JP2000225560A - ポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリッシング装置の運転中で且つターンテー
ブル及びトップリングの回転停止中にターンテーブルに
供給される所定量の砥液や薬液等の砥液以外の液体をス
イッチ操作で容易に抽出することができ、該抽出量から
単位時間当りの液体流量を測定できる液体抽出手段を具
備するポリッシング装置を提供すること。 【解決手段】 上面に研磨布を張付けたターンテーブル
６と、トップリング７を具備し、それぞれ独立に回転す
る該ターンテーブル６の研磨布と該トップリング７の間
に研磨対象物を介在させ且つ該研磨布面上に砥液供給装
置から砥液を供給しながら該研磨対象物を研磨すると共
に、液体を液供給装置から該ターンテーブル６の研磨布
面上に供給するように構成したポリッシング装置におい
て、当該ポリッシング装置の運転中で且つターンテーブ
ル６及びトップリング７の回転停止中に、スイッチ操作
でターンテーブル６の研磨布面上に供給される砥液又は
各種液を抽出する砥液サンプリング用制御弁１０を具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は装置が運転中で且つ
研磨待機時等のターンテーブルやトップリングの回転停
止中に砥液や砥液以外の薬液や純水や分散剤等のターン
テーブル上に供給される液体を所定量抽出できる液体抽
出手段を具備するポリッシング装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のポリッシング装置は、上
面に研磨布を張付けたターンテーブルと、トップリング
を具備し、それぞれ独立に回転する該ターンテーブルと
該トップリングの間に半導体ウエハ等の研磨対象物を介
在させ、砥液供給装置から砥液を供給しながら、研磨対
象物を研磨するように構成されている。このような構成
のポリッシング装置において、使用される砥液にはスラ
リーを混入させたものが使用されており、砥液中のスラ
リーの濃度や成分は研磨量を左右するから、砥液中のス
ラリーの濃度及び成分を管理する必要がある。

【０００３】砥液中のスラリー濃度及び成分はターンテ
ーブル上の砥液落下ポイントにて確認するため、砥液を
該砥液落下ポイントで採取することは以前より行われて
いる。この採取方法は、研磨中、即ちターンテーブルや
トップリングが回転している最中に、ポリッシング装置
の外扉を開けて、砥液供給ノズルから滴下する砥液をビ
ーカー等の容器に採取するというものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにターンテーブルやトップリングが回転している最
中に砥液供給ノズルから滴下する砥液をビーカー等の容
器に採取する方法は、困難な作業である。また、この種
のポリッシング装置は通常インターロック機能を有し、
ターンテーブルやトップリングが回転している間は外扉
は開放できないようになっている。そのため砥液採取の
ためには、このインターロック機構を強制的に解除して
の作業となるため、通常のオペレータに許される作業で
はなかった。

【０００５】また、砥液流量も研磨量に影響を与えると
共に、余分な砥液流量は砥液の無駄となり、ランニング
コストが高くなるので、砥液流量も測定し管理する必要
がある。従来、この砥液流量の測定には羽根車式センサ
を用いる方法もある。しかしながら、羽根車センサによ
り砥液流量を測定する場合は、砥液中のスラリー成分が
羽根車の回転軸部に浸入付着し、羽根車の回転負荷とな
り、正しい流量の測定ができないという問題があった。
また、故障の原因となり、耐久性にも問題があった。

【０００６】また、超音波センサを用いて砥液流量を測
定する方法もあるが、超音波センサはコストが高く、設
備が大がかりになり、更に少量の流量測定では測定精度
が低いという問題もあった。また、上記のような問題点
は砥液のみではなく、砥液以外のターンテーブル上に供
給する薬液やドレッシング液等の各種液体についてもあ
った。

