專利名稱：研磨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對晶片等基板進行研磨的研磨裝置，特別涉及具備診斷研磨墊或修整器的狀態(tài)并確定其壽命的功能的研磨裝置。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體設(shè)備的制造工序中，基板表面的平坦化是非常重要的工序。表面的平坦化中所使用的代表性的技術(shù)為化學(xué)機械研磨(CMP，Chemical Mechanical Polishing 化學(xué)機械研磨)。在該化學(xué)機械研磨中，邊向研磨墊的研磨面上供給包含二氧化硅(SiO2)等磨粒的研磨液，邊使基板與研磨面滑動接觸來對基板的表面進行研磨。使用CMP裝置進行該化學(xué)機械研磨。CMP裝置具備在上表面貼附有研磨墊的研磨工作臺、和保持基板的頂環(huán)(top ring)。在基板的研磨中，使研磨工作臺和頂環(huán)分別圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)，邊用頂環(huán)將基板推壓到研磨墊的研磨面上，邊使基板和研磨墊滑動接觸。將研磨液供給到研磨墊的研磨面上，在基板和研磨墊之間存在研磨液的狀態(tài)下，基板被研磨。利用堿的化學(xué)性研磨作用和磨粒的機械研磨作用的復(fù)合作用，基板的表面被平坦化。在進行基板的研磨時，磨?；蜓心バ几吨谘心|的研磨面上，研磨性能下降。所以，為了使研磨墊的研磨面再生，用修整器進行墊修整。修整器具有固定在其下表面的金剛石顆粒等的硬質(zhì)磨粒，通過用該修整器切削研磨墊的研磨面，使研磨墊的研磨面再生。研磨墊由于通過墊修整而緩緩損耗。如果研磨墊損耗，則不能發(fā)揮理想的研磨性能，所以需要定期更換研磨墊。以往，一般根據(jù)已研磨的基板的枚數(shù)來確定研磨墊的更換。 然而，已研磨的基板的枚數(shù)不一定能夠正確地反映研磨墊的壽命。因此，為了維持研磨性能，必須在應(yīng)有的壽命之前更換研磨墊。另外，這種頻繁的研磨墊的更換使CMP裝置的工作效率下降。因此，為了避免研磨墊的頻繁更換，已開發(fā)出一種對研磨墊的表面位置(墊高度)進行測量，根據(jù)該測量值來監(jiān)視研磨墊的損耗的研磨裝置(例如，參照日本國特開 2002-355748號公報)。根據(jù)這種研磨裝置，能夠根據(jù)測量到的研磨墊的表面位置，也就是研磨墊的損耗量，能夠判斷研磨墊的壽命。然而，研磨墊的厚度和研磨墊的表面上所形成的槽的深度每個研磨墊都不同。因此，難以根據(jù)研磨墊的表面位置正確地確定研磨墊的壽命。另外，修整器的磨粒也因墊修整而緩緩損耗。修整器的修整性能下降導(dǎo)致研磨墊的研磨性能下降，所以與研磨墊相同，也需要定期更換修整器。從而，研磨墊和修整器是研磨裝置的消耗品，近來，盡可能地削減這些消耗品的成本的要求增多。為了實現(xiàn)消耗品的成本削減，要求正確地確定研磨墊和修整器的更換時間，也就是它們的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情況而完成，其第一目的在于提供一種研磨裝置，能夠正確地確定研磨墊的壽命，并能夠減少研磨墊的更換頻率。
另外，本發(fā)明的第二目的在于提供一種研磨裝置，能夠正確地確定修整器的壽命， 并能夠減少修整器的更換頻率。為了實現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明的第一方式是一種研磨裝置，其特征在于，具備 支撐研磨墊的研磨工作臺；將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的頂環(huán)；使上述研磨工作臺圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機；使上述頂環(huán)圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機； 對上述研磨墊的上述研磨面進行修整的修整器；測量上述研磨墊的高度的墊高測量器；和診斷部，其監(jiān)視上述研磨墊的高度、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，上述診斷部根據(jù)上述研磨墊的高度計算上述研磨墊的損耗量，并根據(jù)上述研磨墊的損耗量、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。為了實現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明的第二方式是一種研磨裝置，其特征在于，具備 支撐研磨墊的研磨工作臺；將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的頂環(huán)；使上述研磨工作臺圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機；使上述頂環(huán)圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機； 對上述研磨墊的上述研磨面進行修整的修整器；測量上述研磨墊的高度的墊高測量器；和診斷部，監(jiān)視上述研磨墊的高度、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，上述診斷部根據(jù)上述研磨墊的高度計算上述研磨墊的損耗量，并根據(jù)上述研磨墊的損耗量和每一規(guī)定的研磨基板枚數(shù)的總修整時間，計算上述研磨墊的削減率，進而根據(jù)上述研磨墊的削減率、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，診斷上述修整器的修整面的狀態(tài)。在研磨墊損耗，其研磨性能下降時，如下文所述，在基板的研磨中，在使研磨工作臺旋轉(zhuǎn)的電動機電流(轉(zhuǎn)矩)和使頂環(huán)旋轉(zhuǎn)的電動機電流(轉(zhuǎn)矩)中出現(xiàn)特性變化。根據(jù)上述本發(fā)明的第一方式，在研磨墊的損耗量的基礎(chǔ)上，還能根據(jù)使研磨工作臺旋轉(zhuǎn)的電動機電流和使頂環(huán)旋轉(zhuǎn)的電動機電流，診斷研磨墊的研磨面的狀態(tài)，并根據(jù)該診斷結(jié)果，正確地確定研磨墊的壽命。而且，修整器的修整性能下降時，與研磨墊損耗時相同，在基板的研磨中，在使研磨工作臺旋轉(zhuǎn)的電動機電流(轉(zhuǎn)矩)和使頂環(huán)旋轉(zhuǎn)的電動機電流(轉(zhuǎn)矩)中出現(xiàn)特性變化。根據(jù)上述本發(fā)明的第二方式，在研磨墊的削減率(每單位時間內(nèi)，由修整器對研磨墊的切削量)的基礎(chǔ)上，還能根據(jù)使研磨工作臺旋轉(zhuǎn)的電動機電流和使頂環(huán)旋轉(zhuǎn)的電動機電流，診斷修整器的修整面的狀態(tài)，并根據(jù)該診斷結(jié)果，正確地確定修整器的壽命。


圖1是表示本發(fā)明一實施方式中的研磨裝置的模式圖。圖2是表示由位移傳感器測量到的研磨墊的高度的圖形。圖3是表示研磨墊的損耗量和已研磨的基板枚數(shù)的關(guān)系的圖形。圖4是表示研磨墊的損耗量和研磨墊的更換周期的圖形。圖5是表示檢測使頂環(huán)和研磨工作臺旋轉(zhuǎn)的電動機的電流的結(jié)構(gòu)的模式圖。圖6A是表示研磨墊的損耗量在允許范圍內(nèi)時的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的電流和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的電流的圖形。圖6B是表示研磨墊的損耗量超過允許范圍內(nèi)時的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的電流和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的電流的圖形。圖7A是表示研磨墊的損耗量在允許范圍內(nèi)時的已研磨的基板的實際膜厚和預(yù)定的目標膜厚的差異的圖形。圖7B是表示研磨墊的損耗量超過允許范圍內(nèi)時的已研磨的基板的實際膜厚和預(yù)定的目標膜厚的差異的圖形。圖8是表示確定研磨墊的壽命的方法的流程圖。圖9是表示研磨墊的高度和研磨墊的高度的移動平均值的變化的圖形。圖10是說明研磨率的評價的流程圖。圖11是表示研磨率的評價的其他例的流程圖。圖12是表示研磨率的評價的另一其他例的流程圖。圖13是表示圖8所示的確定研磨墊壽命的方法的變形例的流程圖。圖14是表示圖8所示的確定研磨墊壽命的方法的其他變形例的流程圖。圖15是表示圖10所示的說明研磨率的評價的流程圖的變形例的流程圖。圖16是表示確定修整器的壽命的方法的流程圖。圖17是表示研磨墊的高度和削減率(cut rate)的變化的圖形。圖18是表示圖16所示的確定修整器的壽命的方法的變形例的流程圖。圖19是表示具備獨立地按壓基板的多個區(qū)域的多個氣囊的頂環(huán)的一例的剖視圖。
