JP2021098245A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

基板処理装置および基板処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の直径の公差にかかわらず基板の被研磨面の研磨の均一性を向上させる。【解決手段】基板処理装置は、基板ＷＦを支持するためのテーブル１００と、テーブル１００に支持された基板ＷＦを研磨するための研磨パッド２２２を保持するためのパッドホルダ２２６と、パッドホルダ２２６を揺動させるための揺動機構と、揺動機構によってテーブル１００の外側へ揺動された研磨パッド２２２を支持するための支持部材３００Ａ、３００Ｂと、基板ＷＦの直径を計測するための計測器４００と、計測器４００によって計測された基板ＷＦの直径に応じて、テーブル１００に支持された基板ＷＦに対する支持部材３００Ａ、３００Ｂの位置を調整する駆動機構３２０と、を含む。【選択図】図６

Description

本願は、基板処理装置および基板処理方法に関する。
半導体加工工程において用いられる基板処理装置の一種にＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing、化学的機械的研磨）装置が存在する。ＣＭＰ装置は、基板の被研磨面が向いている方向によって「フェースアップ式（基板の被研磨面が上向きの方式）」と「フェースダウン式（基板の被研磨面が下向きの方式）」に大別され得る。
特許文献１（特開２００３−２２９３８８号公報）には、フェースアップ式のＣＭＰ装置において、基板よりも小径の研磨パッドを回転させながら基板に接触させて揺動させることによって基板を研磨することが開示されている。このＣＭＰ装置では、研磨パッドを基板の外側まで揺動させた際に研磨パッドの基板からはみ出した部分を支持するための支持部材を基板の周囲に設けるとともに、支持部材を基板の径方向に移動可能にすることが開示されている。
特開２００３−２２９３８８号公報
しかしながら、特許文献１に記載された技術には、基板の直径の公差にかかわらず基板の被研磨面を均一に研磨することに関して改善の余地がある。すなわち、基板処理装置は、規格で定められた所定のサイズの基板を処理対象としているが、実際には基板の直径には公差（バラツキ）が存在する。
これに対して特許文献１における支持部材の移動は、基板のローディング時に邪魔にならないように支持部材を基板から遠い位置に移動させ、ローディングが終わったら支持部材を基板に近い位置に移動させるものである。したがって、特許文献１に記載された技術は基板の直径の公差については考慮されていないので、基板の直径に公差がある場合に、支持部材を適切な位置に配置するのが難しく、その結果、基板の被研磨面の研磨の均一性が損なわれる場合がある。
そこで、本願は、基板の直径の公差にかかわらず基板の被研磨面の研磨の均一性を向上させることを１つの目的としている。
一実施形態によれば、基板を支持するためのテーブルと、前記テーブルに支持された基板を研磨するための研磨パッドを保持するためのパッドホルダと、前記パッドホルダを揺動させるための揺動機構と、前記揺動機構によって前記テーブルの外側へ揺動された研磨パッドを支持するための支持部材と、基板の直径を計測するための計測器と、前記計測器によって計測された基板の直径に応じて、前記テーブルに支持された基板に対する前記支持部材の位置を調整する駆動機構と、を含む、基板処理装置が開示される。
一実施形態による基板処理装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。 一実施形態による基板処理装置の全体構成を概略的に示す平面図である。 一実施形態による多軸アームを概略的に示す斜視図である。 一実施形態によるテーブルおよび支持部材を概略的に示す斜視図である。 一実施形態によるテーブルおよび支持部材を概略的に示す斜視図である。 一実施形態によるテーブルおよび支持部材を概略的に示す側面図である。 一実施形態によるセンタリング機構を概略的に示す平面図である。 一実施形態によるセンタリング機構を概略的に示す平面図である。 一実施形態による計測器を概略的に示す側面図である。 一実施形態による基板処理方法を示すフローチャートである。 計測ステップの詳細を説明するためのフローチャートである。
以下に、本発明に係る基板処理装置の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
図１は、一実施形態による基板処理装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。図２は、一実施形態による基板処理装置の全体構成を概略的に示す平面図である。図１および図２に示される基板処理装置１０００は、テーブル１００と、多軸アーム２００と、支持部材３００Ａ，３００Ｂと、計測器４００（センタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ）と、ドレッサ５００と、終点検出器６００と、洗浄ノズル７００Ａ、７００Ｂと、を有する。
