TW202118584A - 研磨裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種研磨裝置，此研磨裝置無論工件的材質或不純物濃度等都能夠適當地實施工件形狀的測量。在使工件W與下定盤11以及上定盤12相對地旋轉並藉由安裝於上下定盤11、12的研磨墊11a、12a研磨工件W的研磨裝置1中具備：研磨機本體10，研磨工件W；以及形狀測量器20，基於照射於工件W的測量光X於工件W反射而得到的第一反射光Y、第二反射光Z，來測量工件W的形狀。而且，形狀測量器20具有雷射光源21以及光量控制部24，其中雷射光源21射出測量光X，光量控制部24根據工件W的電阻率，來控制作為即將照射於工件W之前的測量光X的照射光X’之光量。

Description

研磨裝置
本發明是有關一種研磨裝置的發明。
自以往，研磨夾入上定盤與下定盤之間的矽晶圓、氧化膜等成膜於表面的晶圓、SOI晶圓、SiC晶圓、其他半導體晶圓、玻璃晶圓、石英玻璃晶圓、水晶晶圓、藍寶石晶圓、陶瓷晶圓等的工件的表面的研磨裝置為已知(例如，參照專利文獻1)。此研磨裝置具有通過貫通上定盤的孔來即時地測量研磨中的工件的形狀的厚度測量器。於此厚度測量器中，照射測量光於研磨中的工件，並根據於工件的表背面反射的反射光來測量工件的形狀。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-47656號公報
[發明欲解決之課題]
可是，於以往的研磨裝置的形狀測量器中，在測量工件形狀時，作為即將照射於工件之前的測量光的照射光之光量被設定為固定。另一方面，工件的材質如上述地為各式各樣，又，不純物濃度也每個工件地不同。因此，由於工件的材質或不純物濃度等，無法得到適於工件形狀的測量的反射光，而有無法適當地測量工件形狀的情形。
本發明為著眼於上述問題而完成，並以提供無論工件的材質或不純物濃度等都能夠適當地實施工件形狀的測量的研磨裝置為課題。 [為解決課題之手段]
為了達成上述目的，本發明的研磨裝置使工件與定盤相對地旋轉，並藉由安裝於定盤的研磨墊研磨工件。而且，具備研磨工件的研磨機本體以及形狀測量器，此形狀測量器基於照射於工件的測量光於工件反射而得到的反射光，來測量工件的形狀。更進一步，形狀測量器具有射出測量光的雷射光源以及光量控制部，此光量控制部根據工件的電阻率，來控制作為即將照射於工件之前的測量光的照射光之光量。 [發明效果]
於本發明的研磨裝置所具備的形狀測量器中，根據工件的電阻率來控制作為即將照射於工件之前的測量光的照射光之光量。在此，工件的電阻率由於工件的材質或不純物濃度等而不同。因此，藉由根據工件的電阻率來控制照射光的光量，而能夠按照工件的材質或不純物濃度等來切換此照射光的光量。因此，無論工件的材質或不純物濃度等都能夠適當地實施工件形狀的測量。
以下，根據在圖式所示的實施例一來說明用於實施本發明的研磨裝置的方式。
(實施例一) 以下，根據圖1以及圖2來說明實施例一的研磨裝置1的全體結構。
實施例一的研磨裝置1是研磨矽晶圓、氧化膜等成膜於表面的晶圓、SOI晶圓、SiC晶圓、其他半導體晶圓、玻璃晶圓、石英玻璃晶圓、水晶晶圓、藍寶石晶圓、陶瓷晶圓等的薄板狀的工件W的表背兩面的雙面研磨裝置。如圖1所示，研磨裝置1具備研磨機本體10、形狀測量器20、記憶體30、顯示器40、以及研磨控制部50。
如圖1所示，研磨機本體10具有以軸線L1為中心並同心配置的下定盤11、上定盤12、配置於下定盤11的中央的太陽齒輪13、以及如圍繞下定盤11的外周地被配置的內齒輪14。下定盤11、太陽齒輪13、以及內齒輪14分別通過驅動軸17a、17b、17c連接於未圖式的驅動源，而被旋轉驅動。
