JP7107688B2 - Polishing method and polishing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ウェーハなどの基板の表面または周縁部を研磨具で研磨して、所望の研磨プロファイルを得る研磨方法および研磨装置に関する。 The present invention relates to a polishing method and a polishing apparatus for polishing the surface or peripheral edge of a substrate such as a wafer with a polishing tool to obtain a desired polishing profile.

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42は、従来の研磨装置を示す模式図である。ウェーハなどの基板Wは、基板保持部である基板ステージ200のステージ面200a上に真空吸引などにより保持され、基板ステージ200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205は、押圧部材208によって基板Wの周縁部に押し付けられる。押圧部材208はエアシリンダ209に連結されており、研磨テープ205を基板Wに押し付ける力はエアシリンダ209から押圧部材208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205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43に示すような階段状の窪み210を形成する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a polishing apparatus has been used to polish the peripheral edge of a substrate. FIG. 42 is a schematic diagram showing a conventional polishing apparatus. A substrate W such as a wafer is held by vacuum suction or the like on a stage surface 200a of a substrate stage 200, which is a substrate holding portion, and is rotated together with the substrate stage 200 about its axis. A polishing tape 205 , which is a polishing tool, is pressed against the peripheral edge of the substrate W by a pressing member 208 . The pressing member 208 is connected to an air cylinder 209 , and a force for pressing the polishing tape 205 against the substrate W is applied from the air cylinder 209 to the pressing member 208 . 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 205 polishes the peripheral edge of the substrate W in the presence of pure water to form a stepped depression 210 on the peripheral edge of the substrate W as shown in FIG.

特開2014-150131号公報JP 2014-150131 A 特開2013-172019号公報JP 2013-172019 A

しかしながら、研磨装置の組み立て精度などの問題に起因して、基板ステージ200および押圧部材208の一方または両方が傾いていることがある。例えば、図44に示すように、押圧部材208が傾いている場合、研磨テープ205は基板Wの周縁部に対して斜めに押し当てられ、結果として、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。同様に、図45に示すように、基板ステージ200の軸心が傾いている場合、研磨テープ205は基板Wの周縁部に対して斜めに押し当てられ、結果として、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, one or both of the substrate stage 200 and the pressing member 208 may be tilted due to problems such as assembly accuracy of the polishing apparatus. For example, as shown in FIG. 44, when the pressing member 208 is tilted, the polishing tape 205 is pressed obliquely against the peripheral edge of the substrate W. It will be formed in the department. Similarly, as shown in FIG. 45, when the axis of the substrate stage 200 is tilted, the polishing tape 205 is pressed obliquely against the peripheral edge of the substrate W, resulting in an obliquely polished surface. It is formed at the peripheral portion of the substrate W.

同様の問題は、図46に示す、基板の表面(表側面または裏側面)を研磨する研磨装置にも起こりうる。図46に示す研磨装置は、基板Wを保持し、回転させる基板保持部300と、基板Wの表面(表側面または裏側面)を研磨する研磨ヘッド301を有する。研磨ヘッド301は、研磨テープなどの研磨具302を保持している。研磨ヘッド301は、その下部に押圧部材303を備えており、研磨具302を押圧部材303で基板Wの表面に押し付けるように構成されている。研磨ヘッド301はその軸心を中心に回転しながら、基板保持部300によって回転されている基板Wの表面に研磨具302を押し付けることで、基板Wの表面を研磨する。 A similar problem may also occur in the polishing apparatus for polishing the surface (front side or back side) of the substrate shown in FIG. The polishing apparatus shown in FIG. 46 has a substrate holder 300 that holds and rotates the substrate W, and a polishing head 301 that polishes the surface (front side or back side) of the substrate W. As shown in FIG. A polishing head 301 holds a polishing tool 302 such as a polishing tape. The polishing head 301 has a pressing member 303 at its lower portion, and is configured to press the polishing tool 302 against the surface of the substrate W with the pressing member 303 . The polishing head 301 polishes the surface of the substrate W by pressing the polishing tool 302 against the surface of the substrate W rotated by the substrate holder 300 while rotating about its axis.

図46に示す研磨装置において、研磨ヘッド301または基板保持部300のいずれかが他方に対して傾いていると、研磨具302は基板Wの表面に適切に接触することができず、結果として所望の研磨プロファイルを得ることができない。 In the polishing apparatus shown in FIG. 46, if either the polishing head 301 or the substrate holder 300 is tilted with respect to the other, the polishing tool 302 cannot properly contact the surface of the substrate W, resulting in the desired polishing profile cannot be obtained.

そこで、本発明は、基板保持部と研磨具を基板に押圧する押圧部材との相対的角度を最適にすることができる研磨方法および研磨装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a polishing method and a polishing apparatus capable of optimizing the relative angle between a substrate holder and a pressing member that presses a polishing tool against a substrate.

本発明の一態様は、少なくとも3つのセンサで、基板保持面上の少なくとも3点の高さをそれぞれ測定し、前記センサの出力信号に基づいて前記基板保持面の傾きを算出し、押圧部材の押圧面と平行な面上の少なくとも3点の高さを前記センサでそれぞれ測定し、前記センサの出力信号に基づいて前記押圧面の傾きを算出し、前記基板保持面と前記押圧面との相対的角度を算出し、その後、基板を前記基板保持面上に保持し、前記相対的角度が許容範囲内となるように前記基板保持面または前記押圧面の傾きを調整し、その後、前記基板保持面または前記押圧面の傾きが調整された状態で、前記押圧面で研磨具を前記基板に押し付けることで該基板の研磨を開始することを特徴とする研磨方法である。 In one aspect of the present invention, at least three sensors measure the heights of at least three points on the substrate holding surface, calculate the inclination of the substrate holding surface based on the output signals of the sensors, and measure the height of the pressing member. The heights of at least three points on a plane parallel to the pressing surface are measured by the sensors, the inclination of the pressing surface is calculated based on the output signal of the sensor, and the relative relationship between the substrate holding surface and the pressing surface is calculated. After that, the substrate is held on the substrate holding surface, the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface is adjusted so that the relative angle is within the allowable range, and then the substrate is held. In the polishing method, polishing of the substrate is started by pressing a polishing tool against the substrate with the pressing surface in a state in which the inclination of the surface or the pressing surface is adjusted.

本発明の好ましい態様は、前記相対的角度が許容範囲内となるように前記基板保持面または前記押圧面の傾きが調整された状態で、前記押圧面で研磨具を前記基板に押し付けることで該基板を研磨する工程は、前記相対的角度が許容範囲内となるように傾きが調整された前記押圧面で研磨具を前記基板の周縁部に押し付ける工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板を前記基板保持面上に保持する工程は、前記相対的角度が許容範囲内となるように傾きが調整された前記基板保持面上に基板を保持する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板保持面上の少なくとも3点は、前記基板保持面の外周部上の少なくとも3点であることを特徴とする。
In a preferred embodiment of the present invention, the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface is adjusted so that the relative angle is within the allowable range, and the pressing surface presses the polishing tool against the substrate. The step of polishing the substrate is a step of pressing the polishing tool against the peripheral portion of the substrate with the pressing surface whose inclination is adjusted so that the relative angle is within the allowable range.
In a preferred aspect of the present invention, the step of holding the substrate on the substrate holding surface is a step of holding the substrate on the substrate holding surface whose inclination is adjusted so that the relative angle is within an allowable range. characterized by being
A preferred aspect of the present invention is characterized in that the at least three points on the substrate holding surface are at least three points on the outer peripheral portion of the substrate holding surface.

本発明の好ましい態様は、前記基板保持面上の少なくとも3点の高さを測定する工程は、少なくとも3つのセンサで、基板保持面内の複数の領域のそれぞれにおいて少なくとも3点の高さを測定する工程であり、前記基板保持面の傾きを算出する工程は、前記複数の領域のそれぞれの傾きを算出し、該算出された前記複数の領域の傾きの平均を算出し、該算出された平均を前記基板保持面の傾きに指定する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の領域のそれぞれにおいて少なくとも3点の高さを測定する工程は、前記基板保持面を間欠的に回転させながら行われることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の領域は、前記基板保持面の中心の周りに等間隔で配列されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板保持面の傾きおよび前記押圧面の傾きは、3次元の座標系上のベクトルとして表されることを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the step of measuring the heights of at least three points on the substrate holding surface includes using at least three sensors to measure the heights of at least three points in each of a plurality of regions within the substrate holding surface. and the step of calculating the inclination of the substrate holding surface includes calculating the inclination of each of the plurality of regions, calculating the average of the calculated inclinations of the plurality of regions, and calculating the calculated average is specified as the inclination of the substrate holding surface.
A preferred aspect of the present invention is characterized in that the step of measuring the heights of at least three points in each of the plurality of regions is performed while intermittently rotating the substrate holding surface.
A preferred aspect of the present invention is characterized in that the plurality of regions are arranged around the center of the substrate holding surface at equal intervals.
A preferred aspect of the present invention is characterized in that the inclination of the substrate holding surface and the inclination of the pressing surface are expressed as vectors on a three-dimensional coordinate system.

本発明の一態様は、基板保持面を有する基板保持部と、研磨具を基板に押し付けるための押圧面を有する押圧部材と、前記基板保持面上の少なくとも3点の高さ、および前記押圧面と平行な面上の少なくとも3点の高さを測定する少なくとも3つのセンサと、前記センサの出力信号に基づいて前記基板保持面の傾きおよび前記押圧面の傾きを算出し、前記基板保持面と前記押圧面との相対的角度を算出する処理部と、前記基板保持面または前記押圧面の傾きを調整する傾き調整装置と、前記基板保持面または前記押圧面の傾きが調整された状態で、前記押圧部材に押圧力を与えて前記研磨具を前記基板保持面上の基板に押し付ける押圧装置を備え、前記押圧装置は、前記傾き調整装置により前記基板保持面または前記押圧面の傾きが調整された後に、前記研磨具を前記基板保持面上の基板に押し付けて前記基板の研磨を開始することを特徴とする研磨装置である。 One aspect of the present invention includes a substrate holding portion having a substrate holding surface, a pressing member having a pressing surface for pressing a polishing tool against the substrate, heights of at least three points on the substrate holding surface, and the pressing surface. at least three sensors for measuring the heights of at least three points on a plane parallel to the substrate holding surface and the inclination of the pressing surface are calculated based on the output signals of the sensors; a processing unit that calculates the relative angle with the pressing surface; an inclination adjusting device that adjusts the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface; and a state in which the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface is adjusted and a pressing device for applying a pressing force to the pressing member to press the polishing tool against the substrate on the substrate holding surface , wherein the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface of the pressing device is adjusted by the inclination adjusting device. After the polishing, the polishing tool is pressed against the substrate on the substrate holding surface to start polishing the substrate .

本発明の好ましい態様は、前記傾き調整装置は、前記押圧面の傾きを調整するための第1チルト機構および第2チルト機構を備え、前記押圧部材は前記第1チルト機構および前記第2チルト機構に連結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チルト機構および前記第2チルト機構は、互いに垂直な第1支持軸および第2支持軸をそれぞれ備えており、前記押圧部材は、前記第1支持軸および前記第2支持軸を中心に回転可能であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記傾き調整装置は、前記押圧面を傾動させる押圧部材傾動アクチュエータであり、前記押圧部材傾動アクチュエータは、少なくとも2つの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、前記傾き調整装置は、前記基板保持面を傾動させる基板保持面傾動アクチュエータであり、前記基板保持面傾動アクチュエータは、少なくとも2つの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、前記センサは、前記基板保持面の外周部の上方に位置していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記センサは、変位センサであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記センサが固定されたブラケットをさらに備えたことを特徴とする。
In a preferred aspect of the present invention, the tilt adjustment device includes a first tilt mechanism and a second tilt mechanism for adjusting the tilt of the pressing surface, and the pressing member includes the first tilt mechanism and the second tilt mechanism. characterized by being connected to
In a preferred aspect of the present invention, the first tilt mechanism and the second tilt mechanism each include a first support shaft and a second support shaft perpendicular to each other, and the pressing member includes the first support shaft and the It is characterized by being rotatable around the second support shaft.
A preferred aspect of the present invention is characterized in that the tilt adjusting device is a pressing member tilting actuator that tilts the pressing surface, and the pressing member tilting actuator includes at least two actuators.
A preferred aspect of the present invention is characterized in that the tilt adjusting device is a substrate holding surface tilting actuator that tilts the substrate holding surface, and the substrate holding surface tilting actuator includes at least two actuators.
A preferred aspect of the present invention is characterized in that the sensor is positioned above the outer peripheral portion of the substrate holding surface.
A preferred aspect of the present invention is characterized in that the sensor is a displacement sensor.
A preferred aspect of the present invention is characterized by further comprising a bracket to which the sensor is fixed.

本発明によれば、基板保持面と押圧面との相対的角度に基づいて基板保持面または押圧部材の傾きを調整することができる。押圧部材は研磨具を最適な角度でステージ面上の基板の表面または周縁部に押圧することができる。結果として、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 inclination of the substrate holding surface or the pressing member can be adjusted based on the relative angle between the substrate holding surface and the pressing surface. The pressing member can press the polishing tool against the surface or peripheral edge of the substrate on the stage surface at an optimum angle. As a result, 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 the peripheral portion of the substrate. 研磨装置の一実施形態を模式的に示す平面図である。1 is a plan view schematically showing an embodiment of a polishing apparatus; FIG. 図2に示す研磨装置を矢印A方向から見た側面図である。FIG. 3 is a side view of the polishing apparatus shown in FIG. 2 as seen from the direction of arrow A; 図2に示す研磨装置を矢印B方向から見た側面図である。FIG. 3 is a side view of the polishing apparatus shown in FIG. 2 as seen from the direction of arrow B; センサを模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows a sensor typically. 研磨ヘッドの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a polishing head. ベースブロックおよび第1支持軸を図6の矢印Cで示す方向から見た図である。FIG. 7 is a view of the base block and the first support shaft as viewed in the direction indicated by arrow C in FIG. 6; エアシリンダ、直動ガイド、および押圧部材を示す正面図である。It is a front view which shows an air cylinder, a direct-acting guide, and a pressing member. 基板ステージのステージ面の傾きを測定しているセンサおよび処理部を示す図である。It is a figure which shows the sensor and process part which are measuring the inclination of the stage surface of a substrate stage. ステージ面内の複数の領域でステージ面の傾きを測定する一実施形態を示す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing an embodiment of measuring the tilt of the stage surface in a plurality of areas within the stage surface. センサによって測定される基準面内の3つの点を示す図である。Fig. 3 shows three points in a reference plane measured by a sensor; センサのゼロリセット前の基準面での3つの点のそれぞれの座標を示す図である。FIG. 3 shows the coordinates of each of the three points on the reference plane before zero resetting of the sensor; センサのゼロリセット後の基準面での3つの点のそれぞれの座標を示す図である。FIG. 13 shows the coordinates of each of the three points on the reference plane after zero reset of the sensor; 3つの点の座標から、互いに直交する3つのベクトルを作成する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of creating three mutually orthogonal vectors from the coordinate of three points. 法線ベクトルを、X指向ベクトル,Y指向ベクトル,およびZ指向ベクトルに分解する工程を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the process of decomposing a normal vector into an X-oriented vector, a Y-oriented vector, and a Z-oriented vector; 押圧部材の押圧面の傾きを測定しているセンサおよび処理部を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a sensor and a processing unit that measure the inclination of the pressing surface of the pressing member; 押圧面の傾きをステージ面の傾きに一致させる工程の流れを説明するフローチャートである。5 is a flowchart for explaining the flow of a process for matching the inclination of the pressing surface with the inclination of the stage surface; 押圧面の傾きをステージ面の傾きに一致させる工程の流れを説明するフローチャートである。5 is a flowchart for explaining the flow of a process for matching the inclination of the pressing surface with the inclination of the stage surface; 研磨装置の他の実施形態を模式的に示す側面図である。FIG. 11 is a side view schematically showing another embodiment of a polishing apparatus; 突出部の上面が3つのセンサの下方に位置するまで研磨ヘッドが移動された状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the polishing head has been moved until the upper surface of the protrusion is positioned below the three sensors; 研磨装置のさらに他の実施形態を模式的に示す側面図である。FIG. 11 is a side view schematically showing still another embodiment of a polishing apparatus; 図21に示すアクチュエータの配置を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing the arrangement of the actuators shown in FIG. 21; アクチュエータの詳細な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a detailed structure of an actuator. 2つのアクチュエータおよび1つのボールジョイントを備えたステージ傾動アクチュエータを示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a stage tilt actuator with two actuators and one ball joint; 図21に示す研磨装置の平面図である。FIG. 22 is a plan view of the polishing apparatus shown in FIG. 21; 基準プレートの基準面がセンサの下方に位置するまで研磨ヘッドおよび基準プレートが移動された状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the polishing head and reference plate have been moved until the reference surface of the reference plate is positioned below the sensor; ステージ面の傾きを押圧面の傾きに一致させる工程の流れを説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the flow of a process for matching the inclination of the stage surface with the inclination of the pressing surface; ステージ面の傾きを押圧面の傾きに一致させる工程の流れを説明するフローチャートである。4 is a flowchart for explaining the flow of a process for matching the inclination of the stage surface with the inclination of the pressing surface; 基板保持部に代えて、アクチュエータを研磨ヘッドに連結させた実施形態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an embodiment in which an actuator is connected to the polishing head instead of the substrate holder; 研磨装置のさらに他の実施形態を模式的に示す側面図である。FIG. 11 is a side view schematically showing still another embodiment of a polishing apparatus; 図30に示す研磨ヘッドの底面図である。31 is a bottom view of the polishing head shown in FIG. 30; FIG. 研磨ヘッドが研磨位置にあるときの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the polishing head at the polishing position; 図32に示す静圧支持ステージを示す断面図である。FIG. 33 is a cross-sectional view showing the hydrostatic support stage shown in FIG. 32; 図34(a)および図34(b)は、基板保持部の基板保持面を説明する図である。34(a) and 34(b) are diagrams for explaining the substrate holding surface of the substrate holding part. 基板保持部にダミー基板が保持されている状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which a dummy substrate is held by a substrate holding portion; センサがダミー基板の下面上の3点の高さを測定している状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the sensor measures the heights of three points on the lower surface of the dummy substrate; センサが研磨具の研磨面(下面)の高さを測定している状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which the sensor measures the height of the polishing surface (lower surface) of the polishing tool; 研磨ヘッドの底部にセンサターゲット治具が取り付けられた状態を示す図である。It is a figure which shows the state where the sensor target jig|tool was attached to the bottom part of the polishing head. 図39(a)は、センサターゲット治具を研磨ヘッドに着脱可能に取り付けるための締結機構の一例を示す図であり、図39(b)は、締結機構の他の例を示す図である。FIG. 39(a) is a diagram showing an example of a fastening mechanism for detachably attaching the sensor target jig to the polishing head, and FIG. 39(b) is a diagram showing another example of the fastening mechanism. センサによってセンサターゲット治具の平坦面上の3点の高さを測定しているときの状態を示す図である。It is a figure which shows the state when measuring the height of three points|pieces on the flat surface of a sensor target jig|tool with a sensor. 基板保持部の全体を傾動させる基板保持面傾動アクチュエータを備えた研磨装置の一実施形態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of a polishing apparatus provided with a substrate holding surface tilting actuator that tilts the entire substrate holding part; 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。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a stepped depression formed in the peripheral edge of a substrate; 傾いた押圧部材が研磨テープを基板の周縁部に対して押し当てている状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which an inclined pressing member presses the polishing tape against the peripheral edge of the substrate; 押圧部材が研磨テープを傾いた基板の周縁部に対して押し当てている状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a state in which the pressing member presses the polishing tape against the peripheral edge of the tilted substrate; 従来の研磨装置の他の例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of a conventional polishing apparatus;

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。基板の例としては、ウェーハが挙げられる。基板の周縁部は、ベベル部、トップエッジ部、およびボトムエッジ部を含む領域として定義される。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S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Sで示す)である。トップエッジ部は、ベベル部Sよりも半径方向内側に位置する環状の平坦部T1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Sよりも半径方向内側に位置する環状の平坦部T2である。トップエッジ部T1は、デバイスが形成された領域を含むこともある。以下の説明では、トップエッジ部T1を研磨する実施形態について説明するが、本発明はボトムエッジ部T2の研磨、およびベベル部Sの研磨にも適用することができる。 1(a) and 1(b) are enlarged cross-sectional views showing the peripheral portion of the substrate. More specifically, FIG. 1(a) is a cross-sectional view of a so-called straight substrate, and FIG. 1(b) is a cross-sectional view of a so-called round substrate. Examples of substrates include wafers. The perimeter of the substrate is defined as the area including the bevel, top edge and bottom edge. In the substrate W of FIG. 1(a), the bevel portion is composed of an upper inclined portion (upper bevel portion) P, a lower inclined portion (lower bevel portion) Q, and side portions (apex) R. It is the outermost peripheral surface (indicated by symbol S). In the substrate W of FIG. 1(b), the bevel portion is a portion (indicated by symbol S) having a curved cross section, which constitutes the outermost peripheral surface of the substrate W. As shown in FIG. The top edge portion is an annular flat portion T1 located radially inward of the bevel portion S. As shown in FIG. The bottom edge portion is an annular flat portion T2 located on the opposite side of the top edge portion and radially inward of the bevel portion S. The top edge T1 may also include regions where devices are formed. In the following description, an embodiment of polishing the top edge portion T1 will be described, but the present invention can also be applied to polishing of the bottom edge portion T2 and polishing of the bevel portion S.

図2は、研磨装置の一実施形態を模式的に示す平面図であり、図3は図2に示す研磨装置を矢印A方向から見た側面図であり、図4は図2に示す研磨装置を矢印B方向から見た側面図である。研磨装置は、基板(例えば、ウェーハ)Wを保持し、回転させる基板保持部1を備えている。この基板保持部1は、基板Wを保持することができる基板ステージ2と、基板ステージ2をその軸心Lを中心に回転させるステージモータ3とを有する。基板ステージ2の上面は、基板Wを保持するための基板保持面であるステージ面2aを構成する。基板ステージ2は、ステージモータ3に連結されており、基板ステージ2のステージ面2aは、基板ステージ2の軸心Lを中心にステージモータ3によって回転されるようになっている。研磨される基板Wは、基板ステージ2のステージ面2aに真空吸引などにより保持され、基板ステージ2とともにステージモータ3によって回転される。 2 is a plan view schematically showing an embodiment of the polishing apparatus, FIG. 3 is a side view of the polishing apparatus shown in FIG. 2 as seen from the direction of arrow A, and FIG. 4 is the polishing apparatus shown in FIG. is a side view when viewed from the direction of an arrow B. FIG. The polishing apparatus includes a substrate holder 1 that holds and rotates a substrate (eg, wafer) W. As shown in FIG. The substrate holder 1 has a substrate stage 2 capable of holding a substrate W, and a stage motor 3 rotating the substrate stage 2 about its axis L. As shown in FIG. The upper surface of the substrate stage 2 constitutes a stage surface 2a, which is a substrate holding surface for holding the substrate W. As shown in FIG. The substrate stage 2 is connected to a stage motor 3, and the stage surface 2a of the substrate stage 2 is rotated about the axis L of the substrate stage 2 by the stage motor 3. As shown in FIG. The substrate W to be polished is held on the stage surface 2 a of the substrate stage 2 by vacuum suction or the like, and rotated together with the substrate stage 2 by the stage motor 3 .

