TWI594844B - Chemical mechanical polishing device and grinding device polishing pad partial wear detection method - Google Patents

Chemical mechanical polishing device and grinding device polishing pad partial wear detection method Download PDF

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Description

化學機械研磨裝置以及研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法
本發明係關於一種檢測用於研磨基板予以平坦化之研磨台的研磨面之偏磨耗的化學機械研磨裝置以及研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法者。
近年來，半導體器件愈來愈微細化，元件構造更趨於複雜。在半導體器件之製造工序中，半導體晶圓表面之平坦化屬於非常重要之工序。用於表面平坦化之代表性技術係化學機械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)。該化學機械研磨係在研磨墊之研磨面上供給包含二氧化矽(SiO2)等磨粒之研磨液，使半導體晶圓滑動接觸於研磨面來研磨半導體晶圓之表面。亦有取代研磨墊，而使用藉由黏合劑固定磨粒之固定磨粒。
該化學機械研磨係使用CMP裝置進行。CMP裝置一般而言具備在上面貼合研磨墊之研磨台、及保持作為研磨對象物之半導體晶圓等基板(被研磨物)之頂環。使研磨台及頂環以其軸心為中心分別旋轉，並藉由頂環以指定之壓力將基板按壓於研磨墊之研磨面(上面)，在研磨面上供給研磨液，將基板表面研磨成平坦且鏡面。研磨液通常使用鹼溶液中懸濁由二氧化矽等微粒子構成之磨粒者。基板藉由鹼之化學性研磨作用與磨粒之機械性研磨作用的複合作用而研磨。
進行基板之研磨時，磨粒及研磨屑會附著在研磨墊之研磨面 上，此外，研磨墊之特性變化導致研磨性能老化。因而，隨著反覆研磨基板，研磨速度降低，並發生研磨不均。因此，為了再生老化之研磨墊的研磨面，而鄰接於研磨台設有修整裝置。
該修整裝置一般而言具備可旋轉之修整頭、及固定於該修整頭之修整部件。修整裝置係藉由使修整頭以其軸心為中心旋轉，同時將修整部件按壓在旋轉之研磨台上的研磨墊之研磨面，而除去附著於研磨面之磨液及切削屑，並且進行研磨面之平坦化及整形(修整)。修整部件一般而言使用在接觸於研磨面之面(修整面)電沉積鑽石粒子而成者等。
再者，上述研磨墊之研磨面因為研磨處理特定數之基板以及進行上述修整而消耗，當研磨墊磨耗至某種程度時需要更換，研磨墊已磨耗狀態下即使研磨處理基板，仍無法研磨基板，所以需要適切掌握研磨墊之更換時期。
因此，為了檢測研磨墊之磨耗亦即研磨墊之適切更換時期，習知有依據墊調整組件(Pad Conditioning Assembly)之電動馬達的轉數或轉矩來推測研磨墊之耐用年數(參照專利文獻1)。
此外，習知有檢測進行修整之調整盤的轉矩及掃描轉矩(sweep torque)等，依據檢測之值來檢測研磨墊之磨耗(參照專利文獻2)。
但是，CMP裝置因研磨墊之全面磨耗，在經過耐用期間之前已產生偏磨耗，因而有時也需要更換研磨墊。例如，在該CMP裝置之研磨台上貼合研磨墊時，若研磨台與研磨墊之間混入空氣(氣泡)，研磨墊之混入空氣的部分對研磨台會稍微鼓起。另外，不限於此，有時因為其他原因會在研磨墊表面產生一些凹凸。在此種狀態下進行基板之化學機械研 磨、或研磨墊之修整時，會發生研磨墊之鼓起部分以比其他部分強的接觸壓被磨耗，亦即發生偏磨耗。在研磨墊發生偏磨耗之狀態下對基板進行化學機械研磨時，可能導致研磨後之基板的平坦性及研磨率降低。
