JPH08252765A - 研磨装置、研磨布搬送装置、研磨布貼付装置、及び研磨布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】研磨布の貼り替え作業を人の手をかりず自動的
に行える研磨装置を提供する。 【構成】研磨装置１１は、研磨布搬送装置１６と、裏紙
チャック装置８６と、研磨布貼付装置１４とを備える。
搬送装置１６は研磨布４３をテーブル４２から取り上
げ、その研磨布４３を廃棄場所まで搬送して廃棄する。
搬送装置１６はストッカ８４から研磨布４３を取り上
げ、その研磨布４３をテーブル４２に搬送する。チャッ
ク装置８６はストッカ８４から取り上げた研磨布４３の
裏紙８５を把持し、研磨布４３のテーブル４２への搬送
に伴って裏紙８５を剥がす。貼付装置１４はテーブル４
２に搬送されて載置された研磨布４３を上方から押圧ロ
ーラにて押圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転テーブルの回転に
伴い、その回転テーブルの上面に貼り付けた研磨布に対
して被研磨部材を回転させながら当接させて研磨するよ
うにした研磨装置に関するものである。特には、その回
転テーブルの上面に貼り付けた研磨布の交換を容易にす
るための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は、さらなる高集積化、超微
細化が進められ、配線工程においても微細化及び多層配
線化が要求されている。この微細化を図る上で露光装置
は、高解像度化による短焦点化が進んでいる。露光装置
の短焦点化に伴って、ウェハの表面のさらなる平坦度の
向上が要求されている。

【０００３】図１１は、一般的なウェハを平坦化研磨す
るための化学的機械的研磨（ＣＭＰ）の原理を示す。回
転テーブルとしての定盤１８０は回転軸１８１に固着さ
れている。その定盤１８０の上面には、研磨布１８２が
取着されている。ヘッド１８３は、回転軸１８４に固着
されている。ヘッド１８３の下面には、パッド１８５が
取着されている。ウェハ１８６は、パッド１８５に固定
されている。その固定方法は、パッド１８５の下面に純
水をかけ、ウェハ１８６にパッド１８５を押圧する。す
ると、水の表面張力によってウェハ１８６はパッド１８
５に固定される。

【０００４】平坦化研磨は、パッド１８５に固定された
ウェハ１８６を、ヘッド１８３とともに回転させ、その
回転するウェハ１８６を、定盤１８０とともに回転する
研磨布１８２に加圧させることによって行われる。この
研磨は、研磨布１８２に供給管１８７を介して研磨液Ｌ
１を垂らすとともに、供給管１８７を介してリンス液Ｌ
２を垂らしながら行われる。研磨液Ｌ１は、研磨砥粒と
ウェハ表面の生成膜をエッチングする溶液とからなる。
リンス液Ｌ２には純水が使われる。

【０００５】これによりウェハ表面の生成膜は、少しず
つエッチングされる。このエッチングによってウェハ表
面に反応生成物ができる。この反応生成物が研磨布１８
２と研磨布１８２の表面に溜まった研磨砥粒とで擦れて
削られることにより、平坦化研磨が進行する。

【０００６】反応生成物を削る研磨布１８２は、発泡ポ
リウレタンからなる。発泡ポリウレタンの表面には微小
の凹凸があり研磨液Ｌ１を含み易い構造になっている。
しかしながら、研磨布１８２は、研磨の回数を重ねるに
つれて発泡ポリウレタンの表面が擦り減って前記凹凸が
なくなったり、削られた反応生成物がつまることによっ
て前記凹凸がなくなったりする。このように、研磨布１
８２の表面の凹凸がなくなると、研磨レートが低下す
る。例えば、５分間の研磨を１０回行った場合、研磨レ
ートは約５０％低下していた。

【０００７】研磨布１８２の延命を図るために、凹凸を
復活させるドレス装置が一般に設けられている。又、研
磨布１８２の長寿命化を図るために、研磨布１８２の材
質を変更して研磨レートの低下を抑える試みがなされて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、研磨布
１８２の長寿命化を図る試みがなされても、研磨布１８
２は消耗品である。そのため、研磨布１８２の定期的な
貼り替えは必ず行われる。研磨布１８２の裏面には両面
に接着剤を塗布した粘着シールが貼り付けられている。
研磨布１８２は、この粘着シールを介して定盤１８０に
接着されている。

【０００９】この研磨布１８２の貼り替え作業は、作業
者の手作業で行われ、定盤１８０に対して粘着シールで
接着された研磨布１８２を剥がした後、新しい研磨布１
８２を定盤１８０に貼り付ける。

【００１０】交換する必要のある研磨布１８２は、研磨
のときにヘッド１８３に何度も押さえ付けられているた
め定盤１８０に強力に接着されている。従って、研磨布
１８２を剥がす作業は、非常に労力が必要であった。

【００１１】新しい研磨布１８２の貼り付けは、粘着シ
ールの裏紙を剥がしながら定盤１８０に貼り付けてい
く。この時、粘着シールと定盤１８０との間に気泡が入
り込まないようにする必要がある。気泡が入り込むと、
研磨布１８２の表面が均一な平面に形成されず、研磨時
にウェハ１８６を破損させるおそれがあるからである。
従って、貼り付け作業は、熟練を必要としていた。

【００１２】又、研磨で使用した研磨液は、０．３ミク
ロン程度の研磨砥粒を多量に含んでいるとともに、成分
中にアルカリ金属を含んでいるため、定盤１８０の周辺
はかなり汚い。この研磨装置の汚染は、他の工程に悪影
響を与える。そのため、研磨装置を密封し特別の排気を
行い他の半導体製造装置への汚染を防いでいる。また、
別の方法としては、専用のクリーンルームに研磨装置を
設置して他の半導体製造装置への汚染を防いでいる。

【００１３】しかしながら、研磨布１８２の貼り替え作
業は作業者の手作業で行われるため、作業中に作業者の
被服に付着した研磨砥粒及びアルカリ金属は他の工程に
運ばれて汚染の原因になる。

