(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する回転可能なチャックテーブルの上面または該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を洗浄するためのチャックテーブル洗浄装置であって、
チャックテーブルの上面または該チャックテーブルに保持された被加工物の表面に当接して回転しながら洗浄を遂行する洗浄作用部を備えた洗浄手段と、該洗浄手段への回転力の伝達及び該回転力の遮断を行うクラッチ手段と、該クラッチ手段に連結されて回転力を発生する駆動源とを含み、
該洗浄手段には、洗浄作用部の回転の有無を検出する回転検出手段を配設し、
該回転検出手段は、該クラッチ手段によって該駆動源と該洗浄手段との連結が遮断されている状態で該洗浄手段が回転するか否かを検出し、
該回転検出手段が該洗浄作用部の一定以上の回転速度での回転を検出すると、該クラッチ手段によって該駆動源と該洗浄手段とが連結され、該駆動源に駆動されて該洗浄作用部が回転して該チャックテーブルの上面または被加工物の表面を洗浄するチャックテーブル洗浄装置。
【請求項２】
チャックテーブルの回転に起因して洗浄作用部が回転しない場合は、回転検出手段からその旨を示す信号を発するようにした請求項１に記載のチャックテーブル洗浄装置。
【請求項３】
回転検出手段は、駆動源が回転すると共にクラッチ手段によって駆動源と洗浄手段とが連結されて、駆動源に駆動されて洗浄作用部が回転してチャックテーブルの上面または被加工物の表面を洗浄している際は、該洗浄作用部の回転が円滑に遂行されているか否かを検出するようにした請求項１または２に記載のチャックテーブル洗浄装置。
【請求項４】
洗浄手段とクラッチ手段と駆動源とから構成された洗浄ユニットと、該洗浄ユニットを上下方向に移動させる昇降動手段と、該洗浄ユニットを水平方向に移動させる水平移動手段とを含み、
該洗浄ユニットを該昇降動手段と該水平移動手段とによって上下方向及び水平方向に移動させる請求項１、２または３に記載のチャックテーブル洗浄装置。
【請求項５】
被加工物を吸引保持するチャックテーブルに半導体ウェーハを保持させ、該チャックテーブルに対峙して配設された研磨手段を用いて該半導体ウェーハを研磨する研磨装置に装着されて、該チャックテーブルの上面または該半導体ウェーハの表面を洗浄する請求項１、２、３または４に記載のチャックテーブル洗浄装置。
【請求項６】
洗浄作用部は、円盤状のブラシである請求項１、２、３、４または５に記載のチャックテーブル洗浄装置。
【請求項７】
洗浄作用部は、円盤状のセラミックスにより形成された請求項１、２、３、４または５に記載のチャックテーブル洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、研磨装置等の加工装置に搭載されて、被加工物を保持するチャックテーブルまたは該チャックテーブルに保持された被加工物の表面を洗浄する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図７に示す研磨装置４０においては、研磨しようとする被加工物４１は、チャックテーブル４２に保持されて研磨手段４３の直下に位置付けられ、研磨手段４３に装着された回転する研磨砥石４４によって研磨される。
【０００３】
研磨が行われると、チャックテーブル４２には研磨によって生じた屑が混じった冷却水が付着するので、通常は、図８に示すようなブラシからなる洗浄作用部４５をモーターによって駆動して回転させて、回転するチャックテーブル４２に当接させることにより付着物を除去するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようにして洗浄を行う場合、洗浄作用部４５が洗浄を行うときの高さである作用位置は常に一定の位置に固定されるよう制御されるため、繰り返しの使用により先端が摩耗していると、チャックテーブル４２に接触しないことがあり、洗浄が充分行われない場合がある。
【０００５】
