JP3753569B2 - ポリッシング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等のポリッシング対象物を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に線幅が０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の高い平坦度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の１手段として化学機械研磨（ＣＭＰ）が採用されている。
【０００３】
図９は、従来のＣＭＰを行なうポリッシング装置の一例の主要部を示す図である。これは、上面に研磨布１２０を貼った回転するターンテーブル（研磨テーブル）１２２と、回転および押圧可能にポリッシング対象物である半導体ウエハ等の基板Ｗを保持するトップリング１２４と、研磨布１２０に砥液Ｑを供給する砥液供給ノズル１２６を備えている。トップリング１２４は駆動軸１２８に連結され、この駆動軸１２８は図示しないトップリングヘッドにエアシリンダを介して上下動可能に支持されている。
【０００４】
このような構成の研磨装置において、基板Ｗをトップリング１２４の下面に弾性マット１３０を介して保持し、ターンテーブル１２２上の研磨布１２０に基板Ｗを押圧するとともに、ターンテーブル１２２およびトップリング１２４を回転させて研磨布１２０と基板Ｗを相対運動させる。砥液供給ノズル１２６からは、研磨布１２０上に例えばアルカリ溶液に微粒子からなる砥粒を懸濁した砥液Ｑを供給し、アルカリによる化学的研磨作用と、砥粒による機械的研磨作用との複合作用によって基板Ｗを研磨する。
【０００５】
上記のようなポリッシング装置は、自転する研磨テーブル１２２により研磨を行うものであり、回転中心では変位がなく、研磨が行われない。従って、中心を外れたところで研磨を行うために、研磨テーブル１２２の大きさは、基板の直径の少なくとも２倍以上の直径を有するように設定されている。このため、研磨テーブルが大きな面積を占有して、ポリッシング装置自体が大型化してしまうとともに、設備コストも大きくなる。この欠点は、基板の大型化の傾向に伴って一層顕著になる。
【０００６】
そこで、上記のようなポリッシング装置に替わって、或いはこれと併用して、研磨テーブルが円軌道に沿って公転運動する循環並進運動（スクロール運動）を行うポリッシング装置の採用が考えられる。この場合は、研磨面がどの点をとっても全て同じ運動を行うので、この大きさは、ポリッシング対象物である基板に公転半径の２倍を足した径以上であれば足り、基板とほぼ同じ大きさでよいことになる。
【０００７】
また、上記のような従来の方法では、研磨布が弾性を有するためにポリッシングの際に容易に変形し、基板Ｗ上の凹凸のうちの凹部まで研磨布が入り込み凹部までも研磨してしまい、加工後に基板表面上のうねりが生じる、あるいは、基板面上にある段差の解消に時間を要するという問題が有る。このため、例えば、シリカ等の砥粒をバインダを用いて結合させて平板状に加工した砥石を研磨テーブル上に貼設し、トップリング１２４に保持された基板Ｗを押圧、摺動することにより研磨を行う方法が提案されている。これにより、砥石とウエハの摺動に伴い、バインダが崩壊あるいは溶解して砥粒を生成しつつ研磨が行われる。
【０００８】
このような研磨方法によれば、砥石は研磨布と比較して硬質であるため、加工後に基板表面上のうねりが生じるという問題点が解消される。また、摺動による砥粒の自生のみで砥粒を多量に含むスラリー状の砥液を用いないため、その処理量の低下が望め、稼動コストを低下させるとともに、環境の維持も容易であるという利点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、研磨テーブルに上記のようなスクロール運動を行わせるために、研磨テーブルの中心（重心）と駆動軸の軸心とを偏心させ、この研磨テーブルの中心位置で研磨テーブルを駆動軸の上端に連結することが考えられる。この場合、研磨テーブルのスクロール運動に伴って、研磨テーブルに駆動軸の軸心と研磨テーブルの中心との偏心した距離に比例する遠心力が発生し、駆動軸が振動する。これを防止するため、駆動軸の軸心と距離を隔てた位置に重心を有するバランスウエイトを駆動軸の所定位置に取り付けて、駆動軸に作用する力をバランスさせるようにしている。
【００１０】
軸方向、即ち高さ方向でのテーブル重心位置とバランスウェイト位置が異なる場合、駆動軸の軸心まわりの遠心力の他に、駆動軸を支持する点に関する曲げモーメントをもバランスさせる必要があり、バランスウエイトを駆動軸の軸方向に異なる位置（高さ）に少なくとも２箇所に設けている。しかしながら、このように、駆動軸の回転を支持する基準点を挟んだ両側にウエイトを取り付けると、バランスをとるためだけに２つ以上の部品（ウエイト）が必要となるばかりでなく、ウエイトの取付しろを確保するために駆動軸が長くなって、装置の大型化に繋がってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、研磨テーブルのスクロール運動を阻害することなく、装置としてより小型コンパクト化を図ることができるようにしたポリッシング装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、研磨面を有する研磨テーブルと、回転する駆動軸にその軸心から偏心した位置に形成された係合端部とを備え、前記研磨テーブルに形成された連結部を前記係合端部と係合させて前記研磨テーブルをスクロール運動させるようにしたポリッシング装置において、前記研磨テーブルによって前記駆動軸に負荷される遠心力を打ち消す方向に作用するバランスウェイトと、該バランスウェイトを前記駆動軸と同軸に回転可能に支持する支持機構とを有し、前記バランスウェイトは、前記連結部を収容する偏心穴が形成された略平板であることを特徴とするポリッシング装置である。
【００１３】
これにより、駆動軸に作用する遠心力をバランスさせて、遠心力の偏りに起因して駆動軸に負荷される振動の発生を防止することができる。バランスウェイトを支持する支持機構を設けているので、バランスウェイトが安定的に支持されるとともに、ウエイトを直接に駆動軸に取り付ける必要がないので、テーブルとバランスウェイトを軸方向に近い位置（高さ）に取付けられ、駆動軸の長さを短くして装置を小型化することができる。
【００１４】
バランスウェイトは、駆動軸に形成した偏心係合部と係合することにより、駆動軸と連動して回転する。この偏心係合部として、前記係合端部を直接又は間接にバランスウェイトと係合させるように用いることができる。これにより、研磨テーブルとバランスウェイトの駆動軸の軸方向の作用点がほぼ同じになり、軸の支持部に係る曲げモーメントが小さくなり、バランスウェイトを１つで済ませて構成を簡略化することができる。
