JP6946151B2 - 基板保持装置および基板保持装置を備える基板処理装置 - Google Patents
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Description
Mechanical Polishing)装置が用いられることがある。CMP装置は、処理対象物の研磨処理を行うための研磨ユニット、処理対象物の洗浄処理及び乾燥処理を行うための洗浄ユニット、及び、研磨ユニットへ処理対象物を受け渡すとともに洗浄ユニットによって洗浄処理及び乾燥処理された処理対象物を受け取るロード/アンロードユニット、などを備える。また、CMP装置は、研磨ユニット、洗浄ユニット、及びロード/アンロードユニット内で処理対象物の搬送を行う搬送機構を備えている。CMP装置は、搬送機構によって処理対象物を搬送しながら研磨、洗浄、及び乾燥の各種処理を順次行う。
のような、局所的な研磨量のバラつきに対応するために、基板の全面をCMP処理した後に、基板よりも小さな寸法の研磨パッドを使用する部分研磨装置を用いて、基板に残った局所的な残膜を研磨除去することが行われる。このような部分研磨装置においては、基板上の局所的な凸部を研磨するためには、寸法の小さな研磨パッドを基板上の凸部に正確に押圧することが必要であり、そのためには、基板をステージに正確に位置決めすることが重要になる。
されたベース部材を有し、前記ストッパ部材は前記ベース部材に固定されている。
も適用可能である。
および基板支持部402bは、アーム部402cを介して円柱状のシャフト部402dに連結されている。円柱状のシャフト部402dの中心軸は、位置決めピン402の回転軸402zを画定し、位置決めピン402のそれぞれは、回転軸402zを中心に回転可能に構成される。図示のように、円柱状のガイド部402aおよび基板支持部402bの中心軸と回転軸402zとは一致しないように構成されている。そのため、回転軸402zを中心に位置決めピン402が回転すると、ガイド部402aおよび基板支持部402bは、ステージ401の平面(xy平面)に平行な方向に移動可能である。回転によるガイド部402aおよび基板支持部402bの運動方向は、概ねステージ401の半径方向である。図示の位置決めピン402はさらに、弾性部材当接部402eおよびストッパ当接部402fを備える。図示のように、ピンステージ404には、台座406が固定されており、台座406と、位置決めピン402の弾性部材当接部402eとの間には付勢部材である弾性部材403が配置されている。弾性部材403は任意のものとすることができるが、一実施形態において、弾性部材403はスプリングプランジャまたはコイルバネとすることができる。なお、図示の実施形態においては、付勢部材として弾性部材403を使用しているが、他の実施形態として、磁石などの弾性部材以外の付勢部材を使用してもよい。弾性部材403は、位置決めピン402を回転させてガイド部402aがステージ401の内側に向かって移動する方向に位置決めピン402を付勢するように構成される。図示のように、ベース部材405は、各位置決めピン402に対応するように、6個のストッパ部材405aを備える。位置決めピン402のそれぞれのストッパ当接部402fは、対応するベース部材405に当接可能に構成される。図3Aは、位置決めピン402がストッパ部材405aにより支持されている状態を示している。図3Aに示される状態において、ストッパ部材405aが弾性部材403の付勢力に対抗する力を位置決めピン402に与えており、ガイド部402aがステージ401の外側に向かって移動した状態にある。この図3Aに示される状態から、ピンステージ404を図2および図3Aで見て反時計回りに回転させることで、位置決めピン402のストッパ当接部402fは、ストッパ部材405aから離れ、弾性部材403の弾性力により、弾性部材当接部402eが押されて位置決めピン402が回転して、ガイド部402aおよび基板支持部402bがステージ401の内側方向に移動する。図3Bは、かかる状態を示している。
