JPH10329006A - 研磨装置における研磨布自動交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨布の交換の手間を削減するとともに、研磨
布の付着不良等による研磨精度の低下を防止する研磨装
置における研磨布自動交換装置を提供する。 【解決手段】ウェーハは研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１
０Ｃの下面に吸着保持され、研磨ヘッド１０Ａ、１０
Ｂ、１０Ｃの下方に設置された固定定盤２０上の研磨布
２２に押し当てられるとともに回転し、ウェーハの表面
が研磨される。研磨布２２は帯状に形成され、２つの収
納ローラ２４、２６に巻回される。固定定盤２０上に供
給された研磨布２２が劣化すると、収納ローラ２４から
未使用の研磨布２２が固定定盤２０上に供給されるとと
もに、劣化した研磨布２２は、収納ローラ２６に巻回さ
れる。これにより、研磨布２２の交換が簡便になる。ま
た、研磨布２２は、テンションローラ３２、３４により
引張され、固定定盤２０上の平らな面に圧接される。従
って、研磨布２２は固定定盤２０上にしわ等の凹凸を生
じることなく平らに支持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は研磨装置における研
磨布自動交換装置に係り、特に研磨液及び研磨布を用い
る化学的機械的研磨装置において研磨布の自動取り替
え、且つ研磨布の磨耗を均一化し、信頼性の高い研磨布
のドレッシング及び洗浄を行う研磨装置における研磨布
自動交換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウェーハ等の研磨装置にお
いて、一般的に用いられているものはターンテーブルを
用いる研磨装置である。この研磨装置は研磨布の貼り付
けにより研磨布の交換を行っている。図５にターンテー
ブルを用いた研磨装置を示す。同図に示すように真空、
磁気又はピンなどにより研磨布１００を貼り付けた研磨
定盤１０２をターンテーブル１０４の上に位置決めして
固定する。そして、研磨ヘッド１０６の下面に吸着保持
したウェーハ１０８を研磨布１００に押し当てるととも
に研磨ヘッド１０６及びターンテーブル１０４を回転さ
せ、ウェーハ１０８を研磨する。

【０００３】このように研磨定盤には貼り付けられた研
磨布は消耗品であり、常に交換しなければならない。研
磨布の使用時間はスループットや加工物、ドレッシング
などにより決まるが、通常では被研磨物１０００枚分の
加工で交換されている。即ち、連続研磨する場合、１日
１回交換しなければならない。研磨布の交換作業は、研
磨定盤１０２をターンテーブル１０４から取り外し、研
磨定盤１０２より大きい裏面に接着剤が予め塗布された
研磨布１００を用意し、研磨布１００を研磨定盤１０２
の中央部分から周縁部へ貼り付ける。そして、研磨布貼
付済みの研磨定盤１０２をターンテーブル１０４に固定
する。この交換作業では、研磨布１００と研磨定盤１０
２の間に空気を残さないことや、しわが出ないように格
段の注意を払わなければならない。

【０００４】上記交換作業は熟練の作業者でも、研磨装
置操作の中で最も煩雑な操作と言える。予め研磨布を予
備定盤に張り付けて、交換だけを行うようにしても研磨
布上の残液除去、周辺環境の配慮をしながら作業をしな
くてはならない。この作業性の悪さがしばしば指摘さ
れ、未だに抜本的な改善案が得られていない。上記ター
ンテーブルを用いた研磨装置において研磨定盤との接着
により気泡が残され、平坦な研磨精度が得られないとい
う問題を改善するために、接着剤不要な研磨布の固定方
式を提案したものとして特開平８−１７４４０６号公
報、特開平８−１８７６５６号公報等がある。特開平８
−１７４４０６号公報に記載された研磨装置によれば、
図６に示すように研磨布１１０が定盤１１２外周上に設
置される保持リング１１４に装着される。そして、保持
リング１１４が定盤外周に設置されている幾つかのシリ
ンダ１１６に引張される。このようにして研磨布１１０
に張力を加えて定盤１１２を覆っている結果、研磨布１
１０の被着不良に起因する研磨品質の低下を防止するこ
とができる。しかしながら、研磨布１１０の張り替えは
やはり時間と体力を要する。そして、硬質研磨布の円形
定盤への被着の平坦性を講じることはかなり困難なこと
と考えられる。

