JP2014034064A - ドレッサーディスク洗浄用ブラシ、洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＭＰ装置のドレッサーディスクを洗浄した際に、ドレッサーディスクから分離した塵埃を洗浄系の外部に効果的に排出して再付着することのないように洗浄用ブラシ及び洗浄装置を構成する。
【解決手段】上面に多数本のブラシ３１ａが突設した洗浄用ブラシ３を、その内部に洗浄流体を噴出するノズル２４が挿入される上下に貫通した通孔３１ｂ，３２ａを設け、通孔３１ｂ，３２ａの下端が面する下面に凹溝３２ｂを設けて形成し、ドレッサーディスクを洗浄した際に生じるブラシ３１ａに付着した塵埃が、洗浄流体とともにノズル２４の周囲と通孔３１ｂ，３２ａ内面間の隙間を通って凹溝３２ｂから外部に排出されるように構成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ＣＭＰ装置の研磨パッド表面を研磨するドレッサーディスクを洗浄するための洗浄用ブラシとその装置、及びこの洗浄装置を使用したドレッサーディスクの洗浄方法に関する。

ＣＭＰ装置は、例えば図１３に示されるように、駆動モータの回転軸１０１の上端に取り付けられた円盤状の研磨プレート１０２の上面に、表面に微細な多孔質ホールを有する研磨パッド１０３を装着して研磨テーブル１００を構成し、この研磨テーブル１００の上方で回転可能に支持されたウエハキャリア１０４の下面に研磨対象であるウエハ１０５を保持させ、回転する研磨パッド１０３の上面に研磨剤であるスラリーを供給装置Ｓから供給し流動させつつ、ウエハキャリア１０４によりウエハ１０５を回転させなら研磨パッド１０３の表面に押し付けることにより、ウエハ１０５の表面を平坦に研磨するように構成されている。

そして、付帯設備として、研磨テーブル１００の側方に、ウエハ１０５の研磨を繰り返すことで目詰まりや目潰れした研磨パッド１０３の表面を切削研磨して再生するドレッサーディスク１０６を、移動アーム１０７の先端に回転駆動機構１０８とともに取り付けて配置するとともに、研磨パッド１０３の表面を切削研磨することでドレッサーディスク１０６のパッド接触面に付着した汚れや研磨屑、研磨パッド屑、スラリー粒子などの塵埃を除去するための洗浄装置１０９を設置して構成されている。

ドレッサーディスク１０６を洗浄する装置１０９としては、例えば図１４に示されるように、純水などの洗浄液の流入口１１０ａと排水口１１０ｂを備えたプール槽１１０の底部に、適宜な回転駆動手段により回転駆動するブラシ１１１を設置し、プール槽１１０内に滞留させた洗浄液にドレッサーディス１０６を浸漬させ、そのパッド接触面を回転するブラシ１１１に押し当てることにより、パッド接触面に付着した塵埃がプール槽１１０内で除去されるようにした構成のものが知られている（例えば特許文献１，２参照）。なお、符番１１２は気泡発生手段である。

また、被研磨面や被洗浄面にブラシを押し当てて研磨し或いは洗浄するブラシ構造体として、ブラシを突設させた面内に流体供給口を設け、この流体供給口から研磨液や洗浄液を噴出させながら研磨したり洗浄したりする構成のものが知られている（例えば特許文献２，３，４，５参照）。

特開平１１−１２９１５３号公報 特開２００１−２６００２４号公報 特開２００３−１８８１２５号公報 特開２００３−１１７８１９号公報 特開平１０−２９４２６１号公報

前記従来の洗浄装置１０９は、プール槽１１０内に洗浄液を循環供給したり洗浄液中に気泡を発生させたりしても、ドレッサーディスク１０６のパッド接触面から分離したある程度の塵埃がプール槽１１０内に滞留することは避けられず、重い塵埃はプール槽１１０内に沈んでその底部やブラシ１１１内に堆積し、軽いものは洗浄液中や液面に浮遊してプール槽１１０の外部には完全には排出されないため、ドレッサーディスク１０６をプール槽１１０から引き上げるときに、これら滞留した塵埃がドレッサーディスク１０６に再付着し易いという問題があった。

