JP2015223636A - 研削研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円板状ワークを均等な厚みに研磨する研削研磨装置を提供する。
【解決手段】研削研磨装置１は、円板状ワークを研磨する研磨手段３と、研磨手段の研磨面３６をドレスするドレス機構４と、ドレス機構のドレス面４１に対して研磨手段を接近離反させる研磨送り手段３７と、円板状ワークの径方向の厚み分布を測定する径方向厚み測定手段とを備え、径方向厚み測定手段で測定された厚み分布に応じて研磨送り手段の送り量を調整し、円板状ワークの厚みに応じた研磨面を形成する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、円板状ワークの表面を研削及び研磨可能な研削研磨装置に関する。

従来、研削手段と研磨手段とを備えた研削研磨装置において、研削加工が実施される研削エリアと研磨加工が実施される研磨エリアとの間で、チャックテーブルを移動させるものがある。このような研削研磨装置では、チャックテーブル上に保持された円板状ワークが研削エリアで研削加工された後、円板状ワークはチャックテーブルに保持されたまま、研磨エリアに移動される。円板状ワークが研削エリアから研磨エリアに移動された後、研磨加工の際には、研磨手段の研磨面の回転軸とチャックテーブルの回転軸とが平行になるように、特許文献１のような傾き調整機構によって、チャックテーブルの傾きが調整される。

また、研磨加工においては、チャックテーブル上の円板状ワークと研磨パッドとの間にスラリーを進入させて研磨する、いわゆる化学機械研磨（CMP: Chemical Mechanical Polishing）が実施される。このような研磨加工では、研磨パッドの研磨面を定期的にドレスすることで、研磨パッドに新たなスラリーを定着させている（特許文献２参照）。特許文献２では、研磨パッドの研磨面とドレス機構のドレス面と間にスラリーを進入させて、スラリー供給下で研磨パッドの研磨面がドレスされる。これにより、研磨パッドの研磨面のドレス中に研磨面に定着したスラリーが洗い流されることがなく、研磨面に新たなスラリーを定着させながらドレスされるため、研磨効率を低下させることなく円板状ワークを研磨することができる。

特開２００２−００１６５３号公報 特開２０１３−２１５８８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の傾き調整機構でチャックテーブルの傾きが調整されたとしても、研削加工の際に、適切な傾きで研削加工が実施されないことも想定される。例えば、円板状ワークの中央部分より外周部分の方が多く研削され、研削後の円板状ワークの厚みにバラツキが生じることがある。また、２枚のワークを接着部材で張り合わせた円板状ワークでは、接着部材を塗布する際に、接着部材の厚みにバラツキが生じるため、上側のワークが波打って貼り付けられる。この状態で上側のワークが研削されると、上側のワークには、接着部材の厚みバラツキに起因した厚みバラツキが生じる。研削加工によって生じた円板状ワークの厚みバラツキを、研磨加工で除去することは困難であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、円板状ワークを均等な厚みに研磨することができる研削研磨装置を提供することを目的とする。

本発明の研削研磨装置は、円板状ワークを吸引保持する円形の保持面を有し保持面の中心を頂点とし外周に向かって低くなって傾斜した円錐形状のチャックテーブルと、保持面の中心を軸とするチャックテーブル回転軸でチャックテーブルを回転させるチャックテーブル回転手段と、チャックテーブルに保持される円板状ワークの半径に環状の研削砥石を当接させ円板状ワークを研削する研削手段と、研削砥石で研削された円板状ワークの被研削面を研磨する研磨手段と、を備える研削研磨装置であって、研磨手段は、円板状ワークより大きい円形の研磨面を有する円板状の研磨パッドと、研磨パッドの研磨面の中心を軸に回転させる研磨回転軸となるスピンドルと、スピンドルをチャックテーブルに接近および離反させる研磨送り手段と、研磨パッドの研磨面をドレスするドレス機構と、を備え、ドレス機構は、研磨面の半径以下の直径で形成される円形のドレス面を有するドレスプレートと、ドレスプレートの中心を軸に回転させるドレス回転手段とを備え、ドレス機構と研磨パッドとを相対的に、研磨面に対して平行な方向で、研磨面の径方向に移動させる径方向移動手段と、研磨送り手段によってドレスプレートに研磨パッドを押付ける押付け量を認識する押付け量認識手段と、研磨手段が研磨する前のチャックテーブルが保持する円板状ワークの径方向の厚み分布を測定する径方向厚み測定手段と、径方向厚み測定手段で測定された円板状ワークの径方向の厚み分布を記憶する記憶部と、記憶部が記憶した径方向の厚み分布に対応して、少なくとも径方向移動手段によって移動された研磨パッドとドレスプレートとの位置に対して研磨送り手段の送り量を制御する制御部と、を備え、チャックテーブルが保持する円板状ワークの研磨前の径方向の厚み分布に応じて研磨パッドの径方向における形状を変更させ円板状ワークを研磨することを特徴とする。

