压力校正用夹具及基板处理装置的制作方法

文档序号:11140720阅读:901来源:国知局
压力校正用夹具及基板处理装置的制造方法

本发明涉及压力校正用夹具及基板处理装置。



背景技术:

近年来,为了对半导体晶片等基板进行各种处理而使用基板处理装置。作为基板处理装置的一例,可列举出有用于进行基板的研磨处理的CMP(Chemical Mechanical Polishing,化学机械研磨)装置。

CMP装置具备:用于进行基板的研磨处理的研磨单元;用于进行基板的清洗处理及干燥处理的清洗单元;及向研磨单元传递基板,并且接收通过通过清洗单元进行清洗处理及干燥处理后的基板的装载/卸载单元等。此外,CMP装置具备在研磨单元、清洗单元、及装载/卸载单元内进行基板的搬送的搬送单元。CMP装置一边通过通过搬送单元搬送基板,一边依次进行研磨、清洗、及干燥的各种处理。

研磨单元具备:贴附有用于研磨基板的研磨垫的研磨台;及用于保持基板且向研磨垫按压的保持部。在此,在保持部的内部设有多个气囊,以将基板吸附在保持部来进行保持、或将基板按压在研磨垫。通过使用气囊,可对基板整体施加均匀的压力,因此可得均匀且稳定的研磨特性。因此,被供给至气囊的加压压力预先施行校准(calibration,校正),以精确获得所被指定的值。

现有的校准方法为,取出气囊的薄膜(membrane)附近的气囊配管而与压力计连接,且一边读取其测定值,一边校正校准用的D/A参数。首先,在初始的参数中,记录以数个指定压力加压时的实测值。根据该实测值,使用计算式来算出校正后的参数,且反映在装置。反映后,再次确认压力实测值,若值未满足在所被要求的精度内,即重新计算校正后参数来进行反映。反复进行上述过程直至满足规格精度。上述过程是对气囊单体的作业,因此必须对装置内的各研磨台、各气囊全部进行一连串作业。另外,校准作业是为了进行装置的操作及参数的变更、以及压力的测定及计算的两种作业,因此从效率的观点来看,期望的是两人进行作业。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2011-143537号公报

现有技术并未考虑到简化气囊的校准作业。

即,现有技术的校准方法并未考虑到通过将校准中的各种作业一部分自动化、简化,来缩短作业所费时间。在现有方法中,必须反复进行将对各研磨台装载多个气囊,逐个区域地与压力计连接来进行校准的作业。另外,参数的计算是在装置的外部进行的,通过手动使所计算出的值反映在装置中。基于如上所示的情况,在进行校准时,必须耗费很多时间及精力。



技术实现要素:

(发明所要解决的课题)

因此,本申请发明以简化气囊的校准作业为课题。

(用于解决课题的手段)

本申请发明的压力校正用夹具之一方式是鉴于上述课题而完成的,其是用于校正对多个气囊加压的压力的压力校正用夹具,该多个气囊被设在用于保持基板并将所述基板向研磨器具按压的保持部的内部,其特征为:具备:多个第一流路,与所述多个气囊的各个气囊连通;第二流路,将所述多个第一流路合流成一个流路而连接至压力校正用的压力传感器;及流动控制部,针对所述多个第一流路中的被选择为压力校正用的与气囊对应的流路,能够使流体从所述气囊向所述第二流路的方向流通,并且针对所述被选择的一个流路以外的流路,阻止流体从所述第二流路向所述气囊的方向流动。

另外,在压力校正用夹具之一方式中,也可以是,所述流动控制部包含设在所述多个第一流路中的各个第一流路且对所述多个第一流路进行开闭的多个第一开闭阀,所述多个第一开闭阀与分别设在多个主流路的第二开闭阀同步动作,所述多个主流路将设在具有所述保持部的基板处理装置的内部的压力调节器与所述多个气囊连接,所述多个第一流路被连接在所述主流路中的所述第二开闭阀与所述气囊之间。

另外,在压力校正用夹具的一方式中,也可以是,所述流动控制部包含设在所述多个第一流路中的各个第一流路且对所述多个第一流路进行开闭的多个第一开闭阀,所述多个第一开闭阀与设在绕过第二开闭阀的多个旁通流路的第三开闭阀同步动作,所述第二开闭阀分别设在多个主流路,所述多个主流路将设在具有所述保持部的基板处理装置的内部的压力调节器与所述多个气囊连接,所述多个第一流路被连接在所述主流路中的所述第二开闭阀与所述气囊之间。

另外,在压力校正用夹具的一方式中,也可以是,所述流动控制部包含设在所述多个第一流路中的各个第一流路且对所述多个第一流路进行开闭的多个第一开闭阀,所述多个第一开闭阀与设在从第二开闭阀的所述气囊侧分支的多个吸引用流路的第四开闭阀同步动作,所述第二开闭阀分别设在多个主流路,所述多个主流路将设在具有所述保持部的基板处理装置的内部的压力调节器与所述多个气囊连接,所述多个第一流路被连接在所述主流路中的所述第二开闭阀与所述压力调节器之间。

