JP6393489B2 - 研磨装置 - Google Patents

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Description

本発明は、板状ワークを研磨する研磨装置に関する。
半導体ウェーハなどの板状ワークを所望の厚さになるまで薄化する研磨装置では、板状ワークに研磨パッドを当接させ、スラリーを供給しながら板状ワークを研磨している。
板状ワークを所望の厚さに仕上げるために、特許文献1においては、過去の研磨結果をデータベース化しておくことにより、板状ワークを所望の厚さにするための最適な研磨時間などの研磨条件を算出する研磨装置が提案されている。また、特許文献2においては、研磨を中断して板状ワークの厚さを測定し、測定結果に基づいて最適な研磨条件を算出し、算出した研磨条件に基づいて仕上げ研磨をする研磨装置が提案されている。さらに、特許文献3においては、板状ワークに光を照射し、上面で反射した光と下面で反射した光との干渉を測定することにより光路長差を求め、板状ワークの厚さを計測する計測装置が提案されている。
特開2005−203729号公報 特開2011−224758号公報 特開2012−189507号公報
しかし、過去の研磨結果などに基づいて最適な研磨条件を算出する特許文献1に記載された方式では、必ずしも板状ワークが所望の厚さに仕上がるとは限らず、研磨不足や研磨過多が発生する可能性がある。また、研磨を中断して板状ワークの厚さを測定する特許文献2に記載された方式では、板状ワークの厚さを測定するたびに研磨を中断しなければならないため、生産性が低下するという問題がある。さらに、特許文献3に記載された干渉光を用いて研磨中に板状ワークの厚さを計測する方式では、誤差があり、板状ワークの厚さを正確に計測することができないという問題がある。
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、研磨中の板状ワークの厚さを正確に計測することにより、板状ワークを所望の厚さになるまで研磨し、研磨不足や研磨過多の発生を防ぐことを目的とする。
本発明に係る研磨装置は、板状ワークを保持するチャックテーブルと、該板状ワークより大径に形成され該チャックテーブルに保持された板状ワークの上面の全面に当接して板状ワークを研磨する研磨パッドが回転可能に装着される研磨手段と、該研磨手段を該チャックテーブルに接近し及び離間する方向に移動させる研磨送り手段と、該研磨パッドと該板状ワークとが接触する接触面にスラリーを供給するスラリー供給手段と、を備えた研磨装置であって、該チャックテーブルに保持された該板状ワークが該研磨手段によって研磨されている状態で、該板状ワークの厚さを測定する厚さ測定手段と、該チャックテーブルに保持された該板状ワークが該研磨手段によって研磨されている状態で、該板状ワークの温度を測定する温度測定手段と、該温度測定手段が測定した温度に基づいて、該厚さ測定手段が測定した厚さを補正する厚さ補正部と、を備え、該研磨手段は、スピンドルと、該スピンドルに囲まれた回転軸と、該回転軸を軸方向に貫通する空洞と、該スピンドルの一端に連結され、該研磨パッドが装着されるマウントと、該スピンドルを回転させる回転手段と、を備え、該研磨パッドの中央には、該空洞と連通し該回転軸の軸方向に貫通する円孔が形成され、該厚さ測定手段は、該チャックテーブルに保持された該板状ワークに対して該空洞及び該円孔を通じて測定光を放射する発光部と、放射された測定光を平行光にして該空洞へ導くコリメータレンズと、該発光部が放射した測定光が該板状ワークにおいて反射した反射光を該円孔該空洞及び該コリメータレンズを通じて平行光として受光する受光部と、発光部が放射した測定光が該板状ワークにおいて反射した反射光を該円孔及び該空洞を通じて受光する受光部と、該受光部が受光した反射光に基づいて、該板状ワークの上面で反射した光と該板状ワークの下面で反射した光との光路長差を算出することにより、該板状ワークの厚さを算出する厚さ算出部と、を備え、該温度測定手段は、該板状ワークから放射され該円孔及び該空洞を通った赤外光を受光して該板状ワークの温度を測定する放射温度計と、該放射温度計が測定した該温度を記憶する温度記憶部と、を備え、該厚さ補正部は、該板状ワークの温度と屈折率との関係に基づいて、該温度記憶部が記憶した該温度における該板状ワークの屈折率を算出し、算出した該屈折率に基づいて、該厚さ算出部が算出した該厚さを補正し、該板状ワークの厚さを測定しながら該板状ワークを研磨する。
