专利名称：抽水方法和抽水装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及抽水的方法和抽水的装置，更确切地说，涉及如下的抽水方法和抽水装置，该方法和装置能从抛光设备的一块板的一个侧面上粘附的支撑元件中抽出并除去该支撑元件所包含的用于粘附待抛光工件的过量的水。
背景技术：
一个工件(例如制造半导体装置的晶片)被(例如)图11所示的抛光设备抛光。在图11所示的抛光设备中，其上附有抛光布102的抛光板100沿规定的方向旋转。顶环104沿规定的方向旋转，并朝向或远离抛光板100运动。陶瓷板106安装在顶环104的头部，晶片W被板106保持着，并被压到抛光布102上，以此抛光晶片W。
如图12所示，由(例如)片状的泡沫树脂制成并附着在板106的一个侧面上的支撑元件108包含有水，晶片W通过水的表面张力被保持在板106上。
目前使用的是大而薄的晶片W，同时，它还需要高精度的抛光。
然而，如图12所示，被抛光的晶片W的表面的中心部分往往比其外边缘部分更薄，其中该中心部分已经被附着于板106的一个侧面的支撑元件中包含的水的表面张力粘附住。
也就是说，被抛光的晶片W表面的中心部分易于被过度抛光，因此晶片W形成凹形。下面将解释形成凹形的原因。
当晶片W被附着在支撑元件108上——其中支撑元件108包含有过量的水并被压在抛光板100的抛光布102上——以进行抛光时，支撑元件108被晶片W的外边缘部分压住，因此晶片W的外边缘部分在其间封闭一个空间(如图13所示)。因此，包含在支撑元件108中的过量的水无法运动到晶片W的外侧，所以过量的水集中在晶片W的中心部分。
同时，包含在支撑元件108中的水的温度因抛光引起的摩擦热而升高，与晶片W的中心部分相对应的支撑元件108的中心部分变得薄于其外边缘部分(见图13)。通过牢固地将晶片W压在抛光布102上，晶片W被抛光并形成凹形。
此外，如果用于阻止晶片W从支撑元件108上脱落的窄的环形模板110被附着在板106上，并与支撑元件108的外边缘对应(如图14所示)，那么就难于排出存在于模板110里面的过量的水。
不同于没有模板的板106，附着于具有如图14所示的模板110的板106上的支撑元件108中的过量的水可能会增加。
在晶片被抛光后，板106与支撑元件108一起被清洁。因此，将要抛光的另一块新晶片W就被附着于包含有过量水的支撑元件108上。
也就是说，下一个晶片W被附着于未干的支撑元件108上，因此，难于通过调整对支撑元件108的供水量来调整支撑元件108的含水量。
为了解决上述问题，日本专利公报No.2003-11056公开了一种清除附着于板上的支撑元件中的过量水的方法。也就是说，通过向支撑元件的保持表面喷射空气和/或通过旋转板来清除其上粘附有晶片的支撑元件的保持表面上的水(参见JP2003-11056的权利要求书和附图1)。
通过向支撑元件的保持表面喷射空气和/或通过旋转板，可以清除支撑元件上的水。
然而，在晶片被抛光后，其上粘附有支撑元件的板一般与支撑元件一起被清洁，另一块晶片被附着于未干燥的支撑元件上。因此，支撑元件仍包含过量的水。为了通过喷射空气和/或通过旋转板来清除过量的水，必须优化影响清除过量水的一些参数，例如喷射空气的量、空气压力、空气喷嘴的运动速度、板的旋转速度。但是，优化参数是困难的。
此外，优化的参数在抛光的过程中必须被保持住，因此控制系统必定是复杂的。
发明内容
本发明的目的是提供一种抽水的方法和抽水的装置，该方法和装置能够轻松清除抛光设备的板上粘附的支撑元件中包含的过量的水。
为了完成这一目的，本发明的发明人研究并发现，将一个吸水元件压在支撑元件的粘附有工件的保持表面上并且抽出被吸水元件吸收的水能有效地除去过量的水。
首先，本发明的方法是一种抽水方法，该方法可从抛光设备的一块板的一个侧面上粘附的支撑元件中除去该支撑元件所包含的用于粘附待抛光工件的过量的水，它包括如下步骤将一个吸水元件压在支撑元件的保持表面上，其中工件被粘附并保持在该表面上，以此从支撑元件中吸取过量的水；抽出被吸水元件吸收的过量的水。
