JP2010050436A5 - - Google Patents

Description

本発明の一参考例は、基板に対する押圧力を流体の圧力により付与するトップリングを用いて基板を研磨する研磨部と、基板を搬送する搬送機構と、研磨された基板を洗浄し乾燥する洗浄部とを備えた基板処理装置であって、前記トップリングは、トップリングヘッドを介して支持軸に揺動可能に連結されており、前記流体の圧力を調整する圧力調整部を前記トップリングヘッドに設置したことを特徴とする基板処理装置である。

本参考例によれば、次のような従来の問題を解決することができる。従来の基板処理装置では、複数の研磨ユニットに対して１つの圧力調整部がトップリングヘッドの外部に設けられていた。そのため、複数の研磨ユニットのうちの一部の不具合のためにすべてのトップリングの圧力を調整する圧力調整部を停止させる必要があった。本参考例によれば、複数の研磨ユニットが研磨部に設けられる場合でも、それぞれの研磨ユニットのトップリングヘッドごとに圧力調整部が設けられるので、故障が生じていない研磨ユニットの運転は継続することができる。したがって、基板処理プロセス全体のスループットの低下を防止することができる。ここで、トップリングヘッドの軽量化の観点から、トップリングの回転機構および揺動機構の小型化を実現すること、およびトップリングヘッドやトップリングの構成部材（例えば、トップリングハウジング）を軽量な材料（たとえば、塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂等）で形成することが好ましい。

また、本参考例によれば、従来の基板処理装置の課題であったトップリングの押圧力の応答性の遅れを改善することができる。すなわち、従来の基板処理装置では、トップリングヘッドの外部に圧力調整部が設けられていたため、圧力調整部とトップリングとの間の距離が長く、基板に対する押圧力の変化指令に対して、実際の押圧力変化が遅延するという問題があった。本参考例によれば、圧力調整部をトップリングヘッドに設置したので、従来の構成に比べて、トップリングと圧力調整部との距離が短くなる。したがって、流体の圧力の応答性が向上し、基板の表面の凹凸に応じて速やかに押圧力を変化させることができる。その結果、基板に対するトップリングの押圧力をより適切かつ的確に制御することができる。

本参考例の好ましい態様は、前記トップリングを前記支持軸を中心に揺動させる揺動機構を前記トップリングヘッドに設置したことを特徴とする。
本参考例の好ましい態様は、前記トップリングヘッドは、前記支持軸に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。このように構成すれば、メンテナンスを簡易とするとともに、基板処理プロセス全体を停止させることなく、個別のトップリングヘッドのメンテナンスを実行することができる。

上記構成によれば、アクセスが容易なトップリングヘッド自体に圧力調整部や揺動機構が設けられているので、これら圧力調整部や揺動機構のメンテナンス時に、隣接する他の機器ユニットを取り外す必要がない。さらに、トップリング、トップリングヘッド、圧力調整部、揺動機構などを１つのモジュール（ユニット）として構成することができるので、揺動機構を構成するベアリング、モータ、減速機などの交換をモジュール単位で行うことができる。その結果、装置ダウンタイム（すなわち、メンテナンス対象となる機器を停止させている時間）が短縮できる。高スループット型基板処理装置においては、装置のダウンタイムの短縮は、基板処理のコストの低減につながる。このように、本参考例においては、運転そのものはできるだけ継続させながらコンポーネントとしての各機器のメンテナンスを行うことができるので、たとえば、装置の使用年数が長期となってメンテナンス頻度が多くなってきたとしても、基板処理は継続可能であり、また、交換補修作業も容易となるので、使用耐用年数を大幅に向上させた基板処理装置を提供することができる。

本発明の他の参考例は、基板を研磨する複数の研磨ユニットを有する研磨部と、前記複数の研磨ユニット間で基板を搬送する搬送機構と、研磨された基板を洗浄し乾燥する洗浄部とを備えた基板処理装置であって、前記搬送機構は、高さの異なる２つの走行軸上に配置された複数の基板搬送ステージと、前記複数の基板搬送ステージを前記２つの走行軸に沿って水平方向に移動させる複数の水平駆動機構と、前記複数の基板搬送ステージをそれぞれ独立に上下方向に移動させる複数の昇降駆動機構とを有することを特徴とする基板処理装置である。

本参考例の好ましい態様は、前記２つの走行軸とは異なる高さの走行軸上に配置された基板パスステージと、前記基板パスステージを前記走行軸に沿って水平方向に移動させる水平駆動機構とをさらに備えたことを特徴とする。このような構成によれば、複数の基板が同時に異なる高さで水平方向に移動することができ、これによりスループットを向上させることができる。

