CN100563924C - 研磨装置及其定位方法 - Google Patents

Abstract

一种研磨装置及其定位方法。研磨装置包括下盘、上盘、摆动检测模块及摆动动力源。上盘对应设置于下盘的上方。摆动检测模块对应上盘设置，以侦测上盘的位置。摆动动力源与上盘电性连接。摆动动力源用以根据上盘的位置控制上盘的摆动；当摆动侦测模块侦测到上盘位于摆动检测位置时，该摆动动力源控制该上盘停止摆动，并定位上盘于一预定停止摆动位置。本发明的研磨装置及其定位方法，提供了上盘的定位机制，以使得吸附于上盘的一基板准确地定位，从而使得本发明的研磨装置可与自动化设备结合，降低制造成本并且提升产业竞争力。

Description

研磨装置及其定位方法

技术领域

本发明是有关于一种研磨装置及其定位方法，且特别是有关于一种用以定位上盘的研磨装置及其定位方法。

背景技术

传统的摆臂式研磨装置包括下盘、上盘、摆动源及转动源。上盘设置于下盘的上方。摆动源用以提供上盘一摆动动力，以使上盘可相对下盘摆动。转动源用以提供下盘一转动动力，以使下盘转动。当上盘摆动且下盘转动时，上盘通过其与下盘的摩擦力以相对于下盘转动。如此一来，若基板吸附在上盘且面对下盘，则此基板利用上述所提及的上盘及下盘的相对运动进行研磨。当基板的厚度研磨至预定值时，上盘及下盘则分别停止作动，并以人工方式取出基板。

以人工方式取出基板为目前普遍的方式，然而随着自动化产业的发展，取出基板的动作可利用例如是机械手臂完成。由于机械手臂取出基板的位置是为固定的，因上盘停止的位置成为机械手臂是否可准确地取出基板的关键。然而，就上盘的摆动部分而言，当上盘停止摆动时，上盘会位于开始摆动前的位置。举例而言，请参照图1A，其绘示传统的摆臂式研磨装置的上盘于摆臂前的上视图。摆臂式研磨装置100的一上盘113于摆动前位于如图1A所示的位置，并非位于一对准位置P1。因此，当上盘113摆动后再停止时也会位于如图1A所示的位置。如此一来，吸附于上盘113的一基板112无法位于一预定位置P2，因此机械手臂(未绘示)无法自预定位置P2处取出基板112。

此外，请同时参照图1B，其绘示图1A的上盘位于对准位置时的上视图。就上盘113的转动部分而言，上盘113停止摆动后，由于惯性力的缘故，上盘会短暂地持续转动。然而，即便上盘113于停止摆动时可位于对准位置P1(如图1B所示)，但上盘113必须藉由上盘113与下盘111之间的摩擦力才可停止转动。因此，上盘113停止转动时的位置仍无法准确地掌握。如此一来，基板112最终的位置亦可能如图1B所示无法位于预定位置P2。也就是说，在图1B的情况下，机械手臂依旧无法准确地取出基板112。

综上所述，由于传统的摆臂式研磨装置的上盘最终的停止的位置是无法准确地掌握，因此基板也无法位于预定位置。此时，若要结合摆臂式研磨装置及例如是机械手臂的自动化设备是有困难的。

发明内容

本发明有关于一种研磨装置及其定位方法，其提供上盘的定位机制，以使得吸附于上盘的基板准确地定位。如此一来，本发明可与自动化设备结合，以降低制造成本并且提升产业竞争力。

根据本发明的第一方面，提出一种研磨装置。研磨装置包括下盘、上盘、摆动检测模块及一动动力源。上盘对应设置于下盘的上方。摆动检测模块对应上盘设置，以侦测上盘的位置。摆动动力源与上盘电性连接，用以根据上盘的位置控制上盘的摆动；当摆动侦测模块侦测到上盘位于摆动检测位置时，该摆动动力源控制该上盘停止摆动，并定位上盘于一预定停止摆动位置。