【０００５】また、特開平８−１９５３６３号公報、特
開平８−１９５３６５号公報には図７に示すようにベル
ト式研磨布を用いる研磨装置が提案されている。特開平
８−１９５３６５号公報に記載の研磨装置によれば、２
本平行設置しているローラ１２０、１２０によりベルト
研磨布１２２を張り付け、ローラの回転により研磨布１
２２が提供する研磨面が直線移動する。そして、その上
に設置される研磨ヘッド１２４がウェーハ１２６を保持
して研磨布１２２に押圧するとともに回転し、ウェーハ
１２２が研磨される。

【０００６】また、研磨布の磨耗、及び複数のワークを
同時に研磨する場合に各ワークの研磨条件を均一化する
措置として、特開平５−２４５７５５号公報が提案され
ている。この特開平５−２４５７５５号公報に記載の研
磨装置によれば、図８に示すように研磨布が貼り付けら
れた回転定盤１３０を揺動することにより研磨布磨耗の
均一化を図るようにしている。回転定盤１３０とそれを
駆動する装置とを支持板上１３２に設け、この支持板１
３２をシリンダ１３４など直線移動装置により水平方向
に往復移動することができる。このようにして、横方向
移動しない研磨ヘッドにより決められる研磨布上の研磨
面がシフトしながら研磨をするため、研磨布の磨耗が均
一になって、複数のワークの同時研磨の研磨条件も均一
化される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
５に示したターンテーブルを用いた研磨装置は、研磨布
の交換作業は煩雑であり、また、狭い装置の内部では研
磨布の自動交換装置の導入は難しいという問題がある。
また、上記図６に示した接着剤不要な研磨布の固定方式
を用いた研磨装置では、研磨布の交換作業の時間短縮に
ならず、また、硬質研磨布の平坦性が保証しにくいとい
う問題がある。

【０００８】更に、上記図７に示したベルト研磨布によ
る研磨装置では、研磨布の交換を言及していない。ま
た、上記図８に示した研磨布の揺動機構を備えた研磨装
置では研磨条件を平均化するための揺動装置が煩雑であ
るという問題がある。本発明はこのような事情に鑑みて
なされたもので、研磨布の自動交換による省力化及び研
磨布交換時間の短縮、従来の接着剤の使用により研磨布
の貼り付け不良の解消及び高平坦化を実現可能な研磨布
の被覆、簡単な装置により研磨ヘッドに対する研磨布の
往復移動の実現、研磨布のドレッシングと洗浄の信頼性
及び研磨レートの確保、を可能にする研磨装置における
研磨布自動交換装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、研磨ヘッドによってウェーハを保持し、該
ウェーハの表面を定盤の平らな面で支持された研磨布に
押し当てるとともに、前記ウェーハを回転させて前記ウ
ェーハを表面研磨する研磨装置における研磨布自動交換
装置であって、帯状に形成された未使用の研磨布を前記
定盤に給送するとともに、前記定盤においてウェーハの
表面研磨に使用された使用済みの研磨布を収納する研磨
布供給回収手段を備え、前記研磨布供給回収手段により
前記研磨布の自動交換を可能にしたことを特徴としてい
る。

【００１０】本発明によれば、上記研磨装置において上
記研磨布供給回収手段を設け、この研磨布供給回収手段
によって帯状に形成された未使用の研磨布を前記定盤に
給送するとともに、前記定盤においてウェーハの表面研
磨に使用された使用済みの研磨布を収納する。これによ
り、研磨布の自動交換による省力化及び研磨布交換時間
の短縮が図れる。また、接着剤等を使用して研磨布を定
盤に貼り付ける必要がなく従来の接着剤の使用により研
磨布の貼り付け不良の解消及び高平坦化を実現可能な研
磨布の被覆が可能となる。

