JP6840617B2 - Polishing equipment and polishing method - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハなどの基板を研磨するための研磨装置および研磨方法に関し、特に、基板の周縁部に研磨具を押し付けて該周縁部を研磨する研磨装置および研磨方法に関する。 The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method for polishing a substrate such as a wafer, and more particularly to a polishing apparatus and a polishing method for pressing a polishing tool against a peripheral portion of the substrate to polish the peripheral portion.

基板の周縁部を研磨するために、従来から研磨装置が使用されている。図28は、従来の研磨装置を示す模式図である。図28に示す研磨装置は、ウェーハなどの基板Wを保持する基板ステージ300と、研磨具である研磨テープ305を基板Wに押し付ける研磨ヘッド307とを有している。研磨ヘッド307は、押圧部材308およびエアシリンダ309を有している。研磨ヘッド307は、基台310に固定された支持構造体311により支持されている。 A polishing device has been conventionally used for polishing the peripheral edge of a substrate. FIG. 28 is a schematic view showing a conventional polishing apparatus. The polishing apparatus shown in FIG. 28 has a substrate stage 300 for holding a substrate W such as a wafer, and a polishing head 307 for pressing a polishing tape 305, which is a polishing tool, against the substrate W. The polishing head 307 includes a pressing member 308 and an air cylinder 309. The polishing head 307 is supported by a support structure 311 fixed to the base 310.

基板Wは、基板ステージ300のステージ面300a上に真空吸引などにより保持され、基板ステージ300とともにその軸心を中心に回転される。研磨具である研磨テープ305は、押圧部材308によって基板Wの周縁部に押し付けられる。押圧部材308はエアシリンダ309に連結されており、研磨テープ305を基板Wに押し付ける力はエアシリンダ309から押圧部材308に付与される。基板Wの研磨中、基板Wの中心に純水が供給され、基板Wの上面は純水で覆われる。研磨テープ305は、純水の存在下で基板Wの周縁部を研磨し、基板Wの周縁部に図29に示すような、直角の断面を有する階段状の窪み312を形成する。 The substrate W is held on the stage surface 300a of the substrate stage 300 by vacuum suction or the like, and is rotated around the axis thereof together with the substrate stage 300. The polishing tape 305, which is a polishing tool, is pressed against the peripheral edge of the substrate W by the pressing member 308. The pressing member 308 is connected to the air cylinder 309, and a force for pressing the polishing tape 305 against the substrate W is applied from the air cylinder 309 to the pressing member 308. During polishing of the substrate W, pure water is supplied to the center of the substrate W, and the upper surface of the substrate W is covered with pure water. The polishing tape 305 polishes the peripheral edge of the substrate W in the presence of pure water to form a stepped recess 312 having a right-angled cross section on the peripheral edge of the substrate W, as shown in FIG. 29.

特開2012−213849号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-213849

しかしながら、押圧部材308が研磨テープ305を基板Wの周縁部に対して押し付けているとき、基板Wからの反力が研磨ヘッド307に作用する。この反力を受けて、研磨ヘッド307および支持構造体311は図28の矢印Xで示す方向に上方に傾き、押圧部材308の全体が傾いてしまう。結果として、図30に示すように、研磨テープ305は基板Wの周縁部に対して斜めに押し当てられ、斜めに研磨された面が基板Wの周縁部に形成されてしまう。 However, when the pressing member 308 presses the polishing tape 305 against the peripheral edge of the substrate W, the reaction force from the substrate W acts on the polishing head 307. In response to this reaction force, the polishing head 307 and the support structure 311 are tilted upward in the direction indicated by the arrow X in FIG. 28, and the entire pressing member 308 is tilted. As a result, as shown in FIG. 30, the polishing tape 305 is obliquely pressed against the peripheral edge of the substrate W, and an obliquely polished surface is formed on the peripheral edge of the substrate W.

そこで、本発明は、基板研磨時の研磨ヘッドの傾きを防止して、所望の研磨プロファイルを達成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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a polishing apparatus and a polishing method capable of preventing tilting of the polishing head during substrate polishing and achieving a desired polishing profile.

本発明の一態様は、基板を研磨するための研磨装置であって、基板を保持する基板保持部と、研磨具を基板に押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを支持する支持構造体と、前記支持構造体が固定されたベース構造体と、前記支持構造体に固定された補強構造体とを備え、前記補強構造体は、前記ベース構造体に固定可能および切り離し可能に構成されたアンカー機構を有し、前記アンカー機構は、前記ベース構造体を押し付けるアクチュエータを備え、前記研磨装置は、前記アクチュエータを操作する操作システムをさらに備え、前記操作システムは、前記研磨ヘッドが前記研磨具を押し付ける研磨荷重に従って変わる力を前記アクチュエータに発生させるように構成されていることを特徴とする研磨装置である。 One aspect of the present invention is a polishing device for polishing a substrate, which comprises a substrate holding portion for holding the substrate, a polishing head for pressing a polishing tool against the substrate, a support structure for supporting the polishing head, and the like. A base structure to which the support structure is fixed and a reinforcing structure fixed to the support structure are provided, and the reinforcing structure has an anchor mechanism configured to be fixed and detachable to the base structure. The anchor mechanism includes an actuator that presses the base structure, the polishing device further includes an operating system that operates the actuator, and the operating system includes a polishing load that the polishing head presses against the polishing tool. It is a polishing apparatus characterized in that it is configured to generate a force that changes according to the above.

発明の好ましい態様は、前記アクチュエータは、前記支持構造体よりも外側に配置されていることを特徴とする
発明の好ましい態様は、前記ベース構造体は、前記アクチュエータに向かって突出する突出部を有しており、前記アクチュエータは、前記突出部に対向して配置されていることを特徴とする
A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the actuator is arranged outside the support structure .
A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the base structure has a protrusion that projects toward the actuator, and the actuator is arranged so as to face the protrusion .

本発明の好ましい態様は、前記研磨装置は、前記研磨ヘッドと前記支持構造体とを連結する連結機構をさらに備えており、前記連結機構は、前記研磨ヘッドに固定された第1連結機構と、前記支持構造体に固定された第2連結機構とを備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構は互いに固定可能かつ互いに切り離し可能に構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの一方は電磁石を備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの他方は磁性部材を備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの一方は一対のエアシリンダを備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの他方は前記一対のエアシリンダの間に配置された部分を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記支持構造体は、前記研磨ヘッドを移動させる少なくとも1つの研磨ヘッド移動機構を含むことを特徴とする。
In a preferred embodiment of the present invention, the polishing apparatus further includes a connecting mechanism for connecting the polishing head and the support structure, and the connecting mechanism includes a first connecting mechanism fixed to the polishing head. A second connecting mechanism fixed to the support structure is provided, and the first connecting mechanism and the second connecting mechanism are configured to be fixed to each other and detachable from each other.
A preferred embodiment of the present invention is characterized in that one of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes an electromagnet, and the other of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes a magnetic member. And.
In a preferred embodiment of the present invention, one of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes a pair of air cylinders, and the other of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism has the pair of air. It is characterized by having a portion arranged between cylinders.
A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the support structure includes at least one polishing head moving mechanism for moving the polishing head.

本発明の一参考例は、基板を保持する基板保持部と、研磨具を基板に押し付ける研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドを支持する支持構造体と、前記支持構造体が固定されたベース構造体と、前記研磨ヘッドと前記支持構造体とを連結する連結機構を備え、前記連結機構は、前記研磨ヘッドに固定された第1連結機構と、前記支持構造体に固定された第2連結機構とを備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構は互いに固定可能かつ互いに切り離し可能に構成されていることを特徴とする研磨装置である。 A reference example of the present invention includes a substrate holding portion that holds a substrate, a polishing head that presses a polishing tool against a substrate, a support structure that supports the polishing head, and a base structure to which the support structure is fixed. A connecting mechanism for connecting the polishing head and the support structure is provided, and the connecting mechanism comprises a first connecting mechanism fixed to the polishing head and a second connecting mechanism fixed to the support structure. The polishing apparatus is characterized in that the first connecting mechanism and the second connecting mechanism are configured to be fixed to each other and detachable from each other.

参考例の好ましい態様は、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの一方は電磁石を備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの他方は磁性部材を備えることを特徴とする。
参考例の好ましい態様は、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの一方は一対のエアシリンダを備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの他方は前記一対のエアシリンダの間に配置された部分を有することを特徴とする。
参考例の好ましい態様は、前記研磨装置は、前記支持構造体に固定された補強構造体をさらに備えており、前記補強構造体は、前記ベース構造体に固定可能および切り離し可能に構成されたアンカー機構を有していることを特徴とする。
参考例の好ましい態様は、前記アンカー機構は、前記ベース構造体を押し付けるアクチュエータを備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記支持構造体は、前記研磨ヘッドを移動させる少なくとも1つの研磨ヘッド移動機構を含むことを特徴とする。
A preferred embodiment of this reference example is that one of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes an electromagnet, and the other of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes a magnetic member. It is a feature.
In a preferred embodiment of this reference example , one of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes a pair of air cylinders, and the other of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism is the pair. It is characterized by having a portion arranged between air cylinders.
In a preferred embodiment of this reference example, the polishing apparatus further comprises a reinforcing structure fixed to the supporting structure, and the reinforcing structure is configured to be fixable and detachable to the base structure. It is characterized by having an anchor mechanism.
A preferred embodiment of this reference example is that the anchor mechanism includes an actuator that presses the base structure.
A preferred embodiment of the present invention is characterized in that the support structure includes at least one polishing head moving mechanism for moving the polishing head.

本発明の一態様は、支持構造体に固定されている補強構造体のアンカー機構をベース構造体に固定し、前記アンカー機構は、前記ベース構造体を押し付けるアクチュエータを備えており、基板保持部で基板を回転させながら、かつ研磨ヘッドが研磨具を押し付ける研磨荷重に従って変わる力を前記アクチュエータに発生させながら、前記支持構造体に支持された前記研磨ヘッドで前記研磨具を前記基板に押し付けることで前記基板を研磨し、前記基板の研磨の終了後に、前記アンカー機構を前記ベース構造体から切り離す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、前記基板を研磨する前に、前記研磨ヘッドに固定されている第1連結機構を、前記支持構造体に固定された第2連結機構に連結し、前記基板の研磨の終了後に、前記第1連結機構を前記第2連結機構から切り離す工程をさらに含むことを特徴とする。
In one aspect of the present invention, the anchor mechanism of the reinforcing structure fixed to the support structure is fixed to the base structure, and the anchor mechanism includes an actuator for pressing the base structure, and is provided with a substrate holding portion. while rotating the substrate, and while the polishing head generates a force that varies in accordance with the polishing load for pressing the polishing tool to the actuator, the by pressing the polishing tool on the substrate by the polishing head supported on the support structure The polishing method is characterized in that the substrate is polished and the anchor mechanism is separated from the base structure after the polishing of the substrate is completed.
In a preferred embodiment of the present invention, before polishing the substrate, the first connecting mechanism fixed to the polishing head is connected to the second connecting mechanism fixed to the support structure to polish the substrate. It is characterized by further including a step of disconnecting the first connecting mechanism from the second connecting mechanism after completion.

本発明の一参考例は、研磨ヘッドに固定されている第1連結機構を、前記研磨ヘッドを支持する支持構造体に固定された第2連結機構に連結し、基板保持部で基板を回転させながら、前記研磨ヘッドで研磨具を前記基板に押し付けることで前記基板を研磨し、前記基板の研磨の終了後に、前記第1連結機構を前記第2連結機構から切り離すことを特徴とする研磨方法である。
参考例の好ましい態様は、前記基板を研磨する前に、前記支持構造体に固定されている補強構造体のアンカー機構をベース構造体に固定し、前記基板の研磨の終了後に、前記アンカー機構を前記ベース構造体から切り離す工程をさらに含むことを特徴とする。
In one reference example of the present invention, the first connecting mechanism fixed to the polishing head is connected to the second connecting mechanism fixed to the support structure supporting the polishing head, and the substrate is rotated by the substrate holding portion. However, the polishing method is characterized in that the substrate is polished by pressing the polishing tool against the substrate with the polishing head, and the first connecting mechanism is separated from the second connecting mechanism after the polishing of the substrate is completed. is there.
In a preferred embodiment of this reference example , the anchor mechanism of the reinforcing structure fixed to the support structure is fixed to the base structure before polishing the substrate, and after the polishing of the substrate is completed, the anchor mechanism is fixed. It is characterized by further including a step of separating the base structure from the base structure.

本発明によれば、アンカー機構および/または連結機構により支持構造体が補強される。したがって、基板研磨中の研磨ヘッドの姿勢が安定し、所望の研磨プロファイルを得ることができる。 According to the present invention, the support structure is reinforced by an anchor mechanism and / or a connecting mechanism. Therefore, the posture of the polishing head during substrate polishing is stable, and a desired polishing profile can be obtained.

