ない構成を選べばよ
い。
Whether the upper surface plate 3 has a longitudinal vibration as shown in FIGS. 23 (a), (b) or a longitudinal vibration as shown in FIGS. 24 (a), 24 (b) depends on the polishing apparatus or because it depends on polishing conditions, it is necessary to investigate whether to take either of the longitudinal vibration in advance. Such vertical vibration is caused by the two vibration detecting elements 10
The configuration with the least noise may be selected by changing the mounting direction of A and 10B or by exchanging the adder and the subtractor of the signal.

【0101】なお、本実施形態では、円周方向の振動成
分を検出対象とし、縦方向の振動成分を除くようにした
が、縦方向の振動成分を検出対象とする場合には、円周
方向の振動成分を除去対象とするが、この場合には2つ
の振動検出素子の向きを調整する必要がある。 (第10実施形態)図26は、本発明の第10実施形態
を示す側面図である。
In this embodiment, the vibration component in the circumferential direction is detected and the vibration component in the vertical direction is excluded. However, when the vibration component in the longitudinal direction is detected, the vibration component in the circumferential direction is detected. However, in this case, it is necessary to adjust the directions of the two vibration detecting elements. (10th Embodiment) FIG. 26 is a side view showing a 10th embodiment of the present invention.

【0102】本実施形態は、研磨中にゴミにより研磨面
が傷つくことを防止するとともに、ゴミの除去を容易に
するものである。研磨面を傷つけるようなゴミとして
は、研磨液に含まれる酸化シリコンが乾燥して固まった
ものや、被研磨物のかけらなどがある。図26におい
て、デッドウェイト型の上側定盤41を使用し、その表
面には加速度検出素子(振動検出素子)42が取り付け
られている。また、上側定盤41の下には被研磨物Wと
して例えば半導体ウェハを張りつけ、これを下側定盤4
3に張り付けられた研磨布44の上に載置する。
The present embodiment is intended to prevent the polishing surface from being damaged by dust during polishing and facilitate removal of dust. The dust that damages the polishing surface includes, for example, silicon oxide contained in the polishing liquid that is dried and solidified, and pieces of an object to be polished. In FIG. 26, a dead weight type upper surface plate 41 is used, and an acceleration detecting element (vibration detecting element) 42 is attached to the surface thereof. Also, for example, a semiconductor wafer is attached as an object to be polished W under the upper surface plate 41, and this is attached to the lower surface plate 4
3 is placed on the polishing cloth 44 attached to No. 3.

【0103】また、下側定盤43の側部には光反射率が
高いマーカー45が取付けられ、マーカーが所定位置に
有るか否かは下側定盤43の側方のマーカー位置検出器
46によって検出される。マーカー検出器46は発光素
子と受光素子を有し、マーカー45による反射光により
受光量が増加するので、マーカー45の有無が検出され
る。
Further, a marker 45 having a high light reflectance is attached to a side portion of the lower surface plate 43, and whether or not the marker is at a predetermined position is determined by a marker position detector 46 on the side of the lower surface plate 43. Detected by. The marker detector 46 has a light emitting element and a light receiving element, and the amount of light received increases due to the reflected light from the marker 45, so that the presence or absence of the marker 45 is detected.

【0104】上側定盤41の加速度センサー42の信号
は、第1実施形態で示した送信機13、受信機14を介
して信号解析部15に入力される。上記した研磨装置に
おいて、下側定盤43を回転させて研磨布44により被
研磨物Wを研磨する。この場合、被研磨物Wは図示しな
いアームによって一定の方向に移動される。そして、マ
ーカー45が1回転する間に加速度センサー42によっ
て検出された上側定盤41の振動情報を図1に示す送信
機13、受信機14を介して信号処解析部15に少なく
とも1度、或いは連続して入力する。
The signal of the acceleration sensor 42 of the upper surface plate 41 is input to the signal analysis unit 15 via the transmitter 13 and the receiver 14 shown in the first embodiment. In the polishing apparatus described above, the lower surface plate 43 is rotated to polish the workpiece W with the polishing cloth 44. In this case, the workpiece W is moved in a certain direction by an arm (not shown). Then, the vibration information of the upper surface plate 41 detected by the acceleration sensor 42 during one rotation of the marker 45 is sent to the signal processing analysis unit 15 at least once via the transmitter 13 and the receiver 14 shown in FIG. Enter continuously.

【0105】正常に研磨がなされる場合には図27(a)
のような振動周波数と振動強度のスペクトルが得られる
が、研磨布44上のゴミによって被研磨物Wの研磨面が
傷付くと図27(b) のように一部の周波数で振動強度が
増加する。増加の判断基準となるスペクトルは、予め調
べておいてもよいし、傷付く前のスペクトルを用いても
よい。
FIG. 27 (a) shows the case where polishing is normally performed.
Although the spectrum of the vibration frequency and the vibration intensity as shown in Fig. 27 is obtained, if the polishing surface of the workpiece W is damaged by the dust on the polishing cloth 44, the vibration intensity increases at some frequencies as shown in Fig. 27 (b). To do. The spectrum that serves as a criterion for the increase may be checked in advance, or the spectrum before being damaged may be used.

【0106】そのような、振動強度の異常によってゴミ
の存在が明らかになった場合に、駆動制御部17は、ノ
ズル11を通して水を研磨布44に供給させながらドレ
ッサー12を駆動して研磨布44の表面からゴミを下側
定盤43の外部に排出させた後に、再び研磨を再開させ
る、といった制御を行う。ところで、ゴミの位置を特定
したい場合には次のような処理を行う。
When the presence of dust becomes apparent due to such abnormal vibration intensity, the drive controller 17 drives the dresser 12 while supplying water to the polishing cloth 44 through the nozzle 11, and drives the dressing cloth 44. After the dust is discharged from the surface of the lower surface plate 43 to the outside, the polishing is restarted again. By the way, when it is desired to specify the position of dust, the following processing is performed.

【0107】研磨の際には、上側定盤41の振動情報を
信号解析部15に連続して入力すると、マーカー検出器
46によってマーカー43の検出時が分かるので、これ
を時間軸にマーカー位置として記録し、併せて異常信号
を記録してゆくと、例えば図28のような特性が得られ
る。マーカー位置は一定周期で現れるので、研磨面にゴ
ミによる傷が発生した場合には、異常信号の発生時を時
間軸に記録する。これにより、マーカー通過の時間的間
隔とマーカー通過時から異常信号発生までの時間との割
合から、研磨布44の中心からマーカー45を結ぶ線を
基準にしてそこからゴミの発生した角度θが容易に求ま
る。
During the polishing, if the vibration information of the upper surface plate 41 is continuously input to the signal analysis unit 15, the marker detector 46 can know when the marker 43 is detected. By recording and recording the abnormal signal together, for example, the characteristic as shown in FIG. 28 is obtained. Since the marker position appears at regular intervals, when scratches due to dust occur on the polished surface, the time of occurrence of the abnormal signal is recorded on the time axis. Thus, from the ratio of the time interval of passing the marker and the time from when the marker passes to when the abnormal signal occurs, the angle θ from which dust is generated is easy with respect to the line connecting the center of the polishing cloth 44 to the marker 45. Sought.

【0108】そこで、信号解析部15は駆動制御部17
に駆動信号を送ってドレッサー122を駆動して、少な
くともその角度θの法線に沿って研磨布44の表面をド
レッサー12を駆動させるとゴミの除去が短時間で行わ
れる。また、ドレッサー後にも同じ位置で異常信号が発
生したり、被研磨物Wを交換しても同じ位置で異常信号
が発生するような場合には、研磨を即時停止するととも
に異常信号を発生させて作業員に知らせ、作業員は異常
信号の原因を取り除くことなる。これにより、次の被研
磨物Wの研磨は正常な状態で開始することができるの
で、無駄に消費される被研磨物W、例えば半導体ウェハ
の数が減り、また研磨効率が良くなる。
Therefore, the signal analysis unit 15 has the drive control unit 17
To drive the dresser 122 to drive the dresser 12 on the surface of the polishing cloth 44 at least along the normal line of the angle θ, dust is removed in a short time. Further, if an abnormal signal is generated at the same position even after the dresser, or if the abnormal signal is generated at the same position even if the workpiece W is replaced, the polishing is immediately stopped and the abnormal signal is generated. Notify the worker, and the worker will eliminate the cause of the abnormal signal. As a result, the next polishing of the object W to be polished can be started in a normal state, so that the number of wasteful objects W to be polished, for example, semiconductor wafers is reduced, and the polishing efficiency is improved.

【0109】ところで、図28に示すように、マーカー
の1周期以内で異常信号が止まれば異常信号がゴミによ
るものであることがわかる。しかし、1周期以上続く場
合にはゴミ以外の原因による異常信号の発生の可能性が
大きいので、この場合には信号解析部によって研磨を完
全に停止させ構成にし、停止指令と同時に異常信号音を
発するようにして作業員に知らせる必要がある。 (第11実施形態)本実施形態では、振動検出素子の出
力のS/N比や振動検出素子に入力する振動のS/N比
を改善するための装置を図29〜図35に基づいて説明
する。振動検出素子に入力する振動のノイズは、被研磨
物Wと研磨布1の摩擦によって生じる振動以外の振動で
あって主にモータから発生し、このようなノイズを以下
にバックグラウンドノイズという。
By the way, as shown in FIG. 28, if the abnormal signal stops within one cycle of the marker, it is understood that the abnormal signal is due to dust. However, if it continues for one cycle or more, there is a high possibility that an abnormal signal is generated due to a cause other than dust. In this case, therefore, the signal analysis unit is configured to completely stop polishing, and an abnormal signal sound is generated simultaneously with the stop command. It is necessary to notify the worker by calling. (Eleventh Embodiment) In this embodiment, an apparatus for improving the S / N ratio of the output of the vibration detection element and the S / N ratio of the vibration input to the vibration detection element will be described with reference to FIGS. 29 to 35. To do. The vibration noise input to the vibration detection element is vibration other than the vibration generated by the friction between the object W to be polished and the polishing cloth 1, and is mainly generated from the motor. Such noise is hereinafter referred to as background noise.

【0110】なお、図29〜図35において、振動検出
素子10を上側定盤(ヘッドの底板)3の上面中央に置
いているのは、被振動検出物Wと研磨布1の相対速度が
安定して検出の誤差が小さくなるなるからである。本実
施形態の基本的な構造は第1又は第7実施形態と同じで
あり、それらの実施形態と同じ符号は、同じ要素を示し
ている。
29 to 35, the vibration detecting element 10 is placed at the center of the upper surface of the upper surface plate (bottom plate of the head) 3 so that the relative speed between the object to be detected W and the polishing cloth 1 is stable. This reduces the detection error. The basic structure of this embodiment is the same as that of the first or seventh embodiment, and the same reference numerals as those of these embodiments indicate the same elements.

【0111】図29は、ヘッドの筐体8内の空洞におい
て、防音/吸音材50により間隙を介して振動検出素子
10を囲む構造を採用したものである。防音/吸音材5
0は、上側定盤3が自由に振動できるような蛇腹式スプ
リング、ゴム等の弾性材や多孔性樹脂などにより構成さ
れている。このような構成を採用することにより、筐体
8内の空間を伝達するバックグラウンドノイズを防音、
吸音して、振動検出素子10に入力するS/N比を向上
することができる。しかも、防音/吸音材50と振動検
出素子10の間に間隙が形成されているので、防音/吸
音材50と振動検出素子10の摩擦による新たなノイズ
が発生することがない。
FIG. 29 shows a structure in which the vibration detecting element 10 is surrounded by a soundproof / sound absorbing material 50 with a gap in the cavity in the housing 8 of the head. Soundproofing / absorbing material 5
Reference numeral 0 is composed of a bellows-type spring that allows the upper surface plate 3 to freely vibrate, an elastic material such as rubber, or a porous resin. By adopting such a configuration, it is possible to prevent background noise transmitted in the space inside the housing 8,
It is possible to absorb sound and improve the S / N ratio input to the vibration detection element 10. Moreover, since a gap is formed between the soundproof / sound absorbing material 50 and the vibration detecting element 10, new noise due to friction between the soundproof / sound absorbing material 50 and the vibration detecting element 10 does not occur.

【0112】上側定盤3の固有振動周波数とバックグラ
ウンドノイズの振動周波数とを一致させないようにする
と、さらにS/N比が改善される。なお、図29中符号
51は、被研磨物Wの厚さバラツキを吸収するために上
側定盤3と被研磨物Wの間に介在されたインナーシート
を示している。図30は、図29に示した振動検出素子
10と上側定盤3の間に共振板52を介在させた装置で
ある。共振板52は、測定しようとする特定の振動周波
数で共振するもので、例えばスプリングコイルなどから
形成されている。
When the natural vibration frequency of the upper surface plate 3 and the vibration frequency of the background noise are not matched, the S / N ratio is further improved. In addition, reference numeral 51 in FIG. 29 indicates an inner sheet interposed between the upper surface plate 3 and the object to be polished W in order to absorb the variation in the thickness of the object to be polished W. FIG. 30 shows an apparatus in which a resonance plate 52 is interposed between the vibration detecting element 10 and the upper surface plate 3 shown in FIG. The resonance plate 52 resonates at a specific vibration frequency to be measured, and is formed of, for example, a spring coil.

【0113】これによれば、共振板52の共振周波数と
相違する周波数のバックグラウンドノイズは、共振板5
2によって遮蔽されて振動検出素子10への入力が妨げ
られるので、振動検出素子10への入力のS/N比は向
上する。図31は、図30に示した共振器10の側方に
アンプ53を取り付けた装置である。
According to this, the background noise having a frequency different from the resonance frequency of the resonance plate 52 is generated by the resonance plate 5.
Since it is blocked by 2 and the input to the vibration detection element 10 is blocked, the S / N ratio of the input to the vibration detection element 10 is improved. 31 shows a device in which an amplifier 53 is attached to the side of the resonator 10 shown in FIG.