前記温度測定手段が測定する温度が、あらかじめ設定された設定温度になるよう、前記研磨送り手段を制御して、前記研磨手段を前記チャックテーブルに対して接近又は離間する方向に移動させ、前記研磨パッドが前記板状ワークに押付けられる圧力を変化させる制御手段を備えることが好ましい。
本発明に係る研磨装置では、板状ワークの温度変化により屈折率も変化することに着目し、温度測定手段が測定した温度における板状ワークの屈折率を算出し、算出した屈折率に基づいて、厚さ算出部が算出した厚さを補正するので、研磨中の板状ワークの厚さを正確に求めることができる。研磨中の板状ワークの厚さを正確に求めることができるため、板状ワークを所望の厚さになるまで研磨することができ、研磨不足や研磨過多の発生を防ぐことができる。
また、温度算出部で算出される温度が所定の設定温度になるように研磨圧力を制御すれば、例えば設定温度を高くすることにより、研磨速度を速くすることができ、逆に設定温度を低くすることにより、研磨面をきれいにすることができるなど、研磨条件を容易に変更することができる。
研磨装置を示す斜視図。 研磨装置を示す斜視図。 厚さ測定手段を示す側面視断面図。 スラリー供給手段を示す側面視断面図。 板状ワークの温度と屈折率との関係を示すグラフ。
図1に示す研磨装置10は、基台11と、板状ワークを保持するチャックテーブル12と、チャックテーブル12に保持された板状ワークを研磨する研磨手段13と、研磨手段13をチャックテーブル12に対して接近及び離間する±Z方向に移動させる研磨送り手段14と、チャックテーブル12に保持された板状ワークの厚さを計測する厚さ測定手段15と、チャックテーブル12に保持された板状ワークの温度を測定する温度測定手段54と、温度測定手段54が測定した温度に基づいて厚さ測定手段15が測定した厚さを補正する厚さ補正部55と、研磨送り手段14などを制御する制御手段17とを備えている。
チャックテーブル12は、XY平面に平行な保持面121を備えており、保持面121に載置された板状ワークを吸引保持し、回転することにより、保持した板状ワークを回転させる。
研磨手段13は、スピンドルの下端に連結されたマウント32と、マウント32に装着された研磨パッド70とを備えており、スピンドルを回転させることにより、研磨パッド70を回転させることができる。
研磨送り手段14は、±Z方向に平行なねじ軸42をモータ41が回転させることにより、ねじ軸42に係合した移動部43がガイド44に案内されて±Z方向に移動する構成となっている。研磨手段13は、移動部43に固定されており、移動部43の移動に伴って±Z方向に移動する。
チャックテーブル12が板状ワークを回転させ、研磨手段13が研磨パッド70を回転させた状態で、研磨送り手段14が研磨手段13を−Z方向に移動させ、研磨パッド70の研磨面を板状ワークの上面に接触させることにより、研磨装置10は、板状ワークを研磨することができる。
厚さ測定手段15は、板状ワークに測定光を照射して反射光を受光する測定部51と、測定部51が受光した反射光に基づいて板状ワークの厚さを算出する厚さ算出部53とを備えている。
温度測定手段54は、板状ワークから放射される赤外光を受光して板状ワークの温度を測定する放射温度計541と、放射温度計541が測定した温度を記憶する温度記憶部542とを備えている。
厚さ補正部55は、温度記憶部542が記憶した温度に基づいて、厚さ算出部53が算出した厚さを補正する。
制御手段17は、研磨手段13や研磨送り手段14を制御する。例えば、厚さ補正部55が補正した板状ワークの厚さが、あらかじめ設定された所定の厚さに達したら、制御手段17は、研磨送り手段14を制御して研磨手段13を+Z方向に移動させ、研磨手段13を制御して研磨パッド70の回転を停止させることにより、研磨を終了する。
図2に示すように、研磨手段13は、±Z方向に平行な回転軸31と、回転軸31の下端に固定されたマウント32と、回転軸31を囲むスピンドル33と、回転軸31を回転させる回転手段であるモータ34とを備えている。研磨パッド70は、円板状の円板部71と、板状ワークに接触して研磨する研磨部72とを備え、研磨部72を下に向けた状態でマウント32に装着されている。マウント32に装着された研磨パッド70の研磨面は、XY平面に平行であり、回転軸31に対して垂直である。モータ34が駆動源となって回転軸31を回転させると、回転軸31の回転に伴って、マウント32及びマウント32に装着された研磨パッド70が回転する。また、回転軸31の上方には、研磨パッド70の研磨面にスラリーを供給するスラリー供給手段16を備えている。