＜テーブル＞
テーブル１００は、処理対象となる基板ＷＦを支持するための部材である。一実施形態において、テーブル１００は、基板ＷＦを支持するための支持面１００ａを有し、図示していないモータなどの駆動機構によって回転可能に構成される。支持面１００ａには複数の穴１０２が形成されており、テーブル１００は、穴１０２を介して基板ＷＦを真空吸着することができるように構成される。
＜多軸アーム＞
図３は、一実施形態による多軸アームを概略的に示す斜視図である。図２および図３に示すように、多軸アーム２００は、テーブル１００に支持された基板ＷＦに対して各種処理を行うための複数の処理具を保持する部材であり、テーブル１００に隣接して配置される。本実施形態の多軸アーム２００は、基板ＷＦを研磨するための大径の研磨パッド２２２と、基板ＷＦを洗浄するための洗浄具２３２と、基板ＷＦを仕上げ研磨するための小径の研磨パッド２４２と、基板ＷＦの直径を計測するための撮影部材（カメラ）２５２と、を保持するように構成される。
具体的には、多軸アーム２００は、基板ＷＦに対して直交する方向（高さ方向）に伸びる揺動シャフト２１０と、揺動シャフト２１０を回転駆動するモータなどの回転駆動機構２１２と、揺動シャフト２１０に支持されており揺動シャフト２１０の周りに放射状に配置される第１のアーム２２０、第２のアーム２３０、第３のアーム２４０、および第４のアーム２５０と、を含む。第１のアーム２２０には高さ方向に伸びる回転シャフト２２４を介してパッドホルダ２２６が取り付けられており、パッドホルダ２２６に大径の研磨パッド２２２が保持される。第２のアーム２３０には高さ方向に伸びる回転シャフト２３４を介して洗浄具ホルダ２３６が取り付けられており、洗浄具ホルダ２３６に洗浄具２３２が保持される。第３のアーム２４０には高さ方向に伸びる回転シャフト２４４を介してパッドホルダ２４６が取り付けられており、パッドホルダ２４６に小径の研磨パッド２４２
が保持される。第４のアーム２５０には撮影部材２５２が保持される。
第１のアーム２２０は、研磨パッド２２２とともにノズル２２８をさらに保持するように構成される。ノズル２２８は、研磨パッド２２２を挟んで研磨パッド２２２の揺動方向の両側に設けられ、研磨液または洗浄水を基板ＷＦに放出するように構成される。第２のアーム２３０は、洗浄具２３２とともにアトマイザ２３８をさらに保持するように構成される。アトマイザ２３８は、洗浄具２３２を挟んで洗浄具２３２の揺動方向の両側に設けられ、純水などの液体を基板ＷＦに放出するように構成される。第３のアーム２４０は、研磨パッド２４２とともにノズル２４８をさらに保持するように構成される。ノズル２４８は、研磨パッド２４２を挟んで研磨パッド２４２の揺動方向の両側に設けられ、研磨液または洗浄水を基板ＷＦに放出するように構成される。
図２に示すように、本実施形態では、第１のアーム２２０、第２のアーム２３０、第３のアーム２４０、および第４のアーム２５０は、平面視で反時計回りに９０度ずれて揺動シャフト２１０の周りに放射状に伸びる。回転駆動機構２１２は、揺動シャフト２１０を回転駆動することによって、大径の研磨パッド２２２、洗浄具２３２、小径の研磨パッド２４２、および撮影部材２５２のいずれかを基板ＷＦ上に移動させることができる。また、回転駆動機構２１２は、揺動シャフト２１０を回転駆動することによって、研磨パッド２２２または研磨パッド２４２をドレッサ５００上に移動させることができる。また、回転駆動機構２１２は、揺動シャフト２１０を時計回りおよび反時計回りに交互に回転駆動することによって、第１のアーム２２０、第２のアーム２３０、第３のアーム２４０、および第４のアーム２５０を揺動させる揺動機構の機能を有する。具体的には、回転駆動機構２１２は、研磨パッド２２２、洗浄具２３２、または研磨パッド２４２が基板ＷＦ上に位置している状態で、揺動シャフト２１０を時計回りおよび反時計回りに交互に回転駆動することによって、研磨パッド２２２、洗浄具２３２、または研磨パッド２４２を基板ＷＦに対して揺動させることができる。本実施形態では、研磨パッド２２２、洗浄具２３２、または研磨パッド２４２を回転駆動機構２１２によって基板ＷＦの径方向に旋回揺動させる、すなわち円弧に沿って往復運動させる例を示すが、これに限定されない。例えば、揺動機構は、研磨パッド２２２、洗浄具２３２、または研磨パッド２４２を基板の径方向に直線揺動させる、すなわち直線に沿って往復運動させるような構成を有し得る。
また、多軸アーム２００は、回転シャフト２２４、２３４、２４４を回転させるための図示していないモータなどの回転駆動機構を含んでおり、これにより、研磨パッド２２２、洗浄具２３２、および研磨パッド２４２を、回転シャフト２２４、２３４、２４４を軸に回転させることができるようになっている。基板処理装置１０００は、例えば研磨パッド２２２が基板ＷＦ上にある場合には、テーブル１００を回転させるとともに研磨パッド２２２を回転させ、研磨パッド２２２を基板ＷＦに押圧しながら研磨パッド２２２を揺動させることによって、基板ＷＦの研磨を行うように構成される。
＜支持部材＞
