JP2001088009A - Dressing device for polishing pad - Google Patents
Dressing device for polishing padInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、精密な鏡面と極め
て高い平面度や平行度が要求される高平坦度材料、例え
ば半導体シリコンウェーハやコンピュータ外部記憶装置
用媒体である磁気ディスク基板の表面ポリッシング加工
を行なう装置の中で、特に回転可能な定盤を有する研磨
加工機に係わり、更に詳しくは定盤面に貼付されたポリ
ッシングパッドの再生を行なうためのドレッシング装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-flatness material which requires a precise mirror surface and extremely high flatness and parallelism, for example, surface polishing of a semiconductor silicon wafer and a magnetic disk substrate which is a medium for a computer external storage device. In particular, the present invention relates to a polishing machine having a rotatable surface plate, and more particularly to a dressing device for regenerating a polishing pad attached to a surface of a surface plate.
【０００２】[0002]
【従来技術】従来、ガラス、金属材料、セラミックスあ
るいは半導体材料等で、極めて高い平面度や平行度が特
に要求される板状の材料の面を鏡面に仕上るためのポリ
ッシング加工は、合成樹脂発泡体、合成皮革あるいは不
織布等からなるポリッシングパッドを表面に貼付した回
転可能な定盤を、上下両面あるいはその一方に配したポ
リッシング加工機を用いて行なわれる。即ち、加工に際
しては、前記ポリッシングパッドの表面に、被加工体を
把持圧接し、研磨材たる砥粒微粒子を含有した加工液を
定量的に供給しつつ定盤及び被加工体を回転させて、そ
の作用で面粗さの向上を行なうという方法が行なわれて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, a polishing process for mirror-finish the surface of a plate-like material such as glass, metal material, ceramics or semiconductor material which requires particularly high flatness and parallelism is performed by using synthetic resin foam. A rotatable surface plate having a polishing pad made of synthetic leather or non-woven fabric or the like affixed to its surface is used with a polishing machine having upper and lower surfaces or one of them. That is, at the time of processing, the workpiece is gripped and pressed against the surface of the polishing pad, and the platen and the workpiece are rotated while quantitatively supplying a processing liquid containing abrasive fine particles as an abrasive, There is a method of improving the surface roughness by the action.
【０００３】特に近年、ＩＣ、ＬＳＩあるいはＵＬＳＩ
等半導体素材を原材料とした電子部品は、その記憶容量
のアップと生産性の向上といった必要性から、その原材
料であるシリコンウェーハや化合物系のウェーハ（以下
ウェーハと総称する）の厚さの均一化、特に加工精度や
寸法安定性の向上と同時にウェーハ自体のサイズの大型
化の傾向が顕著であり、ポリッシング加工における装置
自体の精度と安定性についても極めて精密な管理が必要
とされるようになって来ている。また、コンピュータの
記憶容量のアップと小型化といった必要性から、その外
部記憶装置であるディスクドライブの小型化と高容量化
が進み、そのためその記憶媒体である磁気ディスク基板
に対する面粗さの向上、形状精度の向上に対する要求が
極めて急となって来ている。さらに加えて、生産性につ
いても極めて高いレベルが要求されている。磁気ディス
ク基板とは、磁気ディスク基板のポリッシング加工を行
ない鏡面を得た高純度のアルミニウム合金製あるいはガ
ラス製のサブストレート上に磁性膜が形成されたもので
あるが、前述のような背景から磁気ディスク基板のポリ
ッシング加工における装置自体の精度と安定性について
も極めて精密な管理が必要とされるようになって来てい
る。In recent years, in particular, ICs, LSIs and ULSIs
For electronic components made from semiconductor materials, etc., the uniformity of the thickness of silicon wafers and compound-based wafers (hereinafter collectively referred to as wafers), which are the raw materials, is required due to the need to increase storage capacity and improve productivity. In particular, there is a remarkable tendency to increase the size of the wafer itself at the same time as improving the processing accuracy and dimensional stability, and extremely precise control of the accuracy and stability of the polishing apparatus itself is required. Are coming. In addition, due to the necessity of increasing the storage capacity and miniaturization of the computer, the miniaturization and high capacity of the disk drive as the external storage device are advanced, and therefore, the surface roughness of the magnetic disk substrate as the storage medium is improved, Demands for improvement in shape accuracy have become extremely urgent. In addition, an extremely high level of productivity is required. The magnetic disk substrate has a magnetic film formed on a high-purity aluminum alloy or glass substrate obtained by polishing the magnetic disk substrate to obtain a mirror surface. Extremely precise control has also been required for the accuracy and stability of the apparatus itself in the polishing of disk substrates.
【０００４】本発明で使用するポリッシング加工機に具
備されたポリッシング定盤とは、例えば鋳鉄、銅、錫、
軟鉄等の金属、あるいはセラミックス、ガラス等の非金
属を材料とし、ある程度の厚みを持った円盤であって、
その上に不織布、布帛、合成樹脂発泡体、合成皮革ある
いはそれらの複合体からなる均質なシート状のポリッシ
ングパッドを貼付したものを言い、これが上下両面ある
いは片面に配されている。加工に際しては、両面加工機
の場合はその間に被加工体を押圧挾持し、片面加工機の
場合はホルダーをもって被加工体を定盤に圧接し、該被
加工体あるいは定盤あるいはその双方を回転させその加
工面に砥粒微粒子を含む研磨用組成物の液を定量的に供
給する。液中の成分、砥粒微粒子および回転に伴う機械
的作用の相互作用によって被加工体の面が少しずつ除去
されて行くと同時に、平坦かつ優れた面粗さが創成され
て行くのである。一般的には、半導体ウェーハの鏡面仕
上げポリッシングには片面タイプのポリッシング加工機
が使用され、磁気ディスク基板のポリッシング加工にお
いては、形状精度が重視されるため両面タイプのポリッ
シング加工機が使用される。The polishing platen provided in the polishing machine used in the present invention includes, for example, cast iron, copper, tin,
A disk made of metal such as soft iron, or non-metal such as ceramics and glass, and having a certain thickness.