厚さ測定手段15は、図1に示した測定部51及び厚さ算出部53に加えて、測定部51が放射した測定光を平行光に変換するコリメータレンズ52を備えている。厚さ測定手段15の測定部51は、図3に示すように、板状ワーク90に対して測定光591を放射する発光部511と、発光部511が放射した測定光591を−Z方向へ反射させるミラー512と、測定光591を透過させるセンサーヘッド513と、測定光591が板状ワーク90に反射した反射光594を分光する回折格子514と、回折格子514で分光された光595を受光するイメージセンサー515とを備えている。
発光部511は、例えばスーパールミネッセントダイオード(SLD)であり、発光部511が放射する測定光591は、比較的広いスペクトル幅を有する。測定光591の波長領域は、板状ワーク90の材質に応じて、板状ワーク90を透過する波長が選択される。例えば板状ワーク90の材質がシリコンである場合は、測定光591として、赤外線領域の光を用いる。
測定光591は、板状ワーク90の上面91で反射する光592と、板状ワーク90の中へ入射する光とに分かれる。板状ワーク90へ入射した光のうち少なくとも一部は、板状ワーク90の下面92で反射する。したがって、板状ワーク90で反射した反射光594は、板状ワーク90の上面91で反射した光592と、板状ワーク90の下面92で反射した光593とが合成された光である。光592と光593とでは、光路長が異なるので、位相が異なる。光592と光593の位相が揃う場合は、振幅が大きくなり、光592と光593の位相がずれる場合は、振幅が小さくなる。光路長差が同じでも波長が異なると位相差が異なるので、反射光594は波長によって振幅が異なる。したがって、反射光594のスペクトルを解析することにより、光592と光593との光路長差を求め、板状ワーク90の厚さを算出することができる。
回折格子514は、波長によって異なる方向に反射光594を反射させることにより、反射光594を分光する。イメージセンサー515は、複数の受光部が直線状に配置されて構成されており、反射光594が回折格子514によって反射し分光された光595を受光する。受光部の位置により、回折格子514で反射光594が反射する反射点に対する角度が異なるので、各受光部は、反射光594のうち特定の波長の成分を受光する。イメージセンサー515は、各受光部が受光した光の強さを示す信号を出力する。すなわち、イメージセンサー515が出力する信号は、反射光594のスペクトルを解析した結果を示す。
図2に示すように、温度測定手段54の放射温度計541は、測定部51に隣接する位置であって、回転軸31の上方に配置されている。
研磨手段13の回転軸31は、パイプ状の直管であり、中央には、±Z方向に貫通する空洞311が形成されている。また、研磨パッド70は、中央を±Z方向に貫通する円孔73を備えている。マウント32に装着された研磨パッド70の円孔73は、回転軸31の空洞311と連通している。測定部51が放射する測定光は、−Z方向へ進み、回転軸31の空洞311及び研磨パッド70の円孔73を通って、チャックテーブル12に保持された板状ワークに到達する。板状ワークに測定光が到達して反射した反射光は、+Z方向へ進み、研磨パッド70の円孔73及び回転軸31の空洞311を通って、測定部51に戻る。コリメータレンズ52が測定光を平行光に変換するので、板状ワークの厚さを測定することができる。
このように、厚さ測定手段15は、研磨パッド70の円孔73と回転軸31の内側の空洞311とを介して、チャックテーブル12に保持された板状ワークの厚さを計測する。また、板状ワークから放射される赤外光は、円孔73及び空洞311を通って、放射温度計541に到達する。これにより、板状ワークの上面が研磨パッド70の外側に露出していなくても、板状ワークの厚さ及び温度を計測することができる。また、測定光の照射によって板状ワークの厚さを計測し、板状ワークから放射される赤外光を受光することにより板状ワークの温度を計測するので、空洞311及び円孔73は、スラリーの間を光が通ることができるだけの大きさがあればよく、空洞311及び円孔73を大きくする必要がないので、研磨力の低下を防ぐことができる。
