本發(fā)明涉及研磨裝置，該研磨裝置具有對研磨工具的研磨面進行修整的機構(gòu)。

背景技術(shù)：

在使用研磨墊對晶片進行研磨的研磨裝置中，在研磨墊旋轉(zhuǎn)的同時，通過研磨單元進給機構(gòu)使具有研磨墊的研磨單元朝向晶片進行進給，并使研磨墊的研磨面與晶片接觸。由于在研磨中將研磨墊的研磨面按壓在晶片上，所以因晶片被研磨而產(chǎn)生的碎屑會進入到研磨墊的研磨面，有時研磨面會產(chǎn)生鈍化。因此，為了消除研磨面的鈍化，將修整器推抵于研磨面而對研磨面進行修整，從而進行研磨加工能力的維持。例如每研磨一張晶片便進行研磨面的修整(例如，參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2006-055971號公報

但是，研磨墊的研磨面較軟，有時會因按壓在晶片上而被壓扁。并且，由于研磨面因研磨加工而消耗，所以在研磨加工之后，研磨面的高度不為恒定。因此當(dāng)使研磨面與修整器接觸時的研磨單元的高度總是恒定時，存在將修整器推抵于研磨面的力不為恒定的問題。

為了使將修整器推抵于研磨面的力為恒定，目前，對研磨加工結(jié)束時的研磨單元進給機構(gòu)所掌握的研磨單元的位置信息進行存儲，并且對研磨加工結(jié)束時的晶片的上表面高度信息進行存儲，根據(jù)這些信息，計算出修整時的合適的研磨單元的高度，并在研磨單元進給機構(gòu)將研磨單元定位為該高度的狀態(tài)下進行修整。并且，有時被壓扁的研磨墊欲恢復(fù)到原來的狀態(tài)而鼓起，所以研磨面的高度會變化，因此在研磨單元進給機構(gòu)進行對研磨單元的高度控制時也要考慮到研磨墊的鼓起。

但是，在修整時，有時研磨面如上述那樣被壓扁而導(dǎo)致修整器與研磨面過強地接觸，另外，也存在為了使研磨墊不像預(yù)想的那樣鼓起而導(dǎo)致修整器不與研磨面接觸或者推抵的力過弱的情況。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，在對研磨墊的研磨面的修整中存在使將修整部推抵于研磨面的力為恒定的課題。

本發(fā)明的目的在于提供一種研磨裝置，在進行研磨墊的研磨面的修整時，使將修整部推抵于研磨面的力為恒定。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種研磨裝置，該研磨裝置具有：卡盤工作臺，其在保持面上對板狀工件進行保持；研磨單元，在該研磨單元中安裝有對該卡盤工作臺所保持的板狀工件進行研磨的研磨工具，并且該研磨單元具有使該研磨工具旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)單元，該研磨單元使該研磨工具的研磨面與板狀工件接觸而對板狀工件進行研磨；研磨進給單元，其使該研磨單元在接近和遠(yuǎn)離該卡盤工作臺的方向上移動；修整機構(gòu)，其對該研磨面進行修整；以及修整進給單元，其對該研磨單元和該修整機構(gòu)相對地與該研磨面平行地進行修整進給，其中，該修整機構(gòu)具有與該研磨面接觸的修整部和配設(shè)有該修整部的基座，

該研磨裝置具有：彈性波檢測傳感器，其對當(dāng)該研磨單元使該研磨工具旋轉(zhuǎn)并且該研磨進給單元對該研磨單元在與該卡盤工作臺的該保持面接近的方向上進行研磨進給從而該研磨面與該修整部的上表面接觸時所產(chǎn)生的彈性波進行檢測；以及控制部，當(dāng)該彈性波檢測傳感器檢測出預(yù)先設(shè)定的輸出信號的設(shè)定值時，該控制部使由該研磨進給單元實現(xiàn)的該研磨單元的移動停止，在通過該控制部的控制使該研磨單元的移動停止之后，通過該修整進給單元對該研磨單元與該修整機構(gòu)相對地進行修整進給并對該研磨面進行修整。

