JP2023143988A

JP2023143988A - Top ring for holding substrate and substrate processing device

Info

Publication number: JP2023143988A
Application number: JP2023127098A
Authority: JP
Inventors: 遊石井; Yu Ishii; 博俊佐鳥; Hirotoshi Satori; 誠柏木; Makoto Kashiwagi
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2023-08-03
Publication date: 2023-10-06
Also published as: JP2021079488A; JP7328874B2

Abstract

To provide a top ring which can press a substrate to a polishing pad uniformly.SOLUTION: A top ring 302 for holding a substrate WF includes: a base member 301 connected to a top ring shaft 18; an elastic film 320 attached to the base member 301 and forming a compression chamber 322 for compressing the substrate WF with the base member 301; and a substrate suction member 330 including a porous member 334 having a substrate suction surface 334a for suctioning the substrate WF and a decompression part 334b communicating with decompression means 31, the substrate suction member 330 held by the elastic film 320.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本願は、基板を保持するためのトップリングおよび基板処理装置に関する。 The present application relates to a top ring for holding a substrate and a substrate processing apparatus.

半導体デバイスの製造に、基板の表面を平坦化するために化学機械研磨（ＣＭＰ）装置が使用されている。半導体デバイスの製造に使用される基板は、多くの場合、円板形状である。また、半導体デバイスに限らず、ＣＣＬ基板（Copper Clad Laminate基板）やＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板、フォトマスク基板、ディスプレイパネルなどの四角
形の基板の表面を平坦化する際の平坦度の要求も高まっている。また、ＰＣＢ基板などの電子デバイスが配置されたパッケージ基板の表面を平坦化することへの要求も高まっている。 Chemical mechanical polishing (CMP) equipment is used in the manufacture of semiconductor devices to planarize the surface of a substrate. Substrates used in the manufacture of semiconductor devices are often disk-shaped. In addition, there is an increasing demand for flatness when flattening the surface of rectangular substrates such as CCL substrates (Copper Clad Laminate substrates), PCB (Printed Circuit Board) substrates, photomask substrates, and display panels, not just semiconductor devices. ing. Furthermore, there is an increasing demand for flattening the surface of a package substrate such as a PCB substrate on which electronic devices are disposed.

化学機械研磨装置などの基板処理装置は、基板を保持するためのトップリングを含む。例えば特許文献１に記載されているように、トップリングは、回転軸と、回転軸に連結されたフランジ部と、フランジ部に嵌合された多孔質の吸着板と、吸着板の上面に貼り付けられた遮蔽板とを含む。このトップリングは、真空吸引によって吸着板の微細孔を介して基板を吸着し、かつ、遮蔽版に圧力を加えることによって基板を研磨パッドに押圧するように構成される。 Substrate processing equipment, such as chemical mechanical polishing equipment, includes a top ring for holding a substrate. For example, as described in Patent Document 1, a top ring includes a rotating shaft, a flange connected to the rotating shaft, a porous suction plate fitted to the flange, and a top ring attached to the upper surface of the suction plate. and a shielding plate attached. This top ring is configured to suction the substrate through the fine holes of the suction plate by vacuum suction, and to press the substrate against the polishing pad by applying pressure to the shielding plate.

特許第３６６８５２９号公報Patent No. 3668529

特許文献１に記載されているトップリングは、基板を研磨パッドに均一に押圧することに関して改善の余地がある。 The top ring described in Patent Document 1 has room for improvement in uniformly pressing the substrate against the polishing pad.

すなわち、基板処理装置は、各部品の製造公差に起因して、トップリングまたは研磨パッドが貼り付けられる定盤に傾きが生じる場合がある。これに対して、特許文献１に記載されているトップリングは、フランジ部に吸着板が嵌合されている。したがって、トップリングまたは定盤に傾きが生じた場合には、トップリングが保持する基板の被研磨面と研磨パッドの研磨面とが平行に接触せず、その結果、基板を均一に研磨パッドに押圧できないおそれがある。 That is, in the substrate processing apparatus, the top ring or the surface plate to which the polishing pad is attached may be tilted due to manufacturing tolerances of each component. On the other hand, in the top ring described in Patent Document 1, a suction plate is fitted to the flange portion. Therefore, if the top ring or surface plate is tilted, the surface to be polished of the substrate held by the top ring and the polishing surface of the polishing pad will not come into parallel contact, and as a result, the substrate will be evenly applied to the polishing pad. There is a possibility that it cannot be pressed.

そこで、本願は、基板を均一に研磨パッドに押圧することができるトップリングおよび基板処理装置を提供することを１つの目的としている。 Therefore, one object of the present application is to provide a top ring and a substrate processing apparatus that can uniformly press a substrate against a polishing pad.

一実施形態によれば、基板を保持するためのトップリングであって、回転シャフトに連結されたベース部材と、前記ベース部材に取り付けられ、前記ベース部材との間に基板を加圧するための加圧室を形成する弾性膜と、基板を吸着するための基板吸着面および減圧手段と連通する減圧部を有する多孔質部材を含み、前記弾性膜に保持される基板吸着部材と、を含む、トップリングが開示される。 According to one embodiment, a top ring for holding a substrate includes a base member connected to a rotating shaft, and a top ring attached to the base member for pressurizing the substrate between the top ring and the base member. A top comprising: an elastic membrane forming a pressure chamber; a substrate suction member held by the elastic membrane; The ring is revealed.

一実施形態による、基板処理装置の全体構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a substrate processing apparatus according to an embodiment. 一実施形態による、研磨ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a polishing unit according to one embodiment. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a top ring of one embodiment. 図３の５－５線における断面を示す図である。4 is a diagram showing a cross section taken along line 5-5 in FIG. 3. FIG. 一実施形態の基板吸着部材を概略的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing a substrate adsorption member of one embodiment. 一実施形態の基板吸着部材を概略的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a substrate adsorption member of one embodiment. 基板吸着部材の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a board|substrate adsorption member. 基板吸着部材の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a board|substrate adsorption member. 一実施形態の基板吸着部材を概略的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing a substrate adsorption member of one embodiment. 一実施形態のトップリングの一部を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a portion of the top ring of one embodiment. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a top ring of one embodiment. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a top ring of one embodiment.

以下に、本発明に係るトップリングおよびトップリングを備え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。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Below, embodiments of a top ring and a substrate processing apparatus equipped with the top ring according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same or similar elements are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description of the same or similar elements may be omitted in the description of each embodiment. Furthermore, features shown in each embodiment can be applied to other embodiments as long as they do not contradict each other.

図１は、一実施形態による基板処理装置１０００の全体構成を示す平面図である。図１に示される基板処理装置１０００は、ロードユニット１００、搬送ユニット２００、研磨ユニット３００、乾燥ユニット５００、およびアンロードユニット６００を有する。図示の実施形態において、搬送ユニット２００は、２つの搬送ユニット２００Ａ、２００Ｂを有し、研磨ユニット３００は、２つの研磨ユニット３００Ａ、３００Ｂを有する。一実施形態において、これらの各ユニットは、独立に形成することができる。これらのユニットを独立して形成することで、各ユニットの数を任意に組み合わせることで異なる構成の基板処理装置１０００を簡易に形成することができる。また、基板処理装置１０００は、制御装置９００を備え、基板処理装置１０００の各構成要素は制御装置９００により制御される。一実施形態において、制御装置９００は、入出力装置、演算装置、記憶装置などを備える一般的なコンピュータから構成することができる。 FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a substrate processing apparatus 1000 according to an embodiment. The substrate processing apparatus 1000 shown in FIG. 1 includes a loading unit 100, a transport unit 200, a polishing unit 300, a drying unit 500, and an unloading unit 600. In the illustrated embodiment, the transport unit 200 has two transport units 200A, 200B, and the polishing unit 300 has two polishing units 300A, 300B. In one embodiment, each of these units can be formed independently. By forming these units independently, substrate processing apparatuses 1000 with different configurations can be easily formed by arbitrarily combining the number of each unit. Further, the substrate processing apparatus 1000 includes a control device 900, and each component of the substrate processing apparatus 1000 is controlled by the control device 900. In one embodiment, the control device 900 can be configured from a general computer including an input/output device, an arithmetic device, a storage device, and the like.

＜ロードユニット＞
ロードユニット１００は、研磨および洗浄などの処理が行われる前の基板ＷＦを基板処理装置１０００内へ導入するためのユニットである。一実施形態において、ロードユニット１００は、ＳＭＥＭＡ（Surface Mount Equipment Manufacturers Association）の機
械装置インタフェース規格（IPC-SMEMA-9851）に準拠するように構成される。 <Load unit>
The load unit 100 is a unit for introducing the substrate WF into the substrate processing apparatus 1000 before being subjected to processing such as polishing and cleaning. In one embodiment, the load unit 100 is configured to comply with the Surface Mount Equipment Manufacturers Association (SMEMA) mechanical equipment interface standard (IPC-SMEMA-9851).

図示の実施形態において、ロードユニット１００の搬送機構は、複数の搬送ローラ２０２と、搬送ローラ２０２が取り付けられる複数のローラシャフト２０４とを有する。図１に示される実施形態においては、各ローラシャフト２０４には３つの搬送ローラ２０２が取り付けられている。基板ＷＦは、搬送ローラ２０２上に配置され、搬送ローラ２０２が回転することで基板ＷＦが搬送される。ローラシャフト２０４上の搬送ローラ２０２の取り付け位置は、基板ＷＦを安定的に搬送することができる位置であれば任意とすることができる。ただし、搬送ローラ２０２は基板ＷＦに接触するので、処理対象である基板ＷＦに接触しても問題の無い領域に搬送ローラ２０２が接触するように配置すべきである。一実施形態において、ロードユニット１００の搬送ローラ２０２は、導電性ポリマーから構成することができる。一実施形態において、搬送ローラ２０２は、ローラシャフト２０４などを介して電気的に接地される。これは、基板ＷＦが帯電して基板ＷＦを損傷することを防止するためである。また、一実施形態において、ロードユニット１００に、基板ＷＦの帯電を防止するためにイオナイザー（図示せず）を設けてもよい。 In the illustrated embodiment, the transport mechanism of the load unit 100 includes a plurality of transport rollers 202 and a plurality of roller shafts 204 to which the transport rollers 202 are attached. In the embodiment shown in FIG. 1, three transport rollers 202 are attached to each roller shaft 204. The substrate WF is placed on a conveyance roller 202, and the substrate WF is conveyed as the conveyance roller 202 rotates. The mounting position of the transport roller 202 on the roller shaft 204 can be any position as long as the substrate WF can be stably transported. However, since the transport roller 202 contacts the substrate WF, it should be arranged so that the transport roller 202 contacts an area where there is no problem even if it contacts the substrate WF to be processed. In one embodiment, the transport rollers 202 of the load unit 100 can be constructed from a conductive polymer. In one embodiment, transport roller 202 is electrically grounded, such as via roller shaft 204. This is to prevent the substrate WF from being charged and damaging the substrate WF. Furthermore, in one embodiment, the load unit 100 may be provided with an ionizer (not shown) to prevent the substrate WF from being charged.