図1(a)および図1(b)は、基板の周縁部を示す拡大断面図である。1 (a) and 1 (b) are enlarged cross-sectional views showing a peripheral edge of a substrate. 本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。It is a top view which shows the polishing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 図2のF−F線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line FF of FIG. 図3の矢印Gで示す方向から見た図である。It is a figure seen from the direction indicated by the arrow G of FIG. 研磨ヘッドおよび研磨テープ供給機構の平面図である。It is a top view of the polishing head and the polishing tape supply mechanism. 研磨ヘッドおよび研磨テープ供給機構の正面図である。It is a front view of a polishing head and a polishing tape supply mechanism. 図6に示すH−H線断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line HH shown in FIG. 図6に示す研磨テープ供給機構の側面図である。It is a side view of the polishing tape supply mechanism shown in FIG. 図6に示す研磨ヘッドを矢印Iで示す方向から見た縦断面図である。6 is a vertical cross-sectional view of the polishing head shown in FIG. 6 as viewed from the direction indicated by the arrow I. 研磨位置にある研磨ヘッドおよび研磨テープ供給機構の平面図である。It is a top view of the polishing head and the polishing tape supply mechanism in the polishing position. 研磨位置にある押圧部材、研磨テープ、および基板を横方向から見た模式図である。It is a schematic view which looked at the pressing member, the polishing tape, and the substrate at the polishing position from the side. 押圧部材により研磨テープを基板に押し付けている状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the polishing tape is pressed against the substrate by the pressing member. 図2の矢印Jで示す方向から見た研磨装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the polishing apparatus seen from the direction indicated by the arrow J of FIG. 第1アクチュエータおよび第2アクチュエータを操作するための操作システムを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation system for operating the 1st actuator and the 2nd actuator. 操作システムの他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other embodiment of the operation system. 操作システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows still another embodiment of the operation system. 補強構造体の他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows the other embodiment of a reinforced structure. 補強構造体のさらに他の実施形態を示す図である。It is a figure which shows still another embodiment of a reinforced structure. 連結機構を備えた研磨装置の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the polishing apparatus provided with the connecting mechanism. 図19の矢印Lで示す方向から見た連結機構を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the connection mechanism seen from the direction indicated by the arrow L of FIG. 連結機構の他の実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other embodiment of the connection mechanism. 図22(a)乃至図22(c)は、アンカー機構および連結機構の動作の一実施形態を説明する模式図である。22 (a) to 22 (c) are schematic views illustrating an embodiment of the operation of the anchor mechanism and the connecting mechanism. 図23(a)乃至図23(c)は、アンカー機構および連結機構の動作の実施形態を説明する模式図である。23 (a) to 23 (c) are schematic views illustrating an embodiment of the operation of the anchor mechanism and the connecting mechanism. 図24(a)乃至図24(c)は、アンカー機構および連結機構の動作の実施形態を説明する模式図である。24 (a) to 24 (c) are schematic views illustrating an embodiment of the operation of the anchor mechanism and the connecting mechanism. 図25(a)および図25(b)は、アンカー機構および連結機構の動作の実施形態を説明する模式図である。25 (a) and 25 (b) are schematic views illustrating an embodiment of the operation of the anchor mechanism and the connecting mechanism. 研磨具として砥石を備えた研磨ヘッドの一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the polishing head provided with a grindstone as a polishing tool. 研磨具として砥石を備えた研磨ヘッドの一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the polishing head provided with a grindstone as a polishing tool. 従来の研磨装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the conventional polishing apparatus. 基板の周縁部に形成された階段状の窪みを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the step-like depression formed in the peripheral part of the substrate. 基板の周縁部に対して斜めに押し当てられた研磨テープを示す図である。It is a figure which shows the polishing tape obliquely pressed against the peripheral edge part of a substrate.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本明細書では、基板の周縁部を、基板の最外周に位置するベベル部と、このベベル部の半径方向内側に位置するトップエッジ部およびボトムエッジ部とを含む領域として定義する。基板の例としては、ウェーハが挙げられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present specification, the peripheral edge portion of the substrate is defined as a region including a bevel portion located at the outermost periphery of the substrate and a top edge portion and a bottom edge portion located inside the bevel portion in the radial direction. An example of a substrate is a wafer.

図1(a)および図1(b)は、基板の周縁部を示す拡大断面図である。より詳しくは、図1(a)はいわゆるストレート型の基板の断面図であり、図1(b)はいわゆるラウンド型の基板の断面図である。図1(a)の基板Wにおいて、ベベル部は、上側傾斜部(上側ベベル部)P、下側傾斜部(下側ベベル部)Q、および側部(アペックス)Rから構成される基板Wの最外周面(符号Bで示す)である。図1(b)の基板Wにおいては、ベベル部は、基板Wの最外周面を構成する、湾曲した断面を有する部分(符号Bで示す)である。トップエッジ部は、ベベル部Bよりも半径方向内側に位置する平坦部E1である。ボトムエッジ部は、トップエッジ部とは反対側に位置し、ベベル部Bよりも半径方向内側に位置する平坦部E2である。トップエッジ部E1は、デバイスが形成された領域を含むこともある。 1 (a) and 1 (b) are enlarged cross-sectional views showing a peripheral edge of a substrate. More specifically, FIG. 1A is a cross-sectional view of a so-called straight type substrate, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a so-called round type substrate. In the substrate W of FIG. 1A, the bevel portion is a substrate W composed of an upper inclined portion (upper bevel portion) P, a lower inclined portion (lower bevel portion) Q, and a side portion (apex) R. It is the outermost peripheral surface (indicated by reference numeral B). In the substrate W of FIG. 1B, the bevel portion is a portion having a curved cross section (indicated by reference numeral B) that constitutes the outermost peripheral surface of the substrate W. The top edge portion is a flat portion E1 located radially inside the bevel portion B. The bottom edge portion is a flat portion E2 located on the opposite side of the top edge portion and located inward in the radial direction with respect to the bevel portion B. The top edge portion E1 may include a region in which the device is formed.

図2は、本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図であり、図3は、図2のF−F線断面図であり、図4は、図3の矢印Gで示す方向から見た図である。 FIG. 2 is a plan view showing a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view taken along line FF of FIG. 2, and FIG. 4 is from the direction indicated by the arrow G of FIG. It is a view.

本実施形態に係る研磨装置は、ウェーハなどの基板Wを保持し、基板Wを回転させる基板保持部3と、基板保持部3上の基板Wを研磨する研磨ユニット25を備えている。図2および図3においては、基板保持部3が基板Wを保持している状態を示している。基板保持部3は、基板Wの下面を真空吸引により保持する保持ステージ4と、保持ステージ4の中央部に連結された中空シャフト5と、この中空シャフト5を回転させるモータM1とを備えている。基板Wは、基板Wの中心が中空シャフト5の軸心CPと一致するように保持ステージ4の上に載置される。 The polishing apparatus according to the present embodiment includes a substrate holding portion 3 that holds a substrate W such as a wafer and rotates the substrate W, and a polishing unit 25 that polishes the substrate W on the substrate holding portion 3. 2 and 3 show a state in which the substrate holding portion 3 holds the substrate W. The substrate holding portion 3 includes a holding stage 4 that holds the lower surface of the substrate W by vacuum suction, a hollow shaft 5 connected to the central portion of the holding stage 4, and a motor M1 that rotates the hollow shaft 5. .. The substrate W is placed on the holding stage 4 so that the center of the substrate W coincides with the axial center CP of the hollow shaft 5.

図2に示すように、研磨ユニット25は、研磨具としての研磨テープ38を用いて基板Wの周縁部を研磨する研磨ヘッド50と、研磨テープ38を研磨ヘッド50に供給し、かつ研磨ヘッド50から研磨テープ38を回収する研磨テープ供給機構70を備えている。研磨ヘッド50は、研磨テープ38の研磨面を基板Wのトップエッジ部に押し当てて基板Wの周縁部に階段状の窪みを形成するように構成されている。研磨ユニット25および保持ステージ4は、隔壁20によって形成された研磨室22内に配置されている。 As shown in FIG. 2, the polishing unit 25 supplies a polishing head 50 for polishing the peripheral edge of the substrate W with a polishing tape 38 as a polishing tool, and the polishing tape 38 to the polishing head 50, and the polishing head 50. It is provided with a polishing tape supply mechanism 70 for collecting the polishing tape 38 from the surface. The polishing head 50 is configured to press the polished surface of the polishing tape 38 against the top edge portion of the substrate W to form a stepped depression on the peripheral edge portion of the substrate W. The polishing unit 25 and the holding stage 4 are arranged in the polishing chamber 22 formed by the partition wall 20.

図3に示すように、隔壁20はベースプレート21上に固定されており、基板保持部3の下部は、隔壁20の底部およびベースプレート21を貫通して延びている。本実施形態では、隔壁20の底面とベースプレート21によりベース構造体23が構成されている。このベース構造体23には、研磨ヘッド50を支持する支持構造体24が固定されている。隔壁20は、基板Wを研磨室22に搬入および搬出するための搬送口20aを備えている。この搬送口20aは、シャッター20bにより閉じることが可能となっている。 As shown in FIG. 3, the partition wall 20 is fixed on the base plate 21, and the lower portion of the substrate holding portion 3 extends through the bottom portion of the partition wall 20 and the base plate 21. In the present embodiment, the base structure 23 is composed of the bottom surface of the partition wall 20 and the base plate 21. A support structure 24 that supports the polishing head 50 is fixed to the base structure 23. The partition wall 20 is provided with a transport port 20a for loading and unloading the substrate W into and out of the polishing chamber 22. The transport port 20a can be closed by the shutter 20b.

中空シャフト5は、ボールスプライン軸受(直動軸受)6によって上下動自在に支持されている。保持ステージ4の上面には溝4aが形成されており、この溝4aは、中空シャフト5を通って延びる連通路7に連通している。連通路7は中空シャフト5の下端に取り付けられたロータリジョイント8を介して真空ライン9に接続されている。連通路7は、処理後の基板Wを保持ステージ4から離脱させるための窒素ガス供給ライン10にも接続されている。これらの真空ライン9と窒素ガス供給ライン10を切り替えることによって、基板Wを保持ステージ4の上面に保持し、離脱させる。 The hollow shaft 5 is supported by a ball spline bearing (linear motion bearing) 6 so as to be vertically movable. A groove 4a is formed on the upper surface of the holding stage 4, and the groove 4a communicates with a communication passage 7 extending through the hollow shaft 5. The communication passage 7 is connected to the vacuum line 9 via a rotary joint 8 attached to the lower end of the hollow shaft 5. The communication passage 7 is also connected to a nitrogen gas supply line 10 for separating the processed substrate W from the holding stage 4. By switching between these vacuum lines 9 and the nitrogen gas supply line 10, the substrate W is held on the upper surface of the holding stage 4 and separated.

中空シャフト5は、この中空シャフト5に連結されたプーリーp1と、モータM1の回転軸に取り付けられたプーリーp2と、これらプーリーp1,p2に掛けられたベルトb1を介してモータM1によって回転される。ボールスプライン軸受6は、中空シャフト5がその長手方向へ自由に移動することを許容する軸受である。ボールスプライン軸受6は円筒状のケーシング12に固定されている。したがって、中空シャフト5は、ケーシング12に対して上下に直線移動が可能であり、中空シャフト5とケーシング12は一体に回転する。中空シャフト5は、エアシリンダ(昇降機構)15に連結されており、エアシリンダ15によって中空シャフト5および保持ステージ4が上昇および下降できるようになっている。 The hollow shaft 5 is rotated by the motor M1 via a pulley p1 connected to the hollow shaft 5, a pulley p2 attached to the rotating shaft of the motor M1, and a belt b1 hung on these pulleys p1 and p2. .. The ball spline bearing 6 is a bearing that allows the hollow shaft 5 to move freely in the longitudinal direction thereof. The ball spline bearing 6 is fixed to a cylindrical casing 12. Therefore, the hollow shaft 5 can move linearly up and down with respect to the casing 12, and the hollow shaft 5 and the casing 12 rotate integrally. The hollow shaft 5 is connected to an air cylinder (elevating mechanism) 15, and the hollow shaft 5 and the holding stage 4 can be raised and lowered by the air cylinder 15.

ケーシング12と、その外側に同心上に配置された円筒状のケーシング14との間にはラジアル軸受18が介装されており、ケーシング12は軸受18によって回転自在に支持されている。このような構成により、基板保持部3は、その軸心CPを中心に基板Wを回転させ、かつ基板Wを軸心CPに沿って上昇下降させることができる。 A radial bearing 18 is interposed between the casing 12 and the cylindrical casing 14 arranged concentrically on the outer side of the casing 12, and the casing 12 is rotatably supported by the bearing 18. With such a configuration, the substrate holding portion 3 can rotate the substrate W around its axial center CP and raise and lower the substrate W along the axial center CP.

基板保持部3の外側には、基板Wの周縁部を研磨する研磨ユニット25が配置されている。この研磨ユニット25は、研磨室22の内部に配置されている。図4に示すように、研磨ユニット25の全体は、設置台27の上に固定されている。この設置台27は支持ブロック28を介して研磨ヘッド移動機構30に連結されている。研磨ヘッド移動機構30は、ベースプレート21に固定されている。本実施形態では、研磨ヘッド50を支持する支持構造体24は、設置台27、支持ブロック28、および研磨ヘッド移動機構30を含む。支持構造体24は、隔壁20の底部およびベースプレート21から構成されるベース構造体23を貫通して延びている。支持構造体24の端部を構成する研磨ヘッド移動機構30は、ベース構造体23の下面、すなわちベースプレート21の下面に固定されている。 A polishing unit 25 for polishing the peripheral edge of the substrate W is arranged on the outside of the substrate holding portion 3. The polishing unit 25 is arranged inside the polishing chamber 22. As shown in FIG. 4, the entire polishing unit 25 is fixed on the installation table 27. The installation base 27 is connected to the polishing head moving mechanism 30 via a support block 28. The polishing head moving mechanism 30 is fixed to the base plate 21. In the present embodiment, the support structure 24 that supports the polishing head 50 includes an installation base 27, a support block 28, and a polishing head moving mechanism 30. The support structure 24 extends through the base structure 23 composed of the bottom of the partition wall 20 and the base plate 21. The polishing head moving mechanism 30 forming the end portion of the support structure 24 is fixed to the lower surface of the base structure 23, that is, the lower surface of the base plate 21.