【００１４】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたものであって、その第１の目的は、研磨布の貼り
替え作業を人の手をかりず自動的に行える研磨装置を提
供することにある。

【００１５】第２の目的は、研磨布の貼り替え作業を人
の手をかりず自動的に行える研磨布搬送装置を提供する
ことにある。第３の目的は、研磨布の貼り替え作業を人
の手をかりず自動的に行える研磨布貼付装置を提供する
ことにある。

【００１６】第４の目的は、研磨布の裏紙を簡単に剥が
すことができ、貼り替え作業の効率化に寄与する研磨布
を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１の目的を達成するた
めに、請求項１〜１１の発明は、テーブルに配置された
研磨布に被研磨部材を押圧しながら、研磨布と被研磨部
材とを相対移動させて被研磨部材を研磨するようにした
研磨装置において、研磨布貼り替え装置を設けた。

【００１８】第２の目的を達成するために、請求項１２
の発明は、上下方向に昇降するとともに基端を中心に水
平方向に回動可能なアームと、そのアームを回動及び昇
降動作させる駆動シリンダと、そのアームの先端部に取
着される吸着プレートとを備える研磨布搬送装置を構成
した。

【００１９】第３の目的を達成するために、請求項１３
の発明は、上下方向に昇降するとともに基端を中心に水
平方向に回動可能なアームと、そのアームを回動及び昇
降動作させる駆動手段と、そのアームの先端部に取着さ
れた回転部材と、その回転部材を回転させる回転駆動手
段と、その回転部材に設けられ押圧部材とを備える研磨
布貼付装置を構成した。

【００２０】第４の目的を達成するために、請求項１４
の発明は、裏面に裏紙が貼着された研磨布において、裏
紙に研磨布より外方に延出した舌片を形成した。

【００２１】

【作用】請求項１〜１１の発明によれば、研磨布の貼り
替え作業が研磨装置に備えた研磨布貼り替え装置にて自
動的に行われる。

【００２２】請求項１２の発明によれば、アームを、取
り上げる研磨布の位置まで回動させた後に下降させる
と、吸着プレートが研磨布に当接し該研磨布を吸着す
る。吸着した状態で、アームを上昇させて回動させるこ
とにより、研磨布を別の場所に搬送することができる。

【００２３】請求項１３の発明によれば、アームを、押
圧すべき研磨布の位置まで回動させた後に下降させる
と、押圧部材は研磨布に当接する。この状態で回転部材
が回転すると、押圧部材も回転し研磨布を押圧する。

【００２４】請求項１４の発明によれば、裏紙は、簡単
に把持できる舌片から容易に剥がすことができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図１０に従って説明する。図１は、研磨装置の全体を示
す。研磨装置１１は、直方体のケース１２に覆われてい
る。ケース１２の左側壁１３には研磨布貼り替え装置を
構成する研磨布貼付装置１４が設けられ、ケース１２の
右側壁１５には研磨布貼り替え装置を構成する研磨布搬
送装置１６が設けられている。

【００２６】図２は、研磨装置１１の側断面を示し、図
３は、研磨装置の要部平断面を示す。基台１７は、軸受
け１８を固着している。軸受け１８は定盤１９の回転軸
２０を支持している。回転軸２０の下部は、軸受け１８
から突出し、その突出した部分にはフランジ２１が固着
されている。そのフランジ２１の上面にはプーリ２２が
連結されている。プーリ２２は、図示しないモータにベ
ルトを介して連結されている。従って、モータが回転す
ると、定盤１９はプーリ２２，フランジ２１及び回転軸
２０を介して回転する。図４に示すように、回転軸２０
には、３つの通路２３〜２５が形成されている。第１通
路２３は、回転軸２０の軸芯に沿って形成され、回転軸
２０の下端面と定盤１９の上面との間をつないでいる。
第２通路２４は、第１通路２３に隣接して形成され、回
転軸２０の下端外周面に形成した吸入ポート２６と定盤
１９の上面との間をつないでいる。第３通路２５は、第
１通路２３に隣接して形成され、回転軸２０の下端外周
面に形成した吐出ポート２７と定盤１９の上面との間を
つないでいる。

【００２７】図４はロータリシール３０の側断面を示
す。ロータリシール３０は、基台１７に設けた図示しな
い支持部材に支持され、回転軸２０の下部において同回
転軸２０を回転可能に支持している。ロータリシール３
０は、水給排ブロック３０ａとエア給排ブロック３０ｂ
とから構成されている。水給排ブロック３０ａは、その
内周面下部にリング状の溝３１と内周面上部にリング状
の溝３２とを形成している。溝３１は回転軸２０の下端
外周面に形成した吸入ポート２６と相対向して形成され
ている。又、溝３２は回転軸２０の下端外周面に形成し
た吐出ポート２７と相対向して形成されている。水給排
ブロック３０ａは外周面に供給口３３が形成され、その
供給口３３は溝３１と接続されている。供給口３３はポ
ンプに接続されている。水給排ブロック３０ａは外周面
に排出口３４が形成され、その排出口３４は溝３２と接
続されている。排出口は図示しないドレインタンクに接
続されている。エア給排ブロック３０ｂは、吸引口３５
が形成され、前記第１通路２３と接続されている。吸引
口３５は図示しない吸引ポンプに接続されている。

【００２８】定盤１９の上面には吸着盤３９が固着され
ている。図５は、吸着盤３９の裏面を示し、図６は吸着
盤３９の表面を示す。吸着盤３９の裏面３９ａには水導
入路４０が形成され、導入路４０の始点４０ａが前記第
２通路２４と相対向し、終点４０ｂが第３通路２５と相
対向するように形成されている。導入路４０は吸着盤３
９の裏面３９ａを一様に行き渡るように形成されてい
る。つまり、定盤１９に吸着盤３９が固着された状態
で、第２通路２４から熱水、温水又は冷水が導入路４０
の始点４０ａに供給され、導入路４０を経由して終点４
０ｂから第３通路２５に排出される。従って、吸着盤３
９は熱水によって均一に熱せられたり、温水によって均
一に温められたり、さらに冷水によって均一に冷やされ
たりする。

