JP4520327B2 - 吸水方法及び吸水装置 - Google Patents
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Description
かかるウェーハWは、図12に示す様に、プレート板106の一面側に貼着された、発泡シートから成るバッキング材108に保有する水の表面貼力によって、プレート板106に保持される。
しかし、図12に示す様に、プレート板106の一面側に貼着されたバッキング材108に保有する水の表面貼力によって貼り付けたウェーハWの研磨面は、中央部が周縁部近傍に比較して薄くなる、いわゆる中凹形状となり易いことが判明した。
つまり、過剰の水が保有されたバッキング材108に貼り付けられたウェーハWを、定盤100に貼着された研磨布102に当接して研磨を施す際に、図13に示す様に、ウェーハWの外周縁でバッキング材108が押圧されてシール状態となり、バッキング材108に保有された過剰水がウェーハWの外周縁から外方に移動できなくなって、ウェーハWの中央部近傍に集まる。
しかも、研磨の摩擦熱等によってバッキング材108に保有された水の温度上昇と相俟って、図13に示す如く、バッキング材108のウェーハWの中央部に相当する部分が、ウェーハWの外周縁近傍に相当する部分に比較して厚くなり、強く研磨布102に押し付けられることによって、ウェーハWの研磨面が中凹形状となる。
このため、図14に示すテンプレート110が貼着されているプレート板106では、テンプレート110が貼着されていないプレート板106に比較して、バッキング材108に保有される過剰水は増加する傾向にある。
したがって、バッキング材108は乾燥されることなく次のウェーハWが貼り付けられるため、バッキング材108に添加する水量によって保有される水量を調整することは困難である。
しかし、バッキング材108が貼着されたプレート板106は、通常、ウェーハWの研磨が終了した後、バッキング材108が貼着された状態で洗浄し、バッキング材108を乾燥することなくウェーハWを貼り付ける。
このため、バッキング材108の内部にも過剰水が保有されており、かかる過剰水を空気の噴射及び/又はプレート板10の回転で除去する場合には、先ず、空気の噴射量及び/又は噴射圧、噴射ノズルの移動速度、プレート板の回転速度等の過剰水除去に影響を与える各因子の最適化を図ることが必要であり、最適化条件の決定は容易ではない。
更に、空気の噴射量等の各因子を、その最適化条件を維持できるように制御することを要し、制御系が複雑化する。
そこで、本発明の課題は、プレート板に貼着されたバッキング材の貼付面及び内部に保有されている過剰水を容易に除去し得る吸水方法及び吸水装置を提供することにある。
すなわち、本発明は、研磨装置に装着されるプレート板の一面側に貼着され、研磨に供するワークを貼付面に貼り付ける水を過剰に保有するバッキング材から過剰水を除去する際に、該バッキング材が保有する過剰水を吸水すべく、前記バッキング材のワークを貼り付ける貼付面に吸水材を押圧しつつ、前記吸水材に吸引された水を真空吸引して除去することを特徴とする吸水方法にある。
また、本発明は、研磨装置に装着されるプレート板の一面側に貼着され、研磨に供するワークを貼付面に貼り付ける水を過剰に保有するバッキング材から過剰水を吸水して除去する吸水装置であって、該バッキング材の貼付面に当接し、前記バッキング材が保有する過剰水を吸収する吸水材と、前記吸水材をバッキング材の貼付面に押圧する押圧手段と、前記吸水材に吸引された水を吸引して除去する吸引手段とを具備することを特徴とする吸水装置でもある。
更に、吸水材として、多孔質のスポンジ状の吸水材を用い、吸水材に吸収した水を真空吸引することによって、バッキング材の内部の過剰水を容易に除去できる。
この吸水材として、バッキング材の貼付面と同一大きさの吸水材を用い、前記吸水材をバッキング材の全面に亘って押圧することによって、バッキング材の過剰水を効率的に除去できる。
