JP2007301676A - Double-sided polishing apparatus with workpiece release device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェハーなどの板状のワークをスラリーを用いて両面研磨するための両面研磨装置であって、研磨が終了した後、アンロードのために上定盤を引き上げる時、半導体ウェハー(ワーク)が上定盤に付着するのを防止するためのワーク剥離装置を備えた両面研磨装置に関する。 The present invention is a double-side polishing apparatus for performing double-side polishing on a plate-like workpiece such as a semiconductor wafer using a slurry, and when the upper surface plate is pulled up for unloading after polishing, the semiconductor wafer ( The present invention relates to a double-side polishing apparatus provided with a workpiece peeling device for preventing a workpiece from adhering to an upper surface plate.
両面研磨装置は、互いに対向する上、下定盤と、中央のサンギア、外周部のインターナルギア及びこれらを駆動するための駆動装置を備えており、キャリアが、上記サンギア及びインターナルギアに噛合しており、板状のワーク(半導体ウェハー)は、このキャリアに設けられた保持穴内に保持される。キャリアはワークよりも薄いものが使われる。 The double-side polishing device is provided with a lower surface plate, a central sun gear, an internal gear on the outer periphery, and a driving device for driving them, and a carrier meshes with the sun gear and the internal gear. The plate-like workpiece (semiconductor wafer) is held in a holding hole provided in the carrier. The carrier is thinner than the workpiece.
サンギア及びインターナルギアが駆動装置によって回転駆動されると、これらに噛合するキャリアは、自転と公転とを複合した遊星運動をする。さらに、上、下定盤にワークを挟んで向かい合うような押圧力を付与し、ここにスラリーを供給しながら回転駆動すると、キャリア内のワークが研磨される。上、下定盤の回転と上記遊星運動が重畳されるため、上、下定盤に対して、ワークは相対運動をすることになる。このため、ワークの上下両面を偏りなく均一に研磨することができる。 When the sun gear and the internal gear are rotationally driven by the drive device, the carrier meshing with them carries out a planetary motion that combines rotation and revolution. Furthermore, when a pressing force is applied to the upper and lower surface plates so as to face each other with the workpiece interposed therebetween, and the slurry is supplied to rotate, the workpiece in the carrier is polished. Since the rotation of the upper and lower surface plates and the above planetary motion are superimposed, the work moves relative to the upper and lower surface plates. For this reason, the upper and lower surfaces of the workpiece can be uniformly polished without deviation.
半導体ウェハーをワークとして研磨するとき、半導体ウェハーがその表面の特性を損なわないために汚染を非常に嫌うことから、近年では、研磨作業が終了すると、すぐに洗浄水を流し、両面研磨装置内において洗浄が行われる。洗浄液は、上定盤に設けられた洗浄ノズルから上下定盤間内に噴射される。半導体ウェハーに付着したスラリーあるいは周囲のスラリーはこの洗浄によって上下定盤間から洗い流される。なお、洗浄液は、洗浄ノズルのほかスラリー用のノズルからも流し出す場合もある。 When polishing a semiconductor wafer as a workpiece, the semiconductor wafer does not impair its surface characteristics, so it is very disliked for contamination. Cleaning is performed. The cleaning liquid is sprayed between the upper and lower surface plates from a cleaning nozzle provided on the upper surface plate. Slurry adhering to the semiconductor wafer or surrounding slurry is washed away from the upper and lower surface plates by this cleaning. In addition, the cleaning liquid may flow out from the nozzle for slurry in addition to the cleaning nozzle.
次に、研磨の終了した半導体ウェハーを取り外すために上定盤が引き上げられる。このとき、残った洗浄水の表面張力、あるいは、洗浄しない場合にあっては残ったスラリーの表面張力によって半導体ウェハーが上定盤に付着(吸着)して上定盤とともに引き上げられることがある。 Next, the upper surface plate is pulled up to remove the polished semiconductor wafer. At this time, the semiconductor wafer may be attached (adsorbed) to the upper surface plate and pulled up together with the upper surface plate due to the surface tension of the remaining cleaning water or the surface tension of the remaining slurry if not cleaned.
この場合、通常では半導体ウェハーは下定盤上から取り外すのに対し、上定盤から下向きに取り外さなくてはならなくなる。この結果、手作業の場合、作業の円滑性を欠き、さらに、自動化しようとする場合、この不確実性のために自動アンロード装置が使用できないという問題が発生する。さらに、上定盤に付着して引き上げられた半導体ウェハーが途中で落下した場合、落下した半導体ウェハー自体が破損あるいは傷付くだけでなく、他の半導体ウェハー上に落下したときにはこれをも破損あるいは傷つけるおそれがある。 In this case, the semiconductor wafer is normally removed from the lower surface plate, but must be removed downward from the upper surface plate. As a result, in the case of manual work, there is a problem in that the smoothness of the work is lacking, and further, when trying to automate, the automatic unloading device cannot be used due to this uncertainty. In addition, when a semiconductor wafer that has been pulled up and attached to the upper surface plate falls in the middle, the dropped semiconductor wafer itself is not only damaged or damaged, but is also damaged or damaged when dropped on another semiconductor wafer. There is a fear.