【００１５】
前記バランスウェイトは、前記連結部を収容する偏心穴が形成された略平板であることにより、バランスウェイトは、研磨テーブルの連結部を介して駆動軸の係合部と間接的に係合する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記係合端部は、前記偏心穴に対してさらに偏心しており、これにより、前記バランスウェイトと前記研磨テーブルの連れ回りを防止するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記駆動軸として中空軸が使用され、この中空軸の内部に前記研磨テーブルに接続された配管が挿通されていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置である。これにより、配管を通じて、研磨テーブルの研磨面への研磨用純水、砥液、薬液等の供給や、研磨テーブルの内部への温調水の供給を行なうことができる。また、真空吸着により研磨テーブルを固定できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記バランスウェイトには、この重量を調節するカウンタピースを着脱可能に装着するカウンタピース装着部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置である。これにより、カウンタピースの数を増減させることで、バランスウェイトの重量を等比率で容易に調節することができる。従って、砥石の摩耗による研磨テーブルの重量の減少を容易に補正することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記研磨テーブルのスクロール運動と前記バランスウェイトの回転運動のずれから生じる振動を検知する振動計が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置である。これにより、振動が一定の大きさを超えた場合に、アラーム信号を出力して、駆動軸の回転を停止させる等の対策を施すことができる。
請求項６に記載の発明は、前記配管には研磨液供給配管が含まれ、前記研磨面から被研磨物を離脱させる際に、前記研磨液供給配管から前記研磨面に供給される研磨液で該研磨面と被研磨物との間の流体の表面張力を破壊することを特徴とする請求項３に記載のポリッシング装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６は、本発明の第１の実施の形態のポリッシング装置を示すもので、このポリッシング装置は、図１に示すように、全体が長方形をなす床上のスペースに配置されており、このスペースの一端側に配置された研磨装置１０と、他端側に配置された基板収納用カセット１２ａ，１２ｂを載置するロード・アンロードユニット１４を有している。研磨装置１０とロード・アンロードユニット１４との間には、共に２台の搬送ロボット１６ａ，１６ｂと洗浄装置１８ａ，１８ｂが互いに対向して配置され、洗浄装置１８ａ，１８ｂの間に反転機２０が配置されている。
【００２１】
研磨装置１０には、研磨テーブル２２と、この研磨テーブル２２を挟んだ位置にトップリング装置２４及びドレッシング装置２６とが設けられ、研磨テーブル２２の側方には、搬送ロボット１６ｂとの間の基板の授受を仲介するプッシャ２８が設置されている。
【００２２】
研磨テーブル２２は、図２及び図３に示すように、略円板状の基台３０の上面に略円板状の第１定盤３２が積層され、更にこの第１定盤３２の上面に第２定盤３６が積層され、この第２定盤３６の上面に研磨部材としての砥石３４が同心に貼り付けられて構成されている。第１定盤３２と第２定盤３６の接合面には、両者を接合した時にその間に密閉された空間３８が形成されるような加工がなされている。第１定盤３２の周縁部には、砥液が支持機構に浸入するのを防止する案内板４０が取り付けられている。なお、研磨部材として、砥石の代わりに研磨布を使用しても良いことは勿論である。
【００２３】
第１定盤３２の下面には渦巻状の溝が形成されており、これにより、基台３０と第１定盤３２との間に温調水や加温水流路４２が設けられている。第１定盤３２の内部には、径方向外方に延び、第１定盤３２の周縁部の第２定盤３６との当接面で開口する真空経路４４が設けられ、これを真空装置に連結することにより第２定盤３６を第１定盤３２上に吸着保持するようになっている。また、第１定盤３２の中央部には、上方に延びて空間３８内に開口する砥液流路４６が設けられ、第２定盤３６と砥石３４には、これらを上下に貫通して空間３８と砥石３４の上面を連通する砥液吐出孔４８が設けられている。
【００２４】
研磨テーブル２２は、架台５０に固定された円筒状のハウジング８０を含む支持機構によって支持され、ハウジング８０の内側下方に設けられた駆動機構によって循環並進運動するようになっている。
【００２５】
まず、支持機構について説明する。ハウジング８０の上端部には、その上面を覆うように、円板状のバランスウェイトリング７６がスラスト及びラジアル兼用の軸受８２を介して回転可能に取り付けられている。このバランスウェイトリング７６には、バランスウェイトリング７６の中心Ａに対し、中心Ｂが"ｅ１"ずれた偏心穴７６ａが形成されている。一方、研磨テーブル２２の基台３０の裏面中央には、同心の円筒状のボス部（連結部）３１が下方に突出して設けられ、このボス部３１の下面には、該ボス部３１の中心Ｂに対して中心Ｃが"ｅ２"だけずれた偏心穴３１ａが形成されている。ボス部３１は、スラスト・ラジアル兼用軸受７８を介して、バランスウェイトリング７６の偏心穴７６ａに相対回転可能に装着され、これにより、基台３０は、軸受７８、バランスウェイトリング７６及び軸受８２を順次介してハウジング８０に支持されている。
【００２６】
駆動機構は、固定スリーブ５２に軸受５４を介して回転可能に支持された駆動軸５８を備えている。この駆動軸５８は、図示しない駆動モータの駆動に伴いプーリ５６及びベルト（図示せず）を介して回転するようになっている。駆動軸５８の上端には、図５及び図６に示すように、駆動軸５８の軸心Ｏ１と偏心量"ｅ１"だけ偏心した位置に軸心Ｏ２を有する駆動ピン（連結部）５８ａが突出して設けられている。駆動ピン５８ａは、基台３０のボス部３１の偏心穴３１ａに軸受７４を介して相対回転可能に収容されており、従って、軸心Ｏ２と中心Ｃとは同じ位置にある。
【００２７】
