TW202207299A - 修整裝置和研磨裝置 - Google Patents

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三井貴彦
山本榮一
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日商岡本工作機械製作所股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種修整裝置和研磨裝置。修整裝置包括：修整器，設置於研磨裝置，所述研磨裝置使研磨墊接觸基板狀的工件並利用所述工件與所述研磨墊的相對移動來研磨所述工件，並且所述修整器具有與所述研磨墊的研磨面相對滑動來修整所述研磨墊的修整面；修整器驅動構件，使所述修整器旋轉；高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的高壓水；以及高壓水噴嘴，朝向旋轉的所述修整面噴射所述高壓水。

Description

修整裝置和研磨裝置
本申請的一個方式涉及修整裝置以及具備所述修整裝置的研磨裝置。
以往，在對半導體晶片等的表面進行研磨的研磨裝置中，使用修整裝置。修整裝置為了穩定地維持研磨墊的研磨特性而對研磨墊的表面進行修整。這種修整裝置使用金剛石、尼龍刷或者高壓水進行研磨墊的堵塞去除和研磨墊的修銳。
例如，在日本專利公開公報特開2005-271101號中，公開了對用於化學機械研磨（CMP）的研磨墊進行修整的修整裝置。該文獻公開的修整裝置具備在表面電沉積有金剛石磨粒的修整板，以及配置在修整板的內周側且在表面植設有刷的刷板。
刷板的中心部穿設有貫通孔。清洗液供給配管插入所述貫通孔的內部。而且，所述修整裝置具備清洗液供給機構。清洗液供給機構在對清洗用的液體進行加壓的狀態下，將其供給到清洗液供給配管。由清洗液供給機構加壓過的清洗液從貫通孔朝向研磨墊吐出。
此外，例如在日本專利公開公報特開2002-187059號中，公開了對半導體晶片的研磨裝置的研磨墊進行修整的修整機構。所述修整機構具備電沉積有金剛石磨粒的修整器。此外，該文獻公開了噴嘴。所述噴嘴透過朝向研磨墊噴射高壓水來清洗研磨面。
此外，例如在日本專利公開公報特開2001-030169號中，公開了對研磨工作台的研磨加工面進行修整的修整裝置。所述修整裝置所具備的清洗器透過向低壓水中吐出高壓水來產生空蝕，利用所述空蝕破壞力所產生的衝擊波來清洗研磨面。
可是，在上述的現有技術的修整裝置中，為了能夠提高修整的效果來提高研磨裝置的研磨性能，存在需要改進的部分。
具體而言，如現有技術的研磨裝置那樣透過對研磨墊噴射高壓水來清洗研磨面的結構下，儘管得到從研磨面洗去研磨屑等的效果，但是難以清洗修整裝置的修整面。
即，按照現有技術的研磨裝置，在向研磨墊噴射高壓水時，難以將附著於修整器的修整面的包含金屬和樹脂等的聚合物的研磨屑等除去。因此，按照現有技術的研磨裝置，研磨屑等附著於修整面，修整性能降低，其結果，研磨性能降低。
本申請的一個目的是提供以下的修整裝置和研磨裝置。即，這些修整裝置和研磨裝置能夠長時間地獲得優異的修整性能以及良好地維持研磨性能。因此，可以提高研磨加工的生產性。
本申請的一個方式的修整裝置（本修整裝置）包括：修整器，設置於研磨裝置，所述研磨裝置使研磨墊接觸基板狀的工件並利用所述工件與所述研磨墊的相對移動來研磨所述工件，並且所述修整器具有與所述研磨墊的研磨面相對滑動來修整所述研磨墊的修整面；修整器驅動構件，使所述修整器旋轉；高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的高壓水；以及高壓水噴嘴，朝向旋轉的所述修整面噴射所述高壓水。
此外，本申請的一個方式的研磨裝置包括：研磨台，以使研磨墊的研磨面朝向上方的方式保持所述研磨墊並使所述研磨墊旋轉；研磨頭，以使基板狀的工件的被研磨面與所述研磨面相對的方式保持所述工件，並旋轉按壓所述工件；金剛石修整器，具備電沉積有金剛石磨粒的修整面，所述修整面與所述研磨面相對滑動來修整所述研磨墊；水槽，設置在離開所述研磨台的位置；修整器驅動構件，使所述金剛石修整器旋轉；修整器輸送構件，使所述金剛石修整器在滑動方向上相對移動，並且從所述研磨台的上方朝向所述水槽的上方相對移動；高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的高壓水；以及高壓水噴嘴，朝向被輸送至所述水槽的上方並旋轉的所述修整面噴射所述高壓水。
