JPH09207065A - ポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トップリング駆動軸とドレッシングツール駆
動軸の錆を効果的に防止することができるポリッシング
装置を提供すること。 【解決手段】 トップリング駆動軸３０（又はドレッシ
ングツール駆動軸）の少なくとも砥液（又はドレッシン
グ液）が付着する下端部近傍の外表面に、耐摩耗性の樹
脂材をコーティングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウエハ等のポ
リッシング対象物の表面を研磨するポリッシング装置に
関し、特にトップリング又はドレッシングツールを駆動
するトップリング駆動軸又はドレッシングツール駆動軸
の耐食性を向上するのに好適なポリッシング装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの製造工程においては、半
導体ウエハ表面を平坦且つ鏡面化するためにポリッシン
グ装置が使用されている。

【０００３】図２はこの種のポリッシング装置の概略構
造を示す斜視図である。同図に示すようにこのポリッシ
ング装置は、ターンテーブル１００の上にトップリング
ユニット１１０とドレッシングツールユニット１２０を
配置して構成されている。

【０００４】ターンテーブル１００は駆動軸１０１によ
って回転駆動され、またその上面には人工皮革等からな
る研磨布が貼り付けられている。

【０００５】トップリングユニット１１０はモータ１１
２及びベルト１１３によって回転駆動されるトップリン
グ駆動軸１１５の下端にトップリング１１１を固定して
構成されている。トップリング１１１には、配管１１７
からトップリング駆動軸１１５の内部を通って真空が供
給されており、これによって該トップリング１１１の下
面に図示しない半導体ウエハの吸着を可能にしている。

【０００６】一方ドレッシングツールユニット１２０は
モータ１２２及びベルト１２３によって駆動されるドレ
ッシングツール駆動軸１２５の下端にドレッシングツー
ル１２１を固定して構成されている。このドレッシング
ツール駆動軸１２５の下面には、ターンテーブル１００
上の研磨布をドレッシングするブラシ（研磨布の材質に
よってはダイヤモンドプレートなど）が取り付けられて
いる。

【０００７】これらトップリングユニット１１０全体と
ドレッシングツールユニット１２０全体は、駆動軸１３
１，１４１によって揺動自在に支持されている。またト
ップリング駆動軸１１５とドレッシングツール駆動軸１
２５とは、それぞれトップリングユニット１１０とドレ
ッシングツールユニット１２０の内部においてシリンダ
１５２，１７２によって上下動自在であり、ベアリング
により軸支されている。

【０００８】そして半導体ウエハを吸着したトップリン
グ１１１をターンテーブル１００上に移動してトップリ
ング駆動軸１１５を下降することによって、該半導体ウ
エハをターンテーブル１００の研磨布に圧接する際に該
ターンテーブル１００とトップリング１１１を各々独立
した回転数で回転することによって半導体ウエハの表面
を研磨する。このとき同時に砥液が供給管１５０からタ
ーンテーブル１００上に供給される。

【０００９】一方該研磨後、ターンテーブル１００の上
にドレッシングツール１２１を移動してドレッシングツ
ール駆動軸１２５を下降することによって、該ドレッシ
ングツール１２１をターンテーブル１００の研磨布に圧
接する際に該ターンテーブル１００とドレッシングツー
ル１２１を各々独立した回転数で回転することによって
研磨布の表面の再生（目立て）を行なう。このとき同時
に図示しない供給管から純水がターンテーブル１００上
に供給される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記トップリ
ング駆動軸１１５とドレッシングツール駆動軸１２５に
は、これら軸をベアリングによって支持するためのベア
リング転動面を設けなければならないので、該トップリ
ング駆動軸１１５とドレッシングツール駆動軸１２５の
材質としてＳＵＳ４４０Ｃの焼入れ材を使用する必要が
あるが、逆に焼を入れるのでこれらトップリング駆動軸
１１５とドレッシングツール駆動軸１２５の防錆効果が
小さくなってしまう。

【００１１】特にこれらトップリング駆動軸１１５とド
レッシングツール駆動軸１２５には、前記砥液や純水な
どが付着する恐れがあり、付着した場合は錆が生じる恐
れがある。

【００１２】一方この錆を防止するために、前記トップ
リング駆動軸１１５とドレッシングツール駆動軸１２５
の表面にクロムメッキを施す方法も考えられるが、この
方法を用いた場合は該メッキが剥がれて半導体製造装置
内でクロム汚染を生じる恐れがある。