更に、キャリア及び下定盤上に多量の洗浄水が残されたままであると、自動アンロードの割り出し時に半導体ウェハーがキャリア上に乗り上げるように浮動し、そのため、アンロードが自動化できないという問題もあった。 Furthermore, if a large amount of cleaning water is left on the carrier and the lower surface plate, the semiconductor wafer floats on the carrier when automatic unloading is indexed, so that unloading cannot be automated. .
上記問題を回避するために剥離装置が考案され、両面研磨装置にはこの剥離装置が組み込まれることが多くなった。この剥離装置は、上下定盤間に向かって開口する多数の剥離ノズルを上定盤に設け、上定盤引き上げ時にこの剥離ノズルから剥離ガスを噴射させ、吸着した半導体ウェハーをこのガス圧によって強制的に上定盤から剥離させるものである。剥離ガスのガス圧によって上下定盤間に残った洗浄水も排除することができるメリットがある。 In order to avoid the above problems, a peeling device has been devised, and this double-side polishing apparatus is often incorporated with this peeling device. This peeling device is provided with a large number of peeling nozzles that open between the upper and lower surface plates on the upper surface plate, and when the upper surface plate is pulled up, a peeling gas is ejected from this separation nozzle, and the adsorbed semiconductor wafer is forced by this gas pressure. Is peeled off from the upper surface plate. There is an advantage that the cleaning water remaining between the upper and lower surface plates can be eliminated by the gas pressure of the peeling gas.
ところが、スラリーは、一般に、スラリー樋からチューブを通して自然落下によりスラリー用のノズルに導かれるようになっている。このため剥離ノズルから剥離ガスを吹き込んだとき、このガスが上下定盤間の空間を通ってスラリー用のノズル、チューブへと逆流し、図9に示すように、スラリー樋から吹き出すことがある。 However, the slurry is generally guided to the slurry nozzle by natural fall from the slurry trough through the tube. For this reason, when peeling gas is blown from the peeling nozzle, this gas may flow backward through the space between the upper and lower surface plates to the nozzle and tube for slurry, and blown out from the slurry soot as shown in FIG.
上下定盤間の空間、スラリー用のノズル、チューブには、洗浄水、あるいは、スラリーが残っているため、洗浄水、あるいは、スラリーはガスと共に上方に向かって吹き出されることになる。このため、吹き出された洗浄水、あるいは、スラリーは両面研磨装置自体とその周囲に飛散するため、作業環境を悪化させる。また、吹き込んだガスがスラリー用のノズルから抜けるため、剥離能力が低下することにもなる。 Since cleaning water or slurry remains in the space between the upper and lower surface plates, the slurry nozzle, and the tube, the cleaning water or slurry is blown upward together with the gas. For this reason, since the sprayed washing water or slurry scatters around the double-side polishing apparatus itself and its surroundings, the working environment is deteriorated. Further, since the blown gas escapes from the slurry nozzle, the peeling ability is also lowered.
本発明は、剥離装置を設けた両面研磨装置において、上述のような洗浄水、あるいは、スラリーの飛散を防止し、作業環境の悪化を防止すること、及び、吹き込んだガスがスラリー用のノズルから抜けることによる剥離能力の低下を防止することを課題とする。 In the double-side polishing apparatus provided with the peeling apparatus, the present invention prevents the above-described cleaning water or slurry from splashing, prevents the working environment from deteriorating, and the gas blown from the slurry nozzle. It is an object of the present invention to prevent a decrease in peeling ability due to coming off.