上定盤12通過安裝於上表面的支撐螺栓16a以及安裝部件16b固定於桿16，並藉由伸縮桿16而上下升降。在研磨機本體10的中央配置有沿著軸線L1立起並在上端部設置有驅動器18的驅動軸17d。在驅動器18的外周表面形成有設置於上定盤12的鉤12b所接合的溝槽部(未圖示)。上定盤12藉由未圖式的驅動源旋轉驅動驅動軸17d，與驅動器18成為一體地旋轉。
遊星輪板15被配置於下定盤11以及上定盤12之間，並如圖2所示地與太陽齒輪13以及內齒輪14咬合。而且，遊星輪板15藉由太陽齒輪13以及內齒輪14旋轉，而一邊自轉一邊繞著軸線L1的周圍旋轉(公轉)。
工件W被配置於遊星輪板15的工件保持孔15a內。而且，遊星輪板15以夾於附接於旋轉的下定盤11的研磨墊11a以及附接於旋轉的上定盤12的研磨墊12a的狀態自轉以及公轉，工件W藉由研磨墊11a以及研磨墊12a被研磨加工。
更進一步，於上定盤12形成有測量孔19。此測量孔19貫通上定盤12以及研磨墊12a，並安裝有透射自形狀測量器20所射出的測量光X的窗部件19a(參照圖3)。
形狀測量器20是藉由稍後將要說明的分光干涉方式測量工件W的形狀的雷射測量器。此形狀測量器20於上定盤12安裝有探測器22，並與上定盤12成為一體地旋轉。
記憶體30是可自形狀測量器20以及研磨控制部50讀取寫入資料的儲存裝置。記憶體30例如由HDD、EEPROM、FeRAM、以及快閃記憶體等組成。在此記憶體30中儲存有藉由形狀測量器20所測量的工件W的形狀資訊等。
顯示器40根據來自研磨控制部50的顯示指令，來顯示目前研磨中的工件W的形狀資訊、已做出工件W的研磨停止判斷的情形等。顯示器40由例如CRT(Cathode Ray Tube)顯示器、液晶顯示器、有機EL(Electro-luminescence)顯示器等組成，並安裝於例如研磨機本體10。此顯示器40具有研磨機本體10的操作者可目視的螢幕(未圖示)。
研磨控制部50具備由CPU(Central Processing Unit)等組成的控制計算部51、副記憶體52、以及輸入裝置53等。研磨控制部50根據儲存於副記憶體52的程式、由研磨機本體10的操作者通過輸入裝置53所輸入的工件W的加工目標、研磨條件、研磨環境資訊等，自控制計算部51輸出控制指令。藉此，研磨機本體10控制各種動作。又，於控制計算部51中，根據藉由形狀測量器20所測量的研磨中的工件W的形狀的資訊來預測工件形狀的演變，並按照此預測結果來計算工件W的研磨條件的變更時間點、研磨結束時間點。
以下，根據圖3~圖5來說明實施例一的形狀測量器20的詳細結構。
如圖3所示，形狀測量器20具有雷射光源21、探測器22、測量部23、光量控制部24、以及電阻率識別部25，並藉由分光干涉方式測量工件W的表面形狀。於分光干涉方式中，首先，將自雷射光源21射出的測量光X(參照圖3)通過探測器22以及上定盤12的測量孔19的窗部件19a照射於工件W。接著，藉由探測器22接收此測量光X於工件W的表面Wα反射而得到的第一反射光Y(參照圖3)、以及此測量光X於工件W的背面Wβ反射而得到的第二反射光Z(參照圖3)。探測器22將接收到的光轉換為電信號並輸入到測量部23。接下來，藉由測量部23檢測出因第一反射光Y與第二反射光Z的干涉現象所產生的干涉信號，並自檢測出的干涉信號的頻率計算工件W的厚度。更進一步，於此測量部23中，根據此工件W的厚度來計算工件W的截面的形狀作為測量結果。
在此，雷射光源21具有作為藉由流通電流來振盪雷射的元件的半導體雷射器，並自此半導體雷射器射出測量光X。自雷射光源21所輸出的測量光X通過光纖電纜21a被引導到探測器22。再者，當雷射光源21因使用時間、使用條件、對機器的不適當的安裝等的影響而產生長期變化、功能不良時，則光輸出發生變化。
探測器22具有將自雷射光源21所射出的測量光X調整為平行光而照射的準直器功能，並被安裝於光纖電纜21a的前端。更進一步，探測器22藉由內裝的光電轉換元件將接收到的光轉換為干涉信號。藉由探測器22所轉換的干涉信號藉由無線通訊等被輸入到測量部23。在此，探測器22分別接收測量光X於工件W的表面Wα反射而得到的第一反射光Y、以及此測量光X於工件W的背面Wβ反射而得到的第二反射光Z。