另外，修整裝置中，習知有在修整研磨墊時，檢測修整裝置之墊修整器(修整頭)與研磨墊之間產生的摩擦力或撞擊力(參照專利文獻3)。
此外，研磨裝置中，習知有從研磨墊之高度算出研磨墊之磨損量，依據研磨墊之磨損量、研磨台之旋轉馬達的轉矩或電流、以及頂環之旋轉馬達的轉矩或電流，來診斷研磨墊之研磨面狀態(參照專利文獻4)。
再者，修整裝置中，習知有在修整研磨面時，藉由檢測流入具有研磨面之研磨台的旋轉馬達之電流，來檢測作用於研磨面與修整器(修整頭)之間的摩擦負載(參照專利文獻5)。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
[專利文獻1]日本特表2007-529111號公報
[專利文獻2]日本特表2011-530809號公報
[專利文獻3]日本特開2005-022028號公報
[專利文獻4]日本特開2012-056029號公報
[專利文獻5]日本特開2006-272549號公報
本發明之一個目的為提供一種可檢測研磨墊發生之偏磨耗 的化學機械研磨裝置以及研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法。
為了達成上述目的，本發明一種形態之化學機械研磨裝置，其具有檢測研磨墊偏摩耗之檢測系統，該化學機械研磨裝置之特徵為具有下列元件：能旋轉的研磨台，其與台驅動軸連接，該研磨台配置有前述研磨墊；能旋轉的研磨頭，其用於保持基板，將前述基板按壓在前述研磨墊；修整裝置，其具有：修整頭，具有將前述研磨墊之研磨面加以修整的修整面，該修整頭與修整器驅動軸連接，該修整頭藉由前述修整器驅動軸而旋轉；及修整器搖動軸，與搖動致動器連接，使前述修整頭在前述研磨台上之位置與前述研磨台外側之位置之間搖動；及檢測前述研磨墊偏摩耗之檢測系統，其具有：感測裝置，其檢測前述研磨台之轉數、由前述台驅動軸施加於前述研磨台之轉矩、前述修整頭之轉數、由前述修整器驅動軸施加於前述修整頭之轉矩、以及由前述搖動致動器施加於前述修整器搖動軸之搖動轉矩至少其中之一個；及控制部，其從前述感測裝置取得檢測出的資料，計算在第一指定時間之前述檢測出之資料之變化量，判定前述計算出之變化量是否超過指定值。
本發明另外形態之化學機械研磨裝置中，前述變化量之計算包括下列步驟：將在前述第一指定時間之指定個連續資料平均化，計算第一經平均化之資料；將在前述第一指定時間之指定個其他連續資料平均化，計算第二經平均化之資料；及計算前述 第一經平均化之資料與前述第二經平均化之資料之間的變化量。
本發明另外形態之化學機械研磨裝置中，前述平均化係使用二次方平均平方根法將前述檢測出之資料平均化。
本發明另外形態之化學機械研磨裝置中，檢測前述至少一個係檢測前述修整頭之前述轉數，以及由前述修整器驅動軸施加於前述修整頭之轉矩。
本發明另外形態之化學機械研磨裝置中，是否超過前述指定值的判定，係取得前述第一經平均化之資料與前述第二經平均化之資料之間的前述變化量，判定前述已取得之變化量是否超過前述指定值。
本發明另外形態之化學機械研磨裝置中，當前述控制部判定前述變化量超過前述指定值時，前述控制部進一步發出警報。
本發明另外形態之化學機械研磨裝置中，檢測前述至少一個係在前述修整裝置開始修整，並經過第二指定時間後，才開始前述檢測。
本發明另外形態之化學機械研磨裝置中，是否超過前述指定值的判定係在前述第一指定時間之期間，對前述變化量超過前述指定值的次數進行計數，在前述次數超過指定次數時判定為超過指定值。
