JPH10180625A

JPH10180625A - 研磨方法および研磨装置

Info

Publication number: JPH10180625A
Application number: JP34769596A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Sudo; 正昭須藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 1998-07-07

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨加工の終点検出を、インプロセスかつ高精
度で行うことができる研磨方法及び研磨装置を提供する
こと。【解決手段】上定盤19をフィードバック制御する上定盤
モータドライバ20g が発生する電流IUD の積分値を計測
し、この積分値が予め測定済みの研磨加工終点における
積分値以上の値を検出した場合、加工を止める。本発明
においてはIUD の積分値を求める際に定盤空転時の電流
値を研磨駆動時の電流値から引いた値を積分する。ま
た、上定盤19による検出のみならず、下定盤16で検出し
た電流ILD の積分値との和を用いて終点検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、段差を有する被加
工物を研磨により平坦化する場合の終点検出を正確に行
うことができる研磨方法及び研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体装置の製造プロセスにお
いては、例えば図10に示すように、シリコン（Si）基板
A 上にアルミニウム（Al）製の電極B …を形成した後、
このSi基板A 上に例えば二酸化けい素などの絶縁膜C を
成膜することが行われている。このような場合、絶縁膜
C は電極B …の高さに照応して突出し、段差D …が形成
される。なお、電極B …の高さは、例えば０．５μm 程
度、また、絶縁膜C の厚さは、例えば１．０μm 程度で
ある。この段差D を除去して平坦にするため、後加工と
して、研磨加工が行われている。

【０００３】このシリコン基板A の表面を研磨して平坦
化を行う際は、段差D …の高さが電極B …の高さと同程
度であるため、切込み量が例えば０．５μm などの極め
て微小なおおきさであるので、研磨加工終点の検出が困
難である。たとえば、従来においては、ある程度までは
加工時間で管理し、その後は、短時間ごとに目視により
観察して、加工終点を検出していた。そのため、加工の
能率が悪いばかりか、加工終点の検出誤差が入る余地が
大きかった。

【０００４】他方、ウエハの厚さを光学法または電気容
量法により測定することにより加工終点検出することも
考えられるが、被測定面が加工液などで汚れていると測
定誤差を生じるため、オンマシン．インプロセス測定に
は適していなかった。

【０００５】また、超音波法によりウエハの厚さを測定
することにより加工終点を検出する方法もあるが、精度
的に不十分であり、製造歩留りが大きく低下し、製品コ
ストの低減を阻む原因の一つとなっていた。この問題
は、例えば「絶縁物上のシリコン」を意味するSOI(Sili
con on Insulator) 基板の製造において顕著であった。

【０００６】また、例えば情報機器などに用いられるハ
ードディスクドライブのヘッド部分はスライダと称呼さ
れ、主にAl₂ 0 ₃ ‐TiC からなるセラミック基板を細分
化し高精度に加工したものにMR薄膜を設けて構成されて
いる。このスライダの加工工程にはラッピングによって
スライダ表面を平坦にする工程があるが、この時の研磨
の終点の積出を±０．１μm で制御する必要がある。し
かし、この場合でも前記SOI 基板の研磨と同様の問題の
ため歩留まりが悪くなる等の問題が発生していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
半導体装置の製造プロセスにおけるサブミクロンオーダ
の平坦化研磨加工は、研磨加工終点の検出が困難であ
る。その結果、製造歩留りが低くなり、製品コストの低
減を阻む原因の一つとなっていた。

【０００８】この発明は、前記事情を勘案してなされた
もので、研磨加工の終点検出を、インプロセスかつ高精
度で行うことのできる研磨方法及び研磨装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、上
定盤と、前記上定盤とともに表面を有する被加工物を挟
持する下定盤と、前記上定盤を回転駆動する上定盤駆動
モータと、前記下定盤を回転駆動する下定盤駆動モータ
とを具備する研磨装置により前記被加工物の表面を平坦
化する研磨方法において、前記研磨装置による前記被加
工物の研磨中に前記上定盤駆動モータ及び前記下定盤駆
動モータの少なくとも一方の駆動電流を検出する研磨駆
動電流検出工程と、前記研磨装置により前記被加工物の
研磨をしていない空転時に前記上定盤駆動モータ及ぴ前
記下定盤駆動モータの少なくとも一方の駆動電流を検出
する空転駆動電流検出工程と、前記駆動電流検出工程に
て検出された駆動電流から前記空転駆動電流検出工程に
て検出された駆動電流を減じ終点判定電流を得る駆動電
流減算工程と、この駆動電流減算工程にて得られた終点
判定電流を積分し積分電流値を得る積分電流直演算工程
と、この積分電流値演算工程にて得られた積分電流値と
予め設定され前記表面の平坦化を示す加工終点閾値とを
比較し比転結果に基づいて加工終点と判定する加工終点
判定工程とを具備する研磨方法である。

