JP6345988B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
Substrate processing equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP6345988B2 JP6345988B2 JP2014110281A JP2014110281A JP6345988B2 JP 6345988 B2 JP6345988 B2 JP 6345988B2 JP 2014110281 A JP2014110281 A JP 2014110281A JP 2014110281 A JP2014110281 A JP 2014110281A JP 6345988 B2 JP6345988 B2 JP 6345988B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grindstone
- substrate
- horizontal
- polishing
- vertical
- 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
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
Description
本発明は、基板の周縁部から不要物を除去する基板処理装置に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、FED(Field Emission Display)用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板などが含まれる。 The present invention relates to a substrate processing apparatus that removes unnecessary materials from a peripheral portion of a substrate. Examples of substrates to be processed include semiconductor wafers, liquid crystal display substrates, plasma display substrates, FED (Field Emission Display) substrates, optical disk substrates, magnetic disk substrates, magneto-optical disk substrates, and photomasks. Substrate, ceramic substrate, solar cell substrate and the like.
半導体装置や液晶表示装置などの製造工程では、基板の二次汚染を防止するために、パーティクルや薄膜などの不要物を基板の周縁部(ベベル部)から選択的に除去する除去工程が必要に応じて行われる。
基板の周縁部から不要物を除去する方法の代表例は、薬液を基板の周縁部に供給する方法、ブラシを回転している基板の周縁部に押し付ける方法(いわゆるスクラブ洗浄)、および基板の周縁部を研磨する方法である。
Manufacturing processes such as semiconductor devices and liquid crystal display devices require a removal process that selectively removes unwanted materials such as particles and thin films from the peripheral edge (bevel part) of the substrate in order to prevent secondary contamination of the substrate. Done accordingly.
Representative examples of the method for removing unnecessary substances from the peripheral edge of the substrate include a method of supplying a chemical solution to the peripheral edge of the substrate, a method of pressing a brush against the peripheral edge of the rotating substrate (so-called scrub cleaning), and a peripheral edge of the substrate. This is a method of polishing a part.
特許文献1には、砥粒が保持されたPVA(ポリビニルアルコール)製のスポンジブラシを回転している基板の周縁部に押し付ける方法が開示されている。
特許文献2には、基板の周縁部から薄膜を除去するために、CMP(Chemical Mechanical Polishing:化学機械研磨)によって基板の周縁部を研磨する方法が開示されている。具体的には、軟質の研磨パッドが巻き付けられた研磨ドラムを基板の周縁部に押し付けながら、研磨ドラムの研磨面にスラリを供給する方法が開示されている。特許文献2には、さらに、基板の周縁部の輪郭に対応する形状の砥石を用いて基板の周縁部を研磨する方法が開示されている。
Patent Document 1 discloses a method in which a sponge brush made of PVA (polyvinyl alcohol) holding abrasive grains is pressed against the peripheral edge of a rotating substrate.
薬液を基板の周縁部に供給する方法では、不要物の厚みが大きいと、処理に多くの時間を要する。
特許文献1に記載されているような、弾性変形可能なブラシを基板に押し付ける方法では、ブラシが弾性変形してしまうので、高い圧力でブラシを基板の周縁部に押し付けることができない。そのため、基板の周縁部に強固に付着している不要物を除去できない場合がある。
In the method of supplying the chemical solution to the peripheral portion of the substrate, if the thickness of the unnecessary material is large, the processing requires a lot of time.
In the method of pressing an elastically deformable brush against the substrate as described in Patent Document 1, the brush is elastically deformed, so that the brush cannot be pressed against the peripheral edge of the substrate with high pressure. For this reason, there are cases where it is not possible to remove unnecessary objects that are firmly attached to the peripheral edge of the substrate.
特許文献2に記載されているような、研磨ドラムを用いて基板の周縁部を研磨する方法であれば、基板の周縁部に強固に付着している不要物を除去できる。しかしながら、特許文献2に記載の方法では、研磨ドラムと基板との接触面積が大きくないと考えられるので、基板の広い範囲を研磨する場合には、複数の研磨ドラムを用いる必要がある。実際に、特許文献2では3つの研磨ドラムが用いられている。研磨ドラムを基板の周縁部に押し付けながら研磨ドラムの姿勢を変化させれば、1つの研磨ドラムで研磨できる範囲を広げられるかもしれないが、この場合、研磨ドラムを移動させる機構が複雑化してしまう。
If it is the method of grinding | polishing the peripheral part of a board | substrate using the polishing drum as described in
さらに、特許文献2に記載されているような、基板の周縁部の輪郭に対応する形状の砥石を用いて基板の周縁部を研磨する方法では、砥石が摩耗すると、研磨後の基板の形状が変化してしまう。したがって、長期にわたって安定した品質を維持することができない。
そこで、本発明の目的の一つは、一つの砥石で基板の周縁部の広い範囲を研磨でき、砥石を移動させる機構の複雑化を抑制または防止できる基板処理装置を提供することである。
Further, in the method of polishing the peripheral edge of the substrate using a grindstone having a shape corresponding to the contour of the peripheral edge of the substrate as described in
Accordingly, one of the objects of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can polish a wide range of the peripheral portion of a substrate with a single grindstone and suppress or prevent complication of a mechanism for moving the grindstone.
前記目的を達成するための請求項1記載の発明は、基板を水平に保持して回転させる基板保持手段と、曲率半径が基板の厚みよりも大きい円弧状の鉛直断面(鉛直面で切断した断面)を有する湾曲部と、水平で平坦な鉛直断面を有する水平部とを含む砥石と、前記基板保持手段に保持されている基板の周縁部に前記砥石を接触させながら、前記砥石を一定の姿勢で基板の周縁部に沿って鉛直方向および水平方向に移動させる砥石移動手段とを含み、前記水平部は、基板の周縁部の上面平坦部を研磨する上面用水平部と、基板の周縁部の下面平坦部を研磨する下面用水平部と、の少なくとも一方を含み、前記砥石移動手段は、前記砥石が鉛直方向に移動できるように前記砥石を支持する支持機構と、前記支持機構を水平方向に移動させる水平移動機構と、前記支持機構を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構と、前記砥石を前記基板保持手段に保持されている基板の方に鉛直方向に押す押付機構とを含み、前記押付機構は、前記支持機構の中に配置されたアクチュエータを含む、基板処理装置である。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a substrate holding means for horizontally holding and rotating the substrate, and an arcuate vertical section having a radius of curvature larger than the thickness of the substrate (a section cut by a vertical plane). ) And a grindstone including a horizontal portion having a horizontal and flat vertical section, and the grindstone is brought into contact with the peripheral edge of the substrate held by the substrate holding means, and the grindstone is in a certain posture. in viewing including the grinding wheel movement means for moving vertically and horizontally along the periphery of the substrate, the horizontal portion includes a top surface horizontal section for polishing the upper surface flat portion of the peripheral portion of the substrate, the peripheral portion of the substrate A lower surface horizontal portion that polishes the lower surface flat portion, and the grindstone moving means supports the grindstone so that the grindstone can move in the vertical direction, and the support mechanism in the horizontal direction. Move horizontally to A vertical movement mechanism that moves the support mechanism in the vertical direction, and a pressing mechanism that presses the grindstone in the vertical direction toward the substrate held by the substrate holding means, and the pressing mechanism includes the support including the placed actuator in the mechanism, a substrate processing apparatus.
この構成によれば、基板が水平な姿勢で回転している状態で、砥石移動手段が、砥石の水平部を基板の周縁部の平坦部に接触させる。したがって、砥石の水平部が基板の周縁部の平坦部に面接触している状態で基板が回転する。これにより、基板の周縁部の平坦部の全周が砥石で研磨される。
砥石移動手段は、さらに、基板が水平な姿勢で回転している状態で、砥石の湾曲部を基板の周縁部の傾斜部に接触させる。したがって、砥石の湾曲部が基板の周縁部の傾斜部に点接触している状態で基板が回転する。これにより、基板の周縁部の傾斜部の全周が砥石で研磨される。
According to this configuration, the grindstone moving means brings the horizontal portion of the grindstone into contact with the flat portion of the peripheral portion of the substrate while the substrate is rotating in a horizontal posture. Therefore, the substrate rotates in a state where the horizontal portion of the grindstone is in surface contact with the flat portion of the peripheral portion of the substrate. Thereby, the whole circumference of the flat part of the peripheral part of the substrate is polished with the grindstone.
The grindstone moving means further brings the curved portion of the grindstone into contact with the inclined portion of the peripheral edge of the substrate while the substrate is rotating in a horizontal posture. Therefore, the substrate rotates while the curved portion of the grindstone is in point contact with the inclined portion of the peripheral edge of the substrate. As a result, the entire circumference of the inclined portion of the peripheral edge of the substrate is polished with the grindstone.
砥石移動手段は、さらに、砥石を一定の姿勢に維持しながら鉛直方向および水平方向に移動させる。湾曲部の鉛直断面が円弧状なので、砥石が一定の姿勢で鉛直方向および水平方向に移動すると、湾曲部と基板との接触位置が基板の周縁部の傾斜部に沿って径方向(基板の回転軸線に直交する方向)に移動する。これにより、基板の研磨される部分が径方向に広げられる。 The grindstone moving means further moves the grindstone in the vertical direction and the horizontal direction while maintaining the grindstone in a constant posture. Since the vertical cross section of the curved portion is arcuate, when the grindstone moves in the vertical and horizontal directions with a constant posture, the contact position between the curved portion and the substrate moves in the radial direction (rotation of the substrate) along the inclined portion of the peripheral edge of the substrate. Move in the direction perpendicular to the axis). Thereby, the part to be polished of the substrate is expanded in the radial direction.
このように、砥石は、平坦部で基板の周縁部の平坦部を研磨でき、湾曲部で基板の周縁部の傾斜部を研磨できる。したがって、一つの砥石で基板の周縁部の広い範囲を研磨できる。これにより、基板の周縁部の広い範囲からパーティクルや薄膜などの不要物を除去できる。さらに、砥石移動手段は、砥石を一定の姿勢で鉛直方向および水平方向に移動させるだけでよいので、砥石移動手段の構造が複雑化することを抑制または防止できる。さらに、砥石が摩耗したとしても、砥石の移動量を変えるだけで、研磨後の基板の形状を維持できる。
さらに、この構成によれば、上面用水平部および下面用水平部の一方が、砥石に設けられているので、砥石は、基板の周縁部の上面平坦部または下面平坦部を研磨できる。また、上面用水平部および下面用水平部の両方が、砥石に設けられている場合には、基板の周縁部の上面平坦部および下面平坦部を一つの砥石で研磨できる。したがって、一つの砥石で基板の周縁部の広い範囲を研磨できる。
さらに、この構成によれば、水平移動機構が、砥石を支持する支持機構を水平方向に移動させる。砥石は、支持機構に対して鉛直方向に移動可能に支持機構に支持されている。砥石の湾曲部が基板の周縁部の傾斜部に接触している状態で、水平移動機構が砥石を基板の方に水平に移動させると、砥石を鉛直方向に移動させる力が砥石に加わる。これにより、砥石が一定の姿勢で水平方向および鉛直方向に移動し、湾曲部と基板との接触位置が基板の周縁部の傾斜部に沿って径方向に移動する。これにより、基板の研磨される部分が径方向に広がり、基板の周縁部の広い範囲が研磨される。
さらに、この構成によれば、砥石移動手段の鉛直移動機構が、支持機構を鉛直方向に移動させることにより、砥石の水平部を基板の周縁部の平坦部に接触させる。この状態で、砥石移動手段の押付機構が、砥石を基板の方に鉛直方向に押す。これにより、砥石の水平部が、回転している基板の周縁部の平坦部に精密な押付圧で押し付けられる。そのため、基板の研磨量をより精密に制御できる。
Thus, the grindstone can polish the flat part of the peripheral part of the substrate with the flat part, and can polish the inclined part of the peripheral part of the substrate with the curved part. Therefore, a wide range of the peripheral edge of the substrate can be polished with one grindstone. Thereby, unnecessary objects such as particles and thin films can be removed from a wide range of the peripheral edge of the substrate. Furthermore, since the grindstone moving means only needs to move the grindstone in the vertical direction and the horizontal direction in a fixed posture, it is possible to suppress or prevent the structure of the grindstone moving means from becoming complicated. Furthermore, even if the grindstone is worn, the shape of the substrate after polishing can be maintained only by changing the moving amount of the grindstone.
