JP2019048339A

JP2019048339A - ドライ研磨装置

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Publication number: JP2019048339A
Application number: JP2017172913A
Authority: JP
Inventors: 豪大波; Takeshi Onami; 二郎現王園; Jiro Genoen
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2037-09-08
Also published as: JP6927814B2

Abstract

【課題】ドライ研磨装置において、加工室の吸気口から研磨屑が加工室外へ噴出しないようにする。【解決手段】テーブル３０が保持したウェーハを研磨する研磨パッド６４が装着された研磨手段６と、テーブル３０と研磨パッド６４とを収容する加工室５と、を備え、加工室５は、テーブル３０を貫通させる開口５００を有する底板５０と、底板５０の外周から立設する側壁５１ａ〜５１ｄと、側壁５１ａ〜５１ｄの上端に接続され研磨パッド６４を貫通させる第２の開口５２０を備える天板５２と、ウェーハを研磨した際に生じる研磨屑を集塵する集塵機８に接続される排気口５６と、を備え、側壁５１ａには、加工室５内に空気を取り込む吸気口５７を備え、細かい穴を複数備え吸気口５７を覆うように配設されたプレート５７１、５７２と、プレート５７１、５７２に水を供給するシャワー部５７３、５７４とを備えたドライ研磨装置１である。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハなどの被加工物を研磨するドライ研磨装置に関する。

半導体ウェーハ等の研磨加工では、研削後のウェーハの被研削面に残存した研削歪を研磨することで抗折強度を向上させている。そして、従来から、研磨装置として研磨液を用いないでウェーハを研磨（ドライポリッシュ）する乾式の研磨装置が知られている（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。このようなドライ研磨装置では、砥粒を含んだ乾燥した研磨パッドをウェーハに押し付けて研磨加工を実施していく。

ドライ研磨加工においては研磨により生み出される研磨屑が乾燥しているため、研磨加工が実施されている加工室内には研磨屑が飛び回ることになる。そのため加工室内を集塵機（例えば、特許文献３参照）によって吸引して負圧にするとともに気流を生成させて、研磨屑を集塵機で集塵している。

特開２００２−２８３２１２号公報特開２０１２−１０１３２１号公報特開２００４−００１１１８号公報

ドライ研磨装置の加工室には集塵機が接続される排気口と、加工室内にエアを取り込むための吸気口とが備えられている。集塵機は、排気口から加工室内のエアを吸引して、フィルタで該エアに含まれる研磨屑を取り除いた後に排気を行っている。そのため、フィルタに研磨屑が付着して吸引力が低下してしまうことを防止する為、吸引を行っている集塵機は、吸引方向とは逆方向に定期的にエアを噴射してフィルタに付着した研磨屑を取り除きフィルタの目詰まりを防止する機能を備えている。しかし、このエアの逆噴射時に、噴射されたエアが排気口から加工室内に進入することで、加工室内を陽圧にすると共に吸気口から加工室外に加工室内の空気を逆流させ吸気口から噴出される空気と共に研磨屑を噴出させてしまうことがある。

吸気口からの研磨屑の噴出を防ぐ方法として、吸気口に扉を配設する方法がある。この扉は、集塵機が吸引しているときは、吸気口から加工室内に流れる気流によって吸気口を開いた状態にし、集塵機がエアの逆噴射を行う際には、加工室内の気流が無くなることで吸気口を閉じた状態にすることができる。しかし、このように吸気口に扉を配設している場合であっても、集塵機がフィルタ洗浄のためエアを逆噴射することで、加工室内から集塵機に向かう気流が無くなると共に加工室外に向かって加工室内の空気を噴出しようとする逆気流が瞬間的に生まれ、気流の方向が変わることで扉が閉じられる前に吸気口から研磨屑を含んだ空気が加工室外に噴出してしまうことがある。

