JP6018656B2 - 研磨装置および研磨方法 - Google Patents

研磨装置および研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6018656B2
JP6018656B2 JP2015025116A JP2015025116A JP6018656B2 JP 6018656 B2 JP6018656 B2 JP 6018656B2 JP 2015025116 A JP2015025116 A JP 2015025116A JP 2015025116 A JP2015025116 A JP 2015025116A JP 6018656 B2 JP6018656 B2 JP 6018656B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
wafer
substrate
liquid
outer peripheral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015025116A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015119197A (ja
Inventor
前田 和昭
和昭 前田
圭瑞 高橋
圭瑞 高橋
関 正也
正也 関
宏明 草
宏明 草
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2015025116A priority Critical patent/JP6018656B2/ja
Publication of JP2015119197A publication Critical patent/JP2015119197A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6018656B2 publication Critical patent/JP6018656B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/002Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding edges or bevels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/004Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor using abrasive rolled strips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/04Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces
    • B24B21/06Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces involving members with limited contact area pressing the belt against the work, e.g. shoes sweeping across the whole area to be ground
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/04Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces
    • B24B21/06Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces involving members with limited contact area pressing the belt against the work, e.g. shoes sweeping across the whole area to be ground
    • B24B21/08Pressure shoes; Pressure members, e.g. backing belts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06Work supports, e.g. adjustable steadies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/065Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

本発明は、基板の平坦面を含む外周部を研磨する研磨装置および研磨方法に関する発明である。
半導体デバイスの製造では、基板としてウエハが使用される。半導体デバイスの製造プロセスには、ウエハに膜を積層するプロセスと、積層された膜を除去するプロセスが複数存在する。これらプロセスの過程でウエハの外周部には表面荒れを生じ、そこからパーティクルと呼ばれる微小な汚染物質が発生する。
この汚染物質をそのまま放置すると、その一部は、その後の基板の移送や処理の過程で基板の外周部からウエハの表面中央部に向かって移動することとなる。ウエハの表面には碁盤の目状にデバイスが形成されており、このデバイス上に汚染物質が付着すると、デバイスの品質は低下し、不良品の原因ともなる。このような問題を避けるためには、ウエハの外周部を処理することが必要不可欠である。
