專利名稱：拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拋光方法，特別涉及用于將表面上形成了薄膜的半導(dǎo)體晶 片等研磨對象物研磨成平整鏡面狀的拋光方法。
背景技術(shù)：
近幾年，半導(dǎo)體晶片日益微細(xì)化，器件結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，并且，伴隨著 邏輯系統(tǒng)的多層布線的層數(shù)增多，有半導(dǎo)體器件的表面的凹凸日益增多、 階梯(階差)增大的趨勢。這是因為，在半導(dǎo)體器件的制造中，反復(fù)地多 次進(jìn)行形成薄膜、制作圖形和開孔的微細(xì)加工之后接著形成下一層薄膜的 工序。若半導(dǎo)體器件的表面凹凸增加，則形成薄膜時階梯部的膜厚減薄，或 者因布線斷開而造成斷路或因布線層間絕緣不良而造成短路，所以出現(xiàn)產(chǎn) 品不合格或合格率降低的趨勢。并且，即使產(chǎn)品初期能正常工作，也會出 現(xiàn)長期使用的可靠性問題。再者，在光刻工序中曝光時，若照射表面上有 凹凸，則曝光系統(tǒng)的透鏡焦點局部不能對準(zhǔn)，所以，若半導(dǎo)體器件的表面 凹凸增多，則產(chǎn)生難于形成微細(xì)圖形的問題。所以，在半導(dǎo)體器件的制造工序中，半導(dǎo)體器件的表面平面化技術(shù)越 來越重要。在該平面化技術(shù)中，最重要的技術(shù)是化學(xué)機(jī)械研磨(CPM(Chemical Mechanical Polishing))。該化學(xué)機(jī)械研磨是利用硏磨設(shè)備， 一邊向研磨墊等研磨面上供給含有二氧化硅(Si02)等磨粒的研磨液， 一邊 使半導(dǎo)體晶片等基片在研磨面上磨擦滑動進(jìn)行研磨。這種研磨設(shè)備具有其研磨面由研磨墊構(gòu)成的研磨臺、以及用于保持 半導(dǎo)體晶片的頂部圓環(huán)(top ring)或裝片頭等。在利用這種研磨設(shè)備來進(jìn)行半導(dǎo)體器件研磨的情況下， 一邊用頂部圓環(huán)來保持半導(dǎo)體晶片， 一邊 按規(guī)定的壓力來把該半導(dǎo)體器件按壓到研磨臺上。這時，通過使研磨臺和 頂部圓環(huán)進(jìn)行相對運動，來使半導(dǎo)體晶片在研磨面上進(jìn)行滑動，磨擦，把 半導(dǎo)體晶片的表面研磨成平整的鏡面。在這種研磨設(shè)備中，在研磨中的半導(dǎo)體晶片和研磨墊的研磨面之間的 相對按壓力在整個半導(dǎo)體晶片整個面上不均勻的情況下，由于施加到半導(dǎo) 體晶片的各個部分上的按壓力而使研磨不足或研磨過度。因此，也有這樣 的方法利用由橡膠等彈性材料構(gòu)成的彈性膜來形成頂部圓環(huán)的半導(dǎo)體晶 片保持面，在彈性膜的里面上施加空氣壓等流體壓，使得加到半導(dǎo)體晶片 上的按壓力在整個面上達(dá)到均勻一致。并且，上述研磨墊具有彈性，所以加到研磨中的半導(dǎo)體晶片的外周緣 部上的按壓力不均勻，有時僅半導(dǎo)體晶片的外周緣部磨損較大，產(chǎn)生所謂 "塌邊"。為防止這種塌邊，也有采用頂部圓環(huán)的，其結(jié)構(gòu)是利用導(dǎo)向環(huán) 或保持環(huán)來保持半導(dǎo)體晶片的外周緣，而且按壓位于半導(dǎo)體晶片外周緣側(cè) 的研磨面。利用這種頂部圓環(huán)進(jìn)行研磨時，必須把傳送來的半導(dǎo)體晶片吸附保持 在頂部圓環(huán)上。并且，研磨結(jié)束后，再次用頂部圓環(huán)把半導(dǎo)體晶片吸住后， 必須在傳送位置上使半導(dǎo)體晶片脫離頂部圓環(huán)。然而，在使用上述彈性膜 的頂部圓環(huán)中，由于存在彈性膜而有時半導(dǎo)體晶片不能很好地吸附和脫離。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出的方案，其目的在于提 供一種在通過彈性膜來保持研磨對象物進(jìn)行研磨的情況下，也能使研磨對 象物很好地吸附和脫離的拋光方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第1方案的拋光方法，用頂部圓環(huán)來 保持研磨對象物，把該研磨對象物按壓到研磨面上進(jìn)行研磨，其特征在于 在頂部圓環(huán)主體與上下活動自如地安裝于該頂部圓環(huán)主體的下方的上下活 動部件之間形成第1壓力室，在與通過上述頂部圓環(huán)保持的研磨對象物搭 接的彈性膜和上述上下活動部件之間形成第2壓力室，把加壓流體供給到 上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)，利用上述流體的流體壓力把上述研磨對象物按壓到上述研磨面上進(jìn)行研磨，研磨結(jié)束后，把上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)的壓力敞開為大氣壓并使上述上下活動部件向下方移動，通過使上述研磨對象物搭接在向下方突出地設(shè)置于上述上下活動部件的吸附部上來把上述研磨對象物吸附保持在上述頂部圓環(huán)上。本發(fā)明的另一拋光方法，用頂部圓環(huán)來保持研磨對象物，把該研磨對象物按壓到研磨面上進(jìn)行研磨，其特征在于在頂部圓環(huán)主體與上下活動 自如地安裝于該頂部圓環(huán)主體的下方的上下活動部件之間形成第1壓力室， 在與通過上述頂部圓環(huán)保持的研磨對象物搭接并在該搭接面上具有孔的彈 性膜和上述上下活動部件之間形成第2壓力室，把加壓流體供給到上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)，利用上述流體的流體壓力把上述研磨對象物按 壓到上述研磨面上進(jìn)行研磨，研磨結(jié)束后，把上述第1壓力室內(nèi)及第2壓 力室內(nèi)的壓力敞開為大氣壓并使上述上下活動部件向下方移動，使上述研 磨對象物搭接在向下方突出地設(shè)置于上述上下活動部件的吸附部上，通過 在該吸附部上形成負(fù)壓來把上述研磨對象物吸附保持在上述頂部圓環(huán)上。 本發(fā)明的第3種方案的拋光方法，用頂部圓環(huán)來保持研磨對象物，把該研磨對象物按壓到研磨面上進(jìn)行研磨，其特征在于在頂部圓環(huán)主體與上下活動自如地安裝于該頂部圓環(huán)主體的下面的上下活動部件之間形成第 1壓力室，在與通過上述頂部圓環(huán)保持的研磨對象物搭接并在該搭接面上具有孔的彈性膜和上述上下活動部件之間形成第2壓力室，把加壓流體供給 到上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)，利用上述流體的流體壓力把上述研 磨對象物按壓到上述研磨面上進(jìn)行研磨，研磨結(jié)束后，把上述第1壓力室 內(nèi)的壓力敞開為大氣壓并使上述第2壓力室成為負(fù)壓，使上述上下活動部 件向下方移動，使上述研磨對象物搭接在向下方突出地設(shè)置于上述上下活 動部件的吸附部上，通過在該吸附部上形成負(fù)壓來把上述研磨對象物吸附 保持在上述頂部圓環(huán)上。優(yōu)選在通過上述吸附部把上述研磨對象物吸附保持在上述頂部圓環(huán)上 后，使上述頂部圓環(huán)搖動至放置件的上方，從上述吸附部噴射加壓流體使 上述研磨對象物從上述頂部圓環(huán)脫離。進(jìn)而優(yōu)選除了從上述吸附部噴射加壓流體以外，也從上述上下活動部 件的中央部上所形成的開口中噴射加壓流體。