この構成によれば、研削加工後に円板状ワークの径方向の厚み分布が測定され、研磨パッドのドレスが実施される。ドレスの際には、円板状ワークの径方向の厚み分布に基づいて研磨送り量が制御されるため、円板状ワークの厚み分布に応じてドレスプレートに対する研磨パッドの押付け量が調整される。よって、円板状ワークの厚み分布に応じた研磨面を形成することができる。そして、この研磨面で円板状ワークを研磨することにより、円板状ワークの厚み分布にバラツキがあっても、円板状ワークを均等な厚みに研磨することができる。

本発明の上記研削研磨装置において、円板状ワークは、２枚のワークに接着部材を介在させて貼り合わせて形成され、径方向厚み測定手段は、円板状ワークの研削手段で研削された一方の第１のワークにおける径方向の厚みを測定して、第１のワークの径方向の厚み分布に応じて研磨パッドの径方向における形状を変更させ円板状ワークを研磨する。

本発明によれば、円板状ワークの厚み分布に応じて研磨面の形状を変化させることにより、円板状ワークを均等な厚みに研磨することができる。

第１の実施の形態に係る研削研磨装置の模式図である。 第１の実施の形態に係る研磨手段の模式図である。 第１の実施の形態に係る円板状ワークの厚み分布を測定する構成例を示す模式図である。 第１の実施の形態に係る円板状ワークの研削後の厚み分布と、その厚み分布に対応した研磨パッドの形状パターンを示す図である。 第１の実施の形態に係る研磨パッドのドレス動作を示す図である。 第１の実施の形態に係る研磨手段の研磨動作を示す図である。 第２の実施の形態に係る研削研磨装置の模式図である。

以下、添付図面を参照して、第１の実施の形態に係る研削研磨装置について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る研削研磨装置の模式図である。図２は、第１の実施の形態に係る研磨手段の模式図である。なお、第１の実施の形態に係る研削研磨装置は、図１に示すように、研削加工、研磨加工等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に限定されない。例えば、研磨加工専用の加工装置にも適用可能である。

図１に示すように、研削研磨装置１は、フルオートタイプの加工装置であり、円板状ワークＷ１に対する研削加工や研磨加工等の一連の加工を全自動で実施するように構成されている。また、研削研磨装置１は、研削エリアで円板状ワークＷ１を研削加工した後、円板状ワークＷ１を研磨エリアへ移動させて研磨加工を実施するように構成されている。また、定期的に、研削後の円板状ワークＷ１の厚み分布が測定され、この厚み分布に対応するように、研磨面３６が整えられる。

研磨加工の際、研削研磨装置１は、チャックテーブル１３上の円板状ワークＷ１と研磨パッド３３の間にスラリーを進入させて、化学機械研磨（CMP: Chemical Mechanical Polishing）によって円板状ワークＷ１を研磨する。このとき、円板状ワークＷ１の厚み分布に応じて研磨パッド３３の研磨面３６が成形されているため、円板状ワークＷ１に厚みバラツキがあっても、均等な厚みで円板状ワークＷ１が研磨される。

なお、円板状ワークＷ１としては、シリコンウェーハ（Ｓｉ）、ガリウムヒソ（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の半導体基板、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）系の無機材料基板、板状金属や樹脂の延性基板、ミクロンオーダーからサブミクロンオーダーの平坦度（ＴＴＶ: Total Thickness Variation）が要求される各種加工基板を用いてもよい。なお、ここでいう平坦度とは、円板状ワークＷ１の被研磨面を基準面として厚み方向を測定した高さのうち、最大値と最小値との差を示している。

研削研磨装置１は、円形状のターンテーブル１１の上面に、複数のチャックテーブル１３（図１においては２つ）を備えている。各チャックテーブル１３は、ターンテーブル１１の周方向に等間隔で配置されている。ターンテーブル１１の上方空間は、研削加工が実施される研削エリア、研磨加工が実施される研磨エリア、及び円板状ワークＷ１の受け渡しが実施される載せ換えエリア（不図示）に区画されている。

研削エリアには研削手段２が設けられ、研磨エリアには研磨手段３が設けられている。ターンテーブル１１は中央に設けられたターンテーブル回転手段１２によって所定の角度間隔で間欠回転する。このため、研削研磨装置１は、各チャックテーブル１３を、研削手段２に対向する研削エリア、研磨手段３に対向する研磨エリア、及び載せ換えエリア（不図示）に位置付けることができる。