測量部23根據第一反射光Y與第二反射光Z發生干涉而產生的信號的頻率來測量工件W的截面形狀，並使表示測量結果的工件W的形狀描繪顯示於顯示器40。此測量部23具有形狀測量部23a、以及描繪生成部23b。
形狀測量部23a根據自探測器22所發送的第一反射光Y以及第二反射光Z的電信號，來檢測出藉由這些干涉現象所產生的干涉信號。而且，於形狀測量部23a中，藉由傅立葉轉換等分析檢測出的干涉信號的頻率而取得頻率信號，並自此頻率信號的頻率計算工件W的厚度。再者，通常，頻率越高，厚度越厚。工件W的厚度資訊被輸入到描繪生成部23b。
描繪生成部23b根據自形狀測量部23a所輸入的工件W的厚度資訊來計算工件W的截面形狀。而且，於此描繪生成部23b中，自工件W的截面形狀的計算結果求得如圖4所示的截面形狀線T1。此截面形狀線T1是表示工件W的截面形狀的形狀描繪，每次計算工件W的截面形狀時求得。藉此，藉由對於同一個工件W以時序排列所求得的截面形狀線T1，表示此工件W的形狀變化的演變。又，藉由此工件W的研磨結束時的截面形狀線T1，表示作為工件W的最終工件形狀的加工結果資訊。
更進一步，自描繪生成部23b輸出使截面形狀線T1顯示於顯示器40的控制指令，截面形狀線T1被顯示於顯示器40。藉此，研磨機本體10的操作者藉由確認顯示器40的顯示內容而掌握研磨中的工件W的截面形狀成為可能。在此，工件W的厚度資訊的計算精度越高，工件W的截面形狀的計算精度越高。
光量控制部24是於維持波長的狀態下控制作為自雷射光源21輸出而即將照射於工件W之前的測量光X的照射光X’之光量的機構。實施例一的光量控制部24具有安裝於光纖電纜21a的中途的可變光衰減器24a、以及控制施加於此可變光衰減器24a的類比輸出的電壓的電壓控制部24b。可變光衰減器24a是可變衰減地調整通過光纖電纜21a所傳輸的測量光X的強度(光功率)的裝置。又，電壓控制部24b按照自電阻率識別部25所輸入的工件W的電阻率來控制施加於此可變光衰減器24a的類比輸出的電壓。而且，於此光量控制部24中，藉由將藉由電壓控制部24b所控制的電壓施加於可變光衰減器24a，控制測量光X的透射量(衰減量)。在此，可變光衰減器24a施加越高的電壓，越減少測量光X的透射量，並越增加測量光X的衰減量。又，藉由測量光X的透射量(衰減量)發生變化，而照射光X’的光量發生變化。因此，調整測量光X的衰減量(透射量)與控制照射光X’的光量同義。再者，測量光X的透射量越少，衰減量越多，照射光X’的光量越少。
而且，於電壓控制部24b中，工件W的電阻率越高，越增加施加於可變光衰減器24a的電壓。亦即，光量控制部24在工件W的電阻率高的情況下，減少光透射量，並減少照射光X’的光量。另一方面，電壓控制部24b，工件W的電阻率越低，越減少對可變光衰減器24a的施加電壓。因此，光量控制部24在工件W的電阻率低的情況下，增加光透射量，並增加照射光X’的光量。如此，光量控制部24根據工件W的電阻率來變更照射光X’的光量。再者，對可變光衰減器24a的施加電壓與測量光X的光透射量、衰減量、以及照射光X’的光量的關係為如圖5所示。
電阻率識別部25識別形狀測量對象的工件W的電阻率，並將已識別的工件W的電阻率輸出到光量控制部24。在此，於電阻率識別部25中，根據藉由測量部23所檢測出的第一反射光Y以及第二反射光Z的干涉信號的強度(反射強度)的峰值強度，來識別工件W的電阻率。亦即，此電阻率識別部25具有將事先製作的反射強度的峰值強度的檢測模式與電阻率互相關聯的資料庫。而且，藉由將自測量部23所輸入的反射強度的資訊與此資料庫進行核對，推斷識別工件W的電阻率。再者，於研磨工件W前，在確知工件W的材質、不純物濃度等的情況下，研磨機本體10的操作者將確知的工件W的材質等的資訊通過研磨控制部50的輸入裝置53輸入到電阻率識別部25。電阻率識別部25自通過輸入裝置53所輸入的資訊識別工件W的電阻率亦可。
