專利名稱：抽水方法和抽水裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及抽水的方法和抽水的裝置，更確切地說，涉及如下的抽水方法和抽水裝置，該方法和裝置能從拋光設備的一塊板的一個側面上粘附的支撐元件中抽出并除去該支撐元件所包含的用于粘附待拋光工件的過量的水。
背景技術：
一個工件(例如制造半導體裝置的晶片)被(例如)圖11所示的拋光設備拋光。在圖11所示的拋光設備中，其上附有拋光布102的拋光板100沿規定的方向旋轉。頂環104沿規定的方向旋轉，并朝向或遠離拋光板100運動。陶瓷板106安裝在頂環104的頭部，晶片W被板106保持著，并被壓到拋光布102上，以此拋光晶片W。
如圖12所示，由(例如)片狀的泡沫樹脂制成并附著在板106的一個側面上的支撐元件108包含有水，晶片W通過水的表面張力被保持在板106上。
目前使用的是大而薄的晶片W，同時，它還需要高精度的拋光。
然而，如圖12所示，被拋光的晶片W的表面的中心部分往往比其外邊緣部分更薄，其中該中心部分已經被附著于板106的一個側面的支撐元件中包含的水的表面張力粘附住。
也就是說，被拋光的晶片W表面的中心部分易于被過度拋光，因此晶片W形成凹形。下面將解釋形成凹形的原因。
當晶片W被附著在支撐元件108上——其中支撐元件108包含有過量的水并被壓在拋光板100的拋光布102上——以進行拋光時，支撐元件108被晶片W的外邊緣部分壓住，因此晶片W的外邊緣部分在其間封閉一個空間(如圖13所示)。因此，包含在支撐元件108中的過量的水無法運動到晶片W的外側，所以過量的水集中在晶片W的中心部分。
同時，包含在支撐元件108中的水的溫度因拋光引起的摩擦熱而升高，與晶片W的中心部分相對應的支撐元件108的中心部分變得薄于其外邊緣部分(見圖13)。通過牢固地將晶片W壓在拋光布102上，晶片W被拋光并形成凹形。
此外，如果用于阻止晶片W從支撐元件108上脫落的窄的環形模板110被附著在板106上，并與支撐元件108的外邊緣對應(如圖14所示)，那么就難于排出存在于模板110里面的過量的水。
不同于沒有模板的板106，附著于具有如圖14所示的模板110的板106上的支撐元件108中的過量的水可能會增加。
在晶片被拋光后，板106與支撐元件108一起被清潔。因此，將要拋光的另一塊新晶片W就被附著于包含有過量水的支撐元件108上。
也就是說，下一個晶片W被附著于未干的支撐元件108上，因此，難于通過調整對支撐元件108的供水量來調整支撐元件108的含水量。
為了解決上述問題，日本專利公報No.2003-11056公開了一種清除附著于板上的支撐元件中的過量水的方法。也就是說，通過向支撐元件的保持表面噴射空氣和/或通過旋轉板來清除其上粘附有晶片的支撐元件的保持表面上的水(參見JP2003-11056的權利要求書和附圖1)。
通過向支撐元件的保持表面噴射空氣和/或通過旋轉板，可以清除支撐元件上的水。
然而，在晶片被拋光后，其上粘附有支撐元件的板一般與支撐元件一起被清潔，另一塊晶片被附著于未干燥的支撐元件上。因此，支撐元件仍包含過量的水。為了通過噴射空氣和/或通過旋轉板來清除過量的水，必須優化影響清除過量水的一些參數，例如噴射空氣的量、空氣壓力、空氣噴嘴的運動速度、板的旋轉速度。但是，優化參數是困難的。
此外，優化的參數在拋光的過程中必須被保持住，因此控制系統必定是復雜的。

發明內容
本發明的目的是提供一種抽水的方法和抽水的裝置，該方法和裝置能夠輕松清除拋光設備的板上粘附的支撐元件中包含的過量的水。
為了完成這一目的，本發明的發明人研究并發現，將一個吸水元件壓在支撐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過量的水。
首先，本發明的方法是一種抽水方法，該方法可從拋光設備的一塊板的一個側面上粘附的支撐元件中除去該支撐元件所包含的用于粘附待拋光工件的過量的水，它包括如下步驟將一個吸水元件壓在支撐元件的保持表面上，其中工件被粘附并保持在該表面上，以此從支撐元件中吸取過量的水；抽出被吸水元件吸收的過量的水。