【００１０】本発明の請求項２は、請求項１において、
加工終点閾値は、被加工物の平面度とこれに対応する積
分電流値に基づいて決定することを特徴とする研磨方法
である。

【００１１】本発明の請求項３は、請求項１において、
加工終点判定工程にては、上定盤駆動モータに対応する
積分電流値及び下定盤駆動モータに対応する積分電流値
の和が加工終点閾値を越えたとき加工終点と判定する研
磨方法である。

【００１２】本発明の請求項４は、請求項１において、
加工終点判定工程にては、上定盤駆動モータに対応する
積分電流値及び下定盤駆動モータに対応する積分電流値
のうち両方が加工終点閾値を越えたとき加工終点と判定
ずる研磨方法である。

【００１３】本発明の請求項５は、請求項１において、
被加工物は、上定盤に固着されていることを特徴とする
研磨方法である。本発明の請求項６は、上定盤と、前記
上定盤とともに被加工物を挟持する下定盤と、前記上定
盤を回転駆動する上定盤駆動モータと、前記下定盤を回
転駆動する下定盤駆動モータと、前記上定盤駆動モータ
及び前記下定盤駆動モータの少なくとも一方の駆動電流
を検出する駆動電流検出部と、前記駆動電流検出部にて
得られた駆動電流のうち前記被加工物の研磨中の駆動電
流から前記被加工物を研磨していない空転時の駆動電流
を減じ終点判定電流を得る駆動電流減算部と、この駆動
電流減算部にて得られた終点判定電流を積分し積分電流
値を得る積分電流値演算部と、この積分電流値演算部に
て得られた積分電流値と予め設定され前記表面の平坦化
を示す加工終点間植とを比較し比較結果に基づいて加工
終点と判定ずる加工終点判定部とを具備することを特徴
とする研磨装置である。

【００１４】本発明の請求項７は、上定盤と、前記上定
盤とともに表面を有する被加工物を扶持する下定盤とを
具備し、前記上定盤と前記下定盤とを相対的に回転駆動
ずる研磨装置により前記被加工物の表面を平坦化する研
磨方法において、前記前記被加工物の研磨抵抗を検出す
る研磨抵抗検出工程と、この研磨抵抗検出工程にて検出
された研磨抵抗が表面の平坦化とともに飽和することを
利用して加工終点を検出する加工終点判定工程とを具備
することを特徴とする研磨方法である。

【００１５】本発明の請求項１乃至請求項５に記載され
た研磨方法によれば、被加工物を研磨する定盤を回転駆
動するための駆動電流の積分値に基づいて加工終点を判
定するので、被加工物の研磨加工終点検出を確実かつ迅
速に行うことができる。

【００１６】本発明の請求項６に記載された研磨装置に
よれば、被加工物を研磨する定盤を回転駆動するための
駆動電流の積分置を算出積分電流値演算部及びこの積分
電流値に基づいて加工終点を判定する加工終点演算部を
有しているので、被加工物の研磨加工終点検出を確実か
つ迅速に行うことができる。

【００１７】本発明の請求項７に記載された研磨方法に
よれば、研磨抵抗が表面の平坦化とともに飽和すること
を利用して加工終点を検出するので、被加工物の研磨加
工終点検出を確実かつ迅速に行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の態様】以下、本発明の第１の実施態様を
図面を参照して詳述する。図１は、この一実施例の研磨
装置M1を示している。この研磨装置M1は、SOI となる薄
板状の被加工物1 を平面研磨する研磨部2 と、この研磨
部2 により平面研磨されている被加工物1 の加工終点を
検出する加工終点検出部3 とから構成されている。

【００１９】研磨部2 は、下定盤部13と、この下定盤部
13に対向して上方位置に配設された上定盤部14と、下定
盤部13と上定盤部14を電気的に制御する加工制御機構21
とからなっている。なお、この研磨部2 には、研磨部位
に加工液L を供給する給液部15が付随している。