【0114】振動検出素子10自体のインピーダンスが
高い場合に、アンプ53との接続配線が長ければ振動検
出素子10の出力信号にノイズが入り易くなるが、共振
器10とアンプ53を上側定盤3上に取り付けることに
よりその接続配線を短くして振動信号に加わるノイズを
大幅に低減でき、これによりS/N比が改善される。図
32に示す研磨装置のヘッドにおいて、上側定盤3とイ
ンナーシート51の双方にはそれらを貫通する孔54が
形成されており、その孔54の中には振動検出素子10
と被検出物Wに接触する振動伝達用針55が挿通されて
いる。研磨布1との摩擦によって被検出物Wに生じた振
動は、インナーシート51によって吸収されずに振動伝
達用針55を介して振動検出素子10に伝達されるの
で、振動検出素子10に入力する振動強度が大きくなっ
てS/N比が向上する。
When the impedance of the vibration detecting element 10 itself is high, if the connection wiring with the amplifier 53 is long, noise easily enters the output signal of the vibration detecting element 10, but the resonator 10 and the amplifier 53 are connected to the upper platen 3. By mounting it on the top, the connection wiring can be shortened and the noise added to the vibration signal can be greatly reduced, thereby improving the S / N ratio. In the head of the polishing apparatus shown in FIG. 32, holes 54 are formed through both the upper surface plate 3 and the inner sheet 51, and the vibration detecting element 10 is placed in the holes 54.
And a vibration transmitting needle 55 that comes into contact with the detected object W is inserted. The vibration generated in the object to be detected W by the friction with the polishing cloth 1 is transmitted to the vibration detecting element 10 via the vibration transmitting needle 55 without being absorbed by the inner sheet 51, and therefore is input to the vibration detecting element 10. The vibration strength increases and the S / N ratio improves.

【0115】図33は、図29に示した振動検出素子1
0と上側定盤3の間に振動板56を介在させ、且つ筐体
8の上にバックグラウンド測定用の第2の振動検出素子
57を搭載した装置である。第2の振動検出素子57か
ら出力されたバックグラウンドノイズの信号は、振動制
御部58によって逆位相に変換された後に、その振動制
御部58によってその逆位相の信号と同じ波形で振動板
56を振動させるようにした装置である。振動板56
は、例えばピエゾ素子などの圧電材料から形成されたも
のがある。
FIG. 33 shows the vibration detecting element 1 shown in FIG.
0 is a device in which a diaphragm 56 is interposed between the upper surface plate 3 and the upper surface plate 3, and a second vibration detecting element 57 for background measurement is mounted on the housing 8. The background noise signal output from the second vibration detection element 57 is converted into an antiphase by the vibration control unit 58, and then the vibration control unit 58 causes the vibration plate 56 to have the same waveform as the antiphase signal. It is a device that is made to vibrate. Diaphragm 56
Are those formed of a piezoelectric material such as a piezo element.

【0116】この装置によれば、振動板56により発生
する振動は、振動検出素子10に入力するバックグラウ
ンドノイズを打ち消すので、研磨布1と被研磨物Wによ
り発生する振動を選択的に振動検出素子10に入力する
ことが可能になり、S/N比が大幅に向上する。ところ
で、振動検出素子10の共振周波数f0 はそれ以外の周
波数に比べて5〜10倍の感度がある。しかし、検出し
ようとする振動の周波数f1 がその共振周波数f0 と一
致しない場合がある。この場合には、図34に示すよう
に、検出した周波数f1 の振動を周波数変換回路59に
入力して、この周波数変換回路59により検出した振動
周波数f1 と同じ強度又は比例した強度で振動板56を
周波数f0 で発振させ、その周波数f0 の振動を振動検
出素子10にフィードバックすることにより、高感度な
振動検出が可能になる。この場合、振動数f0 の振動に
ついて第1又は第6実施形態で示したような処理を行
う。
According to this apparatus, the vibration generated by the vibrating plate 56 cancels the background noise input to the vibration detecting element 10. Therefore, the vibration generated by the polishing cloth 1 and the workpiece W is selectively detected. It becomes possible to input to the element 10, and the S / N ratio is significantly improved. By the way, the resonance frequency f 0 of the vibration detecting element 10 is 5 to 10 times more sensitive than the other frequencies. However, the frequency f 1 of the vibration to be detected may not match the resonance frequency f 0 . In this case, as shown in FIG. 34, the vibration of the detected frequency f 1 is input to the frequency conversion circuit 59 and vibrated with the same or proportional strength as the vibration frequency f 1 detected by the frequency conversion circuit 59. By vibrating the plate 56 at the frequency f 0 and feeding back the vibration at the frequency f 0 to the vibration detection element 10, it is possible to detect vibration with high sensitivity. In this case, the processing as described in the first or sixth embodiment is performed on the vibration having the frequency f 0 .

【0117】図35は、図29に示した振動検出素子1
0を上側定盤3の上に複数個配置するとともに、それら
の振動検出素子10と上側定盤3の間に個々に振動板5
2を介在させた装置である。そして、各振動板52に一
定の信号を加えることにより、振動検出素子10の感度
の検査を行って検出しようとする振動の周波数に対し最
も感度が良い振動検出素子10を図示しない選択回路に
より選択するようにしている。
FIG. 35 shows a vibration detecting element 1 shown in FIG.
A plurality of 0s are arranged on the upper surface plate 3, and the vibration plates 5 are individually provided between the vibration detecting elements 10 and the upper surface plate 3.
It is a device with 2 interposed. By applying a constant signal to each diaphragm 52, the sensitivity of the vibration detecting element 10 is inspected and the vibration detecting element 10 having the highest sensitivity to the frequency of the vibration to be detected is selected by a selection circuit (not shown). I am trying to do it.

【0118】これにより振動検出素子10の特性のバラ
ツキを回避するとともに、劣化した振動検出素子10の
代わりに電気回路によって別なものに選択することがで
き、振動検出素子10の交換作業の手間を軽減すること
ができる。S/N比を改善する上記以外の方法として、
振動検出時に研磨装置の一部又は全てのモータの電源供
給を停止させてもよく、これによれば、バックグラウン
ドノイズは大幅に減少する。その停止時間は数秒以下と
し、この程度の時間であればヘッド及び下側定盤2は慣
性によって回転するので研磨処理は続行される。また、
振動検出には数秒以下の時間あれば十分であり、振動検
出に支障はない。そのモータの電源供給の停止は、図1
に示すような駆動制御部17の制御信号によって行われ
る。
As a result, variations in the characteristics of the vibration detecting element 10 can be avoided, and another one can be selected by an electric circuit instead of the deteriorated vibration detecting element 10, and the labor of replacing the vibration detecting element 10 can be reduced. Can be reduced. As a method other than the above for improving the S / N ratio,
The power supply to some or all of the motors of the polishing apparatus may be stopped when the vibration is detected, which significantly reduces the background noise. The stop time is set to several seconds or less, and if the time is about this time, the head and the lower surface plate 2 rotate due to inertia, so that the polishing process is continued. Also,
It takes only a few seconds or less for vibration detection, and there is no problem in vibration detection. Stopping the power supply to the motor is shown in FIG.
The control signal from the drive control unit 17 as shown in FIG.

【0119】また、振動検出素子10の出力は、第8実
施形態に示したようなアンプ、フィルタを通して外部に
取り出すか、或いはA/D変換してから外部に取り出す
ことにより、信号伝達系で生じるノイズを低減すること
ができる。A/D変換した信号を無線送信する場合に
は、図17に示す発振器13Aと振動検出素子10Aの
間にA/D変換器(不図示)を介在させる。
The output of the vibration detecting element 10 is generated in the signal transmission system by taking it out through the amplifier and the filter as shown in the eighth embodiment, or by taking it out after A / D conversion. Noise can be reduced. When wirelessly transmitting the A / D converted signal, an A / D converter (not shown) is interposed between the oscillator 13A and the vibration detection element 10A shown in FIG.

【0120】さらに、ヘッドが揺動しているような場合
には、ヘッドの方向が変化する場所ではその揺動による
バックグラウンドノイズが大きくなるので、振動の検知
を避ける。なお、各振動検出素子の一例として米国バイ
ブロメータ社の圧電素子加速センサーの型名CE507M101
、CE507M301 があり、これらのセンサーを使用する場
合には、図36に示すように、高感度が得られる共振周
波数f0 で振動強度を検出するのが好ましい。このこと
は上記した各実施形態についても適用できる。
Further, when the head is oscillating, the background noise due to the oscillating becomes large in a place where the direction of the head changes, so that the vibration detection is avoided. As an example of each vibration detection element, the model name CE507M101 of the piezoelectric element acceleration sensor manufactured by US Vibrometer
, CE507M301, and when these sensors are used, it is preferable to detect the vibration intensity at the resonance frequency f 0 at which high sensitivity is obtained as shown in FIG. This can be applied to each of the above-described embodiments.

【0121】次に、測定結果を図37及び図38に示
す。図37は、振動の周波数スペクトルが研磨時間の経
過とともにどのように変化すかを示す一例である。これ
によれば、研磨時間の経過とともに、振動強度が低下す
ることがわかる。図38は、図37のようなスペクトル
において、特定の周波数範囲のスペクトルを積分し、一
定時間経過毎の積分値の差を算出して記載したものであ
る。これによれば、研磨時間経過とともに、積分値の変
化量が小さくなって研磨による平坦化が進行しているこ
とがわかる。積分値の変化が無くなった時が研磨の終点
となる。この終点の判断は上記した各実施形態について
も適用できる。 (第12実施形態)図39(a) は、本発明の第12実施
形態に係る研磨装置の機械部分を示す断面図、図39
(b) は、下側定盤を示す平面図である。図40は、本発
明の第12実施形態に係る研磨装置の信号処理部分を示
す回路図である。なお、これらの図において、図1、図
15と同じ符号は同じ要素を示している。
Next, the measurement results are shown in FIGS. 37 and 38. FIG. 37 is an example showing how the frequency spectrum of vibration changes with the passage of polishing time. According to this, it is found that the vibration strength decreases with the passage of polishing time. FIG. 38 shows the spectrum as shown in FIG. 37 by integrating the spectrum in a specific frequency range and calculating the difference between the integrated values at every elapse of a certain time. According to this, it can be seen that as the polishing time elapses, the amount of change in the integrated value decreases and the planarization by polishing progresses. The end point of polishing is when the change in the integrated value disappears. This determination of the end point can be applied to each of the above-described embodiments. (Twelfth Embodiment) FIG. 39 (a) is a sectional view showing a mechanical portion of a polishing apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention.
(b) is a plan view showing a lower surface plate. FIG. 40 is a circuit diagram showing a signal processing portion of the polishing apparatus according to the twelfth embodiment of the present invention. In these figures, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 15 indicate the same elements.

【0122】図39(a) において、シャフト駆動部21
の側方には上側定盤3の位置を検出する位置検出器61
が配置されている。この位置検出器61は、シャフト駆
動部21に取り付けた検知板62に光を照射する発光素
子61aと、検知板62からの反射光を受光する受光素
子61bを有している。位置検出器61は、受光素子6
1bの入射光量に応じてシャフト駆動部21からの距離
Lを測定し、その測定データを後述するコンピュータ7
7に入力するものである。発光素子61aとしては例え
ば半導体レーザを使用し、受光素子61bとしてはフォ
トダイオードを使用する。
In FIG. 39 (a), the shaft drive unit 21
A position detector 61 for detecting the position of the upper surface plate 3 is provided on the side of the
Is arranged. The position detector 61 has a light emitting element 61a that irradiates a detection plate 62 attached to the shaft drive unit 21 with light, and a light receiving element 61b that receives reflected light from the detection plate 62. The position detector 61 includes the light receiving element 6
The distance L from the shaft drive unit 21 is measured according to the amount of incident light of 1b, and the measured data is stored in a computer 7 described later.
7 is input. For example, a semiconductor laser is used as the light emitting element 61a, and a photodiode is used as the light receiving element 61b.

【0123】下側定盤2には、縦横に複数本の溝4aが
切られている研磨布1dが張り付けられており、研磨布
1dは、下側定盤2とともにモータMによって研磨時に
回転される。その研磨布1d上では、研磨の際に、上側
定盤3が点aと点bの間を往復動し、さらに上側定盤3
は定速で回転するようになっている。その上側定盤3の
往復動及び回転は、弾性体7、筐体8、シャフト9を介
してシャフト駆動部21から伝達される。シャフト駆動
部21の動作は第1実施形態と同様にして駆動制御部1
7によって制御される。
A polishing cloth 1d having a plurality of grooves 4a cut vertically and horizontally is attached to the lower surface plate 2, and the polishing cloth 1d is rotated by the motor M together with the lower surface plate 2 during polishing. It On the polishing cloth 1d, the upper surface plate 3 reciprocates between points a and b during polishing, and the upper surface plate 3 is further moved.
Is designed to rotate at a constant speed. The reciprocating motion and rotation of the upper surface plate 3 are transmitted from the shaft drive unit 21 via the elastic body 7, the housing 8 and the shaft 9. The operation of the shaft drive unit 21 is similar to that of the first embodiment, and the drive control unit 1
7.