進(jìn)而優(yōu)選上述頂部圓環(huán)具備圍繞在上述上下活動部件的周圍的保持圓 環(huán)，在上述放置件上設(shè)置有與上述保持圓環(huán)搭接并引導(dǎo)該保持圓環(huán)的錐形 面，通過上述頂部圓環(huán)保持的上述研磨對象物，由上述錐形面引向中心并 放置于上述放置件的放置部。體，把加壓流體也輸送入到彈性膜和研磨對象物緊密結(jié)合的部分上，所以， 能使研磨對象物確實脫離。另外，這樣就消除了彈性膜和研磨對象物的緊 密結(jié)合性，能夠更加有效地使研磨對象物脫離。這樣，不僅從上下活動部 件的中央部上所形成的開口中，而且也從彈性膜孔中噴射加壓流體，能夠 確實地使研磨對象物脫離。在研磨結(jié)束時，有時研磨對象物和上下活動部 件會離開，有時這樣保持不變即使要用吸附部來吸附研磨對象物也會不能 吸附。若采用本發(fā)明，則在研磨結(jié)束時，使上下活動部件向下方移動，使 研磨對象物搭接到吸附部上后，對研磨對象物進(jìn)行吸附保持，所以能夠牢 靠地吸附研磨對象物。當(dāng)把研磨對象物傳遞到頂部圓環(huán)上時，若上下活動 部件與保持圓環(huán)相比向下方突出，則在研磨對象物被吸附到偏移的位置上 的情況下，由于以后上下活動部件上升，研磨對象物撞上保持圓環(huán)，可能 造成研磨對象物脫落或破損。若采用本發(fā)明，則由于預(yù)先使上下活動部件 相對于保持圓環(huán)位于上方，所以，研磨對象物，其外周部一邊由保持圓環(huán) 進(jìn)行導(dǎo)向， 一邊進(jìn)行傳遞。所以，研磨對象物不會由于上下活動部件上升 而與保持圓環(huán)相撞，能夠防止研磨對象物脫落或破損。


圖1是用示意性表示本發(fā)明第1實施方式的拋光裝置的平面圖。圖2是表示圖1所示拋光裝置的研磨部的主要部分的縱斷面圖。 圖3是對圖2所示的研磨部的頂部圓環(huán)裝置和流路構(gòu)成一起進(jìn)行表示 的概要圖。圖4是表示圖3所示的頂部圓環(huán)裝置的頂部圓環(huán)的縱斷面圖。 圖5是表示圖4所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。 圖6是表示圖4所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。 圖7是表示圖4所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。圖8是表示圖4所示的頂部圓環(huán)的研磨結(jié)束后的狀態(tài)的縱斷面圖。圖9是表示圖4所示的頂部圓環(huán)的研磨結(jié)束后的狀態(tài)的縱斷面圖。圖10是表示圖4所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系縱斷面圖。圖11是表示圖4所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系縱斷面圖。圖12是表示圖4所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系縱斷面圖。圖13是表示本發(fā)明第2實施方式中的頂部圓環(huán)的縱斷面圖。圖14A 圖14G表示圖13所示的頂部圓環(huán)的圓環(huán)管的彈性膜上所形成的孔的形狀的概要圖。圖15是表示圖13所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。 圖16是表示圖13所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。 圖17是表示圖13所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。 圖18是表示圖13所示的頂部圓環(huán)研磨結(jié)束后的狀態(tài)的縱斷面圖。 圖19是表示圖13所示的頂部圓環(huán)研磨結(jié)束后的狀態(tài)的縱斷面圖。 圖20是表示圖13所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。 圖21是表示圖13所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。 圖22是表示圖13所示的頂部圓環(huán)和推進(jìn)器的關(guān)系的縱斷面圖。
具體實施方式
以下參照圖1 圖12，詳細(xì)說明涉及本發(fā)明的拋光方法的第1實施方 式。圖1是用示意性表示本發(fā)明第1實施方式中的拋光裝置的平面圖。如 圖1所示，在拋光裝置中，在整體呈長方形狀的地板上的空間的一端側(cè)上 以對置狀態(tài)布置了一對研磨部la、 lb，在另一端側(cè)上布置了用于分別放置 半導(dǎo)體晶片的片盒2a、 2b的一對裝卸裝置(裝料卸料裝置)。在對研磨部 la、 lb和裝卸裝置進(jìn)行連結(jié)的線上，布置了 2臺用于傳送半導(dǎo)體晶片的傳 送機(jī)械手4a、 4b，形成傳送線。在該傳送線的兩側(cè)，分別各布置了l臺翻 轉(zhuǎn)機(jī)5、 6、以及位于該翻轉(zhuǎn)機(jī)5、 6兩邊的2臺清洗機(jī)7a、 7b、 8a、 8b。兩個研磨部la、 lb，其性能基本相同的裝置相對于傳輸線布置成對稱 狀態(tài)，它們分別具有其上面粘貼了研磨墊的研磨臺11;通過真空吸附來 對作為研磨對象物的半導(dǎo)體晶片進(jìn)行位置保持，將其按壓到研磨臺11上的 研磨墊上進(jìn)行研磨的頂部圓環(huán)裝置12;以及對研磨臺ll上的研磨墊進(jìn)行修整的修整裝置13。并且，在研磨部la、 lb上，在各傳送線側(cè)，設(shè)置了在和 頂部圓環(huán)裝置12之間傳遞半導(dǎo)體晶片用的推進(jìn)器14。傳送機(jī)械手4a、 4b具有在水平面內(nèi)彎曲自如的關(guān)節(jié)桿，把2個握持部 分別在上下作為干手指和濕手指使用。在本實施方式中使用2臺機(jī)械手， 所以，基本情況是第1傳送機(jī)械手4a工作在從翻轉(zhuǎn)機(jī)5、 6到片盒2a、 2b側(cè)的區(qū)域；第2傳送機(jī)械手4b工作在從翻轉(zhuǎn)機(jī)5、 6到研磨部la、 lb側(cè) 的區(qū)域。翻轉(zhuǎn)機(jī)5、 6用于對半導(dǎo)體晶片的上下進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，傳送機(jī)械手4a、 4b 的手布置在能夠到達(dá)的位置上。在本實施方式中，2臺5、 6翻轉(zhuǎn)機(jī)分別用 于處理干基片和處理濕基片。各臺清洗機(jī)7a、 7b、 8a、 8b的形式是任意的，例如研磨部la、 lb側(cè) 是利用帶有海棉的輥輪來處理半導(dǎo)體晶片的正反兩面的形式的清洗機(jī)7a、 7b;片盒2a、 2b側(cè)是一邊夾持半導(dǎo)體晶片的邊緣使其在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，一 邊供給清洗液的形式的清洗機(jī)8a、 8b。后者具有離心脫水干燥的干燥機(jī)功 能。在清洗機(jī)7a、 7b中，能進(jìn)行半導(dǎo)體晶片的一次清洗；在清洗機(jī)8a、 8b 中能進(jìn)行一次清洗后的半導(dǎo)體晶片的2次清洗。以下詳細(xì)說明上述研磨部。圖2是表示圖1所示的研磨部的主要部分 的縱斷面圖。而且，以下僅說明研磨部la。對研磨部lb可以看作是和研磨 部la相同。