JP4412192B2 - Polishing pad dressing method - Google Patents
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Description
本発明は研磨パッドのドレッシング方法に係り、特に、半導体集積回路の層間膜等の平坦化プロセスに使用される研磨装置に好適に適用できる研磨パッドのドレッシング方法に関する。 The present invention relates to a polishing pad dressing method, and more particularly to a polishing pad dressing method that can be suitably applied to a polishing apparatus used in a planarization process of an interlayer film or the like of a semiconductor integrated circuit.
半導体集積回路のデザインルールの縮小化に伴って、層間膜等の平坦化プロセスに化学的機械研磨法(CMP:Chemical Mechanical Polishing )が多用されるようになってきた。このCMPによるウェーハの研磨は、回転する研磨パッドにウェーハを回転させながら所定の圧力で押し付け、その研磨パッドとウェーハとの間に研磨剤スラリーを供給することにより行われる(たとえば、特許文献1参照。)。 Along with the reduction in the design rules of semiconductor integrated circuits, chemical mechanical polishing (CMP) has been frequently used in the planarization process of interlayer films and the like. The polishing of the wafer by CMP is performed by pressing the wafer against a rotating polishing pad with a predetermined pressure while rotating the wafer, and supplying abrasive slurry between the polishing pad and the wafer (see, for example, Patent Document 1). .)
このような研磨パッドは使用を重ねるにつれて反応生成物や砥粒等の研磨屑によって目詰まりを起こすので、ドレッシングが必要である。ドレッシングとしては、ブラシ又は砥石よりなるパッドドレッサーを研磨パッドに押圧して、研磨パッド表面を微小に荒らす方法が一般的である。
しかしながら、従来のドレッシング方法では、研磨パッドの深層に蓄積した研磨屑を除去することはできない。また、ブラシ又は砥石で強く研磨パッドを擦る必要があるので、研磨パッドを損傷したり、ブラシ又は砥石から発生する塵によって研磨パッドを汚染したりするという欠点がある。更に、凝集した研磨剤やパッドドレッサーからの脱粒等に起因してワーク(電子デバイス等)にスクラッチを生じさせることがある。 However, the conventional dressing method cannot remove the polishing dust accumulated in the deep layer of the polishing pad. Further, since it is necessary to strongly rub the polishing pad with a brush or a grindstone, there is a disadvantage that the polishing pad is damaged or the polishing pad is contaminated with dust generated from the brush or the grindstone. Further, the work (electronic device or the like) may be scratched due to agglomerated abrasives or detachment from the pad dresser.
また、研磨パッドのポアやグルーブに研磨屑やスラリー(研磨剤)の残渣が詰り、それが起因となってワークにスクラッチを生じさせることがある。 In addition, the polishing pad pores or grooves may be clogged with residues of polishing waste or slurry (abrasive), which may cause scratches on the workpiece.
このように、研磨パッド起因の欠陥を生じた場合には、研磨パッドの交換が必要になり、稼働率の低下、歩留りの低下、資材のコストアップ等、製造上大きな問題となる。 As described above, when a defect caused by the polishing pad occurs, the polishing pad needs to be replaced, which causes a large problem in manufacturing such as a reduction in operating rate, a reduction in yield, and an increase in material cost.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、研磨パッドを損傷したり汚染したりすることなくドレッシングすることができる研磨パッドのドレッシング方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a polishing pad dressing method capable of performing dressing without damaging or contaminating the polishing pad.
前記目的を達成するために、本発明は、スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、洗浄液及び気体を含む2以上の流体を混合しノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うとともに、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a polishing pad dressing method in a polishing apparatus for performing processing by bringing a workpiece into contact with a polishing pad while supplying slurry, and comprising two or more fluids including a cleaning liquid and a gas. There is provided a polishing pad dressing method characterized in that the polishing pad is dressed by mixing and ejecting from a nozzle toward the polishing pad, and the polishing pad is washed with a rinse liquid having a flow rate larger than that of the cleaning liquid. .
また、本発明は、スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、洗浄液及び気体を含む2以上の流体を混合しノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行い、その後、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法を提供する。 The present invention also relates to a polishing pad dressing method in a polishing apparatus for performing processing by bringing a workpiece into contact with a polishing pad while supplying slurry, and mixing two or more fluids including a cleaning liquid and a gas, and performing the polishing from a nozzle There is provided a polishing pad dressing method characterized in that a polishing pad is dressed by being ejected toward the pad, and then the polishing pad is washed with a rinse liquid having a larger flow rate than the cleaning liquid.
また、本発明は、スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、超音波振動を印加した洗浄液をノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うとともに、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法を提供する。 The present invention is also a polishing pad dressing method in a polishing apparatus that performs processing by bringing a workpiece into contact with the polishing pad while supplying slurry, and directs the cleaning liquid applied with ultrasonic vibration from the nozzle toward the polishing pad. There is provided a polishing pad dressing method characterized in that the polishing pad is dressed by jetting and the polishing pad is washed with a rinse liquid having a larger flow rate than the cleaning liquid.