また、半導体デバイスの製造プロセスでは、先にも述べた通り、ウエハには膜が何層も積層される。この過程の中で、積層した膜の外周部のみを除去したいという要求がある。例えば、ある膜を形成して次の処理に移るとき、ウエハの外周部が搬送機構で把持された状態でウエハが移送される。このとき、ウエハの外周部上にある膜自体が搬送機構に付着し、その後の工程に汚染物質として拡散してしまうことがある。このような汚染物質の拡散を防止するために、ウエハを掴む場所(ウエハ外周部)をあらかじめ処理して、ウエハの外周部から膜を除去しておくのである。
ウエハの外周部を処理する方法の一つとして、研磨処理が挙げられる。この研磨処理は、研磨具を基板の片面から当てるものと、両面から当てるもので大きく二つに分かれる。特許文献1には、研磨帯を片面から基板に当てる研磨方法が開示されている。この特許文献1では、研磨帯をウエハの外周側から中心側に向かって移動させつつ、下向きの力を基板の外周部に加えている。特許文献2では、研磨ドラムを下向きの力で上面ベベル部に押付けている。特許文献3では、基板の上方または下方から研磨テープを基板の外周部に押し付けている。これら三つの方法では、ウエハの外周部が押圧力により撓むことが考えられ、平坦な面である外周部に平行に研磨具を接触させて研磨することが困難と思われる。
一方、基板の両側から研磨具を当てる研磨方法として、特許文献4および特許文献5に記載されている方法が知られている。これら特許文献4,5に記載された方法によれば、研磨具がウエハの両側からウエハを摘むので、ウエハの撓みについては問題がないと考えられる。しかしながら、研磨具の研磨面とウエハの面とが互いに平行にならないため、基板外周部の平坦な表面をその面の角度を維持しつつ均一に削ることは困難である。
そこで、特許文献6では、ウエハの外周部の真上と真下から研磨具を当て研磨する方法が提案されている。この研磨方法は、ウエハの撓みに関しても問題を生じなく、外周部を平坦に研磨することにも適している。しかしながら、この研磨方法では、基板の上面側の外周部と下面側の外周部のうちの一方だけを処理することはできず、必ず両側の外周部を処理することととなり、一方の外周部のみを研磨したいという要請に応えることができない。
特開2001−205549号公報 特開2007−208161号公報 特開2005−305586号公報 特開2005−277050号公報 特開2007−189208号公報 特開2004−241434号公報
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、基板の一方の側の外周部を研磨することができる研磨装置および研磨方法を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、ウエハを保持して回転させる基板保持機構と、液体を前記ウエハの下面に噴射するノズルと、前記ノズルから前記ウエハの下面に噴射される液体によって支持された前記ウエハの上面に、研磨具を押圧する研磨機構と、前記ノズルに連結され、前記ノズルを前記ウエハの径方向に移動させるスライド機構と、を備えることを特徴とする研磨装置である。
本発明の好ましい態様は、前記研磨機構は、前記研磨具を押圧する加圧パッドを有することを特徴とする。
本発明の他の態様は、ウエハを保持して回転させる基板保持機構と、前記ウエハの下面に噴射される液体によって支持された前記ウエハの上面に、研磨具を押圧する研磨機構と、を備え、前記研磨機構は、前記ウエハに対して角度を変えながら前記ウエハを研磨することが可能なことを特徴とする研磨装置である
本発明の好ましい態様は、前記ウエハの研磨中に、前記ウエハの被研磨部に向けて純水を供給するように構成されていることを特徴とする。
本発明の他の態様は、ウエハを保持して回転させる基板保持機構と、前記ウエハの下面に噴射される液体によって支持された前記ウエハの上面に、研磨テープを押圧する研磨機構と、前記研磨機構に前記研磨テープを供給する研磨テープ供給機構と、を備えることを特徴とする研磨装置である
本発明の他の態様は、ウエハを回転させ、前記ウエハの外周部に向けて前記ウエハの径方向に移動可能なノズルから液体を噴射させながら、前記液体で前記ウエハを支持し、前記液体で支持されている箇所の反対側から研磨具で前記ウエハの外周部を研磨することを特徴とする研磨方法である。
本発明の好ましい態様は、前記液体を前記ウエハの下面に向けて噴射することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ウエハの研磨中に、被研磨部に向けて純水を供給することを特徴とする。
本発明の他の態様は、ウエハを回転させ、前記ウエハの外周部に向けて液体を噴射させながら、前記液体で前記ウエハを支持し、前記液体で支持されている箇所の反対側から研磨具で前記ウエハの外周部を研磨しながら、前記ウエハに対する前記研磨具の角度を変えることを特徴とする研磨方法である
本発明の好ましい態様は、加圧パッドで前記研磨具を前記ウエハに押圧しながら、前記ウエハの外周部を研磨することを特徴とする。
本発明の他の態様は、ウエハを回転させ、前記ウエハの外周部に向けて液体を噴射させながら、前記液体で前記ウエハを支持し、前記液体で支持されている箇所の反対側から研磨具で前記ウエハの外周部を研磨し、前記液体でのウエハの支持は、前記液体の圧力を調整しながら行うことを特徴とする研磨方法である
本発明によれば、基板の撓みを防ぐことにより、基板の外周部の平坦面をその元の面の角度を維持したまま研磨することができる。
