JPS608189B2

JPS608189B2 - 研磨装置

Info

Publication number: JPS608189B2
Application number: JP55122647A
Authority: JP
Inventors: 敬一石井; 正道吉岡; 秀幸島田; 和憲佐伯
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1980-09-04
Filing date: 1980-09-04
Publication date: 1985-03-01
Also published as: JPS5748472A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、研磨機能と共に洗浄および乾燥機能をも兼
有する研磨装置に関するものである。

従来、例えばシリコンの半導体結晶のィンゴットを薄く
切ったウェーハ（被研磨物）の表面を研磨するための研
磨装置は、単に研磨機能のみを有するものであった。こ
のため、研磨処理後のウェーハを洗浄および乾燥処理す
る場合、ゥェーハを前記研磨装置から順次洗浄装置、乾
燥装置に移し換えなければならす、ゥェーハの研磨、洗
浄、乾燥の一連の処理工程の作業効率が悪かった。しか
も、研磨精度の高度化を図る場合、例えば研磨装置を他
の装置と分けた部屋に配置する等、各装置に対する換気
を考慮した上で、限られた工場床面上における各装置の
配置形態を設定しなければならない面倒があった。この
発明は上記事情に鑑みてなされたもので、研磨機能と共
に洗浄および乾燥機能をも兼有することによって、ウェ
ーハ等の各種被研磨物に対する研磨、洗浄、乾燥の一連
の処理工程の作業効率の向上を図ることができると共に
、装置内における換気性能が優れ、この結果、装置自体
が比較的小型でかつ研磨精度の高度化を図ることができ
る研磨装置を提供することを目的とすることである。

なお、ここで特記すべきことは、本発明は、従来におけ
る研磨装置、洗浄装置、乾燥装置を単に組み合せたもの
ではなく、それらの機構を有機的に結合し、かつ独特な
換気機構および洗浄液の回収機構を具備する点に特徴を
有するものである。

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図中１は外観が長万体型の装置本体で、この装置本体１
は第１図に示すように、その正面側の側面が任意に開口
する操作口２とされ、またその他の側面の略中間部分に
は排気口３が形成されている。

また、この装置本体１の上部には、フィルタ等を介して
この装置本体１内にその上方から無塵の清浄空気を放出
させる空気清浄機構４がユニット化されて装備されてい
ると共に、その内部の略中間部分には、水受槽５が取付
けられている。この水受槽５は、装置本体１の裏側の側
面（第１図中後方側の側面）に対し若干の間隙で離間し
、かつ装置本体１の左右側の側面（第１図中左右側の側
面）の排気口３の若干下方に位置する状態で取付けられ
ている。前記水受槽５の下部には、第３図に示すように
排気口６が設けられていて、この排気口６から図示しな
いホース等を介して受水を外部に排出するようになされ
ている。

また、この水受槽５の中央部分は関口されかつ上方へ突
出されており、そして、この中央部分の上方に位置する
ように、ターンテーブル７が軸受８を介して装置本体１
に取付けられている。このターンテーブル７は上下方向
の轍線を中心として回転可能とされ、その駆動軸９はプ
ーリー１０、ベルト１１、プーリ−１２を介して可変速
モータ（駆動機構）１３に連係されている。また、この
ターンテーブル７の上部には円形の凹部が設けられ、そ
して、上面にシリコンの半導体結晶のウェーハ（被研磨
物）１４を接着した円板１５が、前記ターンテーブル７
の凹都内にその上方から着脱自在に鉄合されている。図
中１６は蓋板で、前記水受槽５の上方を覆うように装置
本体１に配備され、また、前記ターンテーブル７に対応
する中央部分には円孔１７が設けられている。この蓋板
１６の下面には、その円孔１７の周囲に沿って複数の羽
根１８が配備されている。これらの羽根１８の配備形態
は、第６図に示すようにターンテーブル７と略同形の仮
想円Ｂにおけるターンテーブル７の回転方向（本実施例
の場合は右方向）寄りの接線にほぼ沿い、かつその周方
向に沿って等間隔とされ、そして、ターンテーブル７の
外周部と前記装置本体１の排気口３との間に位置させら
れている。各羽根１８の外方端の相互間には金網１９が
張設されている。なお、蓋体１６を第２図中のＣ，Ｄ位
置に適宜揺動自在とし、そして、ターンテーブル７上に
円板１５を着脱作業する際、蓋体１６をＣ位置に下げて
その作業を容易なものとすることが好ましい。図中２川
ま洗浄液の吐出管で、洗浄液の供給部（図示せず）から
洗浄液を、例えば作業者によるフットスイッチの操作等
に基づいて適宜ターンテーブル７上に吐出するようにな
されており、これらによって洗浄機構が構成されている
。装置本体１の後方部分には、研磨機構２１が装備され
ている。