ドレッサーディスク１０６の洗浄手段として、プール槽１１０に代えて前記流体供給口を備えた公知のブラシ構造体を用いた場合、ブラシの押し当てによりドレッサーディスク１０６から分離した塵埃がブラシとブラシの間やブラシと流体供給口の間に付着して堆積し易く、堆積した塵埃がブラシの摺動動作に伴ってドレッサーディスク１０６に再付着したり、洗浄液の供給の妨げとなったりするという問題がある。

何れの洗浄手段も、洗浄中にドレッサーディスク１０６から分離した塵埃を、ドレッサーディスク１０６と洗浄手段が対面する洗浄系の外部に排出する有効な手段を備えていないため洗浄効率を改善することができず、ドレッサーディスク１０６を洗浄するメンテンス周期を短く設定した運用が必要になるなど、満足な洗浄効果が得られていないのが実状である。

本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、ＣＭＰ装置のドレッサーディスクを洗浄した際に、ドレッサーディスクから分離した塵埃を洗浄系の外部に効果的に排出して再付着することのないように洗浄用ブラシ及び洗浄装置を構成し、これらを用いてドレッサーディスクの洗浄効率の向上を図ることを課題とする。

前記課題を解決するため本発明は、洗浄流体を噴出するノズルが上面に突設された洗浄装置本体の腕部に留め付けてドレッサーディスクの洗浄装置を構成する洗浄用ブラシにおいて、
上面に多数本のブラシが突設されていて前記ノズルが挿入される上下に貫通した通孔を内部に有するとともに、当該通孔の下端が面する下面に凹溝を設けて形成されてなり、
前記ノズルから洗浄流体を噴出させてドレッサーディスクを洗浄した際に生じるブラシに付着した塵埃が、洗浄流体とともに前記ノズルの周囲と通孔内面間の隙間を通って前記凹溝から外部に排出されるようにした構成を有することを特徴とする。

前記構成の洗浄用ブラシは、ＣＭＰ装置の研磨テーブルの側方に設置される、洗浄流体を噴出するノズルが上面に突設された洗浄装置本体の腕部に留め付けてドレッサーディスクを洗浄する装置を構成する。
この洗浄装置を用いたドレッサーディスクの洗浄は、先ず、洗浄用ブラシにドレッサーディスクのパッド接触面を接触させた状態で、ノズルから洗浄流体を噴出させつつドレッサーディスクを回転保持して、前記パッド接触面をスクラブ洗浄し、次いで、洗浄用ブラシの上方にドレッサーディスクを配置した状態で、ノズルから洗浄流体を噴出させつつドレッサーディスクを回転保持して、前記パッド接触面をリンス洗浄することにより行われる。

これによれば、前記スクラブ洗浄工程で、ブラシの相対摺動によってドレッサーディスクのパッド接触面から分離した塵埃は、洗浄流体とともに洗浄用ブラシの上面に流れ落ち、洗浄用ブラシの内部に設けられた、ノズルが挿入した通孔の内面とノズルの周囲との間に形成された隙間を通って通孔内を流れ落ち、通孔の下端に連通した洗浄用ブラシ下面の凹溝から、洗浄用ブラシの外部に排出される。
このように、ノズルが挿入した洗浄用ブラシの通孔内面とノズルの周囲との間に、ドレッサーディスクから分離した塵埃が洗浄用流体とともに流下する隙間が確保されるように設けることで、スクラブ洗浄工程で発生する塵埃を洗浄流体とともに洗浄用ブラシの外部に排出することができるので、ブラシとブラシの間やノズルの上方に位置する通孔の上端に塵埃が付着したり堆積したりすることはなく、ドレッサーディスクへの塵埃の再付着を効果的に防止して、ノズルからフレッシュな洗浄流体を常時噴出することができる。
また、スクラブ洗浄後に、ドレッサーディスクに洗浄流体を噴出させてリンス洗浄することで、スクラブ洗浄の際に除去できなかった塵埃を確実に流し落とすることができる。

前記構成の洗浄用ブラシは、上面に多数本のブラシが突設されていて前記ノズルが挿入される上下に貫通した通孔を内部に有するブラシ本体部と、前記ノズルが挿入される上下に貫通した通孔を内部に有するとともに当該通孔の下端が面する下面に凹溝が形成されてなる台座部の二部材により構成することができる。かかる洗浄用ブラシは、台座部上にブラシ本体部を重ねた状態で、前記ノズルが上面に突設された腕部に一体に留め付けて洗浄装置を構成する。
このように洗浄用ブラシをブラシ本体部と台座部の二部材により構成することで、メンテンス作業の際に、両部材を分解して塵埃が排出される通路を簡単に清掃することができ、また、ブラシが摩耗したときはブラシ本体部のみを交換することで、消耗品である洗浄用ブラシのコスト低減を図ることが可能となる。

