JP2001162505A - リニア駆動ベルト式の研磨装置 - Google Patents

リニア駆動ベルト式の研磨装置

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JP2001162505A
JP2001162505A JP34932099A JP34932099A JP2001162505A JP 2001162505 A JP2001162505 A JP 2001162505A JP 34932099 A JP34932099 A JP 34932099A JP 34932099 A JP34932099 A JP 34932099A JP 2001162505 A JP2001162505 A JP 2001162505A
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JP
Japan
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polishing
belt
meandering
drive belt
linear drive
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JP34932099A
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English (en)
Inventor
Junichi Jinnai
順一 陣内
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨ベルト走行の際に発生するおそれのある
皺や蛇行を防止したリニア駆動ベルト式のCMP装置を
提供する。 【解決手段】 閉ループ状に形成した回転走行する研磨
ベルトに対し、研磨ヘッドに保持したウェーハを当接さ
せて研磨を行うリニア駆動ベルト式のCMP装置であっ
て、回転走行中の研磨ベルト14の裏面に複数の定盤ロ
ール15を配置し、該定盤ロールの下方に真空吸引する
バキューム手段25を配置した。また、従動ロール(セ
ンタリングロール)13を研磨ベルトの搬送方向に対し
て直交する方向に揺動可能にする揺動手段19a,19
bを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニア駆動ベルト
式の研磨装置に関し、特に研磨ベルトがベルト走行する
際に発生する皺や蛇行を防止したリニア駆動ベルト式の
CMP(化学的機械研磨)装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プロセッサ,メモリ,各種周辺機
能ブロックを一つのチップに集積したシステムLSI
(大規模集積回路)が登場してきた。このシステムLS
Iの製造時には、実装密度向上のために多層配線技術が
必須であり、多層配線に当ってはウェーハ全体に渡って
のグローバルな平坦化が可能なCMP装置が現時点で最
適の手段と考えられる。
【0003】旧いタイプのCMP装置は、回転する円形
の研磨プレート上にポリッシングパッド(研磨パッド)
を張設し、この研磨パッドに対し、ウェーハをセットし
たトップリング(研磨ヘッド)を押圧して、ウェーハを
研削していた。しかし、ウェーハ面内においては対ポリ
ッシングパッド速度は均一ではなく、ウェーハ中心部と
外周部とでは研磨特性に差が生じる。かかる不都合を解
決するCMP装置として、リニア駆動ベルト式のCMP
装置が提案されている。
【0004】図6は、従来例のリニア駆動ベルト式のC
MP装置100である(例えば、特開平11−7752
4号公報)。図6において、研磨剤分配機構140から
研磨剤150が供給される閉ループ状のベルト120
は、前後のローラ130,135により所定方向に駆動
される。一方、ウェーハを保持した回転式の研磨ヘッド
105を、ベルト120に押し当ててウェーハの研磨を
行う。155はプラテンである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
のリニア駆動ベルト式のCMP装置100は、走行中
に、ベルトに皺や蛇行が発生するおそれがある。これら
の皺や蛇行を放置すると、ウェーハの均一な平坦化がで
きない。
【0006】そこで本発明の課題は、ベルト走行の際に
発生するおそれのある皺や蛇行を防止したリニア駆動ベ
ルト式のCMP装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項1に係る研磨装置は、閉ループ状に形成した回
転走行する研磨ベルトに対して、研磨ヘッドに保持した
ウェーハを当接させて研磨を行うリニア駆動ベルト式の
研磨装置であって、前記回転走行中の研磨ベルトを吸引
する研磨ベルト吸引手段を備えたことを特徴とする。
【0008】また、前記研磨ベルト吸引手段は、前記研
磨ベルトの研磨材塗布面の裏面側に配置した複数の定盤
ロールと、該定盤ロールの下方に配置した真空吸引する
バキューム手段とを備えてなることを特徴とする。
【0009】このようにすれば、複数の定盤ロールを介
してバキューム手段が走行中の研磨ベルトを吸引するの