為了達成上述目的，本發明一種形態之研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法，該研磨裝置具有：修整頭，其與修整器搖動軸連接，並且具有修整面；及研磨台，其具備研磨墊，該方法具有 下列程序：使前述研磨台及前述研磨墊旋轉；使前述修整頭之前述修整面旋轉；將正在旋轉之前述修整面按壓在正在旋轉之前述研磨墊，藉以修整前述研磨墊；以前述修整器搖動軸使前述研磨墊上之前述修整頭搖動；檢測前述研磨台之轉數、施加於前述研磨台之轉矩、前述修整頭之轉數、施加於前述修整頭之轉矩、及施加於前述修整器搖動軸之搖動轉矩至少其中之一個；根據前述檢測出之資料來計算在第一指定時間之前述資料之變化量；及判定前述計算出之變化量是否超過指定值。
本發明另外形態之研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法中，計算在前述第一指定時間之前述資料之變化量的程序包含下列程序：將前述檢測出之資料之指定個連續資料平均化，且計算第一經平均化之資料；將前述檢測出之資料之指定個其他連續資料平均化，且計算第二經平均化之資料；及計算前述第一經平均化之資料與前述第二經平均化之資料之間的變化量。
本發明另外形態之研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法中，將前述指定個連續資料平均化的程序係下列程序：使用二次方平均平方根法來將前述檢測出之資料平均值化。
本發明另外形態之研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法中，檢測前述至少一個的程序係下列程序：檢測前述修整頭之轉數以及由前述修整器驅動軸施加於前述修整頭之轉矩。
本發明另外形態之研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法中，判定是否超過前述指定值之程序係下列程序：取得前述第一 經平均化之資料與前述第二經平均化之資料之間的前述變化量，判定前述已取得之變化量是否超過前述指定值。
本發明另外形態之研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法更具有下列程序：當判定前述變化量超過前述指定值時發出警報。
本發明另外形態之研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法中，檢測前述至少一個的程序係在開始前述修整程序，並經過第二指定時間後才開始。
本發明另外形態之研磨裝置研磨墊之偏磨耗檢測方法中，判定前述計算出之變化量是否超過指定值的程序包含下列程序：前述控制部在前述第一指定時間之期間，對前述變化量超過前述指定值之次數進行計數，在前述次數超過指定次數時判定超過指定值。
1‧‧‧研磨裝置
10‧‧‧研磨墊
11‧‧‧研磨台
12‧‧‧台驅動軸
13‧‧‧台轉數感測器
14‧‧‧台轉矩感測器
20‧‧‧頂環裝置
21‧‧‧頂環頭
22‧‧‧頂環驅動軸
23‧‧‧頂環搖動臂
24‧‧‧頂環搖動軸
25‧‧‧液體供給機構
30‧‧‧修整裝置
31‧‧‧修整器
32‧‧‧修整器驅動軸
33‧‧‧修整器搖動臂
34‧‧‧修整器搖動軸
35‧‧‧修整器轉數感測器
36‧‧‧修整器轉矩感測器
37‧‧‧修整器搖動轉矩感測器
40‧‧‧控制部
50‧‧‧警報通知部
a、b‧‧‧轉數
T1、T2、T3‧‧‧時間
第一圖係本發明一種實施形態之研磨裝置的外觀圖。
第二圖係本發明一種實施形態之研磨裝置的方塊圖。
第三圖係說明本發明一種實施形態之磨耗檢測方法的流程圖。
