CN107097146B - 研磨装置以及研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够检测研磨器具是否与晶片等基板接触，进而能够进行研磨器具的位置检测的研磨装置以及研磨方法。研磨装置具有：保持基板(W)的基板保持部(32)；用于将研磨器具(42)向基板W的面按压的按压部件(44)；对按压部件(44)施加按压力的致动器(45)；使按压部件(44)沿着基板(W)的面移动的马达驱动型移动装置(55)；在向马达驱动型移动装置(55)供给的马达电流小于阈值的情况下，发出警报的监视装置(65)。

Description

研磨装置以及研磨方法
技术领域
本发明涉及研磨晶片等基板的装置以及方法，特别是涉及通过一边使研磨带等研磨器具向基板的表面按压、一边使该研磨器具移动来对基板进行研磨的装置以及方法。
背景技术
在近年来，存储回路、逻辑回路、图像传感器(例如CMOS传感器)等组合元件进一步高集成化。在形成这些组合元件的工序中，有时微粒、尘埃等异物会附着在组合元件上。附着在组合元件上的异物会引起配线间的短路或者回路的不良影响。因此，为了提高组合元件的可靠性，需要对形成有组合元件的晶片进行清洗，而除去晶片上的异物。有时在晶片的背面也会附着如上所述的微粒、粉尘等异物。在这样的异物附着在晶片的背面时，晶片从曝光装置的台基准面分离，或者晶片表面相对于台基准面倾斜，结果，会产生图像的偏离、焦点距离的偏离。
因此，近年来，提出了能够以高的除去率将附着在晶片的背面的异物除去的研磨装置(参照专利文献1)。根据该新的研磨装置，通过利用气缸一边将研磨器具向晶片的背面按压，一边使研磨器具沿着背面移动，能够稍微刮掉晶片的背面。其结果是，能够以高的除去率从背面除去异物。
专利文献1：日本特开2014-150178号公报
在上述研磨装置构成为，通过将某设定压力的压缩空气向气缸供给，将研磨器具向晶片按压。但是，由于在气缸中存在活塞的滑动阻力，因此即便将设定压力的压缩空气向气缸供给，实际上有时研磨器具也不与晶片接触。在这种情况下，晶片未被正确地研磨，晶片上仍残留异物。
发明内容
发明所要解决的课题
因此，本发明提供一种能够检测研磨器具是否与晶片等基板接触，并且也能够对研磨器具进行位置检测的研磨装置以及研磨方法。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明一方式为，研磨装置具有：基板保持部，保持基板；按压部件，用于将研磨器具向所述基板的面按压；致动器，对所述按压部件施加按压力；马达驱动型移动装置，使所述按压部件沿着所述基板的面移动；以及监视装置，在向所述马达驱动型移动装置供给的马达电流小于阈值的情况下，发出警报。
本发明的优选方式为，所述监视装置计算在预定时间内测定的所述马达电流的平均值，在该马达电流的平均值小于阈值的情况下，发出警报。
本发明的优选方式为，所述预定时间是包含所述马达驱动型移动装置使所述按压部件沿着所述基板的面移动时的时间的至少一部分在内的时间。
本发明的优选方式为，还具有配置在所述按压部件与所述致动器之间的载荷测定器，所述监视装置在由所述载荷测定器测定的载荷小于设定值的情况下，发出警报。
本发明一方式为，研磨装置具有：基板保持部，保持基板；按压部件，用于将研磨器具向所述基板的面按压；致动器，对所述按压部件施加按压力；马达驱动型移动装置，使所述按压部件沿着所述基板的面移动；距离测定器，测定利用所述致动器向所述基板的面移动的所述按压部件的移动距离；以及监视装置，在所述移动距离小于阈值的情况下，发出警报。
本发明的优选方式为，所述监视装置在所述移动距离小于阈值的情况下，发出所述警报，并且向所述致动器发出指令，使所述按压部件向避让位置移动，然后使所述按压部件再次向所述基板的面移动。
本发明的优选方式为，所述监视装置在所述移动距离比阈值大的情况下，向所述马达驱动型移动装置发出指令，而使所述按压部件沿着所述基板的面移动。
本发明的优选方式为，还具有配置在所述按压部件与所述致动器之间的载荷测定器，所述监视装置在由所述载荷测定器测定的载荷小于设定值的情况下，发出警报。
