JP2010228058A - Washing device and washing method for abrasive cloth - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、研磨布の洗浄装置および洗浄方法に関する。 The present invention relates to a polishing cloth cleaning apparatus and a cleaning method.
半導体ウェーハ等のワークの研磨は、研磨布が貼付された定盤の該研磨布にワークを押接し、研磨布上にスラリー(研磨液)を供給しつつワークに対して定盤を相対移動させて行う。
ところで、研磨を続けると、研磨屑、スラリー、反応生成物等が次第に研磨布中に堆積し、研磨効率が低下したり、ワークを傷つけたりする悪影響が発生するので、適宜間隔をおいて、研磨布に高圧の洗浄水を噴出して洗浄するようにしている。
従来この洗浄装置としては、特許文献1に記載されているように、ノズルより高圧(50kg/cm2程度)の洗浄水を研磨布に向けて斜めに噴出し、堆積物を研磨布中から浮き上がらせ、流出させるようにする装置が知られている。またノズルの周りを、高圧水が飛散しないようにブラシ手段で囲んでいる。
For polishing a workpiece such as a semiconductor wafer, the workpiece is pressed against the polishing cloth of the surface plate to which the polishing cloth is attached, and the surface plate is moved relative to the work while supplying slurry (polishing liquid) onto the polishing cloth. Do it.
By the way, if polishing is continued, polishing scraps, slurries, reaction products, etc. will gradually accumulate in the polishing cloth, resulting in an adverse effect of reducing polishing efficiency or damaging the workpiece. The cloth is washed by jetting high-pressure washing water.
Conventionally, as described in Patent Document 1, as this cleaning apparatus, cleaning water having a high pressure (about 50 kg / cm 2 ) is jetted obliquely toward a polishing cloth from a nozzle, and deposits are lifted from the polishing cloth. Devices are known that allow the flow and discharge. The nozzle is surrounded by brush means so that high-pressure water does not scatter.
ところで、従来の上記洗浄装置では、研磨布内部に蓄積した研磨屑等が十分には排出されず、所望の研磨効率が得られないという課題がある。
研磨屑等が十分に排出されない原因としては、ノズルから斜めに噴出される高圧水がラッパ状に拡散し、研磨布の単位面積当たりの受圧力が弱いためと考えられる。
特に昨今では、研磨布に発泡性のポリウレタンを主材料とする研磨布が用いられ、不織布等の研磨布に比して研磨屑等の洗浄水による排出、除去が困難となっているという事情もある。
By the way, in the conventional cleaning device, there is a problem that polishing scraps accumulated in the polishing cloth are not sufficiently discharged, and a desired polishing efficiency cannot be obtained.
The reason why polishing scraps and the like are not sufficiently discharged is considered to be that high-pressure water ejected obliquely from the nozzle diffuses in a trumpet shape and the pressure received per unit area of the polishing cloth is weak.
In particular, recently, a polishing cloth mainly composed of foamable polyurethane is used for the polishing cloth, and it is difficult to discharge and remove polishing waste and the like with cleaning water as compared with a polishing cloth such as a nonwoven fabric. is there.
本発明は、上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、研磨布の受圧力を高め、研磨屑等を良好に除去することができ、ひいてはワークの研磨効率を高めることができる研磨布の洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。 The present invention is made to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to increase the pressure applied to the polishing cloth, to remove polishing debris and the like, and to improve the polishing efficiency of the workpiece. An object of the present invention is to provide a cloth cleaning apparatus and a cleaning method.
上記の目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る研磨布の洗浄装置は、研磨布が貼付された定盤の該研磨布にワークを押接し、研磨布上にスラリーを供給しつつワークに対して定盤を相対移動させてワークを研磨する研磨装置における、前記定盤の研磨布にノズル装置のノズルから高圧の洗浄水を供給して研磨布を洗浄する研磨布の洗浄装置において、前記ノズルが、研磨布に対して、ストレートな洗浄水を直角に噴出するストレートノズルであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises the following arrangement.
That is, the cleaning device for a polishing cloth according to the present invention presses the work against the polishing cloth of the surface plate to which the polishing cloth is attached, and moves the surface plate relative to the work while supplying slurry onto the polishing cloth. In a polishing apparatus for polishing a workpiece, in the polishing cloth cleaning apparatus for cleaning the polishing cloth by supplying high-pressure cleaning water from the nozzle of the nozzle device to the polishing cloth of the surface plate, the nozzle is disposed on the polishing cloth. A straight nozzle that ejects straight wash water at right angles.
前記ストレートノズルを複数個有することを特徴とする。
また、前記ノズル装置を前記定盤上で移動させる移動装置を具備することを特徴とする。
A plurality of straight nozzles are provided.
