(57)【要約】【課題】劣化した研磨パッドの交換時間を短縮することで、作業効率の向上を図ることができるＣＭＰ研磨装置およびＣＭＰ研磨方法を提供する。【解決手段】ＣＭＰ研磨装置１は、研磨パッド２１ｂが上面に設けられた第１プラテン２１と、前記第１プラテンが上面に装置され、この第１プラテンを回転させる第２プラテン２２とを備えたプラテン２を有している。第１プラテン２１と第２プラテン２２とは、固定する接続具である留め具２３により固定されている。研磨パッド２１ｂ上に配置した被研磨物であるウエハは、プラテン２を回転させことで、押圧する研磨ヘッド４により研磨される。研磨パッド２１ｂが劣化したときには、第１プラテン２１と第２プラテン２２との留め具２３による固定を解除して、新品の研磨パッド２１ｂが装着された他の第１プラテン２１に交換する。研磨パッド２１ｂを第１プラテン２１ごと交換できるので、作業効率の向上を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研削物を研磨する研磨パッドが上面に設けられた第１プラテンと、
前記第１プラテンが上面に装着され、前記第１プラテンを回転させる第２プラテンと、
前記第１プラテンを第２プラテンに固定する接続具と、
前記研磨パッド上に配置された被研磨物を押圧しながら、該被研磨物上面を研磨する研磨ヘッドとを備えたことを特徴とするＣＭＰ研磨装置。
【請求項２】
前記第１プラテンの底面および前記第２プラテンの上面のうち一方に形成された凸部と、他方に形成された凹部とが、互いに嵌合する位置に設けられ、
前記凸部と凹部とで形成された嵌合部が２組以上設けられている請求項１記載のＣＭＰ研磨装置。
【請求項３】
研磨パッドが上面に設けられた第１プラテンが、この第１プラテンを回転させる第２プラテンの上面に接続具により固定されたプラテンであって、このプラテンの前記研磨パッド上に被研磨物を配置する工程と、
前記プラテンを回転させながら、前記被研磨物を押圧する研磨ヘッドにより該被研磨物上面を研磨する工程と、
前記研磨パッドが劣化したときに、前記第１プラテンと前記第２プラテンとの前記接続具による固定を解除して、新品の研磨パッドが装着された他の第１プラテンに交換する工程とを含むことを特徴とするＣＭＰ研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ表面を研磨して平坦面を形成するＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によるＣＭＰ研磨装置およびＣＭＰ研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＣＭＰ研磨装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の研磨装置は、定盤に貼り付けられた研磨パッドの表面温度を、赤外線式温度計により検出し、積算蓄積温度を算出することで、研磨パッドの交換時期を適切に把握することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６８３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、定盤（プラテン）に貼られた研磨パッドは、プラテン上面全体に塗布された接着剤により接着されているので、引き剥がしにくい。特に、直径が約６０ｃｍ程ともなる大判のプラテンでは、劣化した研磨パッドを新品の研磨パッドに交換するのに、２０分から３０分を要する。従って、研磨パッドを交換している間は、ウエハの研磨作業を行うことができず、作業効率化の向上の妨げとなっている。
【０００５】
そこで本発明は、劣化した研磨パッドの交換時間を短縮することで、作業効率の向上を図ることができるＣＭＰ研磨装置およびＣＭＰ研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のＣＭＰ研磨装置は、被研削物を研磨する研磨パッドが上面に設けられた第１プラテンと、前記第１プラテンが上面に装着され、前記第１プラテンを回転させる第２プラテンと、前記第１プラテンを第２プラテンに固定する接続具と、前記研磨パッド上に配置された被研磨物を押圧しながら、該被研磨物上面を研磨する研磨ヘッドとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のＣＭＰ研磨方法は、研磨パッドが上面に設けられた第１プラテンが、この第１プラテンを回転させる第２プラテンの上面に接続具により固定されたプラテンであって、このプラテンの前記研磨パッド上に被研磨物を配置する工程と、前記プラテンを回転させながら、前記被研磨物を押圧する研磨ヘッドにより該被研磨物上面を研磨する工程と、前記研磨パッドが劣化したときに、前記第１プラテンと前記第２プラテンとの前記接続具による固定を解除して、新品の研磨パッドが装着された他の第１プラテンに交換する工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
