JPH11347937A - 研磨加工室の換気構造 - Google Patents

研磨加工室の換気構造

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JPH11347937A
JPH11347937A JP10174106A JP17410698A JPH11347937A JP H11347937 A JPH11347937 A JP H11347937A JP 10174106 A JP10174106 A JP 10174106A JP 17410698 A JP17410698 A JP 17410698A JP H11347937 A JPH11347937 A JP H11347937A
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wall
polishing
ventilation structure
processing chamber
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Kazuhiko Hirata
和彦 平田
Hisato Matsubara
寿人 松原
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SpeedFam-IPEC Co Ltd
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    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工室内の空気流を略層流にして、パーティ
クルの舞い上がりや攪乱を無くすることにより、被加工
物のスクラッチの発生を防止した研磨加工室の換気構造
を提供する。 【解決手段】 研磨加工機100を収納した加工室1内
を換気するための研磨加工室の換気構造である。具体的
には、天壁部10に設けられ且つフィルタユニット4−
1,4−2が取り付けられた吸気ダクト2−1,2−2
と、側壁部12に取り付けられた排気ブロア3と、天壁
部10の下側に画成され多数の小孔52を有する多孔チ
ャンバ5とで構成した。外部空気を多孔チャンバ5の小
孔52から加工室1内に噴出することで、下定盤101
側に下降する空気の層流を形成し、この層流で下定盤1
01周囲に飛散したパーティクルを床壁部11側に押し
下げる。そして、排気ブロア3でパーティクルを加工室
1外部に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、研磨加工機が収
納された研磨加工室の換気構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は 従来の研磨加工室の換気構造
を示す概略断面図である。図10に示すように、研磨加
工機100を収納した加工室1は天壁部10と床壁部1
1と側壁部12とで画成されている。研磨加工機100
は、下定盤101と、ウエハWを保持可能なキャリア1
02とを有してなる。この研磨加工機100は、図10
の二点鎖線で示すように、キャリア102が保持したウ
エハWを回転する下定盤101上に押圧しながら回転す
ることで、ウエハWを研磨する。この研磨作業時に、図
示しないスラリを下定盤101上に供給して、ウエハW
の研磨効率を促進させるが、スラリの凝固砥粒や研磨粉
等のパーティクルが加工室1内に飛散する。研磨加工室
の換気構造は、これらのパーティクルを外部に排出する
ためのもので、天壁部10に設けられた吸気ダクト2−
1,2−2と側壁部12に取り付けられた排気ブロア3
とで構成されている。すなわち、吸気ダクト2−1,2
−2のそれぞれに取り付けられたフィルタユニット4−
1,4−2の換気扇40を回転させることにより、外部
の空気をフィルタ41及び吸気ダクト2−1,2−2を
通じて加工室1内に吸い込む。そして、排気ブロア3を
駆動させて、この空気を上記パーティクルと共に排出す
ることで、研磨中に生じた加工室1内のパーティクルを
除去するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の研磨加工室の換気構造では、外部の空気を小開
口の吸気ダクト2−1,2−2から加工室1内に直接流
入する構造であるので、図11に示すように、加工室1
内で空気Aの乱流や対流が生じてしまう。このため、パ
ーティクルがこの乱流や対流に巻き込まれて、研磨中の
ウエハWと下定盤101との間に入り込み、ウエハWに
スクラッチを発生させる原因となっていた。さらに、従
来の研磨加工室の換気構造では、排気ブロア3が下定盤
101の研磨面101aよりも上方位置に取り付けられ