在上述研磨裝置中，也可以是，該研磨裝置具有將所述彈性波檢測傳感器檢測出的輸出信號變換成輸出電壓的放大器，當(dāng)檢測出從該放大器輸出的電壓達到預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值時，使由所述研磨進給單元進行的研磨進給停止，并進行所述研磨面的修整。

并且，在上述研磨裝置中，也可以是，對所述彈性波檢測傳感器檢測出的輸出信號進行傅里葉變換，當(dāng)檢測出作為預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值的頻率時，使由所述研磨進給單元進行的研磨進給停止，并進行所述研磨面的修整。

本發(fā)明的研磨裝置具有：彈性波檢測傳感器，其對當(dāng)研磨面與對研磨墊的研磨面進行修整的修整部的上表面接觸時所產(chǎn)生的彈性波進行檢測；以及控制部，當(dāng)彈性波檢測傳感器檢測出預(yù)先設(shè)定的輸出信號的設(shè)定值時該控制部使研磨單元的移動停止，在通過控制部的控制使研磨單元的移動停止之后，對研磨單元與修整機構(gòu)相對地進行修整進給而對研磨面進行修整，因此能夠在修整時使將修整板推抵于研磨面的力為恒定。

附圖說明

圖1是示出研磨裝置的一例的立體圖。

圖2是示出研磨工具的上表面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖。

圖3是示出研磨工具的下表面?zhèn)鹊牧Ⅲw圖。

圖4是示出卡盤工作臺機構(gòu)、修整機構(gòu)和彈性波檢測傳感器的立體圖。

圖5是示出支承機構(gòu)、修整機構(gòu)和彈性波檢測傳感器的立體圖。

圖6是示出使修整板與研磨墊的研磨面接觸而進行研磨面的修整的狀態(tài)的側(cè)視圖。

圖7是示出將彈性波檢測傳感器的輸出信號變換成輸出電壓的結(jié)果的圖表。

圖8是示出對彈性波檢測傳感器的輸出信號進行了傅里葉變換的結(jié)果的圖表。

標(biāo)號說明

1：研磨裝置；2：研磨進給單元；20：滾珠絲杠；21：導(dǎo)軌；22：電動機；23：升降板；24：支架；4：研磨單元；40：研磨工具；400：支承部件；401：研磨墊；41：安裝座；42：主軸；43：旋轉(zhuǎn)單元；44：緊固螺栓；5：卡盤工作臺機構(gòu)；51：罩；52：卡盤工作臺；520：吸附部；520a：保持面；521：框體；53：移動基臺；54：電動機；56：卡盤工作臺進給單元；561：滾珠絲杠；562：電動機；563：軸承部；564：導(dǎo)軌；571：線性標(biāo)尺；572：讀取頭；6：修整機構(gòu)；60：修整部；600：支承部；601：修整板；61：基座；611：安裝孔；7：支承機構(gòu)；71：支承板；711：螺紋孔；72：移動基板；721：被引導(dǎo)孔；73：引導(dǎo)桿；74：升降單元；741：脈沖電動機；742：滾珠絲杠；75：水平度調(diào)整單元；751：升降單元；76：埋頭螺釘；80：彈性波檢測傳感器；81：信號處理部；82：控制部；100：裝拆區(qū)域；101：研磨區(qū)域。

具體實施方式

圖1所示的研磨裝置1是通過具有研磨工具40的研磨單元4對保持在卡盤工作臺52上的板狀工件w進行研磨的裝置。

在研磨裝置1的基座10上配設(shè)有卡盤工作臺機構(gòu)5?？ūP工作臺機構(gòu)5包含以實際上鉛直地延伸的旋轉(zhuǎn)中心軸線為中心自由旋轉(zhuǎn)地配設(shè)的圓板形狀的卡盤工作臺52和其周圍的罩51。