【0124】上側定盤3に取り付けられた振動検出素子
10の出力端は、図40に示すように、整流器63を介
して電圧が印加され、さらにコンデンサ64、アンプ6
5、ローパスフィルタ66及びハイパスフィルター67
を介してFM送信機34Bに接続されている。振動検出
素子10から出力された振動信号は、コンデンサ64で
機械的及び電気的ノイズが除かれ、アンプ65により増
幅された後に、ローパスフィルタ66とハイパスフィル
タ67によって特定振動数帯域に狭められてFM送信機
34Bに入力する。その特定振動数帯域は、例えばロー
パスフィルタ66が18kHz以上の振動信号を除去
し、ハイパスフィルター67が8kHz以下の振動信号
を除去するものである場合には、8kHz〜18kHz
となる。
As shown in FIG. 40, a voltage is applied to the output end of the vibration detecting element 10 attached to the upper surface plate 3 through the rectifier 63, and further the capacitor 64 and the amplifier 6 are connected.
5, low-pass filter 66 and high-pass filter 67
Is connected to the FM transmitter 34B via. The vibration signal output from the vibration detection element 10 is mechanically and electrically noise-removed by the capacitor 64, amplified by the amplifier 65, and then narrowed down to a specific frequency band by the low-pass filter 66 and the high-pass filter 67. Input to the transmitter 34B. The specific frequency band is, for example, 8 kHz to 18 kHz when the low-pass filter 66 removes a vibration signal of 18 kHz or more and the high-pass filter 67 removes a vibration signal of 8 kHz or less.
Becomes

【0125】FM送信機34Bは、振動信号を筐体8周
囲の送信用アンテナ25から無線でFM受信機69へ送
信する。シャフト駆動部21の周囲に取り付けられた受
信アンテナ26に入力した振動信号は、図40に示すよ
うに、FM受信機69で受信される。FM受信機69の
出力端には記録装置70が接続されていて、記録装置7
0に格納された振動信号データは、データライブラリの
作成、周波数解析、処理回路の調整などに利用される。
また、FM受信機69の出力端は、1kHzハイパスフ
ィルター71、第1のアンプ72、整流回路73、0.
5Hzローパスフィルター74、第2のアンプ75、A
/D変換器76を介してコンピュータ77に接続されて
いる。そのハイパスフィルター71は振動信号の直流成
分をカットするもので、また、整流回路73とローパス
フィルター74は振動信号の特定振動数帯域を積分して
振動数の実効値を求めるものである。
The FM transmitter 34B wirelessly transmits the vibration signal from the transmitting antenna 25 around the housing 8 to the FM receiver 69. The vibration signal input to the receiving antenna 26 attached around the shaft driving unit 21 is received by the FM receiver 69 as shown in FIG. A recording device 70 is connected to the output terminal of the FM receiver 69, and the recording device 7
The vibration signal data stored in 0 is used for creating a data library, frequency analysis, adjustment of processing circuits, and the like.
The output terminal of the FM receiver 69 has a 1 kHz high-pass filter 71, a first amplifier 72, a rectifying circuit 73, 0.
5Hz low pass filter 74, second amplifier 75, A
It is connected to the computer 77 via the / D converter 76. The high pass filter 71 cuts off the DC component of the vibration signal, and the rectifying circuit 73 and the low pass filter 74 integrate the specific frequency band of the vibration signal to obtain the effective value of the frequency.

【0126】上記したコンピュータ77では振動信号を
図41のフローチャートに従って演算及び表示が行われ
る。まず、上側定盤3の回転中心が研磨布面上を移動せ
ずに、上側定盤3の回転のみによって研磨対象物Wを研
磨する場合について説明する。コンピュータ77では、
連続して入力する振動信号の実効値を1秒間に10個の
割合(10Hz)で順次サンプリングし、ついで、サン
プリングした10個のデータD1 の平均値を計算し、そ
の平均値を1つの点データD2 とする。
In the computer 77 described above, the vibration signal is calculated and displayed in accordance with the flowchart of FIG. First, a case where the polishing target W is polished only by the rotation of the upper surface plate 3 without the center of rotation of the upper surface plate 3 moving on the polishing cloth surface will be described. On computer 77,
The effective value of the vibration signal continuously input is sequentially sampled at a rate of 10 (10 Hz) per second, then the average value of the 10 sampled data D 1 is calculated, and the average value is defined as one point. Let it be data D 2 .

【0127】次に、点データD2 をそのまま経時的に画
像表示すると凹凸の多い線が得られるので、その線を平
滑に表示するために5つの点データD2 の平均値を求め
て点表示データD3 を得る。この場合、演算された順に
1つずつ点データD2 を繰上げながら5つの点データD
2 の平均を求めるようにすると、点表示データD3 は1
秒間に1個得られることになる。このような平均を移動
平均という。
Next, when the point data D 2 is displayed as an image with time as it is, a line with many irregularities is obtained. Therefore, in order to display the line smoothly, the average value of the five point data D 2 is obtained and displayed as a point. The data D 3 is obtained. In this case, the point data D 2 is incremented one by one in the order of calculation, and the five point data D
When the average of 2 is calculated, the point display data D 3 is 1
You will get one per second. Such an average is called a moving average.

【0128】この移動平均により得られた点表示データ
は、順次、コンピュータの画像表示部77Dに描かれ、
点表示データが複数描かれることにより振動強度曲線が
得られる。ところで、サンプリングされたデータD
1 は、上記した実施形態から推測されるように、上側定
盤3が単に回転するだけの場合には研磨に進むにつれて
緩やかに減衰していくことになる。
The point display data obtained by this moving average are sequentially drawn on the image display section 77D of the computer,
A vibration intensity curve is obtained by drawing a plurality of dot display data. By the way, the sampled data D
As is presumed from the above-described embodiment, the value 1 gradually attenuates as the polishing progresses when the upper surface plate 3 simply rotates.

【0129】しかし、上側定盤3が回転以外の動作、例
えば研磨布1d上で往復動作を伴う場合には、点表示デ
ータD3 は図42(a) の一点鎖線で示すように交流成分
を含むようになるので、研磨の終点が検出しにくくな
る。例えば、図42(a) の一点鎖線の曲線を微分すると
図42(b) の一点鎖線のような曲線となるので、その微
分値が零になった時点を研磨の終点として判断すること
はできない。
However, when the upper surface plate 3 is accompanied by an operation other than rotation, for example, a reciprocating operation on the polishing cloth 1d, the dot display data D 3 shows an AC component as shown by the one-dot chain line in FIG. 42 (a). Since it is included, it becomes difficult to detect the end point of polishing. For example, differentiating the alternate long and short dash line in FIG. 42 (a) results in a curved line like the alternate long and short dash line in FIG. 42 (b), so it is not possible to determine the time when the differential value becomes zero as the polishing end point. .

【0130】そこで、上側定盤3が研磨布1d上で点a
・点b間で往復動作する場合には、10Hzでサンプリ
ングした実効値のデータD1 をそれぞれ補正係数ηで割
算する補正を行い、その後に点データD2 、点表示デー
タD3 を求め、ついで点表示データD3 を画像表示部7
7Dに表示すると、図42(a) の実線で示す曲線が得ら
れる。そしてその曲線の微分を示す曲線は図42(b) の
実線で示す曲線が得られる。通常、往復動作の周期は数
十秒程度以上なので、点データD2 に対して補正関数で
割算してもよい。
Therefore, the upper surface plate 3 is located on the polishing cloth 1d at a point a.
When reciprocating between points b, correction is performed by dividing the effective value data D 1 sampled at 10 Hz by the correction coefficient η, and then the point data D 2 and point display data D 3 are obtained. Next, the dot display data D 3 is displayed on the image display unit 7
When displayed in 7D, the curve shown by the solid line in FIG. 42 (a) is obtained. As the curve showing the differentiation of the curve, the curve shown by the solid line in FIG. 42 (b) is obtained. Normally, the cycle of the reciprocating operation is about several tens of seconds or more, so the point data D 2 may be divided by the correction function.

【0131】回転している上側定盤3が、図39(b) に
示すように、下側定盤2の回転中心O0 からの直径方向
にある2つの点aと点bの間を往復する場合には、距離
rの時間的変化は図43(a) のようになり、補正係数η
は図43(b) のようなr2 /r1 2となる。例えば、点a
と点b間の距離が32mm、上側定盤3の移動速度vが2
mm/秒である場合には、図43(b) の波形の周期Tは3
2秒となる。この場合のr1 は134mmである。
As shown in FIG. 39 (b), the rotating upper surface plate 3 reciprocates between two points a and b in the diameter direction from the rotation center O 0 of the lower surface plate 2. 43 (a), the correction coefficient η
Becomes r 2 / r 1 2 as shown in FIG. 43 (b). For example, point a
The distance between the point b and the point b is 32 mm, and the moving speed v of the upper surface plate 3 is 2
In the case of mm / sec, the period T of the waveform in FIG. 43 (b) is 3
2 seconds. In this case, r 1 is 134 mm.

【0132】このような補正係数ηは次のようにして決
定される。研磨布1dの回転中心からの距離rにある研
磨対象物Wの研磨面の微小部分Pが角速度ωで回転する
研磨布1dにより擦られることを考えると、微小部分P
と研磨布1dとの相対速度はrωの関数となる。この距
離rは、位置検出器61からの位置データに基づいて求
められる。なお、微小部分Pは上側定盤3の回転中心と
した。
Such a correction coefficient η is determined as follows. Considering that a minute portion P of the polishing surface of the polishing object W at a distance r from the rotation center of the polishing cloth 1d is rubbed by the polishing cloth 1d rotating at an angular velocity ω, the minute portion P
And the relative speed of the polishing cloth 1d is a function of rω. This distance r is obtained based on the position data from the position detector 61. The minute portion P was the center of rotation of the upper surface plate 3.

【0133】また、研磨布1dの表面には図44(a),
(b) に示すように、一定の密度で溝4e又は小孔4fが
掘ってあるものがあり、この場合には、研磨布1dが1
回転する間に微小部分Pが溝4e又は小孔4fと接触す
る接触回数pはrωの関数となる。また、図44(c),
(d) に示すように、溝4g又は小孔4hが、研磨布1d
の回転中心から放射状に拡がっている場合には、研磨布
1dが1回転する間に微小部分Pが溝4G又は小孔4H
と接触する接触回数pはωの関数となる。なお、溝及び
小孔が形成されていない研磨布を使用する場合には、微
小部分Pの溝及び小孔による影響を考慮する必要がなく
なる。
Also, on the surface of the polishing cloth 1d, as shown in FIG.
As shown in (b), there are some in which the grooves 4e or the small holes 4f are dug at a constant density. In this case, the polishing cloth 1d is 1
The number of contacts p in which the minute portion P contacts the groove 4e or the small hole 4f during rotation is a function of rω. Also, FIG. 44 (c),
As shown in (d), the groove 4g or the small hole 4h has the polishing cloth 1d.
In the case where the polishing cloth 1d extends radially from the center of rotation, the minute portion P has the groove 4G or the small hole 4H while the polishing cloth 1d makes one rotation.
The number of contacts p that comes into contact with is a function of ω. When using a polishing cloth having no grooves or small holes, it is not necessary to consider the influence of the grooves and small holes of the minute portion P.

【0134】そこで、上記した相対速度rωと接触回数
pとの積を補正関数ηとした。補正関数ηの基本は表1
のようになる。なお、研磨液の種類、研磨布の材料など
の要因は研磨中には殆ど変化しないと考えられるので、
補正係数ηには含めないことにした。また、上側定盤3
が回転以外の動作を伴わない場合にはrは一定であるの
でrを1とし、また、上側定盤3の回転数は研磨中に変
化しないのが一般的であり、ωを1として補正関数ηを
決めてもよい。さらに、補正関数ηは、係数を含むよう
なものであってもよい。例えば、図39(b) 、図43
(b) に示すように、距離rを距離r1 (定数)で割って
もよい。
Therefore, the product of the relative velocity rω and the number of contacts p is set as the correction function η. Table 1 shows the basics of the correction function η.
become that way. It should be noted that factors such as the type of polishing liquid and the material of the polishing cloth are considered to hardly change during polishing, so
It was decided not to include it in the correction coefficient η. Also, the upper surface plate 3
When r is not accompanied by any operation other than rotation, r is constant and therefore r is set to 1. Also, the rotation number of the upper surface plate 3 is generally not changed during polishing, and ω is set to 1 to make a correction function. You may decide η. Further, the correction function η may include a coefficient. For example, FIG. 39 (b) and FIG.
As shown in (b), the distance r may be divided by the distance r 1 (constant).

【0135】[0135]

【表1】 [Table 1]

【0136】以上のように、補正されたサンプリングデ
ータDsは、図41に示すように、10Hzで平均化さ
れた後に、点データD2 に変換され、ついで、点表示デ
ータD3 に変換される。そして、点表示データD3 は、
画像表示部77dにおいて、例えば図42(a) の実線の
ように研磨時間と振動強度の関係で表示される。さら
に、コンピュータ77内では点表示データD3 に基づい
て描かれた曲線の微分値(dV/dt)又は時間変化量
ΔVが演算される。その演算結果は、例えば図42(b)
の実線のように曲線として画像表示部77dに表示され
る。
As described above, the corrected sampling data Ds is converted into point data D 2 after being averaged at 10 Hz as shown in FIG. 41, and then converted into point display data D 3. . And the dot display data D 3 is
In the image display unit 77d, the relationship between the polishing time and the vibration intensity is displayed as shown by the solid line in FIG. 42 (a). Further, in the computer 77, the differential value (dV / dt) of the drawn curve or the time change amount ΔV is calculated based on the point display data D 3 . The calculation result is, for example, FIG. 42 (b).
Is displayed on the image display unit 77d as a curved line like the solid line.

【0137】点表示データの時間変化量ΔVの演算は、
例えば、現在の点表示データD3 から10個前の点表示
データD3 を差し引いた値で示される。この例の場合、
時間変化量ΔVは、1秒間に1個のデータとなって表示
される。その微分値(dV/dt)又は時間変化量ΔV
が零又はそれ以上になった時点を研磨終点とし、その終
点検出結果は画像表示部77Dに表示される。
The time change amount ΔV of the dot display data is calculated by
For example, as indicated by the value obtained by subtracting the display data D 3 from the display the current point data D 3 10-th previous point. In this case,
The time variation ΔV is displayed as one data item per second. Derivative value (dV / dt) or time variation ΔV
When the value becomes zero or more, the polishing end point is set, and the end point detection result is displayed on the image display unit 77D.

【0138】以上のような演算及び表示を行うコンピュ
ータ77は、第1実施形態で示す駆動制御部17として
機能するので、研磨終点を検出した時点で研磨の停止を
シャフト駆動部21に指令する。ところで、上側定盤3
が研磨布1d上で2点a,b間を往復する軌跡は、研磨
布1dの回転中心00 から直径方向にあるとは限らな
い。例えば図45(a) に示すように、直径方向に直交す
る直線状の軌跡となって存在したり、或いは図46(a)
に示すように、ロボットのアームによって上側定盤3が
揺動されて、上側定盤3の軌跡が円弧状になることもあ
る。
The computer 77 performing the above calculation and display functions as the drive control unit 17 shown in the first embodiment, and therefore commands the shaft drive unit 21 to stop the polishing when the polishing end point is detected. By the way, the upper surface plate 3
The locus reciprocating between the two points a and b on the polishing cloth 1d is not always in the diametrical direction from the rotation center 0 0 of the polishing cloth 1d. For example, as shown in FIG. 45 (a), it exists as a linear trajectory orthogonal to the diametrical direction, or FIG. 46 (a)
As shown in, the upper surface plate 3 may be swung by the arm of the robot, and the locus of the upper surface plate 3 may have an arc shape.

