TWI630981B - Grinding method and grinding device - Google Patents

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TWI630981B
TWI630981B TW102134252A TW102134252A TWI630981B TW I630981 B TWI630981 B TW I630981B TW 102134252 A TW102134252 A TW 102134252A TW 102134252 A TW102134252 A TW 102134252A TW I630981 B TWI630981 B TW I630981B
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荏原製作所股份有限公司
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Abstract

提供在晶圓等基板研磨中或研磨前，根據研磨墊的彈性率來調整研磨條件的研磨方法。
研磨裝置係藉由使基板W與研磨墊22相對移動來研磨基板W。彈性率測定器110係測定研磨墊22的彈性率，研磨條件調整部47係根據彈性率的測定值來調整基板W的研磨條件。以研磨條件而言，列舉被配置在基板W的周緣部的扣持環相對研磨墊22的壓力、及研磨墊22的溫度。

Description

研磨方法及研磨裝置
本發明係關於研磨晶圓等基板的研磨方法及研磨裝置，尤其係關於按照被使用在基板的研磨的研磨墊的彈性率來改變研磨條件的研磨方法及研磨裝置。
CMP(化學機械研磨)裝置係一面將晶圓按壓在研磨墊，一面在存在研磨液下，使晶圓與研磨墊滑接，藉此研磨晶圓的表面。研磨墊係由多孔質的聚胺酯等彈性材所構成。研磨墊的上面係構成研磨晶圓的研磨面，晶圓係被滑接在該研磨面。
研磨墊的研磨面係藉由墊修整器(或墊調節器)而被定期處理。該墊修整器係具有固定有鑽石粒子等磨粒的修整面，一面使該修整面旋轉，一面按壓在研磨墊，藉此稍微削取研磨墊的表面來將研磨面再生。在反覆如上所示之修整處理(調節處理)之中，研磨墊係逐漸變薄。此外，隨著反覆晶圓的研磨，研磨液會滲入至研磨墊的內部的氣泡。結果，研磨墊的彈性率會改變。
研磨墊的彈性率係表示研磨墊的不易變形度的物性值。具體而言，彈性率變高意指研磨墊變得更硬。研磨墊的彈性率係不僅取決於研磨墊的厚度或研磨液的滲入，亦取決於研磨墊的溫度。一般而言，研磨墊如上所述由樹脂所形成，因此若研磨墊的溫度變高，研磨墊會變軟。
研磨墊的彈性率係大幅影響晶圓的研磨輪廓。尤其，當研磨墊柔軟時，被按壓在研磨墊的晶圓會沉進至研磨墊，會發生晶圓的周緣部與其他區域相比，較被過度研磨之所謂邊緣弛垂。為防止如上所示之不理想的研磨結果，較佳為根據研磨墊的彈性率來變更晶圓的研磨條件。
在習知技術中係進行測定研磨墊的彈性率，根據該彈性率來判斷研磨墊的剩餘壽命，或調整修整處理的條件(參照例如美國專利說明書US2006/0196283號)。但是，將所測定出的研磨墊的彈性率使用在調整晶圓的研磨條件，在以往從未被進行。
測定研磨墊的溫度，由該測定值來推定研磨墊的彈性率的技術內容已被提出(參照例如日本特開2012-148376號公報)。但是，研磨墊的彈性率亦取決於如上所述之其他要因，而非僅取決於其溫度。因此，有可能所被推定的研磨墊的彈性率與實際的彈性率不同。
本發明係鑑於上述習知技術之問題點而研創者，目的在提供在晶圓等基板研磨中或研磨前，根據研磨墊的彈性率來調整研磨條件的研磨方法及研磨裝置。
為達成上述目的，本發明之一態樣係一種研磨方法，其係藉由使基板與研磨墊相對移動來研磨前述基板的研磨方法，其特徵為：測定前述研磨墊的彈性率，根據前述彈性率的測定值來調整前述基板的研磨條件。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨條件係被配置在前述基板周圍的扣持環相對前述研磨墊的壓力。
本發明之較佳態樣之特徵為：按照表示前述彈性率的測定值、和前述彈性率與前述扣持環的壓力的關係的研磨條件資料，來調整前述扣持環的壓力。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨條件資料係一面改變前述彈性率及前述扣持環的壓力的值的組合，一面研磨複數試樣基板，測定所被研磨的前述複數試樣基板的邊緣弛垂量，按每個彈性率使前述扣持環壓力與前述邊緣弛垂量產生關連，藉由按每個彈性率來決定以前述邊緣弛垂量成為最少的扣持環壓力來預先取得。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨條件係前述研磨墊的溫度。
本發明之較佳態樣之特徵為：以前述彈性率成為預定的目標值的方式調整前述研磨墊的溫度。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨墊的溫度係藉由使溫度調整用的媒體接觸前述研磨墊來調整。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述溫度調整用的媒體係個別接觸前述研磨墊上的複數區域。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述複數區域之中的至少1個係接觸前述基板的周緣部的區域。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨墊的彈性率係在前述基板研磨中進行測定。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨墊的彈性率係在前述研磨墊的進行方向中在前述基板的上游側的區域進行測定。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨墊的彈性率係在前述基板研磨前進行測定。
本發明之較佳態樣之特徵為：對前述研磨墊的表面施加力來使該研磨墊變形，測定前述研磨墊的變形量，藉由將前述力除以前述研磨墊的變化量來決定前述研磨墊的彈性率。