如圖2所示，研磨部la具有其上面粘貼了研磨墊10的研磨臺11、 通過真空吸附來對作為研磨對象物的半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行位置保持，將其按 壓到研磨臺11上進(jìn)行研磨的頂部圓環(huán)裝置12、以及對研磨臺11上的研磨 墊10進(jìn)行修整的修整裝置13。研磨臺11通過臺軸lla與布置在其下方的 電機(jī)(無圖示)相連結(jié)，研磨臺11如圖2的箭頭C所示能夠圍繞臺軸lla 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。研磨臺11的研磨墊10的表面構(gòu)成了與研磨對象物半導(dǎo)體晶片W 進(jìn)行磨擦滑動接觸的研磨面。而且，市場上可以買到的研磨墊有許多種，例如羅德魯(R0DEL)公司 制的SUBA800、 IC-1000、 IC-1000/SUBA400 (2層布)、富基米英集團(tuán)(7、y' $ < 〉 -一水^ <亍7 K)公司制的Surfin XXX-5、 Surfin 000等。 SUBA800、 Surfin XXX-5、 Surfin 000是用聚氨酯樹脂來固定纖維的無紡布，ic-iooo是硬質(zhì)泡沫聚氨酯(單層)。泡沫聚氨酯是多孔性的，其表面具有許多微細(xì)的凹坑或孔。在研磨臺11的上方布置了研磨液供給噴嘴15和供水噴嘴16，從研磨 液供給噴嘴15向研磨臺11上的研磨面10上供給純水和藥液等研磨液；從 供水噴嘴16向上述研磨面10供給修整用的修整液(例如水)。并且，對該 研磨液和水進(jìn)行回收的框體17設(shè)置在研磨臺11的周圍，在該框體下部形 成了水槽17a。頂部圓環(huán)裝置12具有能夠旋轉(zhuǎn)的支承軸20、與支承軸20的上端相 連結(jié)的頂部圓環(huán)頭21、從頂部圓環(huán)頭21的空端向下垂的頂部圓環(huán)軸22、 以及與頂部圓環(huán)軸22的下端相連結(jié)的大體為圓盤狀的頂部圓環(huán)23。頂部圓 環(huán)23與由支承軸20的旋轉(zhuǎn)所帶動的頂部圓環(huán)頭21的搖動一起在水平方向 上移動，如圖1的箭頭A所示，能夠在推進(jìn)器14和研磨面10上的研磨位 置之間進(jìn)行往復(fù)運動。并且，頂部圓環(huán)23通過頂部圓環(huán)軸22而連結(jié)到頂 部圓環(huán)頭21內(nèi)部所設(shè)置的無圖示的電機(jī)和升降汽缸上。這樣，如圖2的箭 頭D、 E所示，能夠升降，而且能夠圍繞頂部圓環(huán)軸22進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。再者， 作為研磨對象物的半導(dǎo)體晶片W利用真空等而吸附保持在頂部圓環(huán)23的下 端面上。利用這些機(jī)構(gòu)，頂部圓環(huán)23能夠一邊自轉(zhuǎn)， 一邊用任意的壓力把 保持在頂部圓環(huán)23下面上的半導(dǎo)體晶片W按壓到研磨面10上。修整裝置13用于對經(jīng)過研磨而損壞的研磨面10進(jìn)行修整，它布置在 相對于研磨臺11的中心來說與頂部圓環(huán)裝置12相反的一側(cè)上。修整裝置 13與上述頂部圓環(huán)裝置12 —樣，具有能夠旋轉(zhuǎn)的支承軸30、與支承軸 30的上端相連結(jié)的修整頭31、從修整頭31的空端向下垂的修整軸32、與 修整32的下端相連結(jié)的修整器33、以及安裝在修整器33的下面上的修整 部件34。修整器33能夠和支承軸30旋轉(zhuǎn)所帶動的修整頭31的搖動一起在 水平方向上移動，如圖1的箭頭B所示，在研磨面10上的修整位置和研磨 臺11的外側(cè)的待機(jī)位置之間進(jìn)行往復(fù)運動。圖3是對圖2所示的研磨部的頂部圓環(huán)裝置12和流路構(gòu)成一起進(jìn)行表 示的概要圖。圖4是表示圖3所示的頂部圓環(huán)裝置12的頂部圓環(huán)23的縱 斷面圖。如圖3和圖4所示，頂部圓環(huán)23通過萬向接頭部40，連接到頂部 圓環(huán)軸22上，頂部圓環(huán)軸22連結(jié)到頂部圓環(huán)頭21上所固定的頂部圓環(huán)用汽缸111上。頂部圓環(huán)23具有連結(jié)在頂部圓環(huán)軸22下端上的圓盤狀頂 部圓環(huán)主體42、以及設(shè)置在頂部圓環(huán)主體42的外周部上的保持圓環(huán)43。 頂部圓環(huán)主體42由金屬和陶瓷等強(qiáng)度和剛性較好的材料制成。并且，保持 圓環(huán)43由剛性較好的樹脂材料或陶瓷等制成。頂部圓環(huán)用汽缸111通過調(diào)節(jié)器Rl而連接在壓力調(diào)整部120上。該壓 力調(diào)整部120，通過從壓縮空氣源供給加壓空氣等加壓流體，或者用泵來抽 真空而進(jìn)行壓力調(diào)整。利用該壓力調(diào)整部120通過調(diào)節(jié)器Rl能夠?qū)┙o到 頂部圓環(huán)用汽缸111內(nèi)的加壓空氣的空氣壓力等進(jìn)行調(diào)整。利用該頂部圓 環(huán)用汽缸lll，使頂部圓環(huán)推進(jìn)器22上下移動，使頂部圓環(huán)23整體進(jìn)行升 降，同吋能夠按規(guī)定的按壓力來把安裝在頂部圓環(huán)主體42上的保持圓環(huán)43 按壓到研磨臺11上。并且，頂部圓環(huán)軸22通過鍵(無圖示)而連結(jié)在旋轉(zhuǎn)筒112上。該旋 轉(zhuǎn)筒112在其外周部上具有同步帶輪(timing pulley) 113。頂部圓環(huán)用 電機(jī)114固定在頂部圓環(huán)頭21上，上述同步帶輪113通過同步皮帶115而 連接在頂部圓環(huán)用電機(jī)114上所設(shè)置的同步帶輪116上。所以，通過對頂 部圓環(huán)用電機(jī)114進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，經(jīng)過同步帶輪116、同步皮帶115和同步 帶輪113，使旋轉(zhuǎn)筒112和頂部圓環(huán)軸22—起旋轉(zhuǎn)，使頂部圓環(huán)23進(jìn)行旋 轉(zhuǎn)。而且，頂部圓環(huán)頭21由支承軸20進(jìn)行支承，該支承軸20由框架(無 圖示)支持并能旋轉(zhuǎn)。如圖4所示，頂部圓環(huán)主體42具有圓筒容器狀的外殼部42a、與外 殼部42a的圓筒部內(nèi)側(cè)相嵌合的環(huán)狀加壓薄片支持部42b、以及與外殼部 42a上面的外周緣部相嵌合的環(huán)狀密封部42c。保持圓環(huán)43固定在頂部圓 環(huán)主體42的外殼部42a的下端上。該保持圓環(huán)43的下部向內(nèi)突出。上述頂部圓環(huán)軸22設(shè)置在頂部圓環(huán)主體42的外殼部42a的中央部上 方。頂部圓環(huán)主體42和頂部圓環(huán)軸22由萬向接頭部40進(jìn)行連結(jié)。該萬向 接頭部40具有能夠使頂部圓環(huán)主體42和頂部圓環(huán)軸22互相偏斜的球面 軸承機(jī)構(gòu)；以及把頂部圓環(huán)軸22的旋轉(zhuǎn)傳遞到頂部圓環(huán)主體42上的旋轉(zhuǎn)傳 動機(jī)構(gòu)， 一邊允許從頂部圓環(huán)軸22對頂部圓環(huán)主體42互相偏斜， 一邊傳 遞按壓力和旋轉(zhuǎn)力。球面軸承機(jī)構(gòu)具有形成在頂部圓環(huán)軸22下面中央處的環(huán)面狀凹部22a、形成在頂部圓環(huán)主體42上面中央處的球面狀凹部42d、以及介于兩個 凹部22a、 42a之間的像陶瓷這樣的高硬度材料構(gòu)成的軸承用滾珠52。