Furthermore, according to this configuration, since one of the upper horizontal portion and the lower horizontal portion is provided on the grindstone, the grindstone can polish the upper flat portion or the lower flat portion of the peripheral edge of the substrate. When both the upper horizontal portion and the lower horizontal portion are provided on the grindstone, the upper flat surface and the lower flat surface of the peripheral edge of the substrate can be polished with one grindstone. Therefore, a wide range of the peripheral edge of the substrate can be polished with one grindstone.
Furthermore, according to this configuration, the horizontal movement mechanism moves the support mechanism that supports the grindstone in the horizontal direction. The grindstone is supported by the support mechanism so as to be movable in the vertical direction with respect to the support mechanism. When the horizontal movement mechanism moves the grindstone horizontally toward the substrate while the curved portion of the grindstone is in contact with the inclined portion of the peripheral edge of the substrate, a force that moves the grindstone in the vertical direction is applied to the grindstone. As a result, the grindstone moves in the horizontal direction and the vertical direction in a constant posture, and the contact position between the curved portion and the substrate moves in the radial direction along the inclined portion of the peripheral portion of the substrate. As a result, the portion of the substrate to be polished spreads in the radial direction, and a wide range of the peripheral portion of the substrate is polished.
Furthermore, according to this configuration, the vertical movement mechanism of the grindstone moving means moves the support mechanism in the vertical direction, thereby bringing the horizontal portion of the grindstone into contact with the flat portion of the peripheral portion of the substrate. In this state, the pressing mechanism of the grindstone moving means pushes the grindstone vertically toward the substrate. Thereby, the horizontal part of the grindstone is pressed against the flat part of the peripheral part of the rotating substrate with a precise pressing pressure. Therefore, the polishing amount of the substrate can be controlled more precisely.
請求項2に記載の発明は、前記湾曲部は、基板の周縁部の上面傾斜部を研磨する上面用湾曲部と、基板の周縁部の下面傾斜部を研磨する下面用湾曲部と、の少なくとも一方を含む、請求項1に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、上面用湾曲部および下面用湾曲部の一方が、砥石に設けられているので、砥石は、基板の周縁部の上面傾斜部または下面傾斜部を研磨できる。また、上面用湾曲部および下面用湾曲部の両方が、砥石に設けられている場合には、基板の周縁部の上面傾斜部および下面傾斜部を一つの砥石で研磨できる。したがって、一つの砥石で基板の周縁部の広い範囲を研磨できる。
According to a second aspect of the present invention, the bending portion includes at least an upper surface bending portion for polishing an upper surface inclined portion of the peripheral portion of the substrate and a lower surface bending portion for polishing the lower surface inclined portion of the peripheral portion of the substrate. The substrate processing apparatus according to claim 1, comprising one of them.
According to this configuration, since one of the upper surface bending portion and the lower surface bending portion is provided on the grindstone, the grindstone can polish the upper surface inclined portion or the lower surface inclined portion of the peripheral edge portion of the substrate. When both the upper surface bending portion and the lower surface bending portion are provided on the grindstone, the upper surface inclined portion and the lower surface inclined portion of the peripheral edge portion of the substrate can be polished with one grindstone. Therefore, a wide range of the peripheral edge of the substrate can be polished with one grindstone.
請求項3に記載の発明は、前記砥石は、基板の周縁部の先端を研磨する鉛直で平坦な鉛直断面を有する鉛直部をさらに含む、請求項1または2に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、基板が水平な姿勢で回転している状態で、砥石移動手段が、砥石の鉛直部を基板の周縁部の先端に接触させる。したがって、砥石の鉛直部が基板の先端に接触している状態で基板が回転する。これにより、基板の先端の全周を砥石で研磨できる。特に、基板の先端が、断面円弧状ではなく、断面直線状の場合に、基板の先端を効率的にかつ均一に研磨できる。
A third aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the first or second aspect , wherein the grindstone further includes a vertical portion having a vertical and flat vertical section for polishing a tip of a peripheral portion of the substrate.
According to this configuration, the grindstone moving means brings the vertical portion of the grindstone into contact with the tip of the peripheral portion of the substrate while the substrate is rotating in a horizontal posture. Therefore, the substrate rotates with the vertical portion of the grindstone contacting the tip of the substrate. Thereby, the whole periphery of the front-end | tip of a board | substrate can be grind | polished with a grindstone. In particular, the tip of the substrate can be efficiently and uniformly polished when the tip of the substrate is not circular in cross section but linear in cross section.
請求項4に記載の発明は、前記湾曲部は、外方に凸で、曲率半径が基板の厚みよりも大きい円弧状の鉛直断面を有している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
請求項5に記載の発明は、前記湾曲部は、内方に凸で、曲率半径が基板の厚みよりも大きい円弧状の鉛直断面を有している、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
The invention according to
The invention according to
請求項6に記載の発明は、前記砥石移動手段は、前記砥石を通る鉛直な自転軸線まわりに前記砥石を回転させる自転機構を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板処理装置である。自転機構による砥石の回転方向は、基板保持手段による基板の回転方向と同じ方向であってもよいし、基板の回転方向とは反対の方向であってもよい。
この構成によれば、砥石が基板の周縁部に押し付けられている状態で、砥石移動手段の自転機構が砥石を自転させるので、基板の周縁部に接触する砥石の接触部が、砥石の回転方向に移動する。そのため、砥石の局所的な摩耗を抑制または防止できる。これにより、砥石の寿命を延ばすことができる。
The invention according to claim 6 is the substrate processing according to any one of claims 1 to 5 , wherein the grindstone moving means includes a rotation mechanism that rotates the grindstone about a vertical rotation axis passing through the grindstone. Device. The direction of rotation of the grindstone by the rotation mechanism may be the same as the direction of rotation of the substrate by the substrate holding means, or may be the direction opposite to the direction of rotation of the substrate.
According to this configuration, since the rotation mechanism of the grindstone moving means rotates the grindstone while the grindstone is pressed against the peripheral edge of the substrate, the contact portion of the grindstone that contacts the peripheral edge of the substrate is in the rotation direction of the grindstone. Move to. Therefore, local wear of the grindstone can be suppressed or prevented. Thereby, the lifetime of a grindstone can be extended.
請求項7に記載の発明は、前記砥石は、基板の表層よりも硬い砥粒を保持する荒砥石と、基板の表層よりも硬く前記荒砥石の砥粒よりも小さい砥粒を保持する仕上げ砥石とを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、荒砥石が、回転している基板の周縁部に押し付けられる。これにより、基板の周縁部が荒砥石で研磨される。同様に、荒研磨(荒砥石による研磨)と同時に、もしくは、荒研磨の前または後に、仕上げ砥石が、回転している基板の周縁部に押し付けられる。これにより、基板の周縁部が仕上げ砥石で研磨される。仕上げ砥石の砥粒は、荒砥石の砥粒よりも小さい。したがって、研磨後の基板をより滑らかにすることができる。
The invention according to claim 7 is characterized in that the grindstone is a rough grindstone that holds abrasive grains harder than the surface layer of the substrate, and a finishing grindstone that is harder than the surface layer of the substrate and smaller than the abrasive grains of the rough grindstone. It is a substrate processing apparatus as described in any one of Claims 1-6 containing these.
According to this configuration, the rough grindstone is pressed against the peripheral edge of the rotating substrate. Thereby, the peripheral part of a board | substrate is grind | polished with a rough grindstone. Similarly, the finishing grindstone is pressed against the peripheral edge of the rotating substrate simultaneously with the rough polishing (polishing with the rough grindstone) or before or after the rough polishing. Thereby, the peripheral part of a board | substrate is grind | polished with a finishing grindstone. The abrasive grains of the finishing grindstone are smaller than those of the rough grindstone. Therefore, the polished substrate can be made smoother.
「荒砥石で研磨される基板の部分」を「荒研磨部分」と定義し、「仕上げ砥石で研磨される基板の部分」を「仕上げ研磨部分」と定義する。荒研磨部分および仕上げ研磨部分は、一部または全部が互いに重なり合っていてもよいし、重なっていなくてもよい。仕上げ研磨部分の少なくとも一部が荒研磨部分に重なっている場合、仕上げ研磨(仕上げ砥石による研磨)は荒研磨(荒砥石による研磨)の後に行われる。この場合、基板の一部が荒砥石および仕上げ砥石の両方で研磨されるので、研磨時間を短縮しながら、研磨後の基板をより滑らかにすることができる。 “The portion of the substrate polished with the roughing wheel” is defined as “rough polishing portion”, and “the portion of the substrate polished with the finishing grindstone” is defined as “finish polishing portion”. The rough polishing portion and the finish polishing portion may be partially or entirely overlapped with each other or may not overlap. When at least a part of the final polishing portion overlaps the rough polishing portion, the final polishing (polishing with the finishing grindstone) is performed after the rough polishing (polishing with the rough grindstone). In this case, since a part of the substrate is polished with both the rough grindstone and the finishing grindstone, the polished substrate can be made smoother while shortening the polishing time.
請求項8に記載の発明は、前記荒砥石および仕上げ砥石の少なくとも一方は、前記湾曲部および水平部の両方を含む、請求項7に記載の基板処理装置である。
この構成によれば、湾曲部および水平部の両方が、荒砥石および仕上げ砥石の一方または両方に設けられている。したがって、荒砥石または仕上げ砥石だけで基板の周縁部の平坦部および傾斜部を研磨できる。また、荒砥石および仕上げ砥石のそれぞれが、湾曲部および水平部を含む場合には、基板の周縁部の平坦部および傾斜部に荒研磨および仕上げ研磨を施すことができる。これにより、研磨時間を短縮しながら、研磨後の基板をより滑らかにすることができる。
請求項9に記載の発明は、前記水平移動機構は、前記押付機構の前記アクチュエータが前記基板保持手段に保持されている基板の周縁部に前記砥石を鉛直に押し付けている状態で、前記砥石を保持する前記支持機構を水平に外方に移動させる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の基板処理装置である。
The invention according to
According to this configuration, both the curved portion and the horizontal portion are provided on one or both of the rough grindstone and the finishing grindstone. Therefore, the flat portion and the inclined portion of the peripheral portion of the substrate can be polished only with the rough grindstone or the finishing grindstone. Further, when each of the rough grindstone and the finish grindstone includes a curved portion and a horizontal portion, rough polishing and finish polishing can be performed on the flat portion and the inclined portion of the peripheral portion of the substrate. Thereby, the substrate after polishing can be made smoother while shortening the polishing time.
