(57)【要約】【課題】洗浄能力が向上し、連続使用による洗浄能力の低下が抑制される洗浄装置の提供を目的とする。【解決手段】洗浄装置は、半導体基板をポリッシング処理するポリッシュヘッドに取り付けられたポリッシュクロスを洗浄する洗浄装置であって、ポリッシュヘッドのポリッシュクロスと対向可能な主面を含む基体と、各々が長手を有し、長手が基体の主面の面内において内側から外側に延在するよう放射状に基体の主面に設けられる複数の砥石と、を備える。複数の砥石は、各砥石が設けられた基体の主面にポリッシュクロスが押し付けられた状態で、ポリッシュクロスを擦って洗浄する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板をポリッシング処理するポリッシュヘッドに取り付けられたポリッシュクロスを洗浄する洗浄装置であって、
前記ポリッシュヘッドの前記ポリッシュクロスと対向可能な主面を含む基体と、
各々が長手を有し、前記長手が前記基体の前記主面の面内において内側から外側に延在するよう放射状に前記基体の前記主面に設けられる複数の砥石と、を備え、
前記複数の砥石は、各前記砥石が設けられた前記基体の前記主面に前記ポリッシュクロスが押し付けられた状態で、前記ポリッシュクロスを擦って洗浄する、洗浄装置。
【請求項２】
各前記砥石は、セラミック製の砥石である請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
少なくとも１つの配管が接続され、前記少なくとも１つの配管を介して前記基体の前記主面に温水を供給する温水供給装置をさらに備える請求項１または請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記ポリッシュクロスを洗浄するに際し、前記基体の前記主面の前記面内における複数の位置にそれぞれ加わる荷重を測定する荷重分布測定器と、
前記基体を保持し、かつ、前記基体の前記主面の傾きを調整する平行度調整装置と、
前記荷重分布測定器によって測定される前記複数の位置にそれぞれ加わる前記荷重から得られる荷重分布に基づき、前記平行度調整装置を駆動させる制御装置と、を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記基体を支持し、かつ、前記基体の前記主面の面内における複数の位置に対応して設けられる複数のスプリングをさらに備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
半導体基板をポリッシング処理するポリッシュヘッドに取り付けられたポリッシュクロスを洗浄する洗浄装置であって、
各々が前記ポリッシュヘッドの前記ポリッシュクロスと対向可能な主面を含む複数の基体と、
各々が長手を有し、前記長手が各前記基体の前記主面の面内において内側から外側に延在するよう放射状に各前記基体の前記主面に設けられる複数の砥石と、を備え、
各前記基体は、各前記基体の前記主面または各前記砥石の砥面が面一に配置され、
前記複数の砥石は、各前記砥石が設けられた前記複数の基体のうち少なくとも１つの基体の前記主面に前記ポリッシュクロスが押し付けられた状態で、前記ポリッシュクロスを擦って洗浄する、洗浄装置。
【請求項７】
各前記砥石は、セラミック製の砥石である請求項６に記載の洗浄装置。
【請求項８】
少なくとも１つの配管が接続され、前記少なくとも１つの配管を介して各前記基体の前記主面に温水を供給する温水供給装置をさらに備える請求項６または請求項７に記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記ポリッシュクロスを洗浄するに際し、前記複数の基体のうち一の基体の前記主面の前記面内における複数の位置にそれぞれ加わる荷重を測定する荷重分布測定器と、
前記一の基体の前記主面の傾き調整する平行度調整装置と、