上記課題は、以下の手段によって解決される。すなわち、第1番目の発明は、回転駆動されるサンギア、回転駆動されるインターナルギア、上記サンギア及び上記インターナルギアに噛合する歯を有するとともに、ワークを保持するための保持穴を有するキャリア、互いに対向しており回転駆動される上定盤と下定盤、上記キャリアに保持されているワークを挟むようにして、上記上定盤を上記下定盤に向けて加圧するとともにこの上定盤を引き上げることができる昇降装置、上記上定盤に設けられており、この上定盤と上記下定盤の間にスラリーを供給するための第一ノズル、及び、上記上定盤に設けられており、この上定盤の引き上げに際し、ワークに向けて剥離ガスを噴射するための第二ノズルを備えた両面研磨装置において、更に、この両面研磨装置は、上記第二ノズルから噴射された上記剥離ガスが上記第一ノズルを通って逆流するのを防止するために上記第一ノズルに設けられた逆流防止機構を備えていることを特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置である。 The above problem is solved by the following means. That is, the first invention has a sun gear to be rotationally driven, an internal gear to be rotationally driven, the sun gear, a carrier meshing with the internal gear, and a carrier having a holding hole for holding a workpiece, and facing each other. The upper surface plate and the lower surface plate, which are driven to rotate, sandwich the work held by the carrier, pressurize the upper surface plate toward the lower surface plate, and raise and lower the upper surface plate Provided on the upper platen, a first nozzle for supplying slurry between the upper platen and the lower platen, and provided on the upper platen. In the double-side polishing apparatus provided with the second nozzle for injecting the release gas toward the workpiece when pulling up, the double-side polishing apparatus is further injected from the second nozzle. A double-side polishing apparatus provided with a workpiece peeling device, comprising a backflow prevention mechanism provided in the first nozzle to prevent the peeled gas from flowing back through the first nozzle It is.
第2番目の発明は、第1番目の発明のワーク剥離装置を備えた両面研磨装置において、上記第二ノズルは、剥離ガスの他に洗浄液も噴射可能であることを特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置である。 A second invention is a double-side polishing apparatus provided with the workpiece peeling apparatus according to the first invention, wherein the second nozzle is capable of injecting a cleaning liquid in addition to the peeling gas. A double-side polishing apparatus provided.
第3番目の発明は、第2番目の発明のワーク剥離装置を備えた両面研磨装置において、上記剥離ガスは、上記洗浄液の噴射が終了した後に噴射されることを特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the double-side polishing apparatus provided with the workpiece peeling apparatus of the second invention, the peeling gas is jetted after the cleaning liquid has been jetted. A double-side polishing apparatus.
第4番目の発明は、第1番目から第3番目までのいずれかの発明のワーク剥離装置を備えた両面研磨装置において、洗浄液は上記第二ノズルの他に上記第一ノズルからも噴射可能であることを特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the double-side polishing apparatus provided with the workpiece peeling apparatus according to any one of the first to third aspects, the cleaning liquid can be injected from the first nozzle in addition to the second nozzle. It is a double-side polishing apparatus provided with a workpiece peeling apparatus.
第5番目の発明は、第1番目から第4番目までのいずれかの発明のワーク剥離装置を備えた両面研磨装置において、上記第一ノズルは、上記上定盤に設けられた取り付け孔内に、そのノズル孔が上定盤の下面に開口するようにして固定されるノズル本体、上記ノズル孔の内部に設けられたリング溝、上記ノズル孔の内部に設けられ、複数の流体通過孔を有する受け座、遊動ボール、上記ノズル孔に嵌合する大径円筒部と、これよりも小径の外径を有し、雄ねじが形成された小径円筒部とを有するとともに、上記大径円筒部の内側には上記遊動ボールを十分な隙間をもって収納できる下方に開口した空間を備えた大径円筒空間部、上記遊動ボールの外径よりも小さい内径を有し上方に開口した小径円筒空間部、及び、上記小径円筒空間部と上記大径円筒空間部との間に形成された円錐空間部を備えたボール収納筒、上記大径円筒部の肩部に接するようにして上記小径円筒部に嵌め込まれた弾性リング、上記小径円筒部雄ねじに螺合し、その下端部と上記大径円筒部の肩部とで挟むことにより上記弾性リングを押圧拡径する締め付け雌ねじを備えていることを特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the double-side polishing apparatus including the workpiece peeling device according to any one of the first to fourth aspects, the first nozzle is disposed in an attachment hole provided in the upper surface plate. A nozzle body that is fixed so that the nozzle hole opens on the lower surface of the upper surface plate, a ring groove provided in the nozzle hole, and a plurality of fluid passage holes provided in the nozzle hole. A receiving seat, a floating ball, a large-diameter cylindrical portion that fits into the nozzle hole, and a small-diameter cylindrical portion having an outer diameter smaller than this and formed with a male screw, and inside the large-diameter cylindrical portion A large-diameter cylindrical space portion having a downwardly opened space in which the floating ball can be stored with a sufficient gap, a small-diameter cylindrical space portion having an inner diameter smaller than the outer diameter of the idler ball and opened upward, and The small diameter cylindrical space and the above A ball storage cylinder having a conical space portion formed between the cylindrical portion, a resilient ring fitted into the small cylindrical portion so as to contact the shoulder of the large cylindrical portion, and the small cylindrical portion male screw A double-side polishing apparatus provided with a workpiece peeling device, characterized in that it comprises a tightening female screw that presses and expands the elastic ring by being screwed to the lower end portion and a shoulder portion of the large-diameter cylindrical portion It is.
