(57)【要約】【課題】研磨布の受圧力を高め、研磨屑等を良好に除去することができ、ひいてはワークの研磨効率を高めることができる研磨布の洗浄装置を提供する。【解決手段】研磨布１６が貼付された定盤１２の研磨布１６にワーク２０を押接し、研磨布１６上にスラリーを供給しつつワーク２０に対して定盤１２を相対移動させて研磨する研磨装置１０における、定盤１２の研磨布１２にノズル装置４８のノズル５０から高圧の洗浄水を供給して研磨布１６を洗浄する研磨布の洗浄装置３４において、ノズル５０が、研磨布１６に対して、ストレートな洗浄水を直角に噴出するストレートノズルであることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨布が貼付された定盤の該研磨布にワークを押接し、研磨布上にスラリーを供給しつつワークに対して定盤を相対移動させてワークを研磨する研磨装置における、前記定盤の研磨布にノズル装置のノズルから高圧の洗浄水を供給して研磨布を洗浄する研磨布の洗浄装置において、
前記ノズルが、研磨布に対して、ストレートな洗浄水を直角に噴出するストレートノズルであることを特徴とする研磨布の洗浄装置。
【請求項２】
前記ストレートノズルを複数個有することを特徴とする請求項１記載の研磨布の洗浄装置。
【請求項３】
前記ノズル装置を前記定盤上で移動させる移動装置を具備することを特徴とする請求項１または２記載の研磨布の洗浄装置。
【請求項４】
研磨布が貼付された定盤の該研磨布にワークを押接し、研磨布上にスラリーを供給しつつワークに対して定盤を相対移動させてワークを研磨する研磨装置における、前記定盤の研磨布にノズル装置のノズルから高圧の洗浄水を供給して研磨布を洗浄する研磨布の洗浄方法において、
前記ノズルにストレートノズルを用い、該ストレートノズルからストレートな高圧の洗浄水を研磨布に対して直角に噴出して研磨布を洗浄することを特徴とする研磨布の洗浄方法。
【請求項５】
研磨布の洗浄水からの受圧力を、ワーク研磨時のワークへの研磨荷重と同等、もしくは該研磨荷重よりも大きくして研磨布の洗浄を行うことを特徴とする請求項４記載の研磨布の洗浄方法。
【請求項６】
研磨布の洗浄水からの受圧力を１５０〜３５０ｇｆ／ｃｍ２とすることを特徴とする請求項４または５記載の研磨布の洗浄方法。
【請求項７】
発泡ポリウレタンを主材料とする研磨布の洗浄を行うことを特徴とする請求項６記載の研磨布の洗浄方法。
【請求項８】
前記ノズル装置を前記定盤上で移動させつつ洗浄水をストレートノズルから噴出して洗浄を行うことを特徴とする請求項４〜７いずれか１項記載の研磨布の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨布の洗浄装置および洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ等のワークの研磨は、研磨布が貼付された定盤の該研磨布にワークを押接し、研磨布上にスラリー（研磨液）を供給しつつワークに対して定盤を相対移動させて行う。
ところで、研磨を続けると、研磨屑、スラリー、反応生成物等が次第に研磨布中に堆積し、研磨効率が低下したり、ワークを傷つけたりする悪影響が発生するので、適宜間隔をおいて、研磨布に高圧の洗浄水を噴出して洗浄するようにしている。
従来この洗浄装置としては、特許文献１に記載されているように、ノズルより高圧（５０ｋｇ／ｃｍ２程度）の洗浄水を研磨布に向けて斜めに噴出し、堆積物を研磨布中から浮き上がらせ、流出させるようにする装置が知られている。またノズルの周りを、高圧水が飛散しないようにブラシ手段で囲んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−９３４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の上記洗浄装置では、研磨布内部に蓄積した研磨屑等が十分には排出されず、所望の研磨効率が得られないという課題がある。
研磨屑等が十分に排出されない原因としては、ノズルから斜めに噴出される高圧水がラッパ状に拡散し、研磨布の単位面積当たりの受圧力が弱いためと考えられる。
特に昨今では、研磨布に発泡性のポリウレタンを主材料とする研磨布が用いられ、不織布等の研磨布に比して研磨屑等の洗浄水による排出、除去が困難となっているという事情もある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、研磨布の受圧力を高め、研磨屑等を良好に除去することができ、ひいてはワークの研磨効率を高めることができる研磨布の洗浄装置および洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る研磨布の洗浄装置は、研磨布が貼付された定盤の該研磨布にワークを押接し、研磨布上にスラリーを供給しつつワークに対して定盤を相対移動させてワークを研磨する研磨装置における、前記定盤の研磨布にノズル装置のノズルから高圧の洗浄水を供給して研磨布を洗浄する研磨布の洗浄装置において、前記ノズルが、研磨布に対して、ストレートな洗浄水を直角に噴出するストレートノズルであることを特徴とする。