根据本发明的第二方面，提出一种研磨装置。研磨装置包括下盘、上盘、转动检测模块及转动动力源。上盘对应设置于下盘的上方。转动检测模块对应上盘设置，以侦测上盘的位置。转动动力源与下盘电性连接，以根据上盘的位置控制下盘的转动；当转动检测模块侦测到上盘位于转动检测位置时，转动动力源控制下盘停止转动，使得上盘对应地停止转动，并定位于预定停止转动位置。

根据本发明的第三方面，提出一种研磨装置。研磨装置包括下盘、上盘及插销。上盘对应设置于下盘的上方。上盘具有孔洞，孔洞位于上盘的上部。插销对应孔洞设置。当上盘上升至一抬起位置，插销插入孔洞内，以使上盘停止转动并定位于一取片位置。

根据本发明的第四方面，提出一种研磨装置。研磨装置包括下盘、上盘、第一减速检测模块及转动动力源。上盘对应设置于下盘的上方。第一减速检测模块对应上盘设置，以侦测上盘的位置。转动动力源与下盘电性连接，以根据上盘的位置控制下盘的转动速度。

根据本发明的第五方面，提出一种研磨装置的定位方法。研磨装置包括上盘及下盘。定位方法包括：首先，驱动上盘相对于下盘摆动。接着，侦测上盘的位置是否位于一摆动检测位置。然后，若上盘的位置位于摆动检测位置，则控制上盘停止摆动，并定位于一预定停止摆动位置。

根据本发明的第六方面，提出一种研磨装置的定位方法。研磨装置包括上盘及下盘。定位方法包括：首先，驱动下盘转动，以使上盘相对于下盘转动。接着，侦测上盘的位置是否位于一转动检测位置。然后，若上盘的位置位于转动检测位置，则控制下盘停止转动，使得上盘对应地停止转动，并定位于一预定停止转动位置。

根据本发明的第七方面，提出一种研磨装置的定位方法。研磨装置包括上盘及下盘。定位方法包括：首先，驱动下盘转动，以使上盘相对于下盘转动。接着，侦测上盘的位置是否位于第一减速检测位置。然后，若上盘的位置位于第一减速检测位置，则控制下盘减速，使得上盘对应地减速。

采用本发明的研磨装置及其定位方法，可先利用摆动检测模块使上盘定位于预定停止摆动位置，接着再分别利用第一减速检测模块及转动检测模块侦测上盘的位置，以使上盘先定位于预定停止转动位置。然后，当研磨装置的上盘升起时，插销更插入上盘的孔洞，以让上盘在水平方向上及垂直方向上皆可符合定位的需求。如此一来，基板准确地定位于一预定位置，以让例如是机械手臂的自动化设备可自预定位置处取出基板，从而本发明的研磨装置及其定位方法可结合自动化设备，以提升产业竞争力并降低人力成本的支出。

附图说明

图1A绘示传统的摆臂式研磨装置的上盘于摆臂前的上视图；

图1B绘示图1A的上盘位于对准位置时的上视图；

图2绘示根据本发明第一实施例的研磨装置的示意图；

图3绘示根据本发明第一实施例的研磨装置的定位方法的流程图；

图4A绘示图2的上盘位于摆动检测位置时的侧视图；

图4B绘示图2的上盘位于第一减速检测位置时的示意图；

图4C绘示图2的上盘位于转动检测位置时的示意图；

图5绘示图2的插销与孔洞配合时的剖面图；

图6绘示根据本发明第二实施例的研磨装置的示意图；以及

图7A-7B绘示根据本发明第二实施例的研磨装置的定位方法的流程图。

主要附图标记说明

100：摆臂式研磨装置        111、211、311：下盘

112：基板                  113、213、313：上盘

200、300：研磨装置         213a：孔洞

220：摆动检测模块          230、330：转动检测模块

240、340：第一减速检测模块 253：插销

253a：第一端               253b：第二端

260：摆动动力源            270、370：转动动力源

281、282：反射端           341：第二减速检测模块

P1：对准位置               P2：预定位置

S1、S2、S3：讯号

具体实施方式

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

第一实施例

请参照图2，其绘示根据本发明第一实施例的研磨装置的示意图。本实施例以研磨装置200举例说明。研磨装置200包括下盘211、上盘213、摆动检测模块220、第一减速检测模块240、转动检测模块230、摆动动力源260、转动动力源270及至少一插销253。