The invention according to
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、基板処理装置1は、半導体ウエハ等の円板状の基板Wを一枚ずつ処理する枚葉式の装置である。基板処理装置1は、基板Wを処理する処理ユニット2と、処理ユニット2に基板Wを搬送する搬送ロボット(図示せず)と、基板処理装置1を制御する制御装置3とを含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 is a single-wafer type apparatus that processes a disk-shaped substrate W such as a semiconductor wafer one by one. The substrate processing apparatus 1 includes a
図1に示すように、処理ユニット2は、内部空間を有する箱形のチャンバー4と、一枚の基板Wをチャンバー4内で水平に保持して回転させるスピンチャック5と、スピンチャック5に保持されている基板Wの上面に向けて処理液を吐出する上面ノズル9と、スピンチャック5に保持されている基板Wの下面に向けて処理液を吐出する下面ノズル12と、スピンチャック5に保持されている基板Wの周縁部を研磨する研磨機構15とを含む。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、スピンチャック5は、基板Wよりも外径が小さい円板状の吸着ベース6と、吸着ベース6の上面に基板Wの下面(裏面)を吸着させることにより吸着ベース6に基板Wを水平な姿勢で保持させる吸引装置(図示せず)と、水平な吸着ベース6の中央部から下方に延びるスピン軸7と、吸着ベース6およびスピン軸7を回転させることにより基板Wの中央部を通る鉛直な回転軸線A1まわり基板Wを回転させるスピンモータ8とを含む。
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、上面ノズル9は、上バルブ10が介装された上配管11に接続されている。下面ノズル12は、下バルブ13が介装された下配管14に接続されている。上バルブ10が開かれると、上配管11内を流れる処理液が、基板Wの上面中央部に向けて上面ノズル9から下方に吐出される。これにより、上面ノズル9から基板Wの上面に向かう処理液の連続流が形成される。同様に、下バルブ13が開かれると、下配管14内を流れる処理液が、基板Wの下面周縁部に向けて下面ノズル12から上方に吐出され、下面ノズル12から基板Wの下面に向かう処理液の連続流が形成される。
As shown in FIG. 2, the
上面ノズル9および下面ノズル12に供給される処理液は、たとえば純水(脱イオン水:Deionized water)である。上面ノズル9および下面ノズル12に供給される処理液の他の例は、SC1(アンモニア水と過酸化水素水と水との混合液)である。上面ノズル9および下面ノズル12に供給される処理液は、純水およびSC1に限らず、炭酸水、イオン水、オゾン水、還元水(水素水)または磁気水などの機能水であってもよいし、アンモニア水またはアンモニア水と過酸化水素水との混合液、フッ酸、塩酸、フッ酸および過酸化水素水の混合液、SC2(塩酸と過酸化水素水と水との混合液)などの薬液であってもよい。また、同種の処理液が上面ノズル9および下面ノズル12に供給されてもよいし、異なる種類の処理液が上面ノズル9および下面ノズル12に供給されてもよい。
The processing liquid supplied to the
図2に示すように、研磨機構15は、基板Wの周縁部を研磨する第1砥石16と、第1砥石16を一定の姿勢で水平方向および鉛直方向に移動させる第1砥石移動機構17とを含む。
図2に示すように、第1砥石移動機構17は、第1砥石16を支持する第1支持機構20と、基板Wの周囲に設けられた鉛直な回動軸線A2まわりに第1砥石16および第1支持機構20を回動させる第1水平移動機構18と、第1砥石16および第1支持機構20を鉛直方向に昇降させる第1鉛直移動機構19とを含む。研磨機構15は、さらに、第1砥石16を基板Wの周縁部に押し付ける第1押付機構24と、第1砥石16を通る鉛直な自転軸線A3まわりに第1砥石16を回転させる第1自転機構26とを含む。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 2, the first
図3に示すように、第1支持機構20は、第1砥石16から上方に延びる第1支持軸21と、第1砥石16の上方で第1支持軸21を収容する第1ハウジング22と、第1支持軸21と第1ハウジング22との間に介在する第1鉛直バネ23とを含む。第1支持軸21は、第1鉛直バネ23を介して第1ハウジング22に支持されている。第1支持軸21は、第1ハウジング22に対して鉛直方向に移動可能であり、第1ハウジング22に対して第1支持軸21の中心線(自転軸線A3)まわりに回転可能である。
As shown in FIG. 3, the
第1砥石16は、第1支持軸21を介して第1ハウジング22に支持されている。第1鉛直移動機構19は、第1ハウジング22を鉛直方向に昇降させることにより、第1砥石16を鉛直に移動させる。第1水平移動機構18は、鉛直な回動軸線A2まわりに第1ハウジング22を回動させることにより、第1砥石16を水平に移動させる。第1水平移動機構18は、退避位置(図1において破線で示す第1砥石16の位置)と研磨位置(図1において二点鎖線で示す第1砥石16の位置)との間で、第1砥石16を水平に移動させる。退避位置は、第1砥石16が平面視において基板Wから離れた位置である。研磨位置は、第1砥石16が基板Wに接触する位置である。研磨位置は、後述する研磨開始位置および研磨終了位置を含む。
The
図3に示すように、第1押付機構24は、第1砥石16に下向きの力を与える第1アクチュエータ25を含む。第1アクチュエータ25は、エアシリンダである。第1アクチュエータ25は、電磁アクチュエータ等の他のアクチュエータであってもよい。第1アクチュエータ25は、第1ハウジング22内に配置されている。第1アクチュエータ25は、第1支持軸21の上方に配置されている。第1アクチュエータ25は、第1アクチュエータ本体25aと、第1アクチュエータ本体25aから下方に突出する第1ロッド25bとを含む。
As shown in FIG. 3, the first
第1アクチュエータ本体25aは、第1ハウジング22に固定されている。第1ロッド25bは、第1アクチュエータ本体25aに対して鉛直方向に移動可能である。第1支持軸21は、第1アクチュエータ25に対して自転軸線A3まわりに回転可能である。第1アクチュエータ本体25aからの第1ロッド25bの突出量は、制御装置3によって制御される。第1ロッド25bの突出量が増加すると、第1支持軸21の上端部が第1ロッド25bによって下方に押される。これにより、下向きの力が第1砥石16および第1支持軸21に伝達される。
The
図3に示すように、第1自転機構26は、第1ハウジング22内に配置されている。第1自転機構26は、第1支持軸21と共に自転軸線A3まわりに回転する第1従動プーリ27と、第1従動プーリ27の周囲に配置された第1駆動プーリ29と、第1従動プーリ27および第1駆動プーリ29に巻き掛けられた第1無端ベルト28と、第1駆動プーリ29をその中心線まわりに回転させる第1電動モータ30とを含む。第1電動モータ30が第1駆動プーリ29を回転させると、第1駆動プーリ29の回転が第1無端ベルト28によって第1従動プーリ27に伝達される。これにより、第1砥石16および第1支持軸21が自転軸線A3まわりに回転する。第1砥石16の回転方向は、時計まわりおよび反時計まわりのいずれであってもよい。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、研磨機構15は、基板Wの周縁部を研磨する第2砥石31と、第2砥石31を一定の姿勢で水平方向および鉛直方向に移動させる第2砥石移動機構32とを含む。
図2に示すように、第2砥石移動機構32は、第2砥石31を支持する第2支持機構35と、基板Wの周囲に設けられた鉛直な回動軸線A2まわりに第2砥石31および第2支持機構35を回動させる第2水平移動機構33と、第2砥石31および第2支持機構35を鉛直方向に昇降させる第2鉛直移動機構34とを含む。研磨機構15は、さらに、第2砥石31を基板Wの周縁部に押し付ける第2押付機構39と、第2砥石31を通る鉛直な自転軸線A3まわりに第2砥石31を回転させる第2自転機構42とを含む。
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 2, the second
図4に示すように、第2支持機構35は、第2砥石31から上方に延びる第2支持軸36と、第2砥石31の上方で第2支持軸36を収容する第2ハウジング37と、第2支持軸36と第2ハウジング37との間に介在する第2鉛直バネ38とを含む。第2支持軸36は、第2鉛直バネ38を介して第2ハウジング37に支持されている。第2支持軸36は、第2ハウジング37に対して鉛直方向に移動可能であり、第2ハウジング37に対して第2支持軸36の中心線(自転軸線A3)まわりに回転可能である。
As shown in FIG. 4, the
第2砥石31は、第2支持軸36を介して第2ハウジング37に支持されている。第2鉛直移動機構34は、第2ハウジング37を鉛直方向に昇降させることにより、第2砥石31を鉛直に移動させる。第2水平移動機構33は、鉛直な回動軸線A2まわりに第2ハウジング37を回動させることにより、第2砥石31を水平に移動させる。第2水平移動機構33は、退避位置(図1において破線で示す第2砥石31の位置)と研磨位置(図1において二点鎖線で示す第2砥石31の位置)との間で、第2砥石31を水平に移動させる。退避位置は、第2砥石31が平面視において基板Wから離れた位置である。研磨位置は、第2砥石31が基板Wに接触する位置である。研磨位置は、後述する研磨開始位置および研磨終了位置を含む。
The
図4に示すように、第2押付機構39は、第2砥石31に上向きの力を与える第2アクチュエータ40を含む。第2アクチュエータ40は、エアシリンダである。第2アクチュエータ40は、電磁アクチュエータ等の他のアクチュエータであってもよい。第2アクチュエータ40は、第2ハウジング37内に配置されている。第2アクチュエータ40は、第2アクチュエータ本体40aと、第2アクチュエータ本体40aから上方に突出する第2ロッド40bと、第2ロッド40bの先端から水平に延びる第2アーム41とを含む。
As shown in FIG. 4, the second
第2アクチュエータ本体40aは、第2ハウジング37に固定されている。第2ロッド40bは、第2アクチュエータ本体40aに対して鉛直方向に移動可能である。第2アーム41は、第2ロッド40bと共に鉛直方向に移動する。第2支持軸36は、第2アクチュエータ40に対して自転軸線A3まわりに回転可能である。第2アクチュエータ本体40aからの第2ロッド40bの突出量は、制御装置3によって制御される。第2ロッド40bの突出量が増加すると、第2支持軸36が第2アーム41によって上方に押される。これにより、上向きの力が第2砥石31および第2支持軸36に伝達される。
The
図4に示すように、第2自転機構42は、第2ハウジング37内に配置されている。第2自転機構42は、第2支持軸36と共に自転軸線A3まわりに回転する第2従動プーリ43と、第2従動プーリ43の周囲に配置された第2駆動プーリ45と、第2従動プーリ43および第2駆動プーリ45に巻き掛けられた第2無端ベルト44と、第2駆動プーリ45をその中心線まわりに回転させる第2電動モータ46とを含む。第2電動モータ46が第2駆動プーリ45を回転させると、第2駆動プーリ45の回転が第2無端ベルト44によって第2従動プーリ43に伝達される。これにより、第2砥石31および第2支持軸36が自転軸線A3まわりに回転する。第2砥石31の回転方向は、時計まわりおよび反時計まわりのいずれであってもよい。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、第1砥石16は、鉛直な中心線を有する円柱状である。第1砥石16の中心線は、自転軸線A3上に配置されている。同様に、第2砥石31は、鉛直な中心線を有する円柱状である。第2砥石31の中心線は、自転軸線A3上に配置されている。第1砥石16および第2砥石31は、同種の砥石である。つまり、形状、材質、および強度等が等しい砥石が、第1砥石16および第2砥石31として用いられている。したがって、以下では、第1砥石16について説明し、第2砥石31の説明を省略する。