このような構成により、駆動軸５８が回転すると、基台３０が公転半径ｅ１の円軌道を描いてスクロール運動（循環並進運動）し、この基台３０のスクロール運動によってさらにバランスウェイトリング７６が回転（自転）運動するようになっている。ここにおいて、この実施の形態では、基台３０がバランスウェイトリング７６に対して偏心し、駆動ピン５８ａが基台３０のボス部３１に対して偏心しているので、基台３０とバランスウェイトリング７６とが摩擦によって連れ回りすることなく、基台３０すなわち、研磨テーブルが一定の姿勢を維持しつつ運動する。
【００２８】
駆動軸５８には中空な貫通孔５８ｂが形成されており、内部に温調水流路４２の入口と出口にそれぞれ接続された温調水入口配管６０と温調水出口配管６２、真空経路４４に接続された真空配管６４及び研磨液流路４６に接続された研磨液供給配管６６が挿通されている。これらの配管６０，６２，６４，６６は、柔軟な素材で屈曲可能に構成され、図２及び図４に示すように、架台５０に固定したブラケット６８にコイルばね７０を介して移動可能に取り付けられた結束板７２に支持されて下方に延出している。基台３０等を含む研磨テーブル２２は自転しないので、これらの配管に回転継手を用いる必要はない。
【００２９】
バランスウェイトリング７６は、第１定盤３２，第２定盤３６、砥石３４を含む研磨テーブル２２とほぼ同じ遠心力を有するように設計されている。これには、上述したように偏心穴７６ａが形成されており、また、軸心に対してこれと反対側の縁部に切欠７６ｂが形成されている。偏心穴７６ａの方が面積が大きいので、重心Ｇはその軸心Ｏ１（駆動軸５８と同じ）に対して偏心穴７６ａと反対の側にずれている。
【００３０】
バランスウェイトリング７６の重心Ｇの位置は、Ｇに作用するバランスウェイトリング７６の重量による軸心Ｏ１まわりの遠心力が、軸心Ｏ２（研磨テーブル２２の重心）に作用する研磨テーブル２２の重量による軸心Ｏ１まわりの遠心力とつり合うような位置に設定されている。また、切欠き７６ｂには、平板状のカウンタピース８４を着脱可能に取り付けることができるカウンタピース装着部８６が設けられ、カウンタピース８４の数を増減させて重量を調整し、上記のようなつり合いを維持することができるようになっている。
【００３１】
このような構成において、駆動軸５８を回転すると、駆動ピン５８ａが偏心量"ｅ１"を半径とした円軌道を描き、研磨テーブル２２は、偏心量"ｅ１"を半径とした公転運動である循環並進運動（スクロール運動）を行う。この時、バランスウェイトリング７６が研磨テーブル２２に連動して回転し、研磨テーブル２２の回転によって発生する遠心力をうち消すので、遠心力に起因する駆動軸の振れによる振動の発生が防止される。また、バランスウェイトリング７６の遠心力の作用点と研磨テーブル２２の遠心力の作用点が軸線方向においてほぼ同じ位置なので、従来の場合のように軸方向に異なる位置に作用するバランスウェイトを用いる場合に比較して、駆動軸の撓みを起こすような曲げモーメントの生成も抑制することができる。さらに、駆動軸５８に軸方向に複数のウエイトを取り付ける必要がないので、駆動軸５８の長さが短くなり、装置の小型化が可能となる。
【００３２】
なお、研磨テーブル２２の重心とバランスウェイトリング７６の重心が軸方向の同一位置にあることが最も望ましいが、通常の研磨テーブル２２の構成ではこの条件を満たすことは困難である。発明等の実験では、軸方向に３０ｍｍの範囲内にあれば、振動を充分に防止しうることが分かった。
【００３３】
架台５０には、図３に示すように、研磨テーブル２２のスクロール運動とバランスウェイトリング７６の回転運動のずれから生じる振動を検知する振動計８８が設けられている。この振動計８８の出力端子はポリッシング装置の制御部に接続されており、制御部は、検出された振動が一定の大きさを超えた場合にアラーム信号を出力し、駆動軸５８の回転を停止させるように構成されている。振動計８８としては、変位計があるが、固定スリーブ５２や動作のない筐体部に加速度計を取り付けてもよい。
【００３４】
トップリング装置２４は、図１及び図２に示すように、支柱９０の先端に取り付けられた揺動可能なトップリングヘッド９２と、このトップリングヘッド９２の自由端側に回転及び上下動可能に支持されたトップリングシャフト９４を有している。このトップリングシャフト９４の下端には、下面に基板を保持する略円盤状のトップリング９６が取り付けられている。トップリングヘッド９２の内部には、トップリング９６を駆動する図示しないモータ及び上下動シリンダが配置されている。トップリング９６は、図示しない揺動モータによってトップリングヘッド９２を揺動することにより、研磨テーブル２２の上方のポリッシング位置とこれを外れた退避位置、更にはプッシャ２８上の基板授受位置との間を移動可能になっている。
【００３５】
ドレッシング装置２６は、支柱９８の先端に揺動可能に取り付けられたドレッサヘッド１００と、このドレッサヘッド１００の自由端側に回転及び上下動可能に支持されたドレッサシャフトを有している。このドレッサシャフトの下端には、下面にドレッシングツールを有するドレッサ１０２が取り付けられている。
【００３６】
次に、このような構成のポリッシング装置の動作を説明する。
先ず、第１の搬送ロボット１６ａによって基板をカセット１２ａ，１２ｂから取り出し、反転機２０で反転させた後、第２の搬送ロボット１６ｂでプッシャ２８上に搬送して載置する。この状態で、トップリング装置２４のトップリングヘッド９２を揺動させてトップリング９６をプッシャ２８の上方に移動させ、プッシャ２８を上昇させて基板をトップリング９６で吸着保持する。次に、トップリング装置２４のトップリングヘッド９２を揺動させてトップリング９６を研磨面３４ａの上方に移動させる。
【００３７】
そして、トップリング９６を回転させながら下降させて、駆動軸５８の回転に伴ってスクロール運動をしている研磨テーブル２２の研磨面３４ａに向けて押圧し、同時に研磨液供給配管６６から研磨液流路４６及び砥液吐出孔４８を通じて研磨液を研磨面３４ａに供給して基板を研磨する。また、温調水流路４２に温調水を流して、研磨テーブル２２や空間３８に一度留まる研磨液の温度を調整する。
【００３８】
ポリッシング終了後、トップリング９６を上昇させて基板を研磨面３４ａから離脱させ、トップリング装置２４のトップリングヘッド９２を揺動させてトップリング９６をプッシャ２８の上方に移動させる。この基板の研磨面３４ａからの離脱の際に、砥液流路４６または別の経路から砥液吐出孔４８を通じて、例えば２ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力の流体を基板に向けて噴出させるようにしてもよい。この流体の噴出する力で基板を持ち上げ、基板と研磨面との間の流体の表面張力を破壊することにより、研磨面３４ａからの基板の離脱を確実にする。また、ポリッシングを行っていない時に、砥液流路４６または別の経路から砥液吐出孔４８を通じて研磨面３４ａに純水や砥液、薬液等を間欠的に供給して、研磨面３４ａの乾燥を防止するようにしてもよい。