また、バッキング材の貼付面に対する吸水材の押圧を、前記バッキング材の貼付面に対して接離可能に設けられたホルダーと、前記ホルダーに装着され、前記吸水材を保持し且つ吸水材に吸水された水を吸引する複数個の吸引孔が形成された保持部材とを用い、前記ホルダーをバッキング材の貼付面に近接し、前記吸水材をバッキング材の貼付面に当接したとき、前記保持部材及びホルダーの自重によって施すことにより、吸水装置を簡易化できる。
したがって、バッキング材の貼付面及び内部に保有される過剰水を容易に除去でき、バッキング材の内部に保有される過剰水に起因するワークの研磨面の中凹形状を防止できるため、ワークの研磨面の研磨精度を向上できる。
しかも、バッキング材の貼付面及び内部に保有される過剰水を除去するための条件設定も容易であり、その装置の構造も簡単化できる。
かかるバッキング材12の貼付面の全面を覆うことができる、多孔質のスポンジ状の吸水材22を具備する吸水装置20が設けられている。この吸水材22としては、ポリビニルアルコール(PVA)製の吸水材22を好適に用いることができる。
この吸水装置20には、吸水材22を保持する保持板24と保持板24を保持し、バッキング材12の貼付面に対し、シリンダ装置等の接離動手段としての昇降手段によって接離可能に設けられたホルダー26とから構成されている。
真空ポンプに繋がる配管は、保持板24の中央部近傍に繋がれている。このため、保持板24に形成された吸引孔24a,24a・・の各々から均一に吸引するため、図1及び図2に示す吸水装置20には、保持板24とホルダー26との間には、図3(a)(b)に示すゴム製の分散板28が設けられている。
尚、分散板28は、ゴム製であったが、塩ビ等の樹脂製、或いはステンレス製であってもよい。
分散板28の保持板24の中央部には、図3(a)(b)に示す様に、出口孔28aが形成されており、図3(a)に示す、分散板28の保持板24側の面には、出口孔28aから外周縁方向に、放射状に複数本の凹溝28b,28b・・が形成されている共に、凹溝28b間には、同心円状の凸条28cと凹溝28dとが交互に形成されている。
かかる分散板28によれば、保持板24に形成された吸引孔24a,24a・・の各々から吸引された水を含む空気は、凹溝28d,凹溝28d・・及び凹溝28b,28b・・を経由して出口孔28aに繋がれている配管を経由して真空ポンプに吸引される。
このため、吸引孔24a,24a・・から出口孔28aへのバイパスを防止でき、吸引孔24a,24a・・の各々から均一に吸引できる。
尚、分散板28の外周縁近傍には、保持板24への取付ネジ用の小孔28e,28e・・が形成されている。
但し、シャフト32の端部に設けられたフランジ32aと筒状部30の天井面とが当接している場合には、昇降手段によって吸水装置20は昇降する。
この吸水材22の押圧によって、吸水材22はバッキング材12の貼付面に沿って変形し、テンプレート14の内側に位置するバッキング材12の貼付面も押圧できる。
かかるバッキング材12の貼付面の全面を吸水材22によって押圧することによって、バッキング材12の貼付面に付着している水は勿論のこと、バッキング材12の内部の水も吸水材22に吸水できる。
更に、吸水材22に吸水された水は、駆動する真空ポンプによって、保持板24の吸引孔24a,24a・・から吸引され、吸水材22から除外できる。
過剰水を吸水したバッキング材12に、ワークであるウェーハWを、その貼付面に水の表面貼力によって貼り付けて、図4に示す研磨装置を用いて研磨を施すことができる。図4に示す研磨装置は、プレート板10の一面側に貼着されたバッキング材12を介して貼り付けたウェーハWの研磨面を、プレート板10の他面側に当接するトップリング64の押圧力によって、定盤60に貼付された研磨布62の研磨面に押し付けて研磨を施す。
このトップリング64は、シャフト66を介して接離動手段68に接続されており、プレート板10の他面側に対して接離動可能に設けられている。
この様に、定盤60の研磨布62にトップリング64の押圧力によって押し付けられたウェーハWが貼り付けられたプレート板10は、図5に示す様に、ローラ72,72によって定盤60の所定位置に位置決めされている。このローラ72,72は、矢印A方向に回転する定盤60の外側の基台に回動可能に設けられた回動軸68から延出されたアーム70に装着され、矢印A方向に回転する定盤60と共に移動するプレート板10の二箇所に当接している。
