JP2006055971A - 研磨パッドのドレッシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 研磨パッドを確実にドレッシングすることができるドレッシング方法を提供する。
【解決手段】 チャックテーブルに保持された被加工物を研磨するための研磨パッドのドレッシング方法であって、チャックテーブルに保持された被加工物を研磨ユニットの研磨パッドによって研磨する研磨工程が終了した後、ドレッサーボードを作用位置に位置付け研磨パッドをドレッサーボードに作用せしめてドレッシングするドレッシング工程を含み、ドレッシング工程は研磨工程を実施することによって消耗する研磨パッドの磨耗量を超える所定の目標送り量が予め設定されており、研磨パッドを所定の基準位置から目標送り量だけ移動して研磨パッドの研磨面をドレッサーボードの表面を越えた位置に位置付け、研磨パッドとドレッシングボードを相対移動せしめる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、チャックテーブルに保持された半導体ウエーハ等の被加工物を研磨する研磨パッドをドレッシングするドレッシング方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々に半導体回路を形成する。このように多数の半導体回路が形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分離することにより、個々の半導体チップを形成する。半導体チップの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々の矩形領域を分離するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。半導体ウエーハの裏面の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削砥石を、高速回転せしめながら半導体ウエーハの裏面に押圧せしめることによって遂行されている。このような研削方式によって半導体ウエーハの裏面を研削すると、半導体ウエーハの裏面に所謂加工歪が生成され、これによって個々に分割された半導体チップの抗折強度が相当低減される。この研削された半導体ウエーハの裏面に生成される加工歪を除去する対策として、研削された半導体ウエーハの裏面を硝酸および弗化水素酸を含むエッチング液を使用して化学的エッチングするウエットエッチング法やエッチングガスを用いるドライエッチング法が使用されている。また、研削された半導体ウエーハの裏面を遊離砥粒を使用してポリッシングするポリッシング法も実用化されている。

しかしながら、上述したウエットエッチング法、ドライエッチング法およびポリッシング法は、生産性が悪いとともに、廃液が環境汚染の原因となる。このような問題を解決するためにフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石からなる研磨パッドを用いて、研削された半導体ウエーハの裏面を研磨し、研削歪みを取り除く技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００２−２８３２４３号公報

しかるに、特開２００２−２８３２４３号公報に開示されたフエルト砥石からなる研磨パッドを用いる研磨法は、被加工物を乾式で研磨するため、研磨パッドの研磨面には目詰まりが生じ易く、従って、研磨パッドの研磨面を頻繁にドレッシングする必要がある。このため、オペレータは作業を中断してドレッサーボードをチャックテーブル上に手作業で載置し、該チャックテーブル上に載置されたドレッサーボードに研磨パッドの研磨面を接触させつつ回転することによりドレッシング作業を行っており、その作業が面倒であるとともに、生産効率を低下させる原因にもなっている。

上述した問題を解消するために、研磨パッドを適宜ドレッシングすることができるドレッシング機能を備えた研磨装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
特開２００３−３０５６４３号公報

上記公報に開示された技術は、研磨パッドをドレッサーボードに押圧し、所定の荷重を検出した研磨パッドの位置を基準として、この基準位置から研磨パッドをドレッサーボード側に所定量送り込むようにしている。

而して、特開２００３−３０５６４３号公報に開示された技術は、ドレッシング作業を実施する都度、研磨パッドがドレッサーボードに押圧され所定の荷重に達したときの基準位置を検出しているが、荷重センサーの誤差の影響を受けやすく、また研磨パッドが柔軟であることから研磨パッドの基準位置を必ずしも正確に設定することができない。このため、研磨パッドを確実にドレッシングすることができない場合がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、研磨パッドを確実にドレッシングすることができるドレッシング方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物着脱域と研磨域に移動するチャックテーブル移動機構と、該研磨域に位置付けられた該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨するための研磨パッドを備えた研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チャックテーブルの該保持面に対して垂直な方向に移動せしめる研磨ユニット送り機構と、該研磨パッドの研磨面をドレッシングするドレッサーボードと該ドレッサーボードを作用位置と非作用位置に位置付けるドレッサーボード支持手段を備えたドレッシング機構と、を具備する研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、
該チャックテーブルに保持された被加工物を該研磨域において該研磨ユニットの該研磨パッドによって研磨する研磨工程が終了した後、該ドレッサーボードを該作用位置に位置付け該研磨パッドを該ドレッサーボードに作用せしめてドレッシングするドレッシング工程を含み、
該ドレッシング工程は、該研磨工程を実施することによって消耗する該研磨パッドの磨耗量を超える所定の目標送り量が予め設定されており、該研磨パッドを所定の基準位置から該目標送り量だけ移動して該研磨パッドの研磨面を該ドレッサーボードの表面を越えた位置に位置付け、該研磨パッドと該ドレッシングボードを相対移動せしめる、
ことを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法が提供される。

