Tl的膨胀被限制罩100限制，从而能够防止缓冲罐Tl的破裂。
[0157]缓冲罐Tl的壁越薄，缓冲罐Tl更加容易吸收压力变动。另一方面，若缓冲罐Tl的壁较薄，则在晶片研磨中有缓冲罐11较大膨胀而缓冲罐Tl破裂的担忧。限制罩100能够较大地减少这样的缓冲罐Tl的破裂的风险。并且，通过缓冲罐Tl的形状以及厚度、与限制罩100的形状以及大小的组合，能够调整由缓冲罐Tl吸收的压力范围以及压力变动的大小。
[0158]图31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31所示的缓冲罐Tl相同的结构以及配置。该例子的缓冲罐Tl的周壁部由波纹管102构成，该波纹管102由树脂、金属(例如不锈钢)构成。波纹管102构成为能够与缓冲罐Tl内的压力对应地变形(即，膨胀以及收缩)。即使波纹管102膨胀，其壁厚也不会变化，有机械强度不会降低的优点。
[0159]图32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32所示，若缓冲罐Tl内的压力变高，则波纹管102伸长而缓冲罐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。
[0160]图33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33所示的缓冲罐Tl相同的结构以及配置。该例子中，缓冲罐Tl的一部分由隔膜105构成，该隔膜105由树脂或者橡胶等弹性材料构成。更具体而言，缓冲罐Tl具备:具有开口部的容器106 ;和堵住该开口部的隔膜105。隔膜105具有没有弯曲部的平坦的形状。容器106由硬质的部件(例如，金属或者硬质的树脂)形成。隔膜105堵住容器106的开口部，由此在缓冲罐Tl内形成密闭空间。该密闭空间与分支线路BI连通。
[0161]图34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34所示，若缓冲罐Tl内的压力变高，则隔膜105向外侧膨胀而缓冲罐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。隔膜105是与缓冲罐Tl内的压力对应地变形的部件。由于隔膜105的形状简单且变形量也比较小，所以能够长时间地期待稳定的动作。
[0162]图35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35所示的缓冲罐Tl相同的结构以及配置。该例子的缓冲罐Tl具有:与分支线路BI连接的缸体111 ;收容在该缸体111内的活塞112 ;对缸体111与活塞112之间的缝隙进行密封的翻卷式隔膜114 ;以及支承活塞112的弹簧116。翻卷式隔膜114由橡胶等弹性部件构成。
[0163]翻卷式隔膜114具有以包围活塞112的方式配置的呈倒U字形的剖面的弯曲部，该弯曲部对缸体111与活塞112之间的缝隙进行密封。缓冲罐Tl内的密闭空间由翻卷式隔膜114和缸体111的内表面形成。该密闭空间与分支线路BI连通。翻卷式隔膜114是与缓冲罐Tl内的压力对应地变形的部件。
[0164]图36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36所示，若缓冲罐Tl内的压力变高，则活塞112克服弹簧116的反弹力而向外侧移动，从而缓冲罐Tl的容积增加，并且翻卷式隔膜114变形。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。
[0165]翻卷式隔膜114的弯曲部仅对照活塞112的动作而转动，翻卷式隔膜114不与活塞112以及缸体111滑动接触。因此，当翻卷式隔膜114变形时，作用于翻卷式隔膜114的摩擦阻力几乎为O。因此，活塞112能够与缓冲罐Tl内的压力变化对应而迅速且平滑地移动。并且，由于弹簧116的反弹力根据活塞112的移动量而变化，所以通过变长活塞112的行程能够吸收大范围的压力振动。
[0166]上述的图27至图36所示的结构也能够适当组合。例如，通过在图27所示的气囊类型的缓冲罐Tl的一部分组装图33所示的隔膜105，缓冲罐Tl能够吸收更大范围的压力变动。
[0167]上述的实施方式是以具有本发明所属的技术领域的通常知识的人能够实施本发明为目的而记载的。对于上述实施方式的各种变形例，若是本领域技术人员则当然能够知晓，本发明的技术的思想也能够用于其它的实施方式。因此，本发明不限定于记载的实施方式，解释为基于由权利要求书的范围所定义的技术思想的最大的范围。
【主权项】
1.一种研磨装置，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； 压力调节器，其对上述压力室内的气体的压力进行控制；以及 缓冲罐，其设于上述压力室与上述压力调节器之间。
2.根据权利要求1所述的研磨装置，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。
3.根据权利要求1所述的研磨装置，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。
4.根据权利要求3所述的研磨装置，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。
5.根据权利要求3所述的研磨装置，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。
6.根据权利要求5所述的研磨装置，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。
7.根据权利要求6所述的研磨装置，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。
8.根据权利要求6所述的研磨装置，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。
9.根据权利要求6所述的研磨装置，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。
10.根据权利要求5所述的研磨装置，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。
11.根据权利要求3所述的研磨装置，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。
12.根据权利要求1所述的研磨装置，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。
13.根据权利要求12所述的研磨装置，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。
14.根据权利要求13所述的研磨装置，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。
15.根据权利要求13所述的研磨装置，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。
16.根据权利要求13所述的研磨装置，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。
17.根据权利要求12所述的研磨装置，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。
18.根据权利要求12所述的研磨装置，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。
19.一种研磨装置，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。
20.根据权利要求19所述的研磨装置，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。
21.根据权利要求19所述的研磨装置，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。
22.根据权利要求19所述的研磨装置，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。
23.根据权利要求19所述的研磨装置，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。
24.根据权利要求23所述的研磨装置，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。
【专利摘要】本发明提供能够稳定地控制顶环的压力室内的压力的研磨装置。研磨装置具备用于支承研磨垫的能够旋转的研磨工作台(1)、具有用于将基板按压于研磨垫(1)的压力室(10)的能够旋转的顶环(5)、控制压力室(10)内的气体的压力的压力调节器(15)、及设于压力室(10)与压力调节器(15)之间的缓冲罐(40)。压力调节器(15)具备压力控制阀(16)、测量该压力控制阀(16)的下游侧的气体的压力的压力计(17)、及以使压力室(10)内的压力的目标值与由该压力计测量出的压力值的差最小的方式控制压力控制阀(16)的动作的阀控制部(25)。
【IPC分类】B24B37-10, B24B37-34
【公开号】CN104669107
【申请号】CN201410708369
【发明人】篠崎弘行, 高桥信行, 丸山彻, 作川卓, 锅谷治
【申请人】株式会社荏原制作所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年11月28日
【公告号】US20150151401