【００２０】下定盤部13は、円盤をなす下定盤16と、こ
の下定盤16に貼着された例えば発泡ウレタンなどの研磨
布17と、この下定盤16を保持して回転駆動する下定盤駆
動機構18とからなっている。さらに、下定盤駆動機構18
は、下定盤16の下面に同軸に連結された保持軸18a と、
この保持軸18a を軸支して回転駆動する下定盤駆動モー
タ18b と、この下定盤駆動モータ18b の回転速度を検出
する例えばロータリエンコーダやタコジェネレータなど
の下定盤回転速度検出器18c と、この下定盤回転速度検
出器18c から出力された下定盤駆動モータ18b の回転速
度を示す回転速度信号LVR に基づいて下定盤駆動モータ
18b を制御する下定盤モータドライバ18d とから構成さ
れている。

【００２１】上定盤部14は、下定盤16の半径よりも小さ
い直径の上定盤19と、この上定盤19を軸支して回転駆動
するとともに下定盤16に対して加圧する上定盤駆動機構
20とからなっている。さらに、上定盤19の下面には、被
加工物1 を着脱自在に保持するためのポリウレタン系の
吸着シート19a が装着されている。また、上定盤駆動機
構20は、上定盤19の背部に同軸に連結された保持軸20b
と、この保持軸20b の上端部を嵌脱自在に取付けられこ
の保持軸20b を昇降駆動する例えば空気圧シリンダなど
の加圧手段20c と、この加圧手段20c への空気圧の印加
を制御する電磁弁20d と、加圧手段20c の上端部を保持
して軸線の回りに回転駆動する上定盤駆動モータ20e
と、この上定盤駆動モータ20e の回転速度を検出する例
えばロータリエンコーダやタコジェネレータなどの上定
盤回転速度検出器20f と、この上定盤回転速度検出器20
f から出力された上定盤駆動モータ20e の回転速度を示
す回転速度信号UVR に基づいて上定盤駆動モータ20e を
制御する上定盤モータドライバ20g とからなっている。

【００２２】下定盤駆動モータ18b 及び上定盤駆動モー
タ20e は、下記の式に従って設けられている。すなわ
ち、Ｔ＝Ｋ・Ｉただし、T は駆動トルク、K はトルク定数、I は駆動電
流である。つまり、下定盤駆動モータ18b 及び上定盤駆
動モータ20e は、駆動トルクT と駆動電流I が比例関係
にあるように設けられている。したがって、駆動電流I
を測定することにより、下定盤駆動モータ18b 及び上定
盤駆動モータ20e のトルクT （これは、研磨抵抗と相関
関係を有する。）を検出することが可能となる。なお、
下定盤16と上定盤19は、回転の開始及び停止時以外の一
定速度回転時には、慣性のみで回転するため、駆動電流
I は0 となるはずであるが、実際には、軸受系統に摩擦
抵抗が生じるので、これに応じた駆動電流I が流れる。

【００２３】給液部15は、遊離砥粒（例えばコロイダル
シリカにアミンを加えたもの。）を合有する加工液L を
研磨部位に噴射するノズル22と、このノズル22に供給す
る加工液L を貯蔵するタンク23とからなっている。

【００２４】加工制御機構21は、下定盤部13及び上定盤
部14並びに加工終点検出部3 に電気的に接続され、後述
するような研磨加工の制御を行うように設けられてい
る。加工終点検出部3 は、下定盤駆動モータ18b 及び上
定盤駆動モータ20e に印加された駆動電流ILD ，IUD を
検出する下定盤駆動電流検出器3a及び上定盤駆動電流検
出器3bと、これら下定盤駆動電流検出器3a及び上定盤駆
動電流検出器3bの出力側に接続され駆動電流lLD ，IUD
を増幅する増幅器3c，3dと、これら増幅器3c，3dの出力
側に接続され入力した駆動電流lLD ，IUD に基づいて加
工終点を演算する加工終点演算部3eとから構成されてい
る。

