JPH0310769A

JPH0310769A - 研磨布のドレッシング装置

Info

Publication number: JPH0310769A
Application number: JP1142701A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Saeki; 佐伯　和憲
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Japan Silicon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp; Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1989-06-05
Filing date: 1989-06-05
Publication date: 1991-01-18
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2628915B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、研磨布により半導体ウェーハ等の研磨を行な
う研磨装置に付設され、前記研磨布に高圧水を噴射して
目詰まりを防止するドレッシング装置に関する。

「従来の技術」半導体ウェーハ等の研磨装置においては、ベースプレー
トにフェルト等からなる円形の研磨布を取り付けて回転
させ、この研磨布に微粒子シリカよりなる砥粒を含有す
るアルカリ溶液を供給しつつ、この研磨布にキャリアプ
レートに取り付けた複数枚のウェーハの片面を押し当て
、各ウェーハのメカノケミカルポリッシングにより鏡面
仕上げを行なっている。

ところが、この種の研磨装置では、研磨回数を重ねるに
つれ研磨布の中心側でウェーハの研磨速度が低下する傾
向があり、外周側での研磨量が相対的に増して、ウェー
ハの鏡面に傾き（テーバ）が生じる欠点があった。

この原因は、研磨布の目詰まりによるしのと考えられる
。すなわち、研磨布の中心側では外周側に比して周速度
が遅いため、研磨で生じた反応生成物が排出されにくく
、研磨布の内部に滞留する。

このため、ウェーハによる間欠的な圧迫および研磨布の
厚さ復元によって起きる研磨布のボンピング作用が低下
し、このボンピング作用によるスラリーの循環効果が低
下して、研磨布の中心側の砥粒の分布量が相対的に減少
し、研磨速度が低下するのである。

そこで従来では、研磨布の中心側の目詰まりがある程度
に達したら、研磨作業を停止して純水をかけながらダイ
ヤモンドやセラミックス砥石により研磨布をこするなど
の方法により、ドレッシングを行なっていた。

「発明が解決しようとする課題」しかし、上記のようなドレッシング方法では、研磨布の
表層に付着した反応生成物、研磨効果の無くなった砥粒
、ドレッシングにより削り取られた研磨布の破片、さら
には砥石から離脱した粒子などの除去には効果があるが
、研磨布の深層に滞留したこれらの粒子の除去が完全で
なく、ドレッシング後も前記ボンピング作用が十分には
回復しない場合もあり、ウェーハ鏡面の傾斜を完全に解
消するには至らず、またウェーハにスクラッチ傷か発生
することがあった。したがって、鏡面の傾きを規格以下
に抑えるには繁雑に研磨布を交換しなければならず、研
磨布の寿命が短く、その分コストがかかる欠点があった
。

さらに、砥石によるドレッシングは研磨布の消耗が激し
く、手間がかかって効率が悪く、自動化が困難で、作業
員の負担も大きいという問題ら有していた。

「課題を解決す−るための手段」本発明は上記課題を解決するためになされたもので、研
磨布の研磨面に向けて設けられた噴射ノズルと、この噴
射ノズルを研磨布の外方の退避位置まで移動させうるノ
ズル移動機構と、前記噴射ノズルに３０〜１００　ｋｇ
／　ｃｍ”の高圧純水を供給する給水機構とを具備した
ことを特徴としている。

「作　用」この研磨布のドレッシング装置では、研磨装置により研
磨布を回転しつつ、給水機構を作動させ、ノズル移動機
構により噴射ノズルを退避位置から研磨布上に移動して
、研磨布に向けて高圧水を噴射することにより、研磨布
の内部にまで高圧水を流入させ、その衝撃により研磨布
の内部に滞留した反応生成物等を叩き出して除去する。

したがって、表層のみならず深層の粒子に対しても高い
除去効果を得ることができ、研磨布の目詰まりをほぼ完
全に解消して、研磨布本来の良好なボンピング作用を回
復させ、研磨精度を高めて研磨布の寿命を延長できる。

また、水流でドレッシングするから研磨布に損傷を与え
るおそれがないうえ、ドレッシングの効率が良く、自動
化が容易で作業員の負担も少ないという利点を有する。

「実施例」第１図および第２図は、本発明に係わる研磨布のドレッ
シング装置の一実施例を付設した研磨装置を示す平面図
および正断面図である。

まず、研磨装置の概略から説明すると、図中符号１は円
板状の研磨盤で、この研磨盤ｌは下方に配置された駆動
部２により回転される。研磨盤ｌの上面にはフェルト等
からなる研磨布３が貼られ、研磨盤１の下方には研磨盤
ｌを包囲する受皿４が設けられている。

そして研磨盤ｌの上面に円板状のキャリアプレート（図
示路）を配置し、このキャリアプレートに形成された４
つの円形開口部にウェーハＷをはめ込み、キャリアプレ
ートと研磨盤とを逆回転することにより、ウェーハＷの
鏡面研磨を行なう構成となっている。

次に、ドレッシング装置の構成を説明する。研磨盤ｌの
側方には、円筒形の軸受５が受皿４を垂直に貫通して固
定され、この軸受５を通して中空のアーム軸６が回動自
在に取り付けられるとともに、このアーム軸６の上端に
は、研磨盤ｌの中心に達する長さの中空アーム７が水平
に固定されている。