具體實施例方式圖1是表示本發(fā)明一實施方式中的研磨裝置的模式圖。如圖1所示，研磨裝置具備研磨工作臺12、連接在支軸14的上端的頂環(huán)擺臂16、安裝在頂環(huán)擺臂16的自由端上的頂環(huán)軸18、連接在頂環(huán)軸18的下端的大致圓盤狀的頂環(huán)20、以及處理各種數(shù)據(jù)的診斷部47。 雖然圖未示，但診斷部47具有存儲數(shù)據(jù)的存儲部、處理該數(shù)據(jù)的運算處理部。雖然在圖1 中未圖示，但頂環(huán)軸18經(jīng)由同步傳送帶等連接裝置與頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機連接并被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。 通過該頂環(huán)軸18的旋轉(zhuǎn)，頂環(huán)20可沿箭頭所示方向圍繞頂環(huán)軸18旋轉(zhuǎn)。研磨工作臺12經(jīng)由工作臺軸12a與配置在其下方的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70連接， 通過該工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70，研磨工作臺12圍繞工作臺軸1 沿箭頭方向被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在該研磨工作臺12的上表面貼附有研磨墊22，研磨墊22的上表面2 構(gòu)成對半導(dǎo)體晶片等基板進行研磨的研磨面。頂環(huán)軸18通過上下運動機構(gòu)M而相對于頂環(huán)擺臂16上下運動，通過該頂環(huán)軸18 的上下運動，頂環(huán)20相對于頂環(huán)擺臂16上下運動。并且，在頂環(huán)軸18的上端安裝有旋轉(zhuǎn)接頭25。頂環(huán)20構(gòu)成為能夠在其下表面保持半導(dǎo)體晶片等基板。頂環(huán)擺臂16構(gòu)成為以支軸14為中心能夠旋轉(zhuǎn)，在下表面保持基板的頂環(huán)20通過頂環(huán)擺臂16的旋轉(zhuǎn)而從基板的接收位置向研磨工作臺12的上方移動。然后，使頂環(huán)20下降并將基板按壓在研磨墊22的上表面(研磨面)2 上。在基板的研磨中，分別使頂環(huán)20和研磨工作臺12旋轉(zhuǎn)，從設(shè)置在研磨工作臺12上方的研磨液供給噴嘴(未圖示)向研磨墊22上供給研磨液。從而，使基板與研磨墊22的研磨面2 滑動接觸，對基板的表面進行研磨。
使頂環(huán)軸18和頂環(huán)20升降的升降機構(gòu)M具備經(jīng)由軸承沈而可旋轉(zhuǎn)地支撐頂環(huán)軸18的橋觀、安裝在橋觀上的滾珠絲杠32、由支柱30支撐的支撐臺四、設(shè)置在支撐臺四上的AC伺服電動機38。支撐伺服電動機38的支撐臺四經(jīng)由支柱30與頂環(huán)擺臂16連接。滾珠絲杠32具備與伺服電動機38連接的螺絲桿32a、與螺絲桿3 螺紋結(jié)合的螺母32b。頂環(huán)軸18可與橋28 一體地升降(上下運動)。因此，驅(qū)動伺服電動機38時，橋 28經(jīng)由滾珠絲杠32而上下運動，由此，頂環(huán)軸18和頂環(huán)20上下運動。該研磨裝置具備對研磨工作臺12的研磨面2 進行修整的修整單元40。該修整單元40具備與研磨面2 滑動接觸的修整器50、連接修整器50的修整器軸51、設(shè)置在修整器軸51上端的汽缸53、可自如旋轉(zhuǎn)地支撐修整器軸51的修整器擺臂55。修整器50的下表面構(gòu)成修整面50a，該修整面50a由磨粒(例如金剛石顆粒)構(gòu)成。汽缸53配置在由支柱56支撐的支撐臺57上，這些支柱56固定在修整器擺臂55上。修整器擺臂55構(gòu)成為由未圖示的電動機驅(qū)動，并以支軸58為中心旋轉(zhuǎn)。修整器軸51通過未圖示的電動機的驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，通過該修整器軸51的旋轉(zhuǎn)，修整器50圍繞修整器軸51沿箭頭所示方向旋轉(zhuǎn)。汽缸53經(jīng)由修整器軸51來使修整器50上下運動，以規(guī)定的按壓力將修整器50按壓到研磨墊22的研磨面2 上。研磨墊22的研磨面22a的修整采用下述方式進行。修整器50通過汽缸53而被按壓到研磨面2 上，與此同時，從未圖示的純水供給噴嘴向研磨面2 供給純水。在此狀態(tài)下，修整器50圍繞修整器軸51旋轉(zhuǎn)，使修整面50a與研磨面2 滑動接觸。此外，以支軸58為中心使修整器擺臂55旋轉(zhuǎn)，使修整器50沿研磨面22a的半徑方向移動。如此，利用修整器50，研磨墊22被切削，研磨面22被修整(再生)。在該研磨裝置中，利用該修整器50的縱向位置，來測量研磨墊22的損耗量。也就是，修整器單元40具備測量修整器50的縱向位移的位移傳感器60。該位移傳感器60是測量研磨墊22的高度(也就是研磨面22a的高度)的墊高測量器。研磨墊22的高度是指研磨墊22的上表面(也就是研磨面22a)的高度，位移傳感器60測量其值的變化(位移)。 而且，該變化(位移)是研磨墊22的損耗量。位移基準不在裝置內(nèi)，最初測量的研磨墊22 的研磨面2 的高度成為基準。也就是，基準是每個研磨墊的固有值，對每個研磨墊測量基準。板61固定在修整器軸51上。伴隨著修整器50的上下運動，板61也上下運動。位移傳感器60固定在板61上，通過測量板61的位移來測量修整器50的位移。也就是，位移傳感器60構(gòu)成為能夠測量該位移傳感器60的下端和修整器擺臂55的上表面的相對位移。當(dāng)驅(qū)動汽缸53時，修整器50、修整器軸51、板61和位移傳感器60 —體地上下運動。另一方面，修整器擺臂陽的上下方向的位置是固定的。位移傳感器60通過測量修整器50相對于修整器擺臂55的上表面的縱向位移，間接地測量研磨墊22的研磨面22a的高度。并且，在該例中，雖然使用接觸式位移傳感器作為位移傳感器60，但也可以使用非接觸式位移傳感器。具體而言，可以使用線性刻度傳感器、激光式傳感器、超音波傳感器或過電流式傳感器等作為位移傳感器60。而且，替代位移傳感器，也可以使用測量兩點之間距離的距離傳感器。研磨墊22的損耗量可以采用下述方式求出。首先，驅(qū)動汽缸53，使修整器50與初始修整后的研磨墊22的研磨面2 抵接。在此狀態(tài)下，位移傳感器60測量修整器50的初始位置(初始高度)，將該初始位置(初始高度)存儲在診斷部47內(nèi)。然后，在一個或多個基板的研磨處理結(jié)束后，使修整器50再次與研磨面2 抵接。在此狀態(tài)下，測量修整器50 的位置。由于修整器50的位置對應(yīng)于研磨墊22的損耗量而向下方位移，所以，診斷部47 通過求出上述初始位置和研磨后的修整器50的位置的差異，能夠獲得研磨墊22的損耗量。修整單元40每當(dāng)研磨基板時進行研磨墊22的修整。并且，通常每研磨一個基板， 則進行研磨墊22的修整。修整在基板的研磨前或研磨后、或基板的研磨中進行。而且，也具有在基板的研磨前或研磨后以及基板的研磨中進行修整的情形。在研磨墊22的損耗量的計算中，使用任一次修整時所獲得的位移傳感器60的測量值。修整器50通過修整器擺臂55的擺動，在修整中的研磨墊22的上方沿其半徑方向擺動(掃描)。研磨墊22的高度的測量值從位移傳感器60輸送至診斷部47。在診斷部47 中，求出修整中的研磨墊22的高度的測量值的平均值。并且，伴隨一次修整動作，修整器50 在研磨墊22的上方往復(fù)(掃描)一次或多次。圖2是表示由位移傳感器60測量到的研磨墊22的高度的圖形。在圖2的圖形中， 縱軸表示研磨墊22的研磨面22a的高度，橫軸表示時間。時間tl表示修整器50朝向研磨墊22開始下降的時刻，時間t2’表示修整器50結(jié)束從研磨墊22的上升的時刻。因此，圖2 的圖形表示從時間tl至?xí)r間t2’期間進行的對研磨墊22的修整。在修整器50通過修整器擺臂陽的擺動而在研磨面22a的上方移動期間，位移傳感器60測量研磨墊22的高度并獲得多個測量值，診斷部47根據(jù)所獲得的測量值，確定研磨墊22的高度。可是，如圖2所示可知，在修整器50開始與研磨墊22接觸的修整初始階段、和修整器50從研磨墊22開始離開的修整最終階段中所獲得的測量值不能正確地反映研磨墊22 的高度。因此，診斷部47從修整器50與研磨墊22接觸后至離開為止所獲得的研磨墊22 的高度的測量值中，去除預(yù)定的修整初始期間Atl和修整最終期間At2所獲得的測量值， 來獲得反映研磨墊22的高度的墊高測量值，求出該墊高測量值的平均值。這樣，僅使用去除了修整初始期間Atl和最終期間At2后的修整期間At中所獲得的測量值，來求出研磨墊22的高度。修整時間內(nèi)的修整初始期間Atl和修整最終期間Δ t2可以采用下述方式而進行特別規(guī)定。圖2中的單點劃線表示修整器50的修整位置信號。該修整器50的修整位置信號是確定修整器50的修整位置的信號。圖2所示的修整位置信號表示在從時間tl至?xí)r間 t2的規(guī)定期間中，修整器50對研磨墊22進行修整。