【００２５】加工終点演算部3eは、図2 に示すように、
下定盤駆動モー夕18b 及び上定盤駆動モータ20e の研磨
加工時の駆動電流ILDR，IUDRを格納する研磨駆動電流デ
ータメモリ部3fと、下定盤駆動モータ18b 及び上定盤駆
動モータ20e の空転時の駆動電流ILDV，IUDVを格納する
空転駆動電流データメモリ部3gと、研磨駆動電流データ
メモリ部3fに格納されている駆動電流ILDR，IUDRのデー
タから空転駆動電流データメモリ部3gに格納されている
駆動電流ILDV，IUDVのデータを減じ終点判定電流ILDS，
IUDSを得る駆動電流減算部3hと、この駆動電流減算部3h
にて得られた終点判定電流ILDS，IUPSの積分値すなわち
積分電流値△IL，△IUを算出する積分電流値演算部3i
と、この積分電流値演算部3iにて算出された積分電流値
△IL, △IUと予め設定されている加工終点閾値ILT ，IU
T とを比較し比較結果に基づいて加工終点を判定し判定
結果を示す判定信号SJを加工制御機構21に出力する加工
終点判定部3jとから構成されている。

【００２６】つぎに、前記構成の研磨装置を用いて、こ
の実施例の研磨方法について述べる。ここで、研磨対象
としての被加工物1 の構造について、図3 にて説明す
る。被加工物1 は、例えばSOI 基板であって、シリコン
基板1aと、このシリコン基板1a上に形成されたアルミニ
ウム製の電極1b…と、これら電極1b…を覆って成膜され
た例えば二酸化けい素などの絶縁膜1cとからなってい
る。この絶縁膜1cの表面は、シリコン基板1aからの電極
1b…の突出に対応して、高さが例えば0 ．4 μm 程度で
ある。なお、電極1b…の高さは、例えば0 ．5 μm 程
度、また、絶縁膜1cの厚さは、例えば1 ．0 μm 程度で
ある。そして、この場合の加工終点EWは、図3中の想像
線で示すように、絶縁膜1cの凸部1d…を除去するために
必要な位置である。

【００２７】そこで、まず、上定盤19に被加工物1 を吸
着シート19a を介して装着する。つぎに、加工制御機構
21から下定盤駆動モータ18b に回転信号SRD を印加し、
下定盤16を矢印R1方向に例えば60〜120rpm程度で回転さ
せる。つづいて、加工制御機構21から上定盤駆動モータ
20e に回転信号SRU を印加するとともに、電磁弁20dに
下降信号SDを印加し、上定盤19を矢印R2方向に例えば毎
分60〜120rpm程度回転させるとともに、矢印D1方向に下
降させ、絶縁膜1cを研磨布17に接触させる。なお、上定
盤19の下降は、研磨圧が200 〜1600gf/cm ² 程度の状態
で停止する。このとき、加工制御機構21から給液部15に
印加された給液信号S1に基づきノズル22によって加工液
工を被加工物1 の研磨部位に噴射する。かくして、絶縁
膜1cは、加工液L に含有されている遊離砥粒と研磨布17
により平面研磨される。このとき、下定盤駆動電流検出
器3a及び上定盤駆動電流検出器3bにては、下定盤駆動モ
ータ18b 及び下定盤駆動モータ20e に印加された駆動電
流ILD 、IUD が検出される。そして、これら検出された
駆動電流ILD 、IUD は、増幅器3c，3dにて増幅された
後、加工終点演算部3eに入力し、逐次、研磨駆動電流デ
ータメモリ部3fに格納される。

【００２８】ところで、この実施例の研磨方法は、大別
すると図4 に示すように、加工終点閾値ILT ，IUT を算
出する加工終点閾値決定工程（図4 ステップSA1 ）と、
この加工終点閾値決定工程にて決定された加工終点閾値
ILT ，IUT に基づいて被加工物1 の研磨加工を行い平坦
化する研磨加工工程（図4 ステップSA2 ）との２工程か
らなる。

