JP2000343407A - ドレッシング装置 - Google Patents
ドレッシング装置Info
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- JP2000343407A JP2000343407A JP16159599A JP16159599A JP2000343407A JP 2000343407 A JP2000343407 A JP 2000343407A JP 16159599 A JP16159599 A JP 16159599A JP 16159599 A JP16159599 A JP 16159599A JP 2000343407 A JP2000343407 A JP 2000343407A
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- polishing
- dressing
- grindstone
- polishing surface
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
- B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被研磨材のスクラッチを引き起こす要因とな
ることなく、研磨面の再生を長期に亘って安定して行う
ことができるようにしたドレッシング装置を提供する。 【解決手段】 研磨テーブル２２の研磨面３０ａにドレ
ッサ４８のドレッシング面５０ａを押圧して摺動させ、
前記研磨面の再生を行なうドレッシング装置であって、
前記ドレッシング面を砥石５０によって構成した。
ることなく、研磨面の再生を長期に亘って安定して行う
ことができるようにしたドレッシング装置を提供する。 【解決手段】 研磨テーブル２２の研磨面３０ａにドレ
ッサ４８のドレッシング面５０ａを押圧して摺動させ、
前記研磨面の再生を行なうドレッシング装置であって、
前記ドレッシング面を砥石５０によって構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被研磨材を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置
に付設して、研磨テーブルの研磨面の再生を行うドレッ
シング装置に関する。
被研磨材を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置
に付設して、研磨テーブルの研磨面の再生を行うドレッ
シング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭く
なりつつある。特に、線幅が０．５μｍ以下の光リソグ
ラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結
像面の平坦度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表
面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の１
手段としてポリッシング装置により研磨することが行わ
れている。
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭く
なりつつある。特に、線幅が０．５μｍ以下の光リソグ
ラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結
像面の平坦度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表
面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の１
手段としてポリッシング装置により研磨することが行わ
れている。
【０００３】従来、この種のポリッシング装置は、上面
に研磨布を貼付して研磨面を構成する研磨テーブルと、
被研磨材としての基板の被研磨面を研磨テーブルに向け
て基板を保持するトップリングとを有し、これらをそれ
ぞれ自転させながらトップリングにより基板を一定の圧
力で研磨テーブルの研磨面に押し付け、砥液を供給しつ
つ該基板の被研磨面を平坦且つ鏡面に研磨している。
に研磨布を貼付して研磨面を構成する研磨テーブルと、
被研磨材としての基板の被研磨面を研磨テーブルに向け
て基板を保持するトップリングとを有し、これらをそれ
ぞれ自転させながらトップリングにより基板を一定の圧
力で研磨テーブルの研磨面に押し付け、砥液を供給しつ
つ該基板の被研磨面を平坦且つ鏡面に研磨している。
【０００４】そして、研磨テーブルの側方にドレッシン
グ装置を付設し、このドレッシング装置の平坦なドレッ
シング面を研磨テーブルの研磨面に押し付けつつ、これ
らを自転させることにより、研磨面に付着した砥液や切
削屑を除去するとともに、研磨面の平坦化及び目立て
（ドレッシング）を行うようにしている。
グ装置を付設し、このドレッシング装置の平坦なドレッ
シング面を研磨テーブルの研磨面に押し付けつつ、これ
らを自転させることにより、研磨面に付着した砥液や切
削屑を除去するとともに、研磨面の平坦化及び目立て
（ドレッシング）を行うようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ドレッシン
グ装置のドレッシング面は、ダイヤモンド粒子等の粒状
物をドレッサの下面に電着等により付着させて構成され
ていた。しかしながら、ドレッシングの際に、この粒状
物がドレッシング面から脱落して研磨テーブルの研磨面
上に残り、これが基板上にスクラッチ傷を形成する原因
となることが有った。また、このようなドレッサは、通
常、ダイヤモンド粒子が一層に電着されているだけなの
で、粒子の脱落や劣化によってドレッシング性能が低下
するためドレッサ自体の交換を頻繁に行う必要があり、
この交換が時間的にも作業的にも大きな負担となるとい
った問題があった。
グ装置のドレッシング面は、ダイヤモンド粒子等の粒状
物をドレッサの下面に電着等により付着させて構成され
ていた。しかしながら、ドレッシングの際に、この粒状
物がドレッシング面から脱落して研磨テーブルの研磨面
上に残り、これが基板上にスクラッチ傷を形成する原因
となることが有った。また、このようなドレッサは、通