＜搬送ユニット＞
図１に示される基板処理装置１０００は、２つの搬送ユニット２００Ａ、２００Ｂを備えている。２つの搬送ユニット２００Ａ、２００Ｂは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して搬送ユニット２００として説明する。 <Transport unit>
The substrate processing apparatus 1000 shown in FIG. 1 includes two transport units 200A and 200B. Since the two transport units 200A and 200B can have the same configuration, they will be collectively referred to as the transport unit 200 below.

図示の搬送ユニット２００は、基板ＷＦを搬送するための複数の搬送ローラ２０２を備えている。搬送ローラ２０２を回転させることで、搬送ローラ２０２上の基板ＷＦを所定の方向に搬送することができる。搬送ユニット２００の搬送ローラ２０２は、導電性ポリマーから形成されても、導電性のないポリマーから形成されてもよい。搬送ローラ２０２は、図示していないモータにより駆動される。基板ＷＦは、搬送ローラ２０２によって基板受け渡し位置まで搬送される。 The illustrated transport unit 200 includes a plurality of transport rollers 202 for transporting the substrate WF. By rotating the transport roller 202, the substrate WF on the transport roller 202 can be transported in a predetermined direction. The transport roller 202 of the transport unit 200 may be formed from a conductive polymer or a non-conductive polymer. The conveyance roller 202 is driven by a motor (not shown). The substrate WF is conveyed to the substrate delivery position by the conveyance roller 202.

一実施形態において、搬送ユニット２００は、洗浄ノズル２８４を有する。洗浄ノズル２８４は、図示しない洗浄液の供給源に接続される。洗浄ノズル２８４は、搬送ローラ２０２によって搬送される基板ＷＦに洗浄液を供給するように構成される。 In one embodiment, the transport unit 200 includes a cleaning nozzle 284. The cleaning nozzle 284 is connected to a cleaning liquid supply source (not shown). The cleaning nozzle 284 is configured to supply cleaning liquid to the substrate WF transported by the transport roller 202.

＜研磨ユニット＞
図２は、一実施形態による研磨ユニット３００の構成を概略的に示す斜視図である。図１に示される基板処理装置１０００は、２つの研磨ユニット３００Ａ、３００Ｂを備えている。２つの研磨ユニット３００Ａ、３００Ｂは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して研磨ユニット３００として説明する。 <Polishing unit>
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of a polishing unit 300 according to an embodiment. The substrate processing apparatus 1000 shown in FIG. 1 includes two polishing units 300A and 300B. Since the two polishing units 300A and 300B can have the same configuration, they will be collectively referred to as the polishing unit 300 below.

図２に示すように、研磨ユニット３００は、研磨テーブル３５０と、研磨対象物である基板を保持して研磨テーブル３５０上の研磨面に押圧する研磨ヘッドを構成するトップリング３０２とを備えている。研磨テーブル３５０は、テーブルシャフト３５１を介してその下方に配置される研磨テーブル回転モータ（図示せず）に連結されており、テーブルシャフト３５１周りに回転可能になっている。研磨テーブル３５０の上面には研磨パッド３５２が貼付されており、研磨パッド３５２の表面３５２ａが基板を研磨する研磨面を構成している。一実施形態において、研磨パッド３５２は、研磨テーブル３５０からの剥離を容易にするための層を介して貼り付けられてもよい。そのような層は、たとえばシリコーン層やフッ素系樹脂層などがあり、例えば特開２０１４－１７６９５０号公報などに記載されているものを使用してもよい。 As shown in FIG. 2, the polishing unit 300 includes a polishing table 350 and a top ring 302 constituting a polishing head that holds a substrate, which is an object to be polished, and presses it against a polishing surface on the polishing table 350. . The polishing table 350 is connected via a table shaft 351 to a polishing table rotation motor (not shown) disposed below, and is rotatable around the table shaft 351. A polishing pad 352 is attached to the upper surface of the polishing table 350, and a surface 352a of the polishing pad 352 constitutes a polishing surface for polishing the substrate. In one embodiment, polishing pad 352 may be applied with a layer to facilitate peeling from polishing table 350. Such layers include, for example, a silicone layer and a fluororesin layer, and those described in, for example, JP-A No. 2014-176950 may be used.

研磨テーブル３５０の上方には研磨液供給ノズル３５４が設置されており、この研磨液供給ノズル３５４によって研磨テーブル３５０上の研磨パッド３５２上に研磨液が供給されるようになっている。また、図２に示されるように、研磨テーブル３５０およびテーブルシャフト３５１には、研磨液を供給するための通路３５３が設けられている。通路３５３は、研磨テーブル３５０の表面の開口部３５５に連通している。研磨テーブル３５０の開口部３５５に対応する位置において研磨パッド３５２は貫通孔３５７が形成されており、通路３５３を通る研磨液は、研磨テーブル３５０の開口部３５５および研磨パッド３５２の貫通孔３５７から研磨パッド３５２の表面に供給される。なお、研磨テーブル３５０の開口部３５５および研磨パッド３５２の貫通孔３５７は、１つであっても複数でもよい。また、研磨テーブル３５０の開口部３５５および研磨パッド３５２の貫通孔３５７の位置は任意であるが、一実施形態においては研磨テーブル３５０の中心付近に配置される。 A polishing liquid supply nozzle 354 is installed above the polishing table 350, and the polishing liquid is supplied onto the polishing pad 352 on the polishing table 350 by this polishing liquid supply nozzle 354. Further, as shown in FIG. 2, the polishing table 350 and the table shaft 351 are provided with a passage 353 for supplying polishing liquid. Passage 353 communicates with an opening 355 in the surface of polishing table 350. A through hole 357 is formed in the polishing pad 352 at a position corresponding to the opening 355 of the polishing table 350, and the polishing liquid passing through the passage 353 is removed from the opening 355 of the polishing table 350 and the through hole 357 of the polishing pad 352. It is supplied to the surface of pad 352. Note that the number of the opening 355 of the polishing table 350 and the through hole 357 of the polishing pad 352 may be one or more. Further, the opening 355 of the polishing table 350 and the through hole 357 of the polishing pad 352 may be located at any position, but in one embodiment, they are arranged near the center of the polishing table 350.

図２には示されていないが、一実施形態において、研磨ユニット３００は、液体、または、液体と気体との混合流体、を研磨パッド３５２に向けて噴射するためのアトマイザ３５８を備える（図１参照）。アトマイザ３５８から噴射される液体は、例えば、純水であり、気体は、例えば、窒素ガスである。 Although not shown in FIG. 2, in one embodiment, the polishing unit 300 includes an atomizer 358 for jetting a liquid or a mixed fluid of liquid and gas toward the polishing pad 352 (FIG. reference). The liquid injected from the atomizer 358 is, for example, pure water, and the gas is, for example, nitrogen gas.

トップリング３０２は、トップリングシャフト１８に接続されており、このトップリングシャフト１８は、上下動機構３１９により揺動アーム３６０に対して上下動するようになっている。このトップリングシャフト１８の上下動により、揺動アーム３６０に対してトップリング３０２の全体を上下動させ位置決めするようになっている。トップリングシャフト１８は、図示しないトップリング回転モータの駆動により回転するようになっている。トップリングシャフト１８の回転により、トップリング３０２がトップリングシャフト１８を中心にして回転するようになっている。なお、トップリングシャフト１８の上端にはロータリージョイント３２３が取り付けられている。 The top ring 302 is connected to the top ring shaft 18, and the top ring shaft 18 is moved up and down with respect to the swing arm 360 by a vertical movement mechanism 319. By vertically moving the top ring shaft 18, the entire top ring 302 is moved vertically and positioned relative to the swing arm 360. The top ring shaft 18 is rotated by a top ring rotation motor (not shown). The rotation of the top ring shaft 18 causes the top ring 302 to rotate around the top ring shaft 18. Note that a rotary joint 323 is attached to the upper end of the top ring shaft 18.

なお、市場で入手できる研磨パッドとしては種々のものがあり、例えば、ニッタ・ハース株式会社製のＳＵＢＡ８００（「ＳＵＢＡ」は登録商標）、ＩＣ－１０００、ＩＣ－１０００／ＳＵＢＡ４００（二層クロス）、フジミインコーポレイテッド社製のＳｕｒｆｉｎｘｘｘ－５、Ｓｕｒｆｉｎ０００等（「ｓｕｒｆｉｎ」は登録商標）がある。ＳＵＢＡ８００、Ｓｕｒｆｉｎｘｘｘ－５、Ｓｕｒｆｉｎ０００は繊維をウレタン樹脂で固めた不織布であり、ＩＣ－１０００は硬質の発泡ポリウレタン（単層）である。発泡ポリウレタンは、ポーラス（多孔質状）になっており、その表面に多数の微細なへこみまたは孔を有している。 There are various polishing pads available on the market, such as SUBA800 ("SUBA" is a registered trademark), IC-1000, IC-1000/SUBA400 (double layer cloth) manufactured by Nitta Haas Co., Ltd. Examples include Surfin xxx-5 and Surfin 000 ("Surfin" is a registered trademark) manufactured by Fujimi Incorporated. SUBA800, Surfin xxx-5, and Surfin 000 are nonwoven fabrics made of fibers hardened with urethane resin, and IC-1000 is a hard polyurethane foam (single layer). Foamed polyurethane is porous and has many fine dents or pores on its surface.

トップリング３０２は、その下面に四角形の基板を保持できるようになっている。揺動アーム３６０は支軸３６２を中心として旋回可能に構成されている。トップリング３０２は、揺動アーム３６０の旋回により、上述の搬送ユニット２００の基板受け渡し位置と研磨テーブル３５０の上方との間で移動可能である。トップリングシャフト１８を下降させることで、トップリング３０２を下降させて基板を研磨パッド３５２の表面（研磨面）３５２ａに押圧することができる。このとき、トップリング３０２および研磨テーブル３５０をそれぞれ回転させ、研磨テーブル３５０の上方に設けられた研磨液供給ノズル３５４から、および／または、研磨テーブル３５０に設けられた開口部３５５から研磨パッド３５２上に研磨液を供給する。このように、基板ＷＦを研磨パッド３５２の研磨面３５２ａに押圧して基板の表面を研磨することができる。基板ＷＦの研磨中に、トップリング３０２が研磨パッド３５２の中心を通過するように（研磨パッド３５２の貫通孔３５７を覆うように）、アーム３６０を固定あるいは揺動させてもよい。 The top ring 302 is capable of holding a rectangular substrate on its lower surface. The swing arm 360 is configured to be able to pivot around a support shaft 362. The top ring 302 is movable between the above-described substrate transfer position of the transport unit 200 and above the polishing table 350 by swinging the swing arm 360. By lowering the top ring shaft 18, the top ring 302 can be lowered and the substrate can be pressed against the surface (polishing surface) 352a of the polishing pad 352. At this time, the top ring 302 and the polishing table 350 are rotated, and the polishing liquid supply nozzle 354 provided above the polishing table 350 and/or the opening 355 provided in the polishing table 350 are supplied onto the polishing pad 352. Supply polishing liquid to. In this way, the surface of the substrate can be polished by pressing the substrate WF against the polishing surface 352a of the polishing pad 352. During polishing of the substrate WF, the arm 360 may be fixed or swung so that the top ring 302 passes through the center of the polishing pad 352 (so as to cover the through hole 357 of the polishing pad 352).