本発明による研磨パッドのドレッシング方法は、研磨パッドを所定の基準位置から予め設定された目標送り量だけ移動するので、従来のように荷重センサーの誤差の影響を受けることなく研磨パッドを確実に所定量ドレッシングすることができる。

以下、本発明による研磨パッドのドレッシング方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には本発明による研磨パッドのドレッシング方法を実施する研磨装置の斜視図が示されている。
研磨装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研磨ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。

研磨ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。

スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状の工具装着部材３２４が設けられている。なお、工具装着部材３２４には、周方向に間隔をおいて複数のボルト挿通孔（図示していない）が形成されている。この工具装着部材３２４の下面に研磨工具３２５が装着される。研磨工具３２５は、図２および図３に図示する如く、円板形状の支持部材３２６と円板形状の研磨パッド３２７とから構成されている。支持部材３２６には周方向に間隔をおいてその上面から下方に延びる複数の盲ねじ穴３２６ａが形成されている。支持部材３２６の下面は円形支持面を構成しており、研磨パッド３２７はエポキシ樹脂系接着剤の如き適宜の接着剤によって支持部材３２６の円形支持面に接合されている。研磨パッド３２７は、図示の実施形態においてはフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石が用いられている。このフエルト砥石からなる研磨パッド３２７自体の構成についての詳細な説明は、上述した特開２００２−２８３２４３号公報に詳細に説明されているのでかかる記載に委ね、本明細書においては説明を省略する。上記回転スピンドル３２２の下端に固定されている工具装着部材３２４の下面に研磨工具３２５を位置付け、工具装着部材３２４に形成されている貫通孔を通して研磨工具３２５の支持部材３２６に形成されている盲ねじ孔３２６ａに締結ボルト３２８を螺着することによって、工具装着部材３２４に研磨工具３２５が装着される。

図１に戻って説明を続けると、図示の研磨装置は、上記研磨ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの載置面と垂直な方向）に移動せしめる研磨ユニット送り機構４を備えている。この研磨ユニット送り機構４は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。

図１および図４を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部上には略矩形状の没入部２１１が形成されており、この没入部２１１にはチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、支持基台５１とこの支持基台５１に実質上鉛直に延びる回転中心軸線を中心として回転自在に配設された円板形状のチャックテーブル５２とを含んでいる。支持基台５１は、上記没入部２１１上に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に摺動自在に載置された移動基台５３上に配設されており、後述するチャックテーブル移動機構５６によって図１に示す被加工物着脱域２４（図４において実線で示す位置）と上記スピンドルユニット３２を構成する研磨工具３２５の研磨部材３２７と対向する研磨域２５（図４において２点鎖線で示す位置）との間で移動せしめられる。

上記チャックテーブル５２は、上面に被加工物を載置する載置面を有し、上記支持基台５１に回転可能に支持されている。このチャックテーブル５２は、その下面に装着された回転軸（図示せず）に連結されたサーボモータ５４によって回転せしめられる。なお、チャックテーブル５２は、多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成されており、図示しない吸引手段に接続されている。従って、チャックテーブル５２を図示しない吸引手段に選択的に連通することにより、載置面上に載置された被加工物を吸引保持する。

上述したチャックテーブル機構５は、上記研磨工具３２５の研磨パッド３２７をドレッシングするためのドレッシング機構６を具備している。このドレッシング機構６は、チャックテーブル５２の研磨域２５側に配設されたドレッサーボード６０と、該ドレッサーボード６０をチャックテーブル５２の上面より高い作用位置とチャックテーブル５２の上面より低い非作用位置とに移動可能に支持するドレッサーボード支持機構７を具備している。以下、ドレッサーボード６０およびドレッサーボード支持機構７について、図５を参照して説明する。