另一方面，本发明的装置是如下的抽水装置，该装置用于从抛光设备的一块板的一个侧面上粘附的支撑元件中吸取该支撑元件所包含的用于粘附待抛光工件的过量的水，该装置包括
用于吸收包含在支撑元件中的过量的水的吸水元件；用于将吸水元件压在支撑元件的保持表面上的装置；用于抽出被吸水元件吸收的过量的水以从中除去过量水的装置。
在本发明中，所述板可以具有环形的模板，该模板与支撑元件的保持表面的外边缘相对应，因此不能从支撑元件的保持表面移走工件。
在本发明中，支撑元件可以是多孔的海绵，吸水元件所吸收的过量的水可以通过真空抽取。采用这种结构，可以轻松除去包含在支撑元件中的过量的水。
在本发明中，吸水元件的大小可以与支撑元件的保持表面一致，以便压住支撑元件的整个保持表面。采用这种结构，可以有效除去包含在支撑元件中的过量的水。
在本发明中，一个支架可以朝向或远离支撑元件的保持表面运动；一个保持元件可以连到支架上以保持吸水元件，保持元件具有许多用来抽取被吸水元件吸收的过量的水的吸孔；支架可以朝向支撑元件的保持表面运动，直到吸水元件接触到支撑元件的保持表面，然后，依靠支架和保持元件的重量可以将吸水元件压到支撑元件的保持表面上。采用这种结构，抽水装置能够被简化。
在本发明中，吸水元件被压在附着于板上的支撑元件上，因此存在于支撑元件的保持表面上的水和支撑元件中吸收的水能够被吸水元件吸收，被吸水元件吸收的水能够被进一步抽取，并从其中除去。
这样，可以轻松清除包含在支撑元件中的过量的水，因此可以防止被抛光工件因过量的水而形成凹形。还可以提高工件表面的抛光精度。
此外，可以轻松优化影响过量的水清除的参数，并且可以简化用于保持优化参数的控制系统。
下面通过例子的形式并参考附图来描述本发明的各实施例，其中图1是本发明一个实施例的抽水装置的正视图；图2是图1所示的抽水装置的剖视图；图3A是抽水装置的分配板的俯视图；图3B是分配板的后视图；图4是抛光附着于支撑元件上的工件的抛光设备的局部剖视图，其过量的水通过抽水装置被抽取；图5是定位图4所示的板10的定位机构的局部俯视图；图6是定位图4所示的板10的另一个定位机构的局部俯视图；
图7A和7B是显示从支撑元件清除过量的水的效果的曲线图；图8是本发明另一个实施例的抽水装置的透视图；图9是图8所示的抽水装置的局部剖视图；图10是设置在抽水装置和真空泵之间的脱水器的示意图；图11是传统的抛光设备的图例；图12是用在图11所示的抛光设备中的板的正视图；图13是抛光晶片W的图例，其为工件的一个例子；图14是用在图11所示的抛光设备中的另一块板的透视图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图1显示的是本发明的一个实施例的抽水装置。在图1中，支撑元件12-例如由片状泡沫树脂制成的——被附着在陶瓷板10的上表面上。一块窄的环状的模板14被附着于板10上，模板14沿着支撑元件12的外边缘设置，晶片W被保持在支撑元件12上，晶片W是工件的一种。
抽水装置20具有一个吸水元件22，该吸水元件22例如由多孔的海绵制成，并能够覆盖支撑元件12的整个保持表面。将要抛光的晶片W被保持在支撑元件12的保持表面上。吸水元件22例如可以由聚乙烯醇(PVA)制成。
抽水装置20具有用来保持吸水元件22的保持板24和用于保持保持板24的支架26，支架26可以朝向或远离支撑元件12的保持表面运动。用提升装置(例如汽缸单元)使支架26运动。
如图2所示，保持板24具有许多吸孔24a，真空泵通过吸孔24a抽吸空气抽取。也就是说，吸水元件22被保持板24保持，通过吸孔24a抽取并清除吸水元件22中吸收的水。
与真空泵连通的管被连接到保持板24的中心部分上。在图1和图2所示的抽水装置20中，一块由橡胶制成的分配板28被设置在保持板24和支架26之间(见图3A和3B)。使用分配板28可以通过吸孔24a均匀地抽取吸水。