另外,在压力校正用夹具的一方式中,也可以是,所述流动控制部包含设在所述多个第一流路中的各个第一流路且使流体从所述气囊仅向所述第二流路的方向流通的多个逆止阀。

另外,在压力校正用夹具的一方式中,也可以是,还具备能够使所述多个第一流路流通的复式连接器,所述压力校正用夹具经由所述复式连接器而与具有所述保持部的基板处理装置连接。

本申请发明之基板处理装置的一方式的特征为:具备:研磨台,贴附有用于研磨基板的研磨垫;保持部,用于保持所述基板并将所述基板向所述研磨垫按压;多个气囊,设在所述保持部的内部;及上述任一个压力校正用夹具,用于校正对所述多个气囊的加压压力。

(发明效果)

通过本申请发明,可简化气囊的校准作业。

附图说明

图1是表示本实施方式的基板处理装置的整体构成的俯视图。

图2是示意地表示研磨单元的立体图。

图3A是表示清洗单元的俯视图。

图3B是表示清洗单元的侧视图。

图4是表示第一实施方式的压力校正用夹具及CMP装置的构成的图。

图5是表示第二实施方式的压力校正用夹具及CMP装置的构成的图。

图6是表示第三实施方式的压力校正用夹具及CMP装置的构成的图。

图7是表示第四实施方式的压力校正用夹具及CMP装置的构成的图。

图8是使用压力校正用夹具的校准的流程图。

具体实施方式

以下根据附图来说明本申请发明的一实施方式的压力校正用夹具、及基板处理装置。以下,说明CMP装置作为基板处理装置的一例,但并不限定于此。另外,以下,对具备装载/卸载单元2、研磨单元3、及清洗单元4的基板处理装置进行说明,但并不限定于此。

首先,说明CMP装置的构成,之后说明气囊的压力校准。

<基板处理装置>

图1是表示本发明的实施方式的基板处理装置的整体构成的俯视图。如图1所示,该CMP装置具备大致矩形状的外壳1,外壳1的内部通过分隔壁1a、1b而被划分成装载/卸载单元2、研磨单元3、及清洗单元4。装载/卸载单元2、研磨单元3、及清洗单元4分别被独立组装,且独立排气。另外,清洗单元4具有控制基板处理动作的控制装置5。

<装载/卸载单元>

装载/卸载部2具备载置贮存多个晶片(基板)的晶片盒的2个以上(本实施方式中为4个)的前装载部20。这些前装载部20与外壳1邻接配置,沿着基板处理装置的宽度方向(与长度方向垂直的方向)排列。在前装载部20可搭载开放盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface,标准制造界面)容器、或FOUP(Front Opening Unified Pod,前开式晶片盒)。在此,SMIF、FOUP是在内部收纳晶片盒,以分隔壁覆盖,从而可保持与外部空间独立的环境的密闭容器。

另外,在装载/卸载单元2沿着前装载部20的排列铺设有行走机构21,在该行走机构21上设置有可沿着晶片盒排列方向移动的2台搬送机器人(装料器、搬送机构)22。搬送机器人22通过在行走机构21上移动,可访问(access)被搭载于前装载部20的晶片盒。各搬送机器人22在上下具备2个机器手。上侧的机器手在将处理后的晶片送回至晶片盒时使用。下侧的机器手在将处理前的晶片从晶片盒取出时使用。如上所示,可分开使用上下的机器手。此外,搬送机器人22的下侧的机器手构成为可通过绕其轴心旋转而使晶片反转。

装载/卸载单元2是需要保持最为洁净的状态的区域,因此装载/卸载单元2的内部始终被维持在比CMP装置外部、研磨单元3、及清洗单元4的任一者为更高的压力。研磨单元3由于使用浆料作为研磨液,因此是最为脏污的区域。因此,在研磨单元3的内部形成负压,该压力被维持得比清洗单元4的内部压力低。在装载/卸载单元2设有具有HEPA过滤器(High Efficiency Particulate Air filter:高效率空气过虑器)、ULPA过滤器(Ultra Low Penetration Air filter:超高效率空气过虑器)、或化学过滤器等洁净空气过滤器的过滤器风扇单元(未图示),始终从该过滤器风扇单元吹出已将微粒或有毒蒸气、有毒气体除去的洁净空气。

<研磨单元>

研磨单元3是进行晶片研磨(平坦化)的区域,具备:第一研磨单元3A、第二研磨单元3B、第三研磨单元3C、第四研磨单元3D。这些第一研磨单元3A、第二研磨单元3B、第三研磨单元3C、及第四研磨单元3D如图1所示地沿着基板处理装置的长度方向排列。

如图1所示,第一研磨单元3A具备:安装有具有研磨面的研磨垫10的研磨台30A;用于保持晶片且一边将晶片按压在研磨台30A上的研磨垫10一边进行研磨的顶环31A;用于对研磨垫10供给研磨液或修整液(例如纯水)的研磨液供给喷嘴32A;用于进行研磨垫10的研磨面的修整的修整器33A;及将液体(例如纯水)与气体(例如氮气)的混合流体或液体(例如纯水)形成为雾状而喷射在研磨面的喷雾器34A。在顶环31A的内部设有多个气囊,用于将晶片吸附在顶环31A来进行保持、或将晶片按压在研磨垫10。