研磨装置は、研磨テープ7を基板Wの周縁部に押し付ける押圧部材11を備えた研磨ヘッド10を有している。押圧部材11は、基板ステージ2の上方に配置されており、かつ基板ステージ2の軸心Lからずれた位置に配置されている。より具体的には、押圧部材11は、ステージ面2a上に保持された基板Wの周縁部の上方に配置されている。 The polishing apparatus has a polishing head 10 having a pressing member 11 that presses the polishing tape 7 against the peripheral edge of the substrate W. As shown in FIG. The pressing member 11 is arranged above the substrate stage 2 and is arranged at a position shifted from the axis L of the substrate stage 2 . More specifically, the pressing member 11 is arranged above the peripheral portion of the substrate W held on the stage surface 2a.

研磨テープ7は、基板Wを研磨するための研磨具である。研磨テープ7の一端は巻き出しリール14に固定され、研磨テープ7の他端は巻き取りリール15に固定されている。研磨テープ7の大部分は巻き出しリール14と巻き取りリール15の両方に巻かれており、研磨テープ7の一部は巻き出しリール14と巻き取りリール15との間を延びている。巻き出しリール14および巻き取りリール15は、それぞれリールモータ17,18によって反対方向のトルクが加えられており、これにより研磨テープ7にはテンションが付与される。 The polishing tape 7 is a polishing tool for polishing the substrate W. FIG. One end of the polishing tape 7 is fixed to the unwinding reel 14 and the other end of the polishing tape 7 is fixed to the take-up reel 15 . Most of the polishing tape 7 is wound around both the supply reel 14 and the take-up reel 15 , and a portion of the polishing tape 7 extends between the supply reel 14 and the take-up reel 15 . The supply reel 14 and the take-up reel 15 are subjected to torque in opposite directions by reel motors 17 and 18, respectively, so that the abrasive tape 7 is tensioned.

巻き出しリール14と巻き取りリール15との間には、テープ送り装置20が配置されている。研磨テープ7は、テープ送り装置20によって一定の速度で巻き出しリール14から巻き取りリール15に送られる。巻き出しリール14と巻き取りリール15との間を延びる研磨テープ7は2つのガイドローラー21,22によって支持されている。これら2つのガイドローラー21,22は巻き出しリール14と巻き取りリール15との間に配置されている。ガイドローラー21,22の間を延びる研磨テープ7の下面は、基板Wを研磨する研磨面を構成する。研磨具として、研磨テープ7に代えて固定砥粒(すなわち砥石)を用いてもよい。 A tape feeding device 20 is arranged between the supply reel 14 and the take-up reel 15 . The polishing tape 7 is sent from the take-up reel 14 to the take-up reel 15 at a constant speed by the tape feeder 20 . The polishing tape 7 extending between the supply reel 14 and the take-up reel 15 is supported by two guide rollers 21,22. These two guide rollers 21 , 22 are arranged between the supply reel 14 and the take-up reel 15 . A lower surface of the polishing tape 7 extending between the guide rollers 21 and 22 constitutes a polishing surface for polishing the substrate W. As shown in FIG. As a polishing tool, instead of the polishing tape 7, a fixed abrasive (that is, a whetstone) may be used.

押圧部材11は2つのガイドローラー21,22の間に位置している。基板Wの周縁部と研磨テープ7との接触点において、ガイドローラー21,22間の研磨テープ7が基板Wの接線方向に延びるようにガイドローラー21,22が配置されている。 The pressing member 11 is positioned between two guide rollers 21,22. The guide rollers 21 and 22 are arranged so that the polishing tape 7 between the guide rollers 21 and 22 extends in the tangential direction of the substrate W at the contact point between the peripheral edge portion of the substrate W and the polishing tape 7 .

基板Wの研磨は次のようにして行われる。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ステージ2に保持され、さらに基板Wは基板ステージ2とともにその軸心L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。この状態で、研磨ヘッド10の押圧部材11は研磨テープ7を基板Wの周縁部、より具体的には基板Wのトップエッジ部(図1(a)および図1(b)の符号T1参照)に押し付ける。回転する基板Wと、研磨テープ7との摺接により、基板Wが研磨される。基板Wを研磨しているときの研磨テープ7は、図2に示すように、基板Wと研磨テープ7との接触点において基板Wの接線方向に延びている。 Polishing of the substrate W is performed as follows. The substrate W is held on the substrate stage 2 so that the film (eg, device layer) formed on the surface faces upward, and the substrate W is rotated about its axis L together with the substrate stage 2 . Liquid (for example, pure water) is supplied to the center of the rotating substrate W from a liquid supply nozzle (not shown). In this state, the pressing member 11 of the polishing head 10 presses the polishing tape 7 onto the peripheral edge of the substrate W, more specifically, the top edge of the substrate W (see symbol T1 in FIGS. 1A and 1B). press against. The substrate W is polished by sliding contact between the rotating substrate W and the polishing tape 7 . The polishing tape 7 during polishing of the substrate W extends in the tangential direction of the substrate W at the contact point between the substrate W and the polishing tape 7, as shown in FIG.

研磨装置は、基板ステージ2のステージ面2aの高さを測定することができる3つのセンサ30を備えている。一実施形態では、ステージ面2aの高さは、ある基準点からステージ面2aまでの距離である。これらセンサ30は、基板保持面であるステージ面2aの外周部の上方に位置しており、ステージ面2aの外周部の高さを測定できるように配置されている。これは、押圧部材11に最も近いステージ面2aの領域の高さを測定するためである。 The polishing apparatus includes three sensors 30 capable of measuring the height of the stage surface 2a of the substrate stage 2. FIG. In one embodiment, the height of the stage surface 2a is the distance from a reference point to the stage surface 2a. These sensors 30 are positioned above the outer peripheral portion of the stage surface 2a, which is the substrate holding surface, and are arranged so as to be able to measure the height of the outer peripheral portion of the stage surface 2a. This is for measuring the height of the region of the stage surface 2 a closest to the pressing member 11 .

3つのセンサ30は、ブラケット35に固定されており、ブラケット35は固定柱36に着脱可能に固定されている。固定柱36は、その位置および角度が不変な静止部材であり、基礎面5に固定されている。ステージモータ3も基礎面5に固定されている。ブラケット35に保持されたセンサ30と、基板ステージ2との相対位置は固定である。一方、研磨ヘッド10の少なくとも押圧部材11は、センサ30および基板ステージ2に対して傾動することが可能に構成されている。 The three sensors 30 are fixed to brackets 35 , and the brackets 35 are detachably fixed to fixed posts 36 . The fixed column 36 is a stationary member whose position and angle are fixed and fixed to the base surface 5 . A stage motor 3 is also fixed to the base surface 5 . The relative positions of the sensor 30 held by the bracket 35 and the substrate stage 2 are fixed. On the other hand, at least the pressing member 11 of the polishing head 10 is configured to be tiltable with respect to the sensor 30 and the substrate stage 2 .

研磨装置は、センサ30の出力信号に基づいてステージ面2aの傾きを算出する処理部40をさらに備えている。図2に示すように、処理部40は、その内部に記憶装置40aと、演算装置40bを備えている。記憶装置40aはハードディスクドライブ(HDD)またはソリッドステートドライブ(SSD)などを備える。演算装置40bとしては、CPU(Central Processing Unit)が使用される。記憶装置40aにはプログラムが予め格納されており、演算装置40bはプログラムに従って動作する。センサ30は、処理部40に接続されており、センサ30の出力信号は処理部40に送られるようになっている。センサ30の出力信号は、ステージ面2aの高さを示す信号である。 The polishing apparatus further includes a processing section 40 that calculates the tilt of the stage surface 2a based on the output signal of the sensor 30. FIG. As shown in FIG. 2, the processing section 40 includes therein a storage device 40a and an arithmetic device 40b. The storage device 40a includes a hard disk drive (HDD), solid state drive (SSD), or the like. A CPU (Central Processing Unit) is used as the arithmetic unit 40b. A program is stored in advance in the storage device 40a, and the arithmetic device 40b operates according to the program. The sensor 30 is connected to the processing section 40 and the output signal of the sensor 30 is sent to the processing section 40 . The output signal of the sensor 30 is a signal indicating the height of the stage surface 2a.

図4に示すように、研磨ヘッド10は、押圧部材11に押付力を与える押圧装置としてのエアシリンダ25と、エアシリンダ25が固定されるベースブロック39を備えている。本実施形態では、エアシリンダ25は、ベースブロック39に取り付けられた固定部材42を介してベースブロック39に固定されている。ベースブロック39は、第1支持軸51に回転可能に支持されている。押圧部材11はエアシリンダ25に連結されている。 As shown in FIG. 4, the polishing head 10 includes an air cylinder 25 as a pressing device that applies a pressing force to the pressing member 11, and a base block 39 to which the air cylinder 25 is fixed. In this embodiment, the air cylinder 25 is fixed to the base block 39 via a fixing member 42 attached to the base block 39 . The base block 39 is rotatably supported by the first support shaft 51 . The pressing member 11 is connected to the air cylinder 25 .

図2に示すように、第1支持軸51は、研磨ヘッド10を所定の第1の方向Dに移動させる研磨ヘッド移動装置41に連結されている。本実施形態における第1の方向Dは、基板ステージ2を上から見たときの基板ステージ2の軸心Lと押圧部材11とを結ぶ直線(想像線)が延びる方向である。第1の方向Dは、ガイドローラー21,22間を延びる研磨テープ7に対して垂直である。研磨ヘッド移動装置41は、第1支持軸51が固定された直動ガイド43と、第1支持軸51に連結されたボールねじ機構44と、ボールねじ機構44に連結されたサーボモータ45とを備えている。直動ガイド43およびボールねじ機構44は、上記第1の方向Dに延びている。サーボモータ45がボールねじ機構44を駆動すると、第1支持軸51が第1の方向Dに移動する。エアシリンダ25およびベースブロック39は第1支持軸51に連結されているので、サーボモータ45がボールねじ機構44を駆動すると、第1支持軸51とともに研磨ヘッド10は、第1の方向Dに、すなわち、基板ステージ2のステージ面2aおよびセンサ30に近づく方向、および遠ざかる方向に移動する。 As shown in FIG. 2, the first support shaft 51 is connected to a polishing head moving device 41 that moves the polishing head 10 in a predetermined first direction D. As shown in FIG. The first direction D in this embodiment is the direction in which a straight line (imaginary line) connecting the axial center L of the substrate stage 2 and the pressing member 11 when the substrate stage 2 is viewed from above extends. A first direction D is perpendicular to the abrasive tape 7 extending between the guide rollers 21,22. The polishing head moving device 41 includes a linear motion guide 43 to which a first support shaft 51 is fixed, a ball screw mechanism 44 connected to the first support shaft 51, and a servomotor 45 connected to the ball screw mechanism 44. I have. The linear motion guide 43 and the ball screw mechanism 44 extend in the first direction D described above. The first support shaft 51 moves in the first direction D when the servomotor 45 drives the ball screw mechanism 44 . Since the air cylinder 25 and the base block 39 are connected to the first support shaft 51, when the servo motor 45 drives the ball screw mechanism 44, the polishing head 10 moves in the first direction D along with the first support shaft 51. That is, the substrate stage 2 moves toward and away from the stage surface 2 a of the substrate stage 2 and the sensor 30 .

図4に示すように、直動ガイド43およびモータ台46は、ベースプレート47に固定されている。サーボモータ45はモータ台46に固定されている。ベースプレート47は設置ブロック48を介して基礎面5に固定されている。 As shown in FIG. 4, the linear motion guide 43 and the motor base 46 are fixed to the base plate 47. As shown in FIG. A servo motor 45 is fixed to a motor base 46 . The base plate 47 is fixed to the base surface 5 via installation blocks 48 .

図5は、センサ30を模式的に示す斜視図である。センサ30は、互いに離間しており、かつ同じ高さに配置されている。本実施形態では、各センサ30には、測定対象物に接触するプローブを有する接触型変位センサが使用されている。3つのセンサ30の配置は、これらセンサ30が直線上に並ばない限り、特に限定されない。一実施形態では、4つ以上のセンサ30を設けてもよい。一実施形態では、センサ30は非接触式の変位センサであってもよい。 FIG. 5 is a perspective view schematically showing the sensor 30. FIG. The sensors 30 are spaced from each other and arranged at the same height. In this embodiment, each sensor 30 is a contact displacement sensor having a probe that contacts the object to be measured. The arrangement of the three sensors 30 is not particularly limited as long as the sensors 30 are not arranged in a straight line. In one embodiment, more than four sensors 30 may be provided. In one embodiment, sensor 30 may be a non-contact displacement sensor.

図6は、研磨ヘッド10の構成を示す模式図である。図6に示すように、研磨ヘッド10は、研磨テープ7を基板Wの周縁部に押し付ける押圧部材11と、押圧部材11を保持する押圧部材ホルダ28と、押圧部材ホルダ28を通じて押圧部材11に押付力を与える押圧装置としてのエアシリンダ25とを備えている。図6では、基板Wおよび研磨テープ7は図示されていない。押圧部材11は、押圧部材ホルダ28の端部に固定されている。上述したように、押圧部材11は、基板ステージ2の軸心Lから離れた位置に配置されている。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the polishing head 10. As shown in FIG. As shown in FIG. 6, the polishing head 10 includes a pressing member 11 that presses the polishing tape 7 against the peripheral edge of the substrate W, a pressing member holder 28 that holds the pressing member 11 , and a pressing member holder 28 that presses the pressing member 11 . and an air cylinder 25 as a pressing device that applies force. In FIG. 6, the substrate W and polishing tape 7 are not shown. The pressing member 11 is fixed to the end of the pressing member holder 28 . As described above, the pressing member 11 is arranged at a position away from the axis L of the substrate stage 2 .

押圧部材11は、ステージ面2aと平行な押圧面11aを有している。この押圧面111aは平坦面であり、押圧部材11は押圧面11aで研磨テープ7を基板Wの周縁部に押し付けるように構成されている。エアシリンダ25は、基板ステージ2の軸心Lと平行に延びる直動ガイド33に連結されており、さらにエアシリンダ25は直動ガイド33を介して押圧部材ホルダ28および押圧部材11に連結されている。より具体的には、エアシリンダ25のピストンロッド27は、直動ガイド33の可動部33aに固定されており、押圧部材ホルダ28は直動ガイド33の可動部33aに固定されている。したがって、押圧部材11および押圧部材ホルダ28はピストンロッド27と一体に移動する。ピストンロッド27、押圧部材ホルダ28、および押圧部材11の移動方向は、直動ガイド33によって、基板ステージ2の軸心Lと平行な方向、すなわち、ステージ面2aに対して垂直な方向に制限される。本実施形態では、基板ステージ2の軸心Lは鉛直方向に延びている。 The pressing member 11 has a pressing surface 11a parallel to the stage surface 2a. The pressing surface 111a is a flat surface, and the pressing member 11 is configured to press the polishing tape 7 against the peripheral portion of the substrate W with the pressing surface 11a. The air cylinder 25 is connected to a linear motion guide 33 extending parallel to the axis L of the substrate stage 2 , and the air cylinder 25 is connected to the pressing member holder 28 and the pressing member 11 via the linear motion guide 33 . there is More specifically, the piston rod 27 of the air cylinder 25 is fixed to the movable portion 33a of the direct-acting guide 33, and the pressing member holder 28 is fixed to the movable portion 33a of the direct-acting guide 33. As shown in FIG. Therefore, the pressing member 11 and the pressing member holder 28 move together with the piston rod 27 . The movement directions of the piston rod 27, the pressing member holder 28, and the pressing member 11 are restricted by the linear motion guide 33 to the direction parallel to the axis L of the substrate stage 2, that is, the direction perpendicular to the stage surface 2a. be. In this embodiment, the axis L of the substrate stage 2 extends vertically.

図6に示すように、研磨ヘッド10はベースブロック39をさらに備えている。エアシリンダ25および直動ガイド33はベースブロック39に固定されている。本実施形態では、エアシリンダ25は、ベースブロック39に取り付けられた固定部材42を介してベースブロック39に固定されている。ベースブロック39は、第1支持軸51に回転可能に支持されている。ベースブロック39には、固定プレート52が複数の(図6では4つの)第1ねじ55によって固定されている。 As shown in FIG. 6, the polishing head 10 further comprises a base block 39. As shown in FIG. The air cylinder 25 and linear motion guide 33 are fixed to the base block 39 . In this embodiment, the air cylinder 25 is fixed to the base block 39 via a fixing member 42 attached to the base block 39 . The base block 39 is rotatably supported by the first support shaft 51 . A fixing plate 52 is fixed to the base block 39 by a plurality of (four in FIG. 6) first screws 55 .

図7は、ベースブロック39および第1支持軸51を図6の矢印Cで示す方向から見た図である。第1支持軸51は、円筒部51bと、該円筒部51bよりも幅の広いフランジ部51cとを有している。ベースブロック39は、第1支持軸51の円筒部51bに回転可能に支持されている。より具体的には、ベースブロック39には、第1支持軸51の円筒部51bが貫通する円形の通孔39aが形成されている。第1支持軸51の円筒部51bの外周面は、ベースブロック39の通孔39aに接触しており、ベースブロック39は第1支持軸51に回転可能に支持されている。 FIG. 7 is a view of the base block 39 and the first support shaft 51 viewed from the direction indicated by arrow C in FIG. The first support shaft 51 has a cylindrical portion 51b and a flange portion 51c wider than the cylindrical portion 51b. The base block 39 is rotatably supported by the cylindrical portion 51b of the first support shaft 51. As shown in FIG. More specifically, the base block 39 is formed with a circular through hole 39a through which the cylindrical portion 51b of the first support shaft 51 passes. The outer peripheral surface of the cylindrical portion 51b of the first support shaft 51 is in contact with the through hole 39a of the base block 39, and the base block 39 is rotatably supported by the first support shaft 51. As shown in FIG.

固定プレート52およびベースブロック39には、第1ねじ55が貫通する通孔(図示せず)が形成されている。第1ねじ55は固定プレート52およびベースブロック39の通孔を通って延び、第1支持軸51のフランジ部51cに形成されたねじ孔(図示せず)にねじ込まれている。ベースブロック39に形成されている各通孔の直径は、第1ねじ55の直径よりも大きく、第1ねじ55とベースブロック39の通孔との間にはある程度の隙間が存在している。よって、ベースブロック39は、第1支持軸51を中心にある程度の範囲内で回転可能となっている。第1ねじ55を締め付けると、ベースブロック39は、固定プレート52と第1支持軸51のフランジ部51cとの間に挟まれ、これによりベースブロック39の回転が防止される。 A through hole (not shown) through which the first screw 55 passes is formed in the fixing plate 52 and the base block 39 . The first screw 55 extends through holes in the fixing plate 52 and the base block 39 and is screwed into a threaded hole (not shown) formed in the flange portion 51 c of the first support shaft 51 . The diameter of each through hole formed in the base block 39 is larger than the diameter of the first screw 55, and a certain amount of clearance exists between the first screw 55 and the through hole of the base block 39. Therefore, the base block 39 is rotatable about the first support shaft 51 within a certain range. When the first screw 55 is tightened, the base block 39 is sandwiched between the fixing plate 52 and the flange portion 51c of the first support shaft 51, thereby preventing the base block 39 from rotating.

第1支持軸51は、その端部に多角形部51aを有している。多角形部51aは円筒部51bの端部に接続されている。図6に示すように、固定プレート52には、第1支持軸51の多角形部51aが貫通する多角形孔52aが形成されている。この多角形孔52aは、多角形状の面から構成されており、この多角形状の面は、第1支持軸51の多角形部51aの外面に接触している。多角形部51aは多角形孔52aに嵌合されており、これら多角形部51aと多角形孔52aとの係合により、固定プレート52は第1支持軸51に対して相対的に回転できないようになっている。 The first support shaft 51 has a polygonal portion 51a at its end. The polygonal portion 51a is connected to the end of the cylindrical portion 51b. As shown in FIG. 6, the fixed plate 52 is formed with a polygonal hole 52a through which the polygonal portion 51a of the first support shaft 51 passes. The polygonal hole 52 a is composed of a polygonal surface, and this polygonal surface is in contact with the outer surface of the polygonal portion 51 a of the first support shaft 51 . The polygonal portion 51a is fitted into the polygonal hole 52a, and the engagement between the polygonal portion 51a and the polygonal hole 52a prevents the fixed plate 52 from rotating relative to the first support shaft 51. It has become.

固定プレート52には、切り欠き52bが形成されている。この切り欠き52bは第1支持軸51の軸心から離れた位置に配置されている。切り欠き52b内には偏心カム57が配置されており、この偏心カム57はベースブロック39に回転可能に取り付けられている。 A notch 52b is formed in the fixed plate 52 . The notch 52b is located away from the axis of the first support shaft 51. As shown in FIG. An eccentric cam 57 is arranged in the notch 52b, and this eccentric cam 57 is rotatably attached to the base block 39. As shown in FIG.

押圧部材11は、押圧部材ホルダ28、直動ガイド33、およびベースブロック39を介して第1支持軸51に連結されている。基板Wの研磨中は、第1ねじ55は締め付けられた状態に維持されている。よって、ベースブロック39、押圧部材11、直動ガイド33、エアシリンダ25を含む研磨ヘッド10の姿勢は固定されている。第1ねじ55を緩めると、研磨ヘッド10は第1支持軸51の軸心を中心に回転することが許容される。第1ねじ55を緩めた状態で偏心カム57を回転させると、研磨ヘッド10は、第1支持軸51の軸心を中心に図6の矢印で示す方向に回転する。 The pressing member 11 is connected to the first support shaft 51 via the pressing member holder 28 , the linear motion guide 33 and the base block 39 . During polishing of the substrate W, the first screw 55 is kept tightened. Therefore, the posture of the polishing head 10 including the base block 39, the pressing member 11, the linear motion guide 33, and the air cylinder 25 is fixed. Loosening the first screw 55 allows the polishing head 10 to rotate about the axis of the first support shaft 51 . When the eccentric cam 57 is rotated with the first screw 55 loosened, the polishing head 10 rotates about the axis of the first support shaft 51 in the direction indicated by the arrow in FIG.