図１および図２に示すように、基板処理装置１０００は、テーブル１００の外側の研磨パッド２２２の揺動経路に配置された第１の支持部材３００Ａと、テーブル１００を挟んで第１の支持部材３００Ａと反対側の研磨パッド２２２の揺動経路に配置された第２の支持部材３００Ｂと、を含む。第１の支持部材３００Ａおよび第２の支持部材３００Ｂは、基板ＷＦを挟んで線対称になっている。このため、以下では第１の支持部材３００Ａおよび第２の支持部材３００Ｂをまとめて支持部材３００として説明する。また、以下では、一例として、大径の研磨パッド２２２を基板ＷＦに対して揺動させる場合の支持部材３００の機能について説明を行うが、洗浄具２３２または小径の研磨パッド２４２についても同様である。
支持部材３００は、揺動シャフト２１０の回転によってテーブル１００の外側へ揺動された研磨パッド２２２を支持するための部材である。すなわち、基板処理装置１０００は、基板ＷＦを研磨する際に研磨パッド２２２を基板ＷＦの外側に飛び出すまで揺動させる（オーバーハングさせる）ことによって、基板ＷＦの被研磨面を均一に研磨するように構成される。ここで、研磨パッド２２２をオーバーハングさせた場合には、パッドホルダ２２６が傾くなど様々な要因によって基板ＷＦの周縁部に研磨パッド２２２の圧力が集中して、基板ＷＦの被研磨面が均一に研磨されないおそれがある。そこで、本実施形態の基板処理装置１０００は、基板ＷＦの外側にオーバーハングした研磨パッド２２２を支持するための支持部材３００をテーブル１００の両側に設けている。
図４および図５は、一実施形態によるテーブルおよび支持部材を概略的に示す斜視図である。図６は、一実施形態によるテーブルおよび支持部材を概略的に示す側面図である。図６に示すように、支持部材３００（第１の支持部材３００Ａおよび第２の支持部材３００Ｂそれぞれ）は、研磨パッド２２２の基板ＷＦと接触する研磨面２２２ａの全体を支持可能な支持面３０１ａ，３０１ｂを有する。すなわち、支持面３０１ａ，３０１ｂはそれぞれ、研磨パッド２２２の研磨面２２２ａの面積よりも大きな面積を有しているので、研磨パッド２２２が完全に基板ＷＦの外側までオーバーハングしたとしても研磨面２２２ａの全体が支持面３０１ａ，３０１ｂに支持される。これにより、本実施形態では、研磨パッド２２２は、基板ＷＦ上を揺動しているときには研磨面２２２ａの全体が基板ＷＦに接触して支持されており、テーブル１００の外側まで揺動しているときも研磨面２２２ａの全体が支持部材３００に支持されているので、揺動中に基板ＷＦの被研磨面および支持面３０１ａ，３０１ｂの領域からはみ出さないようになっている。また、図４〜図６に示すように、基板処理装置１０００は、支持部材３００の高さを調整するための駆動機構３１０を含む。駆動機構３１０は、モータおよびボールねじなどの様々な公知の機構で構成することができ、支持部材３００を所望の高さに調整することができる。また、基板処理装置１０００は、支持部材３００の水平方向の位置、すなわちテーブル１００に支持された基板ＷＦに対する支持部材３００の位置を調整するための駆動機構３２０を含む。駆動機構３２０は、モータおよびボールねじなどの様々な機構で構成することができる。
駆動機構３２０は、後述する方法によって得られた基板ＷＦの直径に応じて、支持部材３００の水平方向の位置を調整することができる。すなわち、基板ＷＦの被研磨面を均一に研磨するためには基板ＷＦと支持部材３００との間に隙間がないほうが好ましい。しかしながら、基板ＷＦの研磨処理中にテーブル１００の回転に伴って基板ＷＦは回転する一方、支持部材３００は回転しないので、支持部材３００を基板ＷＦの外周部に接触させることはできない。そこで、支持部材３００は、基板ＷＦの外周部に接触しない範囲で基板ＷＦの外周部になるべく接近した位置に配置するのが好ましい。ここで、基板処理装置１０００は、規格で定められた所定のサイズの基板ＷＦを処理対象としているが、実際には基板ＷＦの直径には公差（バラツキ）が存在する。基板ＷＦの直径にバラツキが生じると、支持部材３００の最適な配置位置も異なる。これに対して、本実施形態によれば、基板ＷＦの実際の直径に応じて、支持部材３００の水平方向の位置を調整することができるので、支持部材３００を基板ＷＦの外周部に接近した位置に配置することができる。その結果、本実施形態によれば、基板ＷＦの周縁部における研磨パッド２２２の圧力集中を抑制することができるので、基板ＷＦの直径に公差が存在する場合であっても、基板ＷＦの被研磨面の研磨の均一性を向上させることができる。
＜センタリング機構および計測器＞
図１および図２に示すように、基板処理装置１０００は、基板ＷＦの直径を計測するための計測器４００を含む。計測器４００は、本実施形態では、テーブル１００に支持された基板ＷＦをテーブル１００の中心方向に押圧して位置合わせするための少なくとも３個のセンタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃを含む。センタリング機構４００Ａ，
