JP2008306180A - 膜の基板斜面及び縁部の研磨プロファイルを制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の縁部に堆積した不要な膜を部分的または完全に除去することが可能な基板縁部の研磨装置及び研磨方法を提供する。
【解決手段】基板縁部１０４上の膜１１６を研磨する装置において、基板の縁部上に形成された膜のプロファイルに対応して研磨材料を押し付けることができるよう、バッキングプレート３１６に、平坦領域４０２と曲線状領域４０４からなると共に、これら両領域をカットオフジョイント４０６で結合したプロファイルを持たせる。
【選択図】図５Ｂ

Description

関連出願の相互参照

[0001]本出願は、発明の名称が「エピタキシャル膜の基板斜面及び縁部の研磨プロファイルを制御する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された、米国仮特許出願番号第６０／９３９,３４３号(代理人整理番号：１１４１７／Ｌ)に対して優先権を主張しており、該出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

[0002]本出願は、同一出願人による、共に係属中である以下の米国特許出願に関連しており、それらの出願のそれぞれは、全ての目的で、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

[0003]発明の名称は、「基板を処理する方法及び装置」であり、２００５年１２月９日付で出願された米国特許出願番号第１１／２９９,２９５号(代理人整理番号：１０１２１)；
[0004]発明の名称は、「基板を処理する方法及び装置」であり、２００５年１２月９日付で出願された米国特許出願番号第１１／２９８,５５５号(代理人整理番号：１０４１４)；
[0005]発明の名称は、「基板の縁部を研磨する方法及び装置」であり、２００７年３月２９日付で出願された米国特許出願番号第１１／６９３、６９５号（代理人整理番号：１０５６０）；
[0006]発明の名称は、「膨張式研磨ホイールを使用して基板のノッチを研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５１号(代理人整理番号：１０６７４／Ｌ)；
[0007]発明の名称は、「基板ノッチの中心を見つける方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５３号(代理人整理番号：１１２４４／Ｌ)；
[0008]発明の名称は、「成形されたバッキングパッドを使用して基板のノッチを研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２１９号(代理人整理番号：１１４８３／Ｌ)；
[0009]発明の名称は、「バッキングパッドを使用して基板の両面の縁部から膜及び薄片を除去する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３４２号(代理人整理番号：１１５６４／Ｌ)；
[0010]発明の名称は、「効率的なテープのルーティング配置を有する斜面研磨ヘッドを使用する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５０号(代理人整理番号：１１５６５／Ｌ)；
[0011]発明の名称は、「基板研磨のためにローリングバッキングパッドを使用する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３４４号(代理人整理番号：１１５６６／Ｌ)；
[0012]発明の名称は、「研磨アームを使用して基板の縁部を研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３３３号(代理人整理番号：１１５６７／Ｌ)；
[0013]発明の名称は、「基板縁部のプロファイルを識別し、その識別された縁部のプロファイルによって基板の処理を調整する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２１２号(代理人整理番号：１１６９５／Ｌ)；
[0014]発明の名称は、「半導体の製造における高性能の基板斜面及び縁部の研磨のための方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３３７号(代理人整理番号：１１８０９／Ｌ)；
[0015]発明の名称は、「基板の振動により基板のノッチを研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２２８号(代理人整理番号：１１９５２／Ｌ)；及び、
[0016]発明の名称は、「基板の縁部除外領域の大きさを制御する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２０９号(代理人整理番号：１１９８７／Ｌ)。

発明の分野

[0017]本発明は、一般的に、基板の処理に関し、より詳細には、基板縁部の膜プロファイルを制御する方法及び装置に関する。

発明の背景

[0018]基板は、電子デバイスの製造に使用される。処理中に、基板の表面に膜が堆積されることがある。しかし、基板の縁部にこのような膜を有することは、好ましくないときがある。このように、基板の縁部から膜を部分的にまたは完全に除去するように適合された方法及び装置が要求されている。

発明の概要

[0019]本発明の一態様において、基板の縁部上で膜を研磨する方法が提供される。この装置は、基板の縁部上で膜に研磨材料を押し付けるように適合されたバッキングプレートを有する研磨ヘッドを備え、該バッキングプレートは、研磨中に、予め設定された膜プロファイルを提供するように適合されたプロファイル部分を有している。

[0020]本発明の他の態様において、基板の縁部上で膜を研磨するシステムが提供される。このシステムは、基板を支持及び回転させるように適合された基板支持体と、基板の縁部上で膜に研磨材料を押し付けるように適合されたバッキングプレートを有する研磨ヘッドであって、該バッキングプレートは、基板の研磨中に、予め設定された膜プロファイルを提供するように適合されたプロファイル部分を有する、研磨ヘッドと、該研磨ヘッドの移動を動作させるように適合されたコントローラとを備える。