本发明的优选方式为，所述距离测定器是非接触型距离传感器。
本发明的优选方式为，所述距离测定器是数字式测量器、磁传感器以及涡电流传感器中的任一种。
本发明一方式为，在研磨方法中，利用基板保持部保持基板，利用按压部件使研磨器具向所述基板的面按压，通过马达驱动型移动装置使所述按压部件沿着所述基板的面移动，在向所述马达驱动型移动装置供给的马达电流小于阈值的情况下，发出警报。
本发明的优选方式为，发出所述警报的工序是如下工序：计算在预定时间内测定的所述马达电流的平均值，并在该马达电流的平均值小于阈值的情况下，发出警报。
本发明的优选方式为，所述预定时间是包含所述马达驱动型移动装置使所述按压部件沿着所述基板的面移动时的时间的至少一部分在内的时间。
本发明的优选方式为，还包括测定施加在所述按压部件上的载荷，在所述载荷小于设定值的情况下，发出警报的工序。
本发明的优选方式为，所述基板的面是所述基板的背面。
本发明一方式为，在研磨方法中，利用基板保持部保持基板，通过致动器使支承研磨器具的按压部件向所述基板的面移动，测定利用所述致动器移动的所述按压部件的移动距离，在所述移动距离小于阈值的情况下，发出警报。
本发明的优选方式为，在所述移动距离小于阈值的情况下，发出所述警报，并且利用所述致动器使所述按压部件向避让位置移动，然后，使所述按压部件再次向所述基板的面移动。
本发明的优选方式为，在所述移动距离比阈值大的情况下，利用马达驱动型移动装置使所述按压部件沿着所述基板的面移动。
本发明的优选方式为，还包括如下工序：测定从所述致动器向所述按压部件传递的载荷，在所述载荷小于设定值的情况下，发出警报。
本发明的优选方式为，所述基板的面为所述基板的背面。
发明的效果
在研磨器具与晶片等基板的面(例如，表面、背面、倾斜部)正确地接触时，在使研磨器具沿着基板的表面移动时，摩擦力产生在研磨器具与基板之间。由于马达驱动型移动装置使按压部件以预先设定的速度移动，因此根据摩擦力，马达电流的大小能够发生改变。因此，监视装置能够基于马达电流与阈值的比较结果，来判断研磨器具是否与基板正确接触。
在朝向基板的面移动的按压部件的移动距离短时，研磨器具不能与基板接触。因此，监视装置能够基于按压部件的移动距离(移位)与阈值的比较结果，来判断研磨器具是否与基板正确接触。
附图说明
图1中的(a)以及(b)为作为基板的一例的晶片的剖视图。
图2是表示用于研磨晶片的背面的研磨装置的示意图。
图3是表示用于向图2所示的气缸供给加压气体的气体供给系统的示意图。
图4是表示以预先设定的速度，使研磨头以及研磨带沿着晶片的背面向晶片的半径方向外侧移动的状态的图。
图5是表示按压部件的一实施方式的俯视图。
图6是按压部件的侧视图。
图7是表示马达电流的变化的图表。
图8是表示研磨装置的其他实施方式的图。
图9是表示研磨装置的又一其他实施方式的图。
图10是表示图9所示研磨头的一实施方式的放大图。
图11是表示研磨头的其他实施方式的放大图。
图12是表示研磨头的又一其他实施方式的放大图。
图13是表示研磨装置的其他实施方式的图。
图14中的(a)以及(b)是表示在晶片的表面反射的光线的示意图。
图15是表示使研磨带以及按压部件沿着晶片的倾斜部移动的研磨装置的一实施方式的示意图。
图16是表示图15所示的研磨装置的俯视图。
符号说明
10 气体供给系统
11 载荷压线
12 背压线
14 第一压力调节器
15 第二压力调节器
18 第一压力传感器
19 第二压力传感器
32 基板保持部
34 研磨头
37 基板台
39 台马达
40 真空线
42 研磨带(研磨器具)
43 辊
44 按压部件
45 气缸(致动器)
46 活塞
47 活塞杆
48 第一腔
49 第二腔
51 卷出带盘
52 卷入带盘
55 研磨头移动装置(马达驱动型移动装置)
57、58 液体供给喷嘴
60 滚珠丝杠
61 伺服马达
63 电力线
64 电流计
65 监视装置
70 测力传感器(载荷测定器)
73 距离测定器
75 传感器目标
76 接近传感器
79 连结基部