【００１１】更に、未使用の研磨布を巻回した巻戻しロ
ーラと、巻戻しローラの研磨布を巻き取る巻取りローラ
とによって研磨布を自動交換することにより、これらの
巻戻しローラと巻取りローラの回転方向を切り換えるだ
けで研磨布の往復移動が可能となり、このような簡単な
装置により研磨ヘッドに対する研磨布の往復移動の実現
が可能となる。また、研磨布の走行路に研磨布をドレッ
シングするドレッシング手段や研磨布を洗浄する洗浄手
段を設けることにより研磨布の走行時に研磨布をドレッ
シング、洗浄することが可能となり、研磨布のドレッシ
ングと洗浄の信頼性及び研磨レートの確保が可能とな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る研磨装置における研磨布自動交換装置の好ましい実施
の形態について詳説する。図１は本発明が適用される研
磨装置の一実施の形態を示した斜視図である。同図に示
す研磨装置は、ウェーハを保持するとともにウェーハを
固定定盤２０上の研磨布２２に押し当てて回転させるウ
ェーハ駆動装置と、固定定盤２０上の使用済みの研磨布
２２を自動で新しい未使用の研磨布２２に交換する本発
明に係る研磨布自動交換装置とから構成される。

【００１３】上記ウェーハ駆動装置は、主として３つの
研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、太陽ギア１４、駆
動モータ１８とから構成される。研磨ヘッド１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｃは下面にウェーハを吸着保持する吸着パッ
ドを有し、上部に太陽ギア１４と噛合する遊星ギア１２
Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを有する。太陽ギア１４はベルト１
６を介して駆動モータ１８のスピンドル１８Ａに回転力
伝達可能に連結される。

【００１４】従って、駆動モータ１８が回転すると、こ
の回転力が太陽ギア１４を介して各研磨ヘッド１０Ａ、
１０Ｂ、１０Ｃに伝達し、各研磨ヘッド１０Ａ、１０
Ｂ、１０Ｃが太陽ギア１４の周りを公転するとともに各
研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの中心軸を回転軸と
して自転する。図２はこれらの駆動モータ１８、太陽ギ
ア１４及び研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの回転方
向の関係を示した上面図である。同図に示すように、駆
動モータ１８が左回りに回転すると、太陽ギア１４は右
回りに回転し、研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは左
回りに自転する。また、研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１
０Ｃは遊星プレート１５に支持されて右回りに公転す
る。

【００１５】また、上記研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１
０Ｃは図示しない昇降機構により昇降移動するようにな
っており、研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの下面に
吸着保持されたウェーハの表面が固定定盤２０上の研磨
布２２に押し当てられるようになっている。以上の如く
構成されたウェーハ駆動装置により、研磨ヘッド１０
Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに吸着保持されたウェーハは、固定
定盤２０上で研磨布２２に押し当てられながら自転及び
公転し、表面が研磨される。尚、研磨布２２には図示し
ないノズルから研磨液が供給される。

【００１６】一方、本発明に係る上記研磨布自動交換装
置は、固定定盤２０上の使用済みの研磨布２２を回収し
て未使用の研磨布２２を固定定盤２０上に供給し、固定
定盤２０上の研磨布２２を自動で交換する装置である。
図１に示すように研磨布２２は帯状に形成され、その両
端は固定定盤２０の下方に配設された収納ローラ２４、
２６に巻回される。この帯状に形成された研磨布２２の
未使用部分は図中左側に配設された収納ローラ２４に巻
回され、使用済みの部分は図中右側に配設された収納ロ
ーラ２６に巻回される。

【００１７】固定定盤２０上の使用済みの研磨布２２を
交換する場合、図示しない駆動モータにより収納ローラ
２６が回転し、収納ローラ２６に研磨布２２が巻回され
て固定定盤２０上の使用済みの研磨布２２が同図矢印Ａ
で示す方向（研磨布交換方向）に走行する。これによ
り、固定定盤２０上の使用済みの研磨布２２が収納ロー
ラ２６に回収される。また、これと同時に収納ローラ２
４から未使用の研磨布２２が送り出されて固定定盤２０
上に新しい研磨布２２が供給される。