同样地,第二研磨单元3B具备:安装有研磨垫10的研磨台30B、顶环31B、研磨液供给喷嘴32B、修整器33B、及喷雾器34B。第三研磨单元3C具备:安装有研磨垫10的研磨台30C、顶环31C、研磨液供给喷嘴32C、修整器33C、及喷雾器34C。第四研磨单元3D具备:安装有研磨垫10的研磨台30D、顶环31D、研磨液供给喷嘴32D、修整器33D、及喷雾器34D。在顶环31B、31C、31D的内部分别设有多个气囊,用于将晶片吸附在顶环31B、31C、31D来进行保持、或将晶片按压在研磨垫10。

第一研磨单元3A、第二研磨单元3B、第三研磨单元3C、及第四研磨单元3D具有彼此相同的构成,因此以下针对第一研磨单元31A加以说明。

图2是示意表示第一研磨单元3A的立体图。顶环31A被支持在顶环轴36。在研磨台30A的上表面贴附有研磨垫10,该研磨垫10的上表面构成研磨晶片W的研磨面。其中,也可使用固定磨粒来取代研磨垫10。顶环31A及研磨台30A如箭号所示地构成为绕其轴心旋转。晶片W通过真空吸附而被保持在顶环31A的下表面。在研磨时,研磨液从研磨液供给喷嘴32A被供给至研磨垫10的研磨面,作为研磨对象的晶片W通过顶环31A被按压在研磨面来进行研磨。

接着,说明用于搬送晶片的搬送机构。如图1所示,与第一研磨单元3A及第二研磨单元3B邻接配置有第一线性输送器6。该第一线性输送器6是在沿着研磨单元3A、3B所排列的方向的4个搬送位置(从装载/卸载单元侧依次为第一搬送位置TP1、第二搬送位置TP2、第三搬送位置TP3、第四搬送位置TP4)之间搬送晶片的机构。

另外,与第三研磨单元3C及第四研磨单元3D邻接配置有第二线性输送器7。该第二线性输送器7是在沿着研磨单元3C、3D所排列的方向的3个搬送位置(从装载/卸载单元侧依次为第五搬送位置TP5、第六搬送位置TP6、第七搬送位置TP7)之间搬送晶片的机构。

晶片通过第一线性输送器6而被搬送至研磨单元3A、3B。第一研磨单元3A的顶环31A通过顶环头的摆动动作而在研磨位置与第二搬送位置TP2之间移动。因此,晶片向顶环31A的传递是在第二搬送位置TP2进行的。同样地,第二研磨单元3B的顶环31B在研磨位置与第三搬送位置TP3之间移动,晶片向顶环31B的传递是在第三搬送位置TP3进行的。第三研磨单元3C的顶环31C在研磨位置与第六搬送位置TP6之间移动,晶片向顶环31C的传递是在第六搬送位置TP6进行的。第四研磨单元3D的顶环31D在研磨位置与第七搬送位置TP7之间移动,晶片向顶环31D的传递是在第七搬送位置TP7进行的。

在第一搬送位置TP1配置有用于从搬送机器人22接受晶片的升降器11。晶片经由该升降器11而从搬送机器人22被交付至第一线性输送器6。位于升降器11与搬送机器人22之间,在分隔壁1a设有挡门(未图示),晶片搬送时,挡门被打开,晶片从搬送机器人22被交付至升降器11。另外,在第一线性输送器6、第二线性输送器7、及清洗单元4之间配置有摆动输送器12。该摆动输送器12具有可在第四搬送位置TP4与第五搬送位置TP5之间移动的机器手,晶片从第一线性输送器6向第二线性输送器7的传递是通过摆动输送器12进行的。晶片通过第二线性输送器7而被搬送至第三研磨单元3C及/或第四研磨单元3D。另外,由研磨单元3研磨的晶片经由摆动输送器12而被搬送至清洗单元4。

<清洗单元>

图3A是表示清洗单元4的俯视图,图3B是表示清洗单元4的侧视图。如图3A及图3B所示,清洗单元4被区划成第一清洗室190、第一搬送室191、第二清洗室192、第二搬送室193、及干燥室194。在第一清洗室190内配置有:沿着纵向排列的上侧一次清洗模块201A、及下侧一次清洗模块201B。上侧一次清洗模块201A被配置在下侧一次清洗模块201B的上方。同样地,在第二清洗室192内配置有:沿着纵向排列的上侧二次清洗模块202A、及下侧二次清洗模块202B。上侧二次清洗模块202A被配置在下侧二次清洗模块202B的上方。一次及二次清洗模块201A、201B、202A、202B是使用清洗液来清洗晶片的清洗机。这些一次及二次清洗模块201A、201B、202A、202B沿着垂直方向排列,因此可获得占位面积小的优点。