【００３９】
次に、退避位置にあったドレッシング装置２６のドレッサヘッド１００を揺動させて、ドレッサ１０２を研磨面３４ａの上方に移動させる。そして、ドレッサ１０２を比較的低速で回転させつつ下降させて、駆動軸５８の回転に伴ってスクロール運動をしている研磨テーブル２２の研磨面３４ａに向けて押圧して、研磨面３４ａをドレッサ１０２でドレッシングして、研磨面３４ａを再生する。研磨面３４ａのドレッシング終了後、ドレッサ１０２を上昇させ、ドレッシング装置２６のドレッサヘッド１００をその退避位置まで揺動させる。なお、この退避位置には、ドレッサ１０２の洗浄を行なうためのドレッサ洗浄機能が具備されている。
【００４０】
このドレッシングと並行して、トップリング９６とプッシャ２８との間で研磨後の基板の受渡しを行い、純水または洗浄液により、基板及びトップリング９６に洗浄を施した後、トップリング装置２４のトップリングヘッド９２を退避位置に戻す。そして、プッシャ２８上の研磨後の基板を第２の搬送ロボット１６ｂによって、例えばロールスポンジによる両面洗浄機能を有する第１の洗浄装置１８ａに搬送し、この洗浄装置１８ａで基板の両面を洗浄した後、第２の搬送ロボット１６ｂによって反転機２０に搬送して反転させる。
【００４１】
その後、第１の搬送ロボット１６ａで反転機２０上に基板を取り出し、これを、例えば上面洗浄用のペンスポンジとスピンドライ機能を具備する第２の洗浄装置１８ｂに搬送して洗浄・乾燥させ、これを第１の搬送ロボット１６ａでカセット１２ａ，１２ｂに戻す。
【００４２】
研磨の進行に伴って砥石３４が摩耗した場合には、必要に応じて、バランスウェイトリング７６のカウンタピース装着部８６に装着されているカウンタピース８４の数を減少させて、バランスウェイトリング７６の重量を調整する。砥石３４の摩耗が進んだ場合には、真空経路４４の負圧を解き、第２定盤３６を第１定盤３２の上面から分離し、新たな砥石を貼り付けた台座を第１定盤３２上に載置した後、真空経路４４を真空引きして、これを第１定盤３２上に吸着保持する。
【００４３】
図７は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、これは、２基の研磨装置１０，１０と、この各研磨装置１０，１０毎に各２台、合計４台の洗浄装置１８ａ，１８ａ、１８ｂ，１８ｂと各１台の反転機２０，２０を備え、この研磨装置の間に２台の搬送ロボット１６ａ，１６ｂを配置して、基板のポリッシング及び研磨面のドレッシングをパラレルに行えるようにしたものである。
【００４４】
この実施の形態によれば、搬送ロボット１６ａ，１６ｂを共有させて、その数及び設置スペースを減少させることで、例えば第１の実施の形態のポリッシング装置を２台並列に配置するのに比べて、ポリッシング装置のより小型化を図ることができる。
【００４５】
図８は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、これは、研磨テーブル２２の側方に主軸１０４の回動に伴って揺動するベルクランク状の揺動ヘッド１０６を配置し、この揺動ヘッド１０６の各自由端にトップリング９６とドレッサ１０２とをそれぞれ回転及び上下動可能に支持するようにしたものである。これにより、揺動ヘッド１０６を揺動させることで、トップリング９６とドレッサ１０２を研磨テーブル２２の上方の作動位置と退避位置との間で一体に移動するようにしたものである。
なお、本実施例では研磨面として砥石を用いたものを例に示したが、砥石に限らず、弾性を有する研磨布を用い、研磨面上には研磨液として砥液を供給してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動軸の偏心する係合端部によってスクロール運動させられる研磨テーブルからの反作用として駆動軸に作用する遠心力を、支持機構によって安定に回転可能に支持したバランスウェイトでバランスさせることにより、駆動軸にウエイトを取り付ける必要をなくすことができ、駆動軸の長さを短くして装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のポリッシング装置の全体平面図である。
【図２】図１の研磨装置の正面図である。
【図３】図２の要部拡大断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】研磨テーブルを構成する基台と駆動軸を取り出して示す断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のポリッシング装置の全体平面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のポリッシング装置の全体平面図である。
【図９】従来のポリッシング装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 研磨装置
２２ 研磨テーブル
２４ トップリング装置
２６ ドレッシング装置
３０ 基台
３１ ボス部（連結部）
３４ 砥石
３４ａ 研磨面
３６ 台座
４２ 温調水流路
４４ 真空経路
４６ 研磨液流路
４８ 研磨液吐出孔
５６ プーリ
５８ 駆動軸
５８ａ 駆動ピン
６０ 温調水入口配管
６２ 温調水出口配管
６４ 真空配管
６６ 研磨液供給配管
７６ バランスウェイト
８４ カウンタピース
８６ カウンタピース装着部
８８ 振動計
９２，１００，１０６ 揺動ヘッド
９６ トップリング
１０２ ドレッサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等のポリッシング対象物を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に線幅が０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の高い平坦度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の１手段として化学機械研磨（ＣＭＰ）が採用されている。
【０００３】
図９は、従来のＣＭＰを行なうポリッシング装置の一例の主要部を示す図である。これは、上面に研磨布１２０を貼った回転するターンテーブル（研磨テーブル）１２２と、回転および押圧可能にポリッシング対象物である半導体ウエハ等の基板Ｗを保持するトップリング１２４と、研磨布１２０に砥液Ｑを供給する砥液供給ノズル１２６を備えている。トップリング１２４は駆動軸１２８に連結され、この駆動軸１２８は図示しないトップリングヘッドにエアシリンダを介して上下動可能に支持されている。