【００１８】さて、収納ローラ２４から固定定盤２０ま
での上流側の研磨布走行路には、支持ローラ２８、テン
ション測定ローラ３０及びテンションローラ３２が配設
される。また、固定定盤２０から収納ローラ２６までの
図中右側の研磨布走行路にはテンションローラ３４及び
支持ローラ３６が配設される。これらの収納ローラ２
４、２６、支持ローラ２８、３６、テンション測定ロー
ラ３０及びテンションローラ３２、３４は、研磨布２２
と接触し、それぞれ図示しない駆動モータによって回転
駆動されるとともに、それぞれの回転方向及び回転速度
が研磨布２２の走行方向及び走行速度に基づいて同期制
御されることにより、研磨布２２の走行方向及び走行速
度を適切に制御する。

【００１９】また、上記テンションローラ３２、３４
は、固定定盤２０の左右に設けられるとともに、固定定
盤２０の上面より下方に設けられている。これにより、
この２本のテンションローラ３２、３４によって研磨布
２２が引張されるとともに研磨布２２が固定定盤２０の
平らな面に押し付けられる。従って、固定定盤２０上に
給送された研磨布２２は、しわ等の凹凸を生じることな
く高い平坦性を有する研磨面を提供する。尚、上記テン
ションローラ３２、３４を横方向に移動できるようにし
て研磨布２２の張力を適宜調整できるようにしてもよ
い。

【００２０】上記テンション測定ローラ３０は支持ロー
ラ２８とテンションローラ３２の間に配設される。この
テンション測定ローラ３０には研磨布２２のテンション
を測定するセンサが設置され、このセンサによって研磨
布２２のテンションが検出される。各ローラの駆動モー
タを制御する制御部は、このセンサからの検出結果に基
づいて各駆動モータの回転速度を制御することにより、
研磨布２２のテンションを常に一定にすることができ
る。また、上述したようにテンションローラ３２、３４
を横方向に移動可能にした場合には、テンションローラ
３２、３４の位置を調整して研磨布のテンションを一定
にすることができる。

【００２１】また、上記固定定盤２０の両側部には研磨
布２２の走行方向に沿って研磨布治具３８、３８が設け
られる。この研磨布治具３８、３８は、固定定盤２０上
に給送された研磨布２２を固定定盤２０の表面に押し付
けるとともに、固定定盤２０上の研磨区域から研磨液が
外部にもれるのを防止している。図３に固定定盤２０及
び研磨布治具３８の側面図を示す。同図に示すように固
定定盤２０の側面にシリンダ３９が設置され、シリンダ
３９の出力端が研磨布治具３８の側面に取り付けられ
る。研磨布治具３８は、一角を中心に揺動自在に固定定
盤２０に支持されており、シリンダ３９が縮短動作する
と研磨布治具３８が固定定盤２０側に引っ張られ、研磨
布治具３８の圧接部３８Ａが固定定盤２０上の研磨布２
２を押圧する。逆に、シリンダ３９が伸長動作すると図
３の点線で示すように研磨布治具３８が固定定盤２０か
ら離れる方向に押圧され、研磨布治具３８の圧接部３８
が研磨布２２から離間する。これにより、研磨布２２の
停止時にはシリンダ３９を縮短動作させて研磨布治具３
８により研磨布２２を固定定盤２０上に押し付け、研磨
布２２の走行時にはシリンダ３９を伸長動作させて研磨
布治具３８を研磨布２２から離間させることができる。

【００２２】また、図４の固定定盤２０及び研磨布治具
３８の側面断面図に示すようにこの研磨布治具３８、３
８の下内部に溝４１が形成されており、この溝４１に研
磨布２２上の研磨液等が導かれるようになっている。こ
の溝４１に流入した研磨液は、固定定盤２０下部に設置
された廃液タンク４０、４２にパイプ等を介して回収さ
れるようになっている。

【００２３】さらに、固定定盤２０の左右に配設された
テンションローラ３２、３４と対向する位置にはドレッ
サー４４、４８が配設される。また、これらのドレッサ
ー４４、４８に隣接してシャワーヘッド４６、５０が配
設される。ドレッサー４４、４８は、駆動モータによっ
て回転するローラ４４Ａ、４８Ａと、そのローラ４４
Ａ、４８Ａの周面に設けられた金属ブラシ４４Ｂ、４８
Ｂとから構成される。ローラ４４Ａ、４８Ａが回転する
と、ローラ４４Ａ、４８Ａの周面に設けられた金属ブラ
シ４４Ｂ、４８Ｂがその位置を走行する研磨布２２に次
々に接触して研磨布２２がドレッシングされるようにな
っている。