更進一步，電阻率識別部25具有光源性能偵測部25a，此光源性能偵測部25a藉由監測藉由測量部23所檢測出的反射強度，偵測由於雷射光源21的隨著時間變化、功能不良等而發生變化的光輸出性能。於光源性能偵測部25a中，例如比較初始強度值與監測值、或初始強度值與監測值的移動平均值等，偵測雷射光源21的光輸出性能。監測的反射光是第一反射光Y、第二反射光Z、或第一反射光Y與第二反射光Z的干涉信號的任一者亦可。又，在偵測光輸出性能的情況下，藉由監測除了峰值強度的強弱以外，還有雜訊基底(Noise Floor)的平滑程度，能夠使雷射光源21的光輸出性能的偵測精度提升。再者，「雜訊基底」是檢測出的反射強度的檢測值之中峰值波形以外的雜訊位準的值。而且，電阻率識別部25將藉由光源性能偵測部25a所偵測的雷射光源21的光輸出性能輸出到光量控制部24。於光量控制部24中，根據藉由光源性能偵測部25a所偵測的雷射光源21的光輸出性能，來校正施加於可變光衰減器24a的電壓亦可。又，於光源性能偵測部25a中，代替反射強度，藉由監測在雷射振盪後進行分光等而得到的信號，也能夠進行雷射光源21的光輸出性能的偵測。
以下，根據在圖6所示的流程圖來說明藉由實施例一的研磨裝置1所執行的工件形狀測量處理的各個步驟。
於步驟S1中，流通電流到雷射光源21，使雷射自半導體雷射器振盪而射出測量光X，進入到步驟S2。此時，事先在研磨機本體10設置好研磨對象的工件W。
於步驟S2中，繼於步驟S1中的測量光X的射出之後，通過探測器22照射測量光X於工件W，進入到步驟S3。在此，自探測器22射出的測量光X通過安裝於測量孔19的窗部件19a照射。再者，此時，於光量控制部24中不施加電壓於可變光衰減器24a。因此，未受光量控制部24的影響的測量光X照射於工件W。
於步驟S3中，繼於步驟S2中的測量光X的照射之後，藉由探測器22接收此測量光X於工件W的表面Wα反射而得到的第一反射光Y、以及測量光X於工件W的背面Wβ反射而得到的第二反射光Z，進入到步驟S4。在此，探測器22將接收到的反射光信號發送到測量部23。
於步驟S4中，繼於步驟S3中的第一、第二反射光Y、Z的接收之後，藉由測量部23檢測出第一反射光Y與第二反射光Z的干涉信號的強度(反射強度)，進入到步驟S5。在此，測量部23向電阻率識別部25輸入檢測出的反射強度的資訊。
於步驟S5中，繼於步驟S4中的反射強度的檢測之後，藉由電阻率識別部25根據已輸入的反射強度的峰值強度來自動識別工件W的電阻率，進入到步驟S6。在此，工件W的電阻率的識別為將反射強度的檢測模式與資料庫進行核對，且此資料庫將事先製作的反射強度與電阻率互相關聯。又，已識別的工件W的電阻率被輸入到光量控制部24。
亦即，在照射測量光X於電阻率高的高電阻的工件W的情況下，如在圖7A中以一點鏈線A包圍表示地，檢測出比較高的峰值強度。另一方面，在照射測量光X於電阻率低的低電阻的工件W的情況下，如在圖7B中以一點鏈線B包圍表示地，檢測出比較低的峰值強度。如此，由於工件W的電阻率的不同(高低)，所檢測出的反射強度的峰值強度不同。因此，電阻率識別部25能夠根據藉由測量部23所偵測的反射強度的峰值強度的高度來識別工件W的電阻率。再者，判斷反射強度的峰值強度的高低之際的指標能夠使用例如S/N比(信號對雜訊比)、S/B比(信號對背景值比)。又，藉由其他的方法判斷峰值強度的高低亦可。
更進一步，於此步驟S5中，藉由光源性能偵測部25a監測於步驟S4中所檢測出的反射強度，並偵測雷射光源21的光輸出性能。在此，在由於隨著時間變化等的影響而雷射光源21的光輸出性能變低的情況下，即使在照射輸出設定值相同的測量光X於相同的電阻率的工件W的情況下，峰值強度與初始強度值比較也下降，且雜訊基底α也變平滑。例如，在圖7C中表示自光輸出性能低的雷射光源21照射測量光X於高電阻的工件W時的反射強度。在此情況下，與在圖7A所示的初始強度值比較，峰值強度下降，且雜訊基底α變平滑。