81 直动引导部
82 直动轨道
83 直动块
85 数字式测量器
90 表面状态检测器
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1(a)以及图1(b)作为基板的一例的晶片的剖视图。更具体而言，图1(a)是所谓直型晶片的剖视图，图1(b)是所谓圆型晶片的剖视图。在本说明书中，晶片(基板)的背面是指与形成有组合元件的面相反的一侧的平坦面。晶片的最外周面被称为倾斜部。晶片的背面是位于倾斜部的半径方向内侧的平坦面。晶片背面与倾斜部邻接。
以下说明的实施方式是能够对作为基板的一例的晶片的背面进行研磨的研磨装置以及研磨方法，本发明同样能够适用于对晶片的表面、倾斜部进行研磨的研磨装置以及研磨方法。
图2是表示用于对晶片的背面进行研磨的研磨装置的示意图。该研磨装置具有：保持晶片(基板)W并使其旋转的基板保持部32；和将研磨器具按压在保持于基板保持部32的晶片W的背面上的研磨头34。基板保持部32具有：通过真空吸附而保持晶片W的基板台37、使基板台37旋转的台马达39。
晶片W以其背面朝下的状态载置于基板台37上。在基板台37的上表面形成有槽37a，该槽37a与真空线40连通。真空线40与未图示的真空源(例如真空泵)连接。在通过真空线40在基板台37的槽37a形成真空时，晶片W利用真空吸引而保持在基板台37上。在该状态下，台马达39使基板台37旋转，使晶片W以其轴线为中心旋转。基板台37的直径比晶片W的直径小，晶片W的背面的中心侧区域通过基板台37被保持。晶片W的背面的外周侧区域从基板台37外侧伸出。
研磨头34与基板台37邻接配置。更具体而言，研磨头34与露出的外周侧区域相对配置。研磨头34具有：对作为研磨器具的研磨带42进行支承的多个辊43；将研磨带42按压于晶片W的背面的按压部件(例如，按压垫)44；以及作为对按压部件44施加按压力的致动器的的气缸45。气缸45对按压部件44施加按压力，由此，按压部件44将研磨带42按压于晶片W的背面。此外，作为研磨器具，也可以代替研磨带而使用磨石。
图3是表示用于向图2所示的气缸45供给加压气体(例如加压空气)的气体供给系统10的示意图。气体供给系统10具有：与气缸45的第一腔48连通的载荷压线11；与气缸45的第二腔49连通的背压线12；安装于载荷压线11的第一压力调节器14；以及安装于背压线12的第二压力调节器15。第一腔48、第二腔49利用配置于气缸45内的活塞46分隔。活塞46固定于活塞杆47，按压部件44安装于活塞杆47。活塞46、活塞杆47以及按压部件44能够一体移动。
载荷压线11以及背压线12与未图示的加压气体供给源(例如，加压空气供给源)连接。在载荷压线11以及背压线12上分别安装有第一压力传感器18以及第二压力传感器19，第一压力调节器14以及第二压力调节器15的上游侧的气体的压力利用第一压力传感器18以及第二压力传感器19测定。加压气体通过载荷压线11以及第一压力调节器14向气缸45的第一腔48供给。同样地，加压气体通过背压线12以及第二压力调节器15向气缸45的第二腔49供给。
在向气缸45的第一腔48供给加压气体时，第一腔48内的加压气体推动活塞46，从而使活塞杆47以及按压部件44向晶片W移动。在向气缸45的第二腔49供给加压气体时，第二腔49内的加压气体将活塞46向相反方向推动，从而使活塞杆47以及按压部件44向与晶片W分离的方向移动。
第一压力调节器14以及第二压力调节器15与监视装置65连接，第一压力调节器14以及第二压力调节器15的动作利用监视装置65控制。按压部件44将研磨带42向晶片W的背面按压的力由第一压力调节器14调整。即，在增加向气缸45的第一腔48供给的加压气体的压力时，按压部件44的按压力上升。监视装置65分别向第一压力调节器14以及第二压力调节器15发送目标压力指令值，第一压力调节器14以及第二压力调节器15以使第一腔48以及第二腔49内的压力维持为各自的目标压力指令值的方式动作。