【００１３】さらに前記トップリング駆動軸１１５とド
レッシングツール駆動軸１２５自体をセラミック製にす
る方法も考えられるが、セラミックは高価で低コスト化
を阻害する。

【００１４】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、トップリング駆動軸とドレッシングツ
ール駆動軸の錆を効果的に防止することができるポリッ
シング装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、トップリング駆動軸又はドレッシングツー
ル駆動軸の少なくとも砥液又はドレッシング液が付着す
る下端部近傍の外表面に、耐摩耗性の樹脂材をコーティ
ングすることとした。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は本発明を適用したト
ップリングユニット１０の概略断面図である。同図に示
すようにこのトップリングユニット１０は、モータ２０
と、該モータ２０によって駆動されるトップリング駆動
軸３０と、該トップリング駆動軸３０の下端に取り付け
られるトップリング１１とを具備して構成されている。
以下各構成部品について説明する。

【００１７】モータ２０は減速機２２を介してその一端
から突出する駆動軸２１にプーリー２３を取り付け、且
つケース５０に固定して構成されている。

【００１８】一方トップリング駆動軸３０は中空であっ
て、その外周に取り付けたスプラインブッシュ３１及び
リニアブッシュ３２の外側にスリーブ３３を固定しさら
にその外側にプーリー３６を固定するとともに、その上
下を上下ベアリング３７，３８によってケース５０に回
転自在に軸支して構成されている。またプーリー２３と
プーリー３６の間にはベルト２５が巻き掛けられてい
る。

【００１９】なお前記スプラインブッシュ３１はトップ
リング駆動軸３０の外周の軸方向に設けたスプライン溝
３４にベアリングを介して取り付けられており、従って
スプラインブッシュ３１とトップリング駆動軸３０とは
回転方向には一体に回転するが、軸方向にはスライドす
るように構成されている。一方前記リニアブッシュ３２
はトップリング駆動軸３０を回転自在に軸支するように
取り付けられている。

【００２０】スリーブ３３の下端内周とトップリング駆
動軸３０の外周の間にはシール材３９が取り付けられシ
ールされている。また４１はケース５０とスリーブ３３
間に設けられたオイルシールである。

【００２１】またトップリング駆動軸３０の中空の内部
には、該トップリング駆動軸３０の上端からジョイント
４３を介して真空配管５５が導入されている。この真空
配管５５は前記ジョイント４３上に取り付けた真空配管
５７に接続されている。真空配管５７は分割線５７ａの
部分でその下側のみが回転自在となっている。またこの
真空配管５５はトップリング駆動軸３０の内部において
２本に分岐された後、トップリング駆動軸３０の下端に
設けた切欠き４５，４５から導出され、トップリング１
１に接続されている。

【００２２】またトップリング駆動軸３０の上部には、
このトップリング駆動軸３０を回転自在であって且つそ
の軸方向には一体に移動するようにシリンダブラケット
５１が取り付けられている。このシリンダブラケット５
１にはエアシリンダ５２が固定されており、またエアシ
リンダ５２のロッド５３の先端はケース５０に固定され
ている。なおケース５０は駆動軸６０に支持されてい
る。

【００２３】ところで本発明にかかるトップリング駆動
軸３０は、ＳＵＳ４４０Ｃを焼入れしたものの外周表面
全体に耐摩耗性の樹脂をコーティングすることによって
構成されている。

【００２４】この実施形態においては、コーティング用
樹脂材として、テフロングラファイト系樹脂を用いた。
さらに具体的に言えば、テフロン（フッ素樹脂）粉末と
グラファイト粉末とを混合した樹脂をトップリング駆動
軸３０全体に吹き付けて焼き付けることによってコーテ
ィングが行われている。その膜厚は約５μｍである。

【００２５】これによって錆び易い焼入れしたトップリ
ング駆動軸３０の耐食性が向上し、錆びにくくなる。

【００２６】このトップリングユニット１０の動作を説
明すると、まず予め真空配管５７からトップリング１１
の下面に導入された負圧によって該トップリング１１下
面に図示しない半導体ウエハを真空吸着した状態で、前
記モータ２０を駆動してその回転駆動力をベルト２５を
介してトップリング駆動軸３０に伝達してこれを回転駆
動する。

