研磨装置的制造方法_2

文档序号:8351254阅读:来源:国知局
罐,其设于上述压力室与上述压力调节器之间。
[0039]其特征在于,上述压力调节器具备:压力控制阀;压力计,其对上述压力控制阀的下游侧的气体的压力进行测量;以及阀控制部,其以使上述压力室内的压力的目标值与由上述压力计测量出的压力值的差为最小的方式,控制上述压力控制阀的动作。
[0040]其特征在于,还具备:气体输送线路,其连接上述压力调节器和上述压力室;以及流量计,其对在上述气体输送线路流动的气体的流量进行计量,上述缓冲罐与上述气体输送线路连通,上述缓冲罐配置在上述压力调节器与上述流量计之间。
[0041 ] 其特征在于,上述缓冲罐具有内部容积不受其内部的压力的影响而不发生变化的结构。
[0042]其特征在于,上述缓冲罐构成为:该缓冲罐的容积与其内部的压力对应地变化。
[0043]其特征在于,上述缓冲罐的至少一部分由与上述缓冲罐的内部的压力对应地变形的部件构成。
[0044]其特征在于,在上述缓冲罐的外侧配置有限制上述缓冲罐变形的限制罩。
[0045]其特征在于,与上述缓冲罐的内部的压力对应地变形的上述部件是隔膜。
[0046]其特征在于,与上述缓冲罐的内部的压力对应地变形的上述部件是波纹管。
[0047]其特征在于,上述缓冲罐具有:缸体;活塞,其收容在上述缸体内;翻卷式隔膜,其对上述缸体与上述活塞之间的缝隙进行密封;以及弹簧,其支承上述活塞,上述翻卷式隔膜具有包围上述活塞的弯曲部,上述弯曲部具有倒U字形的剖面。
[0048]其特征在于,将上述基板按压于上述研磨垫时的、上述顶环相对于上述研磨垫的相对高度恒定不变。
[0049]其特征在于,还具备连接上述压力调节器和上述压力室的气体输送线路,上述缓冲罐与上述气体输送线路连通,上述缓冲罐构成为:该缓冲罐的容积与其内部的压力对应地变化。
[0050]其特征在于,上述缓冲罐的至少一部分由与上述缓冲罐的内部的压力对应地变形的部件构成。
[0051]其特征在于,在上述缓冲罐的外侧配置有限制上述缓冲罐变形的限制罩。
[0052]其特征在于,与上述缓冲罐的内部的压力对应地变形的上述部件是隔膜。
[0053]其特征在于,与上述缓冲罐的内部的压力对应地变形的上述部件是波纹管。
[0054]其特征在于,上述缓冲罐具有:缸体;活塞,其收容在上述缸体内;翻卷式隔膜,其对上述缸体与上述活塞之间的缝隙进行密封;以及弹簧,其支承上述活塞,上述翻卷式隔膜具有包围上述活塞的弯曲部,上述弯曲部具有倒U字形的剖面。
[0055]其特征在于,将上述基板按压于上述研磨垫时的、上述顶环相对于上述研磨垫的相对高度恒定不变。
[0056]一种研磨装置,其特征在于,具备:能够旋转的研磨工作台,其用于支承研磨垫;能够旋转的顶环,其具有用于将基板按压于上述研磨垫的压力室;以及压力调节器,其对上述压力室内的气体的压力进行控制,上述压力调节器具备:压力控制阀;压力计,其对上述压力控制阀的下游侧的气体的压力进行测量;以及阀控制部,其以使上述压力室内的压力的目标值与由上述压力计测量出的压力值的差为最小的方式,控制上述压力控制阀的动作,当上述测量出的压力值的振动频率处于规定的频率范围内时,上述阀控制部的响应倍率为OdB以下,该响应倍率表示上述测量出的压力值相对于上述目标值的比率,与上述研磨工作台的旋转速度对应的频率处于上述规定的频率范围内。
[0057]其特征在于,上述阀控制部由第一阀控制部和第二阀控制部构成,上述压力调节器具有在上述第一阀控制部与上述第二阀控制部之间进行切换的切换器,当上述测量出的压力值的振动频率处于上述规定的频率范围内时,上述第一阀控制部的上述响应倍率为OdB以下,当上述测量出的压力值的振动频率处于上述规定的频率范围内时,上述第二阀控制部的上述响应倍率大于OdB。