【００２４】尚、ドレッシングの際に、研磨布２２が固
定定盤２０上を図中左から右に走行している場合には、
ドレッサー４４の回転は停止して、ドレッサー４８が回
転してドレッサー４８により研磨布２２のドレッシング
が行われ、逆に研磨布２２が固定定盤２０上を図中右か
ら左に走行している場合には、ドレッサー４６の回転は
停止され、ドレッサー４４が回転してドレッサー４６に
より研磨布２２のドレッシングが行われる。これによ
り、ドレッシングによって研磨布２２に落下した金属ブ
ラシの金属破片等の落下物はドレッサー４４、４８にそ
れぞれ隣接して配設されたシャワーヘッド４６、５０に
より洗浄され、落下物がそのまま固定定盤２０に搬送さ
れてウェーハの表面に傷などを生じさせないようにして
いる。

【００２５】また、ドレッサー４４及びドレッサー４８
の回転方向をそれぞれ図中右周り及び左周りとすること
でドレッシングによって発生する屑等は後述するシャワ
ーヘッド４６、５０の方向に飛散するため、研磨面に侵
入することが防止される。上記シャワーヘッド４６、５
０には、研磨布２２に向けて多数のノズル４６Ａ、５０
Ａが設けられる。このノズル４６Ａ、５０Ａからは洗浄
水（例えば、純水）が研磨布２２に噴出されて、研磨布
２２に付着した砥粒、研磨屑や上記ドレッサー４４、４
８から発生した金属ブラシの金属破片等の落下物が洗浄
される。尚、シャワーヘッド４６、５０を研磨布２２が
垂直方向に走行する位置に配設したことにより研磨布２
２に付着した砥粒、研磨屑等を容易に洗浄することがで
きる。

【００２６】また、シャワーヘッド４６、５０は、研磨
布上の残存している研磨液を洗浄する作用があり、研磨
布上の残存している研磨液により研磨布２２を硬化させ
ないようにする効果を有するとともに、研磨布２２の保
湿装置としても作用する。シャワーヘッド４６、５０か
ら噴射されて研磨布２２から流れ落ちた廃液や廃液に含
まれる砥粒、研磨屑、落下物等は、固定定盤２０の下方
に配設された廃液タンク４０、４２に回収される。

【００２７】尚、収納ローラ２４、２６はシャワーヘッ
ド４６、５０によって生じた廃液で濡れないように支持
ローラ２８、３６より高い位置に配設される。以上の如
く構成された研磨装置の研磨手順について説明すると、
まず、研磨を開始する前に、未使用の研磨布２２が巻回
された収納ローラ２４から研磨布２２の先端を引き出
し、各ローラ及び固定定盤２０表面を通して使用済の研
磨布２２が巻回される収納ローラ２６に研磨布２２を所
定量巻き取る。これにより、収納ローラ２４と収納ロー
ラ２６の間で研磨布２２の走行が可能になるとともに、
固定定盤２０上に研磨布２２がセットされる。尚、既に
ウェーハの研磨に使用された使用済みの研磨布２２が収
納ローラ２６に巻回されている場合には、この作業は不
要である。

【００２８】次に、研磨を開始する場合、上記収納ロー
ラ２４、２６、支持ローラ２８、３６、テンション測定
ローラ３０及びテンションローラ３２、３４を駆動モー
タにより回転させ、固定定盤２０上で研磨布２２を走行
させる。尚、このときテンション測定ローラ３０に設置
されたセンサにより研磨布２２のテンションを測定し、
研磨布２２のテンションが一定となるように各ローラの
回転速度等を制御する。

【００２９】そして、研磨するウェーハを吸着保持した
研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを昇降機構により下
降させ、ウェーハの表面を固定定盤２０上の研磨布２２
に押し当てるとともに、駆動モータ１８を回転させて各
研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを回転させる。ま
た、固定定盤２０上の研磨布２２に研磨液を供給する。
これにより、ウェーハの表面が研磨布２２により研磨さ
れる。