另一方面，本發明的裝置是如下的抽水裝置，該裝置用于從拋光設備的一塊板的一個側面上粘附的支撐元件中吸取該支撐元件所包含的用于粘附待拋光工件的過量的水，該裝置包括
用于吸收包含在支撐元件中的過量的水的吸水元件；用于將吸水元件壓在支撐元件的保持表面上的裝置；用于抽出被吸水元件吸收的過量的水以從中除去過量水的裝置。
在本發明中，所述板可以具有環形的模板，該模板與支撐元件的保持表面的外邊緣相對應，因此不能從支撐元件的保持表面移走工件。
在本發明中，支撐元件可以是多孔的海綿，吸水元件所吸收的過量的水可以通過真空抽取。采用這種結構，可以輕松除去包含在支撐元件中的過量的水。
在本發明中，吸水元件的大小可以與支撐元件的保持表面一致，以便壓住支撐元件的整個保持表面。采用這種結構，可以有效除去包含在支撐元件中的過量的水。
在本發明中，一個支架可以朝向或遠離支撐元件的保持表面運動；一個保持元件可以連到支架上以保持吸水元件，保持元件具有許多用來抽取被吸水元件吸收的過量的水的吸孔；支架可以朝向支撐元件的保持表面運動，直到吸水元件接觸到支撐元件的保持表面，然后，依靠支架和保持元件的重量可以將吸水元件壓到支撐元件的保持表面上。采用這種結構，抽水裝置能夠被簡化。
在本發明中，吸水元件被壓在附著于板上的支撐元件上，因此存在于支撐元件的保持表面上的水和支撐元件中吸收的水能夠被吸水元件吸收，被吸水元件吸收的水能夠被進一步抽取，并從其中除去。
這樣，可以輕松清除包含在支撐元件中的過量的水，因此可以防止被拋光工件因過量的水而形成凹形。還可以提高工件表面的拋光精度。
此外，可以輕松優化影響過量的水清除的參數，并且可以簡化用于保持優化參數的控制系統。


下面通過例子的形式并參考附圖來描述本發明的各實施例，其中圖1是本發明一個實施例的抽水裝置的正視圖；圖2是圖1所示的抽水裝置的剖視圖；圖3A是抽水裝置的分配板的俯視圖；圖3B是分配板的后視圖；圖4是拋光附著于支撐元件上的工件的拋光設備的局部剖視圖，其過量的水通過抽水裝置被抽取；圖5是定位圖4所示的板10的定位機構的局部俯視圖；圖6是定位圖4所示的板10的另一個定位機構的局部俯視圖；
圖7A和7B是顯示從支撐元件清除過量的水的效果的曲線圖；圖8是本發明另一個實施例的抽水裝置的透視圖；圖9是圖8所示的抽水裝置的局部剖視圖；圖10是設置在抽水裝置和真空泵之間的脫水器的示意圖；圖11是傳統的拋光設備的圖例；圖12是用在圖11所示的拋光設備中的板的正視圖；圖13是拋光晶片W的圖例，其為工件的一個例子；圖14是用在圖11所示的拋光設備中的另一塊板的透視圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例。
圖1顯示的是本發明的一個實施例的抽水裝置。在圖1中，支撐元件12-例如由片狀泡沫樹脂制成的——被附著在陶瓷板10的上表面上。一塊窄的環狀的模板14被附著于板10上，模板14沿著支撐元件12的外邊緣設置，晶片W被保持在支撐元件12上，晶片W是工件的一種。
抽水裝置20具有一個吸水元件22，該吸水元件22例如由多孔的海綿制成，并能夠覆蓋支撐元件12的整個保持表面。將要拋光的晶片W被保持在支撐元件12的保持表面上。吸水元件22例如可以由聚乙烯醇(PVA)制成。
抽水裝置20具有用來保持吸水元件22的保持板24和用于保持保持板24的支架26，支架26可以朝向或遠離支撐元件12的保持表面運動。用提升裝置(例如汽缸單元)使支架26運動。
如圖2所示，保持板24具有許多吸孔24a，真空泵通過吸孔24a抽吸空氣抽取。也就是說，吸水元件22被保持板24保持，通過吸孔24a抽取并清除吸水元件22中吸收的水。
與真空泵連通的管被連接到保持板24的中心部分上。在圖1和圖2所示的抽水裝置20中，一塊由橡膠制成的分配板28被設置在保持板24和支架26之間(見圖3A和3B)。使用分配板28可以通過吸孔24a均勻地抽取吸水。