【0139】これらの場合、上側定盤3の回転中心と研
磨布1dの回転中心O0 の間の距離rは、図45(a) に
示す軌跡の場合には図45(b) のように時間的に変化
し、また、図46(a) に示す軌跡の場合には図46(b)
のように時間的に変化する。コンピュータ77において
は、位置検出器61によって検出されたデータに基づい
て実効値測定時の距離rを演算し、補正関数ηとして利
用する。
In these cases, the distance r between the center of rotation of the upper surface plate 3 and the center of rotation O 0 of the polishing cloth 1d is as shown in FIG. 45 (b) in the case of the locus shown in FIG. 45 (a). 46 (b) in the case of the locus shown in FIG. 46 (a).
It changes with time. In the computer 77, the distance r at the time of measuring the effective value is calculated based on the data detected by the position detector 61 and used as the correction function η.

【0140】ところで、上側定盤3に回転動作だけを付
与した場合には、補正関数ηを考慮する必要はなく、そ
の点表示データによる曲線は図47(a) のようになり、
その微分値を示す曲線は図47(b) のようになる。な
お、図47(a),(b) における曲線Aは、TEOSを使用
して形成されたSiO2膜を研磨した状態を示し、また、曲
線Bは、そのSiO2膜の上にさらに窒化シリコン膜を形成
した後にそれらの膜を研磨した状態を示している。
By the way, when only the rotating operation is applied to the upper surface plate 3, it is not necessary to consider the correction function η, and the curve based on the point display data is as shown in FIG. 47 (a).
The curve showing the differential value is as shown in FIG. 47 (b). In addition, a curve A in FIGS. 47 (a) and (b) shows a state in which a SiO 2 film formed by using TEOS is polished, and a curve B shows a silicon nitride film on the SiO 2 film. The state where the films are polished after the films are formed is shown.

【0141】なお、上記した説明では、上側定盤3の振
動強度に基づいて研磨終点を検出することについて説明
した。しかし、研磨の進行状況は、シャフト駆動部21
に内蔵したモータのトルクの変化としても捕らえられ
る。従って、上記したようにトルクの実効値を求めて、
その実効値をサンプリングしたり補正する手段によって
研磨状況を把握したり、終点検出をすることができる。 (第13実施形態)本実施形態では、ヘッドと研磨布の
摩擦による振動(音)を測定するのではなく、ヘッドと
研磨布の摩擦力の変化に基づいて研磨状態や研磨終点を
測定するようにした装置の一例を示す。
In the above description, the detection of the polishing end point based on the vibration intensity of the upper surface plate 3 has been described. However, the progress of polishing depends on the shaft drive unit 21.
It can also be captured as a change in the torque of the motor built into the. Therefore, the effective value of the torque is calculated as described above,
The polishing status can be grasped and the end point can be detected by means of sampling or correcting the effective value. (Thirteenth Embodiment) In this embodiment, instead of measuring the vibration (sound) due to the friction between the head and the polishing cloth, the polishing state and the polishing end point are measured based on the change in the frictional force between the head and the polishing cloth. An example of the device is shown.

【0142】図48は、第12実施形態の要部を示す断
面図及び底面図である。図48において、図1、図1
5、図17と同じ符号は同じ要素を示している。図48
(a),(b) において、研磨布1が上面に貼り付けられた下
側定盤2は、シャフト駆動部21によって所定の回転数
によって回転される。また、研磨布1の上面に押しつけ
られて研磨される被研磨物Wは、エアバック式のヘッド
の底部にある金属製の上側定盤3の下面にインナーパッ
ド51を介して貼り付けられている。上側定盤3の周囲
には側壁3bが固定され、その側壁3bとヘッドの筐体
(支持体)8は弾性部7を介して接続されている。筐体
8の中央には、筐体8を回転させるための筒状のシャフ
ト9が取付けられている。また、シャフト9及び筐体8
の周囲には、筒状のヘッドカバー80が回転不可能に取
り付けられており、ヘッドの研磨液による汚染が防止さ
れている。
FIG. 48 is a sectional view and a bottom view showing the main part of the twelfth embodiment. 48, FIG. 1 and FIG.
5 and the same code | symbol as FIG. 17 have shown the same element. FIG.
In (a) and (b), the lower surface plate 2 having the polishing cloth 1 attached to the upper surface is rotated by the shaft drive unit 21 at a predetermined rotation speed. The object W to be polished, which is pressed against the upper surface of the polishing cloth 1 and is polished, is attached to the lower surface of the upper metal platen 3 made of metal at the bottom of the airbag head via the inner pad 51. . A side wall 3b is fixed around the upper surface plate 3, and the side wall 3b and the housing (support) 8 of the head are connected via an elastic portion 7. A cylindrical shaft 9 for rotating the casing 8 is attached to the center of the casing 8. Also, the shaft 9 and the housing 8
A cylindrical head cover 80 is non-rotatably attached to the periphery of the head to prevent the head from being contaminated by the polishing liquid.

【0143】上側定盤3の上面には、上側定盤の横方向
の変位(ずれ)量を縦方向の変位量に変換するための傾
斜面(不図示)が形成されている。筐体8の底面には、
上側定盤3の側壁3bの変位を検出するための第1の変
位検出器81が取り付けられ、また、ヘッドカバー80
の底面には上側定盤3の側壁3bの変位を検出するため
の第2の変位検出器82が取り付けられ、さらに、上側
定盤3の傾斜面の上方にある筐体8内の天井面には、傾
斜面との距離の変位を検出するための第3の変位検出器
83が取り付けられている。
An inclined surface (not shown) is formed on the upper surface of the upper surface plate 3 for converting the amount of lateral displacement (deviation) of the upper surface plate into the amount of vertical displacement. On the bottom of the case 8,
A first displacement detector 81 for detecting the displacement of the side wall 3b of the upper surface plate 3 is attached, and the head cover 80 is also attached.
A second displacement detector 82 for detecting the displacement of the side wall 3b of the upper surface plate 3 is attached to the bottom surface of the upper surface plate 3, and a ceiling surface inside the housing 8 above the inclined surface of the upper surface plate 3 is attached to the second displacement detector 82. Is equipped with a third displacement detector 83 for detecting the displacement of the distance from the inclined surface.

【0144】第1、第2及び第3の変位検出器81〜8
3は針の伸縮によって変位量を検出する触針式変位計
や、上側定盤側壁3bとの距離の変化によるキャパシタ
の変化量によって変位量を検出する容量式変位計や、上
側定盤側壁3bとの距離の変化による磁束密度の変化量
によって変位量を検出する渦電流変位計、光の反射によ
って距離を検出する光学式変位計などがある。
First, second and third displacement detectors 81-8
Reference numeral 3 is a stylus type displacement meter that detects a displacement amount by expanding and contracting a needle, a capacitance type displacement meter that detects a displacement amount based on a change amount of a capacitor due to a change in a distance from the upper surface plate side wall 3b, and an upper surface plate side wall 3b. There are eddy current displacement gauges that detect the amount of displacement based on the amount of change in the magnetic flux density due to changes in the distance between them, and optical displacement meters that detect the distance based on light reflection.

【0145】このような第1〜第3の変位検出器81〜
83は、図48(b) のヘッドの底面図に示すように複数
個配置してもよいし、1つずつ配置してもよい。また、
第1〜第3の変位検出器81〜83は、図48(a),(b)
のように全て設ける必要はなく、少なくとも1つ取り付
ければよい。第1〜第3の変位検出器81〜83の出力
は、図19に示すようなアンプ34a,34c、フィル
タ34bを介して送信機13bに接続され、送信機13
bから発振された検出信号は受信機14を介して処理部
35に入力するように構成され、処理部35は、変位信
号の変化によって研磨終点を判断したり、研磨条件を変
えることになる。
Such first to third displacement detectors 81 to
A plurality of 83 may be arranged as shown in the bottom view of the head of FIG. 48 (b), or one by one may be arranged. Also,
The first to third displacement detectors 81 to 83 are shown in FIGS. 48 (a) and 48 (b).
It is not necessary to provide all of them as described above, and at least one may be attached. The outputs of the first to third displacement detectors 81 to 83 are connected to the transmitter 13b via the amplifiers 34a and 34c and the filter 34b as shown in FIG.
The detection signal oscillated from b is input to the processing unit 35 via the receiver 14, and the processing unit 35 determines the polishing end point or changes the polishing conditions based on the change in the displacement signal.

【0146】なお、特に図示していないが、上記した実
施形態と同様に研磨液供給用ノズルやドレッサが研磨布
1の上方に配置されている。また、第1及び第2の変位
検出器81、82に研磨液や水がかからないように透明
なカバーで保護するようにしてもよい。第3の変位検出
器83は、筐体8内に配置されるのでカバーは不要であ
る。
Although not particularly shown, a polishing liquid supply nozzle and a dresser are arranged above the polishing cloth 1 as in the above embodiment. Further, the first and second displacement detectors 81 and 82 may be protected by a transparent cover so that the polishing liquid or water is not splashed. Since the third displacement detector 83 is arranged inside the housing 8, a cover is unnecessary.

【0147】次に、このような研磨装置を使用した研磨
終点検出について説明する。まず、平坦な標準ウェハを
インナーパッド51の下面に取り付けて研磨動作を行わ
せると、上側定盤3の位置は図49(a) から図49(c)
のように変化する。この時の第1〜第3の変位検出器8
1〜83の変位信号を規準信号として記録する。標準ウ
ェハは規準信号測定後に外される。
Next, the polishing end point detection using such a polishing apparatus will be described. First, when a flat standard wafer is attached to the lower surface of the inner pad 51 and a polishing operation is performed, the position of the upper surface plate 3 is changed from FIG. 49 (a) to FIG. 49 (c).
It changes like First to third displacement detectors 8 at this time
The displacement signals from 1 to 83 are recorded as the reference signal. The standard wafer is removed after the reference signal measurement.

【0148】次に、被研磨物Wとして層間膜が形成され
たウェハをインナーパッド51の下面に取り付けて研磨
作業を行わせると、図49(a) の位置に存在した上側定
盤3は筐体8の移動にともなって図49(b) のように変
位する。このような上側定盤3な変位が生じるのは、被
研磨物Wと研磨布1との摩擦が大きいので上側定盤3周
囲の弾性体7に加わる応力が大きくくずれるからであ
る。このため、上側定盤3が筐体8の移動方向に引かれ
るように偏ってしまう。これを初期状態とし、このとき
第1〜第3の変位検出器81〜83により検出された変
位量を最大値とする。
Next, when a wafer on which an interlayer film is formed as the object to be polished W is attached to the lower surface of the inner pad 51 and polishing work is performed, the upper surface plate 3 existing at the position shown in FIG. As the body 8 moves, it is displaced as shown in FIG. 49 (b). Such displacement of the upper surface plate 3 occurs because the friction between the object W to be polished and the polishing cloth 1 is large, and thus the stress applied to the elastic body 7 around the upper surface plate 3 is largely broken. Therefore, the upper surface plate 3 is biased so as to be pulled in the moving direction of the housing 8. This is an initial state, and the displacement amount detected by the first to third displacement detectors 81 to 83 at this time is set to the maximum value.

【0149】そして、研磨を続けると時間の経過ととも
に被研磨物Wと研磨布1との摩擦が少しずつ小さくなり
上側定盤3は図49(c) のように筐体8の中央寄りに位
置するようになる。さらに上側定盤3の変化も小さくな
って、図50に示すように、第1〜第3の変位検出器8
1〜83により検出される変位の変化量も徐々に小さく
なり遂には変化量が零又は零に近くなり、この状態で研
磨を停止する。研磨の停止は、筐体3を持ち上げること
により研磨圧力を低減するか被研磨物Wを研磨布1から
離すことで行う。
When the polishing is continued, the friction between the object to be polished W and the polishing cloth 1 gradually decreases with the lapse of time, and the upper surface plate 3 is positioned near the center of the housing 8 as shown in FIG. 49 (c). Come to do. Further, the change of the upper surface plate 3 becomes small, and as shown in FIG. 50, the first to third displacement detectors 8
The amount of change in displacement detected by 1 to 83 also gradually decreases, and finally the amount of change becomes zero or close to zero, and polishing is stopped in this state. The polishing is stopped by lifting the casing 3 to reduce the polishing pressure or separating the workpiece W from the polishing cloth 1.

【0150】なお、上側定盤3の変位の変化量によって
終点検出がし難い場合には、図51に示すように、変位
量と規準信号を比べて一致した時点あるいは差がほとん
どなくなった時点を研磨の終了点としてもよい。終点検
出がし難い例として、例えば被研磨物W内に終点検出の
ための異物質を形成している場合に、平坦化されてその
異物質が露出したときにさらに変位が増加することがあ
る。
When it is difficult to detect the end point due to the amount of change in the displacement of the upper surface plate 3, as shown in FIG. 51, the time when the amount of displacement and the reference signal are compared or when there is almost no difference is detected. It may be the end point of polishing. As an example in which it is difficult to detect the end point, for example, when a foreign substance for detecting the end point is formed in the object W to be polished, the displacement may be further increased when the foreign substance is flattened and exposed. .