於步驟S6中，繼於步驟S5中的電阻率的識別之後，藉由光量控制部24按照工件W的電阻率來控制照射光X’的光量，進入到步驟S7。亦即，光量控制部24將按照已自電阻率識別部25輸入的工件W的電阻率的電壓施加於可變光衰減器24a。藉此，藉由光量控制部24控制通過光纖電纜21a的測量光X的透射量，為按照工件W的電阻率來控制照射光X’的光量。在此，在例如工件W的電阻率高(高電阻)的情況下，藉由施加比較高的電壓於可變光衰減器24a，減少測量光X的透射量，並減少照射光X’的光量。又，在工件W的電阻率低(低電阻)的情況下，藉由施加比較低的電壓於可變光衰減器24a，增加測量光X的透射量，也增加照射光X’的光量。
於步驟S7中，繼於步驟S6中的照射光X’的光量控制之後，執行工件W的形狀測量，進入到結束(End)。藉此，在執行工件W的形狀測量時，將按照工件W的電阻率來控制光量的照射光X’照射於工件W。
以下，說明實施例一的研磨裝置1的工件形狀的測量作用。
在實施例一的研磨裝置1中，在藉由形狀測量器20測量於研磨機本體10研磨中的工件W的截面形狀的情況下，依序進行在圖6所示的流程圖的步驟S1、步驟S2、步驟S3、步驟S4、步驟S5的處理。亦即，若在研磨機本體10設置工件W的話，首先，使測量光X自雷射光源21射出，通過探測器22以及窗部件19a照射測量光X於工件W。接著，藉由探測器22接收第一反射光Y以及第二反射光Z，並向測量部23發送。於測量部23中，檢測出第一反射光Y與第二反射光Z的干涉信號的強度(反射強度)，並向電阻率識別部25輸入檢測出的反射強度的資訊。接著，電阻率識別部25將已輸入的反射強度的檢測模式與資料庫進行核對並自動識別工件W的電阻率，且此資料庫將事先製作的反射強度與電阻率互相關聯。
接下來，進行圖6的流程圖中的步驟S6的處理，按照工件W的電阻率來控制照射光X’的光量。亦即，光量控制部24將按照藉由電阻率識別部25所識別的工件W的電阻率的電壓施加於可變光衰減器24a。於可變光衰減器24a中，按照所施加的電壓來控制測量光X的透射量，因此，光量控制部24能夠控制照射光X’的光量。此時，光量控制部24根據已藉由光源性能偵測部25a偵測的雷射光源21的光輸出性能，來校正施加於可變光衰減器24a的電壓亦可。而且，進入到步驟S7，執行工件W的形狀測量。
在此，工件W的形狀測量的精度按照照射於工件W的測量光(照射光X’)的光量以及工件W的電阻率來決定。亦即，在將光量多的照射光X’照射於高電阻的工件W的情況下，如圖8A所示，工件W的厚度資訊的偏差ΔW變大，難以求得精度良好的截面形狀線T1。然而，在將光量多的照射光X’照射於低電阻的工件W的情況下，如圖8B所示，能夠抑制工件W的厚度資訊的偏差ΔW，能夠求得精度良好的截面形狀線T1。
另一方面，即使是高電阻的工件W，在照射光量少的照射光X’的情況下，如圖8C所示，也能夠抑制工件W的厚度資訊的偏差ΔW，在此時能夠使截面形狀線T1的描繪精度良好。然而，在將光量少的照射光X’照射於低電阻的工件W的情況下，如圖8D所示，工件W的厚度資訊的偏差ΔW變大，變得難以求得精度良好的截面形狀線T1。再者，在工件W的厚度資訊的偏差ΔW大的情況下，不僅無法求得精度良好的截面形狀線T1，也有無法描繪截面形狀線T1、或成為不正確的截面形狀線T1的情形。
相對於此，於實施例一的研磨裝置1中，在設置於如上述地按照工件W的電阻率來傳輸測量光X的光纖電纜21a的中途的光量控制部24中，將按照工件W的電阻率的電壓施加於可變光衰減器24a。而且，藉此控制測量光X的透射量，並控制照射光X’的光量。因此，因為能夠將按照工件W的電阻率的光量的照射光X’照射於工件W，所以例如能夠在高電阻的工件W照射已抑制光量的照射光X’而進行工件形狀的測量、或在低電阻的工件W照射光量多的照射光X’而進行工件形狀的測量。
