(57)【要約】【課題】スラリー吐出管における吐出口に研磨剤が乾燥して固まることを防止できる研磨機を提供すること。【解決手段】吐出口２６ａから研磨剤を含有するスラリーを吐出するスラリー吐出手段５を有し、スラリー吐出手段５が、研磨剤を含有するスラリーを供給するスラリー供給手段２１と、スラリーが流通するスラリー供給管２３と、水を供給する水供給手段２２と、水供給手段２２から供給される水が流通してスラリー供給管２３と合流する水供給管２４と、スラリー供給管２３と水供給管２４との合流部２５と吐出口２６ａとを接続するスラリー吐出管２６とを備え、スラリーの供給停止時に、研磨剤が前記吐出口２６ａから露出することを防止する露出防止機構２９が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口から研磨剤を含有するスラリーを吐出するスラリー吐出手段を有する研磨機において、
前記スラリー吐出手段が、前記スラリーを供給するスラリー供給手段と、前記スラリーが流通する第１配管と、水を供給する水供給手段と、該水供給手段から供給される水が流通して前記第１配管と合流する第２配管と、前記第１配管と前記第２配管との合流部と前記吐出口とを接続する第３配管とを備え、
前記スラリーの供給停止時に、前記研磨剤が前記吐出口から露出することを防止する露出防止機構が設けられていることを特徴とする研磨機。
【請求項２】
前記露出防止機構が、前記第３配管の少なくとも一部を前記合流部よりも高度の高い位置に設けることによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨機。
【請求項３】
前記露出防止機構が、前記第１配管を前記合流部よりも高度の低い位置に設けることによって形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の研磨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガラス板やシリコンウエハなどの薄板を研磨する研磨機に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置やプラズマディスプレイなどの平面表示装置は、液晶を封入したり、放電セルを真空密閉したりする構造から透明薄板を用いている。ここで、透明薄板としてガラス板が用いられているが、平面表示装置の前面パネルとして使用されるため、高い平面精度が要求されている。
一方、集積回路の材料であるシリコンウエハにおいても、高い集積度に対応するため、平面や厚みなどに関して高い精度が要求されている。
このようなガラス板やシリコンウエハなどの被研磨材は、化学機械的研磨法（ＣＭＰ法）によって研磨されている。このＣＭＰ法は、ＳｉＯ２（酸化シリコン）を用いたアルカリ性スラリーやＣｅＯ２（酸化セリウム）を用いた中性スラリー、Ａｌ２Ｏ３（アルミナ）を用いた酸性スラリー、砥粒剤などを用いたスラリーなどを用いて化学的、機械的に被研磨材を研磨して平坦化する方法であって、例えば、図３に示すような研磨機４０を用いて行っている。
【０００３】
この研磨機４０は、板状の被研磨材Ｗを固定する上定盤４１と、上面に研磨パッド４２が貼着された下定盤４３と、吐出口４４ａからスラリーを研磨パッド４２の上面に供給するスラリー吐出管４４とを備えている。また、スラリー吐出管４４は、研磨剤を含有するスラリーが流通するスラリー供給管４５と、水を供給する水供給管４６とに接続されている。
そして、研磨機４０を用いて被研磨材Ｗを研磨する際は、下定盤４３を回転させると共に被研磨材Ｗを上定盤４１で回転させながら研磨パッド４２の面内で移動させて研磨パッド４２上に押し付ける。また、これと同時に、スラリー吐出管４４から研磨剤を含有するスラリーを研磨パッド４２面上に供給し、被研磨材Ｗの研磨パッド４２との接触面をスラリー及び研磨パッド４２によって研磨している。
なお、スラリーの供給を停止して被研磨材Ｗの研磨を終了するときは、スラリー吐出管４４内にスラリーが残存しないように、水供給管４６から水を供給してスラリー吐出管４４内のスラリーを流し出すことが考えられる。