【００２９】加工終点閾値決定工程SA1 は、図5 に示す
ようにSB1 乃至SB５の５工程に分けて考えることが出来
る。上述のようにして上定盤19に吸着シート19a を介し
て装着された被加工物1 を上定盤19と下定盤16とにより
挟圧しながら研磨布17と加工液L とにより標準研磨加工
条件下にて研磨加工する標準研磨加工工程（図5 ステッ
プSB1 ）と、この標準研磨加工工程において研磨駆動電
流データメモリ部3fに格納されている下定盤駆動モータ
18b 及び上定盤駆動モータ20e に印加された駆動電流IL
DR，IUDR（図6A参照）に基づいて駆動電流ILDR，IUDRの
プロファイル上の主要部位Pa，Pb，Pc，Pd，Pe（図6A参
照）に対応する絶縁膜1cの膜厚（加工量），平坦性及び
均一性を測定し研磨加工すべき駆動電流ILD ，IUD のプ
ロファイル上の位置PEを決定する研磨加工終点決定工程
（図5 ステップSB2 ）と、上定盤19と下定盤16を空転し
たときの下定盤駆動モータ18b 及び上定盤駆動モータ20
eに印加された駆動電流ILDV，IUDV（図6B参照）を格納
する空転駆動電流データ格納工程（図5 ステップSB3 ）
と、研磨駆動電流データメモリ部3fに格納されている。
駆動電流ILDR，IUDRのデ一夕から空転駆動電流データメ
モリ部3gに格納されている駆動電流ILDV，IUDVのデータ
を駆動電流減算部3hにて対応時間データごとに減じて終
点判定電流ILDS．IUDS（図6C参照）を得る駆動電流減算
工程（図5 ステップSB4 ）と、この駆動電流減算工程に
て得られた終点判定電流ILDS，IUDSに基づいて積分電流
値演算部3iにてプロファイル上の位置PEまでの積分電流
値を加工終点閾値ILT ，IUT （図6D参照）として算出す
る加工終点閾値算出工程（図5ステップSB5 ）とからな
っている。加工終点閾値算出工程SA1 にて算出された加
工終点閾値ILT ，IUT は、図3 に示す最終切込量△DOに
対応している。

【００３０】加工終点閾値算出工程SA1 にて得た閾値IL
T ，IUT は同仕様の被加工物の加工標準値として研磨加
工工程SA2 の加工終点判定において比較値として用いら
れる。したがって、閾値ILT ，IUT を求める工程は、最
初に加工する同仕様の被加工物の少なくとも１つに適用
すれば足りることとなる。

【００３１】さて、研磨加工工程SA2 は、図7 に示すよ
うにSC1 乃至SC5 の５工程に分けて考えることが出来
る。上述のようにして上定盤19に吸着シート19a を介し
て装着された被加工物1 を上定盤19と下定盤16とにより
挟圧しながら研磨布17と加工液L とにより標準研磨加工
工程と同一の研磨加工条件下にて研磨加工する実働研磨
加工工程（図7 ステップSC1 ）と、この実働研磨加工工
程において研磨駆動電流データメモリ部3fに格納されて
いる駆動電流ILDR，IUDR（図8A参照）から定盤空転時の
電流値を得て空転駆動電流データメモリ部3gに格納し、
この空転駆動電流データメモリ部3gに格納されている駆
動電流ILDV，IUDV（図8B参照）を駆動電流減算部3hにて
対応時間データごとに減じ終点判定電流ILDS，IUDS（図
8C参照）を得る駆動電流減算工程（図7 ステップSC2 ）
と、これにより得られた終点判定電流ILDS，IUDSに基づ
いて積分電流値演算部3iにて積分電流値△IL，△IU（図
8D参照）を算出する積分電流値演算工程（図7 ステップ
SC3 ）と、加工終点判定部3jにて積分電流値演算工程SC
3 にて算出された積分電流値△IL，△IUと前記加工終点
閾値決定工程にて求められた加工終点閾値ILT ，IUT
（図8D参照）とを比較し、少なくとも積分電流値△IL，
△IUのうち一方が対応する加工終点閾値と一致した時点
を研磨加工終点PEと判定し判定結果を示す判定信号SJを
加工制御機構21に出力する加工終点判定工程（図7 ステ
ップSC4 ）と、入力した判定信号SJに基づいて加工制御
機構21により研磨加工を終了させる研磨加工終了工程
（図7 ステップSC5 ）とからなっている。

【００３２】研磨加工終了工程においては、加工制御機
構21から電磁弁20d に上昇信号SDを印加することにより
加圧手段20c をD2方向に作動させ、保持軸20b を介して
上定盤19に装着されている被加工物1 を下定盤16に装着
されている研磨布17から離間させる。ついで、回転停止
信号SSU ，SSL が上定盤駆動モータ20e 及び下定盤駆動
モータ18b に印加され、研磨加工が停止する。