在上侧二次清洗模块202A与下侧二次清洗模块202B之间设有晶片的暂置台203。在干燥室194内配置有沿着纵向排列的上侧干燥模块205A及下侧干燥模块205B。这些上侧干燥模块205A及下侧干燥模块205B彼此隔离。在上侧干燥模块205A及下侧干燥模块205B的上部设有将清净空气分别供给至干燥模块205A、205B内的过滤器风扇单元207、207。上侧一次清洗模块201A、下侧一次清洗模块201B、上侧二次清洗模块202A、下侧二次清洗模块202B、暂置台203、上侧干燥模块205A、及下侧干燥模块205B经由螺栓等而被固定在未图示的框架。

在第一搬送室191配置有可上下移动的第一搬送机器人(搬送机构)209,在第二搬送室193配置有可上下移动的第二搬送机器人210。第一搬送机器人209及第二搬送机器人210分别移动自如地支持在沿纵向延伸的支持轴211、212。第一搬送机器人209及第二搬送机器人210在其内部具有马达等驱动机构,形成为沿着支持轴211、212上下移动自如。第一搬送机器人209与搬送机器人22同样地,具有上下二段的机器手。第一搬送机器人209如图3A的虚线所示,其下侧的机器手被配置在可访问到上述暂置台180的位置。第一搬送机器人209的下侧的机器手访问暂置台180时,设在分隔壁1b的挡门(未图示)打开。

第一搬送机器人209以在暂置台180、上侧一次清洗模块201A、下侧一次清洗模块201B、暂置台203、上侧二次清洗模块202A、下侧二次清洗模块202B之间搬送晶片W的方式进行动作。在搬送清洗前的晶片(附着有浆料的晶片)时,第一搬送机器人209使用下侧的机器手,在搬送清洗后的晶片时,使用上侧的机器手。第二搬送机器人210以在上侧二次清洗模块202A、下侧二次清洗模块202B、暂置台203、上侧干燥模块205A、下侧干燥模块205B之间搬送晶片W的方式进行动作。第二搬送机器人210由于仅搬送清洗后的晶片,因此仅具备一个机器手。图1所示的搬送机器人22使用其上侧的机器手,从上侧干燥模块205A或下侧干燥模块205B取出晶片,且将该晶片送回至晶片盒。搬送机器人22的上侧机器手在访问干燥模块205A、205B时,设在分隔壁1a的挡门(未图示)打开。

<气囊的压力校准>

<第一实施方式>

接着,说明气囊的压力校准。图4是表示第一实施方式的压力校正用夹具及CMP装置的构成的图。在图4中,为简化说明,表示在顶环31的内部设有3个气囊310-1~310-3的例子,但并不限定于此,气囊的数量为任意。

压力校正用夹具400是用于校正对设在顶环31的内部的多个气囊310-1~310-3的加压压力的夹具。如图4所示,压力校正用夹具400与CMP装置及校正用压力传感器500连接来使用。具体而言,CMP装置具备可使多个流路流通的复式连接器360,压力校正用夹具400具备可使多个流路流通的复式连接器420。CMP装置与压力校正用夹具400经由复式连接器360、420而互连接。另外,压力校正用夹具400具备可使流路流通的连接器430,经由连接器430而与校正用压力传感器500连接。

压力校正用夹具400具备与多个气囊310-1~310-3的各个气囊连通的多个第一流路440-1~440-3。具体而言,CMP装置具备用于对多个气囊310-1~310-3施加压力(例如空气压力)的压力调节器320。压力调节器320与多个气囊310-1~310-3通过多个主流路370-1~370-3而连接。其中,为简化说明,在图4中仅图示关于主流路370-1的构成。在主流路370-1设有对主流路370-1进行开闭的开闭阀(第二开闭阀)340。多个第一流路440-1~440-3通过被连接在多个主流路370-1~370-3中的开闭阀340与气囊310之间,而与气囊310-1~310-3的各个气囊连通。

另外,压力校正用夹具400具备将多个第一流路440-1~440-3合流为一个流路而连接至校正用压力传感器500的第二流路450。如图4所示,第一流路440-1~440-3在第二流路450合流为一个流路。第二流路450经由连接器430而与校正用压力传感器500连接。

另外,压力校正用夹具400具备流动控制部410,其针对多个第一流路440-1~440-3中的被选择为压力校正用的与气囊对应的流路,可使流体从气囊310向第二流路450的方向流通,并且针对被选择的一个流路以外的流路,阻止流体从第二流路450向气囊310的方向流动。

具体而言,流动控制部410包含:设在多个第一流路440-1~440-3的各个第一流路且对多个第一流路440-1~440-3进行开闭的多个开闭阀(第一开闭阀)410-1~410-3。在此,多个开闭阀410-1~410-3与分别设在将压力调节器320与多个气囊310-1~310-3连接的多个主流路370-1~370-3的开闭阀340同步进行动作。

具体而言,针对主流路370-1,开闭阀340基于从电磁阀(SV1)352输出的控制空气压来进行开闭。从电磁阀352输出的控制空气压经由复式连接器360、420而与开闭阀410-1连接。由此,开闭阀340与开闭阀410-1(电磁阀352)为同步。其中,开闭阀340与开闭阀410-1都是常闭、并在空气加压时形成为开的常闭(normal close)(NC)的开闭阀。由此,若开闭阀340形成为开,则开闭阀410-1也形成为开,若开闭阀340形成为闭,则开闭阀410-1也形成为闭。关于主流路370-2、370-3也相同。例如,主流路370-2与第一流路440-2连通,用于控制设置在主流路370-2的开闭阀340的开闭的控制空气压与开闭阀410-2连接。