４００Ｂ，４００Ｃは、テーブル１００の周囲に適宜の間隔をあけて配置される。計測器４００は、センタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃによる基板ＷＦの位置合わせ結果に基づいて基板ＷＦの直径を算出するように構成される。
この点について、図７を用いて詳細に説明する。図７は、一実施形態によるセンタリング機構を概略的に示す平面図である。図７に示すように、センタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃはそれぞれ、テーブル１００の周囲に配置された高さ方向に伸びるシャフト４１０と、基板ＷＦと同じ高さ位置でシャフト４１０に取り付けられたセンタリング部材４２０と、を含む。シャフト４１０は、図示していないモータなどの駆動機構によってテーブル１００に対して近づく方向および遠ざかる方向に移動可能に構成される。
計測器４００は、基板ＷＦを位置合わせするときのシャフト４１０の移動量に基づいて、基板ＷＦの直径を算出するように構成される。すなわち、センタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃはそれぞれ、テーブル１００に基板ＷＦが設置されたら、シャフト４１０を同じタイミングで基板ＷＦに近づく方向に移動させる。すると、３個のセンタリング部材４２０のうち基板ＷＦに一番近いセンタリング部材が基板ＷＦをテーブル１００の中心方向に押圧する。その後、残りのセンタリング部材４２０も順次基板ＷＦをテーブル１００の中心方向に押圧し、その結果、基板ＷＦは３方向からテーブル１００の中心方向に押圧される。３個のセンタリング部材４２０が均等に基板ＷＦを押圧したところで基板ＷＦはテーブル１００の中心位置にセンタリングされて位置合わせされる。
計測器４００は、シャフト４１０の移動量と基板ＷＦの直径とを対応付けるための参照テーブルを有している。すなわち、基板ＷＦは、規格で定められた所定のサイズを有しているが、実際には基板ＷＦの直径には公差（バラツキ）が存在する。そこで、計測器４００は、例えば直径が既知であるテーブル１００に対してセンタリング部材４２０を押圧したときのシャフト４１０の移動量に基づいて、シャフト４１０の移動量と基板ＷＦの直径との対応関係の参照テーブルをあらかじめ作成して保存している。計測器４００は、保存している参照テーブルに基づいて、基板ＷＦを位置合わせした際のシャフト４１０の移動量に対応する直径を導き出すことによって、基板ＷＦの直径を算出することができる。
次に、センタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃの変形例を説明する。図８は、一実施形態によるセンタリング機構を概略的に示す平面図である。図８に示すように、センタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃはそれぞれ、高さ方向に伸びる回転シャフト４３０と、回転シャフト４３０に取り付けられたセンタリング部材４４０と、を含む。回転シャフト４３０は図示していないモータなどの回転駆動機構によって回転可能に構成される。センタリング部材４４０は、基板ＷＦと同じ高さ位置で回転シャフト４３０に取り付けられた棒状の部材であり、回転シャフト４３０の両側に伸びている。センタリング部材４４０は、回転シャフト４３０が第１の方向（例えば時計回り方向）に回転したときに基板ＷＦと接触する第１の接触部４４０ａと、回転シャフト４３０が第１の方向とは反対の第２の方向（例えば反時計回り方向）に回転したときに基板ＷＦと接触する第２の接触部４４０ｂと、を含む。
計測器４００は、センタリング部材４４０の第１の方向の回転角度、またはセンタリング部材４４０の第２の方向の回転角度に基づいて、基板ＷＦの直径を算出するように構成される。すなわち、センタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃはそれぞれ、テーブル１００に基板ＷＦが設置されたら、回転シャフト４３０を同じタイミングで第１の方向に回転させて第１の接触部４４０ａで基板ＷＦを押圧する。すると、３個のセンタリング部材４４０のうち基板ＷＦに一番近いセンタリング部材の第１の接触部４４０ａが基板ＷＦをテーブル１００の中心方向に押圧する。その後、残りのセンタリング部材４４０の第１の接触部４４０ａも順次基板ＷＦをテーブル１００の中心方向に押圧し、その結果、基
板ＷＦは３方向からテーブル１００の中心方向に押圧される。３個のセンタリング部材４４０の第１の接触部４４０ａが均等に基板ＷＦを押圧したところで基板ＷＦはテーブル１００の中心位置にセンタリングされて位置合わせされる。以下では、回転シャフト４３０を第１の方向に回転させて行う基板ＷＦの位置合わせを「第１の位置合わせ」という。
ここで、図８に示すように、基板ＷＦの外周部にノッチ（切り欠き）ＮＣがあり、３個のセンタリング部材４４０の第１の接触部４４０ａのいずれかがノッチＮＣを押圧した場合には、基板ＷＦの位置合わせがテーブル１００の中心からずれるとともに、基板ＷＦの直径の算出が正しく行われない。そこで、本実施形態では、第１の位置合わせを行った後、回転シャフト４３０を第２の方向に回転させて第２の接触部４４０ｂで基板ＷＦを押圧することによって基板ＷＦをテーブル１００の中心位置にセンタリングして位置合わせすることができる。以下では、回転シャフト４３０を第２の方向に回転させて行う基板ＷＦの位置合わせを「第２の位置合わせ」という。