研磨ヘッド10の回転角度は、偏心カム57の回転角度に依存する。言い換えれば、押圧部材11の押圧面11aの傾きは、偏心カム57の回転によって調整される。本実施形態では、第1支持軸51、固定プレート52、偏心カム57、および第1ねじ55は、第1支持軸51を中心に押圧部材11を回転可能とすることで押圧面11aの傾きを調整する第1チルト機構60を構成する。 A rotation angle of the polishing head 10 depends on a rotation angle of the eccentric cam 57 . In other words, the inclination of the pressing surface 11 a of the pressing member 11 is adjusted by rotating the eccentric cam 57 . In this embodiment, the first support shaft 51, the fixed plate 52, the eccentric cam 57, and the first screw 55 enable the pressing member 11 to rotate about the first support shaft 51, thereby adjusting the inclination of the pressing surface 11a. A first tilt mechanism 60 for adjustment is configured.

図6に示すように、直動ガイド33の可動部33aには第2支持軸62が固定されている。この第2支持軸62は、第1支持軸51に垂直な方向に延びている。押圧部材11を保持した押圧部材ホルダ28は、第2支持軸62に回転可能に支持されている。押圧部材ホルダ28は、複数の(本実施形態では2つの)第2ねじ64によって直動ガイド33の可動部33aに固定されている。より具体的には、押圧部材ホルダ28には、第2ねじ64が貫通する通孔(図示せず)が形成されており、第2ねじ64は通孔を通じて直動ガイド33の可動部33aのねじ孔(図示せず)にねじ込まれている。押圧部材ホルダ28に形成された通孔の直径は、第2ねじ64の直径よりも大きく、第2ねじ64と通孔との間にはある程度の隙間が存在している。よって、押圧部材ホルダ28は、第2支持軸62を中心にある程度の範囲内で回転可能となっている。 As shown in FIG. 6 , a second support shaft 62 is fixed to the movable portion 33 a of the linear motion guide 33 . This second support shaft 62 extends in a direction perpendicular to the first support shaft 51 . The pressing member holder 28 holding the pressing member 11 is rotatably supported by the second support shaft 62 . The pressing member holder 28 is fixed to the movable portion 33 a of the linear motion guide 33 with a plurality of (two in this embodiment) second screws 64 . More specifically, the pressing member holder 28 is formed with a through hole (not shown) through which the second screw 64 passes. It is screwed into a threaded hole (not shown). The diameter of the through hole formed in the pressing member holder 28 is larger than the diameter of the second screw 64, and a certain amount of clearance exists between the second screw 64 and the through hole. Therefore, the pressing member holder 28 is rotatable about the second support shaft 62 within a certain range.

図8は、エアシリンダ25、直動ガイド33、および押圧部材11を示す正面図である。押圧部材ホルダ28および押圧部材11は、第2支持軸62に回転可能に支持されており、かつ押圧部材ホルダ28は第2ねじ64により直動ガイド33の可動部33aに固定されている。第2ねじ64が締め付けられている限り、押圧部材ホルダ28および押圧部材11の第2支持軸62を中心とした回転は許容されない。一実施形態では、第2ねじ64は1つでもよい。 FIG. 8 is a front view showing the air cylinder 25, the linear motion guide 33, and the pressing member 11. FIG. The pressing member holder 28 and the pressing member 11 are rotatably supported by a second support shaft 62 , and the pressing member holder 28 is fixed to the movable portion 33 a of the linear motion guide 33 with a second screw 64 . As long as the second screw 64 is tightened, the pressing member holder 28 and the pressing member 11 are not allowed to rotate about the second support shaft 62 . In one embodiment, there may be one second screw 64 .

押圧部材11は、押圧部材ホルダ28を介して第2支持軸62に連結されている。基板Wの研磨中は、第2ねじ64は締め付けられた状態に維持されている。よって、押圧部材11および押圧部材ホルダ28の姿勢は固定されている。第2ねじ64を緩めると、押圧部材11および押圧部材ホルダ28は、第2支持軸62を中心に矢印で示す方向に回転することが許容される。第2ねじ64が緩められた状態で押圧部材11および押圧部材ホルダ28を手動で傾け、その後第2ねじ64を締め付けることにより、押圧部材11の押圧面11aの傾きを調整することができる。本実施形態では、第2支持軸62および第2ねじ64は、第1支持軸51とは垂直な第2支持軸62を中心として押圧部材11を回転可能とすることで押圧面11aの傾きを調整する第2チルト機構69を構成する。 The pressing member 11 is connected to the second support shaft 62 via the pressing member holder 28 . During polishing of the substrate W, the second screw 64 is kept tightened. Therefore, the postures of the pressing member 11 and the pressing member holder 28 are fixed. Loosening the second screw 64 allows the pressing member 11 and the pressing member holder 28 to rotate about the second support shaft 62 in the direction indicated by the arrow. By manually tilting the pressing member 11 and the pressing member holder 28 with the second screw 64 loosened and then tightening the second screw 64, the inclination of the pressing surface 11a of the pressing member 11 can be adjusted. In this embodiment, the second support shaft 62 and the second screw 64 allow the pressing member 11 to rotate about the second support shaft 62 perpendicular to the first support shaft 51, thereby adjusting the inclination of the pressing surface 11a. A second tilt mechanism 69 for adjustment is configured.

押圧部材11の押圧面11aは、基板ステージ2のステージ面2aと平行であることが望ましい。しかしながら、図44および図45を参照して説明したように、研磨装置の組み付け精度などに起因して、押圧部材11の押圧面11aおよび/または基板ステージ2のステージ面2aが傾くことがある。そこで、本実施形態では、押圧部材11の押圧面11aが、ステージ面2aと平行になるように、傾き調整装置である第1チルト機構60および第2チルト機構69により押圧面11aの傾きが調整される。 The pressing surface 11 a of the pressing member 11 is desirably parallel to the stage surface 2 a of the substrate stage 2 . However, as described with reference to FIGS. 44 and 45, the pressing surface 11a of the pressing member 11 and/or the stage surface 2a of the substrate stage 2 may tilt due to the assembling accuracy of the polishing apparatus. Therefore, in this embodiment, the inclination of the pressing surface 11a of the pressing member 11 is adjusted by the first tilt mechanism 60 and the second tilting mechanism 69, which are tilt adjusting devices, so that the pressing surface 11a is parallel to the stage surface 2a. be done.

3つのセンサ30は、ステージ面2aの傾きを算出するのに必要な、ステージ面2a上の3つの点の高さを測定する。これら3つの点の位置は、3つのセンサ30の位置に対応する。本実施形態では、3つの点は、ステージ面2aの外周部上の点である。図9は、基板ステージ2のステージ面2aの傾きを測定しているセンサ30および処理部40を示す図である。3つのセンサ30は、ステージ面2a上の3つの点の高さを測定し、測定された高さをそれぞれ示す3つの出力信号を処理部40に送る。 The three sensors 30 measure the heights of three points on the stage surface 2a required to calculate the tilt of the stage surface 2a. The positions of these three points correspond to the positions of the three sensors 30. FIG. In this embodiment, the three points are points on the outer peripheral portion of the stage surface 2a. FIG. 9 is a diagram showing the sensor 30 and the processing section 40 measuring the tilt of the stage surface 2a of the substrate stage 2. As shown in FIG. The three sensors 30 measure the heights of three points on the stage surface 2a and send three output signals respectively indicating the measured heights to the processing section 40 .

処理部40は、受信した3つの出力信号と、3つのセンサ30の相対位置からステージ面2a上の3つの点の位置を特定する。3つのセンサ30の相対位置は固定であり、かつそれぞれのセンサ30の相対位置は既知である。ステージ面2a上の3つの点の位置は、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸から定義される3次元の座標系上の座標として表すことができる。以下、このX軸、Y軸、Z軸から定義される3次元の座標系をXYZ座標系と称する。 The processing unit 40 identifies the positions of the three points on the stage surface 2 a from the received three output signals and the relative positions of the three sensors 30 . The relative positions of the three sensors 30 are fixed and the relative position of each sensor 30 is known. The positions of the three points on the stage surface 2a can be expressed as coordinates on a three-dimensional coordinate system defined by mutually orthogonal X-, Y-, and Z-axes. A three-dimensional coordinate system defined by the X, Y, and Z axes is hereinafter referred to as an XYZ coordinate system.

図10は、ステージ面2a内の複数の領域でステージ面2aの傾きを測定する一実施形態を示す模式図である。この実施形態では、基板ステージ2は、45度きざみで間欠的に回転され、ステージ面2aの8つの領域R1~R8でステージ面2aの傾きが測定される。最初に、基板ステージ2が静止している状態で、図11に示すように、センサ30は基準面である領域R1内の3点S1,S2,S3の高さを測定する。領域R1内の3点S1,S2,S3は、3つのセンサ30の位置によって一意に決まる点である。3つのセンサ30の位置は、対応する3つの点S1,S2,S3が一直線上に並ばない限り特に限定されない。しかし、押圧部材11の接触面積に比べて3つのセンサ30がなす面の面積がきわめて大きくなるようにセンサ30が配置されたとき、例えば、基板の外周縁上に120度間隔でセンサ30が配置されたときは、基板の周縁部を研磨するにあたっての押圧部材11の押圧面11aの傾きが精度良く測定できない可能性もありうる。また、基板の中心付近に3つのセンサ30を設けた場合には、押圧部材11の押圧面11aの傾きを精度良く測定できない可能性もありうる。したがって、より精度良く測定したい場合には、押圧部材11の押圧面11aの近傍に3つのセンサ30がすべて位置するようにすることが好ましい。 FIG. 10 is a schematic diagram showing an embodiment in which tilts of the stage surface 2a are measured in a plurality of areas within the stage surface 2a. In this embodiment, the substrate stage 2 is intermittently rotated in increments of 45 degrees, and the tilt of the stage surface 2a is measured in eight regions R1 to R8 of the stage surface 2a. First, while the substrate stage 2 is stationary, the sensor 30 measures the heights of three points S1, S2, and S3 within the region R1, which is the reference plane, as shown in FIG. Three points S1, S2, and S3 within the region R1 are points uniquely determined by the positions of the three sensors 30. FIG. The positions of the three sensors 30 are not particularly limited as long as the corresponding three points S1, S2, S3 are not aligned. However, when the sensors 30 are arranged so that the surface area formed by the three sensors 30 is extremely large compared to the contact area of the pressing member 11, for example, the sensors 30 are arranged at intervals of 120 degrees on the outer peripheral edge of the substrate. If this is the case, there is a possibility that the inclination of the pressing surface 11a of the pressing member 11 cannot be accurately measured when polishing the peripheral edge of the substrate. Further, when three sensors 30 are provided near the center of the substrate, there is a possibility that the inclination of the pressing surface 11a of the pressing member 11 cannot be measured with high accuracy. Therefore, it is preferable to position all the three sensors 30 in the vicinity of the pressing surface 11a of the pressing member 11 in order to measure with higher accuracy.

処理部40は、点S2と点S3とを結ぶ第1直線L1を、XYZ座標系のY軸として定義する。基板ステージ2の上から見たときに、第1直線L1が第1支持軸51(図7参照)の軸線と平行であるように、3つのセンサ30が設置されている。処理部40は、点S1から延びてY軸に垂直に交わる第2直線L2を、XYZ座標系のX軸として定義する。基板ステージ2の上から見たときに、第2直線L2は第2支持軸62(図6参照)の軸線と平行である。X軸とY軸との交点Oは、XYZ座標系の原点である。X軸とY軸の両方に垂直であって、かつ原点Oを通る直線は、XYZ座標系のZ軸に定義される。このようにして、基準面である領域R1内の3点S1,S2,S3の位置からXYZ座標系が決定される。 The processing unit 40 defines the first straight line L1 connecting the points S2 and S3 as the Y-axis of the XYZ coordinate system. The three sensors 30 are installed such that the first straight line L1 is parallel to the axis of the first support shaft 51 (see FIG. 7) when viewed from above the substrate stage 2 . The processing unit 40 defines a second straight line L2 extending from the point S1 and intersecting the Y axis perpendicularly as the X axis of the XYZ coordinate system. When viewed from above the substrate stage 2, the second straight line L2 is parallel to the axis of the second support shaft 62 (see FIG. 6). An intersection point O between the X axis and the Y axis is the origin of the XYZ coordinate system. A straight line perpendicular to both the X and Y axes and passing through the origin O is defined as the Z axis of the XYZ coordinate system. In this manner, the XYZ coordinate system is determined from the positions of the three points S1, S2, and S3 within the region R1, which is the reference plane.

次に、センサ30のゼロリセットが行われる。センサ30のゼロリセットは、センサ30のキャリブレーションであり、基準面(領域R1)上の3点の高さの測定値を0にリセットする動作である。センサ30のゼロリセット前の領域R1での3つの点S1,S2,S3のそれぞれの座標は、次のようになる(図12参照)。
S1の座標:(-d1,0,α)
S2の座標:(0,-d2,β)
S3の座標:(0,d3,γ)
d1(絶対値)は原点Oから点S1までの距離であり、d2(絶対値)は原点Oから点S2までの距離であり、d3(絶対値)は原点Oから点S3までの距離である。d1,d2,d3は、3つのセンサ30の相対位置から算出することができる。α,β,γは、点S1,S2,S3のZ軸上の座標であり、基準面R1でセンサ30から得られた測定値(すなわちセンサ30の出力信号)である。
Next, a zero reset of the sensor 30 is performed. The zero reset of the sensor 30 is calibration of the sensor 30, and is an operation of resetting the height measurement values at three points on the reference plane (region R1) to zero. The respective coordinates of the three points S1, S2, S3 in the area R1 before zero resetting of the sensor 30 are as follows (see FIG. 12).
Coordinates of S1: (-d1, 0, α)
Coordinates of S2: (0, -d2, β)
Coordinates of S3: (0, d3, γ)
d1 (absolute value) is the distance from origin O to point S1, d2 (absolute value) is the distance from origin O to point S2, and d3 (absolute value) is the distance from origin O to point S3. . d1, d2, and d3 can be calculated from the relative positions of the three sensors 30. FIG. α, β, γ are the coordinates of the points S1, S2, S3 on the Z-axis, and are the measured values obtained from the sensor 30 on the reference plane R1 (that is, the output signal of the sensor 30).

続いて、処理部40はセンサ30のゼロリセットを実行する。具体的には、点S1,S2,S3のZ軸上の座標(すなわち3つのセンサ30の出力信号)は0にリセットされる。センサ30のゼロリセットが実行された後の領域R1での3つの点S1,S2,S3の座標をそれぞれS1R1,S2R1,S3R1とすると、座標S1R1,S2R1,S3R1は、次のように表される(図13参照)。
S1R1:(-d1,0,0)
S2R1:(0,-d2,0)
S3R1:(0,d3,0)
Subsequently, the processing unit 40 performs zero reset of the sensor 30 . Specifically, the coordinates of the points S1, S2 and S3 on the Z axis (that is, the output signals of the three sensors 30) are reset to zero. Let S1 R1 , S2 R1 and S3 R1 be the coordinates of the three points S1, S2 and S3 in the region R1 after the zero reset of the sensor 30 is performed . (see FIG. 13).
S1 R1 : (-d1, 0, 0)
S2 R1 : (0, -d2, 0)
S3 R1 : (0, d3, 0)

次に、処理部40は、領域R1の傾きを示す領域R1の法線ベクトルを次のようにして求める。まず、処理部40は、3つの点の座標S1R1,S2R1,S3R1から、互いに直交する3つのベクトルを作成する(図14参照)。
ベクトルV1R1=S2R1-S1R1=(d1,-d2,0)
ベクトルV2R1=S3R1-S2R1=(0,d3+d2,0)
ベクトルV3R1=V1R1×V2R1,(×はクロス積を表す)
ベクトルV1R1は、点S1から点S2に向かうベクトルであり、ベクトルV2R1は、点S2から点S3に向かうベクトルである。ベクトルV3R1は、ベクトルV1R1およびベクトルV2R1の両方に直交するベクトルである。すなわち、ベクトルV3R1は、領域R1の法線ベクトルである。図14では、3つのV1R1,V2R1,V3R1の始点は、点S1上に置かれているが、他の点でもよい。
Next, the processing unit 40 obtains the normal vector of the region R1 indicating the inclination of the region R1 as follows. First, the processing unit 40 creates three mutually orthogonal vectors from the coordinates S1 R1 , S2 R1 and S3 R1 of the three points (see FIG. 14).
Vector V1 R1 =S2 R1 -S1 R1 = (d1, -d2, 0)
Vector V2 R1 = S3 R1 - S2 R1 = (0, d3 + d2, 0)
Vector V3 R1 =V1 R1 ×V2 R1 , (x represents the cross product)
Vector V1 R1 is a vector from point S1 to point S2, and vector V2 R1 is a vector from point S2 to point S3. Vector V3 R1 is a vector that is orthogonal to both vector V1 R1 and vector V2 R1 . That is, vector V3 R1 is the normal vector of region R1. In FIG. 14, the starting points of the three V1 R1 , V2 R1 and V3 R1 are placed on the point S1, but other points may be used.

次に、図15に示すように、処理部40は、領域R1の法線ベクトルV3R1を、X軸上のX指向ベクトルV3R1,Xと、Y軸上のY指向ベクトルV3R1,Yと、Z軸上のZ指向ベクトルV3R1,Zに分解する。法線ベクトルV3R1は、X指向ベクトルV3R1,Xと、Y指向ベクトルV3R1,Yと、Z指向ベクトルV3R1,Zの和であり、次のように表される。
法線ベクトルV3R1=V3R1,X+V3R1,Y+V3R1,Z
なお、X指向ベクトルとは、あるベクトルをX軸、Y軸、Z軸に分解したときの、X軸に投影された成分をなすベクトルと定義される。同様に、Y軸指向ベクトルはあるベクトルをX軸、Y軸、Z軸、に分解したときのY軸に投影された成分をなすベクトル、Z軸指向ベクトルはあるベクトルをX軸、Y軸、Z軸、に分解したときのZ軸に投影された成分をなすベクトルとそれぞれ定義される。
Next, as shown in FIG. 15, the processing unit 40 divides the normal vector V3 R1 of the region R1 into an X directional vector V3 R1, X on the X axis and a Y directional vector V3 R1, Y on the Y axis. , Z-oriented vector V3 R1,Z on the Z-axis. The normal vector V3 R1 is the sum of the X directional vector V3 R1,X , the Y directional vector V3 R1, Y , and the Z directional vector V3 R1, Z , and is expressed as follows.
Normal vector V3 R1 =V3 R1,X +V3 R1,Y +V3 R1,Z
An X-oriented vector is defined as a vector that forms a component projected onto the X-axis when a certain vector is decomposed into the X-axis, Y-axis, and Z-axis. Similarly, the Y-axis oriented vector is a vector that is a component projected onto the Y-axis when a certain vector is decomposed into the X-, Y-, and Z-axes. are defined as vectors forming components projected onto the Z-axis when resolved into the Z-axis.

なお、図15では、説明のために、領域R1の法線ベクトルV3R1はZ軸に対して傾いているが、基準面である領域R1においてセンサ30がゼロリセットされているので、領域R1の法線ベクトルV3R1は実際にはZ軸と平行である。したがって、領域R1のX指向ベクトルV3R1,XおよびY指向ベクトルV3R1,YのそれぞれのX成分、Y成分、Z成分は0である。 In FIG. 15, the normal vector V3R1 of the region R1 is tilted with respect to the Z-axis for the sake of explanation. The normal vector V3 R1 is actually parallel to the Z axis. Therefore, the X, Y and Z components of the X directional vector V3 R1,X and the Y directional vector V3 R1,Y of region R1 are zero.

次いで、基板ステージ2は45度だけ回転され、その後静止する。そして、同様に、領域R2において、センサ30はステージ面2a上の3点の高さを測定し、処理部40は領域R2の傾きを表す法線ベクトルを算出する。このような動作を繰り返し、処理部40は8つの領域R1~R8の傾きをそれぞれ表す8つの法線ベクトルV3R1,V3R2,V3R3,V3R4,V3R5,V3R6,V3R7,V3R8を作成する。各法線ベクトルは、XYZ座標系上で表される。法線ベクトルは、X軸上のX指向ベクトルと、Y軸上のY指向ベクトルと、Z軸上のZ指向ベクトルの1セットから構成される。より具体的には、法線ベクトルは、X指向ベクトル、Y指向ベクトル、およびZ指向ベクトルの和である。 The substrate stage 2 is then rotated by 45 degrees and then comes to rest. Similarly, in the area R2, the sensor 30 measures the heights of three points on the stage surface 2a, and the processing section 40 calculates a normal vector representing the inclination of the area R2. By repeating such operations, the processing unit 40 generates eight normal vectors V3 R1 , V3 R2 , V3 R3 , V3 R4 , V3 R5 , V3 R6 , V3 R7 , V3 R8 representing the gradients of the eight regions R1 to R8, respectively. to create Each normal vector is represented on the XYZ coordinate system. The normal vectors consist of a set of X-oriented vectors on the X-axis, Y-oriented vectors on the Y-axis, and Z-oriented vectors on the Z-axis. More specifically, the normal vector is the sum of the X, Y, and Z orientation vectors.

処理部40は、8つの法線ベクトル(すなわち、8つのX指向ベクトル、8つのY指向ベクトル、および8つのZ指向ベクトル)の平均を算出し、算出された法線ベクトルの平均を、ステージ面2aの傾きを示す法線ベクトルに指定し、処理部40の記憶装置40aに記憶する。ステージ面2aの傾きを正確に求めるために、ステージ面2a内の複数の領域(例えば、領域R1~R8)は、ステージ面2aの外周部に位置し、かつ基板ステージ2の軸心L、すなわちステージ面2aの中心の周りに等間隔に分布していることが好ましい。 The processing unit 40 calculates the average of the eight normal vectors (that is, the eight X directional vectors, the eight Y directional vectors, and the eight Z directional vectors), and calculates the average of the calculated normal vectors on the stage surface. 2a is designated as a normal vector indicating the inclination of the processing unit 40 and stored in the storage device 40a. In order to accurately determine the inclination of the stage surface 2a, a plurality of regions (eg, regions R1 to R8) within the stage surface 2a are located on the outer periphery of the stage surface 2a and are aligned with the axis L of the substrate stage 2, that is, It is preferable that they are distributed at regular intervals around the center of the stage surface 2a.

上述した実施形態では、ステージ面2aのより正確な傾きを求めるために、ステージ面2a内の複数の領域R1~R8でステージ面2aの傾きが測定される。すなわち、基板ステージ2をその軸心Lを中心に間欠的に回転させながら、センサ30および処理部40がステージ面2a内の複数の領域でステージ面2aの傾きを測定する。処理部40は、それぞれの領域で得られた傾きの平均(すなわち法線ベクトルの平均)を算出し、この平均をステージ面2a全体の傾きを表す法線ベクトルに指定する。一実施形態では、ステージ面2a内の1つの領域でのみステージ面2aの傾きを求めてもよい。例えば、処理部40は、上述した領域R1での法線ベクトルV3R1をステージ面2aの傾きとしてもよい。 In the embodiment described above, the tilt of the stage surface 2a is measured in a plurality of regions R1 to R8 within the stage surface 2a in order to obtain a more accurate tilt of the stage surface 2a. That is, while intermittently rotating the substrate stage 2 about its axis L, the sensor 30 and the processing unit 40 measure the inclination of the stage surface 2a in a plurality of areas within the stage surface 2a. The processing unit 40 calculates the average of the inclinations obtained in each area (that is, the average of normal vectors), and designates this average as the normal vector representing the inclination of the entire stage surface 2a. In one embodiment, the tilt of the stage surface 2a may be obtained in only one region within the stage surface 2a. For example, the processing unit 40 may use the normal vector V3 R1 in the region R1 described above as the inclination of the stage surface 2a.