尚、ローラ72,72は、プレート板10の位置決めを行うことを要しない場合には、回動軸68の回動によって、定盤60の外側の基台上に移動することができる。
この場合も、センターローラ74とローラ72とは、矢印A方向に回転する定盤60と共に移動するプレート板10の外周面の二箇所に当接し、プレート板10を所定位置に位置決めする。この際に、センターローラ74は矢印D方向に回転する。
更に、研磨終了したウェーハWを剥離してバッキング材12を洗浄し、同様にしてバッキング材12の過剰水を吸水した後、バッキング材12の貼付面にウェーハWを貼り付けて、図4及び図5に示す研磨装置によって研磨を施した。
この様に、同一のバッキング材を用いて一連の吸水・研磨作業を複数回繰り返してウェーハWに研磨を施し、研磨を施したウェーハWの各々について、厚さ(裏面基準面からの距離)を数箇所測定し、最大値と最小値との差(GBIR)を求め、その結果を図7(a)に示す。
更に、バッキング材12の過剰水を吸水する吸水作業を実施しなかった他は、同様にして研磨作業を複数回繰り返して実施し、研磨を施したウェーハWの各々について、厚さ(裏面基準面からの距離)を数箇所測定し、最大値と最小値との差(GBIR)を求め、その結果を図7(b)に示す。
図7(a)(b)のグラフでは、横軸に同一バッキング材12を用いて施した研磨の回数を示す。
図7(a)(b)のグラフから明らかな様に、バッキング材12の過剰水を吸水した後、ウェーハWを貼付して研磨を施すことによって、ウェーハWの研磨面の平坦度を均一とすることができ、且つ同一バッキング材12を用いて研磨を繰り返して施しても、ウェーハWの研磨面の平坦度を一定に保持できる。
このことは、バッキング材12の過剰水を吸水することによって、図9に示す如く、過剰水がウェーハWの中央部方向に集まり、バッキング材108のウェーハWの中央部に相当する部分が、ウェーハWの外周縁近傍に相当する部分に比較して厚くなる現象を解消でき、ワークWの研磨精度の向上を図ることができたものと考えられる。
しかし、吸水装置20とプレート板10との位置決めが困難である場合には、吸水材22として、テンプレート14の内側に露出するバッキング材12の貼付面よりも大面積の吸水材22を採用してもよい。
図1及び図2に示す吸水装置20では、プレート板10のバッキング材12の貼付面に当接した吸水材22の押圧を、保持板24及びホルダー26の自重によって施しているが、保持板24及びホルダー26の自重では押圧力が不足する場合には、吸水装置20を昇降する昇降手段によってバッキング材12の押圧を強制的に施してもよい。この場合、図2に示すホルダー26に装着された筒状部30は、昇降手段に繋がるシャフト32に固着されている。
かかる筒状部材42には、図9に示す様に、複数個の吸引孔44,44・・が形成されており、筒状部材42内を真空ポンプによって吸引することによって、吸水材22を筒状部材42の外周面に保持し且つ吸水材22に吸水された水を吸引して除去できる。
この吸水材22には、バッキング材12の貼付面及び内部の過剰水が吸水され、吸水された水は真空ポンプによって吸水材22から吸引除去できる。
図8に示すローラ状吸水装置40は、コンベアとして用いるローラ46の上方の設置位置から移動しないが、コンベアとして用いるローラ46によって搬送されたきたプレート板10を所定位置で停止した後、図8に示すローラ状吸水装置40をバッキング材12の貼付面に沿って移動してもよい。この場合も、バッキング材12の貼付面を回転しつつ当接する吸水材22によって押圧する。
ポンプ内に水を吸引すると問題が発生する可能性を有する真空ポンプを用いる場合には、吸水装置20,40と真空ポンプとの配管に、図10に示すドレン分離器を設けることが好ましい。このドレン分離器は、吸水装置20,40からの配管52と真空ポンプ側への配管54との間にドレンポット50が設けられたものである。このドレンポット50には、貯まったドレンをパージするパージバルブ56が設けられている。
