JP6031560B2 - 化学機械研磨装置 - Google Patents
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Description
本発明の好ましい態様は、前記ロータリアクチュエータの回転軸線は、前記研磨パッドに垂直な方向に対して傾いていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記キャリアは、前記ワークピースの被研磨面の縁部に沿って該ワークピースを覆うカバー部材をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記キャリアは、前記ロータリアクチュエータおよび前記上下動機構の動作を制御するプログラマブル・コントローラと、外部の集中管理装置と通信を行う通信装置とをさらに備え、前記プログラマブル・コントローラは前記通信装置を介して前記集中管理装置と情報の伝達を行うことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記キャリアに上向きの力を与えることで前記ワークピースの研磨圧力を調整するリフト機構をさらに備えたことを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記回転連結機構は、前記旋回軸線と平行な回転軸線まわりに回転自在に前記ワークピース保持部を支持していることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記少なくとも1つの回転連結機構は、第1の回転連結機構と第2の回転連結機構とから構成され、前記第1の回転連結機構は、前記ワークピース保持部と前記第2の回転連結機構とを連結し、前記旋回軸線と平行な第1の回転軸線まわりに回転自在に前記ワークピース保持部を支持しており、前記第2の回転連結機構は、前記第1の回転連結機構と前記ロータリアクチュエータとを連結し、前記旋回軸線および前記第1の回転軸線と平行な第2の回転軸線まわりに回転自在に前記第1の回転連結機構を支持していることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアは、前記ワークピースの被研磨面の縁部に沿って該ワークピースを覆うカバー部材をさらに備えたことを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアは、前記揺動機構の動作を制御するプログラマブル・コントローラと、外部の集中管理装置と通信を行う通信装置とをさらに備え、前記プログラマブル・コントローラは前記通信装置を介して前記集中管理装置と情報の伝達を行うことを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアに上向きの力を与えることで前記ワークピースの研磨圧力を調整するリフト機構をさらに備えたことを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記ベース層は、前記弾性パッドの厚さの少なくとも3倍の厚さを有していることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記ベース層は、前記弾性パッドよりも柔らかいことを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記粘着層は、前記弾性パッドよりも高い伸縮性を有することを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記粘着層は、柔らかい状態を維持できる粘着剤から形成されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記ベース層は、ポリウレタンスポンジから形成されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記粘着層は、アクリル系の粘着剤から形成されていることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアは、前記ワークピースをその被研磨面の近傍を通る所定の回転軸線を中心に揺動させる揺動機構を有していることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアに上向きの力を与えることで前記ワークピースの研磨圧力を調整するリフト機構をさらに備えたことを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアをその軸心まわりに回転させながら、前記ワークピースをその被研磨面の近傍を通る所定の回転軸線を中心に揺動させることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアをその軸心まわりに回転させながら、前記ワークピースの一部分を前記研磨パッドに沈み込ませることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアをその軸心まわりに回転させながら、前記ワークピースが前記研磨パッドに接触する部分の形状に前記研磨パッドを変形させることを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記キャリアをその軸心まわりに回転させながら、前記キャリアに上向きの力を与えることで前記ワークピースの研磨圧力を調整することを特徴とする。
本発明の第2の態様によれば、ワークピースの研磨中にワークピースが所定の旋回軸線まわりに揺動する。したがって、旋回軸線の近傍に位置する湾曲した面の全体を研磨パッドに接触させることができ、この湾曲した面を鏡面に研磨することができる。