此外，本申請的另一方式的研磨裝置包括：研磨台，以使基板狀的工件的被研磨面朝向上方的方式保持所述工件並使所述工件旋轉；研磨頭，以使研磨墊的研磨面與所述被研磨面相對的方式保持所述研磨墊，並旋轉按壓所述研磨墊；水槽，設置在離開所述研磨台的位置；金剛石修整器，設置在所述水槽的上方，並具備電沉積有金剛石磨粒的修整面；修整器驅動構件，使所述金剛石修整器旋轉；研磨頭輸送構件，使研磨頭從所述研磨台的上方的研磨位置相對移動至修整位置，所述修整位置位於所述水槽的上方，並且是所述研磨面與所述修整面相對滑動來進行修整的位置；第一高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的第一高壓水；第二高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的第二高壓水；第一高壓水噴嘴，朝向在所述水槽的上方旋轉的所述修整面噴射所述第一高壓水；以及第二高壓水噴嘴，朝向被輸送至所述水槽的上方並旋轉的所述研磨面噴射所述第二高壓水。
本修整裝置具備用於供給加壓到1～15MPa的高壓水的高壓水產生裝置，以及朝向旋轉的修整器的修整面噴射高壓水的高壓水噴嘴。利用這種結構，可以有效地對修整研磨墊的修整器的修整面進行清洗。
具體而言，抑制了對修整器的構成材料造成損傷，並且可以由高壓水來除去因修整研磨墊而附著於修整器的修整面的包含金屬等的聚合物以及其他的研磨墊渣滓等。
由此，本修整裝置可以長時間地維持優異的修整性能。其結果，按照具備本修整裝置的研磨裝置，可以長時間得到穩定的優異研磨特性。因此，可以抑制研磨屑等的附著導致的研磨性能降低，所以能夠縮短研磨加工的時間。
此外，本修整裝置也可以還具有水槽，所述水槽設置在離開所述研磨裝置的研磨台的位置，所述研磨台支撐所述工件或所述研磨墊。而且，也可以是所述高壓水噴嘴設置成在所述水槽的上方朝向所述修整面噴射所述高壓水。由此，利用高壓水的噴射，可以使從修整面除去的包含金屬和樹脂等的研磨屑等匯聚到水槽並流出。因此，可以抑制被除去的研磨屑等再次附著於工件或者研磨墊。
此外，本修整裝置也可以具有多個所述修整器。而且，也可以是在由至少一個所述修整器修整所述研磨墊時，透過向至少一個其他的所述修整器噴射所述高壓水，來清洗該其他的所述修整器。由此，可以同時進行研磨墊的修整和修整器的清洗。因此，能夠連續且長時間地執行穩定的研磨加工。
例如，特別是在研磨厚膜的工件以及包含碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）等高脆性材料的工件的情況下，長時間實施研磨。對此，透過採用本修整裝置，即使研磨這種工件的情況下，也可以連續且穩定地實施高性能的研磨。因此，按照本修整裝置，可以減少研磨性能的降低導致的研磨時間延遲，因此能得到縮短生產時間和提高生產性的優異效果。
此外，本修整裝置也可以還包括：第二高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的第二高壓水；以及第二高壓水噴嘴，朝向旋轉的所述研磨墊的所述研磨面噴射所述第二高壓水。由此，通過向研磨墊的研磨面噴射第二高壓水，從而可以進一步提高修整性能。因此，可以穩定地維持研磨特性。
此外，本修整裝置中，也可以是所述修整器是電沉積有金剛石磨粒的金剛石修整器。由此，能進行研磨墊的研磨面削去或粗化等。由此，可以良好地執行研磨墊的堵塞去除和修銳。
此外，在本修整裝置中，也可以是所述修整器由合成樹脂形成。由此，可以使研磨墊的研磨面高精度地穩定化。因此，所述結構有助於優異的研磨特性的穩定化。
此外，本申請的一個方式的研磨裝置包括：研磨台，以使研磨墊的研磨面朝向上方的方式保持所述研磨墊並使所述研磨墊旋轉；研磨頭，以使基板狀的工件的被研磨面與所述研磨面相對的方式保持所述工件，並旋轉按壓所述工件；金剛石修整器，具備電沉積有金剛石磨粒的修整面，所述修整面與所述研磨面相對滑動來修整所述研磨墊；水槽，設置在離開所述研磨台的位置；修整器驅動構件，使所述金剛石修整器旋轉；修整器輸送構件，使所述金剛石修整器在滑動方向上相對移動，並且從所述研磨台的上方朝向所述水槽的上方相對移動；高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的高壓水；以及高壓水噴嘴，朝向被輸送至所述水槽的上方並旋轉的所述修整面噴射所述高壓水。
在這種結構下，透過向金剛石修整器的修整面噴射高壓水，從而可以提高其修整性能。因此，可以使用研磨屑少的高精度金剛石修整器進行高效率的修整。因此，可以實現研磨裝置的高性能化。
此外，本申請的另一方式的研磨裝置包括：研磨台，以使研磨墊的研磨面朝向上方的方式保持所述研磨墊並使所述研磨墊旋轉；研磨頭，以使基板狀的工件的被研磨面與所述研磨面相對的方式保持所述工件，並旋轉按壓所述工件；金剛石修整器，具備電沉積有金剛石磨粒的修整面，所述修整面與所述研磨面相對滑動來修整所述研磨墊；水槽，設置在離開所述研磨台的位置；修整器驅動構件，使所述金剛石修整器旋轉；修整器輸送構件，使所述金剛石修整器在滑動方向上相對移動，並且從所述研磨台的上方朝向所述水槽的上方相對移動；高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的高壓水；以及高壓水噴嘴，朝向被輸送至所述水槽的上方並旋轉的所述修整面噴射所述高壓水。