A uniform sheet-like polishing pad made of a nonwoven fabric, a cloth, a synthetic resin foam, a synthetic leather, or a composite thereof is affixed thereon, and this is arranged on both upper and lower surfaces or on one surface. In the case of a double-sided processing machine, the workpiece is pressed and clamped between them.In the case of a single-sided processing machine, the workpiece is pressed against the surface plate with a holder, and the workpiece and / or the surface plate are rotated. Then, a liquid of the polishing composition containing fine abrasive particles is quantitatively supplied to the processed surface. The interaction of the components in the liquid, the abrasive particles and the mechanical action associated with rotation gradually removes the surface of the workpiece, while at the same time creating flat and excellent surface roughness. In general, a single-side polishing machine is used for mirror-finish polishing of a semiconductor wafer, and a double-side polishing machine is used for polishing a magnetic disk substrate because shape precision is important.
【０００５】本発明に使用される研磨用組成物、すなわ
ち研磨剤たる砥粒を含んだ加工液としては、例えばサブ
ミクロンレベルの極めて微細な砥粒微粒子を、安定に分
散させたスラリー状あるいはコロイド状の液であって、
砥粒微粒子を安定に保つための添加剤を成分として含む
ものである。また、シリコンウェーハ等の加工において
は、アルカリ成分の持つウェーハ自体に対する化学的作
用をも加工に応用するために、アルカリ性の液が使用さ
れる。更に、含有する砥粒としては各々の被加工体の加
工に適したもの、具体的にはシリコンウェーハの場合は
酸化珪素、磁気ディスクの場合にはアルミナ、ガラスの
場合には酸化セリウムが選択的に使用される。[0005] The polishing composition used in the present invention, ie, a working liquid containing abrasive grains as an abrasive, is, for example, a slurry or colloid in which extremely fine abrasive grains of submicron level are stably dispersed. Liquid.
It contains an additive as a component for keeping the abrasive fine particles stable. In processing a silicon wafer or the like, an alkaline liquid is used in order to apply the chemical action of the alkali component to the wafer itself to the processing. Further, the abrasive grains to be contained are those suitable for processing each workpiece, specifically, silicon oxide for a silicon wafer, alumina for a magnetic disk, and cerium oxide for glass. Used for
【０００６】ポリッシングパッドとしては、プレポリッ
シング用には例えば不織布と合成樹脂発泡体の複合体シ
ート、ファイナル鏡面仕上げ用としては例えばナップ層
を有するスェード調合成皮革のシートが一般的に使用さ
れており、これらの一枚物のシートを例えば両面接着テ
ープを介して前記鋳鉄製の定盤表面にその全面を覆うよ
うに均質に密着貼付して用いる。この面に砥粒微粒子を
含有した研磨用組成物の液を定量的に供給することによ
り、砥粒微粒子は例えばスェード調合成皮革のナップ層
の微細組織構造に捕捉され、半固定状態で被加工体の加
工面に接触押圧され回転してポリッシング加工が進むの
である。ポリッシングの進行に伴ない被加工体から発生
する微細な加工屑と砥粒微粒子は徐々にポリッシングパ
ッドの深層に入り込み、パッドの組織の目詰まり現象や
汚染を引き起こし硬化する傾向を有し、それがポリッシ
ングパッドの性質を経時的に変化させ、ポリッシング性
能の安定性に大きな影響を及ぼすことが指摘されてい
る。As a polishing pad, for example, a composite sheet of a nonwoven fabric and a synthetic resin foam is generally used for pre-polishing, and for a final mirror finish, for example, a suede-like synthetic leather sheet having a nap layer is generally used. These single sheets are uniformly adhered to the surface of the cast iron platen via a double-sided adhesive tape so as to cover the entire surface thereof. By quantitatively supplying a polishing composition liquid containing abrasive particles to this surface, the abrasive particles are captured in the fine structure of the nap layer of, for example, a suede-like synthetic leather, and are processed in a semi-fixed state. It is pressed against the machined surface of the body and rotated, and the polishing process proceeds. Fine processing dust and abrasive particles generated from the workpiece as the polishing progresses gradually enter the deep layer of the polishing pad, causing clogging phenomenon and contamination of the pad structure and tending to harden, It has been pointed out that the properties of the polishing pad are changed over time, which greatly affects the stability of the polishing performance.
【０００７】かかる現象を防止するため、従来より比較
的高い頻度（例えば３〜１０バッチに一回）でポリッシ
ングパッドの再生作業（ドレッシング作業）を行なうこ
とが知られている。この再生のためのドレッシング作業
とは、深層に入り込んだ砥粒微粒子や加工屑を浮き出さ
せ系外に除去しポリッシングパッドをもとの状態に戻す
作用のことであり、これにより、ポリッシング加工の精
度の向上、均質な加工精度の持続、加工歩留まりの向
上、ポリッシングパッドのライフの延長等を図ることが
できる。In order to prevent such a phenomenon, it is known that the polishing pad is regenerated (dressed) at a relatively high frequency (for example, once every 3 to 10 batches). The dressing work for reclaiming is the action of embossing the fine abrasive particles and processing debris that have entered the deep layer, removing them out of the system, and returning the polishing pad to its original state. In addition, it is possible to improve the polishing quality, maintain uniform processing accuracy, improve the processing yield, extend the life of the polishing pad, and the like.
