JP2014104557A - 基板保持装置および研磨装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板を保持して研磨パッドに押圧するトップリング1を昇降させるとともに回転させるトップリングシャフト11と、トップリングシャフト11を回転させるトップリング回転モータ14と、トップリング回転モータの回転14をトップリングシャフト11に伝達する回転伝達機構と、トップリング回転モータ14を保持するとともに回転伝達機構を収容する箱状のトップリングヘッド10とを備え、トップリングヘッド10に、トップリング回転モータ14の減速機構を潤滑するための潤滑油の漏れを受け止めるオイルパン30を設け、オイルパン30内に潤滑油を検知する漏液センサー35を設けた。
【選択図】図2
Description
研磨テーブル100は、テーブル軸100aを介してその下方に配置される研磨テーブル回転モータ(図示せず)に連結されており、そのテーブル軸100a周りに回転可能になっている。研磨テーブル100の上面には研磨パッド101が貼付されている。研磨テーブル100の上方には研磨液供給ノズル102が設置されており、研磨液が研磨パッド101上に供給されるようになっている。
トップリング1は、トップリングシャフト11に接続されており、トップリングシャフト11は、昇降機構20によりトップリングヘッド10に対して昇降するようになっている。トップリングシャフト11を昇降(上下動)させることにより、トップリングヘッド10に対してトップリング1の全体を上下動させ位置決めするようになっている。
しかしながら、装置の連続運転によってモータの温度が上昇すると、ギア部14Gに用いられているグリースの粘度が低下するため、図6の矢印で示すように、グリースはトップリング回転モータ14のギア部14Gから直下のタイミングプーリ15の箇所に漏洩し、漏洩したグリースがタイミングベルト16を経由してトップリングシャフト11側に到達し、さらにトップリングヘッドカバー10Cの下面とトップリングシャフト11の外周面との隙間からトップリング1の上面に漏れる場合がある。このように、グリースがトップリング1の上面に漏れると、トップリング1を汚染するとともに、トップリング1の回転によって研磨パッド101を汚染し、結果的に基板のコンタミ(汚染)の原因となる。
本発明によれば、オイルパンは、トップリングヘッド内に設けてもよいし、トップリングヘッドの下面に固定してもよい。オイルパンをトップリングヘッド内に設ける場合には、タイミングベルトの下方であってトップリングシャフトの周囲を囲むような位置にオイルパンを設ければよく、オイルパンの形状は設置箇所のスペースに応じて適宜選択すればよい。オイルパンをトップリングヘッドの下面に固定する場合には、オイルパンはトップリングヘッドカバーの一部を構成する下面カバーとなる。
トップリング回転モータの減速機構から漏れた潤滑油は、回転伝達機構を介してトップリングシャフト側に到達するが、本発明によれば、オイルパンは、トップリングシャフトを回転可能に支持するベアリングおよび該ベアリングを収容する軸受ハウジングの下方に配置されているため、トップリングシャフト側に到達した潤滑油は軸受ハウジングの外面を流下してオイルパンにより受け止められる。
本発明によれば、オイルパンは、トップリングシャフトが貫通する部分が空洞になっていて、トップリングシャフトの全周を囲むような環状容器からなるため、トップリングシャフト側に到達した潤滑油を確実に受け止めることができる。
本発明によれば、オイルパン内に流入した潤滑油をテーパ面によって内壁側から外壁側に向かって導くことができる。
本発明によれば、オイルパン内に流入した潤滑油は、テーパ面を介して凹部に導かれ、凹部内の漏液センサーにより検知される。凹部の容積を小さく設定することにより、少量の潤滑油漏れでも漏液センサーにより確実に検知することができる。
本発明で用いる潤滑油はグリースであり、グリースには、例えば、リチウム系グリースを用いる。
本発明の第二の態様は、研磨パッドを有した研磨テーブルと、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の基板保持装置とを備えた研磨装置である。
図1は、本発明に係る研磨装置の全体構成を示す模式図である。図1に示すように、研磨装置は、研磨テーブル100と、研磨対象物である半導体ウエハ等の基板を保持して研磨テーブル上の研磨パッドに押圧する基板保持装置を構成するトップリング1とを備えている。