常、ダイヤモンド粒子が一層に電着されているだけなの
で、粒子の脱落や劣化によってドレッシング性能が低下
するためドレッサ自体の交換を頻繁に行う必要があり、
この交換が時間的にも作業的にも大きな負担となるとい
った問題があった。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、被研磨材のスクラッチを引き起こす要因となること
なく、研磨面の再生を長期に亘って安定して行うことが
できるようにしたドレッシング装置を提供することを目
的とする。
で、被研磨材のスクラッチを引き起こす要因となること
なく、研磨面の再生を長期に亘って安定して行うことが
できるようにしたドレッシング装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【解題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、研磨テーブルの研磨面にドレッサのドレッシング面
を押圧して摺動させ、前記研磨面の再生を行なうドレッ
シング装置であって、前記ドレッシング面を砥石によっ
て構成したことを特徴とするドレッシング装置である。
は、研磨テーブルの研磨面にドレッサのドレッシング面
を押圧して摺動させ、前記研磨面の再生を行なうドレッ
シング装置であって、前記ドレッシング面を砥石によっ
て構成したことを特徴とするドレッシング装置である。
【０００８】ドレッシング用砥石は、粒径が１μｍ若し
くはそれ以下であるような砥粒を所定のバインダで結合
し、所定の厚さを持つように作製する。砥粒が小径であ
るので、研磨テーブルの研磨面上に残っても、この存在
によって被研磨材（基板）が損傷してしまうことが防止
される。バインダの強度は、ドレッシング作業において
負荷される力に対抗して砥粒を保持することができるこ
とが好ましく、素材の選択や空隙率の設定によって調整
する。
くはそれ以下であるような砥粒を所定のバインダで結合
し、所定の厚さを持つように作製する。砥粒が小径であ
るので、研磨テーブルの研磨面上に残っても、この存在
によって被研磨材（基板）が損傷してしまうことが防止
される。バインダの強度は、ドレッシング作業において
負荷される力に対抗して砥粒を保持することができるこ
とが好ましく、素材の選択や空隙率の設定によって調整
する。
【０００９】バインダの強度や特性を、ドレッシング作
業の進行によってバインダが徐々に崩壊して新たなドレ
ッシング面を形成するように設定することにより、長期
に使用可能なドレッサを提供することができる。ドレッ
シング用砥石として、砥粒をある程度の溶解性又は崩壊
性を有するバインダで結合し、バインダの溶解又は崩壊
に伴って砥粒を生成させるようにした、いわゆる「砥粒
自生作用」を有する砥石を用いても良い。
業の進行によってバインダが徐々に崩壊して新たなドレ
ッシング面を形成するように設定することにより、長期
に使用可能なドレッサを提供することができる。ドレッ
シング用砥石として、砥粒をある程度の溶解性又は崩壊
性を有するバインダで結合し、バインダの溶解又は崩壊
に伴って砥粒を生成させるようにした、いわゆる「砥粒
自生作用」を有する砥石を用いても良い。
【００１０】請求項２に記載の発明は、前記ドレッシン
グ面を平坦化させる砥石形状修正機構を備えたことを特
徴とする請求項１に記載のドレッシング装置である。こ
れにより、砥石のドレッシング面を、必要に応じて、ま
たは定期的に修正して、ドレッシング後の砥石表面の形
状を整えることができる。
グ面を平坦化させる砥石形状修正機構を備えたことを特
徴とする請求項１に記載のドレッシング装置である。こ
れにより、砥石のドレッシング面を、必要に応じて、ま
たは定期的に修正して、ドレッシング後の砥石表面の形
状を整えることができる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、前記ドレッシン
グ面には、多数の溝または細孔が設けられていることを
特徴とする請求項１または２に記載のドレッシング装置
である。これにより、ドレッシングの際の屑の排除機
能、ドレッシング液によるドレッシング面の潤滑・冷却
機能等を高め、また、砥石を研磨テーブルの研磨面や砥
石形状修正機構から離脱させる際の表面張力を低減させ
て、離脱を容易にすることができる。
グ面には、多数の溝または細孔が設けられていることを
特徴とする請求項１または２に記載のドレッシング装置
である。これにより、ドレッシングの際の屑の排除機
能、ドレッシング液によるドレッシング面の潤滑・冷却
機能等を高め、また、砥石を研磨テーブルの研磨面や砥
石形状修正機構から離脱させる際の表面張力を低減させ
て、離脱を容易にすることができる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、研磨面を有する
研磨テーブルと、基板を保持し、これを前記研磨面に押
圧する基板保持部材と、請求項１乃至３のいずれかに記
載のドレッシング装置とを有することを特徴とするポリ
ッシング装置である。
研磨テーブルと、基板を保持し、これを前記研磨面に押
圧する基板保持部材と、請求項１乃至３のいずれかに記
載のドレッシング装置とを有することを特徴とするポリ
ッシング装置である。
【００１３】請求項５に記載の発明は、前記研磨テーブ
ルの研磨面または前記ドレッシング面から流体を噴出す
る流体噴出機構を有することを特徴とする請求項４に記
載のポリッシング装置である。これにより、流体噴出機
構によって砥石と研磨テーブルの研磨面の間に流体を噴
出させ、砥石と研磨面との間の表面張力を低減させて両
者の離脱を容易にすることができる。
ルの研磨面または前記ドレッシング面から流体を噴出す
る流体噴出機構を有することを特徴とする請求項４に記
載のポリッシング装置である。これにより、流体噴出機
構によって砥石と研磨テーブルの研磨面の間に流体を噴
出させ、砥石と研磨面との間の表面張力を低減させて両
者の離脱を容易にすることができる。
【００１４】請求項６に記載の発明は、前記研磨テーブ
ルの近傍に、前記砥石からの遊離砥粒を前記研磨テーブ
ル上から除去する残留砥粒洗浄ノズルが配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載のポリッシング装置で
ある。これにより、基板研磨プロセスの中で阻害要因と