注意板28可以由其他材料制成，例如聚氯乙烯、不銹鋼。
圖3A是從保持板24的側面看到的分配板28的俯視圖，圖3B是從支架26側面看到的分配板28的后視圖。
如圖3A和圖3B所示，分配板28的中心部分形成有出口孔28a。分配板28的下表面上形成有許多槽28b。槽28b從出口孔28a放射狀地延伸。凸出線28c和槽28d在相鄰的槽28b之間交替排列。此外，凸出線28c和槽28d如同心圓一樣排列。
通過使用分配板28，通過保持板24的吸孔24a而抽取的空氣和水經由槽28b和28d、出口孔28a和與出口孔28a連接的管以及真空泵被抽吸并被引入到真空泵中。
采用這種結構，可以阻止從吸孔24a到出口孔28a形成分路，因此通過吸孔24a可以均勻地抽取空氣和水。
注意分配板28的外邊緣部分鉆有許多小孔28e。將螺釘插入小孔28e中可將分配板28連接到保持板24上。
在圖1和圖2所示的抽水裝置中，保持板24和支架26較重，因此依靠保持板24和支架26的重量可以將吸水元件22壓在板10的支撐元件12的保持表面上。圖2所示的支架26的圓筒部分30未被固定到與提升裝置相連的軸32上。因此，提升裝置沒有壓住吸收元件22，該元件與板10的支撐元件12的保持表面接觸。
注意如果軸32的法蘭32a和接觸到圓筒部分30的內頂面，那么提升裝置使抽吸裝置20垂直運動。
提升裝置使圖1和圖2所示的抽水裝置20向下運動。因為吸水元件22被保持板24保持，所以吸水元件22接觸到板10的支撐元件12的保持表面，該板安裝在一個臺子上，然后借助保持板24和支架26的重量將吸水元件22壓在支撐元件12上。
當吸水元件22被壓住時，吸水元件22發生變形，以與支撐元件12的保持表面相一致。因此，可以壓住位于模板14內側的支撐元件12的保持表面。
通過用吸水元件22壓住支撐元件12的整個保持表面，吸水元件22就可以吸收被抽吸到支撐元件12的保持表面上的水和滲入支撐元件12的水。
此外，真空泵經保持板的吸孔24a從吸收元件22中抽出并除去被吸水元件22吸收的水。
在將吸水元件22壓在附著于板10上的支撐元件12的整個保持表面上規定的時間后，提升裝置使抽吸裝置20向上運動，因此可以完全除去支撐元件12中的過量的水。
工件(例如晶片W)依靠水的表面張力被附著于過量的水已經從被除去的支撐元件12的保持表面上，然后晶片W通過如圖4所示的拋光設備被拋光。在圖4所示的拋光設備中，頂環64將晶片W的下表面壓在附著于拋光板60上的拋光布62上，其中支撐元件12被附著于板10的下表面上，頂環64接觸板10的上表面，因此晶片W的下表面能夠被拋光。
頂環64通過軸66連接到運動裝置68上。采用這種結構，頂環64能夠朝向或遠離板10的上表面運動。
其上粘附有晶片W的板10被兩個輥72定位在拋光板60上的預定位置(見圖5)，其中晶片W被壓在拋光板60的拋光布62上。
輥72被連接到臂狀物70上，臂狀物70的一端被旋轉連接到位于拋光板60外側的底部上，其中拋光板60沿A向旋轉。輥72接觸板10的兩點，板10與拋光板60一起沿A方向旋轉。
在圖5中，板10被兩個輥72定位預定位置。在如圖6所示的另一個實施例中，板10可被一個輥72定位在拋光板60上的預定位置，這個輥72被連接到從拋光板60外側的樞軸68延伸出來的臂狀物78上。在這種情況下，輥72和中心輥74接觸到板10外圓周面上的兩個點，其中板10與拋光板60一起沿A方向旋轉，因此板10能夠被定位于預定位置。中心輥74沿D方向旋轉。
發明人進行了一些實驗。首先，用圖1和圖2所示的抽吸裝置20抽吸附著于板10上的支撐元件12中包含的過量的水。然后，將晶片W附著于支撐元件12的保持表面上，并用圖4和5所示的拋光設備拋光。
用同一個支撐元件12多次重復抽吸過量水并拋光晶片W的步驟。每一次都要測量拋光后的晶片W上多個點處的厚度(距離上基準面的距離)，并計算最大值和最小值之間的GBIR值。結果如圖7A所示。