【０００７】
前記ストレートノズルを複数個有することを特徴とする。
また、前記ノズル装置を前記定盤上で移動させる移動装置を具備することを特徴とする。
【０００８】
また本発明に係る研磨布の洗浄方法は、研磨布が貼付された定盤の該研磨布にワークを押接し、研磨布上にスラリーを供給しつつワークに対して定盤を相対移動させてワークを研磨する研磨装置における、前記定盤の研磨布にノズル装置のノズルから高圧の洗浄水を供給して研磨布を洗浄する研磨布の洗浄方法において、前記ノズルにストレートノズルを用い、該ストレートノズルからストレートな高圧の洗浄水を研磨布に対して直角に噴出して研磨布を洗浄することを特徴とする。
【０００９】
研磨布の洗浄水からの受圧力を、ワーク研磨時のワークへの研磨荷重と同等、もしくは該研磨荷重よりも大きくして研磨布の洗浄を行うことを特徴とする。
研磨布の洗浄水からの受圧力を１５０〜３５０ｇｆ／ｃｍ２とすることを特徴とする。
発泡ポリウレタンを主材料とする研磨布の洗浄を行うことを特徴とする。
また、前記ノズル装置を前記定盤上で移動させつつ洗浄水をストレートノズルから噴出して洗浄を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ストレートノズルを用いることによって、研磨布の受圧力を大きくでき、研磨布中に堆積している研磨屑等を好適に洗浄、除去できる。これによりワーク研磨面における傷発生率は低くすることができ、研磨精度を向上できる。また、研磨効率（研磨時間）も向上でき、さらには、研磨布の寿命も長くすることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】研磨装置の説明図である。
【図２】研磨ヘッドの他の例を示す説明図である。
【図３】洗浄装置の説明図である。
【図４】ノズル装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を、ウェーハの研磨装置に適用した場合の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は研磨装置１０の概略を示す説明図である。
１２は定盤であり、公知の駆動機構（図示せず）により回転軸１４を中心に水平面内で回転する。定盤１２の上面には、例えば発泡ポリウレタンを主材とする研磨布１６が貼付されている。
【００１３】
１８は研磨ヘッドであり、その下面側に研磨すべきワーク（半導体ウェーハ等）２０が保持される。研磨ヘッド１８は回転軸２２を中心に回転される。また研磨ヘッド１８は、シリンダ等の上下動機構（図示せず）により上下動可能となっている。
２４はスラリー供給ノズルであり、スラリー（研磨液）を研磨布１６上に供給するものである。
【００１４】
ワーク２０は、水の表面張力により、あるいは吸引力等により研磨ヘッド１８の下面側に保持され、次いで研磨ヘッド１８が下降され、水平面内で回転している定盤１２の研磨布１６上に所定の押圧力（例えば１５０ｇｆ／ｃｍ２）で押圧され、また研磨ヘッド１８が回転軸２２を中心に回転されることによって、ワーク２０の下面側が研磨される。研磨中、スラリー供給ノズル２４から研磨布１６上にスラリーが供給される。
【００１５】
なお、研磨ヘッド１８には種々の公知の構造のものがあり、研磨ヘッドの種類としては特に限定されない。例えば、図２に示すように、定盤１２の中央部に配置したセンターローラ２６と、定盤１２の外側位置と定盤１２の外周部上の位置との間に亙って移動可能に設けられた支持ローラ２８との間で、研磨ヘッド１８を回転自在に支持する構造のものでもよい。支持ローラ２８は、軸３０を中心に回動する回動アーム３２に支持されている。
【００１６】
次に、図３は、研磨布１６の洗浄装置３４の一例を示す説明図である。
洗浄装置３４は研磨装置１０の定盤１２の側方に位置して設けられている。
３６は昇降台であり、シリンダ装置３８等によって昇降可能に設けられている。昇降台３６上には、定盤１２の方向に向かって進退動する移動体４０が設けられている。移動体４０は適宜な進退動機構（移動装置）によって進退動される。進退動機構は特に限定されるものではないが、例えば、昇降台３６に設けたボールネジ４２に連携されて進退動される。ボールネジ４２は駆動モータ４４によって回転される。あるいは進退動機構はシリンダ装置であってもよい。
【００１７】
移動体４０にはパイプ状のアーム４６が取り付けられ、アーム４６の先端にはノズル装置４８が取り付けられている。移動体４０が進退動することによって、ノズル装置４８は、定盤１２上をラジアル方向に進退動するようになっている。
ノズル装置４８には、図４に示すように、ストレートノズル５０が取り付けられている。ストレートノズル５０は、ステー５２により、ノズル装置４８のケーシング５４に垂直に固定され、高圧の洗浄水を、噴水を広げることなくほぼストレートに、かつ研磨布１６に対して直角に噴出するようになっている。
【００１８】
高圧の洗浄水は、フレキシブル配管５６を介して、移動体４０およびアーム４６内に配設した配管５８を通じてストレートノズル５０に供給される。ケーシング５４の下面側には、ストレートノズル５０から研磨布１６に噴出される高圧の洗浄水が周囲に飛散しないように、ストレートノズル５０のノズル口周囲を囲んでブラシ６０が配設されている。