また、前記構成の洗浄用ブラシにおいて、ノズルが挿入される通孔は洗浄用ブラシの中央寄りに設けるとともに、洗浄用ブラシの上面において前記通孔の上端の周囲を、平面視千鳥格子状に配置して突設させたブラシ群で囲った構成とすることが好ましい。
このように、ノズルが挿入される通孔を囲うようにブラシを複数列配置し、且つ隣合うブラシが互い違いに位置をずらした千鳥格子状に配置することで、ドレッシング洗浄工程でドレッサーディスクのパッド接触面を洗浄用ブラシに接触させて洗浄用流体を噴出させたときに、ブラシ群で囲まれた部分の圧力が周辺部分よりも増し、これにより、ドレッサーディスクのパッド接触面から分離した塵埃とパッド接触面から跳ね返った洗浄流体の前記ノズルが挿入した通孔内面の隙間への流入を促進させて、洗浄用ブラシの外部に排出する効果を高めることができる。

前記構成の洗浄用ブラシにおいて、通孔にノズルを挿入したときに、ノズルの周囲と通孔内面間に塵埃が通過可能な隙間が確保されるように、通孔の内径はノズルの外径よりも大きく設定され、ノズルの周囲に１ｍｍ〜５ｍｍ程度の隙間が確保されるように設けることが好ましい。
また、ノズルが挿入される通孔とは別に、塵埃が洗浄流体とともに通過可能な大きさの流通路であって、一端がブラシが突設された上面で開口し、他端が凹溝に連通した塵埃排出路を設けて洗浄用ブラシを構成してもよい。

本発明の一実施形態の洗浄装置の外観図である。 図１の洗浄用ブラシの半面を破断して示した側面図である。 図１の洗浄用ブラシの上面図と下面図である。 図１の洗浄装置の洗浄用ブラシが取り付けられた腕部の拡大断面図である。 洗浄装置の腕部と洗浄用ブラシの構成部材を展開して示した図である。 図１の洗浄装置の洗浄用ブラシを取り付けた部分の要部断面図である。 図１の洗浄装置でドレッサーディスクをスクラブ洗浄している状態の外観図である。 図７の要部側面図である。 図１の洗浄装置でドレッサーディスクをリンス洗浄している状態の断面斜視図である。 洗浄用ブラシの他の実施形態の外観図である。 洗浄用ブラシのさらに他の実施形態の外観図である。 洗浄用ブラシのまたさらに他の実施形態における洗浄装置の腕部に取り付けた状態の断面図である。 ＣＭＰ装置の一例の構成を説明するための、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 従来のドレッサーディスクの洗浄装置の一例の構成を示した図である。

本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態のドレッサーディスク洗浄装置を示しており、この洗浄装置１は、洗浄装置本体２と洗浄用ブラシ３からなり、洗浄流体を噴出するノズル２４が上面に突設された洗浄装置本体２の腕部２１に洗浄用ブラシ３を一体に留め付けて構成してある。洗浄装置１は、図示されないＣＭＰ装置の研磨テーブルの側方に設置される。

洗浄装置本体２は、水平な腕部２１の一側の端部に上方に突部２２を突出し、その内部に、後述する図９に示されるように、洗浄流体の供給路２３を設けて形成されており、上半部を腕部２１の上方へ突設させ、下端部を前記供給路２３に連通させて、腕部２１の上面に突設させて取り付けられた三つのノズル２４と、同じく前記供給路２３に連通させて突部２２の上端に取り付けられたノズル２５とから、洗浄流体を噴出させることができるように構成してある。洗浄流体の供給は図示されない洗浄流体供給機構を駆動して行われる。