前記荷重分布測定器によって測定される前記複数の位置にそれぞれ加わる前記荷重から得られる荷重分布に基づき、前記平行度調整装置を駆動させる制御装置と、を備える請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記複数の基体のうち一の基体において、前記一の基体を支持し、かつ、前記一の基体の前記主面の前記面内における複数の位置に対応して設けられる複数のスプリングをさらに備える請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ等をポリッシング処理するためのポリッシュクロスを洗浄する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体材料、例えば単結晶シリコンからなるウエハの裏面を研削する研削装置は、ウエハの裏面研削後に、研磨剤によるポリッシング処理を行う。そのポリッシング処理に用いられるポリッシュクロスには、汚れが堆積する。研削装置の連続運転のためには、ポリッシュクロス洗浄装置によって定期的に汚れを除去する必要がある。
【０００３】
従来のポリッシュクロス洗浄装置には、洗浄部材としてブラシ等が用いられている。洗浄時には純水が供給され、洗浄機構は回転しながらポリッシュクロスを洗浄する。また、「洗浄部材にドレス用砥石を用いる」、「洗浄時に温度制御を行う」、「洗浄時に研磨面を平行に保つ機構」等の要素を単独、また複数組み合わせた洗浄装置に関する技術が公開されている（特許文献１から特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０６９６０１号公報
【特許文献２】特開２００３−１８１７５６号公報
【特許文献３】特開２００３−２２５８６２号公報
【特許文献４】特開２００１−２４６５５０号公報
【特許文献５】特開２０１５−１５５１２８号公報
【特許文献６】特開２０１０−０５８１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のポリッシュクロス洗浄装置においては、洗浄部材の洗浄力、洗浄中の温度制御、洗浄部材の動作上の観点から、洗浄対象物の汚れを除去しきれないこと、または、連続使用による洗浄能力の低下が懸念される。
【０００６】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、洗浄能力が向上し、連続使用による洗浄能力の低下が抑制される洗浄装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る洗浄装置は、半導体基板をポリッシング処理するポリッシュヘッドに取り付けられたポリッシュクロスを洗浄する洗浄装置であって、ポリッシュヘッドのポリッシュクロスと対向可能な主面を含む基体と、各々が長手を有し、長手が基体の主面の面内において内側から外側に延在するよう放射状に基体の主面に設けられる複数の砥石と、を備える。複数の砥石は、各砥石が設けられた基体の主面にポリッシュクロスが押し付けられた状態で、ポリッシュクロスを擦って洗浄する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、洗浄能力が向上し、連続使用による洗浄能力の低下が抑制される洗浄装置の提供が可能である。
【０００９】
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１における洗浄装置の構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１における洗浄装置の構成を示す上面図である。
【図３】実施の形態２における洗浄装置の構成を示す側面図である。
【図４】実施の形態３における洗浄装置の構成を示す側面図である。
【図５】実施の形態３における洗浄装置が含む処理回路の一例を示す図である。
【図６】実施の形態３における洗浄装置が含む処理回路の一例を示す図である。
【図７】実施の形態３の変形例における洗浄装置の構成を示す側面図である。
【図８】実施の形態４における洗浄装置の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態１＞
（洗浄装置の構成）
実施の形態１における洗浄装置は、ウエハ等の半導体基板をポリッシング処理するポリッシング装置のポリッシュヘッドに取り付けられたポリッシュクロスを洗浄する洗浄装置である。
【００１２】
図１は実施の形態１における洗浄装置の構成を示す斜視図である。図２は実施の形態１における洗浄装置の構成を示す上面図である。洗浄装置は、基体１と複数の砥石３とで構成される。
【００１３】