トップリングシャフト１８およびトップリング３０２を上下動させる上下動機構３１９は、軸受３２１を介してトップリングシャフト１８を回転可能に支持するブリッジ２８と、ブリッジ２８に取り付けられたボールねじ３２と、支柱１３０により支持された支持台２９と、支持台２９上に設けられたＡＣサーボモータ３８とを備えている。サーボモータ３８を支持する支持台２９は、支柱１３０を介して揺動アーム３６０に固定されている。 The vertical movement mechanism 319 that moves the top ring shaft 18 and the top ring 302 up and down includes a bridge 28 that rotatably supports the top ring shaft 18 via a bearing 321, a ball screw 32 attached to the bridge 28, and a support column 130. The AC servo motor 38 is provided on the support stand 29 and on the support stand 29. A support base 29 that supports the servo motor 38 is fixed to a swing arm 360 via a column 130.

ボールねじ３２は、サーボモータ３８に連結されたねじ軸３２ａと、このねじ軸３２ａが螺合するナット３２ｂとを備えている。トップリングシャフト１８は、ブリッジ２８と一体となって上下動するようになっている。したがって、サーボモータ３８を駆動すると、ボールねじ３２を介してブリッジ２８が上下動し、これによりトップリングシャフト１８およびトップリング３０２が上下動する。研磨ユニット３００は、ブリッジ２８の下面までの距離、すなわちブリッジ２８の位置を検出する位置検出部としての測距センサ７０を備えている。この測距センサ７０によりブリッジ２８の位置を検出することで、トップリング３０２の位置を検出することができるようになっている。測距センサ７０は、ボールねじ３２，サーボモータ３８とともに上下動機構３１９を構成している。なお、測距センサ７０は、レーザ式センサ、超音波センサ、過電流式センサ、もしくはリニアスケール式センサであってもよい。また、測距センサ７０、サーボモータ３８をはじめとする研磨ユニット内の各機器は、制御装置９００により制御されるように構成される。 The ball screw 32 includes a screw shaft 32a connected to a servo motor 38, and a nut 32b into which the screw shaft 32a is screwed. The top ring shaft 18 is configured to move up and down integrally with the bridge 28. Therefore, when the servo motor 38 is driven, the bridge 28 moves up and down via the ball screw 32, which causes the top ring shaft 18 and the top ring 302 to move up and down. The polishing unit 300 includes a distance measuring sensor 70 as a position detection section that detects the distance to the lower surface of the bridge 28, that is, the position of the bridge 28. By detecting the position of the bridge 28 using the distance measuring sensor 70, the position of the top ring 302 can be detected. The distance measuring sensor 70 constitutes a vertical movement mechanism 319 together with the ball screw 32 and the servo motor 38. Note that the distance measuring sensor 70 may be a laser type sensor, an ultrasonic sensor, an overcurrent type sensor, or a linear scale type sensor. Further, each device within the polishing unit, including the distance measurement sensor 70 and the servo motor 38, is configured to be controlled by a control device 900.

一実施形態による研磨ユニット３００は、研磨パッド３５２の研磨面３５２ａをドレッシングするドレッシングユニット３５６を備えている。このドレッシングユニット３５６は、研磨面３５２ａに摺接されるドレッサ５０と、ドレッサ５０が連結されるドレッサシャフト５１と、ドレッサシャフト５１の上端に設けられたエアシリンダ５３と、ドレッサシャフト５１を回転自在に支持する揺動アーム５５とを備えている。ドレッサ５０の下部はドレッシング部材５０ａにより構成され、このドレッシング部材５０ａの下面には針状のダイヤモンド粒子が付着している。エアシリンダ５３は、支柱５６により支持された支持台５７上に配置されており、これらの支柱５６は揺動アーム５５に固定されている。 The polishing unit 300 according to one embodiment includes a dressing unit 356 that dresses the polishing surface 352a of the polishing pad 352. This dressing unit 356 includes a dresser 50 that slides on the polishing surface 352a, a dresser shaft 51 to which the dresser 50 is connected, an air cylinder 53 provided at the upper end of the dresser shaft 51, and a dresser shaft 51 that freely rotates. A supporting swing arm 55 is provided. The lower part of the dresser 50 is constituted by a dressing member 50a, and needle-shaped diamond particles are attached to the lower surface of the dressing member 50a. The air cylinder 53 is placed on a support stand 57 supported by struts 56, and these struts 56 are fixed to the swing arm 55.

揺動アーム５５は図示しないモータに駆動されて、支軸５８を中心として旋回するように構成されている。ドレッサシャフト５１は、図示しないモータの駆動により回転し、このドレッサシャフト５１の回転により、ドレッサ５０がドレッサシャフト５１周りに回転するようになっている。エアシリンダ５３は、ドレッサシャフト５１を介してドレッサ５０を上下動させ、ドレッサ５０を所定の押圧力で研磨パッド３５２の研磨面３５２ａに押圧する。 The swing arm 55 is driven by a motor (not shown) and is configured to swing around a support shaft 58 . The dresser shaft 51 is rotated by the drive of a motor (not shown), and the rotation of the dresser shaft 51 causes the dresser 50 to rotate around the dresser shaft 51. The air cylinder 53 moves the dresser 50 up and down via the dresser shaft 51, and presses the dresser 50 against the polishing surface 352a of the polishing pad 352 with a predetermined pressing force.

研磨パッド３５２の研磨面３５２ａのドレッシングは次のようにして行われる。ドレッサ５０はエアシリンダ５３により研磨面３５２ａに押圧され、これと同時に図示しない純水供給ノズルから純水が研磨面３５２ａに供給される。この状態で、ドレッサ５０がドレッサシャフト５１周りに回転し、ドレッシング部材５０ａの下面（ダイヤモンド粒子）を研磨面３５２ａに摺接させる。このようにして、ドレッサ５０により研磨パッド３５２が削り取られ、研磨面３５２ａがドレッシングされる。 Dressing of the polishing surface 352a of the polishing pad 352 is performed as follows. The dresser 50 is pressed against the polishing surface 352a by the air cylinder 53, and at the same time, pure water is supplied to the polishing surface 352a from a pure water supply nozzle (not shown). In this state, the dresser 50 rotates around the dresser shaft 51 to bring the lower surface (diamond particles) of the dressing member 50a into sliding contact with the polishing surface 352a. In this way, the polishing pad 352 is scraped off by the dresser 50, and the polishing surface 352a is dressed.

＜乾燥ユニット＞
乾燥ユニット５００は、基板ＷＦを乾燥させるための装置である。図１に示される基板処理装置１０００においては、乾燥ユニット５００は、研磨ユニット３００で研磨された後に、搬送ユニット２００の洗浄部で洗浄された基板ＷＦを乾燥させる。図１に示されるように、乾燥ユニット５００は、搬送ユニット２００の下流に配置される。 <Drying unit>
Drying unit 500 is a device for drying substrate WF. In the substrate processing apparatus 1000 shown in FIG. 1, the drying unit 500 dries the substrate WF that has been polished by the polishing unit 300 and then cleaned by the cleaning section of the transport unit 200. As shown in FIG. 1, the drying unit 500 is arranged downstream of the transport unit 200.

乾燥ユニット５００は、搬送ローラ２０２上を搬送される基板ＷＦに向けて気体を噴射するためのノズル５３０を有する。気体は、たとえば圧縮された空気または窒素とすることができる。搬送される基板ＷＦ上の水滴を乾燥ユニット５００によって吹き飛ばすことで、基板ＷＦを乾燥させることができる。 The drying unit 500 has a nozzle 530 for injecting gas toward the substrate WF being transported on the transport roller 202. The gas can be, for example, compressed air or nitrogen. The substrate WF can be dried by blowing away water droplets on the substrate WF being transported by the drying unit 500.

＜アンロードユニット＞
アンロードユニット６００は、研磨および洗浄などの処理が行われた後の基板ＷＦを基板処理装置１０００の外へ搬出するためのユニットである。図１に示される基板処理装置１０００においては、アンロードユニット６００は、乾燥ユニット５００で乾燥された後の基板を受け入れる。図１に示されるように、アンロードユニット６００は、乾燥ユニット５００の下流に配置される。 <Unload unit>
The unload unit 600 is a unit for transporting the substrate WF, which has been subjected to processing such as polishing and cleaning, out of the substrate processing apparatus 1000. In the substrate processing apparatus 1000 shown in FIG. 1, the unload unit 600 receives the substrate after being dried in the drying unit 500. As shown in FIG. 1, the unloading unit 600 is located downstream of the drying unit 500.

一実施形態において、アンロードユニット６００は、ＳＭＥＭＡ（Surface Mount Equipment Manufacturers Association）の機械装置インタフェース規格（IPC-SMEMA-9851）
に準拠するように構成される。 In one embodiment, the unload unit 600 complies with the Surface Mount Equipment Manufacturers Association (SMEMA) mechanical equipment interface standard (IPC-SMEMA-9851).
Configured to comply with.

＜トップリング＞
次に、一実施形態による研磨ユニット３００におけるトップリング３０２について説明する。図３は、一実施形態のトップリング３０２を概略的に示す断面図である。図３に示すように、トップリング３０２は、トップリングシャフト（回転シャフト）１８に連結さ
れたベース部材３０１を含む。ベース部材３０１は、具体的には、トップリングシャフト（回転シャフト）１８に連結されたフランジ３０３と、フランジ３０３の下面に取り付けられたスペーサ３０４と、スペーサ３０４の下面の周縁部に取り付けられた枠状の上部ガイド部材３０５と、上部ガイド部材３０５の下面に取り付けられた枠状の下部ガイド部材３０６と、を含んで構成される。フランジ３０３と、スペーサ３０４と、上部ガイド部材３０５は、ボルト３０７によって固定される。上部ガイド部材３０５と下部ガイド部材３０６は、ボルト３０８によって固定される。 <Top ring>
Next, the top ring 302 in the polishing unit 300 according to one embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a top ring 302. As shown in FIG. 3, the top ring 302 includes a base member 301 connected to the top ring shaft (rotation shaft) 18. Specifically, the base member 301 includes a flange 303 connected to the top ring shaft (rotation shaft) 18, a spacer 304 attached to the lower surface of the flange 303, and a frame attached to the peripheral edge of the lower surface of the spacer 304. It is configured to include a shaped upper guide member 305 and a frame shaped lower guide member 306 attached to the lower surface of the upper guide member 305. The flange 303, spacer 304, and upper guide member 305 are fixed by bolts 307. Upper guide member 305 and lower guide member 306 are fixed by bolts 308.