【特許文献１】特願２００３−２０８８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の研磨機には、以下の課題が残されている。すなわち、従来の研磨機では、スラリーの供給を停止したとき、水供給管４６内には水のみが存在しているが、スラリー供給管４５内にはスラリーが残存している。このため、スラリー中の研磨剤がスラリー吐出管４４内や水供給管４６内に拡散することがある。ここで、研磨剤は水よりも比重が大きいので各供給管４４〜４６内で沈殿していくが、この研磨剤が吐出口４４ａから露出することで乾燥して固まることがあるという問題がある。したがって、新たな被研磨材Ｗの研磨を行うなど再度スラリーの供給を開始するときには、水供給管４６から水を供給して固まっている研磨剤をパージする、いわゆるリンス作業を行ってからスラリーの供給を行う必要がある。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、スラリー吐出管における吐出口に研磨剤が乾燥して固まることを防止できる研磨機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】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項１に記載の研磨機は、吐出口から研磨剤を含有するスラリーを吐出するスラリー吐出手段を有する研磨機において、前記スラリー吐出手段が、前記スラリーを供給するスラリー供給手段と、前記スラリーが流通する第１配管と、水を供給する水供給手段と、該水供給手段から供給される水が流通して前記第１配管と合流する第２配管と、前記第１配管と前記第２配管との合流部と前記吐出口とを接続する第３配管とを備え、前記スラリーの供給停止時に、前記研磨剤が前記吐出口から露出することを防止する露出防止機構が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、スラリー吐出手段によるスラリーの供給を停止して水供給手段により第３配管内のスラリーを流し出した後、第１配管内のスラリー中の研磨剤が第２配管や第３配管内に向けて拡散して沈殿する。ここで、研磨剤が吐出口の近傍において沈殿して外部に露出することを露出防止機構が防止するので、スラリーの供給を停止しても吐出口の近傍において研磨剤が乾燥して固まることがない。このため、再度スラリーの供給を開始する場合であっても、いわゆるリンス作業を行う必要がなく、スラリーの供給における作業の効率化を図ることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の研磨機は、前記露出防止機構が、前記第３配管の少なくとも一部を前記合流部よりも高度の高い位置に設けることによって形成されていることが好ましい。
この発明では、第３配管の少なくとも一部を合流部よりも高度の高い位置に設けることで、スラリーの供給を停止したときに、第１配管内に残存するスラリー中の研磨剤が露出防止機構よりも吐出口側に拡散して沈殿することを防止する。これにより、吐出口における研磨剤の乾燥、固化を回避できる。
【０００９】
また、請求項３に記載の研磨機は、前記露出防止機構が、前記第１配管を前記合流部よりも高度の低い位置に設けることによって形成されていることが好ましい。
この発明では、第１配管を合流部よりも高度の低い位置に設けることで、スラリーの供給を停止したときに、第１配管内に残存するスラリー中の研磨剤が第３配管内に拡散することを防止する。これにより、吐出口における研磨剤の乾燥、固化を回避できる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明にかかる研磨機によれば、スラリーの供給を停止しても、研磨剤が吐出口近傍において乾燥して固まることがない。このため、再度スラリーの供給を開始する場合であっても、いわゆるリンス作業を行う必要がなく、スラリーの供給の作業を効率化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による研磨機の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態における研磨機１は、ガラス板やシリコンウエハのような薄板の被研磨材Ｗを研磨するものである。そして、研磨機１は、板状の被研磨材Ｗを固定する上定盤２と、上面に研磨パッド３が貼着された下定盤４と、研磨パッド３面上にスラリーを供給するスラリー吐出手段５とを備えている。
【００１２】
上定盤２は、 上定盤ハウジング１１と、被研磨材Ｗをフローティング支持する保持部材１２と、リテーナリング１３とを備えている。
上定盤ハウジング１１は、円盤状に形成されるとともに、中央部が回転、揺動可能に支持されている。また、上定盤ハウジング１１は、保持部材１２を介して被研磨材Ｗを押圧する平面視環状の押圧突出部１５と、押圧突出部１５の周囲であって押圧突出部１５と同心円上に設けられたリテーナ取付突出部１６とを備えている。そして、上定盤ハウジング１１には、この押圧突出部１５により下定盤４に向けて開口する中空部１７が形成されている。