【０００４】
このような構成の研磨装置において、基板Ｗをトップリング１２４の下面に弾性マット１３０を介して保持し、ターンテーブル１２２上の研磨布１２０に基板Ｗを押圧するとともに、ターンテーブル１２２およびトップリング１２４を回転させて研磨布１２０と基板Ｗを相対運動させる。砥液供給ノズル１２６からは、研磨布１２０上に例えばアルカリ溶液に微粒子からなる砥粒を懸濁した砥液Ｑを供給し、アルカリによる化学的研磨作用と、砥粒による機械的研磨作用との複合作用によって基板Ｗを研磨する。
【０００５】
上記のようなポリッシング装置は、自転する研磨テーブル１２２により研磨を行うものであり、回転中心では変位がなく、研磨が行われない。従って、中心を外れたところで研磨を行うために、研磨テーブル１２２の大きさは、基板の直径の少なくとも２倍以上の直径を有するように設定されている。このため、研磨テーブルが大きな面積を占有して、ポリッシング装置自体が大型化してしまうとともに、設備コストも大きくなる。この欠点は、基板の大型化の傾向に伴って一層顕著になる。
【０００６】
そこで、上記のようなポリッシング装置に替わって、或いはこれと併用して、研磨テーブルが円軌道に沿って公転運動する循環並進運動（スクロール運動）を行うポリッシング装置の採用が考えられる。この場合は、研磨面がどの点をとっても全て同じ運動を行うので、この大きさは、ポリッシング対象物である基板に公転半径の２倍を足した径以上であれば足り、基板とほぼ同じ大きさでよいことになる。
【０００７】
また、上記のような従来の方法では、研磨布が弾性を有するためにポリッシングの際に容易に変形し、基板Ｗ上の凹凸のうちの凹部まで研磨布が入り込み凹部までも研磨してしまい、加工後に基板表面上のうねりが生じる、あるいは、基板面上にある段差の解消に時間を要するという問題が有る。このため、例えば、シリカ等の砥粒をバインダを用いて結合させて平板状に加工した砥石を研磨テーブル上に貼設し、トップリング１２４に保持された基板Ｗを押圧、摺動することにより研磨を行う方法が提案されている。これにより、砥石とウエハの摺動に伴い、バインダが崩壊あるいは溶解して砥粒を生成しつつ研磨が行われる。
【０００８】
このような研磨方法によれば、砥石は研磨布と比較して硬質であるため、加工後に基板表面上のうねりが生じるという問題点が解消される。また、摺動による砥粒の自生のみで砥粒を多量に含むスラリー状の砥液を用いないため、その処理量の低下が望め、稼動コストを低下させるとともに、環境の維持も容易であるという利点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、研磨テーブルに上記のようなスクロール運動を行わせるために、研磨テーブルの中心（重心）と駆動軸の軸心とを偏心させ、この研磨テーブルの中心位置で研磨テーブルを駆動軸の上端に連結することが考えられる。この場合、研磨テーブルのスクロール運動に伴って、研磨テーブルに駆動軸の軸心と研磨テーブルの中心との偏心した距離に比例する遠心力が発生し、駆動軸が振動する。これを防止するため、駆動軸の軸心と距離を隔てた位置に重心を有するバランスウエイトを駆動軸の所定位置に取り付けて、駆動軸に作用する力をバランスさせるようにしている。
【００１０】
軸方向、即ち高さ方向でのテーブル重心位置とバランスウェイト位置が異なる場合、駆動軸の軸心まわりの遠心力の他に、駆動軸を支持する点に関する曲げモーメントをもバランスさせる必要があり、バランスウエイトを駆動軸の軸方向に異なる位置（高さ）に少なくとも２箇所に設けている。しかしながら、このように、駆動軸の回転を支持する基準点を挟んだ両側にウエイトを取り付けると、バランスをとるためだけに２つ以上の部品（ウエイト）が必要となるばかりでなく、ウエイトの取付しろを確保するために駆動軸が長くなって、装置の大型化に繋がってしまうという問題があった。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、研磨テーブルのスクロール運動を阻害することなく、装置としてより小型コンパクト化を図ることができるようにしたポリッシング装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、研磨面を有する研磨テーブルと、回転する駆動軸にその軸心から偏心した位置に形成された係合端部とを備え、前記研磨テーブルに形成された連結部を前記係合端部と係合させて前記研磨テーブルをスクロール運動させるようにしたポリッシング装置において、前記研磨テーブルによって前記駆動軸に負荷される遠心力を打ち消す方向に作用するバランスウェイトと、該バランスウェイトを前記駆動軸と同軸に回転可能に支持する支持機構とを有し、前記バランスウェイトは、前記連結部を収容する偏心穴が形成された略平板であることを特徴とするポリッシング装置である。
【００１３】
これにより、駆動軸に作用する遠心力をバランスさせて、遠心力の偏りに起因して駆動軸に負荷される振動の発生を防止することができる。バランスウェイトを支持する支持機構を設けているので、バランスウェイトが安定的に支持されるとともに、ウエイトを直接に駆動軸に取り付ける必要がないので、テーブルとバランスウェイトを軸方向に近い位置（高さ）に取付けられ、駆動軸の長さを短くして装置を小型化することができる。
【００１４】
バランスウェイトは、駆動軸に形成した偏心係合部と係合することにより、駆動軸と連動して回転する。この偏心係合部として、前記係合端部を直接又は間接にバランスウェイトと係合させるように用いることができる。これにより、研磨テーブルとバランスウェイトの駆動軸の軸方向の作用点がほぼ同じになり、軸の支持部に係る曲げモーメントが小さくなり、バランスウェイトを１つで済ませて構成を簡略化することができる。
【００１５】