接着,说明气囊310的压力的校准(校正)。在此,作为一例,说明对气囊310-1的校准。首先,进行从控制部(PLC)5向压力调节器320发送的D/A值的校准(校正)。控制部5以气囊310-1成为预定的压力(例如25hPa)的方式将指令值(D/A值)送至压力调节器320,压力调节器320根据所接收到的指令值而对气囊310-1进行加压。

在校准时,开闭阀340被控制为开,与此同步地,开闭阀410-1也被控制为开。由此,被加压至气囊310-1的压力经由主流路370-1、第一流路440-1、及第二流路450而被供给至校正用压力传感器500。

另一方面,开闭阀410-2、410-3被控制为闭,因此施加于第二流路450的压力并不会传至气囊310-2、310-3侧。因此,校正用压力传感器500可仅计测施加于气囊310-1的压力。通过校正用压力传感器500而计测的压力值被反馈至控制部5。

控制部5也以不同的压力(例如100hPa、200hPa等)同样地进行上述处理,基于从校正用压力传感器500反馈的压力值,来进行从控制部5向压力调节器320发送的D/A值的校准。即,若相对于指令值,实测的压力值较高,则以D/A值变小的方式进行修正,若相对于指令值,实测的压力值较低,则以D/A值变大的方式进行修正,若相对于指令值,实测的压力值为相等,则不进行修正。

针对气囊310-1,从控制部5向压力调节器320发送的D/A值的校准结束后,控制部5也对其他气囊310-2、310-3同样地进行校准。

另外,针对全部气囊310-1~310-3,从控制部5向压力调节器320发送的D/A值的校准结束后,控制部5接着进行从设在CMP装置的内部的压力传感器322向控制部5发送的压力的A/D值的校准。

具体而言,控制部5以成为预定的压力(例如25hPa)的方式,将指令值(D/A值)传送至压力调节器320,压力调节器320基于所接收到的指令值,将压力传感器322进行加压。由压力传感器322测定出的压力值被反馈至控制部5。

控制部5也以不同的压力(例如100hPa、200hPa等)同样地进行上述处理,基于从压力传感器322反馈的压力值,来进行从压力传感器322向控制部5发送的A/D值的压力的校准。即,若相对于指令值,实测的压力值较高,则以A/D值变小的方式进行修正,若相对于指令值,实测的压力值较低,则以A/D值变大的方式进行修正,若相对于指令值,实测的压力值为相等,则不进行修正。

另外,从压力传感器322向控制部5发送的压力的A/D值的校准结束后,控制部5接着进行从设在CMP装置的内部的压力传感器324送至控制部5的压力的A/D值的校准。

具体而言,控制部5以气囊310-1成为预定的压力(例如25hPa)的方式,将指令值(D/A值)送至压力调节器320,压力调节器320基于所接收到的指令值而对气囊310-1进行加压。施加于气囊310的压力通过压力传感器324进行测定,由压力传感器322测定出的压力值被反馈至控制部5。

控制部5也以不同的压力(例如100hPa、200hPa等)同样地进行上述处理,基于从压力传感器324反馈的压力值,来进行从压力传感器324送至控制部5的压力的A/D值的校准。即,若相对于指令值,实测的压力值较高,则以A/D值变小的方式进行修正,若相对于指令值,实测的压力值较低,则以A/D值变大的方式进行修正,若相对于指令值,实测的压力值为相等,则不进行修正。

针对气囊310-1,从压力传感器324送至控制部5的压力的A/D值的校准结束后,控制部5针对其他气囊310-2、310-3,也同样地进行校准。

以上,通过第一实施方式,可简化气囊的校准作业。即,在现有技术中,必须按照气囊的数量反复进行如下作业:将校正用压力传感器连接于对象气囊来进行校准,校准结束后,将校正用压力传感器重新连接在其他对象的气囊来进行校准。由此,校准作业的作业员人数变多,且校准作业成为长时间。相对于此,通过第一实施方式,在将压力校正用夹具400与CMP装置及校正用压力传感器500连接后,可自动进行对多个气囊的校准。因此,通过第一实施方式,可短时间且较少劳力进行多个气囊的压力的校准。

<第二实施方式>

接着,说明第二实施方式的气囊的压力校准。图5是表示第二实施方式的压力校正用夹具及CMP装置的构成的图。第二实施方式与第一实施方式相比,不同点在于:将压力校正用夹具400的内部的开闭阀由常闭变更为常开(normal open)的开闭阀;及对压力校正用夹具400的内部的开闭阀的控制信号的连接目的地被变更。其他构成由于与第一实施方式相同,故仅说明与第一实施方式不同的部分。

流动控制部410包含:设在多个第一流路440-1~440-3的各个第一流路且对多个第一流路440-1~440-3进行开闭的多个第一开闭阀412-1~412-3。第一开闭阀412-1~412-3是常开且在空气加压时形成为闭的常开(NO)的开闭阀。

