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公開番号2025099046
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215397
出願日2023-12-21
発明の名称非接触パッド洗浄装置
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B24B 53/017 20120101AFI20250626BHJP(研削;研磨)
要約【課題】研磨パッドの研磨面に形成された微小な孔から異物を取り除くことができる非接触パッド洗浄装置を提供する。
【解決手段】非接触パッド洗浄装置は、研磨パッド2を回転させる回転テーブル5と、研磨パッド2の上方に配置された複数の二流体ノズル8と、複数の二流体ノズル8に連結された液体供給ライン61および気体供給ライン65を備える。複数の二流体ノズル8は、研磨パッド2の半径方向に沿って配列されている。研磨パッド2の研磨面2aに対して垂直な方向から見たときの、複数の二流体ノズル8の噴出口8aは、研磨パッド2の半径方向に延びる基準線RLに対して斜めに傾いている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ワークピースを研磨するための研磨パッドの研磨面を非接触で洗浄する非接触パッド洗浄装置であって、
前記研磨パッドを回転させる回転テーブルと、
前記研磨パッドの上方に配置された複数の二流体ノズルと、
前記複数の二流体ノズルに連結された液体供給ラインおよび気体供給ラインを備え、
前記複数の二流体ノズルは、前記研磨パッドの半径方向に沿って配列されており、
前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口は、前記研磨パッドの半径方向に延びる基準線に対して斜めに傾いている、非接触パッド洗浄装置。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口は、前記研磨パッドの回転方向と同じ方向に傾いている、請求項１に記載の非接触パッド洗浄装置。
【請求項３】
前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口は、前記基準線上にある、請求項１に記載の非接触パッド洗浄装置。
【請求項４】
前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口の前記基準線に対する傾き角度は、各二流体ノズルの前記研磨パッドの中心からの距離に従って大きくなる、請求項１に記載の非接触パッド洗浄装置。
【請求項５】
前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口の前記基準線からの距離は、各二流体ノズルの前記研磨パッドの中心からの距離に従って大きくなり、
各二流体ノズルの噴出口の前記基準線からの前記距離は、前記研磨パッドの回転方向において前記基準線から下流側に向かう距離である、請求項４に記載の非接触パッド洗浄装置。
【請求項６】
前記液体供給ラインに連結されたファインバブル生成器をさらに備えている、請求項１に記載の非接触パッド洗浄装置。
【請求項７】
前記液体供給ラインに連結され、前記液体供給ラインを流れる液体を加熱する液体加熱装置をさらに備えている、請求項１に記載の非接触パッド洗浄装置。
【請求項８】
前記研磨パッドの前記研磨面上の二流体に含まれる液体を前記研磨パッドの外周に導くための液排出流体の噴流を形成するパッド洗浄ノズルをさらに備えている、請求項１に記載の非接触パッド洗浄装置。
【請求項９】
前記パッド洗浄ノズルに液排出流体を供給する液排出流体ラインと、
前記液排出流体ラインに連結されたファインバブル生成器をさらに備えている、請求項８に記載の非接触パッド洗浄装置。
【請求項１０】
前記パッド洗浄ノズルは、前記研磨パッドの回転方向において前記複数の二流体ノズルの下流に配置されている、請求項８に記載の非接触パッド洗浄装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ、基板、配線パネルなどのワークピースの研磨に使用される研磨パッドの研磨面を流体により洗浄する非接触パッド洗浄装置に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
研磨装置は、半導体デバイスの製造に使用されるウェーハ、基板、配線パネルなどのワークピースを研磨するための装置である。ワークピースは、スラリーの存在下で研磨パッドの研磨面に摺接されることで、ワークピースの表面が研磨される。研磨パッドの研磨性能を維持するために、ドレッサを用いて研磨パッドの研磨面のドレッシングが行われる。具体的には、ドレッサは、ダイヤモンド粒子などの砥粒が固定されたドレッシング面を研磨パッドの研磨面に摺接させることで、研磨パッドの研磨面をわずかに削り取り、これによって研磨パッドの研磨面を再生する。
【０００３】
研磨パッドの研磨面には微小な孔が形成されている。ワークピースの研磨屑、スラリーに含まれる砥粒、研磨パッドの削り屑などの異物は、これらの孔内に堆積する。そこで、異物を孔から除去するために、研磨パッドを回転させながら、アトマイザから純水の噴流を研磨面に当てて、異物を研磨パッドから純水により洗い流す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－２００５５２号公報
特開２０１３－９９８２８号公報