在這種結構下，可以在噴射第一高壓水來清洗金剛石修整器的修整面的狀態下，由所述金剛石修整器修整研磨墊的研磨面。進而，透過噴射第二高壓水，從而可以有效地除去研磨面的研磨屑等。
利用由第一高壓水清洗後的金剛石修整器的滑動以及第二高壓水的噴射雙方，例如可以高效率地修整小直徑墊方式的研磨裝置的研磨墊，所述小直徑墊方式的研磨裝置採用直徑比工件直徑更小的研磨墊。
即，即使針對使小直徑的研磨墊高速旋轉的小直徑墊方式的研磨，也可以抑制起因於研磨墊的堵塞等的研磨速度的降低，可以執行高速且高效率的研磨。
在下面的詳細說明中，出於說明的目的，為了提供對所公開的實施方式的徹底的理解，提出了許多具體的細節。然而，顯然可以在沒有這些具體細節的前提下實施一個或更多的實施方式。在其它的情況下，為了簡化製圖，示意性地示出了習知的結構和裝置。
以下，根據圖式詳細說明本申請實施方式的修整裝置和具備修整裝置的研磨裝置。
圖1是表示具有本實施方式的修整裝置2的研磨裝置1的簡要結構的主視圖，表示研磨裝置1執行研磨工序的狀態。
參照圖1，研磨裝置1是對大致基板狀的工件W的表面進行研磨的裝置。工件W例如為半導體基板。研磨裝置1例如是進行化學機械研磨（CMP）加工的裝置，將形成工件W的半導體等的表面或者形成在半導體等的表面的各種敷料等精加工成大致平坦且高精度。
研磨裝置1包括：保持研磨墊12的研磨台10；保持工件W的研磨頭15；供給研磨液的研磨液供給裝置20；以及用於修整研磨墊12的修整裝置2。
研磨台10是吸附保持用於研磨工件W的研磨墊12並使所述研磨墊12旋轉的裝置。在研磨台10的上部旋轉自如地設置有保持面，所述保持面具有大致圓形的形態並保持研磨墊12。具體而言，在研磨台10的下部設置有旋轉軸11，所述旋轉軸11在上下方向、即與研磨台10的上表面垂直的方向上延伸。研磨台10以所述旋轉軸11為中心旋轉自如。
研磨墊12承載於研磨台10的保持面。研磨墊12例如也可以被未圖示的減壓裝置等真空吸附於研磨台10的保持面。
具體而言，也可以在研磨台10的保持研磨墊12的保持面設置未圖示的上載台。上載台例如可以使用包含多孔氧化鋁、多孔陶瓷、燒結金屬或者其他合成樹脂的多孔材料的板材。
研磨墊12是用於研磨工件W的墊材料。研磨墊12的材料例如也可以使用聚氨酯泡沫板、合成纖維等構成的不織布或者其他的毛氈。
研磨裝置1具有使研磨台10旋轉的台驅動構件50。保持在研磨台10的上表面的研磨墊12被台驅動構件50驅動，以旋轉軸11為中心與研磨台10一起旋轉。如此，在研磨裝置1中，研磨台10以使研磨墊12的研磨面13朝向上方的方式保持研磨墊12，並使研磨墊12旋轉。
研磨頭15是吸附保持作為研磨對象的工件W並使所述工件W旋轉的裝置。具體而言，研磨頭15具有保持工件W的周圍端部附近的保持器17，由所述保持器17保持工件W。研磨頭15也可以具有未圖示的卡盤機構。研磨頭15的卡盤機構具有保持工件W的未圖示的大致圓形的保持面。
研磨頭15設置有在上下方向、即與保持面垂直的方向上延伸的旋轉軸16。研磨頭15的卡盤機構的保持工件W的保持面構成為以旋轉軸16為中心旋轉自如。即，所述保持面透過被研磨頭驅動構件52驅動而旋轉。因此，工件W以旋轉軸16為中心進行旋轉。
此外，研磨裝置1具有在上下方向上輸送研磨頭15的研磨頭輸送構件53。此外，研磨裝置1具有未圖示的按壓構件，所述按壓構件將保持於研磨頭15的工件W朝向研磨墊12的研磨面13按壓。
在研磨裝置1中，透過使研磨墊12接觸工件W並使工件W與研磨墊12相對移動，從而進行工件W的研磨。具體而言，在研磨工序中，工件W的被研磨面Wa亦即下表面以旋轉軸16為中心進行旋轉，並且被按壓抵接於以旋轉軸11為中心進行旋轉的研磨墊12的上表面亦即研磨面13。由此，工件W的被研磨面Wa被研磨。如此，在研磨裝置1中，研磨頭15以使工件W的被研磨面Wa與研磨墊12的研磨面13相對的方式保持工件W，並旋轉按壓工件W。
另外，保持工件W的研磨頭15的保持面的直徑小於保持研磨墊12的研磨台10的保持面的直徑。換句話說，工件W的直徑小於研磨墊12的直徑。具體而言，工件W的直徑相對於研磨墊12的直徑在1/2以下。按照這種結構，可以利用研磨墊12的寬廣範圍的研磨面13對工件W的被研磨面Wa進行高精度研磨。
研磨液供給裝置20是在研磨工序中向研磨墊12供給研磨液的裝置。研磨液供給裝置20連接有用於流通研磨液的研磨液配管21。研磨液配管21設置有調節研磨液的流通的研磨液閥22。
