JP2001341061A

JP2001341061A - ドレッシング装置

Info

Publication number: JP2001341061A
Application number: JP2000165924A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Hirata; 博信平田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-12-11

Abstract

(57)【要約】【課題】新しい研磨布の立ち上げや目詰まりした研磨
布表面の目直しなど様々な加工内容に応じて、ドレッシ
ングの性能を切り替えることができるドレッシング装置
を提供する。【解決手段】ドレッシングヘッド１の下面には外周に
沿って６個所に圧力室３２、４２が設けられ、各圧力室
３２、４２の中にはピストン３１、４１が収容されてい
る。各ピストン３１、４１の先端にはドレッシング用の
砥石３、４が取り付けられている。砥石３、４は、円弧
状の平面形状を備え、ドレッシングヘッド１の外周に沿
って交互に配置され、それぞれ独立に前進及び後退させ
ることができる。砥石３は、比較的粗い砥粒で構成さ
れ、研磨布を新しいものに交換したとき表面を立ち上げ
る際に使用される。砥石４は、比較的細かい砥粒で構成
され、研磨布表面の目詰まりが進んだとき表面を目直し
する際に使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコンウエーハ
などの平板状のワークの表面を研磨するポリッシング装
置にその付帯装置として組み込まれ、研磨布表面の目直
しの際に使用されるドレッシング装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】ポリッシング装置では、ターンテーブル
上に装着された研磨布の上にシリコンウエーハの表面を
押し付けて、その表面の研磨加工を行っている。研磨布
を交換する際、先ず、新しい研磨布をターンテーブル上
に装着した後、ドレッシング装置を用いて研磨布の表面
を研削し、研磨布の表面を平坦に加工するとともに表面
の目立てを行い、いわゆる研磨布表面の「立ち上げ」を
行う。また、シリコンウエーハを研磨した結果、研磨布
表面の目詰まりが進んだときにも、ドレッシング装置を
用いて表面を若干除去し、目直しを行うとともに平坦度
を修正する（以下、単に「目直し」と言う）。更に、シ
リコンウエーハに対する加工レートの調整や、研磨後の
シリコンウエーハの表面精度を調整する際にも、ドレッ
シング装置を用いて研磨布表面の目直しを行う。

【０００３】（従来の装置の問題点）通常、ドレッシン
グ装置で使用される砥石は、研磨布表面の目詰まりが進
んだときに表面の目直しをする際の性能に主眼を置いて
選択される。このため、研磨布を新しいものに交換した
とき、その表面に存在する初期の大きなうねりを除去し
て平坦に加工するとともに、所定の粗さに目立てを行
い、ワークをポリッシングすることができる十分な表面
状態を形成するまでには長い時間が掛かる。その結果、
砥石の寿命が短くなったり、あるいは研磨布表面の平坦
度の誤差を十分に修正できない場合があるなどの問題が
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来のドレッシング装置の問題点に鑑みて成されたもの
で、本発明の目的は、新しい研磨布の立ち上げや目詰ま
りした研磨布表面の目直しなど様々な加工内容に応じ
て、ドレッシングの性能を切り替えることが可能であ
り、従って、各加工を最適な条件で行うことができるド
レッシング装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のドレッシング装
置は、円盤状のドレッシングヘッドの前面に保持された
砥石を用いて研磨布表面の目直しを行うドレッシング装
置において、前記ドレッシングヘッドの前面に、複数種
類の砥石を前面からの突出状態をそれぞれ独立に切り替
えることができる状態で保持し、研磨布に対する加工の
内容に応じて研磨布に接触する砥石の種類を選択するよ
うに構成されていることを特徴とする。

【０００６】本発明のドレッシング装置によれば、砥石
の各種類毎にドレッシングヘッドの前面からの突出状態
をそれぞれ独立に切り替えることができるので、研磨布
に対する加工の内容（例えば、表面の立ち上げ、目詰ま
りした表面の目直しなど）に応じて適切な種類の砥石を
選択し、研磨布の表面の加工を行うことができる。