【０００８】ドレッシングを行なう有効な方法として、
高圧水を利用する方法が従来より提案されている。例え
ば、特開平３−１０７６９号公報においては高圧水を噴
射してポリッシングパッドを洗浄再生する方法が開示さ
れている。また、特開平７−９３４０号公報においては
高圧水と専用のブラシを用いて汚染物質を掻き出し、洗
浄再生し洗浄水を除去する方法が開示されている。この
高圧水を利用する方法はポリッシングパッドのナップ層
等の深層に入り込み強固に付着した微細粒子や汚染物質
をパッドから離脱させ浮き上がらせる効果に優れ、また
ポリッシングパッドの組織を損傷することがないという
利点を有しているが、ドレッシングの均等さという面か
らは問題があり満足の行くものではなかった。すなわ
ち、高圧水噴射用ノズルの構造から高圧水のあたる中心
部と端部では水圧が異なりドレッシング効果が異なるこ
とがまず問題として挙げられる。次に、ノズルの形状と
しては円形のものが一般的であるが、この場合高圧水の
あたる部分の面積が狭く、効率が悪く、全面を洗浄する
には時間が長くかかるといった問題もある。As an effective method of performing dressing,
Conventionally, a method using high-pressure water has been proposed. For example, JP-A-3-10769 discloses a method of injecting high-pressure water to wash and regenerate a polishing pad. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-9340 discloses a method in which contaminants are scraped using high-pressure water and a dedicated brush, washed and regenerated, and the washing water is removed. This method of using high-pressure water has an excellent effect that fine particles and contaminants that enter deep layers such as a nap layer of a polishing pad and are firmly attached to the pad are lifted off, and that the structure of the polishing pad is not damaged. Although it has the advantage, it has a problem in terms of dressing uniformity and has not been satisfactory. That is, the first problem is that, due to the structure of the nozzle for high-pressure water injection, the water pressure is different between the central portion and the end portion where the high-pressure water is applied, and the dressing effect is different. Next, the shape of the nozzle is generally circular. However, in this case, there is a problem that the area of the high pressure water is small, the efficiency is low, and it takes a long time to clean the entire surface.
【０００９】この問題を避けるために細長いノズルを使
用することが考えられる。これにより高圧水の当たりは
効率的になり、ドレッシングに要する時間が長くなる問
題はある程度解決することができる。しかしながら、ノ
ズルは固定した支点を中心に回転するアームの先端に取
付けられており、定盤の回転とノズルの揺動とでノズル
の定盤に対する相対的位置を変更するという方式をとる
のであるから、定盤の外周部と内周部とでは定盤に対す
るノズルの角度が異なることとなり、ポリッシングパッ
ド全面に均等に高圧水が当たらず、均等な洗浄ができな
い。特に外周部の洗浄が内周部に対して不十分となる点
が問題として挙げられる。It is conceivable to use elongated nozzles to avoid this problem. As a result, the contact with high-pressure water becomes more efficient, and the problem of longer time required for dressing can be solved to some extent. However, since the nozzle is attached to the tip of the arm that rotates about a fixed fulcrum, the relative position of the nozzle with respect to the platen is changed by rotation of the platen and swinging of the nozzle. In addition, the angle of the nozzle with respect to the surface plate is different between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion of the surface plate, and high pressure water is not uniformly applied to the entire surface of the polishing pad, so that uniform cleaning cannot be performed. In particular, a problem is that the cleaning of the outer peripheral portion becomes insufficient with respect to the inner peripheral portion.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、高圧水噴
射方式によるポリッシングパッドドレッシング装置の持
つ問題点に鑑み、鋭意研究を行なった結果、高圧水噴射
ノズルの形状を長方形あるいは楕円形とし、該高圧水噴
射ノズルが取り付けられる回転アームの主軸に対するノ
ズルの長手方向に平行な軸の角度をある特定の範囲にお
くことにより、高圧水の当たりが均等になることを見出
したものである。さらに、回転アームへのノズルの取り
付け部にノズルの回転機構を設備することで、ノズルの
角度を定盤の中心線に対して常にある特定の値に保つこ
とにより、より均等かつ効果的なドレッシングが可能で
あることを見出し本発明を完成するに至ったものであ
る。即ち、本発明の目的とする所は、ポリッシング加工
機のポリッシングパッドの洗浄及び再生に適応した高圧
水噴射によるドレッシング装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present inventor has conducted intensive studies in view of the problems of a polishing pad dressing apparatus using a high-pressure water injection system, and has found that the shape of a high-pressure water injection nozzle is rectangular or elliptical. It has been found that by setting the angle of an axis parallel to the longitudinal direction of the nozzle with respect to the main axis of the rotary arm to which the high-pressure water jet nozzle is attached within a specific range, the contact of the high-pressure water becomes uniform. Furthermore, by equipping the nozzle mounting part to the rotary arm with a nozzle rotation mechanism, the nozzle angle is always kept at a specific value with respect to the center line of the surface plate, so that a more uniform and effective dressing is achieved. The present invention was found to be possible, and the present invention was completed. That is, an object of the present invention is to provide a dressing apparatus by high-pressure water injection adapted to cleaning and regeneration of a polishing pad of a polishing machine.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上述の目的は、表面にポ
リッシングパッド１を貼付してなる回転可能な定盤２を
有するポリッシング加工機のポリッシングパッド１を高
圧水噴射によってドレッシングを行なう装置において、
該ドレッシング装置の主要部分が、高圧水噴射ノズル３
とそれを把持する回転アーム４から構成され、該回転ア
ーム４の主軸Ｂ−Ｂ’に対する高圧水噴射ノズル３の長
手方向に平行な軸Ａ−Ａ’の角度ωが３０度ないし６０
度の範囲をもって設置されていることを特徴とするポリ
ッシングパッドのドレッシング装置にて達成される。更
に上述の目的は、前記高圧水噴射ノズル３の長手方向に
平行な軸Ａ−Ａ’が、前記回転アーム４の主軸Ｂ−Ｂ’
に対して任意に角度を変更できるように、高圧水噴射ノ
ズルの回転駆動機構を設けたことを特徴とするポリッシ
ングパッドのドレッシング装置によって達成されるので
あり、この場合、高圧水噴射ノズル３の回転アーム４へ
の取付部の支点６と定盤の中心点７とを結ぶ中心線Ｃ−
Ｃ’に対する、高圧水噴射ノズル３の長手方向に平行な
軸Ａ−Ａ’の角度γが常に一定の値を保つようにするこ
とが好ましい。また、本発明において使用される高圧水
噴射ノズルは、横に長い形状、例えば長方形あるいは長
円形等の形状であることが好ましい。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus for dressing a polishing pad 1 of a polishing machine having a rotatable platen 2 having a surface to which a polishing pad 1 is attached by high-pressure water injection.