よって、ドライ研磨装置においては、加工室に備えられる吸気口から加工室外へ研磨屑が噴出されることを防ぐという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、ウェーハを保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持したウェーハを研磨する砥粒を含んだ研磨パッドが回転可能に装着された研磨手段と、該保持テーブルと該研磨パッドとを収容する加工室と、を備えたドライ研磨装置であって、該加工室は、該保持テーブルを貫通させる開口を有する底板と、該底板の外周から立設する側壁と、該底板に対面し該側壁の上端に接続され該研磨手段の該研磨パッドを貫通させる第２の開口を備える天板と、該研磨パッドがウェーハを研磨した際に生じる研磨屑を集塵する集塵機に接続される排気口と、を備え、該側壁には、該加工室内に空気を取り込む吸気口を備え、細かい穴を複数備え該吸気口を覆うように配設されたパンチングプレートと、該パンチングプレートに水を供給するシャワー部とを備えたドライ研磨装置である。

本発明に係るドライ研磨装置は、少なくとも２枚の前記パンチングプレートが所定の隙間を設けて該吸気口を覆うように配設され、隣り合う該パンチングプレートの前記細かい穴は、重なり合わないように前記側壁の面方向にずらされているものとすると好ましい。

本発明に係るドライ研磨装置は、保持テーブルと研磨パッドとを収容する加工室を備え、加工室は、保持テーブルを貫通させる開口を有する底板と、底板の外周から立設する側壁と、底板に対面し側壁の上端に接続され研磨手段の研磨パッドを貫通させる第２の開口を備える天板と、研磨パッドがウェーハを研磨した際に生じる研磨屑を集塵する集塵機に接続される排気口と、を備え、側壁には、加工室内に空気を取り込む吸気口を備え、細かい穴を複数備え吸気口を覆うように配設されたパンチングプレートと、シャワー部とを備えているため、シャワー部からパンチングプレートに水を供給し、集塵機が吸引を行っているときは、吸気口は加工室内に空気を取り込むことができ、エアを吸引方向とは逆方向に集塵機がエアを噴射したときは、供給した水によって細かい穴に水膜が形成され細かい穴が水膜で即塞がれることによって、吸気口から加工室外へ研磨屑が噴出してしまうことを防ぐことができる。その後、パンチングプレート上に形成される水流によって、研磨屑をパンチングプレート上から取り除くことができる。

更に、本発明に係るドライ研磨装置は、少なくとも２枚のパンチングプレートが所定の隙間を設けて吸気口を覆うように配設され、隣り合うパンチングプレートの細かい穴が重なり合わないように側壁の面方向にずらされていることで、パンチングプレートが一枚吸気口を覆うように配設されている場合に比べて、吸気口から加工室外へ研磨屑が噴出してしまうことをより確実に防ぐことができる。即ち、一枚目のパンチングプレートを通り抜けてしまった研磨屑を、二枚目のパンチングプレート上の水膜で更に捕集することができる。

ドライ研磨装置の一例を示す斜視図である。集塵機が吸引を行っている場合における吸気口からの加工室内へエアの吸気を説明する説明図である。２枚のパンチングプレート間の隙間が小さすぎることで、２枚のパンチングプレート間に厚い水膜ができてしまい吸気口からの吸気ができなくなっている状態を説明する説明図である。集塵機から吸引方向とは逆方向にエアが噴射された直後に第１のパンチングプレート及び第２のパンチングプレートに水膜が形成された状態を説明する説明図である。研磨屑が第１のパンチングプレートの水膜及び第２のパンチングプレートの水膜に取り込まれた後、研磨屑を含んだ水が第１のパンチングプレートの両側面及び第２のパンチングプレートの両側面を流下している状態を説明する説明図である。

図１に示すドライ研磨装置１は、保持テーブル３０上に保持されたウェーハＷに対して砥粒を含んだ研磨パッド６４によって乾式の研磨を施す装置であり、ウェーハＷを保持する保持テーブル３０と、保持テーブル３０が保持したウェーハＷを研磨する砥粒を含んだ研磨パッド６４が回転可能に装着された研磨手段６と、保持テーブル３０と研磨パッド６４とを収容する加工室５と、を備えている。

保持テーブル３０等が配設されるドライ研磨装置１のベース１０上の前方（−Ｙ方向側）は、保持テーブル３０に対してウェーハＷの着脱が行われる領域となっており、ベース１０上の後方（＋Ｙ方向側）は、回転する研磨パッド６４によって保持テーブル３０上に保持されたウェーハＷの研磨が行われる領域となっている。