第２の位置合わせにおいて第２の接触部４４０ｂのいずれかが基板ＷＦのノッチＮＣを押圧した場合には基板ＷＦの位置合わせがずれるので、再度、第１の位置合わせを行うことによって、基板ＷＦをテーブル１００の中心位置にセンタリングすることができる。これは、第１の接触部４４０ａおよび第２の接触部４４０ｂのいずれか一方がノッチＮＣを押圧する可能性はあるが、両方がノッチＮＣを押圧することはないためである。本実施形態によれば、基板ＷＦの外周部にノッチＮＣがある場合であっても、確実に基板ＷＦをテーブル１００の中心位置に位置合わせすることができる。
計測器４００は、回転シャフト４３０の第１の方向の回転角度および第２の方向の回転角度と基板ＷＦの直径とを対応付けるための参照テーブルを有している。すなわち、基板ＷＦは、規格で定められた所定のサイズを有しているが、実際には基板ＷＦの直径には公差（バラツキ）が存在する。そこで、計測器４００は、例えば直径が既知であるテーブル１００に対して第１の接触部４４０ａおよび第２の接触部４４０ｂを押圧したときの回転シャフト４３０の第１の方向の回転角度および第２の方向の回転角度に基づいて、回転シャフト４３０の回転角度と基板ＷＦの直径との対応関係の参照テーブルをあらかじめ作成して保存している。計測器４００は、保存している参照テーブルに基づいて、基板ＷＦを位置合わせする際の回転シャフト４３０の第１の方向の回転角度および第２の方向の回転角度に対応する直径を導き出すことによって、基板ＷＦの直径を算出することができる。
具体的には、計測器４００は、第１の位置合わせを行ったときの回転シャフト４３０の第１の方向の回転角度と参照テーブルに基づいて基板ＷＦの直径（第１の直径）を算出する。その後、計測器４００は、第２の位置合わせを行ったときの回転シャフト４３０の第２の方向の回転角度と参照テーブルに基づいて基板ＷＦの直径（第２の直径）を算出する。計測器４００は、第１の直径と第２の直径を比較して、両者が等しい場合には、第１の位置合わせおよび第２の位置合わせのいずれを行ったときも基板ＷＦのノッチＮＣを押圧していないと考えられるので、第１の直径または第２の直径のいずれかを基板ＷＦの直径として出力する。一方、計測器４００は、第２の直径が第１の直径よりも大きい場合には、第１の位置合わせを行ったときに基板ＷＦのノッチＮＣを押圧したと考えられるので、第２の直径を基板ＷＦの直径として出力する。他方、計測器４００は、第１の直径が第２の直径よりも大きい場合には、第２の位置合わせを行ったときに基板ＷＦのノッチＮＣを押圧したと考えられるので、再度、第１の位置合わせを行うとともに第１の直径を基板ＷＦの直径として出力する。このように、計測器４００は、回転シャフト４３０の第１の方向の回転角度および第２の方向の回転角度のうち、ノッチＮＣを押圧しなかったときの回転角度を用いて基板ＷＦの直径を算出することができる。
上記の実施形態では、計測器４００がセンタリング機構４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ
を含む例を示したが、これに限定されない。計測器４００は、上述した撮影部材（カメラ）２５２を含んでいてもよい。図９は、一実施形態による計測器を概略的に示す側面図である。図２および図９に示すように、撮影部材２５２は、基板ＷＦの外周部の画像を取得できる位置に配置される。撮影部材２５２は、基板ＷＦの外周部の画像を取得し、取得した画像内の基板ＷＦの外周部の曲率から基板ＷＦの直径を算出することができる。
＜ドレッサ＞
図１および図２に示すように、ドレッサ５００は、揺動シャフト２１０の回転による研磨パッド２２２、２４２の旋回経路に配置される。ドレッサ５００は、表面にダイヤモンド粒子などが強固に電着しており、研磨パッド２２２、２４２を目立て（ドレッシング）するための部材である。ドレッサ５００は、図示していないモータなどの回転駆動機構によって回転するように構成される。ドレッサ５００の表面には図示していないノズルから純水を供給可能になっている。基板処理装置１０００は、ノズルから純水をドレッサ５００に供給しながらドレッサ５００を回転させるとともに、研磨パッド２２２、２４２を回転させ、ドレッサ５００に押圧しながらドレッサ５００に対して揺動させる。これによって、ドレッサ５００により研磨パッド２２２、２４２が削り取られ、研磨パッド２２２、２４２の研磨面がドレッシングされる。
＜終点検出器＞
図１および図２に示すように、終点検出器６００は、テーブル１００に隣接して配置される。終点検出器６００は、渦電流式センサまたは光学式センサなどの様々なセンサで構成することができる。終点検出器６００は、揺動アーム６２０に取り付けられており、揺動アーム６２０は高さ方向に伸びる回転シャフト６１０に取り付けられている。回転シャフト６１０は、図示していないモータなどの回転駆動機構によって回転可能になっている。終点検出器６００は、回転シャフト６１０の回転によって、基板ＷＦの研磨中に基板ＷＦの中心から外周まで揺動することができるようになっており、基板ＷＦの研磨の終点を検出することができる。