【００３３】研磨駆動電流データメモリ部3fに格納され
ている駆動電流ILD ，IUD は、空回転時のモータ電流値
と、研磨加工時に発生する摩擦負荷トルクに比例した電
流値の合計値となる。よって、前記駆動電流減算工程SC
2 にて、実働研磨時の駆動電流ILD ，IUD から、空回転
時の駆動電流ILDV，IUDVを、対応時間データごとに減じ
ることにより、終点判定電流ILDS，IUDSは、摩擦負荷ト
ルクに比例した電流値となっている。したがって、これ
ら終点判定電流ILDS，IUDSを積分することにより得られ
た積分電流値△IL，△IUは、被加工物1 の研磨量すなわ
ち切込量△D に比例するものとなる。空転時のモータ電
流もいつも同じ値とは限らないため、一加工毎に検出し
てデータメモリ部3gに入力を行っている。加工終点判定
部3jは、空転駆動電流を無効にして、これら切込量△D
を示す積分電流値△IL，△IUと、前述した最終切込量△
DOを示す加工終点閾値ILT ，IUT を比較するようにして
いるため、終点検出を確実かつ迅速に行うことができ
る。

【００３４】このように、この実施例の研磨装置におい
ては、研磨駆動電流データメモリ部3fに格納されている
駆動電流ILDR，IUDRのデータから空転駆動電流デ一夕メ
モリ部3gに格納されている駆動電流ILDV，IUDVのデータ
を減じて終点判定電流ILDS,IUDS を得る駆動電流減算部
3hと、この駆動電流減算部3hにて得られた終点判定電流
ILDS，IUDSの積分値すなわち積分電流値を算出する積分
電流値△IL，△IUを算出する積分電流値演算部3iと、こ
の積分電流値演算部3iにて算出された積分電流値△IL，
△IUと予め設定されている加工終点間位ILT ，IUT とを
比較しこの比較結果に基づいて加工終点を判定し判定結
果を示す判定信号SJを加工制御機構21に出力する加工終
点判定部3jとを有する加工終点演算部3eを具備している
ので、被加工物1 の研磨加工終点検出を確実かつ迅速に
行うことができる。このような構成によって、研磨量の
厳密な制御が可能となるので、例えば高速MOS 用に必要
な超薄膜SOI 等の超精密研磨プロセスに適用した場合、
歩留りや信頼性等が飛躍的に向上する。

【００３５】また、この実施例の研磨方法は、実働研磨
加工工程における駆動電流ILD ，IUD から空転駆動時の
駆動電流ILDV，IUDVのデータを対応時間データごとに減
じ終点判定電流ILDS，IUDSを得る駆動電流減算工程と、
これにより得られた終点判定電流ILDS，IUDSに基づいて
積分電流値△IL，△IUを算出する積分電流値演算工程
と、この積分電流値演算工程にて算出された積分電流値
△IL，△IUと予め設定された加工終点閾値ILT ，IUT と
を比較し少なくとも積分電流値△IL，△IUのうち一方が
対応する加工終点閾値と一致した時点を研磨加工終点と
判定する加工終点判定工程と、加工終点判定結果に基づ
いて研磨加工を終了させる研磨加工終了工程とを具備す
るもので、被加工物1 の研磨加工終点検出を確実かつ迅
速に行うことができる。その結果、研磨量の厳密な制御
が可能となる結果、例えば高速MOS用に必要な超薄膜SOI
等の超精密研磨プロセスに適用した場合、歩留りや信
頼性等が飛躍的に向上する。

【００３６】本実施の態様においては下定盤駆動電流検
出器3a及び上定盤駆動電流検出器3bを同時に設けている
が、いずれか一方のみ取り付け、その取付けた検出器か
らの電気信号に基づいて、研磨加工終点を判定するよう
にしてもよい。

【００３７】また、前記実施例においては、加工終点判
定部3jにて、積分電流値△IL，△IUと加工終点閾値決定
工程にて求められた加工終点閾値ILT ，IUT とを比較
し、少なくとも積分電流値△IL，△IUのうち一方が対応
する加工終点閾値と一致した時点をもって研磨加工終点
と判定しているが、積分電流値△IL，△IUと加工終点閾
値決定工程にて求められた加工終点閾値ILT ，IUT とを
比較し、少なくとも積分電流値△IL，△IUのうち両方と
も対応する加工終点閾値と一致した時点をもって研磨加
工終点と判定するようにしてもよい。

【００３８】このように積分電流値ΔIL，ΔIUを両方用
いる方法として、i)ΔILとΔIUとを独立に判定し、両方
が終点と検出した状態を加工終点とする方法と、ii) Δ
ILとΔIUの和の値を基に終点検出を行う方法との２つの
方法が考えられる。加工精度の問題を考慮するとき、一
般的にはii) の方法が有利である。以下にii) の方法の
一実施例を説明する。