第四圖係顯示本發明一種實施形態之修整器的轉數資料之例的曲線圖。
第五圖係顯示本發明一種實施形態之修整器的轉矩資料之例的曲線圖。
以下，參照圖式說明用於實施本發明之最佳形態。
第一圖係本發明一種實施形態之研磨裝置1的外觀圖。
研磨裝置1具備：配置研磨墊10之研磨台11；使半導體晶圓等基板(被研磨物)滑動接觸於研磨墊10而研磨之頂環裝置20(基板保持裝置)；將研磨墊10整形(修整)之修整裝置30；及驅動控制上述研磨台11、頂環裝置20及修整裝置30之控制部40。
研磨墊10以貼合等方法安裝於研磨台11的上面，研磨墊10之上面構成研磨面。研磨台11經由台驅動軸12連結於無圖示之馬達，研磨台11及台驅動軸12構成可藉由馬達而在圖中箭頭所示之周方向旋轉。此外，在研磨台11之馬達中設有用於檢測研磨台11轉數之值的台轉數感測器13(參照第二圖)與用於檢測研磨台11轉矩之值的台轉矩感測器14(參照第二圖)。
頂環裝置20具備保持基板並在研磨墊10之上面按壓該基板的頂環頭21、連結於頂環頭21之頂環驅動軸22、及可搖動地保持頂環驅動軸22之頂環搖動臂23。頂環搖動臂23藉由頂環搖動軸24支撐。在頂環搖動臂23之內部配置有連結於頂環驅動軸22之無圖示的馬達。該馬達之旋轉經由頂環驅動軸22傳達至頂環頭21，藉此，頂環頭21以頂環驅動軸22為中心在圖中箭頭所示之周方向旋轉。
頂環頭21之下面構成藉由真空吸著等而保持基板的基板保持面。頂環驅動軸22連結於無圖示之上下運動致動器(例如汽缸)。因此，頂環頭21係藉由上下運動致動器而經由頂環驅動軸22上下運動。頂環搖動軸24配置於研磨墊10之徑方向外側。該頂環搖動軸24構成可藉由無圖示之馬達而旋轉，藉此，頂環頭21可在研磨墊10上之研磨位置與研磨墊10外側 的待機位置之間移動。
鄰接於頂環裝置20配置有將研磨液及修整液供給至研磨墊10之研磨面的液體供給機構25。液體供給機構25從供給噴嘴供給研磨液及修整液至研磨墊10的研磨面。該液體供給機構25兼用供給研磨液至研磨墊10之研磨液供給機構、與供給修整液(例如純水)至研磨墊10的修整液供給機構。另外，亦可分別設置研磨液供給機構與修整液供給機構，亦即亦可具備複數個供給噴嘴。
基板之研磨進行如下。亦即，在頂環頭21之下面保持基板，並旋轉頂環頭21及研磨台11。在該狀態下，在研磨墊10之研磨面上供給研磨液，而後，藉由頂環頭21將基板按壓於研磨墊10之研磨面。基板之表面(下面)藉由研磨液中包含之磨粒的機械性研磨作用與研磨液的化學性研磨作用而研磨。
修整裝置30具備滑動接觸於研磨墊10之研磨面的修整器31、連結於該修整器31之修整器驅動軸32、及搖動自如地保持修整器驅動軸32之修整器搖動臂33。修整器31之下面構成滑動接觸於研磨墊10之研磨面的修整面。在該修整面上固定有鑽石粒子等磨粒。修整器搖動臂33支撐於修整器搖動軸34。在修整器搖動臂33之內部配置有連結於修整器驅動軸32之無圖示的馬達。該馬達之旋轉經由修整器驅動軸32傳達至修整器31，藉此，修整器31以修整器驅動軸32為中心在圖中箭頭所示之周方向旋轉。此外，在連結於該修整器驅動軸32之馬達中設有檢測修整器31轉數之值的修整器轉數感測器35(參照第二圖)、及檢測修整器31轉矩之值的修整器轉矩感測器36(參照第二圖)。
修整器搖動軸34位於研磨墊10之徑方向外側。該修整器搖動軸34構成可藉由無圖示之馬達而旋轉，藉此，修整器31可在研磨墊10上之修整位置與研磨墊10外側的待機位置之間移動。此外，該修整器搖動軸34之馬達中設有檢測修整器搖動軸34搖動轉矩之值的修整器搖動轉矩感測器37(參照第二圖)。