チャックテーブル１３は、上面視円形状に形成されており、ターンテーブル１１の上面において、チャックテーブル回転手段１５によって回転可能に構成されている。チャックテーブル１３の上面にはポーラスセラミック材によって保持面１４が形成されている。保持面１４は、チャックテーブル１３の回転中心を頂点とし外周が僅かに低い円錐状に形成されている。また、保持面１４は、不図示の吸引源に接続されており、保持面１４上に生じる負圧によって円板状ワークＷ１が吸着保持される。保持面１４に円板状ワークＷ１が吸引保持されると、円板状ワークＷ１も保持面１４に沿って緩傾斜の円錐状になる。

チャックテーブル１３とターンテーブル１１との間には、チャックテーブル１３の傾きを調整する傾き調整手段１６が設けられている。傾き調整手段１６は、例えば、２つの可動支持部と１つの固定支持部とからなり、チャックテーブル１３を３点支持する。傾き調整手段１６は、２つの可動支持部の上下動により、固定支持部を支点にチャックテーブル１３を傾斜させることで、チャックテーブル１３の傾きを調整する。

研削手段２は、スピンドル２１の下端に円板状のマウント２２を設けて構成される。マウント２２の下面には、複数の研削砥石２４が環状に配置された研削ホイール２３が装着されている。研削砥石２４は、例えば、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドやレジンボンド等の結合剤で固めたダイヤモンド砥石で構成される。なお、研削砥石２４は、用途に応じて（粗研削や仕上げ研削等）、粒度の細かいものが使用される。また、研削手段２には、チャックテーブル１３に対してスピンドル２１を接近及び離反させる研削送り手段２５が設けられている。

研磨手段３は、スピンドル３１の下端に円板状のプラテン３２を設けて構成される。プラテン３２の装着面（下面）には、研磨パッド３３が取り付けられている。研磨パッド３３は、円板状ワークＷ１より大きい円形に形成されている。研磨パッド３３は、軟質層３４と硬質層３５とを積層して構成され、硬質層３５側を下方に向けて軟質層３４がプラテン３２の装着面に取り付けられる。また、硬質層３５の表面が円板状ワークＷ１の表面に接触する研磨面３６になっている。

例えば、軟質層３４は、ポリウレタンを含浸させた不織布で構成され、Asker C硬さが５７（硬度３０程度）であることが好ましい。硬質層３５は、発砲ポリウレタンで構成され、Shore D硬さが５０（硬度９５程度）であることが好ましい。また、スピンドル３１（研磨パッド３３）は、研磨送り手段３７によってチャックテーブル１３に接近及び離反する上下方向に移動され、径方向移動手段３８によって研磨パッド３３の径方向に移動される。

このように構成される研削研磨装置１は、研削エリアで研削加工が実施される一方、研磨エリアで研磨加工が実施される。研削エリアでは、研削砥石２４と保持面１４とが平行になるようにチャックテーブル１３が傾けられる。そして、研削手段２が研削送り手段２５によって円板状ワークＷ１に接近され、円板状ワークＷ１と研削砥石２４とが回転接触されることで研削加工が実施される。一方、研磨エリアでは、チャックテーブル１３の回転軸と研磨パッド３３の回転軸とが平行になるようにチャックテーブル１３が傾けられる。そして、研磨手段３が研磨送り手段３７によって円板状ワークＷ１に接近され、円板状ワークＷ１と研磨パッド３３とが回転接触されることで研磨加工が実施される。

研磨加工時には、研磨手段３の不図示のスラリーの供給手段により、チャックテーブル１３上の円板状ワークＷ１と研磨パッド３３の間にスラリーが供給される。そして、スピンドル３１によってプラテン３２が回転されて、円板状ワークＷ１に研磨パッド３３が回転接触されることで、円板状ワークＷ１と研磨パッド３３が相対的に摺動されて円板状ワークＷ１が研磨される。なお、研磨加工で使用されるスラリーとしては、例えば、コロイダルシリカをベース砥粒とした研磨剤、アルミナ微砥粒をベース砥粒とした研磨剤、酸化セリウムをベース砥粒とした研磨剤が使用される。

次に、研磨手段の詳細構成について説明する。図２に示すように、研磨手段３は、研磨加工前に予め研磨面を成形し、又は、研磨加工後に定期的な研磨面ドレスを実施するドレス機構４を備えている。ドレス機構４には、研磨面３６に接触するドレス面４１を有する円板状のドレスプレート４２が設けられている。ドレスプレート４２は、ドレス面４１にダイヤモンド砥粒を電着させており、スカート部４３を有するベースプレート４４の上面に固定されている。ベースプレート４４は、ハウジング４５内に収容された回転軸４６の上端部に傾き可変機構４７を介して傾動可能に支持されている。