As shown in FIG. 5, the
図5に示すように、第1砥石16の外面は、水平で平坦な円形の上面47と、水平で平坦な円形の下面51と、上面47と下面51との間の高さに配置された鉛直な外周面49と、上面47と外周面49とを互いに接続する環状の上角部48と、外周面49と下面51とを互いに接続する環状の下角部50とを含む。上面47および下面51の外径は、いずれも、基板Wの半径よりも小さい。同様に、外周面49の外径は、基板Wの半径よりも小さい。外周面49の高さは、基板Wの厚みよりも大きい。同様に、上角部48および下角部50の高さは、いずれも、基板Wの厚みよりも大きい。
As shown in FIG. 5, the outer surface of the
図5に示すように、第1砥石16の中心線に沿う鉛直面で切断した第1砥石16の外面の断面は、水平で平坦な下面用水平部52と、外方(第1砥石16の中心線から離れる方向)に凸の下面用湾曲部53と、鉛直で平坦な鉛直部54と、外方に凸の上面用湾曲部55と、水平で平坦な上面用水平部56とを含む。下面用水平部52、下面用湾曲部53、鉛直部54、上面用湾曲部55、および上面用水平部56は、それぞれ、上面47、上角部48、外周面49、下角部50、および下面51に設けられている。下面用湾曲部53の曲率半径R1と上面用湾曲部55の曲率半径R1とは、いずれも、基板Wの厚みT1よりも大きく、基板Wの半径よりも小さい。上面用湾曲部55および下面用湾曲部53の曲率半径は、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
As shown in FIG. 5, the cross section of the outer surface of the
図5で拡大して示すように、第1砥石16は、基板Wの表層よりも硬い複数の砥粒57と、複数の砥粒57を保持する母材58とを含む。複数の砥粒57は、第1砥石16の外面の全体に分散している。砥粒57の大きさ(粒度)や、単位面積あたりの砥粒57の数は、基板Wの周縁部の研磨に必要な値に設定されている。また、母材58は、基板Wの周縁部を第1砥石16で研磨している際に基板Wの周縁部が第1砥石16に食い込まない硬さを有している。言い換えると、母材58は、基板Wの周縁部を第1砥石16で研磨している際に第1砥石16の外面の形状が維持される硬さを有している。砥粒57の材質(研磨材)の具体例は、炭化ケイ素、アルミナ、および酸化セリウムである。母材58の材質の具体例は、PVA(ポリビニルアルコール)などの合成樹脂である。
As shown in an enlarged manner in FIG. 5, the
図6に示すように、制御装置3は、基板Wの処理条件を示すレシピ等の情報を記憶する記憶部3aと、記憶部3aに記憶されているレシピで指定されている条件に基づいて基板処理装置1に基板Wを処理させる処理実行部3bと、レシピで指定されている条件と置き換えられる条件が入力される情報受付部3cとを含む。
情報受付部3cに入力される条件は、ホストコンピュータ等の外部装置から送信されるものであってもよいし、基板処理装置1に備えられた入力装置(たとえば、タッチパネル)を介して情報受付部3cに入力されるものであってもよい。たとえば、基板処理装置1のユーザーが押付力や洗浄幅(研磨幅)を入力装置を介して情報受付部3cに入力すると、レシピで指定されている押付力の値が入力された値に置き換えられる。同様に、洗浄幅が情報受付部3cに入力されると、レシピで指定されている洗浄幅の値が入力された値に置き換えられる。
As illustrated in FIG. 6, the
The conditions input to the
図7に示すように、基板Wの周縁部は、水平で平坦な環状の上面平坦部と、上面平坦部の外端から斜め下に外方に延びる環状の上面傾斜部と、水平で平坦な環状の下面平坦部と、下面平坦部の外端から斜め上に外方に延びる環状の下面傾斜部と、上面傾斜部および下面傾斜部の外端に接続された環状の先端とを含む。図7は、基板Wの周縁部が断面放物線状である例を示している。基板Wの周縁部は、断面放物線状に限らず、断面台形状であってもよい(図15および図16参照)。つまり、基板Wの上面傾斜部、先端、および下面傾斜部は、断面円弧状に限らず、断面直線状であってもよい。 As shown in FIG. 7, the peripheral edge of the substrate W has a horizontal and flat annular upper surface flat part, an annular upper surface inclined part that extends obliquely downward from the outer end of the upper surface flat part, and a horizontal flat surface. An annular lower flat portion, an annular lower inclined portion that extends obliquely outward from the outer end of the lower flat portion, and an annular tip connected to the outer end of the upper inclined portion and the lower inclined portion. FIG. 7 shows an example in which the peripheral edge of the substrate W has a parabolic cross section. The peripheral edge of the substrate W is not limited to a parabolic cross section, but may be a trapezoidal cross section (see FIGS. 15 and 16). That is, the upper surface inclined portion, the tip, and the lower surface inclined portion of the substrate W are not limited to the circular arc shape in cross section, and may be linear in cross section.
以下で説明するように、制御装置3は、基板Wの周縁部から不要物を除去するために、レシピにしたがって処理ユニット2を制御することにより、基板Wの周縁部の全周を処理ユニット2に研磨させる。図7では、研磨前の基板Wの輪郭を実線で示しており、研磨後の基板Wの輪郭を二点鎖線で示している。不要物の厚みは、たとえば、数十nm〜数百nmである。厚い場合でも、不要物の厚みは、たとえば、1000nm〜2000nmである。前述の洗浄幅は、研磨される領域の内端から研磨前の基板Wの先端までの径方向(図7の左右方向)の距離を意味する。不要物には、パーティクル、薄膜、ドライエッチング時に堆積した堆積物、エッチング残渣などが含まれる。
As will be described below, the
図8は、処理ユニット2によって行われる基板Wの処理の一例を示す工程図である。図9は、第1砥石16が基板Wの周縁部に沿って移動する様子を示す模式図である。以下では、図2を参照する。また、図3、図4、図8、および図9を適宜参照する。
処理ユニット2によって基板Wが処理されるときには、搬送ロボット(図示せず)によって、基板Wがチャンバー4内に搬入され、表面が上に向けられた状態で基板Wが吸着ベース6の上に置かれる(図8のステップS1)。その後、基板Wの下面(裏面)が吸着ベース6の上面に吸着される。続いて、スピンモータ8が駆動され、基板Wの回転が開始される(図8のステップS2)。これにより、基板Wが研磨速度(たとえば数十rpm〜数百rpm)で回転する。その後、上バルブ10および下バルブ13が開かれ、上面ノズル9および下面ノズル12からの純水の吐出が開始される(図8のステップS3)。上面ノズル9から吐出された純水は、基板Wの上面中央部に着液した後、回転している基板Wの上面に沿って外方に流れる。下面ノズル12から吐出された純水は、基板Wの下面周縁部に着液した後、回転している基板Wの下面に沿って外方に流れる。
FIG. 8 is a process diagram showing an example of the processing of the substrate W performed by the
When the substrate W is processed by the
次に、第1自転機構26が第1砥石16の自転を開始させると共に、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19が、第1砥石16を退避位置から第1研磨開始位置に移動させる。これにより、図9において実線で示すように、自転している第1砥石16の上面用水平部56が、回転している基板Wの上面平坦部に接触する(図8のステップS4)。第1砥石16の上面用水平部56が水平かつ平坦であり、基板Wの上面平坦部も水平かつ平坦なので、このとき、第1砥石16の上面用水平部56は、基板Wの上面平坦部に面接触する。第1砥石16が第1研磨開始位置に配置された後は、図3に示す第1アクチュエータ25の第1ロッド25bに下向きの力が加えられ、第1アクチュエータ25の押付力が第1砥石16に伝達される。これにより、第1砥石16の上面用水平部56が、レシピで指定されている所定の押付力で、回転している基板Wの上面平坦部に押し付けられる。
Next, the
次に、第1水平移動機構18は、第1砥石16を保持する第1ハウジング22を水平に外方に移動させる(図8のステップS5)。第1砥石16が外方に移動するのにしたがって第1ロッド25b(図3参照)の突出量が増加し、それに伴って第1砥石16が基板Wの周縁部に沿って下方に移動する。図9において一点鎖線で示すように、このとき、第1砥石16の上面用水平部56が基板Wの上面平坦部から離れ、第1砥石16の上面用湾曲部55が、基板Wの上面傾斜部に点接触する。さらに、図9において二点鎖線で示すように、第1砥石16は、基板Wに対する上面用湾曲部55の接触位置(接触点)を基板Wの上面傾斜部に沿って移動させながら、基板Wの周縁部に沿って外方に移動する。そして、図9において破線で示すように、第1砥石16は、上面用湾曲部55が基板Wの先端に接触する第1研磨終了位置に配置される。その後、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19が、第1砥石16を第1研磨終了位置から退避位置に移動させると共に、第1自転機構26が第1砥石16の自転を終了させる(図8のステップS6)。
Next, the first
このように、第1砥石16の上面用水平部56は、第1研磨開始位置において、回転している基板Wの上面平坦部に所定の押付力で面接触する。図9を見ると分かるように、第1砥石16が第1研磨開始位置から外方に移動するのにしたがって、第1砥石16の上面用水平部56と基板Wの上面平坦部との接触面積が減少する。そして、第1砥石16の上面用水平部56が基板Wの上面平坦部から離れ、第1砥石16の上面用湾曲部55が、回転している基板Wの上面傾斜部に点接触する。上面用湾曲部55と基板Wとの接触位置(接触点)は、基板Wの上面傾斜部に沿って基板Wの上面傾斜部の内端から基板Wの上面傾斜部の外端に移動する。そして、第1砥石16の上面用湾曲部55が基板Wの先端に点接触する。第1砥石16は、このようして基板Wの周縁部をなぞるよう基板Wの周縁部に沿って移動する。