本発明によれば、剥離ノズルから剥離ガスを吹き込んだとき、このガスが上下定盤間の空間を通ってスラリー用のノズルへと到達したとしても、逆流防止機構によりチューブへは到達しないのでスラリー樋から吹き出すことはない。したがって、上下定盤間の空間、スラリー用のノズル、チューブには、洗浄水、あるいは、スラリーが残っていたとしても、洗浄水、あるいは、スラリーはガスと共に上方に向かって吹き出されるようなことはなく、吹き出された洗浄水、あるいは、スラリーが両面研磨装置自体とその周囲に飛散し、作業環境を悪化させるようなことがない。また、吹き込んだガスがスラリー用のノズルから抜けてしまうことがないため、剥離能力が低下することもなくなる。 According to the present invention, when the peeling gas is blown from the peeling nozzle, even if this gas reaches the nozzle for slurry through the space between the upper and lower surface plates, the slurry does not reach the tube by the backflow prevention mechanism. It does not blow out from the bag. Therefore, even if cleaning water or slurry remains in the space between the upper and lower surface plates, the nozzle for slurry, or the tube, the cleaning water or slurry should be blown upward together with the gas. There is no such thing that the cleaning water or slurry blown out scatters around the double-side polishing apparatus itself and its surroundings, thereby deteriorating the working environment. Further, since the blown gas does not escape from the slurry nozzle, the peeling ability is not lowered.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、両面研磨装置1における要部の断面図である。なお、請求項における第一ノズル及び第二ノズルは、この実施例においてそれぞれスラリーノズル61及び剥離ノズル71に対応している。サンギア2、インターナルギア3、及び、下定盤4は、それぞれ、同一の軸線を有する中空軸21、31及び41によって支持されており、これらの軸は不図示の機体に回転可能に支持されている。つり下げ軸52は上記中空軸21、31、41と同軸の軸線上を機体に対して上下昇降自在に支持されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the double-
このつり下げ軸52の下端において、このつり下げ軸52に対して回転可能に上定盤5が支持されている。研磨時には、つり下げ軸52が引き下げられ、上定盤5が半導体ウェハー上に乗せられる。上定盤5の自重、さらにはつり下げ軸52の自重及びつり下げ軸52に与えられる不図示昇降装置の押し下げ力を受けることにより研磨圧が与えられる。
The
中空軸21、31、41及び後述の上定盤駆動軸51は、不図示駆動源からの動力を受けて回転可能となっている。上記駆動源は、単一のモータから、あるいは、それぞれ独立モータからなり、これらの軸は独立に任意の回転数で回転駆動することができる。
The
中空軸21の中空内部には上定盤駆動軸51が設けられており、その上部にはドライバ511が形成されている。上定盤5にはこのドライバ511に係合するフック(不図示)が設けられている。上定盤5が引き下げられたとき、このドライバ511とフックが係合状態になるので、上定盤駆動軸51の回転が上定盤5に伝達される。
An upper surface plate drive shaft 51 is provided in the hollow interior of the
上定盤5には、下面に向かって開口するスラリーノズル61及び剥離ノズル71が設けられている。スラリーノズル61は、管路を介してスラリー樋62に接続されている。スラリー樋62は、上定盤5の上部に設けられた環状の樋であって、スラリー供給装置63からスラリーが供給される。
The
スラリーバルブ631は、スラリー及び洗浄水の供給及び供給量を調整するためのものであり、制御装置19によって制御される。これにより、スラリーまたは洗浄水が、スラリー供給装置63、スラリー樋62、スラリーノズル61を通って上下定盤間(研磨面)に供給されることになる。
The
なお、スラリーノズル61には後述する逆流防止機構64が備えられており、スラリー供給方向(図面で上から下に向かう方向)には流体が自由に通過できるようになっている。従って、スラリー供給時、あるいは洗浄水供給時には、逆流防止機構64がスラリーあるいは洗浄水の流れを妨げるようなことはない。
The
つり下げ軸52の中間部には、ロータリー形の流体ジョイント523の固定部側部材524(内側)が固定されており(つり下げ軸52は非回転)、回転部側部材525は分岐装置73に、分岐装置73は管路を介して複数の剥離ノズル71に接続されている。固定部側部材524には、バルブ526を介して洗浄水または剥離ガスが供給される。
A fixed portion side member 524 (inside) of the rotary
供給された流体(洗浄水または剥離ガス)は、固定側にあるバルブ526、流体ジョイント523の固定部側部材524を通り、回転側にある回転部側部材525、剥離ノズル71へと導かれ、上定盤5の下面から噴射可能となっている。ロータリー形の流体ジョイント自体は周知であるため、これについてはこれ以上の説明はしない。制御装置19によって、各流体源からバルブ526への供給及び供給量が制御される。