ステージ面2aの傾きが決定された後、押圧部材11の押圧面11aの傾きが測定される。図16は、押圧部材11の押圧面11aの傾きを測定しているセンサ30および処理部40を示す図である。図16に示すように、測定前に、押圧部材11の下面である押圧面11aには、ターゲットプレート71が取り付けられる。ターゲットプレート71は、ねじなどの締結具(図示せず)によって取り外し可能に押圧部材11の押圧面11aに固定される。ターゲットプレート71は、ステンレス鋼などの金属、またはセラミックなどの硬質材から構成される。ターゲットプレート71は、押圧面11aよりも面積の大きな、平坦な上面71aを有しており、センサ30はターゲットプレート71の上方に位置する。ターゲットプレート71の上面71aは押圧部材11の押圧面11aに接触しているので、ターゲットプレート71の上面71aは、押圧面11aと平行である。すなわち、ターゲットプレート71の上面71aの傾きは、押圧面11aの傾きと同じである。 After the inclination of the stage surface 2a is determined, the inclination of the pressing surface 11a of the pressing member 11 is measured. FIG. 16 is a diagram showing the sensor 30 and the processing section 40 measuring the inclination of the pressing surface 11a of the pressing member 11. As shown in FIG. As shown in FIG. 16, a target plate 71 is attached to the pressing surface 11a, which is the lower surface of the pressing member 11, before measurement. The target plate 71 is detachably fixed to the pressing surface 11a of the pressing member 11 by fasteners (not shown) such as screws. The target plate 71 is made of a metal such as stainless steel or a hard material such as ceramic. The target plate 71 has a flat upper surface 71 a having an area larger than the pressing surface 11 a , and the sensor 30 is positioned above the target plate 71 . Since the upper surface 71a of the target plate 71 is in contact with the pressing surface 11a of the pressing member 11, the upper surface 71a of the target plate 71 is parallel to the pressing surface 11a. That is, the inclination of the upper surface 71a of the target plate 71 is the same as the inclination of the pressing surface 11a.

3つのセンサ30は、押圧面11aの傾きを算出するのに必要な、ターゲットプレート71上の3つの点の高さを測定する。これら3つの点の位置は、3つのセンサ30の位置に対応する。図16に示すように、3つのセンサ30は、ターゲットプレート71の上面71a上の3つの点の高さを測定し、測定された高さをそれぞれ示す3つの出力信号を処理部40に送る。処理部40は、センサ30の出力信号に基づいて押圧面11aの傾きを算出する。すなわち、処理部40は、受信した3つの出力信号と、3つのセンサ30の相対位置からターゲットプレート71上の3つの点の位置を特定し、3つの点を含む平面の法線ベクトルを算出する。この法線ベクトルは、ターゲットプレート71の傾き、すなわち押圧面11aの傾きを表すベクトルである。押圧面11aの傾きが算出された後、ターゲットプレート71は、押圧部材11に取り付けたままに維持される。 The three sensors 30 measure the heights of three points on the target plate 71 required to calculate the inclination of the pressing surface 11a. The positions of these three points correspond to the positions of the three sensors 30. FIG. As shown in FIG. 16, the three sensors 30 measure the heights of three points on the upper surface 71a of the target plate 71 and send three output signals respectively indicating the measured heights to the processing section 40. The processing unit 40 calculates the inclination of the pressing surface 11 a based on the output signal of the sensor 30 . That is, the processing unit 40 identifies the positions of three points on the target plate 71 from the received three output signals and the relative positions of the three sensors 30, and calculates the normal vector of the plane containing the three points. . This normal vector is a vector representing the inclination of the target plate 71, that is, the inclination of the pressing surface 11a. After the inclination of the pressing surface 11 a is calculated, the target plate 71 remains attached to the pressing member 11 .

処理部40は、ステージ面2aの傾きおよび押圧面11aの傾きに基づいて、ステージ面2aと押圧面11aとの相対的角度を算出するように構成されている。以下の説明では、ステージ面2aの傾きを示す法線ベクトルを第1法線ベクトルと称し、押圧面11aの傾きを示す法線ベクトルを第2法線ベクトルと称する。第1法線ベクトルおよび第2法線ベクトルは、上述したX軸、Y軸、Z軸から定義される3次元のXYZ座標系上のベクトルである。第1法線ベクトルと同様に、第2法線ベクトルは、X軸上のX指向ベクトルと、Y軸上のY指向ベクトルと、Z軸上のZ指向ベクトルの1セットから構成される。すなわち、第2法線ベクトルは、X指向ベクトル、Y指向ベクトル、およびZ指向ベクトルの和である。 The processing unit 40 is configured to calculate the relative angle between the stage surface 2a and the pressing surface 11a based on the inclination of the stage surface 2a and the inclination of the pressing surface 11a. In the following description, the normal vector indicating the inclination of the stage surface 2a will be referred to as the first normal vector, and the normal vector indicating the inclination of the pressing surface 11a will be referred to as the second normal vector. The first normal vector and the second normal vector are vectors on the three-dimensional XYZ coordinate system defined by the X, Y, and Z axes described above. Like the first normal vector, the second normal vector consists of a set of X directional vectors on the X axis, Y directional vectors on the Y axis, and Z directional vectors on the Z axis. That is, the second normal vector is the sum of the X, Y, and Z orientation vectors.

処理部40は、第1法線ベクトルおよび第2法線ベクトルに基づき、押圧面11aとステージ面2aとの相対的角度を算出する。相対的角度は、X軸角度およびY軸角度から構成される。より具体的には、処理部40は、ステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度、すなわち第1法線ベクトルと第2法線ベクトルとのなす角度を算出し、算出された角度をX軸角度およびY軸角度に分解する。X軸角度は、XYZ座標系のX軸を中心とした回転方向の角度であり、Y軸角度は、XYZ座標系のY軸を中心とした回転方向の角度である。X軸角度およびY軸角度は、押圧面11aをステージ面2aと平行にするために必要な押圧部材11の補正角度に相当する。 The processing unit 40 calculates the relative angle between the pressing surface 11a and the stage surface 2a based on the first normal vector and the second normal vector. A relative angle is composed of an X-axis angle and a Y-axis angle. More specifically, the processing unit 40 calculates the relative angle between the stage surface 2a and the pressing surface 11a, that is, the angle formed by the first normal vector and the second normal vector, and calculates the calculated angle is resolved into X-axis and Y-axis angles. The X-axis angle is the angle in the direction of rotation about the X-axis of the XYZ coordinate system, and the Y-axis angle is the angle in the direction of rotation about the Y-axis of the XYZ coordinate system. The X-axis angle and the Y-axis angle correspond to correction angles of the pressing member 11 required to make the pressing surface 11a parallel to the stage surface 2a.

押圧面11aの傾きは、算出されたX軸角度およびY軸角度に基づいて調整される。具体的には、第1ねじ55を緩め、偏心カム57を回転させることにより、押圧部材11を含む研磨ヘッド10全体を第1支持軸51を中心にY軸角度だけ回転させる。研磨ヘッド10を第1支持軸51を中心に回転させる間、センサ30はターゲットプレート71上の3つの点の高さを継続的に測定する。センサ30はブラケット35に固定されているので、研磨ヘッド10が傾いたときでもセンサ30の姿勢は変わらない。ターゲットプレート71は研磨ヘッド10の押圧面11aに固定されているので、研磨ヘッド10を第1支持軸51を中心に回転させるにつれて、センサ30の出力信号が変化する。このセンサ30の出力信号の変化は、押圧面11aの傾きの変化に相当する。研磨ヘッド10を第1支持軸51を中心に回転させている間、処理部40はY軸角度を継続的に算出する。作業員は、Y軸角度が0になるまで、研磨ヘッド10を第1支持軸51を中心に回転させる。その後、第1ねじ55を締め付ける。 The inclination of the pressing surface 11a is adjusted based on the calculated X-axis angle and Y-axis angle. Specifically, by loosening the first screw 55 and rotating the eccentric cam 57, the entire polishing head 10 including the pressing member 11 is rotated about the first support shaft 51 by the Y-axis angle. While rotating the polishing head 10 around the first support shaft 51 , the sensor 30 continuously measures the heights of three points on the target plate 71 . Since the sensor 30 is fixed to the bracket 35, the attitude of the sensor 30 does not change even when the polishing head 10 is tilted. Since the target plate 71 is fixed to the pressing surface 11 a of the polishing head 10 , the output signal of the sensor 30 changes as the polishing head 10 is rotated around the first support shaft 51 . A change in the output signal of the sensor 30 corresponds to a change in the inclination of the pressing surface 11a. While the polishing head 10 is rotating around the first support shaft 51, the processing section 40 continuously calculates the Y-axis angle. The worker rotates the polishing head 10 around the first support shaft 51 until the Y-axis angle becomes zero. After that, the first screw 55 is tightened.

次に、第2ねじ64を緩め、押圧部材ホルダ28および押圧部材11を第2支持軸62を中心に回転させる。押圧部材ホルダ28および押圧部材11を第2支持軸62を中心に回転させる間、センサ30はターゲットプレート71上の3つの点の高さを継続的に測定し、処理部40はX軸角度を継続的に算出する。作業員は、X軸角度が0になるまで、押圧部材11を第2支持軸62を中心に回転させる。その後、第2ねじ64を締め付ける。ステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度が実質的に0、すなわちX軸角度およびY軸角度の両方が実質的に0であるということは、押圧面11aはステージ面2aに実質的に平行であることを意味する。なお、実質的に0とは、ステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度(絶対値)が許容範囲内にあることを意味する(以下同じ)。この許容範囲は予め定められた角度範囲であり、例えば0~2度である。このようにして押圧部材11の押圧面11aの傾きを調整することができる。調整された押圧面11aはステージ面2aに実質的に平行である。一実施形態では、最初に押圧部材11を第2支持軸62を中心に回転させ、その後研磨ヘッド10を第1支持軸51を中心に回転させてもよい。 Next, the second screw 64 is loosened, and the pressing member holder 28 and the pressing member 11 are rotated around the second support shaft 62 . While the pressing member holder 28 and the pressing member 11 are rotated around the second support shaft 62, the sensor 30 continuously measures the heights of three points on the target plate 71, and the processing unit 40 determines the X-axis angle. Calculate continuously. The worker rotates the pressing member 11 around the second support shaft 62 until the X-axis angle becomes zero. After that, the second screw 64 is tightened. The fact that the relative angle between the stage surface 2a and the pressing surface 11a is substantially 0, that is, both the X-axis angle and the Y-axis angle are substantially 0, means that the pressing surface 11a is substantially aligned with the stage surface 2a. means that they are substantially parallel to each other. Note that "substantially 0" means that the relative angle (absolute value) between the stage surface 2a and the pressing surface 11a is within the allowable range (same below). This allowable range is a predetermined angle range, for example, 0 to 2 degrees. In this manner, the inclination of the pressing surface 11a of the pressing member 11 can be adjusted. The adjusted pressing surface 11a is substantially parallel to the stage surface 2a. In one embodiment, the pressing member 11 may first be rotated about the second support shaft 62 and then the polishing head 10 may be rotated about the first support shaft 51 .

押圧面11aの傾きが調整された後、ターゲットプレート71は、押圧部材11から取り外される。さらに、センサ30およびブラケット35が研磨装置から取り外される。研磨される基板Wは、その中心が基板ステージ2の軸心Lに一致した状態で、ステージ面2aに保持される。基板Wは、基板ステージ2の軸心Lを中心にステージモータ3によって回転される。基板Wの中心に液体(例えば、純水)を供給しながら、研磨ヘッド10は、押圧部材11の押圧面11aで研磨テープ7を基板Wの周縁部に押し付け、該周縁部を研磨する。本実施形態によれば、基板ステージ2のステージ面2aと押圧部材11の押圧面11aとは互いに平行であるので、研磨テープ7は基板Wのトップエッジ部(図1(a)および図1(b)の符号T1参照)と平行に押圧される。 After the inclination of the pressing surface 11 a is adjusted, the target plate 71 is removed from the pressing member 11 . Additionally, sensor 30 and bracket 35 are removed from the polishing apparatus. The substrate W to be polished is held on the stage surface 2 a with its center aligned with the axis L of the substrate stage 2 . The substrate W is rotated around the axis L of the substrate stage 2 by the stage motor 3 . While supplying a liquid (for example, pure water) to the center of the substrate W, the polishing head 10 presses the polishing tape 7 against the peripheral portion of the substrate W with the pressing surface 11a of the pressing member 11 to polish the peripheral portion. According to this embodiment, since the stage surface 2a of the substrate stage 2 and the pressing surface 11a of the pressing member 11 are parallel to each other, the polishing tape 7 is applied to the top edge portion of the substrate W (FIGS. 1A and 1B). (see symbol T1 in b)).

以下、押圧面11aの傾きをステージ面2aの傾きに一致させる工程の流れについて図17および図18のフローチャートを参照して説明する。ステップ1では、3つのセンサ30は、基準面であるステージ面2aの領域R1内の3点の高さを測定し、処理部40は、上述したように3つの点の高さと3つのセンサ30の相対位置に基づいてXYZ座標系を決定する。ステップ2では、処理部40は、センサ30をゼロリセットする。ステップ3では、処理部40は、領域R1内の3点の位置(座標)から領域R1の傾きを算出する。 The flow of the process for matching the inclination of the pressing surface 11a with the inclination of the stage surface 2a will be described below with reference to the flow charts of FIGS. 17 and 18. FIG. In step 1, the three sensors 30 measure the heights of three points within the region R1 of the stage surface 2a, which is the reference surface, and the processing unit 40 measures the heights of the three points and the three sensors 30 as described above. determine the XYZ coordinate system based on the relative positions of In step 2, the processing unit 40 resets the sensor 30 to zero. In step 3, the processing section 40 calculates the inclination of the region R1 from the positions (coordinates) of the three points within the region R1.

ステップ4では、3つのセンサ30は、ステージ面2a内の他の領域(例えば領域R2)内の3点の高さを測定する。ステップ5では、処理部40は、他の領域内の3点の位置(座標)から前記他の領域の傾きを算出する。ステップ6では、予め定義された複数の領域R1~R8の全ての傾きが算出されるまで、ステップ4とステップ5が繰り返される。ステップ7では、処理部40は、複数の領域R1~R8の傾きの平均を算出し、この傾きの平均をステージ面2aの傾きに指定し、処理部40の記憶装置40aに記憶する。 In step 4, the three sensors 30 measure the heights of three points within another area (for example, area R2) within the stage surface 2a. At step 5, the processing section 40 calculates the inclination of the other area from the positions (coordinates) of the three points in the other area. In step 6, steps 4 and 5 are repeated until the slopes of all the predefined regions R1 to R8 are calculated. In step 7, the processing section 40 calculates the average of the inclinations of the plurality of regions R1 to R8, designates the average of the inclinations as the inclination of the stage surface 2a, and stores it in the storage device 40a of the processing section 40. FIG.

図18に示すように、ステップ8では、ターゲットプレート71が押圧部材11の押圧面11aに取り付けられる。ステップ9では、センサ30は、ターゲットプレート71上の3点の高さを測定する。ステップ10では、処理部40は、ターゲットプレート71上の3点の位置(座標)に基づいて押圧面11aの傾きを算出する。ステップ11では、処理部40は、ステージ面2aの傾きと押圧面11aの傾きとからステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度(すなわちX軸角度およびY軸角度)を算出する。 As shown in FIG. 18 , in step 8, the target plate 71 is attached to the pressing surface 11 a of the pressing member 11 . In step 9 , sensor 30 measures the height of three points on target plate 71 . At step 10 , the processing section 40 calculates the inclination of the pressing surface 11 a based on the positions (coordinates) of the three points on the target plate 71 . At step 11, the processing unit 40 calculates the relative angles (that is, the X-axis angle and the Y-axis angle) between the stage surface 2a and the pressing surface 11a from the inclination of the stage surface 2a and the inclination of the pressing surface 11a.

ステップ12では、センサ30がターゲットプレート71上の3点の高さを測定しながら、押圧部材11の押圧面11aの傾きが調整される。処理部40は、センサ30の出力信号に基づいてステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度(すなわちX軸角度およびY軸角度)をリアルタイムで算出し、その算出されたX軸角度およびY軸角度を表示器(図示せず)上に表示することができる。作業員は、Y軸角度が実質的に0になるまで、押圧部材11を含む研磨ヘッド10を第1支持軸51を中心に回転させる。同様に、作業員は、X軸角度が実質的に0になるまで、押圧部材ホルダ28および押圧部材11を第2支持軸62を中心に回転させる(ステップ13)。 In step 12 , the inclination of the pressing surface 11 a of the pressing member 11 is adjusted while the sensor 30 measures the heights of three points on the target plate 71 . The processing unit 40 calculates in real time the relative angle (that is, the X-axis angle and the Y-axis angle) between the stage surface 2a and the pressing surface 11a based on the output signal of the sensor 30, and calculates the calculated X-axis angle. and Y-axis angle can be displayed on a display (not shown). The operator rotates the polishing head 10 including the pressing member 11 around the first support shaft 51 until the Y-axis angle becomes substantially zero. Similarly, the operator rotates the pressing member holder 28 and the pressing member 11 around the second support shaft 62 until the X-axis angle becomes substantially zero (step 13).

ステップ14では、ターゲットプレート71が押圧面11aから取り外され、さらに、ブラケット35がセンサ30とともに固定柱36から取り外される。ステップ15では、研磨すべき基板Wは、その中心が基板ステージ2の軸心Lに一致した状態で、ステージ面2a上に置かれる。ステップ16では、基板Wは、真空吸引などによりステージ面2a上に保持され、さらにステージ面2aおよび基板Wは基板ステージ2の軸心Lを中心に回転される。回転する基板Wの中心には、純水などの液体が供給される。ステップ17では、押圧面11aがステージ面2aと平行な状態で、押圧部材11は研磨テープ7を基板Wの周縁部(本実施形態ではトップエッジ部)に押し付け、研磨テープ7は液体の存在下で周縁部を研磨する。 In step 14, the target plate 71 is removed from the pressing surface 11a, and the bracket 35 is removed from the fixing column 36 together with the sensor 30. As shown in FIG. In step 15 , the substrate W to be polished is placed on the stage surface 2 a with its center aligned with the axis L of the substrate stage 2 . In step 16 , the substrate W is held on the stage surface 2 a by vacuum suction or the like, and the stage surface 2 a and the substrate W are rotated around the axis L of the substrate stage 2 . A liquid such as pure water is supplied to the center of the rotating substrate W. As shown in FIG. In step 17, with the pressing surface 11a parallel to the stage surface 2a, the pressing member 11 presses the polishing tape 7 against the peripheral edge portion (the top edge portion in this embodiment) of the substrate W, and the polishing tape 7 is pressed against the liquid. Polish the periphery with

本実施形態によれば、ステージ面2aと押圧面11aとが平行な状態で、基板Wが研磨テープ7により研磨される。結果として、図43に示すような階段状の窪み210を基板Wの周縁部に形成することができる。 According to this embodiment, the substrate W is polished by the polishing tape 7 while the stage surface 2a and the pressing surface 11a are parallel to each other. As a result, a stepped depression 210 as shown in FIG. 43 can be formed in the peripheral portion of the substrate W.

図19は、研磨装置の他の実施形態を模式的に示す側面図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1乃至図18に示す実施形態の構成および動作と同じであるので、その重複する説明を省略する。図19に示すように、押圧部材11は、基板ステージ2の軸心Lおよびセンサ30に向かって突出する突出部72を有している。この突出部72は、押圧部材11の押圧面11aと平行な上面72aを有している。したがって、突出部72の上面72aの傾きは、押圧面11aの傾きと同じである。上面72aは、3つのセンサ30がなす三角形の面積よりも大きな面積を有する。 FIG. 19 is a side view schematically showing another embodiment of the polishing apparatus. The configuration and operation of this embodiment that are not specifically described are the same as the configuration and operation of the embodiment shown in FIGS. 1 to 18, so redundant description thereof will be omitted. As shown in FIG. 19 , the pressing member 11 has a projecting portion 72 projecting toward the axis L of the substrate stage 2 and the sensor 30 . The protruding portion 72 has an upper surface 72 a parallel to the pressing surface 11 a of the pressing member 11 . Therefore, the inclination of the upper surface 72a of the projecting portion 72 is the same as the inclination of the pressing surface 11a. The upper surface 72 a has an area larger than the area of the triangle formed by the three sensors 30 .

3つのセンサ30が基板ステージ2のステージ面2aの高さを測定する前、突出部72を含む研磨ヘッド10は研磨ヘッド移動装置41によって基板ステージ2から遠ざかる方向に移動される。3つのセンサ30が基板ステージ2のステージ面2aの高さを測定している間は、突出部72を含む研磨ヘッド10は基板ステージ2のステージ面2aから離れたままである。そして、ステージ面2aの高さの測定が終了した後、図20に示すように、突出部72の上面72aが3つのセンサ30の下方に位置するまで、研磨ヘッド10は研磨ヘッド移動装置41によって基板ステージ2に向かって移動される。3つのセンサ30は、押圧面11aと平行な突出部72の上面72a上の3点の高さを測定し、測定された高さをそれぞれ示す3つの出力信号を処理部40に送る。処理部40は、センサ30の相対位置、およびセンサ30の出力信号に基づいて押圧面11aの傾きを算出する。本実施形態では、上述したターゲットプレート71は不要である。 Before the three sensors 30 measure the height of the stage surface 2 a of the substrate stage 2 , the polishing head 10 including the projecting portion 72 is moved away from the substrate stage 2 by the polishing head moving device 41 . While the three sensors 30 are measuring the height of the stage surface 2 a of the substrate stage 2 , the polishing head 10 including the protrusion 72 remains separated from the stage surface 2 a of the substrate stage 2 . After the measurement of the height of the stage surface 2a is completed, the polishing head 10 is moved by the polishing head moving device 41 until the upper surface 72a of the projecting portion 72 is positioned below the three sensors 30 as shown in FIG. It is moved toward the substrate stage 2 . The three sensors 30 measure the heights of three points on the upper surface 72a of the protrusion 72 parallel to the pressing surface 11a, and send three output signals respectively indicating the measured heights to the processing unit 40. FIG. The processing unit 40 calculates the inclination of the pressing surface 11 a based on the relative position of the sensor 30 and the output signal of the sensor 30 . In this embodiment, the target plate 71 described above is unnecessary.