上盘213对应设置于下盘211的上方。转动检测模块230、摆动检测模块220及第一减速检测模块240分别对应上盘213设置，以分别侦测上盘213的位置。摆动动力源260与上盘213电性连接。摆动动力源260根据摆动检测模块220侦测的上盘213的位置控制上盘213的摆动。转动动力源270与下盘211电性连接。转动动力源270根据转动检测模块230侦测的上盘213的位置控制下盘211的转动，以进而使得上盘213的转动对应地改变，且转动动力源270也可根据第一减速检测模块240侦测的上盘213的位置控制下盘211的转动速度，以进而使得上盘213的转动速度对应地改变。如此一来，与图1A、图1B的摆臂式研磨装置100相较，根据本实施例的转动检测模块230、摆动检测模块220及第一减速检测模块240所分别侦测的上盘213的位置来定位上盘213可得较为准确的定位成效。

此外，上盘213具有至少一孔洞213a。孔洞213a位于上盘213的上部。插销253对应孔洞213a设置于上盘213上方。当上盘213上升至一抬起位置时，插销253插入孔洞213a内，以使上盘213定位于一取片位置。如此一来，若基板(未绘示)吸附于上盘213上进行研磨，则此基板停止时的位置可准确地掌握。此时，研磨装置200即可与例如是机械手臂的自动化设备结合，以让取出基板的动作可通过自动化设备完成。

以下将说明研磨装置200的定位方法。请同时参照图2及图3，图3绘示根据本发明第一实施例的研磨装置的定位方法的流程图。首先，于图3的步骤501中，利用摆动动力源260驱动上盘213相对于下盘211摆动，且利用转动动力源270驱动下盘211转动。如此一来，上盘213通过摩擦力以相对于下盘211转动。

接着，于图3的步骤503中，当设置于上盘213的基板研磨至所需的厚度时，摆动检测模块220侦测上盘213的位置是否位于一摆动检测位置。若上盘213的位置位于摆动检测位置，则接着执行图3的步骤505。若上盘213的位置未位于摆动检测位置，则重新执行图3的步骤503。

请参照图4A，其绘示图2的上盘位于摆动检测位置时的侧视图。于本实施例中，摆动检测模块220例如是发射接收端，且研磨装置200(如图2所示)更包括反射端281。如图4A所示，当上盘213位于摆动检测位置时，摆动检测模块220所发射的讯号S1会经由反射端281反射。摆动检测模块220会再接收到此讯号S1，以藉此侦测出上盘213位于摆动检测位置。此处的摆动检测模块220例如是近接开关，且摆动检测模块220侦测上盘213的位置的范围例如是5公厘(mm)至21公厘(mm)，在此以21公厘做进一步地说明，也就是说当摆动检测模块220侦测上盘213的位置的范围为摆动检测位置的-21mm至+21mm，摆动动力源260(如图2所示)会停止上盘213的摆动。虽然本实施例的摆动检测模块220以一发射接收端为例说明，然而，其它可用以侦测上盘213是否位于摆动检测位置的组件亦可应用于此。

于图3的步骤505中，当上盘213位于摆动检测位置时，摆动动力源260控制上盘213停止摆动，并定位上盘213于一预定停止摆动位置。当上盘213位于预定停止摆动位置时，上盘213虽然已停止摆动，然而由于惯性力的缘故，上盘213仍旧短暂地持续转动。

然后，于图3的步骤507中，第一减速检测模块240侦测上盘213的位置是否位于一第一减速检测位置。若上盘213的位置位于第一减速检测位置，则接着执行图3的步骤509。若上盘213的位置未位于第一减速检测位置，则重新执行图3的步骤507。