従って、洗浄作用部が摩耗しているような場合において、チャックテーブルとの接触が不十分であることの検出、及び、摩耗の影響を受けることなく洗浄作用部の充分な回転により確実に洗浄を行うことに課題を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解消するための具体的手段として本発明は、被加工物を保持する回転可能なチャックテーブルの上面またはチャックテーブルに保持された被加工物の表面を洗浄するためのチャックテーブル洗浄装置であって、チャックテーブルの上面またはチャックテーブルに保持された被加工物の表面に当接して回転しながら洗浄を遂行する洗浄作用部を備えた洗浄手段と、洗浄手段への回転力の伝達及び該回転力の遮断を行うクラッチ手段と、クラッチ手段に連結されて回転力を発生する駆動源とを含み、洗浄手段には、洗浄作用部の回転の有無を検出する回転検出手段を配設し、回転検出手段は、クラッチ手段によって駆動源と洗浄手段との連結が遮断されている状態で洗浄手段が回転するか否かを検出し、回転検出手段が洗浄作用部の一定以上の回転速度での回転を検出すると、クラッチ手段によって駆動源と該洗浄手段とが連結され、駆動源に駆動されて洗浄作用部が回転してチャックテーブルの上面または被加工物の表面を洗浄するチャックテーブル洗浄装置を提供するものである。
【０００７】
そして、チャックテーブルの回転に起因して洗浄作用部が回転しない場合は、回転検出手段からその旨を示す信号を発するようにしたこと、回転検出手段は、駆動源が回転すると共にクラッチ手段によって駆動源と洗浄手段とが連結されて、駆動源に駆動されて洗浄作用部が回転してチャックテーブルの上面または被加工物の表面を洗浄している際は、該洗浄作用部の回転が円滑に遂行されているか否かを検出するようにしたこと、洗浄手段とクラッチ手段と駆動源とから構成された洗浄ユニットと、該洗浄ユニットを上下方向に移動させる昇降動手段と、該洗浄ユニットを水平方向に移動させる水平移動手段とを含み、洗浄ユニットを昇降動手段と水平移動手段とによって上下方向及び水平方向に移動させること、被加工物を吸引保持するチャックテーブルに半導体ウェーハを保持させ、該チャックテーブルに対峙して配設された研磨手段を用いて半導体ウェーハを研磨する研磨装置に装着されて、チャックテーブルの上面または半導体ウェーハの表面を洗浄すること、洗浄作用部は、円盤状のブラシであること、洗浄作用部は、円盤状のセラミックスにより形成されたことを付加的要件とするものである。
【０００８】
このようなチャックテーブル洗浄装置によれば、回転検出手段によって洗浄作用部とチャックテーブルまたは被加工物との当接の有無を検出し、クラッチ手段が駆動源と洗浄手段とを連結して駆動源による回転力により洗浄作用部を回転させるため、洗浄作用部が摩耗していても、空回りすることなく確実に洗浄を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るチャックテーブル洗浄装置１０は、例えば、図１に示す研磨装置３０に搭載される。この研磨装置３０においては、ターンテーブル３１に４つのチャックテーブルが配設されており、研磨しようとする被加工物は、カセット３７ｂから搬出入手段３８によってセンター合わせテーブル３９ｂに搬出され、搬送手段３６ｂによってセンター合わせテーブル３９ｂの近傍に位置するチャックテーブルに載置される。
【００１０】
そして、そのチャックテーブルは、ターンテーブル３１が回転することによって研磨手段３２ｂの直下に位置付けられ、チャックテーブルが回転すると共に、研磨手段３２ｂの下部に装着された研磨砥石３３ｂが回転しながら下降して適宜の押圧力が加えられることにより、被加工物の研磨、例えばここでは粗仕上げが行われる。
【００１１】
そして更にターンテーブル３１が回転し、研磨手段３２ａの直下に位置付けられ、チャックテーブルが回転すると共に、研磨手段３２ａの下部に装着された研磨砥石３３ａが回転しながら下降して適宜の押圧力が加えられることにより、被加工物の研磨、例えばここでは鏡面仕上げが行われる。
【００１２】
こうして研磨が行われた被加工物を保持したチャックテーブルは、ターンテーブル３１の回転により仮受け台３５ａの近傍に移動し、研磨後の被加工物は、搬送手段３６ａによって仮受け台３５ａへと搬送されて洗浄が行われる。そして洗浄後はセンター合わせテーブル３９ａに搬送された後、搬出入手段３８によってカセット３７ａに収納される。
【００１３】
研磨後の被加工物をカセット３７ａに収納した後は、被加工物を保持していたチャックテーブルには研磨によって生じた屑が付着しているため、当該チャックテーブルは、洗浄水が供給されチャックテーブル洗浄装置１０によってその上面を洗浄される。
【００１４】
図１及び図２に示すように、チャックテーブル洗浄装置１０は、ターンテーブル３１の上方に架設した水平移動手段１１と、該水平移動手段１１にガイドされて水平方向に所要範囲移動可能な支持部１２と、支持部１２に上下動可能に支持された洗浄ユニット１３とから構成され、洗浄ユニット１３は、支持部１２に垂直方向に配設された昇降動手段１４のモータ１４ａの駆動によって回転するボールスクリュー１４ｂに螺合連結されたスライダー１５の上下動によって所要範囲上下動可能となっている。
【００１５】