研磨パッドが設けられた第１プラテンに配置された被研磨物は、研磨ヘッドと研磨パッドとにより研磨される。研磨パッドが劣化した場合には、接続金具の固定を解除して第１プラテンと第２プラテンとを分離して、劣化した研磨パッドの第１プラテンを新品の研磨パッドが装着された他の第１プラテンと交換する。そうすることで、劣化した研磨パッドは、第１プラテンごと交換されるので、簡単に新品の研磨パッドとすることができる。
【０００９】
前記第１プラテンの底面および前記第２プラテンの上面のうち一方に形成された凸部と、他方に形成された凹部とが、互いに嵌合する位置に設けられ、前記凸部と凹部とで形成された嵌合部が２組以上設けられているのが望ましい。
【００１０】
第１プラテンを交換する際には、第１プラテンの底面および第２プラテンの上面のうち一方に形成された凸部を他方に形成された凹部に嵌め込む。凸部と凹部とで形成された嵌合部は２組以上設けられているので、第１プラテンを第２プラテンの所定位置に確実に配置され、ずれることもない。従って、第１プラテンを第２プラテンに容易に、かつ確実に配置することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、劣化した研磨パッドを第１プラテンごと交換することができることで、簡単に新品の研磨パッドとすることができるので、劣化した研磨パッドを交換してから、再度、研磨作業を再開するまでの時間を短縮することができる。よって、本発明は、作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るＣＭＰ装置を示す図であり、（Ａ）は概略斜視図、（Ｂ）はプラテンが分解した状態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すＣＭＰ装置の第１プラテンを示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図である。
【図３】図１に示すＣＭＰ装置の留め具を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態に係るＣＭＰ研磨装置を、図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）および同図（Ｂ）に示すＣＭＰ研磨装置１は、直径が約６０ｃｍに形成されたプラテン２と、プラテン２上に配置された研磨ヘッド３とを備えている。プラテン２は、第１プラテン２１と、第２プラテン２２と、留め具２３とで形成されている。
【００１４】
第１プラテン２１は、第１プラテン本体２１ａと、第１プラテン本体２１ａの上面に設けられた研磨パッド２１ｂと、第１プラテン本体２１ａの底面から下方に向かって突出する棒状の凸部２１ｃとを備えている。
第１プラテン本体２１ａは、円盤状の回転テーブルである。研磨パッド２１ｂは、第１プラテン本体２１ａに、接着剤や両面テープにより装着固定されている。凸部２１ｃは、６本配置されている。この凸部２１ｃのそれぞれを仮想線で結ぶと、回転軸線を中心とした正六角形となる（図２（Ａ）および同図（Ｂ）参照）。
【００１５】
第２プラテン２２は、円盤状の第２プラテン本体２２ａと、第１プラテン２１が装着された第２プラテン本体２２ａを回転させる回転軸２２ｂとを備えている。第２プラテン本体２２には、上面であって、凸部２１ｃに対応する位置に、凹部２２ｃが設けられている。この凹部２２ｃに凸部２１ｃとで、嵌合部として機能する。
回転軸２２ｂは、図示しない駆動モータから回転駆動によって軸線を中心に回転する。
【００１６】
留め具２３は、第１プラテン２１を第２プラテン２２に固定する接続具として機能するもので、プラテン２の回転軸線を中心に、プラテン２の両側に設けられている。この留め具２３は、例えば、クーラーボックスや、アタッシュケースなどに用いられる蓋留め具が使用できる。
図３に示すように、留め具２３は、第１留め具２３１と第２留め具２３２とで形成されている。第１留め具２３１は、第１プラテン本体２１ａに取り付けるための取り付け板２３１ａと、取り付け板２３１ａの下端に突出したフック部２３１ｂとで、Ｊ字状に形成されている。第２留め具２３２は、第２プラテン本体２２ａに取り付けるための取り付け板２３２ａと、取り付け板２３２ａの第１プラテン２１側に一端部が回転自在に軸着されたレバー部２３２ｂと、レバー部２３２ｂの一端部からやや中心部に寄った位置に設けられた掛け金２３２ｃとにより形成されている。
【００１７】
研磨ヘッド３は、研磨パッド２１ｂ上に配置された被研磨物であるウエハを押圧しながら、ウエハ上面を研磨する。
ＣＭＰ研磨装置１には、図示しないが、研磨パッド２１ｂ上にスラリを投入するためのノズルや、プラテン２や、研磨ヘッド３およびプラテン２の回転、スラリの供給量など、ＣＭＰ研磨装置１全体を統括制御する制御装置などが設けられている。
【００１８】
以上のように構成された本発明の実施の形態に係るＣＭＰ研磨装置１によるＣＭＰ研磨方法を図面に基づいて説明する。なお、ＣＭＰ研磨装置１には、第２プラテン２２に第１プラテン２１が装着され、留め具２３により固定された状態である。