请参照图4B，其绘示图2的上盘位于第一减速检测位置时的示意图。于本实施例中，第一减速检测模块240例如是发射接收端，且研磨装置200(如图2所示)更包括反射端282。如图4B所示，当上盘213位于第一减速检测位置时，第一减速检测模块240所发射的讯号S2会经由反射端282反射。第一减速检测模块240会再接收到此讯号S2，以由此侦测出上盘213位于第一减速检测位置。此处的第一减速检测模块240例如是近接开关，且第一减速检测模块240侦测上盘213的位置的范围例如是5公厘(mm)至21公厘(mm)，在此以15公厘(mm)做进一步地说明，也就是说第一减速检测模块240侦测上盘213的位置的范围为第一减速检测位置的-15mm至+15mm，转动动力源270(如图2所示)会控制下盘211(如图2所示)减速，使得上盘213对应地减速。虽然本实施例的第一减速检测模块240以一发射接收端为例说明，然而，其它可用以侦测上盘213是否位于第一减速检测位置的组件也可应用于此。

于图3的步骤509中，当上盘213位于第一减速检测位置时，转动动力源270控制下盘211减速，使得上盘213对应地减速。由于步骤509是控制下盘211减速，且使得上盘213对应地减速，因此上盘213逐渐减慢转动速度且可能还持续转动。

接着，于图3的步骤511中，转动检测模块230侦测上盘213的位置是否位于转动检测位置。若上盘213的位置位于转动检测位置，则接着执行图3的步骤513。若上盘213的位置未位于转动检测位置，则重新执行图3的步骤511。

请参照图4C，其绘示图2的上盘位于转动检测位置时的示意图。于本实施例中，转动检测模块230例如是发射接收端。如图4C所示，当上盘213位于转动检测位置时，转动检测模块230所发射的讯号S3会经由前述所提及的反射端282反射。转动检测模块230会再接收到此讯号S3，以由此侦测出上盘213位于转动检测位置。此处的转动检测模块230例如是近接开关，且转动检测模块230侦测上盘213的位置的范围例如是5公厘(mm)至21公厘(mm)，在此以5公厘(mm)做进一步地说明，也就是说转动检测模块230侦测上盘213的位置的范围为转动检测位置的-5mm至+5mm，转动动力源270(如图2所示)会控制下盘211(如图2所示)停止转动，使得上盘213对应地停止转动。虽然本实施例的转动检测模块230以发射接收端为例说明，然而，其它可用以侦测上盘213是否位于转动检测位置的组件也可应用于此。

于图3的步骤513中，当上盘213位于转动检测位置时，转动动力源270控制下盘211停止转动，使得上盘213对应地停止转动，并定位于预定停止转动位置。

然后，于图3的步骤515中，升起上盘213至抬起位置，直到插销253插入孔洞213a内，以使上盘213定位于取片位置。请参照图5，其绘示图2的插销与孔洞配合时的剖面图。于本实施例中，插销253具有第一端253a及第二端253b，第一端253a的截面实质上小于第二端253b的截面，且第一端253a面向孔洞213a。如此一来，假使插销253的位置与孔洞213a的位置有些许的误差，则当上盘213升起时，本实施例的插销253的设计允许此误差的存在且仍旧提供定位上盘213于取片位置的机制。再者，图3的步骤515除了提供上盘213于水平方向上的定位外，图3的步骤515更利用插销253的高度与孔洞213a的深度相互配合，以提供上盘213于垂直方向上的定位。如此一来，上盘213的位置可更精准地定位。设置于上盘213的基板即可通过过例如是机械手臂的自动化设备取出，以减少人力成本的支出。

上述即为本实施例的研磨装置200及其定位方法。于本实施例中，如图2所示的转动检测模块230、第一减速检测模块240及摆动检测模块220也可设置于其它可对应上盘213的位置，以侦测上盘213的位置。此外，本实施例的转动检测模块230及第一减速检测模块240位于固定位置。然而，转动检测模块230及第一减速检测模块240也可为可移动式的模块。举例而言，转动检测模块230及第一减速检测模块240可于研磨进行时移动至一收纳位置，以避免研磨粉尘附着于转动检测模块230及第一减速检测模块240。当基板研磨至所需的厚度时，转动检测模块230及第一减速检测模块240再移动至可侦测到上盘213的位置的地方，以分别侦测上盘213的位置。