【００２７】そしてこのトップリングユニット１０全体
を駆動軸６０によって揺動してトップリング１１を図示
しない回転するターンテーブルの上に移動し、次に前記
エアシリンダ５２を駆動してケース５０に固定されたロ
ッド５３に対してエアシリンダ５２及びシリンダブラケ
ット５１を下降させ、これによってトップリング駆動軸
３０及びトップリング１１を下降してターンテーブル上
の研磨布に半導体ウエハを圧接し、半導体ウエハ表面を
研磨する。

【００２８】このときターンテーブル上に供給された砥
液が周囲に飛び散ってトップリング駆動軸３０にも付着
するが、該トップリング駆動軸３０は樹脂コーティング
が施されているので、錆びる恐れはない。

【００２９】また樹脂コーティングが摩耗して一部離脱
しても、該離脱粉は金属ではないので、半導体製造環境
に大きな影響を与えることもない。

【００３０】そして研磨終了後、エアシリンダ５２を駆
動してトップリング駆動軸３０とトップリング１１とを
上昇させた後、駆動軸６０を駆動してトップリングユニ
ット１０を揺動し、トップリング１１をターンテーブル
の外に移動する。

【００３１】上記実施形態は本発明をトップリング駆動
軸に適用した場合を示したが、本発明はこれをドレッシ
ングツールユニットのドレッシングツール駆動軸に適用
しても良い。何故ならドレッシングツール駆動軸もドレ
ッシングツールによるターンテーブルのドレッシング
（再生）の際に供給される純水等のドレッシング液が飛
び散って付着し、錆びる恐れが高いからである。

【００３２】また上記実施形態ではトップリング駆動軸
３０全体に樹脂コーティングを施しているが、該樹脂コ
ーティングは前記トップリング駆動軸３０の少なくとも
前記砥液が付着する恐れのある下端部近傍の外表面に施
せば良い。図１に示す実施形態において説明すれば、ス
リーブ３３の下端から突出するトップリング駆動軸３０
の露出面に樹脂コーティングを施しておけば良い。何故
ならケース５０内には砥液等の液体は侵入せず、またケ
ース５０の上部から突出する部分はトップリング１１か
ら離れており、最も錆が生じ易いのは該下端部だからで
ある。この点はドレッシングツール駆動軸についても同
様である。

【００３３】さらにコーティング用の樹脂として、上記
材質の樹脂の他に、必要に応じて他の各種の樹脂材料を
使用できることは言うまでもない。

【００３４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、たとえ焼入れを行なって防錆効果が小さくなったト
ップリング駆動軸やドレッシングツール駆動軸に砥液や
純水などの液体が付着しても、これらが錆る恐れは無く
なるという優れた効果を有し、また金属メッキを施さな
いので金属汚染が生じる恐れもないという優れた効果を
も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したトップリングユニット１０の
概略断面図である。

【図２】ポリッシング装置全体の概略構造を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１０ トップリングユニット １１ トップリング ２０ モータ（駆動手段） ３０ トップリング駆動軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動手段によって駆動されるトップリン
   グ駆動軸の下端にトップリングを取り付け、該トップリ
   ングとターンテーブルの間にポリッシング対象物を介在
   させるとともに研磨用の砥液を供給し、且つ前記トップ
   リング駆動軸によって駆動されるトップリングと前記タ
   ーンテーブルとを各々独立した回転数で回転することで
   該ポリッシング対象物表面を平坦に研磨するポリッシン
   グ装置において、 前記トップリング駆動軸の少なくとも前記砥液が付着す
   る下端部近傍の外表面に、耐摩耗性の樹脂材をコーティ
   ングしたことを特徴とするポリッシング装置。
2. 【請求項２】 駆動手段によって駆動されるドレッシン
   グツール駆動軸の下端にドレッシングツールを取り付
   け、該ドレッシングツールをターンテーブルに接触させ
   るとともにドレッシング液を供給し、且つ前記ドレッシ
   ングツール駆動軸によって駆動されるドレッシングツー
   ルと前記ターンテーブルとを各々独立した回転数で回転
   することで該ターンテーブルの研磨面の再生を行なうポ
   リッシング装置において、 前記ドレッシングツール駆動軸の少なくとも前記ドレッ
   シング液が付着する下端部近傍の外表面に、耐摩耗性の
   樹脂材をコーティングしたことを特徴とするポリッシン
   グ装置。
3. 【請求項３】 前記コーティング用の樹脂材として、フ
   ッ素樹脂及びグラファイトの粉末を混合した樹脂材を用
   いたことを特徴とする請求項１又は２記載のポリッシン
   グ装置。