注意板28可以由其他材料制成，例如聚氯乙烯、不锈钢。
图3A是从保持板24的侧面看到的分配板28的俯视图，图3B是从支架26侧面看到的分配板28的后视图。
如图3A和图3B所示，分配板28的中心部分形成有出口孔28a。分配板28的下表面上形成有许多槽28b。槽28b从出口孔28a放射状地延伸。凸出线28c和槽28d在相邻的槽28b之间交替排列。此外，凸出线28c和槽28d如同心圆一样排列。
通过使用分配板28，通过保持板24的吸孔24a而抽取的空气和水经由槽28b和28d、出口孔28a和与出口孔28a连接的管以及真空泵被抽吸并被引入到真空泵中。
采用这种结构，可以阻止从吸孔24a到出口孔28a形成分路，因此通过吸孔24a可以均匀地抽取空气和水。
注意分配板28的外边缘部分钻有许多小孔28e。将螺钉插入小孔28e中可将分配板28连接到保持板24上。
在图1和图2所示的抽水装置中，保持板24和支架26较重，因此依靠保持板24和支架26的重量可以将吸水元件22压在板10的支撑元件12的保持表面上。图2所示的支架26的圆筒部分30未被固定到与提升装置相连的轴32上。因此，提升装置没有压住吸收元件22，该元件与板10的支撑元件12的保持表面接触。
注意如果轴32的法兰32a和接触到圆筒部分30的内顶面，那么提升装置使抽吸装置20垂直运动。
提升装置使图1和图2所示的抽水装置20向下运动。因为吸水元件22被保持板24保持，所以吸水元件22接触到板10的支撑元件12的保持表面，该板安装在一个台子上，然后借助保持板24和支架26的重量将吸水元件22压在支撑元件12上。
当吸水元件22被压住时，吸水元件22发生变形，以与支撑元件12的保持表面相一致。因此，可以压住位于模板14内侧的支撑元件12的保持表面。
通过用吸水元件22压住支撑元件12的整个保持表面，吸水元件22就可以吸收被抽吸到支撑元件12的保持表面上的水和渗入支撑元件12的水。
此外，真空泵经保持板的吸孔24a从吸收元件22中抽出并除去被吸水元件22吸收的水。
在将吸水元件22压在附着于板10上的支撑元件12的整个保持表面上规定的时间后，提升装置使抽吸装置20向上运动，因此可以完全除去支撑元件12中的过量的水。
工件(例如晶片W)依靠水的表面张力被附着于过量的水已经从被除去的支撑元件12的保持表面上，然后晶片W通过如图4所示的抛光设备被抛光。在图4所示的抛光设备中，顶环64将晶片W的下表面压在附着于抛光板60上的抛光布62上，其中支撑元件12被附着于板10的下表面上，顶环64接触板10的上表面，因此晶片W的下表面能够被抛光。
顶环64通过轴66连接到运动装置68上。采用这种结构，顶环64能够朝向或远离板10的上表面运动。
其上粘附有晶片W的板10被两个辊72定位在抛光板60上的预定位置(见图5)，其中晶片W被压在抛光板60的抛光布62上。
辊72被连接到臂状物70上，臂状物70的一端被旋转连接到位于抛光板60外侧的底部上，其中抛光板60沿A向旋转。辊72接触板10的两点，板10与抛光板60一起沿A方向旋转。
在图5中，板10被两个辊72定位预定位置。在如图6所示的另一个实施例中，板10可被一个辊72定位在抛光板60上的预定位置，这个辊72被连接到从抛光板60外侧的枢轴68延伸出来的臂状物78上。在这种情况下，辊72和中心辊74接触到板10外圆周面上的两个点，其中板10与抛光板60一起沿A方向旋转，因此板10能够被定位于预定位置。中心辊74沿D方向旋转。
发明人进行了一些实验。首先，用图1和图2所示的抽吸装置20抽吸附着于板10上的支撑元件12中包含的过量的水。然后，将晶片W附着于支撑元件12的保持表面上，并用图4和5所示的抛光设备抛光。
用同一个支撑元件12多次重复抽吸过量水并抛光晶片W的步骤。每一次都要测量抛光后的晶片W上多个点处的厚度(距离上基准面的距离)，并计算最大值和最小值之间的GBIR值。结果如图7A所示。