トップリング３０２は、ベース部材３０１に取り付けられた弾性膜３２０と、弾性膜３２０に保持された基板吸着部材３３０と、を含む。下部ガイド部材３０６は、基板吸着部材３３０の周囲を囲むように配置される。弾性膜３２０は、ベース部材３０１との間に基板ＷＦを加圧するための加圧室３２２を形成する。スペーサ３０４と上部ガイド部材３０５は、シール材３０９を介して連結されており、これにより、加圧室３２２の気密性を保っている。弾性膜３２０は、シリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）などのゴム材料で形成することができるが、これに限られない。弾性膜３２０は、基板ＷＦの搬送時に基板吸着部材３３０および基板ＷＦの重量によって弾性膜３２０にかかる荷重に耐えるとともに、後述するストッパ部材３１０および下部ガイド部材３０６によって基板吸着部材３３０の動きが制限される範囲において破損しない強度と、ベース部材３０１に対する基板吸着部材３３０の角度に自由度を持たせることができる弾性とを有する材料で形成することができる。 Top ring 302 includes an elastic membrane 320 attached to base member 301 and a substrate adsorption member 330 held by elastic membrane 320. The lower guide member 306 is arranged to surround the substrate adsorption member 330. The elastic membrane 320 forms a pressurizing chamber 322 between it and the base member 301 for pressurizing the substrate WF. The spacer 304 and the upper guide member 305 are connected via a sealing material 309, thereby maintaining the airtightness of the pressurizing chamber 322. The elastic membrane 320 can be formed of a rubber material such as silicone rubber, EPDM (ethylene propylene diene rubber), FKM (fluororubber), but is not limited thereto. The elastic film 320 withstands the load applied to the elastic film 320 by the weight of the substrate adsorption member 330 and the substrate WF during transport of the substrate WF, and the movement of the substrate adsorption member 330 is restricted by a stopper member 310 and a lower guide member 306, which will be described later. The substrate adsorption member 330 can be formed of a material having strength that will not be damaged within a certain range, and elasticity that allows flexibility in the angle of the substrate adsorption member 330 with respect to the base member 301.

図４は、図３の５－５線における断面を示す図である。図５は、一実施形態の基板吸着部材を概略的に示す平面図である。図６は、一実施形態の基板吸着部材を概略的に示す斜視図である。図３－６に示すように、基板吸着部材３３０は、多孔質部材３３４と、遮蔽部材３３２と、を含む。多孔質部材３３４は、減圧手段（真空源）３１を用いた真空引きによって基板ＷＦを真空吸着することができる部材であればよく、例えば樹脂ポーラス材で構成することができる。多孔質部材３３４は、本実施形態では板状に形成されており、基板ＷＦを吸着するための基板吸着面３３４ａおよび減圧手段（真空源）３１と連通する減圧部３３４ｂを有する。 FIG. 4 is a diagram showing a cross section taken along line 5-5 in FIG. FIG. 5 is a plan view schematically showing a substrate adsorption member of one embodiment. FIG. 6 is a perspective view schematically showing a substrate adsorption member of one embodiment. As shown in FIG. 3-6, the substrate adsorption member 330 includes a porous member 334 and a shielding member 332. The porous member 334 may be any member that can vacuum-adsorb the substrate WF by evacuation using the pressure reducing means (vacuum source) 31, and may be made of a resin porous material, for example. The porous member 334 is formed in a plate shape in this embodiment, and has a substrate adsorption surface 334a for adsorbing the substrate WF and a depressurization section 334b communicating with the decompression means (vacuum source) 31.

遮蔽部材３３２は、気体の流れを遮蔽することができる気密な部材であればよく、例えば比較的軟質なＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などの樹脂板で形成することができる。遮蔽部材３３２は、本実施形態では、多孔質部材３３４の基板吸着面３３４ａとは反対側の面３３４ｃおよび側面３３４ｄを遮蔽するように形成される。しかしながら、遮蔽部材３３２は、少なくとも多孔質部材３３４の基板吸着面３３４ａとは反対側の面３３４ｃを遮蔽するように形成されていればよい。遮蔽部材３３２を設けることによって、減圧手段（真空源）３１によって多孔質部材３３４を真空引きした場合に、負圧を基板吸着面３３４ａに効率よく形成することができる。これにより、基板ＷＦを基板吸着部材３３０に確実に吸着することができるので、研磨中に基板ＷＦが外側に飛び出す（スリップアウトする）のを防止することができる。図７および図８は、基板吸着部材３３０の変形例を示す図である。図７に示すように、基板吸着部材３３０は、多孔質部材３３４と、多孔質部材３３４の基板吸着面３３４ａとは反対側の面３３４ｃを遮蔽するように構成された遮蔽部材３３２と、多孔質部材３３４の側面３３４ｄを遮蔽するように構成されたシール材３３３と、を含んでいてもよい。シール材３３３は、耐薬品性接着剤などであってもよく、側面３３４ｄの空隙を埋めてシールすることができる。この構成によれば、減圧手段（真空源）３１によって多孔質部材３３４を真空引きした場合に、負圧を基板吸着面３３４ａに効率よく形成することができるので、基板ＷＦを基板吸着部材３３０に確実に吸着することができる。また、図８に示すように、基板吸着部材３３０は、多孔質部材３３４と、多孔質部材３３４の基板吸着面３３４ａとは反対側の面３３４ｃを遮蔽するように構成された遮蔽部材３３２と、多孔質
部材３３４の側面３３４ｄおよび基板吸着面３３４ａの周縁部を遮蔽するように構成されたシール材３３３と、を含んでいてもよい。この構成によれば、減圧手段（真空源）３１によって多孔質部材３３４を真空引きした際の大気ショートパスを軽減することができるので、基板吸着部材３３０に対する基板ＷＦの吸着力を向上させることができる。なお、本実施形態では基板吸着部材３３０に遮蔽部材３３２が含まれる例を示したが、多孔質部材３３４のみで基板吸着部材３３０を形成することもできる。その場合、多孔質部材３３４の基板吸着面３３４ａおよび穴３３６以外の面は、図７および図８における多孔質部材３３４の側面３３４ｄと同様にシール処置をするのが好ましい。 The shielding member 332 may be any airtight member that can shield the flow of gas, and may be made of a relatively soft resin plate such as PE (polyethylene), PP (polypropylene), or PTFE (polytetrafluoroethylene). can do. In this embodiment, the shielding member 332 is formed to shield a surface 334c and a side surface 334d of the porous member 334 on the opposite side from the substrate suction surface 334a. However, the shielding member 332 only needs to be formed so as to shield at least the surface 334c of the porous member 334 opposite to the substrate adsorption surface 334a. By providing the shielding member 332, when the porous member 334 is evacuated by the pressure reducing means (vacuum source) 31, negative pressure can be efficiently formed on the substrate suction surface 334a. Thereby, the substrate WF can be reliably adsorbed to the substrate adsorption member 330, so that it is possible to prevent the substrate WF from flying outward (slip-out) during polishing. 7 and 8 are diagrams showing modified examples of the substrate adsorption member 330. As shown in FIG. 7, the substrate suction member 330 includes a porous member 334, a shielding member 332 configured to shield a surface 334c of the porous member 334 opposite to the substrate suction surface 334a, and a porous A sealing material 333 configured to shield the side surface 334d of the member 334 may be included. The sealing material 333 may be a chemical-resistant adhesive or the like, and can fill and seal the gap on the side surface 334d. According to this configuration, when the porous member 334 is evacuated by the pressure reducing means (vacuum source) 31, negative pressure can be efficiently formed on the substrate suction surface 334a, so that the substrate WF can be attached to the substrate suction member 330. Can be reliably absorbed. Further, as shown in FIG. 8, the substrate adsorption member 330 includes a porous member 334, and a shielding member 332 configured to cover a surface 334c of the porous member 334 opposite to the substrate adsorption surface 334a. A sealing material 333 configured to cover the side surface 334d of the porous member 334 and the peripheral edge of the substrate suction surface 334a may be included. According to this configuration, it is possible to reduce the atmospheric short path when the porous member 334 is evacuated by the decompression means (vacuum source) 31, and therefore it is possible to improve the adsorption force of the substrate WF to the substrate adsorption member 330. can. Note that although this embodiment shows an example in which the substrate adsorption member 330 includes the shielding member 332, the substrate adsorption member 330 can also be formed of only the porous member 334. In that case, the surfaces of the porous member 334 other than the substrate suction surface 334a and the holes 336 are preferably sealed in the same manner as the side surface 334d of the porous member 334 in FIGS. 7 and 8.

遮蔽部材３３２は、多孔質部材３３４を露出させるように形成された穴３３６を含む。多孔質部材３３４の減圧部３３４ｂは、穴３３６が形成された位置に設けられる。また、遮蔽部材３３２の端部には、周方向に沿って複数の穴３３８が形成される。穴３３８が形成された箇所には、後述するストッパ部材３１０が取り付けられる。 Shielding member 332 includes a hole 336 formed to expose porous member 334. The pressure reducing part 334b of the porous member 334 is provided at the position where the hole 336 is formed. Further, a plurality of holes 338 are formed in the end of the shielding member 332 along the circumferential direction. A stopper member 310, which will be described later, is attached to the location where the hole 338 is formed.

弾性膜３２０は、基板吸着部材３３０の基板吸着面３３４ａとは反対側の面３３２ｃを覆う中央部３２４と、中央部３２４から基板吸着部材３３０の外側に張り出す端部３２６と、を含む。端部３２６は、上部ガイド部材３０５と下部ガイド部材３０６との間に挟持される。弾性膜３２０は、端部３２６が周方向にわたって上部ガイド部材３０５と下部ガイド部材３０６との間に固定される。これにより、スペーサ３０４と、上部ガイド部材３０５と、弾性膜３２０との間に、加圧室３２２が形成される。加圧室３２２は、圧力調整部３０と連通している。圧力調整部３０は、加圧室３２２に供給する圧力流体の圧力を調整する圧力調整機能を有している。本実施形態によれば、減圧手段３１を用いて多孔質部材３３４を負圧にすることによって基板吸着面３３４ａに基板ＷＦを吸着するとともに、圧力調整部３０によって加圧室３２２を加圧することによって基板ＷＦを研磨パッド３５２に押圧することができる。 The elastic film 320 includes a central portion 324 that covers a surface 332c of the substrate suction member 330 opposite to the substrate suction surface 334a, and an end portion 326 that extends from the central portion 324 to the outside of the substrate suction member 330. End portion 326 is sandwiched between upper guide member 305 and lower guide member 306. An end portion 326 of the elastic membrane 320 is fixed between the upper guide member 305 and the lower guide member 306 in the circumferential direction. Thereby, a pressurizing chamber 322 is formed between the spacer 304, the upper guide member 305, and the elastic membrane 320. The pressurizing chamber 322 communicates with the pressure adjusting section 30. The pressure adjustment section 30 has a pressure adjustment function that adjusts the pressure of the pressure fluid supplied to the pressurizing chamber 322. According to the present embodiment, the substrate WF is adsorbed onto the substrate adsorption surface 334a by applying negative pressure to the porous member 334 using the decompression means 31, and by pressurizing the pressurizing chamber 322 using the pressure adjusting section 30. The substrate WF can be pressed against the polishing pad 352.