The supplied fluid (cleaning water or stripping gas) passes through the
図2に示すように、キャリア81、82、83、84、85は、内部に半導体ウェハーWを保持する保持穴を有し、外側には、サンギア2とインターナルギア3に噛合可能な歯を有している。ここにはサンギア2及びインターナルギア3に5つのキャリア81乃至85が噛合している例が示されている。
As shown in FIG. 2, the
下定盤4の上面及び上定盤5の下面には、通常、研磨パッド(不図示)が貼着される。研磨パッドには、上記スラリーノズル61、剥離ノズル71に対応する箇所に孔が設けられる。
A polishing pad (not shown) is usually attached to the upper surface of the
両面研磨装置1の全体的動作は以下のとおりである。全てのキャリアをセットした後、保持穴にそれぞれ未研磨の半導体ウェハーWをセットし、上定盤5の降下を開始させる。ついで、サンギア2、インターナルギア3、下定盤4、及び上定盤5の回転駆動を開始させるとともに、スラリーバルブ631を開く。
The overall operation of the double-
スラリーバルブ631の開放によってスラリーはスラリー樋62に供給され、ここから管路を通ってスラリーノズル61へ、さらに、スラリーノズル61から下定盤4と上定盤5との間に形成される上下定盤間に吐出される。スラリーノズル61には逆流防止機構64が備えられているが、上から下に向かう方向にはスラリーが自由に通過できるので、スラリー供給に支障はない。
When the
一方、キャリア81、82、83、84、85はサンギア2とインターナルギア3とによって駆動され、自転と公転を行うため、吐出されたスラリーは下定盤4の上面と半導体ウェハーWの下面との間、及び、上定盤5の上面と半導体ウェハーWの上面との間に供給されウェハー面の研磨が行われる。
On the other hand, the
研磨開始からの実経過時間は制御装置19内のタイマーによって管理されており、研磨開始からの実経過時間と予め決められた時間T1、及び、T2とが比較されている。
The actual elapsed time from the start of polishing is managed by a timer in the
まず、実経過時間がT1と一致あるいはそれ以上になると、制御装置19は、指令を出して上定盤5に付加している荷重を引き下げる。なお、ここでは研磨の進行を時間によって監視する例を示したが、定寸装置など他の手段によって監視することも可能である。
First, when the actual elapsed time matches or exceeds T1, the
次に、制御装置19はスラリーバルブ631を操作してスラリー供給を停止し、代わってスラリー樋62及びスラリーノズル61に洗浄水の供給を開始する。洗浄水もスラリー同様に逆流防止機構64を自由に通過できる。また同時にバルブ526を操作し、剥離ノズル71にも洗浄水の供給を開始する。洗浄水によって上下定盤間のスラリーが洗浄されるだけでなく、研磨中、剥離ノズル71内に入り込んで内壁面に付着したスラリーもこれにより洗い流される。
Next, the
制御装置19は、時間T2が経過すると、バルブ526及びスラリーバルブ631を閉じて洗浄を終了させるとともに、下定盤4、上定盤5、サンギア2、インターナルギア3の回転をそれぞれ停止させる。次に、剥離ガスを噴射する前に、剥離ノズル71内に洗浄水の供給を行い、剥離ノズル71内を再洗浄する。
When the time T2 elapses, the
ついで、制御装置19は、バルブ526を操作し、高圧の剥離ガスを剥離ノズル71に送り出しながら、上定盤5を上昇させる。剥離ノズル71の下端において剥離ガスのガス圧が半導体ウェハーWにかかることによって半導体ウェハーWは強制的に上定盤から引きはがされ、結果として下定盤4上にとどまることになる。
Next, the
このとき、剥離ガスは、スラリーノズル61にもまわって逆流しようとするが、逆流防止機構64があるため、図3に示されるように、その流れが阻止される。そのため、スラリーあるいは洗浄水を伴って剥離ガスが逆流し、図9(従来技術)に示すようにスラリー樋62から噴出、飛散するようなことはない。なお、図9において、噴出したスラリーあるいは洗浄水の液滴を符号621で示している。
At this time, the stripping gas also flows around the
前の洗浄工程で剥離ノズル71内面に付着したスラリーは除去されているため、噴出する剥離ガス中にはスラリーがほとんど含まれない。剥離ノズル71内面の洗浄によって、従来の剥離工程で見られるようなスラリーの衝突によるウェハー面の汚染も防止されている。上定盤5はウェハー搬入、搬出のできる高さまで再度引き上げられ、ウェハーを取り出し、同様の作業を繰り返す。
Since the slurry adhering to the inner surface of the peeling
上述の洗浄水は、純水あるいは純水にシミ防止添加物を混合した薬液とすることができる。剥離ガスは、不活性ガス、窒素ガス、アルゴンガスあるいは空気から選ばれたいずれか一種あるいはこれらの混合物とすることができる。 The washing water described above can be pure water or a chemical solution obtained by mixing a stain prevention additive with pure water. The stripping gas can be any one selected from an inert gas, nitrogen gas, argon gas, or air, or a mixture thereof.