保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり図示しない吸引源に連通する上面３００でウェーハＷを吸引保持する。保持テーブル３０は、Ｚ軸方向の軸心周りに回転可能であると共に、図１に示す蛇腹カバー３１の下方に配設された図示しないＹ軸方向移動手段によって、着脱領域と研磨領域との間をＹ軸方向に往復移動可能となっている。

ベース１０上の後方側には、コラム１７が立設されており、コラム１７の−Ｙ方向側の側面には、研磨手段６をＺ軸方向に研磨送りする研磨送り手段７が配設されている。研磨送り手段７は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ７０と、ボールネジ７０と平行に配設された一対のガイドレール７１と、ボールネジ７０に連結しボールネジ７０を回動させるモータ７２と、内部のナットがボールネジ７０に螺合し側部がガイドレール７１に摺接する昇降板７３と、昇降板７３に連結され研磨手段６を保持するホルダ７４とから構成され、モータ７２がボールネジ７０を回動させると、これに伴い昇降板７３がガイドレール７１にガイドされてＺ軸方向に往復移動し、ホルダ７４に支持された研磨手段６もＺ軸方向に往復移動する。

研磨手段６は、例えば、軸方向がＺ軸方向であるスピンドル６０と、スピンドル６０を回転可能に支持するハウジング６１と、スピンドル６０を回転駆動するモータ６２と、スピンドル６０の下端に接続された円形板状のマウント６３と、マウント６３の下面に着脱可能に取り付けられた円形板状の研磨パッド６４とから構成されている。研磨パッド６４は、例えば、フェルト等の不織布又はウレタンからなり、適宜の砥粒を含有している。マウント６３とほぼ同径の研磨パッド６４の直径は、例えば、ウェーハＷ及び保持テーブル３０の直径より大きく、研磨加工中は、ウェーハＷの被研磨面Ｗａ全体に、研磨パッド６４の研磨面（下面）が接触する。

ベース１０上のコラム１７の前方かつ研磨手段６の下方となる位置には、例えば、箱状の外形を備えた加工室５が配設されている。加工室５は、保持テーブル３０を貫通させる開口５００を有する底板５０と、底板５０の外周から立設する側壁５１ａ、側壁５１ｂ、側壁５１ｃ、及び側壁５１ｄと、底板５０に対面し側壁５１ａ〜側壁５１ｄの上端に接続され研磨手段６の研磨パッド６４を貫通させる第２の開口５２０を備える天板５２とを備えている。

例えば、側壁５１ａはその下部側が略長方形状に切り欠かれて図示しない搬入出口が形成されており、＋Ｙ方向に向かって移動する保持テーブル３０がこの搬入出口を通過することで、保持テーブル３０は加工室５内に収容された状態になる。側壁５１ａには、この搬入出口を開閉するシャッター５１０と、シャッター５１０の上下方向の移動をガイドするガイドレール５１１とが配設されており、シャッター５１０は、エアシリンダ等のシャッター可動手段５１２によって上下動可能になっている。
底板５０の略中央部に形成された開口５００は、例えば、保持テーブル３０よりも僅かに大径の円形状となっている。

天板５２の略中央部に形成された第２の開口５２０は、例えば、研磨パッド６４及びマウント６３よりも僅かに大径の円形の形状を備えており、その周囲にはシーリング部材５２０ａが配設されている。研磨手段６が下降して研磨パッド６４が加工室５内に収容され、加工室５内で研磨パッド６４によるウェーハＷの乾式研磨が実施されている最中においては、マウント６３とシーリング部材５２０ａとによって第２の開口５２０は密に閉塞された状態になり、第２の開口５２０から加工室５外部へ研磨屑が飛散してしまうことはない。

例えば、加工室５の側壁５１ｄには、ドライ研磨加工を実施中に生じる研磨屑を集塵する集塵機８に接続される排気口５６が貫設されており、排気口５６には、可撓性を有するドレンホース又は金属配管からなる排気管５６０の一端が連通している。

加工室５内の研磨屑を集塵する集塵機８は、例えば、ドライ研磨装置１の側方に並べて設置される。図示の実施形態における集塵機８は、例えば、直方体形状の装置ハウジング８１と、加工室５内から吸引した研磨屑を含むエアを研磨屑と清浄なエアとに分離することができるサイクロン式の分離手段８３とを備えている。

