JP6927814B2 - Dry polishing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ウェーハなどの被加工物を研磨するドライ研磨装置に関する。 The present invention relates to a dry polishing apparatus for polishing a workpiece such as a wafer.
半導体ウェーハ等の研磨加工では、研削後のウェーハの被研削面に残存した研削歪を研磨することで抗折強度を向上させている。そして、従来から、研磨装置として研磨液を用いないでウェーハを研磨(ドライポリッシュ)する乾式の研磨装置が知られている(例えば、特許文献1又は特許文献2参照)。このようなドライ研磨装置では、砥粒を含んだ乾燥した研磨パッドをウェーハに押し付けて研磨加工を実施していく。 In the polishing process of semiconductor wafers and the like, the bending strength is improved by polishing the grinding strain remaining on the surface to be ground of the wafer after grinding. Conventionally, a dry polishing device that polishes (dry polishes) a wafer without using a polishing liquid is known as a polishing device (see, for example, Patent Document 1 or Patent Document 2). In such a dry polishing apparatus, a dry polishing pad containing abrasive grains is pressed against the wafer to perform polishing processing.
ドライ研磨加工においては研磨により生み出される研磨屑が乾燥しているため、研磨加工が実施されている加工室内には研磨屑が飛び回ることになる。そのため加工室内を集塵機(例えば、特許文献3参照)によって吸引して負圧にするとともに気流を生成させて、研磨屑を集塵機で集塵している。 In the dry polishing process, the polishing debris produced by polishing is dried, so that the polishing debris flies around in the processing chamber where the polishing process is performed. Therefore, the processing chamber is sucked by a dust collector (see, for example, Patent Document 3) to create a negative pressure and an air flow is generated, and the polishing dust is collected by the dust collector.
ドライ研磨装置の加工室には集塵機が接続される排気口と、加工室内にエアを取り込むための吸気口とが備えられている。集塵機は、排気口から加工室内のエアを吸引して、フィルタで該エアに含まれる研磨屑を取り除いた後に排気を行っている。そのため、フィルタに研磨屑が付着して吸引力が低下してしまうことを防止する為、吸引を行っている集塵機は、吸引方向とは逆方向に定期的にエアを噴射してフィルタに付着した研磨屑を取り除きフィルタの目詰まりを防止する機能を備えている。しかし、このエアの逆噴射時に、噴射されたエアが排気口から加工室内に進入することで、加工室内を陽圧にすると共に吸気口から加工室外に加工室内の空気を逆流させ吸気口から噴出される空気と共に研磨屑を噴出させてしまうことがある。 The processing chamber of the dry polishing apparatus is provided with an exhaust port to which a dust collector is connected and an intake port for taking in air into the processing chamber. The dust collector sucks air in the processing chamber from the exhaust port, removes polishing debris contained in the air with a filter, and then exhausts the air. Therefore, in order to prevent polishing debris from adhering to the filter and reducing the suction force, the dust collector performing suction periodically injects air in the direction opposite to the suction direction and adheres to the filter. It has a function to remove polishing debris and prevent clogging of the filter. However, at the time of reverse injection of this air, the injected air enters the processing chamber from the exhaust port, so that the processing chamber becomes positive pressure and the air in the processing chamber flows back from the intake port to the outside of the processing chamber and is ejected from the intake port. Abrasive debris may be ejected together with the air.
吸気口からの研磨屑の噴出を防ぐ方法として、吸気口に扉を配設する方法がある。この扉は、集塵機が吸引しているときは、吸気口から加工室内に流れる気流によって吸気口を開いた状態にし、集塵機がエアの逆噴射を行う際には、加工室内の気流が無くなることで吸気口を閉じた状態にすることができる。しかし、このように吸気口に扉を配設している場合であっても、集塵機がフィルタ洗浄のためエアを逆噴射することで、加工室内から集塵機に向かう気流が無くなると共に加工室外に向かって加工室内の空気を噴出しようとする逆気流が瞬間的に生まれ、気流の方向が変わることで扉が閉じられる前に吸気口から研磨屑を含んだ空気が加工室外に噴出してしまうことがある。 As a method of preventing the ejection of polishing debris from the intake port, there is a method of arranging a door at the intake port. This door keeps the intake port open by the airflow flowing from the intake port into the processing chamber when the dust collector is sucking, and when the dust collector reverse-injects air, the air flow in the processing chamber is eliminated. The air intake can be closed. However, even when the door is arranged at the intake port in this way, the dust collector reversely injects air to clean the filter, so that the airflow from the processing chamber to the dust collector is eliminated and toward the outside of the processing chamber. A backflow that tries to blow out the air in the processing chamber is generated momentarily, and the direction of the airflow may change, causing air containing abrasive debris to blow out from the air intake before the door is closed. ..