＜洗浄ノズル＞
図１および図２に示すように、洗浄ノズル７００Ａ、７００Ｂは、テーブル１００に隣接して配置される。洗浄ノズル７００Ａは、テーブル１００と支持部材３００Ａとの間の隙間に向けて純水などの洗浄液を供給するように構成される。これにより、テーブル１００と支持部材３００Ａとの間に入った研磨カスなどを洗い流すことができる。洗浄ノズル７００Ｂは、テーブル１００と支持部材３００Ｂとの間の隙間に向けて純水などの洗浄液を供給するように構成される。これにより、テーブル１００と支持部材３００Ｂとの間に入った研磨カスなどを洗い流すことができる。
＜フローチャート＞
次に、本実施形態による支持部材３００の水平位置の調整を含む基板処理方法の手順を説明する。図１０は、一実施形態による基板処理方法を示すフローチャートである。図１０に示すように、基板処理方法は、まず、テーブル１００に基板ＷＦを設置する（設置ステップ１１０）。続いて、基板処理方法は、基板ＷＦの直径の計測する（計測ステップ１２０）。測定ステップ１２０の詳細は後述する。
続いて、基板処理方法は、計測ステップ１２０によって計測された基板ＷＦの直径に応じて、テーブル１００に設置された基板ＷＦに対する支持部材３００の位置を調整する（調整ステップ１３０）。具体的には、調整ステップ１３０は、計測ステップ１２０によって計測された基板ＷＦの直径に基づいて、基板ＷＦの外周部に接触しない範囲で最も接近する位置に支持部材３００を配置する。
続いて、基板処理方法は、研磨パッド２２２を回転させながら基板ＷＦに押圧するとともに研磨パッド２２２を揺動させる（揺動ステップ１４０）。本実施形態によれば、計測された基板ＷＦの実際の直径に応じて、支持部材３００の水平方向の位置を調整することができるので、支持部材３００を基板ＷＦの外周部に接近した位置に配置することができる。その結果、本実施形態によれば、基板ＷＦの直径に公差が存在する場合であっても、基板ＷＦの被研磨面の研磨の均一性を向上させることができる。
図１１は、計測ステップの詳細を説明するためのフローチャートである。図１１に示すように、計測ステップ１２０において、基板処理方法は、センタリング機構４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃを用いて基板ＷＦの位置合わせを行う（位置合わせステップ１２２）。センタリング機構４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃを用いた基板ＷＦの位置合わせは、上述のようにセンタリング部材４２０を用いた基板ＷＦの位置合わせでもよいし、センタリング部材４４０を用いた基板ＷＦの位置合わせでもよい。続いて、基板処理方法は、位置合わせステップ１２２における基板ＷＦの位置合わせが完了した状態で基板ＷＦをテーブル１００の支持面１００ａに複数の穴１０２を介して真空吸着させて確実に固定する（真空吸着ステップ１２３）。なお、真空吸着ステップ１２３は、本実施形態では位置合わせステップ１２２の直後に行っているが、これに限らず、揺動ステップ１４０における基板ＷＦの研磨の前までに行うことができる。
続いて、基板処理方法は、位置合わせステップ１２２における基板ＷＦの位置合わせ結果に基づいて基板ＷＦの直径を算出する（算出ステップ１２４）。具体的には、算出ステップ１２４は、上述のように、センタリング部材４２０を用いて基板ＷＦの位置合わせを行ったときの位置合わせ結果に基づいて基板ＷＦの直径を算出してもよいし、センタリング部材４４０を用いて基板ＷＦの位置合わせを行ったときの位置合わせ結果に基づいて基板ＷＦの直径を算出してもよい。なお、本実施形態では、基板ＷＦの位置合わせ結果に基づいて基板ＷＦの直径を算出する例を示したが、これに限らず、撮影部材（カメラ）２５２を用いて基板ＷＦの直径を算出してもよいし、テーブル１００に設置される前に他の方法で基板ＷＦの直径を計測してもよい。
以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

本願は、一実施形態として、基板を支持するためのテーブルと、前記テーブルに支持された基板を研磨するための研磨パッドを保持するためのパッドホルダと、前記パッドホルダを揺動させるための揺動機構と、前記揺動機構によって前記テーブルの外側へ揺動された研磨パッドを支持するための支持部材と、基板の直径を計測するための計測器と、前記計測器によって計測された基板の直径に応じて、前記テーブルに支持された基板に対する前記支持部材の位置を調整する駆動機構と、を含む、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記支持部材は、前記テーブルの外側の前記研磨パッドの揺動経路に配置された第１の支持部材と、前記テーブルを挟んで前記第１の支持部材と反対側の前記研磨パッドの揺動経路に配置された第２の支持部材と、を含む、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記第１の支持部材および前記第２の支持部材はそれぞれ、前記研磨パッドの前記基板と接触する研磨面の全体を支持可能な支持面を有する