The main part of the dressing device is a high pressure water injection nozzle 3
And an angle AA ′ parallel to the longitudinal axis of the high-pressure water injection nozzle 3 with respect to the main axis BB ′ of the rotary arm 4 is 30 ° to 60 °.
This is achieved by a dressing device for a polishing pad, wherein the dressing device is provided with a range of degrees. Further, the above-mentioned object is achieved by setting the axis AA ′ parallel to the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle 3 to the main axis BB ′ of the rotary arm 4.
This is achieved by a dressing device for a polishing pad characterized by providing a rotation driving mechanism for a high-pressure water injection nozzle so that the angle can be arbitrarily changed. A center line C- connecting the fulcrum 6 of the mounting portion to the arm 4 and the center point 7 of the surface plate.
It is preferable that the angle γ of the axis AA ′ parallel to the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle 3 with respect to C ′ always keeps a constant value. Further, the high-pressure water injection nozzle used in the present invention preferably has a horizontally long shape, for example, a rectangular or oval shape.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明になるポリッシングパッド
のドレッシング装置は、ポリッシングパッドの組織内に
滞積した加工屑、砥粒、研磨用組成物中の成分あるいは
それらが複合して凝固したものを、高圧水噴射を噴射し
てその力で遊離あるいは剥離して系外に除去するという
ポリッシングパッドのドレッシング、即ち再生作業を行
なうものである。従って、使用する高圧水噴射ノズル
は、高圧水をポリッシングパッド全面に、隙間なくまた
斑なく噴射するものでなくてはならない。本発明におい
ては、取付けアームに対する高圧水噴射ノズルの取付け
角度を工夫することによってポリッシングパッド全面の
均等なドレッシングを可能としたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A dressing apparatus for a polishing pad according to the present invention is provided with a processing pad, abrasive grains, components in a polishing composition, or a solidified mixture thereof, which is accumulated in the structure of the polishing pad. In addition, dressing of a polishing pad, that is, regenerating work, in which high-pressure water jet is injected and released or separated by the force and removed outside the system, is performed. Therefore, the high-pressure water jet nozzle used must jet high-pressure water to the entire surface of the polishing pad without gaps and without unevenness. In the present invention, uniform dressing of the entire polishing pad is made possible by devising the mounting angle of the high-pressure water jet nozzle with respect to the mounting arm.
【００１３】本発明にいうポリッシング加工機とは、上
下両面に、あるいは片面に回転可能なポリッシング定盤
を配して、その間あるいはその上に被加工体を挟持ある
いは載置して回転し砥粒を含んだ研磨用組成物の液を供
給しながらポリッシングを行なうものであって、例えば
シリコンウェーハ等のポリッシングには片面タイプのも
のが用いられ、磁気ディスク基板のポリッシング加工用
には上下両面ポリッシング定盤を配した両面タイプのも
のが一般的に使用される。定盤は駆動装置によって強制
回転駆動され、被加工体は片面タイプの場合はプレッシ
ャープレートに取付けられ、両面タイプの場合はキャリ
アプレートに把持された状態でポリッシングパッドに押
しつけられ回転され加工が進展する。本発明のドレッシ
ング装置は、前述のポリッシング加工が行なわれている
間は、例えば取り外されあるいは退避位置に置かれてお
り、必要な時に直ちに定盤面上にセットされる。The polishing machine referred to in the present invention is a polishing machine having a rotatable polishing surface plate disposed on both upper and lower surfaces or on one surface, and rotating while holding or placing a workpiece between or on the polishing platen. Polishing is performed while supplying a polishing composition solution containing the same. For example, a single-sided type is used for polishing a silicon wafer or the like, and an upper and lower surface is used for polishing a magnetic disk substrate. A double-sided type with a board is generally used. The platen is forcibly rotated by a drive device, and the workpiece is attached to a pressure plate in the case of a single-sided type. . The dressing apparatus of the present invention is, for example, removed or placed in a retracted position while the above-mentioned polishing is being performed, and is set on the surface of the platen immediately when necessary.
【００１４】本発明の具体的実施例を図面をもって説明
する。図１は、本発明になるポリッシングパッドドレッ
シング装置の一実施例を具備した片面ポリッシング装置
の上面図であり、図２はその断面図である。表面にポリ
ッシングパッド１を貼付した定盤２上に高圧水噴射ノズ
ル３があり支点６で回転アーム４に取付けられている
が、その角度は自在に設定することができる。また、前
記ノズルはポリッシングパッドの面から約１００ｍｍ程
度の距離をおいてセットされている。高圧水噴射ノズル
３の長手方向に平行な軸Ａ−Ａ’は回転アーム４の主軸
Ｂ−Ｂ’に対して４５度の角度で固定設置されている。
回転アーム４は中空の構造をなし、その中空部を通して
高圧水が高圧水噴射ノズル３に導入される。回転アーム
４は支点５を中心に自在に回転する構造を有するが、実
質上は定盤２の最外周部に接する位置イから中心部に至
る位置ロまでカバーするものであり、その回転は支点５
の近くに取付けられた駆動モーター（図示せず）により
行われる。被加工体８はキャリアプレート９に把持され
てポリッシングパッド１に押圧されるのであるが、実際
のドレッシング作業の際はいずれも取り外されている。A specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a top view of a single-side polishing apparatus provided with one embodiment of a polishing pad dressing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof. A high-pressure water injection nozzle 3 is provided on a surface plate 2 on which a polishing pad 1 is adhered, and is attached to a rotating arm 4 at a fulcrum 6, but the angle can be freely set. The nozzle is set at a distance of about 100 mm from the surface of the polishing pad. The axis AA ′ parallel to the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle 3 is fixedly installed at an angle of 45 ° with respect to the main axis BB ′ of the rotating arm 4.