また、トップリング３０２は、基板吸着部材３３０の上下方向の動きを規制するための複数のストッパ部材３１０を含む。ストッパ部材３１０は、基板吸着部材３３０の端部において弾性膜３２０を挟んで基板吸着部材３３０と連結される板状の部材である。ストッパ部材３１０は、遮蔽部材３３２の穴３３８にボルト３１２をねじ込むことによって基板吸着部材３３０と連結される。ストッパ部材３１０は、基板吸着部材３３０よりも外側に張り出すフランジ部３１１を有する。 Furthermore, the top ring 302 includes a plurality of stopper members 310 for regulating vertical movement of the substrate adsorption member 330. The stopper member 310 is a plate-shaped member that is connected to the substrate suction member 330 at the end of the substrate suction member 330 with the elastic membrane 320 interposed therebetween. The stopper member 310 is connected to the substrate adsorption member 330 by screwing the bolt 312 into the hole 338 of the shielding member 332. The stopper member 310 has a flange portion 311 that projects outward from the substrate suction member 330.

一方、上部ガイド部材３０５と下部ガイド部材３０６は、ストッパ部材３１０のフランジ部３１１と当接してストッパ部材３１０の上下方向の移動を規制する規制面３０５ａ，３０６ａを有する。基板吸着部材３３０が上方向に移動した際には、フランジ部３１１が規制面３０５ａに接触して基板吸着部材３３０の上方向の移動が規制される。一方、基板吸着部材３３０が下方向に移動した際には、フランジ部３１１が規制面３０６ａに接触して基板吸着部材３３０の下方向の移動が規制される。これにより、基板吸着部材３３０の上下方向の移動範囲を所望の範囲に規制することができる。 On the other hand, the upper guide member 305 and the lower guide member 306 have regulating surfaces 305a and 306a that come into contact with the flange portion 311 of the stopper member 310 to regulate vertical movement of the stopper member 310. When the substrate suction member 330 moves upward, the flange portion 311 contacts the regulating surface 305a to restrict upward movement of the substrate suction member 330. On the other hand, when the substrate suction member 330 moves downward, the flange portion 311 contacts the regulating surface 306a, and the downward movement of the substrate suction member 330 is restricted. Thereby, the vertical movement range of the substrate suction member 330 can be restricted to a desired range.

本実施形態によれば、基板処理装置１０００を構成する各部品の製造公差などに起因して、トップリング３０２または研磨パッド３５２が貼り付けられる研磨テーブル３５０などに傾きが生じる場合であっても、基板ＷＦを均一に研磨パッド３５２に押圧することができる。すなわち、本実施形態によれば、基板吸着部材３３０は、ベース部材３０１に固定されるのではなく、弾性膜３２０によって保持されている。このため、仮にトップリング３０２または研磨テーブル３５０に傾きが生じて基板ＷＦが研磨パッド３５２に片当たりしたとしても、弾性膜３２０の弾性によって基板吸着部材３３０を研磨パッド３５２の研磨面にならわせ、その結果、基板ＷＦを研磨パッド３５２に平行に接触させることができる。したがって、本実施形態によれば、基板ＷＦを均一に研磨パッド３５２に押圧する
ことができる。 According to the present embodiment, even if the polishing table 350 to which the top ring 302 or the polishing pad 352 is attached is tilted due to manufacturing tolerances of each component constituting the substrate processing apparatus 1000, The substrate WF can be evenly pressed against the polishing pad 352. That is, according to this embodiment, the substrate adsorption member 330 is not fixed to the base member 301 but is held by the elastic membrane 320. Therefore, even if the top ring 302 or the polishing table 350 is tilted and the substrate WF hits the polishing pad 352 unevenly, the elasticity of the elastic film 320 will cause the substrate suction member 330 to align with the polishing surface of the polishing pad 352. As a result, the substrate WF can be brought into contact with the polishing pad 352 in parallel. Therefore, according to this embodiment, the substrate WF can be uniformly pressed against the polishing pad 352.

また、本実施形態では、基板吸着部材３３０の周りに下部ガイド部材３０６が配置される。したがって、本実施形態によれば、基板ＷＦの研磨中に基板吸着部材３３０に横方向にかかる力を下部ガイド部材３０６で支えることができる。また、本実施形態によれば、基板吸着部材３３０によって基板ＷＦを吸着することができるので、研磨中に基板ＷＦが外側に飛び出す（スリップアウトする）ことを防止するためのリテーナ部材を設けることなく、基板ＷＦのスリップアウトを防止することができる。特に、近年の基板ＷＦの薄型化に伴い、リテーナ部材を設けた場合であっても、基板ＷＦが研磨中にスリップアウトするおそれがある。また、基板ＷＦの形状が角型である場合には、研磨中に基板ＷＦの角部がリテーナ部材と接触して、基板ＷＦまたはトップリングに破損が生じるおそれもある。これに対して、本実施形態によれば、基板吸着部材３３０によって基板ＷＦを真空吸着しながら研磨パッド３５２に押圧することができるので、研磨中の基板ＷＦのスリップアウトを防止するとともに、研磨中に基板ＷＦまたはトップリングが破損するのを防止することができる。 Further, in this embodiment, a lower guide member 306 is arranged around the substrate adsorption member 330. Therefore, according to the present embodiment, the lower guide member 306 can support the force applied in the lateral direction to the substrate suction member 330 during polishing of the substrate WF. Furthermore, according to the present embodiment, the substrate WF can be adsorbed by the substrate adsorption member 330, so there is no need to provide a retainer member to prevent the substrate WF from jumping out (slip out) during polishing. , slip-out of the substrate WF can be prevented. In particular, as the substrate WF has become thinner in recent years, there is a risk that the substrate WF may slip out during polishing even when a retainer member is provided. Further, when the shape of the substrate WF is square, there is a possibility that the corner of the substrate WF comes into contact with the retainer member during polishing, causing damage to the substrate WF or the top ring. In contrast, according to the present embodiment, the substrate WF can be vacuum-adsorbed and pressed against the polishing pad 352 by the substrate suction member 330, so that slip-out of the substrate WF during polishing can be prevented, and It is possible to prevent the substrate WF or the top ring from being damaged.

次に、本実施形態のトップリング３０２の変形例を説明する。図９は、一実施形態の基板吸着部材を概略的に示す平面図である。図９に示すように、基板吸着部材３３０は、複数の減圧部３３４ｂを有していてもよい。具体的には、基板吸着部材３３０は、複数の多孔質部材３３４と、複数の多孔質部材３３４のそれぞれの基板吸着面３３４ａとは反対側の面３３４ｃを遮蔽するように構成された遮蔽部材３３２と、を含む。遮蔽部材３３２は、複数の多孔質部材３３４のそれぞれを露出させるように形成された複数の穴３３６を含む。減圧部３３４ｂは、複数の穴３３６が形成された位置にそれぞれ設けられる。 Next, a modification of the top ring 302 of this embodiment will be described. FIG. 9 is a plan view schematically showing a substrate adsorption member of one embodiment. As shown in FIG. 9, the substrate adsorption member 330 may have a plurality of pressure reducing parts 334b. Specifically, the substrate suction member 330 includes a plurality of porous members 334 and a shielding member 332 configured to shield a surface 334c of each of the plurality of porous members 334 opposite to the substrate suction surface 334a. and, including. The shielding member 332 includes a plurality of holes 336 formed to expose each of the plurality of porous members 334. The pressure reducing parts 334b are provided at the positions where the plurality of holes 336 are formed.

このように基板吸着部材３３０に複数の減圧部３３４ｂを設けることにより、基板吸着部材３３０の全体を減圧手段（真空源）３１によって減圧することができる。その結果、大型の基板ＷＦであっても基板ＷＦをしっかりと基板吸着部材３３０に吸着することができるので、研磨中に基板ＷＦがトップリング３０２からスリップアウトすることを防止することができる。本実施形態では、複数の多孔質部材３３４のそれぞれに対して１つの減圧部３３４ｂおよび１つの穴３３６を設ける例を示したが、これに限定されない。例えば、図３に示すように１つの多孔質部材３３４を有する基板吸着部材３３０において、遮蔽部材３３２に複数の穴３３６を形成することによって１つの多孔質部材３３４に対して複数の減圧部３３４ｂを設けてもよい。この構成によれば、基板ＷＦが大きく多孔質部材３３４が大きい場合であっても、基板ＷＦを均一に基板吸着部材３３０に吸着することができる。 By providing the substrate suction member 330 with a plurality of pressure reducing parts 334b in this way, the entire substrate suction member 330 can be depressurized by the pressure reduction means (vacuum source) 31. As a result, even a large substrate WF can be firmly attracted to the substrate adsorption member 330, so that the substrate WF can be prevented from slipping out from the top ring 302 during polishing. In this embodiment, an example has been shown in which one pressure reduction part 334b and one hole 336 are provided for each of the plurality of porous members 334, but the present invention is not limited to this. For example, in a substrate adsorption member 330 having one porous member 334 as shown in FIG. It may be provided. According to this configuration, even if the substrate WF is large and the porous member 334 is large, the substrate WF can be uniformly adsorbed to the substrate adsorption member 330.

次に、本実施形態のトップリング３０２の変形例を説明する。図１０は、一実施形態のトップリング３０２の一部を概略的に示す断面図である。図１０に示すように、本実施形態のトップリング３０２は、上部ガイド部材３０５と下部ガイド部材３０６との間に、枠状の第１の弾性膜スペーサ３１４と、枠状の第２の弾性膜スペーサ３１６と、が上下方向に設けられる。また、上部ガイド部材３０５の中央部の下面に枠状または環状の弾性膜ホルダ３１８が取り付けられる。第１の弾性膜スペーサ３１４、第２の弾性膜スペーサ３１６、および弾性膜ホルダ３１８は、ベース部材３０１を構成する部材と見なすことができる。 Next, a modification of the top ring 302 of this embodiment will be described. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a portion of the top ring 302 of one embodiment. As shown in FIG. 10, the top ring 302 of this embodiment includes a frame-shaped first elastic membrane spacer 314 and a frame-shaped second elastic membrane between an upper guide member 305 and a lower guide member 306. A spacer 316 is provided in the vertical direction. Further, a frame-shaped or annular elastic membrane holder 318 is attached to the lower surface of the central portion of the upper guide member 305. The first elastic membrane spacer 314, the second elastic membrane spacer 316, and the elastic membrane holder 318 can be considered to be members constituting the base member 301.