図２に示すように、洗浄ユニット１３の函体１６は、昇降動手段１４によって上下動を制御されており、函体１６の下部には、チャックテーブルの洗浄時にチャックテーブルの上面と接触して回転する洗浄作用部１７、洗浄作用部１７の回転軸１８、回転軸１８を支持する軸受け１９等を含む洗浄手段２０を備えている。
【００１６】
洗浄作用部１７は、例えば円形のブラシによって形成され、その直径は、チャックテーブルの半径より大きくなっている。なお、洗浄作用部１７にはセラミックスを用いてもよい。
【００１７】
軸受け１９によって支持された回転軸１８は、函体１６の内部において、カップリング２１、クラッチ手段２２、カップリング２３を介して駆動源２４と接続されており、クラッチ手段２２を制御することにより、駆動源２４から発生する回転力を洗浄作用部１７に伝達し、またはその回転力を遮断することができる。クラッチ手段２２としては、例えば電磁クラッチが用いられる。
【００１８】
カップリング２１の上部には、洗浄作用部１７の回転に伴って回転する円盤状の回転検出盤２５が固定されている。また、回転検出盤２５の外周部を上下から挟むようにして非接触の状態で函体１６の内部にセンサー２６が配設され、回転検出手段５０を構成している。
【００１９】
チャックテーブルの洗浄を行う場合は、洗浄しようとするチャックテーブルを回転させると共に、支持部１２を水平方向に移動させて洗浄しようとするチャックテーブルの直上に位置付けて、昇降動手段１４によって洗浄ユニット１３を下降させていく。このとき、クラッチ手段２２によって駆動源２４と洗浄手段２０とは連結が遮断されており、洗浄作用部は自由回転となっている。
【００２０】
洗浄ユニット１３が下降していくと、やがて、洗浄手段２０の下端に装着された洗浄作用部１７が回転するチャックテーブル３４ａの上面に当接する。このとき、図３に示すように、洗浄作用部１７をチャックテーブル３４ａの中心を含む半径部分に当接させる。このときの洗浄作用部１７の位置が作用位置となる。なお、チャックテーブル３４ａに被加工物が保持されており、被加工物の表面を洗浄するときは、被加工物と洗浄部１７が当接する位置が作用位置となる。
【００２１】
このようにして洗浄作用部１７をチャックテーブル３４ａに当接させることにより、チャックテーブル３４ａの回転に伴い、自由回転にある洗浄作用部１７も連れ回って同方向に回転する。洗浄作用部１７が回転すると、これに伴い回転検出盤２５も回転し、センサー２６がこれを検出する。具体的には、例えば以下のような方法によって回転を検出する。
【００２２】
回転検出盤２５の外周の一部には、図４に示すように、スリット２７を形成しておく。また、図５に示すように、センサー２６には互いに対峙する位置に発光部２８と受光部２９とを配設し、発光部２８には、例えば発光ダイオードのような発光素子を備え、発光部２８からは、常時一定の光が発せられており、回転検出盤２５のスリット２７が発光部２８と受光部２９とを結ぶ線上に位置したときのみ、受光部２９はスリット２７を通った光を受光することができる。受光部２９には、例えばフォトトランジスタのような受光素子を備えており、光を受光したときは、その光を電気信号に変換することができる。
【００２３】
従って、回転検出盤２５が回転していない場合、即ち、洗浄作用部１７が回転していない場合において、スリット２７が発光部２８と受光部２９とを結ぶ線上に位置しているときは、常に受光部２９が光を受光し一定の電気信号が発生し、一方、スリット２７が上記位置に位置していない場合は、発光された光は回転検出盤２５によって遮断されて受光部２９に達しないため、受光部２９からは電気信号が発生しない。即ち、スリット２７がどこに位置していても、洗浄作用部１７が回転しない場合は、電気信号の信号レベルに変化はない。
【００２４】
一方、回転検出盤２５が回転すると、１回転ごとに１回信号レベルが変化し、一定の速度で回転したときは、図６のようなパルス波形を得ることができる。この波形の周期から洗浄作用部１７の回転速度を求めることができ、求めた回転速度が一定以上であれば、洗浄作用部１７はチャックテーブル３４ａと充分接触していると判断することができる。
【００２５】
このようにしてセンサー２６が回転検出盤２５の回転を検出すると、その旨を示す信号を昇降動手段１４、クラッチ手段２２及び駆動源２４に発する。この信号によって昇降動手段１４は、洗浄ユニット１３の降下を停止させる。また、駆動源２４がこの信号によって作動し、クラッチ手段２２がこの信号によって駆動源２４と洗浄手段２０とを連結する。その結果、駆動源２４による回転力がクラッチ手段２２を介して洗浄手段２０に伝わり、洗浄作用部１７が回転する。
【００２６】
このようにして洗浄ユニット１３の下降が停止したときの洗浄作用部１７の位置、即ち、作用位置における洗浄作用部１７の回転、及び、チャックテーブル３４ａの回転によって、チャックテーブル３４ａの上面が充分洗浄される。