ているので、この研磨面101aよりも下方にあるパー
ティクルが排気ブロア3の吸引力によって下定盤101
の研磨面側に舞い上がり、下定盤101の研磨面に付着
して、ウエハWと下定盤101との間に入り込むおそれ
がある。
【0004】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、加工室内の空気流を略層流にして、パ
ーティクルの舞い上がりや攪乱を無くすることにより、
被加工物のスクラッチの発生を防止した研磨加工室の換
気構造を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、回転可能な定盤と被加工物をこ
の定盤に押圧して回転可能な加圧体とを有した研磨加工
機を収納し、且つ定盤が組み付けられた第1の壁部を有
する加工室を換気するための研磨加工室の換気構造にお
いて、加工室の壁部であって第1の壁部と対向する第2
の壁部に設けられ且つ防塵用のフィルタが取り付けられ
た吸気ダクトと、加工室の壁部であって第1及び第2の
壁部の周囲に気密に取り付けられた側壁部又は第1の壁
部の少なくとも一方に取り付けられた排気装置と、第2
の壁部の内側近傍に第2の壁部の略全体に渡って画成さ
れ且つ第1の壁部と対向する面に多数の小孔が略均一に
穿設された多孔チャンバとを具備する構成とした。かか
る構成により、排気装置の駆動によって、加工室外部の
空気が第2の壁部に設けられた吸気ダクトから多孔チャ
ンバ内に吸い込まれ、多孔チャンバ内に充満する。そし
て、多孔チャンバ内に充満した空気が第1の壁部と対向
する面に略均一に穿設された多数の小孔から噴出し、こ
れらの空気が略層流になって第1の壁部側に流れた後、
排気装置によって、加工室外部に排出される。
【0006】ところで、多数の小孔から流出する空気全
体が層流となって第1の壁部側に向かうように、小孔の
直径及び数を設定することが好ましい。そこで、その好
例として、請求項2の発明は、請求項1に記載の研磨加
工室の換気構造において、多孔チャンバの各小孔の直径
を3mm〜5mmの間の値に設定し、小孔の数を、小孔
の開口面積の総和が当該小孔が穿設された面の面積の1
0%〜20%の間の値になるように設定した構成として
ある。
【0007】また、請求項3の発明は、請求項1又は請
求項2に記載の研磨加工室の換気構造において、研磨加
工機の定盤の周囲に間隙を形成するように孔を定盤に遊
嵌した状態で加工室内に取り付けられた隔壁,第1の壁
部,及び側壁部で排気室を画成し、排気室の側壁部又は
第1の壁部の少なくとも一方に排気装置を取り付けた構
成としてある。かかる構成により、多孔チャンバの小孔
から噴出し、略層流となった空気が排気室の隔壁側に流
れ、定盤と隔壁の孔との間隙を通って排気室内に入り込
む。そして、排気室の空気が排気装置によって外部に排
出される。
【0008】ところで、加工室内の空気を定盤の隔壁の
孔との間隙から排気室に流入させるだけでなく、この間
隙とは別の個所から排気室内に流入させるようにしても
よい。そこで、請求項4の発明は、請求項3に記載の研
磨加工室の換気構造において、排気室の隔壁に所定数の
吸気孔を設けた構成としてある。
【0009】また、請求項5の発明は、回転可能な定盤
と被加工物をこの定盤に押圧して回転可能な加圧体とを
有した研磨加工機を収納し、且つ定盤が組み付けられた
第1の壁部を有する加工室を換気するための研磨加工室
の換気構造において、加工室の壁部であって第1の壁部
と対向する第2の壁部に設けられ且つ防塵用のフィルタ
が取り付けられた吸気ダクトと、研磨加工機の定盤の周
囲に間隙を形成するように孔を定盤に遊嵌した状態で加
工室内に取り付けられた隔壁,第1の壁部,及び側壁部
で形成された排気室と、排気室の側壁部又は第1の壁部
の少なくとも一方に取り付けられた排気装置とを具備す
る構成とした。さらに、請求項6の発明は、請求項5に
記載の研磨加工室の換気構造において、排気室の隔壁に
所定数の吸気孔を設けた構成としてある。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 (第1の実施形態)図1は、この発明の第1の実施形態
に係る研磨加工室の換気構造を示す概略断面図である。
なお、図10及び図11に示した部材と同一部材につい
ては同一符号を付して説明する。図1において、研磨加
工機100の下定盤101は研磨面101aを上向きに
した状態で加工室1内に配置されている。この下定盤1
01は、加工室1を画成する床壁部11の下側の駆動室
110内のモータ111によって駆動回転させられるよ
うになっている。また、研磨加工機100のキャリア1
02(加圧体)は、図示しない昇降機構と揺動機構と回