研磨ヘッド移動機構30は、支持ブロック28をスライド自在に保持するボールねじ機構31と、このボールねじ機構31を駆動するモータ32と、ボールねじ機構31とモータ32とを連結する動力伝達機構33とを備えている。ボールねじ機構31は、支持ブロック28の移動方向をガイドする直動ガイド(図示せず)を備えている。動力伝達機構33は、プーリーおよびベルトなどから構成されている。モータ32を作動させると、ボールねじ機構31が支持ブロック28を図4の矢印で示す方向に動かし、研磨ユニット25全体が基板Wの接線方向に移動する。この研磨ヘッド移動機構30は、研磨ユニット25を所定の振幅および所定の速度で揺動させるオシレーション機構としても機能する。本実施形態では、研磨ヘッド移動機構30は、研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70を含む研磨ユニット25を第1の方向に移動させる第1研磨ヘッド移動機構を構成する。 The polishing head moving mechanism 30 includes a ball screw mechanism 31 that slidably holds the support block 28, a motor 32 that drives the ball screw mechanism 31, and a power transmission mechanism 33 that connects the ball screw mechanism 31 and the motor 32. It has. The ball screw mechanism 31 includes a linear motion guide (not shown) that guides the moving direction of the support block 28. The power transmission mechanism 33 is composed of a pulley, a belt, and the like. When the motor 32 is operated, the ball screw mechanism 31 moves the support block 28 in the direction indicated by the arrow in FIG. 4, and the entire polishing unit 25 moves in the tangential direction of the substrate W. The polishing head moving mechanism 30 also functions as an oscillation mechanism for swinging the polishing unit 25 at a predetermined amplitude and a predetermined speed. In the present embodiment, the polishing head moving mechanism 30 constitutes a first polishing head moving mechanism that moves the polishing unit 25 including the polishing head 50 and the polishing tape supply mechanism 70 in the first direction.

図5は研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70の平面図であり、図6は研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70の正面図であり、図7は図6に示すH−H線断面図であり、図8は図6に示す研磨テープ供給機構70の側面図であり、図9は図6に示す研磨ヘッド50を矢印Iで示す方向から見た縦断面図である。 FIG. 5 is a plan view of the polishing head 50 and the polishing tape supply mechanism 70, FIG. 6 is a front view of the polishing head 50 and the polishing tape supply mechanism 70, and FIG. 7 is a sectional view taken along line OH shown in FIG. 8 is a side view of the polishing tape supply mechanism 70 shown in FIG. 6, and FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of the polishing head 50 shown in FIG. 6 as viewed from the direction indicated by the arrow I.

設置台27の上には、基板Wの半径方向と平行に延びる2つの直動ガイド40A,40Bが配置されている。これら直動ガイド40A,40Bは互いに平行に配置されている。研磨ヘッド50と直動ガイド40Aとは、連結ブロック41Aを介して連結されている。さらに、研磨ヘッド50は、該研磨ヘッド50を直動ガイド40Aに沿って(すなわち、基板Wの半径方向に)移動させるサーボモータ42Aおよびボールねじ機構43Aに連結されている。より具体的には、ボールねじ機構43Aは連結ブロック41Aに固定されており、サーボモータ42Aは設置台27に支持部材44Aを介して固定されている。サーボモータ42Aは、ボールねじ機構43Aのねじ軸を回転させるように構成されており、これにより、連結ブロック41Aおよびこれに連結された研磨ヘッド50は直動ガイド40Aに沿って移動される。本実施形態では、サーボモータ42A、ボールねじ機構43A、および直動ガイド40Aは、研磨ヘッド50を上記第1の方向と垂直な第2の方向に移動させる第2研磨ヘッド移動機構を構成する。 Two linear motion guides 40A and 40B extending in parallel with the radial direction of the substrate W are arranged on the installation table 27. These linear motion guides 40A and 40B are arranged in parallel with each other. The polishing head 50 and the linear motion guide 40A are connected via a connecting block 41A. Further, the polishing head 50 is connected to a servomotor 42A and a ball screw mechanism 43A that move the polishing head 50 along the linear motion guide 40A (that is, in the radial direction of the substrate W). More specifically, the ball screw mechanism 43A is fixed to the connecting block 41A, and the servomotor 42A is fixed to the installation base 27 via the support member 44A. The servomotor 42A is configured to rotate the screw shaft of the ball screw mechanism 43A, whereby the connecting block 41A and the polishing head 50 connected to the connecting block 41A are moved along the linear motion guide 40A. In the present embodiment, the servomotor 42A, the ball screw mechanism 43A, and the linear motion guide 40A constitute a second polishing head moving mechanism that moves the polishing head 50 in a second direction perpendicular to the first direction.

同様に、研磨テープ供給機構70と直動ガイド40Bとは、連結ブロック41Bを介して連結されている。さらに、研磨テープ供給機構70は、該研磨テープ供給機構70を直動ガイド40Bに沿って(すなわち、基板Wの半径方向に)移動させるサーボモータ42Bおよびボールねじ機構43Bに連結されている。より具体的には、ボールねじ機構43Bは連結ブロック41Bに固定されており、サーボモータ42Bは設置台27に支持部材44Bを介して固定されている。サーボモータ42Bは、ボールねじ機構43Bのねじ軸を回転させるように構成されており、これにより、連結ブロック41Bおよびこれに連結された研磨テープ供給機構70は直動ガイド40Bに沿って移動される。本実施形態では、サーボモータ42B、ボールねじ機構43B、および直動ガイド40Bは、研磨テープ供給機構70を移動させる研磨具移動機構を構成する。 Similarly, the polishing tape supply mechanism 70 and the linear motion guide 40B are connected via the connecting block 41B. Further, the polishing tape supply mechanism 70 is connected to a servomotor 42B and a ball screw mechanism 43B that move the polishing tape supply mechanism 70 along the linear motion guide 40B (that is, in the radial direction of the substrate W). More specifically, the ball screw mechanism 43B is fixed to the connecting block 41B, and the servomotor 42B is fixed to the installation base 27 via the support member 44B. The servomotor 42B is configured to rotate the screw shaft of the ball screw mechanism 43B, whereby the connecting block 41B and the polishing tape supply mechanism 70 connected to the connecting block 41B are moved along the linear motion guide 40B. .. In the present embodiment, the servomotor 42B, the ball screw mechanism 43B, and the linear motion guide 40B constitute a polishing tool moving mechanism for moving the polishing tape supply mechanism 70.

図9に示すように、研磨ヘッド50は、研磨テープ38を基板Wに対して押し付けるための押圧部材51と、押圧部材51を保持する押圧部材ホルダー52と、この押圧部材ホルダー52および押圧部材51を上下動させる押圧装置としてのエアシリンダ53とを備えている。エアシリンダ53は、保持部材55に保持されている。さらに、保持部材55は、連結ブロック41Aに固定された据付部材57に固定されている。押圧部材51が研磨テープ38を基板Wに対して押し付ける研磨荷重はエアシリンダ53によって発生される。 As shown in FIG. 9, the polishing head 50 includes a pressing member 51 for pressing the polishing tape 38 against the substrate W, a pressing member holder 52 for holding the pressing member 51, and the pressing member holder 52 and the pressing member 51. It is provided with an air cylinder 53 as a pressing device for moving the vehicle up and down. The air cylinder 53 is held by the holding member 55. Further, the holding member 55 is fixed to the installation member 57 fixed to the connecting block 41A. The polishing load that the pressing member 51 presses the polishing tape 38 against the substrate W is generated by the air cylinder 53.

押圧部材ホルダー52は、鉛直方向に延びる直動ガイド58を介して据付部材57に連結されている。エアシリンダ53により押圧部材ホルダー52を押し下げると、押圧部材51は直動ガイド58に沿って下方に移動し、押圧部材51は研磨テープ38を基板Wの周縁部に対して押し付ける。さらに、エアシリンダ53は、直動ガイド58に沿って押圧部材ホルダー52および押圧部材51を上昇させることができる。押圧部材51は、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)のなどの樹脂、ステンレス鋼などの金属、またはSiC(炭化ケイ素)などのセラミックから形成されている。 The pressing member holder 52 is connected to the installation member 57 via a linear motion guide 58 extending in the vertical direction. When the pressing member holder 52 is pushed down by the air cylinder 53, the pressing member 51 moves downward along the linear motion guide 58, and the pressing member 51 presses the polishing tape 38 against the peripheral edge of the substrate W. Further, the air cylinder 53 can raise the pressing member holder 52 and the pressing member 51 along the linear motion guide 58. The pressing member 51 is formed of a resin such as PEEK (polyetheretherketone), a metal such as stainless steel, or a ceramic such as SiC (silicon carbide).

押圧部材51には、鉛直方向に延びる複数の貫通孔51aを有しており、この貫通孔51aには真空ライン60が接続されている。真空ライン60には、図示しない弁が設けられており、弁を開くことにより押圧部材51の貫通孔51a内に真空が形成されるようになっている。押圧部材51の下面が研磨テープ38の上面に接触した状態で貫通孔51aに真空が形成されると、研磨テープ38の上面は押圧部材51の下面に保持される。なお、押圧部材51の貫通孔51aは1つであってもよい。基板Wの研磨中は貫通孔51a内に真空が形成され、研磨テープ38は押圧部材51の下面に保持される。 The pressing member 51 has a plurality of through holes 51a extending in the vertical direction, and a vacuum line 60 is connected to the through holes 51a. The vacuum line 60 is provided with a valve (not shown), and a vacuum is formed in the through hole 51a of the pressing member 51 by opening the valve. When a vacuum is formed in the through hole 51a in a state where the lower surface of the pressing member 51 is in contact with the upper surface of the polishing tape 38, the upper surface of the polishing tape 38 is held by the lower surface of the pressing member 51. The pressing member 51 may have only one through hole 51a. During polishing of the substrate W, a vacuum is formed in the through hole 51a, and the polishing tape 38 is held on the lower surface of the pressing member 51.

押圧部材ホルダー52、エアシリンダ53、保持部材55、および据付部材57は、ボックス62内に収容されている。押圧部材ホルダー52の下部はボックス62の底部から突出しており、押圧部材ホルダー52の下部に押圧部材51が取り付けられている。 The pressing member holder 52, the air cylinder 53, the holding member 55, and the installation member 57 are housed in the box 62. The lower part of the pressing member holder 52 protrudes from the bottom of the box 62, and the pressing member 51 is attached to the lower part of the pressing member holder 52.

研磨テープ供給機構70は、研磨テープ38を供給する供給リール71と、研磨テープ38を回収する回収リール72とを備えている。供給リール71および回収リール72は、それぞれテンションモータ73,74に連結されている。これらテンションモータ73,74は、所定のトルクを供給リール71および回収リール72に与えることにより、研磨テープ38に所定のテンションをかけることができるようになっている。 The polishing tape supply mechanism 70 includes a supply reel 71 for supplying the polishing tape 38 and a recovery reel 72 for collecting the polishing tape 38. The supply reel 71 and the recovery reel 72 are connected to the tension motors 73 and 74, respectively. These tension motors 73 and 74 can apply a predetermined tension to the polishing tape 38 by applying a predetermined torque to the supply reel 71 and the recovery reel 72.

供給リール71と回収リール72との間には、研磨テープ送り機構76が設けられている。この研磨テープ送り機構76は、研磨テープ38を送るテープ送りローラ77と、研磨テープ38をテープ送りローラ77に対して押し付けるニップローラ78と、テープ送りローラ77を回転させるテープ送りモータ79とを備えている。研磨テープ38はニップローラ78とテープ送りローラ77との間に挟まれている。テープ送りローラ77を図6の矢印で示す方向に回転させることにより、研磨テープ38は供給リール71から回収リール72に送られる。 A polishing tape feeding mechanism 76 is provided between the supply reel 71 and the recovery reel 72. The polishing tape feeding mechanism 76 includes a tape feeding roller 77 for feeding the polishing tape 38, a nip roller 78 for pressing the polishing tape 38 against the tape feeding roller 77, and a tape feeding motor 79 for rotating the tape feeding roller 77. There is. The polishing tape 38 is sandwiched between the nip roller 78 and the tape feed roller 77. By rotating the tape feed roller 77 in the direction indicated by the arrow in FIG. 6, the polishing tape 38 is fed from the supply reel 71 to the recovery reel 72.

テンションモータ73,74およびテープ送りモータ79は、基台81に設置されている。この基台81は連結ブロック41Bに固定されている。基台81は、供給リール71および回収リール72から研磨ヘッド50に向かって延びる2本の支持アーム82,83を有している。支持アーム82,83には、研磨テープ38を支持する複数のガイドローラ84A,84B,84C,84D,84Eが取り付けられている。研磨テープ38はこれらのガイドローラ84A〜84Eにより、研磨ヘッド50を囲むように案内される。 The tension motors 73 and 74 and the tape feed motor 79 are installed on the base 81. The base 81 is fixed to the connecting block 41B. The base 81 has two support arms 82, 83 extending from the supply reel 71 and the recovery reel 72 toward the polishing head 50. A plurality of guide rollers 84A, 84B, 84C, 84D, 84E that support the polishing tape 38 are attached to the support arms 82, 83. The polishing tape 38 is guided by these guide rollers 84A to 84E so as to surround the polishing head 50.

研磨テープ38の延びる方向は、上から見たときに、基板Wの半径方向に対して垂直である。研磨ヘッド50の下方に位置する2つのガイドローラ84D,84Eは、研磨テープ38の研磨面が基板Wの表面(上面)と平行となるように研磨テープ38を支持している。さらに、これら2つのガイドローラ84D,84Eの間にある研磨テープ38は、基板Wの接線方向と平行に延びている。研磨テープ38と基板Wとの間には、鉛直方向において隙間が形成されている。 The extending direction of the polishing tape 38 is perpendicular to the radial direction of the substrate W when viewed from above. The two guide rollers 84D and 84E located below the polishing head 50 support the polishing tape 38 so that the polishing surface of the polishing tape 38 is parallel to the surface (upper surface) of the substrate W. Further, the polishing tape 38 between the two guide rollers 84D and 84E extends parallel to the tangential direction of the substrate W. A gap is formed between the polishing tape 38 and the substrate W in the vertical direction.

研磨装置は、研磨テープ38の縁部の位置を検出するテープエッジ検出センサ100をさらに備えている。テープエッジ検出センサ100は、透過型の光学式センサである。テープエッジ検出センサ100は、投光部100Aと受光部100Bとを有している。投光部100Aは、図5に示すように、設置台27に固定されており、受光部100Bは、図3に示すように、ベースプレート21に固定されている。このテープエッジ検出センサ100は、受光部100Bによって受光される光の量から研磨テープ38の縁部の位置を検出するように構成されている。 The polishing device further includes a tape edge detection sensor 100 that detects the position of the edge of the polishing tape 38. The tape edge detection sensor 100 is a transmissive optical sensor. The tape edge detection sensor 100 has a light emitting unit 100A and a light receiving unit 100B. The light emitting unit 100A is fixed to the installation base 27 as shown in FIG. 5, and the light receiving unit 100B is fixed to the base plate 21 as shown in FIG. The tape edge detection sensor 100 is configured to detect the position of the edge portion of the polishing tape 38 from the amount of light received by the light receiving unit 100B.