図4に示すように、スラリー供給手段16は、有底円筒状の接続部61と、スラリー供給源80に接続されるスラリー供給管62と、スラリー供給管62を介してスラリー供給源80から供給されるスラリー81を接続部61の内側に噴射するスラリー供給ノズル63とを備えている。接続部61は、底面611の中央に開口612を備え、回転軸31に固定され、回転軸31とともに回転する。開口612は、回転軸31の空洞311と連通している。
板状ワーク90がチャックテーブル12の保持面121に載置されると、吸引源122の吸引力によって、載置された板状ワーク90が保持面121において保持される。そして、図2に示したモータ34がスピンドル33を回転させることにより研磨パッド70を回転させながら、図1に示した研磨送り手段14が研磨手段13を下降させることにより、板状ワーク90の上面91に研磨部72を接触させる。本実施形態では、図4に示すように、研磨パッド70は、板状ワーク90より大径に形成されており、板状ワーク90の上面91の全面に研磨パッド70の研磨部72が当接する。
一方、図4に示すように、スラリー供給手段16は、スラリー供給ノズル63からスラリー81を噴出させる。噴出されたスラリーは、回転による遠心力を受けつつ、開口612から回転軸31の空洞311内に流れ込む。空洞311内に流れ込んだスラリー81も、回転による遠心力を受け、回転軸31の内壁に沿って流れる。回転軸31の下端まで達したスラリー81は、円孔73の内壁に沿って流れ、円孔73の下端から放出され、研磨部72の研磨面と、チャックテーブル12に保持された板状ワーク90の上面91との間に供給される。研磨面と板状ワーク90との間に供給されたスラリー81は、やはり回転による遠心力を受けて、外側へ広がる。そして、板状ワーク90の上面91と研磨パッド70の研磨部72との間にスラリーが入り込み、板状ワーク90の上面91が研磨される。
スラリー81は、回転による遠心力を受けて回転軸31の内壁に沿って供給されるので、空洞311の中央には、光が通る通り道が確保され、厚さ測定手段15が放射する測定光が板状ワーク90に到達することができ、板状ワーク90から放射される赤外光が、放射温度計541に到達することができる。また、研磨面に到達したスラリー81は、回転による遠心力で外側に広がるので、測定光が当たる部分には、波が立たない。これにより、板状ワーク90の厚さを正確に測定することが可能となる。
図1に示した厚さ算出部53は、研磨手段13がチャックテーブル12に保持された板状ワーク90を研磨している状態で、図3に示したイメージセンサー515が出力した信号をフーリエ変換するなどして、光592と光593との光路長差を算出する。光592と光593との光路長差は、板状ワーク90の厚さdの2倍である。厚さ算出部53は、算出した光路長差から、板状ワーク90の厚さdを算出する。
なお、光の波長は、光が通る物質の屈折率によって変化する。すなわち、真空中で波長がλである光が絶対屈折率nの物質に入射すると、波長はλ/nになる。このため、光路長差が同じでも、板状ワーク90の屈折率が異なると、位相差が異なる。したがって、板状ワーク90の屈折率によって、受光部が受光した干渉光のスペクトル分布と、板状ワーク90の厚さとの間の関係が変化する。厚さ算出部53は、板状ワーク90の屈折率が、板状ワーク90の材質に基づいてあらかじめ設定された屈折率nであるとの前提に基づいて、板状ワーク90の厚さを算出する。
しかし、物質の屈折率は、温度によって変化する。研磨開始時には、板状ワーク90の温度は、常温(例えば20℃)であるのに対し、研磨がある程度進行した後は、板状ワーク90と研磨パッド70との接触面に供給されるスラリー81の摩擦による加工熱で、例えば60℃まで温度が上昇する。この温度上昇による屈折率の変化が、干渉光を使う計測装置で研磨中の板状ワークの厚さを正確に計測できない原因であることが判明した。このため、温度上昇による屈折率の変化を考慮すれば、研磨中の板状ワークの厚さを正確に計測することができる。
そこで、放射温度計541は、研磨手段13がチャックテーブル12に保持された板状ワーク90を研磨している状態で、板状ワーク90の表面から放射される赤外光を受光し、受光した赤外光のスペクトル分布に基づいて、板状ワーク90の温度を算出する。放射温度計541は、厚さ測定手段15の発光部511から照射された測定光591が板状ワーク90に反射する位置付近から放射される赤外光を受光する。したがって、放射温度計541は、厚さ測定手段15が板状ワーク90の厚さを測定する位置における板状ワーク90の温度を測定する。