ドレッサーボード６０は、矩形状に形成された本体６１と、該本体６１の上面に装着された砥石部６２とからなっている。本体６１に砥石部６２を設けるには、例えば周知の電鋳法によって形成することができる。即ち、ステンレス鋼板からなる本体６１を砥石形成部を残してマスキングし、硫酸ニッケル液にダイヤモンド砥粒を混入せしめたメッキ液中でニッケルメッキすることにより、本体６１の砥石形成部に複合メッキ層からなる砥石部６２を形成することができる。なお、砥石部６２の形状は円形状或いは矩形状でよい。図示の実施形態においては、砥石部６２は直径が１０ｍｍ程度の円形に形成されている。このようにして砥石部６２が設けられた本体６１には、３個の取付け穴６１１が形成されている。この取付け穴６１１の上部は、後述する皿ネジの頭部が嵌合するためのテーパー面に形成されている。

上述したドレッサーボード６０を上記作用位置と非作用位置に移動可能に支持するドレッサーボード支持機構７は、ドレッサーボード６０を装着する支持板７１と、該支持板７１を支持する移動基板７２と、該移動基板７２の上下方向の移動を案内する４本の案内ロッド７３と、移動基板７２を案内ロッド７３に沿って移動せしめる昇降手段７４と、移動基板７２と支持板７１との間に配設された水平度調整手段７５とを具備している。支持板７１は矩形状に形成されており、その上面には上記ドレッサーボード６の本体６１に設けられた３個の取付け穴６１１と対応する位置に３個のネジ穴７１１が形成されている。このネジ穴７１１に上記ドレッサーボード６０の本体６１に設けられた取付け穴６１１を挿通した皿ネジ７６を螺合することによって、支持板７１上にドレッサーボード６が装着される。なお、支持板７１上にドレッサーボード６０を取り付けた状態において皿ネジ７６は、その頭部が取付け穴６１１の上部のテーパー面に嵌合してドレッサーボード６０の上面より低い位置に位置付けられる。

上述した支持板７１を支持する移動基板７２は矩形状に形成されており、その４隅部に上下方向に貫通する４個の被案内穴７２１が設けられている。この４個の被案内穴７２１を上記移動基台５３に立設された４本の案内ロッド７３にそれぞれ挿通することにより、移動基板７２は案内ロッド７３に沿って上下方向に移動可能に構成される。移動基板７２を案内ロッド７３に沿って移動せしめる昇降手段７４は、上記移動基台５３上に配設され正転・逆転可能なパルスモータ７４１および該パルスモータ７４１によって駆動されるスクリュー機構７４２を含んでおり、パルスモータ７４１を正転駆動すると移動基板７２を上昇せしめ、パルスモータ７４１を逆転駆動すると移動基板７２を下降せしめる。また、移動基板７２と支持板７１との間に配設された水平度調整手段７５は、支持板７１の長手方向に間隔をおいて配設された２個の昇降手段７５１、７５１からなっている。この昇降手段７５１は、パルスモータおよび該パルスモータによって駆動されるスクリュー機構を含んでおり、パルスモータを正転駆動すると支持板７１を上昇せしめ、パルスモータを逆転駆動すると支持板７１を下降せしめる。従って、２個の昇降手段７５１、７５１を移動調整することにより、支持板７１の上面に装着されたドレッサーボード６０の水平度を調整することができる。

以上のように構成されたドレッサーボード６０およびドレッサーボード支持機構７は、チャックテーブル５２の後側即ち研磨域２５側に配設される。そして、ドレッサーボード６０および支持板７１が支持基台５１の後端部に形成された矩形状の切欠部５１１に位置するように配置される。

図４に戻って説明を続けると、図示の研磨装置は、上記チャックテーブル機構５を一対の案内レール２３に沿って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル移動機構５６を具備している。チャックテーブル移動機構５６は、一対の案内レール２３間に配設され案内レール２３と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記移動基台５３に設けられたネジ穴５３１と螺合して、その先端部が一対の案内レール２３、２３を連結して取り付けられた軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると移動基台５３即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると移動基台５３即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構５は、図４において実線で示す被加工物着脱域と２点鎖線で示す研磨域に選択的に位置付けられる。また、チャックテーブル機構５は、研磨域においては所定範囲に渡って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に往復動せしめられる。

