基片抛光机制造技术

一种基片抛光机，该抛光机包括：抛光表面；基片托架，其保持基片并使其与抛光表面接触。基片托架包括：托架体；基片保持元件，其保持基片，使基片的被抛光表面直接朝向抛光表面。基片保持元件在托架体上的安装方式，使基片保持元件既可以趋向抛光表面运动也可以远离抛光表面运动。基片抛光机还包括基片保持元件定位装置，该装置设置在基片保持元件的侧面，该侧面与基片保持元件保持基片的侧面相反。基片保持元件定位装置具有一种柔性元件，此元件限定了一种室，此室一经引入不可压缩流体，便朝向抛光表面方向扩展。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抛光诸如半导体晶片的基片的抛光装置。
技术介绍
在基片化学-机械抛光所用的传统装置中，基片保持装置保持基片，并将其压贴在抛光表面。为了避免基片在抛光操作中从基片保持装置产生位移，围绕基片设置保持环。为了对基片表面实施稳定一致的抛光，最好使保持环维持在面向抛光表面的固定位置。但是，在传统技术的抛光操作中，保持环与抛光表面接触，从而受到摩擦磨损。随着抛光操作的进行，保持环的摩擦磨损量增加，这使保持环相对于抛光表面难于维持在希望的固定位置。专利技术概述本专利技术包括一种具有基片托架的基片抛光机。基片托架包括托架体和基片保持元件。基片保持元件设计成在其保持基片时，使基片的一个表面面对基片抛光机的抛光表面。基片保持元件安装在托架体上，其相对于托架体既可趋向抛光表面又可远离抛光表面运动。基片保持元件定位装置设置在基片保持元件的一个侧面上，该侧面与其保持基片的侧面相反。基片保持元件定位装置包括限定一种室的可扩展的元件，此可扩展元件与基片保持元件连接。将不可压缩流体引入该室，使该室沿朝向抛光表面方向扩展，从而使可扩展元件相对于托架体按需要定位。特别地，托架体具有保持环，该保持环与托架体组成一体，围绕被基片保持元件所保持的基片设置。通过调节引入可扩展元件中的不可压缩流体量，基片可以相对于保持环可调节地定位。可扩展元件设置成与基片保持元件流体密封连接，并限定该室。基片抛光机还可以包括一种容器，不可压缩流体可以引入其中。此容器与所述室流体连通。最好不可压缩流体在自身重量作用下供入可扩展元件的室中。基片保持元件定位装置也最好在所述室的最高位置设置排气口。再有，基片抛光机可以包括一种密封环，设置在基片保持元件上，并沿其周边边缘延伸。基片由基片保持元件保持，与密封环密封结合以限定一种密封室。密封室至少设置一种元件，以限定数个室，该数个室可以独立地供入具有所希望压力的流体。对附图的简要说明图1为根据本专利技术的一种基片抛光机的示意图，图中局部为剖视图；图2为根据本专利技术的基片保持装置的基片托架剖视图的示意图；图3为根据本专利技术的另一个基片保持装置的基片托架剖视图的示意图；图4为根据本专利技术的基片保持装置的一种纯水供应装置的示意图；图5为根据本专利技术的基片保持装置的另一种纯水供应装置的示意图；图6为根据本专利技术的基片保持装置的又一种纯水供应装置的示意图；图7为根据本专利技术的一种基片抛光机的示意图，图中局部为剖视图。实施本专利技术的最佳方式现对本专利技术的一个实施例，参考附图说明。首先说明根据本专利技术的一种基片抛光机。图1示出了根据本专利技术的一种基片抛光机的结构。如图1所示，基片抛光机包括可旋转转台2，在其上表面安装具有抛光表面1a的抛光元件1(通常是抛光盘或粘结磨料)；基片托架装置10，具有基片托架11；修整器装置40，具有修整器头41。基片托架11由驱动轴12支撑，驱动轴既可以旋转运动，又可以沿垂直方向运动。基片托架11保持基片W，并在驱动轴驱动其旋转时，将基片(被抛光表面)压贴着抛光元件1的抛光表面1a。当转台2开始旋转时，基片W接受抛光。抛光流体通过抛光流体供给喷管39供至抛光表面1a上。驱动轴12借助汽缸(未示出)沿垂直方向运动。保持环14设置在基片托架装置10的基片托架体13周边的下面，并在汽缸所产生力的作用下，压贴在抛光表面1a。此外，基片托架体13的下面，设有数个按同心设置的压力室(后面说明)。压力室设计成可以独立地供给压力流体，从而可以独立地作用压力于被抛光的基片，以保持所希望的基片表面轮廓(后面说明)。修整器头41由枢轴42支撑，既可以旋转又可以沿垂直方向运动。在修整操作中，枢轴42下降，直到修整元件43与抛光元件1的抛光表面1a接触前，修整元件旋转。修整元件的旋转与转台2的旋转，共同使抛光元件1的抛光表面1a得到恢复和修整。枢轴马达16与枢轴15传动连接，以使基片托架装置10能够在水平方向绕枢轴转动，将基片托架11运动至所希望的位置。枢轴马达44与枢轴42也是传动连接，以使修整器装置40能够在水平方向绕枢轴转动，将修整器头41运动到所希望的位置。下面，对基片托架11说明。图2示出了基片托架11的结构。如图2所示，基片托架11包括保持环14，设置在基片托架体13周边的下面；和保持盘17，该保持盘可以相对于基片托架体13沿垂直方向运动。基片托架体13和驱动轴12通过万向连接器38连接。万向连接器38具有球轴承装置，该球轴承装置包括一种球形元件38a，设置在驱动轴12的下端，可以倾斜地支撑基片托架体13；和旋转传动装置(未示出)，该传动装置将驱动轴12的旋转运动传递给基片托架体。