本発明の参考例によれば、ワークピースを研磨パッドに押し付けたときに、ワークピースが研磨パッドに沈み込み、弾性パッドがワークピースの曲面に沿って変形する。その結果、研磨パッドの研磨面はワークピースの曲面全体に均一に接触し、ワークピースの曲面を鏡面研磨することができる。
図1は、ワークピースを鏡面研磨するためのCMP(化学機械研磨)装置を示す平面図である。図1に示すように、CMP装置は、研磨すべきワークピースWを保持するキャリア1と、キャリア1を回転させる回転機構2と、ワークピースWを研磨する研磨パッド3と、研磨パッド3を支持する回転可能な研磨テーブル4と、研磨パッド3に研磨液(スラリー)を供給する研磨液供給機構5とを備えている。
キャリア1は、複数の(図示の例では3つの)ワークピースWを保持する3つのワークピース保持部9と、ワークピース保持部9の位置を固定するためのトグル機構163とを備えている。
2 回転機構
3 研磨パッド
4 研磨テーブル
5 研磨液供給機構
6 モータ
9 ワークピース保持部
10 クランプ
11 リング
12 取り付け台
13 取り付け具
14 揺動機構
15 ロータリアクチュエータ
16 ロータリジョイント
17 支柱
18 設置プレート
19 固定アーム
20 ローラー
21 モータ
22 動力伝達機構
31 弾性パッド
32 ベース層
33 粘着層
40 ウエイト
41 研磨パッド
45 底面プレート
47 アタッチメント
48 ねじ
50 揺動機構
51 ロータリアクチュエータ
61 第1の回転連結機構
71 第2の回転連結機構
72 静止台
73 回転部材
74 支持軸
76A,76B ストッパ
77 レバー
81 第1のカバー部材
82 第2のカバー部材
83 フック
84 係止口
86 貫通孔
90 ドレッサ
91 ドレッシングディスク
92 エアシリンダ
93 ブリッジ
100 コントロールボックス
101 ロータリジョイント
102 ロータリコネクタ
103 プログラマブル・コントローラ
106 電磁弁
107 センサ
110 通信装置
120 集中管理装置
130 サーボモータ
132 連結軸
135 シャフトモータ
136 上下動軸
140 支持部材
141 中空サーボモータ
151 第1サーボモータ
152 第2サーボモータ
153 スイングアーム
155 リフト機構
157 ロータリジョイント
160 凹部または空間
163 トグル機構
165 クランプ
167 保持軸
167a 主軸部
167b 支持軸部
169 ねじ
170a〜170f テーパー形成面
174,175 保持ブロック
177 連結ピン
180 通孔
181 留め具
183 通孔
184 軸支持台
186 位置決め部材
191 第1位置決め部材
192 第2位置決め部材
201 クランプ
202 爪
203 ねじ棒
204 ガイド部材
205 クランプ台
208 位置決めピン
Claims (9)
- 平面と曲面の組み合わせからなる表面形状を有するワークピースを鏡面研磨することができる化学機械研磨装置であって、
研磨パッドを支持する回転可能な研磨テーブルと、
複数のワークピースを前記研磨パッドに押し付けるキャリアと、
前記キャリアをその軸心まわりに回転させる回転機構と、
前記研磨パッド上に研磨液を供給する研磨液供給機構とを備え、
前記キャリアは、
前記ワークピースを保持する複数のワークピース保持部と、
前記複数のワークピース保持部にそれぞれ連結され、かつ前記複数のワークピース保持部に保持された前記ワークピースをその中心軸線まわりに予め設定された速度で回転させるロータリアクチュエータと、
前記ワークピースの回転に同期して前記ワークピースを上下動させる上下動機構とを備えたことを特徴とする化学機械研磨装置。 - 前記ロータリアクチュエータはサーボモータであることを特徴とする請求項1に記載の化学機械研磨装置。
- 前記ロータリアクチュエータの回転軸線は、前記研磨パッドに垂直な方向に対して傾いていることを特徴とする請求項1に記載の化学機械研磨装置。
- 前記キャリアは、前記ワークピースの被研磨面の縁部に沿って該ワークピースを覆うカバー部材をさらに備えた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化学機械研磨装置。
- 前記キャリアは、前記ロータリアクチュエータおよび前記上下動機構の動作を制御するプログラマブル・コントローラと、外部の集中管理装置と通信を行う通信装置とをさらに備え、
前記プログラマブル・コントローラは前記通信装置を介して前記集中管理装置と情報の伝達を行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の化学機械研磨装置。 - 前記キャリアに上向きの力を与えることで前記ワークピースの研磨圧力を調整するリフト機構をさらに備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の化学機械研磨装置。
- 前記上下動機構は、前記ロータリアクチュエータが前記ワークピースをその中心軸線まわりに回転させている間、前記ワークピースの回転に同期して前記ワークピースを上下動させることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の化学機械研磨装置。
- 前記上下動機構は、前記ワークピースの回転中に前記ワークピースの被研磨面が前記研磨パッドに接触した状態に維持されるように、前記ワークピースの回転に同期して前記ワークピースを上下動させ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化学機械研磨装置。
- 前記回転機構は、前記ワークピース保持部、前記ロータリアクチュエータ、および前記上下動機構を前記キャリアの軸心まわりに回転させるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の化学機械研磨装置。
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