回転軸４６はモータ等のドレス回転手段４８に連結されており、回転軸４６を介してドレスプレート４２が鉛直軸回りに回転される。また、ドレス機構４の下端部には、研磨手段３のプラテン３２の装着面に対する直交方向に、回転軸４６の傾きを調整する調整部４９が設けられている。調整部４９は、例えば、２つの可動軸と１つの固定軸によってドレス機構４を３点支持しており、固定軸に対して可動軸を上下動させることで回転軸４６を傾けている。プラテン３２に対するドレス機構４の傾きは調整部４９によって調整され、研磨パッド３３の研磨面３６に対するドレスプレート４２の傾きは傾き可変機構４７によって可変される。

ドレス機構４は、研磨加工時の加工屑や反応生成物を除去するように、研磨パッド３３の研磨面３６を定期的にドレスする。また、詳細は後述するが、第１の実施の形態に係る研削研磨装置１は、研削加工後に円板状ワークＷ１の径方向の厚み分布を径方向厚み測定手段５（図３参照）で測定し、その厚み分布を基にして、研磨パッド３３をドレス機構４でドレスするように構成されている。

また、研削研磨装置１には、装置各部を統括制御する制御手段６が設けられている。制御手段６は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。制御手段６には、円板状ワークＷ１の厚み分布を記憶する記憶部６１、研磨送り手段３７を制御する研磨送り制御部６２、研磨パッド３３の回転速度を可変させる研磨パッド回転制御部６３、ドレスプレート４２の回転速度を可変させるドレスプレート回転制御部６５、及び、径方向移動手段３８の移動速度を可変させる径方向移動速度制御部６４が設けられている。

記憶部６１は、上記したメモリの一部で構成され、研磨加工前に径方向厚み測定手段５（図３参照）によって測定される円板状ワークＷ１の厚み分布を記憶する。研磨送り制御部６２は、記憶部６１に記憶された円板状ワークＷ１の厚み分布に基づいて、研磨送り手段３７の研磨送り量を制御する。研磨送り制御部６２は、例えば、円板状ワークＷ１（図４参照）の厚みが大きい箇所では研磨パッド３３のドレス量を少なくし、円板状ワークＷ１の厚みが小さい箇所では研磨パッド３３のドレス量を多くするように、研磨送り手段３７の送り量を調整する。

また、記憶部６１は、ドレス中のドレス面４１に対する研磨パッド３３の適切な押付け量を記憶する。研磨送り制御部６２は、研磨手段３に接続された押付け量認識手段６６に接続されており、押付け量認識手段６６から出力された研磨パッド３３の押付け量が監視される。これにより、研磨パッド３３のドレス中の押付け量が予め設定された押付け量を超えないように研磨送り手段３７が制御され、研磨パッド３３の研磨面３６にドレスプレート４２が強く当たり過ぎるのを防止することができる。

研磨パッド回転制御部６３は、研磨手段３に接続された研磨パッド回転可変部６７に接続されており、研磨パッド回転可変部６７で研磨パッド３３の回転速度を可変する。研磨パッド回転制御部６３は、ドレスプレート４２と研磨パッド３３との径方向の接触位置（位置関係）に応じて研磨パッド３３の回転速度を可変する。研磨パッド回転制御部６３は、例えば、ドレス量を多くしたい場合は研磨パッド３３の回転速度を大きくし、ドレス量を少なくしたい場合は研磨パッド３３の回転速度を小さくする。

ドレスプレート回転制御部６５は、ドレス機構４に接続されたドレス回転可変部６８に接続されており、ドレス回転可変部６８でドレスプレート４２の回転速度を可変する。ドレスプレート回転制御部６５は、ドレスプレート４２と研磨パッド３３との径方向の接触位置（位置関係）に応じてドレスプレート４２の回転速度を可変する。ドレスプレート回転制御部６５は、研磨パッド回転制御部６３と同様に、ドレス量を多くしたい場合はドレスプレート４２の回転速度を大きくし、ドレス量を少なくしたい場合はドレスプレート４２の回転速度を小さくする。