本發明之其他態樣係一種研磨裝置，其係藉由使基板與研磨墊相對移動來研磨前述基板的研磨裝置，其特徵為具備有：彈性率測定器，其係測定前述研磨墊的彈性率；及研磨條件調整部，其係根據前述彈性率的測定值來調整前述基板的研磨條件。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨條件係被配置在前述基板周圍的扣持環相對前述研磨墊的壓力，前述研磨條件調整部係構成為根據前述彈性率的測定值來調整前述扣持環的壓力。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨條件調整部係按照表示前述彈性率的測定值、和前述彈性率與前述扣持環的壓力的關係的研磨條件資料，來調整前述扣持環的壓力。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨條件資料係一面改變前述彈性率及前述扣持環的壓力的值的組合一面研磨複數試樣基板，測定所被研磨的前述複數試樣基板的邊緣弛垂量，按每個彈性率，使前述扣持環壓力與前述邊緣弛垂量產生關連，藉由按每個彈性率來決定以前述邊緣弛垂量成為最少的扣持環壓力來預先取得。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨條件為前述研磨墊的溫度，前述研磨條件調整部係構成為根據前述彈性率的測定值來調整前述研磨墊的溫度。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述研磨條件調整部係以前述彈性率成為預定的目標值的方式調整前述研磨墊的溫度。
本發明之較佳態樣之特徵為：另外具備有使溫度調整用的媒體接觸前述研磨墊的媒體接觸機構，前述研磨條件調整部係透過前述媒體接觸機構來調整前述研磨墊的溫度。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述媒體接觸機構係使前述溫度調整用的媒體個別接觸前述研磨墊上的複數區域。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述複數區域之中的至少1個係接觸前述基板的周緣部的區域。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述彈性率測定器係在前述基板研磨中測定前述研磨墊的彈性率。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述彈性率測定器係在前述研磨墊的進行方向中在前述基板的上游側的區域測定前述研磨墊的彈性率。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述彈性率測定器係在前述基板研磨前測定前述研磨墊的彈性率。
本發明之較佳態樣之特徵為：前述彈性率測定器係對前述研磨墊的表面施加力來使該研磨墊變形，測定前述研磨墊的變形量，藉由將前述力除以前述研磨墊的變化量，來決定前述研磨墊的彈性率。
藉由本發明，根據實際測定到的研磨墊的彈性率來調整研磨條件。因此，可達成良好的基板研磨結果。
12‧‧‧研磨平台
12a‧‧‧平台軸
14、58‧‧‧支軸
16‧‧‧頂環臂
18‧‧‧頂環軸
20‧‧‧頂環
22‧‧‧研磨墊
22a‧‧‧研磨面
24‧‧‧升降機構
25‧‧‧旋轉接頭
26‧‧‧軸承
28‧‧‧橋接部
29、57‧‧‧支持台
30、56‧‧‧支柱
32‧‧‧滾珠螺桿
32a‧‧‧螺軸
32b‧‧‧螺帽
38‧‧‧AC伺服馬達
40‧‧‧修整單元
47‧‧‧研磨條件調整部
50‧‧‧修整器
50a‧‧‧修整面
51‧‧‧修整器軸
53、158、160‧‧‧空氣汽缸
55‧‧‧修整器臂
70‧‧‧平台馬達
80‧‧‧自由接頭
81‧‧‧頂環本體
82‧‧‧扣持環
86‧‧‧隔膜
87‧‧‧夾持板
89‧‧‧捲動隔膜
100‧‧‧壓力調整部
101‧‧‧配線
102‧‧‧絕緣膜
110‧‧‧彈性率測定器
111‧‧‧接觸子
112‧‧‧滾子
114‧‧‧空氣汽缸
115‧‧‧位移測定器
117‧‧‧彈性率決定部
120‧‧‧支持臂
121‧‧‧支持軸
123‧‧‧壓力調節器
125‧‧‧壓縮氣體供給源
127‧‧‧距離感測器
131‧‧‧鋼球
132‧‧‧導引管
133‧‧‧距離感測器
135‧‧‧鼓風機
136‧‧‧距離感測器
137‧‧‧流量調整閥
140‧‧‧媒體接觸機構
141‧‧‧媒體供給噴嘴
143‧‧‧媒體供給源
145‧‧‧流量控制閥
150‧‧‧測力器
151‧‧‧軸
159‧‧‧電動氣動調節器
163‧‧‧壓電元件
165‧‧‧電源
170‧‧‧滾珠螺桿
170a‧‧‧螺軸
170b‧‧‧螺帽
171‧‧‧伺服馬達
174‧‧‧線性導軌
175‧‧‧馬達驅動器
C1~C6‧‧‧壓力室
D1、D2‧‧‧位移測定值
D1’、D2’‧‧‧撓曲量
F1~F6‧‧‧流體路
L1、L2‧‧‧負荷
W‧‧‧晶圓
第一圖係顯示本發明之一實施形態中的研磨裝置的模式圖。
第二圖係顯示具備有可獨立地按壓晶圓的複數區域的複數氣囊的頂環的剖面圖。
第三(a)圖及第三(b)圖係用以說明研磨墊的彈性率對晶圓的研磨所造成的影響的圖。
第四圖係顯示使用軟質研磨墊所被研磨的晶圓的研磨速率的圖。
第五圖係顯示軟質研磨墊的圖。
第六圖係顯示硬質研磨墊的圖。
第七圖係顯示侵蝕及凹陷(dishing)的模式圖。
第八圖係顯示測定研磨墊的彈性率的彈性率測定器之一例的模式圖。
第九圖係顯示第八圖所示之彈性率測定器的變形例圖。
第十圖係顯示接觸子的負荷與接觸子的位移的關係圖。
第十一圖係顯示接觸子的負荷與支持臂的撓曲量的關係圖。
第十二圖係顯示邊緣弛垂量、和扣持環壓力與周緣部的研磨壓力的差的關係的複數測定資料的圖。
第十三圖係顯示研磨條件資料的圖。
第十四圖係說明所被測定的研磨墊的彈性率被回授至研磨條件的工序的圖。
第十五圖係顯示使溫度調整媒體接觸研磨墊的研磨面的媒體接觸機 構的圖。
第十六圖係表示顯示研磨墊的彈性率與晶圓的表面段差的關係的研磨條件資料的圖。
第十七圖係說明所被測定的研磨墊的彈性率被回授至研磨條件的工序的圖。
第十八圖係用以說明用以測定研磨墊的彈性率的較佳區域的圖。
第十九圖係顯示利用修整器來測定研磨墊的彈性率的彈性率測定器之例圖。
第二十圖係顯示彈性率測定器的另外其他例圖。
第二十一圖係顯示第二十圖所示之彈性率測定器的變形例圖。
第二十二圖係顯示彈性率測定器的另外其他例圖。
第二十三圖係顯示非接觸類型的彈性率測定器的模式圖。
第二十四圖係顯示研磨墊的研磨面的模式圖。
第二十五圖係顯示彈性率測定器的其他例的模式圖。
第二十六圖係顯示藉由接觸子被按壓的研磨墊的研磨面的模式圖。
第二十七圖係顯示接觸子按壓第二十四圖及第二十六圖所示之研磨墊時之接觸子的位移與負荷的變化的圖表。
第二十八圖係顯示第二十五圖所示之彈性率測定器的變形例的模式圖。
第二十九圖係顯示第二十五圖所示之彈性率測定器的其他變形例的模式圖。
第三十圖係顯示第二十五圖所示之彈性率測定器的另外其 他變形例的模式圖。
以下參照圖示，說明本發明之實施形態。