如圖 4所示，連接螺栓47安裝在頂部圓環(huán)主體42的頂部圓環(huán)軸22附近，在該 連接螺栓47和頂部圓環(huán)軸22上所設(shè)置的彈簧支架22b之間安裝了螺旋彈 簧28。利用這種結(jié)構(gòu)，使頂部圓環(huán)主體42保持能對頂部圓環(huán)軸22進(jìn)行偏 斜。另一方面，旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)具有固定在頂部圓環(huán)主體42的頂部圓環(huán)軸 22附近的結(jié)合銷49、以及形成在頂部圓環(huán)軸22上的結(jié)合孔22。即使頂部 圓環(huán)主體42傾斜，也能使結(jié)合銷49沿上下方向在結(jié)合孔22c內(nèi)移動，所 以，結(jié)合銷49與結(jié)合孔22c相結(jié)合使接觸點偏移，由旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)把頂部 圓環(huán)軸22的旋轉(zhuǎn)力矩準(zhǔn)確地傳遞到頂部圓環(huán)主體42上。在頂部圓環(huán)主體42和保持圓環(huán)43內(nèi)部劃分的空間內(nèi)，安放了由頂 部圓環(huán)23保持的與半導(dǎo)體晶片W相搭接的彈性墊60、環(huán)狀的支架彈簧61、 以及能夠在頂部圓環(huán)主體42內(nèi)部的安放空間內(nèi)上下活動的大體上呈圓盤狀 的卡板(上下活動部件)62。彈性墊60，其外周部被夾持在支架圓環(huán)61和 固定在支架圓環(huán)61下端上的卡板62之間，對卡板62的下面進(jìn)行覆蓋。這 樣，在彈性墊60和卡板62之間形成了壓力室70。彈性墊60由以下材料構(gòu) 成乙烯丙烯橡膠(EPDM)、聚氨酯橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠等強(qiáng)度和耐久 性良好的橡膠材料。在卡板62的中央部，形成了開口62a。該開口62a與管子、接頭等構(gòu) 成的流體通路80相連通，通過布置在流體通路80上的調(diào)節(jié)器R2而連接在 壓力調(diào)整部120上。也就是說，彈性墊60和卡板62之間的壓力室70，通 過布置在流體通路80上的調(diào)節(jié)器R2而連接在壓力調(diào)整部120上。并且， 在彈性墊60上，在與開口 62相對應(yīng)的位置上，形成了大直徑(例如直徑 12mm)的中央孔60a。在支架圓環(huán)61和頂部圓環(huán)主體42之間設(shè)置了由彈性膜構(gòu)成的加壓薄 片63。該加壓薄片63的一端，被安裝在頂部圓環(huán)主體42下面的加壓薄片 支持部42b進(jìn)行夾持，另一端被夾持在支架圓環(huán)61的上端部61a和止動部 61b之間。利用頂部圓環(huán)主體42、卡板62、支架圓環(huán)61和加壓薄片63在 頂部圓環(huán)主體42的內(nèi)部形成了壓力室71。如圖4所示，由管子、接頭等構(gòu)成的流體通路81與壓力室71相連通，壓力室71通過設(shè)置在流體通路81 上的調(diào)節(jié)器R3而與壓力調(diào)整部120相連接。而且，加壓薄片63由以下材 料構(gòu)成乙烯丙烯橡膠(EPDM)、聚氨酯橡膠、硅橡膠、氯丁橡膠等強(qiáng)度和 耐久性良好的橡膠材料或者包含纖維的增強(qiáng)橡膠和非常薄的不銹鋼片(例 如厚0.2mm)等。在此，在彈性墊60的外周面和保持圓環(huán)43之間，有微小的間隙，所 以支架圓環(huán)61和卡板62等部件，相對于頂部圓環(huán)主體42和保持圓環(huán)43 能夠在上下方向上移動，形成浮動結(jié)構(gòu)。在支架圓環(huán)61的止動部61b上， 在多個部位上設(shè)置了從其外周緣部向外突出的突起61c，該突起61c與向保 持圓環(huán)43內(nèi)突出的部分的上面相結(jié)合，這樣，上述支架圓環(huán)61等部件向 下方的移動被限制在規(guī)定位置以內(nèi)。在加壓薄片63是橡膠等彈性體的情況下，在把加壓薄片63夾持在保 持圓環(huán)43和頂部圓環(huán)主體42之間進(jìn)行固定的情況下，由于作為彈性體的 加壓薄片63的彈性變形而在保持圓環(huán)43的下面得不到良好的平面。所以， 為防止這種現(xiàn)象，本實施方式設(shè)置了加壓薄片支持部42b作為另外的部件， 將其夾持到頂部圓環(huán)主體42的外殼部42a和加壓薄片支持部42b之間進(jìn)行 固定。而且也能夠使保持圓環(huán)43在頂部圓環(huán)主體42上進(jìn)行上下活動，或 者對保持圓環(huán)43采用與頂部圓環(huán)主體42分離開，能單獨按壓的結(jié)構(gòu)。在 此情況下不一定要采用上述加壓薄片63的固定方法。對上述卡板62和彈性墊60之間的壓力室70、以及卡板62上方的壓力 室71內(nèi)，可以分別通過與壓力室70、 71相連通的流體通路80、 81來供給 加壓空氣等加壓流體，或者保持大氣壓或真空。也就是說，如圖3所示， 可以利用壓力室70、 71的流體通路80、 81上所布置的調(diào)節(jié)器R2、 R3，來 調(diào)整向各壓力室內(nèi)供給的加壓流體的壓力。這樣對各壓力室70、 71內(nèi)部的 壓力可以分別獨立地進(jìn)行控制或者使其保持大氣壓或真空。并且，在卡板62上，向下方突出的內(nèi)側(cè)吸附部64和外側(cè)吸附部65設(shè) 置在開口 62a的外側(cè)。在內(nèi)側(cè)吸附部64上形成了連通孔64a，用于和管子、 接頭等所構(gòu)成的流體通路82相連通，內(nèi)側(cè)吸附部64通過布置在該流體通 路82上的調(diào)節(jié)器R4而與壓力調(diào)整部120相連接。同樣，在外側(cè)吸附部65 上，形成了連通孔65a，用于和管子、接頭等所構(gòu)成的流體通路83相連通，外側(cè)吸附部65通過該流體通路83上所布置的調(diào)節(jié)器R5而與壓力調(diào)整部120 相連接。利用壓力調(diào)整部120能夠在吸附部64、 65的連通孔64a、 65a的 開口端上形成負(fù)壓，把半導(dǎo)體晶片W吸附到吸附部64、 65上。而且，在吸 附部64、 65的下端面上，粘貼了由薄的橡膠片或背襯薄膜(底片)等構(gòu)成 的彈性薄片，吸附部64、 65以柔軟的狀態(tài)吸附保持半導(dǎo)體晶片W。在頂部圓環(huán)主體42的密封部42c的下面上，形成了由環(huán)狀溝槽構(gòu)成的 清洗液通路91。該清洗液通路91與流體通路84相連通。并且，從密封部 42c的清洗液通路91延伸而穿通外殼部42a、壓力調(diào)整部42b的連通孔92 在多個部位上形成，該連通孔92與彈性墊60的外周面和保持圓環(huán)43之間 的微小間隙相連通。清洗液(純水)通過該清洗液通路91而供給到間隙內(nèi)。以下說明這種結(jié)構(gòu)的拋光裝置的動作。首先，利用第l傳送機(jī)械手4a 從片盒2a或2b中取出半導(dǎo)體晶片W，用翻轉(zhuǎn)機(jī)5或6對其進(jìn)行翻轉(zhuǎn)后，用 第2傳送機(jī)械手4b將其傳送并放置到推進(jìn)器14上。在此狀態(tài)下，對頂部 圓環(huán)裝置12的頂部圓環(huán)頭21進(jìn)行搖動，把頂部圓環(huán)23移動到推進(jìn)器14 的上方。圖5是表示這時的狀態(tài)的縱斷面圖。