図１に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構５を構成する支持基台５１の移動方向両側には、図１に示すように横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール２３、２３や雄ねじロッド５６１およびサーボモータ５６２等を覆っている蛇腹手段８１および８２が付設されている。蛇腹手段８１および８２はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段８１の前端は没入部２１１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構５の支持基台５１の前端面に固定されている。蛇腹手段８２の前端はチャックテーブル機構５の支持基台５１の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段８１が伸張されて蛇腹手段８２が収縮され、チャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段８１が収縮されて蛇腹手段８２が伸張せしめられる。

図示の研磨装置は、研磨域５２に位置せしめられているチャックテーブル機構５とともに、チャックテーブル５２上に保持された被加工物に押圧せしめられている研磨工具３２５を囲繞する防塵カバー９を具備している。この防塵カバー９は全体として箱形状であり、上壁９１、前壁９２および両側壁９３、９３を有する。防塵カバー９の両側壁９３、９３は上下方向中間に下方を向いた肩面９３ａ、９３ａを有し、両側壁９３、９３の下半部は上記没入部２１１の両側面に密接せしめられ、肩面９３ａ、９３ａがハウジング２の主部２１の両側縁部の上面に載置せしめられる。防塵カバー９の前壁９２にはチャックテーブル機構５の通過を許容するための矩形開口９２ａが形成されている。防塵カバー９の上壁９１には、研磨工具３２５の通過を許容するための円形開口９１ａが形成されている。また、防塵カバー９の上壁９１には、円形開口９１ａの周縁から上方に延びる円筒部材９４が設けられている。防塵カバー９の上壁９１の一部には、開閉自在な保守点検用の扉９５が配設されている。更に、防塵カバー９の上壁９１には、防塵カバー９内を排気するための排気ダクト９６が付設されている。排気ダクト９６は適宜の排気手段（図示していない）に接続されており、研磨工具３２５によって被加工物を研磨する際には、防塵カバー９によって囲繞されている研磨域２５における研磨粉等の粉塵が排気される。

図１に基づいて説明を続けると、装置ハウジング２の主部２１における前半部上には、第１のカセット１１と、第２のカセット１２と、被加工物仮載置手段１３と、洗浄手段１４と、被加工物搬送手段１５と、被加工物搬入手段１６および被加工物搬出手段１７が配設されている。第１のカセット１１は研磨加工前の被加工物を収納し、装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬入域に載置される。第２のカセット１２は装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬出域に載置され、研磨加工後の被加工物を収納する。被加工物仮載置手段１３は第１のカセット１１と被加工物着脱域２４との間に配設され、研磨加工前の被加工物を仮載置する。洗浄手段１４は被加工物着脱域２４と第２のカセット１２との間に配設され、研磨加工後の被加工物を洗浄する。被加工物搬送手段１５第１のカセット１１と第２のカセット１２との間に配設され、第１のカセット１１内に収納された被加工物を被加工物仮載置手段１３に搬出するとともに洗浄手段１４で洗浄された被加工物を第２のカセット１２に搬送する。被加工物搬入手段１６は被加工物仮載置手段１３と被加工物着脱域２４との間に配設され、被加工物仮載置手段１３上に載置された研磨加工前の被加工物を被加工物着脱域２４に位置付けられたチャックテーブル機構６のチャックテーブル５２上に搬送する。被加工物搬出手段１７は被加工物着脱域２４と洗浄手段１４との間に配設され、被加工物着脱域２４に位置付けられたチャックテーブル５２上に載置されている研磨加工後の被加工物を洗浄手段１４に搬送する。また、図示の研磨装置は、装置ハウジング２の主部２１における中央部に上記チャックテーブル５２を洗浄する洗浄水噴射ノズル１８を備えている。この洗浄水噴射ノズル１８は、チャックテーブル機構５が被加工物着脱域２４に位置付けられた状態において、チャックテーブル５２に向けて洗浄水を噴出する。