この研磨機構２１は、前記可変遠モータ１３のプーリー
２２に、ベルト２３、、プーリー２４、電磁クラッチ２
５、シャフト２６、クランク機構２７を介して揺動体２
８を矢印Ｅ，Ｆ方向揺動可能に連係し、この揺動体２８
に連結杵２９をエアーシリンダ３０１こよって適宜上下
方向（矢印Ｇ、Ｈ方向）回動可能に支持し、そして、こ
の連結村２９の先端に研磨板３１を回転自在に鞠支して
、この研磨板３１の下面から研磨液を適宜吐出させるよ
うに構成されていて、この研磨板３１が可変速モータ１
３の回転力に基づいて揺動しつつ、ターンテーブル７上
のウェーハ（被研磨物）１４に追従して回転することに
よって、ウヱーハ１４の表面上を箔接して所定の研磨作
用を行なうようにされている。なお、図中３２は、装置
本体１内の照明ランプである。

次に上記構成の研磨装置の作用について説明する。被研
磨物たるゥェーハ１４の研磨、洗浄、乾燥の一連の処理
工程中において、空気清浄機構４は常に清浄空気を装置
本体１内に放出しており、この空気は装置本体１の操作
口２および排気口３から外部に連続的に排出され、この
結果、装置本体１の内部は常時無塵状態に維持されてい
る。

そして、まず研磨工程の場合、ェーシリンダ３０によっ
て研磨板３１を下方（矢印日方向）へ回転させてゥェー
ハ１４上に戦直させると共に、電磁クラッチ２５を連結
状態にして可変遠モータＩ３から揺動体２８に至る一連
の動力伝達系を構成させ、そして、可変遠モータ１３に
よってターンテーブル７を約分速１２０回転程度で低速
回転させる。すると、研磨板３１は、その下面から研磨
液を吐出しながら、矢印Ｅ，Ｆ方向に揺動しかつ回転し
て所定の研磨作用を行なう。この研磨時間は、例えばタ
イマーの設定時間等により制御する。次に、洗浄工程の
場合、電磁クラッチ２５を断状態とすると共に、エアー
シリンダ３川こよって研磨板３１を上方（矢印Ｇ方向）
へ回転させ第２図中実線で示す状態に保持させてから、
可変遠モータ１３によってターンテーブル７を約分遠２
００回転程度で回転させる。