で、皺が発生しない。
【0010】また、請求項3に係る研磨装置は、閉ルー
プ状に形成した回転走行する研磨ベルトに対して、研磨
ヘッドに保持したウェーハを当接させて研磨を行うリニ
ア駆動ベルト式の研磨装置であって、前記閉ループ状の
研磨ベルトは回転走行用の駆動ロールと従動ロールとを
備えてなり、該従動ロールを前記研磨ベルトの搬送方向
に対して直交する方向に揺動可能に支持する揺動手段を
備えたことを特徴とする。
【0011】また、前記研磨ベルトの蛇行を検出する蛇
行検出手段を備え、該蛇行検出手段が検出した蛇行量に
基づき前記研磨ベルトの蛇行を修正する蛇行修正手段を
備えたことを特徴とする。
【0012】このようにすれば、研磨ベルトの蛇行を蛇
行検出手段が検出し、従動ロールを揺動させて蛇行を修
正する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。図1は本実施形態のリニア駆動ベ
ルト式のCMP装置10の側面図、図2は平面図、図3
は制御系のブロック図、図4は動作フローチャート、図
5は蛇行抑制用のセンタリングロールの動作を説明する
図である。
【0014】図1〜図3に示すように、左方に配置した
モータ11a(図2)で回転駆動される「駆動ロール」
である大径ロール11と、右方の上下に配置した小径ロ
ール12および「従動ロール」であるセンタリングロー
ル13(図2)との間に、閉ループ式の研磨ベルト14
を掛け渡す。
【0015】上側の研磨ベルト14の下面側には多数の
小径の定盤ロール15を平行配置し、上方に配置した研
磨ヘッド21の研磨押圧を受け止める。定盤ロール15
はモータ11aの回転軸に接続した第1駆動ベルト16
と、該第1駆動ベルト16に連動する第2駆動ベルト1
7により、研磨ベルト14がスムーズに矢印A方向に搬
送するように回転する。
【0016】研磨ベルト14の右方の垂直部(図1)を
挟んで「蛇行検出手段」である光学反射式の第1,第2
センサ18a,18bを配置する。第1,第2センサ1
8a,18bは研磨ベルト14の蛇行により生じる左右
方向(図1において)のズレ量を検出する。また、研磨
ベルト14の幅方向(図2において上下方向)に「蛇行
検出手段」である光学反射式の第3,第4センサ18
c,18dを配置し、研磨ベルト14の上下方向(図2
において)の蛇行のズレ量を検出する。
【0017】また、センタリングロール13の中心を
「揺動手段」である支持手段(図示省略)で支持し、セ
ンタリングロール13の両端に取り付けた「揺動手段」
である左右動機構19a,19bにより、前記支持手段
を中心にセンタリングロール13を揺動させる。研磨ベ
ルト14の上方にスラリー供給部22を配置し、研磨ベ
ルト14上にスラリーを供給する。
【0018】また、定盤ロール15の下方に研磨ベルト
14を引き付けて皺の発生を防止すると共に、使用済み
のスラリーを装置外部に排出する「バキューム手段」で
ある真空吸引式のバキューム装置25を配置する。25
aはバキューム装置25の一部をなすバキュームポンプ
であり、26はスラリー排出機構である。
【0019】図3に示すように、制御装置30には、C
PU等からなる制御部31に、前述のモータ11a,第
1〜第4センサ18a〜18d,左右動機構19a,1
9b,研磨ヘッド21を回転制御する研磨ヘッド回転制
御部21a,スラリー供給部22,バキュームポンプ2
5aを接続すると共に、研磨ベルト14の搬送速度,研
磨ヘッド21の回転速度,蛇行のズレ量の限界などを設
定する操作部32を接続する。33は制御部31用の制
御プログラムを格納したROMであり、34は制御部3
1の演算の際に使用するRAMである。
【0020】次に、図4および図5を参照しつつ本実施
の形態の動作を説明する。図4に示すように、リニア駆
動ベルト式のCMP装置10の電源(図示省略)を投入
し(ステップS1)、操作部32からモータ11aの回
転数,研磨ヘッド21の回転速度,スラリーの供給量,
バキュームポンプ25aの吸引量,研磨ベルト14の搬
送速度,蛇行のズレ量の限界(許容範囲)などを設定入
力する(ステップS2)。やがて研磨ベルトの搬送速
度,研磨ヘッドの回転速度,スラリーの供給量,バキュ
ームの吸引量などの各種動作が安定した後(ステップS
3)、ウェーハを研磨ベルト14上に載置し(ステップ
S4)、研磨を開始する(ステップS5)。
【0021】研磨中に第1〜第4センサ18a〜18d
は研磨ベルト14の蛇行のズレ量を検出し(ステップS
6)、ズレ量が許容値を越えていれば次に詳述する蛇行
の修正を行い(ステップS7)、研磨が終了するまで繰
り返す(ステップS8)。
【0022】このように研磨ベルト14を直線移動させ
ることにより、ウェーハ面内全点で均一な対パッド速度
が得られ、均一な研磨特性を得ることが出来る。また、
搬送や研削により研磨ベルト14に掛るストレスが原因
で、研磨ベルト14に皺が発生する。この皺は、バキュ
ーム装置25により研磨ベルト14を吸引し、研磨ベル
ト14を定盤ロール15に密着させることで皺発生を防
止すると共に研磨特性を安定させる働きをする。
【0023】ここで、前記ステップS7における蛇行の