前記バランスウェイトは、前記連結部を収容する偏心穴が形成された略平板であることにより、バランスウェイトは、研磨テーブルの連結部を介して駆動軸の係合部と間接的に係合する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記係合端部は、前記偏心穴に対してさらに偏心しており、これにより、前記バランスウェイトと前記研磨テーブルの連れ回りを防止するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記駆動軸として中空軸が使用され、この中空軸の内部に前記研磨テーブルに接続された配管が挿通されていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置である。これにより、配管を通じて、研磨テーブルの研磨面への研磨用純水、砥液、薬液等の供給や、研磨テーブルの内部への温調水の供給を行なうことができる。また、真空吸着により研磨テーブルを固定できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記バランスウェイトには、この重量を調節するカウンタピースを着脱可能に装着するカウンタピース装着部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置である。これにより、カウンタピースの数を増減させることで、バランスウェイトの重量を等比率で容易に調節することができる。従って、砥石の摩耗による研磨テーブルの重量の減少を容易に補正することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記研磨テーブルのスクロール運動と前記バランスウェイトの回転運動のずれから生じる振動を検知する振動計が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置である。これにより、振動が一定の大きさを超えた場合に、アラーム信号を出力して、駆動軸の回転を停止させる等の対策を施すことができる。
請求項６に記載の発明は、前記配管には研磨液供給配管が含まれ、前記研磨面から被研磨物を離脱させる際に、前記研磨液供給配管から前記研磨面に供給される研磨液で該研磨面と被研磨物との間の流体の表面張力を破壊することを特徴とする請求項３に記載のポリッシング装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図６は、本発明の第１の実施の形態のポリッシング装置を示すもので、このポリッシング装置は、図１に示すように、全体が長方形をなす床上のスペースに配置されており、このスペースの一端側に配置された研磨装置１０と、他端側に配置された基板収納用カセット１２ａ，１２ｂを載置するロード・アンロードユニット１４を有している。研磨装置１０とロード・アンロードユニット１４との間には、共に２台の搬送ロボット１６ａ，１６ｂと洗浄装置１８ａ，１８ｂが互いに対向して配置され、洗浄装置１８ａ，１８ｂの間に反転機２０が配置されている。
【００２１】
研磨装置１０には、研磨テーブル２２と、この研磨テーブル２２を挟んだ位置にトップリング装置２４及びドレッシング装置２６とが設けられ、研磨テーブル２２の側方には、搬送ロボット１６ｂとの間の基板の授受を仲介するプッシャ２８が設置されている。
【００２２】
研磨テーブル２２は、図２及び図３に示すように、略円板状の基台３０の上面に略円板状の第１定盤３２が積層され、更にこの第１定盤３２の上面に第２定盤３６が積層され、この第２定盤３６の上面に研磨部材としての砥石３４が同心に貼り付けられて構成されている。第１定盤３２と第２定盤３６の接合面には、両者を接合した時にその間に密閉された空間３８が形成されるような加工がなされている。第１定盤３２の周縁部には、砥液が支持機構に浸入するのを防止する案内板４０が取り付けられている。なお、研磨部材として、砥石の代わりに研磨布を使用しても良いことは勿論である。
【００２３】
第１定盤３２の下面には渦巻状の溝が形成されており、これにより、基台３０と第１定盤３２との間に温調水や加温水流路４２が設けられている。第１定盤３２の内部には、径方向外方に延び、第１定盤３２の周縁部の第２定盤３６との当接面で開口する真空経路４４が設けられ、これを真空装置に連結することにより第２定盤３６を第１定盤３２上に吸着保持するようになっている。また、第１定盤３２の中央部には、上方に延びて空間３８内に開口する砥液流路４６が設けられ、第２定盤３６と砥石３４には、これらを上下に貫通して空間３８と砥石３４の上面を連通する砥液吐出孔４８が設けられている。
【００２４】
研磨テーブル２２は、架台５０に固定された円筒状のハウジング８０を含む支持機構によって支持され、ハウジング８０の内側下方に設けられた駆動機構によって循環並進運動するようになっている。
【００２５】
まず、支持機構について説明する。ハウジング８０の上端部には、その上面を覆うように、円板状のバランスウェイトリング７６がスラスト及びラジアル兼用の軸受８２を介して回転可能に取り付けられている。このバランスウェイトリング７６には、バランスウェイトリング７６の中心Ａに対し、中心Ｂが"ｅ１"ずれた偏心穴７６ａが形成されている。一方、研磨テーブル２２の基台３０の裏面中央には、同心の円筒状のボス部（連結部）３１が下方に突出して設けられ、このボス部３１の下面には、該ボス部３１の中心Ｂに対して中心Ｃが"ｅ２"だけずれた偏心穴３１ａが形成されている。ボス部３１は、スラスト・ラジアル兼用軸受７８を介して、バランスウェイトリング７６の偏心穴７６ａに相対回転可能に装着され、これにより、基台３０は、軸受７８、バランスウェイトリング７６及び軸受８２を順次介してハウジング８０に支持されている。
【００２６】
駆動機構は、固定スリーブ５２に軸受５４を介して回転可能に支持された駆動軸５８を備えている。この駆動軸５８は、図示しない駆動モータの駆動に伴いプーリ５６及びベルト（図示せず）を介して回転するようになっている。駆動軸５８の上端には、図５及び図６に示すように、駆動軸５８の軸心Ｏ１と偏心量"ｅ１"だけ偏心した位置に軸心Ｏ２を有する駆動ピン（連結部）５８ａが突出して設けられている。駆動ピン５８ａは、基台３０のボス部３１の偏心穴３１ａに軸受７４を介して相対回転可能に収容されており、従って、軸心Ｏ２と中心Ｃとは同じ位置にある。
【００２７】
このような構成により、駆動軸５８が回転すると、基台３０が公転半径ｅ１の円軌道を描いてスクロール運動（循環並進運動）し、この基台３０のスクロール運動によってさらにバランスウェイトリング７６が回転（自転）運動するようになっている。ここにおいて、この実施の形態では、基台３０がバランスウェイトリング７６に対して偏心し、駆動ピン５８ａが基台３０のボス部３１に対して偏心しているので、基台３０とバランスウェイトリング７６とが摩擦によって連れ回りすることなく、基台３０すなわち、研磨テーブルが一定の姿勢を維持しつつ運動する。
【００２８】
駆動軸５８には中空な貫通孔５８ｂが形成されており、内部に温調水流路４２の入口と出口にそれぞれ接続された温調水入口配管６０と温調水出口配管６２、真空経路４４に接続された真空配管６４及び研磨液流路４６に接続された研磨液供給配管６６が挿通されている。これらの配管６０，６２，６４，６６は、柔軟な素材で屈曲可能に構成され、図２及び図４に示すように、架台５０に固定したブラケット６８にコイルばね７０を介して移動可能に取り付けられた結束板７２に支持されて下方に延出している。基台３０等を含む研磨テーブル２２は自転しないので、これらの配管に回転継手を用いる必要はない。