【００３９】第２の実施態様については加工装置本体は
共通であり、加工終点検出部3 の構成が若干異なるだけ
であるため、新たな加工終点演算部3xについてのみ説明
する。

【００４０】第9 図に示す加工終点演算部3Xは、図1 の
研磨装置の加工終点演算部3eと置換される新たな加工終
点検出部であり、上定盤部の積分電流値ΔIUを算出する
上定盤用積分電流演算部101 と、下定盤部の積分電流値
ΔILを算出する下定盤用積分電流演算部102 と、前記積
分電流値ΔIU及び前記積分電流値ΔILとの和( ΔIL+ΔI
U) を算出する加算器103 と、予め測定しておいた加工
終点閾値ITを仕様が異なる被加工物毎に求めておいて記
憶させてある閾値データベース104 と、この閾値データ
ベース104 の加工終点閾値ITと前記加算器103 の出力(
ΔIL+ ΔIU) を比較するコンパレータ105 とから構成さ
れている。

【００４１】上記構成の加工終点演算部3Xは以下のよう
に作動する。上定盤モータドライバ20g の出力IUD に基
づく研磨駆動電流IUDR及び空転駆動電流IUDVを受信した
上定盤用演算部101 は、研磨駆動電流IUDRと空転駆動電
流IUDVとの差を時間軸で観測し、この差の積分値を上定
盤側の終点判定値として加算器103 に対して出力する。
一方、下定盤モータドライバ18d の出力ILD に基づく研
磨駆動電流ILDR及び空転駆動電流ILDVを受信した下定盤
用演算部102 は、研磨駆動電流ILDRと空転駆動電流ILDV
との差を時間軸で観測し、この差の積分値を下定盤側の
終点判定値として加算器103 に対して出力する。これら
の出力を受信した加算器103 は、出力された上定盤側の
終点判定値と下定盤側の終点判定値の和を算出してコン
パレータ105 に出力する。コンパレータ105 加工中の被
加工物に対応する加工終点閾値ITを閾値データベース10
4 から受信して、前記終点判定値の和と加工終点閾値IT
とを比較する。終点判定値の和が加工終点閾値IT以上で
ある場合は加工制御機構21に対して判定信号SJを出力す
る。逆に終点判定値の和が加工終点閾値IT未満である場
合は新規な終点判定値の和を取り込んで再演算を行う。

【００４２】加工終点閾値算出工程SA1 では加工終点閾
値ITとして(IUT+ILT) を求める。求めかたは前記第1 の
実施態様に倣う。異なる点は図2 における積分電流値演
算部3iで得られる値を上定盤と下定盤の両方について算
出し、この和を求めるところである。

【００４３】研磨加工工程SA2 では加工終点閾値算出工
程SA1 と同様に上定盤についての積分電流値ΔILと下定
盤についての積分電流値ΔIUの和を測定する。この和と
前記加工終点閾値ITとを比較し、論理式( ΔIL+ ΔIU)>
=IT が真のとき、加工制御機構21に対して判定信号SJを
出力して加工を終了させる。

【００４４】以上に説明した本発明は、前記実施例のよ
うな平面加工に限ることなく、曲面加工，溝加工等の他
の研磨プロセスにも適用可能である。さらにまた、前記
実施例は通常のポリシング加工を例示しているが、メカ
ニカル・ケミカル・ポリシング（CMP ），メカノケミカ
ル・ポリシング等にも適用可能である。また、前記実施
例においては、研磨の種類として、ポリシングを例示し
ているが、ラッピッングや研削等、平面研磨であるなら
ばどのような加工方法にも適用することができる。もち
ろん、片面研磨あるいは両面研磨のいずれにも適用可能
である。

【００４５】

【発明の効果】本発明の請求項１乃至請求項５に記載さ
れた研磨方法によれば、被加工物を研磨する定盤を回転
駆動するための駆動電流の積分値に基づいて加工終点を
判定するようにしているので、被加工物の研磨加工終点
検出を確実かつ迅速に行うことができる。

【００４６】本発明の請求項６に記載された研磨装置に
よれば、被加物を研磨する定盤を回転駆動するための駆
動電流の積分値を算出積分電流値演算部及びこの積分電
流値に基づいて加工終点を判定する加工終点演算部を有
しているので、被加工物の研磨加工終点検出を確実かつ
迅速に行うことができる。