【００３０】研磨が終了すると、研磨したウェーハを研
磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃから回収し、次に研磨
するウェーハを研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに吸
着保持し、上記と同様の処理を繰り返し実行する。次
に、上記研磨を行う際の上記研磨布自動交換装置の研磨
布２２の走行制御について説明する。ウェーハの研磨を
行う際の研磨布２２の走行制御には、研磨布２２を収納
ローラ２４から収納ローラ２６に一方向に走行させる方
法と、収納ローラ２４と収納ローラ２６の間を双方向に
走行させる方法がある。

【００３１】研磨布２２を一方向に走行させる場合、収
納ローラ２４から未使用の研磨布２２を送り出すととも
に、収納ローラ２４から送り出された分量の研磨布２２
を収納ローラ２６により巻回する。これにより、固定定
盤２０上には、順次未使用の研磨布２２が供給される。
尚、この場合、研磨を行っている間は研磨布２２の走行
を停止させ、所定枚数のウェーハの研磨が終了する毎に
使用済みの研磨布２２を収納ローラ２６で回収して未使
用の研磨布２２を固定定盤２０上に供給するようにして
もよい。

【００３２】また、研磨布２２を走行させている間、固
定定盤２０より下流側に配設されたドレッサー４８を回
転させ、使用済みの研磨布２２をドレッシングするとも
に、シャワーヘッド５０から洗浄水を噴射して研磨布２
２に付着した砥粒、研磨屑、落下物等を洗浄する。一
方、研磨布２２を双方向に走行（往復走行）させる場
合、収納ローラ２４から未使用の研磨布２２を所定量送
り出すとともに、収納ローラ２４から送り出された分量
の研磨布２２を収納ローラ２６により巻回し、所定量の
研磨布２２を送り方向（図１に示す固定定盤２０上を左
から右の方向）に走行させた後、収納ローラ２４と収納
ローラ２６の回転方向を反転させ、収納ローラ２６から
研磨布２２を所定量送り出すとともに、収納ローラ２６
から送り出された分量の研磨布２２を収納ローラ２４に
より巻回し、所定量の研磨布２２を戻り方向（図１に示
す固定定盤２０上を右から左の方向）に走行させる。そ
して、この手順を順次繰り返す。これにより、固定定盤
２０上で研磨布２２が往復走行する。固定定盤２０上の
研磨布２２が劣化した場合には、収納ローラ２４から未
使用の研磨布２２を送り出すとともに、使用済みの研磨
布２２を収納ローラ２６に巻回し、固定定盤２０上の研
磨布２２を未使用の研磨布２２に交換する。

【００３３】このように研磨布２２を双方向に走行させ
ながらウェーハを研磨することにより、各研磨ヘッド１
０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに吸着保持されたウェーハは同一
条件で研磨されるため、各ウェーハの研磨レートを一定
にすることが可能であり、スループットの向上に効果が
ある。また、研磨布２２の劣化の度合いも一様にするこ
とができる。また、固定定盤２０上の劣化した研磨布２
２を一度に交換することにより研磨布２２の温度上昇に
よる研磨レートの変化を抑制することができる。

【００３４】また、上記研磨布２２を往復走行させる場
合、研磨布２２を小範囲で往復させる場合と、大範囲で
往復させる場合とが考えられる。研磨布２２を小範囲で
往復させる場合、例えば、研磨布２２をウェーハの直径
程度の幅で移動させる。この場合、研磨と同時にドレッ
シングは出来ないが、固定定盤２０上の研磨布２２を交
換する際の研磨布２２の走行時に、ドレッサー４８とシ
ャワーヘッド５０を動作させて研磨布２２のドレッシン
グと洗浄を行うことができる。

【００３５】研磨布２２を大範囲で往復させる場合、例
えば、研磨ヘッド１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが移動する範
囲の幅（研磨区域の幅）程度又は固定定盤２０の幅程度
で研磨布２２を往復走行させる。この場合、研磨布２２
の走行方向に応じて、研磨と同時に、ドレッサー４４、
４８及びシャワーヘッド４６、５０を動作させてドレッ
シング及び洗浄を行うことができる。