在保持盘17的下表面设有密封环20，环绕保持盘的周边设置；圆形中央袋22，设置在保持盘的中心处；环形管21，设置在密封环20与圆形中央袋22之间，并与两者相距一段距离。密封环20、中央袋22和环形管21均用弹性膜制成。中央袋22和环形管21分别具有压力室31和32。当基片W被基片托架保持时，密封环20与基片的周边密封结合，中央袋22和环形管21也与基片密封结合，于是在密封环20与环形管21之间，以及环形管21与中央袋22之间，形成附加压力室23和24。供压导管29、30、33和34分别与压力室23、24、31和32连通，使可以独立地控制压力室23、24、31和32中的压力。这使得对应于压力室的被抛光基片的相应区域，能够处于已适当调节的压力作用下，以这种方式，可以使基片的整个表面抛光到具有高平面度。保持盘17通过用弹性膜制成的压力片25与基片托架体13连接，可以沿垂直方向运动。在保持盘的上方，形成一个流体密封室26。保持盘17设置成可相对于基片托架体13沿垂直方向运动，于是，托架体13和保持环14相对于保持盘17的位置，可以根据保持环14的磨损量改变。流体密封室26与不可压缩流体供给导管28连通。导管28将不可压缩流体供入室26，以在抛光操作过程中，当基片托架保持的基片W被压贴在转台的抛光表面时，避免作用于保持元件的向上压力使保持元件17向上运动。当不可压缩流体充入室26时，为了避免任何剩余空气留在室26内，空气排放导管27与室26流体连通。这使保持盘17即使在受到向上作用力时，保持盘17能够相对于基片托架体13保持在预定位置。图4示出了以不可压缩流体或纯水Q充入流体密封室26的流体供给系统。基片托架11组装完时，流体密封室26被充以空气。为了从室26放出空气而代之以不可压缩流体，当纯水Q通过纯水供给导管28供入流体密封室26时，空气排放导管27的阀58打开。流体密封室26充注完成后，纯水Q流入空气排放导管27。空气排放导管由流量计59(在图4中示出)监控，当流量计检测到纯水Q已经流入空气排放导管27时，能使通道27的阀58关闭，并停止供给纯水Q。为了保证从流体密封室26全部排出空气，流体密封室26的上壁制成具有上突形表面37，如图3所示，以使密封室内的空气能够从室的最高区域经过空气排放导管27排出。如图4所示，纯水供给系统包括纯水容器50、泵51、三通阀52、阀53和流量计54。在供入流体密封室26的纯水Q被增压的情况下，过大的力可能传递到被抛光的基片W上。因此，推荐供入密封室内的纯水的水压接近大气压。这是使供给流体密封室26的纯水Q，从设置在高于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基片抛光机，其包括：抛光表面；和基片托架，其保持基片，并使基片与抛光表面相接触；基片托架包括：托架体；基片保持元件，其保持基片，使基片被抛光表面直接面对抛光表面；和基片保持元件定位装置，该定位装置 设置在基片保持元件的侧面，该侧面与基片保持元件保持基片的侧面相反，基片保持元件定位装置包括一柔性元件，其连接在基片托架与基片保持元件之间，以在其间限定一可扩展室，此可扩展室设计成充入不可压缩流体，并通过充入不可压缩流体而可以向抛光表面扩展，以相对于托架体使基片保持元件可调节地定位。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-10 209575/20011.一种基片抛光机，其包括抛光表面；和基片托架，其保持基片，并使基片与抛光表面相接触；基片托架包括托架体；基片保持元件，其保持基片，使基片被抛光表面直接面对抛光表面；和基片保持元件定位装置，该定位装置设置在基片保持元件的侧面，该侧面与基片保持元件保持基片的侧面相反，基片保持元件定位装置包括一柔性元件，其连接在基片托架与基片保持元件之间，以在其间限定一可扩展室，此可扩展室设计成充入不可压缩流体，并通过充入不可压缩流体而可以向抛光表面扩展，以相对于托架体使基片保持元件可调节地定位。2.如权利要求1所述的基片抛光机，其中，所述托架体具有保持环，该保持环与托架体集成一体，围绕由基片保持元件所保持的基片定位，通过调节充入可扩展室内不可压缩流体的量，使基片相对于保持环可调节地定位。3.如权利要求2所述的基片抛光机，还包括一容器，其容纳不可压缩流体于其中，并与可扩展室流体连通，以将不可压缩流体充入可扩展室，其中，在容器中的不可压缩流体处于大气压下，并在其自身重量作用下供入可扩展元件的室内。4.如权利要求3所述的基片抛光机，还包括泵，其从可扩展室泵送不可压缩流体。5.如权利要求3所述的基片抛光机，其中，基片保持元件定位装置具有一个空气排出口，其定位在可扩展室最上部位置。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：户川哲二，野路郁太郎，并木计介，安田穗积，儿岛俊市朗，樱井邦彦，高田畅行，锅谷治，福岛诚，高柳秀树，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]