As described above, the upper
第1砥石16の上面用水平部56が回転している基板Wの上面平坦部に接触するので、第1砥石16の上面用水平部56が基板Wの上面平坦部の全周に擦り付けられ、基板Wの上面平坦部の全域が研磨される。すなわち、基板Wの上面平坦部の表層が削り取られる。削り取られた基板Wの一部は、基板Wに供給された純水と共に基板Wからその周囲に排出される。同様に、第1砥石16の上面用湾曲部55が、基板Wの上面傾斜部の全域に接触するので、基板Wの上面傾斜部の全域が研磨される。さらに、第1砥石16の上面用湾曲部55が基板Wの先端の全域に接触するので、基板Wの先端の全域が研磨される。このようにして、基板Wの上面平坦部、上面傾斜部、および先端の全域が、第1砥石16によって研磨される。
Since the upper surface
第1アクチュエータ25(図3参照)が第1砥石16を押す方向が鉛直方向であるのに対し、基板Wの上面傾斜部は鉛直方向に対して斜めに傾いている。そのため、第1砥石16の上面用湾曲部55が基板Wの上面傾斜部に接触すると、基板Wの外表面に垂直な法線方向に関して第1砥石16を基板Wに押し付ける力が減少する。その一方で、第1砥石16の上面用湾曲部55が基板Wの上面傾斜部に接触すると、第1砥石16および基板Wの接触が、面接触から点接触に変化するので、第1砥石16および基板Wの接触面積が減少する。そのため、第1砥石16および基板Wの接触位置での圧力の低下が抑えられ、基板Wの研磨に必要な圧力が維持される。これにより、基板Wの上面傾斜部の全域が第1砥石16によって確実に研磨される。
While the direction in which the first actuator 25 (see FIG. 3) pushes the
基板Wの上面側部分の研磨と並行して、第2自転機構42が第2砥石31の自転を開始させると共に、第2水平移動機構33および第2鉛直移動機構34が、第2砥石31を退避位置から第2研磨開始位置に移動させる。これにより、自転している第2砥石31の下面用水平部52が、回転している基板Wの下面平坦部に接触する(図8のステップS7)。第2砥石31の下面用水平部52が水平かつ平坦であり、基板Wの下面平坦部も水平かつ平坦なので、このとき、第2砥石31の下面用水平部52は、基板Wの下面平坦部に面接触する。第2砥石31が第2研磨開始位置に配置された後は、図4に示す第2アクチュエータ40の第2ロッド40bに上向きの力が加えられ、第2アクチュエータ40の押付力が第2砥石31に伝達される。これにより、第2砥石31の下面用水平部52が、レシピで指定されている所定の押付力で、回転している基板Wの下面平坦部に押し付けられる。
In parallel with the polishing of the upper surface portion of the substrate W, the
次に、第2水平移動機構33は、第2砥石31を保持する第2ハウジング37を水平に外方に移動させる(図8のステップS8)。第2砥石31が外方に移動するのにしたがって第2ロッド40b(図4参照)の突出量が増加し、それに伴って第2砥石31が基板Wの周縁部に沿って上方に移動する。このとき、第2砥石31の下面用水平部52が基板Wの下面平坦部から離れ、第2砥石31の下面用湾曲部53が、基板Wの下面傾斜部に点接触する。さらに、第2砥石31は、基板Wに対する下面用湾曲部53の接触位置(接触点)を基板Wの下面傾斜部に沿って移動させながら、基板Wの周縁部に沿って外方に移動する。そして、第2砥石31は、下面用湾曲部53が基板Wの先端に接触する第2研磨終了位置に配置される。その後、第2水平移動機構33および第2鉛直移動機構34が、第2砥石31を第2研磨終了位置から退避位置に移動させると共に、第2自転機構42が第2砥石31の自転を終了させる(図8のステップS9)。
Next, the second
このように、第2砥石31の下面用水平部52は、第2研磨開始位置において、回転している基板Wの下面平坦部に所定の押付力で面接触する。第2砥石31が第2研磨開始位置から外方に移動するのにしたがって、第2砥石31の下面用水平部52と基板Wの下面平坦部との接触面積が減少する。そして、第2砥石31の下面用水平部52が基板Wの下面平坦部から離れ、第2砥石31の下面用湾曲部53が、回転している基板Wの下面傾斜部に点接触する。下面用湾曲部53と基板Wとの接触位置(接触点)は、基板Wの下面傾斜部に沿って基板Wの下面傾斜部の内端から基板Wの下面傾斜部の外端に移動する。そして、第2砥石31の下面用湾曲部53が基板Wの先端に点接触する。第2砥石31は、このようして基板Wの周縁部をなぞるよう基板Wの周縁部に沿って移動する。これにより、基板Wの下面平坦部、下面傾斜部、および先端の全域が、第2砥石31によって研磨される。
As described above, the lower surface
第1砥石16および第2砥石31による基板Wの研磨が終了した後、すなわち、第1砥石16および第2砥石31が基板Wから退避した後、上バルブ10および下バルブ13が閉じられ、上面ノズル9および下面ノズル12からの純水の吐出が停止される(図8のステップS10)。その後、スピンモータ8の回転が加速され、研磨速度よりも大きい乾燥速度(たとえば数千rpm)で基板Wが回転する。これにより、基板Wに付着している純水が基板Wの周囲に振り切られ、基板Wが乾燥する(図8のステップS11)。基板Wの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ8および基板Wの回転が停止される(図8のステップS12)。その後、吸着ベース6による基板Wの保持が解除される。そして、基板Wが搬送ロボット(図示せず)によってチャンバー4から搬出される(図8のステップS13)。
After the polishing of the substrate W by the
以上のように第1実施形態では、基板Wが水平な姿勢で回転している状態で、第1砥石移動機構17および第2砥石移動機構32が、第1砥石16の上面用水平部56および第2砥石31の下面用水平部52を、それぞれ、基板Wの上面平坦部および下面平坦部に接触させる。したがって、第1砥石16および第2砥石31が基板Wの上面平坦部および下面平坦部に面接触している状態で基板Wが回転する。これにより、基板Wの上面平坦部および下面平坦部の全周が第1砥石16および第2砥石31で研磨される。
As described above, in the first embodiment, the first
第1砥石移動機構17および第2砥石移動機構32は、さらに、基板Wが水平な姿勢で回転している状態で、第1砥石16の上面用湾曲部55および第2砥石31の下面用湾曲部53を、それぞれ、基板Wの上面傾斜部および下面傾斜部に接触させる。したがって、第1砥石16および第2砥石31が基板Wの上面傾斜部および下面傾斜部に点接触している状態で基板Wが回転する。これにより、基板Wの上面傾斜部および下面傾斜部の全周が第1砥石16および第2砥石31で研磨される。
The first
第1砥石移動機構17および第2砥石移動機構32は、さらに、第1砥石16および第2砥石31を一定の姿勢に維持しながら鉛直方向および水平方向に移動させる。上面用湾曲部55および下面用湾曲部53の鉛直断面が円弧状なので、第1砥石16および第2砥石31が一定の姿勢で鉛直方向および水平方向に移動すると、上面用湾曲部55と基板Wとの接触位置が基板Wの上面傾斜部に沿って径方向(基板Wの回転軸線A1に直交する方向)に移動し、下面用湾曲部53と基板Wとの接触位置が基板Wの下面傾斜部に沿って径方向に移動する。これにより、基板Wの研磨される部分が径方向に広げられる。
The first
このように、第1砥石16および第2砥石31は、上面用水平部56および下面用水平部52で基板Wの上面平坦部および下面平坦部を研磨でき、上面用湾曲部55および下面用湾曲部53で基板Wの上面傾斜部および下面傾斜部を研磨できる。したがって、一つの砥石で基板Wの周縁部の広い範囲を研磨できる。これにより、基板Wの周縁部の広い範囲からパーティクルや薄膜などの不要物を除去できる。さらに、第1砥石移動機構17および第2砥石移動機構32は、第1砥石16および第2砥石31を一定の姿勢で鉛直方向および水平方向に移動させるだけでよいので、その構造が複雑化することを抑制または防止できる。さらに、第1砥石16および第2砥石31が摩耗したとしても、第1砥石16および第2砥石31の移動量を変えるだけで、研磨後の基板Wの形状を維持できる。
As described above, the
また第1実施形態では、上面用湾曲部55および下面用湾曲部53の両方が、第1砥石16および第2砥石31のそれぞれに設けられているので、基板Wの上面傾斜部および下面傾斜部を一つの砥石で研磨できる。さらに、上面用水平部56および下面用水平部52の両方が、第1砥石16および第2砥石31に設けられているので、基板Wの上面平坦部および下面平坦部を一つの砥石で研磨できる。したがって、一つの砥石で基板Wの周縁部の広い範囲を研磨できる。
In the first embodiment, since both the upper surface curved
また第1実施形態では、第1鉛直移動機構19および第2鉛直移動機構34が、第1支持機構20および第2支持機構35を鉛直方向に移動させることにより、第1砥石16の上面用水平部56および第2砥石31の下面用水平部52を、それぞれ、基板Wの上面平坦部および下面平坦部に接触させる。この状態で、第1押付機構24および第2押付機構39が、第1砥石16および第2砥石31を基板Wの方に鉛直方向に押す。これにより、第1砥石16の上面用水平部56および第2砥石31の下面用水平部52が、回転している基板Wの上面平坦部および下面平坦部に精密な押付圧で押し付けられる。そのため、基板Wの研磨量をより精密に制御できる。
In the first embodiment, the first
また第1実施形態では、第1砥石16および第2砥石31が基板Wの周縁部に押し付けられている状態で、第1自転機構26および第2自転機構42が第1砥石16および第2砥石31を自転させるので、基板Wの周縁部に接触する第1砥石16の接触部が、第1砥石16の回転方向に移動する。同様に、基板Wの周縁部に接触する第2砥石31の接触部が、第2砥石31の回転方向に移動する。そのため、第1砥石16および第2砥石31の局所的な摩耗を抑制または防止できる。これにより、第1砥石16および第2砥石31の寿命を延ばすことができる。
In the first embodiment, the
第2実施形態
第2実施形態では、第1砥石の形状と、第1支持機構の構造とが、第1実施形態に対して異なる。以下の図10〜図13において、前述の図1〜図9に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
図10に示すように、第2実施形態に係る研磨機構15は、基板Wの周縁部を研磨する第1砥石216と、第1砥石216を一定の姿勢で水平方向および鉛直方向に移動させる第1砥石移動機構217とを含む。第1砥石移動機構217は、第1実施形態に係る第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19に加えて、第1砥石216を支持する第1支持機構220を含む。
Second Embodiment In the second embodiment, the shape of the first grindstone and the structure of the first support mechanism are different from those in the first embodiment. 10 to 13, the same components as those shown in FIGS. 1 to 9 are given the same reference numerals as those in FIG. 1 and the description thereof is omitted.