一方、弾性膜３２０は、複数枚の弾性膜３２０－１、３２０－２、３２０－３、３２０－４を含んでいる。弾性膜３２０－１、３２０－２、３２０－３、３２０－４はそれぞれ、基板吸着部材３３０の基板吸着面３３４ａとは反対側の面３３２ｃに接続される中央部と、中央部から延びてベース部材３０１の異なる位置に固定される端部と、を含む。 On the other hand, the elastic membrane 320 includes a plurality of elastic membranes 320-1, 320-2, 320-3, and 320-4. The elastic membranes 320-1, 320-2, 320-3, and 320-4 each have a central portion connected to a surface 332c of the substrate suction member 330 opposite to the substrate suction surface 334a, and a base extending from the central portion. and ends fixed to different positions of the member 301.

具体的には、弾性膜３２０－１は、中央部３２０－１ａが基板吸着部材３３０の基板吸着面３３４ａとは反対側の面３３２ｃに接続され、端部３２０－１ｂが第２の弾性膜スペーサ３１６と下部ガイド部材３０６との間に挟持される。弾性膜３２０－２は、中央部３２０－２ａが弾性膜３２０－１の中央部３２０－１ａに接続され、端部３２０－２ｂが第１の弾性膜スペーサ３１４と第２の弾性膜スペーサ３１６との間に挟持される。弾性膜３２０－３は、中央部３２０－３ａが弾性膜３２０－１の中央部３２０－１ａに接続され、端部３２０－３ｂが上部ガイド部材３０５と第１の弾性膜スペーサ３１４との間に挟持される。弾性膜３２０－４は、中央部３２０－４ａが弾性膜３２０－１の中央部３２０－１ａに接続され、端部３２０－４ｂが上部ガイド部材３０５と弾性膜ホルダ３１８との間に挟持される。 Specifically, the elastic membrane 320-1 has a central portion 320-1a connected to a surface 332c of the substrate suction member 330 opposite to the substrate suction surface 334a, and an end portion 320-1b connected to the second elastic membrane spacer. 316 and the lower guide member 306. The elastic membrane 320-2 has a central portion 320-2a connected to the central portion 320-1a of the elastic membrane 320-1, and an end portion 320-2b connected to the first elastic membrane spacer 314 and the second elastic membrane spacer 316. sandwiched between. The elastic membrane 320-3 has a central portion 320-3a connected to the central portion 320-1a of the elastic membrane 320-1, and an end portion 320-3b between the upper guide member 305 and the first elastic membrane spacer 314. Being pinched. The elastic membrane 320-4 has a central portion 320-4a connected to the central portion 320-1a of the elastic membrane 320-1, and an end portion 320-4b held between the upper guide member 305 and the elastic membrane holder 318. .

このような複数の弾性膜３２０－１、３２０－２、３２０－３、３２０－４の構造によって、ベース部材３０１と複数枚の弾性膜３２０－１、３２０－２、３２０－３、３２０－４との間に、基板ＷＦを加圧するための複数の加圧室３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄが形成される。 Due to the structure of the plurality of elastic membranes 320-1, 320-2, 320-3, 320-4, the base member 301 and the plurality of elastic membranes 320-1, 320-2, 320-3, 320-4 A plurality of pressurizing chambers 322a, 322b, 322c, and 322d for pressurizing the substrate WF are formed between them.

本実施形態によれば、同心状の複数の加圧室３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄを形成することによって、研磨パッド３５２に対する基板ＷＦの押圧力をエリアごとにコントロールすることができる。また、本実施形態によれば、基板吸着部材３３０がある程度（各加圧室の圧力差を基板押付圧差に反映できる程度）の弾性を有するため、各加圧室に異なる圧力を印加させることにより、プロファイルコントロールが可能となる。 According to this embodiment, by forming a plurality of concentric pressure chambers 322a, 322b, 322c, and 322d, the pressing force of the substrate WF against the polishing pad 352 can be controlled for each area. Further, according to the present embodiment, since the substrate adsorption member 330 has a certain degree of elasticity (to the extent that the pressure difference between the pressure chambers can be reflected in the substrate pressing pressure difference), it is possible to apply different pressures to the respective pressure chambers. , profile control becomes possible.

図１１は、一実施形態のトップリング３０２を概略的に示す断面図である。図１１に示すように、本実施形態のトップリング３０２は、トップリングシャフト（回転シャフト）１８に連結されたベース部材３０１を含む。ベース部材３０１は、具体的には、トップリングシャフト（回転シャフト）１８に連結されたフランジ３０３と、フランジ３０３の下面に取り付けられたスペーサ３０４と、スペーサ３０４の下面に取り付けられた板状部材３０５ａおよび板状部材３０５ａの下面の周縁部に設けられた枠状部材３０５ｂを含む上部ガイド部材３０５と、枠状部材３０５ｂの下面に取り付けられた枠状の下部ガイド部材３０６と、を含んで構成される。 FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the top ring 302. As shown in FIG. 11, the top ring 302 of this embodiment includes a base member 301 connected to the top ring shaft (rotation shaft) 18. Specifically, the base member 301 includes a flange 303 connected to the top ring shaft (rotation shaft) 18, a spacer 304 attached to the lower surface of the flange 303, and a plate-like member 305a attached to the lower surface of the spacer 304. and an upper guide member 305 including a frame member 305b provided on the peripheral edge of the lower surface of the plate member 305a, and a frame-shaped lower guide member 306 attached to the lower surface of the frame member 305b. Ru.

また、トップリング３０２は、ベース部材３０１に取り付けられた弾性膜４０２を含む。弾性膜４０２は、上部ガイド部材３０５によって形成された空間に設けられたベース膜４０２ａと、ベース膜４０２ａ上に同心状に形成された複数の隔壁４０２ｂと、を含む。複数の隔壁４０２ｂの上端部は、板状部材３０５ａに固定される。これにより、弾性膜４０２とベース部材３０１との間に基板ＷＦを加圧するための同心状の複数の加圧室４３４、４３６、４３８が形成される。加圧室４３４、４３６、４３８を形成することによって、研磨パッド３５２に対する基板ＷＦの押圧力をエリアごとにコントロールすることができる。 Top ring 302 also includes an elastic membrane 402 attached to base member 301 . The elastic membrane 402 includes a base membrane 402a provided in a space formed by the upper guide member 305, and a plurality of partition walls 402b concentrically formed on the base membrane 402a. The upper ends of the plurality of partition walls 402b are fixed to the plate member 305a. As a result, a plurality of concentric pressurizing chambers 434, 436, and 438 for pressurizing the substrate WF are formed between the elastic membrane 402 and the base member 301. By forming the pressurizing chambers 434, 436, and 438, the pressing force of the substrate WF against the polishing pad 352 can be controlled for each area.

トップリング３０２は、弾性膜４０２に保持される基板保持部材４３０を含む。基板保持部材４３０は、ベース膜４０２ａの下面に貼り付けることができる。基板保持部材４３０は、基板ＷＦを保持するための基板保持面４３１ａが鏡面仕上げされている弾性板状部材４３１を含む。弾性板状部材４３１は、例えばシリコンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）などのゴム材料で形成することができる。基板保持面４３１ａは、基板ＷＦを保持することができるように鏡面仕上げされている。ここで、鏡面仕上げされている面とは、算術平均粗さＲａが５μｍ以下である面のことである。一例では、基板保持部材４３０は、基板保持面４３１ａの算術平均粗さＲａが５μｍ以下になるように構成された金型を用いて成形することができる。なお、弾性膜４０２と基板保持部材４３０は同じ材料で一体成形することもできる。この場合、弾性膜４０２と
基板保持部材４３０の貼り付けは不要となる。 Top ring 302 includes a substrate holding member 430 held by elastic membrane 402. The substrate holding member 430 can be attached to the lower surface of the base film 402a. The substrate holding member 430 includes an elastic plate-like member 431 having a mirror-finished substrate holding surface 431a for holding the substrate WF. The elastic plate-like member 431 can be made of a rubber material such as silicone rubber, EPDM (ethylene propylene diene rubber), or FKM (fluororubber). The substrate holding surface 431a has a mirror finish so that it can hold the substrate WF. Here, the mirror-finished surface is a surface whose arithmetic mean roughness Ra is 5 μm or less. In one example, the substrate holding member 430 can be molded using a mold configured such that the arithmetic mean roughness Ra of the substrate holding surface 431a is 5 μm or less. Note that the elastic membrane 402 and the substrate holding member 430 can also be integrally molded from the same material. In this case, it is not necessary to attach the elastic film 402 and the substrate holding member 430.

本実施形態によれば、基板保持部材４３０の基板保持面４３１ａを鏡面仕上げすることによって、基板ＷＦと基板保持面４３１ａとの間の摩擦力を向上させて基板ＷＦを基板保持面４３１ａに保持することができる。その結果、本実施形態によれば、基板ＷＦの周囲をガードするためのリテーナ部材を用いることなく、研磨中に基板ＷＦがスリップアウトするのを防止することができる。 According to this embodiment, by mirror-finishing the substrate holding surface 431a of the substrate holding member 430, the frictional force between the substrate WF and the substrate holding surface 431a is improved, and the substrate WF is held on the substrate holding surface 431a. be able to. As a result, according to the present embodiment, it is possible to prevent the substrate WF from slipping out during polishing without using a retainer member for guarding the periphery of the substrate WF.

また、本実施形態では、基板保持部材４３０の周りに下部ガイド部材３０６が配置される。したがって、本実施形態によれば、基板ＷＦの研磨中、基板保持部材４３０に横方向にかかる力を下部ガイド部材３０６で支えることができる。 Further, in this embodiment, the lower guide member 306 is arranged around the substrate holding member 430. Therefore, according to the present embodiment, the force applied to the substrate holding member 430 in the lateral direction can be supported by the lower guide member 306 during polishing of the substrate WF.