基板Wを研磨するときは、図10に示すように、研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70は、サーボモータ42A,42Bおよびボールねじ機構43A,43Bによりそれぞれ所定の研磨位置にまで移動される。研磨位置にある研磨テープ38は、基板Wの接線方向に延びている。図11は、研磨位置にある押圧部材51、研磨テープ38、および基板Wを横方向から見た模式図である。図11に示すように、研磨テープ38は、基板Wの周縁部の上方に位置し、さらに研磨テープ38の上方に押圧部材51が位置する。 When polishing the substrate W, as shown in FIG. 10, the polishing head 50 and the polishing tape supply mechanism 70 are moved to predetermined polishing positions by the servomotors 42A and 42B and the ball screw mechanisms 43A and 43B, respectively. The polishing tape 38 at the polishing position extends in the tangential direction of the substrate W. FIG. 11 is a schematic view of the pressing member 51, the polishing tape 38, and the substrate W at the polishing position as viewed from the lateral direction. As shown in FIG. 11, the polishing tape 38 is located above the peripheral edge of the substrate W, and the pressing member 51 is further located above the polishing tape 38.

図12は、押圧部材51により研磨テープ38を基板Wに押し付けている状態を示す図である。本実施形態では、図12に示すように、研磨位置にある押圧部材51の縁部と研磨テープ38の縁部は一致している。すなわち、押圧部材51の縁部と研磨テープ38の縁部が一致するように、研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70がそれぞれ独立に研磨位置に移動される。一実施形態では、研磨テープ38の縁部は、押圧部材51の縁部から突出してもよい。 FIG. 12 is a diagram showing a state in which the polishing tape 38 is pressed against the substrate W by the pressing member 51. In this embodiment, as shown in FIG. 12, the edge portion of the pressing member 51 at the polishing position and the edge portion of the polishing tape 38 coincide with each other. That is, the polishing head 50 and the polishing tape supply mechanism 70 are independently moved to the polishing positions so that the edge portion of the pressing member 51 and the edge portion of the polishing tape 38 coincide with each other. In one embodiment, the edge of the polishing tape 38 may protrude from the edge of the pressing member 51.

次に、上述のように構成された研磨装置の研磨動作について説明する。以下に説明する研磨装置の動作は、図2に示す動作制御部11によって制御される。基板Wは、その表面に形成されている膜(例えば、デバイス層)が上を向くように基板保持部3に保持され、さらに基板Wは、基板保持部3の軸心CPを中心に回転される。回転する基板Wの中心には、図示しない液体供給ノズルから液体(例えば、純水)が供給される。研磨ヘッド50の押圧部材51および研磨テープ38は、図11に示すように、それぞれ所定の研磨位置にまで移動される。 Next, the polishing operation of the polishing apparatus configured as described above will be described. The operation of the polishing apparatus described below is controlled by the operation control unit 11 shown in FIG. The substrate W is held by the substrate holding portion 3 so that the film (for example, the device layer) formed on the surface thereof faces upward, and the substrate W is further rotated about the axial CP of the substrate holding portion 3. To. A liquid (for example, pure water) is supplied to the center of the rotating substrate W from a liquid supply nozzle (not shown). As shown in FIG. 11, the pressing member 51 and the polishing tape 38 of the polishing head 50 are each moved to a predetermined polishing position.

次に、エアシリンダ53(図9参照)は、押圧部材51を押し下げ、図12に示すように、押圧部材51で研磨テープ38を基板Wの周縁部に所定の研磨荷重で押し付ける。研磨荷重は、エアシリンダ53に供給する気体の圧力により調整することができる。回転する基板Wと、研磨テープ38との摺接により、基板Wの周縁部が研磨される。すなわち、研磨テープ38は、図29に示すような、直角の断面を有する階段状の窪み312を形成することができる。 Next, the air cylinder 53 (see FIG. 9) pushes down the pressing member 51, and as shown in FIG. 12, the pressing member 51 presses the polishing tape 38 against the peripheral edge of the substrate W with a predetermined polishing load. The polishing load can be adjusted by the pressure of the gas supplied to the air cylinder 53. The peripheral edge of the substrate W is polished by the sliding contact between the rotating substrate W and the polishing tape 38. That is, the polishing tape 38 can form a stepped recess 312 having a right-angled cross section as shown in FIG. 29.

基板Wの研磨レートを上げるために、基板Wの研磨中に研磨ヘッド移動機構30により研磨テープ38を基板Wの接線方向に沿って揺動させてもよい。研磨中は、回転する基板Wの中心部に液体(例えば純水)が供給され、基板Wは水の存在下で研磨される。基板Wに供給された液体は、遠心力により基板Wの上面全体に広がり、これにより基板Wに形成されたデバイスに研磨屑が付着してしまうことが防止される。研磨テープ38は、細長い帯状の研磨具である。基板Wを研磨するための研磨具として、研磨テープ38に代えて、砥石を用いてもよい。 In order to increase the polishing rate of the substrate W, the polishing tape 38 may be swung along the tangential direction of the substrate W by the polishing head moving mechanism 30 during the polishing of the substrate W. During polishing, a liquid (for example, pure water) is supplied to the central portion of the rotating substrate W, and the substrate W is polished in the presence of water. The liquid supplied to the substrate W spreads over the entire upper surface of the substrate W due to centrifugal force, thereby preventing polishing debris from adhering to the device formed on the substrate W. The polishing tape 38 is an elongated strip-shaped polishing tool. As a polishing tool for polishing the substrate W, a grindstone may be used instead of the polishing tape 38.

図13は、図2の矢印Jで示す方向から見た研磨装置を示す模式図である。図13に示すように、研磨ヘッド50は、支持構造体24に支持されている。本実施形態では、支持構造体24は、連結ブロック41A(図6参照)、直動ガイド40A(図6参照)、設置台27(図6参照)、支持ブロック28、および研磨ヘッド移動機構30により構成されている。支持構造体24の一端は研磨ヘッド50に固定され、支持構造体24の他端はベース構造体23のベースプレート21に固定されている。 FIG. 13 is a schematic view showing a polishing apparatus viewed from the direction indicated by the arrow J in FIG. As shown in FIG. 13, the polishing head 50 is supported by the support structure 24. In the present embodiment, the support structure 24 is provided by the connecting block 41A (see FIG. 6), the linear motion guide 40A (see FIG. 6), the installation base 27 (see FIG. 6), the support block 28, and the polishing head moving mechanism 30. It is configured. One end of the support structure 24 is fixed to the polishing head 50, and the other end of the support structure 24 is fixed to the base plate 21 of the base structure 23.

研磨装置は、支持構造体24に固定された補強構造体110を備えている。この補強構造体110は、支持構造体24に固定されたアンカーアーム111と、アンカーアーム111に固定されたアンカー機構112を有している。アンカー機構112は、ベース構造体23に固定可能および切り離し可能に構成されている。本実施形態では、アンカー機構112は、ベース構造体23を押し付けるアクチュエータとしての第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120を備えている。第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は、アンカーアーム111の両端に固定されている。一実施形態では、ベース構造体23を押し付けるアクチュエータは、サーボモータとボールねじ機構との組み合わせでもよい。 The polishing device includes a reinforcing structure 110 fixed to the support structure 24. The reinforcing structure 110 has an anchor arm 111 fixed to the support structure 24 and an anchor mechanism 112 fixed to the anchor arm 111. The anchor mechanism 112 is configured to be fixed and detachable to the base structure 23. In the present embodiment, the anchor mechanism 112 includes a first air cylinder 114 and a second air cylinder 120 as actuators for pressing the base structure 23. The first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are fixed to both ends of the anchor arm 111. In one embodiment, the actuator that presses the base structure 23 may be a combination of a servomotor and a ball screw mechanism.

第1エアシリンダ114の加圧室115および背圧室116にはそれぞれ圧縮気体(例えば、圧縮空気)が供給される。同様に、第2エアシリンダ120の加圧室121および背圧室122にはそれぞれ圧縮気体(例えば、圧縮空気)が供給される。第1エアシリンダ114は、そのピストンロッドに固定された第1アンカー部材117を備えており、第2エアシリンダ120は、そのピストンロッドに固定された第2アンカー部材123を備えている。 Compressed gas (for example, compressed air) is supplied to the pressurizing chamber 115 and the back pressure chamber 116 of the first air cylinder 114, respectively. Similarly, compressed gas (for example, compressed air) is supplied to the pressurizing chamber 121 and the back pressure chamber 122 of the second air cylinder 120, respectively. The first air cylinder 114 includes a first anchor member 117 fixed to the piston rod, and the second air cylinder 120 includes a second anchor member 123 fixed to the piston rod.

第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121内の圧縮気体の圧力が、背圧室116,122内の圧縮気体よりも高いとき、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は、第1アンカー部材117および第2アンカー部材123でベース構造体23の上面(隔壁20の底部)を押し付け、これによって、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120自体をベース構造体23に固定することができる。第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121内の圧縮気体の圧力が、背圧室116,122内の圧縮気体よりも低いとき、第1アンカー部材117および第2アンカー部材123はベース構造体23から離れ、これにより第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120はベース構造体23から切り離される。したがって、研磨ヘッド移動機構30は、研磨ユニット25およびアンカー機構112を基板Wの接線方向に移動させることができる。 When the pressure of the compressed gas in the pressurizing chambers 115 and 121 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 is higher than the pressure of the compressed gas in the back pressure chambers 116 and 122, the first air cylinder 114 and the second air The cylinder 120 presses the upper surface (bottom of the partition wall 20) of the base structure 23 with the first anchor member 117 and the second anchor member 123, whereby the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 itself are pressed against the base structure. It can be fixed to 23. When the pressure of the compressed gas in the pressurizing chambers 115 and 121 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 is lower than the pressure of the compressed gas in the back pressure chambers 116 and 122, the first anchor member 117 and the second anchor The member 123 is separated from the base structure 23, whereby the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are separated from the base structure 23. Therefore, the polishing head moving mechanism 30 can move the polishing unit 25 and the anchor mechanism 112 in the tangential direction of the substrate W.

第1アクチュエータである第1エアシリンダ114は、支持構造体24よりも外側に配置されており、第2アクチュエータである第2エアシリンダ120は、支持構造体24よりも内側に配置されている。より具体的には、基板保持部3の軸心CPから垂直に延び、かつ軸心CPと押圧部材51の中心とを結ぶ直線Kの延びる方向に関して、第1エアシリンダ114は、支持構造体24よりも外側に配置され、第2エアシリンダ120は、支持構造体24よりも内側に配置されている。第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は、ベース構造体23の上、または上方に位置している。 The first air cylinder 114, which is the first actuator, is arranged outside the support structure 24, and the second air cylinder 120, which is the second actuator, is arranged inside the support structure 24. More specifically, the first air cylinder 114 is a support structure 24 with respect to a direction in which a straight line K extending vertically from the axial center CP of the substrate holding portion 3 and connecting the axial center CP and the center of the pressing member 51 extends. The second air cylinder 120 is arranged outside the support structure 24. The first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are located above or above the base structure 23.

圧縮気体(例えば圧縮空気)は、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121および背圧室116,122の両方に供給される。加圧室115,121内の圧縮気体の圧力が、背圧室116,122内の圧縮気体よりも低いとき、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は、ベース構造体23から離れる。加圧室115,121内の圧縮気体の圧力が、背圧室116,122内の圧縮気体よりも高いとき、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は、ベース構造体23の上面を押し付け、これにより支持構造体24が補強構造体110によって補強される。結果として、支持構造体24に支持されている研磨ヘッド50の姿勢が安定する。よって、研磨ヘッド50は、基板Wを研磨して所望の研磨プロファイルを形成することができる。より具体的には、研磨ヘッド50は、図29に示すような直角の断面を有する階段状の窪み312を基板Wの周縁部に形成することができる。 The compressed gas (for example, compressed air) is supplied to both the pressurizing chambers 115 and 121 and the back pressure chambers 116 and 122 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120. When the pressure of the compressed gas in the pressurizing chambers 115 and 121 is lower than that of the compressed gas in the back pressure chambers 116 and 122, the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are separated from the base structure 23. When the pressure of the compressed gas in the pressurizing chambers 115 and 121 is higher than the pressure of the compressed gas in the back pressure chambers 116 and 122, the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 press the upper surface of the base structure 23. As a result, the support structure 24 is reinforced by the reinforcing structure 110. As a result, the posture of the polishing head 50 supported by the support structure 24 is stabilized. Therefore, the polishing head 50 can polish the substrate W to form a desired polishing profile. More specifically, the polishing head 50 can form a stepped recess 312 having a right-angled cross section as shown in FIG. 29 on the peripheral edge of the substrate W.

特に、第1エアシリンダ114は、基板Wから研磨ヘッド50に作用する反力をキャンセルすることができる。その為、一実施形態では、第1エアシリンダ114のみを設け、第2エアシリンダ120は省略してもよい。第1エアシリンダ114は、基板Wから研磨ヘッド50に作用する反力をキャンセルすることができるので、結果として、支持構造体24に支持されている研磨ヘッド50の姿勢を安定させることができる。 In particular, the first air cylinder 114 can cancel the reaction force acting on the polishing head 50 from the substrate W. Therefore, in one embodiment, only the first air cylinder 114 may be provided and the second air cylinder 120 may be omitted. Since the first air cylinder 114 can cancel the reaction force acting on the polishing head 50 from the substrate W, as a result, the posture of the polishing head 50 supported by the support structure 24 can be stabilized.

