br>[0060]5 中央室
[0061]6 脈動(dòng)室
[0062]7 外室
[0063]8 邊緣室
[0064]9 擋環(huán)壓力室
[0065]11、12、13、14、15 流路
[0066]21、22、23、24、26 流路
[0067]25轉(zhuǎn)動(dòng)式接頭
[0068]31真空源
[0069]32彈性膜(膜片)
[0070]33 氣缸
[0071]35氣水分離槽
[0072]Vl-1 ?V1-3、V2-1 ?V2-3、V3-1 ?V3-3、V4-1 ?V4-3、V5-1 ?V5-3 閥
[0073]R1、R2、R3、R4、R5 壓力調(diào)節(jié)器
[0074]P1、P2、P3、P4、P5 壓力傳感器
[0075]F1、F2、F3、F4、F5 流量傳感器
[0076]41空氣噴嘴
[0077]42溫度調(diào)節(jié)空氣噴嘴
[0078]51、52a ?52c、53、54、55 測(cè)定用傳感器
[0079]52溫度傳感器
[0080]551升降器
[0081]60基準(zhǔn)環(huán)
[0082]100研磨臺(tái)
[0083]101研磨墊
[0084]1la 研磨面
[0085]102 孔
[0086]110研磨頭臂
[0087]111研磨頭旋轉(zhuǎn)軸
[0088]112旋轉(zhuǎn)筒
[0089]113定時(shí)帶輪
[0090]114研磨頭用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)
[0091]115定時(shí)帶
[0092]116定時(shí)帶輪
[0093]117研磨頭臂旋轉(zhuǎn)軸
[0094]124上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0095]126 軸承
[0096]128 橋部
[0097]129支撐臺(tái)
[0098]130 支柱
[0099]131真空源
[0100]132滾珠絲杠
[0101]132a 螺紋軸
[0102]132b 螺母
[0103]138 AC伺服電動(dòng)機(jī)
[0104]500控制部
【具體實(shí)施方式】
[0105]下面,參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式的研磨裝置。另外,下面說明的實(shí)施方式,表示實(shí)施本發(fā)明的情況的一例子,并不將本技術(shù)限定于下面說明的具體結(jié)構(gòu)。對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施,也可適當(dāng)采用與實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)的具體結(jié)構(gòu)。
[0106]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的研磨裝置整體結(jié)構(gòu)的概略圖。如圖1所示,研磨裝置具有:研磨臺(tái)100 ;以及對(duì)研磨對(duì)象物即半導(dǎo)體晶片等基板W進(jìn)行保持并將其按壓到研磨臺(tái)100的研磨面的作為基板保持裝置的研磨頭I。研磨臺(tái)100通過臺(tái)軸10a而與配置在其下方的電動(dòng)機(jī)(未圖示)連接。研磨臺(tái)100通過電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而繞臺(tái)軸10a旋轉(zhuǎn)。
[0107]在研磨臺(tái)100的上表面,貼附有作為研磨部件的研磨墊101。該研磨墊101的表面1la構(gòu)成對(duì)基板W進(jìn)行研磨的研磨面。在研磨臺(tái)100的上方設(shè)置有研磨液供給噴管70。研磨液(研磨漿料)Q從該研磨液供給噴管70供給到研磨臺(tái)100的研磨墊101上。
[0108]另外,作為在市場(chǎng)上能買到的研磨墊有各種,例如,有尼特?哈斯公司制(日文:二V夕./、一只社製)的SUBA800、IC-1000、IC-1000/SUBA400(雙層交叉)、富士敏酷普萊泰德公司制(日文—示l/彳τ V卜'、社製)的瑟芬χχχ-5 (Surfin χχχ-5)、瑟芬000等。SUBA800、瑟芬χχχ-5、瑟芬000是用聚氨酯樹脂將纖維固化后的無紡布,IC-1000是硬質(zhì)發(fā)泡聚氨基甲酸脂(單層)。發(fā)泡聚氨基甲酸脂為可滲透的(多孔質(zhì)狀),且其表面具有多個(gè)細(xì)微的凹坑或孔。