[0021]本発明のさらに他の態様において、基板の縁部上で膜を研磨する方法が提供される。この方法は、プロファイルされたバッキングプレートのための揺動開始角度及び揺動終了角度を選択するステップと、基板の縁部上で膜をバッキングプレートに接触させるステップと、研磨中に、基板の縁部上で膜に対してバッキングプレートを揺動（ｒｏｃｋ）させるステップとを備える。

[0022]本発明のさらに他の態様において、基板の縁部上で膜に研磨材料を押し付けるように適合されたバッキングプレートが提供され、このバッキングプレートは、研磨中に、予め設定された膜プロファイルを提供するように適合されたプロファイル部分を有している。多数の他の態様が提供される。

[0023]本発明の更なる特徴及び態様は、後述する詳細な説明、添付の特許請求の範囲及び添付の図面に基づいてより明らかになる。

詳細な説明

[0034]本発明は、基板の縁部を研磨するための改善された方法及び装置を提供する。本発明における「研磨」という用語は、基板に堆積された膜の層を磨耗させることを意味する。摩耗は、膜のより薄い層が残るような部分的なものであってもよく、膜が残らないようにする完全なものであってもよい。本発明は、所望の膜の形状と実質的に符合する形状を有したバッキングプレートが基板の縁部に残るようにする。所望の膜プロファイルによって、異なる形状を有したバッキングプレートが使用されることができる。また、バッキングプレートは、膜に対して揺動されて、所望の膜プロファイルを得ることができる。一部の実施形態において、バッキングプレートは、基板上の膜にバッキングパッドを押し付けて、膜の除去を最適化することができる。

[0035]図１を参照すると、基板１００は、２個の主面１０２、１０２’、及び縁部１０４を含むことができる。基板１００のそれぞれの主面１０２、１０２’は、デバイス領域１０６、１０６’及び除外（exclusion）領域１０８、１０８’を含むことができる（しかしながら、典型的に、２個の主面１０２、１０２’のうちの１つだけが、デバイス領域及び除外領域を含むようになる）。除外領域１０８、１０８’は、デバイス領域１０６、１０６’と縁部１０４との間のバッファとして機能することもできる。基板１００の縁部１０４は、外縁部１１０及び斜面１１２、１１４を含むことができる。斜面１１２、１１４は、２個の主面１０２、１０２’の除外領域１０８、１０８’と外縁部１１０との間に位置することもできる。基板１００は、処理中に、少なくとも１つの斜面１１２及び外縁部１１０を含めて、少なくとも１つの主面１０２及び縁部１０４に堆積された膜１１６を有することがある。本発明は、デバイス領域１０６、１０６’に影響を及ぼすことなく、基板１００の外縁部１１０及び少なくとも１つの斜面１１２、１１４を研磨するように適合される。一部の実施形態において、除外領域１０８、１０８’の全部または一部が、さらに洗浄または研磨されることもできる。

[0036]図２は、本発明による基板研磨システム２００の例示的な実施形態を描写する断面図である。図２のシステム２００は、例えば、基板縁部１０４を含め、基板１００を研磨するように適合することができる。縁部の研磨処理において、基板縁部１０４は、欠陥または汚染物質を除去するために、膜厚を減少させるために、そして、より一般的には表面の均一性を改善するために、研磨することができる。

[0037]本明細書に示されたシステム２００は、順に、それぞれが、前述した基板１００の部分を洗浄及び研磨するための複数の研磨装置２０４の一部となることができる、３個の研磨ヘッド２０２を含む。任意の個数及び任意の種類の研磨ヘッド２０２が、任意の実行可能な組み合わせで使用されていてもよい。装置２０４は、フレームにより支持することができる。フレームは、アルミニウム、ステンレス鋼等のような任意の実用的な材料から構築することができる。また、そのようなマルチヘッドの実施形態で、それぞれのヘッド２０２は、異なる輪郭を有したバッキングプレート３１６（図３）を使用することができる（例えば、バッキングプレートを揺動する平面に平行または直交させたり、或いは、異なる形状に成形されたカットオフジョイントや、平坦領域に対する異なる幅等）。任意の個数のヘッド２０２が、同時に且つ個別的に、及び／または任意の順序で使用されてもよい。ヘッド２０２は、多様な位置及び多様な配向（例えば、基板縁部１０４に対して整列されるか、基板縁部１０４に垂直であるか、基板縁部１０４に対して角度を有する等）に配置されて、研磨ヘッド２０２（及び後述するバッキングパッド及び／または研磨テープ）が、基板縁部１０４の多様な部分を研磨することができるようにする。基板１００は、研磨されるとき、固定されていてもよく、回転してもよい。