洗浄用ブラシ３は、合成樹脂材などの弾性を有する材料により成形されており、図２及び図３に示されるように、横長な平面視略々楕円形状を呈する上面に、ナイロン製の細い毛の集合体を束ねてなる多数本のブラシ３１ａを一体に植設して形成してある。
詳しくは、洗浄用ブラシ３は、前記多数本のブラシ３１ａが上面に突設されていて前記各ノズル２４が挿入される上下に貫通した三つの通孔３１ｂを内部に有するブラシ本体部３１と、同様に前記各ノズル２４が挿入される上下に貫通した三つの通孔３２ａを内部に有し、上面にブラシ本体部３１を載せて支持する台座部３２ｂとの、二つの部材により構成してある。
台座部３２の下面であって前記各通孔３２ａの下端が面する部分には、通孔３２ａよりも幅広で台座部３２の短手両側面に亘る凹溝３２ｂを各々形成してある。
また、ブラシ本体部３１と台座部３１の長手両側端部には、留めネジなどの固着具４が係合する断面Ｕ字形の切り欠き部３１ｃ，３２ｃをそれぞれ設けてある。

ブラシ本体部３１の通孔３１ｂと台座部３２の通孔３２ａは、図３に示されるように、前記洗浄装置本体２の腕部２１のノズル２４の突設位置に対応させて、ブラシ本体部３１と台座部３２の中央寄りに等間隔を開けてそれぞれ同じ内径に形成されており、ブラシ本体部３１の上面に突設した多数のブラシ３１ａは、その各通孔３１ｂの上端の周囲を囲って複数列配置し、且つ隣合うブラシが互い違いに位置をずらした千鳥格子状に配置してある。

また、図４に示されるように、ブラシ本体部３１の通孔３１ｂと台座部３２の通孔３２ａは、その内径φａをノズル２４の外径φｂよりも大きく設けて形成され、ブラシ本体部３１と台座部３２を重ねて前記腕部２１の上面に重ねて取り付け、前記両通孔３１ｂ，３２ａにノズル２４を挿入した状態で、ノズル２４の周囲と両通孔３１ｂ，３２ａの内面間に１ｍｍ〜５ｍｍ程度の隙間が確保され、且つこの隙間と台座部３２の下面に形成された凹溝３２ｂとが連通するように設けてある。

洗浄用ブラシ３は、図５及び図６に示されるように、洗浄装置本体２の腕部２１の上面に、台座部３２とブラシ本体部３１をそれぞれの通孔３１ｂ，３２ａにノズル２４を挿入させて順次上下に重ねて設置し、両部の両側端部に設けた切り欠き部３１ｃ，３２ｃに固着具４をそれぞれ係合し、固着具４の軸部を腕部２１に留め付けることにより固定され、この洗浄用ブラシ３の留め付け完了により洗浄装置１が構成される。

このように構成された本形態の洗浄装置１を用いてドレッサーディスクを洗浄するには、先ず、図７及び図８に示されるように、移動アーム５１の下部に支持されたドレッサーディスク５のパッド接触面を、洗浄用ブラシ３のブラシ３１ａに接触させた状態で、ノズル２４から洗浄流体を噴出させつつドレッサーディスク５を回転保持して、前記パッド接触面をスクラブ洗浄する。
このとき、ブラシ３１ａの相対摺動によってドレッサーディスク５のパッド接触面に付着した塵埃が掻き取られ、パッド接触面から分離した塵埃は、洗浄流体とともに洗浄用ブラシ３の上面に流れ落ち、ノズル２４が挿入された通孔３２ｂ，３２ａの内面とノズル２４の周囲との間に確保された隙間を通って通孔３２ｂ，３２ａ内を流れ落ち、通孔３２ａの下端に連通した凹溝３２ｂから、洗浄用ブラシ３の外部へと排出される。
これにより、パッド接触面から分離した塵埃がブラシ３１ａとブラシ３１ａの間やノズル２４の上方に位置する通孔３１ｂの上端に付着したり堆積したりすることはなく、ドレッサーディスク５への塵埃の再付着を効果的に防止して、ノズル２４からフレッシュな洗浄流体を常時噴出することが可能となる。

次いで、図９に示されるように、洗浄用ブラシ３の上方に適宜な間隔を開けてドレッサーディスク５を配置した状態で、洗浄用ブラシ３の上面内に配置されたノズル２４と、洗浄装置本体２の突部２３の上部に設けられたノズル２５から洗浄流体を噴出させつつドレッサーディスク５を回転保持して、前記パッド接触面をリンス洗浄することによりドレッサーディスク５の洗浄が完了する。
このように、スクラブ洗浄後に、ドレッサーディスク５に洗浄流体を噴出させてリンス洗浄することで、スクラブ洗浄の際に除去できなかった塵埃を確実に流し落とすることが可能となる。