【０００７】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、ポリッシング装置の運転中で且つターンテーブルや
トップリングの回転停止中にターンテーブルに供給され
る所定量の砥液や砥液以外の薬液や純水や分散剤等の液
体をスイッチ操作で容易に抽出することができ、該抽出
量から単位時間当りの液体流量を測定できる液抽出手段
を具備するポリッシング装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
請求項１に記載の発明は、それぞれ独立して回転するタ
ーンテーブルとトップリング、該ターンテーブル上面に
砥液を供給する砥液供給装置、砥液とは異なる液体を供
給する液体供給装置を具備し、該ターンテーブルとトッ
プリングの間にポリッシング対象物を介在させ、該ター
ンテーブル上面に砥液供給装置から砥液を供給し該ポリ
ッシング対象物を研磨すると共に、必要に応じて液体供
給装置から該ターンテーブル上面に液体を供給できるよ
うに構成したポリッシング装置において、当該ポリッシ
ング装置の運転中で且つターンテーブル及びトップリン
グの回転停止中にスイッチ操作で砥液供給装置又は液体
供給装置から該ターンテーブルに供給される砥液又は液
体を抽出できる液抽出手段を設けたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のポリッシング装置において、砥液供給装置は当
該ポリッシング装置の運転中で且つターンテーブル及び
トップリングの回転停止中の研磨待機時に砥液供給部か
ら供給される砥液を該ターンテーブル上に供給すること
なく該砥液供給部に戻す砥液循環経路と、運転中で且つ
研磨時に該砥液供給部から砥液を砥液供給ノズルを通し
て該ターンテーブル上に供給する砥液供給経路を具備
し、液抽出手段は研磨待機中に砥液循環経路又は砥液供
給経路から所定量の砥液をスイッチ操作で抽出できるこ
とを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載のポリッシング装置において、液抽出手段は砥液
又は液体供給ノズルが取り付けられた砥液又は液体供給
ノズルアームを所定の位置に待避させ、該位置で砥液又
は液体供給ノズルから砥液又は液体を抽出する機能を具
備することを特徴とする。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載のポリッシング装置において、液抽出手段は砥液
及び／又は液体抽出用の専用の抽出配管を具備し、該液
抽出手段により該抽出配管を通して砥液及び／又は液体
を抽出できるように構成されていることを特徴とする。

【００１２】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至４のいずれか１に記載のポリッシング装置におい
て、液抽出手段は当該ポリッシング装置の外部から操作
できるスイッチ及びタイマーを具備し、該スイッチを操
作することにより動作し、該タイマーに設定された時間
だけ砥液又は液体を抽出できるように構成されたことを
特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例を図
面に基づいて説明する。なお、ここではポリッシング装
置の砥液供給装置から砥液を抽出する場合を例に説明す
る。図１は本発明のポリッシング装置の砥液供給装置の
構成を示す図である。図１において、１は砥液供給部で
あり、該砥液供給部１は原液供給部２から砥液原液が供
給され、該砥液原液に所定量の希釈液（主に純水）を混
入させ所定濃度の砥液とする。ポリッシング装置の運転
中で且つ研磨時（ターンテーブル及びトップリング回転
時）は砥液供給部１からの砥液はポンプ３により、開閉
バルブ４及び砥液供給ノズル５を通ってターンテーブル
６の上面に張られた研磨布面上に供給される。ここで、
砥液を砥液供給ノズル５に供給するラインを砥液供給経
路１８と称する。

【００１４】ターンテーブル６の上部にはトップリング
７が配置され、互いに独立して回転する。該ターンテー
ブル６とトップリング７の間に半導体ウエハ等の研磨対
象物（図示せず）を介在させて、該研磨対象物を研磨す
る。ポリッシング装置の運転中で且つ研磨待機中（この
研磨待機中ではターンテーブル６及びトップリング７は
その回転を停止している）は開閉バルブ４を閉じると共
に開閉バルブ８を開いて、ポンプ３で砥液供給部１から
排出される砥液を該砥液供給部１に戻して砥液を循環さ
せる。この循環により砥液の濃度を均一に保つことがで
きる。ここで、この砥液を循環させるラインを砥液循環
経路２０と称する。