[0038]一部の実施形態において、１つ以上のヘッド２０２が、基板１００の多様な部分を研磨するために、任意の適切な手段によって、基板の縁部１０４に沿ったり或いはその周りで、振動または移動（例えば、基板１００の接線の軸を中心に、及び／または基板１００に対して円周方向に、角をなしながら平行移動）するように適合されることができる。一部の実施形態において、１つ以上のヘッド２０２は、基板１００の回転する縁部１０４に沿ったり或いはその周りで、連続的に振動することができる。異なる基板１００、異なる種類の基板１００、または異なる研磨作業のために、異なるヘッド２０２が使用されることもできる。

[0039]本明細書に示されているように、基板研磨は、１つ以上の研磨装置２０４を使用して行うことができる。１つ以上の実施形態において、複数の研磨装置２０４が採用されて、それぞれの研磨装置２０４は、類似の、或いは異なる特徴及び／またはメカニズムを有することができる。後者の場合には、特定の動作のために特定の研磨装置２０４が採用されることがある。例えば、１つ以上の複数の研磨装置２０４は、相対的に粗い研磨及び／または調整を行うように適合されながら、その一方で、１つ以上の他の複数の研磨装置２０４は、相対的に細かい研磨及び／または調整を行うように適合されることができる。研磨装置２０４は、例えば、相対的に粗い研磨に合わせて調整するために、まず先に粗い研磨処理が行われて、必要に応じて、または研磨方法に従って、細かい研磨処理がその後に続けて行われるような順序で使用されることもできる。示されているように、複数の研磨装置２０４は、単一チャンバまたはモジュールに位置することができ、さらに、別の方法では、１つ以上の研磨装置は、別個のチャンバまたはモジュールに位置することもできる。マルチチャンバが採用される場合は、チャンバ同士の間で基板１００を移動させるためにロボットまたは別のタイプの移送メカニズムが採用されて、別個のチャンバにおける研磨装置２０４が、連続的にまたは他の方式で使用されることもできる。

[0040]システム２００は、さらに、プログラミングされた、及び／またはユーザが操作するコントローラ２０６を含むことができる。コントローラ２０６は、後述するように、他のシステム構成要素だけでなく、１つ以上のヘッド２０２の動作及び移動を指示する。

[0041]図３は、基板縁部１０４を研磨する研磨装置３００の実施形態の概略的な斜視図である。研磨装置３００は、ペデスタル３０４に組み込むことのできる基板駆動装置３０２（例えば、サーボモータ、ギア、ベルト、チェーン等）を含むことができる。支持体３０６（例えば、真空チャック）は、基板駆動装置３０２の軸（図示せず）に結合（例えば、強固に）することができる。支持体３０６は、例えば、基板１００を支持することができる。基板駆動装置３０２は、支持体３０６を介して、基板１００の中心３０８または他の適切な軸を中心に基板１００を回転させることができる。基板駆動装置３０２は、基板１００の角変位、角速度、及び／または角加速度を制御することができる、基板駆動装置制御ユニット（図示せず）及び／またはコントローラ２０６に接続することができる。研磨装置３００は、さらに、基板１００の縁部１０４（図１に示されている）に対してほぼ接線を有する水平面に整列されて、フレーム３１２により支持される研磨アーム３１０を含むことができる。他の実施形態において、研磨アーム３１０は、例えば、垂直で、または水平面に対して角度を有しながら、異なるように整列されることもできる。研磨アーム３１０は、研磨ヘッド部３１４（「ヘッド」）を含むことができる。研磨ヘッド３１４は、バッキングプレート３１６を含んでいてもよい。バッキングパッド３１８は、例えば、バッキングプレート３１６を覆うことができる。一部の実施形態において、バッキングパッド３１８は、基板縁部１０４を研磨するように適合された研磨面を含むことができる。また、バッキングパッド３１８は、基板１００に対する局所的圧力をより低くし、特定の膜プロファイルに対するバッキングプレート３１６の合致性（ｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ）を増加させるために使用することができる。バッキングプレート３１６は、アクチュエータ（例えば、水圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、サーボモータ等）（図示せず）により、基板１００に向かって、または基板１００から離れるように移動することができる。一部の実施形態において、研磨テープ３２０は、研磨ヘッド３１４の周りを包み、バッキングプレート及びパッド３１６、３１８を越えて、スプール３２２、３２４の間で張力を受けることができる。スプール３２２、３２４は、スプール駆動装置３２６、３２８（例えば、サーボモータ）によってそれぞれ駆動されることができる。スプール駆動装置３２６、３２８は、基板縁部１０４を研磨するために、例えば、スプール３２２〜３２４から研磨ヘッド３１４を越えて前進する研磨テープ３２０の量を精密に制御するように、段階的に移動することができる。他の実施形態において、研磨テープ３２０の代わりに、研磨パッドまたはその他の研磨材料が採用されることもできる。