位置決めは以下のように行われる。まず、図5Aに示されるように、位置決めピン402が上段である第1位置に移動される。この位置で、図示しない搬送装置から6個の位置決めピン402の基板支持部402bに基板Wfが支持されるように基板Wfが受け渡される。基板支持部402b上の基板Wfが載せられた後、位置決めピン402は、図5Bに示される第2位置まで下降することで、基板Wfがステージ401上に仮置きされる。この位置で、上述したようにステージ401を回転させることで、6個の位置決めピン402により基板Wfの中心とステージ401の回転中心とが一致するように基板Wfをステージ401上に位置決めする。基板Wfを位置決めしたら、基板Wfをステージ401上に真空吸着などにより固定する。基板Wfをステージ401上に固定したら、位置決めピン402を図5Cに示される下段である第3位置に下降させる。かかる位置でステージ401上に固定された基板Wfに対して部分研磨などの各種処理を施すことができる。
900で研磨パッド502の移動位置を補正してもよい。なお、基板Wfをステージ401から離脱させるときは、位置決めピン402をステージ401からの基板受取位置(図5B)に移動した後、ステージ401の真空吸着を解放する。そして、位置決めピン402を上昇させて、基板Wfを搬送装置への基板受け渡し位置(図5A)に移動させた後、位置決めピン402の基板Wfを図示しない搬送装置が受け取ることができる。基板Wfはその後、搬送装置により後続の処理のために任意の場所へ搬送することができる。
ジ401は回転しているため、流体は、基板Wfの周縁部の全周にわたって噴射される。流体測定器433は、流体の物理量の測定値を位置検出器440に送信する。流体の物理量の測定は、基板Wfが予め設定された回数だけ回転するまで行われる。基板Wfが予め設定された回数だけ回転した後、流体噴射ノズル431は流体の噴射を停止し、流体測定器433は、流体の物理量の測定を終了する。
づいて基板Wfの切り欠きの位置を決定してもよい。一実施形態では、位置検出器440は、物理量の測定値がしきい値に達したときのステージ401の回転角度に基づいて切り欠きの位置を決定する。
ズル431から流体を基板Wfの周縁部に噴射し、位置検出器440は流体の物理量(圧力または流量)の変化に基づいて切り欠き450の位置を検出する。位置検出器440は、検出された切り欠き450の位置を示す信号を制御装置900に送信する。基板Wfが予め設定された回数だけ回転すると、回転駆動機構410は、ステージ401の回転を停止し、ステージ401をその回転原点に戻す。検出部408は、流体噴射ノズル431からの流体の噴射を停止する。
ある。なお、第2運動方向は、第1運動方向に対して厳密に垂直でなくとも、第1運動方向に垂直な成分を有する方向であれば、加工痕形状を均一にする効果を発揮することができる。
ナ850は、研磨パッド502の近傍で保持アーム600に保持される。第2コンディショナ850は、研磨パッド502に対してコンディショニング部材852を押し当てる方向にコンディショニング部材852を移動させるための移動機構を備える。図1の実施形態においては、コンディショニング部材852は、研磨パッド502の近傍で研磨パッド502からx方向に離間して保持されており、移動機構によりコンディショニング部材852をx方向に移動可能に構成されている。また、コンディショニング部材852は、図示しない駆動機構により、回転運動または直線運動が可能に構成される。そのため、研磨パッド502により基板Wfを研磨しているときに、コンディショニング部材852を回転運動等させながら研磨パッド502に押し当てることで、基板Wfの研磨中に研磨パッド502をコンディショニングすることができる。
御装置900と、検出器のための制御装置900とで別々のハードウェアを用いる場合、基板Wfの研磨処理と基板Wfの表面状態の検出および後続の信号処理に使用するハードウェア資源を分散でき、全体として処理を高速化できる。
を停止させた状態で研磨ヘッド500を回転させることで、基板Wfの膜厚が厚い一部分Wf−1のみを研磨するように制御することができる。これにより、部分研磨装置1000は制御装置900を用いて研磨処理面をフラットに研磨することができる。
動機構620により第1運動方向に垂直であり且つ基板Wfに平行な方向に成分を有する第2運動方向に研磨パッド502を運動させることができる。上述したように、基板Wfの研磨中に研磨パッド502を第2運動方向に運動させることで、基板Wfの加工痕形状をより均一にすることができる。研磨中における研磨パッド502の第2運動方向への移動量は任意であるが、様々な観点から第2運動方向への移動量を決定することができる。
他の例において、基板Wfの洗浄は任意のタイミングで行うことができる。たとえば、部分研磨と全体研磨において使用する処理液が異なり、部分研磨の処理液の全体研磨へのコンタミネーションが無視できない場合においては、これを防止する目的で、部分研磨および全体研磨のそれぞれの研磨処理の後に基板Wfの洗浄を行ってもよい。また、逆に処理液が同一である場合や処理液のコンタミネーションが無視できるような処理液の場合、部分研磨および全体研磨の両方を行った後に基板Wfの洗浄を行ってもよい。