如圖5所示，推進(jìn)器14具有能 夠利用汽缸來進(jìn)行上下移動的導(dǎo)向臺141;設(shè)置在該外周部上的晶片導(dǎo)向器 142;以及設(shè)置在導(dǎo)向臺141上方，能與導(dǎo)向臺141分開而獨立地上下移動 的推力臺143。晶片導(dǎo)向器142采用了具有上階部144和下階部145的雙階 的階梯結(jié)構(gòu)。晶片導(dǎo)向器142的上階部144是對頂部圓環(huán)23的保持圓環(huán)43 的下面的接觸部；下階部145用于半導(dǎo)體晶片W的定心(引向中心)和保 持。在上階部144的上方，形成了用于引導(dǎo)保持圓環(huán)43的錐形面146，在 下階部145的上方形成了用于引導(dǎo)半導(dǎo)體晶片W的錐形面147。半導(dǎo)體晶片 W在由晶片導(dǎo)向器142的錐形面147引向中心的狀態(tài)下，放置在晶片導(dǎo)向器 142的下階部145上。在此，在圖5所示的狀態(tài)下，把頂部圓環(huán)23內(nèi)的壓力室71通過流路 81而連接到壓力調(diào)整部120上，使壓力室71保持負(fù)壓。這樣，卡板62如 圖5所示位于保持圓環(huán)43的上方。因此，如下所述，能夠牢靠地吸附半導(dǎo) 體晶片W。然后，如圖6所示，使推進(jìn)器14的導(dǎo)向臺141上升，利用晶片導(dǎo)向器142的錐形面146來把保持圓環(huán)43引導(dǎo)到晶片導(dǎo)向器142的上階部144上。 晶片導(dǎo)向器142的上階部144與保持圓環(huán)43的下面相接觸，于是導(dǎo)向臺141 的上升結(jié)束。在此狀態(tài)下，如圖7所示，推進(jìn)器14的推力臺143上升，對晶片導(dǎo)向 器142的下階部145上所放置的半導(dǎo)體晶片W的圖形面進(jìn)行保持，使半導(dǎo) 體晶片W搭接到頂部圓環(huán)23的彈性墊60上。然后，通過流體通路82、 83 把吸附部64、 65的連通孔64a、 65a連接到壓力調(diào)整部120上，利用該連 通孔64a、 65a的吸引作用把半導(dǎo)體晶片W真空吸附到吸附部64、 65的下 端面上。在傳遞該半導(dǎo)體晶片W時，若卡板62與保持圓環(huán)43相比向上方突出， 則在半導(dǎo)體晶片W被吸附在偏移的位置上的情況下，由于以后卡板62上升， 有可能造成半導(dǎo)體晶片W碰撞到保持圓環(huán)43上造成晶片脫落或破損。本發(fā) 明實施方式如上所述，使頂部圓環(huán)23內(nèi)的壓力室71保持負(fù)壓，預(yù)先使卡 板62位于保持圓環(huán)43的上方，所以，半導(dǎo)體晶片W—邊由保持圓環(huán)43對 其外周部進(jìn)行導(dǎo)向， 一邊進(jìn)行傳遞。所以，半導(dǎo)體晶片W不會因卡板62上 升而碰撞到保持圓環(huán)43上，能夠防止晶片脫落和破損。當(dāng)半導(dǎo)體晶片W的吸附結(jié)束時，使推進(jìn)器14下降，使頂部圓環(huán)頭21 水平搖動，在對半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行吸附的狀態(tài)下，使頂部圓環(huán)頭21在研磨 面10的上方移動。而且，半導(dǎo)體晶片W的外周緣由保持圓環(huán)43進(jìn)行保持， 防止半導(dǎo)體晶片W從頂部圓環(huán)23中飛出。并且， 一邊使頂部圓環(huán)23旋轉(zhuǎn)， 一邊下降，把半導(dǎo)體晶片W按壓到旋轉(zhuǎn)的研磨臺11上的研磨面10上。也 就是說，當(dāng)研磨時，解除吸附部64、 65對半導(dǎo)體晶片W的吸附，使半導(dǎo)體 晶片W保持在頂部圓環(huán)23的下面上，同時，使連結(jié)在頂部圓環(huán)軸22上的 頂部圓環(huán)用汽缸111進(jìn)行動作，按規(guī)定的按壓力把固定在頂部圓環(huán)23下端 上的保持圓環(huán)43按壓到研磨臺11的研磨面10上。在此狀態(tài)下，把規(guī)定壓 力的加壓流體供給到壓力室70內(nèi)，把半導(dǎo)體晶片W按壓到研磨臺11的研 磨面上。這時， 一邊從研磨液供給噴嘴15供給研磨液， 一邊在半導(dǎo)體晶片 W的被研磨面(下面)和研磨面10之間存在研磨液的狀態(tài)下，對半導(dǎo)體晶 片W進(jìn)行研磨。圖4表示該研磨時的狀態(tài)。如上所述，利用頂部圓環(huán)用汽缸111來把保持圓環(huán)43按壓到研磨面10上的力、以及利用供給到壓力室70內(nèi)的加壓空氣來把半導(dǎo)體晶片W按壓到 研磨面10上的力，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后對半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行研磨。而且，若把 加壓流體供給到壓力室10內(nèi)，則卡板62接受上方向的力，所以，本實施 方式通過流體通路81把加壓流體供給到壓力室71內(nèi)，防止由于從壓力室 70來的力，而使卡板62向上方提升。研磨結(jié)束后，如圖8所示停止向壓力室70內(nèi)供應(yīng)加壓流體，敞開在大 氣壓下，這樣使卡板62下降，使吸附部64、 65的下端面搭接到半導(dǎo)體晶 片W上。并且使壓力室71內(nèi)的壓力敞開為大氣壓，或者為負(fù)壓。這是因為 若使壓力室71的壓力繼續(xù)保持在高壓狀態(tài)下，則只有與吸附部64、 65相 搭接的半導(dǎo)體晶片W部分才被緊緊地按壓在研磨面上。然后，再次把半導(dǎo) 體晶片W用真空吸附到吸附部64、 65的下端面上。這樣，當(dāng)研磨結(jié)束時， 使卡板62下降，于是能夠確實地把半導(dǎo)體晶片W吸附到吸附部64、 65上。并且，在吸附半導(dǎo)體晶片W的狀態(tài)下，使頂部圓環(huán)23移動到懸空位置 上，如圖9所示，通過流路81把壓力室71連接到壓力調(diào)整部120上，使 頂部圓環(huán)23內(nèi)的壓力室71保持負(fù)壓，使卡板62的位置比保持圓環(huán)43偏 靠上方。在此狀態(tài)下使頂部圓環(huán)23上升，使頂部圓環(huán)頭21水平搖動，使 頂部圓環(huán)23如圖10所示再次移動到推進(jìn)器14的上方。然后，如圖11所示，使推進(jìn)器14的導(dǎo)向臺141上升，利用晶片導(dǎo)向 器142的錐形面146把保持圓環(huán)43引導(dǎo)到晶片導(dǎo)向器142的上階部144內(nèi)。 并且，晶片導(dǎo)向器142的上階部144與保持圓環(huán)43的下面相接觸，于是， 導(dǎo)向臺141的上升結(jié)束。在此狀態(tài)下，如圖12所示，卡板62中央部開口 62a和吸附部64、 65， 分別通過流體通路80、 82、 83而連接在壓力調(diào)整部120上，從開口62a和 吸附部64、 65中例如按0.2MPa的壓力向下方噴射加壓流體(例如壓縮空 氣或者氮氣和純水的混合體)(water spout)。利用該流體的噴射來使半導(dǎo) 體晶片W從彈性墊60的下面上脫離下來，半導(dǎo)體晶片W在由晶片導(dǎo)向器142 的錐形面147引向中心的狀態(tài)下，保持在晶片導(dǎo)向器142的下階部145上。這樣，本實施方式，為了從卡板62的中央部處所形成的大直徑的開口 62a和吸附部64、 65中噴射出加壓流體，在彈性墊60和半導(dǎo)體晶片W緊密 結(jié)合的部分內(nèi)也送入加壓流體，所以能更有效地使半導(dǎo)體晶片W脫離。