また、上定盤ハウジング１１の中央には、中空部１７を真空吸引するための貫通孔である吸引孔１１ａが形成されている。この吸引孔１１ａは、吸引管（図示略）を介して真空ポンプなどの真空吸引手段（図示略）に接続されている。
【００１３】
保持部材１２は、円盤状を有しており、被研磨材Ｗの上定盤２側の面である上面に保持部材１２の下面が接するように配置されている。また、保持部材１２の上面には、上定盤ハウジング１１の押圧突出部１５の下面が密着されている。これにより、上定盤ハウジング１１の中空部１７が形成されている。
また、中空部１７の下方に位置する保持部材１２には、中空部１７に連通される貫通孔である吸着孔１２ａが複数形成されている。
リテーナリング１３は、研磨時に研磨パッド３に当接して被研磨材Ｗの周縁部において過度の研磨が行われることを回避するために設けられており、リテーナ取付突出部１６の内周面に取り付けられている。
【００１４】
下定盤４は、円盤状に形成されており、中心部が回転可能に支持されている。
研磨パッド３は、例えば合成樹脂繊維や不織布、硬質ウレタンなどによって形成されている。
【００１５】
スラリー吐出手段５は、研磨剤を含有するスラリーを供給するスラリー供給手段２１と、水を供給する水供給手段２２と、スラリーが流通するスラリー供給管（第１配管）２３と、水が流通する水供給管（第２配管）２４と、スラリー供給管２３と水供給管２４との合流部２５に接続されたスラリー吐出管（第３配管）２６とを備えている。
ここで、研磨剤としては、上述したように、ＳｉＯ２やＣｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、砥粒剤などが挙げられる。
【００１６】
スラリー供給手段２１は、例えばポンプなどによって構成されており、スラリーをスラリー供給管２３内に供給する。
また、水供給手段２２は、スラリー供給手段２１と同様に、例えばポンプなどによって構成されており、水を水供給管２４内に供給する。
スラリー供給管２３には、スラリー供給手段２１から供給されるスラリーの流通を制御するエアオペバルブ２７が設けられている。
また、水供給管２４には、水供給手段２２から供給される水の流通を制御するエアオペバルブ２８が設けられている。
スラリー吐出管２６は、一方の端部が合流部２５に接続され、他方の端部が吐出口２６ａとなっている。また、スラリー吐出管２６には、その頂点が合流部２５よりも高度の高い位置にある曲部（露出防止機構）２９が設けられている。
【００１７】
次に、このような構成を有する研磨機１を用いた被研磨材Ｗの研磨方法について説明する。まず、所定位置に搬送された被研磨材Ｗの上面に、適宜手段によって保持部材１２が取り付けられた上定盤２を載置する。次に、上述した真空吸引手段で上定盤２の中空部１７を真空吸引することで、保持部材１２に形成された吸着孔１２ａで被研磨材Ｗを吸着し、上定盤２で被研磨材Ｗを吸着保持する。
そして、被研磨材Ｗを研磨パッド３の面上に移動させ、被研磨材Ｗの下面を研磨パッド３の上面に接した状態で中空部１７の真空引きを停止すると共に中空部１７内を大気圧に戻す。
【００１８】
この状態で、下定盤４を軸線回りに回転させると共に、上定盤２を回転させる。また、上定盤２を研磨パッド３の面内で揺動させつつ、スラリー吐出手段５からスラリーを研磨パッド３の面上に供給する。被研磨材Ｗは上定盤２の回転及び揺動に倣って回転及び揺動し、被研磨材Ｗの研磨パッド３との接触面が時間の経過と共に研磨される。
【００１９】
そして、被研磨材Ｗが所定量研磨された段階で、エアオペバルブ２７がスラリー供給手段２１によるスラリーの供給を停止し、水供給手段２２による水の供給のみを行う。このため、スラリー吐出管２６内に残存しているスラリーが吐出口２６ａから押し流される。そして、スラリー吐出管２６から水を吐出することで、被研磨材Ｗに付着したスラリー及び研磨屑を除去し、被研磨材Ｗを洗浄する。その後、エアオペバルブ２８が、水供給手段２２による水の供給を停止する。そして、上定盤２及び下定盤４の回転を停止する。
【００２０】
研磨、洗浄された被研磨材Ｗは、上定盤２の中空部１７を真空引きすることで上定盤２に吸着保持されて下定盤４から離間され、所定位置に搬送される。その後、中空部１７内を大気圧に戻し、上定盤２から被研磨材Ｗを離間させる。
【００２１】