本発明の第1の実施形態に係る研磨装置を示す概略正面図である。 研磨機構を傾動させるチルト機構を示す側面図である。 図3(a)乃至図3(c)は、基板と外周部支持機構との位置関係を示す図である。 図4(a)及び図4(b)は、基板と外周部支持機構との位置関係を示す図である。 本発明の第2の実施形態に係る研磨装置の要部を基板の径方向から見た側面図である。 本発明の第3の実施形態に係る研磨装置の要部を示す正面図である。 図7(a)および図7(b)は、研磨機構の基板の径方向の位置によって基板の撓み具合が変化する様子を示す図である。 図8(a)及び図8(b)は、図7(a)および図7(b)に示す位置で基板を押圧したときの押圧力を示す模式図である。 本発明の第3の実施形態に係る研磨装置の他の構成例を示す正面図である。 図9に示す研磨装置の部分拡大図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る研磨装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る研磨装置を示す概略正面図である。図1に示すように、この研磨装置は、ウエハなどの基板Wを水平に保持して回転させる基板保持機構1と、この基板保持機構1によって保持された基板Wの外周部を研磨する研磨機構2と、基板保持機構1によって保持された基板Wの外周部を支持する外周部支持機構3とを備えている。なお、本明細書では、基板の外周部とは、基板の最端部から内側に向かった平坦部をいう。
基板保持機構1は、基板Wを真空吸着力などにより保持する基板ステージ11と、基板ステージ11を回転させる基板回転機構12とを有している。基板ステージ11は、基板Wよりも小さい直径を有し、基板Wの被研磨部である外周部が基板ステージ11の外側に位置した状態で基板が保持される。基板回転機構12は、図には示さないモータを有しており、このモータは基板ステージ11に連結されている。このような構成により、基板回転機構12のモータを回転させると、基板ステージ11に保持された基板Wが水平面内で回転する。
研磨機構2は、研磨テープ(研磨具)10を基板Wの上面側の外周部に押圧して該外周部を研磨する機構である。本実施形態では、研磨具として研磨テープ10が用いられている。研磨テープ10は、ベースフィルムの片面に、例えば、ダイヤモンド粒子やSiC粒子などの砥粒をベースフィルムに接着した研磨テープを用いることができる。これら砥粒が固定された研磨テープ10の面が研磨面となる。研磨テープ10に用いられる砥粒は、基板Wの種類や要求される研磨性能に応じて適宜選択される。例えば、平均粒径0.1μm〜5.0μmの範囲にあるダイヤモンド粒子やSiC粒子を砥粒として用いることができる。また、砥粒を接着させていない帯状の研磨布でもよい。また、ベースフィルムとしては、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレートなどの可撓性を有する材料からなるフィルムが使用できる。
基板保持機構1、研磨機構2、外周部支持機構3は、図示しないハウジング内に収容されており、ハウジングの内部空間が研磨室となっている。研磨テープ10は、研磨テープ供給機構15から研磨機構2に送られるようになっており、研磨テープ供給機構15は研磨室の外に配置されている。研磨テープ供給機構15は、ハウジングまたは図示しないフレームに固定されており、その位置は固定されている。研磨テープ供給機構15は、テープ送り機構16とテープ巻取り機構17とを有している。研磨テープ10は、テープ送り機構16から研磨機構2に送られ、さらにテープ巻取り機構17によって研磨機構2から回収される。このように、研磨テープ10は、研磨テープ供給機構15から研磨機構2に少しずつ送り込まれるので、常に新しい研磨面で基板Wの研磨が行われる。
研磨機構2は、研磨テープ10の裏側(研磨面とは反対側)に配置された加圧パッド20と、加圧パッド20に押圧力を与える押圧機構としてのスプリング21を有している。加圧パッド20はロッド22の先端に固定され、このロッド22はその長手方向にスライド自在に図示しない軸受により支持されている。加圧パッド20には、ロッド22を介してスプリング21により押圧力が付与され、これにより、研磨テープ10の研磨面を基板Wの表面に対して押圧する。研磨テープ10に与えられる押圧力はスプリング21によって調整され、常に一定の押圧力が得られるようになっている。加圧パッド20を構成する材料の例としては、シリコンゴム、シリコンスポンジ、フッ素ゴムなどの弾性材、またはポリブチレンナフタレート(PBN)、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの硬質材が挙げられる。
図2は、研磨機構2を傾動させるチルト機構を示す側面図である。研磨機構2は、アーム26、ベルト27、およびプーリ28A,28Bを介してモータ29に連結されており、モータ29により研磨機構2が、基板保持機構1上の基板Wの最端部を中心に回転するようになっている。これらアーム26、ベルト27、プーリ28A,28B、およびモータ29は、研磨機構2を傾動させるチルト機構を構成する。
研磨機構2は、チルト機構を介してプレート30に支持されており、プレート30はスライド機構31上に設置されている。スライド機構31は、その長手方向に沿ってプレート30が移動することを許容する。プレート30はリニアアクチュエータ33に連結されており、このリニアアクチュエータ33を駆動させることにより、基板保持機構1に保持された基板Wの径方向に沿って研磨機構2が移動する。したがって、このリニアアクチュエータ33は、研磨機構2を基板Wの径方向に沿って移動させる移動機構を構成する。
研磨機構2は、基板保持機構1に保持された基板Wの上面側に配置され、外周部支持機構3は基板Wの下面側に配置されている。すなわち、研磨機構2と外周部支持機構3とは、基板Wに関して略対称に配置されている。外周部支持機構3は、研磨機構2により押圧されている基板Wの外周部を、以下に説明するように、流体の圧力を利用して基板Wの外周部の反対側から支持するものである。