在研磨液配管21的末端附近設置有朝向研磨墊12的研磨面13噴射研磨液的研磨液噴嘴23。在研磨工件W的研磨工序中，從研磨液供給裝置20供給的研磨液從研磨液噴嘴23噴射到研磨面13。在此，從研磨液噴嘴23噴射的研磨液例如使用在純水、鹼性水溶液或者酸性水溶液等溶液中，分別混合或者複合地混合有1～20質量%的作為磨粒的氧化矽（二氧化矽）、氧化鋁（礬土）、氧化鈰（二氧化鈰）或者氧化錳等的研磨液。
修整裝置2是對研磨墊12的研磨面13進行修整的裝置。修整裝置2包括：修整器30，用於進行研磨墊12的堵塞除去和研磨墊12的修銳；高壓水產生裝置34，產生高壓水；以及高壓水噴嘴37，向修整器30噴射高壓水。
修整器30具有大致圓盤狀的形態。修整器30的下表面成為具有大致圓環狀的形態的修整面33，所述修整面33與研磨墊12的研磨面13抵接。修整面33是透過與研磨墊12的研磨面13相對滑動而修整研磨墊12的面。
具體而言，修整裝置2具有使修整器30旋轉的修整器驅動構件51。修整器30設置有傳遞修整器驅動構件51的動力的旋轉軸31。即，修整器30借助旋轉軸31被修整器驅動構件51驅動而旋轉。
修整裝置2具有在修整工序中使修整器30在滑動方向上相對移動的修整器輸送構件54。修整器輸送構件54透過在上下方向和水平方向上輸送修整器30，從而使修整器30擺動。由此，修整器30被修整器驅動構件51驅動而旋轉，並且被修整器輸送構件54輸送而擺動，從而可以對研磨墊12的研磨面13的寬廣範圍進行修整。
修整器30例如是電沉積有金剛石磨粒的金剛石修整器。即，在修整器30的下表面附近形成有包含金剛石磨粒的金剛石層32。金剛石磨粒利用電沉積鎳（Ni）而被保持於金剛石層32。所述金剛石修整器也可以具有電沉積了金剛石磨粒的修整面33。
如上所述，透過使用金剛石修整器作為修整器30，從而能對研磨墊12的研磨面13進行削去或粗化等。由此，可以良好地執行研磨墊12的堵塞除去和修銳。
此外，修整器30例如也可以由合成樹脂形成。構成修整器30的合成樹脂材料優選高強度且耐熱性優異的工業用塑料（工程塑料），例如聚醯胺（PA）和聚醚醚酮（PEEK）等。具體而言，修整器30也可以是尼龍刷或PEEK刷等。
如此，透過由高強度且耐熱性優異的合成樹脂形成修整器30，從而能實現使研磨墊12的研磨面13穩定化的高精度修整。另外，修整器30也可以主要由工業用塑料形成。或者如上所述，修整器30也可以保持有利用電沉積鎳而電沉積的金剛石磨粒。
高壓水產生裝置34是向修整器30供給清洗用的高壓水的裝置。高壓水產生裝置34連接有用於向高壓水產生裝置34供給用於被加壓的水的水配管35，以及用於使加壓過的高壓水從高壓水產生裝置34流向修整器30的高壓水配管36。
高壓水配管36設置有調節高壓水的流量的高壓水閥38。在高壓水配管36的下游側的端部附近設置有高壓水噴嘴37。高壓水噴嘴37朝向修整器30的修整面33噴射高壓水。
此外，修整裝置2具有水槽40。水槽40是在由高壓水清洗修整器30的修整器清洗工序中使用的接水槽。水槽40設置在離開用於支撐研磨墊12的研磨台10的位置。在水槽40的底面附近形成有排水口41，所述排水口41用於將從修整面33滴下而接收的水排出到水槽40的外部。
圖2是表示研磨裝置1的簡要結構的主視圖，表示研磨裝置1執行修整器清洗工序的狀態。
如圖2所示，在由高壓水清洗修整器30的修整器清洗工序中，修整器30移動到水槽40的上方。
具體而言，在修整工序中，使修整器30在滑動方向上相對移動的前述的修整器輸送構件54，使修整器30在研磨台10的上方至水槽40的上方之間往返移動（相對移動）。即，利用修整器輸送構件54在上下方向和水平方向上輸送修整器30。由此，在修整工序中，如圖1所示，修整器30被輸送至研磨墊12的上表面。另一方面，在修整器清洗工序中，如圖2所示，修整器30被輸送至水槽40的上方。
另外，在進行修整器清洗工序時，也可以停止研磨工件W的研磨工序。在停止研磨工序的情況下，如圖2所示，研磨頭15被研磨頭輸送構件53送向上方。由此，工件W的被研磨面Wa成為與研磨墊12的研磨面13分開的狀態。而且，停止研磨台10和研磨頭15的旋轉。
此外，雖然省略了圖示，但是也可以與上述相反，在進行修整器清洗工序時，與修整器清洗工序同時執行研磨工件W的研磨工序。在這種情況下，工件W的被研磨面Wa被按壓抵接於研磨墊12的研磨面13，在與研磨面13相對滑動的狀態下被研磨。
如圖2所示，為了進行修整器清洗工序而被輸送至水槽40上方的修整器30，被修整器驅動構件51驅動而旋轉。而且，從高壓水噴嘴37向被輸送至水槽40的上方並旋轉的修整器30的修整面33噴射高壓水。
即，被高壓水產生裝置34加壓過的高壓水經由高壓水配管36和高壓水閥38，從高壓水噴嘴37朝向修整面33噴射。從高壓水噴嘴37向修整面33噴射的高壓水例如為純水。另外，高壓水用的液體例如也可以使用鹼性水溶液或者酸性水溶液。