なる残留砥粒を研磨テーブルの研磨面から迅速に除去す
ることができる。
ルの近傍に、前記砥石からの遊離砥粒を前記研磨テーブ
ル上から除去する残留砥粒洗浄ノズルが配置されている
ことを特徴とする請求項４に記載のポリッシング装置で
ある。これにより、基板研磨プロセスの中で阻害要因と
なる残留砥粒を研磨テーブルの研磨面から迅速に除去す
ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１乃至図４は、本発明の実施の
形態のドレッシング装置を備えたポリッシング装置を示
すもので、このポリッシング装置は、全体が長方形をな
す床上のスペースに配置され、該スペースの一端側に研
磨装置１０が、他端側に、基板収納用カセット１２ａ，
１２ｂを載置するロード・アンロードユニット１４が設
けられている。研磨装置１０とロード・アンロードユニ
ット１４との間には、それぞれ２台の搬送ロボット１６
ａ，１６ｂと洗浄装置１８ａ，１８ｂが互いに対向して
配置され、洗浄装置１８ａ，１８ｂの間に反転機２０が
配置されている。
を参照して説明する。図１乃至図４は、本発明の実施の
形態のドレッシング装置を備えたポリッシング装置を示
すもので、このポリッシング装置は、全体が長方形をな
す床上のスペースに配置され、該スペースの一端側に研
磨装置１０が、他端側に、基板収納用カセット１２ａ，
１２ｂを載置するロード・アンロードユニット１４が設
けられている。研磨装置１０とロード・アンロードユニ
ット１４との間には、それぞれ２台の搬送ロボット１６
ａ，１６ｂと洗浄装置１８ａ，１８ｂが互いに対向して
配置され、洗浄装置１８ａ，１８ｂの間に反転機２０が
配置されている。
【００１６】研磨装置１０には、研磨テーブル２２と、
この研磨テーブル２２を挟んだ位置にトップリング装置
２４及びドレッシング装置２６とが設けられ、研磨テー
ブル２２の側方に搬送ロボット１６ｂと基板の授受を仲
介するプッシャ２８が設置されている。
この研磨テーブル２２を挟んだ位置にトップリング装置
２４及びドレッシング装置２６とが設けられ、研磨テー
ブル２２の側方に搬送ロボット１６ｂと基板の授受を仲
介するプッシャ２８が設置されている。
【００１７】研磨テーブル２２の上面には、図２に示す
ように、研磨部材としての研磨布３０が貼付され、この
研磨布３０の表面に平坦な研磨面３０ａが形成されてい
る。研磨テーブル２２は、下方に配置された駆動モータ
（図示せず）の駆動に伴って回転する。研磨面３０ａの
上方には、研磨テーブル２２のほぼ中央に開口する砥液
供給ノズル３１と、研磨テーブル２２の１つの半径に沿
って複数のノズルが開口する残留砥粒洗浄ノズル３２と
が設けられている。この洗浄ノズル３２は、例えば、窒
素等の気体、または純水や薬液等の液体を研磨面３０ａ
に向けて噴射することにより、研磨面３０ａ上に残った
遊離砥粒を除去するためのものである。なお、研磨部材
として、研磨布３０の代わりに、砥石（固定砥粒）を使
用しても良いことは勿論である。
ように、研磨部材としての研磨布３０が貼付され、この
研磨布３０の表面に平坦な研磨面３０ａが形成されてい
る。研磨テーブル２２は、下方に配置された駆動モータ
（図示せず）の駆動に伴って回転する。研磨面３０ａの
上方には、研磨テーブル２２のほぼ中央に開口する砥液
供給ノズル３１と、研磨テーブル２２の１つの半径に沿
って複数のノズルが開口する残留砥粒洗浄ノズル３２と
が設けられている。この洗浄ノズル３２は、例えば、窒
素等の気体、または純水や薬液等の液体を研磨面３０ａ
に向けて噴射することにより、研磨面３０ａ上に残った
遊離砥粒を除去するためのものである。なお、研磨部材
として、研磨布３０の代わりに、砥石（固定砥粒）を使
用しても良いことは勿論である。
【００１８】トップリング装置２４には、支柱３４と、
この支柱３４の先端に取り付けられ、サーボモータ等の
駆動に伴って揺動するトップリングヘッド３６が設けら
れている。このトップリングヘッド３６の自由端には、
図示しないモータ及び上下動シリンダを介してトップリ
ングシャフト３８が回転及び上下動自在に取り付けら
れ、このトップリングシャフト３８の下端に略円盤状の
トップリング（基板保持部材）４０が取り付けられてい
る。
この支柱３４の先端に取り付けられ、サーボモータ等の
駆動に伴って揺動するトップリングヘッド３６が設けら
れている。このトップリングヘッド３６の自由端には、
図示しないモータ及び上下動シリンダを介してトップリ
ングシャフト３８が回転及び上下動自在に取り付けら
れ、このトップリングシャフト３８の下端に略円盤状の
トップリング（基板保持部材）４０が取り付けられてい
る。
【００１９】これにより、トップリングヘッド３６の水
平方向の揺動によって、トップリング４０が研磨面３０
ａの上方位置（ポリッシング位置）とプッシャ２８上の
基板授受位置との間、更には退避位置との間を移動し、
トップリングヘッド３６内に配置されたモータの駆動及
び上下動シリンダの作動に伴って、トップリングシャフ
ト３８とトップリング４０が一体となって回転及び上下
動するようになっている。
平方向の揺動によって、トップリング４０が研磨面３０
ａの上方位置（ポリッシング位置）とプッシャ２８上の
基板授受位置との間、更には退避位置との間を移動し、
トップリングヘッド３６内に配置されたモータの駆動及
び上下動シリンダの作動に伴って、トップリングシャフ
ト３８とトップリング４０が一体となって回転及び上下
動するようになっている。
【００２０】ドレッシング装置２６もほぼ同様に、支柱
４２と、この支柱４２の先端に取り付けられ、サーボモ
ータ等の駆動に伴って揺動するドレッサヘッド４４とを
有している。このドレッサヘッド４４の自由端には、図
示しないモータ及び上下動シリンダを介してドレッサシ
ャフト４６が回転及び上下動自在に取り付けられ、ドレ
ッサシャフト４６の下端にはドレッサ４８が取り付けら
れている。
４２と、この支柱４２の先端に取り付けられ、サーボモ
ータ等の駆動に伴って揺動するドレッサヘッド４４とを
有している。このドレッサヘッド４４の自由端には、図
示しないモータ及び上下動シリンダを介してドレッサシ
ャフト４６が回転及び上下動自在に取り付けられ、ドレ
ッサシャフト４６の下端にはドレッサ４８が取り付けら
れている。
【００２１】ドレッサ４８は、下方に拡がるテーパを有
する円盤状であり、その下面に薄板円板状の砥石（固定