転機構とによって、昇降,揺動,回転させられるように
なっている。なお、符号103はインデックステーブル
であり、キャリア102はこのインデックステーブル1
03上に配された未研磨のウエハW(被加工物)を保持
してキャリア102の研磨面101a上まで搬送すると
共に既研磨のウエハWをインデックステーブル103上
に戻すようになっている。
【0011】加工室1は、上記研磨加工機100を収納
している。具体的には、加工室1は、床壁部11(第1
の壁部)と、この床壁部11と対向した天壁部10(第
2の壁部)と、これら床壁部11及び天壁部10の周囲
に気密に取り付けられた4枚の側壁部12とで画成され
ている。
【0012】この加工室1における換気構造は、フィル
タユニット4−1,4−2が各々取り付けられた吸気ダ
クト2−1,2−2と多孔チャンバ5と排気ブロア3
(排気装置)とで構成されている。
【0013】吸気ダクト2−1,2−2は、外部の空気
を加工室1内に通す開口である。図2にも示すように、
吸気ダクト2−1は天壁部10の中心線Lの左半部の略
中央に穿設され、吸気ダクト2−2は、右半部の略中央
に穿設されている。図1において、フィルタユニット4
−1,4−2は、各々換気扇40と防塵用のフィルタ4
1とを有してなり、フィルタ41を下側にした状態で吸
気ダクト2−1,2−2に取り付けられている。これに
より、換気扇40を駆動させると、外部の空気を加工室
1内に流入させることができる。
【0014】多孔チャンバ5は、吸気ダクト2−1,2
−2から流入した空気を層流にして加工室1内に噴出す
るためのものであり、天壁部10の下側近傍に天壁部1
0の略全面に渡って画成されている。具体的には、多孔
板50が天壁部10の下方に平行に取り付けられ、天壁
部10と多孔板50との中央部が仕切り板51で仕切ら
れている。そして、多孔板50には、図3にも示すよう
に、多数の小孔52が多孔板50全面に渡って略均一に
穿設されている。これにより、加工室1外部の空気がこ
の多孔チャンバ5内に一旦蓄えられた後、多数の小孔5
2から一定の圧力で加工室1内に噴出する。ところで、
この実施形態では、略完全な層流を得るため、各小孔5
2の直径を3mm〜5mmの間の値に設定し、小孔52
の数を、小孔52の開口面積の総和が多孔板50の面積
の10%〜20%の間の値になるように設定してある。
【0015】排気ブロア3は、上記多孔チャンバ5から
層流状態で下降してきた空気を加工室1の外部に排出す
るためのものである。この排気ブロア3は、図1の左側
の側壁部12に取り付けられ、下定盤101の研磨面1
01aよりも若干上方に配されている。
【0016】次に、この実施形態の研磨加工室の換気構
造が示す動作について説明する。図4の二点鎖線で示す
ように、未研磨のウエハWをキャリア102で保持し、
ウエハWを回転する下定盤101の研磨面101a上に
押圧した状態でキャリア102を回転させると、ウエハ
Wが下定盤101の研磨面101aによって研磨され、
その研磨粉や図示しないスラリの凝固砥粒等がパーティ
クルPとして下定盤101の周囲に飛散する。このよう
な研磨作業前に、フィルタユニット4−1,4−2を駆
動させると、外部の空気が吸気ダクト2−1,2−2を
介して多孔チャンバ5内に吸い込まれ、多孔チャンバ5
内の圧力が上がる。これにより、多孔チャンバ5内の空
気Aが多数の小孔52から一定圧力で加工室1内に噴出
し、矢印で示すように、全体的に層流になって下降す
る。この結果、図5に示すように、下定盤101の周囲
に飛散したパーティクルPが層流の空気Aによって床壁
部11側に押し下げられる。そして、フィルタユニット
4−1,4−2の駆動と略同時に排気ブロア3を駆動さ
せておくことで、床壁部11側に押し下げられたパーテ
ィクルPが空気Aと共の加工室1の外部に排出される。
【0017】このように、この実施形態の研磨加工室の
換気構造によれば、研磨中に下定盤101の周囲に飛散
したパーティクルPが層流の空気Aによって床壁部11
側に押し下げられるので、パーティクルPが舞い上がる
ことがほとんなく、この結果、パーティクルPがウエハ
Wと研磨面101aとの間に入り込んで、ウエハWにス
クラッチが生じるという事態はほとんど生じない。
【0018】(第2の実施形態)図6は、この発明の第
2の実施形態に係る研磨加工室の換気構造を示す概略断
面図である。なお、図1〜図5に示した部材と同一部材
については同一符号を付して説明する。この実施形態の
研磨加工室の換気構造は、研磨加工機100の下定盤1
01の下側に排気室6を画成し、排気ブロア3をこのチ
ャンバー6に取り付けた構成となっている。具体的に
は、図6及び図7に示すように、下定盤101の直径よ
りも大きい孔61を有した隔壁60が孔61を介して下