【００２９】吸着盤３９の表面３９ｂには、溝４１が形
成されている。溝４１は、複数の同心円の溝とその溝を
互いにつなぐ十字形状の溝とから構成されている。その
十字形状の溝の交差部には、前記第１通路２３と相対向
するように貫通孔３９ｃが形成されている。本実施例で
は定盤１９と吸着盤３９とで回転テーブル４２を構成し
ている。

【００３０】吸着盤３９の表面３９ｂには、研磨布４３
が接着剤にて固着され、その研磨布４３は発泡ポリウレ
タンから構成されている。従って、研磨布４３は、回転
テーブル４２とともに回転される。なお、本実施例で
は、研磨布４３の直径は吸着盤３９の直径より若干短く
なっている。本実施例において、研磨布にはIC 1000
（ロデール・ニッタ株式会社製：商品名）や、Suba 400
（ロデール・ニッタ株式会社製：商品名）を用いること
ができる。

【００３１】回転テーブル４２の周りにはシンク４４が
形成され、研磨時に図示しない供給管を介して研磨布４
３上に滴下される研磨液やリンスが流れ込むようになっ
ている。シンク４４に流れ込んだ研磨液やリンスは、外
部に排出される。本実施例において、研磨液にはCAB-O-
SPERSE SC-112 （ＣＡＢＯＴ社製：商品名）を用いるこ
とができる。

【００３２】ケース１２内には、フレーム４５が固定さ
れている。フレーム４５の前面には上下一対のレール４
６が固定されている。上下一対のレール４６は左右水平
方向に配設されている。第１ベース４７は両レール４６
を介してフレーム４５に支持され、両レール４６に沿っ
て移動することができる。そして、第１ベース４７は、
図示しない公知の移動手段にて左右方向に往復移動され
る。第１ベース４７の前面には第２ベース４８が上下方
向に移動可能に支持されている。第２ベース４８の裏面
に固着した雌ネジ４９に、第１ベース４７に回転可能に
支持された雄ネジ杆５０が螺合されている。雄ネジ杆５
０はモータ５１にベルト５２を介して連結され、同モー
タ５１の正逆の回転に伴い正逆回転される。この雄ネジ
杆５０の正逆の回転に伴い、雄ネジ杆５０、すなわち第
２ベース４８は第１ベース４７に対して上下方向に往復
動する。

【００３３】第２ベース４８にはモータ５３及び軸受筒
５４が固定され、そのモータ５３の回転軸５３ａは軸受
筒５４に回転可能に支持されている。回転軸５３ａの先
端にはヘッド５５が固着されている。従って、モータ５
３の回転に伴い、ヘッド５５は回転する。ヘッド５５の
表面には発泡ポリウレタンよりなるパッド５６が固着さ
れている。そして、このパッド５６の表面には、被研磨
部材としての半導体ウェハ５７が吸着されるようになっ
ている。半導体ウェハ５７の熱酸化膜、ＴＥＯＳ膜（Ｃ
ＶＤ法で積層させた膜）、ＢＰＳＧ膜が被研磨表面とな
る。

【００３４】従って、ヘッド５５に吸着されたウェハ５
７は、第２ベース４８が下降することにより、前記回転
テーブル４２上の研磨布４３に当接される。又、ウェハ
５７は、モータ５３が回転することにより、研磨布４３
に当接した状態で回転する。さらに又、ウェハ５７は、
第１ベース４７が左右方向に移動することにより、研磨
布４３に当接した状態で回転テーブル４２に対して径方
向に往復動される。

【００３５】ケース１２の右側壁１５には研磨布搬送装
置１６が設けられている。図７は、研磨布搬送装置１６
の側断面を示す。駆動シリンダとしてのシリンダ６０は
右側壁１５に固定され、その上部に駆動シリンダとして
のロータリシリンダ６１を備えている。そして、シリン
ダ６０のロッド６２は、シリンダ６０により上下方向に
往復動するとともにロータリシリンダ６１により回転す
る。ロッド６２は、パイプ６３及びそのパイプ６３に嵌
挿された回転軸６４と連結している。ロッド６２とパイ
プ６３及び回転軸６４の連結部分は、ロータリシリンダ
６１に固定されたカバー筒６５に収容されている。又、
パイプ６３及び回転軸６４は、カバー筒６５に固定され
たハウジング６６に取着した上下一対の軸受６７によ
り、上下方向に移動可能に支持されているとともに、回
転可能に支持されている。

【００３６】パイプ６３及び回転軸６４の先端には、四
角筒状のアーム６８が固着されている。アーム６８はパ
イプ６３及び回転軸６４によって上下方向に昇降される
とともに基端を中心に水平方向に回動される。アーム６
８の先端部下面には、円形の支持板６９が固定されてい
る。支持板６９には等間隔に複数個の貫通穴７０が形成
され、その貫通穴７０に対してアーム６８の内側面から
フランジ付きのパイプ７１が嵌挿し固着されている。パ
イプ７１には、ガイドピン７２が挿通されている。そし
て、ガイドピン７２の上部に設けたストッパ部材７２ａ
によってパイプ７１からのガイドピン７２の抜け落ちを
防止している。円形の連結板７３は、前記支持板６９の
各貫通穴７０に対向した位置に挿通穴７４が形成されて
いる。挿通穴７４には、下方からボルト７５が挿通さ
れ、前記パイプ７１から突出したガイドピン７２に螺着
されている。従って、連結板７３は、支持板６９に対し
てボルト７５及びガイドピン７２を介して上下方向に移
動可能に吊り下げられている。連結板７３と支持板６９
との間において、各パイプ７１から突出したガイドピン
７２には、それぞれバネ７６が配設されている。各バネ
７６は連結板７３を下方に押し下げる方向の弾性力を付
与している。