また、径方向移動速度制御部６４は、記憶部６１に記憶された円板状ワークＷ１の厚み分布に基づいて、径方向移動手段３８の移動速度を制御する。径方向移動速度制御部６４は、例えば、円板状ワークＷ１の厚みが大きい箇所では研磨パッド３３のドレス量を少なくするように、径方向移動手段３８の移動速度を大きくする。一方、円板状ワークＷ１の厚みが小さい箇所では研磨パッド３３のドレス量を多くするように、径方向移動速度制御部６４は、径方向移動手段３８の移動速度を小さくする。

次に、図３を参照して、研磨加工前の円板状ワークＷ１の厚み分布を測定する構成及び厚み分布の測定動作について説明する。図３は、第１の実施の形態に係る円板状ワークの厚み分布を測定する構成例を示す模式図である。

図３に示すように、チャックテーブル１３の上方には、円板状ワークＷ１の厚み分布を測定する径方向厚み測定手段５が設けられている。径方向厚み測定手段５は、測定部５１と、測定部５１を水平方向に移動させる水平移動手段５２とを備えている。測定部５１は、例えば、非接触式のハイトセンサで構成され、円板状ワークＷ１に向かって測定光を照射する。測定部５１は、円板状ワークＷ１の表面で反射した測定光と、円板状ワークＷ１を透過して円板状ワークＷ１の裏面で反射した測定光とを受光する。そして、これら２つの反射光の光路差から円板状ワークＷ１の厚みが検出される。水平移動手段５２は、測定部５１をチャックテーブル１３の中心から径方向外側に向かって水平に移動可能に構成されている。

また、研削加工が実施された後、研磨エリアでは、研磨パッド３３の回転軸と、チャックテーブル１３の回転軸とが平行になるように、チャックテーブル１３の傾きが傾き調整手段１６によって調整される。測定の際、径方向厚み測定手段５は、水平移動手段５２で測定部５１をチャックテーブル１３の回転軸上に位置付ける。そして、チャックテーブル１３を回転させた状態で、測定部５１から測定光を円板状ワークＷ１に照射しながら、測定部５１が水平移動手段５２によって径方向外側に向かって移動される。測定部５１が円板状ワークＷ１の外側まで移動されることにより、円板状ワークＷ１の厚み分布が測定される。径方向厚み測定手段５によって測定された円板状ワークＷ１の厚み分布は、制御手段６の記憶部６１に記憶される。

次に、図４を参照して、円板状ワークの厚み分布のパターンと、その厚み分布のパターンに応じて円板状ワークの均等な厚みに研磨するために必要な研磨面の形状パターンについて説明する。図４は、第１の実施の形態に係る円板状ワークの研削後の厚み分布と、その厚み分布に対応した研磨パッドの形状パターンを示す図である。なお、図４に示す円板状ワークの厚み分布及び研磨パッドの形状パターンは、実際の円板状ワークや研磨パッドの厚みに比べ、誇張して表している。また、研磨パッドの形状パターンは、以下のパターンＡからパターンＤに示す厚み分布のパターンに限定されず、円板状ワークの厚み分布に応じた形状に形成されれば、どのような形状に形成されてもよい。

図４に示すように、研削後の円板状ワークＷ１の厚み分布のパターンは、研削面の表面形状や、円板状ワークＷ１のロット等により、傾向が異なっている。

例えば、パターンＡに示すように、円板状ワークＷ１の外周８１から中央８２に向かって厚くなるような凸状の厚み分布が得られた場合、研磨後の厚み分布を均等にするためには、円板状ワークＷ１の中央８２付近の研磨量を多くする必要がある。中央８２付近の研磨量を増やすためには、略中央が下方に凸状になるように研磨パッド３３の研磨面形状を形成することが好ましい。

パターンＢに示すように、円板状ワークＷ１の外周８１から中央８２に向かって薄くなるような凹状の厚み分布が得られた場合、研磨後の厚み分布を均等にするためには、円板状ワークＷ１の中央８２に対して外周８１の研磨量を多くする必要がある。外周８１の研磨量を増やすためには、略中央が上方に凹状になるように研磨パッド３３の研磨面形状を形成することが好ましい。

パターンＣに示すように、円板状ワークＷ１の外周８１及び中央８２が薄くなり、半径方向の中間位置８３が厚くなるような厚み分布が得られた場合、研磨後の厚み分布を均等にするためには、円板状ワークＷ１の外周８１及び中央８２の研磨量を少なくする必要がある。外周８１及び中央８２の研磨量を減らすためには、研磨パッド３３の厚みが外周及び中央付近で薄くなるように研磨パッド３３の研磨面形状を形成することが好ましい。