外形が直方体状である装置ハウジング８１の下面には移動を容易にするための図示しないキャスターが装着されており、ユニットとして移動可能に構成されている。そして、装置ハウジング８１の上方に分離手段８３が配設されている。

分離手段８３は、ＳＵＳ等の金属材によって形成された外筒８３１と、外筒８３１内に配設された筒状の３本のフィルタ８３２とを備えている。外筒８３１内の上部には、閉塞板８３３が取付けられており、外筒８３１内は、閉塞板８３３によって２つの室に分けられている。即ち、外筒８３１内の下部側と各フィルタ８３２との間には、研磨屑を含むエアを清浄なエアと研磨屑とに分離する分離室８３０が形成され、外筒８３１内の上部側には、３本のフィルタ８３２内を通った清浄なエアが流れ込む流入室８３４が形成されている。

外筒８３１の側面には研磨屑が含まれたエアを分離室８３０に取り入れる取り入れ管８３５が貫設されている。この取り入れ管８３５には、先に説明した排気管５６０の他端が接続されている。集塵機８は、吸引することで取り入れ管８３５から分離室８３０内に流入させた研磨屑が含まれたエアを分離室８３０で旋回せしめ、旋回による遠心力の作用で研磨屑とエアとを分離させる。分離された研磨屑は後述する研磨屑収容容器８５に落下し、浄化されたエアは各フィルタ８３２の外側面から各フィルタ８３２の内部に流入する。

外筒８３１の下端には、装置ハウジング８１内部に収容され下方に向かって径が縮径された漏斗状の研磨屑受け取り部８３１ｂが取付けられており、この研磨屑受け取り部８３１ｂの下端側には、研磨屑を収容する研磨屑収容容器８５が配設されている。研磨屑収容容器８５内には、水が溜められており、研磨屑収容容器８５内に落ちてくる研磨屑は、該水によって取り込まれ研磨屑収容容器８５内で沈殿するため、再度分離室８３０に戻ってしまうことはない。例えば、研磨屑収容容器８５は、装置ハウジング８１外部の図示しない廃液処理装置に連通しており、研磨屑収容容器８５内の研磨屑を十分に含んだ廃液は、該廃液処理装置に適宜排出される。

中心穴８３２ａを備えた有底円筒状の３本のフィルタ８３２は、その下端面が封鎖されている。なお、フィルタ８３２は、フィルタ８３２の研磨屑の分離面積が増大するように蛇腹状に折り畳んで全体として円環状に形成することにより筒状としたものであってもよい。フィルタ８３２は、閉塞板８３３に設けられた図示しない取付け穴に挿通して配設され、その上端に設けられた取付けフランジ８３２ｂが閉塞板８３３にビス等の固定手段によって取付けられる。分離室８３０内のエアは、フィルタ８３２の外側面から中心穴８３２ａに至る間に、分離室８３０内における旋回でも分離できなかった微細な研磨屑がさらに濾過され、清浄なエアとなって中心穴８３２ａの上端から流入室８３４内に流れ込む。なお、フィルタ８３２の配設数は、本実施形態の本数に限られるものではない。

外筒８３１の側面上部には清浄なエアを流入室８３４内から排気する排気管８３６が貫設されており、排気管８３６にはドレンホース又は金属配管からなる排気流路８３６ａの一端が接続されており、排気流路８３６ａのもう一端は、後述する吸気配管８４０に接続されている。

装置ハウジング８１の内部には、吸気配管８４０と排気ダクト８４１とを備える吸引モータ８４が配設されており、吸引モータ８４が駆動することで、吸気配管８４０から吸引モータ８４に研磨屑が除去された後の清浄なエアが吸い込まれ、吸い込まれた該エアが排気ダクト８４１から装置ハウジング８１の外部に排出される。