透過向修整面33噴射高壓水，從而可以利用高壓水的碰撞，將因修整研磨墊12而附著在修整器30的修整面33上的包含金屬等的聚合物以及其他的研磨墊渣滓等從修整面33除去。此外，由於在修整器清洗工序中利用高壓水的噴射除去研磨屑等，所以對修整器30的構成材料造成的損傷也較小。因此，可以對修整研磨墊12的修整器30的修整面33有效地進行清洗。
在水槽40的上方，向修整器30噴射高壓水。因此，利用高壓水的噴射，可以使從修整面33除去的包含金屬和樹脂等的研磨屑等匯聚到水槽40並流出。因此，可以抑制被除去的研磨屑等再次附著於工件W或者研磨墊12。
另外，為了抑制研磨屑等從被高壓水噴射的修整器30向研磨墊12飛散，也可以在水槽40與研磨台10之間設置用於防止研磨屑等的飛散的未圖示的飛散防止板等。此外，也可以在水槽40的上方設置用於抑制研磨屑等的飛散的飛散抑制用的飛散抑制蓋等，來覆蓋修整器30的周圍附近的水槽40的上方開口部。
在此，利用高壓水產生裝置34將向修整器30噴射的高壓水加壓至1～15MPa，優選3～15MPa，更優選5～12MPa。如果高壓水的壓力低，則難以良好地除去附著於修整面33的研磨屑等。反之，如果高壓水的壓力過高，則會過度損傷修整面33。即，有可能不必要地損傷修整面33，從而導致修整性能降低。此外，從耐壓強度和耗電等觀點出發，壓力過高也存在不利點。
此外，從高壓水噴嘴37至修整面33的距離為20～60mm，優選30～50mm。此外，從高壓水噴嘴37噴射的高壓水大致圓形擴散並碰撞修整面33，高壓水的直徑為30～100mm，優選50～60mm。透過如此噴射高壓水，從而可以良好地清洗修整面33。
如上所述，研磨裝置1透過向修整器30的修整面33噴射高壓水來清洗修整器30。因此，可以使用附著的研磨屑等較少的修整器30進行高效率的修整。因此，可以實現研磨裝置1的高性能化。
此外，透過由高壓水清洗修整器30，從而修整裝置2可以長時間維持優異的修整性能。其結果，按照研磨裝置1，可以長時間穩定地得到優異的研磨特性。因此，可以抑制因研磨屑等的附著而導致的研磨墊12的研磨性能降低，所以能夠縮短研磨加工的時間。
接下來，參照圖3至圖5詳細說明作為實施方式的變形例的研磨裝置101、201。另外，針對與已說明的結構要素相同的結構要素或者發揮同樣作用和效果的結構要素，標注相同的標號並省略其說明。
圖3是表示本申請的另一實施方式的研磨裝置101的簡要結構的俯視圖。
如圖3所示，研磨裝置101具有多個研磨頭115和多個修整器130。
研磨頭115具有與已說明的研磨頭15（參照圖1）大致等同的結構，保持工件W並旋轉。研磨裝置101具備兩個研磨頭115，即研磨頭115a和研磨頭115b。
研磨裝置101透過具備兩個研磨頭115a、115b，從而可以同時研磨兩個工件W。因此，研磨裝置101的生產性優異。另外，研磨裝置101也可以設置兩個以上的研磨頭115。
研磨裝置101的修整裝置102具備多個修整器130。修整器130具有與已說明的修整器30（參照圖1）大致等同的結構，修整研磨墊12的研磨面13。
具體而言，研磨裝置101具備兩個修整器130，即修整器130a和修整器130b。另外，研磨裝置101也可以構成為具有兩個以上的修整器130。
兩個修整器130a、130b分別被修整器臂142支撐成可移動。具體而言，修整器130在水平方向上擺動自如且以臂軸144為中心旋轉自如。
即，修整器臂142具有水平方向的伸縮機構，並且將修整器130支撐成擺動自如。在修整工序中，修整器130沿著研磨面13在水平方向上擺動，修整器130的修整面33（參照圖1）與研磨面13抵接並滑動。由此，可以修整研磨面13的寬廣範圍。
而且，修整器臂142被修整器臂旋轉機構143支撐成以臂軸144為中心旋轉自如。因此，修整器130透通過以臂軸144為中心進行旋轉而可移動。
如上所述，修整裝置102具有兩個修整器130，兩個修整器130分別能以臂軸144為中心進行旋轉移動。由此，可以將一方的修整器130a配置在研磨台10的上方，並將另一方的修整器130b配置在水槽40的上方。
因此，在利用一方的修整器130a修整研磨墊12時，可以從高壓水噴嘴37（參照圖2）向另一方的修整器130b噴射高壓水，來清洗另一方的修整器130b。
如此，修整裝置102可以同時進行修整研磨墊12的修整工序（研磨工序），以及清洗修整器130的修整器清洗工序。即，不必為了清洗修整器130而中斷研磨墊12的修整。因此，按照研磨裝置101，透過交替使用兩個修整器130，從而可以連續且長時間地執行穩定的研磨加工。
例如，通常在對厚膜的半導體晶片以及包含SiC和GaN等高脆性材料的基板等進行研磨的情況下，實施長時間研磨。研磨裝置101在將上述的基板等作為工件W進行研磨的情況下，也可以連續且穩定地實施高性能的研磨。因此，按照研磨裝置101，能減少研磨性能的降低導致的研磨時間延遲，因此可以縮短生產時間並提高生產性。