砥粒）５０が固着され、この砥石５０の下面にドレッシ
ング面５０ａが構成されている。この砥石５０は、所定
の硬度及び粒度のドレッシング砥粒を、所定の強度、空
隙率を有するバインダにより結合して分散させて製造さ
れている。ドレッシング用砥粒としては、酸化セリウム
（ＣｅＯ２）等の微粉末が用いられ、バインダとしてポ
リイミド等の熱硬化性樹脂が用いられている。
する円盤状であり、その下面に薄板円板状の砥石（固定
砥粒）５０が固着され、この砥石５０の下面にドレッシ
ング面５０ａが構成されている。この砥石５０は、所定
の硬度及び粒度のドレッシング砥粒を、所定の強度、空
隙率を有するバインダにより結合して分散させて製造さ
れている。ドレッシング用砥粒としては、酸化セリウム
（ＣｅＯ２）等の微粉末が用いられ、バインダとしてポ
リイミド等の熱硬化性樹脂が用いられている。
【００２２】砥粒としては、研磨部材である研磨布の目
立てを行なうのに充分な硬さを有し、かつ粒度が小さい
ことが望ましい。ドレッシング用砥粒の粒度は、望まし
くは砥液に含まれるポリッシング用砥粒と同じ程度であ
る。この実施の形態では、粒径が１μｍ若しくはそれ以
下の砥粒を中心に構成されている。砥粒としては、上述
のＣｅＯ２の他に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、
ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３等が用いられる。
立てを行なうのに充分な硬さを有し、かつ粒度が小さい
ことが望ましい。ドレッシング用砥粒の粒度は、望まし
くは砥液に含まれるポリッシング用砥粒と同じ程度であ
る。この実施の形態では、粒径が１μｍ若しくはそれ以
下の砥粒を中心に構成されている。砥粒としては、上述
のＣｅＯ２の他に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２、
ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３等が用いられる。
【００２３】また、バインダには、研磨部材との摺動に
よってドレッシングを行なう際にドレッシング用砥粒に
負荷される力に対抗して砥粒を保持することができる強
度が望まれる。強度を維持するために、バインダの選択
や空隙率を減らすことが考えられる。さらに、バインダ
は、これが徐々に崩壊してこれに保持されていた砥粒を
遊離するとともに、新たなドレッシング面を形成する機
能を持つようにしてもよい。これにより、砥石は所定の
厚さをもって形成されているので、所定のドレッシング
性能を長期に亘って維持し、交換の必要性を低減して稼
働率を向上させる。
よってドレッシングを行なう際にドレッシング用砥粒に
負荷される力に対抗して砥粒を保持することができる強
度が望まれる。強度を維持するために、バインダの選択
や空隙率を減らすことが考えられる。さらに、バインダ
は、これが徐々に崩壊してこれに保持されていた砥粒を
遊離するとともに、新たなドレッシング面を形成する機
能を持つようにしてもよい。これにより、砥石は所定の
厚さをもって形成されているので、所定のドレッシング
性能を長期に亘って維持し、交換の必要性を低減して稼
働率を向上させる。
【００２４】バインダとしては、以上を考慮して種々の
ものが選択され、上述のポリイミド樹脂の他に、フェノ
ール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルア
ルコール樹脂等が用いられる。ドレッシング砥粒とバイ
ンダは、ドレッシング対象となる研磨部材の種類、及び
砥粒とバインダとの相性等も考慮して適宜に選択する。
ものが選択され、上述のポリイミド樹脂の他に、フェノ
ール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルア
ルコール樹脂等が用いられる。ドレッシング砥粒とバイ
ンダは、ドレッシング対象となる研磨部材の種類、及び
砥粒とバインダとの相性等も考慮して適宜に選択する。
【００２５】ドレッシング用砥石５０のドレッシング面
５０ａに多数の溝や細孔を設け、ドレッシング液の流通
性の向上を図るようにしてもよい。また、砥石を介して
ドレッシング面５０ａから、例えば純水やＮ２等の流体
を噴出させる流体噴出機構を設けても良い。この場合
は、これらの流体用配管をドレッサシャフトを挿通して
設け、回転継手を介して外部供給手段に接続する。
５０ａに多数の溝や細孔を設け、ドレッシング液の流通
性の向上を図るようにしてもよい。また、砥石を介して
ドレッシング面５０ａから、例えば純水やＮ２等の流体
を噴出させる流体噴出機構を設けても良い。この場合
は、これらの流体用配管をドレッサシャフトを挿通して
設け、回転継手を介して外部供給手段に接続する。
【００２６】ドレッシング装置２６には、研磨テーブル
２２の側方に砥石形状修正機構５２が付設されている。
このドレッサ砥石形状修正機構５２は、図３に示すよう
に、例えばセラッミクス等の陶製物質、ダイヤモンド粒
子を電着した金属物質、またはドレッシング用砥石５０
よりも硬度の高い砥石で製作された形状修正テーブル５
４を有している。この形状修正テーブル５４の上面は、
例えば平面度が０．２０〜０．０１程度の平坦面に形成
されている。また、この周囲に砥石乾燥防止用の純水供
給ノズル５６ａおよび形状修正機構洗浄用の純水供給ノ
ズル５６ｂを配置する。ドレッサ４８の待避位置に配し
た純水供給ノズル５６ａからドレッシングの非作業時に
ドレッシング用砥石５０に純水を間欠的に供給すること
により、砥石５０の乾燥を防止し、ドレッシング用砥石
５０の変形を防ぐ。
２２の側方に砥石形状修正機構５２が付設されている。
このドレッサ砥石形状修正機構５２は、図３に示すよう
に、例えばセラッミクス等の陶製物質、ダイヤモンド粒
子を電着した金属物質、またはドレッシング用砥石５０
よりも硬度の高い砥石で製作された形状修正テーブル５
４を有している。この形状修正テーブル５４の上面は、
例えば平面度が０．２０〜０．０１程度の平坦面に形成
されている。また、この周囲に砥石乾燥防止用の純水供
給ノズル５６ａおよび形状修正機構洗浄用の純水供給ノ
ズル５６ｂを配置する。ドレッサ４８の待避位置に配し
た純水供給ノズル５６ａからドレッシングの非作業時に