[0058]其特征在于,上述压力调节器具备带阻滤波器,该带阻滤波器将上述测量出的压力值的振动频率处于上述规定的频率范围内时的上述阀控制部的上述响应倍率降低为OdB以下。
[0059]其特征在于,上述研磨工作台和上述顶环以相同的旋转速度旋转。
[0060]其特征在于,还具备计量上述阀控制部的上述响应倍率的响应倍率计量器,上述响应倍率计量器构成为:一边以处于上述规定的频率范围内的频率使测试目标值振动、一边向上述压力调节器输入该测试目标值,取得向上述压力调节器输入上述振动的测试目标值时的上述压力计的输出值,根据上述输出值以及上述测试目标值来计算上述阀控制部的上述响应倍率。
[0061]其特征在于,还具备调整器,在上述计算出的响应倍率大于OdB的情况下,该调整器调整上述阀控制部的动作,以使该响应倍率为OdB以下。
[0062]根据本发明,气体储存空间(包括顶环的压力室以及气体流路)的容积Q仅增加缓冲罐的容积,从而因研磨工作台以及顶环的旋转而产生的变动幅度△ O相对于容积Q相对变小。结果,能够降低由研磨工作台以及顶环的旋转引起的气体压力的变动。
[0063]根据本发明,缓冲罐通过增大从压力调节器至压力室的气体通路的体积,能够相对缩小压力室的压力的变动。因此,压力调节器能够稳定地控制压力室内的压力。
[0064]根据本发明,缓冲罐能够吸收压力室内的压力变动。因此压力调节器能够稳定地控制压力室内的压力。
[0065]根据本发明,与研磨工作台的旋转速度对应的频率中,阀控制部的响应倍率为OdB。因此在研磨晶片等基板的过程中,压力室的压力不会发散地振动,从而稳定地维持为规定的目标值。
【附图说明】
[0066]图1是表示用于研磨晶片的研磨装置的示意图。
[0067]图2是表示顶环的构造的示意图。
[0068]图3是压力调节器的示意图。
[0069]图4是表示向压力调节器输入的目标值Pc与时间的关系的曲线图。
[0070]图5是表示由压力测量定出的实际的压力(测量出的压力值)Pact的曲线图。[0071 ] 图6是表示压力Pact的过冲的曲线图。
[0072]图7是表示压力调节器的响应时间设定为较长的情况下的压力Pact的曲线图。
[0073]图8是表示阀控制部的频率响应特性的曲线图。
[0074]图9是表示使研磨工作台以及顶环以不同的旋转速度旋转时的气体储存空间(压力室以及气体流路)的容积的变化的曲线图。
[0075]图10是表示压力调节器的一个实施方式的示意图。
[0076]图11是表示图10所示的阀控制部的频率响应特性的曲线图。
[0077]图12是表示压力调节器的其它实施方式的示意图。
[0078]图13是表示图12所示的第一阀控制部以及第二阀控制部的频率响应特性的曲线图。
[0079]图14是表示压力调节器的其它实施方式的示意图。
[0080]图15是表示图14所示的阀控制部的频率响应特性的曲线图。
[0081]图16是表示具备测量阀控制部的响应倍率的响应倍率计量器的研磨装置的实施方式的示意图。
[0082]图17是表示具备储气罐的研磨装置的实施方式的示意图。
[0083]图18是表示研磨工作台以及顶环从它们的旋转轴心倾斜的状态的图。
[0084]图19(a)、图19(b)、图19(c)是表示以研磨工作台以及顶环的相位角同步的状态旋转的情况的图。
[0085]图20是表示本发明的一个实施方式的研磨装置的图。
[0086]图21是表示顶环的剖视图。
[0087]图22是用于说明缓冲罐、电-气调节器、流量计、压力室的配置的示意图。
[0088]图23是表示图22的比较例的图。
[0089]图24是表示使目标压力值变化后的电-气调节器的响应时间的实验结果的曲线图。