返回到图2，研磨带42的一端与卷出带盘51连接，另一端与卷入带盘52连接。研磨带42以预定的速度被从卷出带盘51经由研磨头34向卷入带盘52输送。作为所使用的研磨带42的示例，例如可列举出在表面固定有磨粒的带，或由硬质的无纺布构成的带等。研磨头34与研磨头移动装置55连结。该研磨头移动装置55构成为使研磨头34以及研磨带42向晶片W的半径方向外侧移动。
研磨头移动装置55是由滚珠丝杠60、伺服马达61组合而构成的马达驱动型移动装置。该研磨头移动装置55构成为使研磨带42以及研磨头34以预先设定的速度沿着晶片W的背面移动。伺服马达61与电力线63连接，通过电力线63向伺服马达61供给电流。以下，将向伺服马达61供给的电流称作马达电流。在电力线63上连接有测定马达电流的电流计64。电流计64与监视装置65连接，向伺服马达61供给的马达电流利用监视装置65监视。
在保持于基板台37的晶片W的上方以及下方，配置有向晶片W供给研磨液的液体供给喷嘴57、58。作为研磨液，优选使用纯水。这是因为，如果使用含有具有蚀刻作用的化学成分的药液，会使在背面形成的凹部扩大。
如下所述地对晶片W的背面进行研磨。通过台马达39使保持于基板台37的晶片W以其轴线为中心旋转，并将研磨液从液体供给喷嘴57、58向旋转的晶片W的表面以及背面供给。在该状态下，研磨头34将研磨带42向晶片W的背面按压。研磨带42与晶片W的背面滑动接触，由此，对背面进行研磨。
在研磨头移动装置55中，研磨头34一边使研磨带42向晶片W的背面按压，一边如图4的箭头所示地使研磨头34以及研磨带42以预先设定的速度沿着晶片W的背面向晶片W的半径方向外侧移动。这样一来，晶片W的背面的外周侧区域被研磨带42研磨。在研磨中，研磨液从晶片W的内侧向外侧流动，研磨屑通过研磨液而被从晶片W除去。
图5是表示按压部件44一实施方式的俯视图，图6是按压部件44的侧视图。按压部件44利用具有圆弧形状的突起部构成，该圆弧形状具有与晶片W的曲率相同的曲率。具有如上所述形状的按压部件44能够使研磨带42与晶片W的接触时间以及接触压力遍及被研磨区域整体均匀。
如果研磨带42与晶片W正确地接触，在使研磨带42沿着晶片W的表面移动时，摩擦力产生在研磨带42与晶片W之间。马达驱动型的研磨头移动装置55使支承研磨带42的研磨头34以预先设定的速度移动，因此伴随摩擦力，马达电流的大小能够变化。换言之，在研磨带42与晶片W正确接触时，由于摩擦力大，马达电流也增大。与之相反，在研磨带42未与晶片W接触时，由于未产生摩擦力，因此马达电流减小。因此，监视装置65构成为，对马达电流与阈值进行比较，基于其比较结果来判断研磨带42是否与晶片W正确接触。
图7是表示马达电流的变化的图表。在图7中，纵轴表示马达电流以及研磨头34的位置，横轴表示时间。在图7所示的例中，时间T1的研磨头34的位置是研磨开始位置，时间T2的研磨头34的位置是研磨终止位置。这些研磨开始位置以及研磨终止位置是预先设定的。研磨带42在时间T1与晶片W接触，在时间T2从晶片W分离。在研磨带42与晶片W的背面接触的状态下，研磨头移动装置55以预先设定的速度使研磨带42以及研磨头34沿着晶片W的背面移动。其间，由于在研磨带42与晶片W之间产生的摩擦力而使马达电流增加。
监视装置65基于从电流计64输送的测定值来监视马达电流，使马达电流的测定值与阈值比较。阈值预先存储于监视装置65。研磨头移动装置55使研磨带42以及研磨头34移动时的马达电流比阈值低是指，研磨带42与晶片W分离，或者未正确地与晶片W接触。因此，监视装置65在马达电流小于阈值的情况下，发出警报。警报可以是使外部的警报装置动作的电信号(例如，ON，OFF触点信号)，也可以是向外部的设备传递信息的电信号(例如，电压等模拟输出)，或者颜色、声音等能够识别的信号。
如图7所示，研磨带42以及按压部件44沿着晶片W的背面移动时的马达电流会有一定程度的变动。在马达电流变动的要素中，例如相对于研磨带42的按压力、晶片W的背面的状态、研磨带42的研磨面的状态、研磨带42的输送速度等。在晶片W的研磨中，如果马达电流大幅度变动，则监视装置65不能够正确地判断研磨带42是否与晶片W的背面接触。