【００１５】９は開閉バルブ４及び８の動作を制御する
バルブ制御用電磁弁であり、１０は砥液を採取するため
の砥液サンプリング用制御弁である。ポリッシング装置
の制御盤（図示せず）に設けられた研磨開始ボタンを押
すと、ターンテーブル６及びトップリング７が回転する
と共に、バルブ制御用電磁弁９に動作電流が通電して動
作する。これにより、バルブ制御用電磁弁９のポート
とが連通し、加圧空気供給源１１から加圧空気がバル
ブ制御用電磁弁９及び砥液サンプリング用制御弁１０を
通って開閉バルブ４および開閉バルブ８に供給され、開
閉バルブ４が開き、開閉バルブ８が閉じる。これにより
上記のように、ポンプ３により砥液供給部１からの砥液
は開閉バルブ４及び砥液供給ノズル５を通ってターンテ
ーブル６の研磨布上面に供給される。

【００１６】研磨が終了すると、バルブ制御用電磁弁９
の動作電流は遮断され不動作となり、加圧空気供給源１
１からの加圧空気は遮断される。これにより、開閉バル
ブ４は閉じると共に開閉バルブ８が開き、上記のように
ポンプ３により砥液供給部１からの砥液は開閉バルブ８
を通って砥液循環経路２０を循環する。即ち、研磨待機
状態となる。この研磨待機状態で砥液サンプリング用制
御弁１０を作動させるとポートとポートが連通し、
加圧空気供給源１１から加圧空気が砥液サンプリング用
制御弁１０を通って開閉バルブ４及び開閉バルブ８に供
給される。これにより、開閉バルブ４が開き、開閉バル
ブ８が閉じ、開閉バルブ４を通って砥液供給ノズル５に
砥液が供給される。

【００１７】この時、予め砥液供給ノズル５の先端にビ
ーカー等の砥液採取用の容器を置くと、該容器内に砥液
を採取することができる。また、上記研磨待機中は上記
のようにターンテーブル６とトップリング７が共にその
回転を停止しているから、ポリッシング装置の外扉のイ
ンターロック機能は作動しておらず、該外扉を開けて、
砥液採取用の容器を内部に搬入して砥液の採取をおこな
っても何ら危険はない。

【００１８】なお、上記砥液サンプリング用制御弁１０
は手動式のものでも電磁式のものでも良い。手動式の場
合はポリッシング装置の外側から操作できる位置に設け
ることが好ましい。また、電磁式の場合はポリッシング
装置の外側から操作できる所定の位置に操作スイッチを
設け、該操作スイッチをＯＮすることにより、砥液サン
プリング用制御弁１０に動作電流が通電して動作するよ
うにすることが好ましい。

【００１９】また、手動式の砥液サンプリング用制御弁
１０の場合は、該砥液サンプリング用制御弁１０を動作
させる時間を測定することにより、該測定時間内に採取
された砥液量を測定できるから、該砥液量を測定時間で
割ることにより、単位時間当りの砥液供給流量を検知す
ることができる。また、電磁式の砥液サンプリング用制
御弁１０の場合は、該砥液サンプリング用制御弁１０が
動作すると同時にタイマーを作動させ、該タイマーの設
定時間が経過したら、該砥液サンプリング用制御弁１０
を不動作とすることにより、所定の設定時間だけ砥液を
採取できるようにすることができる。これにより、単位
時間当りの砥液供給流量を知ることができる。

【００２０】また、図２に示すように、先端に砥液供給
ノズル５を取り付けた砥液供給ノズルアーム１２を研磨
待機中、旋回軸１３を中心にターンテーブル６上のＡ位
置から外側のＢ位置に待機させておき、砥液供給ノズル
５の下端にビーカー等の砥液採取用の容器１４を載置す
る台を設け、該台に容器１４を載置して、砥液サンプリ
ング用制御弁１０を動作させることにより、該容器１４
内に砥液を採取することができる。

【００２１】また、ターンテーブル６及びトップリング
７の回転が停止している研磨待機中に、図３に示すよう
に、砥液供給ノズルアーム１２のカバー１２ａを取外
し、砥液供給ノズル５の先端をビーカー等の砥液採取用
の容器１４の開口に挿入し、砥液サンプリング用制御弁
１０を動作させることにより、危険無く該容器に砥液を
採取することも可能である。

【００２２】なお、上記例では砥液供給部１からの砥液
を砥液供給ノズル５に送る砥液供給経路１８を介してサ
ンプリング用の砥液を採取する例を示したが、例えば図
４に示すように、砥液採取用の専用の砥液抽出配管１９
を砥液循環経路２０に連通させて設け、研磨待機中に該
砥液循環経路２０から該砥液抽出配管１９を通して砥液
を採取するようにしてもよい。