また、本発明は、スラリーを供給しながらワークを研磨パッドに接触させて加工を行う研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、超音波振動を印加した洗浄液をノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行い、その後、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法を提供する。 The present invention is also a polishing pad dressing method in a polishing apparatus that performs processing by bringing a workpiece into contact with the polishing pad while supplying slurry, and directs the cleaning liquid applied with ultrasonic vibration from the nozzle toward the polishing pad. A polishing pad dressing method is provided, wherein dressing of the polishing pad is performed by jetting, and then the polishing pad is cleaned with a rinse liquid having a flow rate larger than that of the cleaning liquid.
本発明によれば、洗浄液の噴出によるドレッシングを行って、研磨パッドの深層に蓄積した研磨屑が研磨パッドの表面に浮き出したとしても、大流量のリンス液で研磨パッドを洗浄するので、研磨パッドを汚染するという欠点は生じず、良好なドレッシング結果が得られる。 According to the present invention, since the polishing pad is washed with a large flow of rinsing liquid even if polishing waste accumulated in the deep layer of the polishing pad floats on the surface of the polishing pad by performing dressing by jetting the cleaning liquid, the polishing pad is The disadvantage of fouling does not occur and good dressing results are obtained.
本発明によれば、パッドドレッサーによる従来のドレッシング方法に加え、洗浄液及び気体を含む2以上の流体を混合しノズルより研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うので、パッドドレッサーによって掻き出された研磨屑を直ちに洗い流すことができる。 According to the present invention, in addition to the conventional dressing method using a pad dresser, two or more fluids including cleaning liquid and gas are mixed and ejected from the nozzle toward the polishing pad to perform dressing of the polishing pad. The removed polishing debris can be washed away immediately.
また、本発明によれば、パッドドレッサーによる従来のドレッシング方法に加え、超音波振動を印加した洗浄液をノズルより研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うので、パッドドレッサーによって掻き出された研磨屑を直ちに洗い流すことができる。 Further, according to the present invention, in addition to the conventional dressing method using the pad dresser, the cleaning liquid applied with ultrasonic vibrations is ejected from the nozzle toward the polishing pad to perform dressing of the polishing pad. The abrasive debris can be washed away immediately.
以下、添付図面に従って、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の好ましい実施の形態(第1の実施形態)について詳説する。図1は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される研磨装置10の正面図であり、図2は、同じく要部平面図である。
A preferred embodiment (first embodiment) of a dressing method for a polishing pad according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view of a
図1及び図2に示されるように、研磨装置10は、主として研磨定盤52と、ワークWを保持するウェーハ保持ヘッド51と、スラリー(研磨剤が分散された溶液であり、多くの場合メカノケミカル研磨剤が使用される)を供給するスラリー供給腕53とで構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
研磨定盤52は円盤状に形成され、その下面中央には回転軸54が連結されている。研磨定盤52は、この回転軸54に連結されたモータ56を駆動することにより、図の矢印の方向に回転するようになっている。また、この研磨定盤52の上面には研磨パッド50が貼り付けられており、この研磨パッド50上にスラリー供給腕53先端のノズル53Aからスラリーが供給されるようになっている。
The
ウェーハ保持ヘッド51は、下面にワークWを保持する円盤状部材であり、上面中央に接続された押圧軸51Aにより図示しない押圧手段より押圧力が伝達されるようになっている。そして、研磨定盤52の回転にしたがって、図の矢印の方向に回転(つれ回り)するようになっている。
The
次に、本発明の特徴部分である研磨パッドのドレッシング手段について説明する。この研磨パッドのドレッシング手段は、パッドドレッサー60とノズル14よりなる。これらは、アーム42及びパイプ16を介してポンプ20に支持されている。
Next, the dressing means for the polishing pad, which is a feature of the present invention, will be described. The dressing means for the polishing pad includes a
このうち、パッドドレッサー60は、表面(下面)にダイヤモンド砥粒が固定された円盤状体である。このパッドドレッサー60は、上面中央に接続された軸60Aを介してアーム42に回動自在に支持されている。したがって、このパッドドレッサー60が研磨パッド50に押圧された状態で研磨定盤52が回転駆動されると、パッドドレッサー60も回転(つれ回り)する。
Among these, the
ノズル14は、研磨パッド50の表面より所定距離の位置に配置されている。図3は、このノズル14を説明するもので、ノズル14の断面図である。ノズル14は、吐出口22を有し、圧縮エア供給口24より供給された圧縮エアと、洗浄水供給口26より供給された洗浄水をその内部で混合して、吐出口22より微粒化して噴出させる構成のものである。
The
この吐出口22より噴出されるスプレーパターン(噴射パターン)は、円形パターン、楕円形又は長円パターン、長方形パターン等の各種パターンが採用でき、これに応じてノズル14の種類は、各種の仕様のものが採用できる。