[0042]一部の実施形態において、バッキングパッド３１８は、約０.５ｌｂｓ〜約２.０ｌｂｓにわたる量の力で、バッキングプレート３１６を介して、基板１００に対して押圧されることができる。その他の量の力が使用されることもできる。バッキングパッド３１８は、柔らかくてもよく、及び／または所望の膜プロファイルに合致するように輪郭を有したり、或いは作成することができる。基板１００の特定の回転速度と結合される基板縁部１０４とバッキングパッド３１８との間の密接な接触は、バッキングパッド３１８と基板縁部１０４との間に相対的な移動を提供することができ、その結果、基板縁部１０４に堆積された膜１１６が研磨されるようになる。

[0043]一部の実施形態において、基板１００は、選択されたパッドの弾性、回転の速度、及び／または要求される研磨の量によって、約１５秒〜１５０秒間、バッキングパッド３１８に接触することができる。より大きいか、又はより小さい時間が使用されてもよい。アクチュエータによって加えられた力の量及び選択されたパッドの弾性によって、例えば、制御された量の圧力が膜１１６に加えられることができる。他のパラメーターが使用されて、加えられた圧力を制御することができる。

[0044]バッキングパッド３１８は、例えば、アセタル樹脂（例えば、デュポン社により製造されるデルリン（商標登録）（Ｄｅｒｌｉｎ（商標登録））、ＰＶＤＦ、密閉されたセルフォーム、シリコンゴム等のような材料から作製することができる。他の適切な材料が使用されてもよい。そのような材料は、パッドの厚さまたは密度の関数に合致する弾性または合致能力を有することができる。材料は、その弾性に基づいて選択することができる。所望の弾性は、求められる研磨のタイプに基づいて選択することができる。一部の実施形態において、バッキングパッド３１８は、膨張式袋を含む等のような、基板の縁部１０４に対する調整可能な量の合致能力を有することができる。

[0045]１つ以上の実施形態において、研磨テープ３２０及び／またはバッキングパッド３１８は、アルミニウム酸化物、シリコン酸化物、シリコン炭化物等のような多数の異なる材料で作製されたり、及び／または含むことができる。また、他の材料が使用されてもよい。一部の実施形態において、使用される研磨材は、例えば、約０.５ミクロン〜約３ミクロンの大きさに及ぶもの、若しくは、他の大きさのものが使用されることができる。約０.２インチ〜約１.５インチの範囲内の多様な幅の研磨テープ３２０が使用されることができ、或いは、異なる幅の研磨テープが使用されることもできる。１つ以上の実施形態において、研磨テープ３２０は、約０.００２〜約０.０２インチの厚さであり、１〜５ｌｂｓの張力に耐えることができる。異なる厚さ及び張力強度を有するその他のテープが使用されることもある。スプール３２２、３２４は、約１インチの直径を有して、約５００インチの研磨テープ３２０を保持することができるか、または、約３インチの直径を有して、３０、０００インチの研磨テープを保持することができる。異なる寸法のスプールが使用されることもできる。スプール３２２、３２４は、ポリウレタン、ポリビニルジフルオライド（ＰＶＤＦ）等のような材料から作製することができる。また、他の材料が使用されていてもよい。

[0046]一部の実施形態において、基板１００が回転するとき、研磨ヘッド３１４は、全体縁部１０４を研磨するために、基板縁部１０４の周りで揺動することができる。作動中において、これは、基板１００が回転するとき、基板１００の外縁部１１０に対して接線である軸の周りで、ヘッド３１４が角をなしながら平行移動し、その結果として、バッキングプレート３１６及びバッキングパッド３１８が基板１００の縁部１０４に接触し、その輪郭を示すことにより達成することができる。一部の実施形態において、ヘッド３１４は、多様な位置の間で連続的に或いは断続的に振動するように適合されていてもよい。ヘッド３１４は、コントローラ２０６（図２）の指示下で、駆動装置（図示せず）により移動することができる。他の方法では、ヘッド３１４は、固定されたり、及び／または基板１００が回転しないうちにだけ調整されることができる。さらに別の実施形態において、基板１００は、ヘッド３１４が、基板１００の周りの円周を回転しているときだけではなく、（前述したように）振動しているうちにも、固定されて保持されることができる。