【００１９】
なお、ノズルの移動装置は上記のようにノズルを直進動させるのでなく、図２に示すように、先端にノズル装置４８を取り付けたアーム４６を軸４７を中心に往復回動させるように構成してもよい。
また、ノズル装置４８に取り付けるストレートノズル５０は、アーム４６に沿って複数個設けてもよい（図示せず）。
また、ブラシ６０は必ずしも設けなくともよく、あるいはブラシに代わる他の飛散防止手段であってもよい。
【００２０】
研磨布１６の洗浄は次のようにして行われる。
ワーク２０の研磨中は、移動体４０が後退され、ノズル装置４８がワーク２０の研磨の邪魔にならない位置まで退避している。
ワーク２０の研磨が終了し、研磨布１６の洗浄が必要な際には、移動体４０が定盤１２上に向けて移動され、ストレートノズル５０から高圧の洗浄水を研磨布１６に向けて噴出しつつ、ノズル装置４８が研磨布１６上をラジアル方向に定盤１２の半径分に亙って往復動され、また定盤１２も軸線を中心として回転される。これにより研磨布１６の洗浄が行われる。
【００２１】
実施例では、ストレートノズル５０からの洗浄水は、研磨布１６に向けて直角に噴出され、また噴射角度は零度、すなわち、噴水が広がることなくほぼストレートに、研磨布１６に対して噴出された。ストレートノズル５０からの洗浄水の噴出圧力は１３ＭＰａ、水量は１ｌ／minとした。ノズルの噴出口の口径はほぼ４ｍｍ、洗浄水からの研磨布１６の受圧力は２７０ｇｆ／ｃｍ２であった。因みに、ワーク２０研磨時のワークから研磨布１６への荷重は約１５０ｇｆ／ｃｍ２であった。
なお、ストレートノズル５０と研磨布１６との距離は約１００ｍｍとした。しかし、ストレートノズル５０から、ほぼストレートな洗浄水が噴出されるので、洗浄水からの研磨布１６の受圧力は、ストレートノズル５０と研磨布１６との距離にはそれほど影響されず、±２０ｍｍ程度の距離の変動程度では一定と考えてよい。したがって、ストレートノズル５０の研磨布１６からの距離の管理はそれほど厳密に行わなくともよい。
【００２２】
比較例として、通常のノズルから直角に研磨布に向けて洗浄水を噴出角２５度で噴出して研磨布の洗浄を行った。なお、この場合も、ノズルからの洗浄水の噴出圧力は１３ＭＰａ、水量は１ｌ／minとした。ノズルの噴出口の口径はほぼ４ｍｍ、洗浄水からの研磨布の受圧力は約８０ｇｆ／ｃｍ２となった。また、ワーク研磨時のワークから研磨布への荷重は約１５０ｇｆ／ｃｍ２で実施例の場合と同じである。また、ノズルと研磨布との距離も約１００ｍｍと、実施例と同じとした。
【００２３】
実施例のように、ストレートノズル５０を用いることによって、研磨布１６の受圧力を大きくできる。これにより、発泡ポリウレタンを主材とする研磨布１６中に堆積している研磨屑等を好適に洗浄、除去できた。このことは、ワークの研磨面に発生する傷が比較例と比して格段に少なくなったことから確認できる。ワーク研磨面における傷発生率は比較例に比べて１／２程となり、研磨精度が向上した。また、研磨効率（研磨時間）も１０％ほど向上した。さらに、ドレス投入頻度も、３バッチに１回が１０バッチに１回に延長でき、研磨布の寿命も長くなった。
【００２４】
また、ストレートノズル５０を用いることによって、ノズル５０と研磨布１６間の距離が変わっても受圧力はほとんど変わらないため、研磨布１６に対するノズル５０の距離の微調整が不要となる。
なお、ストレートノズル５０を用いることにより、洗浄水の当たる面積が小さくなり、研磨布１６全体の洗浄に時間がかかるが、未洗浄面積が２０％以下ならばワークの品質に問題ないことがわかった。
【００２５】
なおまた、洗浄水からの研磨布の受圧力は、洗浄力の観点からは大きければ大きいほどよいといえるが、あまり大きいと研磨布が破断するという問題がある。ワークの研磨時におけるワークからの研磨布の押圧力は１５０〜３００ｇｆ／ｃｍ２である。洗浄水からの受圧力は、ワークからの押圧力と同等かこれよりも若干大きめの、１５０〜３５０ｇｆ／ｃｍ２を目安とするとよい。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記のような片面研磨装置でなく、上下定盤にワークを挟み込んで研磨する両面研磨装置における上下定盤の研磨布の洗浄にも適応できるものである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  研磨装置
１２  定盤
１４  回転軸
１６  研磨布
１８  研磨ヘッド
２０  ワーク
２２  回転軸
２４  スラリー供給ノズル
３４  洗浄装置
３６  昇降台
３８  シリンダ装置
４０  移動体
４２  ボールネジ
４４  駆動モータ
４６  アーム
４８  ノズル装置
５０  ストレートノズル
５４  ケーシング
５６  フレキシブル配管
５８  配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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