修整器50根據(jù)該修整位置信號進行上下運動和掃描動作。修整初始期間Atl能夠以表示修整器50的下降開始點的修整位置信號的時間tl作為基準來確定。也就是，修整初始期間Atl是從表示修整開始點的修整位置信號的時間tl開始的規(guī)定的固定時間。同樣，修整最終期間At2能夠以表示修整器50 的上升開始點的修整位置信號的時間t2作為基準來確定。也就是，修整最終期間At2是從表示修整結(jié)束點的修整位置信號的時間t2開始的規(guī)定的固定時間。診斷部47求出一次修整動作中所獲得的多個測量值的平均值，并將所獲得的平均值確定為研磨墊22的高度。此外，診斷部47通過計算所獲得的研磨墊22的高度和預(yù)先求出的研磨墊22的初始高度之間的差異，獲得研磨墊22的損耗量。圖3是表示研磨墊22的損耗量和已研磨的基板枚數(shù)的關(guān)系的圖形。在圖3的圖形中，縱軸表示從位移傳感器60的測量值中所獲得的研磨墊22的損耗量，橫軸表示已研磨的基板的枚數(shù)。橫軸的基板的枚數(shù)也可以作為時間來表示。因此，圖3的圖形的斜率表示每單位時間的研磨墊22的損耗量。圖4是表示研磨墊的損耗量和研磨墊的更換周期的圖形。圖4的圖形的縱軸表示研磨墊的損耗量，橫軸表示已研磨的基板的枚數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖4所示，在研磨墊22 的損耗量抵達其極限水平之前，更換研磨墊22。因此，如果能夠正確地把握研磨墊22的損耗量的極限水平，期待能夠延長研磨墊22的壽命大約10%以上。在本實施方式中，除了利用位移傳感器(墊高傳感器)60測量的研磨墊22的損耗量之外，還根據(jù)因研磨墊22的損耗而變化的幾個參數(shù)，來確定研磨墊22的壽命。具體而言， 作為應(yīng)該監(jiān)視的參數(shù)，可以使用在頂環(huán)20和研磨工作臺12的旋轉(zhuǎn)中所必需的電動機電流 (轉(zhuǎn)矩)。圖5是表示檢測使頂環(huán)20和研磨工作臺12旋轉(zhuǎn)的電動機的電流的結(jié)構(gòu)的模式圖。如圖5所示，研磨工作臺12被工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，頂環(huán)20被頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71上，分別連接有檢測電動機電流的工作臺電動機電流檢測部75和頂環(huán)電動機電流檢測部76。并且，也可以不設(shè)置這些電流檢測部75、76，診斷部47也能夠監(jiān)視從分別與電動機70、71連接的電動機驅(qū)動器 (未圖示)輸出的電流。在基板W的研磨中，由于基板W的表面和研磨墊22的研磨面2 滑動接觸，所以在基板W和研磨墊22之間產(chǎn)生摩擦力。一般地，基板W的研磨率(每單位時間的基板的膜的去除量，也稱作去除率)取決于該摩擦力。也就是，如果基板W和研磨墊22之間的摩擦力小，基板W的研磨率小。該摩擦力作為阻力轉(zhuǎn)矩，作用在工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71上。因此，基板W和研磨墊22之間摩擦力的變化能夠作為施加在工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71上的轉(zhuǎn)矩變化而檢測。此外，該轉(zhuǎn)矩變化能夠作為工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流變化而檢測。在本實施方式中，在基板W的研磨中，用于維持研磨工作臺12和頂環(huán)20的轉(zhuǎn)速所必需的電動機70、71的電流(也就是，轉(zhuǎn)矩電流)通過工作臺電動機電流檢測部75和頂環(huán)電動機電流檢測部76檢測。并且，如上所述，在基板W的研磨中，用于維持研磨工作臺12和頂環(huán)20的轉(zhuǎn)速所必需的電動機70、71的電流(也就是，轉(zhuǎn)矩電流)也能夠根據(jù)與電動機70、71連接的電動機驅(qū)動器檢測。而且，并不局限于這些例子。電動機70、71的電流(轉(zhuǎn)矩電流)也可以使用任意公知技術(shù)檢測。雖然在下文敘述中，記載了使用電動機電流，但也可以將電動機電流更換為電動機轉(zhuǎn)矩。該電動機轉(zhuǎn)矩也可以由電動機電流獲得，另外，也可以使用從電動機驅(qū)動用驅(qū)動器輸出(監(jiān)控) 的轉(zhuǎn)矩值、電流值。圖6A是表示研磨墊22的損耗量在允許范圍內(nèi)時的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的圖形，圖6B是表示研磨墊22的損耗量超過允許范圍內(nèi)時的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的圖形。并且，圖6A和6B所示的電動機電流通過對每次研磨1個基板時所獲得的電動機電流的測量值的平均值進行繪圖(Plot)而繪制而得。在本實施方式中，每研磨1個基板時，研磨中的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值由診斷部47求出。為了求出正確的電流平均值， 最好計算在研磨工作臺12和頂環(huán)20分別以實際上一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時所獲得的工作臺旋轉(zhuǎn)
11電動機70的電流的平均值和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值。在此，所謂的實際上一定的轉(zhuǎn)速是指例如設(shè)定速度的士 10%的范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速。通過對圖6A和6B進行對比可知，研磨墊22的損耗量超過允許范圍時，工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流極大減少，頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流極大升高。理由如下，通常在基板的研磨中，研磨工作臺12和頂環(huán)20如圖1所示沿相同方向旋轉(zhuǎn)，各自的轉(zhuǎn)速也幾乎相同。 因此，研磨工作臺12的帶動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩作用在頂環(huán)20上，頂環(huán)20因研磨工作臺12的旋轉(zhuǎn)而在某種程度上不得不旋轉(zhuǎn)。在研磨面2 變得不能對基板進行研磨之前，研磨墊22不斷損耗，研磨工作臺12的負荷下降，其結(jié)果，工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流下降(也就是，用于維持研磨工作臺12的轉(zhuǎn)速所必需的轉(zhuǎn)矩下降)。另一方面，由于研磨工作臺12的帶動旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩變得不作用在頂環(huán)20上，用于維持頂環(huán)20的轉(zhuǎn)速的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流增加(也就是，用于維持頂環(huán)20的轉(zhuǎn)速所必需的轉(zhuǎn)矩增大)。圖7A是表示研磨墊22的損耗量在允許范圍內(nèi)時的、已研磨的基板的實際膜厚和預(yù)定的目標膜厚的差異的圖形，圖7B是表示研磨墊22的損耗量超過允許范圍時的、已研磨的基板的實際膜厚和預(yù)定的目標膜厚的差異的圖形。圖7A的圖形對應(yīng)于圖6A的圖形，圖 7B的圖形對應(yīng)于圖6B的圖形。另外，圖7B中的A點對應(yīng)于圖6B中的A點。由圖7A可知， 在研磨墊22的損耗量在允許范圍內(nèi)時，研磨后的基板的膜厚和目標膜厚差異很小。另一方面，如圖7B所示，在研磨墊22的損耗量超過允許范圍時，研磨后的基板的膜厚和目標膜厚差異變大。因此，在研磨墊22的研磨性能能夠維持的極限內(nèi)，優(yōu)選盡可能地延長研磨墊22 的更換周期。如上所述，在本實施方式中，作為確定研磨墊22的壽命的參數(shù)，在研磨墊22的損耗量基礎(chǔ)上，還使用研磨工作臺12的電動機70的電流和頂環(huán)20的電動機71的電流。在研磨墊22損耗且研磨率極大下降時，如圖6B所示，電動機70、71的電流表示出有特點的變化。因此，電動機70、71的電流也能夠稱作表示研磨率下降的參數(shù)。診斷部47根據(jù)研磨墊22的損耗量、和由電動機70、71的電流表示的研磨率的變化，對研磨墊22的研磨面22a的狀態(tài)進行診斷，并根據(jù)診斷結(jié)果，確定研磨墊22的壽命，也就是更換時間。