此外，晶片W被同样地抛光，但是过量的水没有从支撑元件12中被清除。用相同的支撑元件12多次重复抛光。每一次都要测量抛光后的晶片W上几个点处的厚度(距离上基准面的距离)，并计算最大值和最小值之间的GBIR值。结果如图7B所示。
在图7A和7B中，横轴表示抛光的次数；纵轴表示GBIR值。
根据图7A和7B，从支撑元件12中除去的过量的水之后再抛光晶片W可以提高抛光后的晶片W的平面度。此外，尽管重复使用相同的支撑元件12，但是抛光后的晶片W的平面度能够被保持。下面再解释理由。
正如上面参考图13所述的那样，在传统的抛光设备中，过量的水集中到晶片W的中心部分，因此会使支撑元件108的中心部分比其外边缘部分厚一些。这种现象使抛光后的晶片W形成凹形。另一方面，在本发明中，通过抽取支撑元件12中包含的过量的水可以解决这一问题。因此，抛光精度能够被提高。
在本实施例中，如图1所示的抽水装置20能够相对于板10正确地被定位。因此，吸水元件22表面的面积等于支撑元件12的保持表面的面积，支撑元件12暴露在模板14的内侧。
如果相对应板10正确地定位抽水装置20是困难的，那么吸水元件22的表面可能比支撑元件12的保持表面宽，支撑元件12暴露在模板14的内侧。
在图1和2所示的抽水装置20中，依靠保持板24和支架26的重量将吸水元件22压在板10的支撑元件12的保持表面上。如果重量不足，使抽水装置向上和向下运动的提升装置可以强行将吸水元件22压到支撑元件12上。在这种情形下，支架26的圆筒部分30(见图2)被固定与提升装置连接的轴32上。
接下来，将参考图8和9说明抽水装置的另一实施例。抽水装置40是辊形的抽水装置。板20由传送辊46传送。抽水装置40具有吸水元件22，吸水元件22由例如多孔海绵制成，并被连接到可旋转的圆筒元件42的外圆周面上。
如图9所示，圆筒元件42具有许多吸孔44。用真空泵抽吸圆筒元件44中的空气可以将吸水元件22保持在圆筒元件42的外圆周面上，并且可以抽吸并除去吸水元件22吸收的过量的水。
抽水装置40被设置在传送辊46的上方。与圆筒元件42一起旋转的吸水元件22接触已经被传送辊46传送的板10的支撑元件12的保持表面。此外，吸水元件22被压到支撑元件12的保持表面上。
粘在支撑元件12的保持表面上的水和集中在支撑元件12中的水能够被吸水元件22吸收，吸水元件22吸收的水被真空泵抽取和清除。
图8所示的抽水装置40被固定在传送辊46上方的合适位置。在另一种情形中，在板46被传送到并固定在预定的位置之后，抽水装置40能够沿着支撑元件12的保持表面运动。也在这种情形中，吸水元件22旋转，并被压到支撑元件12的保持表面上。
在图1-3和8所示的抽水装置中，吸水元件22吸收的水被真空泵抽走。真空泵优选是能够抽水的水环真空泵，。
在使用普通真空泵的情形中，会发生抽水故障。为了解决这一问题，如图10所示的脱水器可以设置在抽水装置和真空泵之间。脱水器包括与管子52和管子54相连接的排水罐50，其中管子52连接到抽水装置上，而管子54连接到真空泵上。排水阀56连接到排水罐50上，因此可从排水罐50中排水。
当气流中含有水时，突然降低气流的速度，从而水从空气中分离出来，并储存到排水罐50中，其中水通过管子52被送到排水罐50中。因此，真空泵经管子54仅能抽到空气。
如上所述，具有支撑元件12的板10可以用在图4-6所示的抛光设备中，使用本发明的抽水方法和抽水装置从支撑元件12中除去了过量的水。在抛光设备中，具有支撑元件12的板10被一个或多个辊72正确地定位在预定的位置。为了抛光晶片W的下表面——其中晶片被附着于板10的支撑元件12的下表面上，通过顶环64的压力将晶片W压在附着于抛光板60上的抛光布62上。
本发明的抽水装置和方法能够应用于其他抛光设备。例如，本发明能够应用于图11所示的抛光设备。在图11所示的抛光设备中，晶片W被保持在陶瓷板10上，该板固定在可旋转的顶环104的头部。顶环104沿规定的方向旋转，并朝向和远离附着于抛光板100上的抛光布102运动。顶环104将晶片W压在抛光布102上，以便晶片W的下表面能够被抛光。