図21は、研磨装置のさらに他の実施形態を模式的に示す側面図である。図21では研磨テープ7の図示は省略されている。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1乃至図16に示す実施形態の構成および動作と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、研磨ヘッド10ではなく、基板ステージ2を傾けることによって、ステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度を実質的に0にする、すなわち押圧面11aとステージ面2aとを実質的に互いに平行にする点で上述した実施形態と異なっている。本実施形態では、第1チルト機構60および第2チルト機構69は省略してもよい。 FIG. 21 is a side view schematically showing still another embodiment of the polishing apparatus. In FIG. 21, illustration of the polishing tape 7 is omitted. The configuration and operation of this embodiment that are not specifically described are the same as the configuration and operation of the embodiment shown in FIGS. 1 to 16, so redundant description thereof will be omitted. In this embodiment, by tilting the substrate stage 2 instead of the polishing head 10, the relative angle between the stage surface 2a and the pressing surface 11a is substantially zero. are substantially parallel to each other. In this embodiment, the first tilt mechanism 60 and the second tilt mechanism 69 may be omitted.

図21に示すように、基板ステージ2およびステージモータ3の全体を傾動させるための3つのアクチュエータ80がステージモータ3に連結されている。これら3つのアクチュエータ80は、基板保持面であるステージ面2aを含む基板ステージ2の全体を傾動させる基板保持面傾動アクチュエータ81を構成する。基板保持面傾動アクチュエータ81は、ステージ面2aの傾きを調整する傾き調整装置である。図22は、図21に示すアクチュエータ80の配置を示す図である。図22に示すように、これら3つのアクチュエータ80は、基板ステージ2の軸心Lの周りに等間隔で配列されている。各ステージモータ3は、ボールねじ機構およびサーボモータとの組み合わせから構成することができる。各アクチュエータ80は、ステージモータ3を上下動させることが可能に構成される。したがって、3つのアクチュエータ80は、基板ステージ2を所望の方向に所望の角度で傾動させることができる。 As shown in FIG. 21, three actuators 80 for tilting the entire substrate stage 2 and stage motor 3 are connected to the stage motor 3 . These three actuators 80 constitute a substrate holding surface tilting actuator 81 that tilts the entire substrate stage 2 including the stage surface 2a that is the substrate holding surface. The substrate holding surface tilting actuator 81 is an inclination adjusting device that adjusts the inclination of the stage surface 2a. FIG. 22 is a diagram showing the arrangement of the actuator 80 shown in FIG. 21. As shown in FIG. As shown in FIG. 22, these three actuators 80 are arranged around the axis L of the substrate stage 2 at equal intervals. Each stage motor 3 can be composed of a combination of a ball screw mechanism and a servomotor. Each actuator 80 is configured to move the stage motor 3 up and down. Therefore, the three actuators 80 can tilt the substrate stage 2 in desired directions and at desired angles.

図23は、アクチュエータ80の詳細な構成の一例を示す図である。3つのアクチュエータ80は、支持部材76を介してステージモータ3に連結されている。ステージモータ3は、支持部材76に固定されている。3つのアクチュエータ80は支持部材76に傾動可能に連結されている。各アクチュエータ80は、ボールねじ機構84とサーボモータ85との組み合わせから構成されている。 FIG. 23 is a diagram showing an example of the detailed configuration of the actuator 80. As shown in FIG. The three actuators 80 are connected to the stage motor 3 via the support member 76 . The stage motor 3 is fixed to the support member 76 . Three actuators 80 are tiltably connected to the support member 76 . Each actuator 80 is composed of a combination of a ball screw mechanism 84 and a servomotor 85 .

3つのアクチュエータ80は動作制御部86に接続されており、これらアクチュエータ80の動作は動作制御部86によって制御される。上述した処理部40は動作制御部86に接続されており、処理部40によって算出されたステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度の情報は動作制御部86に送られる。動作制御部86は、上記算出された相対的角度が実質的に0になるまで、3つのアクチュエータ80を操作して基板ステージ2の傾きを調整する。 The three actuators 80 are connected to an operation control section 86, and the operations of these actuators 80 are controlled by the operation control section 86. FIG. The processing section 40 described above is connected to the motion control section 86 , and information on the relative angle between the stage surface 2 a and the pressing surface 11 a calculated by the processing section 40 is sent to the motion control section 86 . The motion control unit 86 operates the three actuators 80 to adjust the tilt of the substrate stage 2 until the calculated relative angle becomes substantially zero.

センサ30は基板ステージ2のステージ面(基板保持面)2a上の3点の高さを測定しながら、3つのアクチュエータ80が作動して、ステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度が実質的に0となるように基板ステージ2の傾きを調整する。 While the sensor 30 measures the height of three points on the stage surface (substrate holding surface) 2a of the substrate stage 2, the three actuators 80 operate to detect the relative angle between the stage surface 2a and the pressing surface 11a. is substantially zero, the tilt of the substrate stage 2 is adjusted.

一実施形態では、4つ以上のアクチュエータ80を基板ステージ2の軸心Lの周りに配列してもよい。さらに一実施形態では、図24に示すように、2つのアクチュエータ80および1つのボールジョイント82を基板ステージ2の軸心Lの周りに配置してもよい。ボールジョイント82は、荷重を支持しつつ、支持対象物を全方向に傾けることが可能な装置である。図24に示す例では、2つのアクチュエータ80および1つのボールジョイント82は、基板保持面であるステージ面2aを含む基板ステージ2の全体を傾動させる基板保持面傾動アクチュエータ81を構成する。 In one embodiment, four or more actuators 80 may be arranged around the axis L of the substrate stage 2 . Further, in one embodiment, two actuators 80 and one ball joint 82 may be arranged around the axis L of the substrate stage 2, as shown in FIG. The ball joint 82 is a device capable of tilting an object to be supported in all directions while supporting a load. In the example shown in FIG. 24, two actuators 80 and one ball joint 82 constitute a substrate holding surface tilting actuator 81 that tilts the entire substrate stage 2 including the stage surface 2a that is the substrate holding surface.

図25は、図21に示す研磨装置の平面図である。第1支持軸51には、連結アーム90を介して基準プレート92が固定されている。より具体的には、連結アーム90の一端は第1支持軸51に固定され、連結アーム90の他端は基準プレート92に固定されている。基準プレート92はステージ面2aの外側に位置している。基準プレート92は平坦な上面を有しており、この上面は、センサ30のキャリブレーションである上述したセンサ30のゼロリセットに使用される基準面92aを構成する。本実施形態では、基準面92aは水平面である。 25 is a plan view of the polishing apparatus shown in FIG. 21. FIG. A reference plate 92 is fixed to the first support shaft 51 via a connecting arm 90 . More specifically, one end of the connecting arm 90 is fixed to the first support shaft 51 and the other end of the connecting arm 90 is fixed to the reference plate 92 . The reference plate 92 is positioned outside the stage surface 2a. The reference plate 92 has a flat upper surface which constitutes the reference surface 92a used for calibration of the sensor 30, which is the zero reset of the sensor 30 described above. In this embodiment, the reference plane 92a is a horizontal plane.

研磨装置は、研磨ヘッド10および基準プレート92を第1の方向Dに移動させる研磨ヘッド移動装置41(以下、第1研磨ヘッド移動装置41という)に加えて、研磨ヘッド10および基準プレート92を第1の方向Dと垂直な第2の方向Fに移動させる第2研磨ヘッド移動装置95をさらに備えている。本実施形態では、第2研磨ヘッド移動装置95は、ボールねじ機構とサーボモータとの組み合わせから構成されているが、他の構成を備えてもよい。 The polishing apparatus includes a polishing head moving device 41 (hereinafter referred to as first polishing head moving device 41) that moves the polishing head 10 and the reference plate 92 in the first direction D, and also moves the polishing head 10 and the reference plate 92 in the first direction D. A second polishing head moving device 95 for moving in a second direction F perpendicular to the first direction D is further provided. In this embodiment, the second polishing head moving device 95 is composed of a combination of a ball screw mechanism and a servomotor, but may have other configurations.

リールモータ17,18、テープ送り装置20(図3参照)、およびガイドローラー21,22は、フレーム97に保持されており、このフレーム97はベースプレート47に固定されている。第1研磨ヘッド移動装置41もベースプレート47に固定されている。ベースプレート47は、第2研磨ヘッド移動装置95に連結されており、ベースプレート47は第2研磨ヘッド移動装置95によって第2の方向Fに移動される。したがって、共通のベースプレート47に連結されている研磨ヘッド10、基準プレート92、巻き出しリール14、巻き取りリール15、リールモータ17,18、テープ送り装置20、およびガイドローラー21,22は、一体に第2研磨ヘッド移動装置95によって第2の方向Fに移動される。 The reel motors 17 , 18 , the tape feeding device 20 (see FIG. 3), and the guide rollers 21 , 22 are held by a frame 97 which is fixed to the base plate 47 . The first polishing head moving device 41 is also fixed to the base plate 47 . The base plate 47 is connected to a second polishing head moving device 95 and moved in the second direction F by the second polishing head moving device 95 . Therefore, the polishing head 10, the reference plate 92, the supply reel 14, the take-up reel 15, the reel motors 17, 18, the tape feeder 20, and the guide rollers 21, 22 connected to the common base plate 47 are integrally It is moved in the second direction F by the second polishing head moving device 95 .

センサ30のゼロリセットが行われるとき、図26に示すように、基準プレート92の基準面92aが3つのセンサ30の下方に位置するまで、第2研磨ヘッド移動装置95は研磨ヘッド10、基準プレート92、巻き出しリール14、巻き取りリール15、リールモータ17,18、テープ送り装置20、およびガイドローラー21,22を移動させる。センサ30は基準面92a上の3点の高さを測定し、その高さの測定値を処理部40に送る。処理部40は基準面92a上の3点の高さの測定値を0にリセットする。センサ30のゼロリセットが終了した後、図25に示すように、基準プレート92がステージ面2aの外側に位置し、かつ研磨ヘッド10が元の研磨位置に戻るまで、第2研磨ヘッド移動装置95は研磨ヘッド10、基準プレート92、巻き出しリール14、巻き取りリール15、リールモータ17,18、テープ送り装置20、およびガイドローラー21,22を移動させる。 When the sensor 30 is zero reset, the second polishing head moving device 95 moves the polishing head 10 and the reference plate until the reference surface 92a of the reference plate 92 is positioned below the three sensors 30, as shown in FIG. 92, the feed reel 14, the take-up reel 15, the reel motors 17, 18, the tape feeding device 20, and the guide rollers 21, 22 are moved. The sensor 30 measures the heights of three points on the reference plane 92a and sends the height measurements to the processing unit 40 . The processing unit 40 resets the height measurement values of the three points on the reference plane 92a to zero. After the zero reset of the sensor 30 is completed, as shown in FIG. 25, the second polishing head moving device 95 is moved until the reference plate 92 is positioned outside the stage surface 2a and the polishing head 10 returns to the original polishing position. moves the polishing head 10, the reference plate 92, the supply reel 14, the take-up reel 15, the reel motors 17, 18, the tape feeding device 20, and the guide rollers 21, 22.

以下、ステージ面2aの傾きを押圧面11aの傾きに一致させる工程の流れについて図27および図28のフローチャートを参照して説明する。ステップ1では、基準プレート92の基準面92aが3つのセンサ30の下方に位置するまで、第2研磨ヘッド移動装置95は研磨ヘッド10および基準プレート92を移動させる。ステップ2では、3つのセンサ30は、基準プレート92の基準面92a内の3点の高さを測定し、処理部40は、上述したように3点の高さと3つのセンサ30の相対位置に基づいてXYZ座標系を決定する。ステップ3では、処理部40は、センサ30をゼロリセットする。ステップ4では、基準プレート92がステージ面2aの外側に位置するまで、第2研磨ヘッド移動装置95は研磨ヘッド10および基準プレート92を移動させる。 The flow of the process for matching the inclination of the stage surface 2a with the inclination of the pressing surface 11a will be described below with reference to the flow charts of FIGS. 27 and 28. FIG. In step 1 , the second polishing head moving device 95 moves the polishing head 10 and the reference plate 92 until the reference surface 92 a of the reference plate 92 is positioned below the three sensors 30 . In step 2, the three sensors 30 measure the heights of three points within the reference surface 92a of the reference plate 92, and the processing unit 40 determines the relative positions of the three points and the three sensors 30 as described above. Based on this, the XYZ coordinate system is determined. In step 3, the processing unit 40 resets the sensor 30 to zero. In step 4, the second polishing head moving device 95 moves the polishing head 10 and the reference plate 92 until the reference plate 92 is positioned outside the stage surface 2a.

ステップ5では、3つのセンサ30は、ステージ面2a内の領域(例えば図10のR1参照)内の3点の高さを測定する。ステップ6では、処理部40は、領域内の3点の位置(座標)から該領域の傾きを算出する。ステップ7では、予め定義された複数の領域R1~R8(図10参照)の全ての傾きが算出されるまで、ステップ5とステップ6が繰り返される。ステップ8では、処理部40は、複数の領域R1~R8の傾きの平均を算出し、この傾きの平均をステージ面2aの傾きに指定し、処理部40の記憶装置40aに記憶する。 In step 5, the three sensors 30 measure the height of three points within the area within the stage surface 2a (see R1 in FIG. 10, for example). At step 6, the processing section 40 calculates the inclination of the area from the positions (coordinates) of the three points in the area. In step 7, steps 5 and 6 are repeated until the slopes of all the predefined regions R1 to R8 (see FIG. 10) are calculated. In step 8, the processing section 40 calculates the average of the inclinations of the plurality of regions R1 to R8, designates the average of the inclinations as the inclination of the stage surface 2a, and stores it in the storage device 40a of the processing section 40. FIG.

図28に示すように、ステップ9では、ターゲットプレート71が押圧部材11の押圧面11aに取り付けられる。ステップ10では、センサ30は、ターゲットプレート71上の3点の高さを測定する。ステップ11では、処理部40は、ターゲットプレート71上の3点の位置(座標)に基づいて押圧面11aの傾きを算出する。ステップ12では、ターゲットプレート71が押圧部材11から取り外される。ステップ13では、処理部40は、ステージ面2aの傾きと押圧面11aの傾きとからステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度を算出する。 As shown in FIG. 28 , in step 9 , the target plate 71 is attached to the pressing surface 11 a of the pressing member 11 . At step 10 , sensor 30 measures the height of three points on target plate 71 . At step 11 , the processing section 40 calculates the inclination of the pressing surface 11 a based on the positions (coordinates) of the three points on the target plate 71 . At step 12 , the target plate 71 is removed from the pressing member 11 . At step 13, the processing unit 40 calculates the relative angle between the stage surface 2a and the pressing surface 11a from the inclination of the stage surface 2a and the inclination of the pressing surface 11a.

ステップ14では、センサ30がステージ面2a上の3点の高さを測定しながら、3つのアクチュエータ80が作動して、ステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度が実質的に0となるようにステージ面2aの傾きを調整する。ステップ15では、ブラケット35がセンサ30とともに固定柱36から取り外される。ステップ16では、研磨すべき基板Wは、その中心が基板ステージ2の軸心Lに一致した状態で、ステージ面2a上に置かれる。ステップ17では、基板Wは、真空吸引などによりステージ面2a上に保持され、さらにステージ面2aおよび基板Wは基板ステージ2の軸心Lを中心に回転される。回転する基板Wの中心には、純水などの液体が供給される。ステップ18では、押圧面11aがステージ面2aと平行な状態で、押圧部材11は研磨テープ7を基板Wの周縁部(本実施形態ではトップエッジ部)に押し付け、研磨テープ7は液体の存在下で周縁部を研磨する。 In step 14, while the sensor 30 measures the heights of three points on the stage surface 2a, the three actuators 80 are operated so that the relative angle between the stage surface 2a and the pressing surface 11a is substantially zero. The inclination of the stage surface 2a is adjusted so that In step 15 the bracket 35 is removed from the fixed post 36 together with the sensor 30 . In step 16 , the substrate W to be polished is placed on the stage surface 2 a with its center aligned with the axis L of the substrate stage 2 . In step 17 , the substrate W is held on the stage surface 2 a by vacuum suction or the like, and the stage surface 2 a and the substrate W are rotated about the axis L of the substrate stage 2 . A liquid such as pure water is supplied to the center of the rotating substrate W. As shown in FIG. In step 18, with the pressing surface 11a parallel to the stage surface 2a, the pressing member 11 presses the polishing tape 7 against the peripheral edge portion (the top edge portion in this embodiment) of the substrate W, and the polishing tape 7 is pressed against the liquid. Polish the periphery with

図19に示す、押圧面11aに平行な上面72aを有する突出部72は、図21に示す実施形態にも適用することは可能である。 The protruding portion 72 having the upper surface 72a parallel to the pressing surface 11a shown in FIG. 19 can also be applied to the embodiment shown in FIG.

図29は、基板保持部1に代えて、アクチュエータ80を研磨ヘッド10に連結させた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は、図19に示す構成と同じであるので、その重複する説明を省略する。研磨ヘッド10の全体を傾動させるための3つのアクチュエータ80は、支持部材76を介して設置ブロック48に連結されている。設置ブロック48は、支持部材76に固定されている。3つのアクチュエータ80は支持部材76に傾動可能に連結されている。アクチュエータ80の配置は図22に示す配置と同じであり、各アクチュエータ80の構成は図23に示す構成と同じである。本実施形態では、第1チルト機構60および第2チルト機構69は省略してもよい。 FIG. 29 is a diagram showing an embodiment in which an actuator 80 is connected to the polishing head 10 instead of the substrate holder 1. As shown in FIG. The configuration of this embodiment, which is not particularly described, is the same as the configuration shown in FIG. 19, so redundant description thereof will be omitted. Three actuators 80 for tilting the entire polishing head 10 are connected to the installation block 48 via the support member 76 . The installation block 48 is fixed to the support member 76 . Three actuators 80 are tiltably connected to the support member 76 . The arrangement of the actuators 80 is the same as the arrangement shown in FIG. 22, and the configuration of each actuator 80 is the same as the configuration shown in FIG. In this embodiment, the first tilt mechanism 60 and the second tilt mechanism 69 may be omitted.

3つのアクチュエータ80は動作制御部86に接続されており、これらアクチュエータ80の動作は動作制御部86によって制御される。上述した処理部40は動作制御部86に接続されており、処理部40によって算出されたステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度の情報は動作制御部86に送られる。動作制御部86は、上記算出された相対的角度が実質的に0になるまで、3つのアクチュエータ80を操作して押圧部材11の傾きを調整する。 The three actuators 80 are connected to an operation control section 86, and the operations of these actuators 80 are controlled by the operation control section 86. FIG. The processing section 40 described above is connected to the motion control section 86 , and information on the relative angle between the stage surface 2 a and the pressing surface 11 a calculated by the processing section 40 is sent to the motion control section 86 . The motion control unit 86 operates the three actuators 80 to adjust the inclination of the pressing member 11 until the calculated relative angle becomes substantially zero.

センサ30は突出部72の上面72a上の3点の高さを測定しながら、3つのアクチュエータ80が作動して、ステージ面2aと押圧面11aとの間の相対的角度が実質的に0となるように押圧部材11の押圧面11aの傾きを調整する。本実施形態では、3つのアクチュエータ80は、押圧部材11を含む研磨ヘッド10の全体を傾動させる押圧部材傾動アクチュエータ87を構成する。押圧部材傾動アクチュエータ87は、押圧部材11の押圧面11aの傾きを調整する傾き調整装置を構成する。図24に示す実施形態と同じように、押圧部材傾動アクチュエータ87は、2つのアクチュエータ80および1つのボールジョイント82を備えてもよい。 While the sensor 30 measures the heights of three points on the upper surface 72a of the protruding portion 72, the three actuators 80 are operated so that the relative angle between the stage surface 2a and the pressing surface 11a becomes substantially zero. The inclination of the pressing surface 11a of the pressing member 11 is adjusted so that In this embodiment, the three actuators 80 constitute a pressing member tilting actuator 87 that tilts the entire polishing head 10 including the pressing member 11 . The pressing member tilting actuator 87 constitutes an inclination adjusting device that adjusts the inclination of the pressing surface 11 a of the pressing member 11 . Similar to the embodiment shown in FIG. 24 , the pressing member tilting actuator 87 may comprise two actuators 80 and one ball joint 82 .

図29に示す押圧部材傾動アクチュエータ87は、図2乃至図4を参照して説明した実施形態に適用してもよい。 The pressing member tilting actuator 87 shown in FIG. 29 may be applied to the embodiments described with reference to FIGS.

図30は、研磨装置のさらに他の実施形態を模式的に示す側面図である。本実施形態の研磨装置は、ウェーハなどの基板の表面(表側面または裏側面)を研磨するための装置である。基板保持部111と、この基板保持部111に保持された基板Wの第一の面A1を研磨する研磨ヘッド150とを備えている。研磨ヘッド150は、基板保持部111に保持されている基板Wの上側に配置されている。 FIG. 30 is a side view schematically showing still another embodiment of the polishing apparatus; The polishing apparatus of this embodiment is an apparatus for polishing the surface (front side or back side) of a substrate such as a wafer. A substrate holder 111 and a polishing head 150 for polishing the first surface A1 of the substrate W held by the substrate holder 111 are provided. The polishing head 150 is arranged above the substrate W held by the substrate holding part 111 .

一実施形態では、基板Wの第一の面A1は、デバイスが形成されていない、またはデバイスが形成される予定がない基板Wの裏側面、すなわち非デバイス面である。反対側の面である基板Wの第二の面A2は、デバイスが形成されている、またはデバイスが形成される予定である基板Wの表側面、すなわちデバイス面である。一実施形態では、基板Wの第一の面A1は基板Wの表側面(デバイス面)であり、基板Wの第二の面A2は基板Wの裏側面(非デバイス面)である。非デバイス面である裏側面の例としては、シリコン面が挙げられる。本実施形態では、基板Wは、その第一の面A1が上向きの状態で、基板保持部111に水平に保持される。第一の面A1は、研磨装置で研磨される被研磨面である。 In one embodiment, the first side A1 of the substrate W is the backside or non-device side of the substrate W on which devices are not formed or are not to be formed. The opposite side, the second side A2 of the substrate W, is the front side, or device side, of the substrate W on which the devices are or are to be formed. In one embodiment, the first side A1 of the substrate W is the front side of the substrate W (the device side) and the second side A2 of the substrate W is the back side of the substrate W (the non-device side). An example of the back side, which is the non-device side, is the silicon side. In this embodiment, the substrate W is horizontally held by the substrate holding part 111 with the first surface A1 facing upward. The first surface A1 is a surface to be polished by a polishing device.