也就是，診斷部47監(jiān)視根據(jù)位移傳感器60的測量值而算出的研磨墊22的損耗量、從工作臺電動機電流檢測部75 (或工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電動機驅(qū)動器)獲得的工作臺電動機70的電流、從頂環(huán)電動機電流檢測部76(或頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電動機驅(qū)動器)獲得的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流，并根據(jù)這些參數(shù)，確定研磨墊22的壽命，也就是損耗極限值。研磨墊22的壽命具體而言采用下述方式確定。每研磨一個基板時，位移傳感器60 測量研磨墊22的研磨面2 的高度，診斷部47根據(jù)研磨墊22的高度的測量值和初始高度來計算墊損耗量。另外，每研磨一個基板時，診斷部47計算該基板的研磨中所獲得的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流平均值和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流平均值。診斷部47還計算工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流平均值的移動平均值和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流平均值的移動平均值。診斷部47將所獲得的墊損耗量和規(guī)定的管理值進行比較，判斷該墊損耗量是否超過規(guī)定的管理值。該管理值根據(jù)研磨墊22的特性等被預(yù)先確定。在墊損耗量超過上述管理值時，診斷部47判斷頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值是否超過規(guī)定的第1設(shè)定值，而且工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值是否低于規(guī)定的第2設(shè)定值。在頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值超過規(guī)定的第1設(shè)定值，而且工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值低于規(guī)定的第2設(shè)定值時，診斷部47判斷研磨墊22已經(jīng)到其達壽命。使用頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的研磨墊22的壽命的判斷也可以采用下述方式進行。當(dāng)墊損耗量達到上述管理值時，診斷部47判斷工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值的差值是否為規(guī)定的設(shè)定值以下，在上述差值為規(guī)定的設(shè)置值以下時，診斷部47判斷研磨墊22已經(jīng)到達其壽命。在另一其他例中，當(dāng)墊損耗量達到上述管理值時，診斷部47判斷頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機 71的電流的移動平均值的變化率和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值的變化率的差值是否大于規(guī)定的設(shè)定值。在上述差值超過規(guī)定的設(shè)定值時，診斷部47判斷研磨墊22 已經(jīng)達到其壽命。并且，也可能存在工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值的變動小的情況。因此，也可以不求出上述移動平均值，而使用工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值，按照上述方法來判斷研磨墊22的壽命。以下，參照圖8更詳細地說明確定研磨墊22的壽命的方法。圖8是表示確定研磨墊22的壽命的方法的流程圖。在步驟1中，當(dāng)研磨了第η個基板后，在修整器50的擺動中， 通過位移傳感器60在多個測量點測量研磨墊22的高度，診斷部47計算研磨墊22的高度測量值的平均值，確定第η個基板研磨后的研磨墊22的高度Η(η)。研磨墊22的高度H在研磨墊22每次被修整時獲得。在步驟2中，利用診斷部47來確定目前基板的枚數(shù)η是否大于規(guī)定枚數(shù)。在本實施方式中，該規(guī)定枚數(shù)被設(shè)定為30。在基板的枚數(shù)η為30以下時，對下一個基板(第η+1 個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在基板的枚數(shù)η為30以上時， 利用診斷部47求出研磨墊22的高度Η(η)的移動平均(步驟；3)。具體而言，根據(jù)與規(guī)定枚數(shù)的基板對應(yīng)的研磨墊22的高度H的多個值，來求出移動平均值。在本實施方式中，與從第η個基板(目前的基板)至第η-30個基板(先前被研磨的基板)的緊接的多個基板對應(yīng)的研磨墊22的高度(H(η)，. . .，H(η-30))被定義為時間序列數(shù)據(jù)，該時間序列數(shù)據(jù)的平均值也就是移動平均值Hma (η)由診斷部47計算。也就是，診斷部47每當(dāng)獲得與目前基板 (第η個基板)對應(yīng)的研磨墊22的高度H(η)時，計算與緊接著的31個基板對應(yīng)的研磨墊 22的高度(Η(η)，. . .，H(η-30))的移動平均值Hma(η)。圖9是表示研磨墊22的高度H和研磨墊22的高度的移動平均值Hma的變化的圖形。圖9的圖形的橫軸表示修整累積時間。移動平均值Hma如上所述，表示由與緊接的31 個基板對應(yīng)的墊高度的值構(gòu)成的時間系列數(shù)據(jù)的平均值。從圖9可知，研磨墊22的高度H 具有很大的偏差，該偏差的數(shù)值超過100 μ m。另一方面，可知研磨墊22的高度的移動平均值Hma的偏差小，研磨墊22的高度H被平滑化。研磨墊22的高度H和其移動平均值Hma在每次研磨墊22被修整時獲得。并且，在1個移動平均值Hma的計算中所使用的時間系列數(shù)據(jù)的個數(shù)并不局限于31，可以被適合地確定。另外，在研磨墊22的高度H的偏差小時，無需計算移動平均值Hma。此時，研磨墊22的損耗量根據(jù)研磨墊22的高度H和初始高度求出。
返回圖8，在步驟4中，由診斷部47求出與第η個基板(目前的基板)對應(yīng)的移動平均值Hma (η)、和與第η_30個基板對應(yīng)的移動平均值Hma (η-30)的差的絕對值 |Hma(n)-Hma(n-30) U然后，診斷部47確定所獲得的差的絕對值是否為規(guī)定的閾值以下。 在該例中，閾值設(shè)定為100 μ m。在步驟5中，在差值IHma(n)-Hma(η-30) I為100 μ m以下時，在研磨墊22的損耗量的計算中，直接使用研磨墊22的初始高度HtlOlci = H0)。另一方面，在差I(lǐng) Hma (n)-Hma (η-30) |比100 μ m大時，使用移動平均值Hma (η)作為研磨墊22的初始高度Htl的值(^zHmaOi))。并且，步驟4和步驟5是用于判斷研磨墊22是否被已更換的步驟。在研磨墊22的更換時間從裝置信息中獲得時，也可以省略這些步驟，更新初始高度H。即可。在步驟6中，診斷部47通過計算目前的移動平均值Hma (η)和研磨墊22的初始高度Htl之間的差異，求得目前的研磨墊22的損耗量，并確定所獲得的損耗量是否比規(guī)定的管理值大。在本實施方式中，管理值設(shè)定為600 μ m，該管理值根據(jù)研磨墊22的特性等而預(yù)先確定。在研磨墊22的損耗量為規(guī)定的管理值以下時，針對下一個基板(第n+1個基板) 從步驟1往復(fù)執(zhí)行同樣的處理順序。另一方面，在研磨墊22的損耗量大于規(guī)定的管理值時，診斷部47根據(jù)工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的變化，評價研磨率(步驟7)。參照圖10說明研磨率的該評價方法。診斷部47求出在第η個基板的研磨中測量到的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值Tl (η)和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值Τ2(η)。在此，Tl (η)、Τ2 (η)也可以用過去數(shù)值的代表值等(最大值、最小值)而標定(scaling)等。此外，診斷部47求出頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值Tl (η)的移動平均值Tlma (η)和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值Τ2 (η)的移動平均值T2ma (η)。電動機71、70的電流的移動平均值Tlma(n)、T2ma(n)采用與上述研磨墊22 的高度的移動平均值Hma(n)相同的方式求出。也就是，從與規(guī)定枚數(shù)的基板對應(yīng)的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流平均值(Τ1(η)、Τ1(η-1)、...