在不违背本发明的必要特征的精神时，本发明能够以其他特别的形式被体现。因此认为本实施例涉及所有说明和非限制的情况，由从属权利要求表示的本发明的范围宽于由前面的描述和所有的变化表示的范围，该变化在等同于权利要求的方式和范围中出现的，因此倾向于被包含在其中。
权利要求
1.一种抽水方法，用于从附着于抛光设备的一块板的一个侧面上的支撑元件中除去所述支撑元件中包含的用于粘附待抛光工件的过量的水，它包括如下步骤将吸水元件压到所述支撑元件的保持表面上，其中工件被粘附并保持在该表面上，以此从所述的支撑元件中吸收过量的水；抽取被所述吸水元件吸收的过量的水。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的板具有一个环形的模板，该模板与所述支撑元件的保持表面的外边缘相对应，以便不能从所述支撑元件的保持表面上移走工件。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的支撑元件是多孔海绵。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，被所述的吸水元件吸收的过量的水通过真空抽取。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸水元件的大小与所述支撑元件的保持表面一致，以便压住所述支撑元件的整个保持表面。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，支架朝向和远离所述支撑元件的保持表面运动，保持元件被连接到支架上，以便保持所述的吸水元件，保持元件具有许多吸孔，用来抽取被吸水元件吸收的过量的水，支架向所述支撑元件的保持表面运动，直到所述吸水元件接触到所述支撑元件的保持表面，然后依靠支架和保持元件的重量将吸水元件压到支撑元件的保持表面上。
7.一种抽水装置，用于从抛光设备的一块板的一个侧面上粘附的支撑元件中抽出并除去所述支撑元件包含的用于粘附待抛光工件的过量的水，该装置包括用于吸收包含在所述支撑元件中的过量的水的吸水元件；用于将所述吸水元件压到所述支撑元件的保持表面上的装置；和用于抽取被所述的吸水元件吸收的过量的水以从其中去除过量的水的装置。
8.如权利要求7所述的抽水装置，其特征在于，所述的板具有一个环形的模板，该模板与所述支撑元件的保持表面的外边缘相对应，以便不能从所述支撑元件的保持表面移走工件。
9.如权利要求7所述的抽水装置，其特征在于，所述的支撑元件是多孔海绵。
10.如权利要求7所述的抽水装置，其特征在于，还包括用于保持所述的吸水元件的保持元件，保持元件具有许多吸孔，用于真空抽取由保持元件所保持的所述吸水元件吸收的过量的水。
11.如权利要求7所述的抽水装置，其特征在于，所述吸水元件的大小与所述支撑元件的保持表面的大小一致，所述加压装置将所述吸水元件压到所述支撑元件的整个保持表面上。
12.如权利要求7所述的抽水装置，其特征在于，所述加压装置包括一个支架，所述支架朝向和远离所述支撑元件的保持表面运动；和一个保持元件，所述保持元件被连接到支架上，以便保持所述的吸水元件，保持元件具有许多吸孔，用于抽取被所述吸水元件吸收的过量的水，支架向所述支撑元件的保持表面运动，直到所述吸水元件接触到所述支撑元件的保持表面，然后依靠支架和保持元件的重量将吸水元件压到支撑元件的保持表面上。
全文摘要
一种抽水的方法，能够轻松清除附着于抛光设备的一块板上的支撑元件中包含的过量的水。在该方法中，通过如下步骤从支撑元件中除去过量的水将吸水元件压到支撑元件的保持表面上，其中工件被粘附和保持在该表面上，以便从支撑元件中吸出过量的水；并抽出被吸水元件吸收的过量的水。
文档编号B24B39/06GK1706595SQ20051008372
公开日2005年12月14日 申请日期2005年3月31日 优先权日2004年3月31日
发明者中村由夫, 小川三江, 桥诘健二 申请人:不二越机械工业株式会社