卡盤工作臺52例如其外形為圓形，具有：吸附部520，其由多孔部件等構(gòu)成并對板狀工件w進行吸附；以及框體521，其對吸附部520進行支承。吸附部520與未圖示的吸引源連通，因吸引源進行吸引而產(chǎn)生的吸引力被傳遞到吸附部520的露出面即保持面520a，由此，卡盤工作臺520將板狀工件w吸引保持在保持面520a上。并且，卡盤工作臺52被罩51從周圍圍住，并被未圖示的旋轉(zhuǎn)單元支承為能夠旋轉(zhuǎn)。

在基座10上的側(cè)方(-x方向側(cè))豎立設(shè)置有柱11，在柱11的前表面配設(shè)有研磨進給單元2，該研磨進給單元2使研磨單元4在接近和遠(yuǎn)離卡盤工作臺52的方向上移動。研磨進給單元2包含：滾珠絲杠20，其具有鉛直方向(z軸方向)的軸心；一對導(dǎo)軌21，它們與滾珠絲杠20平行地配設(shè)；電動機22，其與滾珠絲杠20的上端連結(jié)并使?jié)L珠絲杠20轉(zhuǎn)動；升降板23，其內(nèi)部的螺母與滾珠絲杠20螺合且該升降板23的側(cè)部與導(dǎo)軌滑動接觸；以及支架24，其與升降板23連結(jié)并對研磨單元4進行保持，當(dāng)電動機22使?jié)L珠絲杠20轉(zhuǎn)動時，與之相伴隨地升降板23在導(dǎo)軌21上被引導(dǎo)而在z軸方向上往復(fù)移動，保持在支架24上的研磨單元4在z軸方向上研磨進給。通過具有cpu、存儲器等的控制部82來進行電動機22的控制。

研磨單元4具有：主軸42，其具有安裝座41；研磨工具40，其安裝在安裝座41上并對保持在卡盤工作臺52上的板狀工件w進行研磨，并且該研磨工具40安裝在主軸42上；以及旋轉(zhuǎn)單元43，其通過使主軸42旋轉(zhuǎn)而使研磨工具40旋轉(zhuǎn)。

如圖2和圖3所示，研磨工具40由圓板形狀的支承部件400和圓板形狀的研磨墊401構(gòu)成。研磨墊401的下表面作為研磨面401a。在支承部件400上，在周向上隔開間隔地形成有從其上表面向下方延伸的多個盲螺紋孔400a。支承部件400的下表面構(gòu)成圓形支承面，研磨墊401例如被包含環(huán)氧樹脂類粘合劑在內(nèi)的粘合劑粘接在支承部件400的圓形支承面上。關(guān)于研磨墊401，在圖示的實施方式中使用將磨粒分散在毛氈中并利用合適的粘合劑將其固定的毛氈磨具。

將研磨工具40相對于固定于主軸42的下端的安裝座41的下表面進行定位，并穿過形成于安裝座41的貫通孔將緊固螺栓44擰入形成于研磨工具40的支承部件400的盲螺紋孔400a中，由此，在安裝座41上安裝研磨工具40。