【００４７】本発明の請求項７に記載された研磨方法に
よれば、研磨抵抗が表面の平坦化とともに飽和すること
を利用して加工終点を検出するようにしているので、被
加工物の研磨加工終点検出を確実かつ迅速に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨装置の一実施例を示す全体構成図
である。

【図２】図１の加工終点検出部のブロック図である。

【図３】本発明にて用いられる被加工物の要部拡大断面
図である。

【図４】本発明の研磨方法の一実施例を示すフローチャ
ートである。

【図５】本発明の研磨方法の一実施例を示すフローチャ
ートである。

【図６】本発明の研磨方法の一実施例を説明するための
タイミング・チャートである。

【図７】本発明の研磨方法の一実施例を示すフローチャ
ートである。

【図８】本発明の研磨方法の一実施例を説明するための
タイミング・チャートである。

【図９】本発明の研磨装置の加工終点演算部の他の実施
例を示す模式図である。

【図１０】被加工物の模式図である。

【符号の説明】

１：被加工物、２：研磨部、３：加工終点検出部、２
１：加工制御機構、１６：下定盤，１９：上定盤。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上定盤と、前記上定盤とともに被加工物を
挟持する下定盤と、前記上定盤を回転駆動する上定盤駆
動モータと、前記下定盤を回転駆動する下定盤駆動モー
タとを具備する研磨装置により前記被加工物の表面を平
坦化する研磨方法において、前記研磨装置により前記被加工物の研磨をしていない空
転時に前記上定盤駆動モータ及び前記下定盤駆動モータ
の少なくとも一方の駆動電流を検出する空転駆動電流検
出工程と、前記研磨装置による前記被加工物の研磨中に前記空転駆
動電流工程にて検出したモータの駆動電流を検出する研
磨駆動電流検出工程と、前記研磨駆動電流検出工程にて検出された駆動電流から
前記空転駆動電流検出工程にて検出された駆動電流を減
じ終点判定電流を得る駆動電流減算工程と、この駆動電流減算工程にて得られた終点判定電流を積分
し積分電流値を得る積分電流値演算工程と、この積分電流値演算工程にて得られた積分電流値と予め
設定され、前記表面の平坦化を示す加工終点閾値とを比
較し比較結果に基づいて加工終点と判定する加工終点判
定工程とを具備することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】加工終点閾値は、被加工物の平面度とこれ
に対応する積分電流値に基づいて決定することを特徴と
する請求項１記載の研磨方法。
【請求項３】加工終点判定工程にては、上定盤駆動モー
タに対応する積分電流値及び下定盤駆動モータに対応す
る積分電流値の和が加工終点閾値を越えたとき加工終点
と判定することを特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項４】加工終点判定工程にては、上定盤駆動モー
タに対応する積分電流値及ぴ下定盤駆動モータに対応す
る積分電流値のうち両方が加工終点閾値を越えたとき加
工終点と判定することを特徴とする請求項１記載の研磨
方法。
【請求項５】被加工物は、上定盤に固着されていること
を特徴とする請求項１記載の研磨方法。
【請求項６】上定盤と、前記上定盤とともに被加工物を
挟持する下定盤と、前記上定盤を回転駆動する上定盤駆動モータと、前記下定盤を回転駆動する下定盤駆動モータと、前記上定盤駆動モータ及び前記下定盤駆動モータの少な
くとも一方の駆動電流を検出する駆動電流検出部と、前記駆動電流検出部にて得られた駆動電流のうち前記被
加工物の研磨中の駆動電流から前記被加工物を研磨して
いない空転時の駆動電流を減じ終点判定電流を得る駆動
電流減算部と、この駆動電流減算部にて得られた終点判定電流を積分し
積分電流値を得る積分電流値演算部と、この積分電流値演算部にて得られた積分電流値と予め設
定され、前記表面の平坦化を示す加工終点閾値とを比較
し比較結果に基づいて加工終点と判定する加工終点判定
部とを具備することを特徴とする研磨装置。
【請求項７】上定盤と、前記上定盤とともに被加工物を
挟持する下定盤とを具備し、前記上定盤と前記下定盤とを相対的に回転駆動する研磨
装置により前記被加工物の表面を平坦化する研磨方法に
おいて、前記被加工物の研磨抵抗を検出する研磨抵抗検出工程
と、この研磨抵抗検出工程にて検出された研磨抵抗が表面の
平坦化とともに飽和することを利用して加工終点を検出
する加工終点判定工程とを具備することを特徴とする研
磨方法。