【0151】このような定盤の変位を調べる場合には、
変位検出器81〜83の出力信号の変化は緩やかであっ
て直流成分として測定すればよい。また、筐体8、上側
定盤3及び研磨布1の回転に伴って変位検出器81〜8
3の検出信号が数十Hzの低周波の場合にはその低周波
成分のみを検出信号として抽出すればよい。バックグラ
ウンドノイズのような高周波信号はフィルタによって除
去されるので、変位検出器81〜83の感度は振動検出
素子10に比べて高くなる。そのように検出信号が直流
の場合、或いは周波数帯域が0〜100Hz前後と狭い
場合には、高周波の場合よりも検出器への伝達精度が良
いので、上記した振動測定の場合に比べて高感度測定が
可能になる。
When investigating the displacement of such a surface plate,
The changes in the output signals of the displacement detectors 81 to 83 are gradual and may be measured as a DC component. Further, the displacement detectors 81 to 8 are accompanied by the rotation of the casing 8, the upper surface plate 3, and the polishing cloth 1.
When the detection signal of 3 has a low frequency of several tens Hz, only the low frequency component may be extracted as the detection signal. Since high-frequency signals such as background noise are removed by the filter, the sensitivity of the displacement detectors 81 to 83 is higher than that of the vibration detecting element 10. When the detection signal is direct current, or when the frequency band is narrow, such as around 0 to 100 Hz, the transmission accuracy to the detector is better than in the case of high frequency, so the sensitivity is higher than in the vibration measurement described above. Measurement becomes possible.

【0152】ところで、第1の変位検出器81は、ヘッ
ドと同期して回転しているので、上側定盤3の測定する
範囲が変わらないので上側定盤3の形状のバラツキの影
響を受けない。しかし、第1の変位検出器81は、上側
定盤3が1回転する間に上側定盤3との距離が変化する
ので、変位信号の強度や変位方向が自転周波数に対応し
て周期的に変化する。この自転周波数は、最大でも10
0Hz前後であり、しかもヘッドの回転と同期している
からS/N比を劣化させない。
By the way, since the first displacement detector 81 rotates in synchronization with the head, the range measured by the upper surface plate 3 does not change, so that it is not affected by variations in the shape of the upper surface plate 3. . However, since the distance between the first displacement detector 81 and the upper surface plate 3 changes while the upper surface plate 3 makes one rotation, the intensity of the displacement signal and the displacement direction periodically change corresponding to the rotation frequency. Change. The rotation frequency is 10 at maximum.
Since it is around 0 Hz and is synchronized with the rotation of the head, the S / N ratio is not deteriorated.

【0153】第2の変位検出器82は、変位信号が周期
的に変わらずに上側定盤3の変化量をリニアに検出でき
るが、筐体8や上側定盤3の形状のバラツキの影響を受
けやすい。第3の変位検出器83は、上側定盤3の上に
形成した斜面の上下動を被検出対象としてるが、そのよ
うな斜面をなくして上側定盤3の上面の上下動を被検出
対象としてもよい。
The second displacement detector 82 can linearly detect the amount of change of the upper surface plate 3 without the displacement signal changing cyclically, but the influence of variations in the shapes of the housing 8 and the upper surface plate 3 is affected. It is easy to receive. The third displacement detector 83 targets the vertical movement of the slope formed on the upper surface plate 3 as the detection target, but eliminates such a slope and detects the vertical movement of the upper surface of the upper surface plate 3 as the detection target. May be

【0154】このような変位検出器81〜82を複数取
り付けることにより、筐体8や上側定盤3の前後、左右
及び上下の変位を測定することにより、総合的な情報量
が豊富になってが受ける種々の力を総合して、ウェハの
脱落、ウェハの破損、研磨条件(研磨液の供給、研磨布
の異常、圧力の変更、回転数の変更など)についてさら
に多くの情報を得ることができる。
By attaching a plurality of such displacement detectors 81 to 82 to measure the front-rear, left-right and up-down displacements of the casing 8 and the upper surface plate 3, the total amount of information becomes rich. It is possible to obtain more information about wafer dropout, wafer damage, and polishing conditions (supply of polishing liquid, abnormal polishing cloth, pressure change, rotation speed change, etc.) it can.

【0155】また、上側定盤3の側壁3bの検出場所に
図52(a),(b) に示すような半球形の突起91,92又
は図示しない窪みを形成しておけば、同一場所における
多方向の変位を検出することができる。なお、複数の研
磨対象物Wを同時に研磨する場合には図39に示すヘッ
ドを複数同時に起動させることになる。各ヘッドの下で
の研磨のバラツキが10パーセント以下の場合には、全
てのヘッドで研磨終点を検出する必要はなく一部のヘッ
ド(1つでもよい)に変位検出器81〜83や上記実施
形態の振動検出素子10を取り付けるだけいよい。この
場合には、変位検出器81〜83又は振動検出素子10
を取り付けたヘッドが終点に達したときに、全ヘッドの
研磨を停止することによっても良好な結果がえらる。な
お、その終点に達した後で所定の時間だけ研磨を過剰に
行ってもよい。
If hemispherical projections 91, 92 or recesses (not shown) as shown in FIGS. 52 (a) and (b) are formed at the detection location on the side wall 3b of the upper surface plate 3, the same location can be obtained. It is possible to detect displacements in multiple directions. When a plurality of polishing objects W are polished simultaneously, a plurality of heads shown in FIG. 39 are activated at the same time. When the variation in polishing under each head is 10% or less, it is not necessary to detect the polishing end point in all the heads, and it is not necessary to detect the polishing end points in some of the heads (there may be one). All that is required is to attach the vibration detecting element 10 in the form. In this case, the displacement detectors 81 to 83 or the vibration detecting element 10
Good results can also be obtained by stopping the polishing of all the heads when the heads attached with reach the end point. Note that polishing may be excessively performed for a predetermined time after reaching the end point.

【0156】また、全てのヘッドに振動検出素子や変位
検出器を取付けるには、研磨の終点検出を終えた順にヘ
ッド(上側定盤3)を上昇させて研磨を停止させて全て
の研磨が終わるまで待機させるてもよい。複数のヘッド
の研磨の停止指令は、図1や図19に示した制御部1
7,35によって行わせる。
Further, in order to mount the vibration detecting elements and the displacement detectors on all the heads, the heads (upper surface plate 3) are lifted in the order in which the end point detection of the polishing is finished and the polishing is stopped to finish all the polishing. You may wait until. The command to stop polishing a plurality of heads is issued by the control unit 1 shown in FIG. 1 and FIG.
7,35.

【0157】[0157]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、研磨
時の振動を誘発する機構を研磨布に形成するようにして
いるので、研磨時に生じる振動の振動強度が大きくなる
とともに、振動検出素子により検出できる振動周波数帯
域が広くなって、研磨条件を緻密に制御でき、また研磨
の終点検出を容易にできる。そのような機構としては、
研磨布に複数の溝を形成し、その溝に囲まれた領域での
振動を誘発させるものがある。
As described above, according to the present invention, since the mechanism for inducing vibration during polishing is formed on the polishing cloth, the vibration intensity of the vibration generated during polishing is increased and the vibration detection is performed. The vibration frequency band that can be detected by the element is widened, the polishing conditions can be precisely controlled, and the end point of polishing can be easily detected. As such a mechanism,
There is a polishing cloth in which a plurality of grooves are formed and vibration is induced in a region surrounded by the grooves.

【0158】この場合、研磨布や定盤の内部に空洞を形
成すると、誘発された研磨時の振動が増幅されて、振動
検出の振動強度の変化の把握を容易にできる。また、振
動検出素子から得られる振動情報を周波数分析し、研磨
以外の原因による固有振動成分を差し引いた振動強度を
時間毎に積分し、積分値が基準値を下回った時、又はそ
の積分値の時間的変化が基準値を下回った時の何れかの
時点で、研磨停止の信号を送る信号解析手段により研磨
を停止するようにしたので、研磨の終点検出が容易にで
きる。
In this case, when a cavity is formed inside the polishing cloth or the surface plate, the induced vibration at the time of polishing is amplified, and the change in the vibration intensity for vibration detection can be easily grasped. Further, the vibration information obtained from the vibration detection element is subjected to frequency analysis, and the vibration intensity obtained by subtracting the natural vibration component due to causes other than polishing is integrated every time, and when the integrated value falls below the reference value, or the integrated value Since the polishing is stopped by the signal analysis means that sends a polishing stop signal at any time when the temporal change is below the reference value, the polishing end point can be easily detected.

【0159】その信号解析手段では、研磨開始から研磨
停止までの時間が設定時間よりも短い場合と、前記積分
値の時間的変化が指定値を越えて減少した場合とのいず
れかで、研磨布劣化信号を示す信号を出力するので、研
磨の終了か研磨布の劣化かの判断が容易になり、研磨作
業を最適にできる。研磨の際に、特定の振動周波数の振
動強度の減少率が他の振動周波数のそれに比べて大きい
場合には、研磨が一様に行われていないことが実験的に
確認されているので、そのような振動強度の減衰を検知
して研磨条件を変えて研磨が一様になるように研磨条件
を変えるて研磨を最適にできる。
In the signal analysis means, the polishing cloth is either used when the time from the start of polishing to the stop of polishing is shorter than the set time or when the temporal change of the integrated value is decreased beyond the specified value. Since the signal indicating the deterioration signal is output, it becomes easy to judge whether the polishing is finished or the polishing cloth is deteriorated, and the polishing operation can be optimized. During polishing, if the reduction rate of vibration intensity at a specific vibration frequency is larger than that at other vibration frequencies, it is experimentally confirmed that polishing is not performed uniformly. It is possible to optimize the polishing by detecting such vibration intensity attenuation and changing the polishing conditions so that the polishing is uniform.

【0160】さらに、研磨の際の振動検出器による振動
の減衰量を実効値として捉え、この実効値の変化を時間
毎に測定してその変化の積分値又は一定時間の変化量が
零又はそれ以上になった時点を研磨の終点検出とする場
合であって、第1の定盤が回転の他に研磨布上を移動す
る動作を伴う場合には、第1の定盤の位置を含む関数に
よって実効値を割ることにより検出信号を補正すると、
研磨の終点検出が速く且つ正確に検出できる。
Furthermore, the amount of vibration attenuation by the vibration detector during polishing is grasped as an effective value, and the change of this effective value is measured every time, and the integrated value of the change or the amount of change for a certain time is zero or When the end point of polishing is detected when the above time is reached, and when the operation of moving the first polishing plate on the polishing cloth is performed in addition to rotation, a function including the position of the first polishing plate is used. When the detection signal is corrected by dividing the effective value by
The end point of polishing can be detected quickly and accurately.

【0161】また、本発明によれば、研磨時の振動の検
出する振動検出素子の出力を無線で外部に送信する場合
に、送信アンテナと受信アンテナを同軸上に配置するよ
うにしたので、アンテナが回転したり揺動のある状態で
でも送受信を安定にすることができる。さらに、定盤に
取付けられる振動検出素子や送信部に電力を供給する場
合にはその定盤を回転するシャフトの周囲に環状導電体
を取付け、この環状導電体に接触するブラッシを通して
電力を供給するようにしているので、電池交換の手間や
電力不足による作業停止といった事態を回避できる。
Further, according to the present invention, when the output of the vibration detecting element for detecting the vibration during polishing is wirelessly transmitted to the outside, the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged coaxially. It is possible to stabilize the transmission and reception even when is rotating or swinging. Further, when power is supplied to the vibration detecting element and the transmitting unit attached to the surface plate, an annular conductor is attached around the shaft that rotates the surface plate, and power is supplied through the brush that contacts the annular conductor. As a result, it is possible to avoid the trouble of battery replacement and work stop due to insufficient power.

【0162】また本発明によれば、複数の研磨を同時に
行い、研磨情報を無線で送受信する場合に自動周波数制
御機構を用いているので、温度変化による周波数変動が
生じても安定した受信状態にすることができる。さら
に、本発明によれば、研磨時において、定盤に取付けら
れた振動検出素子により検出された振動強度の異常を検
出して、振動強度の異常検出時間が定盤の回転周期より
も短い場合にゴミの存在を示す信号を出力する信号分析
部を設けるようにしているので、その後に続く被研磨物
の研磨面のゴミによる傷の発生を未然に防止できる。
Further, according to the present invention, since the automatic frequency control mechanism is used when a plurality of polishing operations are performed simultaneously and the polishing information is wirelessly transmitted / received, a stable reception state can be obtained even if the frequency changes due to temperature changes. can do. Further, according to the present invention, during polishing, when the abnormality of the vibration intensity detected by the vibration detecting element attached to the surface plate is detected and the abnormality detection time of the vibration intensity is shorter than the rotation cycle of the surface plate. Since a signal analysis unit that outputs a signal indicating the presence of dust is provided in the above, it is possible to prevent the subsequent occurrence of scratches due to dust on the polishing surface of the object to be polished.

【0163】さらに別の本発明によれば、内部が空洞で
機密保持される筐体から防振されたエアバック式の上側
定盤を有する構造において、円周方向の振動を検出する
ような振動検出素子を上側定盤に取り付け、その振動検
出素子から出力された振動強度又は振動スペクトルの信
号の変化によって研磨の終了などを行わせているので、
エアバック式の上側定盤の回転方向の振動強度やそのス
ペクトルの変化を知ることにより、研磨状態の変化を判
断することが容易になる。
According to still another aspect of the present invention, in a structure having an air bag type upper surface plate which is vibration-proofed from a casing whose inside is kept airtight, a vibration for detecting a vibration in a circumferential direction. Since the detection element is attached to the upper surface plate and the polishing is completed by changing the signal of the vibration intensity or the vibration spectrum output from the vibration detection element,
By knowing the vibration intensity of the air bag type upper surface plate in the rotating direction and the change of its spectrum, it becomes easy to judge the change of the polishing state.

【0164】また、振動検出素子からの信号をバンドパ
スフィルタを介して制御部に出力するようにすると、研
磨装置や研磨条件に合わせて、研磨装置固有の周波数の
振動に依存する振動成分を除去して、実際の研磨によっ
て発生する振動だけを選択することができる。また、振
動検出素子により検出した振動信号を無線で制御部に送
る場合に、対数アンプを介して振動信号の振幅レンジを
拡大して無線で送り、受信後に逆対数アンプで振動信号
を復元すると、S/N比が向上する。
Further, when the signal from the vibration detecting element is output to the control section via the bandpass filter, the vibration component depending on the vibration of the frequency unique to the polishing apparatus is removed according to the polishing apparatus and polishing conditions. Then, only the vibration generated by the actual polishing can be selected. Further, when the vibration signal detected by the vibration detection element is sent to the control unit wirelessly, the amplitude range of the vibration signal is expanded via the logarithmic amplifier and sent wirelessly, and when the vibration signal is restored by the antilogarithmic amplifier after reception, The S / N ratio is improved.