集塵機８は、３本のフィルタ８３２によって捕集された微細な研磨屑を除去するためのフィルタ再生手段８８を具備している。フィルタ再生手段８８は、流入室８３４内に配設され３本のフィルタ８３２の中心穴８３２ａに向けて高圧エアをそれぞれ噴射する３本の噴射ノズル８８１と、３本の噴射ノズル８８１に供給する高圧エアを貯蔵するエアタンク８８２と、エアタンク８８２と噴射ノズル８８１とを接続するエアホース８８３と、エアホース８８３から噴射ノズル８８１に供給するエアをそれぞれ制御する３個の制御バルブ８８４と、３個の制御バルブ８８４を制御するバルブ制御部８８５とを備えている。なお、エアホース８８３は、流入室８３４内に配設された図示しない分岐管によって、噴射ノズル８８１のそれぞれに接続されている。

３個の制御バルブ８８４は、エアオペレーションバルブ又はソレノイドバルブである。３個の制御バルブ８８４がエアオペレーションバルブである場合には、制御バルブ８８４はコンプレッサー等を備えるバルブ制御部８８５にエア供給管を介して接続されており、バルブ制御部８８５から制御バルブ８８４に制御エアを作用せしめると、制御バルブ８８４が開かれた状態になる。３個の制御バルブ８８４がソレノイドバルブである場合には、制御バルブ８８４とバルブ制御部８８５とは配線によって電気的に接続されており、バルブ制御部８８５から制御バルブ８８４に通電がなされると、制御バルブ８８４が開かれた状態になる。
制御バルブ８８４が開かれると、エアタンク８８２内の高圧エアがエアホース８８３及び制御バルブ８８４を通り、噴射ノズル８８１からフィルタ８３２の中心穴８３２ａに向けて噴射される。この結果、フィルタ８３２の中心穴８３２ａ側から外周に向けて濾過時とは逆に高圧エアが流れるため、フィルタ８３２によって捕集された微細な研磨屑がフィルタ８３２の外側面から吹き飛ばされ、フィルタ８３２が洗浄される。吹き飛ばされた微細な研磨屑は、落下して研磨屑収容容器８５内に収容される。なお、このフィルタ再生手段８８は、集塵機８が所定時間稼働した時点で定期的に作動すればよい。

図１において二点鎖線の丸枠内に拡大して示すように、加工室５の側壁５１ａには、加工室５内に空気を取り込む吸気口５７が貫通形成されている。例えば、吸気口５７の外形は矩形状となっており、吸気口５７には、短筒状のダクト５７０が連通している、該ダクト５７０には、第１のパンチングプレート５７１と第２のパンチングプレート５７２とが吸気口５７を覆うようにＹ軸方向に並べて配設されている。なお、パンチングプレートは、吸気口５７を覆うように１枚だけ配設されていてもよく、吸気口５７を覆うように３枚以上並べて配設されていてもよい。

例えば、第１のパンチングプレート５７１（第２のパンチングプレート５７２）は、ＳＵＳ等からなる矩形状の平板であり、複数の細かい穴５７１ａ（細かい穴５７２ａ）が縦横に整列して貫通形成されている。例えば、第１のパンチングプレート５７１と第２のパンチングプレート５７２とは、短筒状のダクト５７０内に図示しないボルト等によって２枚並べて取り付けられており、第１のパンチングプレート５７１と第２のパンチングプレート５７２とのＹ軸方向における間には所定の隙間Ｖが形成されている。

第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａと第２のパンチングプレート５７２の細かい穴５７２ａとは、互いに重なり合わないように側壁５１ａの面方向（本実施形態においては、Ｚ軸方向）にずらされた状態になっている。なお、第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａと第２のパンチングプレート５７２の細かい穴５７２ａとは、重なり合わないようにＸ軸方向にずらされた状態になっていてもよい。

第１のパンチングプレート５７１及び第２のパンチングプレート５７２の上方には、第１のシャワー部５７３及び第２のシャワー部５７４がそれぞれ配設されている。第１のシャワー部５７３及び第２のシャワー部５７４は、Ｘ軸方向に延在するノズルであり、その下面（−Ｚ方向側の面）には、水を下方に噴射する図示しない噴射口が複数整列して設けられている。なお、噴射口は、第１のシャワー部５７３（第２のシャワー部５７４）の下面に一本連続的に延びる細幅のスリット状となっていてもよい。第１のシャワー部５７３及び第２のシャワー部５７４は、配管を介して水供給源５７５と連通している。例えば、第１のパンチングプレート５７１及び第２のパンチングプレート５７２の下方には、第１のパンチングプレート５７１及び第２のパンチングプレート５７２に供給された水を受け止めて処理する図示しない廃水処理手段が配設されていてもよい。