図14は、第1アクチュエータである第1エアシリンダ114および第2アクチュエータである第2エアシリンダ120を操作するための操作システムを示す模式図である。この操作システムは、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120を操作することができる圧縮気体供給システムである。操作システムは、上述した動作制御部11を含んで構成される。 FIG. 14 is a schematic view showing an operation system for operating the first air cylinder 114 which is the first actuator and the second air cylinder 120 which is the second actuator. This operating system is a compressed gas supply system capable of operating the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120. The operation system includes the operation control unit 11 described above.

図14に示すように、操作システムは、研磨装置が設置されている工場に設けられた圧縮気体供給ライン(例えば、圧縮空気供給ライン)130に接続された加圧側気体供給ライン131と、背圧側気体供給ライン132を備えている。加圧側気体供給ライン131は、主加圧側ライン131aと、この主加圧側ライン131aから分岐する第1加圧側分岐ライン131bおよび第2加圧側分岐ライン131cを有する。主加圧側ライン131aは圧縮気体供給ライン130に接続されている。第1加圧側分岐ライン131bは、第1エアシリンダ114の加圧室115に接続され、第2加圧側分岐ライン131cは第2エアシリンダ120の加圧室121に接続されている。主加圧側ライン131aには加圧側圧力レギュレータ134および加圧側圧力センサ135が取り付けられている。第1加圧側分岐ライン131bには第1加圧側開閉弁137が取り付けられ、第2加圧側分岐ライン131cには第2加圧側開閉弁138が取り付けられている。 As shown in FIG. 14, the operation system includes a pressurized gas supply line 131 connected to a compressed gas supply line (for example, a compressed air supply line) 130 provided in a factory where the polishing apparatus is installed, and a back pressure side. A gas supply line 132 is provided. The pressurizing side gas supply line 131 includes a main pressurizing side line 131a, a first pressurizing side branching line 131b and a second pressurizing side branching line 131c branching from the main pressurizing side line 131a. The main pressurizing side line 131a is connected to the compressed gas supply line 130. The first pressurizing side branch line 131b is connected to the pressurizing chamber 115 of the first air cylinder 114, and the second pressurizing side branch line 131c is connected to the pressurizing chamber 121 of the second air cylinder 120. A pressurizing side pressure regulator 134 and a pressurizing side pressure sensor 135 are attached to the main pressurizing side line 131a. A first pressurizing side on-off valve 137 is attached to the first pressurizing side branch line 131b, and a second pressurizing side on-off valve 138 is attached to the second pressurizing side branch line 131c.

背圧側気体供給ライン132は、主背圧側ライン132aと、この主背圧側ライン132aから分岐する第1背圧側分岐ライン132bおよび第2背圧側分岐ライン132cを有する。主背圧側ライン132aは圧縮気体供給ライン130に接続されている。第1背圧側分岐ライン132bは、第1エアシリンダ114の背圧室116に接続され、第2背圧側分岐ライン132cは第2エアシリンダ120の背圧室122に接続されている。主背圧側ライン132aには背圧側圧力レギュレータ140および背圧側圧力センサ141が取り付けられている。第1背圧側分岐ライン132bには第1背圧側開閉弁143が取り付けられ、第2背圧側分岐ライン132cには第2背圧側開閉弁144が取り付けられている。 The back pressure side gas supply line 132 has a main back pressure side line 132a, a first back pressure side branch line 132b and a second back pressure side branch line 132c that branch from the main back pressure side line 132a. The main back pressure side line 132a is connected to the compressed gas supply line 130. The first back pressure side branch line 132b is connected to the back pressure chamber 116 of the first air cylinder 114, and the second back pressure side branch line 132c is connected to the back pressure chamber 122 of the second air cylinder 120. A back pressure side pressure regulator 140 and a back pressure side pressure sensor 141 are attached to the main back pressure side line 132a. The first back pressure side on-off valve 143 is attached to the first back pressure side branch line 132b, and the second back pressure side on-off valve 144 is attached to the second back pressure side branch line 132c.

加圧側圧力レギュレータ134、第1加圧側開閉弁137、第2加圧側開閉弁138、背圧側圧力レギュレータ140、第1背圧側開閉弁143、および第2背圧側開閉弁144は、動作制御部11に接続されており、これら圧力レギュレータ134,140および弁137,138,143,144の動作は動作制御部11によって制御される。圧力センサ135,141は省略してもよい。 The operation control unit 11 includes the pressurizing side pressure regulator 134, the first pressurizing side on-off valve 137, the second pressurizing side on-off valve 138, the back pressure side pressure regulator 140, the first back pressure side on-off valve 143, and the second back pressure side on-off valve 144. The operation of these pressure regulators 134, 140 and valves 137, 138, 143, 144 are controlled by the operation control unit 11. The pressure sensors 135 and 141 may be omitted.

動作制御部11が第1加圧側開閉弁137および第2加圧側開閉弁138を開くと、圧縮気体は主加圧側ライン131a、第1加圧側分岐ライン131b、および第2加圧側分岐ライン131cを通って第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121に供給される。動作制御部11は、加圧側目標圧力の指令値を加圧側圧力レギュレータ134に送信し、加圧側圧力レギュレータ134は、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121内の圧縮気体の圧力が加圧側目標圧力に維持されるように圧縮気体の圧力を調整する。 When the operation control unit 11 opens the first pressurizing side on-off valve 137 and the second pressurizing side on-off valve 138, the compressed gas causes the main pressurizing side line 131a, the first pressurizing side branch line 131b, and the second pressurizing side branch line 131c. It is supplied to the pressurizing chambers 115 and 121 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 through the cylinder. The operation control unit 11 transmits a command value of the pressurizing side target pressure to the pressurizing side pressure regulator 134, and the pressurizing side pressure regulator 134 is in the pressurizing chambers 115 and 121 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120. Adjust the pressure of the compressed gas so that the pressure of the compressed gas is maintained at the pressure side target pressure.

動作制御部11が第1背圧側開閉弁143および第2背圧側開閉弁144を開くと、圧縮気体は主背圧側ライン132a、第1背圧側分岐ライン132b、および第2背圧側分岐ライン132cを通って第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の背圧室116,122に供給される。動作制御部11は、背圧側目標圧力の指令値を背圧側圧力レギュレータ140に送信し、背圧側圧力レギュレータ140は、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の背圧室116,122内の圧縮気体の圧力が背圧側目標圧力に維持されるように圧縮気体の圧力を調整する。 When the operation control unit 11 opens the first back pressure side on-off valve 143 and the second back pressure side on-off valve 144, the compressed gas pushes the main back pressure side line 132a, the first back pressure side branch line 132b, and the second back pressure side branch line 132c. It is supplied to the back pressure chambers 116 and 122 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 through the air. The operation control unit 11 transmits a command value of the back pressure side target pressure to the back pressure side pressure regulator 140, and the back pressure side pressure regulator 140 is in the back pressure chambers 116 and 122 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120. The pressure of the compressed gas is adjusted so that the pressure of the compressed gas is maintained at the back pressure side target pressure.

第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121に圧縮気体が供給されている間、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の背圧室116,122にも圧縮気体が供給される。これは、圧縮気体供給ライン130から供給される圧縮気体の圧力の変動や、各エアシリンダ114,120のピストンロッドの位置変動などの外乱にかかわらず、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120が安定した力を発生することを可能とするためである。 While the compressed gas is being supplied to the pressurizing chambers 115 and 121 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120, the back pressure chambers 116 and 122 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are also compressed gas. Is supplied. This is the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 regardless of disturbances such as fluctuations in the pressure of the compressed gas supplied from the compressed gas supply line 130 and fluctuations in the positions of the piston rods of the air cylinders 114 and 120. This is because it makes it possible to generate a stable force.

一実施形態では、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120をベース構造体23に固定しているとき、圧縮気体を加圧室115,121に供給し、背圧室116,122には供給しなくてもよい。また、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120をベース構造体23から離間させるとき、圧縮気体を背圧室116,122に供給し、加圧室115,121には供給しなくてもよい。 In one embodiment, when the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are fixed to the base structure 23, the compressed gas is supplied to the pressurizing chambers 115 and 121 and supplied to the back pressure chambers 116 and 122. You don't have to. Further, when the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are separated from the base structure 23, the compressed gas may be supplied to the back pressure chambers 116 and 122 and may not be supplied to the pressurizing chambers 115 and 121. ..

第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121には同じ圧力の圧縮気体が供給され、かつ第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の背圧室116,122には同じ圧力の圧縮気体が供給されるので、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は、同じ力でベース構造体23を押し付ける。 Compressed gas of the same pressure is supplied to the pressurizing chambers 115 and 121 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120, and the back pressure chambers 116 and 122 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are supplied with the same pressure. Since the compressed gas of the same pressure is supplied, the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 press the base structure 23 with the same force.

第1背圧側開閉弁143および第2背圧側開閉弁144は、常時開いた状態に維持されていてもよい。動作制御部11は、第1背圧側開閉弁143および第2背圧側開閉弁144を同時に開き、同時に閉じることが好ましい。 The first back pressure side on-off valve 143 and the second back pressure side on-off valve 144 may be kept open at all times. It is preferable that the operation control unit 11 opens the first back pressure side on-off valve 143 and the second back pressure side on-off valve 144 at the same time and closes them at the same time.

動作制御部11は、上述した加圧側目標圧力および/または背圧側目標圧力を、押圧部材51が研磨テープ38を基板Wに押し付ける研磨荷重に従って変化させてもよい。例えば、基板Wの研磨中に動作制御部11がエアシリンダ53に指令を発して研磨荷重を上げるときは、動作制御部11は加圧側目標圧力を研磨荷重の増加に従って上げてもよい。このような操作により、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は、研磨荷重に従って変化する力でベース構造体23を押し付けることができる。結果として、基板Wの研磨中の研磨ヘッド50の姿勢をより安定させることができる。 The operation control unit 11 may change the above-mentioned target pressure on the pressurizing side and / or the target pressure on the back pressure side according to the polishing load that the pressing member 51 presses the polishing tape 38 against the substrate W. For example, when the operation control unit 11 issues a command to the air cylinder 53 to increase the polishing load during polishing of the substrate W, the operation control unit 11 may increase the pressurizing side target pressure as the polishing load increases. By such an operation, the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 can press the base structure 23 with a force that changes according to the polishing load. As a result, the posture of the polishing head 50 during polishing of the substrate W can be more stabilized.

図15は、操作システムの他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した図14に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の操作システムは、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120が発生する力をそれぞれ独立に変化させることができる圧縮気体供給システムである。 FIG. 15 is a schematic diagram showing another embodiment of the operation system. Since the configuration and operation of the present embodiment not particularly described are the same as those of the embodiment shown in FIG. 14 described above, the duplicate description thereof will be omitted. The operation system of the present embodiment is a compressed gas supply system capable of independently changing the forces generated by the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120.

本実施形態の操作システムは、上述した主加圧側ライン131a、第1加圧側分岐ライン131b、および第2加圧側分岐ライン131cに代えて、圧縮気体供給ライン130と第1エアシリンダ114の加圧室115に接続された第1加圧側ライン131Aと、圧縮気体供給ライン130と第2エアシリンダ120の加圧室121に接続された第2加圧側ライン131Bを備えている。第1加圧側ライン131Aには、第1加圧側圧力レギュレータ134A、第1加圧側圧力センサ135A、および第1加圧側開閉弁137が取り付けられている。第2加圧側ライン131Bには、第2加圧側圧力レギュレータ134B、第2加圧側圧力センサ135B、および第2加圧側開閉弁138が取り付けられている。圧力センサ135A,135Bは省略してもよい。第1加圧側圧力レギュレータ134Aは、第1エアシリンダ114の加圧室115内の圧縮気体の圧力を調整し、第2加圧側圧力レギュレータ134Bは、第2エアシリンダ120の加圧室121内の圧縮気体の圧力を調整するように構成される。 The operation system of the present embodiment pressurizes the compressed gas supply line 130 and the first air cylinder 114 in place of the main pressurizing side line 131a, the first pressurizing side branch line 131b, and the second pressurizing side branch line 131c described above. It includes a first pressurizing side line 131A connected to the chamber 115, and a second pressurizing side line 131B connected to the pressurized gas supply line 130 and the pressurizing chamber 121 of the second air cylinder 120. A first pressurizing side pressure regulator 134A, a first pressurizing side pressure sensor 135A, and a first pressurizing side on-off valve 137 are attached to the first pressurizing side line 131A. A second pressurizing side pressure regulator 134B, a second pressurizing side pressure sensor 135B, and a second pressurizing side on-off valve 138 are attached to the second pressurizing side line 131B. The pressure sensors 135A and 135B may be omitted. The first pressurizing side pressure regulator 134A adjusts the pressure of the compressed gas in the pressurizing chamber 115 of the first air cylinder 114, and the second pressurizing side pressure regulator 134B adjusts the pressure in the pressurizing chamber 121 of the second air cylinder 120. It is configured to regulate the pressure of the compressed gas.

第1加圧側圧力レギュレータ134Aおよび第2加圧側圧力レギュレータ134Bは、動作制御部11に接続されている。動作制御部11は、第1加圧側目標圧力の指令値を第1加圧側圧力レギュレータ134Aに送信し、第1加圧側圧力レギュレータ134Aは、第1エアシリンダ114の加圧室115内の圧縮気体の圧力が第1加圧側目標圧力に維持されるように圧縮気体の圧力を調整する。同様に、動作制御部11は、第2加圧側目標圧力の指令値を第2加圧側圧力レギュレータ134Bに送信し、第2加圧側圧力レギュレータ134Bは、第2エアシリンダ120の加圧室121内の圧縮気体の圧力が第2加圧側目標圧力に維持されるように圧縮気体の圧力を調整する。このような構成を有する操作システムは、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120がベース構造体23を押し付ける力を独立に制御することができる。 The first pressurizing side pressure regulator 134A and the second pressurizing side pressure regulator 134B are connected to the operation control unit 11. The operation control unit 11 transmits a command value of the first pressurizing side target pressure to the first pressurizing side pressure regulator 134A, and the first pressurizing side pressure regulator 134A is a compressed gas in the pressurizing chamber 115 of the first air cylinder 114. The pressure of the compressed gas is adjusted so that the pressure of is maintained at the target pressure on the first pressurizing side. Similarly, the operation control unit 11 transmits the command value of the second pressurizing side target pressure to the second pressurizing side pressure regulator 134B, and the second pressurizing side pressure regulator 134B is inside the pressurizing chamber 121 of the second air cylinder 120. The pressure of the compressed gas is adjusted so that the pressure of the compressed gas is maintained at the target pressure on the second pressurizing side. An operating system having such a configuration can independently control the force with which the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 press the base structure 23.