针对主流路370-1,在主流路370-1中的开闭阀340与压力调节器320之间设有流量计330,在主流路370-1设有绕过流量计330及开闭阀340的旁通流路380。在旁通流路380设有对旁通流路380进行开闭的开闭阀(第三开闭阀)342。此外,旁通流路380是为了加快对气囊310-1的加压开始,换言之,为了抑制当对气囊310-1加压开始时因流量计330的节流而使开始变慢的情况而设置的。主流路370-2、370-3与主流路370-1相同。

多个第一开闭阀412-1~412-3与第三开闭阀同步动作。具体而言,针对主流路370-1,开闭阀342基于从电磁阀(SV2)354输出的控制空气压来进行开闭。从电磁阀354输出的控制空气压经由复式连接器360、420而与开闭阀412-1连接。由此,开闭阀342(电磁阀354)与开闭阀412-1为同步。此外,开闭阀342为常闭的开闭阀,开闭阀412-1为常开的开闭阀,因此若开闭阀342形成为开,则开闭阀412-1形成为闭,若开闭阀342形成为闭,则开闭阀412-1形成为开。关于主流路370-2、370-3也相同。

以上,通过第二实施方式,与第一实施方式同样地,可简化气囊的校准作业。另外,在第二实施方式中,使压力校正用夹具400内的开闭阀412与旁通流路380的开闭阀342(电磁阀354)同步,因此可防止在压力校正用夹具400内的第一流路440间的漏泄。即,电磁阀352存在如下情况:当对气囊310加压时被设定为ON,当吸附气囊310时被设定为OFF,在未进行加压或吸附的自由时,则被设定为ON。此时,在进行加压的状态与自由的状态下,电磁阀352的动作相同,因此若使开闭阀412与电磁阀352同步,会有压力校正用夹具400内的全部开闭阀412打开而发生第一流路440间的漏泄风险。

相对于此,电磁阀354当对气囊310加压时被设定为OFF,当吸附气囊310时被设定为OFF,在未进行加压或吸附的自由时,则被设定为ON。由此,在进行加压的状态与自由的状态下,电磁阀354的动作不同,因此可将与压力校正对象的气囊对应的第一流路形成为开,除此之外的第一流路形成为闭。结果,针对与压力校正对象的气囊对应的第一流路,可使流体从气囊向第二流路的方向流通,并且针对除此之外的第一流路,可阻止流体从第二流路向气囊的方向流动。

<第三实施方式>

接着,说明第三实施方式的气囊的压力校准。图6表示第三实施方式的压力校正用夹具及CMP装置的构成的图。第三实施方式与第一实施方式相比,不同点在于:第一流路440-1~440-3的连接目的地被变更;及对压力校正用夹具400的内部的开闭阀的控制空气压的连接目的地被变更。其他构成由于与第一实施方式相同,故仅说明与第一实施方式不同的部分。

流动控制部410包含:被设在多个第一流路440-1~440-3的各个第一流路且对多个第一流路440-1~440-3进行开闭的多个开闭阀410-1~410-3。针对主流路370-1,吸引用流路390从主流路370-1中的开闭阀340的气囊310-1侧分支。在吸引用流路390设有对吸引用流路390进行开闭的开闭阀(第四开闭阀)344。开闭阀344基于从电磁阀(SV3)356输出的控制空气压进行开闭。关于主流路370-2、370-3,与主流路370-1相同。

从主流路370-1~370-3分支的多个吸引用流路390在1条吸引用流路392合流。当将晶片W吸附在顶环31时,气囊310经由吸引用流路392而被真空抽吸。在吸引用流路392设有对吸引用流路392进行开闭的开闭阀(第五开闭阀)346。开闭阀346基于从电磁阀(SV4)358输出的控制空气压进行开闭。

多个开闭阀410-1~410-3与开闭阀344同步动作。具体而言,针对主流路370-1,开闭阀344基于从电磁阀(SV3)356输出的控制空气压来进行开闭。从电磁阀356输出的控制空气压经由复式连接器360、420而与开闭阀410-1连接。由此,开闭阀344(电磁阀356)与开闭阀410-1同步。此外,开闭阀344是常开的开闭阀,开闭阀410-1是常闭的开闭阀,因此若开闭阀344形成为开,则开闭阀410-1形成为闭,若开闭阀344形成为闭,则开闭阀410-1形成为开。进行气囊310-1的校准时,与主流路370-1连通的开闭阀344形成为闭,开闭阀410-1形成为开。另外,在进行气囊310-1的校准时,与主流路370-2、370-3连通的开闭阀344形成为开,开闭阀410-2、410-3形成为闭。关于主流路370-2、370-3也相同。

另外,多个第一流路440-1~440-3被连接在主流路370-1~370-3中的开闭阀340与压力调节器320之间。更具体而言,多个第一流路440-1~440-3被连接在主流路370-1~370-3中的开闭阀340与流量计330之间。