基板保持部材４３０には、基板保持面４３１ａと基板保持面４３１ａとは反対側の面とを貫通する複数の穴４３２が形成される。穴４３２を形成することによって、基板ＷＦを搬送ユニット２００と研磨ユニット３００との間で搬送する際に加圧室４３６を負圧に切り替えることによって、基板ＷＦを基板保持部材４３０にチャックすることができる。また、基板ＷＦを研磨して搬送ユニット２００へ搬送した後、穴４３２から例えば空気圧を加えることによって基板保持部材４３０に保持された基板ＷＦを取り外し易くすることができる。 A plurality of holes 432 are formed in the substrate holding member 430, passing through the substrate holding surface 431a and the surface opposite to the substrate holding surface 431a. By forming the hole 432, the substrate WF can be chucked to the substrate holding member 430 by switching the pressure chamber 436 to negative pressure when the substrate WF is transferred between the transfer unit 200 and the polishing unit 300. can. Furthermore, after polishing the substrate WF and transporting it to the transport unit 200, for example, by applying air pressure through the hole 432, the substrate WF held by the substrate holding member 430 can be easily removed.

図１２は、一実施形態のトップリング３０２を概略的に示す断面図である。図１２に示すトップリング３０２は、図１１に示すトップリング３０２と比較して、弾性膜の構造が異なり、その他の構造は同様である。したがって、図１１に示すトップリング３０２と異なる構造のみを説明する。 FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the top ring 302. The top ring 302 shown in FIG. 12 is different from the top ring 302 shown in FIG. 11 in the structure of the elastic membrane, but the other structures are the same. Therefore, only the structure different from the top ring 302 shown in FIG. 11 will be described.

図１２に示すように、本実施形態のトップリング３０２は、上部ガイド部材３０５と下部ガイド部材３０６との間に、枠状の第１の弾性膜スペーサ３１４と、枠状の第２の弾性膜スペーサ３１６と、が上下方向に設けられる。また、上部ガイド部材３０５の中央部の下面に枠状または環状の弾性膜ホルダ３１８が取り付けられる。第１の弾性膜スペーサ３１４、第２の弾性膜スペーサ３１６、および弾性膜ホルダ３１８は、ベース部材３０１を構成する部材と見なすことができる。 As shown in FIG. 12, the top ring 302 of this embodiment includes a frame-shaped first elastic membrane spacer 314 and a frame-shaped second elastic membrane between an upper guide member 305 and a lower guide member 306. A spacer 316 is provided in the vertical direction. Further, a frame-shaped or annular elastic membrane holder 318 is attached to the lower surface of the central portion of the upper guide member 305. The first elastic membrane spacer 314, the second elastic membrane spacer 316, and the elastic membrane holder 318 can be considered to be members constituting the base member 301.

弾性膜４２０は、複数枚の弾性膜４２０－１、４２０－２、４２０－３、４２０－４を含んでいる。弾性膜４２０－１、４２０－２、４２０－３、４２０－４は、基板保持部材４３０の基板保持面４３１ａとは反対側の面４３１ｂに接続される中央部と、ベース部材３０１の異なる位置に固定される端部と、を含む。 The elastic membrane 420 includes a plurality of elastic membranes 420-1, 420-2, 420-3, and 420-4. The elastic membranes 420-1, 420-2, 420-3, and 420-4 are located at different positions on the base member 301 and at the center portion connected to the surface 431b of the substrate holding member 430 opposite to the substrate holding surface 431a. and a fixed end.

具体的には、弾性膜４２０－１は、中央部４２０－１ａが基板保持部材４３０の基板保持面４３１ａとは反対側の面４３１ｂに接続され、端部４２０－１ｂが第２の弾性膜スペーサ３１６と下部ガイド部材３０６との間に挟持される。弾性膜４２０－２は、中央部４２０－２ａが弾性膜４２０－１の中央部４２０－１ａに接続され、端部４２０－２ｂが第１の弾性膜スペーサ３１４と第２の弾性膜スペーサ３１６との間に挟持される。弾性膜４２０－３は、中央部４２０－３ａが弾性膜４２０－２の中央部４２０－２ａに接続され、端部４２０－３ｂが上部ガイド部材３０５と第１の弾性膜スペーサ３１４との間に挟持される。弾性膜４２０－４は、中央部４２０－４ａが弾性膜４２０－３の中央部４２０－３ａに接続され、端部４２０－４ｂが上部ガイド部材３０５と弾性膜ホルダ３１８との間に挟持される。なお、弾性膜４２０－１と基板保持部材４３０は、同じ材料で一体成形することができる。この場合、弾性膜４２０－１と基板保持部材４３０の接続は不要となる。 Specifically, the elastic membrane 420-1 has a central portion 420-1a connected to a surface 431b of the substrate holding member 430 opposite to the substrate holding surface 431a, and an end portion 420-1b connected to the second elastic membrane spacer. 316 and the lower guide member 306. The elastic membrane 420-2 has a central portion 420-2a connected to the central portion 420-1a of the elastic membrane 420-1, and an end portion 420-2b connected to the first elastic membrane spacer 314 and the second elastic membrane spacer 316. sandwiched between. The elastic membrane 420-3 has a central portion 420-3a connected to the central portion 420-2a of the elastic membrane 420-2, and an end portion 420-3b between the upper guide member 305 and the first elastic membrane spacer 314. Being pinched. The elastic membrane 420-4 has a central portion 420-4a connected to the central portion 420-3a of the elastic membrane 420-3, and an end portion 420-4b held between the upper guide member 305 and the elastic membrane holder 318. . Note that the elastic membrane 420-1 and the substrate holding member 430 can be integrally molded from the same material. In this case, there is no need to connect the elastic membrane 420-1 and the substrate holding member 430.

このような複数の弾性膜４２０－１、４２０－２、４２０－３、４２０－４の構造によ
って、ベース部材３０１と複数枚の弾性膜４２０－１、４２０－２、４２０－３、４２０－４との間に、基板ＷＦを加圧するための複数の加圧室４３４、４３６、４３８、４４０が形成される。 Due to the structure of the plurality of elastic membranes 420-1, 420-2, 420-3, 420-4, the base member 301 and the plurality of elastic membranes 420-1, 420-2, 420-3, 420-4 A plurality of pressurizing chambers 434, 436, 438, and 440 for pressurizing the substrate WF are formed between them.

本実施形態によれば、同心状の複数の加圧室４３４、４３６、４３８、４４０を形成することによって、研磨パッド３５２に対する基板ＷＦの押圧力をエリアごとにコントロールすることができる。また、本実施形態によれば、弾性板状部材４３１は厚さを有するが、ある程度（各加圧室の圧力差を基板押付圧差に反映できる程度）の弾性を有するため、各加圧室に異なる圧力を印加させることにより、プロファイルコントロールが可能となる。 According to this embodiment, by forming a plurality of concentric pressure chambers 434, 436, 438, and 440, the pressing force of the substrate WF against the polishing pad 352 can be controlled for each area. Further, according to the present embodiment, although the elastic plate-like member 431 has a thickness, it has elasticity to a certain extent (to the extent that the pressure difference in each pressure chamber can be reflected in the substrate pressing pressure difference), so that Profile control is possible by applying different pressures.

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。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the invention described above are for facilitating understanding of the present invention, and do not limit the present invention. The present invention may be modified and improved without departing from its spirit, and it goes without saying that the present invention includes equivalents thereof. In addition, any combination or omission of each component described in the claims and specification is possible within the scope of solving at least part of the above-mentioned problems or achieving at least part of the effect. It is.

本願は、一実施形態として、基板を保持するためのトップリングであって、回転シャフトに連結されたベース部材と、前記ベース部材に取り付けられ、前記ベース部材との間に基板を加圧するための加圧室を形成する弾性膜と、基板を吸着するための基板吸着面および減圧手段と連通する減圧部を有する多孔質部材を含み、前記弾性膜に保持される基板吸着部材と、を含む、トップリングを開示する。 The present application provides, as one embodiment, a top ring for holding a substrate, including a base member connected to a rotating shaft, and a top ring attached to the base member for pressurizing the substrate between the base member and the base member. an elastic membrane forming a pressurizing chamber; a substrate suction member held by the elastic membrane; Reveal the top ring.

このトップリングは、基板吸着部材が弾性膜によって保持されているため、基板が研磨パッドに片当たりしたとしても、弾性膜の弾性によって基板を研磨パッドに平行に接触させることができ、その結果、基板を均一に研磨パッドに押圧することができる、という効果を一例として奏する。 In this top ring, the substrate suction member is held by an elastic membrane, so even if the substrate hits the polishing pad unevenly, the elasticity of the elastic membrane allows the substrate to contact the polishing pad in parallel. One example of this is that the substrate can be evenly pressed against the polishing pad.

さらに本願は、一実施形態として、基板を保持するためのトップリングであって、回転シャフトに連結されたベース部材と、前記ベース部材に取り付けられ、前記ベース部材との間に基板を加圧するための加圧室を形成する弾性膜と、基板を保持するための基板保持面の算術平均粗さＲａが５μｍ以下になるように鏡面仕上げされている弾性板状部材を含み、前記弾性膜に保持される基板保持部材と、を含む、トップリングを開示する。 Furthermore, the present application provides, as an embodiment, a top ring for holding a substrate, the top ring being attached to a base member connected to a rotating shaft, and for pressurizing the substrate between the base member and the base member. an elastic membrane forming a pressurized chamber, and an elastic plate-like member mirror-finished so that the arithmetic mean roughness Ra of the substrate holding surface for holding the substrate is 5 μm or less, and the substrate is held by the elastic membrane. Disclosed is a top ring including a substrate holding member.

このトップリングは、基板保持部材の基板保持面を鏡面仕上げすることによって、基板と基板保持面との間の摩擦力を向上させて基板を基板保持面に密着保持することができる。その結果、本実施形態によれば、基板の周囲をガードするためのリテーナ部材を用いることなく、研磨中に基板がスリップアウトするのを防止することができる、という効果を一例として奏する。 By mirror-finishing the substrate holding surface of the substrate holding member, this top ring can improve the frictional force between the substrate and the substrate holding surface and hold the substrate in close contact with the substrate holding surface. As a result, according to this embodiment, for example, the effect that the substrate can be prevented from slipping out during polishing is achieved without using a retainer member for guarding the periphery of the substrate.

さらに本願は、一実施形態として、前記基板吸着部材は、前記多孔質部材と、前記多孔質部材の前記基板吸着面とは反対側の面および前記多孔質部材の側面を遮蔽するように構成された遮蔽部材と、を含む、トップリングを開示する。 Further, in one embodiment of the present application, the substrate adsorption member is configured to shield the porous member, a surface of the porous member opposite to the substrate adsorption surface, and a side surface of the porous member. A top ring is disclosed, including a shielding member having a top ring.

このトップリングは、減圧手段（真空源）によって多孔質部材を真空引きした場合に、負圧を基板吸着面に効率よく形成することができるので、基板を基板吸着部材に確実に吸着することができ、研磨中に基板が基板吸着部材からスリップアウトするのを防止することができる、という効果を一例として奏する。 This top ring can efficiently create negative pressure on the substrate adsorption surface when the porous member is evacuated by a pressure reducing means (vacuum source), so the substrate can be reliably adsorbed to the substrate adsorption member. As an example, the substrate can be prevented from slipping out from the substrate adsorption member during polishing.