動作制御部11は、第1加圧側目標圧力、および/または第2加圧側目標圧力、および/または背圧側目標圧力を、押圧部材51が研磨テープ38を基板Wに押し付ける研磨荷重に従って変化させてもよい。例えば、基板Wの研磨中に動作制御部11がエアシリンダ53に指令を発して研磨荷重を上げるときは、動作制御部11は第1加圧側目標圧力を研磨荷重の増加に従って上げてもよい。このような操作により、第1エアシリンダ114および/または第2エアシリンダ120は、研磨荷重に従って変化する力でベース構造体23を押し付けることができる。結果として、基板Wの研磨中の研磨ヘッド50の姿勢をより安定させることができる。 The operation control unit 11 changes the first pressurizing side target pressure and / or the second pressurizing side target pressure and / or the back pressure side target pressure according to the polishing load that the pressing member 51 presses the polishing tape 38 against the substrate W. May be good. For example, when the operation control unit 11 issues a command to the air cylinder 53 to increase the polishing load during polishing of the substrate W, the operation control unit 11 may increase the first pressurizing side target pressure as the polishing load increases. By such an operation, the first air cylinder 114 and / or the second air cylinder 120 can press the base structure 23 with a force that changes according to the polishing load. As a result, the posture of the polishing head 50 during polishing of the substrate W can be more stabilized.

図16は、操作システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した図15に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の操作システムは、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120が発生する力をそれぞれ独立に変化させることができる圧縮気体供給システムである。 FIG. 16 is a schematic diagram showing still another embodiment of the operating system. The configuration and operation of the present embodiment, which are not particularly described, are the same as those of the embodiment shown in FIG. The operation system of the present embodiment is a compressed gas supply system capable of independently changing the forces generated by the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120.

本実施形態の操作システムは、上述した主背圧側ライン132a、第1背圧側分岐ライン132b、および第2背圧側分岐ライン132cに代えて、圧縮気体供給ライン130と第1エアシリンダ114の背圧室116に接続された第1背圧側ライン132Aと、圧縮気体供給ライン130と第2エアシリンダ120の背圧室122に接続された第2背圧側ライン132Bを備えている。第1背圧側ライン132Aには、第1背圧側圧力レギュレータ140A,第1背圧側圧力センサ141A,および第1背圧側開閉弁143が取り付けられている。第2背圧側ライン132Bには、第2背圧側圧力レギュレータ140B,第2背圧側圧力センサ141B,および第2背圧側開閉弁144が取り付けられている。圧力センサ141A,141Bは省略してもよい。第1背圧側圧力レギュレータ140Aは、第1エアシリンダ114の背圧室116内の圧縮気体の圧力を調整し、第2背圧側圧力レギュレータ140Bは、第2エアシリンダ120の背圧室122内の圧縮気体の圧力を調整するように構成される。 In the operation system of the present embodiment, the back pressure of the compressed gas supply line 130 and the first air cylinder 114 is replaced with the main back pressure side line 132a, the first back pressure side branch line 132b, and the second back pressure side branch line 132c described above. It includes a first back pressure side line 132A connected to the chamber 116, and a second back pressure side line 132B connected to the back pressure chamber 122 of the compressed gas supply line 130 and the second air cylinder 120. A first back pressure side pressure regulator 140A, a first back pressure side pressure sensor 141A, and a first back pressure side on-off valve 143 are attached to the first back pressure side line 132A. A second back pressure side pressure regulator 140B, a second back pressure side pressure sensor 141B, and a second back pressure side on-off valve 144 are attached to the second back pressure side line 132B. The pressure sensors 141A and 141B may be omitted. The first back pressure side pressure regulator 140A adjusts the pressure of the compressed gas in the back pressure chamber 116 of the first air cylinder 114, and the second back pressure side pressure regulator 140B adjusts the pressure in the back pressure chamber 122 of the second air cylinder 120. It is configured to regulate the pressure of the compressed gas.

第1背圧側圧力レギュレータ140Aおよび第2背圧側圧力レギュレータ140Bは、動作制御部11に接続されている。動作制御部11は、第1背圧側目標圧力の指令値を第1背圧側圧力レギュレータ140Aに送信し、第1背圧側圧力レギュレータ140Aは、第1エアシリンダ114の背圧室116内の圧縮気体の圧力が第1背圧側目標圧力に維持されるように圧縮気体の圧力を調整する。同様に、動作制御部11は、第2背圧側目標圧力の指令値を第2背圧側圧力レギュレータ140Bに送信し、第2背圧側圧力レギュレータ140Bは、第2エアシリンダ120の背圧室122内の圧縮気体の圧力が第2背圧側目標圧力に維持されるように圧縮気体の圧力を調整する。このような構成を有する操作システムは、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120がベース構造体23を押し付ける力を独立に制御することができる。 The first back pressure side pressure regulator 140A and the second back pressure side pressure regulator 140B are connected to the operation control unit 11. The operation control unit 11 transmits the command value of the first back pressure side target pressure to the first back pressure side pressure regulator 140A, and the first back pressure side pressure regulator 140A is the compressed gas in the back pressure chamber 116 of the first air cylinder 114. The pressure of the compressed gas is adjusted so that the pressure of is maintained at the target pressure on the first back pressure side. Similarly, the operation control unit 11 transmits the command value of the second back pressure side target pressure to the second back pressure side pressure regulator 140B, and the second back pressure side pressure regulator 140B is inside the back pressure chamber 122 of the second air cylinder 120. The pressure of the compressed gas is adjusted so that the pressure of the compressed gas is maintained at the target pressure on the second back pressure side. An operating system having such a configuration can independently control the force with which the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 press the base structure 23.

図17は、補強構造体110の他の実施形態を示す図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した図13に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の補強構造体110は、支持構造体24よりも内側に配置された第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120を備えている。第1エアシリンダ114は第2エアシリンダ120の下方に位置し、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は互いに対向している。第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120はアンカーアーム111に固定され、アンカーアーム111は支持構造体24に固定されている。 FIG. 17 is a diagram showing another embodiment of the reinforcing structure 110. The configuration and operation of the present embodiment, which are not particularly described, are the same as those of the embodiment shown in FIG. 13 described above, and thus the duplicate description thereof will be omitted. The reinforcing structure 110 of the present embodiment includes a first air cylinder 114 and a second air cylinder 120 arranged inside the support structure 24. The first air cylinder 114 is located below the second air cylinder 120, and the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 face each other. The first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are fixed to the anchor arm 111, and the anchor arm 111 is fixed to the support structure 24.

ベース構造体23は、ベースプレート21から第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120に向かって突出する突出部150を備えている。この突出部150の端部はベース構造体23のベースプレート21に固定されている。突出部150は水平部150aを有しており、この水平部150aは第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の間に位置している。より具体的には、突出部150の水平部150aは、第1エアシリンダ114の第1アンカー部材117および第2エアシリンダ120の第2アンカー部材123の間に配置されている。第1エアシリンダ114は水平部150aの下方に位置し、水平部150aの下面に対向している。第2エアシリンダ120は水平部150aの上方に位置し、水平部150aの上面に対向している。 The base structure 23 includes a protrusion 150 that projects from the base plate 21 toward the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120. The end of the protrusion 150 is fixed to the base plate 21 of the base structure 23. The protruding portion 150 has a horizontal portion 150a, and the horizontal portion 150a is located between the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120. More specifically, the horizontal portion 150a of the protruding portion 150 is arranged between the first anchor member 117 of the first air cylinder 114 and the second anchor member 123 of the second air cylinder 120. The first air cylinder 114 is located below the horizontal portion 150a and faces the lower surface of the horizontal portion 150a. The second air cylinder 120 is located above the horizontal portion 150a and faces the upper surface of the horizontal portion 150a.

第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121内の圧縮気体の圧力が、背圧室116,122内の圧縮気体よりも高いとき、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120は、第1アンカー部材117および第2アンカー部材123で突出部150の水平部150aを挟み、これによって、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120自体をベース構造体23に固定することができる。第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120の加圧室115,121内の圧縮気体の圧力が、背圧室116,122内の圧縮気体よりも低いとき、第1アンカー部材117および第2アンカー部材123は突出部150の水平部150aから離れ、これにより第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120はベース構造体23から切り離される。したがって、研磨ヘッド移動機構30は、研磨ユニット25およびアンカー機構112を基板Wの接線方向に移動させることができる。 When the pressure of the compressed gas in the pressurizing chambers 115 and 121 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 is higher than the pressure of the compressed gas in the back pressure chambers 116 and 122, the first air cylinder 114 and the second air The cylinder 120 sandwiches the horizontal portion 150a of the projecting portion 150 between the first anchor member 117 and the second anchor member 123, whereby the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 itself are fixed to the base structure 23. Can be done. When the pressure of the compressed gas in the pressurizing chambers 115 and 121 of the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 is lower than the pressure of the compressed gas in the back pressure chambers 116 and 122, the first anchor member 117 and the second anchor The member 123 is separated from the horizontal portion 150a of the protruding portion 150, whereby the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are separated from the base structure 23. Therefore, the polishing head moving mechanism 30 can move the polishing unit 25 and the anchor mechanism 112 in the tangential direction of the substrate W.

図18は、補強構造体110のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態の補強構造体110は、支持構造体24よりも外側に配置された第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120を備えている。第1エアシリンダ114は第2エアシリンダ120の上方に位置している。より具体的には、第1エアシリンダ114は水平部150aの上方に位置し、水平部150aの上面に対向している。第2エアシリンダ120は水平部150aの下方に位置し、水平部150aの下面に対向している。本実施形態のその他の構成および動作は、上述した図17に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。 FIG. 18 is a diagram showing still another embodiment of the reinforcing structure 110. The reinforcing structure 110 of the present embodiment includes a first air cylinder 114 and a second air cylinder 120 arranged outside the support structure 24. The first air cylinder 114 is located above the second air cylinder 120. More specifically, the first air cylinder 114 is located above the horizontal portion 150a and faces the upper surface of the horizontal portion 150a. The second air cylinder 120 is located below the horizontal portion 150a and faces the lower surface of the horizontal portion 150a. Other configurations and operations of the present embodiment are the same as those of the embodiment shown in FIG. 17 described above, and thus the overlapping description thereof will be omitted.

図17および図18において、一実施形態では、第1エアシリンダ114のみを設け、第2エアシリンダ120は省略してもよい。第1エアシリンダ114は、基板Wから研磨ヘッド50に作用する反力をキャンセルすることができるので、結果として、支持構造体24に支持されている研磨ヘッド50の姿勢を安定させることができる。 In FIGS. 17 and 18, in one embodiment, only the first air cylinder 114 may be provided, and the second air cylinder 120 may be omitted. Since the first air cylinder 114 can cancel the reaction force acting on the polishing head 50 from the substrate W, as a result, the posture of the polishing head 50 supported by the support structure 24 can be stabilized.

図19は、連結機構を備えた研磨装置の一実施形態を示す模式図である。本実施形態の研磨装置は、上述したアンカー機構112に加えて、研磨ヘッド50と支持構造体24とを連結する連結機構160をさらに備えている。図19では、上述したアンカー機構112の図示は省略されている。連結機構160は、研磨ヘッド50の据付部材57に固定された第1連結機構161と、支持構造体24の支持ブロック28に固定された第2連結機構162とを備える。第1連結機構161および第2連結機構162は互いに固定可能かつ互いに分離可能に構成されている。連結機構160は、支持構造体24よりも内側に配置されている。より具体的には、基板保持部3の軸心CPから垂直に延び、かつ軸心CPと押圧部材51の中心とを結ぶ直線Kの延びる方向に関して、連結機構160は、支持構造体24よりも内側に配置されている。一実施形態では、連結機構160は、支持構造体24よりも外側に配置されてもよい。 FIG. 19 is a schematic view showing an embodiment of a polishing device provided with a connecting mechanism. In addition to the anchor mechanism 112 described above, the polishing device of the present embodiment further includes a connecting mechanism 160 for connecting the polishing head 50 and the support structure 24. In FIG. 19, the above-mentioned anchor mechanism 112 is not shown. The connecting mechanism 160 includes a first connecting mechanism 161 fixed to the installation member 57 of the polishing head 50 and a second connecting mechanism 162 fixed to the support block 28 of the support structure 24. The first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 are configured to be fixed to each other and separable from each other. The connecting mechanism 160 is arranged inside the support structure 24. More specifically, the connecting mechanism 160 is more than the support structure 24 with respect to the extending direction of the straight line K extending vertically from the axial center CP of the substrate holding portion 3 and connecting the axial center CP and the center of the pressing member 51. It is located inside. In one embodiment, the coupling mechanism 160 may be arranged outside the support structure 24.

図20は図19の矢印Lで示す方向から見た連結機構160を示す模式図である。図20に示すように、本実施形態では、第1連結機構161は磁性部材164を備えており、第2連結機構162は電磁石165を備えている。第1連結機構161の全体が磁性部材から構成されてもよい。一実施形態では、第1連結機構161は電磁石165を備え、第2連結機構162は磁性部材164を備えてもよい。この場合も、第2連結機構162の全体が磁性部材から構成されてもよい。 FIG. 20 is a schematic view showing the connecting mechanism 160 as viewed from the direction indicated by the arrow L in FIG. As shown in FIG. 20, in the present embodiment, the first connecting mechanism 161 includes a magnetic member 164, and the second connecting mechanism 162 includes an electromagnet 165. The entire first connecting mechanism 161 may be composed of a magnetic member. In one embodiment, the first connecting mechanism 161 may include an electromagnet 165 and the second connecting mechanism 162 may include a magnetic member 164. In this case as well, the entire second connecting mechanism 162 may be composed of a magnetic member.