[0109]研磨頭I基本包括:將基板W按壓到研磨面1la的研磨頭主體2 ;以及將基板W的外周緣包圍以不使基板W從研磨頭I飛出的作為保持環(huán)的擋環(huán)3。研磨頭I與研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111連接。該研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111利用上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)124而相對(duì)于研磨頭臂110進(jìn)行上下移動(dòng)。研磨頭I的上下方向的定位是利用研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111的上下移動(dòng)而使研磨頭I整體相對(duì)于研磨頭臂110升降來進(jìn)行的。在研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111的上端安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)式接頭25。
[0110]使研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111及研磨頭I上下移動(dòng)的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)124具有:通過軸承126而將研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111支撐成可旋轉(zhuǎn)的橋部128 ;安裝在橋部128上的滾珠絲杠132 ;由支柱130支撐的支撐臺(tái)129 ;以及設(shè)在支撐臺(tái)129上的AC伺服電動(dòng)機(jī)138。對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)138進(jìn)行支撐的支撐臺(tái)129通過支柱130而固定于研磨頭臂110。
[0111]滾珠絲杠132具有:與伺服電動(dòng)機(jī)138連接的螺紋軸132a ;以及與該螺紋軸132a螺合的螺母132b。研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111與橋部128 —體上下移動(dòng)。因此,當(dāng)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)138進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí),橋部128通過滾珠絲杠132而上下移動(dòng),由此,研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111及研磨頭I進(jìn)行上下移動(dòng)。
[0112]另外,研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111通過鍵(未圖示)而與旋轉(zhuǎn)筒112連接。旋轉(zhuǎn)筒112的外周部具有定時(shí)帶輪113。在研磨頭臂110上固定有研磨頭用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)114,定時(shí)帶輪113通過定時(shí)帶115而與設(shè)在研磨頭用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)114上的定時(shí)帶輪116連接。因此,通過對(duì)研磨頭用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)114進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),旋轉(zhuǎn)筒112及研磨頭旋轉(zhuǎn)軸111通過定時(shí)帶輪116、定時(shí)帶115及定時(shí)帶輪113而一體旋轉(zhuǎn)。
[0113]研磨頭臂110由研磨頭臂旋轉(zhuǎn)軸117支撐,研磨頭臂旋轉(zhuǎn)軸117可旋轉(zhuǎn)地支撐在框架(未圖示)上。研磨裝置具有:研磨頭用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)114;伺服電動(dòng)機(jī)138;以及對(duì)以研磨臺(tái)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)為代表的裝置內(nèi)的各設(shè)備進(jìn)行控制的控制部500。
[0114]接著,說明本發(fā)明的研磨裝置中的研磨頭I。圖2是對(duì)研磨對(duì)象物即基板W進(jìn)行保持并將其按壓到研磨臺(tái)100的研磨面的作為基板保持裝置的研磨頭I的示意剖視圖。在圖2中,僅圖示構(gòu)成研磨頭I的主要結(jié)構(gòu)要素。