另外，本实施例所提出的研磨装置200同时包括摆动检测模块220、第一减速检测模块240、转动检测模块230及插销253，以提供上盘213的定位机制。然而，此技术领域中具有通常知识者应明了此些组件(摆动检测模块、第一减速检测模块、转动检测模块及插销)可依照需求配置。举例而言，于一实施例中，研磨装置仅利用摆动检测模块侦测上盘的位置，并通过摆动动力源以根据上盘的位置控制上盘的摆动。如此一来，上盘可位于预定停止摆动位置，以减少例如是机械手臂的自动化设备取出基板时的误差。于另一实施例中，研磨装置仅利用第一减速检测模块侦测上盘的位置，并通过转动动力源以根据上盘的位置控制下盘的转动速度，以使上盘的转动速度对应地改变。如此一来，惯性力对于上盘的影响可减小。再者，于再另一实施例中，研磨装置仅利用转动检测模块侦测上盘的位置，并通过转动动力源以根据上盘的位置控制下盘停止转动，以使上盘可位于预定停止转动位置。如此一来，例如是机械手臂的自动化设备取出基板时的误差可减小。于再另一实施例中，研磨装置仅利用至少一插销插入上盘的孔洞内，以使上盘定位于一取片位置而增加例如是机械手臂的自动化设备取出设置于上盘的基板的准确度。当然，上述的实施例的组件(摆动检测模块、第一减速检测模块、转动检测模块及插销)可相互搭配使用。此外，图3的研磨装置200的定位方法包括的步骤及步骤的顺序仅为一例子，并非用以限定本发明。

第二实施例

本实施例与第一实施例的差异在于减速检测模块的数量。请参照图6，其绘示根据本发明第二实施例的研磨装置的示意图。研磨装置300包括转动检测模块330、第一减速检测模块340及第二减速检测模块341。转动检测模块330对应上盘313设置并侦测上盘313的位置，以使转动动力源370根据转动检测模块330侦测的上盘313的位置控制下盘311的转动，以进而使上盘313的转动对应地改变。至于第一减速检测模块340及第二减速检测模块341则分别用以侦测上盘313的位置，以使转动动力源370根据第一减速检测模块340及第二减速检测模块341侦测的上盘313的位置，而分别控制下盘311的转动速度。如此一来，上盘313分段地减速。

请同时参照图7A一图7B，其绘示根据本发明第二实施例的研磨装置的定位方法的流程图。由于图7A的步骤601至步骤605与图3的步骤501至步骤505相同，因此此处并不赘述。

于图7A的步骤605之后接着执行图7A的步骤607。于图7A的步骤607中，第一减速检测模块340侦测上盘313的位置是否位于一第一减速检测位置，若上盘313的位置位于第一减速检测位置，则接着执行图7A的步骤609。若上盘313的位置并非位于第一减速检测位置，则重新执行图7A的步骤607。

于图7A的步骤609中，当上盘313的位置位于第一减速检测位置时，转动动力源370控制下盘311减速，使得上盘313对应地减速。

于图7A的步骤611中，第二减速检测模块341侦测上盘313的位置是否位于一第二减速检测位置，若上盘313的位置位于第二减速检测位置，则接着执行图7B的步骤613。若上盘313的位置并非位于第二减速检测位置，则重新执行图7A的步骤611。

于图7B的步骤613中，当上盘313的位置位于第二减速检测位置时，转动动力源370控制下盘311减速，使得上盘313对应地减速。

于图7A的步骤609中及图7B的步骤613中，当上盘313的位置分别位于第一减速检测位置及第二减速检测位置时，转动动力源370分次地控制下盘311减速，使得上盘313对应地减速。换言的，若上盘313分别位于第一减速检测位置及第二减速检测位置，则转动动力源370控制下盘311减速的次数为两次，使得上盘313亦对应地减速两次。如此一来，由于上盘313的速度已分段减速，因此当研磨装置300的定位方法接着执行图7B的步骤615及步骤617时，于步骤617中转动动力源370控制下盘311定位于一预定停止转动位置的准确性可提升。至于图7B的步骤619亦与图3的步骤515相同，因此此处亦不再赘述。