Various patterns such as a circular pattern, an oval or oval pattern, and a rectangular pattern can be adopted as the spray pattern (spray pattern) ejected from the
このノズル14の圧縮エア供給口24には、圧縮エア供給配管であるフレキシブル耐圧ホース15の一端が接続されており、フレキシブル耐圧ホース15の他端は、圧縮エア供給源(たとえば、エアコンプレッサ)15Aに接続されている。なお、フレキシブル耐圧ホース15は、図2においては図示を省略されている。
One end of a
また、ノズル14は、パイプ16を介してポンプ20に接続されていて、このポンプ20は、可撓性のホース22を介してタンク24に接続されている。タンク24に貯留された洗浄液は、ポンプ20によって加圧されてノズル14に送られ、圧縮エアと混合されて研磨パッド50に向けて噴射されるようになっている。パイプ16は、扇形のラック26及びピニオンギア28を介してモータ30のスピンドルに係合されている。また、ポンプ20はロータリーステージ18を介してテーブル32上に設置されている。
The
したがって、モータ30を正転又は逆転させることにより、ノズル14及びパッドドレッサー60にロータリーステージ18を回動中心とする左右方向の揺動運動をさせることができる。このノズル14及びパッドドレッサー60の揺動運動は、図示しない制御部によってモータ30を介して制御される。図2ではこの揺動運動が示され、ノズル14及びパッドドレッサー60は、矢印d及びeで示されるように揺動運動できるようになっている。
Therefore, by rotating the
ポンプ20及びモータ30は、テーブル32上に設置されている。このテーブル32は、基台34上に設けられたレール36上で矢印a方向に移動自在であり、テーブル32の端部は、基台34に支持されているエアシリンダ38にロッド40を介して接続されている。したがって、エアシリンダ38を作動させることによって、テーブル32等を介してノズル14及びパッドドレッサー60を矢印a方向に移動させることができる。
The
なお、レール36及びエアシリンダ38等の配置を変更してテーブル32の移動方向を変更し、ノズル14及びパッドドレッサー60をパイプ16の軸と垂直な方向へ水平移動させるようにしてもよい。
The movement direction of the table 32 may be changed by changing the arrangement of the rail 36, the
ノズル14より噴射する洗浄液としては、水(超純水、一次純水、水道水等)が一般的であるが、これらに化学薬品を添加したものも使用できる。
As the cleaning liquid sprayed from the
次に、以上のように構成された研磨パッドのドレッシング手段(パッドドレッサー60とノズル14)の動作について説明する。研磨パッド50で研磨作業が行われ、研磨パッド50のドレッシングが必要になると、テーブル移動機構(エアシリンダ38等)を作動させて、ノズル14及びパッドドレッサー60が研磨パッド50の略中心上に位置するようにテーブル32を移動させる。そして、研磨パッド50上にパッドドレッサー60を押圧させるとともに、ポンプ24及び圧縮エア供給源15Aを作動させてノズル14から洗浄液を噴射させる。
Next, the operation of the dressing means (
パッドドレッサー60は、研磨パッド50に蓄積した研磨屑を、研磨パッド50の外周方向に掻き出す。ノズル14から噴射された洗浄液は、霧粒となり研磨パッド50に衝突する。
The
そして、洗浄液は、パッドドレッサー60によって掻き出された研磨屑を研磨パッド50の外周方向に直ちに洗い流す。掻き出した研磨屑を霧粒となった洗浄液で洗い流すので、研磨パッド50をパッドドレッサー60で強く擦る必要はない。
The cleaning liquid immediately rinses away the polishing scrapes scraped by the
したがって、研磨パッド50の損傷を防止でき、更に、パッドドレッサー60の磨耗による塵の発生を抑止して研磨パッド50の汚染を防止でき、また、凝集した研磨剤やパッドドレッサー60からの脱粒等に起因するスクラッチの発生を防止できる。
Therefore, it is possible to prevent the
本ドレッシング手段では、洗浄液の流量、洗浄液の霧粒の大きさ及び衝突速度を最適化して、研磨パッド50の深層まで充分に洗浄液を到達させているので、研磨パッド50には清浄な洗浄液が常に送り込まれている。したがって、パッドドレッサー60を回転(つれ回り)させ、パッドドレッサー60で研磨パッド50を押圧することにより、研磨パッド50を押し洗いする効果が生ずる。これにより、研磨パッド50の深層に蓄積した研磨屑を、研磨パッド50の表層に浮き上がらせて除去することができる。
In this dressing means, the flow rate of the cleaning liquid, the size of the mist of the cleaning liquid and the collision speed are optimized so that the cleaning liquid reaches the depth of the
そして、前記のように、パッドドレッサー60の回転及びノズル14からの洗浄液の噴射を行いながら、研磨パッド50(研磨定盤52)を図2の矢印方向に回転させる。更に、アーム42を図2の矢印d、e方向に揺動させながらドレッシングすることにより、研磨パッド50上の研磨屑を研磨パッド50の外周方向へ掃き出しつつ、研磨パッド50の全面がもれなくドレッシングされる。
Then, the polishing pad 50 (polishing surface plate 52) is rotated in the direction of the arrow in FIG. 2 while rotating the
研磨パッド50に衝突させる洗浄液の霧粒の粒径は、1μm以上500μm以下が好ましく、1μm以上300μm以下がより好ましく、1μm以上100μm以下が更に好ましい。
The particle size of the mist of the cleaning liquid that collides with the
小さすぎる霧粒は、空気の抵抗や研磨パッド50との衝突で運動エネルギーを失いやすく、大きすぎる霧粒は、研磨パッド50の孔に入ることができないので、いずれも研磨パッド50の深層まで達することができないからである。
Too small mist easily loses kinetic energy due to air resistance or collision with the
洗浄液の霧粒が研磨パッド50に衝突する速度は、10m/s以上500m/s以下が好ましく、30m/s以上150m/s以下がより好ましい。霧粒の衝突速度が小さすぎると、研磨パッド50の深層まで達するには運動エネルギーが足りず、霧粒の衝突速度が大きすぎると、研磨パッド50を損傷するおそれがあるからである。
The speed at which the mist of the cleaning liquid collides with the
以上の洗浄液の流量、洗浄液の霧粒の大きさ、及び衝突速度を実現するためには、洗浄液の供給量、洗浄液の供給圧、圧縮エアの供給量、及び圧縮エアの供給圧を適正値にすることが好ましい。 In order to achieve the above cleaning liquid flow rate, cleaning liquid mist size, and collision speed, set the cleaning liquid supply volume, cleaning liquid supply pressure, compressed air supply volume, and compressed air supply pressure to appropriate values. It is preferable to do.