[0115]如圖2所示,研磨頭I基本包括:將基板W按壓到研磨面1la的研磨頭主體(也稱為架體)2;以及直接按壓研磨面1la的作為保持部件的擋環(huán)3。研磨頭主體(架體)2由大致圓盤狀的部件構(gòu)成,擋環(huán)3安裝在研磨頭主體2的外周部上。
[0116]研磨頭主體2由工程塑料(例如PEEK)等樹脂形成。在研磨頭主體2的下表面,安裝有與半導(dǎo)體晶片的背面抵接的彈性膜(膜片)4。彈性膜(膜片)4由乙烯丙烯橡膠(EPDM)、聚氨酯橡膠、硅膠等強(qiáng)度及耐久性優(yōu)異的橡膠材料形成。彈性膜(膜片)4構(gòu)成對(duì)半導(dǎo)體晶片等基板進(jìn)行保持的基板保持面。
[0117]彈性膜(膜片)4具有同心狀的多個(gè)隔壁4a,通過這些隔壁4a而在膜片4的上表面與研磨頭主體2的下表面之間形成有圓形狀的中央室5、環(huán)狀的脈動(dòng)室6、環(huán)狀的外室7、以及環(huán)狀的邊緣室8。即,在研磨頭主體2的中心部形成有中央室5,從中心向外周方向依次同心狀地形成有脈動(dòng)室6、外室7和邊緣室8。在研磨頭主體2內(nèi),分別形成有:與中央室5連通的流路11 ;與脈動(dòng)室6連通的流路12 ;與外室7連通的流路13 ;以及與邊緣室8連通的流路14。
[0118]與中央室5連通的流路11、與外室7連通的流路13以及與邊緣室8連通的流路14,通過轉(zhuǎn)動(dòng)式接頭25而分別與流路21、23、24連接。流路21、23、24分別通過閥V1-1、V3-UV4-1及壓力調(diào)節(jié)器R1、R3、R4而與壓力調(diào)整部30連接。另外,流路21、23、24分別通過閥Vl-2、V3-2、V4-2而與真空源31連接,并且通過閥Vl_3、V3_3、V4-3而能夠與大氣連通。
[0119]另一方面,與脈動(dòng)室6連通的流路12通過轉(zhuǎn)動(dòng)式接頭25而與流路22連接。并且,流路22通過氣水分離槽35、閥V2-1及壓力調(diào)節(jié)器R2而與壓力調(diào)整部30連接。另外,流路22通過氣水分離槽35及閥V2-2而與真空源131連接,且通過閥V2-3而能夠與大氣連通。
[0120]另外,在擋環(huán)3的正上方也利用彈性膜(膜片)32形成有擋環(huán)壓力室9。彈性膜(膜片)32收容在工作缸33內(nèi),工作缸33固定于研磨頭I的凸緣部。擋環(huán)壓力室9通過形成在研磨頭主體(架體)2內(nèi)的流路15及轉(zhuǎn)動(dòng)式接頭25而與流路26連接。流路26通過閥V5-1及壓力調(diào)節(jié)器R5而與壓力調(diào)整部30連接。另外,流路26通過閥V5-2而與真空源31連接,且通過閥V5-3而可與大氣連通。
[0121]壓力調(diào)節(jié)器Rl、R2、R3、R4、R5分別具有對(duì)從壓力調(diào)整部30供給到中央室5、脈動(dòng)室6、外室7、邊緣室8和擋環(huán)壓力室9的壓力流體的壓力進(jìn)行調(diào)整的壓力調(diào)整功能。壓力調(diào)節(jié)器 Rl、R2、R3、R4、R5 及各閥 Vl-1 ?Vl-3、V2-1 ?V2-3、V3-1 ?V3-3、V4-1 ?V4-3、V5-1?V5-3,與控制部500 (參照?qǐng)D1)連接,它們的動(dòng)作就被控制。另外,流路21、22、23、24、26分別設(shè)置有壓力傳感器P1、P2、P3、P4、P5及流量傳感器Fl、F2、F3、F4、F5。
[0122]供給到中央室5、脈動(dòng)室6、外室7、邊緣室8和擋環(huán)壓力室9的流體的壓力是通過壓力調(diào)整部30及壓力調(diào)節(jié)器R1、R2、R3、R4、R5而分別獨(dú)立調(diào)整的。根據(jù)這種構(gòu)造,可對(duì)每個(gè)半導(dǎo)體晶片的區(qū)域調(diào)整將基板W按壓到研磨墊101的按壓力,且可調(diào)整擋環(huán)3按壓研磨墊101的按壓力。
[0123]下面,說明如圖1及圖2所示那樣構(gòu)成的研磨裝置進(jìn)行的一系列的研磨處理工序。研磨頭I從推桿150 (參照?qǐng)D3等)接受基板W并利用真空吸附進(jìn)行保持。在彈性膜(膜片)4上設(shè)有用于真空吸附基板W的多個(gè)孔(未圖示),且這些孔與真空源連通。利用真空吸附而保持有基板W的研磨頭1,下降至預(yù)先設(shè)定的頂環(huán)的研磨時(shí)設(shè)定位置。
[0124]在該研磨時(shí)設(shè)定位置,擋環(huán)3與研磨墊101的表面(研磨面)1la接觸,但在研磨前,由于用研磨頭I對(duì)基