上記第１のカセット１１に収容される被加工物は、環状のフレームに保護テープを介して表面側が装着された半導体ウエーハ（従って、半導体ウエーハは裏面が上側に位置する）、或いは支持基板（サブストレート）上に表面側が装着された半導体ウエーハ（従って、半導体ウエーハは裏面が上側に位置する）でよい。このような被加工物である半導体ウエーハを収容した第１のカセット１１は、装置ハウジング２の主部２１における所定のカセット搬入域に載置される。そして、カセット搬入域に載置された第１のカセット１１に収容されていた研磨加工前の半導体ウエーハが全て搬出されると、空のカセット１１に代えて複数個の半導体ウエーハを収容した新しいカセット１１が手動でカセット搬入域に載置される。一方、装置ハウジング２の主部２１における所定のカセット搬出域に載置された第２のカセット１２に所定数の研磨加工後の半導体ウエーハが搬入されると、かかる第２のカセット１２が手動で搬出され、新しい空の第２のカセット１２が載置される。

図示の研磨装置は、図６に示すように上記研磨ユニット３、研磨ユニット送り機構４、チャックテーブル機構５、ドレッシング機構６のドレッサーボード支持機構７、チャックテーブル移動機構５６、被加工物仮載置手段１３、洗浄手段１４、被加工物搬入手段１６、被加工物搬出手段１７、を制御する制御手段１０を具備している。制御手段１０は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０２と、演算結果等を記憶する記憶手段としての読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３と、カウンター１０４と、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６を備えている。なお、カウンター１０４は、上記研磨パッド３２７をドレッシングした回数をカウントする。また、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３は、後述する入力手段によって入力された所定送り量を格納する記憶領域１０３a、上記研磨ユニット３の上下方向位置（Ｚ軸位置）を検出する後述する位置検出手段からの検出位置を格納する記憶領域１０３b等を備えている。なお、所定送り量はリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１０２に予め記憶させておいてもよい。このように構成された制御手段１０の入力インターフェース１０５には、上記研磨ユニット３の上下方向位置（Ｚ軸位置）を検出する位置検出手段１１０や入力手段１２０等からデータが入力される。一方、制御手段１０の出力インターフェース１０６からは、上記研磨ユニット３のサーボモータ３２３、研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４、チャックテーブル機構５のサーボモータ５４、ドレッシング機構６を構成するドレッサーボード支持機構７のパルスモータ７４１、チャックテーブル移動機構５６のサーボモータ５６２、被加工物仮載置手段１３、洗浄手段１４、被加工物搬入手段１６、被加工物搬出手段１７等に制御信号を出力する。

次に、上述した研磨装置による研磨工程およびドレッシング工程について、主に図１と図７乃至図９を参照して説明する。
第１のカセット１１に収容された研磨加工前の被加工物としての半導体ウエーハは被加工物搬送手段１５の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物仮載置手段１３に載置される。被加工物仮載置手段１３に載置された半導体ウエーハは、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段１６の旋回動作によって被加工物着脱域２４に位置せしめられているチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に載置される。チャックテーブル５２上に載置された被加工物としての半導体ウエーハは、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５２上に吸引保持される。

チャックテーブル５２上に半導体ウエーハを吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構５６を作動してチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に移動し、図６において実線で示す研磨域の研磨開始位置に位置付ける。なお、このときドレッサーボード６０はチャックテーブルの５２上面よりより低い退避位置に位置付けられている。研磨域の研磨開始位置おいては、半導体ウエーハＷを保持したチャックテーブル５２を例えば３００ｒｐｍ程度で回転し、上記サーボモータ３２３を駆動して研磨工具３２５を４０００〜７０００ｒｐｍで回転するとともに、上記研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４を正転駆動して研磨ユニット３を下降即ち前進せしめる。そして、図７において２点鎖線で示すように研磨工具３２５の研磨部材３２７をチャックテーブル５２上の半導体ウエーハＷの裏面に所定の荷重で押圧する。次に、チャックテーブル移動機構５６を一方向に作動しチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に図７において２点鎖線で示す折り返し位置まで移動する。このとき、チャックテーブル機構５の移動速度は、例えば１００〜２００ｍｍ／分に設定されている。そして、チャックテーブル５２が折り返し位置まで移動したら、チャックテーブル移動機構５６を一方向に作動してチャックテーブル機構５を矢印２３ｂで示す方向に移動し図７において実線で示す研磨開始位置に戻し、研磨工程が終了する。このようにして研磨工程を実行することにより、研磨部材３２７の作用によって半導体ウエーハＷの裏面が所定量乾式研磨され、残留加工歪が除去される。なお、上述した乾式研磨作用によって研磨粉が飛散するが、この際には図示しない排気手段が作動せしめられていて、防塵カバー７内に飛散した粉塵は排気ダクト７６を通して排気される。