研磨テーブル100は、テーブル軸100aを介してその下方に配置される研磨テーブル回転モータ(図示せず)に連結されており、そのテーブル軸100a周りに回転可能になっている。研磨テーブル100の上面には研磨パッド101が貼付されており、研磨パッド101の表面101aが半導体ウエハなどの基板を研磨する研磨面を構成している。研磨テーブル100の上方には研磨液供給ノズル102が設置されており、この研磨液供給ノズル102によって研磨テーブル100上の研磨パッド101に研磨液が供給されるようになっている。
図1乃至図5に示す実施形態においては、トップリングヘッド10に設けられるオイルパンとして、トップリングヘッド10のトップリングヘッドカバー10Cの下面に固定されるとともにトップリングヘッドカバー10Cの一部を構成する下面カバー30,40を例示したが、オイルパンはトップリングヘッド10内に設置してもよい。この場合、トップリングヘッド10内において、タイミングベルト16の下方であってトップリングシャフト11の周囲を囲むような位置にオイルパンを設ければよく、オイルパンの形状は設置箇所のスペースに応じて適宜選択すればよい。ただし、オイルパンの容積は、上述したように注入されているグリース量(約230ml)よりも大きい380ml〜420mlであり、漏液センサー35を配置する凹部の容積は4ml〜6mlとすることが好ましい。
2 トップリング本体
3 リテーナリング
10 トップリングヘッド
10C トップリングヘッドカバー
11 トップリングシャフト
12 回転筒
13,15 タイミングプーリ
14 トップリング回転モータ
14G ギア部
16 タイミングベルト
17 トップリングヘッドシャフト
18 ロータリージョイント
20 昇降機構
22 ブリッジ
23 ねじ機構
25 トップリング昇降用モータ
26 軸受ハウジング
27 ベアリング
29 支持台
30,40 下面カバー
31,41 底板
31c,41c 凹部
31h,41h 貫通孔
32,42 外壁
33,43 内壁
35 漏液センサー
100 研磨テーブル
100a テーブル軸
101 研磨パッド
101a 表面(研磨面)
102 研磨液供給ノズル
LS 下面
TS テーパ面
US 上面
W 基板
Claims (9)
- 研磨対象物である基板を保持して研磨パッドに押圧する基板保持装置において、
基板を保持して研磨パッドに押圧するトップリングと、
前記トップリングを昇降させる昇降軸であるとともに前記トップリングを回転させる回転軸であるトップリングシャフトと、
前記トップリングシャフトを回転させるトップリング回転モータと、
前記トップリング回転モータの回転を前記トップリングシャフトに伝達する回転伝達機構と、
前記トップリング回転モータを保持するとともに前記回転伝達機構を収容する箱状のトップリングヘッドとを備え、
前記トップリングヘッドに、前記トップリング回転モータの減速機構を潤滑するための潤滑油の漏れを受け止めるオイルパンを設け、該オイルパン内に潤滑油を検知する漏液センサーを設けたことを特徴とする基板保持装置。 - 前記オイルパンは、前記トップリングヘッド内に設けるか又は前記トップリングヘッドの下面に固定することを特徴とする請求項1に記載の基板保持装置。
- 前記オイルパンは、トップリングシャフトを回転可能に支持するベアリングおよび該ベアリングを収容する軸受ハウジングの下方に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板保持装置。
- 前記オイルパンは、トップリングシャフトの周囲に設けられる容器であって中央部が空洞になった環状容器からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板保持装置。
- 前記オイルパンは、トップリングシャフトが貫通する貫通孔を有する底板と、該底板の外周から上方に延びる外壁と、前記貫通孔の縁部から上方に延びる内壁とを備えていることを特徴とする請求項4に記載の基板保持装置。
- 前記オイルパンの底板は、前記内壁側から前記外壁側に向かって下方に傾斜しているテーパ面を有することを特徴とする請求項5に記載の基板保持装置。
- 前記テーパ面の下端から段部を形成することにより凹部を形成し、該凹部に前記漏液センサーを配置したことを特徴とする請求項6に記載の基板保持装置。
- 前記潤滑油はグリースであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の基板保持装置。
- 研磨パッドを有した研磨テーブルと、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の基板保持装置とを備えた研磨装置。
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