研磨装置的制造方法_4

文档序号:8351254阅读:来源:国知局
力室(气囊)C1、C2、C3、C4。压力室Cl、C2、C3、C4由薄膜11和夹板45形成。中央的压力室Cl形成为圆形,其它的压力室C2、C3、C4形成为环状。这些压力室C1、C2、C3、C4同心排列。
[0134]分别经由气体输送线路F1、F2、F3、F4而从气体供给源(流体供给源)55向压力室C1、C2、C3、C4供给加压空气等加压气体(加压流体)。另外,气体输送线路F1、F2、F3、F4与真空线路V1、V2、V3、V4连接,通过真空线路V1、V2、V3、V4来在压力室Cl、C2、C3、C4形成为负压。压力室C1、C2、C3、C4的内部压力能够相互独立地变化,由此,能够独立地调整针对晶片W所对应的四个区域、即中央部、内侧中间部、外侧中间部、以及周缘部的研磨压力。另外,通过使顶环5整体升降,能够用规定的压力将挡环42按压于研磨垫I。
[0135]在夹板45与顶环主体41之间形成有压力室C5,经由气体输送线路F5从上述气体供给源55向该压力室C5供给加压气体。另外,气体输送线路F5与真空线路V5连接,通过真空线路V5来在压力室C5形成负压。由此,夹板45以及薄膜11整体能够沿上下方向移动。
[0136]晶片W的周端部由挡环42包围,从而在研磨中,晶片W不会从顶环5飞出。在构成压力室C3的、薄膜11的部位形成有开口,通过在压力室C3形成真空来将晶片W吸附保持于顶环5。另外,通过向该压力室C3供给氮气、清洁空气等,来从顶环5释放晶片W。
[0137]在顶环主体41与挡环42之间,配置有环状的翻卷式隔膜46,在该翻卷式隔膜46的内部形成有压力室C6。压力室C6经由气体输送线路F6与上述气体供给源55连结。气体供给源55向压力室C6内供给加压气体,由此将挡环42按压于研磨垫I。另外,气体输送线路F6与真空线路V6连接,通过真空线路V6在压力室C6形成负压。若在压力室C6内形成真空,则挡环42整体上升。
[0138]在与压力室Cl、C2、C3、C4、C5、C6连通的气体输送线路(气体流路)Fl、F2、F3、F4、F5、F6,分别设有电-气调节器(压力调节器)R1、R2、R3、R4、R5、R6。来自气体供给源55的加压气体通过电-气调节器Rl?R6而向压力室Cl?C6内供给。电-气调节器Rl?R6通过调整从气体供给源55供给的加压气体的压力,来对压力室Cl?C6内的压力进行控制。电-气调节器Rl?R6与研磨控制部50连接。压力室Cl?C6也与大气敞开阀(未图示)连接,从而也能够使压力室Cl?C6向大气敞开。研磨控制部50向电-气调节器Rl?R6发送压力室Cl?C6各自的目标压力值,从而电-气调节器Rl?R6以将压力室Cl?C6内的压力维持为对应的目标压力值的方式动作。
[0139]电-气调节器Rl?R6通过气体输送线路Fl?F6与压力室Cl?C6连接。在气体输送线路Fl?F6,分别设有用于对在其内部流动的气体的流量进行测量的流量计G1、G2、G3、G4、G5、G6。这些流量计Gl?G6用于对应的压力室Cl?C6的气体泄漏的检测。在不需要压力室Cl?C6的气体泄漏的检测的情况下,也可以省略流量计Gl?G6。气体输送线路Fl?F6从压力室Cl?C6经由旋转接头14而延伸至电-气调节器Rl?R6。真空线路Vl?V6在压力室Cl?C6与流量计Gl?G6之间的位置、与气体输送线路Fl?F6分别连接。
[0140]在电-气调节器Rl、R2、R3、R4、R5、R6与作为加压气体的使用点的顶环5之间,设有缓冲罐(储气罐)!1、了2、了3、了4、了5、丁6。这些缓冲罐11、了2、了3、了4、了5、了6通过分支线路B1、B2、B3、B4、B5、B6而与气体输送线路(气体流路)Fl、F2、F3、F4、F5、F6分别连接。缓冲罐Tl?T6在电-气调节器Rl?R6与流量计Gl?G6之间配置。换言之,分支线路BI?B6在电-气调节器Rl?R6与流量计Gl?G6之间的位置,与气体输送线路Fl?F6连接。缓冲罐Tl、T2、T3、T4、T5、T6具有与上述的储气罐40相同的功能。