前記洗浄用ブラシ３に設けるノズル２４を挿入する通孔３１ｂ，３２ａは洗浄装置本体２の腕部２１上に突設したノズル２４の数に応じて形成され、例えば図１０に示されるように、腕部２１に四つのノズル２４が突設しているときは、これに対応させて各ノズル２４が挿入される通孔３１ｂ，３２ａが四つ形成される。
また、図１１に示されるように、洗浄用ブラシ３は、その上面であって通孔３１ｂ，３１ｂの間の部分にブラシ３１ａを突設させて形成してもよい。
さらに、図１２に示されるように、ノズル２４が挿入される通孔３１ｂ，３２ａとは別に、塵埃が洗浄流体とともに通過可能な大きさの流通路であって、一端が洗浄用ブラシ３の上面で開口し、他端が凹溝３２ｂに連通した塵埃排出路３３を設け、この塵埃排出路３３を通して塵埃が外部に排出されるように設けてもよい。

なお、図示した洗浄用ブラシ３、洗浄装置本体２及び洗浄装置１は、本発明の実施形態の一例を示すものであり、本発明はこれに限定されず、他の適宜な形態で構成することが可能である。洗浄用ブラシ３は、ブラシ本体部３１と台座部３２を一体に設けて形成されていてもよい。

１ 洗浄装置、２ 洗浄装置本体、２１ 腕部、２２ 突部、２３ 流体供給路、２４，２５ ノズル、３ 洗浄用ブラシ、３１ ブラシ本体部、３２ 台座部、３１ａ ブラシ、３１ｂ，３２ａ 通孔、３２ｂ 凹溝、３１ｃ，３２ｃ 切り欠き部、４ 固着具、５ ドレッサーディスク

Claims (6)

1. 洗浄流体を噴出するノズルが上面に突設された洗浄装置本体の腕部に留め付けてドレッサーディスク洗浄装置を構成する洗浄用ブラシにおいて、
   上面に多数本のブラシが突設されていて前記ノズルが挿入される上下に貫通した通孔を内部に有するとともに、当該通孔の下端が面する下面に凹溝を設けて形成されてなり、
   前記ノズルから洗浄流体を噴出させてドレッサーディスクを洗浄した際に生じるブラシに付着した塵埃が、洗浄流体とともに前記ノズルの周囲と通孔内面間の隙間を通って前記凹溝から外部に排出されるようにした構成を有することを特徴とするドレッサーディスク洗浄用ブラシ。
2. 上面に多数本のブラシが突設されていて前記ノズルが挿入される上下に貫通した通孔を内部に有するブラシ本体部と、
   前記ノズルが挿入される上下に貫通した通孔を内部に有するとともに当該通孔の下端が面する下面に凹溝が形成されてなる台座部とにより構成された請求項１に記載のドレッサーディスク洗浄用ブラシ。
3. ノズルが挿入される通孔を洗浄用ブラシの中央寄りに設けるとともに、洗浄用ブラシの上面において前記通孔の上端の周囲を、平面視千鳥格子状に配置して突設させたブラシ群で囲った構成を有する請求項１又は２に記載のドレッサーディスク洗浄用ブラシ。
4. ノズルが挿入される通孔とは別に、一端が洗浄用ブラシの上面で開口し、他端が凹溝に連通した塵埃排出路を設けた構成を有する請求項１〜３の何れかに記載のドレッサーディスク洗浄用ブラシ。
5. 洗浄流体を噴出するノズルが上面に突設された洗浄装置本体の腕部に請求項１〜４の何れかに記載の洗浄用ブラシを留め付けて構成されたドレッサーディスク洗浄装置。
6. 請求項５に記載の洗浄装置を用いてドレッサーディスクを洗浄する方法であって、
   洗浄用ブラシにドレッサーディスクのパッド接触面を接触させた状態で、ノズルから洗浄流体を噴出させつつドレッサーディスクを回転保持して、前記パッド接触面をスクラブ洗浄する工程と、
   洗浄用ブラシの上方にドレッサーディスクを配置した状態で、ノズルから洗浄流体を噴出させつつドレッサーディスクを回転保持して、前記パッド接触面をリンス洗浄する工程と、
   を有することを特徴とするドレッサーディスクの洗浄方法。

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