因此，为了更准确地判断研磨带42与晶片W的背面是否接触，在一实施方式中，监视装置65计算在预定时间内测定的马达电流的平均值，在该马达电流的平均值小于阈值的情况下，发出警报。上述预定时间例如是包括研磨头移动装置55使按压部件44与研磨带42一起沿着晶片W的背面从研磨开始位置移动至研磨终止位置的时间的至少一部分在内的时间。预定时间也可以是研磨头移动装置55使按压部件44与研磨带42一起沿着晶片W的背面从研磨开始位置移动至研磨终止位置的时间的整体或一部分。这样一来，监视装置65基于按压部件44沿着晶片W的背面移动时的马达电流的大小，来判断研磨带42是否正确地与晶片W的背面接触。
图8是表示研磨装置的其他实施方式的图。未特别说明的结构以及动作与在图2至图6所示的实施方式相同，因此省略其重复说明。在本实施方式中，研磨头34具有作为配置在研磨带42与气缸(致动器)45之间的载荷测定器的测力传感器70。更具体而言，测力传感器70配置在支承研磨带42的按压部件44与气缸45之间。利用气缸45产生的载荷，通过测力传感器70向按压部件44传递。测力传感器70与监视装置65连接，载荷的测定值被向监视装置65发送。
在研磨带42与晶片W的背面接触时，载荷从气缸45向按压部件44传递，研磨带42未与晶片W的背面接触时，载荷几乎不从气缸45向按压部件44传递。换言之，在研磨带42与晶片W的背面接触时，由测力传感器70测定的载荷增大，在研磨带42未与晶片W的背面接触时，由测力传感器70测定的载荷小。
因此，监视装置65对由测力传感器70测定的、施加于按压部件44的载荷与设定值进行比较，在该载荷小于设定值的情况下，发出警报。设定值预先存储于监视装置65。警报可以是使外部的警报装置动作的电信号(例如，ON，OFF触点信号)，也可以是向外部的设备传递信息的电信号(例如，电压等模拟输出)，或颜色、声音等能够识别的信号。利用本实施方式，除了基于上述马达电流与阈值的比较结果的警报以外，还发出基于载荷与设定值的比较结果的警报。
图9是表示研磨装置的又一其他实施方式的图。未特别说明的结构以及动作与图2至图6所示的实施方式相同，因此省略其重复说明。在本实施方式中，研磨装置具有测定利用气缸45向晶片W的背面移动的按压部件44的移动距离的距离测定器73。该距离测定器73固定于研磨头34，进而与监视装置65连接。移动距离的测定值从距离测定器73向监视装置65发送。
监视装置65构成为，取代马达电流而监视利用气缸45移动的按压部件44的移动距离，在利用距离测定器73测定的移动距离小于阈值的情况下，发出警报。在一实施方式中，监视装置65也可以使马达电流以及按压部件44的移动距离的双方与对应的阈值进行比较，在马达电流以及按压部件44的移动距离中的任一方或双方小于对应的阈值的情况下，发出警报。
监视装置65构成为，基于由距离测定器73测定的距离，即支承研磨带42的按压部件44的移动距离，来判断研磨带42是否与晶片W的背面接触。更具体而言，监视装置65构成为，在由距离测定器73测定的移动距离小于阈值的情况下，发出警报。阈值预先存储于监视装置65。警报可以是使外部的警报装置动作的电信号(例如，ON，OFF触点信号)，也可以是向外部的设备传递信息的电信号(例如，电压等模拟输出)，或者颜色、声音等能够识别的信号。监视装置65在由距离测定器73测定的移动距离小于阈值的情况下，发出警报，并且对气缸45发出指令，使按压部件44暂时移动到避让位置，然后，使按压部件44再次向晶片W的背面移动。
阈值是从研磨带42与晶片的背面实际接触时的按压部件44的移动距离减去偏移值而获得的值。该偏移值基于晶片旋转时的晶片的面偏斜、研磨带42与晶片的摩擦而产生的振动等研磨带42的振动原因来确定。偏移值只要是阈值限制在距离测定器73的有效计测范围内，则可以任意设定。偏移值是设定在监视装置65内的值，因此将按压部件44更换为新部件后，不需要改变距离测定器73的位置，就能够容易地进行阈值的调整。