【０００７】この結果、それぞれの加工工程の所要時間
を短縮するとともに、各砥石の寿命を延ばすことができ
る。更に、研磨布の形状精度及び表面状態が改善される
結果、ポリッシング加工後のワークの表面精度を向上さ
せることもできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】（例１）図１及び図２に、本発明
に基づくドレッシング装置の構成の一例を示す。なお、
図１はドレッシングヘッド部分の軸方向断面図に該当
し、図２はドレッシングヘッド部分の下面図に該当す
る。

【０００９】ドレッシングヘッド１は、円盤状の形状を
備え、主軸２の下端に固定されている。ドレッシングヘ
ッド１の前面（下面）には、外周に沿って等間隔に６個
所の圧力室３２、４２が設けられ、各圧力室３２、４２
の中にはピストン３１、４１がそれぞれ収容されてい
る。各ピストン３１、４１の先端にはドレッシング用の
砥石３及び砥石４がそれぞれ取り付けられている。砥石
３及び砥石４は、円弧状の平面形状を備え、ドレッシン
グヘッド１の外周に沿って交互に配置されている。

【００１０】砥石３及び砥石４は互いに種類が異なる砥
石で、砥石３は比較的粗い砥粒によって構成され、砥石
４は比較的細かい砥粒によって構成されている。砥石３
は、研磨布を新しいものに交換した際に、その表面を迅
速に立ち上げる際に使用される。一方、砥石４は、研磨
布表面の目詰まりが進んだときに、その表面を若干除去
し目直しする際に使用される。

【００１１】圧力室３２は、配管３３及びバルブ３４を
介して空気圧供給源３７に接続されるともに、配管３３
及びバルブ３５を介して真空ポンプ３８に接続されてい
る。更に、配管３３には大気解放用のバルブ３６が接続
されている。同様に、圧力室４２は、配管４３及びバル
ブ４４を介して空気圧供給源４７に接続されるともに、
配管４３及びバルブ４５を介して真空ポンプ４８に接続
されている。更に、配管４３には大気解放用のバルブ４
６が接続されている。

【００１２】次に、図３及び図４を用いて、このドレッ
シング装置の使用方法について説明する。なお、図中、
１０は研磨布、１１はターンテーブルを示す。研磨布１
０はターンテーブル１１の上面に接着される。ドレッシ
ングヘッド１は、ターンテーブル１１の上方に配置さ
れ、僅かなクリアランスを介して研磨布１０の上面（表
面）に対向している。

【００１３】初期状態では、バルブ３４、３６及びバル
ブ４４、４６は閉じられ、バルブ３５及びバルブ４５が
開かれている。従って、圧力室３２、４２内は、配管３
３、４３を介して真空ポンプ３８、４８によって真空に
引かれ、砥石３及び砥石４はいずれもドレッシングヘッ
ド１の前面から後退した状態にある。

【００１４】研磨布の表面を立ち上げる際には、初期状
態からバルブ３５を閉じた後、バルブ３４を開き、空気
圧供給源３７から作動用の空気を配管３３を介して圧力
室３２内に送る。これによって、図３に示すように、砥
石３がドレッシングヘッド１の前面から突出して研磨布
１０に接触し、研磨布１０の表面のドレッシング（平坦
化加工及び目立て）が行われる。

【００１５】一方、目詰まりした研磨布の表面の目直し
を行う際には、初期状態からバルブ４５を閉じた後、バ
ルブ４４を開き、空気圧供給源４７から作動用の空気を
配管４３を介して圧力室４２内に送る。これによって、
図４に示すように、砥石４がドレッシングヘッド１の前
面から突出して研磨布１０に接触し、研磨布１０の表面
のドレッシング（目直し）が行われる。

【００１６】なお、上記の例では、圧力室３２、４２内
を真空に引いて、砥石３、４を後退させているが、バネ
の復元力を利用して砥石３、４を後退させることもでき
る。その場合には、例えば、圧力室３２、４２内におい
てピストン３１、４１の後端部にコイルバネを取り付
け、圧力室３２、４２内が大気開放されているときに砥
石３、４が後退位置にあるように構成する。

【００１７】（例２）図５及び図６に、本発明によるド
レッシング装置の他の例を示す。なお、図５はドレッシ
ングヘッド部分の軸方向断面図に該当し、図６はドレッ
シングヘッド部分の下面図に該当する。