As shown in FIG. 10, the
図10に示すように、第1支持機構220は、第1砥石216から上方に延びる第1支持軸21と、第1支持軸21を鉛直方向に移動可能に支持する第1鉛直ガイド261と、第1砥石216の上方で第1支持軸21および第1鉛直ガイド261を収容する筒状の第1ケース262と、第1支持軸21と第1ケース262との間に介在する第1鉛直バネ23とを含む。
As shown in FIG. 10, the
図10に示すように、第1支持機構220は、さらに、第1ケース262を自転軸線A3まわりに回転可能に支持する第1ベアリング263と、第1ベアリング263を介して第1ケース262を支持する第1ホルダー264と、第1ホルダー264を水平方向に移動可能に支持する第1水平ガイド265と、第1ケース262および第1ホルダー264を収容する第1ハウジング22と、第1ホルダー264と第1ハウジング22との間に介在する第1水平バネ266とを含む。
As shown in FIG. 10, the
第1支持軸21は、第1鉛直バネ23を介して第1ケース262に支持されている。第1支持軸21は、第1ケース262に対して鉛直方向に移動可能である。第1ケース262は、第1ホルダー264に対して自転軸線A3まわりに回転可能である。第1ケース262が自転軸線A3まわりに回転すると、第1支持軸21も自転軸線A3まわりに回転する。第1自転機構26の第1従動プーリ27は、第1ケース262に取り付けられている。第1電動モータ30が第1駆動プーリ29を回転させると、第1駆動プーリ29の回転が第1無端ベルト28によって第1従動プーリ27に伝達される。これにより、第1砥石216および第1支持軸21が自転軸線A3まわりに回転する。
The
図11に示すように、第1砥石216は、鉛直な中心線を有する鼓状である。第1砥石216の中心線は、自転軸線A3上に配置されている。第1砥石216の外面は、水平で平坦な円形の上面247と、水平で平坦な円形の下面251と、上面247および下面251の間の高さに配置された鼓状の外周面249とを含む。上面247および下面251の外径は、いずれも、基板Wの半径よりも小さい。同様に、外周面249の外径は、基板Wの半径よりも小さい。外周面249の高さは、基板Wの厚みよりも大きい。
As shown in FIG. 11, the
図11に示すように、第1砥石216の中心線に沿う鉛直面で切断した第1砥石216の外面の断面は、水平で平坦な上面用水平部256と、内方(第1砥石216の中心線に向かう方向)に凸の半円状の湾曲部253、255と、水平で平坦な下面用水平部252とを含む。上面用水平部256、湾曲部253、255、および下面用水平部252は、それぞれ、上面247、外周面249、および下面251に設けられている。
As shown in FIG. 11, the cross section of the outer surface of the
図11に示すように、上面用水平部256および下面用水平部252は、間隔を空けて鉛直方向に対向している。湾曲部は、下面用水平部252の内端から上方に延びる下面用湾曲部253と、上面用水平部256の内端から下方に延びる上面用湾曲部255とを含む。上面用湾曲部255および下面用湾曲部253は、湾曲部の底部で互いに接続されている。上面用湾曲部255の曲率半径R1と下面用湾曲部253の曲率半径R1とは、いずれも、基板Wの厚みT1よりも大きく、基板Wの半径よりも小さい。上面用湾曲部255および下面用湾曲部253の曲率半径は、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。
As shown in FIG. 11, the upper surface
図12は、処理ユニット2によって行われる基板Wの処理の一例を示す工程図である。図13は、第1砥石216が基板Wの周縁部に沿って移動する様子を示す模式図である。
処理ユニット2によって基板Wが処理されるときには、搬送ロボット(図示せず)によって、基板Wがチャンバー4内に搬入され、表面が上に向けられた状態で基板Wが吸着ベース6の上に置かれる(図12のステップS21)。その後、基板Wの下面(裏面)が吸着ベース6の上面に吸着される。続いて、スピンモータ8が駆動され、基板Wの回転が開始される(図12のステップS22)。これにより、基板Wが研磨速度で回転する。その後、上バルブ10および下バルブ13が開かれ、上面ノズル9および下面ノズル12からの純水の吐出が開始される(図12のステップS23)。上面ノズル9から吐出された純水は、基板Wの上面中央部に着液した後、回転している基板Wの上面に沿って外方に流れる。下面ノズル12から吐出された純水は、基板Wの下面周縁部に着液した後、回転している基板Wの下面に沿って外方に流れる。
FIG. 12 is a process diagram illustrating an example of processing of the substrate W performed by the
When the substrate W is processed by the
次に、第1自転機構26が第1砥石216の自転を開始させると共に、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19が、第1砥石216を退避位置から第1研磨開始位置に移動させる。これにより、図13において実線で示すように、第1砥石216の上面用湾曲部255が基板Wから離れた状態で、自転している第1砥石216の上面用水平部256が、回転している基板Wの上面平坦部に接触する(図12のステップS24)。第1砥石216の上面用水平部256が水平かつ平坦であり、基板Wの上面平坦部も水平かつ平坦なので、このとき、第1砥石216の上面用水平部256は、基板Wの上面平坦部に面接触する。さらに、第1砥石216の上面用水平部256が、第1鉛直移動機構19によって、所定の押付力で基板Wの上面平坦部に押し付けられる。
Next, the
次に、第1水平移動機構18は、第1砥石216を保持する第1ハウジング22を水平に内方に移動させる(図12のステップS25)。第1砥石216が内方に移動するのにしたがって、第1砥石216の上面用水平部256が基板Wの上面平坦部に沿って移動し、第1砥石216の上面用水平部256と基板Wとの接触面積が増加する。さらに、図13において一点鎖線で示すように、第1砥石216が内方に移動するのにしたがって、第1砥石216の上面用湾曲部255が、基板Wの上面傾斜部に近づき、基板Wの上面傾斜部に点接触する。
Next, the first
第1砥石216の上面用湾曲部255は、第1水平移動機構18によって、所定の押付力で基板Wの上面傾斜部に水平に押し付けられる。第1砥石216の上面用湾曲部255が湾曲しているので、第1砥石216の上面用湾曲部255が基板Wの上面傾斜部に押し付けられると、上向きの力が第1砥石216に加わる。そのため、第1鉛直バネ23(図10参照)の弾性変形により第1砥石216が上方に移動する。これにより、図13において二点鎖線で示すように、第1砥石216の上面用水平部256が基板Wから離れる。
The upper
図13に示すように、第1水平移動機構18は、第1砥石216の上面用水平部256が基板Wから離れており、第1砥石216の上面用湾曲部255が基板Wの上面傾斜部に点接触している状態で、第1ハウジング22を水平に内方に移動させる。第1砥石216の上面用湾曲部255と基板Wとの接触位置(接触点)は、第1ハウジング22が内方に移動するのにしたがって、基板Wの上面傾斜部に沿って基板Wの上面傾斜部の外端から基板Wの上面傾斜部の内端に移動する。そして、図13において破線で示すように、第1砥石216は、第1砥石216の上面用湾曲部255が基板Wの先端に接触する第1研磨終了位置に配置される。その後、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19は、第1ハウジング22を外方および上方に移動させて、第1砥石216を基板Wから離す(図12のステップS26)。
As shown in FIG. 13, in the first
次に、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19は、第1砥石216を第2研磨開始位置に移動させる。これにより、第1砥石216の下面用湾曲部253が基板Wから離れた状態で、自転している第1砥石216の下面用水平部252が、回転している基板Wの下面平坦部に接触する(図12のステップS27)。第1砥石216の下面用水平部252が水平かつ平坦であり、基板Wの下面平坦部も水平かつ平坦なので、このとき、第1砥石216の下面用水平部252は、基板Wの下面平坦部に面接触する。さらに、第1砥石216の下面用水平部252が、第1鉛直移動機構19によって、所定の押付力で基板Wの下面平坦部に押し付けられる。
Next, the first
次に、第1水平移動機構18は、第1砥石216を保持する第1ハウジング22を水平に内方に移動させる(図12のステップS28)。第1砥石216が内方に移動するのにしたがって、第1砥石216の下面用水平部252が基板Wの下面平坦部に沿って移動し、第1砥石216の下面用水平部252と基板Wとの接触面積が増加する。さらに、第1砥石216が内方に移動するのにしたがって、第1砥石216の下面用湾曲部253が、基板Wの下面傾斜部に近づき、基板Wの下面傾斜部に点接触する。
Next, the first
第1砥石216の下面用湾曲部253は、第1水平移動機構18によって、所定の押付力で基板Wの下面傾斜部に水平に押し付けられる。第1砥石216の下面用湾曲部253が湾曲しているので、第1砥石216の下面用湾曲部253が基板Wの下面傾斜部に押し付けられると、下向きの力が第1砥石216に加わる。そのため、第1鉛直バネ23(図10参照)の弾性変形により第1砥石216が下方に移動し、第1砥石216の下面用水平部252が基板Wから離れる。
The lower
第1水平移動機構18は、第1砥石216の下面用水平部252が基板Wから離れており、第1砥石216の下面用湾曲部253が基板Wの下面傾斜部に点接触している状態で、第1ハウジング22を水平に内方に移動させる。第1砥石216の下面用湾曲部253と基板Wとの接触位置(接触点)は、第1ハウジング22が内方に移動するのにしたがって、基板Wの下面傾斜部に沿って基板Wの下面傾斜部の外端から基板Wの下面傾斜部の内端に移動する。そして、第1砥石216は、第1砥石216の下面用湾曲部253が基板Wの先端に接触する第2研磨終了位置に配置される。その後、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19が、第1砥石216を第2研磨終了位置から退避位置に移動させると共に、第1自転機構26が第1砥石216の自転を終了させる(図12のステップS29)。
In the first
このように、第1砥石216の上面用水平部256および下面用水平部252が、それぞれ、回転している基板Wの上面平坦部および下面平坦部に接触するので、基板Wの上面平坦部および下面平坦部の全域が研磨される。同様に、第1砥石216の上面用湾曲部255が基板Wの上面傾斜部の全域に接触し、第1砥石216の下面用湾曲部253が基板Wの下面傾斜部の全域に接触するので、基板Wの上面傾斜部および下面傾斜部の全域が研磨される。さらに、第1砥石216の上面用湾曲部255および下面用湾曲部253が基板Wの先端の全域に接触するので、基板Wの先端の全域が研磨される。このようにして、基板Wの周縁部の全域が、同じ砥石(第1砥石216)で研磨される。
Thus, since the upper surface
第1砥石216による基板Wの研磨が終了した後、すなわち、第1砥石216が基板Wから退避した後、上バルブ10および下バルブ13が閉じられ、上面ノズル9および下面ノズル12からの純水の吐出が停止される(図12のステップS30)。その後、スピンモータ8の回転が加速され、研磨速度よりも大きい乾燥速度で基板Wが回転する。これにより、基板Wに付着している純水が基板Wの周囲に振り切られ、基板Wが乾燥する(図12のステップS31)。基板Wの高速回転が開始されてから所定時間が経過すると、スピンモータ8および基板Wの回転が停止される(図12のステップS32)。その後、吸着ベース6による基板Wの保持が解除される。そして、基板Wが搬送ロボット(図示せず)によってチャンバー4から搬出される(図12のステップS33)。
After the polishing of the substrate W by the
以上のように第2実施形態では、第1水平移動機構18(図2参照)が、第1砥石216を支持する第1支持機構220を水平方向に移動させる。第1砥石216は、第1支持機構220の第1ハウジング22に対して鉛直方向に移動可能に第1支持機構220に支持されている。第1砥石216の上面用湾曲部255および下面用湾曲部253が基板Wの上面傾斜部および下面傾斜部に接触している状態で、第1水平移動機構18が第1砥石216を基板Wの方に水平に移動させると、第1砥石216を鉛直方向に移動させる力が第1砥石216に加わる。これにより、第1砥石216が一定の姿勢で水平方向および鉛直方向に移動し、上面用湾曲部255および下面用湾曲部253と基板Wとの接触位置が基板Wの上面傾斜部および下面傾斜部に沿って径方向に移動する。これにより、基板Wの研磨される部分が径方向に広がり、基板Wの周縁部の広い範囲が研磨される。
As described above, in the second embodiment, the first horizontal movement mechanism 18 (see FIG. 2) moves the
第3実施形態
第3実施形態では、砥石の構造が第2実施形態に対して異なる。以下の図14において、前述の図1〜図13に示された各部と同等の構成部分については、図1等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。なお、図14では、荒砥石371をクロスハッチングで示している。他の図においても同様である。
3rd Embodiment In 3rd Embodiment, the structure of a grindstone differs from 2nd Embodiment. In the following FIG. 14, the same components as those shown in FIG. 1 to FIG. 13 are given the same reference numerals as those in FIG. In addition, in FIG. 14, the