ドレッシング用砥石５０に純水を間欠的に供給すること
により、砥石５０の乾燥を防止し、ドレッシング用砥石
５０の変形を防ぐ。
【００２７】こにょうに、ドレッサヘッド４４の水平方
向の揺動によって、ドレッサ４８が研磨面３０ａの上方
のドレッシング位置と、形状修正テーブル５４の上方の
形状修正位置との間を移動し、ドレッサヘッド４４内に
配置されたモータの駆動及び上下動シリンダの作動に伴
って、ドレッサシャフト４６とドレッサ４８が一体とな
って回転及び上下動するようになっている。
向の揺動によって、ドレッサ４８が研磨面３０ａの上方
のドレッシング位置と、形状修正テーブル５４の上方の
形状修正位置との間を移動し、ドレッサヘッド４４内に
配置されたモータの駆動及び上下動シリンダの作動に伴
って、ドレッサシャフト４６とドレッサ４８が一体とな
って回転及び上下動するようになっている。
【００２８】次に、このような構成のポリッシング装置
の動作を説明する。先ず、第１の搬送ロボット１６ａで
基板Ｗをカセット１２ａ，１２ｂから取り出し、反転機
２０で反転させた後、第２の搬送ロボット１６ｂでプッ
シャ２８上に搬送して載置する。この状態で、退避位置
にあったトップリング装置２４のトップリングヘッド３
６を揺動させてトップリング４０をプッシャ２８の上方
に移動させ、プッシャ２８を上昇させて基板Ｗをトップ
リング４０で吸着保持する。次に、トップリング装置２
４のトップリングヘッド３６を水平に揺動させてトップ
リング４０を研磨面３０ａの上方に移動させる。そし
て、図２に示すように、トップリング４０を回転させな
がら下降させ、駆動モータの駆動に伴って回転している
研磨テーブル２２の研磨面３０ａに向けて押圧し、同時
に砥液供給ノズル３１より砥液を供給しながら基板Ｗを
研磨する。
の動作を説明する。先ず、第１の搬送ロボット１６ａで
基板Ｗをカセット１２ａ，１２ｂから取り出し、反転機
２０で反転させた後、第２の搬送ロボット１６ｂでプッ
シャ２８上に搬送して載置する。この状態で、退避位置
にあったトップリング装置２４のトップリングヘッド３
６を揺動させてトップリング４０をプッシャ２８の上方
に移動させ、プッシャ２８を上昇させて基板Ｗをトップ
リング４０で吸着保持する。次に、トップリング装置２
４のトップリングヘッド３６を水平に揺動させてトップ
リング４０を研磨面３０ａの上方に移動させる。そし
て、図２に示すように、トップリング４０を回転させな
がら下降させ、駆動モータの駆動に伴って回転している
研磨テーブル２２の研磨面３０ａに向けて押圧し、同時
に砥液供給ノズル３１より砥液を供給しながら基板Ｗを
研磨する。
【００２９】ポリッシング終了後、トップリング４０を
回転させつつ、トップリングヘッド３６を介して該トッ
プリング４０を研磨面３０ａを這うように平行移動さ
せ、基板Ｗの約５０％程度の領域が研磨面３０ａの表面
から外方にはみ出し、しかも基板Ｗの中心が研磨面３０
ａの面上にあるようなオーバーハング位置でトップリン
グヘッド３６を停止させる。そして、このオーバーハン
グ状態でトップリング４０を上昇させ、離脱させる。こ
れにより、基板Ｗと研磨布３０の間に作用する液体によ
る表面張力が低減させて、両者の間に作用する不要な力
をなくし、搬送精度を向上させることができる。
回転させつつ、トップリングヘッド３６を介して該トッ
プリング４０を研磨面３０ａを這うように平行移動さ
せ、基板Ｗの約５０％程度の領域が研磨面３０ａの表面
から外方にはみ出し、しかも基板Ｗの中心が研磨面３０
ａの面上にあるようなオーバーハング位置でトップリン
グヘッド３６を停止させる。そして、このオーバーハン
グ状態でトップリング４０を上昇させ、離脱させる。こ
れにより、基板Ｗと研磨布３０の間に作用する液体によ
る表面張力が低減させて、両者の間に作用する不要な力
をなくし、搬送精度を向上させることができる。
【００３０】トップリング装置２４は、トップリングヘ
ッド３６を揺動させてトップリング４０をプッシャ２８
上に移動し、研磨済みの基板Ｗをプッシャ２８に渡し、
必要に応じて純水または洗浄液により、基板Ｗ及びトッ
プリング４０に洗浄を施した後、プッシャ２８から新た
な基板Ｗを受け取って研磨テーブル２２上に戻り、新た
な研磨を行なう。
ッド３６を揺動させてトップリング４０をプッシャ２８
上に移動し、研磨済みの基板Ｗをプッシャ２８に渡し、
必要に応じて純水または洗浄液により、基板Ｗ及びトッ
プリング４０に洗浄を施した後、プッシャ２８から新た
な基板Ｗを受け取って研磨テーブル２２上に戻り、新た
な研磨を行なう。
【００３１】トップリングが基板Ｗを交換している間
に、研磨布のドレッシングが行われる。すなわち、ドレ
ッサ４８を研磨面３０ａの上方のドレッシング位置に位
置させ、ドレッサ４８を回転させながら下降させて、研
磨テーブル２２の研磨面３０ａに向けて押圧して研磨面
３０ａの再生を行う。研磨テーブルの半径方向に複数の
ノズル孔を有する残留砥粒洗浄ノズル３２からは、図４
に示すように、洗浄用流体を研磨面３０ａに向けて噴出
させ、ポリッシングプロセスにおいて不安定要因となる
砥石５０から生成した砥粒を研磨面３０ａから除去す
る。洗浄用流体としては、通常は純水が用いられ、これ
を高圧で噴射する場合（ウォータージェット）もある。
に、研磨布のドレッシングが行われる。すなわち、ドレ
ッサ４８を研磨面３０ａの上方のドレッシング位置に位
置させ、ドレッサ４８を回転させながら下降させて、研
磨テーブル２２の研磨面３０ａに向けて押圧して研磨面
３０ａの再生を行う。研磨テーブルの半径方向に複数の
ノズル孔を有する残留砥粒洗浄ノズル３２からは、図４
に示すように、洗浄用流体を研磨面３０ａに向けて噴出
させ、ポリッシングプロセスにおいて不安定要因となる
砥石５０から生成した砥粒を研磨面３０ａから除去す
る。洗浄用流体としては、通常は純水が用いられ、これ
を高圧で噴射する場合（ウォータージェット）もある。
【００３２】ここにおいて、ドレッシング用砥石５０は
粒径が１μｍ若しくはそれ以下の砥粒を中心に構成され
ているので、ドレッシング中に砥石５０のバインダから
生成した砥粒が研磨テーブル２２の研磨面３０ａ上に残
っても、これによって基板Ｗにスクラッチ等の損傷が残
ることはない。なお、ドレッシングは、図２に示すよう
に、トップリングが研磨テーブル上にあって研磨作業を
行っている間に行なうこともあるが、この場合でも砥石