优选的是，监视装置65在由距离测定器73测定的移动距离小于阈值的情况下，发出所述警报，并且研磨装置不执行晶片W的研磨。优选的是，在由距离测定器73测定的移动距离比阈值大的情况下，监视装置65向研磨头移动装置55发出指令，使按压部件44与研磨带42一起沿着晶片W的背面移动，来执行晶片W的研磨。进一步地，在由距离测定器73测定的移动距离比预先设定的上限值大的情况下，预想到晶片W超出预期地弯曲，或者晶片W从基板台37偏离。因此，优选的是，在所测定的移动距离比上述上限值大的情况下，监视装置65发出警报，并且研磨装置不执行晶片W的研磨。
为了更准确地判断研磨带42是否与晶片W的背面接触，在一实施方式中，监视装置65也可以构成为，计算在预定时间内由距离测定器73测定的按压部件44的移动距离的平均值，在该移动距离的平均值小于阈值的情况下，发出警报。也可以是，监视装置65在由距离测定器73测定的移动距离的平均值小于阈值的情况下，发出警报，并且向气缸45发出指令而使按压部件44向避让位置暂时移动，然后，使按压部件44再次向晶片W的背面移动。优选的是，监视装置65在移动距离的平均值小于阈值的情况下，发出所述警报，并且研磨装置不执行晶片W的研磨。在移动距离的平均值比阈值大的情况下，优选监视装置65向研磨头移动装置55发出指令，使按压部件44与研磨带42一起沿着晶片W的背面移动，来执行晶片W的研磨。进一步地，优选的是，在由距离测定器73测定的移动距离的平均值比预先设定的上限值大的情况下，监视装置65发出警报，并且研磨装置不执行晶片W的研磨。
图10是表示图9所示研磨头34的一实施方式的放大图。在本实施方式中，距离测定器73由非接触型距离传感器构成。更具体而言，距离测定器73是将传感器目标75与接近传感器76组合而构成的。接近传感器76与传感器目标75相互分离配置。作为一例，接近传感器76为涡电流传感器或磁传感器，传感器目标75为磁铁(永久磁铁)或金属。
研磨头34具有经由连结基部79与按压部件44连结的直动引导部81。该直动引导部81具有与晶片W的背面垂直的直动轨道82、在直动轨道82上沿其长度方向自由移动的直动块83。传感器目标75固定于直动块83，而能够与直动块83一体地在直动轨道82的长度方向上移动。直动块83经由连结基部79与按压部件44连结。因此，被气缸45驱动的按压部件44的移动被限制为直线移动。
接近传感器76配置在传感器目标75的附近。接近传感器76与研磨头34的相对位置是固定的。传感器目标75与接近传感器76之间的距离根据按压部件44的移位，即按压部件44上的研磨带42的移动距离(移位)而改变。因此，由接近传感器76与传感器目标75的组合而构成的距离测定器73能够测定利用气缸45向晶片W移动的按压部件44的移动距离。接近传感器76与监视装置65连接。接近传感器76测定向晶片W移动的按压部件44的移动距离，并将其移动距离的测定值向监视装置65发送。
由接近传感器76测定的按压部件44的移动距离小于上述阈值的情况下，监视装置65也可以向第一压力调节器14发出指令而使气缸45的第一腔48(参照图3)内的压力增加，使从气缸45施加的按压部件44的按压力增加。更具体而言，监视装置65根据预先设定的目标移动距离、由接近传感器76测定的按压部件44的移动距离、以及按压力的设定值来计算修正按压力，在气缸45产生修正按压力。
监视装置65在其内部预先存储有以下计算式。
修正按压力＝(目标移动距离/所测定的移动距离)×按压力的设定值
在此，目标移动距离是按压部件44能够将研磨带42正确地向晶片W的背面按压的按压部件44的理论移动距离，所测定的移动距离是由接近传感器76测定的按压部件44的实际的移动距离，按压力的设定值是从气缸45向按压部件44施加的按压力的当前的设定值。
监视装置65将预先设定的目标移动距离、由接近传感器76测定的按压部件44的移动距离、按压力的设定值输入上述计算式而算出修正按压力，并在气缸45产生修正按压力。更具体而言，监视装置65确定用于在气缸45产生修正按压力的目标压力指令值，将该目标压力指令值向第一压力调节器14发送。监视装置65预先存储表示目标压力指令值与按压力的关系的关系式或数据库，利用该关系式或数据库能够确定与修正按压力对应的目标压力指令值。利用如上所述的修正按压力的操作，按压部件44能够将研磨带42正确地向晶片W的背面按压。