如圖4所示，卡盤工作臺機構(gòu)5具有使卡盤工作臺52在y軸方向上移動的卡盤工作臺進給單元56?？ūP工作臺進給單元56包含：滾珠絲杠561，其在y軸方向上延伸；電動機562，其與滾珠絲杠561的一端連結(jié)并使?jié)L珠絲杠561在正反兩方向上旋轉(zhuǎn)；軸承部563，其在滾珠絲杠561的另一端將滾珠絲杠561支承為能夠旋轉(zhuǎn)；一對導(dǎo)軌564，它們與滾珠絲杠561平行配設(shè)；以及移動基臺53，其內(nèi)部的螺母531與滾珠絲杠561螺合并且底部與導(dǎo)軌564滑動接觸，當(dāng)電動機562對滾珠絲杠561進行正轉(zhuǎn)驅(qū)動時，移動基臺53在+y方向上移動，當(dāng)電動機562對滾珠絲杠561進行反轉(zhuǎn)驅(qū)動時，移動基臺53在-y方向上移動。通過使移動基臺53在y軸方向上移動，卡盤工作臺52能夠在圖1所示的裝拆區(qū)域100與研磨區(qū)域101之間移動，其中，該裝拆區(qū)域100是進行板狀工件相對于卡盤工作臺52的裝拆的區(qū)域，該研磨區(qū)域101是進行由研磨工具40實現(xiàn)的研磨的區(qū)域。并且，與導(dǎo)軌564平行地配設(shè)有線性標(biāo)尺571，并且在移動基臺53上還具有對線性標(biāo)尺571進行讀取的讀取頭572，讀取頭572將移動基臺53的y軸方向的位置信息通知到控制部82。

如圖4所示，在移動基臺53上配設(shè)有經(jīng)由未圖示的旋轉(zhuǎn)軸而與卡盤工作臺52連結(jié)的電動機54，電動機54使卡盤工作臺52以希望的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。

如圖1和圖4所示，在罩51的上表面配設(shè)有對研磨工具40的研磨面400進行修整的修整機構(gòu)6。如圖5所示，修整機構(gòu)6具有：修整部60，其與研磨工具40的研磨面400接觸而進行修整；基座61，在該基座61上配設(shè)有修整部60；以及支承機構(gòu)7，其將基座61支承為能夠升降。修整部60由從基座61豎立設(shè)置的支承部600和固定在支承部600的上端的修整板601構(gòu)成。

支承機構(gòu)7具有：支承板71，其對基座61進行支承；移動基板72，其對支承板71進行支承；4個引導(dǎo)桿73，它們豎立設(shè)置在圖4所示的移動基臺53上并對移動基板72的上下方向的移動進行引導(dǎo)；升降單元74，其使移動基板72沿著引導(dǎo)桿73移動；以及水平度調(diào)整單元75，其配設(shè)在移動基板72與支承板71之間。支承板71形成為矩形，在其上表面上，在與設(shè)置于基座61的3個安裝孔611對應(yīng)的位置處形成有3個螺紋孔711。使通過了設(shè)置于基座61的安裝孔611的埋頭螺釘76與該螺紋孔711螺合，由此，在支承板71上安裝修整機構(gòu)6。另外，在將修整機構(gòu)6安裝在支承板71上的狀態(tài)下，埋頭螺釘76的頭部與安裝孔611的上部的錐面嵌合而被定位在比基座61的上表面低的位置。

對支承板71進行支承的移動基板72形成為矩形，在其四角部設(shè)置有在上下方向上貫通的4個被引導(dǎo)孔721。分別使4個引導(dǎo)桿73貫穿插入到該4個被引導(dǎo)孔721中，由此，移動基板72構(gòu)成為能夠沿著引導(dǎo)桿73在上下方向上移動。使移動基板72沿著引導(dǎo)桿73移動的升降單元74包含配設(shè)在圖4所示的移動基臺53上并能夠進行正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)的脈沖電動機741和由脈沖電動機741驅(qū)動的滾珠絲杠742，當(dāng)對脈沖電動機741進行正轉(zhuǎn)驅(qū)動時，移動基板72上升，當(dāng)對脈沖電動機741進行反轉(zhuǎn)驅(qū)動時，移動基板72下降。并且，配設(shè)在移動基板72與支承板71之間的水平度調(diào)整單元75由在支承板71的長度方向上隔開間隔地配設(shè)的兩個升降單元751構(gòu)成。該升降單元751包含脈沖電動機和由脈沖電動機驅(qū)動的滾珠絲杠，當(dāng)對脈沖電動機進行正轉(zhuǎn)驅(qū)動時，支承板71上升，當(dāng)對脈沖電動機進行反轉(zhuǎn)驅(qū)動時，支承板71下降。通過使兩個升降單元751分別升降，能夠?qū)Π惭b在支承板71的上表面的基座61的水平度進行調(diào)整。