[0090]图25是表示在电-气调节器与流量计之间设有缓冲罐的情况以及未设置缓冲罐的情况下的电-气调节器的下游侧的压力的变动的大小的曲线图。
[0091]图26是表示在电-气调节器与流量计之间设有缓冲罐的情况以及未设置缓冲罐的情况下的电-气调节器的下游侧的流量的变动的大小的曲线图。
[0092]图27是表示缓冲罐的其它例子的剖视图。
[0093]图28是表示内部的压力较低时的缓冲罐、以及内部的压力较高时的缓冲罐的图。
[0094]图29是表示缓冲罐的其它例子的剖视图。
[0095]图30是表示缓冲罐的膨胀由限制罩限制的情况的图。
[0096]图31是表示缓冲罐的其它例子的剖视图。
[0097]图32是表示内部的压力较低时的缓冲罐、以及内部的压力较高时的缓冲罐的图。
[0098]图33是表示缓冲罐的其它例子的剖视图。
[0099]图34是表示内部的压力较低时的缓冲罐、以及内部的压力较高时的缓冲罐的图。
[0100]图35是表示缓冲罐的其它例子的剖视图。
[0101]图36是表示内部的压力较低时的缓冲罐、以及内部的压力较高时的缓冲罐的图。
[0102]附图标记说明:1…研磨垫;2…研磨工作台;3…工作台马达;5…顶环;7…研磨液供给喷嘴;6…顶环主轴;10…压力室;11...弹性膜(薄膜);14…旋转接头;15…压力调节器;16…压力控制阀;17…压力计;21、25、25A、25B…阀控制部;26…切换器;28…气体流路;31…带阻滤波器;33…响应倍率计量器;35…调整器;40…储气罐(缓冲罐);41...顶环主体;42…挡环;45…夹板;46…翻卷式隔膜;49…万向接头;50…研磨控制部;55…气体供给源;64…顶环头;66…旋转筒;67…同步带轮;68…顶环马达;69…同步带;70...同步带轮;80…顶环头主轴;81…上下动机构;83…轴承;84…桥部;85…支承台;86…支柱;88…滚珠丝杠;88a…螺纹轴;88b…螺母;90…伺服马达;100…限制罩;102…波纹管;105…隔膜;106…容器;111…缸体;112…活塞;114…翻卷式隔膜;116…弹簧;C1、C2、C3、C4、C5、C6…压力室;F1、F2、F3、F4、F5、F6…气体输送线路;V1、V2、V3、V4、V5、V6…真空线路;R1、R2、R3、R4、R5、R6…电-气调节器(压力调节器);G1、G2、G3、G4、G5、G6…流量计;B1、B2、B3、B4、B5、B6…分支线路;T1、T2、Τ3、Τ4、Τ5、Τ6…缓冲罐(储气罐)。
【具体实施方式】
[0103]以下,对本发明的实施方式进行说明。
[0104]本发明的一个实施方式的研磨装置具有与图1以及图2所示的研磨装置基本相同的结构,从而省略其重复的说明。图10是表示调节器15的一个实施方式的示意图。压力调节器15具备:调整压力室10内的气体的压力的压力控制阀16 ;对该压力控制阀16的下游侧的气体的压力(二次侧压力)进行测量的压力计17 ;以及以使压力的目标值Pc与由压力计17测量的压力值Pact的差(偏差)为最小的方式控制压力控制阀16的动作的阀控制部25。二次侧压力相当于压力室10内的压力。目标值Pc是顶环5的压力室10内的压力的目标值。
[0105]作为阀控制部25,能够使用进行PlD动作、即比例动作、积分动作、以及微分动作的PlD控制器。上述比例动作、积分动作、微分动作各自的操作量一般由目标值与实测值的偏差、比例参数(比例增益)、积分参数(比例增益/积分时间)、以及微分参数(比例增益X微分时间)决定。比例参数、积分参数、以及微分参数是预先设定的常量。根据上述参数
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