基板保持部111は、ベースプレート112の上面に固定されている。基板保持部111は、基板Wの周縁部を把持する複数のチャック114と、これらチャック114を介して基板Wを回転させる環状の中空モータ(チャックモータ)116を備えている。チャック114は、中空モータ116に固定されており、中空モータ116によって基板保持部111の軸心CPを中心に回転される。基板Wは、チャック114によって水平に保持される。複数のチャック114は、基板保持部111の軸心CPの周りに配置されており、基板保持部111の軸心CPから同じ距離に位置している。複数のチャック114によって基板Wが保持されたとき、基板Wの中心点は基板保持部111の軸心CP上にある。 The substrate holding part 111 is fixed to the upper surface of the base plate 112 . The substrate holding unit 111 includes a plurality of chucks 114 that grip the peripheral edge of the substrate W, and an annular hollow motor (chuck motor) 116 that rotates the substrate W via the chucks 114 . The chuck 114 is fixed to a hollow motor 116 and rotated about the axis CP of the substrate holder 111 by the hollow motor 116 . The substrate W is horizontally held by the chuck 114 . The plurality of chucks 114 are arranged around the axis CP of the substrate holder 111 and positioned at the same distance from the axis CP of the substrate holder 111 . When the substrate W is held by the multiple chucks 114 , the center point of the substrate W is on the axis CP of the substrate holder 111 .

基板Wを保持した全てのチャック114は、中空モータ116によって基板保持部111の軸心CP、すなわち基板Wの軸心を中心に一体に回転される。一実施形態では、基板保持部111は、チャック114に代えて、自身の軸心を中心に回転することができる複数のローラーを備えてもよい。複数のローラーを備えた基板保持部111によれば、基板の周縁部はローラーに保持され、各ローラーが自身の軸心を中心に回転することによって、基板はその軸心を中心に回転される。 All the chucks 114 holding the substrate W are integrally rotated about the axis CP of the substrate holder 111 , that is, the axis of the substrate W, by the hollow motor 116 . In one embodiment, the substrate holder 111 may include a plurality of rollers that can rotate about their own axes instead of the chuck 114 . According to the substrate holding part 111 having a plurality of rollers, the periphery of the substrate is held by the rollers, and the substrate is rotated around its own axis by each roller rotating around its own axis. .

基板保持部111に保持された基板Wの上方には、基板Wの第一の面A1にリンス液(例えば純水)を供給するリンス液供給ノズル118が配置されている。このリンス液供給ノズル118は、図示しないリンス液供給源に接続されている。リンス液供給ノズル118は、基板Wの中心を向いて配置されている。リンス液は、リンス液供給ノズル118から基板Wの中心に供給され、遠心力によりリンス液は基板Wの第一の面A1上を広がる。 A rinse liquid supply nozzle 118 that supplies a rinse liquid (for example, pure water) to the first surface A1 of the substrate W is arranged above the substrate W held by the substrate holder 111 . The rinse liquid supply nozzle 118 is connected to a rinse liquid supply source (not shown). The rinse liquid supply nozzle 118 is arranged facing the center of the substrate W. As shown in FIG. The rinse liquid is supplied to the center of the substrate W from the rinse liquid supply nozzle 118, and the rinse liquid spreads over the first surface A1 of the substrate W due to centrifugal force.

研磨ヘッド150はヘッドシャフト120に連結されている。このヘッドシャフト120は、研磨ヘッド150をその軸心HPを中心として回転させるヘッド回転機構122に連結されている。さらに、ヘッドシャフト120には、研磨ヘッド150に下向きの荷重を付与する荷重付与装置としてのエアシリンダ125が連結されている。研磨ヘッド150は、複数の研磨具130を基板Wの第一の面A1に押し付けるための複数の押圧部材155を備えている。研磨ヘッド150はハウジング126を備えており、押圧部材155はハウジング126内に収容されている。複数の研磨具130は研磨ヘッド150に保持されており、研磨具130の裏側は押圧部材155の押圧面155aに接触している。図30では2つの研磨具130および2つの押圧部材155のみが描かれているが、本実施形態では、3つの研磨具130および3つの押圧部材155が設けられている。 A polishing head 150 is connected to the head shaft 120 . The head shaft 120 is connected to a head rotation mechanism 122 that rotates the polishing head 150 about its axis HP. Further, the head shaft 120 is connected with an air cylinder 125 as a load applying device that applies a downward load to the polishing head 150 . The polishing head 150 includes a plurality of pressing members 155 for pressing the plurality of polishing tools 130 against the first surface A1 of the substrate W. As shown in FIG. The polishing head 150 has a housing 126 in which the pressing member 155 is housed. A plurality of polishing tools 130 are held by the polishing head 150 , and the rear sides of the polishing tools 130 are in contact with the pressing surface 155 a of the pressing member 155 . Although only two polishing tools 130 and two pressing members 155 are depicted in FIG. 30, three polishing tools 130 and three pressing members 155 are provided in this embodiment.

図31は、図30に示す研磨ヘッド150の底面図である。研磨具130の下面は、基板Wを研磨する研磨面130aを構成する。研磨面130aは、研磨ヘッド150の半径方向に延びている。研磨具130は研磨ヘッド150の軸心HPまわりに等間隔に配列されている。 31 is a bottom view of the polishing head 150 shown in FIG. 30. FIG. The lower surface of the polishing tool 130 constitutes a polishing surface 130a for polishing the substrate W. As shown in FIG. The polishing surface 130 a extends in the radial direction of the polishing head 150 . The polishing tools 130 are arranged at regular intervals around the axis HP of the polishing head 150 .

図30に戻り、研磨具130は研磨ヘッド150から下方に突出している。研磨ヘッド150がその軸心HPを中心に回転すると、3つの研磨具130も同様に軸心HPを中心に回転する。研磨ヘッド150は、軸心HPを中心に回転しながら研磨具130の研磨面130aを基板Wの第一の面A1に摺接させて、該第一の面A1を研磨する。一実施形態では、研磨ヘッド150は、2つの研磨具130、または4つ以上の研磨具130を保持してもよい。さらに、一実施形態では、研磨ヘッド150は、1つの研磨具130のみを保持してもよい。 Returning to FIG. 30 , the polishing tool 130 protrudes downward from the polishing head 150 . When the polishing head 150 rotates about its axis HP, the three polishing tools 130 likewise rotate about its axis HP. The polishing head 150 polishes the first surface A1 of the substrate W by bringing the polishing surface 130a of the polishing tool 130 into sliding contact with the first surface A1 of the substrate W while rotating about the axis HP. In one embodiment, the polishing head 150 may hold two polishing tools 130, or four or more polishing tools 130. FIG. Further, in one embodiment, polishing head 150 may hold only one polishing tool 130 .

本実施形態では、研磨具130は、砥粒を含んだ研磨層が片面に形成された研磨テープから構成されている。研磨テープの両端は、図示しない2つのリールに保持されており、2つのリールの間を延びる研磨テープの下面(研磨面130a)が押圧部材155の押圧面155aによって基板Wの第一の面A1に押し付けられる。一実施形態では、研磨具130は、スポンジ、不織布、発泡ポリウレタン、または固定砥粒であってもよい。 In this embodiment, the polishing tool 130 is composed of a polishing tape having a polishing layer containing abrasive grains formed on one side thereof. Both ends of the polishing tape are held by two reels (not shown), and the lower surface (polishing surface 130a) of the polishing tape extending between the two reels is pressed against the first surface A1 of the substrate W by the pressing surface 155a of the pressing member 155. pressed against. In one embodiment, the abrasive tool 130 may be a sponge, nonwoven, foamed polyurethane, or fixed abrasive.

基板保持部111の内側には、3つのセンサ30が配置されている。センサ30の構成および配列は、上述した実施形態で説明したセンサ30と同じであるので、その重複する説明を省略する。センサ30は、後述するように、研磨具130の研磨面130aの高さ、および基板保持部111の基板保持面の高さを測定するために設けられている。 Three sensors 30 are arranged inside the substrate holding part 111 . Since the configuration and arrangement of the sensor 30 are the same as those of the sensor 30 described in the above-described embodiment, redundant description thereof will be omitted. The sensor 30 is provided to measure the height of the polishing surface 130a of the polishing tool 130 and the height of the substrate holding surface of the substrate holding part 111, as will be described later.

3つのセンサ30は、ブラケット133に固定されている。ブラケット133はセンサ昇降装置135に固定されており、センサ昇降装置135はベースプレート112に固定されている。3つのセンサ30は、ブラケット133を介してセンサ昇降装置135に連結されている。センサ昇降装置135は3つのセンサ30およびブラケット133を一体に上昇および下降するように構成されている。センサ昇降装置135は、例えば、エアシリンダから構成される。図30は、センサ30およびブラケット133が下降した位置にある状態を示している。センサ30は、処理部40に電気的に接続されており、センサ30の出力信号は処理部40に送られるようになっている。処理部40は、その内部に記憶装置40aと、演算装置40bを備えている。処理部40の詳細な構成および動作は、上述した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。 Three sensors 30 are fixed to bracket 133 . Bracket 133 is fixed to sensor lifting device 135 , and sensor lifting device 135 is fixed to base plate 112 . The three sensors 30 are connected to a sensor lifting device 135 via brackets 133 . The sensor lifting device 135 is configured to integrally lift and lower the three sensors 30 and the bracket 133 . The sensor lifting device 135 is composed of, for example, an air cylinder. FIG. 30 shows the sensor 30 and bracket 133 in the lowered position. The sensor 30 is electrically connected to the processing section 40 and the output signal of the sensor 30 is sent to the processing section 40 . The processing unit 40 includes therein a storage device 40a and an arithmetic device 40b. The detailed configuration and operation of the processing unit 40 are the same as those in the above-described embodiment, so redundant description thereof will be omitted.

ヘッド回転機構122およびエアシリンダ125は、水平に延びる旋回アーム140に固定されている。ヘッドシャフト120および研磨ヘッド150は、旋回アーム140の一端に回転可能に支持されている。旋回アーム140の他端はアーム支持軸141に固定されている。アーム支持軸141は鉛直に延びており、アーム支持軸141の下部はアーム回転機構143に連結されている。アーム回転機構143は、モータおよび減速機構などから構成されており、アーム支持軸141をその軸心SPを中心に所定の角度だけ回転させることが可能に構成されている。アーム回転機構143がアーム支持軸141を回転させると、研磨ヘッド150および旋回アーム140は、アーム支持軸141を中心に旋回する。より具体的には、研磨ヘッド150は、基板Wを研磨するための研磨位置(後述する)と、センサ30の上方位置と、基板保持部111の外側の退避位置との間を移動する。図30は、研磨ヘッド150がセンサ30の上方位置にある状態を示している。 The head rotation mechanism 122 and the air cylinder 125 are fixed to a horizontally extending swivel arm 140 . Head shaft 120 and polishing head 150 are rotatably supported at one end of swivel arm 140 . The other end of the swivel arm 140 is fixed to an arm support shaft 141 . The arm support shaft 141 extends vertically, and the lower portion of the arm support shaft 141 is connected to an arm rotation mechanism 143 . The arm rotation mechanism 143 is composed of a motor, a deceleration mechanism, and the like, and is configured to be able to rotate the arm support shaft 141 about its axis SP by a predetermined angle. When the arm rotation mechanism 143 rotates the arm support shaft 141 , the polishing head 150 and swivel arm 140 swivel about the arm support shaft 141 . More specifically, the polishing head 150 moves between a polishing position (described later) for polishing the substrate W, a position above the sensor 30 , and a retracted position outside the substrate holder 111 . 30 shows the state where the polishing head 150 is positioned above the sensor 30. FIG.

研磨ヘッド150は、基板Wのサイズよりも小さいサイズを有している。研磨ヘッド150の軸心HPは、基板保持部111の軸心CPからずれている。したがって、研磨ヘッド150は、基板保持部111に保持された基板Wに対して偏心している。研磨ヘッド150は、基板保持部111の軸心CP上にある。 The polishing head 150 has a size smaller than the size of the substrate W. As shown in FIG. The axis HP of the polishing head 150 is shifted from the axis CP of the substrate holder 111 . Therefore, the polishing head 150 is eccentric with respect to the substrate W held by the substrate holding part 111 . The polishing head 150 is on the axis CP of the substrate holder 111 .

図30に示すように、研磨装置は、押圧部材155を含む研磨ヘッド150の全体を傾斜させる押圧部材傾動アクチュエータ87を備えている。押圧部材傾動アクチュエータ87は、3つのアクチュエータ80を備えており、各アクチュエータ80は、ボールねじ機構84とサーボモータ85との組み合わせから構成されている。3つのアクチュエータ80は動作制御部86に接続されており、これらアクチュエータ80の動作は動作制御部86によって制御される。上述した処理部40は動作制御部86に接続されており、処理部40によって算出された基板保持部111の基板保持面と押圧部材155の押圧面155aとの間の相対的角度の情報は動作制御部86に送られる。動作制御部86は、上記算出された相対的角度が実質的に0になるまで、3つのアクチュエータ80を操作して押圧部材155の傾きを調整する。 As shown in FIG. 30, the polishing apparatus includes a pressing member tilting actuator 87 that tilts the entire polishing head 150 including the pressing member 155 . The pressing member tilting actuator 87 has three actuators 80 , and each actuator 80 is composed of a combination of a ball screw mechanism 84 and a servomotor 85 . The three actuators 80 are connected to an operation control section 86, and the operations of these actuators 80 are controlled by the operation control section 86. FIG. The processing unit 40 described above is connected to the operation control unit 86, and the information on the relative angle between the substrate holding surface of the substrate holding unit 111 and the pressing surface 155a of the pressing member 155 calculated by the processing unit 40 is It is sent to the control unit 86 . The motion control unit 86 operates the three actuators 80 to adjust the inclination of the pressing member 155 until the calculated relative angle becomes substantially zero.

図22に示す実施形態と同じように、3つのアクチュエータ80は、アーム支持軸141の軸心SPの周りに配列されている。一実施形態では、4つ以上のアクチュエータ80をアーム支持軸141の軸心SPの周りに配列してもよい。さらに一実施形態では、図24に示す実施形態と同じように、押圧部材傾動アクチュエータ87は、アーム支持軸141の軸心SPの周りに配列された2つのアクチュエータ80および1つのボールジョイント82を備えてもよい。 As in the embodiment shown in FIG. 22, the three actuators 80 are arranged around the axis SP of the arm support shaft 141. As shown in FIG. In one embodiment, four or more actuators 80 may be arranged around the axis SP of the arm support shaft 141 . Further, in one embodiment, similar to the embodiment shown in FIG. 24, the pressing member tilting actuator 87 includes two actuators 80 and one ball joint 82 arranged around the axis SP of the arm support shaft 141. may

本実施形態では、押圧部材傾動アクチュエータ87は、ヘッドシャフト120、旋回アーム140、アーム支持軸141、アーム回転機構143、および支持部材76を介して研磨ヘッド150に連結されている。アーム回転機構143は、支持部材76に固定されている。3つのアクチュエータ80は支持部材76に傾動可能に連結されている。 In this embodiment, the pressing member tilting actuator 87 is connected to the polishing head 150 via the head shaft 120 , swivel arm 140 , arm support shaft 141 , arm rotation mechanism 143 and support member 76 . The arm rotation mechanism 143 is fixed to the support member 76 . Three actuators 80 are tiltably connected to the support member 76 .

ブラケット133に保持されたセンサ30と、基板保持部111との相対位置は固定である。一方、研磨ヘッド150の押圧部材155は、センサ30および基板保持部111に対して傾動することが可能に構成されている。 The relative position between the sensor 30 held by the bracket 133 and the substrate holding portion 111 is fixed. On the other hand, the pressing member 155 of the polishing head 150 is configured to be tiltable with respect to the sensor 30 and the substrate holding section 111 .

図32は、研磨ヘッド150が研磨位置にあるときの平面図である。研磨位置にある研磨ヘッド150の下方には静圧支持ステージ170が配置されている。静圧支持ステージ170は、センサ30と同様に、基板保持部111の内側に配置され、センサ30に隣接している。静圧支持ステージ170は、基板保持部111に保持されている基板Wの下側に配置されている。 FIG. 32 is a plan view of the polishing head 150 at the polishing position. A static pressure support stage 170 is arranged below the polishing head 150 at the polishing position. Similar to the sensor 30 , the static pressure support stage 170 is arranged inside the substrate holder 111 and adjacent to the sensor 30 . The static pressure support stage 170 is arranged below the substrate W held by the substrate holder 111 .

図33は、図32に示す静圧支持ステージ170を示す断面図である。研磨ヘッド150は研磨位置にあり、静圧支持ステージ170は、研磨ヘッド150の下方に位置する。この静圧支持ステージ170は、チャック114に保持された基板Wの第二の面A2(第一の面A1とは反対側の面)に流体を接触させて基板Wを流体で支持するように構成されている。静圧支持ステージ170は、チャック114に保持された基板Wの第二の面A2に近接した基板支持面170aを有している。本実施形態の基板支持面170aは円形であるが、四角形または他の形状を有していてもよい。 33 is a sectional view showing the hydrostatic support stage 170 shown in FIG. 32. FIG. The polishing head 150 is in the polishing position, and the hydrostatic support stage 170 is positioned below the polishing head 150 . The hydrostatic support stage 170 is configured to bring a fluid into contact with the second surface A2 (the surface opposite to the first surface A1) of the substrate W held by the chuck 114 so as to support the substrate W with the fluid. It is configured. The hydrostatic support stage 170 has a substrate support surface 170a close to the second surface A2 of the substrate W held by the chuck 114. As shown in FIG. The substrate support surface 170a in this embodiment is circular, but may have a square or other shape.

静圧支持ステージ170は、基板支持面170aに形成された複数の流体排出口172と、複数の流体排出口172にそれぞれ接続された複数の流体供給路174をさらに備えている。流体供給路174は、図示しない流体供給源に接続されている。各流体供給路174を通る流体の流量は、図示しない流量調節弁によって調節されるようになっている。本実施形態では、3つの流体排出口172が設けられている。一実施形態では、複数の流体排出口172は、基板支持面170aの全体に均一に分布する複数の開口部であってもよい。 The hydrostatic support stage 170 further includes a plurality of fluid outlets 172 formed in the substrate support surface 170a and a plurality of fluid supply channels 174 connected to the plurality of fluid outlets 172, respectively. The fluid supply path 174 is connected to a fluid supply source (not shown). The flow rate of fluid passing through each fluid supply path 174 is adjusted by a flow control valve (not shown). In this embodiment, three fluid outlets 172 are provided. In one embodiment, the plurality of fluid outlets 172 may be a plurality of openings evenly distributed across the substrate support surface 170a.

図33に示すように、静圧支持ステージ170は、ステージ昇降機構175に連結されている。ステージ昇降機構175は、ベースプレート112の上面に固定されている。ステージ昇降機構175により静圧支持ステージ170はその基板支持面(上面)170aが基板Wの下面(第二の面A2)に近接した位置に達するまで上昇されるようになっている。静圧支持ステージ170は、基板保持部111に保持されている基板Wの下方に配置され、基板支持面170aは基板Wの第二の面A2から僅かに離れている。 As shown in FIG. 33 , the static pressure support stage 170 is connected to a stage elevating mechanism 175 . The stage lifting mechanism 175 is fixed to the upper surface of the base plate 112 . A stage lifting mechanism 175 lifts the static pressure support stage 170 until its substrate support surface (upper surface) 170a reaches a position close to the lower surface of the substrate W (second surface A2). The static pressure support stage 170 is arranged below the substrate W held by the substrate holding part 111, and the substrate support surface 170a is slightly separated from the second surface A2 of the substrate W. As shown in FIG.

流体(例えば、純水などの液体)は、流体供給路174を通じて複数の流体排出口172に供給され、基板支持面170aと基板Wの第二の面A2との間の空間は流体で満たされる。基板Wは、基板支持面170aと基板Wの第二の面A2との間に存在する流体によって支持される。基板Wと静圧支持ステージ170とは非接触に保たれる。一実施形態では、基板Wと静圧支持ステージ170との間のクリアランスは50μm~500μmとされる。 Fluid (for example, liquid such as pure water) is supplied to the plurality of fluid outlets 172 through the fluid supply path 174, and the space between the substrate supporting surface 170a and the second surface A2 of the substrate W is filled with the fluid. . The substrate W is supported by fluid present between the substrate support surface 170a and the substrate W second surface A2. The substrate W and the hydrostatic support stage 170 are kept out of contact. In one embodiment, the clearance between the substrate W and the hydrostatic support stage 170 is between 50 μm and 500 μm.

静圧支持ステージ170は、流体を介して基板Wの第二の面A2を非接触に支持することができる。したがって、基板Wの第二の面A2にデバイスが形成されている場合には、静圧支持ステージ170は、デバイスを破壊することなく基板Wを支持することができる。静圧支持ステージ170に使用される流体としては、非圧縮性流体である純水などの液体、または空気や窒素などの圧縮性流体である気体を用いてもよい。純水が使用される場合、流体供給路174に接続される流体供給源として、研磨装置が設置されている工場に設置された純水供給ラインを使用することができる。 The hydrostatic support stage 170 can support the second surface A2 of the substrate W in a non-contact manner via fluid. Therefore, when devices are formed on the second surface A2 of the substrate W, the hydrostatic support stage 170 can support the substrate W without destroying the devices. As the fluid used for the static pressure support stage 170, a liquid such as pure water, which is an incompressible fluid, or a gas, which is a compressible fluid such as air or nitrogen, may be used. When pure water is used, a pure water supply line installed in the factory where the polishing apparatus is installed can be used as the fluid supply source connected to the fluid supply path 174 .

研磨ヘッド150の下面と静圧支持ステージ170の基板支持面170aは、同心状に配置される。さらに、研磨ヘッド150の下面と静圧支持ステージ170の基板支持面170aは、基板Wに関して対称的に配置される。すなわち、研磨ヘッド150の下面と静圧支持ステージ170の基板支持面170aは基板Wを挟むように配置されており、研磨ヘッド150から基板Wに加えられる荷重は、研磨ヘッド150の真下から静圧支持ステージ170によって支持される。したがって、研磨ヘッド150は、大きな荷重を基板Wの第一の面A1に加えることができる。 The lower surface of the polishing head 150 and the substrate support surface 170a of the hydrostatic support stage 170 are arranged concentrically. Furthermore, the lower surface of the polishing head 150 and the substrate support surface 170a of the hydrostatic support stage 170 are arranged symmetrically with respect to the substrate W. As shown in FIG. That is, the lower surface of the polishing head 150 and the substrate support surface 170a of the static pressure support stage 170 are arranged so as to sandwich the substrate W, and the load applied to the substrate W from the polishing head 150 is the static pressure from directly below the polishing head 150. It is supported by support stage 170 . Therefore, the polishing head 150 can apply a large load to the first surface A1 of the substrate W. FIG.

次に、研磨装置の動作について説明する。研磨される基板Wは、搬送ロボット(図示せず)により基板保持部111に渡される。基板Wは、第一の面A1が上向きの状態で、基板保持部111のチャック114により把持され、さらに中空モータ116により基板Wの軸心を中心に回転される。流体(例えば、純水などの液体)は、流体供給路174を通じて複数の流体排出口172に供給され、静圧支持ステージ170の基板支持面170aと基板Wの第二の面A2との間の空間は流体で満たされる。基板Wは、基板支持面170aと基板Wの第二の面A2との間を流れる流体によって支持される。 Next, the operation of the polishing apparatus will be explained. A substrate W to be polished is transferred to the substrate holder 111 by a transfer robot (not shown). The substrate W is gripped by the chuck 114 of the substrate holding part 111 with the first surface A1 facing upward, and further rotated about the axis of the substrate W by the hollow motor 116 . A fluid (for example, a liquid such as pure water) is supplied to a plurality of fluid discharge ports 172 through a fluid supply path 174, and flows between the substrate support surface 170a of the hydrostatic support stage 170 and the second surface A2 of the substrate W. The space is filled with fluid. The substrate W is supported by a fluid flowing between the substrate support surface 170a and the substrate W second surface A2.