亦即，為了藉由探測器22所接收的信號成為最佳信號狀態，而每種工件W的材質或不純物濃度等(電阻率)地適當調整照射光X’的光量。藉此，能夠使測量結果的精度提升，並適當地實施工件形狀的測量。而且，藉由適當地實施工件形狀的測量，能夠提升工件W的研磨加工精度並使工件W的研磨加工的產率提升，或能夠準確地選擇工件W的形狀修正所需的加工配方。更進一步，藉由在工件W的研磨加工中精度良好地測量工件形狀，省略研磨加工後的工件形狀的測量成為可能，謀求生產性的提升成為可能。
再者，實施例一的研磨裝置1的形狀測量器20是於維持單一的雷射光源21的波長的狀態下，依據工件W的電阻率來調整照射光X’的光量之物。因此，與例如具有多個光源，並依據形成於工件W的表面的膜種類切換這些光源之物不同。
而且，於實施例一中，如圖5所示，在工件W的電阻率為高電阻的情況下，施加比較高的電壓於可變光衰減器24a，並在工件W的電阻率為低電阻的情況下，施加比較低的電壓於可變光衰減器24a。因此，於光量控制部24中，為使工件W的電阻率高的一方，相較於工件W的電阻率低時，減少照射光X’的光量。
藉此，能夠將照射光X’的光量控制為可按照工件W的電阻率來適當地測量工件形狀的光量。因此，能夠準確地進行工件形狀的測量，並能夠防止無法實施形狀測量的工件W、測量錯誤的發生。
又，於此實施例一中，電阻率識別部25根據第一反射光Y與第二反射光Z的干涉信號的強度(反射強度)來識別工件W的電阻率，並將已識別的工件W的電阻率輸出到光量控制部24。而且，於光量控制部24中，按照已自電阻率識別部25所輸出的工件W的電阻率來變更施加於可變光衰減器24a的電壓的大小。
藉此，能夠自動測量工件W的電阻率，並順利地進行按照工件W的電阻率的照射光X’之光量的變更控制。因此，難以發生工件形狀的測量不周，能夠更適當地測量工件形狀。
又，於實施例一中，藉由光源性能偵測部25a根據反射強度來偵測雷射光源21的光輸出性能。在此情況下，在光量控制部24中控制按照工件W的電阻率的照射光X’之光量之際，按照雷射光源21的光輸出性能來進行校正成為可能，並能夠使工件形狀的測量精度更提升。
更進一步，於此實施例一的研磨裝置1中具備測量部23，此測量部23自由於測量光X於工件W的表面Wα反射而得到的第一反射光Y、與測量光X於工件W的背面Wβ反射而得到的第二反射光Z的干涉現象所產生的干涉信號的頻率求得工件W的厚度，並根據此求得的工件W的厚度來測量工件W的形狀。亦即，形狀測量器20藉由所謂的分光干涉方式測量工件W的表面形狀。
藉此，與例如使用燈具作為射出測量光的光源，並藉由分析來自此燈具的測量光於工件反射的反射光的光譜測量工件形狀的情況不同，而能夠提高測量光X的同調性(Coherence)，並使信號的檢測精度提升。
以上，雖然根據實施例一來說明本發明的研磨裝置，但是關於具體的結構並不限於此實施例，在不脫離依照申請專利範圍的各請求項的發明的要旨的範圍內，容許設計的變更、追加等。
於實施例一的形狀測量器20中，示出光量控制部24具有可變光衰減器24a以及電壓控制部24b的例子。然而，光量控制部24不限於此，若能夠控制作為即將照射於工件W之前的測量光X的照射光X’之光量的話即可。因此，例如，光量控制部24藉由分別具有控制部的、安裝於光纖電纜21a的中途的ND(Neutral Density)濾光器、偏振調整器構成亦可，藉由可切換雷射光源21的輸出的開關等構成光量控制部24亦可。在此，ND濾光器是藉由均等地吸收通過的光而僅減少光量的濾光器。又，偏振調整器是例如藉由自外部對於光纖電纜21a給予應力等，調整光纖電纜21a內所傳輸的測量光X的偏光狀態的裝置。又，例如組合可變光衰減器以及ND濾光器等的多個機構作為光量控制部24亦可。