Τ1(η-Ν))中求出移動平均值 Tlma(n)0同樣，從與規(guī)定枚數(shù)的基板對應(yīng)的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流平均值(T2 (η)、 Τ2(η-1)、...Τ2(η-Ν))中求出移動平均值T2ma (η)。N可以被適當(dāng)?shù)卮_定。然后，診斷部47確定頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值Tlma(η)是否超過規(guī)定的第1設(shè)定值Ρ1。在頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值Tlma(η)為第1設(shè)定值 Pl以下(Tlma(n) ( Pl)時，判斷研磨率良好。另一方面，在移動平均值Tlma(η)超過第1 設(shè)定值Pl (Tlma (n) > Pl)時，診斷部47進一步判斷工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值T2ma(n)是否小于規(guī)定的第2設(shè)定值P2。在工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值T2ma(n)為第2設(shè)定值P2以上 (T2ma(n)彡P(guān)2)時，判斷研磨率良好。另一方面，在移動平均值T2ma (η)低于第2設(shè)定值 P2(T2ma(n) < P2)時，判斷研磨率下降。返回圖8，在判斷研磨率下降時，診斷部47判斷研磨墊22已達到其壽命，向未圖示的警示裝置發(fā)送研磨墊22的更換通知，使該警報裝置產(chǎn)生警報。在發(fā)送研磨墊22的更換通知后，診斷部47對下一個基板(第n+1個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。圖11是表示研磨率的評價的其他例的流程圖。首先，診斷部47求出在第η個基板的研磨中所測量的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值Tl (η)和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值Τ2 (η)。此外，診斷部47求出頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值Tl (η)的移動平均值Tlma (η)和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值Τ2 (η)的移動平均值T2ma (η)。然后，診斷部47判斷工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值T2ma(n)和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值Tlma(η)的差值是否為規(guī)定的設(shè)定值Ρ3以下。在上述差值為規(guī)定的設(shè)定值以下(T2ma(n)-Tlma(n)彡P(guān)3)時，診斷部47判斷研磨率下降，也就是判斷研磨墊22已達到壽命，并使未圖示的報警裝置報警。另一方面。在上述差值大于規(guī)定的設(shè)定值(T2ma(n)-Tlma(n) > P3)時，診斷部47判斷研磨率良好，對下一個基板(第n+1 個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。圖12是表示研磨率的評價的另一其他例的流程圖。首先，診斷部47求出在第η個基板(目前的基板)的研磨中所測量的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值Tl (η)和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值Τ2 (η)。另外，診斷部47求出頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的平均值Tl (η)的移動平均值Tlma (η)和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的平均值Τ2 (η)的移動平均值T2ma(n)。然后，診斷部47求出頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值Tlma(η)和在第 η-Δη個基板(在先基板)的研磨后所算出的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值 Tlma (η-Δ η)的差值(ΤIma (η)-Tlma (η-Δ η))，并用上述差值(ΤIma (η)-Tlma (η-Δ η))除以第η個基板和第η- Δ η個基板之間的基板的枚數(shù)差Δ η,來求出與第η個基板相關(guān)的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值的變化率Tl’ ma (η)。也就是頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值的變化率Tl’ ma (η)用下式表示。Tl'ma (η) = {Τ Ima (η)-Tlma (η-Δ η)} / Δ η (1)。并且，Tl，ma (η)也可以是函數(shù)y = f (χ)(但是，y是Tlma，χ是基板枚數(shù))中的η 點處的微分值。同樣，診斷部47求出工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值T2ma(n)和在第 η-Δη個基板(在先基板)的研磨后所算出的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值 T2ma(n-An)的差值(T2ma (n)-T2ma (η-Δ n))，并通過用上述差值(T2ma (η) _T2ma (η-Δ η)) 除以第η個基板和第η- Δ η個基板之間的基板的枚數(shù)差Δ η,來求出與第η個基板相關(guān)的工作臺環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值的變化率T2’ma(n)。也就是工作臺旋轉(zhuǎn)電動機 70的電流的移動平均值的變化率T2’ ma (η)用下式表示。Τ2，ma (η) = {T2ma (η) _T2ma (η- Δ η)} / Δ η (2)并且，Τ2，ma (η)也可以是函數(shù)y = f(x)(但是，y是T2ma，χ是基板枚數(shù))中的η 點處的微分值。并且，在本說明書中，電流移動平均值的變化率稱作每規(guī)定基板枚數(shù)Δη的電流的移動平均值的變化量。Δη是自然數(shù)，可以被適當(dāng)?shù)卮_定。該電流的移動平均值的變化率在每研磨1個基板時由診斷部47算出。然后，診斷部47求出頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流的移動平均值的變化率 Tl’ ma (η)和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流的移動平均值的變化率Τ2’ ma (η)的差值 (Tl’ ma(n)-T2' ma (η))，并確定所獲得的差值是否大于規(guī)定的設(shè)定值P4。在所獲得的差值大于規(guī)定的設(shè)定值P4(Tl’ma(n)-T2’ma(n) > P4)時，診斷部47判斷研磨率下降，也就是判斷研磨墊22已達到壽命，并使未圖示的報警裝置報警。另一方面。在上述差值為規(guī)定的設(shè)定值P4以下(Tl’ma(n)-T2’ma(n)彡P(guān)4)時，診斷部47判斷研磨率良好，對下一個基板 (第n+1個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。作為評價研磨率的另外的其他例，也可以使用膜厚測量器來測量研磨前后的膜厚，根據(jù)該膜厚的值和研磨時間算出研磨率，將預(yù)定的設(shè)定值和所求出的研磨率進行比較， 判斷研磨率的下降。在圖8所示例中，根據(jù)使用的電動機電流對研磨率的評價，來確定研磨墊22的壽命，但也可以在研磨率的評價基礎(chǔ)上，還根據(jù)平面均勻性的評價，來確定研磨墊22的壽命。 圖13是表示圖8所示的確定研磨墊壽命的方法的變形例的流程圖。在該例中，在研磨率的評價后，評價平面均勻性(步驟8)。在研磨率的評價和平面均勻性的評價結(jié)果均良好時， 對下一個基板(第n+1個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在研磨率的評價和平面均勻性的評價中任一個結(jié)果差時，診斷部47判斷研磨墊22已達到壽命，并使未圖示的報警裝置報警。并且，在研磨率和平面均勻性之間存在相互關(guān)系時，也可以如圖 13中的虛線所示那樣，省略步驟8的平面均勻性的評價。