以下に、保持テーブル３０に保持されたウェーハＷをドライ研磨する場合のドライ研磨装置１の動作について説明する。図１に示すウェーハＷは、例えば、外形が円形板状の半導体ウェーハであり、ウェーハＷの上面が、研磨加工される被研磨面Ｗａとなる。ウェーハＷの下面は、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。

まず、着脱領域内において、ウェーハＷは被研磨面Ｗａが上側になるように保持テーブル３０の上面３００に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が該上面３００に伝達されることで、保持テーブル３０がウェーハＷを吸引保持する。

次いで、図示しないＹ軸方向移動手段が、ウェーハＷを保持した保持テーブル３０を＋Ｙ方向へ移動させる。また、加工室５のシャッター５１０が開き、保持テーブル３０が図示しない搬入出口を通り加工室５内に搬入された後、シャッター５１０が閉じられる。加工室５内に収容された保持テーブル３０は、開口５００を貫通して底板５０から上方に向かって突き出た状態になる。

研磨手段６のモータ６２がスピンドル６０を回転駆動し、これに伴って研磨パッド６４も回転する。また、研磨手段６が研磨送り手段７により−Ｚ方向へと送られ、回転する研磨パッド６４がウェーハＷの被研磨面Ｗａ全面に当接する。そして、保持テーブル３０がＺ軸方向の軸心周りに回転するのに伴ってウェーハＷも回転し、ウェーハＷの被研磨面Ｗａ全面が研磨パッド６４によってドライ研磨される。

ドライ研磨加工が開始されることで研磨屑が生成されて加工室５内に飛散するため、ドライ研磨加工中は、集塵機８が加工室５内から研磨屑を含んだエアの吸引を行う。具体的には、吸引モータ８４が吸引を行うことで、加工室５内に排気口５６へ向かうエアの流れ（吸引力）が発生し、加工室５内が負圧の状態になる。加工室５内に発生した研磨屑は、該吸引力によって、エアと共に排気口５６及び排気管５６０を通り、集塵機８の分離室８３０に流れ込む。研磨屑が含まれたエアは分離室８３０で旋回し、遠心力の作用で研磨屑とエアとが分離する。分離された研磨屑は、分離室８３０内を落下して研磨屑受け取り部８３１ｂを通り、研磨屑収容容器８５に収容される。研磨屑が分離されたエアは、各フィルタ８３２の外側面から各フィルタ８３２の内部に流入することで、更に微細な研磨屑が濾過され清浄なエアとなってフィルタ８３２の中心穴８３２ａの上端から流入室８３４内に流れていく。流入室８３４内に流れ込んだ清浄なエアは、排気管８３６、排気流路８３６ａ、吸気配管８４０、吸引モータ８４、及び排気ダクト８４１を通り集塵機８の外部に排気される。

集塵機８によって加工室５内から研磨屑を含んだエアが吸引されるのに伴って、図２に示すように、水供給源５７５から第１のシャワー部５７３及び第２のシャワー部５７４に水が所定量供給され始め、第１のシャワー部５７３及び第２のシャワー部５７４の図示しない噴射口から水が下方に向かってそれぞれ噴射される。各噴射口から噴射された水は、第１のパンチングプレート５７１及び第２のパンチングプレート５７２の各両側面をそれぞれ流れていく。加工室５内に図１に示す排気口５６へ向かうエアの流れが発生しているため、外部のエアが吸気口５７から加工室５内に吸気されていく。ここで、吸気方向のエアの流れによって、第１のパンチングプレート５７１及び第２のパンチングプレート５７２の各両側面をそれぞれ流れている水は水膜状にならず、加工室５外部のエアは、第２のパンチングプレート５７２の細かい穴５７２ａ及び第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａを通り吸気口５７から加工室５内に取り込まれていく。