【００１９】
まず、プラテン２の研磨パッド２１ｂ上にウエハを配置し、研磨ヘッド３をウエハ上に降下させて、研磨ヘッド３を押圧状態とする。次に、駆動モータを回転させて回転軸２２ｂを駆動する。駆動モータの回転により、プラテン２全体が回転して、ウエハを押圧する研磨ヘッド３によりウエハ上面が研磨される。
【００２０】
所定時間の研磨を行うことにより第１プラテン２１の研磨パッド２１ｂが劣化する。この研磨パッド２１ｂの劣化により第１プラテン２１の交換が必要となる。
作業者は、まず、留め具２３のレバー部２３２ｂを持って押し上げる。掛け金２３２ｃのレバー部２３２ｂへの取り付け位置がフック部２３１ｂへ接近したことで、フック部２３１ｂから掛け金２３２ｃが取り外し可能な状態となる。掛け金２３２ｃをフック部２３１ｂから外して、凸部２１ｃが凹部２２ｃから抜けるまで第１プラテン２１を持ち上げる。このようにして、プラテン２を第１プラテン２１と第２プラテン２２とに分離する。
【００２１】
凸部２１ｃが凹部２２ｃから抜けると第１プラテン２１を移動させ、予め準備された新品の研磨パッド２１ｂが装着された他の第１プラテン２１を持ってくる。持ってきた第１プラテン２１を第２プラテン２２へ取り付ける。
この取り付けは、第２プラテン本体２２ａの上面に設けられた凹部２２ｃを確認しながら凸部２１ｃの位置を凹部２２ｃに合わせて差し込む。
凹部２２ｃが第１プラテン２１側に、凸部２１ｃが第２プラテン２２側に設けられていてもよいが、本実施の形態では、凹部２２ｃが第２プラテン本体２２ａの上面に設けられているので、作業者から位置を確認しやすいため挿入が容易である。例えば、第１プラテン本体２１ａに凹部が設けられていると、凹部の確認に第１プラテン本体２１ａの底面を下側から覗き込むような姿勢となり、位置合わせが容易ではない。本実施の形態に係るプラテン２では、第１プラテン２１側に凸部２１ｃが設けられ、第２プラテン２２側に凹部２２ｃが設けられるので、素早く、かつ確実にセッティングすることができる。
【００２２】
また、凸部２１ｃは、六角形の頂点の位置に配置されているので、回転軸を対象点とした点対称の位置に配置されている。従って、第１プラテン２１を交換セッティングする際には、第１プラテン２１を大きく回転させなくても、凸部２１ｃを凹部２２ｃの位置に合わせることができる。
【００２３】
凸部２１ｃを凹部２２ｃへ挿入して第１プラテン２１を第２プラテン２２へ嵌合させると、留め具２３により第１プラテン２１を第２プラテン２２へ固定する。
この固定は、まず、留め具２３の掛け金２３２ｃをフック部２３１ｂへ引っ掛け、レバー部２３２ｂを降ろす操作をすることで、掛け金２３２ｃが引っ張られ、レバー部２３２ｂを下側位置まで降ろすことで、フック部に掛け金２３２ｃの先端が係止した状態で固定される。
【００２４】
このように、劣化した研磨パッド２１ｂは、第１プラテン本体２１ａと共に簡単に新品へ交換することができるので、劣化した研磨パッド２１ｂを交換してから、再度、研磨作業を再開するまでの時間を短縮することができる。よって、ＣＭＰ研磨装置１は、作業効率の向上を図ることができる。
【００２５】
また、取り外した第１プラテン２１の研磨パッド２１ｂは、研磨作業中に交換すればよいので、次の研磨パッド２１ｂの交換に備えることができる。
なお、本実施の形態では凸部２１ｃは６本設けられているが、位置合わせ、および回転規制のためには任意の位置に、凸部とこの凸部の位置に対応させた凹部とが２組以上あればよい。しかし、位置合わせの際に、第１プラテン２１をなるべく少ない回転で、第２プラテン２２へ取り付けるためには、正三角形、正方形、他の多角形の頂点の位置に配置するのが望ましい。また、凸部２１ｃは、基端より先端の方が細い方が挿入しやすい。
【００２６】
更に、本実施の形態では、第１プラテン２１を第２プラテン２２に固定する接続具として留め具２３を採用しているが、固定できるものであれば、他の接続具を採用してもよい。例えば、第１プラテン本体２１ａか、または第２プラテン本体２２ａのいずれか一方に一端が接続されたベルトを設け、反対側に、ベルトを通す孔を設けることで、固定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、ウエハ表面を研磨して平坦面を形成するＣＭＰ研磨装置に最適である。
【符号の説明】
【００２８】
１：ＣＭＰ研磨装置、２：プラテン、２１：第１プラテン、２１ａ：第１プラテン本体、２１ｂ、研磨パッド、２１ｃ：凸部、２２：第２プラテン、２２ａ：第２プラテン本体、２２ｂ：回転軸、２２ｃ：凹部、２３：留め具、２３１：第１留め具、２３１ａ：取り付け板、２３１ｂ：フック部、２３２：第２留め具、２３２ａ：取り付け板、２３２ｂ：レバー部、２３２ｃ：掛け金、３：研磨ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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