パターンＤに示すように、円板状ワークＷ１の外周８１及び中央８２が厚くなり、半径方向の中間位置８３が薄くなるような厚み分布が得られた場合、研磨後の厚み分布を均等にするためには、円板状ワークＷ１の外周８１及び中央８２の研磨量を多くする必要がある。外周８１及び中央８２の研磨量を増やすためには、研磨パッド３３の厚みが外周及び中央付近で厚くなるように研磨パッド３３の研磨面形状を形成することが好ましい。

次に、図５を参照して、第１の実施の形態に係る研磨パッドのドレス動作について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る研磨パッドのドレス動作を示す図である。第１の実施の形態では、上記した径方向厚み測定手段５で測定した円板状ワークＷ１の厚み分布に基づいて、研磨パッド３３の研磨面形状を整えることにより、円板状ワークＷ１を均等な厚みで研磨することができる。

図５Ａに示すように、ドレスプレート４２と研磨パッド３３とが同一方向に回転され、径方向移動手段３８によって研磨パッド３３の研磨面３６の中心がドレスプレート４２のドレス面４１の中心に一致するように位置付けられる。そして、研磨送り手段３７によって研磨パッド３３がドレスプレート４２に近づけられて、研磨パッド３３の研磨面３６がドレスプレート４２のドレス面４１に接触される。

次に、図５Ｂに示すように、ドレスプレート４２と研磨パッド３３を接触させながら、径方向移動手段３８によってドレスプレート４２に対して研磨パッド３３が図示左側に（研磨パッド３３に対してドレスプレート４２が研磨パッド３３の中心から外側に向かって）移動される。このとき、研磨パッド３３は、上記した厚み分布に応じて所望の研磨面形状を形成するように、研磨送り手段３７の送り量が調整されながら移動される。このとき、研磨面３６の形状に倣ってドレスプレート４２が傾動されながら、ドレスプレート４２が研磨パッド３３に対して相対的に径方向外側に移動される。そして、研磨パッド３３の外周がドレスプレート４２の中心に到達したときに、研磨送り手段３７によって研磨パッド３３がドレスプレート４２から離間される方向（鉛直方向）に移動され、研磨が終了する。これにより、円板状ワークＷ１の厚み分布に応じた研磨面３６の形状を得ることができる。

研磨パッド３３とドレスプレート４２との径方向の相対移動時には、研磨パッド３３とドレスプレート４２の位置関係及び円板状ワークＷ１（図３又は図４参照）の厚み分布に応じて、研磨送り手段３７の送り量が制御される。このとき、研磨パッド３３とドレスプレート４２の位置関係に応じて、研磨パッド３３の回転速度、ドレスプレート４２の回転速度、又は径方向移動手段３８の移動速度を可変してもよい。以上のように、研磨パッドの径方向の位置と厚み分布に応じて研磨量を調整することで、所望の形状の研磨面３６を得ることができる。

なお、実際の研磨加工は、研磨パッド３３の回転軸とチャックテーブル１３の回転軸とがずれた状態で実施される（図１又は図６参照）。このため、ドレスの際には、研磨パッド３３の回転軸とチャックテーブル１３の回転軸とのズレ量に合わせて、上記した研磨手段３の送り量等を制御することで、研磨面３６の形状を整えることが好ましい。また、上記した研磨パッド３３のドレスは、円板状ワークＷ１のロット毎に実施されることが好ましいが、研磨加工が複数回繰り返された後、定期的に実施されてもよい。例えば、研磨加工後の円板状ワークＷ１の厚み分布を測定し、その厚み分布が均等な分布でない場合に、ドレスを実施してもよい。

また、第１の実施の形態では、予め測定した円板状ワークＷ１の厚み分布に応じて研磨面３６を成形する構成としたが、この構成に限定されない。図４に示す厚み分布のパターンと研磨面の形状パターンとを予め記憶部６１に記憶し、厚み分布の測定結果から、所定の研磨面パターンを選択する構成としてもよい。この場合、厚み分布を測定する際の測定点を少なくすることができ、その少ない測定点の厚み分布から所望の研磨面３６の形状パターンを予測することができる。この結果、厚み分布の測定時間を短縮することができ、全体として加工効率が高められる。例えば、円板状ワークＷ１の中心と外周と１／２半径位置との３箇所を測定し、最小限の測定点で円板状ワークＷ１の厚み分布を認識することができる。なお、測定点を少なくする場合、複数のワークを接着部材で張り合わせたワークではなく、接着部材を用いないワーク（例えば、１枚の円板状ワークＷ１）のように、接着部材の厚みバラツキに起因した厚みバラツキが少ないものに有効である。