The nozzle device may further include a moving device that moves the nozzle device on the surface plate.
また本発明に係る研磨布の洗浄方法は、研磨布が貼付された定盤の該研磨布にワークを押接し、研磨布上にスラリーを供給しつつワークに対して定盤を相対移動させてワークを研磨する研磨装置における、前記定盤の研磨布にノズル装置のノズルから高圧の洗浄水を供給して研磨布を洗浄する研磨布の洗浄方法において、前記ノズルにストレートノズルを用い、該ストレートノズルからストレートな高圧の洗浄水を研磨布に対して直角に噴出して研磨布を洗浄することを特徴とする。 The polishing cloth cleaning method according to the present invention includes pressing a workpiece against the polishing cloth of a surface plate to which the polishing cloth is adhered, and moving the surface plate relative to the work while supplying slurry onto the polishing cloth. In a polishing apparatus for polishing a workpiece, in a polishing cloth cleaning method for cleaning a polishing cloth by supplying high-pressure cleaning water from a nozzle of a nozzle device to the polishing cloth of the surface plate, the straight nozzle is used as the nozzle, and the straight The polishing cloth is cleaned by ejecting straight high-pressure cleaning water from the nozzle at right angles to the polishing cloth.
研磨布の洗浄水からの受圧力を、ワーク研磨時のワークへの研磨荷重と同等、もしくは該研磨荷重よりも大きくして研磨布の洗浄を行うことを特徴とする。
研磨布の洗浄水からの受圧力を150〜350gf/cm2とすることを特徴とする。
発泡ポリウレタンを主材料とする研磨布の洗浄を行うことを特徴とする。
また、前記ノズル装置を前記定盤上で移動させつつ洗浄水をストレートノズルから噴出して洗浄を行うことを特徴とする。
The polishing cloth is cleaned by setting the pressure received from the cleaning water of the polishing cloth to be equal to or larger than the polishing load applied to the workpiece during polishing of the workpiece.
The pressure received from the washing water of the polishing cloth is 150 to 350 gf / cm 2 .
It is characterized by cleaning an abrasive cloth mainly composed of foamed polyurethane.
Further, the cleaning is performed by ejecting cleaning water from the straight nozzle while moving the nozzle device on the surface plate.
本発明によれば、ストレートノズルを用いることによって、研磨布の受圧力を大きくでき、研磨布中に堆積している研磨屑等を好適に洗浄、除去できる。これによりワーク研磨面における傷発生率は低くすることができ、研磨精度を向上できる。また、研磨効率(研磨時間)も向上でき、さらには、研磨布の寿命も長くすることが可能となった。 According to the present invention, by using the straight nozzle, it is possible to increase the receiving pressure of the polishing cloth, and it is possible to suitably clean and remove polishing debris accumulated in the polishing cloth. As a result, the rate of occurrence of scratches on the workpiece polishing surface can be lowered, and the polishing accuracy can be improved. In addition, the polishing efficiency (polishing time) can be improved, and the life of the polishing cloth can be extended.
以下、本発明を、ウェーハの研磨装置に適用した場合の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は研磨装置10の概略を示す説明図である。
12は定盤であり、公知の駆動機構(図示せず)により回転軸14を中心に水平面内で回転する。定盤12の上面には、例えば発泡ポリウレタンを主材とする研磨布16が貼付されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment when the invention is applied to a wafer polishing apparatus will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing an outline of the
18は研磨ヘッドであり、その下面側に研磨すべきワーク(半導体ウェーハ等)20が保持される。研磨ヘッド18は回転軸22を中心に回転される。また研磨ヘッド18は、シリンダ等の上下動機構(図示せず)により上下動可能となっている。
24はスラリー供給ノズルであり、スラリー(研磨液)を研磨布16上に供給するものである。
A
ワーク20は、水の表面張力により、あるいは吸引力等により研磨ヘッド18の下面側に保持され、次いで研磨ヘッド18が下降され、水平面内で回転している定盤12の研磨布16上に所定の押圧力(例えば150gf/cm2)で押圧され、また研磨ヘッド18が回転軸22を中心に回転されることによって、ワーク20の下面側が研磨される。研磨中、スラリー供給ノズル24から研磨布16上にスラリーが供給される。