次に、スラリーノズル61の構造をほぼ組立の順に従って説明する。図4(A)、その他に示されるように、スラリーノズル61のノズル本体91は、上定盤5に設けられた複数の取り付け孔53内に、ノズル孔911を上定盤5の下面に開口するようにして固定されている。このノズル本体91は上定盤5に雌ねじを切りこれにノズル本体91に切った雄ねじを螺合させるようにして固定することも、簡単には接着剤により固定することも可能である。
Next, the structure of the
上記ノズル孔911は、上側の大径部914と下側の小径部915を有しており、この大径部914と小径部915の境界には段部913が形成されている。大径部914の内壁にはリング溝912が形成されている。
The
受け座92は、図4(B)に示すように複数の流体通過孔921を有しており、段部の大径部914よりもわずかに小さいが小径部915よりも大きい直径を有している。これにより受け座92は段部913に載せることができる。
The receiving
図5に示すように、上記受け座92を段部913に載せ、この上に遊動ボール93を置く。
As shown in FIG. 5, the receiving
ボール収納筒94は、大径部914に嵌合する大径円筒部941と、これよりも小径の外径を有し、雄ねじ943が形成された小径円筒部942とを有している。上記大径円筒部941の内側には上記遊動ボール93を十分な隙間をもって収納できる下方に開口した空間を備えた大径円筒空間部944が形成されている。
The
小径円筒部942の内側には、上記遊動ボール93の外径よりも小さい内径を有し上方に開口した小径円筒空間部945が形成されている。上記小径円筒空間部945と上記大径円筒空間部944との間には円錐空間部946が形成されている。
Inside the small diameter
更に、ボール収納筒94の小径円筒部942には、大径円筒部941の肩部に接するようにして弾性リング947が嵌め込まれている。弾性リング947は、図4(C)に示すようなリング体であって、ゴムのような容易に変形できる材料からできている。
Further, an
締め付け雌ねじ95は、内側に雌ねじ951が形成されており、ボール収納筒94の雄ねじ943と螺合可能になっている。
A
スラリーノズル61を組み立てる場合、まず、予め取り付け孔53内に固定されたノズル本体91に受け座92を入れ、段部913に着座させる。ついで、遊動ボール93を入れて受け座92上に置く。次に、弾性リング947を嵌めたボール収納筒94を大径円筒部941を下にして大径部914に挿入する。
When assembling the
大径部914に挿入されたボール収納筒94の小径円筒部942に締め付け雌ねじ95をねじ込む。ねじ込みを続けると、締め付け雌ねじ95の下端部952が弾性リング947に接触するようになる。更にねじ込みを続けると下端部952によって弾性リング947は扁平に押しつぶされ、拡径する。つまり、下端部952と大径円筒部941の肩部とで挟まれて弾性リング947の直径が押し広げられることになる。
A tightening
弾性リング947が横方向(半径方向)に押し広げられることにより、一部が丁度同じ位置にあるリング溝912内へ侵入する(図6)。このように弾性リング947がリング溝912内に侵入することにより、ボール収納筒94は、ノズル本体91に固定される。
As the
拡径した弾性リング947は、ボール収納筒94をノズル本体91に固定するだけでなく、大径部914と大径円筒部941との隙間を通って上方に剥離ガスが漏れるのを防止する密封作用も有している。なお、弾性リング947を拡径しやすくするために下端部952に傾斜部を設けることも可能である。
The expanded
次に、チューブ受け96を小径円筒部942に取り付ける。チューブ受け96は、円筒体であって下部に雌ねじ961と上部にチューブ受け座962を備えているので、雌ねじ961を雄ねじ943にねじ込めばよい。スラリー樋62に接続されたチューブ97はチューブ受け座962に嵌め込まれて固定される。
Next, the
図7に、スラリーノズル61からスラリーが供給されるときの流れの状態を示す。遊動ボール93は上から流れてくるスラリーにより受け座92に押しつけられるが、遊動ボール93の大きさがそれを納める大径円筒空間部944と比べて小さいため、その周囲を通り抜け、受け座92の流体通過孔921を通って下方の研磨部に流れる。
FIG. 7 shows a flow state when the slurry is supplied from the
図8は、剥離ガスを供給した時の図であって、剥離ガスの圧により遊動ボール93は、上方に押し上げられ、円錐空間部946の円錐壁に接して止まる。これにより剥離ガスの流れは遮断され、ラインAよりも上、つまり、小径円筒空間部945の方向に流れ込むことはない。
FIG. 8 is a diagram when the stripping gas is supplied. The floating
言い換えれば、遊動ボール93、円錐空間部946等によって逆流防止機構64が形成されることになる。したがって、剥離ガスは、形成された逆流防止機構64によって、上への流れが阻止されるため、スラリーあるいは洗浄水を伴って剥離ガスが逆流し、図9(従来技術)に示すようにスラリー樋62から噴出、飛散するようなことはない。
In other words, the