研磨墊10之修整進行如下。亦即，在基板研磨中或基板之研磨與研磨的空檔，對旋轉中之研磨墊10按壓旋轉中之修整器31。在固定了修整器31之狀態下進行指定時間的修整後，驅動修整器搖動軸34而使修整器31搖動。藉此，修整器31在研磨墊10之徑方向移動，可修整研磨墊10之全面。
第二圖係本發明一種實施形態之研磨裝置1的方塊圖。控制部40具備例如處理各種資料之CPU(中央處理單元)、及用於記錄各種資料之記憶體。控制部40可與研磨台11、頂環裝置20及修整裝置30通信地連接，可傳送命令信號進行研磨台11、頂環裝置20及修整裝置30之驅動控制。例如，控制部40對修整裝置30藉由指示修整器驅動軸32之轉數、轉矩、及修整器搖動軸34之搖動轉矩的各個值來驅動修整裝置。此外，例如控制部40對研磨台11藉由指示馬達之轉數及轉矩的各個值來驅動研磨台11。
台轉數感測器13、台轉矩感測器14、修整器轉數感測器35、修整器轉矩感測器36及修整器搖動轉矩感測器37可與控制部40通信地連接，並將各感測器所檢測的轉數之值及轉矩之值的資料傳送至控制部40。傳送的轉數之值及轉矩之值的資料儲存於控制部40之記憶體中。警報通知部50例如由螢幕等顯示裝置及喇叭等發音裝置構成，藉由來自控制部40之 指令將指定之警報通知使用者。
此處，本研磨裝置1在將研磨墊10貼合於研磨台11時，可能研磨墊10與研磨台11之間混入空氣(氣泡)。藉此，研磨墊10對研磨台11稍微鼓起。在該狀態下，進行半導體晶圓等基板的化學機械研磨或研磨墊10的修整時，研磨墊10之鼓起部分與修整器31的接觸壓比其他部分高，而在該鼓起部分發生偏磨耗。
研磨墊10上發生偏磨耗時，其磨耗之部分比其他部分平滑化，修整時與修整器31之接觸面積增加。因而，修整發生偏磨耗之研磨墊10時，在偏磨耗部分之修整器31與研磨墊10的摩擦阻力比在其他部分之摩擦阻力高，藉由該摩擦阻力之差異，造成修整器31(修整器驅動軸32)及研磨墊10(研磨台11)的轉數之值或轉矩之值變動。
此外，修整器31接觸於研磨墊10的偏磨耗部時，藉由上述摩擦阻力之差異，也會影響修整器搖動軸34的搖動轉矩之值。亦即，因為研磨墊10上無偏磨耗時，藉由研磨墊10之旋轉，係概略一定之摩擦力施加於修整器31，所以修整器搖動軸34以概略一定之搖動轉矩將修整器31固定於指定位置。但是，藉由上述摩擦阻力之差異，因為藉由研磨墊10之旋轉而施加於修整器31的摩擦力變化，所以其搖動轉矩之值會變動。
本實施形態係藉由第二圖所示之台轉數感測器13、台轉矩感測器14、修整器轉數感測器35、修整器轉矩感測器36及修整器搖動轉矩感測器37檢測修整器31(修整器驅動軸32)及台驅動軸12(研磨墊10)的轉數之值或轉矩之值的變動、及修整器搖動軸34的搖動轉矩之值的變動中至少一個值的變動，來檢測研磨墊10之偏磨耗。特別是修整器31的轉數及轉 矩之值係使與研磨墊10直接接觸之修整器31旋轉的馬達之值，且因研磨墊10之偏磨耗而顯著呈現值的變動，因此藉由檢測修整器31的轉數及轉矩之值，可更精確檢測研磨墊10之變動。
第三圖係說明本發明一種實施形態之磨耗檢測方法的流程圖。
首先，在基板研磨中或基板之研磨的間隙，控制部40傳送命令信號至修整裝置30之修整器驅動軸32及修整器搖動軸34，開始研磨墊10之修整(S101)。
繼續，藉由台轉數感測器13、台轉矩感測器14、修整器轉數感測器35、修整器轉矩感測器36及修整器搖動轉矩感測器37開始檢測台驅動軸12之轉數及轉矩、修整器驅動軸32之轉數及轉矩、以及修整器搖動軸34之搖動轉矩(S102)。此時，各感測器以指定時間間隔檢測其轉數之值、轉矩之值及搖動轉矩之值，並且將檢測之值傳送至控制部40。此處，本實施形態宜在開始修整經過指定時間(例如3秒)後，開始此等檢測。此因，開始修整若經過指定時間(例如3秒)後，各機構之轉數、轉矩及搖動轉矩之值穩定，所以可進行正確的偏磨耗檢測。