よって、ドライ研磨装置においては、加工室に備えられる吸気口から加工室外へ研磨屑が噴出されることを防ぐという課題がある。 Therefore, in the dry polishing apparatus, there is a problem of preventing the polishing debris from being ejected from the intake port provided in the processing chamber to the outside of the processing chamber.
上記課題を解決するための本発明は、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を研磨する砥粒を含んだ研磨パッドが回転可能に装着された研磨手段と、該保持テーブルと該研磨パッドとを収容する加工室と、を備えたドライ研磨装置であって、該加工室は、該保持テーブルを貫通させる開口を有する底板と、該底板の外周から立設する側壁と、該底板に対面し該側壁の上端に接続され該研磨手段の該研磨パッドを貫通させる第2の開口を備える天板と、該研磨パッドがウェーハを研磨した際に生じる研磨屑を集塵する集塵機に接続される排気口と、を備え、該側壁には、該加工室内に空気を取り込む吸気口を備え、細かい穴を複数備え該吸気口を覆うように配設されたパンチングプレートと、該パンチングプレートに水を供給するシャワー部とを備えたドライ研磨装置である。 The present invention for solving the above problems includes a holding table for holding a wafer, a polishing means on which a polishing pad containing abrasive grains for polishing the wafer held by the holding table is rotatably mounted, and the holding table. A dry polishing apparatus including a processing chamber for accommodating the polishing pad and the polishing pad, wherein the processing chamber includes a bottom plate having an opening for penetrating the holding table, a side wall erected from the outer periphery of the bottom plate, and A top plate facing the bottom plate and having a second opening connected to the upper end of the side wall and penetrating the polishing pad of the polishing means, and a dust collector that collects polishing debris generated when the polishing pad polishes a wafer. The side wall is provided with an intake port for taking in air into the processing chamber, a punching plate provided with a plurality of fine holes and arranged so as to cover the intake port, and the punching. It is a dry polishing device equipped with a shower unit that supplies water to the plate.
本発明に係るドライ研磨装置は、少なくとも2枚の前記パンチングプレートが所定の隙間を設けて該吸気口を覆うように配設され、隣り合う該パンチングプレートの前記細かい穴は、重なり合わないように前記側壁の面方向にずらされているものとすると好ましい。 In the dry polishing apparatus according to the present invention, at least two punching plates are arranged so as to cover the intake port with a predetermined gap so that the fine holes of the adjacent punching plates do not overlap. It is preferable that the side wall is displaced in the surface direction.
本発明に係るドライ研磨装置は、保持テーブルと研磨パッドとを収容する加工室を備え、加工室は、保持テーブルを貫通させる開口を有する底板と、底板の外周から立設する側壁と、底板に対面し側壁の上端に接続され研磨手段の研磨パッドを貫通させる第2の開口を備える天板と、研磨パッドがウェーハを研磨した際に生じる研磨屑を集塵する集塵機に接続される排気口と、を備え、側壁には、加工室内に空気を取り込む吸気口を備え、細かい穴を複数備え吸気口を覆うように配設されたパンチングプレートと、シャワー部とを備えているため、シャワー部からパンチングプレートに水を供給し、集塵機が吸引を行っているときは、吸気口は加工室内に空気を取り込むことができ、エアを吸引方向とは逆方向に集塵機がエアを噴射したときは、供給した水によって細かい穴に水膜が形成され細かい穴が水膜で即塞がれることによって、吸気口から加工室外へ研磨屑が噴出してしまうことを防ぐことができる。その後、パンチングプレート上に形成される水流によって、研磨屑をパンチングプレート上から取り除くことができる。 The dry polishing apparatus according to the present invention includes a processing chamber for accommodating a holding table and a polishing pad. A top plate having a second opening connected to the upper end of the side wall facing and penetrating the polishing pad of the polishing means, and an exhaust port connected to a dust collector that collects polishing dust generated when the polishing pad polishes the wafer. , And the side wall is equipped with an intake port that takes in air into the processing chamber, and is provided with a punching plate that is provided with a plurality of fine holes and is arranged so as to cover the intake port, and a shower portion. When water is supplied to the punching plate and the dust collector is sucking, the intake port can take in air into the processing chamber, and when the dust collector injects air in the direction opposite to the suction direction, it is supplied. A water film is formed in the fine holes by the generated water, and the fine holes are immediately closed by the water film, so that it is possible to prevent the polishing debris from being ejected from the intake port to the outside of the processing chamber. The water stream formed on the punching plate can then remove the abrasive debris from the punching plate.