半導体ウェハーWは、金属イオンにさらされることを嫌うため、ノズル本体91、受け座92、遊動ボール93、及び、ボール収納筒94等のスラリー、洗浄水に接触する部材は電離しない合成樹脂製とするのが好ましい。遊動ボール93を、洗浄水、スラリーよりも比重の軽い材料とすれば、加工終了後等に、洗浄水、スラリーがノズル内に溜まった状態のとき、遊動ボールが浮上しようとするため、これらの液が図8のラインA以上に上がらないようにすることができる。
Since the semiconductor wafer W does not like to be exposed to metal ions, the
以上に開示したように、本発明では、スラリーノズルには逆流防止機構が設けられているため、剥離ノズルから剥離ガスを吹き込んだとき、このガスが上下定盤間の空間を通ってスラリー用のノズル、チューブへと逆流することはなく、従来のものに見られるように、スラリー樋から残った洗浄水と共に吹き出すようなことはない。したがって、吹き出された洗浄水、あるいは、スラリーが両面研磨装置自体とその周囲に飛散することにより、作業環境を悪化させるようなことはない。また、吹き込んだ剥離ガスがスラリー用のノズルから抜けないため、剥離能力が低下することもない。 As disclosed above, in the present invention, since the slurry nozzle is provided with the backflow prevention mechanism, when the peeling gas is blown from the peeling nozzle, this gas passes through the space between the upper and lower surface plates and is used for the slurry. It does not flow back to the nozzle and tube, and as seen in the prior art, it does not blow out with the remaining washing water from the slurry tank. Therefore, the work environment is not deteriorated by the sprayed cleaning water or slurry splashing around the double-side polishing apparatus itself and its surroundings. In addition, since the blown release gas does not escape from the slurry nozzle, the release ability is not reduced.
1 両面研磨装置
19 制御装置
2 サンギア
21 中空軸
3 インターナルギア
31 中空軸
4 下定盤
41 中空軸
5 上定盤
51 上定盤駆動軸
511 ドライバ
52 つり下げ軸
523 流体ジョイント
524 固定部側部材
525 回転部側部材
526 バルブ
53 取り付け孔
61 スラリーノズル
62 スラリー樋
621 液滴
63 スラリー供給装置
631 スラリーバルブ
64 逆流防止機構
71 剥離ノズル
73 分岐装置
81〜85 キャリア
91 ノズル本体
911 ノズル孔
912 リング溝
913 段部
914 大径部
915 小径部
92 受け座
921 流体通過孔
93 遊動ボール
94 ボール収納筒
941 大径円筒部
942 小径円筒部
943 雄ねじ
944 大径円筒空間部
945 小径円筒空間部
946 円錐空間部
947 弾性リング
95 締め付け雌ねじ
951 雌ねじ
952 下端部
96 チューブ受け
961 雌ねじ
962 チューブ受け座
97 チューブ
W 半導体ウェハー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
回転駆動されるインターナルギア、
上記サンギア及び上記インターナルギアに噛合する歯を有するとともに、ワークを保持するための保持穴を有するキャリア、
互いに対向しており回転駆動される上定盤と下定盤、
上記キャリアに保持されているワークを挟むようにして、上記上定盤を上記下定盤に向けて加圧するとともにこの上定盤を引き上げることができる昇降装置、
上記上定盤に設けられており、この上定盤と上記下定盤の間にスラリーを供給するための第一ノズル、及び、
上記上定盤に設けられており、この上定盤の引き上げに際し、ワークに向けて剥離ガスを噴射するための第二ノズル、
を備えた両面研磨装置において、更に、この両面研磨装置は、
上記第二ノズルから噴射された上記剥離ガスが上記第一ノズルを通って逆流するのを防止するために上記第一ノズルに設けられた逆流防止機構、
を備えていることを特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置。 Sun gear, which is rotationally driven,
Internal gear,
A carrier having teeth meshing with the sun gear and the internal gear and having a holding hole for holding a workpiece;
An upper surface plate and a lower surface plate that face each other and are driven to rotate.
