JP3043578B2 - 研磨装置 - Google Patents
研磨装置Info
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
クをポリシング等により研磨する装置に係り、特に発塵
対策と研磨精度の向上を図ることのできる研磨装置に関
する。
と共に、これに対向して回転するように設けた研磨ヘッ
ドに、半導体ウェハ等のワークを取付けて、このワーク
の表面を定盤の表面に押圧し、さらに研磨ヘッドを定盤
の半径方向へ移動させ、ワークの表面全体をより均一に
研磨するようになっている。
ドを上下動可能に取付け、旋回アームに取付けた昇降駆
動部によって研磨ヘッドを上下動させると共に定盤に対
する押圧力をコントロールし、研磨ヘッドの回転は旋回
アーム上又は旋回アームを取付けているフレーム上に設
けたモータからベルト等の減速機構を兼ねた回転伝達機
構を介して与えられるようになっており、定盤の回転や
旋回アームの旋回もモータからベルトや歯車などの減速
兼回転伝達機構を介して行うようになっていた。
に研磨ヘッドを上下動可能に取付ける構造は、相対的な
可動部が定盤の近くに位置し、金属の摩耗粉によって半
導体ウェハ等のワークを汚染する可能性が高く、また、
装置全体としても塵埃を大気中に放出し易い構成であ
り、周囲環境を汚染する可能性が高い欠点を有してい
た。
れる塵埃の量を減少させると共に研磨精度の向上を図る
ことを目的としている。
に、本発明は、水平に配置された研磨用定盤と;この定
盤を回転駆動する定盤回転駆動手段と;定盤の上方に定
盤と対向して回転可能に配設された研磨ヘッドと;研磨
ヘッドを回転可能に支持するアームと;前記研磨ヘッド
を回転駆動する研磨ヘッド回転駆動手段と;前記研磨ヘ
ッドを定盤に対し上下方向に昇降駆動する研磨ヘッド昇
降手段と;前記アームを水平面内で揺動するアーム揺動
手段と;からなり、前記アーム揺動手段は、定盤の側方
に立設され、定盤の回転軸線と平行な回転軸線まわりに
回転可能に取付けられた第1コラムと、この第1コラム
の外周に回転伝達可能に係合され前記アームを水平方向
に保持する第2コラムと、前記第1コラムを回転駆動す
る第1コラム回転駆動手段とからなり、前記定盤回転駆
動手段及び研磨ヘッド回転手段は外周囲を密閉された状
態で配設されている。
動手段は、外周囲を密閉された状態で配設されているの
で、これらの回転駆動により発生する塵埃が研磨装置の
周辺に飛び散り、ワーク及び雰囲気を汚染することが防
止される。
説明する。フレーム10には表面に研磨布11aを貼っ
た定盤11がベアリング12,13により回転可能に取
付けられている。フレーム10の開口端はシール部材1
4によりシールされている。定盤11の軸15には定盤
用モータM1を形成するロータ16が取付けられ、フレ
ーム10側にはロータ16と対をなすステータ17が取
付けられ、いわゆるビルトイン型のモータM1を形成し
ている。軸15の下端には回転数検出用のロータリエン
コーダ18が接続されている。
用モータM2が立設されている。このモータM2の出力
軸には円筒状の第1コラム20が直結されている。第1
コラム20はベアリング21,22によって回転のみ可
能にフレーム10に取付けられている。円筒状突出部1
0Aの開口端はシール部材23によりシールされてい
る。
24が設けられ、ボールスプライン25が嵌挿されてい
る。ボールスプライン25は中空円筒状の第2コラム2
6内に固着されており、第2コラム26を第1コラム2
0に対し上下動自在に取付けている。符号27はボール
スプライン25と第2コラム26の相対的な回転を阻止
するためのキーである。第2コラム26は、第1コラム
20のシール23より上方の露出部をほぼ全長にわたっ
て被うことのできる長さに形成され、その下端は図1に
示す下降限の近傍に位置するとき、ベアリング21を支
持するフレーム10の円筒状突出部10Aを被うように
なっている。
してのエアーシリンダ30のピストンロッド31が、荷
重センサとしてのロードセル32を介して固定されてい
る。第2コラム26は、その上端が連結筒33を介して
エアーシリンダ30に連結されている。なお、第1コラ
ム20の上端部は、第2コラム26、連結筒33及びエ
アーシリンダ30によって被われる。
一体的に設けられている。アーム34は定盤11の上方
に位置し、アーム34には定盤11に対向させて研磨ヘ
ッド40が取付けられている。研磨ヘッド40は自在継
手41を介して軸42の下端に取付けられ、軸42はベ
アリング43,44、ケーシング45を介してアーム3
4に回転可能に取付けられている。またケーシング45
の開口端は、シール部材46によりシールされている。
成するロータ47が取付けられ、ケーシング45側には
ロータ47と対をなすステータ48が取付けられ、いわ
ゆるビルトイン型のモータM3を形成している。また軸
42の上端には回転数を検出するためのロータリエンコ
ーダ49が接続されている。
スケール50が上下方向に沿って取付けられ、第1コラ
ム20の上端には読み取りヘッド51が取付けられてい
る。
アーシリンダ30を作動させ、ピストンロッド31を突