特開２０１６－９７４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、研磨パッドの研磨面は広いため、アトマイザからの純水の噴流により一旦孔から除去された異物が、再び研磨面に付着することがある。また、ドレッサによる研磨パッドのドレッシングは、研磨パッドの研磨面をわずかに削り取るので、研磨パッドの孔に堆積した異物を完全に除去することができない。結果として、研磨パッドに異物が残留した状態で、ワークピースが研磨される。研磨パッドに残留する異物は、ワークピースのスクラッチの原因となる。加えて、ワークピースに付着した異物は、研磨工程の後に行われる洗浄工程に使用される洗浄具を汚染するおそれがある。さらには、ワークピースに付着した異物は、半導体デバイスのディフェクトを引き起こすおそれもある。
【０００６】
そこで、本発明は、研磨パッドの研磨面に形成された微小な孔から異物を取り除くことができる非接触パッド洗浄装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様では、ワークピースを研磨するための研磨パッドの研磨面を非接触で洗浄する非接触パッド洗浄装置であって、前記研磨パッドを回転させる回転テーブルと、前記研磨パッドの上方に配置された複数の二流体ノズルと、前記複数の二流体ノズルに連結された液体供給ラインおよび気体供給ラインを備え、前記複数の二流体ノズルは、前記研磨パッドの半径方向に沿って配列されており、前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口は、前記研磨パッドの半径方向に延びる基準線に対して斜めに傾いている、非接触パッド洗浄装置が提供される。
【０００８】
一態様では、前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口は、前記研磨パッドの回転方向と同じ方向に傾いている。
一態様では、前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口は、前記基準線上にある。
一態様では、前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口の前記基準線に対する傾き角度は、各二流体ノズルの前記研磨パッドの中心からの距離に従って大きくなる。
一態様では、前記研磨パッドの研磨面に対して垂直な方向から見たときの、前記複数の二流体ノズルの噴出口の前記基準線からの距離は、各二流体ノズルの前記研磨パッドの中心からの距離に従って大きくなり、各二流体ノズルの噴出口の前記基準線からの前記距離は、前記研磨パッドの回転方向において前記基準線から下流側に向かう距離である。
【０００９】
一態様では、前記非接触パッド洗浄装置は、前記液体供給ラインに連結されたファインバブル生成器をさらに備えている。
一態様では、前記非接触パッド洗浄装置は、前記液体供給ラインに連結され、前記液体供給ラインを流れる液体を加熱する液体加熱装置をさらに備えている。
一態様では、前記非接触パッド洗浄装置は、前記研磨パッドの前記研磨面上の二流体に含まれる液体を前記研磨パッドの外周に導くための液排出流体の噴流を形成するパッド洗浄ノズルをさらに備えている。
一態様では、前記非接触パッド洗浄装置は、前記パッド洗浄ノズルに液排出流体を供給する液排出流体ラインと、前記液排出流体ラインに連結されたファインバブル生成器をさらに備えている。
一態様では、前記パッド洗浄ノズルは、前記研磨パッドの回転方向において前記複数の二流体ノズルの下流に配置されている。
【００１０】
一態様では、前記複数の二流体ノズルは、前記研磨パッドの中心側に位置する中心側二流体ノズルと、前記研磨パッドの外周側に位置する外周側二流体ノズルを含み、前記外周側二流体ノズルの噴出口の前記研磨面からの距離は、前記中心側二流体ノズルの噴出口の前記研磨面からの距離よりも小さい。
一態様では、前記複数の二流体ノズルは、前記研磨パッドの中心側に位置する中心側二流体ノズルと、前記研磨パッドの外周側に位置する外周側二流体ノズルを含み、前記外周側二流体ノズルの噴出口の前記研磨面からの距離は、前記中心側二流体ノズルの噴出口の前記研磨面からの距離よりも大きい。
一態様では、前記液体供給ラインは、前記複数の二流体ノズルにそれぞれ連結された複数の分岐液体ラインを有し、前記非接触パッド洗浄装置は、前記複数の分岐液体ラインにそれぞれ連結された複数の液体流量制御弁と、前記複数の液体流量制御弁の動作を独立に制御する動作制御部をさらに備えており、前記複数の二流体ノズルは、前記研磨パッドの中心側に位置する中心側二流体ノズルと、前記研磨パッドの外周側に位置する外周側二流体ノズルを含み、前記動作制御部は、前記外周側二流体ノズルに供給される液体の流量が、前記中心側二流体ノズルに供給される液体の流量よりも高くなるように、前記複数の液体流量制御弁の動作を制御するように構成されている。
一態様では、前記液体供給ラインは、前記複数の二流体ノズルにそれぞれ連結された複数の分岐液体ラインを有し、前記非接触パッド洗浄装置は、前記複数の分岐液体ラインにそれぞれ連結された複数の液体流量制御弁と、前記複数の液体流量制御弁の動作を独立に制御する動作制御部をさらに備えており、前記複数の二流体ノズルは、前記研磨パッドの中心側に位置する中心側二流体ノズルと、前記研磨パッドの外周側に位置する外周側二流体ノズルを含み、前記動作制御部は、前記中心側二流体ノズルに供給される液体の流量が、前記外周側二流体ノズルに供給される液体の流量よりも高くなるように、前記複数の液体流量制御弁の動作を制御するように構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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