【００２９】
バランスウェイトリング７６は、第１定盤３２，第２定盤３６、砥石３４を含む研磨テーブル２２とほぼ同じ遠心力を有するように設計されている。これには、上述したように偏心穴７６ａが形成されており、また、軸心に対してこれと反対側の縁部に切欠７６ｂが形成されている。偏心穴７６ａの方が面積が大きいので、重心Ｇはその軸心Ｏ１（駆動軸５８と同じ）に対して偏心穴７６ａと反対の側にずれている。
【００３０】
バランスウェイトリング７６の重心Ｇの位置は、Ｇに作用するバランスウェイトリング７６の重量による軸心Ｏ１まわりの遠心力が、軸心Ｏ２（研磨テーブル２２の重心）に作用する研磨テーブル２２の重量による軸心Ｏ１まわりの遠心力とつり合うような位置に設定されている。また、切欠き７６ｂには、平板状のカウンタピース８４を着脱可能に取り付けることができるカウンタピース装着部８６が設けられ、カウンタピース８４の数を増減させて重量を調整し、上記のようなつり合いを維持することができるようになっている。
【００３１】
このような構成において、駆動軸５８を回転すると、駆動ピン５８ａが偏心量"ｅ１"を半径とした円軌道を描き、研磨テーブル２２は、偏心量"ｅ１"を半径とした公転運動である循環並進運動（スクロール運動）を行う。この時、バランスウェイトリング７６が研磨テーブル２２に連動して回転し、研磨テーブル２２の回転によって発生する遠心力をうち消すので、遠心力に起因する駆動軸の振れによる振動の発生が防止される。また、バランスウェイトリング７６の遠心力の作用点と研磨テーブル２２の遠心力の作用点が軸線方向においてほぼ同じ位置なので、従来の場合のように軸方向に異なる位置に作用するバランスウェイトを用いる場合に比較して、駆動軸の撓みを起こすような曲げモーメントの生成も抑制することができる。さらに、駆動軸５８に軸方向に複数のウエイトを取り付ける必要がないので、駆動軸５８の長さが短くなり、装置の小型化が可能となる。
【００３２】
なお、研磨テーブル２２の重心とバランスウェイトリング７６の重心が軸方向の同一位置にあることが最も望ましいが、通常の研磨テーブル２２の構成ではこの条件を満たすことは困難である。発明等の実験では、軸方向に３０ｍｍの範囲内にあれば、振動を充分に防止しうることが分かった。
【００３３】
架台５０には、図３に示すように、研磨テーブル２２のスクロール運動とバランスウェイトリング７６の回転運動のずれから生じる振動を検知する振動計８８が設けられている。この振動計８８の出力端子はポリッシング装置の制御部に接続されており、制御部は、検出された振動が一定の大きさを超えた場合にアラーム信号を出力し、駆動軸５８の回転を停止させるように構成されている。振動計８８としては、変位計があるが、固定スリーブ５２や動作のない筐体部に加速度計を取り付けてもよい。
【００３４】
トップリング装置２４は、図１及び図２に示すように、支柱９０の先端に取り付けられた揺動可能なトップリングヘッド９２と、このトップリングヘッド９２の自由端側に回転及び上下動可能に支持されたトップリングシャフト９４を有している。このトップリングシャフト９４の下端には、下面に基板を保持する略円盤状のトップリング９６が取り付けられている。トップリングヘッド９２の内部には、トップリング９６を駆動する図示しないモータ及び上下動シリンダが配置されている。トップリング９６は、図示しない揺動モータによってトップリングヘッド９２を揺動することにより、研磨テーブル２２の上方のポリッシング位置とこれを外れた退避位置、更にはプッシャ２８上の基板授受位置との間を移動可能になっている。
【００３５】
ドレッシング装置２６は、支柱９８の先端に揺動可能に取り付けられたドレッサヘッド１００と、このドレッサヘッド１００の自由端側に回転及び上下動可能に支持されたドレッサシャフトを有している。このドレッサシャフトの下端には、下面にドレッシングツールを有するドレッサ１０２が取り付けられている。
【００３６】
次に、このような構成のポリッシング装置の動作を説明する。
先ず、第１の搬送ロボット１６ａによって基板をカセット１２ａ，１２ｂから取り出し、反転機２０で反転させた後、第２の搬送ロボット１６ｂでプッシャ２８上に搬送して載置する。この状態で、トップリング装置２４のトップリングヘッド９２を揺動させてトップリング９６をプッシャ２８の上方に移動させ、プッシャ２８を上昇させて基板をトップリング９６で吸着保持する。次に、トップリング装置２４のトップリングヘッド９２を揺動させてトップリング９６を研磨面３４ａの上方に移動させる。
【００３７】
そして、トップリング９６を回転させながら下降させて、駆動軸５８の回転に伴ってスクロール運動をしている研磨テーブル２２の研磨面３４ａに向けて押圧し、同時に研磨液供給配管６６から研磨液流路４６及び砥液吐出孔４８を通じて研磨液を研磨面３４ａに供給して基板を研磨する。また、温調水流路４２に温調水を流して、研磨テーブル２２や空間３８に一度留まる研磨液の温度を調整する。
【００３８】
ポリッシング終了後、トップリング９６を上昇させて基板を研磨面３４ａから離脱させ、トップリング装置２４のトップリングヘッド９２を揺動させてトップリング９６をプッシャ２８の上方に移動させる。この基板の研磨面３４ａからの離脱の際に、砥液流路４６または別の経路から砥液吐出孔４８を通じて、例えば２ｋｇｆ／ｃｍ２以下の圧力の流体を基板に向けて噴出させるようにしてもよい。この流体の噴出する力で基板を持ち上げ、基板と研磨面との間の流体の表面張力を破壊することにより、研磨面３４ａからの基板の離脱を確実にする。また、ポリッシングを行っていない時に、砥液流路４６または別の経路から砥液吐出孔４８を通じて研磨面３４ａに純水や砥液、薬液等を間欠的に供給して、研磨面３４ａの乾燥を防止するようにしてもよい。
【００３９】
次に、退避位置にあったドレッシング装置２６のドレッサヘッド１００を揺動させて、ドレッサ１０２を研磨面３４ａの上方に移動させる。そして、ドレッサ１０２を比較的低速で回転させつつ下降させて、駆動軸５８の回転に伴ってスクロール運動をしている研磨テーブル２２の研磨面３４ａに向けて押圧して、研磨面３４ａをドレッサ１０２でドレッシングして、研磨面３４ａを再生する。研磨面３４ａのドレッシング終了後、ドレッサ１０２を上昇させ、ドレッシング装置２６のドレッサヘッド１００をその退避位置まで揺動させる。なお、この退避位置には、ドレッサ１０２の洗浄を行なうためのドレッサ洗浄機能が具備されている。
【００４０】