這樣，研磨后的半導(dǎo)體晶片W從頂部圓環(huán)23上傳遞到推進(jìn)器14上， 根據(jù)需要，用純水或清洗液來對半導(dǎo)體晶片W和頂部圓環(huán)23進(jìn)行清洗。然 后，頂部圓環(huán)23從推進(jìn)器14上取下新的半導(dǎo)體晶片W，將其移動到研磨臺 10上，重新進(jìn)行研磨。在按規(guī)定的研磨量來對半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行了研磨之后，研磨處理結(jié)束。 在研磨作業(yè)結(jié)束時，由于研磨而使研磨面10的特性發(fā)生變化，將導(dǎo)致下次 研磨時的研磨性能下降，所以，用修整裝置13來對研磨面IO進(jìn)行修整。 修整的方法是一邊使修整器33和研磨臺11分別獨立地自轉(zhuǎn)， 一邊按照規(guī) 定的壓力把修正部件34搭接到研磨面10上。這時，在修整部件34與研磨 面10相接觸的同時或接觸之前，從供水噴嘴16中向研磨面10的上面供給 水，把研磨面IO上殘留的使用過的研磨液沖洗掉。修整結(jié)束后的修整器33 借助于修整頭31的驅(qū)動而返回到待機(jī)位置上，利用設(shè)置在該待機(jī)位置上的 修整器清洗裝置18 (參見圖l)來進(jìn)行清洗。放置在推進(jìn)器14上的研磨后的半導(dǎo)體晶片W，由第2傳送機(jī)械手4b傳 送到例如具有用輥輪海棉的雙面清洗功能的清洗機(jī)7a或7b上，在該清洗 機(jī)7a或7b中對半導(dǎo)體晶片W的兩面進(jìn)行清洗后，由第2傳送機(jī)械手4b將 其傳送到翻轉(zhuǎn)機(jī)5或6上進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。然后，由第l傳送機(jī)械手4a取出翻轉(zhuǎn) 機(jī)5或6上的半導(dǎo)體晶片W，將其傳送到例如具有上面清洗.的海棉刷子和離 心甩干功能的第2清洗機(jī)8a或8b上，進(jìn)行清洗和干燥，由第1傳送機(jī)械 手4a將其送加到片盒2a、 2b內(nèi)。以下參照圖13 圖22，詳細(xì)說明涉及本發(fā)明的拋光方法的第2實施方 式。而且，對于作用和功能與上述第l實施方式的部件或要素相同的部分， 標(biāo)準(zhǔn)相同的符號，其說明從略。并且，除頂部圓環(huán)以外的結(jié)構(gòu)基本上與上 述第l實施方式相同。圖13是表示本發(fā)明第2實施方式中的頂部圓環(huán)的縱斷面圖。在本實施 方式中，在頂部圓環(huán)主體42、以及與頂部圓環(huán)主體42固定成一個整體的保 持圓環(huán)43的內(nèi)部形成的空間內(nèi)，安放外部隔膜160，它搭接在由頂部圓環(huán) 123來保持的半導(dǎo)體晶片W的外周部上，未設(shè)置第1實施方式中的彈性墊。外部隔膜160的外周部被夾持在支架圓環(huán)61和固定在支架圓環(huán)61下 端上的卡板62之間，對卡板62的外緣附近的下面進(jìn)行遮蓋。該外部隔膜160的下端面連接到作為研磨對象物的半導(dǎo)體晶片W的上面上。外部隔膜 160由下列材料制成乙烯丙烯橡膠(EPDM)、聚氨酯橡膠、硅橡膠等強(qiáng)度 和耐久性良好的橡膠材料。而且，在半導(dǎo)體晶片W的外緣上設(shè)置了缺口 (亦 稱凹口或定位面)，用于識別(確定)半導(dǎo)體晶片的方向。希望外部隔膜160 延伸的終點位置，與這種凹口或定位面相比更靠近卡板62的內(nèi)周側(cè)。并且，在卡板62和半導(dǎo)體晶片W之間所形成的空間的內(nèi)部，設(shè)置了作 為與半導(dǎo)體晶片W相搭接的搭接部件的圓環(huán)管170。本實施方式如圖13所 示圓環(huán)管170布置成對卡板62的中央部的開口 62a進(jìn)行包圍的狀態(tài)。并且， 本實施方式，在圓環(huán)管170的外側(cè)僅設(shè)置了外側(cè)吸附部65，未設(shè)置內(nèi)側(cè)吸 附部。圓環(huán)管170具有與半導(dǎo)體晶片W的上面相搭接的彈性膜171、以及對 彈性膜171進(jìn)行支持并使其能裝卸的圓環(huán)管支架172，利用該彈性膜171和 圓環(huán)管支架172在圓環(huán)管170的內(nèi)部形成了壓力室72。并且，在卡板62和 半導(dǎo)體晶片W之間所形成的空間，被上述圓環(huán)管170區(qū)劃成多個空間，在 圓環(huán)管170的內(nèi)側(cè)，即卡板62的中央部的幵口 62a的周圍，形成了壓力室 73;在圓環(huán)管170的外側(cè)，即吸附部65的周圍，形成了壓力室74。而且， 圓環(huán)管170的彈性膜171由以下材料制成乙烯丙烯橡膠(EPDM)、聚氨酯 橡膠、硅橡膠等強(qiáng)度和耐久性良好的橡膠材料。在圓環(huán)管170的彈性膜171上，在與半導(dǎo)體晶片W相搭接的面上形成 了孔171a。該孔171a例如圖14A和圖14B所示，也可以采用由多個橢圓或 圓組合而成的形狀，如圖14c所示也可以在橢圓上形成三角形狀的切入痕 跡，或者如圖14D所示也可以是大的橢圓形狀。并且，如圖14E所示也可 以是正方形菱形；如圖14F和圖14G所示也可以是單純的窄縫。圓環(huán)管170內(nèi)的壓力室72連通到由管子、接頭等構(gòu)成的流體通路85 上，壓力室72通過布置在該流體通路85上的調(diào)節(jié)器而連接在壓力調(diào)整部 120 (參見圖3)上。并且，壓力室73連通到由管子、接頭等構(gòu)成的流體通 路86上，壓力室73通過布置在該流體通路86上的調(diào)節(jié)器而連接在壓力調(diào) 整部120上。加壓空氣等加壓流體可以通過與各壓力室相連通的流體通路81、 85、 86、 83供給到上述卡板62的上方的壓力室71和上述壓力室72、 73、 74內(nèi)，或真空。也就是說，可以利用設(shè)置在壓力室71 74的 流體通路81、 85、 86、 83上的調(diào)節(jié)器，來調(diào)整供給到各壓力室內(nèi)的加壓流 體的壓力。這樣，各壓力室71 74內(nèi)部的壓力可以分別單獨進(jìn)行控制，或 者使其形成大氣壓或真空。這樣，通過調(diào)節(jié)器來分別單獨調(diào)整各壓力室71 74內(nèi)部的壓力，即可對把半導(dǎo)體晶片W按壓到研磨墊10上的按壓力，按半 導(dǎo)體晶片W的每個部分分別進(jìn)行調(diào)整。在此情況下，對供給到壓力室72 74內(nèi)的加壓流體和大氣壓的溫度， 也可以分別進(jìn)行控制。這樣一來，能夠從半導(dǎo)體晶片等研磨對象物的被研 磨面的里側(cè)直接控制研磨對象物的溫度。尤其若獨立控制各壓力室的溫度， 則能夠控制CMP中的化學(xué)研磨的化學(xué)反應(yīng)速度。以下說明本實施方式中的拋光裝置的動作。首先，由第1傳送機(jī)械手 4a從片盒2a或2b中取出半導(dǎo)體晶片W，用翻轉(zhuǎn)機(jī)5或6進(jìn)行翻轉(zhuǎn)后，由 第2傳送機(jī)械手4b將其傳送并放置到推進(jìn)器14上。在此狀態(tài)下，使頂部 圓環(huán)裝置12的頂部圓環(huán)頭21進(jìn)行搖動，使頂部圓環(huán)123移動到推進(jìn)器14 的上方。圖15是表示這時的狀態(tài)的縱斷面圖。在圖15所示的狀態(tài)下，使頂部 圓環(huán)123內(nèi)的壓力室71通過流路81而連接到壓力調(diào)整部120上，使壓力 室71保持負(fù)壓。