更に、本発明に係るドライ研磨装置は、少なくとも2枚のパンチングプレートが所定の隙間を設けて吸気口を覆うように配設され、隣り合うパンチングプレートの細かい穴が重なり合わないように側壁の面方向にずらされていることで、パンチングプレートが一枚吸気口を覆うように配設されている場合に比べて、吸気口から加工室外へ研磨屑が噴出してしまうことをより確実に防ぐことができる。即ち、一枚目のパンチングプレートを通り抜けてしまった研磨屑を、二枚目のパンチングプレート上の水膜で更に捕集することができる。 Further, in the dry polishing apparatus according to the present invention, at least two punching plates are arranged so as to cover the intake port with a predetermined gap, and the surface of the side wall so that the fine holes of the adjacent punching plates do not overlap. By shifting in the direction, it is more reliable to prevent polishing debris from being ejected from the intake port to the outside of the processing chamber as compared with the case where one punching plate is arranged so as to cover the intake port. Can be done. That is, the polishing debris that has passed through the first punching plate can be further collected by the water film on the second punching plate.
図1に示すドライ研磨装置1は、保持テーブル30上に保持されたウェーハWに対して砥粒を含んだ研磨パッド64によって乾式の研磨を施す装置であり、ウェーハWを保持する保持テーブル30と、保持テーブル30が保持したウェーハWを研磨する砥粒を含んだ研磨パッド64が回転可能に装着された研磨手段6と、保持テーブル30と研磨パッド64とを収容する加工室5と、を備えている。
The dry polishing device 1 shown in FIG. 1 is a device that performs dry polishing on the wafer W held on the holding table 30 by a
保持テーブル30等が配設されるドライ研磨装置1のベース10上の前方(−Y方向側)は、保持テーブル30に対してウェーハWの着脱が行われる領域となっており、ベース10上の後方(+Y方向側)は、回転する研磨パッド64によって保持テーブル30上に保持されたウェーハWの研磨が行われる領域となっている。
The front side (-Y direction side) on the
保持テーブル30は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材等からなり図示しない吸引源に連通する上面300でウェーハWを吸引保持する。保持テーブル30は、Z軸方向の軸心周りに回転可能であると共に、図1に示す蛇腹カバー31の下方に配設された図示しないY軸方向移動手段によって、着脱領域と研磨領域との間をY軸方向に往復移動可能となっている。
The holding table 30 has, for example, a circular outer shape, and sucks and holds the wafer W on an
ベース10上の後方側には、コラム17が立設されており、コラム17の−Y方向側の側面には、研磨手段6をZ軸方向に研磨送りする研磨送り手段7が配設されている。研磨送り手段7は、Z軸方向の軸心を有するボールネジ70と、ボールネジ70と平行に配設された一対のガイドレール71と、ボールネジ70に連結しボールネジ70を回動させるモータ72と、内部のナットがボールネジ70に螺合し側部がガイドレール71に摺接する昇降板73と、昇降板73に連結され研磨手段6を保持するホルダ74とから構成され、モータ72がボールネジ70を回動させると、これに伴い昇降板73がガイドレール71にガイドされてZ軸方向に往復移動し、ホルダ74に支持された研磨手段6もZ軸方向に往復移動する。
A
研磨手段6は、例えば、軸方向がZ軸方向であるスピンドル60と、スピンドル60を回転可能に支持するハウジング61と、スピンドル60を回転駆動するモータ62と、スピンドル60の下端に接続された円形板状のマウント63と、マウント63の下面に着脱可能に取り付けられた円形板状の研磨パッド64とから構成されている。研磨パッド64は、例えば、フェルト等の不織布又はウレタンからなり、適宜の砥粒を含有している。マウント63とほぼ同径の研磨パッド64の直径は、例えば、ウェーハW及び保持テーブル30の直径より大きく、研磨加工中は、ウェーハWの被研磨面Wa全体に、研磨パッド64の研磨面(下面)が接触する。
The polishing means 6 includes, for example, a
ベース10上のコラム17の前方かつ研磨手段6の下方となる位置には、例えば、箱状の外形を備えた加工室5が配設されている。加工室5は、保持テーブル30を貫通させる開口500を有する底板50と、底板50の外周から立設する側壁51a、側壁51b、側壁51c、及び側壁51dと、底板50に対面し側壁51a〜側壁51dの上端に接続され研磨手段6の研磨パッド64を貫通させる第2の開口520を備える天板52とを備えている。
For example, a