第一圖係顯示本發明之一實施形態中的研磨裝置的模式圖。如第一圖所示，研磨裝置係具備有：研磨平台12、被連結在支軸14的上端的頂環臂16、被安裝在頂環臂16的自由端的頂環軸18、被連結在頂環軸18的下端的頂環20、及調整晶圓等基板的研磨條件的研磨條件調整部47。頂環軸18係與配置在頂環臂16內的頂環馬達(未圖示)相連結來作旋轉驅動。藉由該頂環軸18的旋轉，頂環20以箭號所示方向旋轉。
研磨平台12係透過平台軸12a而與被配置在其下方的平台馬達70相連結，藉由該平台馬達70，研磨平台12繞著平台軸12a以箭號所示方向作旋轉驅動。在該研磨平台12的上面黏貼有研磨墊22，研磨墊22的上面22a構成研磨晶圓等基板的研磨面。
頂環軸18係藉由上下動機構24，相對頂環臂16上下動，藉由該頂環軸18的上下動，頂環20相對頂環臂16上下動。在頂環軸18的上端安裝有旋轉接頭25。壓力調整部100係經由旋轉接頭25而與頂環20相連結。
頂環20係構成為可在其下面保持晶圓。頂環臂16係構成為可以支軸14為中心來進行回旋，在下面保持有晶圓的頂環20係藉由頂環臂16的回旋而由晶圓的收取位置被移動至研磨平台12的上方。接著，使頂環20下降而將晶圓按壓在研磨墊22的上面(研磨面)22a。晶圓研磨中係使頂環20及研磨平台12分別旋轉，由設在研磨平台12的上方的研磨液供給噴嘴(未圖示)，將研磨液供給至研磨墊22上。如上所示，使晶圓滑接於研磨墊22的 研磨面22a來研磨晶圓的表面。
使頂環軸18及頂環20作升降的升降機構24係具備有：透過軸承26而可旋轉地支持頂環軸18的橋接部28、被安裝在橋接部28的滾珠螺桿32、藉由支柱30所被支持的支持台29、及設在支持台29上的AC伺服馬達38。支持伺服馬達38的支持台29係透過支柱30而與頂環臂16相連結。
滾珠螺桿32係具備有：與伺服馬達38相連結的螺軸32a、及該螺軸32a所螺合的螺帽32b。頂環軸18係與橋接部28形成為一體而作升降(上下動)。因此，若驅動伺服馬達38時，透過滾珠螺桿32，橋接部28上下動，藉此頂環軸18及頂環20會上下動。
該研磨裝置係具備有修整研磨墊22的研磨面22a的修整單元40。該修整單元40係具備有：被滑接在研磨面22a的修整器50、連結修整器50的修整器軸51、設在修整器軸51的上端的空氣汽缸53、及旋轉自如地支持修整器軸51的修整器臂55。修整器50的下面係構成修整面50a，該修整面50a係由磨粒(例如鑽石粒子)所構成。空氣汽缸53係被配置在藉由支柱56所被支持的支持台57上，該等支柱56係被固定在修整器臂55。
修整器臂55係被未圖示的馬達所驅動，構成為以支軸58為中心來進行回旋。修整器軸51係藉由未圖示的馬達的驅動進行旋轉，藉由該修整器軸51的旋轉，修整器50繞修整器軸51以箭號所示方向進行旋轉。空氣汽缸53係透過修整器軸51而使修整器50上下動，將修整器50以預定的按壓力按壓在研磨墊22的研磨面22a。
研磨墊22的研磨面22a的修整係如下進行。修整器50以修整器軸51為中心進行旋轉，與此同時由未圖示的純水供給噴嘴對研磨面22a供 給純水。在該狀態下，修整器50係藉由空氣汽缸53而被按壓在研磨面22a，修整面50a被滑接在研磨面22a。此外，使修整器臂55以支軸58為中心進行回旋而使修整器50朝研磨面22a的半徑方向擺動。如上所示，藉由修整器50來削取研磨墊22，研磨面22a即被修整(再生)。
第二圖係顯示具備有可獨立地按壓晶圓W的複數區域的複數氣囊的頂環20的剖面圖。頂環20係具備有：透過自由接頭80而與頂環軸18相連結的頂環本體81、及配置在頂環本體81的下方的扣持環82。
在頂環本體81的下方配置有：抵接於晶圓W的柔軟隔膜(彈性膜)86；及保持隔膜86的夾持板87。在隔膜86與夾持板87之間設有4個壓力室(氣囊)C1、C2、C3、C4。壓力室C1、C2、C3、C4係藉由隔膜86、及夾持板87所形成。中央的壓力室C1為圓形，其他壓力室C2、C3、C4為環狀。該等壓力室C1、C2、C3、C4係被配列在同心上。
對壓力室C1、C2、C3、C4分別透過流體路F1、F2、F3、F4，藉由壓力調整部100被供給加壓空氣等加壓氣體(加壓流體)。壓力室C1、C2、C3、C4的內部壓力係可彼此獨立改變，藉此，可獨立調整對於晶圓W所對應的4個區域，亦即中央部、內側中間部、外側中間部、及周緣部的研磨壓力。
在夾持板87與頂環本體81之間形成有壓力室C5，對該壓力室C5係透過流體路F5，藉由上述壓力調整部100被供給加壓氣體。藉此，夾持板87及隔膜86全體可朝上下方向移動。晶圓W的周端部係被扣持環82包圍，在研磨中，使晶圓W不會由頂環20跳出。在構成壓力室C3的隔膜86的部位形成有開口，藉由在壓力室C3形成真空，晶圓W被吸附保持在頂環20。 此外，對該壓力室C3供給氮氣或潔淨空氣等，藉此晶圓W由頂環20被釋放。
在頂環本體81與扣持環82之間配置有環狀的捲動隔膜89，在該捲動隔膜89的內部形成有壓力室C6。壓力室C6係透過流體路F6而與上述壓力調整部100相連結。壓力調整部100係將加壓氣體供給至壓力室C6內，藉此相對研磨墊22按壓扣持環82。
來自壓力調整部100的加壓氣體係通過流體路F1、F2、F3、F4、F5、F6而被供給至壓力室C1~C6內。壓力室C1~C6亦連接於大氣開放閥(未圖示)，亦可將壓力室C1~C6進行大氣開放。
研磨條件調整部47係根據在位於與各壓力室C1、C2、C3、C4相對應的位置的膜厚計測點的研磨進度，來決定各壓力室C1、C2、C3、C4的內部壓力的目標值。研磨條件調整部47係對上述壓力調整部100傳送指令訊號，以壓力室C1、C2、C3、C4的內部壓力與上述目標值相一致的方式控制壓力調整部100。具有複數壓力室的頂環20係可按照研磨的進度，將晶圓W的表面上的各區域獨立地按壓在研磨墊22，因此可將膜均一地研磨。
晶圓W係一面相對研磨墊22被按壓一面被研磨，因此晶圓W的研磨結果係可依研磨墊22的彈性率而改變。彈性率係表示研磨墊22的不易變形度的物性值，硬質研磨墊22係具有高彈性率，軟質研磨墊22係具有低彈性率。
第三(a)圖及第三(b)圖係用以說明研磨墊22的彈性率對晶圓W的研磨所造成的影響的圖。如第三(a)圖所示，若研磨墊22較硬時，晶圓W係不太會沉進至研磨墊22內。結果，與晶圓W的周緣部相接觸的研磨墊22的面積小。相對於此，如第三(b)圖所示，若研磨墊22柔軟，晶圓W 係沉進至研磨墊22內，與晶圓W的周緣部相接觸的研磨墊22的面積會變大。結果，會發生晶圓W的周緣部與其他區域相比會被研磨較多之所謂邊緣弛垂。