修正を図5を参照しつつ説明する。研磨ベルト14の蛇
行によるズレ量は第1〜第4センサ18a〜18dが検
出し、許容値以上になった場合には制御部31が次に説
明する制御を行う。
【0024】例えば、図5において矢印B方向にズレて
いたと仮定する。制御部31はこのズレ量に対する修正
値を演算し、左右動機構19aを矢印C方向(図5にお
いて右方)に前記修正値の量だけ移動させ、センタリン
グロール13を右方に移動させる。すると、研磨ベルト
14がセンタリングロール13上を矢印D方向が滑るの
で、ズレが修正される。このズレ修正の間も常に第1〜
第4センサ18a〜18dがズレ量を監視しており、ズ
レ量が許容値内に入るように制御する。
【0025】このようにズレ量を一定値以内に抑制でき
るので、CMP時の均一な研磨特性を確保できる。ま
た、蛇行により生じるおそれのある「研磨ベルトの切
断」を防止することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に係る研磨
装置によれば、研磨ベルト吸引手段で走行中の研磨ベル
トを吸引することにより、研磨ベルト走行の際の皺の発
生を防止することができるため、ウェーハを均一に平坦
化する研磨特性の向上を実現することができる。また、
請求項3に係る研磨装置によれば、従動ロールを揺動さ
せて研磨ベルト走行の際の蛇行を防止することができる
ため、ウェーハを均一に平坦化する研磨特性の向上を実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の側面図である。
【図2】同実施の形態の平面図である。
【図3】同実施の形態の制御装置のブロック図である。
【図4】同実施の形態の動作フローチャートである。
【図5】同実施の形態の蛇行によるズレの修正を説明す
る図である。
【図6】従来例のリニア駆動ベルト式のCMP装置の斜
視図である。
【符号の説明】 10……リニア駆動ベルト式のCMP装置、11……大
径ロール、12……小径ロール、13……センタリング
ロール、14……研磨ベルト、15……定盤ロール、1
6,17……第1,第2の駆動ベルト、18a〜18d
……第1〜第4の光学反射式のセンサ、19a,19b
……左右動機構、21……研磨ヘッド、22……スラリ
ー供給部、25……バキューム装置、25a……バキュ
ームポンプ、26……スラリー排出機構、30……制御
装置、31……制御部、32……操作部、33……RO
M、34……RAM、100……従来例のリニア駆動ベ
ルト式のCMP装置。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 閉ループ状に形成した回転走行する研磨
    ベルトに対して、研磨ヘッドに保持したウェーハを当接
    させて研磨を行うリニア駆動ベルト式の研磨装置であっ
    て、 前記回転走行中の研磨ベルトを吸引する研磨ベルト吸引
    手段を備えたことを特徴とするリニア駆動ベルト式の研
    磨装置。
  2. 【請求項2】 前記研磨ベルト吸引手段は、前記研磨ベ
    ルトの研磨材塗布面の裏面側に配置した複数の定盤ロー
    ルと、該定盤ロールの下方に配置した真空吸引するバキ
    ューム手段とを備えてなることを特徴とする請求項1記
    載のリニア駆動ベルト式の研磨装置。
  3. 【請求項3】 閉ループ状に形成した回転走行する研磨
    ベルトに対して、研磨ヘッドに保持したウェーハを当接
    させて研磨を行うリニア駆動ベルト式の研磨装置であっ
    て、 前記閉ループ状の研磨ベルトは回転走行用の駆動ロール
    と従動ロールとを備えてなり、該従動ロールを前記研磨
    ベルトの搬送方向に対して直交する方向に揺動可能に支
    持する揺動手段を備えたことを特徴とするリニア駆動ベ
    ルト式の研磨装置。
  4. 【請求項4】 前記研磨ベルトの蛇行を検出する蛇行検
    出手段と、該蛇行検出手段が検出した蛇行量に基づき前
    記研磨ベルトの蛇行を修正する蛇行修正手段とを備えた
    ことを特徴とする請求項3記載のリニア駆動ベルト式の
    研磨装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011062806A (ja) * 2009-09-19 2011-03-31 Tochio Yanagisawa 多数突部付き定盤揺動型ベルト研削機
CN106826481A (zh) * 2016-12-26 2017-06-13 重庆荣易达铝业有限公司 缸盖自动打磨装置
WO2017118361A1 (en) * 2016-01-05 2017-07-13 Hwatsing Technology Co., Ltd. Chemical-mechanical polishing machine
CN112658947A (zh) * 2020-12-16 2021-04-16 金华市三鑫不织布制造有限公司 一种粘磨轮基于抛光的表面处理设备及其工艺

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