このように、板状ワーク90から放射される赤外光を受光することによって板状ワーク90の温度を測定するので、板状ワーク90に触れることなく、板状ワーク90の温度を測定することができる。このため、板状ワーク90を研磨している間であっても、板状ワーク90の温度をリアルタイムで測定することができる。
放射温度計541は、研磨手段13が板状ワーク90を研磨するのと並行して、研磨中の板状ワークの温度を所定の間隔で繰返し測定する。なお、厚さ測定手段15の発光部511が測定光591を板状ワーク90に照射している間は、放射温度計541が反射光594を受光するため、板状ワーク90の温度を正確に測定することができない。そこで、放射温度計541は、厚さ測定手段15が板状ワーク90の厚さを測定するのとはタイミングをずらして、板状ワーク90の温度を測定する。これにより、板状ワーク90の温度を正確に測定することができる。
温度記憶部542は、放射温度計541が測定した温度を記憶する。厚さ補正部55は、温度記憶部542が記憶した温度に基づいて、厚さ算出部53が算出した厚さを補正する。厚さ補正部55は、例えば、厚さ測定手段15が板状ワーク90の厚さを測定したタイミングで、温度測定手段54がその直前に測定した温度を用いて、厚さ算出部53が算出した厚さを補正する。温度測定手段54が直前に測定した温度を温度記憶部542が記憶しているので、厚さ測定手段15が板状ワーク90の厚さを測定するタイミングと、温度測定手段54が板状ワーク90の温度を測定するタイミングとがずれていても、厚さ算出部53が算出した厚さを補正することができる。
板状ワーク90の温度Tと、板状ワーク90の屈折率n’とは、例えば図5に示すように、板状ワーク90の材質によって定まる所定の関係を有している。そこで、温度Tと屈折率n’との間の関係を厚さ補正部55にあらかじめ記憶させておく。厚さ補正部55は、例えば、温度Tと屈折率n’との間の関係を表す関係式の係数を記憶したり、温度Tと屈折率n’との間の関係を表すテーブルを記憶したりする。
厚さ補正部55は、あらかじめ記憶した温度Tと屈折率n’との間の関係に基づいて、温度測定手段54が測定した温度Tにおける屈折率n’を算出する。さらに、厚さ補正部55は、算出した屈折率n’に基づいて、厚さ測定手段15が算出した厚さdを補正する。具体的には、例えば、厚さ算出部53に設定された屈折率nを、測定時における屈折率n’で割ることによって求められる補正率α(=n/n’)を、厚さ算出部53が算出した厚さdに乗じることにより、補正された厚さd’(=α・d)を算出する。
制御手段17は、厚さ補正部55によって補正された厚さd’に基づいて、研磨送り手段14を制御し、例えば、厚さd’があらかじめ設定された所望の厚さに達したら、研磨を終了する。
このように、リアルタイムで板状ワーク90の厚さを測定しながら板状ワーク90の研磨を行い、測定した厚さが所望の厚さに達したら研磨を終了することにより、研磨不足や研磨過多の発生を防ぐことができる。加工熱による板状ワーク90の温度上昇によって起こる屈折率の変化を考慮することにより、板状ワーク90の厚さを正確に測定することができる。
制御手段17は、温度測定手段54が測定する温度Tがあらかじめ設定された設定温度Tになるよう、研磨送り手段14を制御して、研磨手段13をチャックテーブル12に接近又は離間する方向に移動させ、研磨パッド70が板状ワーク90に押し付けられる圧力を変化させることが望ましい。研磨中に、研磨送り手段14をチャックテーブル12に近づく−Z方向に移動させると、板状ワーク90に研磨パッド70が強く押し付けられ、研磨圧力が増加する。これにより、摩擦による加工熱が高くなり、板状ワーク90の温度が上昇する。逆に、研磨送り手段14をチャックテーブル12から遠ざかる+Z方向に移動させると、研磨圧力が減少する。これにより、摩擦による加工熱が低くなり、板状ワーク90の温度が低下する。
例えば、温度測定手段54が測定した温度Tが設定温度Tより低い場合、制御手段17は、研磨送り手段14を−Z方向に移動させ、研磨圧力を増加させることにより、板状ワーク90の温度を上昇させる。逆に、温度測定手段54が測定した温度Tが設定温度Tより高い場合、制御手段17は、研磨送り手段14を+Z方向に移動させ、研磨圧力を減少させることにより、板状ワーク90の温度を下降させる。これにより、板状ワーク90の温度がほぼ一定になる。