【００２３】ここで、砥液を採取する場合、バルブ制御
用電磁弁９を不動作とし、開閉バルブ４を閉じ開閉バル
ブ８を開いて研磨待機状態とした状態で、砥液サンプリ
ング用制御弁１０を動作させることにより、加圧空気供
給源１１からの加圧空気を開閉バルブ１５及び開閉バル
ブ１６に供給し、該開閉バルブ１５を開くと共に開閉バ
ルブ１６が閉じる。これにより、砥液循環経路２０の砥
液の循環は遮断され、該砥液循環経路２０から砥液抽出
配管１９を通して砥液を採取できる。

【００２４】なお、砥液抽出配管１９の管路内の配管抵
抗と砥液供給経路１８と砥液供給ノズル５を組み合わせ
た配管抵抗を同じに設計しているので、実際に砥液供給
ノズル５から供給される砥液の流量を砥液抽出配管１９
から採取することで求めることができる。また、配管抵
抗が異なる場合、予め砥液供給ノズル５と砥液抽出配管
１９から各々独立に砥液を供給した時の比率を求めてお
き、砥液抽出配管１９の流量から、砥液供給ノズル５の
供給流量を推定するようにしてもよい。

【００２５】上記のように、砥液採取用の専用の砥液抽
出配管１９を設ける場合は、例えば図５に示すように、
ポリッシング装置の外装壁２１の所定位置にビーカー等
の砥液採取用の容器１４を載置する容器載置台２２を設
けると共に、砥液抽出配管１９の先端が容器載置台２２
の上部に突出するように配管する。そして容器載置台２
２に容器１４を載置し、操作盤２３の操作スイッチ２４
を操作することにより、電磁式の砥液サンプリング用制
御弁１０に動作電流を通電して作動させ、容器に砥液を
採取ようにすればよい。

【００２６】この場合、操作スイッチ２４を操作すると
同時にタイマー（図示せず）を作動させ、該タイマーの
設定時間が経過したら、砥液サンプリング用制御弁１０
を不動作とすることにより、該タイマーに設定した所定
の時間だけ砥液を採取することができるようにする。こ
れにより、砥液の採取が装置の外側から、操作スイッチ
の操作のみにより行うことができるので、砥液の採取が
極めて容易となる。

【００２７】なお、上記開閉バルブ４を具備する砥液供
給経路１８、開閉バルブ８を具備する砥液循環経路２０
及びバルブ制御用電磁弁９を具備する砥液供給装置が設
けられている既設のポリッシング装置の場合は、加圧空
気の配管経路に砥液サンプリング用制御弁１０を設け、
その他若干の構成を変更するだけで、砥液抽出手段は実
現できる。

【００２８】また、上記例では砥液の抽出を例に説明し
たが、本発明は砥液の抽出に限定されるものではなく、
ターンテーブル６上に供給される砥液以外の薬液や純水
や分散剤やドレッシング液等の各種液をターンテーブル
６やトップリング７の回転停止中に抽出する場合に利用
できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように各請求項に記載の発
明によれば下記のような優れた効果が期待できる。

【００３０】請求項１又は２に記載の発明によれば、ポ
リッシング装置の運転中で且つターンテーブル及びトッ
プリングの回転停止中にスイッチ操作で砥液供給装置又
は液体供給装置から該ターンテーブルに供給される砥液
又は液体を抽出できる液抽出手段を設けたので、外扉の
インターロック機能を解除することなく、ターンテーブ
ルに供給される砥液や液体を容易に採取できる。

【００３１】また、請求項３に記載の発明によれば、液
抽出手段は砥液又は液体供給ノズルが取り付けられた砥
液又は液体供給ノズルアームを所定の位置に待避させ、
該位置で砥液又は液体供給ノズルから砥液又は液体を抽
出する機能を具備するので、液体の供給配管系を殆ど変
更することなく、砥液又は液体を採取できる。