The rotary arm 4 has a hollow structure, and high-pressure water is introduced into the high-pressure water injection nozzle 3 through the hollow portion. The rotary arm 4 has a structure that can freely rotate about the fulcrum 5, but substantially covers from a position a contacting the outermost peripheral portion of the surface plate 2 to a position b reaching the center. 5
By a drive motor (not shown) mounted near the The workpiece 8 is gripped by the carrier plate 9 and pressed by the polishing pad 1, but is removed during the actual dressing operation.
【００１５】実際のドレッシング作業においては、回転
アーム４の主軸Ｂ−Ｂ’はまず定盤２の円の最外周に接
する接線に平行にセットされる（位置イ）。定盤２を回
転しつつ高圧水噴射ノズル３より高圧水を噴射して、回
転アーム４を位置ロにまで移動する。回転アーム４のポ
ジションは回転ポジション検出センサー（図示せず）で
検知しコンピュータで制御するようにする。回転ポジシ
ョンを検出する手段については特に限定はされるもので
はないが、例えばエンコーダを用いて行なうことが有効
である。本実施例のように高圧水噴射ノズル３の取付け
角度ωを４５度とすることにより実用的な回転速度で効
率的なドレッシングが可能である。より効率的で経済的
なドレッシングを行なうために、回転アーム４の回転に
よる高圧水噴射ノズル３の揺動速度を外周部と内周部と
で変更するようにすることも有効である。In the actual dressing operation, the main shaft BB 'of the rotating arm 4 is first set in parallel with a tangent line which is in contact with the outermost circumference of the circle of the surface plate 2 (position a). High-pressure water is injected from the high-pressure water injection nozzle 3 while rotating the surface plate 2, and the rotary arm 4 is moved to the position B. The position of the rotating arm 4 is detected by a rotating position detecting sensor (not shown) and controlled by a computer. The means for detecting the rotational position is not particularly limited, but it is effective to use, for example, an encoder. By setting the mounting angle ω of the high-pressure water injection nozzle 3 to 45 degrees as in this embodiment, efficient dressing can be performed at a practical rotation speed. In order to perform more efficient and economical dressing, it is also effective to change the swing speed of the high-pressure water injection nozzle 3 due to the rotation of the rotary arm 4 between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion.
【００１６】比較例として、例えば、高圧水噴射ノズル
３の長手方向に平行な軸Ａ−Ａ’と回転アーム４の主軸
Ｂ−Ｂ’とが一致するように取付けを行なった場合（図
中点線で示す）、即ち回転アーム４への取付け角度ωが
０度の場合、特に外周部のドレッシングが粗略になり抜
けができるようになる。これを回避するために定盤２の
回転を遅くするとドレッシング作業の効率が低下し、ま
た内周部のドレッシングが過剰となりポリッシングパッ
ドの性能が不均質になる危険もある。従って、本発明に
おいては、高圧水噴射ノズル３の取付け角度は３０度な
いし６０度にすることが肝要である。この範囲を外れる
と効率的かつ均質なドレッシングは期待できない。As a comparative example, for example, mounting is performed so that an axis AA ′ parallel to the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle 3 and a main axis BB ′ of the rotary arm 4 coincide (dotted line in the figure). ), That is, when the angle of attachment ω to the rotating arm 4 is 0 °, the dressing of the outer peripheral portion in particular is roughened so that it can be removed. If the rotation of the platen 2 is slowed to avoid this, the efficiency of the dressing operation is reduced, and there is a risk that the dressing of the inner peripheral portion becomes excessive and the performance of the polishing pad becomes uneven. Therefore, in the present invention, it is important that the mounting angle of the high-pressure water injection nozzle 3 is 30 to 60 degrees. Outside this range, efficient and uniform dressing cannot be expected.
【００１７】更に他の実施例として、高圧水噴射ノズル
３の取付け角度が常にポリッシングパッドに対して最も
効率的であるようにすれば、ドレッシングの効率と均質
さは更に向上する。図３はこのことを達成するための実
施例を示すものである。すなわち、高圧水噴射ノズル３
の回転ア−ム４ヘの取付け部分６に駆動モーター（図示
せず）を設置し、高圧水噴射ノズル３の自在な回転がで
きるようにしている。定盤２の回転に合わせて回転アー
ム４は定盤２の内周部に入るように回転して行くが、高
圧水噴射ノズル３の回転アーム４に対する取付けは、高
圧水噴射ノズル３の長手方向に平行な軸Ａ−Ａ’が定盤
２の中心線Ｃ−Ｃ’に対する傾斜角度γが常に同じ角
度、例えば２５度となるように制御されている。図面に
おいて、回転ア−ムの支点５を中心としてひいた仮想Ｙ
軸と回転アーム４の主軸Ｂ−Ｂ’との傾斜角度をαと
し、支点６と定盤２の中心７とを結んだ中心線Ｃ−Ｃ’
と前記主軸Ｂ−Ｂ’との角度をβとし、また高圧水噴射
ノズルの長手方向の軸Ａ−Ａ’と回転アーム４の主軸Ｂ
−Ｂ’との角度をωとする。In yet another embodiment, dressing efficiency and uniformity are further improved if the mounting angle of the high-pressure water spray nozzle 3 is always the most efficient with respect to the polishing pad. FIG. 3 shows an embodiment for achieving this. That is, the high-pressure water injection nozzle 3
A drive motor (not shown) is provided at a mounting portion 6 to the rotating arm 4 so that the high-pressure water injection nozzle 3 can freely rotate. The rotation arm 4 rotates so as to enter the inner peripheral portion of the surface plate 2 in accordance with the rotation of the surface plate 2, but the high-pressure water injection nozzle 3 is attached to the rotation arm 4 in the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle 3. Is controlled so that the inclination angle γ of the axis AA ′ parallel to the angle with respect to the center line CC ′ of the surface plate 2 is always the same angle, for example, 25 degrees. In the drawing, a virtual Y drawn around the fulcrum 5 of the rotating arm
The inclination angle between the axis and the main axis BB ′ of the rotary arm 4 is α, and a center line CC ′ connecting the fulcrum 6 and the center 7 of the surface plate 2.
, The angle between the main axis BB ′ and the main axis B-B ′, and the axis AA ′ in the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle and the main axis B
The angle with −B ′ is ω.
