(57)【要約】【課題】研磨パッドの交換を容易にする。【解決手段】研磨パッド２２を交換する場合、エアＡをエア供給路５３を通して摺動室５２に供給する。エアＡの圧力によってピストン５１が押し下げられ、ピストン５１によって研磨パッド２２の被接着面２２ａの外周部分が下方に押される。その結果、研磨パッド２２の外周部分が円板２１の接着面２１ａから剥がされる。その剥がされた箇所をきっかけにして、研磨パッド２２を円板２１から引き剥がし、新品の研磨パッド２２を円板２１の接着面２１ａに接着することにより、研磨パッド２２の交換を容易に行うことができる。【選択図】図２
2019004125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持したウェーハにスラリーを供給するスラリー供給手段と、該保持テーブルが保持したウェーハを研磨する研磨パッドが装着されて回転可能なスピンドルを有する加工手段と、該加工手段を該保持テーブルに対して接近及び離間させる移動手段と、を備える加工装置に用いる研磨パッドユニットであって、
該研磨パッドユニットは、シート状の該研磨パッドと、該研磨パッドの被接着面を接着剤によって接着する接着面を有する円板と、該円板の外周部の内部に配設され該接着面より突出し該研磨パッドの該被接着面を押す押し手段と、を備え、
該押し手段は、該接着面より出没するピストンと、該ピストンを該接着面に対して直交方向に摺動させる摺動室と、該円板の外側面と該摺動室とを連通させるエア供給路と、を備え、
該円板の外側面に開口する該エア供給路の一端から供給したエアが該摺動室に供給されて該ピストンを該接着面から突出させ、該研磨パッドを該接着面から離間させる研磨パッドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハを研磨する研磨パッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、ウェーハを研磨加工するために、スエードや不織布などのスラリーをある程度吸収し得る素材で形成された研磨パッドが用いられる。研磨パッドは、ウェーハに押し付けた状態で使用されるため、潰れが生じてスラリーを吸収しにくくなり研磨特性が低下していく。このため、研磨特性を復活させるべく研磨パッドの表面を粗くするドレス処理が実施される。ところが、ドレス処理が繰り返されることにより研磨パッドが消耗し薄くなっていく。薄くなった研磨パッドはスラリーを十分に吸収できないため、交換する必要がある。
【０００３】
研磨パッドは、加工装置のスピンドルに装着された円板に接着されている。研磨パッドの交換は、円板から研磨パッドを引きはがし、新品の研磨パッドを接着することによりなされる。そのため、研磨パッドの交換には、研磨パッドの外周部分を手作業でめくり上げ、そのめくり上がった部分を掴んで引き剥がすという作業を要する。研磨パッドの外周部分をめくり上げる作業はとりわけ煩雑であり、研磨パッドの交換作業の効率が低下する要因となっている。そこで、円板を貫通して研磨パッドを押し剥がす機構を備えた研磨装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３９７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の技術は、研磨専用の装置にしか適用できない。例えば、スピンドルの先端のマウントに研磨パッド又は研削ホイールを必要に応じて装着可能な汎用性のある加工装置においては、マウントに装着した円板を貫通させて研磨パッドを押し剥がす機構を備えることは困難である。
【０００６】
本発明は、このような問題にかんがみてなされたものであり、マウントに研磨パッドや研削ホイールが装着される加工装置において、研磨パッドの交換を容易とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の研磨パッドユニットは、ウェーハを保持する保持テーブルと、該保持テーブルが保持したウェーハにスラリーを供給するスラリー供給手段と、該保持テーブルが保持したウェーハを研磨する研磨パッドが装着されて回転可能なスピンドルを有する加工手段と、該加工手段を該保持テーブルに対して接近及び離間させる移動手段とを備え、該研磨パッドユニットは、シート状の該研磨パッドと、該研磨パッドの被接着面を接着剤によって接着する接着面を有する円板と、該円板の外周部の内部に配設され該接着面より突出し該研磨パッドの該被接着面を押す押し手段と、を備え、該押し手段は、該接着面より出没するピストンと、該ピストンを該接着面に対して直交方向に摺動させる摺動室と、該円板の外側面と該摺動室とを連通させるエア供給路と、を備え、該円板の外側面に開口する該エア供給路の一端から供給したエアが該摺動室に供給されて該ピストンを該接着面から突出させ、該研磨パッドを該接着面から離間させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る研磨パッドユニットは、研磨パッドが接着される円板の外周部の内部に、円板の接着面より出没するピストンと、ピストンを接着面に対して直交方向に摺動させる摺動室と、円板の外側面と摺動室とを連通するエア供給路と、を備え、エア供給路から摺動室にエアを供給することによりピストンを接着面から突出させ、その突出したピストンによって研磨パッドを接着面から離間させるものとしたことにより、研磨パッドの外周部分をめくり上げるという煩雑な作業を行うことなく、円板から研磨パッドを容易に剥がすことができるため、研磨パッドを容易に交換できるという効果を奏する。