以上,通过第三实施方式,与第一实施方式同样地,可简化气囊的校准作业。另外,在第三实施方式中可防止在进行气囊的校准作业时,由于为了防止空气从气囊310漏泄而将晶片W按压于研磨垫10而造成的研磨垫10的变形等。即,在进行气囊的校准作业时,若晶片W未被设置在气囊时,空气会从气囊漏泄。为了消除问题,考虑设置晶片W而将晶片W按压在研磨垫10,但是,此时必须准备晶片W,且存在因按压而产生研磨垫10变形的风险。

相对于此,在第三实施方式中,第一流路440-1~440-3被连接在主流路370-1~370-3中的开闭阀340与压力调节器320之间。因此,在第三实施方式中,开闭阀410-1~410-3与开闭阀344同步动作。因此,通过第三实施方式,在进行气囊的校准作业时,可防止准备晶片W、或产生研磨垫10变形。

除此之外,在第三实施方式中,可防止在校准时,气囊意外地被真空吸附。即,在校准时,开闭阀346形成为闭。开闭阀346是如真空吸附的总开关那样的开闭阀,因此通过使开闭阀346形成为闭,即使吸引用流路390中的任一者为开,也可防止气囊意外地被真空吸附。

此外,在第三实施方式中,在不进行校准的通常操作时对气囊进行加压之际,开闭阀340被控制为开、开闭阀342、344、346被控制为闭。另外,在通常操作时对气囊进行吸附之际,开闭阀340、342被控制为闭、开闭阀344、346被控制为开。在通常操作时不对气囊进行加压或吸附之际,开闭阀340、342被控制为开、开闭阀344、346被控制为闭。

此外,在第三实施方式中,在进行校准的模式中,实际上正在进行例如气囊310-1的校准时,开闭阀340、342被控制为闭、开闭阀344、346被控制为闭、开闭阀410-1被控制为开、开闭阀410-2、410-3被控制为闭。另外,在进行校准的模式中,未进行校准之际,开闭阀340、342、346被控制为闭、开闭阀344被控制为开、开闭阀410-1~410-3被控制为闭。

<第四实施方式>

接着,说明第四实施方式的气囊的压力校准。图7是表示第四实施方式的压力校正用夹具及CMP装置的构成的图。第四实施方式与第一实施方式相比,不同点在于:压力校正用夹具400内的开闭阀被变更为逆止阀;用于控制压力校正用夹具400内的开闭阀的控制空气管线被删除。其他构成由于与第一实施方式相同,故仅说明与第一实施方式不同的部分。

流动控制部410包含:设在多个第一流路440-1~440-3中的各个第一流路,且使流体仅从气囊310向第二流路450的方向流通的多个逆止阀(止回阀(check valve))414-1~414-3。

在第四实施方式中,设在主流路370-1~370-3的开闭阀340中的、与校准对象的气囊对应的开闭阀340被控制为开,与并非为校准对象的气囊对应的开闭阀340被控制为闭。

例如,若气囊310-1为校准对象,被设置在主流路370-1的开闭阀340形成为开,被设置在主流路370-2、370-3的开闭阀形成为闭。通过主流路370-1的流体经由第一流路440-1、逆止阀414-1、及第二流路450而被供给至校正用压力传感器500。在此,在第一流路440-2、440-3设有逆止阀414-2、414-3,因此流体不从第二流路450向气囊310-2、310-3的方向流动。结果,可准确进行气囊310-1的压力的校准。

如以上所示,通过第四实施方式,在将CMP装置侧形成为一次、校正用压力传感器500侧形成为二次侧时,以加压流体仅从一次侧向二次侧的方向流动的方式进行控制,由此可防止流体漏出至加压中以外的区域。另外,通过第四实施方式,与第一~第三实施方式相比,由于不需要进行压力校正用夹具400内的阀的开闭控制,因此可简化压力校正用夹具400的构造。

此外,若在压力校正用夹具400内的第一流路(配管)440-1~440-3插入止回阀,由于无法排出已进入至夹具配管内的流体,因此即使在气囊加压中以外时,流体也继续停留。因此,为了排出未加压的状态下的配管内的流体,可在校正用压力传感器500的附近使排气用气动阀分支。具体而言,设置将二次侧形成为向大气开放的常开阀,与仅在气囊加压时进行打开动作的CMP装置侧阀的操作空气配管连接。连接的配管将各气囊的配管全部合流而连接。即,常开阀的动作为在任何气囊加压时形成为闭、除此之外的情况则形成为开,因此在未加压的情况下,可将残留在配管的流体进行大气开放。

<流程图>

接着,说明使用第一~第四实施方式的压力校正用夹具的校准处理流程。图8使用压力校正用夹具的校准的流程图。

如图8所示,校准方法中首先选择单元(步骤S101)。具体而言,校准方法中,从CMP装置的第一研磨单元3A、第二研磨单元3B、第三研磨单元3C、及第四研磨单元3D之中选择作为校准对象的单元。

接着,校准方法中,将外部连接器闭止用插座卸下(步骤S102)。通常CMP装置在复式连接器360安装有外部连接器闭止用插座,以避免多连接器360的端子露出。在校准时,外部连接器闭止用插座被卸下。

接着,校准方法中,将压力校正用夹具400、及校正用压力传感器500连接(步骤S103)。接着,校准方法中,选择气囊(步骤S104)。若以图4~图7的例而言,选择气囊310-1~310-3中的作为校准对象的气囊。