リンス液供給ノズル118は、リンス液を基板Wの中心に供給し、リンス液は遠心力により基板Wの第一の面A1上を広がる。ヘッド回転機構122は、研磨ヘッド150をその軸心HPを中心に回転させる。そして、エアシリンダ125は、回転する研磨ヘッド150を基板Wの第一の面A1に向かって移動させ、押圧部材155の押圧面155aは研磨具130の研磨面130aを基板Wの第一の面A1に押し付ける。リンス液が基板Wの第一の面A1上に存在する状態で、研磨具130は、基板Wの第一の面A1に摺接され、第一の面A1を研磨する。 The rinse liquid supply nozzle 118 supplies the rinse liquid to the center of the substrate W, and the rinse liquid spreads over the first surface A1 of the substrate W due to centrifugal force. The head rotation mechanism 122 rotates the polishing head 150 around its axis HP. The air cylinder 125 moves the rotating polishing head 150 toward the first surface A1 of the substrate W, and the pressing surface 155a of the pressing member 155 presses the polishing surface 130a of the polishing tool 130 against the first surface of the substrate W. Press against A1. While the rinse liquid is present on the first surface A1 of the substrate W, the polishing tool 130 is brought into sliding contact with the first surface A1 of the substrate W to polish the first surface A1.

先に述べた実施形態と同じように、基板Wの研磨の前に、押圧部材155の押圧面155aが、基板保持部111の基板保持面と平行になるように、押圧部材傾動アクチュエータ87により押圧面155aの傾きが調整される。より具体的には、センサ30は、基板保持部111の基板保持面上の3点の高さ、および押圧部材155の押圧面155a上の3点の高さを測定し、処理部40は、基板保持部111の基板保持面の傾き、および押圧部材155の押圧面155aの傾きを算出し、さらに基板保持部111の基板保持面の傾きと押圧部材155の押圧面155aの傾きに基づいて、基板保持部111の基板保持面と押圧面155aとの相対的角度を算出する。処理部40は、算出した相対的角度を動作制御部86に送信する。そして、動作制御部86は、押圧部材傾動アクチュエータ87に指令を発して、相対的角度が実質的に0となるように押圧部材傾動アクチュエータ87を作動させ、押圧部材155を含む研磨ヘッド150の傾きを調整する。 As in the previous embodiment, before polishing the substrate W, the pressing member tilting actuator 87 presses the pressing surface 155a of the pressing member 155 so that it is parallel to the substrate holding surface of the substrate holding part 111. The inclination of the surface 155a is adjusted. More specifically, the sensor 30 measures the heights of three points on the substrate holding surface of the substrate holding part 111 and the heights of three points on the pressing surface 155a of the pressing member 155, and the processing part 40 The inclination of the substrate holding surface of the substrate holding part 111 and the inclination of the pressing surface 155a of the pressing member 155 are calculated, and based on the inclination of the substrate holding surface of the substrate holding part 111 and the inclination of the pressing surface 155a of the pressing member 155, A relative angle between the substrate holding surface of the substrate holding part 111 and the pressing surface 155a is calculated. The processing unit 40 transmits the calculated relative angle to the motion control unit 86 . Then, the operation control unit 86 issues a command to the pressing member tilting actuator 87 to operate the pressing member tilting actuator 87 so that the relative angle becomes substantially 0, thereby tilting the polishing head 150 including the pressing member 155. to adjust.

ここで、基板保持部111の基板保持面について、図34(a)および図34(b)を参照して説明する。基板Wは、基板保持部111の基板保持面上に保持される。この基板保持部111の基板保持面は、基板保持部111に保持されているときの基板Wの傾き(姿勢)を決定する基板保持部111の複数の基板接触点によって形成される平面である。図34(a)に示す実施形態では、基板Wの傾きは、複数のチャック114の基板接触点114aによって決定される。したがって、図34(b)に示すように、基板保持部111の基板保持面は、複数のチャック114の複数の基板接触点114aを含む平面(想像面)である。図2乃至図4に示す上述した実施形態では、基板保持部1の基板保持面は、基板ステージ2のステージ面2aである。 Here, the substrate holding surface of the substrate holding part 111 will be described with reference to FIGS. 34(a) and 34(b). The substrate W is held on the substrate holding surface of the substrate holding part 111 . The substrate holding surface of the substrate holding portion 111 is a plane formed by a plurality of substrate contact points of the substrate holding portion 111 that determine the inclination (orientation) of the substrate W when held by the substrate holding portion 111 . In the embodiment shown in FIG. 34( a ), the tilt of the substrate W is determined by substrate contact points 114 a of multiple chucks 114 . Therefore, as shown in FIG. 34B, the substrate holding surface of the substrate holding part 111 is a plane (imaginary plane) including the plurality of substrate contact points 114 a of the plurality of chucks 114 . In the above-described embodiments shown in FIGS. 2 to 4, the substrate holding surface of the substrate holding part 1 is the stage surface 2a of the substrate stage 2. As shown in FIG.

基板保持面上の3点の高さは次のようにしてセンサ30によって測定される。図35に示すように、アーム回転機構143は、研磨ヘッド150を基板保持部111の外側の退避位置に移動させる。次いで、研磨される基板Wを模したダミー基板160を複数のチャック114に保持させる。ダミー基板160は、基板Wと同じ形状および同じ大きさの外縁を有したダミー構造体であり、平坦面160aを有する。ノッチまたはオリエンテーションフラットなどの切り欠きは、ダミー基板160には形成されていなくてもよい。ダミー基板160は、金属、または硬質の樹脂から形成されてもよく、または研磨される基板Wと同じ形状および同じ大きさの他の基板であってもよい。 The heights of three points on the substrate holding surface are measured by the sensor 30 as follows. As shown in FIG. 35, the arm rotation mechanism 143 moves the polishing head 150 to the retracted position outside the substrate holder 111 . Next, a plurality of chucks 114 hold a dummy substrate 160 imitating the substrate W to be polished. The dummy substrate 160 is a dummy structure having an outer edge of the same shape and size as the substrate W, and has a flat surface 160a. Cutouts such as notches or orientation flats may not be formed in the dummy substrate 160 . The dummy substrate 160 may be made of metal or hard resin, or may be another substrate having the same shape and size as the substrate W to be polished.

ダミー基板160の周縁部は、複数のチャック114の複数の基板接触点114aによって支持される。ダミー基板160の下面は平坦面160aであり、この平坦面160aは、複数の基板接触点114aを含む基板保持面に一致する。 A peripheral edge of the dummy substrate 160 is supported by a plurality of substrate contact points 114 a of a plurality of chucks 114 . The lower surface of the dummy substrate 160 is a planar surface 160a that conforms to a substrate holding surface that includes a plurality of substrate contact points 114a.

図36に示すように、センサ昇降装置135は、3つのセンサ30を所定の測定位置まで上昇させる。3つのセンサ30は、ダミー基板160の平坦面160a、すなわち基板保持面上の3点の高さを測定する。これら3つの点の位置は、3つのセンサ30の位置に対応する。3つのセンサ30は、測定された高さをそれぞれ示す3つの出力信号を処理部40に送る。処理部40は、受信した3つの出力信号と、3つのセンサ30の相対位置から基板保持面上の3つの点の位置を特定する。処理部40は、基板保持面上の3点の位置(座標)に基づいて基板保持面の傾きを算出する。算出された基板保持面の傾きは、処理部40の記憶装置40aに記憶される。基板保持面上の3点の高さが測定された後、ダミー基板160は基板保持部111から取り除かれる。 As shown in FIG. 36, the sensor lifting device 135 lifts the three sensors 30 to predetermined measurement positions. The three sensors 30 measure the heights of three points on the flat surface 160a of the dummy substrate 160, that is, the substrate holding surface. The positions of these three points correspond to the positions of the three sensors 30. FIG. The three sensors 30 send three output signals to the processing unit 40, each indicative of the measured height. The processing unit 40 identifies the positions of the three points on the substrate holding surface from the received three output signals and the relative positions of the three sensors 30 . The processing unit 40 calculates the inclination of the substrate holding surface based on the positions (coordinates) of the three points on the substrate holding surface. The calculated inclination of the substrate holding surface is stored in the storage device 40 a of the processing section 40 . After measuring the heights of the three points on the substrate holding surface, the dummy substrate 160 is removed from the substrate holding portion 111 .

基板保持面の傾きは、先に述べた実施形態でのステージ面2aの傾きの測定と同様にして算出される。処理部40は、3つのセンサ30のゼロリセットを実行してもよい。すなわち、3つのセンサ30によって得られたダミー基板160の平坦面160a(すなわち基板保持面)上の3点の高さの測定値は、0にリセットされてもよい。 The inclination of the substrate holding surface is calculated in the same manner as the measurement of the inclination of the stage surface 2a in the above-described embodiment. The processing unit 40 may perform a zero reset of the three sensors 30 . That is, the height measurements at three points on the flat surface 160a (ie, substrate holding surface) of the dummy substrate 160 obtained by the three sensors 30 may be reset to zero.

先に述べた実施形態と同じように、基板保持面上の3点の高さは、ダミー基板160の平坦面160a内の複数の領域で測定してもよい。具体的には、ダミー基板160を基板保持部111で間欠的に回転させながら、基板保持面上の3点の高さを、ダミー基板160の平坦面160a内の複数の領域で測定し、これら複数の領域でのダミー基板160の平坦面160aの傾きを算出し、該算出された複数の領域の傾きの平均を算出し、該算出された平均が基板保持面の傾きに決定される。ダミー基板160の平坦面160a内の複数の領域は、平坦面160aの中心(すなわち、基板保持面の中心)の周りに等間隔で配列されていることが好ましい。 The heights of the three points on the substrate holding surface may be measured at multiple regions within the flat surface 160a of the dummy substrate 160, as in the previously described embodiment. Specifically, while the dummy substrate 160 is intermittently rotated by the substrate holding part 111, the heights of three points on the substrate holding surface are measured in a plurality of regions within the flat surface 160a of the dummy substrate 160, and these The inclinations of the flat surface 160a of the dummy substrate 160 in a plurality of areas are calculated, the average of the calculated inclinations of the plurality of areas is calculated, and the calculated average is determined as the inclination of the substrate holding surface. The plurality of regions in the flat surface 160a of the dummy substrate 160 are preferably arranged around the center of the flat surface 160a (that is, the center of the substrate holding surface) at equal intervals.

次に、研磨具130の研磨面(下面)130aの高さがセンサ30によって測定される。図37は、センサ30が研磨具130の研磨面(下面)130aの高さを測定している状態を示す図である。アーム回転機構143は、研磨ヘッド150を3つのセンサ30の上方位置に移動させる。次いで、センサ30は、センサ昇降装置135によって所定の測定位置まで上昇され、3つのセンサ30は3つの研磨具130の研磨面130a上の3点の高さをそれぞれ測定する。研磨具130の裏側は、押圧部材155の押圧面155aによって支持されているので、研磨具130の研磨面130aは、押圧部材155の押圧面155aと平行である。3つのセンサ30は、3つの研磨具130の研磨面130a上の3つの点の高さをそれぞれ測定し、測定された高さをそれぞれ示す3つの出力信号を処理部40に送る。 Next, the sensor 30 measures the height of the polishing surface (lower surface) 130 a of the polishing tool 130 . FIG. 37 shows a state in which the sensor 30 measures the height of the polishing surface (lower surface) 130a of the polishing tool 130. FIG. The arm rotation mechanism 143 moves the polishing head 150 to a position above the three sensors 30 . Next, the sensor 30 is lifted to a predetermined measurement position by the sensor lifting device 135, and the three sensors 30 measure the heights of three points on the polishing surfaces 130a of the three polishing tools 130, respectively. Since the back side of the polishing tool 130 is supported by the pressing surface 155 a of the pressing member 155 , the polishing surface 130 a of the polishing tool 130 is parallel to the pressing surface 155 a of the pressing member 155 . The three sensors 30 respectively measure the heights of three points on the polishing surface 130a of the three polishing tools 130 and send three output signals respectively indicating the measured heights to the processing section 40. FIG.

処理部40は、受信した3つの出力信号と、3つのセンサ30の相対位置から、上述した実施形態と同じように、3つの研磨具130の研磨面130aの傾きを算出する。3つの研磨具130の研磨面130aの傾きは、3つの押圧部材155の押圧面155aの傾きに相当する。 The processing unit 40 calculates the inclinations of the polishing surfaces 130a of the three polishing tools 130 from the received three output signals and the relative positions of the three sensors 30, as in the above-described embodiment. The inclinations of the polishing surfaces 130 a of the three polishing tools 130 correspond to the inclinations of the pressing surfaces 155 a of the three pressing members 155 .

次に、処理部40は、基板保持部111の基板保持面の傾きと、研磨具130の研磨面130aの傾き(すなわち押圧部材155の押圧面155aの傾き)に基づいて、基板保持部111の基板保持面と押圧部材155の押圧面155aとの相対的角度を算出する。処理部40は、算出した相対的角度を動作制御部86に送信する。そして、動作制御部86は、押圧部材傾動アクチュエータ87に指令を発して、相対的角度が実質的に0となるように押圧部材傾動アクチュエータ87を作動させ、押圧部材155を含む研磨ヘッド150の傾きを調整する。傾きが調整された研磨ヘッド150によって保持された研磨具130の研磨面130aは、基板保持部111の基板保持面と実質的に平行である。 Next, based on the inclination of the substrate holding surface of the substrate holding part 111 and the inclination of the polishing surface 130a of the polishing tool 130 (that is, the inclination of the pressing surface 155a of the pressing member 155), the processing part 40 adjusts the substrate holding part 111. A relative angle between the substrate holding surface and the pressing surface 155a of the pressing member 155 is calculated. The processing unit 40 transmits the calculated relative angle to the motion control unit 86 . Then, the operation control unit 86 issues a command to the pressing member tilting actuator 87 to operate the pressing member tilting actuator 87 so that the relative angle becomes substantially 0, thereby tilting the polishing head 150 including the pressing member 155. to adjust. A polishing surface 130 a of the polishing tool 130 held by the tilt-adjusted polishing head 150 is substantially parallel to the substrate holding surface of the substrate holding part 111 .

次に、アーム回転機構143は、再度、研磨ヘッド150を基板保持部111の外側の退避位置に移動させる。基板Wは、基板保持部111のチャック114により把持され、さらに中空モータ116により基板Wの軸心を中心に回転される。アーム回転機構143は、研磨ヘッド150を静圧支持ステージ170の上方の研磨位置に移動させる。流体(例えば、純水などの液体)は、流体供給路174を通じて複数の流体排出口172に供給され、静圧支持ステージ170の基板支持面170aと基板Wの第二の面A2との間の空間は流体で満たされる。基板Wは、基板支持面170aと基板Wの第二の面A2との間を流れる流体によって支持される。 Next, the arm rotation mechanism 143 moves the polishing head 150 to the retracted position outside the substrate holder 111 again. The substrate W is gripped by the chuck 114 of the substrate holding unit 111 and rotated around the axis of the substrate W by the hollow motor 116 . The arm rotation mechanism 143 moves the polishing head 150 to a polishing position above the hydrostatic support stage 170 . A fluid (for example, a liquid such as pure water) is supplied to a plurality of fluid discharge ports 172 through a fluid supply path 174, and flows between the substrate support surface 170a of the hydrostatic support stage 170 and the second surface A2 of the substrate W. The space is filled with fluid. The substrate W is supported by a fluid flowing between the substrate support surface 170a and the substrate W second surface A2.

リンス液供給ノズル118は、リンス液を基板Wの中心に供給し、リンス液は遠心力により基板Wの第一の面A1上を広がる。ヘッド回転機構122は、研磨ヘッド150をその軸心HPを中心に回転させる。そして、エアシリンダ125は、回転する研磨ヘッド150を基板Wの第一の面A1に向かって移動させ、押圧部材155の押圧面155aは研磨具130の研磨面130aを基板Wの第一の面A1に押し付ける。リンス液が基板Wの第一の面A1上に存在する状態で、研磨具130は、基板Wの第一の面A1に摺接され、第一の面A1を研磨する。 The rinse liquid supply nozzle 118 supplies the rinse liquid to the center of the substrate W, and the rinse liquid spreads over the first surface A1 of the substrate W due to centrifugal force. The head rotation mechanism 122 rotates the polishing head 150 around its axis HP. The air cylinder 125 moves the rotating polishing head 150 toward the first surface A1 of the substrate W, and the pressing surface 155a of the pressing member 155 presses the polishing surface 130a of the polishing tool 130 against the first surface of the substrate W. Press against A1. While the rinse liquid is present on the first surface A1 of the substrate W, the polishing tool 130 is brought into sliding contact with the first surface A1 of the substrate W to polish the first surface A1.

本実施形態によれば、研磨具130の研磨面130aは、基板保持部111の基板保持面と実質的に平行である。したがって、研磨具130の研磨面130aは、基板Wの第一の面A1と実質的に平行な状態で、基板Wの第一の面A1に摺接される。 According to this embodiment, the polishing surface 130 a of the polishing tool 130 is substantially parallel to the substrate holding surface of the substrate holding part 111 . Therefore, the polishing surface 130a of the polishing tool 130 is brought into sliding contact with the first surface A1 of the substrate W while being substantially parallel to the first surface A1 of the substrate W. As shown in FIG.

研磨具130の研磨面130aの傾きは、押圧部材155の押圧面155aの傾きに相当する。したがって、研磨具130の研磨面130a上の3点の高さから押圧部材155の押圧面155aの傾きを上述のように算出することは可能である。一実施形態では、図38に示すように、研磨ヘッド150の底部にセンサターゲット治具180を取り付け、研磨具130の研磨面130a上の3点の高さに代えて、センサターゲット治具180の平坦面180a上の3点の高さから押圧部材155の押圧面155aの傾きを算出してもよい。 The inclination of the polishing surface 130 a of the polishing tool 130 corresponds to the inclination of the pressing surface 155 a of the pressing member 155 . Therefore, it is possible to calculate the inclination of the pressing surface 155a of the pressing member 155 from the heights of three points on the polishing surface 130a of the polishing tool 130 as described above. In one embodiment, as shown in FIG. 38, a sensor target jig 180 is attached to the bottom of the polishing head 150, and instead of the height of the three points on the polishing surface 130a of the polishing tool 130, the sensor target jig 180 The inclination of the pressing surface 155a of the pressing member 155 may be calculated from the heights of three points on the flat surface 180a.

図38に示すセンサターゲット治具180は、着脱可能に研磨ヘッド150の底部に取り付けられる。センサターゲット治具180の下面は平坦面180aを構成しており、平坦面180aは押圧部材155の押圧面155aと平行である。センサターゲット治具180は、3つの研磨具130の研磨具130aの全体を覆う底壁181と、底壁181の縁に接続された周壁182を有する。周壁182は底壁181から上方に延び、研磨ヘッド150の側面を囲んでいる。周壁182の内面は、研磨ヘッド150の側面と実質的に同じ形状および同じ大きさを有しており、研磨ヘッド150の側面は周壁182の内面に嵌合する。底壁181の下面は、押圧部材155の押圧面155aと平行な平坦面180aである。センサターゲット治具180は、金属、硬質の樹脂などから構成することができる。 A sensor target jig 180 shown in FIG. 38 is detachably attached to the bottom of the polishing head 150 . The lower surface of the sensor target jig 180 constitutes a flat surface 180 a that is parallel to the pressing surface 155 a of the pressing member 155 . The sensor target jig 180 has a bottom wall 181 covering the entirety of the polishing tools 130 a of the three polishing tools 130 and a peripheral wall 182 connected to the edge of the bottom wall 181 . A peripheral wall 182 extends upward from the bottom wall 181 and surrounds the sides of the polishing head 150 . The inner surface of the peripheral wall 182 has substantially the same shape and size as the side surface of the polishing head 150 , and the side surface of the polishing head 150 fits into the inner surface of the peripheral wall 182 . A lower surface of the bottom wall 181 is a flat surface 180 a parallel to the pressing surface 155 a of the pressing member 155 . The sensor target jig 180 can be made of metal, hard resin, or the like.

図39(a)は、センサターゲット治具180を研磨ヘッド150に着脱可能に取り付けるための締結機構の一例を示す図であり、図39(b)は、締結機構の他の例を示す図である。図39(a)に示す例では、センサターゲット治具180の周壁182には貫通穴182aが形成されている。研磨ヘッド150の側面にはねじ穴184が形成されている。ねじ185は、センサターゲット治具180の貫通孔182aを通って研磨ヘッド150のねじ穴184にねじ込まれ、これによってセンサターゲット治具180は研磨ヘッド150に固定される。ねじ185を研磨ヘッド150から取り外すことにより、センサターゲット治具180を研磨ヘッド150から取り外すことができる。図39(a)に示す例では、センサターゲット治具180を研磨ヘッド150に着脱可能に取り付けるための締結機構は、貫通穴182a、ねじ185、およびねじ穴184から構成される。 FIG. 39(a) is a diagram showing an example of a fastening mechanism for detachably attaching the sensor target jig 180 to the polishing head 150, and FIG. 39(b) is a diagram showing another example of the fastening mechanism. be. In the example shown in FIG. 39( a ), a through hole 182 a is formed in the peripheral wall 182 of the sensor target jig 180 . A screw hole 184 is formed in the side surface of the polishing head 150 . The screw 185 is screwed into the threaded hole 184 of the polishing head 150 through the through hole 182 a of the sensor target jig 180 , thereby fixing the sensor target jig 180 to the polishing head 150 . The sensor target fixture 180 can be removed from the polishing head 150 by removing the screw 185 from the polishing head 150 . In the example shown in FIG. 39( a ), the fastening mechanism for detachably attaching the sensor target jig 180 to the polishing head 150 is composed of through holes 182 a , screws 185 and threaded holes 184 .

