化学机械抛光装置的调节器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化学机械抛光装置的调节器，更具体地涉及在化学机械抛光工序中能够以小于固定有调节盘的盘托的自重的压力进行施压的方式对抛光垫进行修整的化学机械抛光装置的调节器。
【背景技术】
[0002]—般而言，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing:CMP)工序被认为是一种通过使具有抛光层的用于制作半导体的晶片等晶片与抛光板之间进行相对旋转，进而对晶片的表面进行抛光的标准工序。
[0003]图1为表示以往的化学机械抛光装置的概要图。如图1所示，化学机械抛光装置包括:抛光板10，在上面附着有抛光垫11 ;抛光头20，安装欲抛光的晶片W，从而接触于抛光垫11的上面并进行旋转；以及调节器30，以预先设定的压力向抛光垫11的表面进行施压并进行微切削，使得形成于抛光垫11的表面的微孔露于表面。
[0004]抛光板10附着有用于抛光晶片W的polytex材质的抛光垫11，并且由于旋转轴12被旋转驱动而进行旋转运动。
[0005]抛光头20包括:承载头21，位于抛光板10的抛光垫11的上面，用于握持晶片W ;以及抛光臂22，旋转驱动承载头21，并按恒定的振幅进行往复运动。
[0006]调节器30对抛光垫11的表面进行微切削，使得抛光垫11的表面上的用于盛放混合有抛光剂和化学物质的浆液的众多发泡微孔不堵塞，进而使得盛于抛光垫11的发泡气孔的浆液可顺畅地向握持在承载头21上的晶片W供给。
[0007]为此，调节器30以外壳34握持在调节工序中与抛光垫11相接触的调节盘31，在外壳34的内部内置有电机及齿轮箱等，使得调节盘31的旋转轴33进行旋转。并且，为了向下方31p施压于以旋转轴33为中心旋回的位于臂部35的末端的调节盘31，在外壳34的内部设置有借助空压而向下方31p施压的汽缸，由从旋转中心向外壳34延伸而成的臂部35执行挥动(sweep)运动，进而在抛光垫11的大面积范围内执行针对发泡气孔的微切削。一方面，调节盘31为了抛光垫11的微切削，可将金刚石颗粒附着于与抛光垫11相接触的面之上。
[0008]根据这种构成的以往的化学机械抛光装置，将欲抛光的晶片W真空吸附于承载头21，晶片W以施压于抛光垫11的状态被旋转驱动，与此同时，使抛光垫11运行，以进行旋转。在此情况下，从浆液供给部40的供给口 42供给的浆液以盛于形成在抛光垫11上的众多发泡气孔的状态向以固定于抛光头20的状态进行旋转的晶片W进行供给。在此情况下，抛光垫11被持续施压，从而使发泡气孔的开口部逐渐被堵塞，因此，将发生浆液无法顺利地向晶片W供给的现象。
[0009]为了解决这种问题，调节器30设有向抛光垫11施压的汽缸，向附着有如金刚石颗粒等硬度高的粒子的调节盘31进行施压并使其旋转，与此同时，执行挥动运动，由此，持续地对分布在抛光垫11的整体面积的发泡气孔的开口部进行微切削，使得盛于抛光垫11上的发泡气孔的浆液能够顺利地向晶片W进行供给。
[0010]在此情况下，若调节器30的调节盘31未以足够的压力进行施压，则无法开放抛光垫11的发泡气孔的开口部，进而导致出现无法向晶片W顺利地供给浆液的问题，若调节盘31以过大的压力进行施压，则虽可以使抛光垫11的开口部开放，但导致抛光垫11的使用寿命变短，进而导致经济性变差的问题。
[0011]再加上，在如图1所示的调节器30中，向调节盘31进行施压的汽缸配置于位于臂部35的端部的外壳34，用于使调节盘31旋转的旋转电机也配置于外壳34，进而导致出现外壳34的自重变得过大的问题。虽然在借助调节盘31而以高压力向抛光垫11进行施压的情况下，上述自重变大的现象不会造成问题，但欲在借助调节盘31而以低压力向抛光垫11进行施压的情况下，将引起无法实现借助外壳34的自重而以低压力向抛光垫11进行施压的问题。
[0012]因此，目前迫切要求出现一种一边能够将调节盘31以低压力向抛光垫11进行施压，一边能够细微地对抛光垫11进行修整的调节器。
[0013]—方面，通过控制汽缸，使向调节盘31的垂直方向施加的力能够按预先设定大小的力量来进行施压，但由于借助承载头20而向晶片W施加的力的偏差等原因，如图3所示，抛光垫11的表面高度79向半径方向的磨损量不均匀，进而导致出现半径方向上不均匀的现象。由此，即便借助调节盘31而施加均匀的力，由于抛光垫11的状态按照原样，局部性地保持不均匀的状态，因此，将引起盛于抛光垫11的众多发泡气孔的浆液无法顺利地向晶片传递的问题。
[0014]因此，目前迫切需要一种可消除抛光垫的不均匀的磨损状态的调节器。
【实用新型内容】