上記のようにして、研磨工程が終了したら、スピンドルユニット３２を所定位置まで上昇させるとともに、研磨工具３２５の回転を停止し、更に、チャックテーブル５２の回転を停止する。次に、研磨工具３２５の研磨パッド３２７のドレッシング工程を実施する。なお、研磨工具３２５を交換した時点で、入力手段１２０から研磨ユニット３の所定送り量（Ｈ）が入力され、制御手段１０はこの所定送り量（Ｈ）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の記憶領域１０３aに格納する。この所定送り量（Ｈ）は、上述した1回の研磨工程による研磨パッド３２７の磨耗量が例えば１μm程度であれば、磨耗量を超える定量値として例えば２μmに設定する。なお、所定送り量（Ｈ）は、同じ研磨パッド３２７を用いる場合には、入力手段１２０から最初に入力した値を維持し、研磨工具３２５を交換する都度入力する必要はない。また、１回目のドレッシング作業を開始するに際して、制御手段10は上記カウンター１０４をプラス「１」する。従って、カウンター１０４のカウント値は「１」となる。

1回目のドレッシング工程は、上述した研磨工程終了時に研磨域の研磨開始位置に位置付けられているチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に移動し、図８に示す1回目のドレッシング開始位置に位置付ける。このドレッシング開始位置は、図８に示すようにドレッサーボード６０の砥石部６２が研磨工具３２５の図において右端部下面と対向する位置に設定されている。チャックテーブル機構５が1回目のドレッシング開始位置に位置付けられたならば、ドレッサーボード支持機構７を構成する昇降手段７４のパルスモータ７４１を所定量正転駆動してドレッサーボード６０を図８に示すようにチャックテーブル５２の上面より高い作用位置に位置付ける。

次に、上記研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４を正転駆動して研磨ユニット３を下降即ち前進せしめ、図８において２点鎖線で示すように研磨工具３２５の研磨パッド３２７をドレッサーボード６０の砥石部６２の上面に当接せしめる。このとき図示しない荷重検出手段が急激に荷重の変化を検出した時点で位置検出手段１１０が研磨ユニット３の上下方向位置（Ｚ軸位置）を検出して、この位置信号を制御手段１０に送る。そして、制御手段１０は、位置検出手段１１０から送られた位置信号を基準位置としてランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の記憶領域１０３bに格納する。

以上のようにして、基準位置が検出されこれをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の記憶領域１０３bに格納したら、図９に示すようにチャックテーブル機構５を２回目以降のドレッシング開始位置に位置付ける。このドレッシング開始位置は、図９に示すようにドレッサーボード６０の砥石部６２が研磨工具３２５と対向しない位置に設定されている。次に、上記研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４を正転駆動して研磨ユニット３を上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の記憶領域１０３ｂに格納された基準位置から所定量下降即ち前進せしめ、図９において２点鎖線で示すように研磨工具３２５の研磨パッド３２７をドレッシング位置に位置付ける。この上記基準位置からの研磨ユニット３の下降量（目標送り量）は、上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の記憶領域１０３aに格納された所定送り量（Ｈ）（例えば２μm）に上記カウンター１０４のカウント値を乗算した値である。従って、今回の研磨ユニット３の下降量（目標送り量）は、カウンター１０４のカウント値が「１」であるので所定送り量（Ｈ）が２μmの場合には、（２μm×１）＝４μmとなる。このようにして、研磨ユニット３を目標送り量下降して、図９において２点鎖線で示すように研磨工具３２５の研磨パッド３２７をドレッシング位置に位置付けると、研磨パッド３２７の下面である研磨面はドレッサーボード６０の砥石部６２の表面を越えた、即ち砥石部６２の表面より下方の位置に位置付けられる。次に、スピンドルユニット３２のサーボモータ３２３を駆動して研磨工具３２５を４０００〜７０００ｒｐｍで回転するとともに、チャックテーブル移動機構５６を作動してチャックテーブル５２を矢印２３ｂで示す方向に１００〜２００ｍｍ／秒の速度で移動することにより、１回目のドレッシング工程が実施される。このようにして1回目のドレッシング工程が終了したら、制御手段10はカウンター１０４をプラス「１」する。従って、カウンター１０４のカウント値は「２」となる。