[0141]在研磨控制部50,预先存储有作为顶环5相对于研磨垫I的相对高度的最佳值的目标高度。在晶片W的研磨中,顶环5相对于研磨垫I的相对高度维持为该规定的目标高度。该目标高度是当在压力室Cl?C4形成负压而将晶片W吸引至薄膜11上时、在晶片W与研磨垫I的研磨面Ia之间形成微小的缝隙的高度。该缝隙通过向压力室Cl?C4内供给气体而成为O。顶环5相对于研磨垫I的相对高度由伺服马达90调整,伺服马达90的动作由研磨控制部50控制。
[0142]为了将顶环5的相对高度维持为上述目标高度,需要检测研磨垫I的研磨面Ia的高度。研磨垫I的研磨面Ia的高度能够如下检测。使顶环5从规定的初始位置下降,而使顶环5的下表面(即,挡环42的下表面)与研磨垫I的研磨面Ia接触。若顶环5的下表面与研磨垫I的研磨面Ia接触,则对于伺服马达90的负荷增加,在伺服马达90流动的电流增加。因此,研磨控制部50能够根据在伺服马达90流动的电流的变化,来检测顶环5的下表面与研磨垫I的研磨面Ia接触的时刻。研磨控制部50在顶环5的下表面与研磨垫I的研磨面Ia接触时停止伺服马达90的动作,从而停止顶环5的下降。研磨控制都50根据顶环5的初始位置和顶环5的下降距离,计算研磨垫I的研磨面Ia的高度。
[0143]在晶片W的研磨中,在顶环5相对于研磨垫I的相对高度维持为恒定的条件下,使研磨工作台2和顶环5旋转。然而,由于在研磨工作台2以及顶环5的旋转轴承稍微存在轴向的振动,所以随着上述研磨工作台2以及顶环5的旋转,研磨工作台2和顶环5在上下方向上的相对位置稍微变化。由于压力室Cl?C6的内部容积因该相对位置的变化而变动,所以压力室Cl?C6的内部压力也变动。因此,为了缩小这样的压力室Cl?C6的内部压力的变动,在压力室Cl?C6分别连通缓冲罐Tl?T6。
[0144]各个缓冲罐Tl?T6的结构以及配置相互相同。因此,以下参照图22对缓冲罐Tl进行说明。图22是用于说明缓冲罐Tl、电-气调节器(压力调节器)R1、流量计G1、压力室Cl的配置的示意图。缓冲罐Tl是由金属或者硬质的树脂等硬质的材料形成的密闭容器。缓冲罐Tl具有刚性较高的构造,其内部容积实际上不变化。作为一个例子,缓冲罐Tl由PVC(聚氯乙烯)形成。
[0145]缓冲罐Tl与气体输送线路Fl连接。因此,缓冲罐Tl通过气体输送线路Fl而与压力室Cl连通。该缓冲罐Tl的容积与压力室Cl的容积相同、或者比压力室Cl的容积大。对于这样的缓冲罐Tl而言,通过增大电-气调节器Rl至压力室Cl的气体通路的体积,能够相对缩小压力室Cl的压力的变动。
[0146]缓冲罐Tl位于电-气调节器Rl与流量计Gl之间。这是为了提高电-气调节器Rl的响应性。电-气调节器10的响应性通过目标压力值变化的时刻与电-气调节器Rl的下游侧的压力(即,电-气调节器Rl的二次侧压力)达到该目标压力值的时刻的差亦即响应时间来表示。流量计Gl具有节流孔,并构成为基于节流孔的上游侧的压力与下游侧的压力的差来测量流量。由于在具有这样的结构的流量计Gl的上游侧连接有缓冲罐Tl,所以从电-气调节器Rl供给气体在其流量因流量计Gl降低之前向缓冲罐Tl供给,从而迅速地充满缓冲罐Tl。由此,电-气调节器Rl能够与目标压力值的变化对应地使压力室Cl内的压力迅速变化。流量计Gl位于缓冲罐Tl与压力室Cl之间。
[0147]从图22可知,缓冲罐Tl在电-气调节器Rl与真空线路Vl之间配置。通过设为这样的配置,从而当由真空线路Vl在压力室Cl内形成真空时,缓冲罐Tl对真空形成基本不产生影响。因此,真空线路Vl能够迅速地在压力室Cl内形成真空。