這樣，卡板62如圖15所示與保持圓環(huán)43相比位于上方。 與第l實施方式一樣，這樣一來，能牢靠地對半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行吸附。其次，如圖16所示，使推進(jìn)器14的導(dǎo)向臺141上升，利用晶片導(dǎo)向 器142的錐形面146來把保持圓環(huán)43引導(dǎo)到晶片導(dǎo)向器142的上階部144 上。晶片導(dǎo)向器142的上階部144與保持圓環(huán)43的下面相接觸，于是，導(dǎo) 向臺141的上升結(jié)束。在此狀態(tài)下如圖17所示，推進(jìn)器14的推力臺143上升，對安放在晶 片導(dǎo)向器142的下階部145上的半導(dǎo)體晶片W的圖形面進(jìn)行保持，使半導(dǎo) 體晶片W搭接到頂部圓環(huán)123的外部隔膜160和圓環(huán)管170上。并且，與 圓環(huán)管170內(nèi)的壓力室72和壓力室73、 74相連通的流體通路85、 86、 83 連接到壓力調(diào)整部120上，使流體通路85、 86、 83保持負(fù)壓，對半導(dǎo)體晶 片W進(jìn)行真空吸附。例如，使流體通路83的壓力達(dá)到-80kPa;使流體通路 85、 86的壓力達(dá)到-20kPa,對半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行真空吸附。這時，如上所述，使頂部圓環(huán)123內(nèi)的壓力室71保持負(fù)壓，預(yù)先使卡 板62相對于保持圓環(huán)43位于上方，所以，半導(dǎo)體晶片W， 一邊使其外周部 由保持圓環(huán)43進(jìn)行導(dǎo)向， 一邊進(jìn)行傳遞。所以，半導(dǎo)體晶片W不會因卡板 62上升而碰撞保持圓環(huán)43，能防止晶片脫落和破損。當(dāng)半導(dǎo)體晶片W的吸附結(jié)束時，使推進(jìn)器14下降，使頂部圓環(huán)頭21 水平搖動，在對半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行吸附的狀態(tài)下，使頂部圓環(huán)頭21在研磨 面10的上方移動。而且，半導(dǎo)體晶片W的外周緣由保持圓環(huán)43進(jìn)行保持， 防止半導(dǎo)體晶片W從頂部圓環(huán)123中飛出。并且， 一邊使頂部圓環(huán)123旋 轉(zhuǎn)， 一邊下降，把半導(dǎo)體晶片W按壓到旋轉(zhuǎn)的研磨臺11上的研磨面10上。 也就是說，當(dāng)研磨時，解除對半導(dǎo)體晶片W的吸附，使半導(dǎo)體晶片W保持 在頂部圓環(huán)123的下面上，同時，使連結(jié)在頂部圓環(huán)軸22上的頂部圓環(huán)用 汽缸111進(jìn)行動作，按規(guī)定的按壓力把固定在頂部圓環(huán)123下端上的保持 圓環(huán)43按壓到研磨臺11的研磨面10上。在此狀態(tài)下，把規(guī)定壓力的加壓 流體分別供給到壓力室72、 73、 74內(nèi)，把半導(dǎo)體晶片W按壓到研磨臺11 的研磨面上。這時， 一邊從研磨液供給噴嘴15供給研磨液， 一邊在半導(dǎo)體 晶片W的被研磨面(下面)和研磨面10之間存在研磨液的狀態(tài)下，對半導(dǎo) 體晶片W進(jìn)行研磨。圖13表示該研磨時的狀態(tài)。如上所述，利用頂部圓環(huán)用汽缸111來把保持圓環(huán)43按壓到研磨面10 上的力、以及利用供給到壓力室72 74內(nèi)的加壓空氣來把半導(dǎo)體晶片W按 壓到研磨面10上的力，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整后對半導(dǎo)體晶片W進(jìn)行研磨。而且， 若把加壓流體供給到壓力室72 74內(nèi)，則卡板62接受上方向的力，所以， 本實施方式通過流體通路81把加壓流體供給到壓力室71內(nèi)，防止由于從 壓力室72來的力，而使卡板62向上方提升。研磨結(jié)束后，如圖18所示停止向壓力室72 74內(nèi)供應(yīng)加壓流體，敞 開在大氣壓下，這樣使卡板62下降，使吸附部65的下端面搭接到半導(dǎo)體 晶片W上。并且使壓力室71內(nèi)的壓力敞開為大氣壓，或者為負(fù)壓。這是因 為若使壓力室71的壓力繼續(xù)保持在高壓狀態(tài)下，則只有與吸附部65相搭 接的半導(dǎo)體晶片W部分才被緊緊地按壓在研磨面上。然后，再次把半導(dǎo)體 晶片W用真空吸附到吸附部65的下端面上。當(dāng)研磨結(jié)束時，有時半導(dǎo)體晶 片W和卡板62分離，這樣，即使想用吸附部65來吸附半導(dǎo)體晶片W，也不能吸附。因此，本實施方式如上所述，當(dāng)研磨結(jié)束時使卡板62下降，于是 能夠牢靠地把半導(dǎo)體晶片W吸附到吸附部65上。并且，在吸附半導(dǎo)體晶片W的狀態(tài)下，使頂部圓環(huán)123移動到懸空位 置上，如圖19所示，通過流路81把壓力室71連接到壓力調(diào)整部120上， 使頂部圓環(huán)123內(nèi)的壓力室71保持負(fù)壓，使卡板62相對保持圓環(huán)43位于 上方。在此狀態(tài)下使頂部圓環(huán)123上升，使頂部圓環(huán)頭21水平搖動，使頂 部圓環(huán)123如圖20所示再次移動到推進(jìn)器14的上方。這時希望把加壓流 體供給到圓環(huán)管170內(nèi)的壓力室72內(nèi)，這樣一來，半導(dǎo)體晶片W容易脫離 外部隔膜160和圓環(huán)管170。然后，如圖21所示，使推進(jìn)器14的導(dǎo)向臺141上升，利用晶片導(dǎo)向 器142的錐形面146把保持圓環(huán)43引導(dǎo)到晶片導(dǎo)向器142的上階部144內(nèi)。 并且，晶片導(dǎo)向器142的上階部144與保持圓環(huán)43的下面相接觸，于是， 導(dǎo)向臺141的上升結(jié)束。在此狀態(tài)下，如圖22所示，卡板62中央部開口 62a和吸附部65，分 別通過流體通路86、 83而連接在壓力調(diào)整部120上，從開口62a和吸附部 65中向下方噴射加壓流體(例如壓縮空氣或者氮氣和純水的混合體)。并且， 把圓環(huán)管170內(nèi)的壓力室72連接到壓力調(diào)整部120上，從圓環(huán)管170的彈 性膜171上所形成的孔171a (參見圖13)中，向下方噴射加壓流體(例如 壓縮空氣或者氮氣和純水的混合體)。利用該流體的噴射來使半導(dǎo)體晶片W 從頂部圓環(huán)123上脫離下來，半導(dǎo)體晶片W在由晶片導(dǎo)向器142的錐形面 147定心的狀態(tài)下，保持在晶片導(dǎo)向器142的下階部145上。例如從開口 62a按0. 03MPa的壓力噴射流體；從吸附部65按0. 2MPa的壓力噴射流體； 從圓環(huán)管170的孔171a按0.05MPa的壓力噴射流體。在此情況下，為了便 于消除圓環(huán)管170的彈性膜171和半導(dǎo)體晶片W的緊密結(jié)合性，首先優(yōu)選， 最初從圓環(huán)管170的孔171a中噴射流體，然后，從開口 62a和吸附部65 中噴射流體。這樣，在本實施方式中，為了從卡板62的中央部處所形成的大直徑的 開口 62a和吸附部65中，以及從圓環(huán)管170的彈性膜171上所形成的孔171a 中噴射出加壓流體，在外部隔膜160和圓環(huán)管170的彈性膜171以及半導(dǎo) 體晶片W緊密結(jié)合的部分內(nèi)也送入加壓流體，所以能更有效地使半導(dǎo)體晶片W脫離。