第四圖係顯示使用軟質研磨墊22所被研磨的晶圓W的研磨速率的圖。第四圖的圖表係表示晶圓W的半徑方向中在各位置的研磨速率(亦稱為去除速率)。由第四圖可知在晶圓W的周緣部的研磨速率係比在其他區域的研磨速率還大。亦即，晶圓W的周緣部係比其他區域被研磨地較多，結果會造成邊緣弛垂。
為了防止如上所示之邊緣弛垂，如第二圖所示，使用以包圍晶圓W的方式所被配置的扣持環82，進行按壓晶圓W的外側的研磨墊22的區域。扣持環82係在晶圓W的周圍下壓研磨墊22，藉此可使研磨墊22與晶圓W的周緣部的接觸面積減少。因此，可抑制邊緣弛垂。
但是，若研磨墊22柔軟，如第五圖所示，會有研磨墊22在扣持環82與晶圓W之間隆起的情形。如上所示之情形係加大扣持環82對研磨墊22的壓力，減小晶圓W與研磨墊22的接觸面積。若研磨墊22較硬時，如第六圖所示，研磨墊22不太會隆起。因此，此時若稍微加大扣持環82的壓力即可。如上所示，必須按照研磨墊22的彈性率，來調整晶圓W研磨中的扣持環82的壓力。
研磨墊22的彈性率係依研磨墊22的溫度而改變。因此，除了扣持環82的壓力以外，亦可藉由改變研磨墊22的溫度來防止研磨墊22的邊緣弛垂。
研磨墊22的彈性率係不僅晶圓W的邊緣弛垂，亦對侵蝕及凹 陷造成影響。具體而言，若研磨墊22柔軟時，如第七圖所示，密集形成有配線101的圖案區域比其他區域被去除較多(侵蝕)，在形成於絕緣膜102的配線101形成有碟狀低窪處(凹陷(dishing))。如上所示之侵蝕及凹陷係在研磨墊22較硬時並不易發生。因此，研磨墊22柔軟時，係可藉由改變研磨墊22的溫度來防止侵蝕及凹陷。如上所示，較佳為根據研磨墊22的彈性率，來改變扣持環82的壓力或研磨墊22的溫度等研磨條件。
因此，在本發明中，在晶圓研磨中或晶圓研磨前，測定研磨墊22的彈性率，根據該彈性率的測定值來調整晶圓的研磨條件。如第一圖所示，研磨裝置係具備有測定研磨墊22的彈性率的彈性率測定器110。該彈性率測定器110係構成為對研磨墊22供予力而使研磨墊22變形，且由該變形量來測定研磨墊22的彈性率。
第八圖係顯示彈性率測定器110之一例的模式圖。彈性率測定器110係具備有：與研磨墊22相接觸的接觸子111、相對研磨墊22按壓接觸子111之作為致動器的空氣汽缸114、測定接觸子111的位移的位移測定器115、及由接觸子111的位移及接觸子111對研磨墊22的負荷來決定研磨墊22的彈性率的彈性率決定部117。空氣汽缸114係被固定在配置於研磨墊22的上方的支持臂120，該支持臂120係被固定在配置於研磨平台12的外側的支持軸121。亦可在修整器臂55固定空氣汽缸114，來取代支持臂120。
空氣汽缸114係經由壓力調節器123而與壓縮氣體供給源125相連接。壓力調節器123係調整由壓縮氣體供給源125所被供給的壓縮氣體的壓力，將經壓力調整的壓縮氣體送至空氣汽缸114。彈性率決定部117係將壓縮氣體的預定目標壓力值傳送至壓力調節器123，壓力調節器123係以 被送至空氣汽缸114的壓縮氣體的壓力被維持在該目標壓力值的方式進行動作。由接觸子111被供予至研磨墊22的負荷係可由目標壓力值與空氣汽缸114的受壓面積來算出。
位移測定器115係相對支持臂120相對地朝上下方向移動，而且與接觸子111一體移動。支持臂120的高度一定，因此藉由測定位移測定器115相對支持臂120的位移，可決定接觸子111的位移。空氣汽缸114係將接觸子111按壓在研磨墊22，在該狀態下，位移測定器115係測定接觸子111的位移，亦即研磨墊22的變形量。如上所示，位移測定器115係作為測定研磨墊22的變形量的墊變形測定器來發揮功能。以位移測定器115而言，亦可使用接觸式或非接觸式任一者。具體而言，可使用線性標度尺、雷射式感測器、超音波感測器、或渦電流式感測器等作為位移測定器115。此外，以位移測定器115而言，亦可使用測定2點間距離的距離感測器。
空氣汽缸114係以預先決定的力來對研磨墊22按壓接觸子111，藉此使研磨墊22的表面變形。位移測定器115係測定接觸子111的位移(亦即研磨墊22的變形量)。被按壓在研磨墊22時的接觸子111的位移係依研磨墊22的彈性率而改變。因此，可由接觸子111的位移來決定研磨墊22的彈性率。接觸子111的前端係以藉由PPS(聚苯硫醚)或PEEK(聚醚醚酮)等硬質樹脂來形成為佳。
研磨墊22的彈性率在晶圓研磨中亦可改變。因此，研磨墊22的彈性率亦可在晶圓研磨中進行測定。此時，如第九圖所示，接觸子111亦可具有被安裝在其前端之旋轉自如的滾子112，俾使接觸子111在接觸到進行旋轉的研磨墊22時，接觸子111不會損傷。藉由該例，不僅防止接觸子111 損傷，亦防止因接觸子111所造成之研磨墊22的損傷。
將接觸子111按壓在研磨墊22時的接觸子111的位移(研磨墊22的變形量)係取決於接觸子111相對研磨墊22的負荷、及研磨墊22的彈性率。在彈性率為一定的條件下，接觸子111的位移係與接觸子111相對研磨墊22的負荷成正比。第十圖係顯示接觸子111的負荷與接觸子111的位移的關係圖。第十圖所示之圖表的斜率的倒數係表示研磨墊22的彈簧常數，亦即研磨墊22的彈性率。彈性率決定部117係藉由將接觸子111的負荷差L2-L1除以與該負荷差相對應的接觸子111的位移差D2-D1，來決定研磨墊22的彈性率。
接觸子111按壓研磨墊22時，支持臂120係受到來自研磨墊22的反作用力而稍微撓曲。該支持臂120的撓曲係在接觸子111的位移測定值、與接觸子111實際位移之間產生差異。因此，為了取得更為正確的彈性率，以使用支持臂120的撓曲量來補正接觸子111的位移為佳。更具體而言，以由接觸子111的位移測定值減算支持臂120的撓曲量為佳。第十一圖係顯示接觸子111相對研磨墊22的負荷、及支持臂120的撓曲量的關係圖。由第十一圖可知，支持臂120的撓曲量係與接觸子111的負荷大概成正比。因此，藉由由接觸子111的位移測定值減算支持臂120所對應的撓曲量，可取得正確的接觸子111的位移。在此所述之接觸子111的位移補正方法亦可適用在將空氣汽缸114固定在支持臂120時，來取代修整器臂55。
在第十一圖所示例中，與接觸子111的負荷L1相對應的支持臂120的撓曲量為D1’，與接觸子111的負荷L2相對應的支持臂120的撓曲量為D2’。因此，研磨墊22的彈性率係藉由由與接觸子111的負荷L2、L1相對應的接觸子111的位移測定值D2、D1分別減算支持臂120的撓曲量D2’、 D1’，來補正接觸子111的位移，可藉由將接觸子111的負荷差L2-L1除以與該負荷差相對應之接觸子111之經補正的位移差(D2-D2’)-(D1-D1’)來決定。表示接觸子111的負荷、與相對應的支持臂120的撓曲量的關係的補正資料係預先記憶在彈性率決定部117。