このため、洗浄液のノズル14への供給圧力を、たとえば0.5MPaとでき、圧縮エアのノズル14への供給圧力を、たとえば0.5MPaとすると、洗浄液の供給流量は3リットル/分、エア流量は150リットル/分のノズル14で上記の粒子径と粒子速度を実現することができる。
Therefore, when the supply pressure of the cleaning liquid to the
以上説明した研磨パッドのドレッシング手段の動作において、被研磨物(ワークW、ウェーハ上のパターン等)の材質、研磨パッド50の種類、研磨剤スラリーの組成等に応じて、研磨加工とドレッシングとの組み合わせに各種のバリエーションが考えられる。以下、このバリエーションについて説明する。
In the operation of the dressing means for the polishing pad described above, the polishing process and the dressing are performed in accordance with the material of the workpiece (work W, pattern on the wafer, etc.), the type of the
1)研磨加工と同時にパッドドレッサー60による研磨パッド50のドレッシングを行うとともに、研磨加工の後にノズル14から洗浄液を噴出させて研磨パッド50のドレッシングを行う方法。
1) A method in which the
このように、in−situでパッドドレッサー60によるドレッシングを行うとともに、Ex−situで洗浄液の噴出によるドレッシングを行えば、ドレッシングによるダウンタイムを最小限にでき、稼働率が向上する。
As described above, if the dressing is performed by the
なお、このドレッシングは、各ワークW(ウェーハ)の処理毎に行わなくてもよく、たとえば、ワークWの10カセット処理(250枚)毎に1回行う方法でよい(以降のバリエーション(バリエーション2)〜6))においても同じ)。 This dressing does not have to be performed for each processing of each workpiece W (wafer). For example, the dressing may be performed once for every 10 cassette processing (250 sheets) of the workpiece W (the following variations (variation 2)). The same applies to -6)).
2)研磨加工と同時にパッドドレッサー60による研磨パッド50のドレッシングを行うとともに、研磨加工の後に、パッドドレッサー60による研磨パッド50のドレッシングと同時に、ノズル14から洗浄液を噴出させて研磨パッド50のドレッシングを行う方法。
2) The
このように、in−situでパッドドレッサー60によるドレッシングを行うとともに、Ex−situでパッドドレッサー60によるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを行っても、ドレッシングによるダウンタイムを減少でき、稼働率が向上する。
As described above, even if dressing by the
3)研磨加工の後に、パッドドレッサー60による研磨パッド50のドレッシングと同時に、ノズル14から洗浄液を噴出させて研磨パッド50のドレッシングを行う方法。
3) A method of performing dressing of the
Cu等の層間膜の平坦化プロセスにおいては、in−situでのドレッシングが不適であり、このようにEx−situでのパッドドレッサー60によるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを同時に行うことにより、良好な結果が得られる。
In-situ dressing is unsuitable in the planarization process of an interlayer film such as Cu, and it is preferable to perform dressing by the
4)研磨加工の後に、パッドドレッサー60による研磨パッド50のドレッシングを行い、その後、パッドドレッサー60による研磨パッド50のドレッシングと同時に、ノズル14から洗浄液を噴出させて研磨パッド50のドレッシングを行う方法。
4) A method of performing dressing of the
このようなEx−situでのパッドドレッサー60によるドレッシングと、その後のパッドドレッサー60によるドレッシングと洗浄液の噴出によるドレッシングを同時に行うことによっても、良好な結果が得られる。
A good result can also be obtained by performing dressing by the
次に、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の他の実施の形態(第2の実施形態)について詳説する。図4は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される他の研磨装置の要部平面図であり、第1の実施形態の図2に対応する。なお、図1及び図2と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment (second embodiment) of the dressing method for a polishing pad according to the present invention will be described in detail. FIG. 4 is a plan view of an essential part of another polishing apparatus to which the dressing method for a polishing pad of the present invention is applied, and corresponds to FIG. 2 of the first embodiment. In addition, about the member similar to FIG.1 and FIG.2, the same code | symbol is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態において第1の実施形態と相違するのは、ドレッシング手段(パッドドレッサー60とノズル114)の構成とスラリー供給腕53の構成である。