控制部40將從各感測器所接收的轉數之值、轉矩之值及搖動轉矩之值的資料儲存於記憶體中，並且依據此等值算出變化量(S102)。另外，關於該變化量之算出方法於後述。
控制部40將算出之變化量與預定的臨限值作比較，判定變化量是否超過臨限值(S103)。例如藉由實驗預先求出研磨墊10上產生偏磨耗時的上述變化量，可將其作為臨限值。
判定為變化量未超過臨限值時(S103，否)，依據從各感測器接收的轉數之值、轉矩之值及搖動轉矩之值的資料算出後續變化量(S102)。
控制部40判斷為變化量超過臨限值時(S103，是)，在控制部40之記憶體中記錄1個計數(S104)。控制部40判定所記錄之計數中，在指定時間以內(例如1小時以內)所記錄之計數的累積值是否超過預定之臨限值，本實施形態係判定是否超過4(S105)。亦即，本例係判定時起超過1小時之前所記錄的計數不作為計數來累積。藉此，實質地清除超過1小時前之計數，可防止偏磨耗之錯誤檢測。
判定為在指定時間以內(例如1小時以內)之計數值未超過4時(S105，否)，控制部40依據從各感測器接收的轉數之值、轉矩之值及搖動轉矩之值的資料算出後續變化量(S102)。
判定為在指定時間以內(例如1小時以內)之計數值超過4時(S105，是)，判斷為研磨墊10上發生偏磨耗，控制部40向警報通知部50發出指令，警報通知部50向使用者通知發生偏磨耗(S106)。
第四圖係顯示在第三圖所示之步驟S102中檢測的本發明一種實施形態之修整器31的轉數資料之例的曲線圖。該曲線圖之縱軸顯示轉數(rpm：旋轉圈數/分鐘)，橫軸顯示檢測轉數後的經過時間(秒)。如本曲線圖所示，修整器轉數感測器35在指定時間，例如每0.1秒檢測修整器31之轉數。
如第四圖所示，在時間T1所檢測之轉數係「a」，且為檢測之轉數的最大值。另外，在時間T2所檢測之轉數係「b」，且為檢測的轉數之 值的最小值。本實施形態將上述最大值與最小值之差作為依據此等檢測的轉數之值而算出的變化量。亦即，將上述最大值與最小值之差的「a-b」作為變化量，並與在第三圖所示之步驟S103中預定的臨限值作比較，判定變化量是否超過臨限值。
依據檢測之研磨台11的轉數之值而算出的變化量，同樣地仍可採用檢測的轉數之值的最大值與最小值之差。
第五圖係顯示在第三圖所示之步驟S102中檢測的本發明一種實施形態之關於修整器31的轉矩資料之曲線圖。該曲線圖之縱軸顯示轉矩二次方平均平方根(root mean square)之差的絕對值，橫軸顯示從開始檢測轉矩值起的經過時間。本實施形態之修整器轉矩感測器36例如以0.1秒間隔檢測修整器31的轉矩(電流值，單位：安培)。
本實施形態例如以下地算出轉矩二次方平均平方根之差的絕對值。首先，算出連續檢測之5個轉矩之值的二次方平均平方根值。亦即，算出從開始檢測轉矩之值之後0.1秒的時刻起至0.5秒之時刻的5個轉矩之值的二次方平均平方根值a。繼續，算出從開始檢測轉矩之值之後0.2秒的時刻起至0.6秒之時刻的5個轉矩之值的二次方平均平方根值b。進一步，算出從開始檢測轉矩之值之後0.3秒的時刻起至0.7秒之時刻的5個轉矩之值的二次方平均平方根值c。以下同樣地，算出5個轉矩之值的二次方平均平方根值。
本實施形態係將以上述方法連續算出之上述二次方平均平方根值之差的絕對值，作為依據所檢測之轉矩而算出的變化量(第五圖曲線圖中縱軸之值)。亦即，將二次方平均平方根值a與二次方平均平方根值b之差的絕對值、二次方平均平方根值b與二次方平均平方根值c之差的絕對 值作為上述變化量。如此算出之變化量與在第三圖所示之步驟S103中預定的臨限值作比較，判定變化量是否超過臨限值。第五圖之曲線圖中，因為在時間T3之變化量超過臨限值，所以判定為超過在第三圖所示之步驟S103中預定的臨限值。