[0015]本实用新型是为了解决如上所述的问题而提出的，本实用新型的目的在于，提供一种化学机械抛光装置用调节器，其以小于调节单元的自重的压力向抛光垫进行加压的同时能够进行修整，其中上述调节单元位于进行回旋运动的臂部的末端。
[0016]并且，本实用新型的目的在于，正确地导入借助调节盘来进行施压的压力。
[0017]并且，本实用新型的目的在于，即使在化学机械抛光工序中，抛光垫因与晶片的摩擦而导致被不均匀地磨损，通过恒定地保持抛光垫的表面高度，进而使晶片的抛光品质得到提升。
[0018]S卩，本实用新型的目的在于，根据抛光垫的磨损状态，以可变的方式导入压力，使得抛光垫保持均匀的高度，进而使得涂敷于抛光垫上的浆液能够顺利地传递到晶片，如同预计实现化学抛光。
[0019]为了实现上述目的，本实用新型提供化学机械抛光装置的调节器，其特征在于，包括:臂部，从旋转中心延伸而进行往复旋转运动；调节单元，与在上述臂部的末端部进行旋转驱动的驱动轴相联动而旋转驱动，在底面握持有调节盘，一边向抛光垫施压，一边对上述抛光垫的表面进行微切削；旋转轴，包括驱动轴、传动轴和外周轴，在上述臂部的末端借助驱动电机被旋转驱动而向上述调节单元传递旋转驱动力；以及磁铁，被设置成使磁力施加于抑制上述调节单元向重力方向移动的方向，通过借助上述磁铁的磁力而向与重力相反的方向抬起调节单元，从而以小于上述调节单元的自重的压力，对上述抛光垫进行调节。
[0020]这是为了，根据借助磁铁的磁力，来抑制借助调节单元的自重而向重量方向进行移动，进而抵消重力，其中上述调节单元包括与抛光垫接触并进行旋转而对表面进行修整的调节盘，来使调节盘能够以比调节单元的自重更小的压力向抛光垫进行施压并修整。由此，借助如上所述的简单结构，能够以I?2镑(Ib)以下的低重量施加用于调节抛光垫的压力，进而进行修整。
[0021]在此情况下，本实用新型的化学机械抛光装置的调节器，其特征在于，上述传动轴构成为，在上述传动轴与上述驱动轴之间设有压力室，上述传动轴从上述驱动轴接收驱动力并与上述驱动轴进行联动旋转，由于上述传动轴与上述调节单元处于相结合状态，根据上述压力室的压力而上下移动的同时调节上述调节盘的下行压力，上述磁铁被设置成，使上述驱动轴与上述传动轴之间产生引力。
[0022]并且，本实用新型的化学机械抛光装置的调节器，其特征在于，上述传动轴构成为，在上述传动轴与上述驱动轴之间设有压力室，上述传动轴从上述驱动轴接收驱动力并与上述驱动轴进行联动旋转，由于上述传动轴与上述调节单元处于相结合状态，根据上述压力室的压力而上下移动的同时调节上述调节盘的下行压力，上述外周轴形成为中空型，用于将上述传动轴收容于中空部，而且借助上述磁铁上述传动轴以规定高度向下移动时，磁铁可被设置成，在上述外周轴的相对的侧面之间产生斥力。
[0023]在此情况下，上述外周轴能够以不旋转的固定件形成，也能够以与上述驱动轴一起旋转的旋转体形成。
[0024]—方面，本实用新型的化学机械抛光装置的调节器，其特征在于，上述传动轴构成为，在上述传动轴与上述驱动轴之间设有压力室，上述传动轴从上述驱动轴接收驱动力并与上述驱动轴进行联动旋转，由于上述传动轴与上述调节单元处于相结合状态，随着上述压力室的压力而上下移动的同时调节上述调节盘的下行压力，上述外周轴形成为中空圆筒状，在中空部收容上述传动轴，并且在上述中空型外周轴的下侧设有向上述传动轴与上述调节单元之间的空间延伸的板，允许上述传动轴进行上下移动并与上述传动轴一起旋转，上述磁铁被设置成，使上述板与上述传动轴的相对面之间产生斥力。
[0025]一方面，优选地，随着调节单元进行上下移动，施加通过调节盘进行施压的压力，并且在上述传动轴与外周轴的侧壁之间形成有止挡部，上述止挡部以向上下方向相接的台阶形态形成，用于限制上述调节单元的上下移动。
[0026]并且，上述磁铁由形成于传动轴的第1-1磁铁与形成于外周轴的侧壁的第1-2磁铁构成，形成于侧壁的第1-1磁铁和第1-2磁铁形成为环状，使得磁力均匀地作用于传动轴的外围。
[0027]由此，调节单元的自重借助磁铁的斥力来抵消，能够以小于调节单元的自重的调节重量来进行施压，并执行调节工序。
[0028]在此情况下，设置于上述凹槽的侧壁的上述第1-2磁铁能够由只有施加电流时产生磁力的电磁铁形成。由此，在由调节盘向抛光垫进行施压的压力大于调节单元的情况下，可以避免使调节单元浮起的、相反于重力方向的斥力发挥作用，使得能够仅在调节器向抛光垫的半径方向移动的部分路径上，以小于调节单元的自重的压力进行施压。
[0029]尤其，配置于以向上下方向移动并进行旋转驱动的上述传动轴的侧壁的上述第1-1磁铁位置成，与上述旋转轴的第一台阶相比，向上侧形成间隔，在到达止挡部之前，针