This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the dressing means (the
先ず、ノズル114について説明する。図5は、ノズル114の断面図である。ノズル114は、略中央部より後方(基端部)に向って内径が広がる円筒形状の部材であるノズル本体116と、ノズル本体116の内周部に所定のクリアランスをもって内挿固定される内管118より構成されている。
First, the
ノズル本体116と内管118の基端部は、それぞれ圧縮エア供給口116A及び洗浄水供給口118Aとなっており、圧縮エアと、洗浄水が供給できるようになっている。そして、内管118の先端部分において、供給された圧縮エアと洗浄水が混合され、微粒化されて噴出される構成になっている。
The base end portions of the
ドレッシング手段に関しては、本実施形態においてパッドドレッサー60が、第1の実施形態と同様にアーム42の先端部分に回動自在に支持されているが、ノズル114は、第1の実施形態と異なり、アーム42の側面に固定されている。そして、ノズル114への洗浄液の供給は、ポンプ20(図1参照)より供給配管14Aを経て行われている。
Regarding the dressing means, in this embodiment, the
なお、アーム42は、第1の実施形態と異なり、回動中心42Aを中心に、図示しない回動手段により行われるようになっている(以降の第3〜第5の実施形態においても同じ)。
Note that, unlike the first embodiment, the
以上のドレッシング手段の構成は、第1の実施形態と異なっているものの、この基本的な作用は、第1の実施形態と略同様である。また、以上のように構成された研磨パッドのドレッシング手段(パッドドレッサー60とノズル114)の動作については、第1の実施形態と略同様であることより、説明を省略する。
Although the configuration of the dressing means described above is different from that of the first embodiment, this basic operation is substantially the same as that of the first embodiment. The operation of the dressing means (pad
なお、後述する研磨加工とドレッシングとの組み合わせの他のバリエーション(バリエーション5)及び6))の際のように、パッドドレッサー60を使用しない場合には、パッドドレッサー60が上方に退避可能となっている。
In the case of not using the
一方、スラリー供給用のノズル53Aは、第1の実施形態と同様に、スラリー供給腕53の先端部分に固定されているが、本実施形態においては、これに加え、6個のリンス液供給ノズル55、55…がスラリー供給腕53の下面に所定間隔をもって固定されている。
On the other hand, the
以上のスラリー供給腕53の構成により、第1の実施形態と異なり、研磨パッド50上の中心より外周までの広い範囲にわたってリンス液が供給可能となっている。
The configuration of the above
以上のように構成されたスラリー供給腕53の動作について説明する。研磨加工の際には、スラリー供給腕53は図4の位置に固定され、先端のスラリー供給用のノズル53Aより研磨パッド50上にスラリーが供給される。このとき、リンス液供給ノズル55、55…よりのリンス液の供給はない。
The operation of the
一方、ノズル114によるドレッシングの際、又は、ノズル114によるドレッシングの後には、リンス液供給ノズル55、55…よりリンス液が研磨パッド50上に供給され、ノズル114により研磨パッド50の深層から研磨パッド50の表層に浮き上がらせた研磨屑を、研磨パッド50の外周方向へ流し去り、研磨パッド50の全面をもれなくドレッシングする。
On the other hand, at the time of dressing by the
この際、研磨パッド50(研磨定盤52)が回転しているので、スラリー供給腕53は図4の位置に固定されていても、研磨パッド50の全面をもれなくドレッシングできる。なお、ドレッシングの際には、スラリー供給用のノズル53Aよりの研磨パッド50上へのスラリー供給はない。
At this time, since the polishing pad 50 (polishing surface plate 52) is rotating, the entire surface of the
リンス液供給ノズル55、55…より供給されるリンス液としては、水(超純水、一次純水、水道水等)が一般的であるが、これらに化学薬品を添加したものも使用できる。このリンス液の供給流量は、ノズル114より噴射する洗浄液の流量より多いことが求められる。このようにリンス液の供給流量を洗浄液の流量より多くすることにより、研磨パッド50の表層に浮き上がらせた研磨屑を、研磨パッド50の外周方向へもれなく流し去ることができる。
As the rinsing liquid supplied from the rinsing
たとえば、ノズル114より噴射する洗浄液の流量を1リットル/分とした場合、リンス液の供給流量を2〜100リットル/分とすることが好ましいが、研磨定盤52のサイズ等の条件により最適供給流量は変わる。
For example, when the flow rate of the cleaning liquid sprayed from the
次に、第2の実施形態の構成による、研磨加工とドレッシングとの組み合わせのバリエーションについて説明する。 Next, variations of the combination of polishing and dressing according to the configuration of the second embodiment will be described.