而且，雖然於實施例一中示出將形狀測量器20的探測器22安裝於上定盤12的例子，但是不限於此。例如，自設置於上定盤12的上方的光學磁頭照射測量光X亦可。於此情況下，沿著上定盤12的圓周方向形成多個測量孔，每次測量孔藉由上定盤12的旋轉來到光學磁頭的正下方地照射測量光X。再者，在下定盤11設置測量孔，並自下定盤11的下方照射測量光X於工件W的下表面而測量工件形狀亦可。
又，於實施例一中，示出藉由電阻率識別部25根據藉由測量部23檢測出的反射強度的峰值強度、通過輸入裝置53所輸入的工件W的材質等的資訊來自動識別工件W的電阻率的例子。然而，不限於此，在研磨工件W前事先確知工件W的電阻率的情況下，通過研磨控制部50的輸入裝置53等將已經確知的工件W的電阻率直接輸入到光量控制部24亦可。又，即使在此情況下，也藉由光源性能偵測部25a根據反射強度的峰值強度的變化來偵測雷射光源21的光輸出性能的變化。而且，根據雷射光源21的光輸出性能來校正施加於可變光衰減器24a的電壓亦可。
亦即，電阻率識別部25以及光源性能偵測部25a被獨立地設置亦可。而且，研磨裝置1僅具備電阻率識別部25以及光源性能偵測部25a的任一方，或不具有電阻率識別部25以及光源性能偵測部25a的雙方，而根據由操作者所輸入的工件電阻值來控制照射光的光量亦可。
又，雖然於實施例一中示出雷射光源21為可輸出紅外雷射光的元件的例子，但是不限於此。例如，使用輸出白光之物作為雷射光源21亦可。
又，雖然於實施例一中，作為測量工件W的形狀的方法，示出將反射光轉換為干涉信號，藉由傅立葉轉換等的頻率分析來分析自其干涉信號的強度所得到的頻率信號，並自所得到的頻率分析結果測量研磨中的工件W的形狀的例子，但是不限於此。例如，使用光學常數分析、顏色分析、擬合分析(Fitting Analysis)等，或複合使用那些來測量工件W的形狀亦可。
又，雖然實施例一的研磨裝置1示出作為具有下定盤11以及上定盤12，並可同時研磨工件W的兩面的雙面研磨裝置的例子，但是不限於此。例如，即使僅研磨工件W的一面的單面研磨裝置，也能夠適用本發明。
更進一步，藉由實施例一的研磨裝置1進行研磨的工件W不限於矽晶圓、氧化膜等成膜於表面的晶圓等，若為藉由透射成為測量光的雷射光的材質所形成之物的話即可。亦即，若能夠透射雷射光的話，為藉由例如氯乙烯、PET等的樹脂所形成的工件等亦可。
而且，於實施例一的研磨裝置1中，示出形狀測量器20具有雷射光源21、探測器22、測量部23、光量控制部24、以及電阻率識別部25的例子。在此，雖然探測器22被安裝於上定盤12，但是對於雷射光源21、測量部23、光量控制部24、電阻率識別部25，裝載於研磨機本體10亦可，與研磨機本體10分別設置亦可。又，通過電腦網路遠端管理研磨控制部50、形狀測量器20、或電阻率識別部25亦可。於此情況下，因為能夠統一管理與多個研磨機本體10的各個對應的研磨控制部50、形狀測量器20、或電阻率識別部25，所以能夠有助於生產線的穩定運作。
1:研磨裝置 10:研磨機本體 11:下定盤 12:上定盤 19:測量孔 20:形狀測量器 21:雷射光源 22:探測器 23:測量部 23a:形狀測量部 23b:描繪生成部 24:光量控制部 24a:可變光衰減器 24b:電壓控制部 25:電阻率識別部 25a:光源性能偵測部 11a:研磨墊 12a:研磨墊 12b:鉤 13:太陽齒輪 14:內齒輪 15:遊星輪板 15a:工件保持孔 16:桿 16a:支撐螺栓 16b:安裝部件 17a、17b、17c、17d:驅動軸 18:驅動器 19a:窗部件 21a:光纖電纜 30:記憶體 40:顯示器 50:研磨控制部 51:控制計算部 52:副記憶體 53:輸入裝置 A、B:一點鏈線 L1:軸線 S1~S7:步驟 T1:截面形狀線 W:工件 Wα:表面 Wβ:背面 X:測量光 X’:照射光 Y:第一反射光 Z:第二反射光 α:雜訊基底 ΔW:工件W的厚度資訊的偏差