在此，所謂的平面均勻性是表示在基板的表面內(nèi)所形成的膜是否被均勻研磨的指標。該平面均勻性在對基板研磨后，通過利用聯(lián)機型(in line)或脫機型(offline)的膜厚測量器(圖未示)對實際膜厚進行測量后來評價。在圖8和圖13所示例中，根據(jù)研磨墊22的高度H(n)進一步求出移動平均值 Hma (η)，根據(jù)該移動平均值Hma (η)和初始高度Htl來求出研磨墊22的損耗量。然而，在研磨墊22的高度Η(η)的變動小的情況下，也可以不求出移動平均值Hma (η)。此時，圖8的流程圖變?yōu)閳D14所示。此外，在圖10 圖12所示例中，也可以不求出電流的移動平均值 Tlma (n)、T2ma (η)，而使用電流的平均值Tl (η)、Τ2 (η)來評價研磨率。例如，圖10所示流程圖變?yōu)閳D15所示。研磨率的下降不僅因研磨墊22的損耗而引起，也因修整器50的修整性能下降而引起。修整器50的修整性能一般表示為削減率。所謂削減率是指每單位時間內(nèi)修整器50 對研磨墊的切削量。當(dāng)削減率下降時，研磨墊22的研磨面2 不能被修整(再生)，結(jié)果研磨率下降。因此，如圖6B所示，與研磨墊22損耗的場合相同，電動機70、71的電流表示出有特點的變化。因此，根據(jù)電動機70、71的電流，診斷修整器50的修整面50a的狀態(tài)，并根據(jù)該診斷結(jié)果，能夠確定修整器50的壽命，也就是更換時間。以下，參照圖16說明確定修整器50的壽命(更換時間)的一實施方式。圖16是表示確定修整器50的壽命的方法的流程圖。在步驟1中，用診斷部47求出研磨墊22的高度H (η)，在步驟2中，求出研磨墊22的高度H (η)的移動平均值Hma (η)。研磨墊22的高度 H和其移動平均值Hma(η)在每次基板被研磨時獲得。在步驟3中，通過診斷部47來確定目前的基板枚數(shù)η是否比規(guī)定數(shù)大。在本實施方式中，規(guī)定數(shù)被設(shè)定為50。在基板的枚數(shù)η為50以下時，對下一個基板(第n+1個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在基板的枚數(shù)η大于50時，利用診斷部47求出與第η個基板(目前的基板)對應(yīng)的移動平均值Hma(Ii)、和與第η-50個基板對應(yīng)的移動平均值Hma(n-50)的差值的絕對值| Δ Hma (η) | = Hma (η) -Hma (η-50) |。在步驟4中，診斷部47確定所獲得的差值的絕對值I AHma(η) |是否為規(guī)定的閾值以下。在該例中，規(guī)定的閾值被設(shè)定為100 μ m。在差的絕對值I Δ Hma (η) |大于100 μ m時，對下一個基板(第n+1個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在差的絕對值I ΔHma(η) |為IOOym以下時， 由診斷部47判斷研磨墊22的削減率是否小于規(guī)定的管理值(步驟5)。研磨墊22的削減率通過用上述差的絕對值I AHma(η) |除以每研磨了 50個基板時的總修整時間(修整時間的累積值)Σ At而獲得。也就是，研磨墊22的削減率通過下式獲得。IHma(n)-Hma(η — 50) I/Σ At (3)圖17是表示研磨墊22的高度H和削減率I AHma (η) / Σ At的變化的圖形。在所獲得的削減率為上述管理值以上時，對下一個基板(第n+1個基板)，從步驟 1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在削減率小于上述管理值時，診斷部47根據(jù)工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流變化，評價研磨率(步驟6)。由于與圖8所示流程圖的研磨率的評價相同地進行該研磨率的評價，所以省略了其詳細說明。在評價研磨率良好時，對下一個基板(第n+1個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在評價研磨率下降時，診斷部47判斷修整器50已達到其壽命，使未圖示的報警裝置發(fā)送修整器50的更換通知，使該報警裝置報警。發(fā)送了修整器50的更換通知后，診斷部47對下一個基板(第n+1個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。 如此，能夠根據(jù)研磨墊22的削減率、工作臺旋轉(zhuǎn)電動機70的電流和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機71的電流，確定修整器50的更換時間。并且，在該實施方式中，也可以不求出研磨墊22的高度的移動平均值Hma(η)，而根據(jù)研磨墊22的高度H (η)確定削減率。同樣，也可以不求出電流的移動平均值Tlma (η)、 丁2!1^(11)，而使用電流的平均值11(11)32(11)來評價研磨率。此外，如圖16中的虛線箭頭所示，在削減率比上述管理值還小時，診斷部47也可以使未圖示的報警裝置發(fā)出警報。與圖13所示例相同，也可在研磨率的評價基礎(chǔ)上，還根據(jù)平面均勻性的評價，確定研磨墊50的壽命。圖18是表示圖16所示的、確定修整器的壽命的方法的變形例的流程圖。在該例中，在研磨率的評價和平面均勻性的評價結(jié)果均良好時，對下一個基板(第n+1 個基板)，從步驟1開始往復(fù)執(zhí)行上述處理順序。另一方面，在研磨率的評價和平面均勻性的評價中的任一個結(jié)果差時，診斷部47判斷研磨率下降，也就是判斷修整器50已達到壽命，使未圖示的報警裝置發(fā)出警報。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)表示研磨率下降的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機和工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的電流的變化，能夠正確地確定研磨墊和修整器的更換時間。因此，減少作為消耗品的研磨墊和修整器的更換頻率，并能降低研磨裝置的運行成本。此外，由于減少了研磨墊和修整器的更換頻率，所以能夠提高研磨裝置的工作效率。并且，所謂的研磨墊和修整器的壽命是指發(fā)生的與由這些消耗品導(dǎo)致的制品的有效利用率下降有關(guān)的、研磨率下降，平面均勻性下降，或缺陷(Defect)增加的狀態(tài)。具備氣囊的頂環(huán)是頂環(huán)20的一個結(jié)構(gòu)例。該種類型的頂環(huán)向構(gòu)成頂環(huán)的下表面 (基板保持面)的1個或多個氣囊內(nèi)供給加壓空氣等氣體，利用該氣體壓力將基板按壓到研磨墊22上。在使用這種頂環(huán)的情況下，替代電動機的電流或轉(zhuǎn)矩，測量供給到構(gòu)成頂環(huán)的基板保持面的氣囊內(nèi)的氣體的流量，并能夠根據(jù)該測量值來監(jiān)視研磨墊的狀態(tài)。具體而言，測量在每個基板的研磨中所獲得的流量的最大極限(通過振動等而擺動的流量波形的波峰和波峰之間的大小)，對該規(guī)定基板枚數(shù)N的(移動)平均值和規(guī)定管理值進行比較， 來診斷研磨墊的狀態(tài)。例如，在所獲得的流量極限的(移動)平均值達到管理值時，能夠判斷研磨墊達到其壽命。作為其他方法，也可以不監(jiān)視流量的平均值，進行流量的頻率分析 (FFT)，根據(jù)該結(jié)果來判斷研磨墊的狀態(tài)。通常，氣體的流量隨著研磨工作臺12的旋轉(zhuǎn)周期而變動。因此，進行供給到氣囊內(nèi)的氣體流量的頻率分析(FFT)，有選擇地監(jiān)視研磨工作臺 12的旋轉(zhuǎn)周期和同周期的功率頻譜(流量振幅)。對該功率頻譜和規(guī)定的管理值進行比較， 能夠診斷研磨墊的狀態(tài)。而且，在所選擇的頻率之外的頻率處，產(chǎn)生功率頻譜的很大值時， 能夠判斷發(fā)生了研磨墊的壽命之外的問題。也就是能夠區(qū)分異常。圖19是表示具備獨立地按壓基板的多個區(qū)域的多個氣囊的頂環(huán)的一例的剖視圖。頂環(huán)20具備經(jīng)由自由接頭80與頂環(huán)軸18連接的頂環(huán)主體81、配置在頂環(huán)主體81的下部的擋圈(retainer ring)82。在頂環(huán)主體81的下方，配置有與基板W抵接的圓形膜片 86和保持膜片86的裝卡板87。在膜片86和裝卡板87之間，設(shè)置有4個氣囊(壓力室) C1、C2、C3、C4。氣囊C1、C2、C3、C4由膜片86和裝卡板87形成。中央的氣囊Cl為圓形，其他氣囊C2、C3、C4為環(huán)形。這些氣囊Cl、C2、C3、C4同心配置。分別經(jīng)由流路91、92、93、94通過壓力調(diào)整部100將加壓空氣等加壓流體供給到氣囊Cl、C2、C3、C4，或使氣囊Cl、C2、C3、C4變?yōu)檎婵?。能夠使氣囊Cl、C2、C3、C4的內(nèi)部壓力相互獨立地變化。