一方、チャックテーブル機構５は、更に矢印２３ｂで示す方向に移動されて被加工物着脱域２４（図１参照）に位置付けられる。チャックテーブル機構５が被加工物着脱域２４に位置付けられたならば、ドレッサーボード支持機構７を構成する昇降手段７４のパルスモータ７４１を所定量逆転駆動してドレッサーボード６０をチャックテーブル５２の上面より低い退避位置に位置付ける。

上述したようにチャックテーブル機構５が被加工物着脱域２４に位置付けられたならば、チャックテーブル５２上の研磨加工された半導体ウエーハの吸引保持が解除され、吸引保持が解除された半導体ウエーハは被加工物搬出手段１７により搬出されて洗浄手段１４に搬送される。洗浄手段１４に搬送された半導体ウエーハは、ここで洗浄された後に被加工物搬送手段１５よって第２のカセット１２の所定位置に収納される。

以上のようにして、1枚目の被加工物の研磨工程および1回目のドレッシング工程が終了して、チャックテーブル機構５が被加工物着脱域２４に位置付けられたならば、上述したようにチャックテーブル５２上に２枚目の被加工物としての半導体ウエーハを吸引保持し、図６において実線で示す研磨域の研磨開始位置に位置付ける。そして、上述した研磨工程を実行する。

チャックテーブル５２上に２枚目の被加工物としての半導体ウエーハの研磨工程が終了したら、２回目のドレッシング工程を実施する。２回目のドレッシング工程は、図９に示すようにチャックテーブル機構５をドレッシング開始位置に位置付ける。チャックテーブル機構５がドレッシング開始位置に位置付けられたならば、ドレッサーボード支持機構７を構成する昇降手段７４のパルスモータ７４１を所定量正転駆動してドレッサーボード６を図９に示すようにチャックテーブル５２の上面よりより高い作用位置に位置付ける。

次に、上記研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４を正転駆動して研磨ユニット３を上記ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３の記憶領域１０３ｂに格納された基準位置から目標送り量下降即ち前進せしめ、図９において２点鎖線で示すように研磨工具３２５の研磨パッド３２７をドレッシング位置に位置付ける。今回の上記基準位置からの研磨ユニット３の下降量（目標送り量）は、カウンター１０４のカウント値が「２」であるので所定送り量（Ｈ）が２μmの場合には、（２μm×２）＝４μmとなる。

このようにして、研磨ユニット３を目標送り量下降して、図９において２点鎖線で示すように研磨工具３２５の研磨パッド３２７をドレッシング位置に位置付けると、上記１回目のドレッシング工程と同様に研磨パッド３２７の下面である研磨面はドレッサーボード６０の砥石部６２の表面を越えた、即ち砥石部６２の表面より下方の位置に位置付けられる。次に、上記１回目のドレッシング工程と同様にスピンドルユニット３２のサーボモータ３２３を駆動して研磨工具３２５を４０００〜７０００ｒｐｍで回転するとともに、チャックテーブル移動機構５６を作動してチャックテーブル５２を矢印２３ｂで示す方向に１００〜２００ｍｍ／秒の速度で移動する。このようにして２回目のドレッシング工程が実施される。なお、３回目以降のドレッシング作業は、上述した２回目のドレッシング作業と同様に実施する。