厚さ補正部55は、厚さ算出部53が板状ワークの厚さを算出するたびに、その厚さを補正する。これにより、研磨効率を低下させることなく、研磨する板状ワークの厚さを管理することができる。
制御手段17は、加工条件に従って設定温度Tを変える構成であってもよい。例えば、加工速度を速くしたい場合は、設定温度Tを高くする。これにより、研磨圧力が高くなるので、加工速度が速くなる。また、被研磨面をきれいにしたい場合は、逆に、設定温度Tを低くする。これにより、研磨圧力が低くなるので、被研磨面がきれいになる。このように、加工温度を監視することで、加工条件を変えることができる。
なお、研磨パッドが板状ワークより小径に形成されており、板状ワークの上面が研磨パッドの外側に露出するように研磨を行う場合は、厚さ測定手段が、研磨パッドの外側に露出した部分に測定光を当てて板状ワークの厚さを測定する構成であってもよい。その場合、研磨手段の回転軸に空洞を設けず、研磨パッドに円孔を設けない構成であってもよい。
10 研磨装置、11 基台、
12 チャックテーブル、121 保持面、122 吸引源、
13 研磨手段、31 回転軸、311 空洞、32 マウント、33 スピンドル、
34 モータ、
14 研磨送り手段、41 モータ、42 ねじ軸、43 移動部、44 ガイド、
15 厚さ測定手段、51 測定部、511 発光部、512 ミラー、
513 センサーヘッド、514 回折格子、515 イメージセンサー、
52 コリメータレンズ、53 厚さ算出部、
54 温度測定手段、541 放射温度計、542 温度記憶部、
55 厚さ補正部、591 測定光、592,593,595 光、594 反射光、
16 スラリー供給手段、61 接続部、611 底面、612 開口、
62 スラリー供給管、63 スラリー供給ノズル、
17 制御手段、
70 研磨パッド、71 円板部、72 研磨部、73 円孔、
80 スラリー供給源、81 スラリー、
90 板状ワーク、91 上面、92 下面

Claims (2)

  1. 板状ワークを保持するチャックテーブルと、
    該板状ワークより大径に形成され該チャックテーブルに保持された板状ワークの上面の全面に当接して板状ワークを研磨する研磨パッドが回転可能に装着される研磨手段と、
    該研磨手段を、該チャックテーブルに対して接近及び離間する方向に移動させる研磨送り手段と、
    該研磨パッドと該板状ワークとが接触する接触面にスラリーを供給するスラリー供給手段と、
    を備えた研磨装置であって、
    該チャックテーブルに保持された該板状ワークが該研磨手段によって研磨されている状態で、該板状ワークの厚さを測定する厚さ測定手段と、
    該チャックテーブルに保持された該板状ワークが該研磨手段によって研磨されている状態で、該板状ワークの温度を測定する温度測定手段と、
    該温度測定手段が測定した温度に基づいて、該厚さ測定手段が測定した厚さを補正する厚さ補正部と、
    を備え、
    該研磨手段は、
    スピンドルと、
    該スピンドルに囲まれた回転軸と、
    該回転軸を軸方向に貫通する空洞と、
    該スピンドルの一端に連結され、該研磨パッドが装着されるマウントと、
    該スピンドルを回転させる回転手段と、
    を備え、
    該研磨パッドの中央には、該空洞と連通し該回転軸の軸方向に貫通する円孔が形成され、
    該厚さ測定手段は、
    該チャックテーブルに保持された該板状ワークに対して該空洞及び該円孔を通じて測定光を放射する発光部と、
    放射された測定光を平行光にして該空洞へ導くコリメータレンズと、
    該発光部が放射した測定光が該板状ワークにおいて反射した反射光を該円孔該空洞及び該コリメータレンズを通じて平行光として受光する受光部と、
    該受光部が受光した反射光に基づいて、該板状ワークの上面で反射した光と該板状ワークの下面で反射した光との光路長差を算出することにより、該板状ワークの厚さを算出する厚さ算出部と、
    を備え、
    該温度測定手段は、
    該板状ワークから放射され該円孔及び該空洞を通った赤外光を受光して該板状ワークの温度を測定する放射温度計と、
    該放射温度計が測定した該温度を記憶する温度記憶部と、