5)研磨加工の後に、洗浄液をノズル114より研磨パッド50に向けて噴出させて研磨パッド50のドレッシングを行うとともに、洗浄液よりも大流量のリンス液をリンス液供給ノズル55、55…より研磨パッド50上に供給して研磨パッド50を洗浄する。
5) After polishing, the cleaning liquid is sprayed from the
このように、洗浄液の噴出によるドレッシングを行って、研磨パッド50の深層に蓄積した研磨屑が研磨パッド50の表面に浮き出したとしても、大流量のリンス液で研磨パッド50を洗浄するので、研磨パッド50を汚染するという欠点は生じず、良好なドレッシング結果が得られる。
As described above, even if polishing waste accumulated in the deep layer of the
6)研磨加工の後に、洗浄液をノズル114より研磨パッド50に向けて噴出させて研磨パッド50のドレッシングを行い、その後、洗浄液よりも大流量のリンス液をリンス液供給ノズル55、55…より研磨パッド50上に供給して研磨パッド50を洗浄する。
6) After the polishing process, the cleaning liquid is sprayed from the
このように、洗浄液の噴出によるドレッシングを行って、研磨パッド50の深層に蓄積した研磨屑が研磨パッド50の表面に浮き出したとしても、大流量のリンス液で研磨パッド50を洗浄するので、研磨パッド50を汚染するという欠点は生じず、良好なドレッシング結果が得られる。
As described above, even if polishing waste accumulated in the deep layer of the
次に、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の他の実施の形態(第3の実施形態)について詳説する。図6は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図であり、第1の実施形態の図2及び第2の実施形態の図4に対応する。なお、図1、図2及び図4と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment (third embodiment) of the polishing pad dressing method according to the present invention will be described in detail. FIG. 6 is a plan view of an essential part of still another polishing apparatus to which the dressing method for a polishing pad of the present invention is applied, and corresponds to FIG. 2 of the first embodiment and FIG. 4 of the second embodiment. In addition, about the same and similar member as FIG.1, FIG2 and FIG.4, the same code | symbol is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態において第2の実施形態と相違するのは、ドレッシング手段のノズル214の構成(ノズル214の種類及び固定方法)である。すなわち、ノズル214がアーム42の側面に配されている点では、第2の実施形態と共通であるが、このノズル214は、ノズルガイド14Bを介してアーム42に対して長手方向に摺動自在に支持されている。なお、ノズル214への洗浄液の供給は、ポンプ20(図1参照)より供給配管14Aを経て行われている。
This embodiment is different from the second embodiment in the configuration of the
図8は、ノズル214の構成を説明する断面図である。このノズル214は、流水式超音波洗浄機であり、ノズル本体216と、ノズル本体216の側面に形成される洗浄水供給口218と、ノズル本体216内部の後端部に設けられる超音波振動子220と、超音波振動子220を駆動させる図示しない駆動回路と、ノズル本体216の先端に形成される吐出口222とより構成される。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the
ノズル214において、洗浄水供給口218より供給された洗浄水は、超音波振動子220により超音波振動224が印加され、その状態で吐出口222より微粒化して噴出されるようになっている。
In the
ノズル214の種類は、噴射パターンや超音波振動224の効果等により、各種の仕様のものが採用できる。たとえば、噴射パターンが円状パターンのフルコーンで、超音波の周波数が2kHzで出力が1kW、流量が1リットル/分のものが使用できるが、研磨パッド50の種類、スラリーの種類等により、超音波の周波数や出力を変える必要がある。
As the type of the
以上の構成に対応する第3の実施形態の作用について説明する。ドレッシング手段によるドレッシングの際には、アーム42が図6に示される退避位置より想像線(二点鎖線)の位置に移動し、パッドドレッサー60とノズル214のいずれか、又は双方による研磨パッド50のドレッシングが行われる。
The operation of the third embodiment corresponding to the above configuration will be described. During dressing by the dressing means, the
このとき、パッドドレッサー60の位置を固定した状態でノズル214を長手方向に摺動させることができる。したがって、パッドドレッサー60の位置を固定したまま、洗浄液をノズル214より研磨パッド50に向けて噴出させて研磨パッド50の略全面のドレッシングが行える。
At this time, the
以上のように、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の第3実施形態によれば、パッドドレッサー60による従来のドレッシング方法に加え、超音波振動224を印加した洗浄液をノズル214より研磨パッド50に向けて噴出させて研磨パッド50のドレッシングを行うので、パッドドレッサー60によって掻き出された研磨屑を直ちに洗い流すことができる。また、洗浄液で研磨パッド50を洗い流すので、研磨パッド50をパッドドレッサー60で必要以上に強くドレッシングしなくともよい。
As described above, according to the third embodiment of the dressing method of the polishing pad according to the present invention, in addition to the conventional dressing method using the
更に、超音波振動224を印加した洗浄液を研磨パッド50に衝突させ、研磨パッド50の深層まで充分に洗浄液を到達させるようにしたので、パッドドレッサー60が研磨パッド50を叩いて研磨パッド50を押し洗いする効果を生じさせることができる。したがって、研磨パッド50の深層に蓄積した研磨屑を、研磨パッド50の表層に浮き上がらせ、除去することができる。
Furthermore, since the cleaning liquid applied with the
次に、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の他の実施の形態(第4の実施形態)について詳説する。図8は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図であり、第1の実施形態の図2、第2の実施形態の図4、及び第3の実施形態の図6に対応する。なお、図1、図2、図4及び図6と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment (fourth embodiment) of the polishing pad dressing method according to the present invention will be described in detail. FIG. 8 is a plan view of an essential part of still another polishing apparatus to which the dressing method for a polishing pad according to the present invention is applied. FIG. 8 shows the first embodiment, FIG. 4 shows the second embodiment, and FIG. This corresponds to FIG. 6 of the embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same and similar member as FIG.1, FIG.2, FIG.4 and FIG.6, and the detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態において第1の実施形態と相違するのは、ドレッシング手段のノズル14の構成である。すなわち、ノズル14がアーム42に配されずに、スラリー供給腕53の先端部分の近傍(スラリー供給用のノズル53Aの内側)に配されている。なお、ノズル14への洗浄液の供給は、ポンプ20(図1参照)より供給配管14Aを経て行われている。また、フレキシブル耐圧ホース15の図示は省略されている。
The present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the
なお、ドレッシング手段において、ノズル14(図3参照)が採用されているが、これに代えて第2実施形態のノズル114(図5参照)、又は第3実施形態のノズル214(図7参照)を使用してもよい。 In the dressing means, the nozzle 14 (see FIG. 3) is employed. Instead, the nozzle 114 (see FIG. 5) of the second embodiment or the nozzle 214 (see FIG. 7) of the third embodiment. May be used.