このドレッシングと並行して、トップリング９６とプッシャ２８との間で研磨後の基板の受渡しを行い、純水または洗浄液により、基板及びトップリング９６に洗浄を施した後、トップリング装置２４のトップリングヘッド９２を退避位置に戻す。そして、プッシャ２８上の研磨後の基板を第２の搬送ロボット１６ｂによって、例えばロールスポンジによる両面洗浄機能を有する第１の洗浄装置１８ａに搬送し、この洗浄装置１８ａで基板の両面を洗浄した後、第２の搬送ロボット１６ｂによって反転機２０に搬送して反転させる。
【００４１】
その後、第１の搬送ロボット１６ａで反転機２０上に基板を取り出し、これを、例えば上面洗浄用のペンスポンジとスピンドライ機能を具備する第２の洗浄装置１８ｂに搬送して洗浄・乾燥させ、これを第１の搬送ロボット１６ａでカセット１２ａ，１２ｂに戻す。
【００４２】
研磨の進行に伴って砥石３４が摩耗した場合には、必要に応じて、バランスウェイトリング７６のカウンタピース装着部８６に装着されているカウンタピース８４の数を減少させて、バランスウェイトリング７６の重量を調整する。砥石３４の摩耗が進んだ場合には、真空経路４４の負圧を解き、第２定盤３６を第１定盤３２の上面から分離し、新たな砥石を貼り付けた台座を第１定盤３２上に載置した後、真空経路４４を真空引きして、これを第１定盤３２上に吸着保持する。
【００４３】
図７は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、これは、２基の研磨装置１０，１０と、この各研磨装置１０，１０毎に各２台、合計４台の洗浄装置１８ａ，１８ａ、１８ｂ，１８ｂと各１台の反転機２０，２０を備え、この研磨装置の間に２台の搬送ロボット１６ａ，１６ｂを配置して、基板のポリッシング及び研磨面のドレッシングをパラレルに行えるようにしたものである。
【００４４】
この実施の形態によれば、搬送ロボット１６ａ，１６ｂを共有させて、その数及び設置スペースを減少させることで、例えば第１の実施の形態のポリッシング装置を２台並列に配置するのに比べて、ポリッシング装置のより小型化を図ることができる。
【００４５】
図８は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、これは、研磨テーブル２２の側方に主軸１０４の回動に伴って揺動するベルクランク状の揺動ヘッド１０６を配置し、この揺動ヘッド１０６の各自由端にトップリング９６とドレッサ１０２とをそれぞれ回転及び上下動可能に支持するようにしたものである。これにより、揺動ヘッド１０６を揺動させることで、トップリング９６とドレッサ１０２を研磨テーブル２２の上方の作動位置と退避位置との間で一体に移動するようにしたものである。
なお、本実施例では研磨面として砥石を用いたものを例に示したが、砥石に限らず、弾性を有する研磨布を用い、研磨面上には研磨液として砥液を供給してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動軸の偏心する係合端部によってスクロール運動させられる研磨テーブルからの反作用として駆動軸に作用する遠心力を、支持機構によって安定に回転可能に支持したバランスウェイトでバランスさせることにより、駆動軸にウエイトを取り付ける必要をなくすことができ、駆動軸の長さを短くして装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のポリッシング装置の全体平面図である。
【図２】図１の研磨装置の正面図である。
【図３】図２の要部拡大断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】研磨テーブルを構成する基台と駆動軸を取り出して示す断面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のポリッシング装置の全体平面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のポリッシング装置の全体平面図である。
【図９】従来のポリッシング装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 研磨装置
２２ 研磨テーブル
２４ トップリング装置
２６ ドレッシング装置
３０ 基台
３１ ボス部（連結部）
３４ 砥石
３４ａ 研磨面
３６ 台座
４２ 温調水流路
４４ 真空経路
４６ 研磨液流路
４８ 研磨液吐出孔
５６ プーリ
５８ 駆動軸
５８ａ 駆動ピン
６０ 温調水入口配管
６２ 温調水出口配管
６４ 真空配管
６６ 研磨液供給配管
７６ バランスウェイト
８４ カウンタピース
８６ カウンタピース装着部
８８ 振動計
９２，１００，１０６ 揺動ヘッド
９６ トップリング
１０２ ドレッサ
Claims (6)
- 研磨面を有する研磨テーブルと、
回転する駆動軸にその軸心から偏心した位置に形成された係合端部とを備え、
前記研磨テーブルに形成された連結部を前記係合端部と係合させて前記研磨テーブルをスクロール運動させるようにしたポリッシング装置において、
前記研磨テーブルによって前記駆動軸に負荷される遠心力を打ち消す方向に作用するバランスウェイトと、該バランスウェイトを回転可能に支持する支持機構とを有し、
前記バランスウェイトは、前記連結部を収容する偏心穴が形成された略平板であることを特徴とするポリッシング装置。 - 前記係合端部は、前記偏心穴に対してさらに偏心しており、これにより、前記バランスウェイトと前記研磨テーブルの連れ回りを防止するようになっていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
- 前記駆動軸として中空軸が使用され、この中空軸の内部に前記研磨テーブルに接続された配管が挿通されていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
- 前記バランスウェイトには、この重量を調節するカウンタピースを着脱可能に装着するカウンタピース装着部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
- 前記研磨テーブルのスクロール運動と前記バランスウェイトの回転運動のずれから生じる振動を検知する振動計が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
- 前記配管には研磨液供給配管が含まれ、前記研磨面から被研磨物を離脱させる際に、前記研磨液供給配管から前記研磨面に供給される研磨液で該研磨面と被研磨物との間の流体の表面張力を破壊することを特徴とする請求項３に記載のポリッシング装置。
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