图11是表示研磨头34的其他实施方式的放大图。未特别说明的本实施方式的结构与图10所示实施方式相同，省却其重复说明。在本实施方式中，研磨头34具有作为配置在研磨带42与气缸(致动器)45之间的载荷测定器的测力传感器70。更具体而言，测力传感器70配置在支承研磨带42的按压部件44与气缸45之间。由气缸45产生的载荷通过测力传感器70传递到按压部件44。测力传感器70与监视装置65连接，载荷的测定值被发送至监视装置65。设置测力传感器70的理由与上述实施方式相同。
监视装置65对由测力传感器70测定的载荷与设定值进行比较，在该载荷小于设定值的情况下，发出警报。设定值预先存储于监视装置65。警报可以是使外部的警报装置动作的电信号(例如，ON，OFF触点信号)，也可以是向外部的设备传递信息的电信号(例如，电压等模拟输出)，或者颜色、声音等能够识别的信号。利用本实施方式，除了基于上述按压部件44的移动距离与阈值的比较结果的警报以外，还发出基于载荷与设定值的比较结果的警报。
图12是研磨头34的又一其他实施方式的放大图。未特别说明的本实施方式的结构与图10所示实施方式相同，因此省略其重复说明。在本实施方式中，距离测定器73由接触式距离测定器即数字式测量器85构成。数字式测量器85经由连结基部79与按压部件44连结。因此，数字式测量器85能够测定按压部件44的移位，即能够测定利用气缸45向晶片W移动的按压部件44的移动距离。数字式测量器85与监视装置65连接。数字式测量器85测定向晶片W移动的按压部件44的移动距离，将其移动距离的测定值发送到监视装置65。
在本实施方式中，如图11所示，研磨头34也可以具有作为配置在按压部件44与气缸(致动器)45之间的载荷测定器的测力传感器70。与如上所述的实施方式同样地，在由数字式测量器85测定的按压部件44的移动距离小于上述阈值的情况下，监视装置65也可以根据预先设定的目标移动距离、由接近传感器76测定的按压部件44的移动距离、以及按压力的设定值来算出修正按压力，而在气缸45产生修正按压力。
图13是表示研磨装置的又一其他实施方式的图。未特别说明的结构以及动作与图2至图6所示的实施方式相同，因此省略其重复说明。在本实施方式中，研磨装置具有检测晶片W的被研磨的面的状态的表面状态检测器90。该表面状态检测器90构成为在晶片W的被研磨的面导光，并接收来自被研磨的面的反射光，分析反射光，并基于反射光的分析结果，发出表示晶片W的研磨未终止的研磨未完成信号。表面状态检测器90与监视装置65连接，研磨未完成信号被发送至监视装置65。
图14(a)以及图14(b)是表示在晶片W的表面反射的光线的示意图。如图14(a)所示，作为晶片W被研磨的结果，晶片W的表面成为镜面的情况下，在晶片W的表面反射的光线不干涉。与此相对，如图14(b)所示，在晶片W的表面有凹凸的情况下，在晶片W的表面反射的光线相互干涉，而形成干涉图案。因此，在本实施方式中，表面状态检测器90在反射光显示干涉图案时，发出研磨未完成信号。在晶片W的研磨进行而使反射光不显示干涉图案时，例如，晶片W的背面研磨为鏡面时，表面状态检测器90停止研磨未完成信号的发送。表面状态检测器90连续或断续地检测晶片W的被研磨的面的状态，只要反射光显示干涉图案，就连续或断续地持续发出研磨未完成信号。
监视装置65只要持续接收到研磨未完成信号，向基板保持部32、研磨头43以及研磨头移动装置(马达驱动型移动装置)55发出指令而使晶片W的研磨再次执行。即，研磨头34将研磨带42向晶片W的背面按压，同时研磨头移动装置55使研磨头34以及研磨带42以预先设定的速度沿着晶片W的背面向晶片W的半径方向外侧移动。只要监视装置65持续接收到研磨未完成信号则反复进行该研磨动作。气缸45产生的按压力、晶片W的旋转速度、研磨头34以及研磨带42的晶片W的向半径方向外侧的移动速度等研磨条件也可以在反复进行研磨动作之前变更，或者在反复进行研磨动作的期间也可以相同。监视装置65在某设定时间内未接收到研磨未完成信号的情况，则晶片W的研磨完成。