次に、図６を参照して、第１の実施の形態に係る研磨加工動作について説明する。図６は、第１の実施の形態に係る研磨手段の研磨動作を示す図である。

図６に示すように、研磨パッド３３が所望の研磨面形状に成形された後、研磨加工が実施される。研磨手段３は、チャックテーブル１３の上方で、研磨パッド３３の回転軸とチャックテーブル１３の回転軸とが所定距離ずれた位置に位置付けられる。また、図３にて説明したように、研磨パッド３３とチャックテーブル１３の回転軸とが平行になるように、チャックテーブル１３の傾きが傾き調整手段１６によって調整されている。

研磨加工では、研磨送り手段３７によって研磨パッド３３が下降され、研磨パッド３３の研磨面３６と円板状ワークＷ１の表面（被研磨面）とが回転接触される。研磨パッド３３が円板状ワークＷ１の表面に接触して円板状ワークＷ１が押圧されると、硬質層３５は円板状ワークＷ１の傾斜に沿って変形する。このとき、硬質層３５の中央部分が上方に凹むように撓むのに伴い、軟質層３４の中央部分は上方に窪む。また、（硬質層３５の）研磨面３６の形状が円板状ワークＷ１の厚み分布に応じた形状を有しているため、円板状ワークＷ１を均等な厚みに研磨することができる。

以上のように、第１の実施の形態に係る研削研磨装置１によれば、研削加工後に円板状ワークＷ１の径方向の厚み分布が測定され、研磨パッド３３のドレスが実施される。ドレスの際には、円板状ワークＷ１の径方向の厚み分布に基づいて研磨送り量が制御されるため、円板状ワークＷ１の厚み分布に応じてドレスプレート４２に対する研磨パッド３３の押付け量が調整される。よって、円板状ワークＷ１の厚み分布に応じた研磨面３６を形成することができる。そして、この研磨面３６で円板状ワークＷ１を研磨することにより、円板状ワークＷ１の厚み分布にバラツキがあっても、円板状ワークＷ１を均等な厚みに研磨することができる。

次に、図７を参照して、第２の実施の形態に係る研削研磨装置について説明する。図７は、第２の実施の形態に係る研削研磨装置の模式図である。第２の実施の形態では、装置の構成は第１の形態と同一であるのに対し、加工対象となる円板状ワークが、２枚のワークを接着部材で張り合わせた張り合わせワークである点で相違する。以下、第１の実施の形態と同一の構成については同一の名称及び符号で示し、相違点を重点的に説明する。

図７に示すように、第２の実施の形態に係る円板状ワークＷ２は、第２のワーク７２の上に接着部材７３を介在させて第１のワーク７１を張り合わせた張り合わせワークで構成される。このように張り合わせワークで構成される円板状ワークＷ２は、第１、第２のワーク７１、７２を張り合わせる際に、接着部材７３を均等な厚みで塗布することが難しく、その接着部材７３の厚みにバラツキが生じていることがある。このような円板状ワークＷ２を研削研磨装置１で研削した場合、図７に示すように、第１のワーク７１には、接着部材７３の厚みバラツキに起因した厚みバラツキが生じている。

そこで、第２の実施の形態では、径方向厚み測定手段５によって、第１のワーク７１の径方向の厚み分布を測定し、その厚み分布を基にして研磨パッド３３のドレスを実施する。これにより、第１のワーク７１の厚みに応じた研磨パッド３３の研磨面形状を得ることができる。そして、この研磨パッド３３で円板状ワークＷ２を研磨することで、接着部材７３の厚みバラツキに起因して第１のワーク７１に厚みバラツキがあっても、第１のワーク７１を均等な厚みで研磨することができる。

なお、第１のワーク７１の厚み分布を測定する際、測定部５１は、円板状ワークＷ２（第１のワーク７１）の表面に向かって測定光を照射し、第１のワーク７１の表面で反射した測定光と、第１のワーク７１を貫通して第１のワーク７１の裏面で反射した測定光とを受光する。そして、これら２つの反射光の光路差から第１のワーク７１の厚みを検出する。この場合、測定光は、接着部材７３を透過することなく接着部材７３の表面で反射する光であることが好ましい。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記した実施の形態では、研磨送り手段３７が研磨手段３をチャックテーブル１３に対して接近及び離反させる構成にしたが、この構成に限定されない。研磨送り手段３７は、研磨手段３をチャックテーブル１３から相対的に接近及び離反させる構成であればよく、チャックテーブル１３を研磨手段３に対して接近及び離反させてもよい。

また、上記した実施の形態では、径方向移動手段３８が研磨手段３をチャックテーブル１３（ドレス機構４）に対して研磨パッド３３の径方向に移動させる構成にしたが、この構成に限定されない。径方向移動手段３８は、研磨手段３をチャックテーブル１３（ドレス機構４）に対して研磨パッド３３を相対的に径方向に移動させる構成であればよく、チャックテーブル１３（ドレス機構４）を研磨手段３に対して研磨パッド３３の径方向に移動させてもよい。