定盤101に遊嵌され、孔61と隔壁60との間に間隙
62が形成されている。そして、隔壁60の周縁が床壁
部11上に立設された隔壁63と側壁部12とに取り付
けられて、排気室6が画成されている。また、隔壁63
には、加工室1と排気室6とを連通させる吸気孔64が
設けられている。排気ブロア3は、図6の左側の箇所で
あって、上記排気室6に対応する箇所に取り付けられて
いる。
【0019】かかる構成により、図8に示すように、吸
気ダクト2−1,2−2から加工室1内に流入された空
気Aが排気ブロア3によって下定盤101と孔61との
間隙62から排気室6内に吸い込まれた後、加工室1の
外部に排出される。したがって、研磨中に下定盤101
の周囲に飛散したパーティクルPは、空気Aと供に排気
室6内に吸い込まれた後、排気ブロア3によって加工室
1の外部に排出されることとなる。その他の構成,作用
効果は上記第1の実施形態と同様であるので、その記載
は省略する。
【0020】(第3の実施形態)図9は、この発明の第
3の実施形態に係る研磨加工室の換気構造を示す概略断
面図である。なお、図1〜図8に示した部材と同一部材
については同一符号を付して説明する。この実施形態の
研磨加工室の換気構造は、上記第1及び第2の実施形態
の換気構造を組み合わせた構成になっている。上記第1
の実施形態の研磨加工室の換気構造では、排気ブロア3
が下定盤101の研磨面101aより上方に配されてい
るので、床壁部11側に押し下げられたパーティクルP
が排気ブロア3の吸引力によって研磨面101aの近く
まで舞い上がる事態が発生するおそれがある。一方、上
記第2の実施形態の研磨加工室の換気構造では、下定盤
101の周囲に飛散したパーティクルPの大部分は間隙
62から排気室6内に吸引される。しかし、加工室1内
の乱流等に巻き込まれるパーティクルPもあり、このパ
ーティクルPが下定盤101の研磨面101aに付着す
るという事態が発生するおそれもある。
【0021】そこで、この実施形態の研磨加工室の換気
構造では、上記第1の実施形態と同様に、フィルタユニ
ット4−1,4−2が取り付けられた吸気ダクト2−
1,2−2を有する天壁部10の下側に、多孔チャンバ
5を設けると共に、上記第2の実施形態と同様に、下定
盤101の下側に排気室6を設けて、この排気室6に排
気ブロア3を取り付けた構成とした。かかる構成によ
り、下定盤101の周囲に飛散したパーティクルPが層
流の空気Aによって排気室6の隔壁60側に押し下げら
れた後、間隙62から排気室6内に吸引され、排気ブロ
ア3によって外部に排出されることとなる。この結果、
飛散したパーティクルPの研磨面101aへの付着が完
全に防止されることとなる。その他の構成,作用効果は
上記第1及び第2の実施形態と同様であるので、その記
載は省略する。
【0022】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記第1及び第2の
実施形態では、多孔チャンバ5に仕切り板51を設け、
多孔チャンバ5内の空間を二分割したが、仕切り板51
を設けずに、多孔チャンバ5内を一つの空間にすること
もできる。その場合において、二つの吸気ダクト2−
1,2−2を設けず、一つの吸気ダクト2−1を天壁部
10の中央部に設け、この吸気ダクト2−1に一つのフ
ィルタユニット4−1を取り付ける構成とすることもで
きる。
【0023】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項1の
発明によれば、多孔チャンバから噴出した空気が略層流
になって研磨加工機の定盤が組み付けられている第1の
壁部側に流れるので、研磨中に生じる被加工物の研磨粉
やスラリの凝固砥粒等のパーティクルが略層流の空気に
よって第1の壁部側に導かれ、排気装置によって、加工
室外部に排出される。この結果、定盤の周囲に飛散した
パーティクルが定盤と被加工物との間に入って被加工物
にスクラッチを発生させるという事態を防止することが
できる。
【0024】また、請求項2の発明によれば、多孔チャ
ンバから噴出する空気を略完全に層流状態にすることが
でき、スクラッチ発生防止の効果をさらに高めることが
できる。
【0025】また、請求項3の発明によれば、定盤の周
囲に飛散したパーティクルを層流の空気によって排気室
の隔壁側に導き、しかも、パーティクルを定盤と隔壁の
孔との間隙から排気室内に吸い込むので、定盤周囲に飛
散したパーティクルを確実に加工室外部に排出すること
ができる。
【0026】また、請求項5及び請求項6の発明によれ
ば、定盤の周囲に飛散したパーティクルを隔壁の孔と定