圖1是示意性地表示實施例一的研磨裝置的全體結構圖； 圖2是表示實施例一的太陽齒輪、內齒輪與遊星輪板的位置關係的說明圖； 圖3是表示實施例一的形狀測量器的結構的方塊圖； 圖4是表示藉由實施例一的形狀測量器所描繪的截面形狀線的例子的說明圖； 圖5是表示在實施例一的研磨機中的對光量控制部的施加電壓、測量光的光透射量、衰減量、與照射光的光量的關係的表； 圖6是表示在實施例一的研磨機中所執行的工件形狀測量處理的流程的流程圖； 圖7A是表示照射測量光於高電阻工件時所檢測出的反射強度的一個例子的說明圖； 圖7B是表示照射測量光於低電阻工件時所檢測出的反射強度的一個例子的說明圖； 圖7C是表示照射來自光輸出性能下降的雷射光源的測量光於高電阻工件時所檢測出的反射強度的一個例子的說明圖； 圖8A是表示將光量多的照射光照射於高電阻的工件時所描繪的工件的厚度資訊的一個例子的圖； 圖8B是表示將光量多的照射光照射於低電阻的工件時所描繪的工件的厚度資訊的一個例子的圖； 圖8C是表示將光量少的照射光照射於高電阻的工件時所描繪的工件的厚度資訊的一個例子的圖；以及 圖8D是表示將光量少的照射光照射於低電阻的工件時所描繪的工件的厚度資訊的一個例子的圖。
11:下定盤
11a:研磨墊
12:上定盤
12a:研磨墊
19:測量孔
19a:窗部件
20:形狀測量器
21:雷射光源
21a:光纖電纜
22:探測器
23:測量部
23a:形狀測量部
23b:描繪生成部
24:光量控制部
24a:可變光衰減器
24b:電壓控制部
25:電阻率識別部
25a:光源性能偵測部
40:顯示器
53:輸入裝置
W:工件
Wα:表面
Wβ:背面
X:測量光
X’:照射光
Y:第一反射光
Z:第二反射光

Claims (8)

  1. 一種研磨裝置，在使工件與定盤相對地旋轉並藉由安裝於所述定盤的研磨墊研磨所述工件的研磨裝置中具備： 研磨機本體，研磨所述工件；以及 形狀測量器，照射測量光於所述工件，並基於此測量光於所述工件反射而得到的反射光來測量所述工件的形狀；其中 所述形狀測量器具有雷射光源以及光量控制部，其中所述雷射光源射出所述測量光，所述光量控制部根據所述工件的電阻率，來控制作為即將照射於所述工件之前的測量光的照射光之光量。
  2. 如請求項1所述的研磨裝置，其中所述光量控制部使所述工件的電阻率高的一方，相較於所述工件的電阻率低時，減少所述照射光的光量。
  3. 如請求項1或請求項2所述的研磨裝置，其中 所述形狀測量器具有電阻率識別部，所述電阻率識別部根據所述反射光的反射強度來識別所述工件的電阻率； 所述光量控制部根據所述電阻率識別部所識別的所述電阻率，來控制所述照射光的光量。
  4. 如請求項1或請求項2所述的研磨裝置，其中所述形狀測量器具有光源性能偵測部，所述光源性能偵測部根據所述反射光來偵測所述雷射光源的光輸出性能。
  5. 如請求項1或請求項2所述的研磨裝置，其中所述光量控制部具有調整每個波長的光的強度的可變光衰減器、均等地吸收通過的光的ND濾光器、以及調整光的偏光狀態的偏振調整器之中的至少一個。
  6. 如請求項3所述的研磨裝置，其中所述形狀測量器具有光源性能偵測部，所述光源性能偵測部根據所述反射光來偵測所述雷射光源的光輸出性能。
  7. 如請求項3所述的研磨裝置，其中所述光量控制部具有調整每個波長的光的強度的可變光衰減器、均等地吸收通過的光的ND濾光器、以及調整光的偏光狀態的偏振調整器之中的至少一個。
  8. 如請求項4所述的研磨裝置，其中所述光量控制部具有調整每個波長的光的強度的可變光衰減器、均等地吸收通過的光的ND濾光器、以及調整光的偏光狀態的偏振調整器之中的至少一個。
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