[0047]一部の実施形態において、基板１００は、水平面で回転することができる。基板縁部１０４は、バッキングパッド３１８（及びバッキングプレート３１６）及び／または研磨ヘッド３１４に整列されるか、またはそれに対して垂直であってもよい。追加的な、または代替の実施形態において、基板１００は、垂直平面または他の非垂直平面で回転することができ、及び／または異なる回転平面の間で移動することができる。基板１００は、例えば、約５０〜３００ＲＰＭの速度で回転することができ、その他の速度が使用されることもできる。

[0048]追加的に、または代替的に、本発明は、研磨される基板縁部１０４に流体を運搬するための設備（例えば、噴射ノズルまたはバー）を含むことができる。一部の実施形態において、１つ以上のチャネルが提供されて、研磨を補助するために、基板縁部１０４へ化学物質または水を案内したり、及び／または研磨から発生する粒子を洗い流すことができる。化学物資は、基板／バッキングパッドの界面で基板１００に直接噴射されてもよく、及び／または、バッキングパッド３１８に及び／またはそれを介して塗布されてもよい。一部の実施形態において、洗浄を補完するために、超音波処理した流体を基板縁部１０４に運搬するように音速（例えば、メガソニック）ノズルが使用されることがある。流体は、基板１００の両面または片面から噴射することができ、本発明は、流出する流体が、基板１００の他の部分または本発明の装置を汚染したり、接触しないようにするために、重力または吸入を採用することができる。また、エネルギー（例えば、メガソニックエネルギー）は、そのようなエネルギーを運搬する流体を介して基板縁部１０４に適用されることができる。

[0049]前述したように、一部の実施形態において、コントローラ２０６（例えば、プログラミングされたコンピューター、プログラミングされたプロセッサ、ゲートアレイ、論理回路、埋め込まれたリアルタイムプロセッサ等）は、基板１００を回転させることに使用された駆動装置と、基板縁部１０４上で膜１１６に対してバッキングプレート３１６及びバッキングパッド３１８を押し付けることに使用されたアクチュエータを制御することができる。コントローラ２０６は、複数のアクチュエータのそれぞれに結合（例えば、電気的に、機械的に、空気圧で、又は水圧で、など）されていてもよい。同様に、流体チャネルの作動も、コントローラ２０６の指示下にあってもよい。コントローラ２０６の指示下で、多様な流体が、流体チャネルを介して、バッキングパッド３１８及び／または基板縁部１０４に選択的に運搬されることができる。コントローラ２０６は、基板１００を駆動（例えば、基板１００を保持する真空チャックを回転）させたり、及び／またはアクチュエータがバッキングプレート３１６、及びそれによってバッキングパッド３１８を押し付けるように作動させるために発揮されるエネルギーの量を表示する、駆動装置及び／またはアクチュエータからのそれぞれのフィードバック信号を受信するように適合されることもできる。このようなフィードバック信号が採用されたことにより、膜１１６の特定の層がいつ除去されたのか、及び／または十分な量で研磨が行われたのかを判断することができる。

[0050]図４を見ると、本発明によるバッキングプレート３１６の概略的な斜視図が提供される。前述したように、駆動装置３０２は、基板支持体３０６が、方向指示矢印によって表示されているようにまたはその反対方向に基板１００を回転させるようにすることができる。基板１００が回転するとき、バッキングプレート３１６は、バッキングパッド及びバッキングプレートの方向指示矢印と点線によって表示されているように、基板縁部１０４に対してバッキングパッド３１８（及び／または研磨テープまたは研磨パッド）を接触及び押し付けることができ、それにより、特定の膜プロファイルを生成する。一部の実施形態において、バッキングパッド３１８は、バッキングプレート３１６の形状に合致されていたり、或いは合致することができ、それに取り付けることができる。他の実施形態において、本明細書に示されているように、バッキングパッド３１８がバッキングプレート３１６自体の形状に合致しないこともあるが、バッキングパッド３１８に対するバッキングプレート３１６の移動の方向及び力は、バッキングプレート３１６の形状によって所望の膜プロファイルを生成する。