例えば、側壁51aはその下部側が略長方形状に切り欠かれて図示しない搬入出口が形成されており、+Y方向に向かって移動する保持テーブル30がこの搬入出口を通過することで、保持テーブル30は加工室5内に収容された状態になる。側壁51aには、この搬入出口を開閉するシャッター510と、シャッター510の上下方向の移動をガイドするガイドレール511とが配設されており、シャッター510は、エアシリンダ等のシャッター可動手段512によって上下動可能になっている。
底板50の略中央部に形成された開口500は、例えば、保持テーブル30よりも僅かに大径の円形状となっている。
For example, the lower side of the
The
天板52の略中央部に形成された第2の開口520は、例えば、研磨パッド64及びマウント63よりも僅かに大径の円形の形状を備えており、その周囲にはシーリング部材520aが配設されている。研磨手段6が下降して研磨パッド64が加工室5内に収容され、加工室5内で研磨パッド64によるウェーハWの乾式研磨が実施されている最中においては、マウント63とシーリング部材520aとによって第2の開口520は密に閉塞された状態になり、第2の開口520から加工室5外部へ研磨屑が飛散してしまうことはない。
The
例えば、加工室5の側壁51dには、ドライ研磨加工を実施中に生じる研磨屑を集塵する集塵機8に接続される排気口56が貫設されており、排気口56には、可撓性を有するドレンホース又は金属配管からなる排気管560の一端が連通している。
For example, the
加工室5内の研磨屑を集塵する集塵機8は、例えば、ドライ研磨装置1の側方に並べて設置される。図示の実施形態における集塵機8は、例えば、直方体形状の装置ハウジング81と、加工室5内から吸引した研磨屑を含むエアを研磨屑と清浄なエアとに分離することができるサイクロン式の分離手段83とを備えている。
The dust collectors 8 that collect the polishing debris in the
外形が直方体状である装置ハウジング81の下面には移動を容易にするための図示しないキャスターが装着されており、ユニットとして移動可能に構成されている。そして、装置ハウジング81の上方に分離手段83が配設されている。
A caster (not shown) for facilitating movement is mounted on the lower surface of the
分離手段83は、SUS等の金属材によって形成された外筒831と、外筒831内に配設された筒状の3本のフィルタ832とを備えている。外筒831内の上部には、閉塞板833が取付けられており、外筒831内は、閉塞板833によって2つの室に分けられている。即ち、外筒831内の下部側と各フィルタ832との間には、研磨屑を含むエアを清浄なエアと研磨屑とに分離する分離室830が形成され、外筒831内の上部側には、3本のフィルタ832内を通った清浄なエアが流れ込む流入室834が形成されている。
The separating means 83 includes an
外筒831の側面には研磨屑が含まれたエアを分離室830に取り入れる取り入れ管835が貫設されている。この取り入れ管835には、先に説明した排気管560の他端が接続されている。集塵機8は、吸引することで取り入れ管835から分離室830内に流入させた研磨屑が含まれたエアを分離室830で旋回せしめ、旋回による遠心力の作用で研磨屑とエアとを分離させる。分離された研磨屑は後述する研磨屑収容容器85に落下し、浄化されたエアは各フィルタ832の外側面から各フィルタ832の内部に流入する。
On the side surface of the
外筒831の下端には、装置ハウジング81内部に収容され下方に向かって径が縮径された漏斗状の研磨屑受け取り部831bが取付けられており、この研磨屑受け取り部831bの下端側には、研磨屑を収容する研磨屑収容容器85が配設されている。研磨屑収容容器85内には、水が溜められており、研磨屑収容容器85内に落ちてくる研磨屑は、該水によって取り込まれ研磨屑収容容器85内で沈殿するため、再度分離室830に戻ってしまうことはない。例えば、研磨屑収容容器85は、装置ハウジング81外部の図示しない廃液処理装置に連通しており、研磨屑収容容器85内の研磨屑を十分に含んだ廃液は、該廃液処理装置に適宜排出される。
A funnel-shaped polishing
中心穴832aを備えた有底円筒状の3本のフィルタ832は、その下端面が封鎖されている。なお、フィルタ832は、フィルタ832の研磨屑の分離面積が増大するように蛇腹状に折り畳んで全体として円環状に形成することにより筒状としたものであってもよい。フィルタ832は、閉塞板833に設けられた図示しない取付け穴に挿通して配設され、その上端に設けられた取付けフランジ832bが閉塞板833にビス等の固定手段によって取付けられる。分離室830内のエアは、フィルタ832の外側面から中心穴832aに至る間に、分離室830内における旋回でも分離できなかった微細な研磨屑がさらに濾過され、清浄なエアとなって中心穴832aの上端から流入室834内に流れ込む。なお、フィルタ832の配設数は、本実施形態の本数に限られるものではない。
The lower end surface of the three bottomed
外筒831の側面上部には清浄なエアを流入室834内から排気する排気管836が貫設されており、排気管836にはドレンホース又は金属配管からなる排気流路836aの一端が接続されており、排気流路836aのもう一端は、後述する吸気配管840に接続されている。
An
装置ハウジング81の内部には、吸気配管840と排気ダクト841とを備える吸引モータ84が配設されており、吸引モータ84が駆動することで、吸気配管840から吸引モータ84に研磨屑が除去された後の清浄なエアが吸い込まれ、吸い込まれた該エアが排気ダクト841から装置ハウジング81の外部に排出される。
A
集塵機8は、3本のフィルタ832によって捕集された微細な研磨屑を除去するためのフィルタ再生手段88を具備している。フィルタ再生手段88は、流入室834内に配設され3本のフィルタ832の中心穴832aに向けて高圧エアをそれぞれ噴射する3本の噴射ノズル881と、3本の噴射ノズル881に供給する高圧エアを貯蔵するエアタンク882と、エアタンク882と噴射ノズル881とを接続するエアホース883と、エアホース883から噴射ノズル881に供給するエアをそれぞれ制御する3個の制御バルブ884と、3個の制御バルブ884を制御するバルブ制御部885とを備えている。なお、エアホース883は、流入室834内に配設された図示しない分岐管によって、噴射ノズル881のそれぞれに接続されている。