図39(b)に示す例では、研磨ヘッド150の底面に磁石187が固定されており、センサターゲット治具180の底壁181の上面にも磁石188が固定されている。研磨ヘッド150の側面をセンサターゲット治具180の周壁182の内面に嵌合させると、研磨ヘッド150上の磁石187は、センサターゲット治具180上の磁石188を引き寄せ、これによってセンサターゲット治具180は研磨ヘッド150に固定される。図39(b)に示す例では、センサターゲット治具180を研磨ヘッド150に着脱可能に取り付けるための締結機構は、研磨ヘッド150に固定された磁石187、およびセンサターゲット治具180に固定された磁石188から構成される。センサターゲット治具180が磁性材料から構成されている場合は、センサターゲット治具180に固定された磁石188を省略してもよい。この場合、締結機構は、研磨ヘッド150に固定された磁石187から構成される。 In the example shown in FIG. 39( b ), a magnet 187 is fixed to the bottom surface of the polishing head 150 and a magnet 188 is also fixed to the top surface of the bottom wall 181 of the sensor target jig 180 . When the sides of the polishing head 150 are fitted to the inner surface of the peripheral wall 182 of the sensor target jig 180, the magnets 187 on the polishing head 150 attract the magnets 188 on the sensor target jig 180, thereby causing the sensor target jig 180 to move. are fixed to the polishing head 150 . In the example shown in FIG. 39(b), the fastening mechanism for detachably attaching the sensor target jig 180 to the polishing head 150 consists of a magnet 187 fixed to the polishing head 150 and a magnet 187 fixed to the sensor target jig 180. Consists of a magnet 188 . If the sensor target jig 180 is made of a magnetic material, the magnet 188 fixed to the sensor target jig 180 may be omitted. In this case, the fastening mechanism consists of a magnet 187 fixed to the polishing head 150 .

締結機構は、図39(a)および図39(b)に示す例に限定されない。例えば、締結機構は、パチン錠などのラッチから構成してもよい。図39(b)に示す磁石187または磁石188のいずれか一方は磁性材料に置き換えてもよい。 The fastening mechanism is not limited to the examples shown in FIGS. 39(a) and 39(b). For example, the fastening mechanism may consist of a latch, such as a snap lock. Either magnet 187 or magnet 188 shown in FIG. 39(b) may be replaced with a magnetic material.

図40は、センサ30によってセンサターゲット治具180の平坦面180a上の3点の高さを測定しているときの状態を示す図である。センサ昇降装置135は、3つのセンサ30を所定の測定位置まで上昇させる。3つのセンサ30は、センサターゲット治具180の平坦面180a上の3点の高さを測定する。これら3つの点の位置は、3つのセンサ30の位置に対応する。3つのセンサ30は、測定された高さをそれぞれ示す3つの出力信号を処理部40に送る。 FIG. 40 is a diagram showing a state in which the sensor 30 measures the heights of three points on the flat surface 180a of the sensor target jig 180. FIG. The sensor lifting device 135 lifts the three sensors 30 to predetermined measurement positions. The three sensors 30 measure the height of three points on the flat surface 180a of the sensor target jig 180. FIG. The positions of these three points correspond to the positions of the three sensors 30. FIG. The three sensors 30 send three output signals to the processing unit 40, each indicative of the measured height.

処理部40は、受信した3つの出力信号と、3つのセンサ30の相対位置からセンサターゲット治具180の平坦面180a上の3つの点の位置を特定する。処理部40は、センサターゲット治具180の平坦面180a上の3点の位置(座標)に基づいてセンサターゲット治具180の平坦面180aの傾きを算出する。センサターゲット治具180の平坦面180aの傾きは、押圧部材155の押圧面155aに対応する。算出されたセンサターゲット治具180の平坦面180aの傾き、すなわち押圧部材155の押圧面155aの傾きは、処理部40の記憶装置40aに記憶される。センサターゲット治具180の平坦面180a上の3つの点の高さが測定された後、センサターゲット治具180は研磨ヘッド150から取り除かれる。 The processing unit 40 identifies the positions of three points on the flat surface 180a of the sensor target jig 180 from the received three output signals and the relative positions of the three sensors 30 . The processing unit 40 calculates the inclination of the flat surface 180 a of the sensor target jig 180 based on the positions (coordinates) of the three points on the flat surface 180 a of the sensor target jig 180 . The inclination of the flat surface 180 a of the sensor target jig 180 corresponds to the pressing surface 155 a of the pressing member 155 . The calculated inclination of the flat surface 180 a of the sensor target jig 180 , that is, the inclination of the pressing surface 155 a of the pressing member 155 is stored in the storage device 40 a of the processing unit 40 . After measuring the heights of the three points on the flat surface 180 a of the sensor target jig 180 , the sensor target jig 180 is removed from the polishing head 150 .

図30乃至図40を参照して説明した実施形態では、押圧部材155を含む研磨ヘッド150の全体を傾動させるために、押圧部材傾動アクチュエータ87が設けられている。一実施形態では、図41に示すように、押圧部材傾動アクチュエータ87に代えて、基板保持部111の全体を傾動させる基板保持面傾動アクチュエータ81を設けてもよい。基板保持面傾動アクチュエータ81の構成は、図22乃至図24を参照して説明した基板保持面傾動アクチュエータ81と同じであるので、その重複する説明を省略する。基板保持面傾動アクチュエータ81の3つのアクチュエータ80は、ベースプレート112に傾動可能に連結されている。3つのアクチュエータ80は、基板保持部111の軸心CPの周りに配列されている。 In the embodiment described with reference to FIGS. 30 to 40, a pressing member tilting actuator 87 is provided to tilt the entire polishing head 150 including the pressing member 155 . In one embodiment, as shown in FIG. 41, instead of the pressing member tilting actuator 87, a substrate holding surface tilting actuator 81 that tilts the entire substrate holding part 111 may be provided. The structure of the substrate holding surface tilting actuator 81 is the same as that of the substrate holding surface tilting actuator 81 described with reference to FIGS. 22 to 24, so redundant description thereof is omitted. The three actuators 80 of the substrate holding surface tilting actuator 81 are connected to the base plate 112 so as to be tiltable. The three actuators 80 are arranged around the axis CP of the substrate holder 111 .

センサ30を支持しているセンサ昇降装置135は、ベースプレート112には固定されておらず、基板保持部111とは接触していない。本実施形態では、センサ昇降装置135は、ベースプレート112に形成された孔を貫通して延びる設置台190に固定されており、この設置台190は設置面191に固定されている。基板保持部111の全体は、センサ30およびセンサ昇降装置135とは独立して傾動される。すなわち、基板保持部111の全体は基板保持面傾動アクチュエータ81により傾動可能であり、その一方でセンサ30およびセンサ昇降装置135の姿勢は不変である。 The sensor lifting device 135 supporting the sensor 30 is not fixed to the base plate 112 and is not in contact with the substrate holder 111 . In this embodiment, the sensor lifting device 135 is fixed to a mounting base 190 extending through a hole formed in the base plate 112 , and the mounting base 190 is fixed to a mounting surface 191 . The entire substrate holding part 111 is tilted independently of the sensor 30 and the sensor lifting device 135 . That is, the entire substrate holding part 111 can be tilted by the substrate holding surface tilting actuator 81, while the postures of the sensor 30 and the sensor lifting device 135 remain unchanged.

基板Wの研磨の前に、基板保持部111の基板保持面が、押圧部材155の押圧面155aと平行になるように、基板保持面傾動アクチュエータ81により基板保持部111の傾きが調整される。より具体的には、センサ30は、基板保持部111の基板保持面の高さ、および押圧部材155の押圧面155aの高さを測定し、処理部40は、基板保持部111の基板保持面の傾き、および押圧部材155の押圧面155aの傾きを算出し、さらに基板保持部111の基板保持面の傾きと押圧部材155の押圧面155aの傾きに基づいて、基板保持部111の基板保持面と押圧面155aとの相対的角度を算出する。処理部40は、算出した相対的角度を動作制御部86に送信する。そして、動作制御部86は、基板保持面傾動アクチュエータ81に指令を発して、相対的角度が実質的に0となるように基板保持面傾動アクチュエータ81を作動させ、基板保持部111の傾きを調整する。傾きが調整された基板保持部111の基板保持面は、研磨ヘッド150に保持された研磨具130の研磨面130aと平行である。 Before polishing the substrate W, the inclination of the substrate holding part 111 is adjusted by the substrate holding surface tilting actuator 81 so that the substrate holding surface of the substrate holding part 111 is parallel to the pressing surface 155 a of the pressing member 155 . More specifically, the sensor 30 measures the height of the substrate holding surface of the substrate holding part 111 and the height of the pressing surface 155a of the pressing member 155, and the processing part 40 measures the substrate holding surface of the substrate holding part 111. and the inclination of the pressing surface 155a of the pressing member 155 are calculated. and the pressing surface 155a. The processing unit 40 transmits the calculated relative angle to the motion control unit 86 . Then, the motion control unit 86 issues a command to the substrate holding surface tilting actuator 81 to operate the substrate holding surface tilting actuator 81 so that the relative angle becomes substantially zero, thereby adjusting the inclination of the substrate holding unit 111. do. The substrate holding surface of the substrate holding part 111 whose inclination is adjusted is parallel to the polishing surface 130 a of the polishing tool 130 held by the polishing head 150 .

今まで説明した実施形態では、基板保持部111の基板保持面の上方に研磨ヘッド150が配置され、基板保持部111の基板保持面の下方にセンサ30が配置されているが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。一実施形態では、基板保持部111の基板保持面の上方にセンサ30が配置され、基板保持部111の基板保持面の下方に研磨ヘッド150が配置されてもよい。 In the embodiments described so far, the polishing head 150 is arranged above the substrate holding surface of the substrate holding part 111, and the sensor 30 is arranged below the substrate holding surface of the substrate holding part 111. is not limited to the embodiment of In one embodiment, the sensor 30 may be positioned above the substrate holding surface of the substrate holder 111 and the polishing head 150 may be positioned below the substrate holding surface of the substrate holder 111 .

本発明は、円形基板のトップエッジを研磨するための研磨装置のみならず、四角形基板のトップエッジを研磨するための研磨装置にも適用することができることはもちろんである。また、本明細書において「基板」には、半導体基板、ガラス基板、プリント回路基板だけでなく、磁気記録媒体、磁気記録センサ、ミラー、光学素子や微小機械素子、あるいは部分的に製作された集積回路を含む。また、基板は、例えば表面にニッケルあるいはコバルトを含有する層を有するものであってもよい。 The present invention can of course be applied not only to a polishing apparatus for polishing the top edge of a circular substrate, but also to a polishing apparatus for polishing the top edge of a rectangular substrate. In addition, the term "substrate" as used herein includes not only semiconductor substrates, glass substrates, and printed circuit boards, but also magnetic recording media, magnetic recording sensors, mirrors, optical elements and micromechanical elements, or partially fabricated integrated circuits. Including circuit. The substrate may also have, for example, a layer containing nickel or cobalt on its surface.

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 embodiments are described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to implement the present invention. Various modifications of the above embodiments can be made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in its broadest scope in accordance with the technical spirit defined by the claims.

1 基板保持部
2 基板ステージ
2a ステージ面
3 ステージモータ
7 研磨テープ
10 研磨ヘッド
11 押圧部材
11a 押圧面
14 巻き出しリール
15 巻き取りリール
17,18 リールモータ
20 テープ送り装置
21,22 ガイドローラー
25 エアシリンダ
27 ピストンロッド
28 押圧部材ホルダ
30 センサ
33 直動ガイド
35 ブラケット
39 ベースブロック
40 処理部
41 研磨ヘッド移動装置
42 固定部材
43 直動ガイド
44 ボールねじ機構
45 サーボモータ
46 モータ台
47 ベースプレート
48 設置ブロック
51 第1支持軸
51a 多角形部
52 固定プレート
52a 多角形孔
52b 切り欠き
55 第1ねじ
57 偏心カム
60 第1チルト機構
62 第2支持軸
64 第2ねじ
69 第2チルト機構
71 ターゲットプレート
72 突出部
72a 突出部の上面
76 支持部材
80 アクチュエータ
81 基板保持面傾動アクチュエータ
82 ボールジョイント
84 ボールねじ機構
85 サーボモータ
86 動作制御部
87 押圧部材傾動アクチュエータ
90 連結アーム
92 基準プレート
92a 基準面
95 第2研磨ヘッド移動装置
97 フレーム
98 リール移動機構
111 基板保持部
112 ベースプレート
114 チャック
116 中空モータ(チャックモータ)
118 リンス液供給ノズル
120 ヘッドシャフト
122 ヘッド回転機構
125 エアシリンダ
130 研磨具
130a 研磨面
126 ハウジング
133 ブラケット
135 センサ昇降装置
140 旋回アーム
141 アーム支持軸
143 アーム回転機構
150 研磨ヘッド
155 押圧部材
155a 押圧面
160 ダミー基板
160a 平坦面
170 静圧支持ステージ
170a 基板支持面
172 流体排出口
174 流体供給路
175 ステージ昇降機構
180 センサターゲット治具
180a 平坦面
181 底壁
182 周壁
182a 貫通穴
184 ねじ穴
185 ねじ
187 磁石
188 磁石
190 設置台
191 設置面
REFERENCE SIGNS LIST 1 substrate holder 2 substrate stage 2a stage surface 3 stage motor 7 polishing tape 10 polishing head 11 pressing member 11a pressing surface 14 unwinding reel 15 take-up reels 17, 18 reel motor 20 tape feeding devices 21, 22 guide roller 25 air cylinder 27 Piston rod 28 Pressing member holder 30 Sensor 33 Linear guide 35 Bracket 39 Base block 40 Processing unit 41 Polishing head moving device 42 Fixed member 43 Linear guide 44 Ball screw mechanism 45 Servo motor 46 Motor base 47 Base plate 48 Installation block 51 1 Support shaft 51a Polygon portion 52 Fixed plate 52a Polygon hole 52b Notch 55 First screw 57 Eccentric cam 60 First tilt mechanism 62 Second support shaft 64 Second screw 69 Second tilt mechanism 71 Target plate 72 Protruding portion 72a Upper surface 76 of projecting portion Support member 80 Actuator 81 Substrate holding surface tilting actuator 82 Ball joint 84 Ball screw mechanism 85 Servo motor 86 Motion control unit 87 Pressing member tilting actuator 90 Connecting arm 92 Reference plate 92a Reference surface 95 Second polishing head moving device 97 Frame 98 Reel moving mechanism 111 Substrate holder 112 Base plate 114 Chuck 116 Hollow motor (chuck motor)
118 rinse liquid supply nozzle 120 head shaft 122 head rotation mechanism 125 air cylinder 130 polishing tool 130a polishing surface 126 housing 133 bracket 135 sensor lifting device 140 swing arm 141 arm support shaft 143 arm rotation mechanism 150 polishing head 155 pressing member 155a pressing surface 160 Dummy substrate 160a Flat surface 170 Static pressure support stage 170a Substrate support surface 172 Fluid outlet 174 Fluid supply path 175 Stage lifting mechanism 180 Sensor target jig 180a Flat surface 181 Bottom wall 182 Peripheral wall 182a Through hole 184 Screw hole 185 Screw 187 Magnet 188 Magnet 190 Installation table 191 Installation surface

Claims (16)

少なくとも3つのセンサで、基板保持面上の少なくとも3点の高さをそれぞれ測定し、
前記センサの出力信号に基づいて前記基板保持面の傾きを算出し、
押圧部材の押圧面と平行な面上の少なくとも3点の高さを前記センサでそれぞれ測定し、
前記センサの出力信号に基づいて前記押圧面の傾きを算出し、
前記基板保持面と前記押圧面との相対的角度を算出し、その後、
基板を前記基板保持面上に保持し、
前記相対的角度が許容範囲内となるように前記基板保持面または前記押圧面の傾きを調整し、その後、
前記基板保持面または前記押圧面の傾きが調整された状態で、前記押圧面で研磨具を前記基板に押し付けることで該基板の研磨を開始することを特徴とする研磨方法。
measuring the height of at least three points on the substrate holding surface with at least three sensors;
calculating the inclination of the substrate holding surface based on the output signal of the sensor;
measuring heights of at least three points on a plane parallel to the pressing surface of the pressing member with the sensors;
calculating the inclination of the pressing surface based on the output signal of the sensor;
calculating the relative angle between the substrate holding surface and the pressing surface;
holding a substrate on the substrate holding surface;
adjusting the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface so that the relative angle is within an allowable range;
A polishing method, wherein polishing of the substrate is started by pressing a polishing tool against the substrate with the pressing surface in a state in which the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface is adjusted.
前記相対的角度が許容範囲内となるように前記基板保持面または前記押圧面の傾きが調整された状態で、前記押圧面で研磨具を前記基板に押し付けることで該基板を研磨する工程は、前記相対的角度が許容範囲内となるように傾きが調整された前記押圧面で研磨具を前記基板の周縁部に押し付ける工程であることを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。 polishing the substrate by pressing a polishing tool against the substrate with the pressing surface in a state in which the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface is adjusted so that the relative angle is within an allowable range; 2. The polishing method according to claim 1, wherein the pressing surface is tilted so that the relative angle is within an allowable range, and the polishing tool is pressed against the peripheral edge of the substrate. 前記基板を前記基板保持面上に保持する工程は、前記相対的角度が許容範囲内となるように傾きが調整された前記基板保持面上に基板を保持する工程であることを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。 The step of holding the substrate on the substrate holding surface is a step of holding the substrate on the substrate holding surface whose inclination is adjusted so that the relative angle is within an allowable range. Item 1. The polishing method according to item 1. 前記基板保持面上の少なくとも3点は、前記基板保持面の外周部上の少なくとも3点であることを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。 2. The polishing method according to claim 1, wherein the at least three points on the substrate holding surface are at least three points on the outer peripheral portion of the substrate holding surface. 前記基板保持面上の少なくとも3点の高さを測定する工程は、少なくとも3つのセンサで、基板保持面内の複数の領域のそれぞれにおいて少なくとも3点の高さを測定する工程であり、
前記基板保持面の傾きを算出する工程は、前記複数の領域のそれぞれの傾きを算出し、該算出された前記複数の領域の傾きの平均を算出し、該算出された平均を前記基板保持面の傾きに指定する工程であることを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。
The step of measuring the heights of at least three points on the substrate holding surface is a step of measuring the heights of at least three points in each of a plurality of regions within the substrate holding surface with at least three sensors,
In the step of calculating the inclination of the substrate holding surface, the inclination of each of the plurality of regions is calculated, the average of the calculated inclinations of the plurality of regions is calculated, and the calculated average is used as the substrate holding surface. 2. The polishing method according to claim 1, wherein the step of designating the inclination of .
前記複数の領域のそれぞれにおいて少なくとも3点の高さを測定する工程は、前記基板保持面を間欠的に回転させながら行われることを特徴とする請求項5に記載の研磨方法。 6. The polishing method according to claim 5, wherein the step of measuring heights of at least three points in each of said plurality of areas is performed while intermittently rotating said substrate holding surface. 前記複数の領域は、前記基板保持面の中心の周りに等間隔で配列されていることを特徴とする請求項5に記載の研磨方法。 6. The polishing method according to claim 5, wherein the plurality of regions are arranged around the center of the substrate holding surface at regular intervals. 前記基板保持面の傾きおよび前記押圧面の傾きは、3次元の座標系上のベクトルとして表されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の研磨方法。 8. The polishing method according to claim 1, wherein the tilt of said substrate holding surface and the tilt of said pressing surface are expressed as vectors on a three-dimensional coordinate system. 基板保持面を有する基板保持部と、
研磨具を基板に押し付けるための押圧面を有する押圧部材と、
前記基板保持面上の少なくとも3点の高さ、および前記押圧面と平行な面上の少なくとも3点の高さを測定する少なくとも3つのセンサと、
前記センサの出力信号に基づいて前記基板保持面の傾きおよび前記押圧面の傾きを算出し、前記基板保持面と前記押圧面との相対的角度を算出する処理部と、
前記基板保持面または前記押圧面の傾きを調整する傾き調整装置と
記基板保持面または前記押圧面の傾きが調整された状態で、前記押圧部材に押圧力を与えて前記研磨具を前記基板保持面上の基板に押し付ける押圧装置を備え
前記押圧装置は、前記傾き調整装置により前記基板保持面または前記押圧面の傾きが調整された後に、前記研磨具を前記基板保持面上の基板に押し付けて前記基板の研磨を開始することを特徴とする研磨装置。
a substrate holding part having a substrate holding surface;
a pressing member having a pressing surface for pressing the polishing tool against the substrate;
at least three sensors that measure the heights of at least three points on the substrate holding surface and the heights of at least three points on a plane parallel to the pressing surface;
a processing unit that calculates the inclination of the substrate holding surface and the inclination of the pressing surface based on the output signal of the sensor, and calculates the relative angle between the substrate holding surface and the pressing surface;
an inclination adjusting device that adjusts the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface ;
a pressing device that presses the polishing tool against the substrate on the substrate holding surface by applying a pressing force to the pressing member in a state where the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface is adjusted ;
The pressing device presses the polishing tool against the substrate on the substrate holding surface to start polishing the substrate after the inclination of the substrate holding surface or the pressing surface is adjusted by the inclination adjusting device. polishing equipment.
前記傾き調整装置は、前記押圧面の傾きを調整するための第1チルト機構および第2チルト機構を備え、前記押圧部材は前記第1チルト機構および前記第2チルト機構に連結されていることを特徴とする請求項9に記載の研磨装置。 The tilt adjustment device includes a first tilt mechanism and a second tilt mechanism for adjusting the tilt of the pressing surface, and the pressing member is connected to the first tilt mechanism and the second tilt mechanism. 10. A polishing apparatus according to claim 9. 前記第1チルト機構および前記第2チルト機構は、互いに垂直な第1支持軸および第2支持軸をそれぞれ備えており、前記押圧部材は、前記第1支持軸および前記第2支持軸を中心に回転可能であることを特徴とする請求項10に記載の研磨装置。 The first tilting mechanism and the second tilting mechanism respectively include a first support shaft and a second support shaft perpendicular to each other, and the pressing member is tilted about the first support shaft and the second support shaft. 11. The polishing apparatus according to claim 10, which is rotatable. 前記傾き調整装置は、前記押圧面を傾動させる押圧部材傾動アクチュエータであり、前記押圧部材傾動アクチュエータは、少なくとも2つのアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項9に記載の研磨装置。 10. The polishing apparatus according to claim 9, wherein the tilt adjusting device is a pressing member tilting actuator that tilts the pressing surface, and the pressing member tilting actuator includes at least two actuators. 前記傾き調整装置は、前記基板保持面を傾動させる基板保持面傾動アクチュエータであり、前記基板保持面傾動アクチュエータは、少なくとも2つのアクチュエータを備えていることを特徴とする請求項9に記載の研磨装置。 10. A polishing apparatus according to claim 9, wherein said tilt adjusting device is a substrate holding surface tilting actuator for tilting said substrate holding surface, and said substrate holding surface tilting actuator comprises at least two actuators. . 前記センサは、前記基板保持面の外周部の上方に位置していることを特徴とする請求項9に記載の研磨装置。 10. A polishing apparatus according to claim 9, wherein said sensor is positioned above the outer peripheral portion of said substrate holding surface. 前記センサは、変位センサであることを特徴とする請求項9に記載の研磨装置。 10. A polishing apparatus according to claim 9, wherein said sensor is a displacement sensor. 前記センサが固定されたブラケットをさらに備えたことを特徴とする請求項9に記載の研磨装置。 10. A polishing apparatus according to claim 9, further comprising a bracket to which said sensor is fixed.
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