如上所示所決定的研磨墊22的彈性率係被送至研磨條件調整部47。研磨條件調整部47係由所被決定的研磨墊22的彈性率，來決定扣持環82相對研磨墊22的最適壓力。該最適壓力係根據表示研磨墊22的彈性率、與以邊緣弛垂量為最小的扣持環82的壓力的關係的研磨條件資料來決定。該研磨條件資料係將複數試樣晶圓(試樣基板)，在將研磨墊22的彈性率維持為一定的條件下，以不同的扣持環壓力分別研磨，將其他複數試樣晶圓，在將研磨墊22的彈性率維持在其他值的條件下，以不同的扣持環壓力分別研磨，同樣地一面改變研磨墊22的彈性率，一面研磨複數試樣晶圓，測定經研磨的試樣晶圓的邊緣弛垂量，按每個彈性率，使扣持環壓力與試樣晶圓的邊緣弛垂量產生關連，按每個彈性率來決定以試樣晶圓的邊緣弛垂量為最少的扣持環壓力，藉此預先取得。邊緣弛垂量係可表示為在晶圓的周緣部與其他區域之間的研磨速率或膜厚的差。試樣晶圓係以具有與原本應研磨的晶圓W為相同或類似的構成(配線圖案、膜的種類等)為佳。
研磨條件資料係被預先儲存在研磨條件調整部47。因此，研磨條件調整部47係可由所被測定到的研磨墊22的彈性率與研磨條件資料，來決定與研磨墊22的彈性率相對應的扣持環82的最適壓力。
研磨條件調整部47係扣持環82以如上所示所決定的壓力按壓研磨墊22的方式，對壓力調整部100傳送指令訊號。接受該指令訊號，壓 力調整部100係以扣持環82的壓力成為上述所被決定的壓力的方式調整扣持環壓力室C6內的氣體的壓力。如上所示，研磨墊22的彈性率被反映在扣持環82的壓力。
接著，說明取得研磨條件資料的具體例。在以研磨墊22的彈性率成為一定的方式調整研磨墊22的溫度的條件下，研磨複數試樣晶圓。該等複數試樣晶圓係分別以預定的不同的扣持環壓力予以研磨。研磨後，藉由膜厚測定器(未圖示)測定試樣晶圓的膜厚而取得邊緣弛垂量。接著，取得試樣晶圓研磨時的扣持環82的壓力、與相對晶圓的周緣部的研磨壓力的差。扣持環82的壓力係對應第二圖所示之壓力室C6內的壓力，相對晶圓的周緣部的研磨壓力係對應第二圖所示之壓力室C4內的壓力。
同樣地，一面一點一點地改變研磨墊22的彈性率，一面在各彈性率中以不同的扣持環壓力研磨複數試樣晶圓，測定所被研磨的試樣晶圓的邊緣弛垂量，取得表示如第十二圖所示之邊緣弛垂量、和扣持環壓力與對晶圓周緣部的研磨壓力的差的關係的複數測定資料。該等複數測定資料係分別對應不同的彈性率。接著，在各自的研磨墊22的彈性率中，決定邊緣弛垂量成為最小的壓力差(扣持環82的壓力與對晶圓周緣部的研磨壓力的差)，取得表示第十三圖所示之研磨墊22的彈性率、和扣持環壓力與對晶圓周緣部的研磨壓力的差的最適值的關係的研磨條件資料。研磨條件調整部47係由研磨條件資料來決定藉由彈性率測定器110所被測定到的研磨墊22的彈性率所對應的壓力差的最適值，決定用以實現該壓力差的扣持環82的壓力。
第十四圖係說明所被測定的研磨墊22的彈性率被回授至研 磨條件的工序的圖。若晶圓的研磨開始(步驟1)，即測定研磨墊22的彈性率(步驟2)。研磨條件調整部47係由上述研磨條件資料來決定所被測定到的彈性率所對應的最適壓力差(扣持環82的壓力與被施加至晶圓周緣部的研磨壓力的差)(步驟3)。接著，研磨條件調整部47係算出用以實現所被決定的壓力差的扣持環82的壓力，將該所被算出的扣持環82的壓力的值作為目標壓力值而傳送至壓力調整部100。壓力調整部100係按照該目標壓力值來控制扣持環壓力室C6內的壓力(步驟4)。在該步驟4中，為了不會對晶圓施加過度的力，被施加至包含周緣部的晶圓的研磨壓力係照原樣維持。較佳為反覆複數次步驟2至步驟4的工序。若晶圓的研磨結束時(步驟5)，研磨墊22係藉由修整器50予以修整(步驟6)。接著，接下來的晶圓同樣地被研磨(步驟7)。
研磨墊22的彈性率係取決於研磨墊22的溫度而改變，因此晶圓的邊緣弛垂量亦可依研磨墊22的溫度來調整。因此，除了扣持環82的壓力以外，較佳為藉由研磨墊22的溫度來防止晶圓的邊緣弛垂。因此，以下說明可調整研磨墊22的溫度的實施形態。
第十五圖係顯示使溫度調整媒體接觸研磨墊22的研磨面22a的媒體接觸機構140的圖。未圖示的研磨裝置的其他構成係與上述實施形態相同，故省略其重複的說明。
媒體接觸機構140係具備有：沿著研磨墊22的半徑方向所配置的複數媒體供給噴嘴141、對該等媒體供給噴嘴141供給溫度調整媒體的媒體供給源143、及控制由媒體供給源143被送至媒體供給噴嘴141的溫度調整媒體的流量的流量控制閥145。媒體供給源143係將被維持在預定溫度範 圍內的溫度調整媒體貯留在其內部。流量控制閥145係與研磨條件調整部47相連接，按照來自研磨條件調整部47的指令訊號來進行動作。由各媒體供給噴嘴141被供給至研磨墊22的溫度調整媒體的流量係藉由該等流量控制閥145而被獨立控制。因此，可僅將研磨墊22之上的複數區域之中的1個或幾個進行溫度調整。所使用的溫度調整媒體係例如清淨的空氣、氮、純水、或該等之混合流體。
複數媒體供給噴嘴141之中的至少1個較佳為對接觸晶圓的周緣部的研磨墊22的區域供給溫度調整媒體。溫度調整媒體通常為用以冷卻研磨墊22的冷卻媒體，亦可依情形來使用加熱媒體。第十五圖係顯示設有2個媒體供給噴嘴141及2個流量控制閥145之例，但是亦可設置3個以上的媒體供給噴嘴141及流量控制閥145。此外，亦可設置1個媒體供給噴嘴141及1個流量控制閥145，來取代複數媒體供給噴嘴141及複數流量控制閥145。此外，以溫度調整媒體而言，亦可使用具備有溫度調整功能的固體。
第七圖所示之侵蝕或凹陷等表面段差，若以扣持環82的壓力調整，係難以解決，但是藉由研磨墊22的溫度調整，即可解決。因此，說明藉由調整研磨墊22的溫度，來解決侵蝕或凹陷等晶圓表面上的段差(凹凸)的實施形態。
第十六圖係表示顯示研磨墊22的彈性率與晶圓的表面段差的關係的研磨條件資料的圖。第十六圖所示之研磨條件資料係藉由在不同的彈性率的條件下研磨複數試樣晶圓(試樣基板)(其他研磨條件相同)，測定所被研磨的試樣晶圓的表面段差的大小，使彈性率與表面段差的大小產生關連而預先取得。表面段差的大小係可使用段差計、原子力顯微鏡、 掃描型電子顯微鏡等周知的技術來測定。如上所示所取得的研磨條件資料係被預先儲存在研磨條件調整部47。
由第十六圖可知，存在晶圓的表面段差成為最少的研磨墊22的彈性率。換言之，該彈性率的值係可使晶圓的表面段差成為最少的最適彈性率。因此，研磨條件調整部47係以藉由彈性率測定器110所被測定到的研磨墊22的彈性率成為上述最適彈性率的方式，控制媒體接觸機構140的動作來調整研磨墊22的溫度。上述最適彈性率係由第十六圖所示之研磨條件資料來預先決定，作為研磨墊22的彈性率的目標值而被預先記憶在研磨條件調整部47。