【0165】また、振動検出素子による出力信号が小さ
い場合に、振動検出素子を複数接続することにより出力
信号を大きくすることができる。しかも、それら複数の
振動検出素子によって不要な振動成分も大きくなるの
で、その不要な振動成分が互いに打ち消しあい且つ必要
な振動成分が加算されるように振動検出素子の向きや配
置を選択するようにしているので、不要な振動成分によ
るノイズを低減してS/N比を向上できる。
Further, when the output signal from the vibration detecting element is small, the output signal can be increased by connecting a plurality of vibration detecting elements. Moreover, since the unnecessary vibration components are increased by the plurality of vibration detection elements, the orientation and arrangement of the vibration detection elements should be selected so that the unnecessary vibration components cancel each other out and the necessary vibration components are added. Therefore, noise due to unnecessary vibration components can be reduced and the S / N ratio can be improved.

【0166】また、他の本発明の研磨装置によれば、研
磨の進行によって変化する被研磨物支持盤の振動を振動
検出素子で検出する場合に、その振動検出素子の周囲に
防音材を配置しているために、モータなどのバックグラ
ウンドノイズの振動検出素子への入力を抑制してS/N
比を改善できる。また、研磨の進行によって変化する被
研磨物支持盤の振動を振動検出素子で検出する場合に、
検出しようとする振動の周波数を振動検出素子の最大感
度周波数に変換するようにしたので、S/N比を改善で
きる。
Further, according to another polishing apparatus of the present invention, when the vibration detecting element detects the vibration of the object supporting board which changes with the progress of polishing, the soundproof material is arranged around the vibration detecting element. Therefore, the background noise of the motor or the like is suppressed from being input to the vibration detection element, and the S / N ratio is reduced.
The ratio can be improved. Also, when detecting the vibration of the object support plate that changes with the progress of polishing with the vibration detection element,
Since the frequency of the vibration to be detected is converted into the maximum sensitivity frequency of the vibration detecting element, the S / N ratio can be improved.

【0167】また、研磨の進行によって変化する被研磨
物支持盤の振動を振動検出素子で検出する場合に、検出
しようとする振動周波数と同じ周波数の固有振動周波数
を有する振動板を被研磨物支持盤と振動検出素子の間に
介在させたので、振動検出素子に入力する検出振動を共
振させて増幅することができ、S/N比が改善される。
When the vibration detecting element detects the vibration of the object supporting plate which changes with the progress of polishing, the object supporting the object is a diaphragm having a natural vibration frequency which is the same as the vibration frequency to be detected. Since it is interposed between the board and the vibration detection element, the detected vibration input to the vibration detection element can be resonated and amplified, and the S / N ratio is improved.

【0168】また、研磨の進行によって変化する被研磨
物支持盤の振動を振動検出素子で検出する場合に、被研
磨物支持盤を貫通して振動検出素子と被研磨物に接触す
る振動伝達体を設けたので、被研磨物から振動検出素子
への振動伝達効率が良くなってS/Nを改善できる。ま
た、研磨の進行によって変化する被研磨物支持盤の振動
を振動検出素子で検出する場合に、検出時において、被
研磨物支持盤を駆動するエネルギーの供給を一時的に停
止するようにしたので、バックグラウンドノイズを大幅
に低減でき、S/N比を改善できる。
Further, when the vibration detecting element detects the vibration of the object supporting plate which changes with the progress of polishing, the vibration transmitting body which penetrates the object supporting plate and contacts the vibration detecting element and the object to be polished. Since the above is provided, the vibration transmission efficiency from the object to be polished to the vibration detection element is improved, and the S / N can be improved. Further, when detecting the vibration of the object support plate that changes with the progress of polishing by the vibration detection element, the supply of energy for driving the object support plate is temporarily stopped at the time of detection. The background noise can be greatly reduced and the S / N ratio can be improved.

【0169】また、研磨の進行によって変化する被研磨
物支持盤の振動を振動検出素子で検出する場合に、検出
しようとする振動周波数とバックグラウンドノイズの振
動周波数とを相違させるとともに、被研磨物支持盤の固
有振動周波数と検出しようとする振動周波数を同じにし
たので、S/N比を改善できる。また、研磨の進行によ
って変化する被研磨物支持盤の振動を振動検出素子で検
出する場合に、バックグラウンドノイズと逆位相で振動
する振動板を被研磨物支持盤と振動検出素子の間に介在
させたので、振動検出素子へのバックグラウンドノイズ
の入力を排除してS/N比を改善できる。
Further, when the vibration detecting element detects the vibration of the object supporting board which changes with the progress of polishing, the vibration frequency to be detected and the vibration frequency of the background noise are made different, and the object to be polished is made different. Since the natural vibration frequency of the support board and the vibration frequency to be detected are the same, the S / N ratio can be improved. Further, when the vibration detecting element detects the vibration of the object supporting plate that changes with the progress of polishing, a diaphragm vibrating in a phase opposite to the background noise is interposed between the object supporting plate and the vibration detecting element. Therefore, the input of background noise to the vibration detecting element can be eliminated to improve the S / N ratio.

【0170】また、研磨の進行によって変化する被研磨
物支持盤の振動を振動検出素子で検出する場合に、被研
磨物支持盤上に振動検出素子を複数取り付けて選択可能
にしたので、振動検出素子の故障による交換の手間が軽
減できる。さらに他の本発明の研磨装置によれば、研磨
の際に被研磨物支持盤の位置を検出する変位検出器を有
しているので、研磨が進むにつれて研磨布と被研磨物の
摩擦力が変化して被研磨物支持盤の位置が変化し、その
変位の変化量により研磨の終点等を検出できる。この場
合、被研磨物支持盤の位置の変化量はバックグラウンド
ノイズとは振動周波数帯が異なるので、モータ等の振動
の影響を受けずにS/N比の良い検出が可能になる。
Further, when the vibration detecting element detects the vibration of the polishing object supporting plate which changes with the progress of polishing, a plurality of vibration detecting elements are mounted on the polishing object supporting plate so that the vibration can be detected. The time and effort required for replacement due to element failure can be reduced. Further, according to the polishing apparatus of the present invention, since it has a displacement detector for detecting the position of the object support plate during polishing, the friction force of the polishing cloth and the object to be polished increases as the polishing progresses. The position of the object support plate changes due to the change, and the end point of polishing or the like can be detected by the amount of change in the displacement. In this case, the amount of change in the position of the object support plate has a vibration frequency band different from that of the background noise, so that a good S / N ratio can be detected without being affected by vibration of the motor or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の第1実施形態の研磨装置を示
す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2(a),(b) は、本発明の第1実施形態の研磨
装置に適用される研磨布の溝を示す平面図である。
2 (a) and 2 (b) are plan views showing the grooves of the polishing cloth applied to the polishing apparatus of the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の第1実施形態の研磨装置に用
いるヘッドを一部切断した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view in which a head used in the polishing apparatus according to the first embodiment of the present invention is partially cut.

【図4】図4は、本発明の第1実施形態の研磨装置を使
用して研磨する過程で振動検出素子によって検出された
振動周波数と振動強度の関係を示すスペクトルである。
FIG. 4 is a spectrum showing a relationship between a vibration frequency and a vibration intensity detected by a vibration detecting element during polishing using the polishing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図5】図5(a),(b) は、半導体装置製造の一部の工程
を示す断面図である。
5 (a) and 5 (b) are cross-sectional views showing a part of the process of manufacturing a semiconductor device.

【図6】図6(a),(b) は、本発明の第1実施形態の研磨
装置を使用して半導体装置の絶縁膜を研磨する第1例を
示す断面図である。
6A and 6B are cross-sectional views showing a first example of polishing an insulating film of a semiconductor device by using the polishing apparatus of the first embodiment of the present invention.

【図7】図7(a),(b) は、本発明の第1実施形態の研磨
装置を使用して半導体装置の絶縁膜を研磨する第2例を
示す断面図である。
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views showing a second example of polishing an insulating film of a semiconductor device by using the polishing apparatus of the first embodiment of the present invention.

【図8】図8(a) 〜(c) は、本発明の第1実施形態の研
磨装置を使用して半導体装置の絶縁膜を研磨の推移の第
1例を示す断面図である。
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views showing a first example of a transition of polishing an insulating film of a semiconductor device using the polishing apparatus of the first embodiment of the present invention.

【図9】図9(a) 〜(c) は、本発明の第1実施形態の研
磨装置を使用して半導体装置の絶縁膜を研磨の推移の第
2例を示す断面図である。
9A to 9C are cross-sectional views showing a second example of the transition of polishing an insulating film of a semiconductor device using the polishing apparatus of the first embodiment of the present invention.

【図10】図10は、本発明の第1実施形態の研磨装置
の振動検出素子から出力される振動の変化を示す波形図
である。
FIG. 10 is a waveform diagram showing a change in vibration output from the vibration detection element of the polishing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図11】図11は、本発明の第2実施形態に係る研磨
装置のヘッド部分を示す側面図である。
FIG. 11 is a side view showing a head portion of a polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図12】図12は、本発明の第2実施形態に係る研磨
装置のヘッド部分を示す側面図である。
FIG. 12 is a side view showing a head portion of a polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図13】図13は、本発明の第3実施形態に係る研磨
装置のヘッド部分を示す側面図である。
FIG. 13 is a side view showing a head portion of a polishing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図14】図14は、本発明の第5実施形態に係る研磨
装置のヘッド部分を示す側面図である。
FIG. 14 is a side view showing a head portion of a polishing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図15】図15(a) は、本発明の第6実施形態の研磨
装置を示す側面図、図15(b) はその送信アンテナ及び
受信アンテナの配置関係を示す斜視図である。
FIG. 15 (a) is a side view showing a polishing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 15 (b) is a perspective view showing the positional relationship between the transmitting antenna and the receiving antenna.

【図16】図16は、本発明の第7実施形態の研磨装置
の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing a circuit configuration of a polishing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図17】図17は、本発明の第8実施形態の研磨装置
を示す側面図である。
FIG. 17 is a side view showing a polishing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図18】図18は、本発明の第8実施形態の研磨装置
の上側定盤の底面図である。
FIG. 18 is a bottom view of an upper surface plate of a polishing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図19】図19は、本発明の第8実施形態の研磨装置
の信号系統を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a signal system of a polishing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図20】図20は、本発明の第8実施形態の研磨装置
に適用される複数のバンドパスフィルタの通過周波数と
信号透過率の関係の一例を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing an example of the relationship between the pass frequencies and the signal transmittances of a plurality of bandpass filters applied to the polishing apparatus of the eighth embodiment of the present invention.

【図21】図21は、本発明の第8実施形態の研磨装置
の振動検出素子により検出された振動周波数と振動強度
の関係を示すスペクトルである。
FIG. 21 is a spectrum showing the relationship between the vibration frequency and the vibration intensity detected by the vibration detecting element of the polishing apparatus according to the eighth embodiment of the present invention.

【図22】図22(a),(b) は、本発明の第9実施形態の
研磨装置の側面図とその研磨装置の上側定盤の底面図で
ある。
22 (a) and 22 (b) are a side view of a polishing apparatus according to a ninth embodiment of the present invention and a bottom view of an upper surface plate of the polishing apparatus.

【図23】図23(a),(b) は、本発明の第9実施形態の
研磨装置の上側定盤の縦方向の振動の第1例を示す側面
図である。
FIGS. 23 (a) and 23 (b) are side views showing a first example of vertical vibration of an upper surface plate of a polishing apparatus according to a ninth embodiment of the present invention.

【図24】図23(a),(b) は、本発明の第9実施形態の
研磨装置の上側定盤の縦方向の振動の第2例を示す側面
図である。
FIGS. 23 (a) and 23 (b) are side views showing a second example of the vertical vibration of the upper surface plate of the polishing apparatus of the ninth embodiment of the present invention.

【図25】図25(a),(b) は、本発明の第9実施形態に
適用される信号系統の2つの例を示すブロック図であ
る。
25 (a) and 25 (b) are block diagrams showing two examples of the signal system applied to the ninth embodiment of the present invention.

【図26】図26(a),(b) は、本発明の第10実施形態
の研磨装置の側面図と平面図である。
26 (a) and 26 (b) are a side view and a plan view of a polishing apparatus according to a tenth embodiment of the present invention.

【図27】図27(a),(b) は、本発明の第10実施形態
による振動周波数と振動強度の関係を示すスペクトルで
ある。
27 (a) and 27 (b) are spectra showing the relationship between the vibration frequency and the vibration intensity according to the tenth embodiment of the present invention.

【図28】図28は、本発明の第10実施形態の研磨装
置によるゴミによる異常信号とそれ以外の異常信号を示
すスペクトル図である。
FIG. 28 is a spectrum diagram showing an abnormal signal due to dust and an abnormal signal other than the abnormal signal by the polishing apparatus according to the tenth embodiment of the present invention.

【図29】図29は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において、ヘッド内に吸音材を設けた例を示す部分断
面図である。
FIG. 29 is a partial cross-sectional view showing an example in which a sound absorbing material is provided in the head in the polishing apparatus of the eleventh embodiment of the present invention.

【図30】図30は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において、振動検出素子の底部に振動体を取り付けた
例を示す部分断面図である。
FIG. 30 is a partial cross-sectional view showing an example in which a vibrating body is attached to the bottom of a vibration detecting element in the polishing apparatus of the eleventh embodiment of the present invention.

【図31】図31は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において、振動検出素子の底部に振動体を取り付けた
例を示す部分断面図である。
FIG. 31 is a partial cross-sectional view showing an example in which a vibrating body is attached to the bottom of a vibration detecting element in a polishing apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図32】図32は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において、振動検出素子と被検出物の間に振動伝達用
針を介在させた例を示す部分断面図である。
FIG. 32 is a partial cross-sectional view showing an example in which a vibration transmitting needle is interposed between a vibration detecting element and an object to be detected in the polishing apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention.