The
なお、研磨ヘッド18には種々の公知の構造のものがあり、研磨ヘッドの種類としては特に限定されない。例えば、図2に示すように、定盤12の中央部に配置したセンターローラ26と、定盤12の外側位置と定盤12の外周部上の位置との間に亙って移動可能に設けられた支持ローラ28との間で、研磨ヘッド18を回転自在に支持する構造のものでもよい。支持ローラ28は、軸30を中心に回動する回動アーム32に支持されている。
The polishing
次に、図3は、研磨布16の洗浄装置34の一例を示す説明図である。
洗浄装置34は研磨装置10の定盤12の側方に位置して設けられている。
36は昇降台であり、シリンダ装置38等によって昇降可能に設けられている。昇降台36上には、定盤12の方向に向かって進退動する移動体40が設けられている。移動体40は適宜な進退動機構(移動装置)によって進退動される。進退動機構は特に限定されるものではないが、例えば、昇降台36に設けたボールネジ42に連携されて進退動される。ボールネジ42は駆動モータ44によって回転される。あるいは進退動機構はシリンダ装置であってもよい。
Next, FIG. 3 is an explanatory view showing an example of the
The
移動体40にはパイプ状のアーム46が取り付けられ、アーム46の先端にはノズル装置48が取り付けられている。移動体40が進退動することによって、ノズル装置48は、定盤12上をラジアル方向に進退動するようになっている。
ノズル装置48には、図4に示すように、ストレートノズル50が取り付けられている。ストレートノズル50は、ステー52により、ノズル装置48のケーシング54に垂直に固定され、高圧の洗浄水を、噴水を広げることなくほぼストレートに、かつ研磨布16に対して直角に噴出するようになっている。
A pipe-
As shown in FIG. 4, a
高圧の洗浄水は、フレキシブル配管56を介して、移動体40およびアーム46内に配設した配管58を通じてストレートノズル50に供給される。ケーシング54の下面側には、ストレートノズル50から研磨布16に噴出される高圧の洗浄水が周囲に飛散しないように、ストレートノズル50のノズル口周囲を囲んでブラシ60が配設されている。
The high-pressure cleaning water is supplied to the
なお、ノズルの移動装置は上記のようにノズルを直進動させるのでなく、図2に示すように、先端にノズル装置48を取り付けたアーム46を軸47を中心に往復回動させるように構成してもよい。
また、ノズル装置48に取り付けるストレートノズル50は、アーム46に沿って複数個設けてもよい(図示せず)。
また、ブラシ60は必ずしも設けなくともよく、あるいはブラシに代わる他の飛散防止手段であってもよい。
The nozzle moving device does not move the nozzle straight as described above, but as shown in FIG. 2, the
A plurality of
Further, the
研磨布16の洗浄は次のようにして行われる。
ワーク20の研磨中は、移動体40が後退され、ノズル装置48がワーク20の研磨の邪魔にならない位置まで退避している。
ワーク20の研磨が終了し、研磨布16の洗浄が必要な際には、移動体40が定盤12上に向けて移動され、ストレートノズル50から高圧の洗浄水を研磨布16に向けて噴出しつつ、ノズル装置48が研磨布16上をラジアル方向に定盤12の半径分に亙って往復動され、また定盤12も軸線を中心として回転される。これにより研磨布16の洗浄が行われる。
The polishing
During the polishing of the
When the polishing of the
実施例では、ストレートノズル50からの洗浄水は、研磨布16に向けて直角に噴出され、また噴射角度は零度、すなわち、噴水が広がることなくほぼストレートに、研磨布16に対して噴出された。ストレートノズル50からの洗浄水の噴出圧力は13MPa、水量は1l/minとした。ノズルの噴出口の口径はほぼ4mm、洗浄水からの研磨布16の受圧力は270gf/cm2であった。因みに、ワーク20研磨時のワークから研磨布16への荷重は約150gf/cm2であった。
なお、ストレートノズル50と研磨布16との距離は約100mmとした。しかし、ストレートノズル50から、ほぼストレートな洗浄水が噴出されるので、洗浄水からの研磨布16の受圧力は、ストレートノズル50と研磨布16との距離にはそれほど影響されず、±20mm程度の距離の変動程度では一定と考えてよい。したがって、ストレートノズル50の研磨布16からの距離の管理はそれほど厳密に行わなくともよい。
In the embodiment, the cleaning water from the
The distance between the
比較例として、通常のノズルから直角に研磨布に向けて洗浄水を噴出角25度で噴出して研磨布の洗浄を行った。なお、この場合も、ノズルからの洗浄水の噴出圧力は13MPa、水量は1l/minとした。ノズルの噴出口の口径はほぼ4mm、洗浄水からの研磨布の受圧力は約80gf/cm2となった。また、ワーク研磨時のワークから研磨布への荷重は約150gf/cm2で実施例の場合と同じである。また、ノズルと研磨布との距離も約100mmと、実施例と同じとした。 As a comparative example, the polishing cloth was cleaned by ejecting cleaning water at a jet angle of 25 degrees from a normal nozzle toward the polishing cloth at a right angle. Also in this case, the ejection pressure of the washing water from the nozzle was 13 MPa, and the amount of water was 1 l / min. The diameter of the nozzle outlet was about 4 mm, and the pressure received by the polishing cloth from the cleaning water was about 80 gf / cm 2 . In addition, the load from the workpiece to the polishing cloth during workpiece polishing is about 150 gf / cm 2 , which is the same as in the embodiment. The distance between the nozzle and the polishing pad was about 100 mm, which was the same as in the example.