【００３２】また、請求項４に記載の発明によれば、液
抽出手段は砥液及び／又は液体抽出用の専用の抽出配管
を具備し、該液抽出手段により該抽出配管を通して砥液
及び／又は液体の抽出できるように構成されているの
で、該抽出配管を通して、装置の外壁の外側から砥液を
採取するように構成することが容易となる。

【００３３】また、請求項５に記載の発明によれば、液
抽出手段は当該ポリッシング装置の外部から操作できる
スイッチ及びタイマーを具備し、該スイッチを操作する
ことにより動作し、該タイマーに設定された時間だけ砥
液又は液体を抽出できるように構成されているので、砥
液又は液体の採取及び単位時間の流量の測定を簡単に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリッシング装置の砥液供給装置の構
成を示す図である。

【図２】本発明のポリッシング装置の砥液採取状態例を
示す図である。

【図３】本発明のポリッシング装置の砥液採取状態例を
示す図である。

【図４】本発明のポリッシング装置の砥液供給装置の構
成を示す図である。

【図５】本発明のポリッシング装置の砥液採取状態例を
示す図である。

【符号の説明】

１ 砥液供給部 ２ 原液供給部 ３ ポンプ ４ 開閉バルブ ５ 砥液供給ノズル ６ ターンテーブル ７ トップリング ８ 開閉バルブ ９ バルブ制御用電磁弁 １０ 砥液サンプリング用制御弁 １１ 加圧空気供給源 １２ 砥液供給ノズルアーム １３ 旋回軸 １４ 容器 １５ 開閉バルブ １６ 開閉バルブ １８ 砥液供給経路 １９ 砥液抽出配管 ２０ 砥液循環経路 ２１ 外装壁 ２２ 容器載置台 ２３ 操作盤 ２４ 操作スイッチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ独立して回転するターンテーブ
   ルとトップリング、該ターンテーブル上面に砥液を供給
   する砥液供給装置、砥液とは異なる液体を供給する液体
   供給装置を具備し、該ターンテーブルとトップリングの
   間にポリッシング対象物を介在させ、該ターンテーブル
   上面に前記砥液供給装置から砥液を供給し該ポリッシン
   グ対象物を研磨すると共に、必要に応じて前記液体供給
   装置から該ターンテーブル上面に液体を供給できるよう
   に構成したポリッシング装置において、 当該ポリッシング装置の運転中で且つ前記ターンテーブ
   ル及びトップリングの回転停止中にスイッチ操作で前記
   砥液供給装置又は前記液体供給装置から該ターンテーブ
   ルに供給される砥液又は液体を抽出できる液抽出手段を
   設けたことを特徴とするポリッシング装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のポリッシング装置にお
   いて、 前記砥液供給装置は当該ポリッシング装置の運転中で且
   つ前記ターンテーブル及びトップリングの回転停止中の
   研磨待機時に砥液供給部から供給される砥液を該ターン
   テーブル上に供給することなく該砥液供給部に戻す砥液
   循環経路と、運転中で且つ研磨時に該砥液供給部から砥
   液を砥液供給ノズルを通して該ターンテーブル上に供給
   する砥液供給経路を具備し、前記液抽出手段は前記研磨
   待機中に前記砥液循環経路又は前記砥液供給経路から所
   定量の砥液をスイッチ操作で抽出できることを特徴とす
   るポリッシング装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のポリッシング装置にお
   いて、 前記液抽出手段は砥液又は液体供給ノズルが取り付けら
   れた砥液又は液体供給ノズルアームを所定の位置に待避
   させ、該位置で砥液又は液体供給ノズルから砥液又は液
   体を抽出する機能を具備することを特徴とするポリッシ
   ング装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のポリッシング装置にお
   いて、 前記液抽出手段は砥液及び／又は液体抽出用の専用の抽
   出配管を具備し、該液抽出手段により該抽出配管を通し
   て砥液及び／又は液体を抽出できるように構成されてい
   ることを特徴とするポリッシング装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１に記載のポ
   リッシング装置において、 前記液抽出手段は当該ポリッシング装置の外部から操作
   できるスイッチ及びタイマーを具備し、該スイッチを操
   作することにより動作し、該タイマーに設定された時間
   だけ砥液又は液体を抽出できるように構成されたことを
   特徴とするポリッシング装置。