この中空アーム７の下面には、先端部と中央部と基端部
のそれぞれに、計３つの噴射ノズル８が下向きに形成さ
れ、中空アーム７を研磨布３の中心に向けた状態で、各
ノズル８はそれぞれ研磨布の中心部、半径中央部、外周
部と対向する。

各噴射ノズル８の開口部と研磨布３との間隙は１０〜３
０肩ヌであることが望ましく、ｌｏＲｉ未満ではノズル
８からの水流が集中しすぎてドレッシングむらが生じ、
３０ｕｍより大きいと水流の勢いが低下してドレッシン
グ効果が不足する。

さらに中空アーム７の下面には、樋状の飛散防止カバー
９が各噴射ノズル８を覆うように固定され、その下端と
研磨布３との間には中空アーム７の回動を阻害しない程
度の僅かな間隔が空けられている。

一方、アーム軸６の下端部にはレバーＩＯが水平に固定
され、このレバーＩＯの遊端部には、受皿４の下面と平
行に固定されたエアシリンダ（アーム移動機構の要部）
ＩＩのロッドが連結されている。そして、エアシリンダ
１１を作動させると、中空アームは研磨布３から外れた
退避位置ｐｔから、研磨布４の中心に向かう範囲で回動
するようになっている。

さらにアーム軸６の下端には、ユニバーサルジヨイント
１２を介して、アーム軸６が回動してもねじれないよう
に給水ホース１３が接続され、この給水ホース１３は図
示しない給水機構に接続され、この給水機構を作動する
と、各ノズル８から３０〜ｌ　ＯＯｋｇ／　ｃｍ”の圧
力で水が噴射されるようになっている。水圧が３０　ｋ
ｇ７　ｃｍ”未満では研磨布３の内部まで十分な粒子排
出効果が得られず、逆にＩ　００　ｋｇ／　ｃｒｘ２よ
り大では研磨布３が損傷するおそれがある。

」二記構成からなるドレッシング装置を使用するには、
まずキャリアプレートを研磨布３上から外した状態で研
磨布３を回転させ、給水機構を作動させて各ノズル８か
ら高圧水を噴射し、さらにエアシリンダ１１を作動させ
て、退避位置Ｐにある中空アーム７を研磨布３の中心に
至るまで十分に低速で回動させる（あるいは往復動させ
てもよい）。

これにより、研磨布３の回転につれて研磨布３の全面に
亙って均一に高圧水を吹きかけることができ、高圧の水
流が研磨布３の内部にまで流入し、内部に滞留した粒子
等を叩き出して除去するので、粒子の除去効果が極めて
高いうえ、研磨布３に与える物理的損傷が少ない。この
ため、研磨布３本来の良好なボンピング作用を回復させ
、研磨精度を高めて研磨布３の寿命を延長できる。

また、水流でドレッシングするから研磨布３に損傷を与
えるおそれがないうえ、ドレッシングに要する時間を大
幅に短縮でき、自動化により作業員の負担も少ないとい
う利点を有する。

また、中空アーム７を回動させることによって噴射ノズ
ル８の移動を行なうので、構成が単純で済み、設備コス
トが安いという利点も有する。

この装置により、１２５ｍｍ径シリコンウェーハの研磨
において、傾きがＴ　Ｔ　Ｖ　（Ｔｏｔａｌ　Ｔｈ１ｃ
ｋ−ｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）３μｍ以下の製品
を研磨布寿命を従来の平均６０ランから１５０ラン迄延
ばすことができた。

なお、本発明は上記実施例のみに限らず、各部の構成を
必要に応じて適宜変更してよい。たとえば、中空アーム
７を研磨布３に沿って平行移動させる構成として、もよ
いし、噴射ノズル８の個数を変更してもよい。また、給
水機構を変更してノズル８からパルス状に高圧水を噴射
させるようにし、その波動により粒子除去効果を高めて
もよい。

さらに、本発明は上記のようなウェーハ研磨装置のみに
限らず、その他の目的に使用される研磨装置、例えばエ
ンドレスベルト式の研磨布を用いた装置にも適用可能で
ある。

「発明の効果」以上説明したように、本発明に係わる研磨布のドレッシ
ング装置では、研磨装置により研磨布を回転しつつ給水
機構を作動させ、ノズル移動機構により噴射ノズルを退
避位置から研磨布上に移動して、研磨布に向けて高圧水
を噴射することにより、研磨布の内部にまで高圧水を流
入させ、その衝撃により研磨布の内部に滞留した粒子等
を叩き出して除去する。したがって、表層のみならず深
層の粒子に対しても高い除去効果を得ることができ、研
磨布の目詰まりをほぼ完全に解消して、研磨布本来の良
好なボンピング作用を回復させ、研磨精度を高めて研磨
布の寿命を延長できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係わる研磨布のドレッシ
ング装置の一実施例を示す平面図および正断面図である
。１・・・研磨盤、３・・・研磨布、４・・・受皿、５・
・・軸受、６・・・アーム軸、７・・・中空アーム、８
・・・噴射ノズル、９・・・飛散防止カバー　ＩＯ・・
・レバー　１１・・・エアンリンダ（アーム移動機構の
要部）、Ｐ・・・退避位置。

Claims

【特許請求の範囲】

研磨布の研磨面に向けて設けられた噴射ノズルと、この
噴射ノズルを研磨布の外方の退避位置まで移動させうる
ノズル移動機構と、前記噴射ノズルに３０〜１００ｋｇ
／ｃｍ＾２の高圧水を供給する給水機構とを具備したこ
とを特徴とする研磨布のドレッシング装置。