【００３７】連結板７３の外周部には複数のボルト７７
が等間隔に螺着されている。連結板７３の下側には円形
の吸着プレート７８が設けられている。吸着プレート７
８の外周部にリブ７８ａが形成され、そのリブ７８ａに
は連結板７３の各ボルト７７と対応する位置にボルト７
９が螺着されている。そして、吸着プレート７８は、相
対向するボルト７７とボルト７９間に連結される板バネ
８０にて連結板７３に対して支持されている。

【００３８】吸着プレート７８の中心位置には吸引口７
８ｂが形成されている。吸着プレート７８の裏面側にお
いて吸引口７８ｂにはジョイント８１が固定され、その
ジョイント８１は、吸引パイプ８２を介して図示しない
吸引ポンプに接続されている。吸着プレート７８の表面
には、溝が形成されている。溝は、図６で示した溝４１
と同じ形状であって、複数の同心円の溝とその溝を互い
につなぐ十字形状の溝とから構成され、その十字形状の
溝の交差部が前記吸引口７８ｂとなる。

【００３９】前記アーム６８は、図３に示すように回転
テーブル４２とケース１２の外側に設置した円筒状のス
トッカ８４との間を回動する。そして、アーム６８の回
転テーブル４２側への回動は、吸着プレート７８の中心
位置が回転テーブル４２の中心位置と一致する位置まで
回動する。又、アーム６８の回転テーブル４２と反対側
への回動は、吸着プレート７８の中心位置がストッカ８
４の中心位置と一致する位置まで回動する。なお、吸着
プレート７８の外径は、研磨布４３の外径より小さくし
ている。

【００４０】円筒状のストッカ８４は、未使用の研磨布
４３を多数積層して収容している。各研磨布４３はその
裏面に接着剤が塗布され、その接着剤が塗布された裏面
には研磨布４３と同形状の裏紙８５が剥離可能に張りつ
けられている。従って、この裏紙８５によって、他の研
磨布４３に接着することはない。

【００４１】本実施例において、接着剤は高温で接着力
を失う材質である。高温で接着力を失う接着剤にはリバ
クリーン（日東電工株式会社製：商品名）や、リバアル
ファNo.3195 （日東電工株式会社製：商品名）を使用す
ることができる。リバクリーン及びリバアルファNo.319
5 の接着力を失わせるための温度は、８０°Ｃ以上がよ
く、望ましくは８５°Ｃ以上、最適な温度は９０°Ｃ以
上がよい。

【００４２】従って、研磨布４３が前記回転テーブル４
２に貼り付けられている状態において、吸着盤３９の導
入路４０に熱水が供給され接着剤が熱せられると、接着
剤がその接着力を失う。その結果、研磨布４３は吸着盤
３９から容易に剥がすことができる。

【００４３】この裏紙８５は、延出形成された半円形上
の舌片８５ａを備える。ストッカ８４は、その一側壁を
上部から下部まで切り欠いて窓８４ａが形成され、その
窓８４ａから外側に未使用の研磨布４３を収容したと
き、この裏紙８５の舌片８５ａがはみ出るようにしてい
る。

【００４４】ストッカ８４に収納された未使用の研磨布
４３は、吸着プレート７８によって吸着される。つま
り、吸着プレート７８を最上側の未使用の研磨布４３の
表面に当接した状態で、吸着プレート７８に連結された
吸引パイプ８２を介して空気を吸引すると、吸着プレー
ト７８に形成した溝が負圧状態になる。その結果、研磨
布４３は、吸着プレート７８に吸着される。

【００４５】吸着された研磨布４３は、一旦ストッカ８
４の上方位置まで上げられた後、回転テーブル側に搬送
される。ストッカ８４の隣接位置に研磨布貼り替え装置
を構成する裏紙チャック装置８６が設けられている。裏
紙チャック装置８６は、ストッカ８４から搬送される研
磨布４３の裏紙８５を剥がすための剥がし装置である。
本実施例では、前記研磨布貼付装置１４、研磨布搬送装
置１６及び裏紙チャック装置８６によって研磨布貼り替
え装置が構成されている。裏紙チャック装置８６は、ス
トッカ８４から搬送される研磨布４３の裏紙８５を剥が
す装置である。

【００４６】図８に示すように、裏紙チャック装置８６
の回動アーム８７は、研磨布４３がストッカ８４から回
転テーブル４２側に搬送されると同時に待機位置から作
動位置まで回動する。回動アーム８７の先端部には前記
裏紙８５の舌片８５ａを挟み込む挟持ブロック８８が取
着されている。挟持ブロック８８には、溝８８ａが形成
されている。回動アーム８７が作動位置にあるとき、回
転テーブル４２側に搬送される研磨布４３に貼り付けら
れた裏紙８５の舌片８５ａが該溝８８ａに挿入されるよ
うになっている。

【００４７】挟持ブロック８８には、溝８８ａを横切る
ように貫通する貫通孔８８ｂが形成され、その貫通孔８
８ｂには下方から針棒８９が上下動可能に挿通されてい
る。挟持ブロック８８の下面には、エアシリンダ９０が
固定され、そのロッド９０ａが前記針棒８９に連結され
ている。そして、ロッド９０ａが下方の待機位置にある
とき、針棒８９は、前記溝８８ａより下方の貫通孔８８
ｂ内に没入している。反対に、ロッド９０ａが上方の作
動位置にあるとき、針棒８９は、前記溝８８ａを横切り
上方の貫通孔８８ｂ内に進入するようになっている。そ
して、このエアシリンダ９０の動作は、前記裏紙８５の
舌片８５ａが溝８８ａに挿入されると同時にロッド９０
ａを作動位置に作動させるようになっている。従って、
裏紙８５の舌片８５ａには、針棒８９が刺さることにな
る。