The dust collector 8 includes a filter regeneration means 88 for removing fine polishing debris collected by the three
3個の制御バルブ884は、エアオペレーションバルブ又はソレノイドバルブである。3個の制御バルブ884がエアオペレーションバルブである場合には、制御バルブ884はコンプレッサー等を備えるバルブ制御部885にエア供給管を介して接続されており、バルブ制御部885から制御バルブ884に制御エアを作用せしめると、制御バルブ884が開かれた状態になる。3個の制御バルブ884がソレノイドバルブである場合には、制御バルブ884とバルブ制御部885とは配線によって電気的に接続されており、バルブ制御部885から制御バルブ884に通電がなされると、制御バルブ884が開かれた状態になる。
制御バルブ884が開かれると、エアタンク882内の高圧エアがエアホース883及び制御バルブ884を通り、噴射ノズル881からフィルタ832の中心穴832aに向けて噴射される。この結果、フィルタ832の中心穴832a側から外周に向けて濾過時とは逆に高圧エアが流れるため、フィルタ832によって捕集された微細な研磨屑がフィルタ832の外側面から吹き飛ばされ、フィルタ832が洗浄される。吹き飛ばされた微細な研磨屑は、落下して研磨屑収容容器85内に収容される。なお、このフィルタ再生手段88は、集塵機8が所定時間稼働した時点で定期的に作動すればよい。
The three
When the
図1において二点鎖線の丸枠内に拡大して示すように、加工室5の側壁51aには、加工室5内に空気を取り込む吸気口57が貫通形成されている。例えば、吸気口57の外形は矩形状となっており、吸気口57には、短筒状のダクト570が連通している、該ダクト570には、第1のパンチングプレート571と第2のパンチングプレート572とが吸気口57を覆うようにY軸方向に並べて配設されている。なお、パンチングプレートは、吸気口57を覆うように1枚だけ配設されていてもよく、吸気口57を覆うように3枚以上並べて配設されていてもよい。
As shown enlarged in the round frame of the alternate long and short dash line in FIG. 1, an
例えば、第1のパンチングプレート571(第2のパンチングプレート572)は、SUS等からなる矩形状の平板であり、複数の細かい穴571a(細かい穴572a)が縦横に整列して貫通形成されている。例えば、第1のパンチングプレート571と第2のパンチングプレート572とは、短筒状のダクト570内に図示しないボルト等によって2枚並べて取り付けられており、第1のパンチングプレート571と第2のパンチングプレート572とのY軸方向における間には所定の隙間Vが形成されている。
For example, the first punching plate 571 (second punching plate 572) is a rectangular flat plate made of SUS or the like, and a plurality of
第1のパンチングプレート571の細かい穴571aと第2のパンチングプレート572の細かい穴572aとは、互いに重なり合わないように側壁51aの面方向(本実施形態においては、Z軸方向)にずらされた状態になっている。なお、第1のパンチングプレート571の細かい穴571aと第2のパンチングプレート572の細かい穴572aとは、重なり合わないようにX軸方向にずらされた状態になっていてもよい。
The fine holes 571a of the
第1のパンチングプレート571及び第2のパンチングプレート572の上方には、第1のシャワー部573及び第2のシャワー部574がそれぞれ配設されている。第1のシャワー部573及び第2のシャワー部574は、X軸方向に延在するノズルであり、その下面(−Z方向側の面)には、水を下方に噴射する図示しない噴射口が複数整列して設けられている。なお、噴射口は、第1のシャワー部573(第2のシャワー部574)の下面に一本連続的に延びる細幅のスリット状となっていてもよい。第1のシャワー部573及び第2のシャワー部574は、配管を介して水供給源575と連通している。例えば、第1のパンチングプレート571及び第2のパンチングプレート572の下方には、第1のパンチングプレート571及び第2のパンチングプレート572に供給された水を受け止めて処理する図示しない廃水処理手段が配設されていてもよい。
A
以下に、保持テーブル30に保持されたウェーハWをドライ研磨する場合のドライ研磨装置1の動作について説明する。図1に示すウェーハWは、例えば、外形が円形板状の半導体ウェーハであり、ウェーハWの上面が、研磨加工される被研磨面Waとなる。ウェーハWの下面は、図示しない保護テープが貼着されて保護されている。 The operation of the dry polishing apparatus 1 when the wafer W held on the holding table 30 is dry-polished will be described below. The wafer W shown in FIG. 1 is, for example, a semiconductor wafer having a circular plate shape in outer shape, and the upper surface of the wafer W is a surface to be polished Wa. The lower surface of the wafer W is protected by a protective tape (not shown).