外周部支持機構3は、研磨機構2を支持するプレート30にスライド機構34を介して連結されている。スライド機構34は、プレート30に取り付けられた図には示さないリニアアクチュエータに連結されている。このような構成により、外周部支持機構3は、研磨機構2とは独立して基板Wの径方向に移動が可能となっている。外周部支持機構3は、減圧弁35を経由して液体供給源36に連結されている。液体は、減圧弁35により圧力調整され、外周部支持機構3に供給される。外周部支持機構3は、基板Wの下面側の外周部に近接したノズル37を有している。減圧弁35により圧力調整された液体は、このノズル37より基板Wの下面側の外周部に向けて噴射される。なお、使用される液体の好ましい例としては、純水が挙げられる。
次に、本実施形態に係る研磨装置の動作について説明する。
基板Wは、図示しない搬送ロボットにより研磨装置の研磨室に搬送され、基板保持機構1の基板ステージ11上に載置される。基板保持機構1は、基板Wを真空吸着などにより保持し、水平面内で基板Wを回転させる。研磨テープ供給機構15を動作させると、研磨テープ10はテープ送り機構16から研磨機構2を経由してテープ巻取り機構17に巻き取られる。研磨テープ10は、その長手方向に進行しながら、研磨機構2によって基板Wの上面側の外周部に押圧される。同時に、外周部支持機構3のノズル37から液体が基板Wの下面側の外周部に向けて噴射される。
回転する基板Wと研磨テープ10とは相対移動し、これにより研磨テープ10の研磨面が基板Wに摺接される。研磨中、研磨機構2および外周部支持機構3は、リニアアクチュエータ33により基板Wの径方向に沿って移動される。必要に応じて、チルト機構により研磨機構2の基板Wに対する角度を変更してもよい。なお、研磨によって発生するパーティクルの飛散を防止するために、研磨中は基板Wの被研磨部(上面側の外周部)に向けて純水を供給することが好ましい。
図3(a)乃至図3(c)は、基板Wと外周部支持機構3との位置関係を示す図である。基板Wとノズル37との隙間が小さいほど液体の流量が小さくなり、液体の圧力が大きくなる。そのため、図3(a)に示すように、ノズル37は可能な限り基板Wに近接させて配置される。図3(a)は基板Wの初期位置を示している。この初期位置では、研磨機構2の押圧力とノズル37からの液体の押圧力とは釣り合っている。
基板Wが回転中に振れまわりなどで下方に変位して基板Wとノズル37との隙間が初期の隙間より小さくなると、その分基板Wとノズル37との間の液体の圧力が上がる(図3(b)参照)。このとき、スプリング21は伸びるので研磨機構2が基板Wに加える押圧力は小さくなる。この状態では、上下の力が不釣合いとなり、基板Wは液体により上に押し返される。その結果、基板Wは初期の位置に戻ることとなる(図3(c)参照)。
基板Wが上方に変位したときも、同じ原理で基板Wは初期位置に戻る。すなわち、図4(a)に示すように、基板Wが上方に変位すると、基板Wとノズル37との間の隙間が大きくなってノズル37からの液体の押圧力が下がり、同時にスプリング21が縮んで研磨機構2が基板Wに与える押圧力が大きくなる。その結果、基板Wに作用する上下の力が不釣合いとなり、基板Wは押し下げられて初期位置に戻る(図4(b)参照)。
このように、基板Wが上下に変位した場合でも、基板Wはその初期位置に戻るため、基板Wが撓むこともなく常に一定の力で研磨テープ(研磨具)10により押されることとなる。したがって、本実施形態によれば、基板Wの平坦な面をそのまま平坦に維持したまま研磨することが可能である。特に、積層膜が基板上に形成されている場合に、最上の膜(または所望の層数の膜)のみを除去することが可能である。
次に、本発明の第2の実施形態に係る研磨装置について説明する。図5は本発明の第2の実施形態に係る研磨装置の要部を基板の径方向から見た側面図である。本実施形態に係る研磨装置は、外周部支持機構40が、研磨される外周部と同じ側に配置されている点で、第1の実施形態に係る研磨装置と異なっている。その他の構成および動作は、第1の実施形態と同様である。
図5に示すように、外周部支持機構40は、研磨機構2の下部に取り付けられており、研磨機構2と一体に移動可能となっている。外周部支持機構40は、基板Wの上面側の外周面に対向する平坦な支持面(下面)41aを有する2つの基板支持体41,41を有している。各基板支持体41は、支持面41aで開口する細孔41bを有し、細孔41bの他端は液体供給源43に連結されている。これら基板支持体41,41は加圧パッド20を挟むように基板Wの周方向に沿って配置されている。なお、基板支持体41の数は2つに限られず、1つ、または3つ以上であってもよい。
液体は、液体供給源43から細孔41bに供給され、支持面41aに形成されている開口から高速で流出する。液体は、支持面41aと基板Wの上面との間の隙間を高速で流れる。このとき、液体の流速が高いと、ベルヌーイの定理から支持面41aと基板Wとの間に負圧が生じ、これにより基板Wが基板支持体41によって支持される。このような構成によれば、基板Wの研磨側の面から基板Wを保持することが可能である。
次に、本発明の第3の実施形態に係る研磨装置について説明する。図6は本発明の第3の実施形態に係る研磨装置の要部を示す正面図である。本実施形態に係る研磨装置は、外周部支持機構を備えていない点、および研磨機構2の押圧力を調整する押圧力調整機構を備えている点で、上述した第1の実施形態に係る研磨装置と異なっている。なお、特に説明しないその他の構成および動作は、第1の実施形態と同様である。
図6に示すように、加圧パッド20が取り付けられているロッド22の端部はシリンダ45に収容されている。シリンダ45は、その長手方向に配列された第1ポート46Aおよび第2ポート46Bを有しており、これら第1ポート46Aおよび第2ポート46Bは、それぞれ第1電空レギュレータ48Aおよび第2電空レギュレータ48Bを経由して気体供給源50に連結されている。本実施形態では、第1電空レギュレータ48A、第2電空レギュレータ48B、シリンダ45、および気体供給源50により押圧力調整機構が構成されている。