基体１は、円柱形状を有し、図１には図示していないポリッシュヘッドのポリッシュクロスと対向可能な主面２を含む。実施の形態１において、基体１は、回転体である基体本体４の上部に、取り外し可能に取り付けられている。基体本体４は、例えば、図１に図示していない研削装置に取り付けられている。
【００１４】
複数の砥石３は、各々が長手を有し、長手が基体１の主面２の面内において内側から外側に延在するよう放射状に設けられている。実施の形態１において、各砥石３は、直方体の形状を有し、セラミック製である。
【００１５】
ポリッシュヘッドに取り付けられたポリッシュクロスが基体１の主面２に押し付けられた状態で、各砥石３がポリッシュクロスを擦ることにより、洗浄装置はポリッシュクロスを洗浄する。例えば、基体本体４が回転することにより、基体１が回転し、基体１の主面２に設けられた各砥石３がポリッシュクロスを擦って洗浄する。または、例えば、ポリッシュヘッドが基体１の主面２に対し平行に揺動することにより、各砥石３がポリッシュクロスを擦って洗浄してもよい。
【００１６】
（効果）
以上をまとめると、実施の形態１における洗浄装置は、半導体基板をポリッシング処理するポリッシュヘッドに取り付けられたポリッシュクロスを洗浄する洗浄装置であって、ポリッシュヘッドのポリッシュクロスと対向可能な主面２を含む基体１と、各々が長手を有し、長手が基体１の主面２の面内において内側から外側に延在するよう放射状に基体１の主面２に設けられる複数の砥石３と、を備える。複数の砥石３は、各砥石３が設けられた主面２にポリッシュクロスが押し付けられた状態で、ポリッシュクロスを擦って洗浄する。
【００１７】
このような構成により、洗浄能力が従来よりも向上する。洗浄装置の連続使用による洗浄能力低下が抑制される。洗浄装置によれば、ポリッシュクロスの汚れまたは研磨剤の残留を防ぐことができる。また、砥石３が放射状に設置されているため、洗浄の際、基体１の主面２からの汚水の排水効率が高まる。
【００１８】
また、実施の形態１における洗浄装置が含む各砥石３は、セラミック製の砥石である。
【００１９】
このような構成により、洗浄能力が従来よりも向上する。洗浄装置の連続使用による洗浄能力低下が抑制される。ポリッシュクロスの汚れまたは研磨剤の残留を防ぐことができる。
【００２０】
＜実施の形態２＞
実施の形態２における洗浄装置を説明する。なお、実施の形態１と同様の構成および動作については説明を省略する。図３は、実施の形態２における洗浄装置の構成を示す側面図である。
【００２１】
洗浄装置は、温水供給装置５をさらに含む。温水供給装置５には、少なくとも１つの配管６が接続されている。実施の形態２においては、配管６ａと配管６ｂとが接続されている。温水供給装置５は、配管６を介して、基体１の主面２に温水を供給する。
【００２２】
温水供給装置５は、温度調節機能を有し、所定の温度の温水を供給する。温水は、純水であってもよい。実施の形態２において、温水供給装置５は、付帯設備である。
【００２３】
配管６ａは、基体１の主面２の下方から温水が供給されるよう基体本体４内部を介して基体１に設けられている。配管６ａは、基体本体４内部から基体１の主面２に繋がる開口部１４に接続されており、配管６ｂは基体１の側方に設置されたノズル７に接続され、ノズル７を介して基体１の側方から、基体１の主面２に向けて温水が供給される。
【００２４】
ポリッシュクロス９の洗浄の際、ポリッシュヘッド８は基体１の主面２に対し平行に揺動し、洗浄装置は、主面２に設けられた各砥石３とポリッシュクロス９との間に温水供給装置５から温水を供給する。
【００２５】
（効果）
以上をまとめると、実施の形態２における洗浄装置は、少なくとも１つの配管６が接続され、その配管６を介して基体１の主面２に温水を供給する温水供給装置５をさらに含む。
【００２６】
このような構成により、洗浄装置は、汚れを溶かしながら洗浄を行うことができ、洗浄能力を向上させることができる。
【００２７】
＜実施の形態３＞
実施の形態３における洗浄装置を説明する。なお、実施の形態１または２と同様の構成および動作については説明を省略する。図４は、実施の形態３における洗浄装置の構成を示す側面図である。
【００２８】
洗浄装置には、実施の形態１の構成に加え、荷重分布測定器１０、平行度調整装置１１および制御装置１２が設けられている。
【００２９】
荷重分布測定器１０は、例えば複数のロードセルで構成されており、ポリッシュクロスを洗浄するに際し、基体１の主面２の面内における複数の位置にそれぞれ加わる荷重を測定する。各位置が各砥石３の位置に対応する場合、各砥石３に加わる荷重が測定可能である。