なお、例えば、図３に示すように、第１のパンチングプレート５７１と第２のパンチングプレート５７２との間が近すぎることで、両者の間の隙間Ｖ１が小さすぎる場合には、水供給源５７５からの水の供給によって、第１のパンチングプレート５７１の側面を流れる水と第２のパンチングプレート５７２の側面を流れる水とが合流してしまい、第１のパンチングプレート５７１と第２のパンチングプレート５７２との間に厚い水膜が形成されてしまう。その結果、加工室５外部のエアは、第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａを通り抜けることができなくなり、吸気口５７からエアを加工室５内に取り込むことができなくなり、集塵機８による加工室５内から研磨屑を含んだエアの吸引も停止してしまう。したがって、第１のパンチングプレート５７１と第２のパンチングプレート５７２との間の隙間は、図２に示すように、第１のパンチングプレート５７１の側面を流れる水と第２のパンチングプレート５７２の側面を流れる水とが合流してしまうことがない程度の大きさを備えた隙間Ｖとするよい。

図１に示す集塵機８によって加工室５内から研磨屑を含んだエアが吸引され続け所定時間が経過すると、集塵機８の３本のフィルタ８３２の外側面には研磨屑が溜まる。そこで、吸引モータ８４による吸引が行われている状態で、バルブ制御部８８５の制御の下で３個の制御バルブ８８４が例えば１分間ずつ間隔を空けて順次開かれていき、エアタンク８８２内の高圧エアがエアホース８８３及び制御バルブ８８４を通り各噴射ノズル８８１からフィルタ８３２の中心穴８３２ａに向けて噴射される。その結果、フィルタ８３２の外側面に付着している研磨屑が外側に吹き飛ばされ、３本のフィルタ８３２が１本ずつ順次エア洗浄されていく。エアが各フィルタ８３２に順次噴射された後、バルブ制御部８８５の制御の下で３個の制御バルブ８８４は順次閉じられていく。なお、各フィルタ８３２に対する高圧エアの噴射時間は非常に短い時間でよい。

上記のように、制御バルブ８８４が開き噴射ノズル８８１からフィルタ８３２の中心穴８３２ａに向けて高圧エアが噴射される、即ち、吸引モータ８２の吸引方向とは逆方向に高圧エアが噴射されると、その直後（以下、逆噴射直後とする）に、フィルタ８３２の外側面を通過した高圧エアが、分離室８３０、取り入れ管８３５、排気管５６０、及び排気口５６を吸引方向とは逆方向に流れていき、加工室５内に流れ込む。その結果、加工室５内の排気口５６へ向かうエアの流れが瞬間的に無くなるため、図４に示すように、第１のパンチングプレート５７１及び第２のパンチングプレート５７２の各両側面をそれぞれ流れている水が水膜状に広がり、第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａ及び第２のパンチングプレート５７２の細かい穴５７２ａが水膜によって塞がれた状態になる。

第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａ及び第２のパンチングプレート５７２の細かい穴５７２ａが水膜によって塞がれた状態となった直後に、加工室５内に流れ込んだ高圧エアによって、加工室５内が僅かな間陽圧になり吸気口５７へ向かうエアの流れが瞬間的に発生する。ここで、第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａ及び第２のパンチングプレート５７２の細かい穴５７２ａが水膜によって塞がれた状態となっているため、吸気口５７に向かってエアと共に流れた研磨屑は、まず、第１のパンチングプレート５７１上の該水膜内に取り込まれる。したがって、研磨屑が第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａを通り抜けて加工室５外に噴出して飛散しまうことを防ぐことができる。

第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａを通り抜けてしまう研磨屑も僅かに存在する。しかし、本実施形態のように、第２のパンチングプレート５７２が第１のパンチングプレート５７１に対して所定の隙間Ｖを設けて隣り合うように配設されており、また、第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａと第２のパンチングプレート５７２を細かい穴５７２ａとは重なり合わないように側壁５１ａの面方向（本実施形態においては、Ｚ軸方向）にずらされているため、第１のパンチングプレート５７１の細かい穴５７１ａを通り抜けてしまった研磨屑は、第２のパンチングプレート５７２上の該水膜に取り込まれる。したがって、研磨屑が加工室５外に噴出して飛散しまうことをより確実に防ぐことが可能となる。