图13所示的实施方式也可以将图8至图12所示的上述实施方式进行组合。
上述各实施方式是能够研磨作为基板的一例的晶片的背面的研磨装置以及研磨方法，但是，本发明同样能够适用于对晶片的表面、倾斜部进行研磨的研磨装置以及研磨方法。例如，如图15以及图16所示，本发明也能够适用于使研磨带42以及按压部件44沿着晶片W的倾斜部移动的研磨装置。
上述实施方式是以具有本发明所属技术领域的通常知识的技术人员能够实施本发明为目的而记载的。上述实施方式的各种的变形例对于本领域技术人员而言是当然能够实现的，本发明的技术的思想能够适用于其他实施方式。因此，本发明不限于所记载的实施方式，应解释为根据由权利要求的范围定义的技术思想的最广的范围。

Claims (11)

1.一种研磨装置，其特征在于，具有：
基板保持部，保持基板；
按压部件，用于将研磨器具向所述基板的面按压；
气缸，对所述按压部件施加按压力；
压力调节器，使所述气缸内的加压气体的压力维持为目标压力指令值；
马达驱动型移动装置，使所述按压部件沿着所述基板的面移动；
距离测定器，测定通过所述气缸而向所述基板的面移动的所述按压部件的移动距离；以及
监视装置，构成为在所述移动距离小于阈值的情况下，判定为所述研磨器具未与所述基板的面接触，并根据预先设定的目标移动距离、所述距离测定器测定出的所述按压部件的移动距离以及所述按压力的设定值计算出将所述研磨器具按压于所述基板的面所需的修正按压力。
2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述阈值是通过从所述研磨器具与基板的面实际接触时的所述按压部件的移动距离减去预先设定的偏移值而预先获得的值。
3.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
所述监视装置在所述移动距离比阈值大的情况下，向所述马达驱动型移动装置发出指令，而使所述按压部件沿着所述基板的面移动。
4.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
还具有配置在所述按压部件与所述气缸之间的载荷测定器，
所述监视装置在由所述载荷测定器测定的载荷小于设定值的情况下，发出警报。
5.如权利要求1至4中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
所述距离测定器是非接触型距离传感器。
6.如权利要求1至4中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
所述距离测定器是数字式测量器、磁传感器以及涡电流传感器中的任一种。
7.一种研磨方法，其特征在于，
利用基板保持部保持基板，
将气缸内的加压气体的压力维持为目标压力指令值，并且通过所述气缸使支承研磨器具的按压部件向所述基板的面移动，
测定通过所述气缸而移动的所述按压部件的移动距离，
在所述移动距离小于阈值的情况下，判定为所述研磨器具未与所述基板的面接触，并根据预先设定的目标移动距离、所述按压部件的移动距离以及所述气缸对所述按压部件施加的按压力的设定值计算出将所述研磨器具按压于所述基板的面所需的修正按压力。
8.如权利要求7所述的研磨方法，其特征在于，
所述阈值是通过从所述研磨器具与基板的面实际接触时的所述按压部件的移动距离减去预先设定的偏移值而预先获得的值。
9.如权利要求7所述的研磨方法，其特征在于，
在所述移动距离比阈值大的情况下，通过马达驱动型移动装置使所述按压部件沿着所述基板的面移动。
10.如权利要求7所述的研磨方法，其特征在于，
还包括如下工序：
测定从所述气缸向所述按压部件传递的载荷，
在所述载荷小于设定值的情况下，发出警报。
11.如权利要求7至10中任一项所述的研磨方法，其特征在于，
所述基板的面是所述基板的背面。
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