虽然于本实施例中利用两组减速检测模块(第一减速检测模块340及第二减速检测模块341)侦测上盘313的位置，然而减速检测模块的个数可依据需求调整。此外，虽然本实施例以图7A-图7B所绘示的流程图说明研磨装置300的定位方法，然具有通常知识者应明了本发明的研磨装置300的定位方法并非局限于图7A-图7B的步骤及顺序。

本发明上述实施例所揭露的研磨装置及其定位方法，先利用摆动检测模块使上盘定位于预定停止摆动位置。接着再分别利用第一减速检测模块及转动检测模块侦测上盘的位置，以使上盘先定位于预定停止转动位置。然后，当研磨装置的上盘升起时，插销更插入上盘的孔洞，以让上盘在水平方向上及垂直方向上皆可符合定位的需求。如此一来，基板准确地定位于一预定位置，以让例如是机械手臂的自动化设备可自预定位置处取出基板。换言之，本实施例的研磨装置及其定位方法可结合自动化设备，以提升产业竞争力并降低人力成本的支出。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (10)

1.一种研磨装置，该研磨装置包括：

下盘；

上盘，该上盘对应设置于该下盘的上方；

摆动检测模块，其对应该上盘设置，以侦测该上盘的位置；以及

摆动动力源，其与该上盘电性连接，用以根据该上盘的位置控制该上盘的摆动；当摆动侦测模块侦测到上盘位于摆动检测位置时，该摆动动力源控制该上盘停止摆动，并定位上盘于一预定停止摆动位置。

2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，该研磨装置还包括：

转动动力源，其与该下盘电性连接，以控制该下盘的转动。

3.如权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，该研磨装置还包括：

转动检测模块，其对应该上盘设置，以侦测该上盘的位置，其中该转动动力源根据该上盘的位置控制该下盘的转动；当转动检测模块侦测到上盘位于转动检测位置时，转动动力源控制下盘停止转动，使得上盘对应地停止转动，并定位于预定停止转动位置。

4.如权利要求2所述的研磨装置，其特征在于，该研磨装置还包括：

第一减速检测模块，其对应该上盘设置，以侦测该上盘的位置，其中所述转动动力源根据该上盘的位置控制该下盘的转动速度。

5.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述上盘具有孔洞，该孔洞位于该上盘的上部，该研磨装置还包括：

插销，该插销对应该孔洞设置，当该上盘上升至一抬起位置，该插销插入该孔洞内，以使该上盘停止转动并定位于一取片位置。

6.一种研磨装置的定位方法，该研磨装置包括上盘及下盘，该定位方法包括：

(a)驱动该上盘相对于该下盘摆动；

(b)侦测该上盘的位置是否位于一摆动检测位置；以及

(c)若该上盘的位置位于该摆动检测位置，则控制该上盘停止摆动，并定位于一预定停止摆动位置。

7.如权利要求6所述的定位方法，其特征在于，该定位方法还包括：

驱动该下盘转动，以使该上盘相对该下盘转动。

8.如权利要求7所述的定位方法，其特征在于，于该步骤(c)之后，该定位方法还包括：

侦测该上盘的位置是否位于一转动检测位置；及

若该上盘的位置位于该转动检测位置，则控制该下盘停止转动，使得该上盘对应地停止转动，并定位于一预定停止转动位置。

9.如权利要求7所述的定位方法，其特征在于，该上盘具有孔洞，于该步骤(c)之后，该定位方法还包括：

控制该下盘停止转动，使得该上盘对应地停止转动；以及

升起该上盘至一抬起位置，直到插销插入该孔洞内，以使定位于一取片位置。

10.如权利要求7所述的定位方法，其特征在于，于该步骤(c)之后，该定位方法还包括：

侦测该上盘的位置是否位于一第一减速检测位置；及

若该上盘的位置位于该第一减速检测位置，则控制该下盘减速，使得该上盘对应地减速。

Images