図14に示すように、第3実施形態に係る研磨機構15は、第1砥石316および第2砥石331を備えている。第1砥石316および第2砥石331は、それぞれ、2つの第1砥石移動機構217に支持されている。第3実施形態に係る第1砥石316および第2砥石331の形状および大きさは、第2実施形態に係る第1砥石216の形状および大きさと同一である。
As shown in FIG. 14, the
第1砥石316は、表面の粗さが互いに異なる荒砥石371および仕上げ砥石372を含む。同様に、第2砥石331は、表面の粗さが互いに異なる荒砥石371および仕上げ砥石372を含む。第1砥石316の荒砥石371は、第1砥石316の仕上げ砥石372の上方に配置されている。第2砥石331の仕上げ砥石372は、第2砥石331の荒砥石371の上方に配置されている。第1砥石316の荒砥石371と第2砥石331の仕上げ砥石372は、いずれも、上面用水平部256および上面用湾曲部255を含む。第1砥石316の仕上げ砥石372と第2砥石331の荒砥石371は、いずれも、下面用水平部252および下面用湾曲部253を含む。
The
荒砥石371は、基板Wの表層よりも硬い複数の砥粒57と、複数の砥粒57を保持する母材58とを含む(図5参照)。複数の砥粒57は、荒砥石371の外面の全体に分散している。砥粒57の大きさ(粒度)や、単位面積あたりの砥粒57の数は、基板Wの周縁部の研磨に必要な値に設定されている。また、母材58は、基板Wの周縁部を荒砥石371で研磨している際に基板Wの周縁部が荒砥石371に食い込まない硬さを有している。言い換えると、母材58は、基板Wの周縁部を荒砥石371で研磨している際に荒砥石371の外面の形状が維持される硬さを有している。
The
同様に、仕上げ砥石372は、基板Wの表層よりも硬い複数の砥粒57と、複数の砥粒57を保持する母材58とを含む(図5参照)。複数の砥粒57は、仕上げ砥石372の外面の全体に分散している。砥粒57の大きさ(粒度)や、単位面積あたりの砥粒57の数は、基板Wの周縁部の研磨に必要な値に設定されている。また、母材58は、基板Wの周縁部を仕上げ砥石372で研磨している際に基板Wの周縁部が仕上げ砥石372に食い込まない硬さを有している。言い換えると、母材58は、基板Wの周縁部を仕上げ砥石372で研磨している際に仕上げ砥石372の外面の形状が維持される硬さを有している。
Similarly, the finishing
荒砥石371の外面は、仕上げ砥石372の外面よりも粗い。つまり、荒砥石371の砥粒57の平均粒径は、仕上げ砥石372の砥粒57の平均粒径よりも大きい。荒砥石371の砥粒57と仕上げ砥石372の砥粒57とは、同種の材料で形成されていてもよいし、異なる種類の材料で形成されていてもよい。また、基板Wの表層よりも硬ければ、荒砥石371の砥粒57と仕上げ砥石372の砥粒57とは、硬度が等しくてもよいし、硬度が異なっていてもよい。同様に、荒砥石371の母材58と仕上げ砥石372の母材58とは、同種の材料で形成されていてもよいし、異なる種類の材料で形成されていてもよい。また、基板Wの周縁部を研磨している際に荒砥石371または仕上げ砥石372の外面の形状が維持される硬さであれば、荒砥石371の母材58と仕上げ砥石372の母材58とは、硬度が等しくてもよいし、硬度が異なっていてもよい。
The outer surface of the
制御装置3(図6参照)は、第2実施形態と同様に処理ユニット2を制御することにより、第1砥石316および第2砥石331に基板Wの周縁部を研磨させる。
具体的には、制御装置3は、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19によって第1砥石316を移動させることにより、基板Wの上面平坦部、上面傾斜部、および先端を第1砥石316の荒砥石371で研磨する。それと同時に、制御装置3は、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19によって第2砥石331を移動させることにより、基板Wの下面平坦部、下面傾斜部、および先端を第2砥石331の荒砥石371で研磨する。これにより、自転している第1砥石316および第2砥石331の荒砥石371が、回転している基板Wの周縁部の全域に擦り付けられ、基板Wの周縁部の全域が荒研磨される。
The control device 3 (see FIG. 6) controls the
Specifically, the
荒研磨が行われた後、制御装置3は、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19によって第1砥石316を移動させることにより、基板Wの上面平坦部、上面傾斜部、および先端を第1砥石316の仕上げ砥石372で研磨する。それと同時に、制御装置3は、第1水平移動機構18および第1鉛直移動機構19によって第2砥石331を移動させることにより、基板Wの下面平坦部、下面傾斜部、および先端を第2砥石331の仕上げ砥石372で研磨する。これにより、自転している第1砥石316および第2砥石331の仕上げ砥石372が、回転している基板Wの周縁部の全域に擦り付けられ、基板Wの周縁部の全域が仕上げ研磨される。
After the rough polishing is performed, the
他の実施形態
本発明の実施形態の説明は以上であるが、本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、図15および図16に示すように、上面用湾曲部55または上面用湾曲部255による研磨後の基板Wの周縁部に対応する形状を有する仕上げ研磨部473が、第1実施形態に係る第1砥石16と、第2実施形態に係る第1砥石216とに設けられていてもよい。仕上げ研磨部473は、上面用湾曲部55または上面用湾曲部255による基板Wの研磨が行われた後に、基板Wの周縁部に押し付けられる。図示はしないが、下面用湾曲部53または下面用湾曲部253による研磨後の基板Wの周縁部に対応する形状を有する仕上げ研磨部473が、第1実施形態に係る第1砥石16と、第2実施形態に係る第1砥石216とに設けられていてもよい。
Other Embodiments Although the description of the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
For example, as shown in FIGS. 15 and 16, a
また、図17および図18に示すように、基板Wから削り取られた研磨屑を捕獲する捕獲凹部474が、第1実施形態に係る第1砥石16と、第2実施形態に係る第1砥石216とに設けられてもよい。捕獲凹部474を設けることにより、第1砥石16および第1砥石216と基板Wとの接触位置から研磨屑を排除できるので、基板Wの周縁部を効率的に研磨できる。
As shown in FIGS. 17 and 18, the
また、第2実施形態では、上面用湾曲部255および下面用湾曲部253が連続している場合について説明したが、上面用湾曲部255および下面用湾曲部253は連続していなくてもよい。たとえば、図19に示すように、図11に示す第1砥石216の上側部分が、図11に示す第1砥石216の下側部分の下方に配置されてもよい。
また、第2実施形態では、第1砥石216の全周にわたって湾曲部253、255の深さが一定である場合について説明したが、湾曲部の深さは、周方向の位置に応じて連続的に変化していてもよい。
In the second embodiment, the upper
Moreover, although 2nd Embodiment demonstrated the case where the depth of the
また、第3実施形態では、荒砥石371および仕上げ砥石372のそれぞれが、水平部(上面用水平部256または下面用水平部252)と、湾曲部(上面用湾曲部255または下面用湾曲部253)とを含む場合について説明したが、荒砥石371は、水平部および湾曲部の一方だけを含んでいてもよい。同様に、仕上げ砥石372は、水平部および湾曲部の一方だけを含んでいてもよい。
In the third embodiment, each of the
たとえば図20に示すように、上面用水平部256が仕上げ砥石372で構成され、上面用湾曲部255が荒砥石371で構成されていてもよい。研磨中に基板Wから除去される研磨屑の量は、通常、仕上げ研磨よりも荒研磨の方が多い。したがって、この場合、基板Wの上面平坦部から発生する研磨屑の量が減少するので、基板Wの上面平坦部よりも内側の領域(たとえば、デバイス形成領域)に研磨屑が飛散することを抑制または防止できる。また、基板Wの上面傾斜部を荒砥石371で研磨するので、仕上げ研磨で同じ量を研磨する場合よりも、研磨時間を短縮できる。
For example, as shown in FIG. 20, the upper surface
また、第3実施形態では、第1砥石316の上側部分が荒砥石371で構成され、第1砥石316の下側部分が仕上げ砥石372で構成されている場合について説明したが、図21に示すように、第1砥石316の右側部分が荒砥石371で構成され、第1砥石316の左側部分が仕上げ砥石372で構成されていてもよい。なお、第1砥石316の右側部分は、第1砥石316の中心線に沿う鉛直面で第1砥石316を二等分した一方の部分を意味し、第1砥石316の左側部分は、第1砥石316の中心線に沿う鉛直面で第1砥石316を二等分した他方の部分を意味する。
Moreover, in 3rd Embodiment, although the upper part of the
また、第3実施形態では、上面用水平部256の全体が、荒砥石371および仕上げ砥石372の一方で構成されている場合について説明したが、上面用水平部256は、荒砥石371および仕上げ砥石372の両方で構成されていてもよい。上面用湾曲部255、下面用湾曲部253、および下面用水平部252についても同様である。
また、第1実施形態では、上面用水平部56、上面用湾曲部55、下面用湾曲部53、および下面用水平部52が、第1砥石16および第2砥石31のそれぞれに設けられている場合について説明したが、上面用水平部56および上面用湾曲部55だけが第1砥石16に設けられ、下面用水平部52および下面用湾曲部53だけが第2砥石31に設けられてもよい。つまり、第1砥石16および第2砥石31は、互いに異なる形状を有していてもよい。
In the third embodiment, the case where the entire upper surface
In the first embodiment, the upper surface
また、第1実施形態では、第1砥石16および第2砥石31で基板Wの周縁部を研磨する場合について説明したが、基板Wの上面平坦部、上面傾斜部、先端、下面傾斜部、および下面平坦部を第1砥石16および第2砥石31の一方だけで研磨してもよい。
また、第1実施形態では、湾曲部(上面用湾曲部55または下面用湾曲部53)で基板Wの先端を研磨する場合について説明したが、鉛直で平坦な鉛直断面を有する鉛直部54で基板Wの先端を研磨してもよい。具体的には、図5に示す第1砥石16の鉛直部54を基板Wの先端に押し付けてもよい。また、図16に示すように、第2実施形態に係る第1砥石216に設けられた鉛直部54を基板Wの先端に押し付けてもよい。
In the first embodiment, the case where the peripheral portion of the substrate W is polished with the
In the first embodiment, the case where the tip of the substrate W is polished by the bending portion (the upper
また、第1実施形態では、第1水平移動機構18が、第1砥石16および第1支持機構20を鉛直な回動軸線A2まわりに回動させる回動機構である場合について説明したが、第1水平移動機構18は、第1砥石16および第1支持機構20を水平方向に平行移動させるスライド機構であってもよい。第2水平移動機構33についても同様である。
また、第1実施形態では、研磨機構15が第1押付機構24および第2押付機構39を備えている場合について説明したが、第1押付機構24および第2押付機構39の少なくとも一方が省略されてもよい。また、第1実施形態に係る第1押付機構24を第2実施形態に係る研磨機構15に設けて、第2実施形態に係る第1砥石216を鉛直方向または水平方向に押してもよい。
Moreover, although 1st Embodiment demonstrated the case where the 1st
In the first embodiment, the case where the
また、第1実施形態では、第1砥石16および第2砥石31を自転軸線A3まわり回転させながら基板Wの周縁部に押し付ける場合について説明したが、第1砥石16および第2砥石31は、回転していない状態で基板Wの周縁部に押し付けられてもよい。つまり、第1自転機構26および第2自転機構42の少なくとも一方が省略されてもよい。第2および第3実施形態についても同様である。
In the first embodiment, the case where the
本発明に係る砥石を硬度の高いブラシを用いて構成することも可能である。そうした硬度の高いブラシとしては、例えば、基板ベベル部に存在する研磨対象の不要物または基板ベベル部の表層部よりも硬い部分を少なくとも当該ブラシの先端部に有するブラシが挙げられる。
また、前述の実施形態では、基板処理装置が、円板状の基板を処理する装置である場合について説明したが、基板処理装置は、多角形の基板を処理する装置であってもよい。
It is also possible to configure the grindstone according to the present invention using a brush with high hardness. Examples of such a brush having high hardness include a brush having at least a portion harder than an unnecessary object to be polished existing in the substrate bevel portion or a surface layer portion of the substrate bevel portion at the tip portion of the brush.