【００２７】
また、洗浄中は、受光部２９から出力される信号に基づいて洗浄作用部１７の回転速度を監視することにより、洗浄が円滑に行われているか否かを判断することもできる。
【００２８】
以上のように、チャックテーブル３４ａを回転させておいた状態で洗浄ユニット１３を徐々に下降させていき、洗浄作用部１７がチャックテーブル３４ａに接触した時点における洗浄作用部１７の回転を検出し、ここで洗浄ユニット１３の下降を停止させ、駆動源２４を回転させると共にクラッチ手段２２を接続して洗浄手段２０を回転させることにより洗浄を始めるので、たとえ、洗浄作用部１７が摩耗していたとしても、洗浄作用部１７が確実にチャックテーブル３４ａに当接した状態で洗浄作用部１７が回転を始める。従って、洗浄ユニット１３は、洗浄作用部１７がチャックテーブル３４ａに確実に当接する位置に固定され、空回りすることもなく、確実に洗浄を行うことができる。つまり、摩耗の度合いに合わせて作用位置を変更することができるのである。
【００２９】
なお、洗浄作用部１７が摩耗していない場合の洗浄時の高さである通常の作用位置を予め設定しておき、設定した作用位置まで洗浄作用部１７が下降してもセンサー２６が回転検出盤２５の回転を検出できない場合、その旨を示す信号を出力するようにすれば、洗浄作用部１７が摩耗しているものと判断することができる。
【００３０】
また、本実施の形態においては、本発明を研磨装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、例えば、半導体ウェーハをダイシングするダイシング装置のような他の加工装置に適用することも可能である。
【００３１】
更に、加工装置のチャックテーブルを洗浄する場合だけでなく、チャックテーブルに保持された被加工物の表面を洗浄する場合にも本発明を適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るチャックテーブル洗浄装置によれば、回転検出手段によって洗浄作用部とチャックテーブルまたは被加工物との当接の有無を検出することができるため、洗浄作用部が摩耗していても、摩耗の程度に対応して洗浄作用部の作用位置を決定することができ、決定された作用位置において洗浄作用部を駆動することにより充分な回転力を与えることができるため、洗浄を確実かつ充分に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチャックテーブル洗浄装置が適用される装置の一例である研磨装置の外観を示す斜視図である。
【図２】同チャックテーブル洗浄装置の構成を示す説明図である。
【図３】同チャックテーブル洗浄装置に備えた洗浄作用部とチャックテーブルとの当接時の位置関係を示す説明図である。
【図４】同チャックテーブル洗浄装置に備えた回転検出盤を示す説明図である。
【図５】同チャックテーブル洗浄装置に備えた回転検出手段の構成の一例を示す説明図である
【図６】同チャックテーブル洗浄装置に備えた回転検出手段から出力される電気信号の波形の一例を示す説明図である。
【図７】研磨装置の一部の外観を示す説明図である。
【図８】従来のチャックテーブルの洗浄方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０……チャックテーブル洗浄装置  １１……水平移動手段  １２……支持部
１３……洗浄ユニット  １４……昇降動手段  １４ａ……モータ
１４ｂ……ボールスクリュー  １５……スライダー
１６……函体  １７……洗浄作用部  １８……回転軸  １９……軸受け
２０……洗浄手段  ２１……カップリング  ２２……クラッチ手段
２３……カップリング  ２４……駆動源  ２５……回転検出盤
２６……センサー  ２７……スリット  ２８……発光部
２９……受光部  ３０……研磨装置  ３１……ターンテーブル
３２ａ、３２ｂ……研磨手段  ３３ａ、３３ｂ……研磨砥石
３４ａ、３４ｂ……ターンテーブル  ３５ａ、３５ｂ……仮受け台
３６ａ、３６ｂ……搬送手段  ３７ａ、３７ｂ……カセット
３８……搬出入手段  ３９ａ、３９ｂ……センター合わせテーブル
４０……研磨装置  ４１……被加工物  ４２……チャックテーブル
４３……研磨手段  ４４……研磨砥石  ４５……洗浄作用部
５０……回転検出手段
【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】
0004079289.tif 000007
【図７】
0004079289.tif 000008
【図８】
0004079289.tif 000009