盤との間隙を通じて排気室内に吸入し、外部に排出する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態に係る研磨加工室の
換気構造を示す概略断面図である。
【図2】吸気ダクトの形成位置を示す斜視図である。
【図3】小孔が多孔板全面に渡って略均一に穿設されて
いる状態を示す平面図である。。
【図4】層流形成状態を概略断面図である。
【図5】パーティクルが層流の空気によって床壁部側に
押し下げられる状態を示す概略断面図である。
【図6】この発明の第2の実施形態に係る研磨加工室の
換気構造を示す概略断面図である。
【図7】排気室の間隙を示す平面図である。
【図8】第2の実施形態におけるパーティクルの排出状
態を示す概略断面図である。
【図9】この発明の第3の実施形態に係る研磨加工室の
換気構造を示す概略断面図である。
【図10】従来の研磨加工室の換気構造を示す概略断面
図である。
【図11】加工室内での乱流や対流の発生状態を示す概
略断面図である。
【符号の説明】
1…加工室、 2−1,2−2…吸気ダクト、 3…排
気ブロア、 4−1,4−2…フィルタユニット、 5
…多孔チャンバ、 6…排気室、 41…フィルタ、
50…多孔板、 52…小孔、 60…隔壁、 61…
孔、 62…間隙、 100…研磨加工機、 101…
下定盤、 102…キャリア、 W…ウエハ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転可能な定盤と被加工物をこの定盤に
    押圧して回転可能な加圧体とを有した研磨加工機を収納
    し、且つ上記定盤が組み付けられた第1の壁部を有する
    加工室を換気するための研磨加工室の換気構造におい
    て、 上記加工室の壁部であって上記第1の壁部と対向する第
    2の壁部に設けられ且つ防塵用のフィルタが取り付けら
    れた吸気ダクトと、 上記加工室の壁部であって上記第1及び第2の壁部の周
    囲に気密に取り付けられた側壁部又は上記第1の壁部の
    少なくとも一方に取り付けられた排気装置と、 上記第2の壁部の内側近傍に第2の壁部の略全体に渡っ
    て画成され且つ上記第1の壁部と対向する面に多数の小
    孔が略均一に穿設された多孔チャンバとを具備すること
    を特徴とする研磨加工室の換気構造。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の研磨加工室の換気構造
    において、 上記多孔チャンバの各小孔の直径を3mm〜5mmの間
    の値に設定し、 上記小孔の数を、小孔の開口面積の総和が当該小孔が穿
    設された面の面積の10%〜20%の間の値になるよう
    に設定した、 ことを特徴とする研磨加工室の換気構造。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の研磨加工
    室の換気構造において、 上記研磨加工機の定盤の周囲に間隙を形成するように孔
    を定盤に遊嵌した状態で加工室内に取り付けられた隔
    壁,上記第1の壁部,及び上記側壁部で排気室を画成
    し、 上記排気室の側壁部又は第1の壁部の少なくとも一方に
    上記排気装置を取り付けた、 ことを特徴とする研磨加工室の換気構造。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の研磨加工室の換気構造
    において、 上記排気室の隔壁に所定数の吸気孔を設けた、 ことを特徴とする研磨加工室の換気構造。
  5. 【請求項5】 回転可能な定盤と被加工物をこの定盤に
    押圧して回転可能な加圧体とを有した研磨加工機を収納
    し、且つ上記定盤が組み付けられた第1の壁部を有する
    加工室を換気するための研磨加工室の換気構造におい
    て、 上記加工室の壁部であって上記第1の壁部と対向する第
    2の壁部に設けられ且つ防塵用のフィルタが取り付けら
    れた吸気ダクトと、 上記研磨加工機の定盤の周囲に間隙を形成するように孔
    を定盤に遊嵌した状態で加工室内に取り付けられた隔
    壁,上記第1の壁部,及び上記側壁部で形成された排気
    室と、 上記排気室の側壁部又は第1の壁部の少なくとも一方に
    取り付けられた排気装置とを具備することを特徴とする
    研磨加工室の換気構造。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の研磨加工室の換気構造
    において、 上記排気室の隔壁に所定数の吸気孔を設けた、 ことを特徴とする研磨加工室の換気構造。
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