上述した実施形態においては、所定送り量（Ｈ）に上記カウンター１０４のカウント値を乗算した値を目標送り量として設定しておき、研磨ユニット３を上記基準値からの目標送り量だけ下降するので、従来のように荷重センサーの誤差の影響を受けることなく、研磨パッド３２７を確実にドレッシングすることができる。また、上述した実施形態においては、ドレッシングした回数をカウントするカウンター１０４を備えているので、このカウンター１０４のカウント値が所定に達したことにより研磨パッド３２７の寿命を確認することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。
上述した実施形態においては１回目のドレッシング時に研磨ユニット３の上下方向位置（Ｚ軸位置）の基準値を検出して、この基準値からの研磨ユニット３の下降量（目標送り量）を所定送り量（Ｈ）に上記カウンター１０４によってカウントされたドレッシング回数を乗算した値としたが、この実施形態は目標送り量を所定送り量（Ｈ）としたものである。即ち、各ドレッシング工程終了時における研磨ユニット３の上下方向位置（Ｚ軸位置）を検出し、この値を次のドレッシング時の基準値として上記目標送り量として所定送り量（Ｈ）だけ研磨ユニット３を下降せしめる。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述したドレッシング工程は、被加工物の研磨工程を実行する毎に行ってもよいが、研磨工程を数回実行する毎に行ってもよい。

本発明による研磨パッドのドレッシング方法を実施する研磨装置の一実施形態を示す斜視図。 図１に示す研磨装置に装備される研磨ユニットを構成する研磨工具を示す斜視図。 図２に示す研磨工具その下面側から見た状態を示す斜視図。 図１に示す研磨装置に装備されるチャックテーブル機構およびチャックテーブル移動機構を示す斜視図。 図４に示すチャックテーブル機構を構成するドレッサーボードおよびドレッサーボード移動機構を示す斜視図。 図１に示す研磨装置に装備される制御手段のブロック構成図。 図１に示す研磨装置の研磨工程におけるチャックテーブルと研磨工具との関係を示す説明図。 図１に示す研磨装置の１回目のドレッシング工程におけるドレッサーボードと研磨工具との関係を示す説明図。 図１に示す研磨装置の２回目以降のドレッシング工程におけるドレッサーボードと研磨工具との関係を示す説明図。

符号の説明

２：装置ハウジング
３：研磨ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３２１：スピンドルハウジング
３２２：回転スピンドル
３２３：サーボモータ
３２４：工具装着部材
３２５：研磨工具
３２６：支持部材
３２７：研磨パッド
４：研磨ユニット送り機構
４４：パルスモータ
５：チャックテーブル機構
５１：支持基台
５２：チャックテーブル
５３：移動基台
５６：チャックテーブル移動機構
６：ドレッサーボード
７：ドレッサーボード支持機構
７１：支持板
７２：移動基板
７３：案内ロッド
７４：昇降手段
７５：水平度調整手段
８１、８２：蛇腹手段
９：防塵カバー
１０：制御手段
１１：第１のカセット
１２：第２のカセット
１３：被加工物仮載置手段
１４：洗浄手段
１５：被加工物搬送手段
１６：被加工物搬入手段
１７：被加工物搬出手段
１８：洗浄水噴射ノズル

Claims (1)

1. 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物着脱域と研磨域に移動するチャックテーブル移動機構と、該研磨域に位置付けられた該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨するための研磨パッドを備えた研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チャックテーブルの該保持面に対して垂直な方向に移動せしめる研磨ユニット送り機構と、該研磨パッドの研磨面をドレッシングするドレッサーボードと該ドレッサーボードを作用位置と非作用位置に位置付けるドレッサーボード支持手段を備えたドレッシング機構と、を具備する研磨装置における研磨パッドのドレッシング方法であって、
   該チャックテーブルに保持された被加工物を該研磨域において該研磨ユニットの該研磨パッドによって研磨する研磨工程が終了した後、該ドレッサーボードを該作用位置に位置付け該研磨パッドを該ドレッサーボードに作用せしめてドレッシングするドレッシング工程を含み、
   該ドレッシング工程は、該研磨工程を実施することによって消耗する該研磨パッドの磨耗量を超える所定の目標送り量が予め設定されており、該研磨パッドを所定の基準位置から該目標送り量だけ移動して該研磨パッドの研磨面を該ドレッサーボードの表面を越えた位置に位置付け、該研磨パッドと該ドレッシングボードを相対移動せしめる、
   ことを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。

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