【０００９】
また、本発明に係る研磨パッドユニットは、研磨パッドが接着される円板の内部にその研磨パッドを剥がす機構を内蔵しているため、研磨専用以外の装置、例えば、スピンドルの先端のマウントに研磨パッド又は研削ホイールを必要に応じて装着可能な汎用性のある加工装置の研磨パッドユニットに用いた場合でも、研磨パッドを容易に交換できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】研磨パッドユニットを装着した加工装置を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は加工装置に装着された研磨パッドユニットの押し手段が非作動の状態を示す部分破断断面図である。（ｂ）は加工装置に装着された研磨パッドユニットの押し手段が作動した状態を示す部分破断断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示す加工装置１０は、基台１１と、ウェーハを保持する保持テーブル１２と、保持テーブル１２に保持されたウェーハを研磨パッド２２によって研磨する加工手段３０と、加工手段３０を保持テーブル１２に対して±Ｚ方向に接近及び離間させる移動手段４０と、保持テーブル１２に保持されたウェーハにスラリーを供給する図示しないスラリー供給手段と、を備えている。
【００１２】
保持テーブル１２は、保持面１２１を有しており、保持面１２１に載置されたウェーハを吸引して保持して回転することにより、保持したウェーハを回転させる。また、保持テーブル１２は、±Ｙ方向に移動可能となっている。
【００１３】
移動手段４０は、±Ｚ方向に延びるボールネジ４２をモータ４１が回転させることにより、ボールネジ４２に螺合した移動部４３がガイドレール４４に案内されて±Ｚ方向に移動する構成となっている。加工手段３０は、移動部４３に固定されており、移動部４３の移動に伴って加工手段３０も±Ｚ方向に移動する。
【００１４】
加工手段３０は、±Ｚ方向に延びるスピンドル３１と、スピンドル３１の下端に固定された円板状のマウント３２と、スピンドル３１を回転可能に支持するハウジング３３と、スピンドル３１を回転させるモータ３４とを備えている。研磨パッドユニット２０は、樹脂製の円板２１と、円板２１の下面に接着された研磨パッド２２とを備え、研磨パッド２２を下に向けた状態で、円板２１がマウント３２に装着される。研磨パッド２２は、円板２１とほぼ同径に形成されている。マウント３２に装着された研磨パッドユニット２０の研磨パッド２２の研磨面は、ＸＹ平面に平行であり、スピンドル３１に対して垂直である。モータ３４がスピンドル３１を回転させると、スピンドル３１の回転に伴って、マウント３２及びマウント３２に装着された研磨パッドユニット２０が回転する。
【００１５】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、研磨パッドユニット２０を構成する円板２１の下面は、研磨パッド２２を接着する接着面２１ａであり、研磨パッド２２の上面は、円板２１の接着面２１ａに接着される被接着面２２ａである。
【００１６】
研磨パッドユニット２０は、円板２１の外周部の内部に押し手段５０を備えている。押し手段５０は、円板２１の接着面２１ａより出没可能なピストン５１と、ピストン５１を接着面２１ａに対して直交方向（±Ｚ方向）に摺動させる摺動室５２と、摺動室５２にエアＡを供給するためのエア供給路５３とを備える。
【００１７】
エア供給路５３は、円板２１の外側面２１ｂに形成された入口５３ａにおいて一端が開口し、入口５３ａから摺動室５２の天井へと連通している。入口５３ａには、研磨パッド２２の交換を行う際、図示しないエア供給手段が接続される。エア供給手段は、入口５３ａからエア供給路５３にエアＡを送り込むと、エアＡは、エア供給路５３を通って摺動室５２の天井とピストン５１との間に供給される。
【００１８】
ピストン５１は、摺動室５２の周壁にその側面全面が摺接して±Ｚ方向に移動するピストンヘッド部５１ａと、ピストンヘッド部５１ａと一体のピストンロッド部５１ｂとを有する。ピストンロッド部５１ｂの先端部（下端部）は、研磨パッド２２の上面である被接着面２２ａに接している。ピストンロッド部５１ｂは、ピストンヘッド部５１ａから同軸的に下方に延びており、その先端部が接着面２１ａより出没し得る。
【００１９】