圖4是表示本申請的另一實施方式的研磨裝置201的簡要結構的主視圖，表示研磨裝置201執行研磨工序的狀態。
如圖4所示，研磨裝置201是小直徑墊方式的裝置，使用直徑小於工件W的研磨墊212對工件W的表面進行研磨。
研磨裝置201包括：保持工件W的研磨台210；保持研磨墊212的研磨頭215；供給研磨液的研磨液供給裝置20；以及用於修整研磨墊212的修整裝置202。
研磨台210是以使工件W的被研磨面Wa朝向上方的方式保持工件W並使工件W旋轉的裝置。研磨台210具有吸附保持作為研磨對象的工件W的未圖示的卡盤機構。在研磨台210的上部形成有吸附保持工件W的大致圓形的保持面。也可以在研磨台210的保持面設置未圖示的上載台。上載台例如可以使用包含多孔氧化鋁、多孔陶瓷、燒結金屬或者其他的合成樹脂的多孔材料的板材。
在研磨台210的下部設置有在上下方向、即與保持面垂直的方向上延伸的旋轉軸11。保持工件W的研磨台210的保持面構成為以旋轉軸11為中心旋轉自如。保持於研磨台210的工件W被台驅動構件50驅動，以旋轉軸11為中心進行旋轉。
研磨頭215是以使研磨面13與被研磨面Wa相對的方式吸附保持研磨墊212，並使研磨墊212旋轉（旋轉按壓）的裝置。在研磨頭215的下部設置有保持研磨墊212的保持面。研磨頭215的保持面具有為大致圓形的形態，設置成旋轉自如。
研磨墊212是用於研磨工件W的墊材料，形成為大致圓環狀。另外，研磨墊212的材料例如也可以使用包含聚氨酯泡沫板、合成纖維等的不織布或者其他的毛氈。
在研磨頭215的上部設置有在上下方向、即與保持面垂直的方向上延伸的旋轉軸16。研磨頭215以旋轉軸16為中心旋轉自如。研磨裝置201具有旋轉驅動研磨頭215的研磨頭驅動構件52。透過由研磨頭驅動構件52驅動研磨頭215，從而研磨墊212旋轉。
此外，研磨裝置201具有在上下方向上輸送研磨頭215的研磨頭輸送構件53。此外，研磨裝置201具有用於將保持於研磨頭215的研磨墊212的研磨面13朝向工件W按壓的未圖示的按壓構件。
此外，研磨頭輸送構件53可以在水平方向上輸送研磨頭215。即，研磨頭215透過被研磨頭輸送構件53輸送，從而在水平方向上擺動自如。
而且，在研磨裝置201中，透過使研磨墊212接觸工件W並使工件W與研磨墊212相對移動，從而進行工件W的研磨。具體而言，在研磨工序中，研磨墊212的下表面亦即研磨面13在以旋轉軸16為中心進行旋轉的狀態下，被按壓抵接於以旋轉軸11為中心進行旋轉的工件W的被研磨面Wa亦即上表面。進而，研磨頭215被研磨頭輸送構件53輸送並擺動，從而研磨墊212以使研磨面13接觸工件W的被研磨面Wa的整個區域的方式進行移動。由此，工件W的被研磨面Wa的整個區域被研磨。
另外，保持研磨墊212的研磨頭215的保持面的直徑小於保持工件W的研磨台210的保持面的直徑。換句話說，研磨墊212的直徑小於工件W的直徑。具體而言，研磨墊212的直徑相對於工件W的直徑為70～80%。利用這種結構，可以對大型的工件W進行研磨。
研磨液供給裝置20是在研磨工序中向研磨墊212供給研磨液的裝置。研磨液供給裝置20連接有用於流通研磨液的研磨液配管21。研磨液配管21設置有調節研磨液的流通的研磨液閥22。
在研磨頭215的中心附近穿設有成為研磨液的流道的貫通孔224。研磨液配管21的末端附近與貫通孔224連接。貫通孔224的下部朝向具有大致圓環狀的形態的研磨墊212的中央空間部開口。而且，在貫通孔224的下部開口附近形成有噴射研磨液的研磨液噴嘴223。
在研磨工件W的研磨工序中，從研磨液供給裝置20供給的研磨液經由研磨液噴嘴223，從研磨墊212的中央空間部的上方朝向處於下方的工件W噴射。由此，研磨液從研磨墊212的大致中央良好地供給到周圍的研磨面13。其結果，得到良好的研磨特性。
修整裝置202是對研磨墊212的研磨面13進行修整的裝置。修整裝置202包括：修整器230，用於進行研磨墊212的堵塞除去和研磨墊212的修銳；高壓水產生裝置234，作為供給第一高壓水的第一高壓水產生裝置；以及高壓水噴嘴237，作為噴射第一高壓水的第一高壓水噴嘴。此外，修整裝置202具有：高壓水產生裝置244，作為供給第二高壓水的第二高壓水產生裝置；以及高壓水噴嘴247，作為噴射第二高壓水的第二高壓水噴嘴。
修整器230修整研磨墊212。修整器230例如為金剛石修整器，具有與已說明的修整器30（參照圖1）大致等同的結構。修整器230具有大致圓盤狀的形態。修整器230以使修整面33朝向上方的方式，設置在處於離開研磨台10的位置的水槽40的上方。修整面33與研磨墊212的研磨面13相對滑動，進行研磨面13的修整。例如，修整面33電沉積有金剛石磨粒。
修整裝置202具有使修整器230旋轉的修整器驅動構件51。修整器230利用修整器驅動構件51的動力，以旋轉軸31為中心進行旋轉。