以上の構成に対応する第4の実施形態の作用について説明する。ドレッシング手段によるドレッシングの際には、アーム42が図8に示される退避位置より想像線(二点鎖線)の位置に移動し、パッドドレッサー60による研磨パッド50のドレッシングが行われる。
The operation of the fourth embodiment corresponding to the above configuration will be described. At the time of dressing by the dressing means, the
このパッドドレッサー60による研磨パッド50のドレッシングと同時に、洗浄液をノズル14より研磨パッド50に向けて噴出させて研磨パッド50のドレッシングを行う場合、パッドドレッサー60の位置(アーム42の位置)を固定した状態で、スラリー供給腕53を揺動させることにより、洗浄液をノズル14より研磨パッド50に向けて噴出させて研磨パッド50の略全面のドレッシングが行える。
At the same time as the dressing of the
次に、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の他の実施の形態(第5の実施形態)について詳説する。図9は、本発明の研磨パッドのドレッシング方法が適用される更に他の研磨装置の要部平面図であり、第1の実施形態の図2、第2の実施形態の図4、第3の実施形態の図6及び第4の実施形態の図8に対応する。なお、図1、図2、図4、図6及び図8と同一、類似の部材については、同様の符号を附し、その詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment (fifth embodiment) of the dressing method for a polishing pad according to the present invention will be described in detail. FIG. 9 is a plan view of an essential part of still another polishing apparatus to which the dressing method for a polishing pad of the present invention is applied. FIG. 9 shows the first embodiment, FIG. 4 shows the second embodiment, and FIG. This corresponds to FIG. 6 of the embodiment and FIG. 8 of the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same and similar member as FIG.1, FIG.2, FIG.4, FIG.6 and FIG.8, and the detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態において第1の実施形態と相違するのは、ドレッシング手段のパッドドレッサー60の構成とノズル14の構成である。すなわち、ノズル14(ノズル114又はノズル214でもよい)はパッドドレッサー60の背面に配されており、パッドドレッサー60に設けられた貫通孔又はパッドドレッサー60の内外周より洗浄液が研磨パッド50に向けて噴出されるようになっている。なお、ノズル14(114、214)への洗浄液の供給は、ポンプ20(図1参照)より供給配管14Aを経て行われている。
The present embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the
以下、パッドドレッサー60の詳細について説明する。図10〜図13は、パッドドレッサー60の平面図(下面図)である。図10に示されるパッドドレッサー60は、円盤状で、中心部に貫通孔60Aが設けられ、この貫通孔60Aより洗浄液が噴出される構成のものである。
Hereinafter, details of the
図11に示されるパッドドレッサー60は、円盤状で、全面に分散して複数(図では8個)の貫通孔60B、60B…が設けられ、この貫通孔60B、60B…より洗浄液が噴出される構成のものである。
The
図12に示されるパッドドレッサー60は、円盤状で、この外周側にリング状部材61が設けられ、このリング状部材61に設けられた複数(図では4個)の貫通孔61A、61A…より洗浄液が噴出される構成のものである。
The
図13に示されるパッドドレッサー60は、円環状で、この内周側にリング状部材63が設けられ、このリング状部材63に設けられた複数(図では4個)の貫通孔63A、63A…より洗浄液が噴出される構成のものである。
The
このように、図10〜図13に示されるいずれかの構成を採用することにより、パッドドレッサー60とノズル14(114、214)といった2種類のドレッシング方法を組み合わせた相乗効果が得られる。
As described above, by adopting any one of the configurations shown in FIGS. 10 to 13, a synergistic effect obtained by combining two kinds of dressing methods such as the
すなわち、いずれの構成のものも、パッドドレッサー60とノズル14(114、214)とが隣接して配されているので、パッドドレッサー60によって研磨パッド50より掻き出された研磨屑等の異物を、ノズル14(114、214)より噴出される洗浄液により直ちに洗い流すことができる。
That is, in any configuration, since the
以上、本発明に係る研磨パッドのドレッシング方法の各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。 As mentioned above, although each embodiment of the dressing method of the polishing pad which concerns on this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various aspects can be taken.