401…ステージ
401a…ステージ本体
401A…回転軸
401b…第1係合部
402…位置決めピン
402a…ガイド部
402b…基板支持部
402c…アーム部
402d…シャフト部
402e…弾性部材当接部
402f…ストッパ当接部
402z…回転軸
403…弾性部材
404…ピンステージ
404b…第1係合部
404c…第2係合部
405…ベース部材
405a…ストッパ部材
405b…弾性部材
405c…第2係合部
406…台座
408…検出部
410…回転駆動機構
900…制御装置
1000…部分研磨装置
Wf…基板
Claims (12)
- 基板を保持するための基板保持装置であって、
基板を支持するための基板ステージと、
前記基板ステージを運動させるためのステージ駆動機構と、
基板を前記基板ステージ上に位置決めするための位置決めピンと、
前記位置決めピンを付勢する第1付勢部材と、
前記第1付勢部材に対抗する力を前記位置決めピンに付与えることが可能なストッパ部材と、を有し、
前記位置決めピンは、前記ステージ駆動機構により前記基板ステージと共に運動可能に構成され、前記位置決めピンが前記基板ステージと共に運動することで前記基板を前記基板ステージ上に位置決めするように構成され、
前記基板保持装置はさらに、位置決めピンステージを有し、
前記位置決めピンは前記位置決めピンステージに固定されており、
前記位置決めピンステージは、前記基板ステージと係合および脱係合可能に構成される、
基板保持装置。 - 請求項1に記載の基板保持装置であって、さらに、
位置が固定されたベース部材を有し、
前記ストッパ部材は前記ベース部材に固定されている、
基板保持装置。 - 請求項2に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンステージは、前記基板ステージの上面に垂直な方向に離間した、(1)前記基板ステージと係合する係合位置と、(2)前記基板ステージと脱係合する脱係合位置との間で、移動可能に構成される、
基板保持装置。 - 請求項3に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンは基板支持部を有し、
前記位置決めピンステージが前記脱係合位置にあるときに、前記位置決めピンは、前記基板支持部により基板を支持可能に構成される、
基板保持装置。 - 請求項2乃至4のいずれか一項に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンステージは第2付勢部材を介して前記ベース部材に連結されており、前記第2付勢部材は、前記位置決めピンステージが前記基板ステージとともに運動する方向と逆方向に前記位置決めピンステージを付勢するように構成される、
基板保持装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンは、前記第1付勢部材により基板の中心方向に付勢される、
基板保持装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンは、3個以上設けられている、
基板保持装置。 - 請求項7に記載の基板保持装置であって、
前記位置決めピンは、6個以上設けられている、
基板保持装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の基板保持装置であって、
前記基板ステージは、円形の基板を支持するための円形の上面を備える、
基板保持装置。 - 請求項9に記載の基板保持装置であって、
前記ステージ駆動機構は、前記基板ステージを回転させるためのモータを有し、
前記位置決めピンは、基板の中心と前記基板ステージの回転中心とを一致させるように基板を位置決めするように構成される、
基板保持装置。 - 基板処理装置であって、
請求項1乃至10のいずれか一項に記載の基板保持装置を有し、
前記基板保持装置により保持された基板に処理を施すように構成される、
基板処理装置。 - 請求項11に記載の基板処理装置であって、
前記基板保持装置に保持された基板に部分研磨を施す部分研磨装置を有する、
基板処理装置。
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