電磁石165の動作は動作制御部11によって制御される。磁性部材164はステンレス鋼などの耐腐食性のある金属から構成されている。電磁石165は、磁性部材164に対向する位置に配置されている。基板Wの上面に供給された液体(例えば純水)が電磁石165に接触すると、電磁石165が錆びてしまい、基板Wのコンタミネーションの原因ともなりうる。そこで、電磁石165の錆を防止するために、電磁石165が磁性部材164と接触する面は、ユニクロ処理などの防錆処理が施された面から構成されることが好ましい。 The operation of the electromagnet 165 is controlled by the operation control unit 11. The magnetic member 164 is made of a corrosion-resistant metal such as stainless steel. The electromagnet 165 is arranged at a position facing the magnetic member 164. When the liquid (for example, pure water) supplied to the upper surface of the substrate W comes into contact with the electromagnet 165, the electromagnet 165 rusts, which may cause contamination of the substrate W. Therefore, in order to prevent the electromagnet 165 from rusting, it is preferable that the surface of the electromagnet 165 in contact with the magnetic member 164 is formed of a surface that has been subjected to a rust preventive treatment such as unichrome treatment.

電磁石165が作動していないとき、第1連結機構161と第2連結機構162とは互いに切り離されている。したがって、研磨ヘッド50は第2研磨ヘッド移動機構(サーボモータ42A、ボールねじ機構43A、および直動ガイド40A)によって基板保持部3の軸心CPに近接する方向および軸心CPから離間する方向に移動することができる。動作制御部11が電磁石165を作動させると、電磁石165は磁性部材164を引き寄せ、第1連結機構161と第2連結機構162とが互いに固定される。 When the electromagnet 165 is not operating, the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 are separated from each other. Therefore, the polishing head 50 is moved in the direction closer to the axis CP of the substrate holding portion 3 and in the direction away from the axis CP by the second polishing head moving mechanism (servomotor 42A, ball screw mechanism 43A, and linear motion guide 40A). You can move. When the operation control unit 11 operates the electromagnet 165, the electromagnet 165 attracts the magnetic member 164, and the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 are fixed to each other.

基板Wを研磨しているとき、第2研磨ヘッド移動機構を構成する直動ガイド40Aの可動部は、研磨荷重の反力を受けて僅かに変位することがある。結果として、研磨ヘッド50が傾くおそれがある。本実施形態によれば、押圧部材51が研磨位置にあるとき(例えば、基板Wの研磨を開始する直前に)電磁石165を作動させることにより、基板Wを研磨しているときの研磨ヘッド50の姿勢を安定させることができる。基板Wの研磨が終了した後、動作制御部11は電磁石165の動作を停止させ、第1連結機構161と第2連結機構162とを互いに切り離す。 When the substrate W is being polished, the movable portion of the linear motion guide 40A constituting the second polishing head moving mechanism may be slightly displaced due to the reaction force of the polishing load. As a result, the polishing head 50 may be tilted. According to the present embodiment, when the pressing member 51 is in the polishing position (for example, immediately before the polishing of the substrate W is started), the electromagnet 165 is operated to perform the polishing head 50 when the substrate W is being polished. The posture can be stabilized. After the polishing of the substrate W is completed, the operation control unit 11 stops the operation of the electromagnet 165 and separates the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 from each other.

図21は、連結機構160の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図20に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、第1連結機構161は水平部166を備えており、第2連結機構162はアームブロック168、第3エアシリンダ170、および第4エアシリンダ171を備えている。アームブロック168はL字形状を有しており、かつ支持構造体24の支持ブロック28に固定されている。第3エアシリンダ170はアームブロック168に固定され、第4エアシリンダ171は支持構造体24の支持ブロック28に固定されている。 FIG. 21 is a schematic view showing another embodiment of the connecting mechanism 160. Since the configuration and operation of the present embodiment not particularly described are the same as those of the embodiment shown in FIG. 20, the duplicated description will be omitted. In the present embodiment, the first connecting mechanism 161 includes a horizontal portion 166, and the second connecting mechanism 162 includes an arm block 168, a third air cylinder 170, and a fourth air cylinder 171. The arm block 168 has an L shape and is fixed to the support block 28 of the support structure 24. The third air cylinder 170 is fixed to the arm block 168, and the fourth air cylinder 171 is fixed to the support block 28 of the support structure 24.

第3エアシリンダ170は第4エアシリンダ171の上方に配置されており、第1連結機構161の水平部166は第3エアシリンダ170と第4エアシリンダ171との間に位置している。一実施形態では、第2連結機構162は水平部166を備え、第1連結機構161は第3エアシリンダ170および第4エアシリンダ171を備えてもよい。第3エアシリンダ170および第4エアシリンダ171の動作は、これらエアシリンダ170,171の加圧室および背圧室内の圧縮気体の圧力を調整するための圧力レギュレータ173および圧力レギュレータ174によって制御される。圧力レギュレータ173および圧力レギュレータ174の動作は動作制御部11によって制御される。 The third air cylinder 170 is arranged above the fourth air cylinder 171, and the horizontal portion 166 of the first connecting mechanism 161 is located between the third air cylinder 170 and the fourth air cylinder 171. In one embodiment, the second connecting mechanism 162 may include a horizontal portion 166, and the first connecting mechanism 161 may include a third air cylinder 170 and a fourth air cylinder 171. The operation of the third air cylinder 170 and the fourth air cylinder 171 is controlled by a pressure regulator 173 and a pressure regulator 174 for adjusting the pressure of the compressed gas in the pressurizing chamber and the back pressure chamber of the air cylinders 170 and 171. .. The operation of the pressure regulator 173 and the pressure regulator 174 is controlled by the operation control unit 11.

第3エアシリンダ170および第4エアシリンダ171が水平部166から離れているとき、第1連結機構161と第2連結機構162とは互いに切り離されている。したがって、研磨ヘッド50は第2研磨ヘッド移動機構(サーボモータ42A、ボールねじ機構43A、および直動ガイド40A)によって基板保持部3の軸心CPに近接する方向および軸心CPから離間する方向に移動することができる。第3エアシリンダ170および第4エアシリンダ171との間に水平部166が挟まれると、第1連結機構161と第2連結機構162とが互いに固定され、研磨ヘッド50の姿勢が安定する。 When the third air cylinder 170 and the fourth air cylinder 171 are separated from the horizontal portion 166, the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 are separated from each other. Therefore, the polishing head 50 is moved in the direction closer to the axis CP of the substrate holding portion 3 and in the direction away from the axis CP by the second polishing head moving mechanism (servomotor 42A, ball screw mechanism 43A, and linear motion guide 40A). You can move. When the horizontal portion 166 is sandwiched between the third air cylinder 170 and the fourth air cylinder 171, the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 are fixed to each other, and the posture of the polishing head 50 is stabilized.

次に、上述したアンカー機構112および連結機構160の動作の一実施形態について説明する。ステップ1では、図22(a)に示すように、研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70を含む研磨ユニット25は、退避位置にある。研磨ユニット25が退避位置にあるとき、動作制御部11は基板保持部3に指令を発して基板Wを軸心CPを中心に回転させる。さらに、液体供給ノズルから液体(例えば、純水)を基板Wの上面に供給する。図22(a)において、第1エアシリンダ114、第2エアシリンダ120、および連結機構160の位置および形状は模式的に描かれている。アンカー機構112を構成する第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120を示す白丸は、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120がベース構造体23から離れている状態を示している。同様に、連結機構160を示す白丸は、連結機構160を構成する第1連結機構161および第2連結機構162が互いに離れている状態を示している。 Next, an embodiment of the operation of the anchor mechanism 112 and the connecting mechanism 160 described above will be described. In step 1, as shown in FIG. 22A, the polishing unit 25 including the polishing head 50 and the polishing tape supply mechanism 70 is in the retracted position. When the polishing unit 25 is in the retracted position, the operation control unit 11 issues a command to the substrate holding unit 3 to rotate the substrate W around the axis CP. Further, a liquid (for example, pure water) is supplied to the upper surface of the substrate W from the liquid supply nozzle. In FIG. 22A, the positions and shapes of the first air cylinder 114, the second air cylinder 120, and the connecting mechanism 160 are schematically drawn. The white circles indicating the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 constituting the anchor mechanism 112 indicate a state in which the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are separated from the base structure 23. Similarly, the white circles indicating the connecting mechanism 160 indicate a state in which the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 constituting the connecting mechanism 160 are separated from each other.

ステップ2では、図22(b)に示すように、動作制御部11は、第1研磨ヘッド移動機構30を作動させて、研磨ユニット25を第1の方向に移動させ、研磨ヘッド50の押圧部材51および研磨テープ38を基板保持部3上の基板Wに近づける。ステップ3では、図22(c)に示すように、動作制御部11は、アンカー機構112を構成する第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120をベース構造体23に押し付け、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120をベース構造体23に固定させる。第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120を示す黒丸は、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120がベース構造体23を押し付けている状態を示している。 In step 2, as shown in FIG. 22B, the motion control unit 11 operates the first polishing head moving mechanism 30 to move the polishing unit 25 in the first direction, and the pressing member of the polishing head 50. The 51 and the polishing tape 38 are brought close to the substrate W on the substrate holding portion 3. In step 3, as shown in FIG. 22 (c), the motion control unit 11 presses the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 constituting the anchor mechanism 112 against the base structure 23, and the first air cylinder 114 And the second air cylinder 120 is fixed to the base structure 23. The black circles indicating the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 indicate a state in which the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are pressing the base structure 23.

ステップ4では、図23(a)に示すように、動作制御部11はサーボモータ42A(第2研磨ヘッド移動機構)およびサーボモータ42B(研磨具移動機構)を作動させて、押圧部材51および研磨テープ38が基板保持部3上の基板Wの周縁部の上方に位置するまで、研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70を基板保持部3の軸心CPに向かって移動させる。ステップ5では、図23(b)に示すように、動作制御部11は、第1連結機構161および第2連結機構162を互いに固定させる。具体的には、動作制御部11は、図20に示す電磁石165を作動させるか、または図21に示す第3エアシリンダ170および第4エアシリンダ171で水平部166を挟み込む。連結機構160を示す黒丸は、第1連結機構161および第2連結機構162が互いに固定されている状態を示している。 In step 4, as shown in FIG. 23A, the motion control unit 11 operates the servomotor 42A (second polishing head moving mechanism) and the servomotor 42B (polishing tool moving mechanism) to polish the pressing member 51 and the polishing tool. The polishing head 50 and the polishing tape supply mechanism 70 are moved toward the axial center CP of the substrate holding portion 3 until the tape 38 is located above the peripheral edge portion of the substrate W on the substrate holding portion 3. In step 5, as shown in FIG. 23B, the motion control unit 11 fixes the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 to each other. Specifically, the operation control unit 11 operates the electromagnet 165 shown in FIG. 20, or sandwiches the horizontal portion 166 between the third air cylinder 170 and the fourth air cylinder 171 shown in FIG. 21. The black circle indicating the connecting mechanism 160 indicates a state in which the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 are fixed to each other.

ステップ6では、図23(c)に示すように、第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120がベース構造体23に固定され、かつ第1連結機構161および第2連結機構162が互いに固定されている状態で、研磨ヘッド50は押圧部材51を下降させ、押圧部材51で研磨テープ38を基板Wの周縁部に押し付ける。黒い押圧部材51は、押圧部材51が研磨テープ38を基板Wの周縁部に押し付けている状態を示している。研磨テープ38は、液体の存在下で基板Wの周縁部に摺接され、基板Wの周縁部を研磨する。 In step 6, as shown in FIG. 23 (c), the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 are fixed to the base structure 23, and the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 are fixed to each other. In this state, the polishing head 50 lowers the pressing member 51, and the pressing member 51 presses the polishing tape 38 against the peripheral edge of the substrate W. The black pressing member 51 shows a state in which the pressing member 51 presses the polishing tape 38 against the peripheral edge of the substrate W. The polishing tape 38 is slidably contacted with the peripheral edge of the substrate W in the presence of a liquid to polish the peripheral edge of the substrate W.

ステップ7では、図24(a)に示すように、研磨ヘッド50は押圧部材51を上昇させ、研磨テープ38を基板Wの周縁部から離間させる。これにより基板Wの研磨が終了する。白い押圧部材51は、押圧部材51が上昇して研磨テープ38が基板Wの周縁部から離れている状態を示している。ステップ8では、図24(b)に示すように、第1連結機構161および第2連結機構162を互いに引き離す。ステップ9では、図24(c)に示すように、動作制御部11はサーボモータ42A(第2研磨ヘッド移動機構)およびサーボモータ42B(研磨具移動機構)を作動させて、研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70を基板保持部3の軸心CPから遠ざかる方向に移動させる。 In step 7, as shown in FIG. 24A, the polishing head 50 raises the pressing member 51 to separate the polishing tape 38 from the peripheral edge of the substrate W. This completes the polishing of the substrate W. The white pressing member 51 indicates a state in which the pressing member 51 is raised and the polishing tape 38 is separated from the peripheral edge portion of the substrate W. In step 8, as shown in FIG. 24B, the first connecting mechanism 161 and the second connecting mechanism 162 are separated from each other. In step 9, as shown in FIG. 24 (c), the motion control unit 11 operates the servomotor 42A (second polishing head moving mechanism) and the servomotor 42B (polishing tool moving mechanism) to polish the polishing head 50 and polishing. The tape supply mechanism 70 is moved in a direction away from the axial center CP of the substrate holding portion 3.