ここで、スラリーの供給を停止した後、時間の経過と共に、スラリー供給管２３内に残存しているスラリー中の研磨剤が、水供給管２４及びスラリー吐出管２６のそれぞれの内部に拡散して沈殿する。このとき、スラリー吐出管２６にその頂点が合流部２５よりも高度の高い位置にある湾曲部２９が設けられているので、スラリー吐出管２６のうち湾曲部２９の頂点を超えて吐出口２６ａ側に向けて研磨剤が拡散して沈殿することを防止する。したがって、長時間スラリーの供給を停止した場合であっても、吐出口２６ａの近傍において研磨剤が乾燥して固まることが回避される。
【００２２】
その後、再び研磨機１による被研磨材Ｗの研磨を行う場合には、上述と同様の手順により行う。ここで、長時間スラリーの供給を停止した後であってもスラリー中の研磨剤が吐出口２６ａの近傍において乾燥することがなく、固化しない。したがって、スラリー供給手段２１によるスラリーの供給をすぐに開始される。
【００２３】
このように構成された研磨機１によれば、スラリー吐出管２６にその頂点が合流部２５よりも高度の高い位置にある湾曲部２９が設けられているので、研磨剤がスラリー吐出管２６の湾曲部２９における頂点を越えて吐出口２６ａ側に向けて拡散して沈殿することを防止する。したがって、長時間スラリーの供給を停止した場合であっても、吐出口２６ａの近傍において研磨剤が乾燥して固まることが回避される。このため、再び研磨機１による被研磨材Ｗの研磨を行う場合に、スラリー供給手段２１によるスラリーの供給をすぐに開始できる。したがって、いわゆるリンス作業を行う必要がなく、スラリーの供給の作業を効率化できる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、スラリー吐出管２６に設けられた湾曲部２９により露出防止機構を形成しているが、例えば図２に示すような構成の研磨機３０としてもよい。この研磨機３０のスラリー吐出手段３１は、スラリー供給管３２が合流部３３よりも高度の低い位置に設けることによって露出防止機構を形成している。このようにすることで、スラリー供給管３２内のスラリー中の研磨剤が水供給管３４及びスラリー供給管３５内に向けて拡散することが抑制される。したがって、スラリーの供給を停止した場合であっても、吐出口３５ａの近傍において研磨剤が乾燥して固まることが回避される。
ここで、スラリー供給管３５に上述した実施形態における湾曲部を設けてもよい。このようにすることで、スラリー供給管３５への研磨剤の拡散をより確実に抑制できる。
さらに、スラリー供給管３５に湾曲部２９を設ける構成としてもよい。
【００２５】
また、上記実施形態ではスラリー吐出管２６に湾曲部２９を設けることで露出防止機構を形成しているが、吐出口２６ａの近傍において研磨剤が乾燥して固まることを回避する構成であれば他の構成としてもよい。
また、スラリー吐出管２６にその頂点が合流部２５よりも高度の高い位置にある湾曲部２９を設けることで露出防止機構を形成しているが、スラリー吐出管２６に合流部２５よりも高度の高い位置にある点が存在していれば他の構成によって露出防止機構を形成してもよく、例えば、その頂点が合流部よりも高度の高い位置にある屈曲部を設けることで露出防止機構を形成してもよい。
また、スラリー供給手段２１からスラリーを供給して吐出口２６ａからスラリーを吐出する構成としているが、スラリー供給手段２１からスラリーよりも研磨剤の含有率の高い濃縮スラリーを供給し、これと水供給手段２２から供給される水とをスラリー吐出管２６において混合してスラリーを形成し、吐出口２６ａからスラリーを吐出する構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明によれば、研磨機に関して、スラリー供給管における吐出口に研磨剤が乾燥して固まることを防止でき、産業上の利用可能性が認められる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態における研磨機を示す該略図である。
【図２】一実施形態以外の、本発明を適用可能な他の研磨機を示す該略図である。
【図３】従来の研磨機を示す該略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、３０  研磨機
５、３１  スラリー吐出手段
２１  スラリー供給手段
２２  水供給手段
２３、３２  スラリー供給管（第１配管）
２４、３４  水供給管（第２配管）
２５、３３  合流部
２６、３５  スラリー吐出管（第３配管）
２６ａ、３５ａ  吐出口
２９  湾曲部（露出防止機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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