【００３０】
平行度調整装置１１は、例えばチルトステージであって、基体１の主面２の傾きを調整する機能を有する。つまり、平行度調整装置１１は、基体１の主面２の傾きを調整し、ポリッシュヘッドに取り付けられたポリッシュクロスと主面２に設けられた各砥石３との平行度を調整する。実施の形態３においては、基体本体４は、第１基体本体４ａと第２基体本体４ｂとを含み、第１基体本体４ａは、第２基体本体４ｂ上に設けられた荷重分布測定器１０と基体１とを保持する。平行度調整装置１１は、第１基体本体４ａと第２基体本体４ｂとの間に設けられ、基体１を保持する。平行度調整装置１１は、第２基体本体４ｂの傾きを調整することにより、基体１の主面２の傾きつまり上記の平行度を調整する。平行度調整装置１１は、制御装置１２から出力される駆動信号により駆動する。
【００３１】
制御装置１２は、荷重分布測定器１０によって測定される複数の位置にそれぞれ加わる荷重から得られる荷重分布に基づき、平行度調整装置１１を駆動させる。つまり、制御装置１２は、複数の位置にそれぞれに加わる荷重を荷重分布測定器１０から取得し、各荷重から算出される荷重分布に基づき基体１の傾きを調整するための駆動信号を平行度調整装置１１に出力する。
【００３２】
図５は洗浄装置が含む処理回路５０の一例を示す図である。制御装置１２の機能は、処理回路５０により実現される。すなわち、処理回路５０は、制御装置１２を含む。
【００３３】
処理回路５０が専用のハードウェアである場合、処理回路５０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせた回路等である。制御装置１２の機能は、複数の処理回路により個別に実現されてもよいし、１つの処理回路によりまとめて実現されてもよい。
【００３４】
図６は洗浄装置が含む処理回路の別の一例を示す図である。処理回路は、プロセッサ５１とメモリ５２とを含む。プロセッサ５１がメモリ５２に格納されるプログラムを実行することにより、制御装置１２の機能が実現される。例えば、プログラムとして記述されたソフトウェアまたはファームウェアがプロセッサ５１により実行されることにより各機能が実現される。すなわち、洗浄装置は、プログラムを格納するメモリ５２と、そのプログラムを実行するプロセッサ５１とを備える。
【００３５】
プログラムには、洗浄装置が、荷重分布測定器１０によって測定される複数の位置のそれぞれに加わる荷重から得られる荷重分布に基づき、平行度調整装置１１を駆動させる機能が記述されている。また、プログラムは、制御装置１２の手順または方法をコンピュータに実行させるものである。
【００３６】
プロセッサ５１は、例えば、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。メモリ５２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。または、メモリ５２は、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。
【００３７】
上述した制御装置１２の機能は、一部が専用のハードウェアによって実現され、他の一部がソフトウェアまたはファームウェアにより実現されてもよい。このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現する。
【００３８】
（効果）
以上をまとめると、実施の形態３における洗浄装置は、ポリッシュクロスを洗浄するに際し、基体１の主面２の面内における複数の位置にそれぞれ加わる荷重を測定する荷重分布測定器１０と、基体１の主面２の傾きを調整する平行度調整装置１１と、荷重分布測定器１０によって測定される複数の位置にそれぞれ加わる荷重から得られる荷重分布に基づき、平行度調整装置１１を駆動させる制御装置１２と、を備える。
【００３９】
このような構成により、洗浄装置は、基体１の主面２の傾きの調整を自動で行い、ポリッシュクロスと各砥石３とを常に平行に保つ。
【００４０】
＜実施の形態３の変形例＞
図７は、実施の形態３の変形例における洗浄装置の構成を示す側面図である。
【００４１】