【００１８】図面において、ａは回転アーム４の支点５
と定盤２の中心６とのＸ軸方向の距離を示し、ｂは同じ
くＹ軸方向の距離を示す。また、ｃは回転アーム４の支
点５と定盤２の中心７との実際距離を示し、Ｒは回転ア
ーム４の支点５と高速水噴射ノズルの支点６との実質距
離即ちア−ム４の実質長さを示す。ｅは定盤中心７と高
圧水噴射ノズル３の支点６の間の長さを示す。ドレッシ
ングの進展により回転アーム４は、位置を変えて行き基
準となるＡ−Ａ’軸、Ｂ−Ｂ’軸、Ｃ−Ｃ’軸は、基準
線となるＸ軸、Ｙ軸に対する角度を変化させて行く。こ
こにおいて、長さａ、ｂ、ｃ、Ｒは定数であり、ｅは変
数である。また、角度α、β、γ、ωはいずれも変数と
なるが、本実施例ではγを一定に保つように制御するこ
とをその要旨とするのである。即ち、支点５と支点６の
位置に設置されている駆動モーターに例えばエンコーダ
等からなる回転ポジション検出センサーを配備し、支点
５において角度αを常時検出しその情報をコントローラ
に送りこみ、角度γを一定に保つために必要な角度βを
計算して、支点６の回転ポジション検出センサーにフィ
ードバックしてモーターを作動させる。これらの長さお
よび角度のファクターは以下に示す数式により関連付け
られる。 ω＝１８０−β−γ （１） ｅ2＝（ａ−Ｒｓｉｎα）2＋（Ｒｃｏｓα−ｂ）2 （２） ｃｏｓβ＝（Ｒ−ａｓｉｎα−ｂｃｏｓα）／ｅ （３） 上式から明らかな通り、角度αを常時検出しておくこと
により、角度γを一定に保つために必要な角度βを制御
してやればよい。In the drawing, a is a fulcrum 5 of the rotary arm 4.
And the center 6 of the surface plate 2 in the X-axis direction, and b also indicates the distance in the Y-axis direction. Further, c indicates the actual distance between the fulcrum 5 of the rotary arm 4 and the center 7 of the surface plate 2, and R indicates the substantial distance between the fulcrum 5 of the rotary arm 4 and the fulcrum 6 of the high-speed water jet nozzle, that is, the arm 4 Indicates the actual length. e indicates the length between the center 7 of the surface plate and the fulcrum 6 of the high-pressure water injection nozzle 3. Due to the progress of dressing, the rotating arm 4 changes its position, and the AA 'axis, BB' axis, and CC 'axis serving as the reference change the angles with respect to the X axis and the Y axis serving as the reference lines. Go. Here, the lengths a, b, c, and R are constants, and e is a variable. Further, the angles α, β, γ, and ω are all variables, but the gist of the present embodiment is to control so that γ is kept constant. That is, a rotation position detection sensor including, for example, an encoder is provided in the drive motors installed at the positions of the fulcrum 5 and the fulcrum 6, and the angle α is constantly detected at the fulcrum 5 and the information is sent to the controller to determine the angle γ. The angle β required to keep the angle constant is calculated and fed back to the rotation position detection sensor of the fulcrum 6 to operate the motor. These length and angle factors are related by the following equations. ω = 180−β−γ (1) e 2 = (a−R sin α) 2 + (R cos α−b) 2 (2) cos β = (R−asin α−b cos α) / e (3) By constantly detecting the angle α, the angle β required to keep the angle γ constant may be controlled.
【００１９】このように制御しながらドレッシングを行
なえば、定盤２の回転速度と、回転アーム４の回転、す
なわち、高圧水噴射ノズル３の位置移動速度を、ドレッ
シング作業進行中に変更することなく行なっても、ドレ
ッシングの程度に差異や斑を生ずることはない。高圧水
噴射ノズル３の主軸Ａ−Ａ’の中心線Ｃ−Ｃ’に対する
角度γについては特に限定を受けるものではないが、０
度ないし４５度程度とすることが好ましい。If the dressing is performed while controlling as described above, the rotation speed of the platen 2 and the rotation of the rotary arm 4, that is, the position moving speed of the high-pressure water injection nozzle 3 are not changed during the dressing operation. Even if it does, there is no difference or unevenness in the degree of dressing. The angle γ of the main axis AA ′ of the high-pressure water injection nozzle 3 with respect to the center line CC ′ is not particularly limited.
It is preferable to set it to about 45 degrees.
【００２０】本発明のドレッシング装置に用いる高圧水
噴射ノズルの形状は、長方形あるいは長円形であること
が好ましい。このように細長い形状とすることは、例え
ば従来の円形等の方向性のない形状のものに比較して、
高圧水のあたる面積が横に拡がり効率的な洗浄が行える
ようになる。特に本発明の具体的実施においてはノズル
の形状を細長い形状とすることによってより優れた効果
を得ることができる。具体的にはノズルの長い方の径に
対して短い方の径を約１／４〜１／２０程度とするのが
好ましい形状である。The high-pressure water jet nozzle used in the dressing apparatus of the present invention is preferably rectangular or oblong. Such an elongated shape is, for example, compared to a conventional shape having no direction such as a circle,
The area of high-pressure water spreads laterally, and efficient cleaning can be performed. In particular, in a specific embodiment of the present invention, a more excellent effect can be obtained by making the shape of the nozzle elongated. Specifically, it is a preferred shape that the shorter diameter of the nozzle is about 1/4 to 1/20 of the longer diameter of the nozzle.
【００２１】また、高圧ノズルよる噴射された高圧水の
拡がりはノズルの構造により可変であるが、あまり拡が
りの角度が大きいと、端部の圧力が低下し、均質で効果
的なドレッシングができなくなる。ノズルとポリッシン
グパッドとの距離にもよるが、好ましい角度は３０度程
度である。The spread of the high-pressure water injected by the high-pressure nozzle is variable depending on the structure of the nozzle. However, if the angle of the spread is too large, the pressure at the end decreases and uniform and effective dressing cannot be performed. . The preferred angle is about 30 degrees, depending on the distance between the nozzle and the polishing pad.