[0051]図５Ａを見ると、本発明による例示的なバッキングプレート３１６の概略的断面図が描写される。バッキングプレート３１６は、揺動開始角度と終了角度の間を含め、特定の予め設定された平面で揺動することができ、これに対しては後述する。バッキングプレート３１６は、バッキングパッド３１８（図３）及び／または研磨テープまたは研磨パッドに接触するように適合された表面４００を有することができる。本明細書に示された実施形態において、バッキングプレート３１６は、さらに、第１の平坦領域４０２及び第２の曲線状領域４０４を有する、プロファイルされた部分を含むことができる。バッキングパッド３１８及び／または研磨テープまたは研磨パッドに接触するように適合されたバッキングプレート３１６の曲線状領域４０４の表面４００は、例えば、バッキングプレートの揺動平面と平行した球の形状を有することができる。曲線状領域４０４は、Ｒ１の半径を有することができる。バッキングプレート３１６の半径Ｒ１は、例えば、５ｍｍ〜無限大（平坦な面）に及ぶことができる。他の適切な半径値が使用されることもできる。半径Ｒ１は、基板１００上の多様な種類の膜を研磨するための処理に最適化された柔軟性を提供するように選択することができる。カットオフジョイント４０６は、平坦領域４０２と曲線状領域４０４との連結点に位置することができる。カットオフジョイント４０６の幅は、例えば、０〜５０ｍｍに及ぶことができる。他の適切な幅が使用されることもできる。カットオフジョイントの幅は、研磨されるべき基板縁部１０４の幅に対して、さらに別の制御を提供することができる。

[0052]図５Ｂを見ると、図５Ａに示されたバッキングプレート３１６の説明図が提供される。図５Ｂに追加的に描写されているように、カットオフジョイント４０６の形状は、基板縁部１０４上の膜１１６のプロファイルに対する制御を提供することができる。研磨プロファイルは、後で詳述するように、膜１１６が除去されるときに生成される形状であってもよい。また、曲線状領域４０４の半径Ｒ１と組み合わせて揺動開示角度及び揺動終了角度を選択することにより、研磨される基板縁部１０４の幅が制御される。膜１１６は、例えば、基板の外縁部１１０から、０〜５０ｍｍの予め設定されたプロファイルどおりに、部分的にまたは完全に除去されることができる。他の適切な除去領域が使用されることもできる。

[0053]前述したように、カットオフジョイント４０６は、平坦領域４０２と曲線状領域４０４との連結点に位置することができる。曲線状領域４０４は、基板縁部１０４の主な（または上部面）表面１０２に接触することができる。本明細書に示されているように、曲線状領域４０４は、主面１０２のそのような部分から膜１１６を完全に除去することができる。また、平坦領域４０２は、基板縁部１０４の主面１０２上で膜１１６に接触することができるが、単純に部分的にだけ膜１１６を除去していてもよい。カットオフジョイント４０６を使用することで、曲線状領域４０４及び平坦領域４０２が膜１１６と接触する位置において、膜１１６に鋭角のプロファイルが生成される。カットオフジョイント４０６の形状は、膜縁部のプロファイルに対する制御を提供することができる。

[0054]図６Ａを見ると、本発明によるバッキングプレート５００の他の例示的な実施形態が提供される。本明細書に示された実施形態において、バッキングプレート５００の表面５０２は、滑らかである球形状またはプロファイルを有する。図５Ａのバッキングプレート３１６とは異なり、本明細書に示されたバッキングプレート５００の球形状は、バッキングプレートの揺動平面に対して垂直であってもよく、Ｒ２の半径を有することができる。垂直配向は、バッキングパッド３１８（及び／または研磨テープ及び／または研磨パッド）が、例えば、研磨する間にずっと、バッキングプレートの表面５０２に接触することができるようにする。Ｒ２の値は、例えば、バッキングプレート、研磨テープ及び／または研磨パッドの特性によって、５０ｍｍ〜５００ｍｍに及ぶことができる。他の適切な値が使用されることもできる。また、バッキングプレート５００の表面５０２における滑らかな曲率の変化は、滑らかな膜のプロファイルを提供する。シャープな角部（図５Ａ）から滑らかな曲率の変化（図６Ａ）までカットオフジョイント４０６の形状を変化させることにより、膜１１６のプロファイルは、シャープであるか、或いは徐々に細くなる縁部を有することができる。

[0055]バッキングプレート３１６、５００は、例えば、金属及びプラスチック等のような複数の材料で作製することができる。他の適切な材料が使用されることもできる。バッキングプレート３１６、５００を形成するために使用される材料の種類は、研磨される膜１１６の種類によって異なる。例えば、シリコン窒化物のように膜１１６が硬いときは、研磨効率を高めるために、バッキングプレート３１６、５００は、金属等のような硬質の材料で作製することができる。一方、例えば、非晶質炭素膜のような柔らかい膜１１６は、基板１００に対する損傷を防止するために、プラスチック材料から作製されたバッキングプレート３１６、５００の使用が必要となることもある。一部の実施形態において、バッキングパッド３１８の表面は、局所的圧力をより低くし、所望の膜プロファイルに対する合致性を増大させるために、クッションでさらに覆うことができる。