[0148]图23是表示图22的比较例的图。图23所示的例子中,缓冲罐Tl在流量计Gl与压力室Cl之间配置。这样的配置中,从电-气调节器Rl供给的气体在其流量因流量计Gl降低之后向缓冲罐Tl供给。结果,气体充满缓冲罐Tl花费更长的时间,响应性降低。并且,当利用真空线路Vl在压力室Cl内形成真空时,缓冲罐Tl内的气体由真空线路Vl吸入,从而在压力室Cl内形成真空花费更长的时间。
[0149]图24是表示在图22所示的配置、图23所示的配置、以及没有缓冲罐11的配置中、使目标压力值变化后的电-气调节器Rl的响应时间的实验结果的曲线图。从该实验结果可知,图22所示的配置与图23所示的配置相比示出较短的响应时间。并且,图22所示的配置示出与没有缓冲罐Tl的配置大致相同的响应时间。这指的是,通过如图22所示地将缓冲罐Tl配置于电-气调节器Rl与流量计Gl之间,来得到与不设置缓冲罐的情况同等的良好的响应性。
[0150]图25是表示在电-气调节器Rl与流量计Gl之间设有缓冲罐Tl的情况以及未设置缓冲罐Tl的情况下的电-气调节器Rl的下游侧的压力的变动的大小的曲线图,图26是表示在电-气调节器Rl与流量计Gl之间设有缓冲罐Tl的情况以及未设置缓冲罐Tl的情况下的电-气调节器Rl的下游侧的流量的变动的大小的曲线图。图25以及图26中,压力的变动的大小表示为压力的最大值与最小值的差,流量的变动的大小表示为流量的最大值与最小值的差。从图25以及图26所示的实验结果可知,通过设置缓冲罐Tl来使压力变动以及流量变动降低。
[0151]从图24至图26所示的实验结果可知,通过将缓冲罐Tl配置于电-气调节器Rl与流量计Gl之间,能够使压力变动以及流量变动降低,并且能够得到与不设置缓冲罐的情况同等的良好的响应性。如上所述,在不需要压力室Cl?C6的气体泄漏的检测的情况下,也可以省略流量计Gl?G6。该情况下,缓冲罐Tl?T6也能够相对缩小压力室Cl?C6的压力的变动。
[0152]接下来,对缓冲罐Tl的其他构成例进行说明。以下说明的缓冲罐Tl的配置与图22所示的缓冲罐Tl的上述配置相同。图27是表示缓冲罐Tl的其它例子的剖视图。其它的缓冲罐T2?T6也具有与图27所示的缓冲罐Tl相同的结构以及配置。
[0153]图27所示的缓冲罐Tl在缓冲罐Tl的容积构成为与其内部的压力对应地变化这一点上,与上述的缓冲罐不同。该例子的缓冲罐Tl的整体由橡胶等弹性材料构成,缓冲罐Tl整体与缓冲罐Tl内的压力对应地变形(即,膨胀以及收缩)。即,缓冲罐Tl整体由能够与其内部的压力对应地变形的部件构成。例如,缓冲罐Tl由橡胶制的气囊构成。也可以仅缓冲罐Tl的一部分由橡胶等弹性材料构成。
[0154]图28是表示内部的压力较低时的缓冲罐Tl、以及内部的压力较高时的缓冲罐Tl的图。如图28所示,若缓冲罐Tl内的压力变高,则缓冲罐Tl整体膨胀而缓冲罐Tl的容积增加。这样,缓冲罐Tl的容积与缓冲罐Tl内的压力对应地变化,从而缓冲罐Tl能够吸收在晶片的研磨时产生的压力室Cl内的压力变动。
[0155]图29是表示缓冲罐Tl的其它例子的剖视图。其它的缓冲罐T2?T6也具有与图29所示的缓冲罐Tl相同的结构以及配置。该例子的缓冲罐Tl本身与图27所示的缓冲罐Tl相同,但在缓冲罐Tl的外侧设有限制罩100这一点上不同。该限制罩100具有覆盖缓冲罐Tl的上表面以及侧面整体的形状。限制罩100具有比缓冲罐Tl整体的体积大的内部空间。该限制罩100设为用于防止与缓冲罐Tl内的压力上升对应地膨胀的缓冲罐Tl的破
M
O
[0156]图30是表示缓冲罐Tl的变形(膨胀)由限制罩100限制的情况的图。如图30所示,当缓冲罐Tl内的压力较低时,缓冲罐Tl的外表面不与限制罩100的内表面接触,但若缓冲罐Tl内的压力上升某种程度,则缓冲罐Tl的外表面与限制罩100的内表面接触。从图30可知,缓冲罐
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