【図33】図33は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において、振動検出素子に入力するノイズ振動を除去
する回路を設けた例を示す部分断面図である。
FIG. 33 is a partial cross-sectional view showing an example in which a polishing device according to an eleventh embodiment of the present invention is provided with a circuit for eliminating noise vibration input to a vibration detection element.

【図34】図34は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において、振動検出素子に入力する振動周波数を変化
する回路を設けた例を示す部分断面図である。
FIG. 34 is a partial cross-sectional view showing an example in which a circuit for changing the vibration frequency input to the vibration detection element is provided in the polishing apparatus of the eleventh embodiment of the present invention.

【図35】図35は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において、振動検出素子とその底面に取り付ける振動
板を複数設けた例を示す部分断面図である。
[FIG. 35] FIG. 35 is a partial cross-sectional view showing an example in which a plurality of vibration detection elements and a plurality of vibration plates attached to the bottom surface are provided in the polishing apparatus of the eleventh embodiment of the present invention.

【図36】図36は、本発明の研磨装置に適用される振
動検出素子の振動周波数と感度の関係を示す特性図であ
る。
FIG. 36 is a characteristic diagram showing the relationship between the vibration frequency and the sensitivity of the vibration detecting element applied to the polishing apparatus of the present invention.

【図37】図37は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において検出された研磨固有振動の周波数と強度の関
係を示すスペクトルである。
FIG. 37 is a spectrum showing the relationship between the frequency and the intensity of the natural polishing vibration detected by the polishing apparatus of the eleventh embodiment of the present invention.

【図38】図38は、本発明の第11実施形態の研磨装
置において検出された研磨固有振動のスペクトルの積分
値の時間経過による変化量を示す特性図である。
FIG. 38 is a characteristic diagram showing the amount of change over time in the integrated value of the spectrum of the polishing natural vibration detected in the polishing apparatus of the eleventh embodiment of the present invention.

【図39】図39(a),(b) は、本発明の第12実施形態
の研磨装置の側面図と、下側定盤及び研磨布を示す平面
図である。
39 (a) and 39 (b) are a side view of a polishing apparatus of a twelfth embodiment of the present invention and a plan view showing a lower surface plate and a polishing cloth.

【図40】図40は、本発明の第12実施形態の研磨装
置の信号系統を示すブロック図である。
FIG. 40 is a block diagram showing a signal system of a polishing apparatus according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図41】図41は、本発明の第12実施形態の研磨装
置のコンピュータの信号処理を示すブロック図である。
FIG. 41 is a block diagram showing signal processing of a computer in the polishing apparatus according to the twelfth embodiment of the present invention.

【図42】図42(a) は、本発明の第12実施形態の研
磨装置においてサンプリングデータを平均して表示した
補正前の振動強度曲線と、補正された振動強度曲線を示
す図であり、図42(b) は、補正前と補正後のの振動強
度曲線の微分した曲線を示す図である。
FIG. 42 (a) is a diagram showing a vibration intensity curve before correction, in which sampling data is averaged and displayed in the polishing apparatus of the twelfth embodiment of the present invention, and a corrected vibration intensity curve, FIG. 42 (b) is a diagram showing a curve obtained by differentiating the vibration intensity curve before and after the correction.

【図43】図43(a) は、本発明の第12実施形態の研
磨装置において、上側定盤が研磨布の直径方向に移動す
る場合の上側定盤の回転中心と研磨布の回転中心の距離
rの変化を示す波形図、図43(b) は、その距離rを用
いた補正関数の波形図である。
FIG. 43 (a) shows the center of rotation of the upper surface plate and the center of rotation of the polishing cloth when the upper surface plate moves in the diametrical direction of the polishing cloth in the polishing apparatus of the twelfth embodiment of the present invention. 43 (b) is a waveform diagram showing a change in the distance r, and FIG. 43 (b) is a waveform diagram of the correction function using the distance r.

【図44】図44(a) 〜(d) は、本発明の第12実施形
態の研磨装置に使用される研磨布のバリエーションを示
す平面図である。
44 (a) to 44 (d) are plan views showing variations of the polishing cloth used in the polishing apparatus of the twelfth embodiment of the present invention.

【図45】図45(a) は、本発明の第12実施形態の研
磨装置において、上側定盤の移動軌跡の第2の例を示す
平面図、図45(b) は、その移動軌跡における上側定盤
の回転中心と研磨布の回転中心の距離rの変化を示す波
形図である。
FIG. 45 (a) is a plan view showing a second example of the movement trajectory of the upper surface plate in the polishing apparatus of the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 45 (b) is the movement trajectory thereof. It is a wave form diagram which shows the change of the distance r of the rotation center of the upper surface plate and the rotation center of the polishing cloth.

【図46】図46(a) は、本発明の第12実施形態の研
磨装置において、上側定盤の移動軌跡の第3の例を示す
平面図、図46(b) は、その移動軌跡における上側定盤
の回転中心と研磨布の回転中心の距離rの変化を示す波
形図である。
FIG. 46 (a) is a plan view showing a third example of the movement trajectory of the upper surface plate in the polishing apparatus of the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 46 (b) shows the movement trajectory. It is a wave form diagram which shows the change of the distance r of the rotation center of the upper surface plate and the rotation center of the polishing cloth.

【図47】図47は、本発明の第12実施形態の研磨装
置において、上側定盤が研磨布上を移動しない場合の時
間的変化を示す振動強度曲線、図47(b) はその振動強
度曲線の微分曲線である。
47 is a vibration intensity curve showing a temporal change when the upper surface plate does not move on the polishing cloth in the polishing apparatus of the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 47 (b) shows the vibration intensity. It is a differential curve of a curve.

【図48】図48(a),(b) は、本発明の第13実施形態
の研磨装置の要部を示す断面図及び底面図である。
48 (a) and 48 (b) are a sectional view and a bottom view showing a main part of a polishing apparatus according to a thirteenth embodiment of the present invention.

【図49】図49(a) 〜(c) は、本発明の第13実施形
態の研磨装置のヘッドの底面の研磨による変化を示す底
面図である。
49 (a) to 49 (c) are bottom views showing changes due to polishing of the bottom surface of the head of the polishing apparatus of the thirteenth embodiment of the present invention.

【図50】図50は、本発明の第13実施形態の研磨装
置において、研磨の進行による上側定盤の変位の変化量
を示す図である。
FIG. 50 is a diagram showing the amount of change in displacement of the upper surface plate due to progress of polishing in the polishing apparatus of the thirteenth embodiment of the present invention.

【図51】図51は、本発明の第13実施形態の研磨装
置において、研磨の進行による上側定盤の変位の変化量
と規準信号の比較を示す図である。
FIG. 51 is a diagram showing a comparison between a change amount of displacement of the upper surface plate due to progress of polishing and a reference signal in the polishing apparatus according to the thirteenth embodiment of the present invention.

【図52】図52(a),(b) は、本発明の第13実施形態
の研磨装置において、振動検出領域に突起を形成した状
態を示すヘッドの部分断面図である。
52 (a) and 52 (b) are partial cross-sectional views of the head showing a state in which a protrusion is formed in the vibration detection region in the polishing apparatus of the thirteenth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1d 研磨布 2 下側定盤 2a 空洞 3 上側定盤 3a 空洞 3b 側壁 4 第一の溝 5 第二の溝 6 第二の溝(空洞) 7 弾性部 8 指示体 9 シャフト 10、10A、10B 振動検出素子 11 ノズル 12 ドレッサー 13、13A 送信機 14 受信機 15 駆動制御部 16 表示部 21 シャフト駆動部 22 弾性部 23 揺動装置 24 ベルト 25 送信用アンテナ 26 受信用アンテナ 27 信号線 28 環状導電体 29 ブラッシ 30 電線 31 合成器 32 受信機 33 信号解析部 34a、34d、34e 第1のアンプ 34b フィルタ 34c 第2のアンプ 34B FM送信機 35 処理部 41 上側定盤 42 加速度センサー 43 下側定盤 44 研磨布 45 マーカー 46 マーカー検出器 50 防音/吸音材 51 インナーシート 52 共振板 53 アンプ 54 孔 55 振動伝達用針 56 振動板 57 振動検出素子 58 振動制御部 59 周波数変換回路 61 位置検出器 62 検知板 63 整流器 64 コンデンサ 65 アンプ 66 ローパスフィルタ 67 ハイパスフィルタ 69 FM受信機 70 記録装置 71 フィルター 72 第1のアンプ 73 整流回路 74 ローパスフィルター 75 第2のアンプ 76 A/D変換器 77 コンピュータ 81、82、83 変位検出器 91、92 突起 1, 1d Polishing cloth 2 Lower surface plate 2a Cavity 3 Upper surface plate 3a Cavity 3b Side wall 4 First groove 5 Second groove 6 Second groove (cavity) 7 Elastic part 8 Indicator 9 Shaft 10, 10A, 10B Vibration detection element 11 Nozzle 12 Dresser 13, 13A Transmitter 14 Receiver 15 Drive control section 16 Display section 21 Shaft drive section 22 Elastic section 23 Swinging device 24 Belt 25 Transmitting antenna 26 Receiving antenna 27 Signal line 28 Ring-shaped conductive Body 29 Brush 30 Electric wire 31 Combiner 32 Receiver 33 Signal analysis part 34a, 34d, 34e First amplifier 34b Filter 34c Second amplifier 34B FM transmitter 35 Processing part 41 Upper surface plate 42 Acceleration sensor 43 Lower surface plate 44 Polishing cloth 45 Marker 46 Marker detector 50 Soundproofing / sound absorbing material 51 Inner sheet 52 Resonance plate 53 Amplifier 54 Hole 55 Vibration transmission needle 56 Vibration plate 57 Vibration detection element 58 Vibration control unit 59 Frequency conversion circuit 61 Position detector 62 Detection plate 63 Rectifier 64 Capacitor 65 Amplifier 66 Low-pass filter 67 High-pass filter 69 FM receiver 70 Recording device 71 Filter 72 First amplifier 73 Rectifier circuit 74 Low-pass filter 75 Second amplifier 76 A / D converter 77 Computer 81, 82, 83 Displacement detector 91, 92 Protrusion