第十七圖係說明所被測定的研磨墊22的彈性率被回授至研磨條件的工序的圖。若晶圓的研磨開始(步驟1)，即測定研磨墊22的彈性率(步驟2)。研磨條件調整部47係根據所被測定的彈性率，以研磨墊22具有上述預定的最適彈性率的方式，透過媒體接觸機構140來調整研磨墊22的溫度(步驟3)。反覆步驟2及步驟3，至所被測定的彈性率與上述預定的最適彈性率相一致為止。較佳為步驟2與步驟3係反覆至研磨結束為止。若晶圓的研磨結束(步驟4)，研磨墊22係藉由修整器50予以修整(步驟5)。接著，接下來的晶圓同樣地被研磨(步驟6)。
如第十八圖的符號Q所示，研磨墊22的彈性率較佳為在與晶圓相接觸的研磨墊22的區域內進行測定。此外，較佳為在頂環20的上游側的區域內測定研磨墊22的彈性率。
第十九圖係顯示利用修整器50來測定研磨墊22的彈性率的彈性率測定器110之例圖。如第十九圖所示，該彈性率測定器110基本上由 以下所構成：將修整器50按壓在研磨墊22之作為致動器的空氣汽缸53、測定修整器50的縱向位移的位移測定器115、及由修整器50相對研磨墊22的負荷與修整器50的位移來決定研磨墊22的彈性率的彈性率決定部117。空氣汽缸53係經由壓力調節器123而與壓縮氣體供給源125相連接。壓力調節器123係調整由壓縮氣體供給源125所被供給的壓縮氣體的壓力，且將經壓力調整的壓縮氣體送至空氣汽缸53。
彈性率決定部117係將壓縮氣體的目標壓力值傳送至壓力調節器123，壓力調節器123係以被送至空氣汽缸53的壓縮氣體的壓力被維持在該目標壓力值的方式進行動作。由修整器50被供予至研磨墊22的負荷係可由目標壓力值與空氣汽缸53的受壓面積來算出。
位移測定器115係相對修整器臂55相對地朝上下方向移動，而且與修整器50一體移動。修整器臂55的高度一定，其上下方向的位置為固定。因此，藉由測定位移測定器115相對修整器臂55的位移，可決定修整器50的位移。
空氣汽缸53係將修整器50的下面(修整面)按壓在研磨墊22，在該狀態下，位移測定器115係測定修整器50的位移，亦即研磨墊22的變形量。彈性率決定部117係由修整器50的位移與修整器50的負荷，如上所述算出研磨墊22的彈性率。與第十一圖所示之例相同地，亦可使用表示修整器臂55的撓曲量、與修整器50相對研磨墊22的負荷的關係的補正資料，來補正修整器50的位移測定值。研磨墊22的修整處理通常在研磨前(晶圓的研磨與接下來的晶圓的研磨之間)進行，因此以在修整處理後，接著將修整器50按壓在研磨墊22來測定修整器50的位移為宜。
第二十圖係顯示彈性率測定器110的另外其他例圖。該例的彈性率測定器110係具備有：接觸研磨墊22的距離感測器127、將該距離感測器127按壓在研磨墊22之作為致動器的空氣汽缸114、及由距離感測器127的位移及距離感測器127相對研磨墊22的負荷來決定研磨墊22的彈性率的彈性率決定部117。在該例中，距離感測器127亦作為接觸研磨墊22的接觸子來發揮功能。空氣汽缸114係被固定在配置於研磨墊22的上方的支持臂120，該支持臂120係被固定在設置於研磨平台12的外側的支持軸121。亦可在修整器臂55固定空氣汽缸114，來取代支持臂120。
空氣汽缸114係經由壓力調節器123而與壓縮氣體供給源125相連接。壓力調節器123係調整由壓縮氣體供給源125所被供給的壓縮氣體的壓力，將經壓力調整的壓縮氣體送至空氣汽缸114。彈性率決定部117係將壓縮氣體的預定目標壓力值傳送至壓力調節器123，壓力調節器123係以被送至空氣汽缸114的壓縮氣體的壓力被維持在該目標壓力值的方式進行動作。由距離感測器127被供予至研磨墊22的負荷係可由目標壓力值與空氣汽缸114的受壓面積算出。
距離感測器127係測定該距離感測器127與研磨平台12的距離。將距離感測器127按壓在研磨墊22時的距離感測器127的位移(亦即研磨墊22的變形量)係距離感測器127與研磨平台12的距離的變化量。被按壓在距離感測器127時的研磨墊22係被夾在距離感測器127與研磨平台12之間，因此由距離感測器127與研磨平台12的距離的變化，可求出按壓研磨墊22時的距離感測器127的位移。更具體而言，距離感測器127測定實質上以負荷0接觸研磨墊22時的距離感測器127與研磨平台12的第1距離，距離感測 器127測定以大於0的預定負荷按壓研磨墊22時的距離感測器127與研磨平台12的第2距離，由第1距離減算第2距離，藉此可算出距離感測器127的位移，亦即研磨墊22的變形量。在以研磨墊22的直徑方向排列的複數點測定上述第1距離，藉此可取得研磨墊22的輪廓。
以距離感測器127而言，係使用超音波感測器等非接觸類型的距離感測器。若研磨平台12的上面由金屬構成時，係可使用渦電流感測器作為距離感測器127。
第二十一圖係顯示第二十圖所示之彈性率測定器110的變形例圖。在該例中係使用滾子112旋轉自如地被安裝在前端的接觸子111，使該滾子112接觸研磨墊22。距離感測器127係與接觸子111相連結，距離感測器127與接觸子111係可一體朝上下方向移動。距離感測器127係與研磨墊22的表面相對向作配置，由研磨墊22的表面分離配置。
若接觸子111的滾子112藉由空氣汽缸114而被按壓在研磨墊22時，距離感測器127係與接觸子111一體朝向研磨墊22移動。因此，與第二十圖所示之例相同地，藉由距離感測器127，可測定接觸子111的位移，亦即研磨墊22的變形量。在該例中，滾子112滾至研磨墊22來作接觸，因此防止距離感測器127及研磨墊22發生損傷。
第二十二圖係顯示彈性率測定器110的另外其他例圖。在該例中，將鋼球131由預定位置丟至研磨墊22上，由其彈回高度來測定研磨墊22的彈性率。亦即，彈性率測定器110係具備有：鋼球131、將鋼球131導引至研磨墊22的表面的導引管132、測定鋼球131的彈回高度的距離感測器133、及由彈回高度的測定值決定研磨墊22的彈性率的彈性率決定部117。 導引管132及距離感測器133係被固定在支持臂120。亦可在修整器臂55固定導引管132及距離感測器133，來取代支持臂120。
在彈性率決定部117係預先記憶有表示彈回高度與研磨墊22的彈性率的關係的彈性率資料。因此，彈性率決定部117係可由從距離感測器133所被送來的彈回高度的測定值、及彈性率資料來決定研磨墊22的彈性率。
第八圖至第二十二圖所示之彈性率測定器110係藉由接觸研磨墊22來測定研磨墊22的彈性率的接觸類型的彈性率測定器。亦可使用無須接觸研磨墊22地測定研磨墊22的彈性率的非接觸類型的彈性率測定器110，來取代之。非接觸類型的彈性率測定器110係不會發生因與研磨墊22接觸而起的粉塵，因此可適於使用於在晶圓研磨中的測定。