これら第1電空レギュレータ48Aおよび第2電空レギュレータ48Bによりシリンダ45に送る気体の圧力を調整することにより、加圧パッド20が研磨テープ10を介して基板Wを押圧する押圧力(研磨圧力)を調整することができる。すなわち、第2ポート46Bを介してシリンダ45に供給される気体の圧力を一定に維持しつつ、第1ポート46Aを介してシリンダ45に供給される気体の圧力を、第2ポート46Bを介して供給される気体の圧力よりも大きくする。これにより、研磨圧力を基板Wに与えることができる。そして、この圧力の大きさの関係を維持しつつ、第1ポート46Aを介してシリンダ45に供給される気体の圧力を調整すれば、研磨圧力を調整することができる。
研磨テープ10の基板Wとの接触箇所が基板Wの端部に近づくに従って、基板Wの撓みが大きくなり、研磨圧力が低下する。そこで、本実施形態では、研磨テープ10の接触箇所によらず、研磨圧力を一定に保つために、図7(a)および図7(b)に示すように、研磨圧力が一定となるように、シリンダ45に供給される気体の圧力を第1電空レギュレータ48Aおよび第2電空レギュレータ48Bにより調整する。これにより、常に一定の研磨圧力で基板Wの外周部を研磨することができる。
具体的には、次のようにして研磨圧力が一定に調整される。図8(a)及び図8(b)は、それぞれ図7(a)および図7(b)に示す位置で基板を押圧したときの押圧力を示す模式図である。図8(a)に示すように、基板Wが撓むと、真上から基板Wに加えた力Fは、基板Wに垂直な成分Fcosθと基板に平行な成分Fsinθとに分解される。これらの成分のうち、基板Wの研磨には、基板に垂直な成分Fcosθが作用する。したがって、研磨機構2を基板Wの半径方向に移動する際に、成分Fcosθを常に一定にすることが必要となる。撓み角θは、押圧力Fと基板Wの中心からの半径方向の距離との関数として表すことができ、この関数は計測により求めることができる。ここで、撓み角θは押圧力Fに依存して変わってくるが、上記関数を用いて繰り返し演算を行うことにより、Fcosθが基板Wの半径方向のどの位置においても一定となるように押圧力Fを求めることができる。このように、予め得られた押圧力Fを基板Wの半径位置に応じて基板Wに加えることにより、押圧力Fcosθを一定に保つことができる。
図9は、本実施形態に係る研磨装置の他の構成例を示す正面図である。この例では、内部に液体が封入された変形自在な加圧パッド52が使用されている。このような加圧パッド52によれば、図10に示すように、パスカルの原理により、基板Wに対して均一な押圧力を与えることができる。すなわち、基板Wが撓んだ場合でも、基板Wの表面に対して垂直な力を均一に加えることができるので、結果として、基板Wの外周部の平坦面をそのまま平坦に維持しつつ研磨することができる。
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その特許請求の範囲によって定められる技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
1 基板保持機構
2 研磨機構
3 外周部支持機構
10 研磨テープ(研磨具)
11 基板ステージ
12 基板回転機構
15 研磨テープ供給機構
16 テープ送り機構
17 テープ巻取り機構
20 加圧パッド
21 スプリング
22 ロッド
26 アーム
27 ベルト
28A,28B プーリ
29 モータ
30 プレート
31 スライド機構
33 リニアアクチュエータ
34 スライド機構
35 減圧弁
36 液体供給源
37 ノズル
40 外周部支持機構
41 基板支持体
43 液体供給源
45 シリンダ
46A 第1ポート
46B 第2ポート
48A 第1電空レギュレータ
48B 第2電空レギュレータ
50 気体供給源
52 加圧パッド

Claims (11)

  1. ウエハを保持して回転させる基板保持機構と、
    液体を前記ウエハの下面に噴射するノズルと、
    前記ノズルから前記ウエハの下面に噴射される液体によって支持された前記ウエハの上面に、研磨具を押圧する研磨機構と、
    前記ノズルに連結され、前記ノズルを前記ウエハの径方向に移動させるスライド機構と、
    を備えることを特徴とする研磨装置。
  2. 前記研磨機構は、前記研磨具を押圧する加圧パッドを有することを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。
  3. ウエハを保持して回転させる基板保持機構と、
    前記ウエハの下面に噴射される液体によって支持された前記ウエハの上面に、研磨具を押圧する研磨機構と、を備え、
    前記研磨機構は、前記ウエハに対して角度を変えながら前記ウエハを研磨することが可能なことを特徴とする研磨装置。
  4. 前記ウエハの研磨中に、前記ウエハの被研磨部に向けて純水を供給するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の研磨装置。
  5. ウエハを保持して回転させる基板保持機構と、
    前記ウエハの下面に噴射される液体によって支持された前記ウエハの上面に、研磨テープを押圧する研磨機構と、
    記研磨機構に前記研磨テープを供給する研磨テープ供給機構と、を備えることを特徴とする研磨装置。
  6. ウエハを回転させ、
    前記ウエハの外周部に向けて前記ウエハの径方向に移動可能なノズルから液体を噴射させながら、前記液体で前記ウエハを支持し、