此外，晶片W被同樣地拋光，但是過量的水沒有從支撐元件12中被清除。用相同的支撐元件12多次重復拋光。每一次都要測量拋光后的晶片W上幾個點處的厚度(距離上基準面的距離)，并計算最大值和最小值之間的GBIR值。結果如圖7B所示。
在圖7A和7B中，橫軸表示拋光的次數；縱軸表示GBIR值。
根據圖7A和7B，從支撐元件12中除去的過量的水之后再拋光晶片W可以提高拋光后的晶片W的平面度。此外，盡管重復使用相同的支撐元件12，但是拋光后的晶片W的平面度能夠被保持。下面再解釋理由。
正如上面參考圖13所述的那樣，在傳統的拋光設備中，過量的水集中到晶片W的中心部分，因此會使支撐元件108的中心部分比其外邊緣部分厚一些。這種現象使拋光后的晶片W形成凹形。另一方面，在本發明中，通過抽取支撐元件12中包含的過量的水可以解決這一問題。因此，拋光精度能夠被提高。
在本實施例中，如圖1所示的抽水裝置20能夠相對于板10正確地被定位。因此，吸水元件22表面的面積等于支撐元件12的保持表面的面積，支撐元件12暴露在模板14的內側。
如果相對應板10正確地定位抽水裝置20是困難的，那么吸水元件22的表面可能比支撐元件12的保持表面寬，支撐元件12暴露在模板14的內側。
在圖1和2所示的抽水裝置20中，依靠保持板24和支架26的重量將吸水元件22壓在板10的支撐元件12的保持表面上。如果重量不足，使抽水裝置向上和向下運動的提升裝置可以強行將吸水元件22壓到支撐元件12上。在這種情形下，支架26的圓筒部分30(見圖2)被固定與提升裝置連接的軸32上。
接下來，將參考圖8和9說明抽水裝置的另一實施例。抽水裝置40是輥形的抽水裝置。板20由傳送輥46傳送。抽水裝置40具有吸水元件22，吸水元件22由例如多孔海綿制成，并被連接到可旋轉的圓筒元件42的外圓周面上。
如圖9所示，圓筒元件42具有許多吸孔44。用真空泵抽吸圓筒元件44中的空氣可以將吸水元件22保持在圓筒元件42的外圓周面上，并且可以抽吸并除去吸水元件22吸收的過量的水。
抽水裝置40被設置在傳送輥46的上方。與圓筒元件42一起旋轉的吸水元件22接觸已經被傳送輥46傳送的板10的支撐元件12的保持表面。此外，吸水元件22被壓到支撐元件12的保持表面上。
粘在支撐元件12的保持表面上的水和集中在支撐元件12中的水能夠被吸水元件22吸收，吸水元件22吸收的水被真空泵抽取和清除。
圖8所示的抽水裝置40被固定在傳送輥46上方的合適位置。在另一種情形中，在板46被傳送到并固定在預定的位置之后，抽水裝置40能夠沿著支撐元件12的保持表面運動。也在這種情形中，吸水元件22旋轉，并被壓到支撐元件12的保持表面上。
在圖1-3和8所示的抽水裝置中，吸水元件22吸收的水被真空泵抽走。真空泵優選是能夠抽水的水環真空泵，。
在使用普通真空泵的情形中，會發生抽水故障。為了解決這一問題，如圖10所示的脫水器可以設置在抽水裝置和真空泵之間。脫水器包括與管子52和管子54相連接的排水罐50，其中管子52連接到抽水裝置上，而管子54連接到真空泵上。排水閥56連接到排水罐50上，因此可從排水罐50中排水。
當氣流中含有水時，突然降低氣流的速度，從而水從空氣中分離出來，并儲存到排水罐50中，其中水通過管子52被送到排水罐50中。因此，真空泵經管子54僅能抽到空氣。
如上所述，具有支撐元件12的板10可以用在圖4-6所示的拋光設備中，使用本發明的抽水方法和抽水裝置從支撐元件12中除去了過量的水。在拋光設備中，具有支撐元件12的板10被一個或多個輥72正確地定位在預定的位置。為了拋光晶片W的下表面——其中晶片被附著于板10的支撐元件12的下表面上，通過頂環64的壓力將晶片W壓在附著于拋光板60上的拋光布62上。
本發明的抽水裝置和方法能夠應用于其他拋光設備。例如，本發明能夠應用于圖11所示的拋光設備。在圖11所示的拋光設備中，晶片W被保持在陶瓷板10上，該板固定在可旋轉的頂環104的頭部。頂環104沿規定的方向旋轉，并朝向和遠離附著于拋光板100上的拋光布102運動。頂環104將晶片W壓在拋光布102上，以便晶片W的下表面能夠被拋光。