第１のパンチングプレート５７１上の水膜に取り込まれた研磨屑及び第２のパンチングプレート５７２上の水膜に取り込まれた研磨屑は、図５に示すように、第１のパンチングプレート５７１の側面及び第２のパンチングプレート５７２の側面を水と共に下方に向かって流れていき、図示しない廃水処理手段に収容され処理される。

上述したように、図１に示す各フィルタ８３２に対する高圧エアの噴射時間は非常に短い時間であるため、加工室５内が陽圧になり吸気口５７へ向かうエアの流れが発生するのも非常に短い時間である。したがって、吸引モータ８４による吸引が行われていることで、加工室５内は再び負圧の状態になり、図２に示す排気口５６へ向かうエアの流れ（吸引力）が発生している状態に戻る。

研磨屑の吸引が集塵機８によってなされつつ、ウェーハＷの被研磨面Ｗａが所定量研磨された後、図１に示す研磨手段６が研磨送り手段７により＋Ｚ方向へと引き上げられて、研磨パッド６４がウェーハＷから離間する。次いで、図示しないＹ軸方向移動手段が、研磨済みのウェーハＷを保持した保持テーブル３０を−Ｙ方向へ移動させる。また、加工室５のシャッター５１０が開き、保持テーブル３０が図示しない搬入出口を通り加工室５外に搬出される。

なお、本発明に係るドライ研磨装置は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されているドライ研磨装置１の各構成についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。例えば、本発明に係るドライ研磨装置は、粗研削手段及び仕上げ研削手段等を備える研削研磨装置の一部として、研削研磨装置に組み込まれていてもよい。

１：ドライ研磨装置１０：ベース１７：コラム
３０：保持テーブル３００：保持テーブルの上面３１：蛇腹カバー
５：加工室５０：底板５００：開口５１ａ：側壁５１０：シャッター５１１：ガイドレール５１２：シャッター可動手段
５１ｂ：側壁５１ｃ：側壁
５１ｄ：側壁５６：排気口
５２：天板５２０：第２の開口５２０ａ：シーリング部材
５７：吸気口５７０：配管
５７１：第１のパンチングプレート５７１ａ：細かい穴
５７２：第２のパンチングプレート５７２ａ：細かい穴
５７３：第１のシャワー部５７４：第２のシャワー部５７５：水供給源
６：研磨手段６０：スピンドル６１：ハウジング６２：モータ６３：マウント
６４：研磨パッド
７：研磨送り手段７０：ボールネジ７１：一対のガイドレール７２：モータ７３：昇降板７４：ホルダ
８：集塵機８１：装置ハウジング
８３：分離手段８３１：外筒８３１ｂ：研磨屑受け取り部８３２：フィルタ８３３：閉塞版８３４：流入室８３５：取り入れ管８３６：排気管８３６ａ：排気流路８５：研磨屑収容容器
８４：吸引モータ８４０：吸気配管８４１：排気ダクト
８８：フィルタ再生手段８８１：噴射ノズル８８２：エアタンク８８３：エアホース
８８４：制御バルブ８８５：バルブ制御部
Ｗ：ウェーハ

Claims

ウェーハを保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持したウェーハを研磨する砥粒を含んだ研磨パッドが回転可能に装着された研磨手段と、該保持テーブルと該研磨パッドとを収容する加工室と、を備えたドライ研磨装置であって、
該加工室は、該保持テーブルを貫通させる開口を有する底板と、該底板の外周から立設する側壁と、該底板に対面し該側壁の上端に接続され該研磨手段の該研磨パッドを貫通させる第２の開口を備える天板と、該研磨パッドがウェーハを研磨した際に生じる研磨屑を集塵する集塵機に接続される排気口と、を備え、
該側壁には、該加工室内に空気を取り込む吸気口を備え、
細かい穴を複数備え該吸気口を覆うように配設されたパンチングプレートと、該パンチングプレートに水を供給するシャワー部とを備えたドライ研磨装置。
少なくとも２枚の前記パンチングプレートが所定の隙間を設けて該吸気口を覆うように配設され、
隣り合う該パンチングプレートの前記細かい穴は、重なり合わないように前記側壁の面方向にずらされている請求項１記載のドライ研磨装置。