そして、図示しないフットスイッチを操作して吐出管２
０から瓶宜洗浄液を回転するウェーハ１４上に吐出させ
つつ、スポンジ等によってそのウヱーハ１４の表面を洗
浄する。その際、ウェーハ１４を洗浄した洗浄液は、タ
ーンテーブル７の回転力によってその外方へ飛ばされ、
そして、蓋板１６の下方において羽根１８の相互間を通
って金網１９に当たる。このように、洗浄液は、羽根１
８にガイドされる装置本体１内の空気と共に移動するか
ら、それが上方へ舞い上がることが阻止され、かつ金網
１９に当たることによりその飛沫の発生が阻止される。
そして、金網１９に当った洗浄液は、水受槽５で回収さ
れてその排出口６から外部に排出される。次に、上記洗
浄処理終了後の乾燥工程の場合、可変遠モータ１３によ
ってターンテーブル７をスロースタート式に低速回転か
ら除々に高速回転（例えば分速７００回転）させる。す
ると、その回転力によってゥェーハ１４上の残留の洗浄
液は外方へ飛ばされ、そして、ターンテーブル７の高速
回転に伴なつて生じる装置本体１内の空気流と共に、羽
根１８の相互間を通って金網１９に当たる。このため、
前記洗浄工程の場合と同様に、洗浄液の舞い上がりおよ
び飛沫の発生が阻止される。なお、飛ばされる残留洗浄
液の画く放物線およびその際に生じるターンテーブル７
の周囲の空気流は、ほぼ各羽根１８の相互の対向面に沿
う。したがって空気流は乱流することなく、各羽根１８
の間を通り装置本体１の排気口３から外部にスムーズに
排気され、そして、残留洗浄液はその舞い上がりおよび
飛沫の発生が更に阻止される。なお、前記研磨機構２１
の構成は、何んら前記実施例に限定されず適宜設計変更
が可能であり、また、例えば複数の研磨機構をターンテ
ーブル７上の被研磨物に対し選択的に接離自在に配備し
て、ウェーハ１４の仕上げ研磨のみならず、その前轍階
の荒研磨等をも行なうように構成することも可能である
。また、本装置の誤動作を防止する観点から、研磨板３
１を被研磨物から離間した待期状態にロックするための
ロック操作板を設けることが好ましく、この場合、この
ロック操作板の操作状態に基づいて研磨機構のセット状
態を検知することができる。また、前記実施例の場合、
集光灯によるウヱーハ１４の表面検査をも、ターンテー
ブル７上において行なうことが可能であり、また、本装
置を自動制御方式としてその集中制御盤を装置本体１の
前方部に装備することが好ましい。また、この発明に係
る研磨装置が半導体結晶のウェーハの研磨用のみに限定
されず、各種研磨物用として広範囲に適応し得ることは
勿論である。

このように、この発明による研磨装置によれば、研磨機
能のみならず洗浄および乾燥機能をも兼有するから、各
種被研磨物に対する研磨、洗浄、乾燥の一連の処理工程
の作業効率の向上を図ることができる。しかも、ターン
テーブルの回転方向寄りの接線にほぼ沿ってこのターン
テーフルと空気の排気口との間に複数の羽根を配備し、
これら複数の羽根の外万端の相互間に絹を張設して、タ
ーンテーブルと羽根の下方に水受槽を備えた構成である
から、装置本体内の乱流を阻止し、洗浄液等の舞い上が
りおよびその飛沫の発生を防止してそれらの回収をスム
ーズに行なうことができる。この結果、装置本体内を常
に無塵状態に維持して研磨精度の高度化を図ることがで
き、かっこの種の研磨装置をコンパクトに構成し提供す
ることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示す図であって、第１図は
その装置本体の斜視図、第２図はその縦断側面図、第３
図は第２図のｍ−ｍ線に沿う縦断面図、第４図は第３図
のＷ−Ｗ線に沿う横断面図、第５図はその蓋板の側面図
、第６図はその蓋板の平面図である。１・…・・装置本体、３・・・・・・排気口、４・…・
・空気清浄機構、５…・・・水受槽、１３・・・・・・
可変遠モータ（駆動機構）、１４・・・・・・ウェーハ
（被研磨物）、Ｉ６・・・・・・蓋板、１８…・・・羽
根、２１・・・・・・研磨機構。第１図第２図第３図第４図第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

１箱型の装置本体と、この装置本体内に清浄空気を放
出させる空気清浄機構と、前記装置本体内に装備されか
つ上部に被研磨物を着脱可能なターンテーブルと、この
ターンテーブルを可変速回転させる駆動機構と、前記タ
ーンテーブル上の被研磨物に対し接離自在かつ相対摺接
自在の研磨板によって前記被研磨物を研磨する研磨機構
と、前記ターンテーブル上の被研磨物を洗浄液によって
洗浄する洗浄機構と、前記ターンテーブルの外周に対向
位置して前記装置本体内の空気を外部に排気する排気口
と、前記ターンテーブルの回転方向寄りの接線にほぼ沿
ってこのターンテーブル外周と前記排気口との間に環状
に並んで配備された複数の羽根と、この複数の羽根の外
方端の相互間に張設された網と、前記ターンテーブルと
前記羽根の下方に備えられた水受槽とを具備してなるこ
とを特徴とする研磨装置。