このように構成される加工装置１０では、図１に示した保持テーブル１２がウェーハを保持して加工手段３０の下方に移動した後、保持テーブル１２が回転することによりウェーハを回転させ、加工手段３０が研磨パッドユニット２０を回転させた状態で、移動手段４０が加工手段３０を−Ｚ方向に移動させ、研磨パッド２２の下面（研磨面）をウェーハの上面に接触させることにより、ウェーハが研磨される。その際、ウェーハの表面にスラリーを適宜供給しつつ研磨が行われる。研磨パッドユニット２０は、研磨対象のウェーハより大径に形成されており、研磨中は、ウェーハの上面全面に研磨パッド２２が接触する。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、押し手段５０の非作動時には、ピストン５１は摺動室５２内に完全に収容された状態になっている。この状態で、ウェーハの上面にスラリーを適宜供給しつつ、回転する研磨パッドユニット２０の研磨パッド２２をウェーハの上面に押し付けることによりウェーハの研磨が行われる。
【００２１】
研磨パッド２２は、使用に伴って研磨特性が低下し、研磨特性を回復させるためのドレス処理が繰り返されることにより消耗し薄くなっていくため、いずれ交換すべき時期が訪れる。
【００２２】
研磨パッド２２を交換する場合は、図２（ｂ）に示すように、エア供給路５３を通してエアＡを摺動室５２に供給する。エアＡは摺動室５２の天井とピストンヘッド部５１ａとの間に供給されるため、その圧力によってピストン５１が下方に押し下げられ、ピストンロッド部５１ｂの先端部が円板２１の接着面２１ａから突出する。そうすると、このピストンロッド部５１ｂの先端部によって研磨パッド２２の被接着面２２ａが下方に押される。ピストンロッド部５１ｂを含む押し手段５０は、円板２１の外周部の内部に配設されているため、ピストンロッド部５１ｂが接着面２１ａから下方に突出すると、研磨パッド２２の外周部分が円板２１の接着面２１ａから剥がされ、その外周部分が円板２１の接着面２１ａから少し離間した状態になる。作業者は、その研磨パッド２２の部分的に剥がされた外周部分を、例えば工具などで挟んで研磨パッド２２を円板２１から引き剥がすことにより、研磨パッド２２を円板２１から取り外す。そして、新品の研磨パッド２２の被接着面２２ａを円板２１の接着面２１ａに接着することにより、研磨パッド２２の交換が行われる。
【００２３】
以上のように、本実施形態の研磨パッドユニット２０は、研磨パッド２２が接着される円板２１の外周部の内部に、円板２１の接着面２１ａより出没するピストン５１と、ピストン５１を接着面２１ａに対して直交方向に摺動させる摺動室５２と、円板２１の外側面２１ｂと摺動室５２とを連通するエア供給路５３とから構成される押し手段５０を備え、エア供給路５３から摺動室５２にエアＡを供給することによりピストン５１を接着面２１ａから突出させ、その突出したピストン５１によって研磨パッド２２を接着面２１ａから離間させるものとしたことにより、研磨パッド２２の外周部分をめくり上げるという煩雑な作業を行うことなく、円板２１から研磨パッド２２を容易に剥がすことができるので、研磨パッド２２を容易に交換できる。
【００２４】
また、本実施形態の研磨パッドユニット２０は、研磨パッド２２が接着される円板２１の内部にその研磨パッド２２を剥がす機構を内蔵しているので、研磨専用以外の装置、例えば、スピンドル３１の先端のマウント３２に研磨パッド２２又は研削ホイールを必要に応じて装着可能な汎用性のある加工装置の研磨パッドユニット２０に用いた場合でも、研磨パッド２２を容易に交換できる。
【００２５】
なお、押し手段５０は、ピストンロッド部５１ｂが接着面２１ａから下方に突出した際に研磨パッド２２の外周部分を被接着面２２ａから剥がすことができる位置に配設されていればよい。したがって、押し手段５０が配設される位置である円板２１の外周部の内部とは、ピストンロッド部５１ｂが突出することにより研磨パッド２２の外周部分を被接着面２２ａから剥がすことが可能な位置を意味する。
【００２６】
また、本発明の実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。
【００２７】
例えば、上記実施形態では、研磨パッドユニット２０の研磨パッド２２を下方に向けた状態で研磨処理を行う形態を例示したが、研磨パッド２２を上方に向けた状態で研磨処理を行うことも可能である。また、円板２１の外周近くの複数箇所に押し手段５０を配置することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１０：加工装置
１１：基台
１２：保持テーブル  １２１：保持面
２０：研磨パッドユニット
２１：円板  ２１ａ：接着面
２２：研磨パッド  ２２ａ：被接着面
３０：加工手段  ３１：スピンドル  ３２：マウント  ３３：ハウジング  ３４：モータ
４０：移動手段  ４１：モータ  ４２：ボールネジ  ４３：移動部  ４４：ガイドレール
５０：押し手段
５１：ピストン  ５１ａ：ピストンヘッド部  ５１ｂ：ピストンロッド部
５２：摺動室  ５３：エア供給路  ５３ａ：入口
【図１】
2019004125.tif 000003
【図２】
2019004125.tif 000004