本発明のさらに他の参考例は、基板を保持する上下動可能なトップリングを有する研磨部と、前記トップリングと基板の受け渡しを行う上下動可能な搬送ステージを有する搬送機構と、前記トップリングと前記搬送ステージとの間に配置されたリテーナリングステーションとを備え、前記トップリングは、トップリング本体と、該トップリング本体に対して相対的に上下動可能なリテーナリングとを有し、前記リテーナリングステーションは、前記リテーナリングを押し上げる複数の押し上げ機構を有していることを特徴とする基板処理装置である。

本参考例の好ましい態様は、前記押し上げ機構は、前記リテーナリングに接触する押し上げピンと、該押し上げピンを上方に押すばねとを含むことを特徴とする。
本参考例の好ましい態様は、前記リテーナリングステーションは、前記押し上げ機構が前記リテーナリングを押し上げている間に前記リテーナリングの摩耗量を測定する摩耗測定器を有することを特徴とする。
本参考例の好ましい態様は、前記摩耗測定器は、前記リテーナリングの下面に接触する接触部材と、前記接触部材を上方に押すばねと、前記接触部材を上下方向に移動可能に支持する直動ガイドと、前記接触部材の変位を測定する変位測定器とを備えることを特徴とする。このような構成によれば、基板処理装置全体のスループットを低下させることなく、リテーナリングの摩耗を測定することができる。

本発明のさらに他の参考例は、トップリングを基板の搬送位置に移動させ、搬送ステージにより基板を前記搬送位置に搬送し、前記トップリングを下降させて該トップリングのリテーナリングを押し上げ機構に接触させることにより前記リテーナリングを前記押し上げ機構により押し上げ、前記トップリングを下降させながら、前記搬送ステージを上昇させ、前記搬送ステージから前記トップリングに基板を渡し、基板を前記搬送位置から研磨位置に移動させ、そして基板を研磨することを特徴とする基板処理方法である。
本参考例によれば、ウェハの受け渡しの際に、トップリングと搬送ステージは、互いを待つことなく、ほぼ同時に互いに近接し、ほぼ同時に離間することができる。したがって、トップリングと搬送ステージとの間での基板の受け渡し時間が短縮される。また、基板のトップリングからのリリース動作がリテーナリングによって阻害されることがなく、基板を確実にトップリングからリリースすることができる。さらに、複数の研磨ユニットが設けられる場合には、トップリングから基板を確実に離脱させて搬送ステージに移動させる受渡時間を確実に制御できるので、搬送ステージとトップリングとの間の基板の受け渡し時間を平準化することができる。その結果、基板処理全体のスループットを向上させることができる。

Claims (11)

1. 基板を研磨する研磨部と、
   基板を搬送する搬送機構と、
   研磨された基板を洗浄し乾燥する洗浄部とを備えた基板処理装置であって、
   前記洗浄部は、複数の基板を洗浄するための複数の洗浄ラインを有することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記洗浄部は、基板を前記複数の洗浄ラインのいずれかに振り分ける振分機構を有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記複数の洗浄ラインは、基板を一次洗浄するための複数の一次洗浄モジュールと、基板を二次洗浄するための複数の二次洗浄モジュールを有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記複数の一次洗浄モジュールは縦方向に沿って配列されており、前記複数の二次洗浄モジュールは縦方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記洗浄部は、前記複数の一次洗浄モジュールおよび前記複数の二次洗浄モジュールにアクセス可能な第１搬送ロボットと、前記複数の二次洗浄モジュールにアクセス可能な第２搬送ロボットとを有することを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
6. 前記複数の洗浄ラインは、一時的に基板が置かれる仮置き台を有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
7. 前記洗浄部は、前記複数の洗浄ラインにより洗浄された複数の基板を乾燥させる複数の乾燥モジュールを有することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
8. 前記複数の乾燥モジュールは、縦方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項７に記載の基板処理装置。
9. 複数の基板を研磨し、
   研磨された複数の基板を複数の洗浄ラインに搬送し、
   前記複数の基板をそれぞれ前記複数の洗浄ラインのいずれかに振り分け、
   前記複数の洗浄ラインで前記複数の基板を洗浄し、
   洗浄された前記複数の基板を乾燥することを特徴とする基板処理方法。
10. 前記複数の基板を並列に洗浄することを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
11. 前記複数の基板を所定の時間差で洗浄することを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。