【００４８】舌片８５ａに針棒８９が刺された状態にお
いて、研磨布４３を吸着した吸着プレート７８は、挟持
ブロック８８より上方位置まで上昇する。次に、吸着プ
レート７８は、回転テーブル４２側に搬送される。従っ
て、この一連の動作において、舌片８５ａに針棒８９が
刺さり裏紙８５のみ引っ張られるため、裏紙８５は図８
に二点鎖線で示すように研磨布４３から剥がされつつ前
方に引きつられることになる。そして、裏紙８５が完全
に剥がされた状態になると同時に、針棒８９が下側の貫
通孔８８ｂ内に没入するようになっている。従って、剥
がされた裏紙８５は、針棒８９との係合が解かれ、裏紙
チャック装置８６の前方、すなわち、回転テーブル４２
側の廃棄場所に配置される捨て箱９１に落下し収納され
るようになっている。

【００４９】捨て箱９１は、前記ストッカ８４より内径
が大きい筒体であって、その上方を前記吸着プレート７
８の通過する位置に設置されている。捨て箱９１は、裏
紙８５及び使用済の研磨布４３を収容する。

【００５０】ケース１２の左側壁１３には研磨布貼付装
置１４が設けられている。図９は、貼付装置１４の側断
面を示す。駆動手段としてのシリンダ９２は左側壁１３
に固定され、その上部に駆動手段としてのロータリシリ
ンダ９３を備えている。そして、シリンダ９２のロッド
９４は、シリンダ９２により上下方向に往復動するとと
もにロータリシリンダ９３により回転する。ロッド９４
は、パイプ９５及びそのパイプ９５に嵌挿された回転軸
９６と連結している。ロッド９４とパイプ９５及び回転
軸９６の連結部分は、ロータリシリンダ９３に固定され
たカバー筒９７に収容されている。又、パイプ９５及び
回転軸９６は、カバー筒９７に固定されたハウジング９
８に取着した上下一対の軸受９９により、上下方向に移
動可能に支持されているとともに、回転可能に支持され
ている。

【００５１】パイプ９５及び回転軸９６の先端には、凹
状のアーム１００が固着されている。アーム１００はパ
イプ９５及び回転軸９６によって上下方向に昇降される
とともに基端を中心に水平方向に回動される。アーム１
００の先端部下面には、円形の支持板１０１が固定され
ている。支持板１０１にはベアリング１０２を介して回
転軸１０３が回転可能に支持されている。回転軸１０３
の上部にはプーリ１０４が固着されている。プーリ１０
４は、アーム１００に固定したモータ１０５にベルト１
０６を介して連結されている。従って、モータ１０５が
回転すると、回転軸１０３は回転する。

【００５２】支持板１０１の下面には、下方が開放され
たキャップ１０７が固着され、そのキャップ１０７内に
回転軸１０３の下部が突出している。回転軸１０３の下
端には回転板１０８が固着されている。回転板１０８は
回転軸１０３の回転とともに回転する。キャップ１０７
の内径は、前記吸着盤３９の直径より短くかつ研磨布４
３の直径より長くなっている。本実施例では、回転軸１
０３、プーリ１０４、モータ１０５及び回転板１０８に
よって回転駆動手段が構成されている。

【００５３】回転板１０８には等間隔に複数個の貫通穴
１０９が形成され、その貫通穴１０９に対してフランジ
付きのパイプ１１０が嵌挿し固着されている。パイプ１
１０には、ガイドピン１１１が挿通されている。そし
て、ガイドピン１１１は、その上部に設けたストッパ部
材１１１ａによってパイプ１１０からの抜け落ちを防止
している。回転部材としての円形の連結板１１２は、前
記回転板１０８の各貫通穴１０９に対向した位置に支持
穴１１３が形成されている。支持穴１１３には、前記ガ
イドピン１１１の下端部が固着されている。従って、連
結板１１２は、回転板１０８に対してガイドピン１１１
を介して上下方向に移動可能に吊り下げられている。連
結板１１２と回転板１０８との間において、各ガイドピ
ン１１１には、それぞれ図示しないバネが配設されてい
る。各バネは連結板１１２を下方に押し下げる方向の弾
性力を付与している。

【００５４】連結板１１２の中心部には連結ブロック１
１４が固着されている。連結板１１２の下側には、長さ
が前記研磨布４３の直径より若干長い連結バー１１５が
連結されている。図１０に示すように、連結バー１１５
の両端には、軸支板１１６が固着されている。一対の軸
支板１１６間には軸１１７が連結されている。軸１１７
は押圧部材としての複数個の押圧ローラ１１８を回転可
能に支持している。各押圧ローラ１１８の間には、スペ
ーサ１１９が配設され、押圧ローラ１１８を等間隔に配
置するようにしている。

【００５５】前記キャップ１０７の上面には、吸引口１
０７ａが形成されている。吸引口１０７ａには、ジョイ
ント１２０が固定され、そのジョイント１２０は、吸引
パイプ１２１を介して図示しない吸引ポンプに接続され
ている。本実施例ではジョイント１２０及び吸引パイプ
１２１によって吸引手段が構成されている。

【００５６】前記アーム１００は、図３に示すようにケ
ース１２の外側と回転テーブル４３との間を回動する。
そして、アーム１００の回転テーブル４２側への回動
は、キャップ１０７の中心位置が回転テーブル４２の中
心位置と一致する位置まで回動する。

【００５７】次に上記のように構成した研磨装置の作用
について説明する。研磨布４３を貼り付けた回転テーブ
ル４２が回転している状態で、ヘッド５５を回転させな
がら、パッド５６を介してヘッド５５に吸着されたウェ
ハ５７が回転する研磨布４３に当接するまで下降させ
る。当接した状態でヘッド５５を回転テーブル４２に対
して径方向に往復動させることによりウェハ５７の平坦
化研磨が行われる。この研磨作業において、図示しない
供給装置から研磨布４２上に研磨液が供給される。従っ
て、ウェハ５７の表面に形成された形成膜は、少しずつ
エッチングされそのエッチングによって表面に形成され
る反応生成物が研磨砥粒にて擦られて削られ、平坦化研
磨は進行する。