在罩51上的與修整部60相鄰的位置處配設(shè)有彈性波檢測傳感器80。該彈性波檢測傳感器80具有對當(dāng)研磨墊401與修整部60的上表面接觸時所產(chǎn)生的彈性波進行檢測的功能。作為彈性波檢測傳感器80，能夠使用例如ae傳感器。

如圖1所示，彈性波檢測傳感器80與信號處理部81連接。在信號處理部81中具有將彈性波檢測傳感器80檢測出的輸出信號變換成輸出電壓的放大器或者對彈性波檢測傳感器80檢測出的輸出信號進行傅里葉變換的傅里葉變換部。

在圖1所示的研磨裝置1中，在研磨對象的晶片w的一個面w1上粘貼有帶t。并且，圖4所示的卡盤工作臺進給單元56使卡盤工作臺52移動至裝拆區(qū)域100，帶t側(cè)被載置在卡盤工作臺52的保持面520a上，因未圖示的吸引源進行吸引而產(chǎn)生的吸引力被傳遞到卡盤工作臺52的保持面520a上，卡盤工作臺52隔著帶t對板狀工件w進行吸引保持，成為被研磨面w2露出的狀態(tài)。

接著，卡盤工作臺進給單元56將卡盤工作臺52移動至研磨區(qū)域101，并且圖4所示的電動機54使卡盤工作臺52旋轉(zhuǎn)。并且，在研磨單元4中旋轉(zhuǎn)單元43使主軸42旋轉(zhuǎn)而使研磨墊400旋轉(zhuǎn)，研磨進給單元2對研磨單元4在接近卡盤工作臺52的保持面520a的方向(-z方向)上進行研磨進給，使旋轉(zhuǎn)的研磨墊401的研磨面401a與板狀工件w的被研磨面w2接觸而進行研磨。此時，圖5所示的升降單元74使修整機構(gòu)6下降，至少使修整部60的修整板61的上表面位于比卡盤工作臺52的保持面520a靠下側(cè)(-z方向)的位置，暫不使研磨面401a與修整板61接觸。

為了消除及防止由該研磨產(chǎn)生的研磨屑進入到研磨墊401的研磨面401a而引起研磨面401a鈍化，在合適的時機將修整器推抵于研磨面401a而對研磨面401a進行修整。

在進行研磨面401a的修整時，圖4所示的卡盤工作臺進給單元56使移動基臺53在y軸方向上移動，使修整板601移動至研磨墊401的下方。

并且，圖5所示的升降單元74使支承板71上升從而使基座61上升，將修整板601的上表面定位在比卡盤工作臺52的保持面520a靠上側(cè)(+z軸方向)的位置。之后，在研磨單元4中，在旋轉(zhuǎn)單元43使研磨墊401旋轉(zhuǎn)的同時，研磨進給單元2對研磨單元4在接近卡盤工作臺52的保持面520a的方向上進行研磨進給。這樣，如圖6所示，修整板601與旋轉(zhuǎn)的研磨墊401的研磨面401a接觸。

當(dāng)修整板601的上表面與旋轉(zhuǎn)的研磨墊401的研磨面401a接觸時，會產(chǎn)生彈性波。位于修整機構(gòu)6的附近的彈性波檢測傳感器80對該彈性波進行檢測，當(dāng)檢測出該輸出信號達到規(guī)定的設(shè)定值時，圖1所示的控制部82停止由研磨進給單元2實現(xiàn)的研磨單元4向-z方向的移動。規(guī)定的設(shè)定值被存儲到例如控制部82所具有的存儲器中。