出させると、エアーシリンダ30が上昇し、これによ
り、連結筒33を介して第2コラム26がボールスプラ
イン25により第1コラム20に沿って上昇し、アーム
34に取付けられている研磨ヘッド40を上方へ移動さ
せる。研磨ヘッド40を上昇させた状態で、その下面に
半導体ウェハ等のワークWを取付ける。
結筒33を下降させる。連結筒33の下降により第2コ
ラム26がボールスプライン25により第1コラム20
のスプライン溝24に沿って下降し、研磨ヘッド40を
図1に示すように下降させる。この下降により、研磨ヘ
ッド40に保持されているワークWの表面(図1におい
て下面)を定盤11上の研磨布11aに接触させる。
は、ピストンロッド31の下端に設けたロードセル32
の出力を取り込み、図示省略した制御装置によってエア
ーシリンダ30へ供給する加圧エアーの圧力を制御する
ことにより適切な値に設定・制御される。
タリエンコーダ18,49の信号により、これらのモー
タM1,M3を予め定めた回転数で回転させることによ
り、定盤11と研磨ヘッド40を所定の速度で回転させ
る。このとき、定盤11上の研磨布11aに研磨液を供
給するが、これは公知のものと同様であるため、本実施
例においては図示及び説明を省略する。
旋回用のモータM2を作動させ、第1コラム20を予め
定めた角度範囲にわたり、同じく予め定めた速度で往復
回動させる。これにより、アーム34が往復旋回し、研
磨ヘッド40を定盤11の上面に沿って略中心を通る半
径方向へ往復移動させ、研磨布11aによりワークWの
表面を研磨する。
回転と、第1コラム20の回動、すなわち研磨ヘッド4
0の旋回は、ベルトや歯車等の回転伝達機構を介在させ
ることなく、直結ないしビルトインしたモータM1,M
2,M3によって行われるため、発塵をほとんど生じな
いと共に、振動の発生がほとんどなく、高精度な研磨が
行われる。
11から離れた第2コラム26内にあり、第2コラム2
6、連結筒33及びエアーシリンダ30で被われている
ため、この上下動部分から塵埃が発生しても、ワークW
を汚染する可能性はほとんどなく、さらにこの塵埃の大
気中への放出もより少なく押えられる。なお、大気中へ
の塵埃の放出をより完全に押えるためには、連結筒33
内等の各空間から積極的な排気を行なってエアーを循環
させることが好ましい。
光学スケール50の読み取りヘッド51の検出値を制御
装置に記憶させておき、この値からの第2コラム26の
下降量、すなわち研磨ヘッド40の下降量を光学スケー
ル50と読み取りヘッド51からなる位置測定装置によ
って検出することにより検出される。この研磨量の測定
は、高分解能型の光学スケール11を用いれば、最小単
位0.05μmで行うことが可能であるが、光学スケー
ル11に限らずレーザ干渉測長器など種々の測定装置を
使用可能である。
エアーシリンダ30により第2コラム26及びアーム3
4を介して研磨ヘッド40を上昇させ、研磨を終了す
る。
図である。本実施例においては、研磨ヘッド40を昇降
させる駆動機構が、研磨ヘッド40の上方部に直接設置
されている点で、前記した実施例と異なっている。その
他の、前記実施例と同一の構造については、同一の符号
を付し、その説明を省略する。
5内には、中空ケーシング45と同軸に、中空軸52が
軸受44により回転可能に支持されている。この中空軸
52の内周面にはスプライン54が形成され、このスプ
ライン54に係合するスプラインの形成されたスプライ
ン軸56が軸線方向に摺動可能に挿通されている。
1を介して研磨ヘッド40が連接され、その上、下端部
は軸受43,53により回転可能に支持されている。
兼用する蛇腹カバー55により中空ケーシング45の下
方に懸架されたベアリングカバー57内に保持されてい
る。また、上端部側の支持軸受53はスラスト荷重も支
持できる軸受であり、エアシリンダ30のピストンロッ
ド31の下方部にロードセル32を介して取付けられた
中空円筒状のベアリングカバー58内に保持されてい
る。
の上端部にピストンロッド31がスプライン軸56と同
軸線上にあるように固設されている。
学スケール50が上下方向に向けて取付けられ、ピスト
ンロッド31の下方部に取付けられたベアリングカバー
58に、この光学スケール50を読み取るための読み取
りヘッド51が固設されている。
ば、研磨ヘッド40は、スプライン軸56、中空軸52
を介してモータM3により回転駆動される。また、エア
シリンダ30を作動し、ピストンロッド31を上下動さ
せることにより、ベアリングカバー58を介してスプラ
イン軸56が直接上下動させられ、研磨ヘッド40が昇
降する。その他の作用については、前記した実施例と同
様である。
降駆動するエアシリンダ30を、研磨ヘッド40の上方
部に直接連結したので、前記した実施例と比べ、エアシ
リンダ30の必要駆動力を小さくすることができ、装置
を小型化することが可能である。また、アーム34を上
下動させることなく、研磨ヘッド40を直接昇降作動す
るので、昇降位置の制御が容易であり、研磨精度の向上
を図ることができる。
でカバーしたので、研磨作業中に微細粉がスプライン軸
56の摺動部分に侵入することが防止されるとともに、