    前記液体で支持されている箇所の反対側から研磨具で前記ウエハの外周部を研磨することを特徴とする研磨方法。
  7. 前記液体を前記ウエハの下面に向けて噴射することを特徴とする請求項6に記載の研磨方法。
  8. 前記ウエハの研磨中に、被研磨部に向けて純水を供給することを特徴とする請求項6または7に記載の研磨方法。
  9. ウエハを回転させ、
    前記ウエハの外周部に向けて液体を噴射させながら、前記液体で前記ウエハを支持し、
    前記液体で支持されている箇所の反対側から研磨具で前記ウエハの外周部を研磨しながら、前記ウエハに対する前記研磨具の角度を変えることを特徴とする研磨方法。
  10. 加圧パッドで前記研磨具を前記ウエハに押圧しながら、前記ウエハの外周部を研磨することを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項に記載の研磨方法。
  11. ウエハを回転させ、
    前記ウエハの外周部に向けて液体を噴射させながら、前記液体で前記ウエハを支持し、
    前記液体で支持されている箇所の反対側から研磨具で前記ウエハの外周部を研磨し、
    前記液体でのウエハの支持は、前記液体の圧力を調整しながら行うことを特徴とする研磨方法。
JP2015025116A 2008-03-06 2015-02-12 研磨装置および研磨方法 Active JP6018656B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015025116A JP6018656B2 (ja) 2008-03-06 2015-02-12 研磨装置および研磨方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008055946A JP5393039B2 (ja) 2008-03-06 2008-03-06 研磨装置
JP2013156521A JP5827976B2 (ja) 2008-03-06 2013-07-29 研磨装置
JP2015025116A JP6018656B2 (ja) 2008-03-06 2015-02-12 研磨装置および研磨方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013156521A Division JP5827976B2 (ja) 2008-03-06 2013-07-29 研磨装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015119197A JP2015119197A (ja) 2015-06-25
JP6018656B2 true JP6018656B2 (ja) 2016-11-02

Family

ID=41054106

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008055946A Active JP5393039B2 (ja) 2008-03-06 2008-03-06 研磨装置
JP2013156521A Active JP5827976B2 (ja) 2008-03-06 2013-07-29 研磨装置
JP2015025116A Active JP6018656B2 (ja) 2008-03-06 2015-02-12 研磨装置および研磨方法

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008055946A Active JP5393039B2 (ja) 2008-03-06 2008-03-06 研磨装置
JP2013156521A Active JP5827976B2 (ja) 2008-03-06 2013-07-29 研磨装置

Country Status (2)

Country Link
US (3) US9138854B2 (ja)
JP (3) JP5393039B2 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5254575B2 (ja) * 2007-07-11 2013-08-07 株式会社東芝 研磨装置および研磨方法
JP5663295B2 (ja) 2010-01-15 2015-02-04 株式会社荏原製作所 研磨装置、研磨方法、研磨具を押圧する押圧部材
JP5571409B2 (ja) 2010-02-22 2014-08-13 株式会社荏原製作所 半導体装置の製造方法
JP2011177842A (ja) 2010-03-02 2011-09-15 Ebara Corp 研磨装置及び研磨方法
JP2011224680A (ja) * 2010-04-16 2011-11-10 Ebara Corp 研磨方法及び研磨装置
JP5464497B2 (ja) * 2010-08-19 2014-04-09 株式会社サンシン 基板研磨方法及びその装置
JP5886602B2 (ja) * 2011-03-25 2016-03-16 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法
US9457447B2 (en) * 2011-03-28 2016-10-04 Ebara Corporation Polishing apparatus and polishing method
TWI663025B (zh) * 2012-09-24 2019-06-21 日商荏原製作所股份有限公司 Grinding method and grinding device
JP2017148931A (ja) * 2016-02-19 2017-08-31 株式会社荏原製作所 研磨装置および研磨方法