【００１８】ドレッシングヘッド１は、円盤状の形状を
備え、主軸２の下端に固定されている。ドレッシングヘ
ッド１の前面（下面）には、同心円状に３箇所の圧力室
５２、６２、７２が設けられ、各圧力室５２、６２、７
２の中にはリング状のピストン５１、６１、７１がそれ
ぞれ装着されている。各ピストン５１、６１、７１の先
端にはドレッシング用の砥石５、６、７がそれぞれ取り
付けられている。圧力室５２、６２、７２は、それぞれ
配管５３、６３、７３を介して、空気圧供給源及び真空
ポンプに接続されている。これらの加圧兼減圧ラインの
構成は、先に図１で示したものと同様なので、その説明
は省略する。

【００１９】砥石５、６、７は、互いに径が異なるリン
グ状の平面形状を備え、同心円状に配置されている。砥
石５、６、７は、互いに独立に前進及び後退することが
できる。

【００２０】次に、図７（ａ）〜（ｃ）を用いて、この
ドレッシング装置の使用方法について説明する。

【００２１】ウエーハの研磨を繰り返している途中で、
研磨布１０の表面の平坦度が悪化したとき、研磨布１０
の表面の形状に応じて、砥石５、６、７の中から適切な
砥石（または砥石の組み合わせ）を選択し、その砥石を
用いて研磨布１０の表面を加工することによって、研磨
布１０の表面の平坦度を改善する。例えば、図７（ａ）
に示すように、外周側に砥石５のみを用いてドレッシン
グを行っていたところ、図７（ｂ）に示すように、研磨
布１０の厚み（ｔ）の径方向分布にうねりが現れた場
合、砥石５を後退させて、代わりに砥石６及び砥石７を
用いてドレッシングを行う。これにより、図７（ｃ）に
示すように、研磨布１０の形状を平坦に修正することが
できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明のドレッシング装置によれば、砥
石の各種類毎にドレッシングヘッドの前面からの突出状
態をそれぞれ独立に切り替えることができるので、研磨
布に対する加工の内容（例えば、表面の立ち上げ、目詰
まりした表面の目直し、厚みの不均一分布の修正など）
に応じて適切な種類の砥石を選択し、研磨布の表面を加
工することができる。

【００２３】この結果、それぞれの加工工程の所要時間
を短縮するとともに、各砥石の寿命を延ばすことができ
る。更に、研磨布の形状精度及び表面状態が改善される
結果、ポリッシング加工後のワークの表面精度を向上さ
せることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくドレッシング装置の一例を示す
概略構成図。

【図２】図１に示した装置のドレッシングヘッドの下面
図。

【図３】図１に示した装置の使用方法について説明する
図。

【図４】図１に示した装置の使用方法について説明する
図。

【図５】本発明に基づくドレッシング装置の他の例を示
す概略構成図。

【図６】図５に示した装置のドレッシングヘッドの下面
図。

【図７】図５に示した装置の使用方法について説明する
図、（ａ）はドレッシングヘッドと研磨布との位置関係
を示す図、（ｂ）は研磨布の厚さの径方向分布の例につ
いて説明する図、（ｃ）は平坦度が修正された後の研磨
布の厚さの径方向分布を示す図。

【符号の説明】

１・・・ドレシングヘッド、２・・・主軸、３、４、５、６、７・・・砥石、１０・・・研磨布、１１・・・ターンテーブル、３１、４１、５１、６１、７１・・・ピストン、３２、４２、５２、６２、７２・・・加圧室、３３、４３、５３、６３、７３・・・配管、３４、４４・・・バルブ、３５、４５・・・バルブ、３６、４６・・・バルブ、３７、４７・・・空気圧供給源、３８、４８・・・真空ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円盤状のドレッシングヘッドの前面に保
持された砥石を用いて研磨布表面の目直しを行うドレッ
シング装置において、前記ドレッシングヘッドの前面に、複数種類の砥石を前
面からの突出状態をそれぞれ独立に切り替えることがで
きる状態で保持し、研磨布に対する加工の内容に応じて
研磨布に接触する砥石の種類を選択するように構成され
ていることを特徴とするドレッシング装置。