第二十三圖係顯示非接觸類型的彈性率測定器110的模式圖。該彈性率測定器110係具有：對研磨墊22噴吹加壓氣體而在研磨墊22形成低窪處的鼓風機135、測定該低窪處的深度的距離感測器136、及由低窪處的深度的測定值來決定研磨墊22的彈性率的彈性率決定部117。以距離感測器136而言，係使用雷射式距離感測器等非接觸類型的距離感測器。鼓風機135及距離感測器136係被固定在支持臂120。亦可在修整器臂55固定鼓風機135及距離感測器136，來取代支持臂120。
鼓風機135係經由流量調整閥137而與壓縮氣體供給源125相連接。流量調整閥137係調整由壓縮氣體供給源125被供給至鼓風機135的壓縮氣體的流量。彈性率決定部117係將壓縮氣體的預定的目標流量值傳送至流量調整閥137，流量調整閥137係按照該目標流量值來控制壓縮氣體的流 量。
彈性率決定部117係預先儲存有表示研磨墊22的低窪處的深度(亦即研磨墊22的變形量)與研磨墊22的彈性率的關係的彈性率資料。彈性率決定部117係由藉由距離感測器136所取得的低窪處深度的測定值、及彈性率資料，來決定研磨墊22的彈性率。該彈性率測定器110係可無須接觸研磨墊22地測定研磨墊22的彈性率。因此，藉由使用該非接觸類型的彈性率測定器110，可不會在晶圓造成損傷(刮痕)地測定研磨墊22的彈性率。
研磨墊22的表面，亦即研磨面22a藉由修整器50予以修整的結果，如第二十四圖所示，具有微小的凹凸。該研磨面22a的凹凸係在研磨墊22的表面及內部，使其彈性率產生差異。如上所述，晶圓的研磨結果係受到研磨墊22的彈性率影響。尤其，晶圓的周緣部的輪廓係被研磨墊22的表面的彈性率大幅影響。因此，接下來的實施形態係提供測定該研磨墊22的表面的彈性率的方法。
第二十五圖係顯示彈性率測定器的其他例的模式圖。未特別說明的構成由於與第八圖所示構成相同，故省略其重複的說明。本實施形態的彈性率測定器110係具備有：接觸研磨墊22的接觸子111、對研磨墊22按壓接觸子111之作為致動器的空氣汽缸114、測定接觸子111的位移的位移測定器115、測定由接觸子111被施加至研磨墊22的負荷之作為負荷測定器的測力器150、及由接觸子111的位移及接觸子111相對研磨墊22的負荷來決定研磨墊22的彈性率的彈性率決定部117。
空氣汽缸114係被固定在配置於研磨墊22的上方的支持臂120，該支持臂120係被固定在設置於研磨平台12的外側的支持軸121。亦可 在修整器臂55固定空氣汽缸114，來取代支持臂120。接觸子111係被固定在軸151的下端，測力器150係被固定在軸151的上端。測力器150係被配置在軸151與空氣汽缸114的桿之間。因此，因空氣汽缸114所發生的朝下的力係透過測力器150及軸151而被傳至接觸子111。接觸子111係具有圓形的下面，該下面接觸研磨墊22的研磨面22a。接觸子111的下面亦可為四角形等圓形以外的形狀。由接觸子111被施加至研磨墊22的負荷係藉由測力器150予以測定。
位移測定器115係與支持臂120相連結，位移測定器115的上下方向的位置係被固定。位移測定器115係測定接觸子111對支持臂120的相對位置。其中，如第八圖所示，亦可將位移測定器115與接觸子111相連結，位移測定器115自身與接觸子111一體朝上下方向移動。
若接觸子111按壓研磨墊22的研磨面22a時，如第二十六圖所示，首先，研磨面22a的凹凸之中的凸部因接觸子111的下面而被壓壞。凸部被壓壞後，研磨墊22的全體朝其厚度方向被壓縮。第二十七圖係表示接觸子111的負荷與位移的關係的圖表。由第二十七圖可知，平均單位負荷的位移的增加(以下將此稱為位移速率)係在研磨面22a的凸部被壓壞時的負荷L3的前後大幅變化。亦即，由接觸子111接觸研磨墊22之後至研磨面22a的凸部被壓壞為止的位移速率較高，凸部被壓壞後的位移速率較低。因此，可由位移速率的變化，來檢測研磨面22a的凸部被壓壞的情形。
在本說明書中，研磨墊22的表面的彈性率係指由接觸子111接觸研磨墊22之後至研磨面22a的凸部被壓壞為止所取得的接觸子111的負荷與位移所被算出的彈性率。彈性率決定部117係決定位移速率降低而達到 預定的臨限值時的接觸子111的負荷與位移，由所被決定的負荷與位移，來算出研磨墊22的表面的彈性率。位移速率為彈性率的倒數，因此彈性率決定部117亦可按每個單位負荷來算出彈性率，決定彈性率增加而達到預定的臨限值時的接觸子111的負荷與位移，由所被決定的負荷與位移來算出研磨墊22的表面的彈性率。
第二十八圖係顯示第二十五圖所示之彈性率測定器的變形例的模式圖。形成在研磨墊22的研磨面22a的凹凸的尺寸為μm級，因此接觸子111對研磨面22a的按壓係必須精度佳地進行。第二十八圖所示之彈性率測定器係構成為可更為精密地調整接觸子111對研磨面22a的按壓力。未特別說明的第二十八圖的構成係與第二十五圖的構成相同。
如第二十八圖所示，測力器150係與對研磨墊22按壓接觸子111之作為致動器的空氣汽缸158相連結。在該空氣汽缸158的汽缸部與活塞部互相滑接的部分係使用低摩擦材料，空氣汽缸158的活塞桿係受到氣體的壓力而可平順地移動。空氣汽缸158係經由電動氣動調節器159而與壓縮氣體供給源125相連接。
空氣汽缸158係與使接觸子111移動至預定位置為止之作為接觸子移動機構的空氣汽缸160相連結。該空氣汽缸160亦與壓縮氣體供給源125相連接，但是在空氣汽缸160與壓縮氣體供給源125之間並未配置有電動氣動調節器。空氣汽缸160係使空氣汽缸158、測力器150、及接觸子111一體移動至預定位置。在該預定位置，接觸子111並未接觸研磨墊22。在該狀態下，藉由電動氣動調節器159所被控制的壓力的氣體(例如空氣)會被供給至空氣汽缸158，空氣汽缸158係將接觸子111按壓在研磨墊22。如上所 示，接觸子111的鉛直方向的移動係藉由空氣汽缸160進行，接觸子111的按壓係藉由空氣汽缸158來進行。以接觸子移動機構而言，亦可使用滾珠螺桿與伺服馬達的組合，來代替空氣汽缸160。
第二十九圖係顯示第二十五圖所示之彈性率測定器的其他變形例的模式圖。該彈性率測定器係使用壓電元件(piezoelectric element)163，來取代空氣汽缸158。壓電元件163係與電源165相連接，藉由電源165，可變電壓被施加至壓電元件163。壓電元件163係按照所被施加的電壓而變形的元件，其變形量為μm級。因此，壓電元件163係可精密地調整接觸子111的按壓力。在該例中，接觸子111的鉛直方向的移動係藉由空氣汽缸160來進行，接觸子111的按壓係藉由壓電元件163來進行。