CN106736880B (zh) * 2016-12-28 2018-08-31 沪东重机有限公司 用于燃气控制块倒圆锥腔底密封面的研磨方法
JP6920849B2 (ja) * 2017-03-27 2021-08-18 株式会社荏原製作所 基板処理方法および装置

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62193764A (ja) * 1986-02-18 1987-08-25 Hitachi Electronics Eng Co Ltd デイスク基板の研摩装置
JPS63251166A (ja) * 1987-04-07 1988-10-18 Hitachi Ltd ウエハチヤツク
JPH029562A (ja) * 1988-06-28 1990-01-12 Fuji Photo Film Co Ltd バーニッシュ装置
JP2995367B2 (ja) * 1992-06-20 1999-12-27 株式会社サンシン フィルタ基板研磨装置
US5443415A (en) * 1993-09-24 1995-08-22 International Technology Partners, Inc. Burnishing apparatus for flexible magnetic disks and method therefor
JP2895757B2 (ja) * 1994-08-05 1999-05-24 日本ミクロコーティング株式会社 研磨装置
JPH08108359A (ja) * 1994-10-07 1996-04-30 Fuji Photo Film Co Ltd 研磨装置
JP3348429B2 (ja) * 1996-12-26 2002-11-20 信越半導体株式会社 薄板ワーク平面研削方法
US5980368A (en) * 1997-11-05 1999-11-09 Aplex Group Polishing tool having a sealed fluid chamber for support of polishing pad
US5964646A (en) * 1997-11-17 1999-10-12 Strasbaugh Grinding process and apparatus for planarizing sawed wafers
US6165057A (en) * 1998-05-15 2000-12-26 Gill, Jr.; Gerald L. Apparatus for localized planarization of semiconductor wafer surface
JP4487353B2 (ja) * 1999-11-26 2010-06-23 ソニー株式会社 研磨装置および研磨方法
JP2001205549A (ja) 2000-01-25 2001-07-31 Speedfam Co Ltd 基板エッジ部の片面研磨方法およびその装置
US6267659B1 (en) * 2000-05-04 2001-07-31 International Business Machines Corporation Stacked polish pad
JP4135301B2 (ja) * 2000-07-17 2008-08-20 ソニー株式会社 記録媒体の製造方法と製造装置
JP2002100593A (ja) * 2000-09-21 2002-04-05 Nikon Corp 研磨装置、これを用いた半導体デバイスの製造方法及びこの製造方法により製造された半導体デバイス
US6939206B2 (en) * 2001-03-12 2005-09-06 Asm Nutool, Inc. Method and apparatus of sealing wafer backside for full-face electrochemical plating
JP4090247B2 (ja) * 2002-02-12 2008-05-28 株式会社荏原製作所 基板処理装置
US6790128B1 (en) * 2002-03-29 2004-09-14 Lam Research Corporation Fluid conserving platen for optimizing edge polishing
JP2004103825A (ja) * 2002-09-10 2004-04-02 Nihon Micro Coating Co Ltd 半導体ウエハエッジ研磨装置及び方法
JP4125148B2 (ja) * 2003-02-03 2008-07-30 株式会社荏原製作所 基板処理装置
WO2005081301A1 (en) * 2004-02-25 2005-09-01 Ebara Corporation Polishing apparatus and substrate processing apparatus
JP4284215B2 (ja) 2004-03-24 2009-06-24 株式会社東芝 基板処理方法
JP2005305586A (ja) 2004-04-20 2005-11-04 Nihon Micro Coating Co Ltd 研磨装置
US20060019417A1 (en) * 2004-07-26 2006-01-26 Atsushi Shigeta Substrate processing method and substrate processing apparatus
JP5006053B2 (ja) 2005-04-19 2012-08-22 株式会社荏原製作所 基板処理装置
JP2007189208A (ja) 2005-12-12 2007-07-26 Ses Co Ltd ベベル処理方法及びベベル処理装置