５０から生成した砥粒による損傷が防止される。
粒径が１μｍ若しくはそれ以下の砥粒を中心に構成され
ているので、ドレッシング中に砥石５０のバインダから
生成した砥粒が研磨テーブル２２の研磨面３０ａ上に残
っても、これによって基板Ｗにスクラッチ等の損傷が残
ることはない。なお、ドレッシングは、図２に示すよう
に、トップリングが研磨テーブル上にあって研磨作業を
行っている間に行なうこともあるが、この場合でも砥石
５０から生成した砥粒による損傷が防止される。
【００３３】また、ドレッシング用砥石５０は所定の厚
さをもって形成されているので、バインダの崩壊によっ
て常に新たなドレッシング面が作り出され、所定のドレ
ッシング性能を長期に亘って維持する。従って、砥石５
０の交換の頻度も少なくて済み、稼働率も向上する。
さをもって形成されているので、バインダの崩壊によっ
て常に新たなドレッシング面が作り出され、所定のドレ
ッシング性能を長期に亘って維持する。従って、砥石５
０の交換の頻度も少なくて済み、稼働率も向上する。
【００３４】ドレッシング終了後、ドレッサ４８を回転
させつつ、ドレッサヘッド４４を介して該ドレッサ４８
を研磨面３０ａを這うように平行移動させ、ドレッシン
グ用砥石５０の約５０％程度の領域が研磨面３０ａの表
面から外方にはみ出し、しかも砥石５０の中心が研磨面
３０ａの面上にあるようなオーバーハング位置でドレッ
サヘッド４４を停止させる。そして、このオーバーハン
グ状態でドレッサ砥石５０を上昇させ、研磨面３０ａか
ら離脱させる。しかる後、ドレッシング装置２６のドレ
ッサヘッド４４を揺動させて砥石５０を形状修正テーブ
ル５４の上方に移動させる。
させつつ、ドレッサヘッド４４を介して該ドレッサ４８
を研磨面３０ａを這うように平行移動させ、ドレッシン
グ用砥石５０の約５０％程度の領域が研磨面３０ａの表
面から外方にはみ出し、しかも砥石５０の中心が研磨面
３０ａの面上にあるようなオーバーハング位置でドレッ
サヘッド４４を停止させる。そして、このオーバーハン
グ状態でドレッサ砥石５０を上昇させ、研磨面３０ａか
ら離脱させる。しかる後、ドレッシング装置２６のドレ
ッサヘッド４４を揺動させて砥石５０を形状修正テーブ
ル５４の上方に移動させる。
【００３５】ここで、砥石５０のドレッシング面５０ａ
に多数の溝または細孔を設けておくことにより、砥石５
０と研磨テーブル２２の研磨面３０ａとの接触面積を少
なくして、この時に発生する張力を低減させることがで
きる。また、砥石５０のドレッシング面５０ａから流体
を噴出する流体噴出機構を備え、この流体噴出機構から
流体を噴出させることにより、ドレッシング用砥石５０
と研磨面３０ａとの間に液体を介して作用する張力を破
壊することができる。これらによって、離脱動作を容易
に行うことができる。
に多数の溝または細孔を設けておくことにより、砥石５
０と研磨テーブル２２の研磨面３０ａとの接触面積を少
なくして、この時に発生する張力を低減させることがで
きる。また、砥石５０のドレッシング面５０ａから流体
を噴出する流体噴出機構を備え、この流体噴出機構から
流体を噴出させることにより、ドレッシング用砥石５０
と研磨面３０ａとの間に液体を介して作用する張力を破
壊することができる。これらによって、離脱動作を容易
に行うことができる。
【００３６】そして、プッシャ２８上の研磨後の基板Ｗ
を第２の搬送ロボット１６ｂで、例えばロールスポンジ
による両面洗浄機能を有する第１の洗浄装置１８ａに搬
送し、この洗浄装置１８ａで基板Ｗの両面を洗浄した
後、第２の搬送ロボット１６ｂでこれを反転機２０に搬
送して反転させる。その後、第１の搬送ロボット１６ａ
で反転機２０上の基板を取り出し、これを、例えば上面
洗浄のペンスポンジとスピンドライ機能を具備する第２
の洗浄装置１８ｂに搬送して洗浄・乾燥させ、第１の搬
送ロボット１６ａでカセット１２ａ，１２ｂに戻す。
を第２の搬送ロボット１６ｂで、例えばロールスポンジ
による両面洗浄機能を有する第１の洗浄装置１８ａに搬
送し、この洗浄装置１８ａで基板Ｗの両面を洗浄した
後、第２の搬送ロボット１６ｂでこれを反転機２０に搬
送して反転させる。その後、第１の搬送ロボット１６ａ
で反転機２０上の基板を取り出し、これを、例えば上面
洗浄のペンスポンジとスピンドライ機能を具備する第２
の洗浄装置１８ｂに搬送して洗浄・乾燥させ、第１の搬
送ロボット１６ａでカセット１２ａ，１２ｂに戻す。
【００３７】一方、ドレッシング装置２６においては、
必要に応じて、または定期的に、図３に示すように、ド
レッサ４８を回転させながら下降させ（図３（ａ））、
形状修正テーブル５４に向けて押圧して（図３
（ｂ））、ドレッシング面５０ａの形状修正（平坦化）
を行う。そして、このドレッシング面５０ａの形状修正
終了後、前述と同様にして、ドレッサ４８を形状修正テ
ーブル５４からオーバーハングさせて離脱させる。前述
のように、ドレッシング用砥石５０のドレッシング面５
０ａに多数の溝または細孔を設け、また、流体噴出機構
により砥石５０のドレッシング面５０ａから流体を噴出
しているので、離脱動作を容易に行うことができる。
必要に応じて、または定期的に、図３に示すように、ド
レッサ４８を回転させながら下降させ（図３（ａ））、
形状修正テーブル５４に向けて押圧して（図３
（ｂ））、ドレッシング面５０ａの形状修正（平坦化）
を行う。そして、このドレッシング面５０ａの形状修正
終了後、前述と同様にして、ドレッサ４８を形状修正テ
ーブル５４からオーバーハングさせて離脱させる。前述
のように、ドレッシング用砥石５０のドレッシング面５
０ａに多数の溝または細孔を設け、また、流体噴出機構
により砥石５０のドレッシング面５０ａから流体を噴出
しているので、離脱動作を容易に行うことができる。
【００３８】なお、ドレッシング用砥石５０として、砥
粒をある程度の溶解性又は崩壊性を有するバインダで結
合し、バインダの溶解又は崩壊に伴って砥粒を生成させ
るようにした、いわゆる「砥粒自生作用」を有する砥石
を用いても良い。これにより、研磨中にドレッシングを
行えばポリッシング速度を向上させることができる。
粒をある程度の溶解性又は崩壊性を有するバインダで結
合し、バインダの溶解又は崩壊に伴って砥粒を生成させ
るようにした、いわゆる「砥粒自生作用」を有する砥石
を用いても良い。これにより、研磨中にドレッシングを
行えばポリッシング速度を向上させることができる。