たとえば、本実施の形態ではノズル14(114)として、洗浄液と圧縮エアの2流体を混合する構成のものが採用されているが、3流体(たとえば、1種類の液体と2種類の気体)以上の流体を混合する構成のものを採用してもよい。また、本実施の形態ではノズル14(114)の内部又は先端部で洗浄液と圧縮エアを混合する構成のものが採用されているが、ノズルの上流側で2以上の流体を混合する構成のものを採用してもよい。 For example, in the present embodiment, the nozzle 14 (114) employs a configuration in which two fluids of cleaning liquid and compressed air are mixed, but three or more fluids (for example, one type of liquid and two types of gas) or more. It is also possible to adopt a configuration that mixes these fluids. In the present embodiment, a configuration in which cleaning liquid and compressed air are mixed inside or at the tip of the nozzle 14 (114) is adopted, but a configuration in which two or more fluids are mixed upstream of the nozzle. May be adopted.
また、本発明の第2の実施の形態(図4参照)において、6個のリンス液供給ノズル55、55…がスラリー供給腕53の下面に所定間隔をもって固定されているが、このリンス液供給ノズル55、55…に代えてノズル214(流水式超音波洗浄機)を配することもできる。
In the second embodiment of the present invention (see FIG. 4), six rinse
更に、本実施の形態では、ドレッシング手段のノズルとして、2流体を混合する構成のもの(14又は114)か、流水式超音波洗浄機(214)のいずれかを採用しているが、両者を併用することもできる。このように両者を併用すれば、一層良好なドレッシングが行える。 Further, in the present embodiment, either a nozzle configured to mix two fluids (14 or 114) or a flowing water type ultrasonic cleaner (214) is employed as a nozzle of the dressing means. It can also be used together. Thus, if both are used together, better dressing can be performed.
また、本実施の形態では、下面にワークWを保持するウェーハ保持ヘッド51が、研磨定盤52の回転にしたがって、各図の矢印の方向に回転(つれ回り)する構成となっているが、このウェーハ保持ヘッド51に独自の駆動手段(モータ等)を設けることもできる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態に示される研磨装置10は、ウェーハ保持ヘッド51でワークWを保持する形式のものであるが、本発明は、研磨パッド50上に配されるリング状部材の内側に配されるキャリヤー内にワークWを配する形式の研磨装置、いわゆるリングポリッシャーにも好適に適用できる。
Further, the polishing
更に、本実施の形態においては、ドレッシングの対象として、半導体ウェーハ研磨装置の研磨パッド(たとえばポリウレタン製パッド)を例にとったが、これに限定されることなく、本発明を、他の研磨装置の研磨バフや多孔質の砥石等のドレッシングにも好適に適用できる。 Furthermore, in the present embodiment, the polishing pad (for example, polyurethane pad) of the semiconductor wafer polishing apparatus is taken as an example of the dressing target, but the present invention is not limited to this and other polishing apparatuses are used. It can also be suitably applied to dressings such as polishing buffs and porous grinding wheels.
10…研磨装置、14、114、214…ノズル、15…フレキシブル耐圧ホース、16…パイプ、20…ポンプ、50…研磨パッド、51…ウェーハ保持ヘッド、52…研磨定盤、53…スラリー供給腕、60…パッドドレッサー、W…ワーク
DESCRIPTION OF
Claims (4)
洗浄液及び気体を含む2以上の流体を混合しノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うとともに、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。 A polishing pad dressing method in a polishing apparatus that performs processing by bringing a workpiece into contact with a polishing pad while supplying slurry,
Two or more fluids including a cleaning liquid and a gas are mixed and ejected from a nozzle toward the polishing pad to perform dressing of the polishing pad, and the polishing pad is cleaned with a rinsing liquid having a larger flow rate than the cleaning liquid. A method of dressing a polishing pad.
洗浄液及び気体を含む2以上の流体を混合しノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行い、その後、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。 A polishing pad dressing method in a polishing apparatus that performs processing by bringing a workpiece into contact with a polishing pad while supplying slurry,
Two or more fluids including a cleaning liquid and a gas are mixed and ejected from the nozzle toward the polishing pad to dress the polishing pad, and then the polishing pad is cleaned with a rinsing liquid having a larger flow rate than the cleaning liquid. A method for dressing a polishing pad.
超音波振動を印加した洗浄液をノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行うとともに、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。 A polishing pad dressing method in a polishing apparatus that performs processing by bringing a workpiece into contact with a polishing pad while supplying slurry,
A polishing pad characterized in that a cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied is jetted from a nozzle toward the polishing pad to dress the polishing pad, and the polishing pad is cleaned with a rinse liquid having a larger flow rate than the cleaning liquid. Dressing method.
超音波振動を印加した洗浄液をノズルより前記研磨パッドに向けて噴出させて研磨パッドのドレッシングを行い、その後、前記洗浄液よりも大流量のリンス液で前記研磨パッドを洗浄することを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。 A polishing pad dressing method in a polishing apparatus that performs processing by bringing a workpiece into contact with a polishing pad while supplying slurry,
Polishing liquid characterized in that cleaning liquid to which ultrasonic vibration is applied is sprayed from a nozzle toward the polishing pad to dress the polishing pad, and then the polishing pad is cleaned with a rinsing liquid having a larger flow rate than the cleaning liquid. Pad dressing method.
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