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】研磨対象物を支持する第1の定盤と、 前記第1の定盤を回転させる第1の駆動機構と、 前記第1の定盤に対向して配置される第2の定盤と、 前記第2の定盤に張り付けられた研磨布と、 前記第1の定盤又は前記第2の定盤に取り付けられ、研
磨時の振動を検出する振動検出器と、 少なくとも前記第1の定盤と前記第2の定盤の一方の研
磨動作を制御する制御部と、 前記振動検出器により検出された振動強度を周波数分析
し、さらに該振動強度を時間毎に積分し、積分値の時間
的変化が基準値を下回った時、又は該積分値が基準値を
下回った時の何れかの時点で、前記第1の定盤、前記第
2の定盤の少なくとも一方を停止する研磨停止信号を前
記制御部に送る信号解析手段とを有することを特徴とす
る研磨装置。
1. A first platen for supporting an object to be polished, a first drive mechanism for rotating the first platen, and a second platen arranged so as to face the first platen. A surface plate, a polishing cloth attached to the second surface plate, a vibration detector attached to the first surface plate or the second surface plate for detecting vibration during polishing, and at least the first surface plate A control unit for controlling the polishing operation of one of the surface plate No. 1 and the second surface plate; frequency analysis is performed on the vibration intensity detected by the vibration detector; At least one of the first surface plate and the second surface plate is stopped when the time change of the value is below the reference value or when the integrated value is below the reference value. And a signal analysis unit that sends a polishing stop signal to the control unit.
【請求項2】前記第1の定盤の周囲には弾性体が形成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein an elastic body is formed around the first surface plate.
【請求項3】前記研磨布の表面には溝又は孔が形成さ
れ、前記研磨布の内部には該表面の振動に共振する空洞
が形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載
の研磨装置。
3. A groove or a hole is formed on the surface of the polishing cloth, and a cavity that resonates with the vibration of the surface is formed inside the polishing cloth. Polishing equipment.
【請求項4】前記振動検出器の出力端側には、中心周波
数の異なる複数のバンドパスフィルタが組合わせて接続
されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれか記
載の研磨装置。
4. The polishing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of bandpass filters having different center frequencies are combined and connected to the output end side of the vibration detector.
【請求項5】研磨開始、研磨停止又は研磨の条件を満た
したか否かの判断をする信号解析部と、 前記振動検出器によって検出された研磨の振動情報を無
線送信する送信部と、 前記送信部から出力された無線信号を受信し、且つ該無
線信号の同調周波数の変動を参照周波数の範囲内に自動
的に保持する自動周波数制御機構を有するとともに、前
記信号解析部が受信データを要求する毎に前記送信機の
発振周波数を該自動周波数制御機構により受信する受信
部とを有することを特徴とする請求項1乃至4いずれか
記載の研磨装置。
5. A signal analysis unit that determines whether polishing is started, stopped, or has satisfied polishing conditions, a transmission unit that wirelessly transmits vibration information of polishing detected by the vibration detector, and the transmission. Has a frequency control mechanism for receiving a radio signal output from the unit and automatically holding the variation of the tuning frequency of the radio signal within the range of the reference frequency, and the signal analysis unit requests reception data. The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a receiver that receives the oscillation frequency of the transmitter by the automatic frequency control mechanism.
【請求項6】前記振動検出器は、縦方向又は円周方向の
振動を検出する素子であることを特徴とする請求項1乃
至5いずれか記載の研磨装置。
6. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the vibration detector is an element that detects vibration in a longitudinal direction or a circumferential direction.
【請求項7】前記振動検出器は、前記第1の定盤の回転
中心に対して対称に複数個取り付けられ、複数の前記振
動検出器の出力信号の和又は差をとる演算器が複数の前
記振動検出器の出力端に接続されていることを特徴とす
る請求項1乃至6いずれか記載の研磨装置。
7. A plurality of the vibration detectors are mounted symmetrically with respect to the center of rotation of the first surface plate, and a plurality of computing units for calculating the sum or difference of the output signals of the plurality of vibration detectors are provided. The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 6, which is connected to an output end of the vibration detector.
【請求項8】前記振動検出器で検出される振動周波数を
前記振動検出器の共振周波数に変換する振動変換手段
を、前記振動検出器に接続したことを特徴とする請求項
1乃至7いずれか記載の研磨装置。
8. A vibration converting means for converting a vibration frequency detected by the vibration detector into a resonance frequency of the vibration detector is connected to the vibration detector. The polishing device described.
【請求項9】研磨対象物は、インナーシートを介して前
記第1の定盤に支持され、 前記第1の定盤と前記インナーシートに形成された貫通
孔と、 前記貫通孔を通して前記研磨対象物と前記振動検出器の
双方に接触する振動伝達体とを有することを特徴とする
請求項1乃至8いずれか記載の研磨装置。
9. An object to be polished is supported on the first surface plate via an inner sheet, and a through hole formed in the first surface plate and the inner sheet, and the object to be polished through the through hole. 9. The polishing apparatus according to claim 1, further comprising a vibration transmitter that contacts both the object and the vibration detector.
【請求項10】前記第2の定盤には、前記第2の定盤を
回転させる第2の駆動機構が接続されており、 前記第1の定盤は、前記振動検出器により検出しようと
する振動周波数と同じ第1の固有振動周波数を有すると
ともに、 前記第1の駆動機構及び前記第2の駆動機構の少なくと
も一方が、前記第1の固有振動周波数と異なった第2の
固有振動周波数を有することを特徴とする請求項1乃至
9いずれか記載の研磨装置。
10. A second drive mechanism for rotating the second surface plate is connected to the second surface plate, and the first surface plate is to be detected by the vibration detector. Has a first natural vibration frequency that is the same as the first vibration frequency, and at least one of the first drive mechanism and the second drive mechanism outputs a second natural vibration frequency that is different from the first natural vibration frequency. The polishing apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising:
【請求項11】研磨対象物を支持する第1の定盤と、 前記第1の定盤を回転させる駆動機構と、 前記第1の定盤に対向して配置され、且つ内部に空洞が
形成された第2の定盤と、 前記第2の定盤に張り付けられた研磨布と、 前記第1の定盤又は前記第2の定盤に取り付けられ、研
磨時の振動信号を出力する振動検出器と、 少なくとも前記第1の定盤と前記第2の定盤の一方の研
磨動作を制御する制御部とを有することを特徴とする研
磨装置。
11. A first platen for supporting an object to be polished, a drive mechanism for rotating the first platen, a facet arranged to face the first platen, and a cavity formed therein. A second surface plate, a polishing cloth attached to the second surface plate, and a vibration detection device that is attached to the first surface plate or the second surface plate and outputs a vibration signal during polishing. And a controller for controlling a polishing operation of at least one of the first surface plate and the second surface plate.
【請求項12】研磨対象物を支持する第1の定盤と、 前記第1の定盤に対向して配置される第2の定盤と、 前記第2の定盤に張り付けられる研磨布と、 前記第1の定盤又は前記第2の定盤に取付けられた振動
検出器と、 少なくとも前記第1の定盤又は前記第2の定盤を駆動す
る駆動機構と、 前記振動検出器が取付けられた側の前記第1の定盤又は
前記第2の定盤に取り付けられ、且つ前記振動検出器に
より検出された振動情報を無線送信する送信部と、 前記送信部から出力された無線信号を受信する受信部
と、 前記受信部に接続されて、受信した前記無線信号を解析
する信号解析部と、 前記信号解析部からの信号に基づいて、研磨停止又は研
磨条件の変更を指示する信号を少なくとも前記駆動機構
に出力する制御部と、 前記振動検出器が取り付けられた前記第1の定盤又は前
記第2の定盤の回転軸の周囲に取付けられ、且つ前記送
信部に接続された環状の送信アンテナと、 前記回転軸の延長上に取付けられ、且つ前記受信部に接
続される受信アンテナとを有することを特徴とする研磨
装置。
12. A first surface plate for supporting an object to be polished, a second surface plate arranged to face the first surface plate, and a polishing cloth attached to the second surface plate. A vibration detector attached to the first surface plate or the second surface plate, a drive mechanism for driving at least the first surface plate or the second surface plate, and the vibration detector attached A transmitting unit which is attached to the first surface plate or the second surface plate on the operated side and wirelessly transmits the vibration information detected by the vibration detector; and a wireless signal output from the transmitting unit. A receiving unit that receives the signal, a signal analysis unit that is connected to the receiving unit, analyzes the received wireless signal, and a signal that instructs polishing stop or change of polishing conditions based on the signal from the signal analysis unit. At least a control unit that outputs to the drive mechanism, and the vibration detector An annular transmitting antenna attached to the periphery of the rotating shaft of the attached first surface plate or the second surface plate and connected to the transmitting unit; and an extension of the rotating shaft, and A polishing apparatus, comprising: a reception antenna connected to the reception unit.
【請求項13】前記振動検出器の出力に基づく振動信号
の振幅レンジを広げるための対数アンプと、 前記受信部の出力側に接続されて前記受信部からの出力
信号を変換する逆対数アンプとを有することを特徴とす
る請求項12記載の研磨装置。
13. A logarithmic amplifier for expanding the amplitude range of a vibration signal based on the output of the vibration detector, and an antilogarithmic amplifier connected to the output side of the receiving section for converting an output signal from the receiving section. The polishing apparatus according to claim 12, further comprising:
【請求項14】研磨対象物を支持する第1の定盤と、 前記第1の定盤に対向して配置される第2の定盤と、 前記第2の定盤に張り付けられる研磨布と、 前記第1の定盤を前記研磨布上の一定範囲内で周期的に
移動させる駆動手段と、 前記第1の定盤の振動強度又は前記駆動手段の駆動トル
クの値を、前記第1の定盤の位置成分を含む関数で割算
してその結果を研磨状態信号とし、該研磨状態信号の変
化を時間で微分し、その微分値に基づいて研磨終了を検
出する研磨終点検出手段とを有することを特徴とする研
磨装置。
14. A first surface plate for supporting an object to be polished, a second surface plate arranged to face the first surface plate, and a polishing cloth attached to the second surface plate. Driving means for periodically moving the first surface plate within a certain range on the polishing cloth, and a value of vibration intensity of the first surface plate or a driving torque of the driving means, A polishing end point detecting means for dividing the result by a function including a position component of the surface plate to obtain a polishing state signal, differentiating a change in the polishing state signal by time, and detecting polishing end based on the differential value. A polishing apparatus having:
【請求項15】研磨対象物を支持する定盤と、 前記定盤の周辺部を弾性体を介して支持し、且つ内部が
空洞の筐体と、 前記研磨対象物を研磨する研磨布と、 前記研磨布と前記研磨対象物の摩擦によって前記研磨布
の移動方向又は前記筐体の移動方向に引きずられる前記
定盤の前記筐体に対する相対位置を測定する変位検出器
とを有することを特徴とする研磨装置。
15. A surface plate for supporting an object to be polished, a casing which supports a peripheral portion of the surface plate through an elastic body and has a hollow interior, and a polishing cloth for polishing the object to be polished. A displacement detector for measuring a relative position of the surface plate with respect to the housing, which is dragged in the moving direction of the polishing cloth or the moving direction of the housing due to friction of the polishing cloth and the object to be polished. Polishing equipment.
【請求項16】前記研磨布との摩擦によって平坦化され
る前記研磨対象物の平坦化速度と前記変位検出器の出力
信号とを対応させ、該出力信号の変化が該平坦化速度の
所定の範囲内又は所定の値に達した時を研磨終点として
判別する研磨終点判別手段を有することを特徴とする請
求項15記載の研磨装置。
16. A flattening speed of the object to be flattened by friction with the polishing cloth and an output signal of the displacement detector are made to correspond to each other, and a change in the output signal corresponds to a predetermined flattening speed. 16. The polishing apparatus according to claim 15, further comprising a polishing end point determination means for determining the polishing end point when the value reaches within a range or reaches a predetermined value.
【請求項17】研磨対象物を支持する第1の定盤と、該
第1の定盤に対向して配置される第2の定盤と、該第2
の定盤に張り付けられる研磨布とを使用して、該研磨対
象物を前記研磨布により研磨する研磨方法において、 振動検出器によって、前記第1の定盤又は前記第2の定
盤の研磨時の振動を検出し、 前記振動検出器から出力された振動強度を周波数分析
し、さらに該振動強度を時間毎に積分し、積分値の時間
的変化が基準値を下回った時、又は該積分値が基準値を
下回った時の何れかの時点で研磨を停止することを特徴
とする研磨方法。
17. A first surface plate for supporting an object to be polished, a second surface plate arranged to face the first surface plate, and a second surface plate.
In the polishing method for polishing the object to be polished with the polishing cloth by using the polishing cloth attached to the surface plate, the method for polishing the first surface plate or the second surface plate with a vibration detector. Of the vibration, frequency analysis of the vibration intensity output from the vibration detector, further integrating the vibration intensity every time, when the temporal change of the integrated value is below the reference value, or the integrated value The polishing method is characterized in that the polishing is stopped at any time when is below the reference value.
【請求項18】前記積分値は、複数の振動強度の平均値
であることを特徴とする請求項17記載の研磨方法。
18. The polishing method according to claim 17, wherein the integrated value is an average value of a plurality of vibration intensities.
【請求項19】前記研磨対象物上に形成されて表面に凹
凸を有する膜を、前記研磨布によって平坦化することを
特徴とする請求項17又は18記載の研磨方法。
19. The polishing method according to claim 17, wherein a film formed on the object to be polished and having irregularities on the surface is planarized by the polishing cloth.
【請求項20】研磨開始から研磨停止までの時間が、設
定時間よりも短いか、或いは前記積分値の時間的変化が
指定値を越えて減少したかのいずれかにより、研磨布の
劣化を認識することを特徴とする請求項17乃至19い
ずれか記載の研磨方法。
20. Deterioration of the polishing cloth is recognized by the fact that the time from the start of polishing to the stop of polishing is shorter than a set time or the time change of the integral value is decreased beyond a specified value. The polishing method according to any one of claims 17 to 19, wherein
【請求項21】研磨時間の際に、特定の振動周波数の振
動強度の減少率が他の振動周波数の振動強度の減少率に
比べて大きいことを検知して研磨条件を変更することを
特徴とする請求項17乃至20いずれか記載の研磨方
法。
21. During the polishing time, the polishing condition is changed by detecting that the reduction rate of the vibration intensity of a specific vibration frequency is higher than the reduction rate of the vibration intensity of another vibration frequency. The polishing method according to any one of claims 17 to 20.
【請求項22】前記振動検出器から出力された振動強度
信号又は振動スペクトルの変化に基づいて、研磨状態を
リアルタイムで分析して研磨終点を検出するか、研磨条
件を変更することを特徴とする請求項17乃至19いず
れか記載の研磨方法。
22. Based on a change in a vibration intensity signal or a vibration spectrum output from the vibration detector, a polishing state is analyzed in real time to detect a polishing end point, or the polishing condition is changed. The polishing method according to claim 17.
【請求項23】研磨対象物を支持する第1の定盤と、該
第1の定盤に対向して配置される第2の定盤と、該第2
の定盤に張り付けられた研磨布とを備えた研磨装置を用
いる研磨方法において、 駆動手段により、前記第1の定盤を前記研磨布上の一定
範囲内で周期的に移動させ、 前記第1の定盤の振動強度又は前記駆動手段の回転トル
クの値を、前記第1の定盤の位置成分を含む関数で割算
してその結果を研磨状態信号とし、該研磨状態信号の変
化を時間で微分し、その微分値に基づいて研磨を終了す
る工程を含むことを特徴とする研磨方法。
23. A first surface plate for supporting an object to be polished, a second surface plate arranged to face the first surface plate, and a second surface plate.
In a polishing method using a polishing apparatus provided with a polishing cloth attached to a surface plate of the first polishing machine, the first moving platen is periodically moved within a certain range on the polishing cloth by a driving unit, The vibration intensity of the surface plate or the value of the rotation torque of the driving means is divided by a function including the position component of the first surface plate, and the result is used as a polishing state signal. And a step of terminating polishing on the basis of the differentiated value.
【請求項24】前記関数は、前記研磨布の回転中心から
の距離に比例する比例関数であることを特徴とする請求
項23記載の研磨装置。
24. The polishing apparatus according to claim 23, wherein the function is a proportional function proportional to the distance from the center of rotation of the polishing cloth.
【請求項25】前記研磨布において、略等密度に溝又は
孔が形成されている場合は、前記関数は、前記研磨布の
回転中心からの距離の二乗に比例する関数であることを
特徴とする請求項23記載の研磨方法。
25. When the grooves or holes are formed in the polishing cloth at substantially the same density, the function is a function proportional to the square of the distance from the center of rotation of the polishing cloth. The polishing method according to claim 23.
【請求項26】前記関数には、前記第2の定盤の回転数
が含まれることを特徴とする請求項23記載の研磨方
法。
26. The polishing method according to claim 23, wherein the function includes the number of rotations of the second platen.
【請求項27】研磨対象物を支持する第1の定盤と、該
第1の定盤に対向して配置される第2の定盤と、該第2
の定盤に張り付けられる研磨布とを使用して、該研磨対
象物を前記研磨布により研磨する研磨方法において、 振動検出器によって、前記第1の定盤又は前記第2の定
盤の研磨時の振動を検出し、 前記振動検出器により検出された振動強度の異常を検出
し、該振動強度の異常検出時間が前記第2の定盤の回転
周期よりも短い場合に、前記第1の定盤と前記第2の定
盤の駆動を制御することを有することを特徴とする研磨
方法。
27. A first platen for supporting an object to be polished, a second platen opposed to the first platen, and a second platen.
In the polishing method for polishing the object to be polished with the polishing cloth by using the polishing cloth attached to the surface plate, the method for polishing the first surface plate or the second surface plate with a vibration detector. Vibration of the first platen is detected, and the abnormality of the vibration intensity detected by the vibration detector is detected, and when the abnormality detection time of the vibration intensity is shorter than the rotation cycle of the second surface plate, the first constant is detected. A polishing method comprising controlling the driving of a plate and the second platen.
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