[0056]図６Ｂを見ると、図６Ａに示されたバッキングプレート５００の説明図が提供される。本明細書に示されているように、バッキングプレート５００の表面５０２は、滑らかな球形状を有する。したがって、図５Ｂに示されているような、カットオフジョイント４０６により形成された膜１１６の鋭角のプロファイルとは異なって、滑らかなバッキングプレート５００により生成された膜１１６のプロファイルは、滑らかであり、且つ滑らかな曲率の変化及び徐々に細くなる縁部を示す。

[0057]図７を見ると、本発明によるバッキングプレート６００のさらに他の例示的な実施形態の概略的断面図が描写されている。本明細書に示されたバッキングプレート６００は、２個のカットオフジョイント６０２ａ、６０２ｂを含むことができる。他のバッキングプレート６００の形状が使用されることもできる。本明細書に示されているように、バッキングプレート６０４の上部面は、カットオフジョイント６０２ａ及び６０２ｂの間で線引きされた平坦領域６０６を有することができる。平坦領域６０６は、例えば、約０〜５０ｍｍに及ぶ長さまたは幅を有することができる。他の適切な長さが使用されることもできる。より小さい平坦領域６０４は、膜１１６と基板縁部１０４（図１）上により大きい局所的な圧力をもたらすことができる。さらに、より小さい平坦領域６０４は、基板縁部１０４とバッキングプレート６００との整列（及びそれによって、バッキングパッド、研磨テープまたは研磨パッドとの整列）を容易にすることができる。より大きい平坦領域６０４の幅は、より大きい表面領域が膜１１６及び基板縁部１０４に接触することが可能であるため、バッキングパッド３１８、研磨テープ及び／または研磨パッドのより効率的な使用をもたらすことができる。より大きいか、またはより小さい平坦領域６０４に関する異なる利点は、処理の最適化に当たり、目標とする特定の膜及び所望の膜プロファイルに応じて柔軟性を提供することができる。

[0058]図８を見ると、基板縁部１０４を研磨する例示的な方法８００を描写したフローチャートが提供される。ステップＳ８０２において、適切なバッキングプレート３１６が選択されて、研磨ヘッド３１４に取り付けまたは結合される。適切なバッキングプレートは、特定の所望の膜プロファイルを生成することに使用されるバッキングプレート３１６であってもよい。ステップＳ８０４において、揺動開始角度及び揺動終了角度が選択される。前述したように、揺動開始角度及び揺動終了角度は、バッキングパッド３１６の移動経路を表示することができる。例えば、揺動開始角度が０度で且つ揺動終了角度が１５度であれば、バッキングプレート３１６は、膜１１６に接触しながら０〜１５度までの経路で揺動する。ステップＳ８０６において、バッキングプレート３１６は、バッキングパッド３１８、研磨テープ及び／または研磨パッドに接触して、力を加える。ステップＳ８０８（例えば、基板が回転する間）において、バッキングプレート３１６は、バッキングパッド３１８、研磨テープ及び／または研磨パッドを介して基板縁部１０４に接触し、特定の膜１１６のプロファイルを生成する。接触は、揺動開始角度及び揺動終了角度により表示されるように、揺動運動を介したものであることができる。ステップＳ８１０において、予め設定された膜のプロファイルが生成されると、研磨は、停止する。

[0059]本明細書に記述された本発明による縁部の研磨装置は、斜面と縁部の研磨及び／または基板上の膜を除去するために適合された装置以外の装置にも採用することができる点を理解しなければならない。また、当業界における通常の知識を有した者には明らかであるように、本明細書に記述された装置は、任意の配向（例えば、水平、垂直、対角線等）で支持される基板の縁部上で膜を研磨及び／または除去するために採用されることができる。

[0060]また、本明細書には、円形の基板を洗浄する実施例のみが開示されているが、本発明は、他の形状を有する基板（例えば、平面パネルディスプレー用のガラスまたはポリマープレート）を洗浄するように変形することもできる点を理解しなければならない。さらに、上記の装置による単一基板の処理のみが示されているが、一部の実施形態において、装置は、複数の基板を同時に処理することも可能である。