【００５８】又、この平坦化研磨作業において、回転テ
ーブル４２を構成する吸着盤３９の導入路４０に温水を
流すようにしている。この温水により吸着盤３９が温め
られる。吸着盤３９が温められることにより、研磨布４
３が温められ研磨液も温められる。研磨液が温められる
と、エッチング反応が促進され反応生成物の生成が容易
に形成される。その結果、研磨時間の短縮が可能とな
る。

【００５９】次に、上記のように構成した研磨装置に設
けた貼付装置１４と搬送装置１６の作用について説明す
る。回転テーブル４２に貼り付けた研磨布４３を貼り替
える場合、まず、ヘッド５５を上方位置に退避させる。
続いて、吸着盤３９の導入路４０に熱水を流すようにし
ている。この熱水により吸着盤３９が均一に熱せられ
る。吸着盤３９が熱せられて高温になることにより、研
磨布４３の接着剤の接着力が失われる。

【００６０】研磨布４３の接着剤の接着力が失われる
と、搬送装置１６のアーム６８を回転テーブル４２側に
回動させる。そして、吸着プレート７８の中心位置と回
転テーブル４２の中心位置とが一致したとき、アーム６
８の回動を停止させる。

【００６１】次に、吸着プレート７８が接着力を失った
研磨布４３に当接するまでアーム６８を下降させる。吸
着プレート７８が研磨布４３に当接すると、吸着プレー
ト７８に取着した吸引パイプ８２を介して空気を吸引す
る。研磨布４３が当接する側の面に形成した吸着プレー
ト７８の溝部分が負圧となり、接着力を失った研磨布４
３は、吸着プレート７８に吸着される。

【００６２】吸着プレート７８が研磨布４３を吸着する
と、アーム６８は先に行った動作と反対の動作を行い捨
て箱９１の上方位置まで研磨布４３を運ぶ。捨て箱９１
の上方位置まで研磨布４３が運ばれると、空気の吸引を
停止して吸着プレート７８の溝部分を外気圧にする。そ
の結果、研磨布４３は開放されて落下し捨て箱９１に収
容される。

【００６３】続いて、アーム６８をストッカ８４側に回
動させる。そして、吸着プレート７８の中心位置とスト
ッカ８４中心位置とが一致したとき、アーム６８の回動
を停止させる。

【００６４】次に、吸着プレート７８がストッカ８４に
収容された研磨布４３に当接するまでアーム６８を下降
させる。吸着プレート７８が新しい研磨布４３に当接す
ると、吸着プレート７８に取着した吸引パイプ８２を介
して空気を吸引する。吸引によって新しい研磨布４３
は、吸着プレート７８に吸着される。

【００６５】吸着プレート７８が新しい研磨布４３を吸
着すると、アーム６８は吸着された研磨布４３を一旦ス
トッカ８４の上方位置まで上げた後、裏紙チャック装置
８６まで搬送する。裏紙チャック装置８６は、新しい研
磨布４３の搬送に伴って、回動アーム８７を待機位置か
ら作動位置まで回動させる。この状態で、研磨布４３に
貼着された裏紙８５の舌片８５ａは、挟持ブロック８８
の溝８８ａに挿入され針棒８９が貫通する。舌片８５ａ
に針棒８９が刺された状態において、アーム６８は、裏
紙チャック装置８６を回避する上方位置まで上昇した
後、回転テーブル４２側に回動する。この回動に伴っ
て、舌片８５ａに針棒８９が刺さった裏紙８５は引っ張
られ、研磨布４３から剥がれる。裏紙８５が完全に剥が
された状態になると、針棒８９が下方の貫通孔８８ｂ内
に没入する。従って、剥がされた裏紙８５は針棒８９と
の係合が解かれ、前方に配置される捨て箱９１に落下し
収納される。

【００６６】裏紙８５が剥がされた研磨布４３は、回転
テーブル４２側に搬送される。吸着プレート７８の中心
位置と回転テーブル４２の中心位置とが一致したとき、
アーム６８の回動を停止させる。

【００６７】次に、吸着プレート７８に吸着された研磨
布４３が吸着盤３９に当接するまでアーム６８を下降さ
せる。研磨布４３が吸着盤３９に当接すると、吸着プレ
ート７８に対する空気の吸引を停止し吸着プレート７８
の溝部分を外気圧にする。研磨布４３は、吸着プレート
７８から離脱し吸着盤３９上に載置される。

【００６８】吸着プレート７８から研磨布４３が離脱す
ると、アーム６８はケース１２の外の待機位置まで回動
し次の搬送動作を待つ。この状態では、吸着盤３９の導
入路４０への熱水の供給は停止し、冷水の供給に変更し
て吸着盤３９を冷やすようになっている。

【００６９】搬送装置１６のアーム６８がケース１２の
外に回動すると、貼付装置１４のアーム１００が回転テ
ーブル４２側に回動する。そして、貼付装置１４のキャ
ップ１０７の中心位置と回転テーブル４２の中心位置と
が一致したとき、アーム１００の回動を停止させる。次
に、キャップ１０７が新しい研磨布４３を載置した吸着
盤３９の外周縁に当接するまでアーム１００を下降させ
る。キャップ１０７が吸着盤３９に当接すると同時に軸
１１７に支持された押圧ローラ１１８が研磨布４３を当
接する。又、キャップ１０７が吸着盤３９に当接する
と、キャップ１０７に取着した吸引パイプ１２１を介し
てキャップ１０７内の空気を吸引する。一方、回転軸２
０に形成した第１通路２３を介して吸着盤３９と研磨布
４３間の空気を吸引する。従って、吸着盤３９とキャッ
プ１０７とで囲まれた空間は、真空状態になる。