并且，此后，卡盤工作臺進給單元56對修整機構(gòu)6相對于研磨單元4在y軸方向上進行修整進給，由此通過修整板601對旋轉(zhuǎn)的研磨墊401的研磨面401a的整個面進行修整。即，卡盤工作臺進給單元56作為修整進給單元而發(fā)揮功能，該修整進給單元使研磨單元4與修整機構(gòu)6相對于研磨面401a平行地移動。

這樣，當(dāng)檢測出彈性波檢測傳感器80的輸出信號達到規(guī)定的設(shè)定值時，停止研磨單元4的-z方向的移動，并在研磨單元4保持此時的z軸方向的位置的狀態(tài)下進行研磨面401a的修整，因此在修整中能夠使將修整板601推抵于研磨面401a的力為恒定。

并且，一旦研磨面401a的修整結(jié)束之后，進行其他的板狀工件的研磨，并再次進行研磨面401a的修整，同樣在該修整時，當(dāng)檢測出彈性波檢測傳感器80的輸出信號達到所述規(guī)定的設(shè)定值時，也停止研磨單元4的-z方向的移動，并在研磨單元4保持此時的z軸方向的位置的狀態(tài)下進行研磨面401a的修整。因此，能夠使將修整板601推抵于研磨面401a的力與上一次的修整時相同。即，即使重復(fù)進行多次修整，也能夠使每次修整時將修整板601推抵于研磨面401a的力為恒定。并且，即使當(dāng)研磨墊401的鼓起情況在每次修整時不同的情況下，也能夠應(yīng)對鼓起的差別而對推抵修整板601的力進行調(diào)整。

在信號處理部81中具有將彈性波檢測傳感器80所檢測的輸出信號變換成輸出電壓的放大器，在該情況下，將用于彈性波檢測的電壓的閾值存儲在控制部82中。并且，在來自放大器的輸出電壓變?yōu)槔鐖D7所示的圖表那樣的情況下，如果將規(guī)定的電壓值作為閾值設(shè)定在控制部82中，那么當(dāng)從放大器輸出的實際的電壓值達到該閾值時，停止由研磨進給單元2進行的研磨單元4的研磨進給，并開始對研磨墊401的研磨面401a的修整。由此，能夠使修整時將修整板601推抵于研磨面401a的力為恒定。

另一方面，在信號處理部81中也可以具有對彈性波檢測傳感器80所檢測的輸出信號進行傅里葉變換的傅里葉變換部。傅里葉變換部具有cpu、存儲器等，通過對來自彈性波檢測傳感器80的輸出信號進行傅里葉變換，得到例如圖8所示的波形。在該波形中，在特定的頻率下波形向上方突出的部分是頻率的峰值，將該頻率的峰值存儲在控制部82的存儲器中，由此，當(dāng)控制部82檢測到該峰值時，停止由研磨進給單元2進行的研磨單元4的研磨進給，并開始對研磨墊401的研磨面401a的修整。由此，能夠使修整時將修整板601推抵于研磨面401a的力為恒定。

另外，在上述實施方式中，將卡盤工作臺進給單元56兼用作修整進給單元，但卡盤工作臺進給單元和修整進給單元也可以分別單獨地存在。因此，修整機構(gòu)6也可以不配設(shè)在卡盤工作臺機構(gòu)5的罩51上。

并且，在上述實施方式中，將彈性波檢測傳感器80配設(shè)在卡盤工作臺機構(gòu)5的罩51上的與修整機構(gòu)6相鄰的位置處，但也可以構(gòu)成為在研磨單元4中具有彈性波檢測傳感器。不過，當(dāng)如上述實施方式那樣采用將彈性波檢測傳感器80配設(shè)在卡盤工作臺機構(gòu)5的罩51上的結(jié)構(gòu)時，能夠防止裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。

上述實施方式所示的研磨裝置1是所謂的干拋光裝置，但本發(fā)明也能夠適用于除研磨墊外還使用漿料進行研磨的cmp裝置。