高壓水產生裝置234是供給第一高壓水的第一高壓水產生裝置。高壓水產生裝置234是與已說明的高壓水產生裝置34（參照圖1）等同的裝置。第一高壓水是用於清洗修整器230的高壓水。
高壓水產生裝置234透過對從水配管35供給的水進行加壓而生成高壓水，並將所述高壓水送向高壓水配管36。高壓水配管36設置有調節高壓水的流量的高壓水閥38。在高壓水配管36的下游側的端部附近設置有高壓水噴嘴237。
高壓水噴嘴237設置成從水槽40的上方朝向下方噴出高壓水。具體而言，高壓水噴嘴237朝向修整器230的修整面33開口。高壓水噴嘴237朝向在水槽40的上方旋轉的修整面33噴射由高壓水產生裝置234加壓過的高壓水。
高壓水產生裝置244是供給第二高壓水的第二高壓水產生裝置。第二高壓水是用於清洗研磨墊212的研磨面13的高壓水。
高壓水產生裝置244連接有用於向高壓水產生裝置244供給用於被加壓的水的水配管35，以及用於使加壓過的高壓水從高壓水產生裝置244流向研磨墊212的高壓水配管246。
高壓水配管246設置有調節高壓水的流量的高壓水閥248。在高壓水配管246的下游側的端部附近設置有高壓水噴嘴247。在修整工序中，高壓水噴嘴247將高壓水朝向被輸送至水槽40的上方並旋轉的研磨墊212的研磨面13噴射。即，高壓水噴嘴247設置成從水槽40的內側下方朝向上方噴出高壓水。
圖5是表示研磨裝置201的簡要結構的主視圖，表示研磨裝置201執行修整工序的狀態。
參照圖5，在修整研磨墊212的修整工序中，研磨頭215被研磨頭輸送構件53輸送，從研磨台210上方的研磨位置移動到修整裝置202的水槽40上方的修整位置。修整位置位於水槽40的上方，並且是研磨墊212的研磨面13與修整器230的修整面33抵接的位置。即，在修整位置處，研磨面13與修整面33相對滑動而進行修整。
在修整位置處，研磨頭215被研磨頭驅動構件52驅動而以旋轉軸16為中心進行旋轉。修整器230被修整器驅動構件51驅動而以旋轉軸31為中心進行旋轉。由此，研磨墊212的研磨面13與修整器230的修整面33相對滑動，進行研磨面13的修整。
高壓水噴嘴237朝向在水槽40的上方旋轉的修整器230的修整面33噴射由高壓水產生裝置234加壓過的高壓水。具體而言，從上方朝向處於離開研磨面13的位置的修整面33噴射高壓水。而且，由噴射的高壓水清洗修整面33。
另外，為了得到良好的清洗性能，從高壓水噴嘴237向修整器230噴射的高壓水的壓力為1～15MPa，優選3～15MPa，更優選5～12MPa。
高壓水噴嘴247朝向在水槽40的上方旋轉的研磨頭215的研磨面13噴射由高壓水產生裝置244加壓過的高壓水。具體而言，從下方朝向處於離開修整面33的位置的研磨面13噴射高壓水。而且，由噴射的高壓水清洗研磨面13。
另外，為了得到良好的修整性能，從高壓水噴嘴247朝向研磨墊212噴射的高壓水的壓力為1～15MPa，優選3～15MPa，更優選5～12MPa。
如此，按照修整裝置202，可以在噴射第一高壓水而清洗修整器230的修整面33的狀態下，由修整器230修整研磨墊212的研磨面13。進而，透過噴射第二高壓水，從而可以有效地除去研磨面13的研磨屑等。
即，修整裝置202利用由第一高壓水清洗的修整面33的相對滑動以及第二高壓水的噴射雙方，能夠高效率地修整研磨墊212。
因此，按照具有修整裝置202的研磨裝置201，在使直徑小於工件W的研磨墊212高速旋轉的小直徑墊方式的研磨中，抑制了起因於研磨墊212的堵塞等的研磨速度的降低，可以執行高速且高效率的研磨。
另外，本申請的技術不限於上述實施方式，除此以外，可以在不脫離本申請的範圍內實施各種變更。
出於示例和說明的目的已經給出了所述詳細的說明。根據上面的教導，許多變形和改變都是可能的。所述的詳細說明並非沒有遺漏或者旨在限制在這裡說明的主題。儘管已經透過文字以特有的結構特徵和/或方法過程對所述主題進行了說明，但應當理解的是，請求項中所限定的主題不是必須限於所述的具體特徵或者具體過程。更確切地說，將所述的具體特徵和具體過程作為實施請求項的示例進行了說明。
W:工件 Wa:研磨面 1:研磨裝置 2:修整裝置 10:研磨台 11:旋轉軸 12:研磨墊 13:研磨面 15:研磨頭 16:旋轉軸 17:保持器 20:研磨液供給裝置 21:研磨液配管 22:研磨液閥 23:研磨液噴嘴 30:修整器 31:旋轉軸 32:金剛石層 33:修整面 34:高壓水產生裝置 35:水配管 36:高壓水配管 37:高壓水噴嘴 38:高壓水閥 40:水槽 41:排水口 50:驅動構件 51:修整器驅動構件 52:研磨頭驅動構件 53:研磨頭輸送構件 54:修整器輸送構件 101、201:研磨裝置 102:修整裝置 115、115a、115b:研磨頭 130、130a、130b:修整器 142:修整器臂 143:修整器臂旋轉機構 144:臂軸 202:修整裝置 210:研磨台 212:研磨墊 215:研磨頭 223:研磨液噴嘴 224:貫通孔 230:修整器 234:高壓水產生裝置 237:高壓水噴嘴 244:高壓水產生裝置 246:高壓水配管 247:高壓水噴嘴 248:高壓水閥