【００７０】この状態で、モータ１０５を駆動させ、回
転軸１０３を回転させ、その回転軸１０３の回転に伴
い、連結バー１１５が回動する。連結バー１１５が回動
すると、各押圧ローラ１１８は研磨布４３を押圧しなが
ら研磨布４３の上を転動する。各押圧ローラ１１８の押
圧により、研磨布４３は吸着盤３９に接着される。この
接着作業時において、吸着盤３９とキャップ１０７とで
囲まれた空間は真空状態になるため、吸着盤３９と研磨
布４３の接着面に空気が入り込むことはない。

【００７１】研磨布４３の接着が終了すると、吸着盤３
９とキャップ１０７とで囲まれた空間を大気圧状態にし
た後、キャップ１０７を吸着盤３９から上方に離間させ
る。そして、アーム１００はケース１２の外の待機位置
まで回動し次の貼り付け動作を待つ。

【００７２】このように、本実施例において、研磨装置
１１に搬送装置１６を設けたので、取り替えが必要な研
磨布４３を人の手をかりずに自動的に回転テーブル４２
から取り出すことができる。

【００７３】しかも、搬送装置１６はケース１２の外に
設けた捨て箱９１に使用済の研磨布４３を収容させるよ
うにしたので、取り出し作業において使用済の研磨布４
３に対して一度も触れることがなく研磨布４３に付着し
ている研磨砥粒等に汚染されることはない。

【００７４】又、搬送装置１６はストッカ８４に収容し
た新しい研磨布４３を回転テーブル４２に載置できるよ
うにしたので、新しい研磨布４３を人の手をかりずに自
動的に回転テーブル４２に載置することができる。

【００７５】しかも、本実施例では新しい研磨布４３の
搬送経路上に裏紙チャック装置８６を設け、研磨布４３
に貼着された裏紙８５を研磨布４３の搬送が行われてい
る時に剥がすようにした。従って、研磨布４３の裏紙剥
がしは人の手をかりず自動的に行われる。又、剥がされ
る裏紙８５は研磨布４３に引きつられて捨て箱９１側に
誘導されるようにその捨て箱９１を配置したので、確実
に該裏紙８５は捨て箱９１に収容される。従って、裏紙
８５の後始末も容易に行うことができる。又、裏紙８５
に舌片８５ａを形成したので、裏紙チャック装置８６は
裏紙８５のみを確実に掴むことができる。

【００７６】さらに、本実施例では、研磨装置１１に貼
付装置１４を設けたので、回転テーブル４２に載置した
新しい研磨布４３は手をかりずに自動的に回転テーブル
４２に押圧されて確実に接着される。この時、複数の押
圧ローラ１１８が転動しながら研磨布４３を押圧するた
め、研磨布４３は均一に接着される。さらに、接着作業
時に研磨布４３の周りを真空状態にしたので、吸着盤３
９と研磨布４３の接着面には気泡が入り込むことはな
い。

【００７７】従って、本実施例の研磨装置１１はこの搬
送装置１６と貼付装置１４とにより、研磨布４３の貼り
替え作業の全てを自動的に行える。その結果、取り替え
作業の労力は低減するとともに取り替え作業による汚染
も低減される。

【００７８】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、以下の態様で実施してもよい。 （１）上記実施例では高温で接着力を失う接着剤が塗布
された研磨布４３について説明したが、紫外線を照射さ
れることにより接着能力を失う接着剤を塗布した研磨布
に具体化してもよい。この場合、図３に二点鎖線で示す
ように紫外線照射装置１３０を回転テーブル４２の斜め
上方位置に設置する。吸着盤３９から研磨布４３を剥が
す場合、紫外線照射装置１３０は研磨布４３に紫外線を
照射し、接着剤の接着力を消失させる。そして、この状
態から上記実施例と同様な方法で、研磨布４３の貼り替
えを容易に行うことができる。紫外線によって接着力を
失う接着剤にはＵＶ硬化型粘着剤（日東電工株式会社
製：商品名）を使用することができる。 （２）上記実施例では高温で接着力を失う接着剤が塗布
された研磨布４３について説明したが、低温で接着能力
を失う接着剤を塗布した研磨布に具体化してもよい。 （３）接着剤を塗布しない研磨布４３を用いて実施して
もよい。この場合、研磨作業時において、定盤１９の回
転軸２０に形成した第１通路２３を介して空気を吸引し
吸着盤３９の表面３９ｂに形成した溝４１を負圧状態に
して研磨布４３を吸着盤３９に吸着状態にして行うこと
になる。従って、溝４１を大気圧状態にするだけで研磨
布４３を剥がすことができるのでより貼り替え作業は容
易となる。しかも、裏紙８５が不要になるとともに、貼
付装置１４は不要となる。 （４）搬送装置１６と貼付装置１４のいずれか一方の装
置のみ設けた研磨装置に具体化してもよい。設けた装置
の分だけ貼り替え作業は容易となる。 （５）上記実施例では被研磨部材として半導体ウェハ５
７を研磨するようにしたが、被研磨部材としてタングス
テン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）等の金
属や、ポリシリコン（Ｓｉ）を研磨するようにしてもよ
い。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜請求項
１１の発明の研磨装置によれば、研磨布の貼り替え作業
を人の手をかりず自動的に行うことができる。

【００８０】請求項１２の発明の研磨布搬送装置によれ
ば、研磨布の貼り替え作業を人の手をかりず自動的に行
うことができる。請求項１３の発明の研磨布貼付装置に
よれば、研磨布の貼り替え作業を人の手をかりず自動的
に行うことができる。

【００８１】請求項１４の発明によれば、研磨布の裏紙
を簡単に剥がすことができ、貼り替え作業の効率化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の研磨装置を示す斜視図