JP2007208161A (ja) 2006-02-06 2007-08-16 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体基板
JP4927504B2 (ja) * 2006-11-09 2012-05-09 株式会社ディスコ ウエーハの研削方法および研削装置
JP5048997B2 (ja) * 2006-11-10 2012-10-17 株式会社ディスコ ウエーハの研削装置および研削方法
TW200908123A (en) 2007-05-21 2009-02-16 Applied Materials Inc Methods and apparatus to control substrate bevel and edge polishing profiles of films
JP5147417B2 (ja) * 2008-01-08 2013-02-20 株式会社ディスコ ウェーハの研磨方法および研磨装置
JP5160993B2 (ja) * 2008-07-25 2013-03-13 株式会社荏原製作所 基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015119197A (ja) 2015-06-25
US10137552B2 (en) 2018-11-27
US20090227189A1 (en) 2009-09-10
JP5393039B2 (ja) 2014-01-22
JP2013248733A (ja) 2013-12-12
US20150352682A1 (en) 2015-12-10
US20170216989A1 (en) 2017-08-03
JP5827976B2 (ja) 2015-12-02
US9649739B2 (en) 2017-05-16
US9138854B2 (en) 2015-09-22
JP2009208214A (ja) 2009-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6018656B2 (ja) 研磨装置および研磨方法
US8506363B2 (en) Substrate holder and substrate holding method
US7993485B2 (en) Methods and apparatus for processing a substrate
US8142260B2 (en) Methods and apparatus for removal of films and flakes from the edge of both sides of a substrate using backing pads
JP6908496B2 (ja) 研磨装置
US20080293331A1 (en) Methods and apparatus for low cost and high performance polishing tape for substrate bevel and edge polishing in seminconductor manufacturing
US20070131653A1 (en) Methods and apparatus for processing a substrate
JP4895671B2 (ja) 加工装置
US20080293334A1 (en) Methods and apparatus for using a bevel polishing head with an efficient tape routing arrangement
JP5254575B2 (ja) 研磨装置および研磨方法
US20110256811A1 (en) Polishing method
US9662762B2 (en) Modifying substrate thickness profiles
WO2021241162A1 (ja) 研磨装置、処理システム、および研磨方法
TW200845172A (en) Methods and apparatus for cleaning a substrate edge using chemical and mechanical polishing
EP1976806A2 (en) Methods and apparatus for processing a substrate
JP2018001325A (ja) ヘッド高さ調整装置およびヘッド高さ調整装置を備える基板処理装置
JP2009018363A (ja) 研磨装置
JP2018086690A (ja) 研磨フィルム、研磨方法、及び研磨フィルムの製造方法
JP2009050943A (ja) リテーナリング、キャリアヘッド、および化学機械研磨装置
KR20180069713A (ko) 연마 장치, 및 연마구를 압박하는 압박 패드
CN111791143B (zh) 基板保持部及基板处理装置
US9987724B2 (en) Polishing system with pad carrier and conditioning station
WO2009011408A1 (ja) 研磨装置
KR20110099454A (ko) 웨이퍼 연마헤드 및 이를 포함하는 웨이퍼 연마장치

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160930

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6018656

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250