、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記計測器は、前記テーブルに支持された基板の外周部の画像を取得する撮影部材を含み、前記撮影部材によって取得された画像に基づいて前記基板の直径を算出するように構成される、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記計測器は、前記テーブルに支持された基板を前記テーブルの中心方向に押圧して位置合わせするための少なくとも３個のセンタリング機構を含み、前記センタリング機構による前記基板の位置合わせ結果に基づいて前記基板の直径を算出するように構成される、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記少なくとも３個のセンタリング機構はそれぞれ、前記テーブルの周囲に配置され前記テーブルに対して近づく方向および遠ざかる方向に移動可能なシャフトと、前記シャフトに取り付けられたセンタリング部材と、を含み、前記計測器は、前記基板ＷＦを位置合わせするときの前記シャフトの移動量に基づいて、前記基板の直径を算出するように構成される、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記少なくとも３個のセンタリング機構はそれぞれ、前記テーブルの周囲に配置された回転シャフトと、前記回転シャフトに取り付けられたセンタリング部材と、を含み、前記センタリング部材は、前記回転シャフトが第１の方向に回転したときに前記基板と接触する第１の接触部と、前記回転シャフトが前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転したときに前記基板と接触する第２の接触部と、を含む、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記計測器は、前記基板ＷＦを位置合わせするときの前記回転シャフトの前記第１の方向の回転角度、または前記回転シャフトの前記第２の方向の回転角度に基づいて、前記基板の直径を算出するように構成される、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記揺動機構は、前記パッドホルダを保持するアームと、前記アームを支持する揺動シャフトと、前記揺動シャフトを回転駆動する回転駆動機構と、を含み、前記アームは、前記研磨パッドを保持するための第１のアームと、洗浄具を保持するための第２のアームと、前記研磨パッドとは径が異なる研磨パッドを保持するための第３のアームと、前記撮影部材を保持するための第４のアームと、を含み、前記第１、第２、第３、および第４のアームはそれぞれ、前記揺動シャフトの周りに放射状に配置される、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記第２のアームは、前記洗浄具とともに、前記洗浄具の両側に配置されたアトマイザをさらに保持するように構成される、基板処理装置を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、テーブルに基板を設置する設置ステップと、基板の直径を計測する計測ステップと、前記テーブルに設置された基板を研磨するための研磨パッドを揺動させる揺動ステップと、前記揺動ステップによって前記テーブルの外側へ揺動される研磨パッドを支持するための支持部材を、前記計測ステップによって計測された基板の直径に応じて、前記テーブルに設置された基板に対して位置調整する調整ステップと、を含む、基板処理方法を開示する。
さらに本願は、一実施形態として、前記計測ステップは、前記テーブルの周囲に配置された少なくとも３個のセンタリング機構を用いて前記テーブルに設置された基板を前記テ
ーブルの中心方向に押圧して位置合わせする位置合わせステップと、前記位置合わせステップにおける前記基板の位置合わせ結果に基づいて前記基板の直径を算出する算出ステップと、を含む、方法を開示する。
１００ テーブル
２００ 多軸アーム
２１０ 揺動シャフト
２１２ 回転駆動機構
２２０ 第１のアーム
２２２ 研磨パッド
２２２ａ 研磨面
２２６ パッドホルダ
２３０ 第２のアーム
２３２ 洗浄具
２３８ アトマイザ
２４０ 第３のアーム
２４２ 研磨パッド
２４６ パッドホルダ
２５０ 第４のアーム
２５２ 撮影部材（カメラ）
３００ 支持部材
３００Ａ 第１の支持部材
３００Ｂ 第２の支持部材
３０１ａ 支持面
３０１ｂ 支持面
３２０ 駆動機構
４００ 計測器
４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ センタリング機構
４１０ シャフト
４２０ センタリング部材
４３０ 回転シャフト
４４０ センタリング部材
４４０ａ 第１の接触部
４４０ｂ 第２の接触部
１０００ 基板処理装置
ＷＦ 基板