接着,校准方法中,执行校准(步骤S105)。关于校准的顺序,如上所述。

接着,校准方法中,判定校准对象的研磨单元内的全部气囊的校准是否已结束(步骤S106)。

校准方法中,当判定为全部气囊的校准未结束时(步骤S106,否),返回至步骤S104,选择未实施校准的气囊。

另一方面,校准方法中,当判定为全部气囊的校准已结束时(步骤S106,是),将压力校正用夹具400、及校正用压力传感器500卸下(步骤S107)。接着,校准方法中,安装外部连接器闭止用插座(步骤S108)。

接着,校准方法中,判定全部研磨单元的校准是否已完成(步骤S109)。校准方法中,当判定为全部研磨单元的校准未完成时(步骤S109,否),返回至步骤S101,选择未实施校准的研磨单元。

另一方面,校准方法中,当判定为全部研磨单元的校准已完成时(步骤S109,是),结束校准处理。

以上,通过第一~第四实施方式的压力校正用夹具400,可将各研磨台内的全部气囊与校正用压力传感器500总括连接,而且可仅自动选择作为测定对象的气囊压力。

即,压力测定及CMP装置内参数的变更作业可通过使用CMP装置内的自动校准工具而半自动化。可在CMP装置内自动实施现有方法中的压力实测值的取得、从实测值到校正后参数的计算、参数的适用等一连串手动作业,由此可缩短作业时间。但是,即使将校准自动化,也必须以手动切换作为对象的气囊与校正用压力传感器500的连接,因此作业者必须交替反复进行装置的操作与连接变更。通过省略该工序,期待更进一步的作业缩短。

这一点也考虑到由于省略将研磨单元分解而在每次进行测定时将各气囊与校正用压力传感器500连接的作业,所以将配管从气囊分支至研磨单元之外,可在外部配置总括连接的连接器。通过在该连接器连接校正用压力传感器500,可将研磨台内的全气囊与校正用压力传感器500连接。但是,仅将全部气囊与校正用压力传感器500连接,会导致在加压时加压流体在气囊之间漏泄,因此无法测定准确的压力。因此,通过在连接器与校正用压力传感器500之间设置第一~第四实施方式的压力校正用夹具400,可仅将作为测定对象的气囊与校正用压力传感器500连接。

第一~第三实施方式的压力校正用夹具400在压力校正用夹具400内设置歧管阀。阀每气囊一区域准备一台,以在加压时形成为开、除此之外的情况则形成为闭的方式进行操作。阀的种系设为气动式,利用CMP装置内的操作空气来使其动作。具体而言,通过将在各气囊加压时进行动作的装置侧阀的操作空气配管与压力校正用夹具400侧阀相连来使动作同步。通过该方法,可仅使正在加压的气囊的阀自动形成为开,可形成与校正用压力传感器500连接的状态。以所使用的压力校正用夹具400侧阀的操作方式而言,常闭(NC)与常开(NO)的任何方式均可。当利用NC阀时,在操作空气加压时形成为开且除此之外的情况形成为闭,因此在CMP装置内阀中,可通过与仅在气囊加压时进行动作的阀同步来操作。另一方面,当利用NO阀时,在操作空气加压时形成为闭、且除此之外的情况形成为开、进行与NC阀相反的动作,因此可通过与气囊加压时关闭的阀同步来进行目的操作。

第四实施方式是在压力校正用夹具400内的各气囊配管设置回止阀的方法。通过将CMP装置侧形成为一次、校正用压力传感器500侧形成为二次侧,以加压流体从CMP装置仅向校正用压力传感器500的方向流动的方式进行控制。由此,可防止流体漏出至加压中之外的区域。

通过以上任何实施方式,不需要进行配管的重连、及CMP装置以外的独立操作,就可计测指定气囊加压时压力。另外,在现有的校准方法中,每一台研磨台所需的作业时间为以2人作业3小时左右。相对于此,通过使用本实施方式的手段,每一台研磨台可缩短至1人作业45分钟左右。因此,期待研磨装置的开始、或维护的作业效率大幅改善。

另外,在现有的方法中,将气囊的薄膜附近的气囊配管卸下而与校正用压力传感器500连接,因此要考虑在校准后再次连接时的误配管等危险性,但是在本实施方式中,由于通过压力校正用夹具400进行总括连接,可期待防止配管连接时的作业错误的效果。另外,在进行压力校准时,在现有的方法中,由作业者自身进行校正用压力传感器500的值的计测,因此根据作业者的不同而计测结果会产生偏差。在本实施方式中,由于自动进行压力计测及参数计算,因此可防止结果产生偏差,校准稳定性会提升。

【符号说明】

31A、31B、31C、31D 顶环

310 气囊

320 压力调节器

340、342、344、346 开闭阀

352、354、356 电磁阀

360、420 复式连接器

370-1~370-3 主流路

380 旁通流路

390、392 吸引用流路

400 压力校正用夹具

410 控制部

410-1~410-3 开闭阀

412 开闭阀

414 逆止阀

430 连接器

440-1~440-3 第一流路

450 第二流路

500 校正用压力传感器

W 晶片

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