さらに本願は、一実施形態として、前記遮蔽部材は、前記多孔質部材を露出させるように形成された穴を含み、前記減圧部は、前記穴が形成された位置に設けられる、トップリングを開示する。 Furthermore, the present application discloses, as one embodiment, a top ring, wherein the shielding member includes a hole formed to expose the porous member, and the pressure reducing part is provided at a position where the hole is formed. do.

このトップリングは、遮蔽部材に形成された穴を介して多孔質部材を減圧することができるので、基板を基板吸着部材に確実に吸着することができ、研磨中に基板が基板吸着部材からスリップアウトするのを防止することができる、という効果を一例として奏する。 This top ring can reduce pressure on the porous member through the hole formed in the shielding member, so the substrate can be reliably adsorbed to the substrate adsorption member, and the substrate may slip from the substrate adsorption member during polishing. For example, this effect can be achieved in that it is possible to prevent the player from going out.

さらに本願は、一実施形態として、前記基板吸着部材は、複数の前記多孔質部材と、前記複数の多孔質部材のそれぞれの前記基板吸着面とは反対側の面を遮蔽するように構成された遮蔽部材と、を含み、前記遮蔽部材は、前記複数の多孔質部材のそれぞれを露出させるように形成された複数の穴を含み、前記減圧部は、前記複数の穴が形成された位置にそれぞれ設けられる、トップリングを開示する。 Further, in one embodiment of the present application, the substrate adsorption member is configured to shield a plurality of the porous members and a surface of each of the plurality of porous members opposite to the substrate adsorption surface. a shielding member, the shielding member includes a plurality of holes formed to expose each of the plurality of porous members, and the depressurization section includes a plurality of holes formed at the positions where the plurality of holes are formed, respectively. A top ring provided is disclosed.

このトップリングは、基板吸着部材の全体を減圧手段（真空源）によって減圧することができるので、大型の基板であっても基板をしっかりと基板吸着部材に吸着することができ、その結果、研磨中に基板がトップリングからスリップアウトすることを防止することができる、という効果を一例として奏する。 This top ring allows the entire substrate adsorption member to be depressurized by a decompression means (vacuum source), so even large substrates can be firmly adsorbed to the substrate adsorption member, and as a result, polishing is possible. For example, the board can be prevented from slipping out from the top ring during the process.

さらに本願は、一実施形態として、前記ベース部材は、前記基板吸着部材の周囲を囲むように設けられた下部ガイド部材と、前記下部ガイド部材の上部に設けられた上部ガイド部材と、を含み、前記弾性膜は、前記基板吸着部材の前記基板吸着面とは反対側の面を覆う中央部と、前記上部ガイド部材と前記下部ガイド部材との間に挟持される端部と、を含むトップリングを開示する。 Further, in one embodiment of the present application, the base member includes a lower guide member provided so as to surround the periphery of the substrate adsorption member, and an upper guide member provided above the lower guide member, The elastic film includes a top ring that includes a central portion that covers a surface of the substrate suction member opposite to the substrate suction surface, and an end portion that is held between the upper guide member and the lower guide member. Disclose.

このトップリングは、上部ガイド部材と下部ガイド部材との間に端部が挟持される弾性膜によって基板吸着部材が保持されているため、基板が研磨パッドに片当たりしたとしても、弾性膜の弾性によって基板を研磨パッドに平行に接触させることができ、その結果、基板を均一に研磨パッドに押圧することができる、という効果を一例として奏する。 In this top ring, the substrate adsorption member is held by an elastic membrane whose end is sandwiched between the upper guide member and the lower guide member, so even if the substrate hits the polishing pad unevenly, the elastic membrane's elasticity As an example, the substrate can be brought into contact with the polishing pad in parallel, and as a result, the substrate can be uniformly pressed against the polishing pad.

さらに本願は、一実施形態として、前記弾性膜は、複数枚の弾性膜を含み、前記複数枚の弾性膜は、前記基板吸着部材の前記基板吸着面とは反対側の面に接続される中央部と、前記ベース部材の異なる位置に固定される端部と、を含み、前記ベース部材と前記複数枚の弾性膜との間に基板を加圧するための複数の加圧室を形成するように構成される、トップリングを開示する。 Further, in one embodiment of the present application, the elastic film includes a plurality of elastic films, and the plurality of elastic films are arranged at a center of the substrate adsorption member connected to a surface opposite to the substrate adsorption surface. and end portions fixed at different positions of the base member, and forming a plurality of pressurizing chambers for pressurizing the substrate between the base member and the plurality of elastic membranes. Configured, discloses the top ring.

このトップリングは、複数の加圧室を形成することによって、研磨パッドに対する基板の押圧力をエリアごとにコントロールすることができる、という効果を一例として奏する。 By forming a plurality of pressurizing chambers, this top ring has the effect of being able to control the pressing force of the substrate against the polishing pad for each area, for example.

さらに本願は、一実施形態として、前記基板吸着部材の端部において前記弾性膜を挟んで前記基板吸着部材と連結されるとともに前記基板吸着部材よりも外側に張り出すフランジ部を有する複数のストッパ部材をさらに含み、前記ベース部材は、前記基板吸着部材の周囲を囲むように設けられた下部ガイド部材と、前記下部ガイド部材の上部に設けられた上部ガイド部材と、を含み、前記上部ガイド部材と前記下部ガイド部材は、前記ストッパ部材の前記フランジ部の上下方向の移動を規制する規制面を有する、トップリングを開示する。 Furthermore, the present application provides, as an embodiment, a plurality of stopper members each having a flange portion connected to the substrate adsorption member across the elastic membrane at an end portion of the substrate adsorption member and protruding outward from the substrate adsorption member. The base member further includes: a lower guide member provided to surround the substrate adsorption member; and an upper guide member provided above the lower guide member; The lower guide member is a top ring that has a regulating surface that regulates vertical movement of the flange portion of the stopper member.

このトップリングは、基板吸着部材の上下方向の移動範囲を所望の範囲に規制することができる、という効果を一例として奏する。 For example, this top ring has the effect of being able to restrict the vertical movement range of the substrate adsorption member to a desired range.

さらに本願は、一実施形態として、上記のいずれかのトップリングと、研磨パッドを保持するように構成された研磨テーブルと、を有する、基板処理装置を開示する。 Furthermore, the present application discloses, as one embodiment, a substrate processing apparatus having any of the above-mentioned top rings and a polishing table configured to hold a polishing pad.

この基板処理装置は、基板吸着部材が弾性膜によって保持されているため、基板が研磨パッドに片当たりしたとしても、弾性膜の弾性によって基板を研磨パッドに平行に接触させることができ、その結果、基板を均一に研磨パッドに押圧することができる、という効果を一例として奏する。 In this substrate processing apparatus, the substrate suction member is held by an elastic film, so even if the substrate hits the polishing pad unevenly, the elasticity of the elastic film allows the substrate to contact the polishing pad in parallel, resulting in For example, the substrate can be evenly pressed against the polishing pad.

１８トップリングシャフト（回転シャフト）
３１減圧手段（真空源）
３００研磨ユニット
３０１ベース部材
３０２トップリング
３０３フランジ
３０４スペーサ
３０５上部ガイド部材
３０５ａ，３０６ａ規制面
３０６下部ガイド部材
３２０、４０２、４２０弾性膜
３２２加圧室
３３０基板吸着部材
３３２遮蔽部材
３３４多孔質部材
３３４ａ基板吸着面
３３４ｂ減圧部
３５２研磨パッド
４３０基板保持部材
４３１弾性板状部材
４３１ａ基板保持面
１０００基板処理装置
ＷＦ基板 18 Top ring shaft (rotating shaft)
31 Pressure reduction means (vacuum source)
300 Polishing unit 301 Base member 302 Top ring 303 Flange 304 Spacer 305 Upper guide members 305a, 306a Regulating surface 306 Lower guide members 320, 402, 420 Elastic membrane 322 Pressurizing chamber 330 Substrate adsorption member 332 Shielding member 334 Porous member 334a Substrate Adsorption surface 334b Pressure reducing part 352 Polishing pad 430 Substrate holding member 431 Elastic plate member 431a Substrate holding surface 1000 Substrate processing apparatus WF Substrate

Claims

A top ring for holding a board,
a base member connected to a rotating shaft;
an elastic membrane attached to the base member and forming a pressurizing chamber for pressurizing the substrate between the elastic membrane and the base member;
a substrate adsorption member held by the elastic membrane, the substrate adsorption member including a porous member having a substrate adsorption surface for adsorbing the substrate and a pressure reduction part communicating with the pressure reduction means;
Including top ring.

The top ring according to claim 1,
The substrate suction member includes the porous member, and a shielding member configured to shield a surface of the porous member opposite to the substrate suction surface and a side surface of the porous member.
top ring

The top ring according to claim 2,
The shielding member includes a hole formed to expose the porous member,
The pressure reducing part is provided at a position where the hole is formed.
top ring

The top ring according to claim 1,
The substrate suction member includes a plurality of the porous members and a shielding member configured to shield a surface of each of the plurality of porous members opposite to the substrate suction surface,
The shielding member includes a plurality of holes formed to expose each of the plurality of porous members,
The pressure reducing part is provided at each position where the plurality of holes are formed.
top ring

The top ring according to any one of claims 1 to 4,
The base member includes a lower guide member provided to surround the substrate adsorption member, and an upper guide member provided above the lower guide member,
The elastic film includes a central portion that covers a surface of the substrate suction member opposite to the substrate suction surface, and an end portion that is sandwiched between the upper guide member and the lower guide member. .

The top ring according to any one of claims 1 to 5,
The elastic membrane includes a plurality of elastic membranes,
The plurality of elastic membranes include a central portion connected to a surface of the substrate suction member opposite to the substrate suction surface, and end portions fixed to different positions of the base member, and configured to form a plurality of pressurizing chambers for pressurizing the substrate between the member and the plurality of elastic membranes;
top ring

The top ring according to any one of claims 1 to 6,
further comprising a plurality of stopper members each having a flange portion connected to the substrate suction member across the elastic membrane at an end of the substrate suction member and protruding outward from the substrate suction member;
The base member includes a lower guide member provided to surround the substrate adsorption member, and an upper guide member provided above the lower guide member,
The upper guide member and the lower guide member have regulating surfaces that regulate vertical movement of the flange portion of the stopper member.
top ring

A top ring for holding a board,
a base member connected to a rotating shaft;
an elastic membrane attached to the base member and forming a pressurizing chamber for pressurizing the substrate between the elastic membrane and the base member;
a substrate holding member held by the elastic film, including an elastic plate-like member mirror-finished so that the arithmetic mean roughness Ra of the substrate holding surface for holding the substrate is 5 μm or less;
Including top ring.

A top ring according to any one of claims 1 to 8,
a polishing table configured to hold a polishing pad;
Substrate processing equipment.