A lifting device that pressurizes the upper surface plate toward the lower surface plate and pulls up the upper surface plate so as to sandwich the work held by the carrier,
Provided on the upper surface plate, a first nozzle for supplying slurry between the upper surface plate and the lower surface plate, and
Provided on the upper surface plate, and when the upper surface plate is pulled up, a second nozzle for injecting a peeling gas toward the workpiece;
In addition, the double-side polishing apparatus comprises:
A backflow prevention mechanism provided in the first nozzle to prevent the peeling gas sprayed from the second nozzle from flowing back through the first nozzle;
A double-side polishing apparatus provided with a workpiece peeling device.
上記第二ノズルは、剥離ガスの他に洗浄液も噴射可能であること
を特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置。 In the double-side polishing apparatus provided with the workpiece peeling apparatus according to claim 1,
The double-side polishing apparatus provided with a workpiece peeling device, wherein the second nozzle can jet a cleaning liquid in addition to the peeling gas.
上記剥離ガスは、上記洗浄液の噴射が終了した後に噴射されること、
を特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置。 In the double-side polishing apparatus provided with the workpiece peeling apparatus according to claim 2,
The stripping gas is sprayed after spraying of the cleaning liquid is completed;
A double-side polishing apparatus provided with a workpiece peeling device characterized by the above.
洗浄液は上記第二ノズルの他に上記第一ノズルからも噴射可能であること
を特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置。 In the double-side polishing apparatus provided with the workpiece peeling apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A double-side polishing apparatus provided with a workpiece peeling device, wherein the cleaning liquid can be sprayed from the first nozzle in addition to the second nozzle.
上記第一ノズルは、
上記上定盤に設けられた取り付け孔内に、そのノズル孔が上定盤の下面に開口するようにして固定されるノズル本体、
上記ノズル孔の内部に設けられたリング溝、
上記ノズル孔の内部に設けられ、複数の流体通過孔を有する受け座、
遊動ボール、
上記ノズル孔に嵌合する大径円筒部と、これよりも小径の外径を有し、雄ねじが形成された小径円筒部とを有するとともに、上記大径円筒部の内側には上記遊動ボールを十分な隙間をもって収納できる下方に開口した空間を備えた大径円筒空間部、上記遊動ボールの外径よりも小さい内径を有し上方に開口した小径円筒空間部、及び、上記小径円筒空間部と上記大径円筒空間部との間に形成された円錐空間部を備えたボール収納筒、
上記大径円筒部の肩部に接するようにして上記小径円筒部に嵌め込まれた弾性リング、
上記小径円筒部雄ねじに螺合し、その下端部と上記大径円筒部の肩部とで挟むことにより上記弾性リングを押圧拡径する締め付け雌ねじ
を備えていること
を特徴とするワーク剥離装置を備えた両面研磨装置。 In the double-side polish apparatus provided with the workpiece | work peeling apparatus as described in any one of Claim 1- Claim 4,
The first nozzle is
In a mounting hole provided in the upper surface plate, a nozzle body fixed so that the nozzle hole opens on the lower surface of the upper surface plate,
A ring groove provided in the nozzle hole,
A receiving seat provided inside the nozzle hole and having a plurality of fluid passage holes;
Idle ball,
The large-diameter cylindrical portion that fits into the nozzle hole, and a small-diameter cylindrical portion that has a smaller outer diameter and is formed with a male screw, and the floating ball is disposed inside the large-diameter cylindrical portion. A large-diameter cylindrical space portion having a downwardly opened space that can be stored with a sufficient gap, a small-diameter cylindrical space portion having an inner diameter smaller than the outer diameter of the idle ball and opened upward, and the small-diameter cylindrical space portion; A ball storage cylinder provided with a conical space formed between the large-diameter cylindrical space,
An elastic ring fitted into the small diameter cylindrical portion so as to be in contact with the shoulder of the large diameter cylindrical portion;
A workpiece peeling device comprising a fastening female screw that is screwed into the male screw of the small diameter cylindrical portion and sandwiched between a lower end portion thereof and a shoulder portion of the large diameter cylindrical portion to press and expand the elastic ring. Provided double-side polishing equipment.
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