実施例のように、ストレートノズル50を用いることによって、研磨布16の受圧力を大きくできる。これにより、発泡ポリウレタンを主材とする研磨布16中に堆積している研磨屑等を好適に洗浄、除去できた。このことは、ワークの研磨面に発生する傷が比較例と比して格段に少なくなったことから確認できる。ワーク研磨面における傷発生率は比較例に比べて1/2程となり、研磨精度が向上した。また、研磨効率(研磨時間)も10%ほど向上した。さらに、ドレス投入頻度も、3バッチに1回が10バッチに1回に延長でき、研磨布の寿命も長くなった。
By using the
また、ストレートノズル50を用いることによって、ノズル50と研磨布16間の距離が変わっても受圧力はほとんど変わらないため、研磨布16に対するノズル50の距離の微調整が不要となる。
なお、ストレートノズル50を用いることにより、洗浄水の当たる面積が小さくなり、研磨布16全体の洗浄に時間がかかるが、未洗浄面積が20%以下ならばワークの品質に問題ないことがわかった。
Further, by using the
In addition, by using the
なおまた、洗浄水からの研磨布の受圧力は、洗浄力の観点からは大きければ大きいほどよいといえるが、あまり大きいと研磨布が破断するという問題がある。ワークの研磨時におけるワークからの研磨布の押圧力は150〜300gf/cm2である。洗浄水からの受圧力は、ワークからの押圧力と同等かこれよりも若干大きめの、150〜350gf/cm2を目安とするとよい。 In addition, it can be said that the larger the receiving pressure of the polishing cloth from the cleaning water is, the better from the viewpoint of the cleaning power, but there is a problem that the polishing cloth is broken when it is too large. The pressing force of the polishing cloth from the workpiece during polishing of the workpiece is 150 to 300 gf / cm 2 . The pressure received from the cleaning water is preferably 150 to 350 gf / cm 2 , which is equal to or slightly larger than the pressing force from the workpiece.
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記のような片面研磨装置でなく、上下定盤にワークを挟み込んで研磨する両面研磨装置における上下定盤の研磨布の洗浄にも適応できるものである。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the present invention can be applied not only to the above-described single-side polishing apparatus but also to the cleaning of the polishing cloth on the upper and lower surface plates in a double-side polishing apparatus that sandwiches and polishes a workpiece between the upper and lower surface plates.
10 研磨装置
12 定盤
14 回転軸
16 研磨布
18 研磨ヘッド
20 ワーク
22 回転軸
24 スラリー供給ノズル
34 洗浄装置
36 昇降台
38 シリンダ装置
40 移動体
42 ボールネジ
44 駆動モータ
46 アーム
48 ノズル装置
50 ストレートノズル
54 ケーシング
56 フレキシブル配管
58 配管
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ノズルが、研磨布に対して、ストレートな洗浄水を直角に噴出するストレートノズルであることを特徴とする研磨布の洗浄装置。 In the polishing apparatus for polishing a work by pressing the work against the polishing cloth of the surface plate to which the polishing cloth is attached, and polishing the work by moving the surface plate relative to the work while supplying the slurry onto the polishing cloth. In the polishing cloth cleaning apparatus for cleaning the polishing cloth by supplying high-pressure cleaning water from the nozzle of the nozzle device to the polishing cloth,
An apparatus for cleaning a polishing cloth, wherein the nozzle is a straight nozzle that ejects straight cleaning water at right angles to the polishing cloth.
前記ノズルにストレートノズルを用い、該ストレートノズルからストレートな高圧の洗浄水を研磨布に対して直角に噴出して研磨布を洗浄することを特徴とする研磨布の洗浄方法。 In the polishing apparatus for polishing a work by pressing the work against the polishing cloth of the surface plate to which the polishing cloth is attached, and polishing the work by moving the surface plate relative to the work while supplying the slurry onto the polishing cloth. In the polishing cloth cleaning method of cleaning the polishing cloth by supplying high-pressure cleaning water from the nozzle of the nozzle device to the polishing cloth,
A method for cleaning a polishing cloth, wherein a straight nozzle is used as the nozzle, and straight high-pressure cleaning water is jetted from the straight nozzle at right angles to the polishing cloth to clean the polishing cloth.
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