実施の形態３の変形例における洗浄装置には、実施の形態１の構成に加え、複数のスプリング１３が設けられている。複数のスプリング１３は、基体１の主面２とは反対側から基体を支持する。また、複数のスプリング１３は、基体１の主面２の面内における複数の位置に対応して設けられる。本変形例においては、各スプリング１３は、基体１と基体本体４との間に設けられる。
【００４２】
このような構成により、基体１の主面２の傾きが可動となる。基体１はポリッシュクロスに沿って傾き、ポリッシュクロスと各砥石３とは常に平行に保たれる。その結果、高い洗浄能力が保持される。
【００４３】
＜実施の形態４＞
実施の形態４における洗浄装置を説明する。なお、他の実施の形態と同様の構成および動作については説明を省略する。図８は、実施の形態４における洗浄装置の構成を示す側面図である。
【００４４】
洗浄装置は、複数の基体１と、各基体１の主面２に設けられる複数の砥石３とで構成され、各基体１の主面２または各砥石３の砥面３ａが面一に配置されている。実施の形態４においては、３つの基体１が設けられ、１つの大型基体１Ａよりも小さな２つの小型基体１Ｂが、その大型基体１Ａの両側に配置されている。各小型基体１Ｂと大型基体１Ａとは、大きさが異なるものの、同じ構成を有する。
【００４５】
実施の形態４においては、ポリッシュヘッド８に取り付けられたポリッシュクロス９が基体１の主面２に押し付けられた状態において、ポリッシュヘッド８は基体１の主面２に対し平行に揺動される。各小型基体１Ｂは、その揺動方向に沿って配置されている。つまり、２つの小型基体１Ｂおよび１つの大型基体１Ａとは直線方向に配置されている。また、直線上に配置された２つの小型基体１Ｂおよび１つの大型基体１Ａの大きさは、洗浄対象物であるポリッシュクロス９の大きさよりも大きい。すなわち、直線上に配置された複数の基体のうち、一端に位置する小型基体から、大型基体１Ａを介して、他端に位置する小型基体までの長さは、洗浄対象物であるポリッシュクロスの直径よりも大きい。洗浄の際、いずれかの小型基体に設けられた各砥石は、ポリッシュクロスの外周部に対面する。
【００４６】
各小型基体１Ｂに設けられた各砥石３および基体本体４の構成は、実施の形態１における洗浄装置が含む各砥石３および基体本体４の構成と大きさが異なるものの、同じ構成を有する。また、大型基体１Ａは、実施の形態１の構成と同様である。
【００４７】
（効果）
以上をまとめると、半導体基板をポリッシング処理するポリッシュヘッド８に取り付けられたポリッシュクロス９を洗浄する洗浄装置であって、各々がポリッシュヘッド８のポリッシュクロス９と対向可能な主面２を含む複数の基体１と、各々が長手を有し、長手が各基体１の主面２の面内において内側から外側に延在するよう放射状に各基体１の主面２に設けられる複数の砥石３と、を備える。各基体１は、各基体１の主面２または各砥石の砥面３ａが面一に配置される。ポリッシュクロスが複数の砥石３が設けられた複数の基体１のうち少なくとも１つの基体１の主面２に押し付けられた状態で、各砥石３はポリッシュクロスを擦って洗浄する。
【００４８】
このような構成により、ポリッシュクロス９の外周部に対しても、常にいずれかの砥石３が接触するため、洗浄能力が向上する。
【００４９】
また、実施の形態４における洗浄装置に、実施の形態２、３または３の変形例に示した構成を組み合わせても、それぞれ上記と同様の効果を奏する。
【００５０】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。例えば、洗浄部材の洗浄力、洗浄中の温度制御、洗浄部材の動作上の観点から、各実施の形態における各構成要素が使用状況によって使い分けられることにより、より効果的にポリッシュクロスの汚れを除去する洗浄装置が提供できる。本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００５１】
１  基体、２  主面、３  砥石、３ａ  砥面、４  基体本体、５  温水供給装置、６  配管、７  ノズル、８  ポリッシュヘッド、９  ポリッシュクロス、１０  荷重分布測定器、１１  平行度調整装置、１２  制御装置、１３  スプリング。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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