在不違背本發明的必要特征的精神時，本發明能夠以其他特別的形式被體現。因此認為本實施例涉及所有說明和非限制的情況，由從屬權利要求表示的本發明的范圍寬于由前面的描述和所有的變化表示的范圍，該變化在等同于權利要求的方式和范圍中出現的，因此傾向于被包含在其中。
權利要求
1.一種抽水方法，用于從附著于拋光設備的一塊板的一個側面上的支撐元件中除去所述支撐元件中包含的用于粘附待拋光工件的過量的水，它包括如下步驟將吸水元件壓到所述支撐元件的保持表面上，其中工件被粘附并保持在該表面上，以此從所述的支撐元件中吸收過量的水；抽取被所述吸水元件吸收的過量的水。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的板具有一個環形的模板，該模板與所述支撐元件的保持表面的外邊緣相對應，以便不能從所述支撐元件的保持表面上移走工件。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的支撐元件是多孔海綿。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，被所述的吸水元件吸收的過量的水通過真空抽取。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸水元件的大小與所述支撐元件的保持表面一致，以便壓住所述支撐元件的整個保持表面。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，支架朝向和遠離所述支撐元件的保持表面運動，保持元件被連接到支架上，以便保持所述的吸水元件，保持元件具有許多吸孔，用來抽取被吸水元件吸收的過量的水，支架向所述支撐元件的保持表面運動，直到所述吸水元件接觸到所述支撐元件的保持表面，然后依靠支架和保持元件的重量將吸水元件壓到支撐元件的保持表面上。
7.一種抽水裝置，用于從拋光設備的一塊板的一個側面上粘附的支撐元件中抽出并除去所述支撐元件包含的用于粘附待拋光工件的過量的水，該裝置包括用于吸收包含在所述支撐元件中的過量的水的吸水元件；用于將所述吸水元件壓到所述支撐元件的保持表面上的裝置；和用于抽取被所述的吸水元件吸收的過量的水以從其中去除過量的水的裝置。
8.如權利要求7所述的抽水裝置，其特征在于，所述的板具有一個環形的模板，該模板與所述支撐元件的保持表面的外邊緣相對應，以便不能從所述支撐元件的保持表面移走工件。
9.如權利要求7所述的抽水裝置，其特征在于，所述的支撐元件是多孔海綿。
10.如權利要求7所述的抽水裝置，其特征在于，還包括用于保持所述的吸水元件的保持元件，保持元件具有許多吸孔，用于真空抽取由保持元件所保持的所述吸水元件吸收的過量的水。
11.如權利要求7所述的抽水裝置，其特征在于，所述吸水元件的大小與所述支撐元件的保持表面的大小一致，所述加壓裝置將所述吸水元件壓到所述支撐元件的整個保持表面上。
12.如權利要求7所述的抽水裝置，其特征在于，所述加壓裝置包括一個支架，所述支架朝向和遠離所述支撐元件的保持表面運動；和一個保持元件，所述保持元件被連接到支架上，以便保持所述的吸水元件，保持元件具有許多吸孔，用于抽取被所述吸水元件吸收的過量的水，支架向所述支撐元件的保持表面運動，直到所述吸水元件接觸到所述支撐元件的保持表面，然后依靠支架和保持元件的重量將吸水元件壓到支撐元件的保持表面上。
全文摘要
一種抽水的方法，能夠輕松清除附著于拋光設備的一塊板上的支撐元件中包含的過量的水。在該方法中，通過如下步驟從支撐元件中除去過量的水將吸水元件壓到支撐元件的保持表面上，其中工件被粘附和保持在該表面上，以便從支撐元件中吸出過量的水；并抽出被吸水元件吸收的過量的水。
文檔編號B24B39/06GK1706595SQ20051008372
公開日2005年12月14日 申請日期2005年3月31日 優先權日2004年3月31日
發明者中村由夫, 小川三江, 橋詰健二 申請人:不二越機械工業株式會社