Claims (12)

  1. 基板を支持するためのテーブルと、
    前記テーブルに支持された基板を研磨するための研磨パッドを保持するためのパッドホルダと、
    前記パッドホルダを揺動させるための揺動機構と、
    前記揺動機構によって前記テーブルの外側へ揺動された研磨パッドを支持するための支持部材と、
    基板の直径を計測するための計測器と、
    前記計測器によって計測された基板の直径に応じて、前記テーブルに支持された基板に対する前記支持部材の位置を調整する駆動機構と、
    を含む、基板処理装置。
  2. 前記支持部材は、前記テーブルの外側の前記研磨パッドの揺動経路に配置された第１の支持部材と、前記テーブルを挟んで前記第１の支持部材と反対側の前記研磨パッドの揺動経路に配置された第２の支持部材と、を含む、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１の支持部材および前記第２の支持部材はそれぞれ、前記研磨パッドの前記基板と接触する研磨面の全体を支持可能な支持面を有する、
    請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記計測器は、前記テーブルに支持された基板の外周部の画像を取得する撮影部材を含み、前記撮影部材によって取得された画像に基づいて前記基板の直径を算出するように構成される、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記計測器は、前記テーブルに支持された基板を前記テーブルの中心方向に押圧して位置合わせするための少なくとも３個のセンタリング機構を含み、前記センタリング機構による前記基板の位置合わせ結果に基づいて前記基板の直径を算出するように構成される、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 前記少なくとも３個のセンタリング機構はそれぞれ、前記テーブルの周囲に配置され前記テーブルに対して近づく方向および遠ざかる方向に移動可能なシャフトと、前記シャフトに取り付けられたセンタリング部材と、を含み、
    前記計測器は、前記基板ＷＦを位置合わせするときの前記シャフトの移動量に基づいて、前記基板の直径を算出するように構成される、
    請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記少なくとも３個のセンタリング機構はそれぞれ、前記テーブルの周囲に配置された回転シャフトと、前記回転シャフトに取り付けられたセンタリング部材と、を含み、
    前記センタリング部材は、前記回転シャフトが第１の方向に回転したときに前記基板と接触する第１の接触部と、前記回転シャフトが前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転したときに前記基板と接触する第２の接触部と、を含む、
    請求項５に記載の基板処理装置。
  8. 前記計測器は、前記基板ＷＦを位置合わせするときの前記回転シャフトの前記第１の方向の回転角度、または前記回転シャフトの前記第２の方向の回転角度に基づいて、前記基板の直径を算出するように構成される、
    請求項７に記載の基板処理装置。
  9. 前記揺動機構は、前記パッドホルダを保持するアームと、前記アームを支持する揺動シャフトと、前記揺動シャフトを回転駆動する回転駆動機構と、を含み、
    前記アームは、前記研磨パッドを保持するための第１のアームと、洗浄具を保持するための第２のアームと、前記研磨パッドとは径が異なる研磨パッドを保持するための第３のアームと、前記撮影部材を保持するための第４のアームと、を含み、
    前記第１、第２、第３、および第４のアームはそれぞれ、前記揺動シャフトの周りに放射状に配置される、
    請求項４に記載の基板処理装置。
  10. 前記第２のアームは、前記洗浄具とともに、前記洗浄具の両側に配置されたアトマイザをさらに保持するように構成される、
    請求項９に記載の基板処理装置。
  11. テーブルに基板を設置する設置ステップと、
    基板の直径を計測する計測ステップと、
    前記テーブルに設置された基板を研磨するための研磨パッドを揺動させる揺動ステップと、
    前記揺動ステップによって前記テーブルの外側へ揺動される研磨パッドを支持するための支持部材を、前記計測ステップによって計測された基板の直径に応じて、前記テーブルに設置された基板に対して位置調整する調整ステップと、
    を含む、基板処理方法。
  12. 前記計測ステップは、前記テーブルの周囲に配置された少なくとも３個のセンタリング機構を用いて前記テーブルに設置された基板を前記テーブルの中心方向に押圧して位置合わせする位置合わせステップと、前記位置合わせステップにおける前記基板の位置合わせ結果に基づいて前記基板の直径を算出する算出ステップと、を含む、
    請求項１１に記載の方法。
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