由此，能夠獨立地調(diào)整針對基板W的4個區(qū)域，也就是中央部、內(nèi)側(cè)中央部、外側(cè)中央部和周緣部的按壓力。而且，通過使頂環(huán)20整體升降，能夠以規(guī)定的按壓力將固定環(huán)82按壓到研磨墊22上。在裝卡板87和頂環(huán)主體81之間形成有氣囊C5，經(jīng)由流路95通過上述壓力調(diào)整部 100將加壓流體供給到該氣囊C5內(nèi)，或使氣囊C5變?yōu)檎婵?。由此，裝卡板87和膜片86整體能夠在上下方向運動。在流路91、92、93、94、95內(nèi)，分別設(shè)置有測量加壓流體的流量的流量檢測器？1』2、？3、？4、？5。這些流量檢測器F1、F2、F3、F4、F5的輸出信號(也就是流量的測量值)被輸送至診斷部47 (參照圖1)。基板W的周端部由擋圈82包圍，在研磨中，基板W不會從頂環(huán)20中跑出。在構(gòu)成氣囊C3的膜片86的部位上形成有開口，通過在氣囊C3內(nèi)形成真空，基板W被吸附保持在頂環(huán)20上。而且，通過將氮氣或清潔氣體(clean air)等供給到該氣囊C3，基板W從頂環(huán) 20釋放。研磨裝置的控制部(未圖示)根據(jù)在位于與各個氣囊Cl、C2、C3、C4對應(yīng)的位置上的測量點處測量到的研磨進度，確定各個氣囊C1、C2、C3、C4的內(nèi)部壓力的目標值?？刂撇繉⒅噶钚盘柊l(fā)送到上述壓力調(diào)整部100，以氣囊Cl、C2、C3、C4的內(nèi)部壓力與上述目標值一致的方式對壓力調(diào)整部100進行控制。由于具有多個氣囊的頂環(huán)20能夠隨著研磨進度獨立地將基板表面上的各個區(qū)域按壓到研磨墊22上，所以能夠均勻地對膜進行研磨。上述實施方式是以具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通知識的人員能夠?qū)嵤槟康亩挥涊d的實施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然能夠完成上述實施方式的各種變形例，本發(fā)明的技術(shù)思想也能適用于其他實施方式。因此，本發(fā)明并不局限于所記載的實施方式，而是根據(jù)權(quán)利要求書的范圍所定義的技術(shù)的思想，能夠在最寬廣的范圍內(nèi)進行解釋。
權(quán)利要求
1.一種研磨裝置，其特征在于，具備支撐研磨墊的研磨工作臺；將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的頂環(huán)；使上述研磨工作臺圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機；使上述頂環(huán)圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機；對上述研磨墊的上述研磨面進行修整的修整器；測量上述研磨墊的高度的墊高測量器；以及診斷部，監(jiān)視上述研磨墊的高度、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，上述診斷部根據(jù)上述研磨墊的高度計算上述研磨墊的損耗量，并根據(jù)上述研磨墊的損耗量、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部計算基板的研磨中的上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的平均值、和上述基板的研磨中的上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的平均值，并根據(jù)上述研磨墊的損耗量、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的損耗量超過規(guī)定的管理值，且上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值超過規(guī)定的第1設(shè)定值，且上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值低于規(guī)定的第2設(shè)定值時，上述診斷部判斷上述研磨墊已達到其壽命。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的損耗量超過規(guī)定的管理值，且上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的差值為規(guī)定的設(shè)定值以下時，上述診斷部判斷上述研磨墊已達到其壽命。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的損耗量超過規(guī)定的管理值，且上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的變化率和上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的變化率的差值超過規(guī)定的設(shè)定值時，上述診斷部判斷上述研磨墊已達到其壽命。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部求出在上述基板的研磨中上述研磨工作臺實際上以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時的上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的平均值、和在上述基板的研磨中上述頂環(huán)實際上以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時的上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的平均值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部還計算上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的移動平均值、 上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的移動平均值，根據(jù)上述研磨墊的損耗量、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值、上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值，診斷上述研磨墊的上述研磨面的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的損耗量超過規(guī)定的管理值，且上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值超過規(guī)定的第1設(shè)定值，且上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值低于規(guī)定的第2設(shè)定值時，上述診斷部判斷上述研磨墊已達到其壽命。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的損耗量超過規(guī)定的管理值，且上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值的差值為規(guī)定的設(shè)定值以下時，上述診斷部判斷上述研磨墊已達到其壽命。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的損耗量超過規(guī)定的管理值，且上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值的變化率和上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值的變化率的差值超過規(guī)定的設(shè)定值時，上述診斷部判斷上述研磨墊已達到其壽命。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其特征在于，每當(dāng)上述修整器對上述研磨墊進行修整時，上述墊高測量器獲得上述研磨墊的高度的多個測量值，上述診斷部將上述多個測量值的平均值確定為上述研磨墊的高度，根據(jù)該被確定的上述研磨墊的高度和上述研磨墊的初始高度之間的差異，確定上述研磨墊的損耗量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部計算上述被確定的上述研磨墊的高度的移動平均值，根據(jù)上述研磨墊的高度的上述移動平均值和上述研磨墊的初始高度之間的差異，確定上述研磨墊的損耗量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的研磨裝置，其特征在于，上述墊高測量器構(gòu)成為，根據(jù)上述修整器的縱向位置間接地測量上述研磨墊的高度， 在上述修整器對上述研磨墊進行修整期間，上述墊高測量器測量上述研磨墊的高度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部從在上述研磨墊的修整中所獲得的上述多個測量值中，去除規(guī)定的修整初始期間和規(guī)定的修整最終期間所獲得的測量值，獲得反映上述研磨墊的高度的墊高測量值，根據(jù)該墊高測量值的平均值，確定上述研磨墊的高度。