【００３６】このように、研磨布２２を往復走行させ
て、研磨を行いながら研磨布２２の洗浄を行う場合、待
機している研磨布２２を長時間洗浄することができるた
め、十分に洗浄を行うことができ、また、これにより待
機している研磨布を保湿しているため、研磨液が残存し
ても研磨布２２が硬化することがない。また、研磨布２
２を研磨区域の幅で移動させることによりこの研磨区域
の幅ごとにドレッシングが行われるため研磨レートを安
定化させることができる。

【００３７】尚、上記研磨布２２を往復走行させてウェ
ーハを研磨する場合、研磨布２２の送り方向への走行量
を戻り方向への走行量より多くし、研磨しながら使用済
みの研磨布２２を収納ローラ２６に回収するようにして
もよい。また、１ロール分の研磨布２２が劣化し使用が
不可能な場合には、使用済みの研磨布２２が巻回された
収納ローラ２６ごと、新しい研磨布が巻回された収納ロ
ーラと交換できるようにしてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る研磨装
置における研磨布自動交換装置によれば、研磨装置にお
いて研磨布供給回収手段を設け、この研磨布供給回収手
段によって帯状に形成された未使用の研磨布を前記定盤
に給送するとともに、前記定盤においてウェーハの表面
研磨に使用された使用済みの研磨布を収納する。これに
より、研磨布の自動交換による省力化及び研磨布交換時
間の短縮が図れ、作業効率を向上させることができる。
また、研磨布交換のためのスペースをほとんど必要とせ
ず、作業環境の清潔、整然などに効果がある。また、接
着剤等を使用して研磨布を定盤に貼り付ける必要がなく
従来の接着剤の使用により研磨布の貼り付け不良を解消
することができ、高平坦化を実現可能な研磨布の被覆が
可能となる。

【００３９】また、研磨布及び定盤が回転しないため、
遠心力による研磨液の流失、ロスを大幅に減少させるこ
とができる。また、固定方式の定盤を使用することがで
きるため、重い材質を使用しても、装置の負荷に影響を
及ぼすことがなく、装置の安定性と研磨精度の向上に効
果がある。また、未使用の研磨布を巻回した巻戻しロー
ラと、巻戻しローラの研磨布を巻き取る巻取りローラと
によって研磨布を自動交換することにより、これらの巻
戻しローラと巻取りローラの回転方向を切り換えるだけ
で研磨布の往復移動が可能となり、このような簡単な装
置により研磨ヘッドに対する研磨布の往復移動の実現が
可能となる。従って、複数のウェーハの同時研磨に対し
て、研磨条件の平均化を容易にし、スループットの向上
に効果がある。

【００４０】また、研磨布の走行路に研磨布をドレッシ
ングするドレッシング手段や研磨布を洗浄する洗浄手段
を設けることにより研磨布の走行時に研磨布をドレッシ
ング、洗浄することが可能となり、研磨布のドレッシン
グと洗浄の信頼性及び研磨レートの確保が可能となる。
また、研磨布のドレッシングを固定定盤上の研磨区域毎
に行うこにより研磨レートを安定化させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る研磨装置の一実施の形態
を示した斜視図である。

【図２】図２は、研磨ヘッドの動作を示した説明図であ
る。

【図３】図３は、固定定盤及び研磨布治具の側面図であ
る。

【図４】図４は、固定定盤及び研磨布治具の側面断面図
である。

【図５】図５は、ターンテーブルを用いた研磨装置を示
した説明図である。

【図６】図６は、テンションにより研磨布を研磨定盤に
被覆する研磨装置を示した説明図である。

【図７】図７は、ベルト研磨布を用いた研磨装置を示し
た説明図である。

【図８】図８は、研磨布の揺動機構を備えた研磨装置を
示した説明図である。

【符号の説明】

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…研磨ヘッド １２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ…遊星ギア １４…太陽ギア １６…ベルト １８…駆動モータ １８Ａ…スピンドル ２０…固定定盤 ２２…研磨布 ２４、２６…収納ローラ ２８、３６…支持ローラ ３０…テンション測定ローラ ３２、３４…テンションローラ ３８…研磨布治具 ４０、４２…洗浄廃液タンク ４４、４８…ドレッサー ４６、５０…シャワーヘッド