まず、着脱領域内において、ウェーハWは被研磨面Waが上側になるように保持テーブル30の上面300に載置される。そして、図示しない吸引源により生み出される吸引力が該上面300に伝達されることで、保持テーブル30がウェーハWを吸引保持する。
First, in the attachment / detachment region, the wafer W is placed on the
次いで、図示しないY軸方向移動手段が、ウェーハWを保持した保持テーブル30を+Y方向へ移動させる。また、加工室5のシャッター510が開き、保持テーブル30が図示しない搬入出口を通り加工室5内に搬入された後、シャッター510が閉じられる。加工室5内に収容された保持テーブル30は、開口500を貫通して底板50から上方に向かって突き出た状態になる。
Next, a Y-axis direction moving means (not shown) moves the holding table 30 holding the wafer W in the + Y direction. Further, the
研磨手段6のモータ62がスピンドル60を回転駆動し、これに伴って研磨パッド64も回転する。また、研磨手段6が研磨送り手段7により−Z方向へと送られ、回転する研磨パッド64がウェーハWの被研磨面Wa全面に当接する。そして、保持テーブル30がZ軸方向の軸心周りに回転するのに伴ってウェーハWも回転し、ウェーハWの被研磨面Wa全面が研磨パッド64によってドライ研磨される。
The
ドライ研磨加工が開始されることで研磨屑が生成されて加工室5内に飛散するため、ドライ研磨加工中は、集塵機8が加工室5内から研磨屑を含んだエアの吸引を行う。具体的には、吸引モータ84が吸引を行うことで、加工室5内に排気口56へ向かうエアの流れ(吸引力)が発生し、加工室5内が負圧の状態になる。加工室5内に発生した研磨屑は、該吸引力によって、エアと共に排気口56及び排気管560を通り、集塵機8の分離室830に流れ込む。研磨屑が含まれたエアは分離室830で旋回し、遠心力の作用で研磨屑とエアとが分離する。分離された研磨屑は、分離室830内を落下して研磨屑受け取り部831bを通り、研磨屑収容容器85に収容される。研磨屑が分離されたエアは、各フィルタ832の外側面から各フィルタ832の内部に流入することで、更に微細な研磨屑が濾過され清浄なエアとなってフィルタ832の中心穴832aの上端から流入室834内に流れていく。流入室834内に流れ込んだ清浄なエアは、排気管836、排気流路836a、吸気配管840、吸引モータ84、及び排気ダクト841を通り集塵機8の外部に排気される。
When the dry polishing process is started, polishing debris is generated and scattered in the
集塵機8によって加工室5内から研磨屑を含んだエアが吸引されるのに伴って、図2に示すように、水供給源575から第1のシャワー部573及び第2のシャワー部574に水が所定量供給され始め、第1のシャワー部573及び第2のシャワー部574の図示しない噴射口から水が下方に向かってそれぞれ噴射される。各噴射口から噴射された水は、第1のパンチングプレート571及び第2のパンチングプレート572の各両側面をそれぞれ流れていく。加工室5内に図1に示す排気口56へ向かうエアの流れが発生しているため、外部のエアが吸気口57から加工室5内に吸気されていく。ここで、吸気方向のエアの流れによって、第1のパンチングプレート571及び第2のパンチングプレート572の各両側面をそれぞれ流れている水は水膜状にならず、加工室5外部のエアは、第2のパンチングプレート572の細かい穴572a及び第1のパンチングプレート571の細かい穴571aを通り吸気口57から加工室5内に取り込まれていく。
As the dust collector 8 sucks air containing polishing debris from the
なお、例えば、図3に示すように、第1のパンチングプレート571と第2のパンチングプレート572との間が近すぎることで、両者の間の隙間V1が小さすぎる場合には、水供給源575からの水の供給によって、第1のパンチングプレート571の側面を流れる水と第2のパンチングプレート572の側面を流れる水とが合流してしまい、第1のパンチングプレート571と第2のパンチングプレート572との間に厚い水膜が形成されてしまう。その結果、加工室5外部のエアは、第1のパンチングプレート571の細かい穴571aを通り抜けることができなくなり、吸気口57からエアを加工室5内に取り込むことができなくなり、集塵機8による加工室5内から研磨屑を含んだエアの吸引も停止してしまう。したがって、第1のパンチングプレート571と第2のパンチングプレート572との間の隙間は、図2に示すように、第1のパンチングプレート571の側面を流れる水と第2のパンチングプレート572の側面を流れる水とが合流してしまうことがない程度の大きさを備えた隙間Vとするよい。
For example, as shown in FIG. 3, when the gap V1 between the
図1に示す集塵機8によって加工室5内から研磨屑を含んだエアが吸引され続け所定時間が経過すると、集塵機8の3本のフィルタ832の外側面には研磨屑が溜まる。そこで、吸引モータ84による吸引が行われている状態で、バルブ制御部885の制御の下で3個の制御バルブ884が例えば1分間ずつ間隔を空けて順次開かれていき、エアタンク882内の高圧エアがエアホース883及び制御バルブ884を通り各噴射ノズル881からフィルタ832の中心穴832aに向けて噴射される。その結果、フィルタ832の外側面に付着している研磨屑が外側に吹き飛ばされ、3本のフィルタ832が1本ずつ順次エア洗浄されていく。エアが各フィルタ832に順次噴射された後、バルブ制御部885の制御の下で3個の制御バルブ884は順次閉じられていく。なお、各フィルタ832に対する高圧エアの噴射時間は非常に短い時間でよい。
When the air containing the polishing debris continues to be sucked from the inside of the