In the above-described embodiment, the case where the substrate processing apparatus is an apparatus that processes a disk-shaped substrate has been described. However, the substrate processing apparatus may be an apparatus that processes a polygonal substrate.
また、前述の全ての実施形態のうちの2つ以上が組み合わされてもよい。 Further, two or more of all the embodiments described above may be combined.
1 :基板処理装置
5 :スピンチャック(基板保持手段)
15 :研磨機構
16 :第1砥石(砥石)
17 :第1砥石移動機構(砥石移動手段)
18 :第1水平移動機構(水平移動機構)
19 :第1鉛直移動機構(鉛直移動機構)
20 :第1支持機構(支持機構)
24 :第1押付機構(押付機構)
26 :第1自転機構(自転機構)
31 :第2砥石(砥石)
32 :第2砥石移動機構(砥石移動手段)
33 :第2水平移動機構(水平移動機構)
34 :第2鉛直移動機構(鉛直移動機構)
35 :第2支持機構(支持機構)
39 :第2押付機構(押付機構)
42 :第2自転機構(自転機構)
52 :下面用水平部(水平部)
53 :下面用湾曲部(湾曲部)
54 :鉛直部
55 :上面用湾曲部(湾曲部)
56 :上面用水平部(水平部)
57 :砥粒
58 :母材
216 :第1砥石(砥石)
217 :第1砥石移動機構(砥石移動手段)
220 :第1支持機構(支持機構)
252 :下面用水平部(水平部)
253 :下面用湾曲部(湾曲部)
255 :上面用湾曲部(湾曲部)
256 :上面用水平部(水平部)
316 :第1砥石(砥石)
331 :第2砥石(砥石)
371 :荒砥石
372 :仕上げ砥石
R1 :曲率半径
T1 :基板の厚み
W :基板
1: Substrate processing apparatus 5: Spin chuck (substrate holding means)
15: Polishing mechanism 16: First grinding wheel (grinding wheel)
17: 1st whetstone moving mechanism (whetstone moving means)
18: First horizontal movement mechanism (horizontal movement mechanism)
19: First vertical movement mechanism (vertical movement mechanism)
20: First support mechanism (support mechanism)
24: First pressing mechanism (pressing mechanism)
26: First rotation mechanism (rotation mechanism)
31: Second grinding wheel (grinding wheel)
32: Second whetstone moving mechanism (whetstone moving means)
33: Second horizontal movement mechanism (horizontal movement mechanism)
34: Second vertical movement mechanism (vertical movement mechanism)
35: Second support mechanism (support mechanism)
39: Second pressing mechanism (pressing mechanism)
42: Second rotation mechanism (rotation mechanism)
52: Horizontal portion for lower surface (horizontal portion)
53: Curved portion for lower surface (curved portion)
54: Vertical portion 55: Upper surface bending portion (curving portion)
56: Horizontal portion for upper surface (horizontal portion)
57: Abrasive grain 58: Base material 216: First grinding wheel (grinding stone)
217: First whetstone moving mechanism (whetstone moving means)
220: First support mechanism (support mechanism)
252: Horizontal portion for lower surface (horizontal portion)
253: Curved portion for lower surface (curved portion)
255: Curved portion for upper surface (curved portion)
256: Horizontal portion for upper surface (horizontal portion)
316: 1st grindstone (grindstone)
331: Second whetstone (whetstone)
371: Roughing wheel 372: Finishing wheel R1: Curvature radius T1: Substrate thickness W: Substrate
Claims (9)
曲率半径が基板の厚みよりも大きい円弧状の鉛直断面を有する湾曲部と、水平で平坦な鉛直断面を有する水平部と、を含む砥石と、
前記基板保持手段に保持されている基板の周縁部に前記砥石を接触させながら、前記砥石を一定の姿勢で基板の周縁部に沿って鉛直方向および水平方向に移動させる砥石移動手段とを含み、
前記水平部は、基板の周縁部の上面平坦部を研磨する上面用水平部と、基板の周縁部の下面平坦部を研磨する下面用水平部と、の少なくとも一方を含み、
前記砥石移動手段は、前記砥石が鉛直方向に移動できるように前記砥石を支持する支持機構と、前記支持機構を水平方向に移動させる水平移動機構と、前記支持機構を鉛直方向に移動させる鉛直移動機構と、前記砥石を前記基板保持手段に保持されている基板の方に鉛直方向に押す押付機構とを含み、
前記押付機構は、前記支持機構の中に配置されたアクチュエータを含む、基板処理装置。 Substrate holding means for horizontally holding and rotating the substrate;
A grindstone including a curved portion having an arcuate vertical cross section having a radius of curvature larger than the thickness of the substrate, and a horizontal portion having a horizontal and flat vertical cross section,
Wherein while contacting the grinding wheel on the periphery of the substrate held by the substrate holding unit, seen including a grinding wheel movement means for moving the grinding wheel in the vertical direction and the horizontal direction along the peripheral edge of the substrate at a constant posture ,
The horizontal portion includes at least one of an upper surface horizontal portion that polishes the upper surface flat portion of the peripheral portion of the substrate and a lower surface horizontal portion that polishes the lower surface flat portion of the peripheral portion of the substrate,
The grindstone moving means includes a support mechanism that supports the grindstone so that the grindstone can move in the vertical direction, a horizontal movement mechanism that moves the support mechanism in the horizontal direction, and a vertical movement that moves the support mechanism in the vertical direction. A mechanism, and a pressing mechanism that pushes the grindstone vertically toward the substrate held by the substrate holding means,
The pressing mechanism including the arranged actuators in the support mechanism, the substrate processing apparatus.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014110281A JP6345988B2 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Substrate processing equipment |
PCT/JP2015/062665 WO2015182316A1 (en) | 2014-05-28 | 2015-04-27 | Substrate-processing device |
TW104115552A TWI642097B (en) | 2014-05-28 | 2015-05-15 | Substrate processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014110281A JP6345988B2 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Substrate processing equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015223669A JP2015223669A (en) | 2015-12-14 |
JP6345988B2 true JP6345988B2 (en) | 2018-06-20 |
Family
ID=54698656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014110281A Active JP6345988B2 (en) | 2014-05-28 | 2014-05-28 | Substrate processing equipment |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6345988B2 (en) |
TW (1) | TWI642097B (en) |
WO (1) | WO2015182316A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6976713B2 (en) * | 2016-10-03 | 2021-12-08 | 株式会社東京精密 | Chamfer grinding method and chamfer grinding equipment |
JP6145548B1 (en) * | 2016-10-03 | 2017-06-14 | 株式会社東京精密 | Chamfering grinding method and chamfering grinding apparatus |
JP7415267B2 (en) * | 2019-12-23 | 2024-01-17 | 日本電気硝子株式会社 | Glass plate manufacturing method |
JP7093875B2 (en) * | 2021-06-24 | 2022-06-30 | 一郎 片山 | Workpiece processing equipment, grindstone, and work processing method |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63221955A (en) * | 1987-03-12 | 1988-09-14 | Nippei Toyama Corp | Copy grinding method |
JP3334609B2 (en) * | 1998-05-29 | 2002-10-15 | 信越半導体株式会社 | Processing method and processing machine for thin plate edge |
JP3906603B2 (en) * | 1999-05-12 | 2007-04-18 | 株式会社東京精密 | Wafer chamfering method and apparatus |
JP2007005661A (en) * | 2005-06-24 | 2007-01-11 | Ses Co Ltd | Bevel polishing method and bevel polisher |
JP2007042748A (en) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Hitachi Cable Ltd | Compound semiconductor wafer |
JP2008108837A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | Grinding apparatus of semiconductor wafer and method for manufacturing semiconductor device |
JP5623249B2 (en) * | 2010-11-11 | 2014-11-12 | Sumco Techxiv株式会社 | Wafer chamfering method |
-
2014
- 2014-05-28 JP JP2014110281A patent/JP6345988B2/en active Active
-
2015
- 2015-04-27 WO PCT/JP2015/062665 patent/WO2015182316A1/en active Application Filing
- 2015-05-15 TW TW104115552A patent/TWI642097B/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015182316A1 (en) | 2015-12-03 |
JP2015223669A (en) | 2015-12-14 |
TW201603133A (en) | 2016-01-16 |
TWI642097B (en) | 2018-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102263992B1 (en) | Substrate processing apparatus and processing method | |
KR100315722B1 (en) | Polishing machine for flattening substrate surface | |
TWI585838B (en) | Method of polishing back surface of substrate and substrate processing apparatus | |
EP2762272B1 (en) | Wafer polishing apparatus and method | |
JP6345988B2 (en) | Substrate processing equipment | |
EP3608948A1 (en) | Substrate cleaning tool, substrate cleaning apparatus, substrate processing apparatus, substrate processing method, and method of manufacturing substrate cleaning tool | |
US9095953B2 (en) | Apparatus for polishing rear surface of substrate, system for polishing rear surface of substrate, method for polishing rear surface of substrate and recording medium having program for polishing rear surface of substrate | |
JP2009260142A (en) | Wafer-polishing apparatus and wafer-polishing method | |
JPWO2019013042A1 (en) | Substrate processing system, substrate processing method, and computer storage medium | |
JP2019021859A (en) | Substrate processing system | |
JP6887016B2 (en) | Gettering layer forming apparatus, gettering layer forming method and computer storage medium | |
JP6963075B2 (en) | Wafer surface treatment equipment | |
JP2015044250A (en) | Polishing method | |
JPWO2004059714A1 (en) | Polishing apparatus and semiconductor device manufacturing method | |
JP6717706B2 (en) | Wafer surface treatment equipment | |
JP3528501B2 (en) | Semiconductor manufacturing method | |
JP6843554B2 (en) | Wafer surface treatment equipment | |
JP2001009710A (en) | Wafer polishing device | |
JP2012011518A (en) | Polishing apparatus, polishing pad, and method for polishing | |
JP6941420B2 (en) | Wafer surface treatment equipment | |
JP4189325B2 (en) | Polishing equipment | |
JP2022152042A (en) | Polishing device | |
JP2023173997A (en) | Processing device | |
JP2014050957A (en) | Substrate polishing means and substrate polishing device, and substrate polishing system | |
JP5545536B2 (en) | Wafer polishing method, polishing pad, polishing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180201 |
|
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: 20180426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180524 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6345988 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 |