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 研磨ヘッドによってウェーハを保持し、
   該ウェーハの表面を定盤の平らな面で支持された研磨布
   に押し当てるとともに、前記ウェーハを回転させて前記
   ウェーハを表面研磨する研磨装置における研磨布自動交
   換装置であって、 帯状に形成された未使用の研磨布を前記定盤に給送する
   とともに、前記定盤においてウェーハの表面研磨に使用
   された使用済みの研磨布を収納する研磨布供給回収手段
   を備え、 前記研磨布供給回収手段により前記研磨布の自動交換を
   可能にしたことを特徴とする研磨装置における研磨布自
   動交換装置。
2. 【請求項２】 前記研磨布供給回収手段は、前記未使用
   の研磨布が巻回された巻戻しローラと、該巻戻しローラ
   の研磨布を巻き取る巻取りローラとから成り、 前記研磨布は前記巻戻しローラから送り出されて前記定
   盤に供給された後、前記巻取りローラに巻き取られるこ
   とを特徴とする請求項１の研磨装置における研磨布自動
   交換装置。
3. 【請求項３】 前記巻戻しローラと巻取りローラとの間
   には、研磨布に張力を与える張力付与手段が設けられて
   いることを特徴とする請求項２の研磨装置における研磨
   布自動交換装置。
4. 【請求項４】 前記張力付与手段は、ローラであること
   を特徴とする請求項３の研磨装置における研磨布自動交
   換装置。
5. 【請求項５】 前記研磨布の張力を検出する張力検出手
   段と、該張力検出手段によって検出した張力に基づいて
   前記張力付与手段により研磨布に付与する張力を制御す
   る張力制御手段と、を有することを特徴とする請求項３
   の研磨装置における研磨布自動交換装置。
6. 【請求項６】 前記巻戻しローラと前記巻取りローラと
   の間には、研磨布を前記定盤に押し付ける押圧手段が設
   けられていることを特徴とする請求項２の研磨装置にお
   ける研磨布自動交換装置。
7. 【請求項７】 前記定盤に研磨布の縁部を押圧するとと
   もに、前記研磨布上の液体を前記定盤から漏れるのを防
   止する研磨布治具を設けたことを特徴とする請求項１の
   研磨装置における研磨布自動交換装置。
8. 【請求項８】 前記研磨布治具は、前記定盤上の研磨布
   から退避可能であることを特徴とする請求項７の研磨装
   置における研磨布自動交換装置。
9. 【請求項９】 前記巻戻しローラと前記巻取りローラと
   の間には、研磨布をドレッシングするドレッシング手段
   が設けられていることを特徴とする請求項２の研磨装置
   における研磨布自動交換装置。
10. 【請求項１０】 前記巻戻しローラと前記巻取りローラ
    との間には、研磨布に洗浄液を噴射して該研磨布を洗浄
    する洗浄手段が設けられていることを特徴とする請求項
    ２の研磨装置における研磨布自動交換装置。
11. 【請求項１１】 前記洗浄手段によって噴射された洗浄
    液を回収する回収手段が設けられていることを特徴とす
    る請求項１０の研磨装置における研磨布自動交換装置。
12. 【請求項１２】 前記ウェーハの表面研磨を行っている
    際に、前記研磨布を往復移動させることを特徴とする請
    求項１の研磨装置における研磨布自動交換装置。
13. 【請求項１３】 前記研磨布の往復移動距離はウェーハ
    の直径寸法とすることを特徴とする請求項１２の研磨装
    置における研磨布自動交換装置。
14. 【請求項１４】 前記研磨布の往復移動距離はウェーハ
    の研磨区域の幅であることを特徴とする請求項１２の研
    磨装置における研磨布自動交換装置。
15. 【請求項１５】 前記定盤を挟んで両側に研磨布をドレ
    ッシングするドレッシング手段を設け、該ドレッシング
    手段により前記研磨区域の研磨布をドレッシングしなが
    ら往復移動させることを特徴とする請求項１４の研磨装
    置における研磨布自動交換装置。