【００２２】本発明のドレッシング装置を用いたドレッ
シング作業においては、高圧水が直接ポリッシングパッ
ドの面に噴射されるのであるから、大量の水が飛散し、
作業者や装置の他の部分、あるいは周辺を濡らし汚染す
るという弊害がある。これを防止するためにはノズルを
囲繞する遮断用カバーを設けることも有効である。ま
た、ポリッシングパッド上に水の層が形成されたりする
と、それが噴射水のエネルギーを吸収し、ドレッシング
効果を著しく低下させることもある。従ってポリッシン
グパッド上に溜った水の速やかな排出を目的としてブラ
シあるいはスクレイパーを併用することも有効である。In the dressing operation using the dressing apparatus of the present invention, a large amount of water is scattered because high-pressure water is directly sprayed on the surface of the polishing pad.
There is a disadvantage that the operator, other parts of the device, or the surroundings are wet and contaminated. In order to prevent this, it is effective to provide a blocking cover surrounding the nozzle. In addition, when a water layer is formed on the polishing pad, the water layer absorbs the energy of the jet water and may significantly reduce the dressing effect. Therefore, it is also effective to use a brush or a scraper together for the purpose of promptly discharging the water accumulated on the polishing pad.
【００２３】[0023]
【実施例】以下実施例を示し本発明のドレッシング装置
の効果を具体的に説明するが、これにより発明の限定を
行うものではない。実施例において使用したポリッシン
グ装置はスピードファム・アイペック社製ＦＡＭ５９Ｓ
ＰＡＷ型片面ポリッシング機（定盤外径１５０３．７ｍ
ｍ）であり、この定盤面にスエード調合成皮革よりなる
ポリッシングパッドを貼付し、シリコンウェーハのポリ
ッシングに供したものを用いた。洗浄用のノズルは長方
形のもので長い方が１０ｍｍ、短い方が１ｍｍのものを
用いた。ノズルのポリッシングパッドよりの位置を１０
０ｍｍに設定し、ノズル噴出部の水の圧力を１００ｋｇ
／ｃｍ2に設定した。また、高圧水ノズルより噴射する
高圧水の拡がりは３０度とした。高圧水噴射ノズル３の
主軸Ａ−Ａ’の中心線Ｃ−Ｃ’に対する角度が常時２５
度に保たれるようにドレッシング装置をセットした。定
盤の回転数を５４ｒｐｍとし、２５秒間かけて上述のポ
リッシングパッドのドレッシングを行なったところ、ド
レッシングは全面に亘って均質にかつ十分に行なわれて
いることが確認できた。EXAMPLES Hereinafter, the effects of the dressing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited by these examples. The polishing apparatus used in the examples is FAM59S manufactured by Speed Fam Ipec.
PAW type single-side polishing machine (platen outer diameter 1503.7m
m), a polishing pad made of suede-like synthetic leather was adhered to the surface of the surface plate, and used for polishing a silicon wafer. The cleaning nozzle used was a rectangular nozzle having a long one of 10 mm and a short one of 1 mm. Position the nozzle from the polishing pad at 10
Set to 0 mm and the pressure of water at the nozzle ejection part is 100 kg
/ Cm 2 . The spread of the high-pressure water injected from the high-pressure water nozzle was set to 30 degrees. The angle of the main axis AA 'of the high-pressure water injection nozzle 3 with respect to the center line CC' is always 25.
The dressing device was set so that it could be maintained at all times. When the polishing pad was dressed for 25 seconds at a rotation speed of the platen of 54 rpm, it was confirmed that the dressing was performed uniformly and sufficiently over the entire surface.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明になるドレッシング装置を使用す
ることにより、従来不均質になりやすかった高圧水噴射
によるポリッシングパッドのドレッシング効果を格段に
改良し均質にすることができるようになった。また、不
均質さを避けるために過剰に行なっていた従来の操作を
通常のレベルまで下げることができるようになり、水の
使用量が顕著に少なくなり、それによる経済効果ととも
に廃水量の低減にも大いに効果がある。さらに、ドレッ
シングインターバルの延長も可能である。すなわち、本
発明のドレッシング装置により、シリコンウェーハ等の
ポリッシング加工における生産効率の向上に大いに役立
つものである。By using the dressing apparatus according to the present invention, the dressing effect of the polishing pad by high-pressure water jetting, which has conventionally tended to be non-uniform, has been significantly improved and can be made uniform. In addition, conventional operations, which were performed excessively to avoid inhomogeneity, can be reduced to normal levels, significantly reducing the amount of water used. Is also very effective. Further, the dressing interval can be extended. That is, the dressing apparatus of the present invention greatly contributes to improvement of production efficiency in polishing processing of a silicon wafer or the like.
【図１】本発明になるポリッシングパッドドレッシング
装置の１実施例を説明する平面図である。FIG. 1 is a plan view illustrating one embodiment of a polishing pad dressing apparatus according to the present invention.
【図２】上述のポリッシングパッドのドレッシング装置
の要部断面説明図である。FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of a main part of the dressing apparatus for a polishing pad described above.
【図３】本発明になるポリッシングパッドドレッシング
装置の他の実施例を説明する平面図である。FIG. 3 is a plan view illustrating another embodiment of the polishing pad dressing apparatus according to the present invention.