    を備え、
    該厚さ補正部は、
    該板状ワークの温度と屈折率との関係に基づいて、該温度記憶部が記憶した該温度における該板状ワークの屈折率を算出し、算出した該屈折率に基づいて、該厚さ算出部が算出した該厚さを補正し、
    該板状ワークの厚さを測定しながら該板状ワークを研磨する、研磨装置。
  2. 前記温度測定手段が測定する温度が、あらかじめ設定された設定温度になるよう、前記研磨送り手段を制御して、前記研磨手段を前記チャックテーブルに対して接近又は離間する方向に移動させ、前記研磨パッドが前記板状ワークに押し付けられる圧力を変化させる制御手段を備える、
    請求項1記載の研磨装置。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6704244B2 (ja) * 2015-12-03 2020-06-03 株式会社ディスコ 研磨装置
CN105619236A (zh) * 2016-01-08 2016-06-01 哈尔滨秋冠光电科技有限公司 一种高速加工与自动测量一体化设备
CN108067959A (zh) * 2016-11-10 2018-05-25 天津市昊航复合管业有限公司 一种复合钢管打磨过程中温度快速冷却装置
JP2019102687A (ja) * 2017-12-05 2019-06-24 株式会社ディスコ 研磨装置
JP7031491B2 (ja) * 2018-05-22 2022-03-08 株式会社Sumco ワークの両面研磨装置および両面研磨方法
DE102018121626A1 (de) * 2018-09-05 2020-03-05 Rud. Starcke Gmbh & Co. Kg Poliervorrichtung
CN109015344A (zh) * 2018-09-25 2018-12-18 天通银厦新材料有限公司 一种蓝宝石基板研磨装置
CN111283548B (zh) * 2018-12-07 2023-07-18 株式会社迪思科 圆板状工件的加工方法
CN110039379B (zh) * 2019-03-20 2021-04-13 洛阳市精科主轴有限公司 一种超精密磨削温度补偿仪及磨削加工工艺

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2688490B2 (ja) * 1988-05-18 1997-12-10 東芝機械株式会社 プラスチックシートのプロファイル計測方法および装置
JPH05209723A (ja) * 1992-01-29 1993-08-20 Mitsui Toatsu Chem Inc 透明シートの厚さ測定方法
US6709981B2 (en) * 2000-08-16 2004-03-23 Memc Electronic Materials, Inc. Method and apparatus for processing a semiconductor wafer using novel final polishing method
JP2005203729A (ja) 2003-12-19 2005-07-28 Ebara Corp 基板研磨装置
JP4631021B2 (ja) * 2004-03-12 2011-02-16 株式会社ディスコ 研磨装置
KR101078007B1 (ko) * 2004-06-21 2011-10-28 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 폴리싱장치 및 폴리싱방법
JP5443180B2 (ja) * 2010-01-13 2014-03-19 株式会社ディスコ 厚み検出装置および研削機
JP5517698B2 (ja) * 2010-03-30 2014-06-11 株式会社ディスコ 研磨装置
JP2011224758A (ja) 2010-04-22 2011-11-10 Disco Corp 研磨方法
JP5752961B2 (ja) 2011-03-11 2015-07-22 株式会社ディスコ 計測装置
CN102423872A (zh) * 2011-12-07 2012-04-25 深圳深爱半导体股份有限公司 硅片的抛光方法

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