并且，如果在圓環(huán)管170的彈性膜171上所形成的孔171a的形狀制 成圖14C或圖14D所示的形狀，那么，也不會產(chǎn)生半導(dǎo)體晶片W脫離時的響聲， 能夠更順利地使半導(dǎo)體晶片W脫離。在上述實施方式中，分別單獨設(shè)置了流體通路80 86，但可以對這些流體通 路進(jìn)行統(tǒng)合，或者使各壓力室互相連通等，可以根據(jù)應(yīng)當(dāng)施加到半導(dǎo)體晶片W上 的按壓力的大小和施加的位置來任意進(jìn)行改變。并且，在上述實施方式中，說明 了圓環(huán)管170直接與半導(dǎo)體晶片W相接觸的例子，但并非僅限于此，例如，也可 以在圓環(huán)管170和半導(dǎo)體晶片W之間插入彈性墊，使圓環(huán)管170間接地和半導(dǎo)體 晶片W相接觸。并且，在上述實施方式中利用研磨墊來形成研磨面，但并非僅限于此，例如 也可以利用固定磨粒來形成研磨面。固定磨粒是把磨粒固定到粘合劑中形成板 狀。利用固定磨粒進(jìn)行研磨時，依靠從固定磨粒本身中產(chǎn)生的磨粒來進(jìn)行研磨。 固定磨粒由磨粒、粘合劑和氣孔構(gòu)成，例如磨粒采用平均粒徑0.5um以下的氧 化鈰(Ce02)，粘合劑采用環(huán)氧樹脂。這種固定磨粒構(gòu)成硬質(zhì)的研磨面。并且在固 定磨粒中，除上述板狀的結(jié)構(gòu)外，也還包括在薄的固定磨粒層的下面粘貼具有彈 性的研磨墊，形成雙層結(jié)構(gòu)的固定磨粒墊。其他硬質(zhì)研磨面有前面提到國的 IC-1000。以上說明了本發(fā)明的一實施方式，但本發(fā)明并非僅限于上述實施方式，不言 而喻，在該技術(shù)思想范圍內(nèi)可以用各種不同的方式來實施。如上所述，若釆用本發(fā)明，則從上下活動部件的中央部上所形成的開口中噴 射加壓流體，這樣，向彈性膜和研磨對象物緊密結(jié)合的部分內(nèi)也送入加壓流體， 所以，能使研磨對象物容易脫離。并且，如果不僅從上下活動部件的中央部所形 成的開口中噴射加壓流體，而且，在彈性膜與研磨對象物相搭接的面上形成孔， 也從該彈性膜的孔中噴射加壓流體，那么，能夠更容易地使研磨對象物脫離。并且，若采用本發(fā)明，則在研磨結(jié)束時，使上下活動部件向下方移動，使研 磨對象物與吸附部相搭接，然后對研磨對象物進(jìn)行吸附保持，所以能夠確實地吸 附研磨對象物。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明適用于把表面上形成了薄膜的半導(dǎo)體晶片等研磨對象物研磨成平整 且成鏡面狀的拋光方法。
權(quán)利要求
1、一種拋光方法，用頂部圓環(huán)來保持研磨對象物，把該研磨對象物按壓到研磨面上進(jìn)行研磨，其特征在于在頂部圓環(huán)主體與上下活動自如地安裝于該頂部圓環(huán)主體的下方的上下活動部件之間形成第1壓力室，在與通過上述頂部圓環(huán)保持的研磨對象物搭接的彈性膜和上述上下活動部件之間形成第2壓力室，把加壓流體供給到上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)，利用上述流體的流體壓力把上述研磨對象物按壓到上述研磨面上進(jìn)行研磨，研磨結(jié)束后，把上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)的壓力敞開為大氣壓并使上述上下活動部件向下方移動，通過使上述研磨對象物搭接在向下方突出地設(shè)置于上述上下活動部件的吸附部上來把上述研磨對象物吸附保持在上述頂部圓環(huán)上。
2、 一種拋光方法，用頂部圓環(huán)來保持研磨對象物，把該研磨對象物按壓到研磨面上進(jìn)行研磨，其特征在于在頂部圓環(huán)主體與上下活動自如地安裝于該頂部圓環(huán)主體的下方的上 下活動部件之間形成第1壓力室，在與通過上述頂部圓環(huán)保持的研磨對象物搭接并在該搭接面上具有孔的彈性膜和上述上下活動部件之間形成第2壓力室，把加壓流體供給到上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)，利用上述流體的流體壓力把上述研磨對象物按壓到上述研磨面上進(jìn)行研磨，研磨結(jié)束后，把上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)的壓力敞開為大氣 壓并使上述上下活動部件向下方移動，使上述研磨對象物搭接在向下方突 出地設(shè)置于上述上下活動部件的吸附部上，通過在該吸附部上形成負(fù)壓來 把上述研磨對象物吸附保持在上述頂部圓環(huán)上。
3、 一種拋光方法，用頂部圓環(huán)來保持研磨對象物，把該研磨對象物按壓到研磨面上進(jìn)行研磨，其特征在于下活動自如地安裝于該頂部圓環(huán)主體的下面的上 下活動部件之間形成第1壓力室，在與通過上述頂部圓環(huán)保持的研磨對象物搭接并在該搭接面上具有孔的彈性膜和上述上下活動部件之間形成第2壓力室，把加壓流體供給到上述第1壓力室內(nèi)及第2壓力室內(nèi)，利用上述流體 的流體壓力把上述研磨對象物按壓到上述研磨面上進(jìn)行研磨，研磨結(jié)束后，把上述第1壓力室內(nèi)的壓力敞開為大氣壓并使上述第2 壓力室成為負(fù)壓，使上述上下活動部件向下方移動，使上述研磨對象物搭 接在向下方突出地設(shè)置于上述上下活動部件的吸附部上，通過在該吸附部 上形成負(fù)壓來把上述研磨對象物吸附保持在上述頂部圓環(huán)上。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的拋光方法，其特征在于 在通過上述吸附部把上述研磨對象物吸附保持在上述頂部圓環(huán)上后，使上述頂部圓環(huán)搖動至放置件的上方，從上述吸附部噴射加壓流體使上述 研磨對象物從上述頂部圓環(huán)脫離。
5、 如權(quán)利要求4所述的拋光方法，其特征在于除了從上述吸附部噴射加壓流體以外，也從上述上下活動部件的中央 部上所形成的開口中噴射加壓流體。
6、如權(quán)利要求4或5所述的拋光方法，其特征在于上述頂部圓環(huán)具備圍繞在上述上下活動部件的周圍的保持圓環(huán)，在上述放置件上設(shè)置有與上述保持圓環(huán)搭接并引導(dǎo)該保持圓環(huán)的錐形面，通過上述頂部圓環(huán)保持的上述研磨對象物，由上述錐形面引向中心并 放置于上述放置件的放置部。
全文摘要
本發(fā)明的拋光方法，用頂部圓環(huán)(23)來保持半導(dǎo)體晶片(W)，把該半導(dǎo)體晶片(W)按壓到研磨面(10)上進(jìn)行研磨的拋光方法，其特征在于把彈性膜(60)安裝到能夠上下活動的上下活動部件(62)的下面上，在上述頂部圓環(huán)(23)內(nèi)形成壓力室(70)，把加壓流體供給到上述壓力室(70)內(nèi)，利用上述流體的流體壓力把半導(dǎo)體晶片W按壓到上述研磨面(10)上進(jìn)行研磨，從上述上下活動部件(62)的中央部上所形成的開口(62a)中噴射出加壓流體，這樣使研磨后的半導(dǎo)體晶片W從上述頂部圓環(huán)(23)上脫離。
文檔編號B24B37/30GK101327573SQ20081013115
公開日2008年12月24日 申請日期2003年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月18日
發(fā)明者吉田博, 市村照彥, 戶川哲二, 櫻井邦彥, 福島誠, 鍋谷治 申請人:株式會社荏原制作所