第三十圖係顯示第二十五圖所示之彈性率測定器的另外其他變形例的模式圖。該彈性率測定器係使用滾珠螺桿170及伺服馬達171的組合，來作為對研磨墊22按壓接觸子111的致動器、及使接觸子111移動的接觸子移動機構。滾珠螺桿170係具備有：螺軸170a、及該螺軸170a所螺合的螺帽170b。螺帽170b係與測力器150相連結。此外，螺帽170b係藉由朝鉛直方向延伸的線性導軌174可上下動地予以支持。
伺服馬達171係被固定在支持臂120。在伺服馬達171連接有馬達驅動器175。該馬達驅動器175係接受來自彈性率決定部117的指令來進行動作且驅動伺服馬達171。滾珠螺桿170及伺服馬達171的組合係可以μm級來使接觸子111以鉛直方向移動。因此，滾珠螺桿170及伺服馬達171的組合係可精密地調整接觸子111的按壓力。
如第十五圖所示，若使溫度調整媒體接觸研磨墊22的研磨面 22a時，研磨墊22的表面的彈性率容易改變。因此，第二十五圖至第三十圖所示之彈性率測定器110較佳為與第十五圖所示之媒體接觸機構140相組合。
上述實施形態係以本發明所屬技術領域中具有通常知識者可實施本發明為目的而予以記載。上述實施形態的各種變形例若為該領域熟習該項技術為當然可得，本發明之技術思想亦可適用於其他實施形態。因此，本發明並非限定於所記載的實施形態，應被解釋為按照藉由申請專利範圍所被定義的技術思想的最為廣泛的範圍。

Claims (20)

  1. 一種研磨方法，其係藉由使基板與研磨墊相對移動來研磨前述基板的研磨方法，其特徵為：在前述基板研磨中測定前述研磨墊的彈性率，按照前述彈性率的測定值、被配置在前述基板周圍的扣持環的壓力與前述彈性率的關係的研磨條件資料，來調整前述扣持環相對前述研磨墊的壓力。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中，前述研磨條件資料係一面改變前述彈性率及前述扣持環的壓力的值的組合，一面研磨複數試樣基板，測定所被研磨的前述複數試樣基板的邊緣弛垂量，按每個彈性率使前述扣持環壓力與前述邊緣弛垂量產生關連，藉由按每個彈性率來決定以前述邊緣弛垂量成為最少的扣持環壓力來預先取得。
  3. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中，前述研磨墊的彈性率係在前述研磨墊的進行方向中在前述基板的上游側的區域進行測定。
  4. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中，前述研磨墊的彈性率係更在前述基板研磨前也進行測定。
  5. 如申請專利範圍第1項之研磨方法，其中，對前述研磨墊的表面施加力來使該研磨墊變形，測定前述研磨墊的變形量，藉由將前述力除以前述研磨墊的變形量來決定前述研磨墊的彈性率。
  6. 一種研磨方法，其係藉由使基板與研磨墊相對移動來研磨前述基板的 研磨方法，其特徵為：在前述基板研磨中測定前述研磨墊的彈性率，根據前述彈性率的測定值來調整前述研磨墊的溫度，至前述彈性率與預定的目標值一致為止，反覆前述彈性率的測定與前述研磨墊的溫度的調整，前述預定的目標值係從表示前述彈性率與前述基板表面段差大小的關係之研磨條件資料所決定。
  7. 如申請專利範圍第6項之研磨方法，其中反覆前述彈性率的測定與前述研磨墊的溫度的調整之工序係實行至前述基板的研磨結束為止。
  8. 如申請專利範圍第6項之研磨方法，其中，前述研磨墊的溫度係藉由使溫度調整媒體接觸前述研磨墊來調整。
  9. 如申請專利範圍第8項之研磨方法，其中，前述溫度調整媒體係個別接觸前述研磨墊上的複數區域。
  10. 如申請專利範圍第9項之研磨方法，其中，前述複數區域之中的至少1個係接觸前述基板的周緣部的區域。
  11. 如申請專利範圍第6項之研磨方法，其中，前述研磨墊的彈性率係在前述研磨墊的進行方向中在前述基板的上游側的區域進行測定。
  12. 如申請專利範圍第6項之研磨方法，其中，前述研磨墊的彈性率係更在前述基板研磨前也進行測定。
  13. 如申請專利範圍第6項之研磨方法，其中，對前述研磨墊的表面施加力來使該研磨墊變形，測定前述研磨墊的變形量， 藉由將前述力除以前述研磨墊的變形量來決定前述研磨墊的彈性率。
  14. 一種研磨裝置，其係藉由使基板與研磨墊相對移動來研磨前述基板的研磨裝置，其特徵為具備有：彈性率測定器，其係在前述基板研磨中測定前述研磨墊的彈性率；及研磨條件調整部，其係按照前述彈性率的測定值、被配置在前述基板周圍的扣持環的壓力與前述彈性率的關係的研磨條件資料，來調整前述扣持環相對前述研磨墊的壓力。
  15. 如申請專利範圍第14項之研磨裝置，其中，前述研磨條件資料係一面改變前述彈性率及前述扣持環的壓力的值的組合一面研磨複數試樣基板，測定所被研磨的前述複數試樣基板的邊緣弛垂量，按每個彈性率，使前述扣持環壓力與前述邊緣弛垂量產生關連，藉由按每個彈性率來決定以前述邊緣弛垂量成為最少的扣持環壓力來預先取得。
  16. 如申請專利範圍第14項之研磨裝置，其中，前述彈性率測定器係對前述研磨墊的表面施加力來使該研磨墊變形，測定前述研磨墊的變形量，藉由將前述力除以前述研磨墊的變形量，來決定前述研磨墊的彈性率。
  17. 一種研磨裝置，其係藉由使基板與研磨墊相對移動來研磨前述基板的研磨裝置，其特徵為具備有：頂環，其具有配置在前述基板周圍的扣持環，並將前述基板及前 述扣持環按壓於前述研磨墊；彈性率測定器，其係在前述基板研磨中測定前述研磨墊的彈性率；及研磨條件調整部，其係根據前述彈性率的測定值來調整前述研磨墊的溫度，前述彈性率測定器及前述研磨條件調整部係構成為至前述彈性率與預定的目標值一致為止，反覆前述彈性率的測定與前述研磨墊的溫度的調整，前述預定的目標值係從表示前述彈性率與前述基板表面段差大小的關係之研磨條件資料所決定。
  18. 如申請專利範圍第17項之研磨裝置，其中前述彈性率測定器及前述研磨條件調整部係以反覆前述彈性率的測定與前述研磨墊的溫度的調整至前述基板的研磨結束為止，使前述彈性率與前述預定的目標值一致。
  19. 如申請專利範圍第17項之研磨裝置，其中，另外具備有使溫度調整媒體接觸前述研磨墊的媒體接觸機構，前述研磨條件調整部係透過前述媒體接觸機構來調整前述研磨墊的溫度。
  20. 如申請專利範圍第17項之研磨裝置，其中，前述彈性率測定器係對前述研磨墊的表面施加力來使該研磨墊變形，測定前述研磨墊的變形量，藉由將前述力除以前述研磨墊的變形量，來決定前述研磨墊的彈性率。
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