また、上記した実施の形態では、研磨手段３に押付け量認識手段６６が設けられる構成にしたが、この構成に限定されない。押付け量認識手段６６は、研磨パッド３３の押付け量を検知可能に構成されていればよく、ドレス機構４に設けられてもよい。

また、上記した実施の形態では、径方向厚み測定手段５が研磨手段３（研磨エリア）に設けられる構成としたが、この構成に限定されない。径方向厚み測定手段５は、研削加工後の円板状ワークＷ１の厚み分布を測定するものであればよく、例えば、研削手段２（研削エリア）に設けられてもよい。

また、上記した実施の形態では、研磨パッド３３を硬質層３５と軟質層３４との２層で構成したが、この構成に限定されない。研磨パッド３３は、硬質層３５のみで構成されてもよい。

また、上記した実施の形態では、円板状ワークＷ１の厚み分布に応じて研磨パッド３３をドレスする構成としたが、この構成に限定されない。研磨パッド３３は、上記した円板状ワークＷ１の厚み分布に加えて、研磨時の円板状ワークＷ１の被研磨面に対する研磨パッド３３の周速を考慮して、ドレスされてもよい。

以上説明したように、本発明は、円板状ワークを均等な厚みに形成することができるという効果を有し、特に、円板状ワークの表面を研削及び研磨可能な研削研磨装置に有用である。

Ｗ１ 円板状ワーク
１ 研削研磨装置
１３ チャックテーブル
１４ 保持面
１５ チャックテーブル回転手段
２ 研削手段
２４ 研削砥石
３ 研磨手段
３１ スピンドル
３３ 研磨パッド
３６ 研磨面
３７ 研磨送り手段
３８ 径方向移動手段
４ ドレス機構
４１ ドレス面
４２ ドレスプレート
４８ ドレス回転手段
５ 径方向厚み測定手段
６１ 記憶部
６６ 押付け量認識手段
７１ 第１のワーク
７２ 第２のワーク

Claims (2)

1. 円板状ワークを吸引保持する円形の保持面を有し該保持面の中心を頂点とし外周に向かって低くなって傾斜した円錐形状のチャックテーブルと、該保持面の中心を軸とするチャックテーブル回転軸で該チャックテーブルを回転させるチャックテーブル回転手段と、該チャックテーブルに保持される円板状ワークの半径に環状の研削砥石を当接させ円板状ワークを研削する研削手段と、該研削砥石で研削された円板状ワークの被研削面を研磨する研磨手段と、を備える研削研磨装置であって、
   該研磨手段は、円板状ワークより大きい円形の研磨面を有する円板状の研磨パッドと、該研磨パッドの該研磨面の中心を軸に回転させる研磨回転軸となるスピンドルと、該スピンドルを該チャックテーブルに接近および離反させる研磨送り手段と、該研磨パッドの該研磨面をドレスするドレス機構と、を備え、
   該ドレス機構は、該研磨面の半径以下の直径で形成される円形のドレス面を有するドレスプレートと、該ドレスプレートの中心を軸に回転させるドレス回転手段とを備え、
   該ドレス機構と該研磨パッドとを相対的に、該研磨面に対して平行な方向で、該研磨面の径方向に移動させる径方向移動手段と、
   該研磨送り手段によって該ドレスプレートに該研磨パッドを押付ける押付け量を認識する押付け量認識手段と、
   該研磨手段が研磨する前の該チャックテーブルが保持する円板状ワークの径方向の厚み分布を測定する径方向厚み測定手段と、
   該径方向厚み測定手段で測定された円板状ワークの径方向の厚み分布を記憶する記憶部と、
   該記憶部が記憶した径方向の厚み分布に対応して、少なくとも該径方向移動手段によって移動された研磨パッドとドレスプレートとの位置に対して該研磨送り手段の送り量を制御する制御部と、を備え、
   該チャックテーブルが保持する円板状ワークの研磨前の径方向の厚み分布に応じて該研磨パッドの径方向における形状を変更させ円板状ワークを研磨する研削研磨装置。
2. 円板状ワークは、２枚のワークに接着部材を介在させて貼り合わせて形成され、
   該径方向厚み測定手段は、円板状ワークの該研削手段で研削された一方の第１のワークにおける径方向の厚みを測定して、
   該第１のワークの径方向の厚み分布に応じて該研磨パッドの径方向における形状を変更させ円板状ワークを研磨する請求項１記載の研削研磨装置。

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