此處，藉由使用轉矩之值的二次方平均平方根值算出變化量，比例如使用相加平均值時，可算出考慮到轉矩之值的振幅之變化量。
另外，依據所檢測之修整器搖動軸34的搖動轉矩之值而算出的變化量及依據所檢測之研磨台11的轉矩之值而算出的變化量，仍可採用以同樣算出方法所算出的二次方平均平方根值之差的絕對值。
如以上之說明，採用本發明一種實施形態時，可檢測研磨墊10發生之偏磨耗，並可檢測研磨墊之適切更換時期。另外，以上說明之實施形態，係說明檢測全部台驅動軸12的轉數之值及轉矩之值、修整器驅動軸32的轉數之值及轉矩之值、以及修整器搖動軸34的搖動轉矩之值者，不過藉由檢測此等中至少一個值，仍可檢測研磨墊10之偏磨耗。此外，藉由複數個檢測上述各值，例如檢測修整器驅動軸32的轉數之值與轉矩之值兩者，比檢測一個值的情況更可減低錯誤檢測。
本發明並非限定於上述實施形態者，在申請專利範圍、及說明書與圖式中記載的技術性思想範圍內可作各種變形。例如，在第三圖之流程圖的步驟S106中，控制部40係將所記錄之計數中在1小時以內所記錄的計數之累積值作為與臨限值的比較對象，不過不限於1小時，亦可適當變更。此外，該臨限值係4，不過該值亦可適當變更。
第四圖及第五圖中，係說明每0.1秒檢測轉數之值及轉矩之 值者，不過檢測間隔不限於此，可適當變更。

Claims (16)

  1. 一種化學機械研磨裝置，其具有檢測研磨墊偏摩耗之檢測系統，該化學機械研磨裝置之特徵為具有下列元件：能旋轉的研磨台，其與台驅動軸連接，該研磨台配置有前述研磨墊；能旋轉的研磨頭，其用於保持基板，將前述基板按壓在前述研磨墊；修整裝置，其具有：修整頭，具有將前述研磨墊之研磨面加以修整的修整面，該修整頭與修整器驅動軸連接，該修整頭藉由前述修整器驅動軸而旋轉；及修整器搖動軸，與搖動致動器連接，使前述修整頭在前述研磨台上之位置與前述研磨台外側之位置之間搖動；及檢測前述研磨墊偏摩耗之檢測系統，其具有：感測裝置，其檢測前述研磨台之轉數、由前述台驅動軸施加於前述研磨台之轉矩、前述修整頭之轉數、由前述修整器驅動軸施加於前述修整頭之轉矩、以及由前述搖動致動器施加於前述修整器搖動軸之搖動轉矩至少其中之一個；及控制部，其從前述感測裝置取得檢測出的資料，計算在第一指定時間之前述檢測出之資料之變化量，判定前述計算出之變化量是否超過指定值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨裝置，其中前述變化量之計算包括下列步驟：將在前述第一指定時間之指定個連續資料平均化，計算第一經平均化之資料；將在前述第一指定時間之指定個其他連續資料平均化，計算第二經平均化之資料；及計算前述第一經平均化之資料與前述第二經平均化之資料之間的變化量。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之化學機械研磨裝置，其中前述平均化係使用二次方平均平方根法將前述檢測出之資料平均化。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨裝置，其中檢測前述至少一個係檢測前述修整頭之前述轉數，以及由前述修整器驅動軸施加於前述修整頭之轉矩。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之化學機械研磨裝置，其中是否超過前述指定值的判定，係取得前述第一經平均化之資料與前述第二經平均化之資料之間的前述變化量，判定前述已取得之變化量是否超過前述指定值。