【００３９】なお、これらの実施の形態においては、ド
レッシング用砥石として平板状の砥石を用いたが、図５
及び図６に示すように、取付板６０に、リング状等の所
定のパターンで、あるいはその全面に渡って、円弧状や
ペレット状の砥石片６２ａ，６２ｂを貼付して、ドレッ
シング用砥石６４ａ，６４ｂを構成してもよい。これに
より、大きな砥石を作製する必要が無いので、ドレッシ
ング用砥石の作製コストを低減でき、また、目的に応じ
たパターン形成も容易となる。
レッシング用砥石として平板状の砥石を用いたが、図５
及び図６に示すように、取付板６０に、リング状等の所
定のパターンで、あるいはその全面に渡って、円弧状や
ペレット状の砥石片６２ａ，６２ｂを貼付して、ドレッ
シング用砥石６４ａ，６４ｂを構成してもよい。これに
より、大きな砥石を作製する必要が無いので、ドレッシ
ング用砥石の作製コストを低減でき、また、目的に応じ
たパターン形成も容易となる。
【００４０】なお、これらの実施の形態においては、研
磨テーブルとして、円運動を行うターンテーブルを使用
し、研磨部材として研磨布を用いた例を示しているが、
研磨テーブルとしてスクロール運動（円軌道を描く公転
運動）や往復運動を行うテーブルを使用しても良く、ま
た、研磨部材として砥石を用いても良い。この場合、ド
レッシング用の砥石は研磨テーブルで用いる砥石よりも
硬度が高いものが望ましい。また、研磨部材としての砥
石よりも空隙率が低い方が長寿命となる。但し、互いに
自生することを考慮すると、砥粒径は同じものがよい。
磨テーブルとして、円運動を行うターンテーブルを使用
し、研磨部材として研磨布を用いた例を示しているが、
研磨テーブルとしてスクロール運動（円軌道を描く公転
運動）や往復運動を行うテーブルを使用しても良く、ま
た、研磨部材として砥石を用いても良い。この場合、ド
レッシング用の砥石は研磨テーブルで用いる砥石よりも
硬度が高いものが望ましい。また、研磨部材としての砥
石よりも空隙率が低い方が長寿命となる。但し、互いに
自生することを考慮すると、砥粒径は同じものがよい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のドレッシ
ング装置によれば、ドレッシング面を砥石で構成するこ
とにより、残留するドレッシング砥粒によって被研磨材
が損傷してしまうことはなく、かつ、ドレッサの寿命を
容易に延ばすことができ、研磨面の再生を長期に亘って
安定して行うことができる。
ング装置によれば、ドレッシング面を砥石で構成するこ
とにより、残留するドレッシング砥粒によって被研磨材
が損傷してしまうことはなく、かつ、ドレッサの寿命を
容易に延ばすことができ、研磨面の再生を長期に亘って
安定して行うことができる。
【図１】本発明の実施の形態のドレッシング装置を備え
たポリッシング装置の平面図である。
たポリッシング装置の平面図である。
【図２】図１に示す装置でポリッシングを行っている状
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図３】図１に示す装置でドレッシング面の形状修正時
の状態を示す斜視図である。
の状態を示す斜視図である。
【図４】図１に示す装置でドレッシングをしている状態
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】ドレッシング用砥石の他の実施の形態を示す平
面図である。
面図である。
【図６】ドレッシング用砥石のさらに他の実施の形態を
示す平面図である。
示す平面図である。
１０ 研磨装置 ２２ 研磨テーブル ２４ トップリング装置 ２６ ドレッシング装置 ３０ 砥石 ３０ａ 研磨面 ３２ 残留砥粒洗浄ノズル ３６，４４ 揺動ヘッド ３８，４６ 支持軸 ４０ トップリング ４８ ドレッサ ５０ ドレッシング用砥石 ５０ａ ドレッシング面 ５２ ドレッサ砥石形状修正機構 ５４ 形状修正テーブル ５６ａ 純水供給ノズル（砥石乾燥防止用） ５６ｂ 純水供給ノズル（形状修正機構洗浄用）
フロントページの続き (72)発明者 高田 暢行 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 若林 聡 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3C047 EE11 3C058 AA07 AA09 AA19 AB04 AC04 AC05 BC02 CB02 CB03 CB04 DA17
Claims (6)
- 【請求項１】 研磨テーブルの研磨面にドレッサのドレ
ッシング面を押圧して摺動させ、前記研磨面の再生を行
なうドレッシング装置であって、 前記ドレッシング面を砥石によって構成したことを特徴
とするドレッシング装置。 - 【請求項２】 前記ドレッシング面を平坦化させるドレ
ッシング用砥石形状修正機構を備えたことを特徴とする
請求項１に記載のドレッシング装置。 - 【請求項３】 前記ドレッシング面には、多数の溝また
は細孔が設けられていることを特徴とする請求項１また
は２に記載のドレッシング装置。 - 【請求項４】 研磨面を有する研磨テーブルと、 基板を保持し、これを前記研磨面に押圧する基板保持部
材と、 請求項１乃至３のいずれかに記載のドレッシング装置と
を有することを特徴とするポリッシング装置。 - 【請求項５】 前記研磨テーブルの研磨面または前記ド
レッシング面から流体を噴出する流体噴出機構を有する
ことを特徴とする請求項４に記載のポリッシング装置。 - 【請求項６】 前記研磨テーブルの近傍に、前記砥石か
らの遊離砥粒を前記研磨テーブル上から除去する残留砥
粒洗浄ノズルが配置されていることを特徴とする請求項
４に記載のポリッシング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16159599A JP2000343407A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | ドレッシング装置 |