15.一種研磨裝置，其特征在于，具備支撐研磨墊的研磨工作臺；將基板按壓在上述研磨墊的研磨面上的頂環(huán)；使上述研磨工作臺圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機；使上述頂環(huán)圍繞其軸心旋轉(zhuǎn)的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機；對上述研磨墊的上述研磨面進行修整的修整器；測量上述研磨墊的高度的墊高測量器；以及診斷部，監(jiān)視上述研磨墊的高度、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，上述診斷部根據(jù)上述研磨墊的高度計算上述研磨墊的損耗量，并根據(jù)上述研磨墊的損耗量和每一規(guī)定的研磨基板枚數(shù)的總修整時間，計算上述研磨墊的削減率，進而根據(jù)上述研磨墊的削減率、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，診斷上述修整器的修整面的狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部計算基板的研磨中的上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的平均值、和上述基板的研磨中的上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的平均值，并根據(jù)上述研磨墊的削減率、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值，診斷上述修整器的修整面的狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的削減率低于規(guī)定的管理值，且上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值超過規(guī)定的第1設(shè)定值，且上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值低于規(guī)定的第2值時，上述診斷部判斷上述修整器已達到其壽命。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的削減率低于規(guī)定的管理值，且上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的差值為規(guī)定的設(shè)定值以下時，上述診斷部判斷上述修整器已達到其壽命。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的削減率低于規(guī)定的管理值，且上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的變化率和上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的變化率的差值超過規(guī)定的設(shè)定值時，上述診斷部判斷上述修整器已達到其壽命。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部求出在上述基板的研磨中上述研磨工作臺實際上以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時的上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的平均值、和在上述基板的研磨中上述頂環(huán)實際上以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時的上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的平均值。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部還計算上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的移動平均值、 和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述平均值的移動平均值，根據(jù)上述研磨墊的削減率、上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值、和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值，診斷上述修整器的修整面的狀態(tài)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的削減率低于規(guī)定的管理值，且上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值超過規(guī)定的第1設(shè)定值，且上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值低于規(guī)定的第2設(shè)定值時，上述診斷部判斷上述修整器已達到其壽命。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的削減率低于規(guī)定的管理值，且上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值和上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值的差值為規(guī)定的設(shè)定值以下時，上述診斷部判斷上述修整器已達到其壽命。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的研磨裝置，其特征在于，在上述研磨墊的削減率低于規(guī)定的管理值，且上述頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值的變化率和上述工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流的上述移動平均值的變化率的差值超過規(guī)定的設(shè)定值時，上述診斷部判斷上述修整器已達到其壽命。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的研磨裝置，其特征在于，每當(dāng)上述修整器對上述研磨墊進行修整時，上述墊高測量器獲得上述研磨墊的高度的多個測量值，上述診斷部將上述多個測量值的平均值確定為上述研磨墊的高度，根據(jù)該被確定的上述研磨墊的高度和上述研磨墊的初始高度之間的差異，確定上述研磨墊的損耗量。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部計算上述被確定的上述研磨墊的高度的移動平均值，根據(jù)上述研磨墊的高度的上述移動平均值和上述研磨墊的初始高度之間的差異，確定上述研磨墊的損耗量。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的研磨裝置，其特征在于，上述墊高測量器構(gòu)成為，根據(jù)上述修整器的縱向位置間接地測量上述研磨墊的高度， 在上述修整器對上述研磨墊進行修整期間，上述墊高測量器測量上述研磨墊的高度。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的研磨裝置，其特征在于，上述診斷部從在上述研磨墊的修整中所獲得的上述多個測量值中，去除規(guī)定的修整初始期間和規(guī)定的修整最終期間所獲得的測量值，獲得反映上述研磨墊的高度的墊高測量值，根據(jù)該墊高測量值的平均值，確定上述研磨墊的高度。
全文摘要
研磨裝置，具有使研磨工作臺旋轉(zhuǎn)的工作臺旋轉(zhuǎn)電動機；使頂環(huán)旋轉(zhuǎn)的頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機；對研磨墊進行修整的修整器；測量研磨墊的高度的墊高測量器；和診斷部，根據(jù)研磨墊的高度計算研磨墊的損耗量，并根據(jù)研磨墊的損耗量、工作臺旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流、和頂環(huán)旋轉(zhuǎn)電動機的轉(zhuǎn)矩或電流，確定研磨墊(22)的壽命。
文檔編號B24B37/04GK102398210SQ201110324900
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者伊原正和, 渡邊和英 申請人:株式會社荏原制作所