ステップ10では、図25(a)に示すように、動作制御部11は、アンカー機構112を構成する第1エアシリンダ114および第2エアシリンダ120をベース構造体23から切り離させる。ステップ11では、図25(b)に示すように、動作制御部11は、第1研磨ヘッド移動機構30を作動させて、研磨ヘッド50および研磨テープ供給機構70を含む研磨ユニット25を退避位置まで移動させる。図示しないが、ステップ12では、基板Wの回転を停止させ、基板Wの上面への液体の供給を停止させる。 In step 10, as shown in FIG. 25A, the motion control unit 11 separates the first air cylinder 114 and the second air cylinder 120 constituting the anchor mechanism 112 from the base structure 23. In step 11, as shown in FIG. 25B, the operation control unit 11 operates the first polishing head moving mechanism 30 to bring the polishing unit 25 including the polishing head 50 and the polishing tape supply mechanism 70 to the retracted position. Move. Although not shown, in step 12, the rotation of the substrate W is stopped, and the supply of the liquid to the upper surface of the substrate W is stopped.

上述した実施形態では、研磨装置は、アンカー機構112および連結機構160の両方を備えているが、一実施形態では、研磨装置は、アンカー機構112または連結機構160のいずれか一方のみを備えてもよい。 In the above-described embodiment, the polishing device includes both the anchor mechanism 112 and the connecting mechanism 160, but in one embodiment, the polishing device may include only one of the anchor mechanism 112 and the connecting mechanism 160. Good.

基板Wを研磨するための研磨具は、砥石であってもよい。例えば、図26に示すように、研磨ヘッド50は、その下面に1つまたは複数の砥石180を備えてもよい。図26に示す研磨ヘッド50は支持構造体24に固定されている。研磨ヘッド50は、その軸心を中心に回転しながら、研磨具としての複数の砥石180を基板Wの周縁部に押し付けることで、基板Wの周縁部を研磨する。一実施形態では、図27に示すように、研磨ヘッド50は、基板Wの表面と平行に延びる回転軸181に固定された円盤状の砥石180を備えてもよい。回転軸181は、支持構造体24に固定されたモータ182に連結されている。モータ182が砥石180を回転させながら、砥石180の外周面を基板Wの周縁部に押し付けることで、基板Wの周縁部を研磨する。図26および図27に示す実施形態のその他の構成および動作は、図13乃至図17に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図18乃至図25に示す実施形態は、図26および図27に示す実施形態にも適用可能である。 The polishing tool for polishing the substrate W may be a grindstone. For example, as shown in FIG. 26, the polishing head 50 may be provided with one or more grindstones 180 on its lower surface. The polishing head 50 shown in FIG. 26 is fixed to the support structure 24. The polishing head 50 polishes the peripheral edge of the substrate W by pressing a plurality of grindstones 180 as polishing tools against the peripheral edge of the substrate W while rotating around its axis. In one embodiment, as shown in FIG. 27, the polishing head 50 may include a disc-shaped grindstone 180 fixed to a rotating shaft 181 extending parallel to the surface of the substrate W. The rotating shaft 181 is connected to a motor 182 fixed to the support structure 24. While the motor 182 rotates the grindstone 180, the outer peripheral surface of the grindstone 180 is pressed against the peripheral edge portion of the substrate W to polish the peripheral edge portion of the substrate W. Since the other configurations and operations of the embodiments shown in FIGS. 26 and 27 are the same as those of the embodiments shown in FIGS. 13 to 17, the duplicated description thereof will be omitted. The embodiments shown in FIGS. 18 to 25 are also applicable to the embodiments shown in FIGS. 26 and 27.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiment is described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is construed in the broadest range according to the technical idea defined by the claims.

3 基板保持部
4 保持ステージ
5 中空シャフト
6 ボールスプライン軸受(直動軸受)
7 連通路
8 ロータリジョイント
9 真空ライン
10 窒素ガス供給ライン
11 動作制御部
12 ケーシング
14 ケーシング
15 エアシリンダ(昇降機構)
18 ラジアル軸受
20 隔壁
21 ベースプレート
22 研磨室
23 ベース構造体
24 支持構造体
25 研磨ユニット
27 設置台
28 支持ブロック
30 研磨ヘッド移動機構
31 ボールねじ機構
32 モータ
33 動力伝達機構
38 研磨テープ
40A,40B 直動ガイド
41A,41B 連結ブロック
42A,42B サーボモータ
43A,43B ボールねじ機構
44A,44B 支持部材
50 研磨ヘッド
51 押圧部材
52 押圧部材ホルダー
53 エアシリンダ
55 保持部材
57 据付部材
58 直動ガイド
60 真空ライン
62 ボックス
70 研磨テープ供給機構
71 供給リール
72 回収リール
73,74 テンションモータ
76 研磨テープ送り機構
77 テープ送りローラ
78 ニップローラ
79 テープ送りモータ
81 基台
82,83 支持アーム
84A,84B,84C,84D,84E ガイドローラ
100 テープエッジ検出センサ
100A 投光部
100B 受光部
110 補強構造体
111 アンカーアーム
112 アンカー機構
114 第1エアシリンダ
115 加圧室
116 背圧室
117 第1アンカー部材
120 第2エアシリンダ
121 加圧室
122 背圧室
123 第2アンカー部材
130 圧縮気体供給ライン
131 加圧側気体供給ライン
131a 主加圧側ライン
131b 第1加圧側分岐ライン
131c 第2加圧側分岐ライン
131A 第1加圧側ライン
131B 第2加圧側ライン
132 背圧側気体供給ライン
132a 主背圧側ライン
132b 第1背圧側分岐ライン
132c 第2背圧側分岐ライン
132A 第1背圧側ライン
132B 第2背圧側ライン
134 加圧側圧力レギュレータ
134A 第1加圧側圧力レギュレータ
134B 第2加圧側圧力レギュレータ
135 加圧側圧力センサ
135A 第1加圧側圧力センサ
135B 第2加圧側圧力センサ
137 第1加圧側開閉弁
138 第2加圧側開閉弁
140 背圧側圧力レギュレータ
140A 第1背圧側圧力レギュレータ
140B 第2背圧側圧力レギュレータ
141 背圧側圧力センサ
141A 第1背圧側圧力センサ
141B 第2背圧側圧力センサ
143 第1背圧側開閉弁
144 第2背圧側開閉弁
150 突出部
150a 水平部
160 連結機構
161 第1連結機構
162 第2連結機構
164 磁性部材
165 電磁石
166 水平部
168 アームブロック
170 第3エアシリンダ
171 第4エアシリンダ
173 圧力レギュレータ
174 圧力レギュレータ
p1,p2 プーリー
b1 ベルト
M1 モータ
W 基板
3 Board holding part 4 Holding stage 5 Hollow shaft 6 Ball spline bearing (linear motion bearing)
7 consecutive passages 8 rotary joints 9 vacuum line 10 nitrogen gas supply line 11 operation control unit 12 casing 14 casing 15 air cylinder (elevating mechanism)
18 Radial bearing 20 Partition 21 Base plate 22 Polishing chamber 23 Base structure 24 Support structure 25 Polishing unit 27 Installation stand 28 Support block 30 Polishing head movement mechanism 31 Ball screw mechanism 32 Motor 33 Power transmission mechanism 38 Polishing tape 40A, 40B Linear motion Guides 41A, 41B Connecting blocks 42A, 42B Servo motors 43A, 43B Ball screw mechanism 44A, 44B Support member 50 Polishing head 51 Pressing member 52 Pressing member holder 53 Air cylinder 55 Holding member 57 Installation member 58 Linear guide 60 Vacuum line 62 Box 70 Polishing tape supply mechanism 71 Supply reel 72 Recovery reel 73,74 Tension motor 76 Polishing tape feed mechanism 77 Tape feed roller 78 Nip roller 79 Tape feed motor 81 Base 82,83 Support arm 84A, 84B, 84C, 84D, 84E Guide roller 100 Tape edge detection sensor 100A Light emitting part 100B Light receiving part 110 Reinforcing structure 111 Anchor arm 112 Anchor mechanism 114 First air cylinder 115 Pressurizing chamber 116 Back pressure chamber 117 First anchor member 120 Second air cylinder 121 Pressurizing chamber 122 Back pressure chamber 123 Second anchor member 130 Compressed gas supply line 131 Pressurized gas supply line 131a Main pressurizing side line 131b First pressurizing side branch line 131c Second pressurizing side branch line 131A First pressurizing side line 131B Second pressurizing side line 132 Back pressure side gas supply line 132a Main back pressure side line 132b 1st back pressure side branch line 132c 2nd back pressure side branch line 132A 1st back pressure side line 132B 2nd back pressure side line 134 Pressurization side pressure regulator 134A 1st pressure side pressure regulator 134B 2nd pressurizing side pressure regulator 135 Pressurizing side pressure sensor 135A 1st pressurizing side pressure sensor 135B 2nd pressurizing side pressure sensor 137 1st pressurizing side on-off valve 138 2nd pressurizing side on-off valve 140 Back pressure side pressure regulator 140A 1st back pressure side pressure Regulator 140B 2nd back pressure side pressure regulator 141 Back pressure side pressure sensor 141A 1st back pressure side pressure sensor 141B 2nd back pressure side pressure sensor 143 1st back pressure side on-off valve 144 2nd back pressure side on-off valve 150 Protruding part 150a Horizontal part 160 Connecting mechanism 161 1st connecting mechanism 162 2nd connecting mechanism 164 Magnetic member 165 Electromagnet 166 Horizontal part 168 Arm block 170 3rd air cylinder 171 4th air cylinder 173 Pressure regulator 174 Pressure regulator p1, p2 Pulley b1 Belt M1 Motor W board

Claims (9)

基板を研磨するための研磨装置であって、
基板を保持する基板保持部と、
研磨具を基板に押し付ける研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドを支持する支持構造体と、
前記支持構造体が固定されたベース構造体と、
前記支持構造体に固定された補強構造体とを備え、
前記補強構造体は、前記ベース構造体に固定可能および切り離し可能に構成されたアンカー機構を有し
前記アンカー機構は、前記ベース構造体を押し付けるアクチュエータを備え、
前記研磨装置は、前記アクチュエータを操作する操作システムをさらに備え、
前記操作システムは、前記研磨ヘッドが前記研磨具を押し付ける研磨荷重に従って変わる力を前記アクチュエータに発生させるように構成されていることを特徴とする研磨装置。
A polishing device for polishing a substrate,
The board holding part that holds the board and
A polishing head that presses the polishing tool against the substrate,
A support structure that supports the polishing head and
A base structure to which the support structure is fixed and
A reinforcing structure fixed to the support structure is provided.
The reinforcing structure has an anchor mechanism configured to be fixed and detachable to the base structure .
The anchor mechanism comprises an actuator that presses the base structure.
The polishing device further includes an operating system for operating the actuator.
The operation system is a polishing apparatus characterized in that the polishing head is configured to generate a force on the actuator that changes according to a polishing load that presses the polishing tool.
前記アクチュエータは、前記支持構造体よりも外側に配置されていることを特徴とする請求項に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1 , wherein the actuator is arranged outside the support structure. 前記ベース構造体は、前記アクチュエータに向かって突出する突出部を有しており、
前記アクチュエータは、前記突出部に対向して配置されていることを特徴とする請求項に記載の研磨装置。
The base structure has a protrusion that projects toward the actuator.
The polishing apparatus according to claim 1 , wherein the actuator is arranged so as to face the protruding portion.
前記研磨装置は、前記研磨ヘッドと前記支持構造体とを連結する連結機構をさらに備えており、
前記連結機構は、前記研磨ヘッドに固定された第1連結機構と、前記支持構造体に固定された第2連結機構とを備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構は互いに固定可能かつ互いに切り離し可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。
The polishing device further includes a connecting mechanism for connecting the polishing head and the support structure.
The connecting mechanism includes a first connecting mechanism fixed to the polishing head and a second connecting mechanism fixed to the support structure, and the first connecting mechanism and the second connecting mechanism can be fixed to each other. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing apparatus is configured to be separable from each other.
前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの一方は電磁石を備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの他方は磁性部材を備えることを特徴とする請求項に記載の研磨装置。 The fourth aspect of claim 4, wherein one of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes an electromagnet, and the other of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes a magnetic member. Polishing device. 前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの一方は一対のエアシリンダを備え、前記第1連結機構および前記第2連結機構のうちの他方は前記一対のエアシリンダの間に配置された部分を有することを特徴とする請求項に記載の研磨装置。 One of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism includes a pair of air cylinders, and the other of the first connecting mechanism and the second connecting mechanism is arranged between the pair of air cylinders. The polishing apparatus according to claim 4 , wherein the polishing apparatus has a portion. 前記支持構造体は、前記研磨ヘッドを移動させる少なくとも1つの研磨ヘッド移動機構を含むことを特徴とする請求項1に記載の研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein the support structure includes at least one polishing head moving mechanism for moving the polishing head. 支持構造体に固定されている補強構造体のアンカー機構をベース構造体に固定し、前記アンカー機構は、前記ベース構造体を押し付けるアクチュエータを備えており、
基板保持部で基板を回転させながら、かつ研磨ヘッドが研磨具を押し付ける研磨荷重に従って変わる力を前記アクチュエータに発生させながら、前記支持構造体に支持された前記研磨ヘッドで前記研磨具を前記基板に押し付けることで前記基板を研磨し、
前記基板の研磨の終了後に、前記アンカー機構を前記ベース構造体から切り離すことを特徴とする研磨方法。
The anchor mechanism of the reinforcing structure fixed to the support structure is fixed to the base structure, and the anchor mechanism includes an actuator for pressing the base structure.
While rotating the substrate by the substrate holder, and while the polishing head generates a force that varies in accordance with the polishing load for pressing the polishing tool to the actuator, the polishing tool on the substrate by the polishing head supported on the support structure By pressing, the substrate is polished and
A polishing method characterized in that the anchor mechanism is separated from the base structure after the polishing of the substrate is completed.
前記基板を研磨する前に、前記研磨ヘッドに固定されている第1連結機構を、前記支持構造体に固定された第2連結機構に連結し、
前記基板の研磨の終了後に、前記第1連結機構を前記第2連結機構から切り離す工程をさらに含むことを特徴とする請求項に記載の研磨方法。
Before polishing the substrate, the first connecting mechanism fixed to the polishing head is connected to the second connecting mechanism fixed to the support structure.
The polishing method according to claim 8 , further comprising a step of disconnecting the first connecting mechanism from the second connecting mechanism after the polishing of the substrate is completed.
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