上記のように、制御バルブ884が開き噴射ノズル881からフィルタ832の中心穴832aに向けて高圧エアが噴射される、即ち、吸引モータ82の吸引方向とは逆方向に高圧エアが噴射されると、その直後(以下、逆噴射直後とする)に、フィルタ832の外側面を通過した高圧エアが、分離室830、取り入れ管835、排気管560、及び排気口56を吸引方向とは逆方向に流れていき、加工室5内に流れ込む。その結果、加工室5内の排気口56へ向かうエアの流れが瞬間的に無くなるため、図4に示すように、第1のパンチングプレート571及び第2のパンチングプレート572の各両側面をそれぞれ流れている水が水膜状に広がり、第1のパンチングプレート571の細かい穴571a及び第2のパンチングプレート572の細かい穴572aが水膜によって塞がれた状態になる。
As described above, when the
第1のパンチングプレート571の細かい穴571a及び第2のパンチングプレート572の細かい穴572aが水膜によって塞がれた状態となった直後に、加工室5内に流れ込んだ高圧エアによって、加工室5内が僅かな間陽圧になり吸気口57へ向かうエアの流れが瞬間的に発生する。ここで、第1のパンチングプレート571の細かい穴571a及び第2のパンチングプレート572の細かい穴572aが水膜によって塞がれた状態となっているため、吸気口57に向かってエアと共に流れた研磨屑は、まず、第1のパンチングプレート571上の該水膜内に取り込まれる。したがって、研磨屑が第1のパンチングプレート571の細かい穴571aを通り抜けて加工室5外に噴出して飛散しまうことを防ぐことができる。
Immediately after the
第1のパンチングプレート571の細かい穴571aを通り抜けてしまう研磨屑も僅かに存在する。しかし、本実施形態のように、第2のパンチングプレート572が第1のパンチングプレート571に対して所定の隙間Vを設けて隣り合うように配設されており、また、第1のパンチングプレート571の細かい穴571aと第2のパンチングプレート572を細かい穴572aとは重なり合わないように側壁51aの面方向(本実施形態においては、Z軸方向)にずらされているため、第1のパンチングプレート571の細かい穴571aを通り抜けてしまった研磨屑は、第2のパンチングプレート572上の該水膜に取り込まれる。したがって、研磨屑が加工室5外に噴出して飛散しまうことをより確実に防ぐことが可能となる。
There is also a small amount of abrasive debris that passes through the
第1のパンチングプレート571上の水膜に取り込まれた研磨屑及び第2のパンチングプレート572上の水膜に取り込まれた研磨屑は、図5に示すように、第1のパンチングプレート571の側面及び第2のパンチングプレート572の側面を水と共に下方に向かって流れていき、図示しない廃水処理手段に収容され処理される。
As shown in FIG. 5, the polishing debris taken into the water film on the
上述したように、図1に示す各フィルタ832に対する高圧エアの噴射時間は非常に短い時間であるため、加工室5内が陽圧になり吸気口57へ向かうエアの流れが発生するのも非常に短い時間である。したがって、吸引モータ84による吸引が行われていることで、加工室5内は再び負圧の状態になり、図2に示す排気口56へ向かうエアの流れ(吸引力)が発生している状態に戻る。
As described above, since the injection time of the high-pressure air for each
研磨屑の吸引が集塵機8によってなされつつ、ウェーハWの被研磨面Waが所定量研磨された後、図1に示す研磨手段6が研磨送り手段7により+Z方向へと引き上げられて、研磨パッド64がウェーハWから離間する。次いで、図示しないY軸方向移動手段が、研磨済みのウェーハWを保持した保持テーブル30を−Y方向へ移動させる。また、加工室5のシャッター510が開き、保持テーブル30が図示しない搬入出口を通り加工室5外に搬出される。
After the surface Wa to be polished of the wafer W is polished by a predetermined amount while the polishing dust is sucked by the dust collector 8, the polishing means 6 shown in FIG. 1 is pulled up in the + Z direction by the polishing feeding means 7, and the
なお、本発明に係るドライ研磨装置は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されているドライ研磨装置1の各構成についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。例えば、本発明に係るドライ研磨装置は、粗研削手段及び仕上げ研削手段等を備える研削研磨装置の一部として、研削研磨装置に組み込まれていてもよい。 The dry polishing apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiment, and each configuration of the dry polishing apparatus 1 shown in the attached drawings is not limited to this, and the effect of the present invention is not limited to this. It can be changed as appropriate within the range where can be exhibited. For example, the dry polishing apparatus according to the present invention may be incorporated in the grinding and polishing apparatus as a part of the grinding and polishing apparatus including the rough grinding means, the finish grinding means and the like.