かかるドレン分離器では、配管52から送られてくるドレンを含む空気流は、ドレンポット50に入り急激に流速が低下し、ドレンが空気流から分離してドレンポット50内に溜り、空気流のみが配管54から真空ポンプに吸引される。
例えば、図11に示す研磨装置、すなわち所定方向に回転する定盤100に貼着された研磨布102に対し、接離可能に設けられていると共に、所定方向に回転するトップリング104を用い、このトップリング104のヘッド本体内に組み込まれて固定されたセラミック製のプレート板106に保持されたワークとしてのウェーハWの研磨面を研磨布102に押し付けて研磨を施す研磨装置にも、本発明に係る吸水方法及び吸水装置を適応できる。
12 バッキング材
14 テンプレート
20,40 吸水装置
22 吸水材
24 保持板(保持部材)
24a 吸引孔
26 ホルダー
28 分散板
30 筒状部
32 シャフト
32a フランジ
42 筒状部材
Claims (11)
- 研磨装置に装着されるプレート板の一面側に貼着され、研磨に供するワークを貼り付ける水を過剰に保有するバッキング材から過剰水を除去する際に、
該バッキング材の過剰水を吸水すべく、前記バッキング材のワークを貼り付ける貼付面に吸水材を押圧しつつ、前記吸水材に吸引された水を真空吸引して除去することを特徴とする吸水方法。 - プレート板として、バッキング材の貼付面の外周縁に沿って、研磨中にワークがバッキング材の貼付面から外れないように、細幅のリング状のテンプレートが貼着されているプレート板を用いる請求項1記載の吸水方法。
- 吸水材として、多孔質のスポンジ状の吸水材を用いる請求項1又は請求項2記載の吸水方法。
- 吸水材として、バッキング材の貼付面と同一大きさの吸水材を用い、前記吸水材をバッキング材の全面に亘って押圧する請求項1〜3のいずれか一項記載の吸水方法。
- バッキング材の貼付面への吸水材の押圧を、前記バッキング材の貼付面に対して接離可能に設けられたホルダーと、前記ホルダーに装着され、前記吸水材を保持し且つ吸水材に吸水された水を吸引する複数個の吸引孔が形成された保持部材とを用い、前記ホルダーをバッキング材の貼付面に近接し、前記吸水材をバッキング材の貼付面に当接したとき、前記保持部材及びホルダーの自重によって施す請求項1〜4のいずれか一項記載の吸水方法。
- 研磨装置に装着されるプレート板の一面側に貼着され、研磨に供するワークを貼付面に貼り付けることができるように水を過剰に保有するバッキング材から過剰水を吸水して除去する吸水装置であって、
該バッキング材の貼付面に当接し、前記バッキング材が保有する過剰水を吸収する吸水材と、前記吸水材をバッキング材の貼付面に押圧する押圧手段と、前記吸水材に吸引された水を吸引して除去する吸引手段とを具備することを特徴とする吸水装置。 - プレート板が、バッキング材の貼付面の外周縁に沿って、研磨中にワークがバッキング材の貼付面から外れないように、細幅のリング状のテンプレートが貼着されているプレート板である請求項6記載の吸水装置。
- 吸水材が、多孔質のスポンジ状の吸水材である請求項6又は請求項7記載の吸水装置。
- 吸水材を保持する保持部材が設けられ、前記保持部材には、保持された吸水材に吸収された水を真空吸引する複数個の吸引孔が形成されている請求項6〜8のいずれか一項記載の吸水装置。
- 吸水材が、バッキング材の貼付面と同一大きさの吸水材であって、前記吸水材をバッキング材の全面に亘って押し付ける押圧手段が設けられている請求項6〜9のいずれか一項記載の吸水装置。
- 吸水材をバッキング材の貼付面に押圧する押圧手段が、前記バッキング材の貼付面に対して接離可能に設けられたホルダーと、前記ホルダーに装着され、前記吸水材を保持し且つ吸水材に吸水された水を吸引する複数個の吸引孔が形成された保持部材とから成り、前記バッキング材の貼付面に当接した吸水材を、前記ホルダー及び保持部材の自重によって押圧できるように設けられている請求項6〜10のいずれか一項記載の吸水装置。
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