圖1是表示本申請的實施方式的研磨裝置的簡要結構的主視圖。 圖3是表示本申請的另一實施方式的研磨裝置的簡要結構的俯視圖。 圖4是表示本申請的另一實施方式的研磨裝置的簡要結構的主視圖。 圖5是表示本申請的另一實施方式的研磨裝置的簡要結構的主視圖。
W:工件
Wa:研磨面
1:研磨裝置
2:修整裝置
10:研磨台
11:旋轉軸
12:研磨墊
13:研磨面
15:研磨頭
16:旋轉軸
17:保持器
20:研磨液供給裝置
21:研磨液配管
22:研磨液閥
23:研磨液噴嘴
30:修整器
31:旋轉軸
32:金剛石層
33:修整面
34:高壓水產生裝置
35:水配管
36:高壓水配管
37:高壓水噴嘴
38:高壓水閥
40:水槽
41:排水口
50:驅動構件
51:修整器驅動構件
52:研磨頭驅動構件
53:研磨頭輸送構件
54:修整器輸送構件

Claims (8)

  1. 一種修整裝置，包括：修整器，設置於研磨裝置，所述研磨裝置使研磨墊接觸基板狀的工件並利用所述工件與所述研磨墊的相對移動來研磨所述工件，並且所述修整器具有與所述研磨墊的研磨面相對滑動來修整所述研磨墊的修整面；修整器驅動構件，使所述修整器旋轉；高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的高壓水；以及高壓水噴嘴，朝向旋轉的所述修整面噴射所述高壓水。
  2. 如請求項1所述的修整裝置，其中，所述修整裝置還具有水槽，所述水槽設置在離開所述研磨裝置的研磨台的位置，所述研磨台支撐所述工件或所述研磨墊，所述高壓水噴嘴設置成在所述水槽的上方朝向所述修整面噴射所述高壓水。
  3. 如請求項1或2所述的修整裝置，其中，所述修整裝置具有多個所述修整器，在由至少一個所述修整器修整所述研磨墊時，透過向至少一個其他的所述修整器噴射所述高壓水，來清洗其他的所述修整器。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的修整裝置，其中，所述修整裝置還包括：第二高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的第二高壓水；以及第二高壓水噴嘴，朝向旋轉的所述研磨墊的所述研磨面噴射所述第二高壓水。
  5. 如請求項1至4中任一項所述的修整裝置，其中，所述修整器是電沉積有金剛石磨粒的金剛石修整器。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的修整裝置，其中，所述修整器由合成樹脂形成。
  7. 一種研磨裝置，包括：研磨台，以使研磨墊的研磨面朝向上方的方式保持所述研磨墊並使所述研磨墊旋轉；研磨頭，以使基板狀的工件的被研磨面與所述研磨面相對的方式保持所述工件，並旋轉按壓所述工件；金剛石修整器，具備電沉積有金剛石磨粒的修整面，所述修整面與所述研磨面相對滑動來修整所述研磨墊；水槽，設置在離開所述研磨台的位置；修整器驅動構件，使所述金剛石修整器旋轉；修整器輸送構件，使所述金剛石修整器在滑動方向上相對移動，並且從所述研磨台的上方朝向所述水槽的上方相對移動；高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的高壓水；以及高壓水噴嘴，朝向被輸送至所述水槽的上方並旋轉的所述修整面噴射所述高壓水。
  8. 一種研磨裝置，包括：研磨台，以使基板狀的工件的被研磨面朝向上方的方式保持所述工件並使所述工件旋轉；研磨頭，以使研磨墊的研磨面與所述被研磨面相對的方式保持所述研磨墊，並旋轉按壓所述研磨墊；水槽，設置在離開所述研磨台的位置；金剛石修整器，設置在所述水槽的上方，並具備電沉積有金剛石磨粒的修整面；修整器驅動構件，使所述金剛石修整器旋轉；研磨頭輸送構件，使研磨頭從所述研磨台的上方的研磨位置相對移動至修整位置，所述修整位置位於所述水槽的上方，並且是所述研磨面與所述修整面相對滑動來進行修整的位置；第一高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的第一高壓水；第二高壓水產生裝置，供給加壓到1～15MPa的第二高壓水；第一高壓水噴嘴，朝向在所述水槽的上方旋轉的所述修整面噴射所述第一高壓水；以及第二高壓水噴嘴，朝向被輸送至所述水槽的上方並旋轉的所述研磨面噴射所述第二高壓水。
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