モータM3、その他回転、摺動部分から生ずる微細粉が
定盤11上に落下することが防止される。
磨ヘッド40の回転駆動用モータとしてビルトイン型の
モータM1,M3を用いた例を示したが、第1コラム2
0の旋回用のモータM2と同様に別体のモータを軸1
5,42に直結しても同様の作用効果が得られる。ま
た、研磨ヘッド40の昇降駆動部は、エアーシリンダ3
0に限らず、油圧式、電動式サーボモータ等の種々の駆
動装置を使用可能である。さらにまた、前述した実施例
はワークWの表面(下面)のみを研磨する片面研磨装置
を示したが、本発明はこれに限らず、研磨ヘッド40と
して上定盤を用いることにより両面研磨装置にも適用可
能である。
示す図である。この実施例においては、研磨加工の終了
時に、研磨液受け内に残留した研磨液が乾燥固化して、
粉塵となって飛び散ることを防止する防止装置が設けら
れている。
外周側には、これを取り囲むように枠体62が設置さ
れ、この枠体62の上端部の定盤11よりやや高い位置
に、リング状のテーブル60が水平に固設されている。
そして、このテーブル60の内周部に、定盤11の外方
円周に沿って樋形状の研磨液受け61が取り付けられて
いる。
の外方円周に沿って、多数の小孔66の穿設された洗浄
水供給パイプ65が配設され、洗浄水供給源(図示せ
ず)から供給された洗浄水63が、研磨液受け61内に
流出するようにされている。さらに、定盤11の上面周
縁部には、下方に傾斜する案内片64が取り付けられて
いる。また、研磨液受け61の底部には、排出口(図示
せず)が設けられている。
後、研磨液の流路を洗浄水供給流路に切替え、さらに、
洗浄水供給源から洗浄水をパイプ65に供給する。
に沿って流れ、研磨液受け21の内面に付着または残留
している研磨液を洗い流し、排出口より排出すると共
に、その後も残留する若干の研磨液の乾燥を防止する。
燥して固化することが防止され、研磨液中に含まれてい
る研磨粉が粉塵となって舞い上ることがない。
が発生する塵埃を押えることができ、研磨中のワークを
この塵埃によって汚染することが極めて少なくなり、ま
た、大気中への塵埃の放出が少ないため、クリーンルー
ム内での使用も可能であり、さらに、振動の発生を押え
て高精度の研磨を行うことができる効果が得られる。
面図。
Claims (3)
- 【請求項1】水平に配置された研磨用定盤と; この定盤を回転駆動する定盤回転駆動手段と; 定盤の上方に定盤と対向して回転可能に配設された研磨
ヘッドと; 研磨ヘッドを回転可能に支持するアームと; 前記研磨ヘッドを回転駆動する研磨ヘッド回転駆動手段
と; 前記研磨ヘッドを定盤に対し上下方向に昇降駆動する研
磨ヘッド昇降手段と; 前記アームを水平面内で揺動するアーム揺動手段と; からなり、前記アーム揺動手段は、定盤の側方に立設さ
れ、定盤の回転軸線と平行な回転軸線まわりに回転可能
に取付けられた第1コラムと、この第1コラムの外周に
回転伝達可能に係合され前記アームを水平方向に保持す
る第2コラムと、前記第1コラムを回転駆動する第1コ
ラム回転駆動手段とからなり、前記定盤回転駆動手段及
び研磨ヘッド回転手段は外周囲を密閉された状態で配設
されている研磨装置。 - 【請求項2】第1コラム回転駆動手段は、第1コラムに
直結されたモータを備えている請求項1記載の研磨装
置。 - 【請求項3】研磨ヘッド昇降手段は、第1コラムの上方
部に配設され、前記第2コラムを第1コラムに沿って昇
降することを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
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---|---|---|---|
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JP28861493 | 1993-10-25 | ||
JP25829094A JP3043578B2 (ja) | 1993-10-25 | 1994-10-24 | 研磨装置 |
Publications (2)
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ID=26543628
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25829094A Expired - Fee Related JP3043578B2 (ja) | 1993-10-25 | 1994-10-24 | 研磨装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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1994
- 1994-10-24 JP JP25829094A patent/JP3043578B2/ja not_active Expired - Fee Related
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