１：ポリッシングパッド、 ２：定盤、 ３：高圧水噴
射ノズル、４：回転アーム、 ５：回転アームの支点、
６：高圧水噴射ノズルの支点、 ７：定盤の中心、８：
被加工体、 ９：キャリアプレート、Ａ−Ａ’：高圧水
噴射ノズルの長手方向に平行な軸 Ｂ−Ｂ’：回転アームの軸 Ｃ−Ｃ’：高圧水噴射ノズルの支点と定盤の中心を結ぶ
線 ａ：支点５と定盤の中心７とのＸ軸方向の長さ、ｂ：支
点５と定盤の中心７とのＹ軸方向の長さ、ｃ：支点５と
定盤の中心７との長さ、ｅ：支点６と定盤の中心７との
長さ、Ｒ：回転アームの長さ、α：Ｂ−Ｂ’軸のＹ軸に
対する傾斜角度 β：Ｂ−Ｂ’軸とＣ−Ｃ’線の角度 γ：Ａ−Ａ’軸とＣ−Ｃ’線の角度 ω：Ａ−Ａ’軸とＢ−Ｂ’軸との角度 ィ：ドレッシング作業開始時の回転アームの位置 ロ：ドレッシング作業終了時の回転アームの位置1: polishing pad, 2: surface plate, 3: high-pressure water injection nozzle, 4: rotating arm, 5: fulcrum of rotating arm,
6: fulcrum of high pressure water injection nozzle, 7: center of platen, 8:
Workpiece, 9: Carrier plate, AA ': Axis parallel to the longitudinal direction of high-pressure water injection nozzle BB': Axis of rotating arm CC ': Support point of high-pressure water injection nozzle and center of platen A: length in the X-axis direction between the fulcrum 5 and the center 7 of the surface plate, b: length in the Y-axis direction between the fulcrum 5 and the center 7 of the surface plate, c: center of the fulcrum 5 and the surface plate 7, e: length between the fulcrum 6 and the center 7 of the surface plate, R: length of the rotating arm, α: inclination angle of the BB ′ axis with respect to the Y axis β: BB ′ axis Angle of CC 'line γ: Angle of AA' axis and CC 'line ω: Angle of AA' axis and BB 'axis A: Position of rotating arm at the start of dressing work b : Position of rotating arm at the end of dressing work
Claims (4)
る回転可能な定盤２を有するポリッシング加工機のポリ
ッシングパッド１を高圧水噴射によってドレッシングを
行なう装置において、該ドレッシング装置の主要部分
が、高圧水噴射ノズル３とそれを把持する回転アーム４
から構成され、該回転アーム４の主軸Ｂ−Ｂ’に対する
高圧水噴射ノズル３の長手方向に平行な軸Ａ−Ａ’の角
度ωが３０度ないし６０度の範囲をもって設置されてい
ることを特徴とするポリッシングパッドのドレッシング
装置。1. An apparatus for dressing a polishing pad 1 of a polishing machine having a rotatable surface plate 2 having a polishing pad 1 adhered to a surface thereof by high-pressure water injection, wherein a main part of the dressing apparatus is a high-pressure water jet. Water injection nozzle 3 and rotary arm 4 for holding it
And the angle ω of the axis AA ′ parallel to the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle 3 with respect to the main axis BB ′ of the rotary arm 4 is set in a range of 30 degrees to 60 degrees. Dressing device for a polishing pad.
る回転可能な定盤２を有するポリッシング加工機のポリ
ッシングパッド１を高圧水噴射によってドレッシングを
行なう装置において、該ドレッシング装置の主要部分
が、高圧水噴射ノズル３とそれを把持する回転アーム４
から構成され、前記高圧水噴射ノズル３の長手方向に平
行な軸Ａ−Ａ’が、前記回転アーム４の主軸Ｂ−Ｂ’に
対して任意に角度を変更できるように、高圧水噴射ノズ
ルの回転駆動機構を設けたことを特徴とするポリッシン
グパッドのドレッシング装置。2. An apparatus for dressing a polishing pad 1 of a polishing machine having a rotatable platen 2 having a polishing pad 1 adhered to a surface thereof by high-pressure water injection, wherein a main part of the dressing apparatus is a high-pressure water jet. Water injection nozzle 3 and rotary arm 4 for holding it
, And the axis AA ′ parallel to the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle 3 can be arbitrarily changed in angle with respect to the main axis BB ′ of the rotary arm 4. A dressing device for a polishing pad, comprising a rotation drive mechanism.
いは長円形であることを特徴とする請求項第１項ないし
第２項記載のポリッシングパッドのドレッシング装置。3. A dressing apparatus for a polishing pad according to claim 1, wherein the high-pressure water injection nozzle has a rectangular or oval shape.
回転アーム４を移動させるとともに定盤を回転させなが
ら、前記高圧水噴射ノズル３より高圧水を噴射させて前
記定盤２上に貼付されたポリッシングパッド１のドレッ
シングを行なうにおいて、前記高圧水噴射ノズル３の回
転アーム４への取付部の支点６と、定盤の中心点７とを
結ぶ中心線Ｃ−Ｃ’に対する前記高圧水噴射ノズル３の
長手方向に平行な軸Ａ−Ａ’の角度γが常に一定の値を
保つようにしたことを特徴とする請求項第２項記載のポ
リッシングパッドのドレッシング装置。4. The high-pressure water jet nozzle 3 injects high-pressure water while moving the rotary arm 4 from the outermost peripheral edge of the surface plate 2 toward the center thereof and rotating the surface plate. In performing dressing of the polishing pad 1 stuck thereon, the center line CC ′ connecting the fulcrum 6 of the mounting portion of the high-pressure water injection nozzle 3 to the rotating arm 4 and the center point 7 of the surface plate is used. 3. A dressing device for a polishing pad according to claim 2, wherein the angle [gamma] of the axis AA 'parallel to the longitudinal direction of the high-pressure water injection nozzle 3 is always kept constant.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27062399A JP2001088009A (en) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | Dressing device for polishing pad |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP27062399A JP2001088009A (en) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | Dressing device for polishing pad |
Publications (1)
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| JP27062399A Pending JP2001088009A (en) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | Dressing device for polishing pad |
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| JP (1) | JP2001088009A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020067789A (en) * | 2001-02-19 | 2002-08-24 | 삼성전자 주식회사 | Dressing equipment for diamond disk |
| JP2008087099A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Hoya Corp | Manufacturing method of glass substrate for magnetic disk and manufacturing method of magnetic disc |
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| JP2021178370A (en) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 株式会社荏原製作所 | Polishing device and polishing method |
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-
1999
- 1999-09-24 JP JP27062399A patent/JP2001088009A/en active Pending
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