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨裝置，其中當前述控制部判定前述變化量超過前述指定值時，前述控制部進一步發出警報。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨裝置，其中檢測前述至少一個係在前述修整裝置開始修整，並經過第二指定時間後，才開始前述檢測。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨裝置，其中是否超過前述指定值的判定係在前述第一指定時間之期間，對前述變化量超過前述指定值的次數進行計數，在前述次數超過指定次數時判定為超過指定值。
  9. 一種研磨裝置研磨墊之偏摩耗檢測方法，該研磨裝置具有：修整頭，其與修整器搖動軸連接，並且具有修整面；及研磨台，其具備研磨墊，該方法具有下列程序：使前述研磨台及前述研磨墊旋轉；使前述修整頭之前述修整面旋轉；將正在旋轉之前述修整面按壓在正在旋轉之前述研磨墊，藉以修整前述研磨墊；以前述修整器搖動軸使前述研磨墊上之前述修整頭搖動；檢測前述研磨台之轉數、施加於前述研磨台之轉矩、前述修整頭之轉數、施加於前述修整頭之轉矩、及施加於前述修整器搖動軸之搖動轉矩至少其中之一個；根據前述檢測出之資料來計算在第一指定時間之前述資料 之變化量；及判定前述計算出之變化量是否超過指定值。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之研磨裝置研磨墊之偏摩耗檢測方法，其中計算在前述第一指定時間之前述資料之變化量的程序包含下列程序：將前述檢測出之資料之指定個連續資料平均化，且計算第一經平均化之資料；將前述檢測出之資料之指定個其他連續資料平均化，且計算第二經平均化之資料；及計算前述第一經平均化之資料與前述第二經平均化之資料之間的變化量。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之研磨裝置研磨墊之偏摩耗檢測方法，其中將前述指定個連續資料平均化的程序係下列程序：使用二次方平均平方根法來將前述檢測出之資料平均值化。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之研磨裝置研磨墊之偏摩耗檢測方法，其中檢測前述至少一個的程序係下列程序：檢測前述修整頭之轉數以及由前述修整器驅動軸施加於前述修整頭之轉矩。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之研磨裝置研磨墊之偏摩耗檢測方法，其中判定是否超過前述指定值之程序係下列程序：取得前述第一經平均化之資料與前述第二經平均化之資料之間的前述變化量，判定前述已取得之變化量是否超過前述指定值。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之研磨裝置研磨墊之偏摩耗檢測方法，更具有下列程序：當判定前述變化量超過前述指定值時發出警報。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之研磨裝置研磨墊之偏摩耗檢測方法，其中檢測前述至少一個的程序係在開始前述修整程序，並經過第二指定時間後才開始。
  16. 如申請專利範圍第9項所述之研磨裝置研磨墊之偏摩耗檢測方法，其中判定前述計算出之變化量是否超過指定值的程序包含 下列程序：前述控制部在前述第一指定時間之期間，對前述變化量超過前述指定值之次數進行計數，在前述次數超過指定次數時判定超過指定值。
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