[0061]上述した説明は、単に本発明の例示的な実施形態を開示したものである。本発明の範囲に含まれる、以上で開示した装置及び方法の変形は、当業界における通常の技術を有する者にとっては非常に明らかなことである。例えば、別のプロファイルを有する別のバッキングプレートを使用することもできる（例えば、楕円、六角形、またはその他のプロファイル）。したがって、本発明は、例示的な実施形態に基づいて開示されているが、次の特許請求の範囲により画成されているとおり、その他の実施形態であっても本発明の精神及び範囲内に含まれることができるのを理解しなければならない。

基板の一部の断面の概略的な図である。 本発明による、基板の部分を研磨するシステムの例示的な実施形態の概略的平面図である。 本発明による、基板を研磨する研磨装置の実施形態を描写する概略的な斜視図である。 本発明による、バッキングプレートを含む研磨装置の例示的な実施形態の概略的斜視図である。 本発明によるバッキングプレートの例示的な実施形態を描写する概略的断面図である。 本発明による、図５Ａに示されたバッキングプレートの説明図である。 本発明によるバッキングプレートの代替の例示的な実施形態を描写する概略的断面図である。 本発明による、図６Ａに示されたバッキングプレートの図示である。 本発明によるバッキングプレートの更なる例示的な実施形態を描写する概略的な断面図である。 本発明の例示的な実施形態の適用を記述するフローチャートである。

符号の説明

１００…基板、１０２，１０２’…主面、１０４…縁部、１０６,１０６’…デバイス領域、１０８,１０８’…除外領域、１１０…外縁部、２００…研磨システム、２０２…研磨ヘッド、２０４,３００…研磨装置、２０６…コントローラ、３０２…基板駆動装置、３０６…支持体、３１０…研磨アーム、３１４…ヘッド、３１６,５００,６００…バッキングプレート、３１８…バッキングパッド、３２０…研磨テープ、３２２,３２４…スプール

Claims (16)

1. 基板の縁部上で膜を研磨する装置であって、
   基板の縁部上で膜に研磨材料を押し付けるように適合されたバッキングプレートを有する研磨ヘッドを備え、
   前記バッキングプレートが、前記基板の研磨中に、予め設定された膜プロファイルを提供するように適合されたプロファイル部分を有する装置。
2. 前記プロファイル部分が、滑らかである、請求項１に記載の装置。
3. 前記プロファイル部分が、前記膜プロファイルに漸進的な曲率を提供するように適合された、請求項２に記載の装置。
4. 前記プロファイル部分が、平坦領域及び曲線状領域により形成される、請求項１に記載の装置。
5. 前記平坦領域及び前記曲線状領域が、カットオフジョイントで結合されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記カットオフジョイントが、シャープな且つ角度のついた膜プロファイルを提供するように適合された、請求項５に記載の装置。
7. 前記バッキングプレートが、前記基板の縁部の周りで揺動するように適合された、請求項１に記載の装置。
8. 基板の縁部上で膜を研磨するシステムであって、
   基板を支持及び回転させるように適合された基板支持体と、
   基板の縁部上で膜に研磨材料を押し付けるように適合されたバッキングプレートを有する研磨ヘッドであって、前記バッキングプレートが、前記基板の研磨中に、予め設定された膜プロファイルを提供するように適合されたプロファイル部分を有する、研磨ヘッドと、
   前記研磨ヘッドの移動を動作させるように適合されたコントローラと、
   を備えるシステム。
9. 前記プロファイル部分が、滑らかである、請求項８に記載のシステム。
10. 前記プロファイル部分が、漸進的な曲率を前記膜プロファイルに提供するように適合された、請求項９に記載のシステム。
11. 前記プロファイル部分が、平坦領域及び曲線状領域により形成される、請求項８に記載のシステム。
12. 前記平坦領域及び前記曲線状領域が、カットオフジョイントで結合されている、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記カットオフジョイントが、シャープな且つ角度のついた膜プロファイルを提供するように適合された、請求項１２に記載のシステム。
14. 前記バッキングプレートが、前記基板の縁部の周りで揺動するように適合された、請求項８に記載のシステム。
15. 基板の縁部上で膜を研磨する方法であって、
    プロファイルされたバッキングプレートのための揺動開始角度及び揺動終了角度を選択するステップと、
    基板の縁部上で膜を前記バッキングプレート及び研磨材料に接触させるステップと、
    研磨中に、前記基板の縁部上で前記膜に対して前記バッキングプレートを揺動させるステップと、
    を備える方法。
16. 基板の縁部上で膜を研磨する装置であって、
    基板の縁部上で膜に研磨材料を押し付けるように適合されたバッキングプレートを備え、
    前記バッキングプレートが、前記基板の研磨中に、予め設定された膜プロファイルを提供するように適合されたプロファイル部分を有する、装置。

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