【図２】研磨装置の要部側断面図

【図３】研磨装置の平断面図

【図４】ロータリシールの側断面図

【図５】吸着盤の底面図

【図６】吸着盤の平面図

【図７】（ａ）は研磨布搬送装置の側断面図、（ｂ）は
吸着プレート付近の拡大断面図

【図８】裏紙チャック装置の要部断面図

【図９】（ａ）は研磨布貼付装置の側断面図、（ｂ）は
キャップ付近の拡大断面図

【図１０】研磨布貼付装置の部分拡大断面図

【図１１】一般的な化学的機械的研磨装置を示す斜視図

【符号の説明】

１４ 研磨布貼り替え装置としての研磨布貼付装置 １６ 研磨布貼り替え装置としての研磨布搬送装置 ４２ 回転テーブル ４３ 研磨布 ５６ 被研磨部材としての半導体ウェハ ６０ （駆動）シリンダ ６１ 駆動シリンダとしてのロータリシリンダ ６８ アーム ７８ 吸着プレート ８４ ストッカ ８５ 裏紙 ８５ａ 舌片 ８６ 剥がし装置としての裏紙チャック装置 ９２ 駆動手段としてのシリンダ ９３ 駆動手段としてのロータリシリンダ １００ アーム １０３ 回転駆動手段を構成する回転軸 １０４ 回転駆動手段を構成するプーリ １０５ 回転駆動手段を構成するモータ １０７ キャップ １０８ 回転駆動手段を構成する回転板 １１２ 回転部材としての連結板 １１８ 押圧部材としての押圧ローラ １２０ 吸引手段を構成するジョイント １２１ 吸引手段を構成する吸引パイプ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーブルに配置された研磨布に被研磨部
   材を押圧しながら、研磨布と被研磨部材とを相対移動さ
   せて被研磨部材を研磨するようにした研磨装置におい
   て、研磨布貼り替え装置を備えた研磨装置。
2. 【請求項２】 研磨布貼り替え装置は、研磨布をテーブ
   ルから取り上げ、その取り上げた研磨布を廃棄場所まで
   搬送して廃棄する研磨布搬送装置を含む請求項１に記載
   の研磨装置。
3. 【請求項３】 研磨布貼り替え装置は、ストッカに収容
   された研磨布を取り上げ、ストッカから取り上げた研磨
   布をテーブルに搬送する研磨布搬送装置を含む請求項１
   に記載の研磨装置。
4. 【請求項４】 研磨布貼り替え装置は、 ストッカに収容された研磨布を取り上げ、そのストッカ
   から取り上げた研磨布をテーブルに搬送する研磨布搬送
   装置と、 ストッカから取り上げた研磨布に貼着された裏紙を把持
   し、研磨布のテーブルへの搬送に伴って裏紙を研磨布か
   ら剥がす剥がし装置とを備える請求項１に記載の研磨装
   置。
5. 【請求項５】 研磨布貼り替え装置は、研磨布をテーブ
   ルから取り上げ、その取り上げた研磨布を廃棄場所まで
   搬送して廃棄した後、ストッカに収容された研磨布を取
   り上げ、そのストッカから取り上げた研磨布をテーブル
   に搬送する研磨布搬送装置を含む請求項１に記載の研磨
   装置。
6. 【請求項６】 研磨布貼り替え装置は、 研磨布をテーブルから取り上げ、その取り上げた研磨布
   を廃棄場所まで搬送して廃棄した後、ストッカに収容さ
   れた研磨布を取り上げ、そのストッカから取り上げた研
   磨布をテーブルに搬送する研磨布搬送装置と、 ストッカから取り上げた研磨布に貼着された裏紙を把持
   し、研磨布のテーブルへの搬送に伴って裏紙を研磨布か
   ら剥がす剥がし装置とを備える請求項１に記載の研磨装
   置。
7. 【請求項７】 研磨布搬送装置は、 上下方向に昇降するとともに基端を中心に水平方向に回
   動可能なアームと、 そのアームを回動及び昇降動作させる駆動シリンダと、 そのアームの先端部に取着される吸着プレートとを備え
   る請求項２〜６のいずれか一項に記載の研磨装置。
8. 【請求項８】 研磨布貼り替え装置は、ストッカから搬
   送されたテーブルに載置された研磨布を上方から押圧部
   材にて押圧する研磨布貼付装置を含む請求項１に記載の
   研磨装置。
9. 【請求項９】 テーブルに配置された研磨布に被研磨部
   材を押圧しながら、研磨布と被研磨部材とを相対移動さ
   せて被研磨部材を研磨するようにした研磨装置におい
   て、 請求項２〜７のいずれか一項に記載の研磨布搬送装置
   と、請求項８に記載の研磨布貼付装置とを備える研磨布
   貼り替え装置を設けた研磨装置。
10. 【請求項１０】 研磨布貼付装置は、 上下方向に昇降するとともに基端を中心に水平方向に回
    動可能なアームと、 そのアームを回動及び昇降動作させる駆動手段と、 そのアームの先端部に取着された回転部材と、 その回転部材を回転させる回転駆動手段と、 その回転部材に設けられた押圧部材とを備える請求項８
    又は９に記載の研磨装置。
11. 【請求項１１】 研磨布貼付装置は、回転部材と押圧部
    材とを覆うキャップが設けられ、そのキャップには、キ
    ャップ内の空気を抜く吸引手段を設けたものである請求
    項１０に記載の研磨装置。
12. 【請求項１２】 上下方向に昇降するとともに基端を中
    心に水平方向に回動可能なアームと、 そのアームを回動及び昇降動作させる駆動シリンダと、 そのアームの先端部に取着される吸着プレートとを備え
    る研磨布搬送装置。
13. 【請求項１３】 上下方向に昇降するとともに基端を中
    心に水平方向に回動可能なアームと、 そのアームを回動及び昇降動作させる駆動手段と、 そのアームの先端部に取着された回転部材と、 その回転部材を回転させる回転駆動手段と、 その回転部材に設けられ押圧部材とを備える研磨布貼付
    装置。
14. 【請求項１４】 裏面に裏紙が貼着された研磨布におい
    て、裏紙に研磨布より外方に延出した舌片を形成した研
    磨布。