| US09/588,537 US6602119B1 (en) | 1999-06-08 | 2000-06-07 | Dressing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16159599A JP2000343407A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | ドレッシング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000343407A true JP2000343407A (ja) | 2000-12-12 |
Family
ID=15738139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16159599A Pending JP2000343407A (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | ドレッシング装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6602119B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000343407A (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2010253637A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Renesas Electronics Corp | 研磨装置及び研磨方法 |
| JP2013163262A (ja) * | 2007-11-28 | 2013-08-22 | Ebara Corp | 研磨パッドのドレッシング装置、及び基板研磨装置 |
| JP2020185643A (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
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| US20050048768A1 (en) * | 2003-08-26 | 2005-03-03 | Hiroaki Inoue | Apparatus and method for forming interconnects |
| US8870625B2 (en) * | 2007-11-28 | 2014-10-28 | Ebara Corporation | Method and apparatus for dressing polishing pad, profile measuring method, substrate polishing apparatus, and substrate polishing method |
| DE102008016463A1 (de) * | 2008-03-31 | 2009-10-01 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | Verfahren zur Planarisierung einer Halbleiterstruktur |
| JP4960395B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2012-06-27 | 株式会社東芝 | 研磨装置とそれを用いた半導体装置の製造方法 |
| USD737873S1 (en) | 2012-09-26 | 2015-09-01 | Ebara Corporation | Dresser disk |
| USD743456S1 (en) | 2012-09-26 | 2015-11-17 | Ebara Corporation | Dresser disk |
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| CH684581A5 (de) * | 1990-11-07 | 1994-10-31 | Reishauer Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Profilieren von Schleifscheiben. |
| KR0158005B1 (ko) * | 1993-04-07 | 1999-01-15 | 추후 보충 | 경면 폴리싱 장치 |
| JP3036348B2 (ja) | 1994-03-23 | 2000-04-24 | 三菱マテリアル株式会社 | ウェーハ研磨パッドのツルーイング装置 |
| US5842912A (en) * | 1996-07-15 | 1998-12-01 | Speedfam Corporation | Apparatus for conditioning polishing pads utilizing brazed diamond technology |
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| DE19734793A1 (de) * | 1997-08-11 | 1999-02-18 | Kopp Werkzeugmasch Gmbh | Schleifscheibe |
| US6200199B1 (en) * | 1998-03-31 | 2001-03-13 | Applied Materials, Inc. | Chemical mechanical polishing conditioner |
| KR19990081117A (ko) * | 1998-04-25 | 1999-11-15 | 윤종용 | 씨엠피 패드 컨디셔닝 디스크 및 컨디셔너, 그 디스크의 제조방법, 재생방법 및 세정방법 |
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-
1999
- 1999-06-08 JP JP16159599A patent/JP2000343407A/ja active Pending
-
2000
- 2000-06-07 US US09/588,537 patent/US6602119B1/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6602119B1 (en) | 2003-08-05 |
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