1:ドライ研磨装置 10:ベース 17:コラム
30:保持テーブル 300:保持テーブルの上面 31:蛇腹カバー
5:加工室 50:底板 500:開口 51a:側壁 510:シャッター 511:ガイドレール 512:シャッター可動手段
51b:側壁 51c:側壁
51d:側壁 56:排気口
52:天板 520:第2の開口 520a:シーリング部材
57:吸気口 570:配管
571:第1のパンチングプレート 571a:細かい穴
572:第2のパンチングプレート 572a:細かい穴
573:第1のシャワー部 574:第2のシャワー部 575:水供給源
6:研磨手段 60:スピンドル 61:ハウジング 62:モータ 63:マウント
64:研磨パッド
7:研磨送り手段 70:ボールネジ 71:一対のガイドレール 72:モータ 73:昇降板 74:ホルダ
8:集塵機 81:装置ハウジング
83:分離手段 831:外筒 831b:研磨屑受け取り部 832:フィルタ 833:閉塞版 834:流入室 835:取り入れ管 836:排気管 836a:排気流路 85:研磨屑収容容器
84:吸引モータ 840:吸気配管 841:排気ダクト
88:フィルタ再生手段 881:噴射ノズル 882:エアタンク 883:エアホース
884:制御バルブ 885:バルブ制御部
W:ウェーハ
1: Dry polishing device 10: Base 17: Column 30: Holding table 300: Top surface of holding table 31: Bellows cover 5: Processing room 50: Bottom plate 500:
51d: Side wall 56: Exhaust port 52: Top plate 520:
Claims (2)
該加工室は、該保持テーブルを貫通させる開口を有する底板と、該底板の外周から立設する側壁と、該底板に対面し該側壁の上端に接続され該研磨手段の該研磨パッドを貫通させる第2の開口を備える天板と、該研磨パッドがウェーハを研磨した際に生じる研磨屑を集塵する集塵機に接続される排気口と、を備え、
該側壁には、該加工室内に空気を取り込む吸気口を備え、
細かい穴を複数備え該吸気口を覆うように配設されたパンチングプレートと、該パンチングプレートに水を供給するシャワー部とを備えたドライ研磨装置。 A holding table for holding the wafer, a polishing means rotatably mounted with a polishing pad containing abrasive grains for polishing the wafer held by the holding table, and a processing chamber for accommodating the holding table and the polishing pad. A dry polishing device equipped with,
The processing chamber is connected to a bottom plate having an opening for penetrating the holding table, a side wall erected from the outer periphery of the bottom plate, and the upper end of the side wall facing the bottom plate, and penetrates the polishing pad of the polishing means. A top plate having a second opening and an exhaust port connected to a dust collector that collects polishing debris generated when the polishing pad polishes a wafer are provided.
The side wall is provided with an intake port for taking in air into the processing chamber.
A dry polishing device including a punching plate provided with a plurality of fine holes and arranged so as to cover the intake port, and a shower portion for supplying water to the punching plate.
隣り合う該パンチングプレートの前記細かい穴は、重なり合わないように前記側壁の面方向にずらされている請求項1記載のドライ研磨装置。 At least two punching plates are arranged so as to cover the intake port with a predetermined gap.
The dry polishing apparatus according to claim 1, wherein the fine holes of the adjacent punching plates are displaced in the surface direction of the side wall so as not to overlap each other.
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