JP7117996B2

JP7117996B2 - 移載機及びベベル研磨装置

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Publication number: JP7117996B2
Application number: JP2018247920A
Authority: JP
Inventors: 健司上村; 北斗山野邊; 翔石川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2022-08-15
Anticipated expiration: 2038-12-28
Also published as: JP2020104240A

Description

本発明は、基板を搬送する移載機と、移載機によって搬送及び搬出される基板の周縁部を研磨するベベル研磨装置に関する。

従来から、ウェハ等の基板のベベルを研磨するベベル研磨装置が知られている。ベベル研磨装置で基板のベベルを研磨する際にはバラつきが発生することがあるが、このようなバラつきの発生を抑制することが試みられている。特許文献１では、ベベル研磨を行う際の研磨ヘッドの位置調整を治具を用いて行なうことが提案されている。

特開２００６－１９２５２２号公報

本発明は、特許文献１とは異なる観点から、基板のベベル研磨の際のバラつきを抑制する態様を提供する。

本発明の第１態様による移載機は、
基板の裏面を保持する基板保持部へと基板を搬送する移載機であって、
一対のハンドと、
前記ハンドに設けられ、基板の裏面を支持する支持部材と、
前記ハンドに設けられ、前記支持部材で支持されている基板の側面を保持する保持部材と、
を備え、
前記支持部材が３つ設けられ、
一方のハンドに２つの支持部材が設けられ、他方のハンドに１つの支持部材が設けられてもよい。

本発明の第１態様による移載機において、
前記他方のハンドの長さは前記一方のハンドの長さよりも短くなってもよい。

本発明の第１態様による移載機は、
少なくとも１つの支持部材の前記基板の面内方向における位置を検出する面内方向位置検出部をさらに備え、
前記支持部材の少なくとも１つが前記基板の面内方向で移動可能となってもよい。

本発明の第２態様による移載機は、
基板の裏面を保持する基板保持部へと基板を搬送する移載機であって、
一対のハンドと、
前記ハンドに設けられ、基板の裏面を支持する支持部材と、
前記ハンドに設けられ、前記支持部材で支持されている基板の側面を保持する保持部材と、
少なくとも１つの前記支持部材の前記基板の面内方向における位置を検出する面内方向位置検出部と、
を備え、
前記支持部材の少なくとも１つは前記基板の面内方向で移動可能となってもよい。

本発明の第１態様及び第２態様による移載機は、
前記支持部材の少なくとも１つの前記基板の法線方向に沿った位置を検出する法線方向位置検出部をさらに備え、
前記支持部材の少なくとも１つは前記基板の法線方向に沿って移動可能となってもよい。

本発明の第１態様及び第２態様による移載機において、
前記保持部材の少なくとも１つには、前記基板に加わる圧力を検出する圧力検出部が設けられてもよい。

本発明の第１態様のベベル研磨装置は、
本発明の第１態様もしくは第２態様による移載機又はそれ以外の移載機によって搬送された基板の裏面を保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された基板のベベルを研磨する研磨ユニットと、
を備え、
前記研磨ユニットが、研磨テープと、前記研磨テープを基板に対して押し付けるための押圧部と、気体を用いて前記研磨テープの前記基板に対する押し付け力を調整する調整部と、を有し、
前記調整部に気体供給管を介して気体を供給する気体供給部が設けられ、
前記気体供給管には気体を貯留するための気体貯留部が設けられてもよい。

本発明の第２態様のベベル研磨装置は、
本発明の第１態様もしくは第２態様による移載機又はそれ以外の移載機によって搬送された基板の裏面を保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された基板のベベルを研磨する研磨ユニットと、
を備え、
前記基板保持部は前記基板の裏面を支持する支持本体部を有し、
前記基板は直径が２９９ｍｍ～３０１ｍｍの円形状からなり、
前記支持本体部は直径が２６０ｍｍ～２８５ｍｍの円形状となってもよい。

本発明の第３態様のベベル研磨装置は、
本発明の第１態様もしくは第２態様による移載機又はそれ以外の移載機によって搬送された基板の裏面を保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された基板のベベルを研磨する研磨ユニットと、
を備え、
前記基板保持部は前記基板の裏面を支持する支持本体部を有し、
前記移載機によって前記基板を前記支持本体部に載置する第一時間前に、前記支持本体部を回転させるように制御する制御部をさらに備えてもよい。

本発明の第４態様のベベル研磨装置は、
本発明の第１態様もしくは第２態様による移載機又はそれ以外の移載機によって搬送された基板の裏面を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に対する前記基板の面内方向での位置調整を行った後で、前記移載機によって前記基板を前記基板保持部に向かう移動である第一移動を行わせる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記保持部材によって前記基板を保持してから所定時間Ｔが経過した後で、前記移載機による前記第一移動を開始させてもよい。

本発明の第４態様のベベル研磨装置において、
前記所定時間は２～５秒であってもよい。

なお、本発明の第１態様及び第２態様による移載機並びに第１態様乃至第４態様のベベル研磨装置の各々は独立した態様であり、互いに従属しない態様を採用できる。

本発明の効果

本発明において、一方のハンドに２つの支持部材を設け、他方のハンドに１つの支持部材を設ける態様を採用した場合には、３つの支持部材を用いることで、基板の載置されうる面を一意に定め、基板保持部への受け渡しの位置精度を上げることができる。その結果、基板のベベル研磨の際のバラつきを抑制することができる。

図１は、本発明の実施の形態で用いられうる移載機の平面図である。図２は、本発明の実施の形態で用いられうる移載機の一例の側方断面を概略で示した図面である。図３は、本発明の実施の形態で用いられうる移載機の別の例の側方断面を概略で示した図面である。図４は、本発明の実施の形態で用いられうるベベル研磨装置を示す平面図である。図５（ａ）は、本発明の実施の形態で用いられうる移載機によって基板が基板保持部へと搬送される態様を示す側方断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示される状態から進んだ状態であり、基板保持部に基板が受け渡された状態を示す側方断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示される状態から進んだ状態であり、基板保持部に基板が受け渡された後の状態を示す側方断面図である。図６は、本発明の実施の形態で用いられうる調整部への気体供給機構を示す概略図である。図７は、本発明の実施の形態で用いられうる研磨ユニットによる研磨態様を示す側方断面図である。図８は、本発明の実施の形態で用いられうる研磨ユニットによる研磨態様を示す側方断面図であり、支持本体部の直径ＳＤ及び基板の直径ＷＤを示した側方断面図である。図９（ａ）は、（１）基板保持部にリンス液が供給された後で、（２）支持本体部を回転させる態様を示した側方断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示される状態から進んだ状態であり、移載機によって基板保持部に基板が搬送される態様を示した側方断面図である。図９（ｂ）は、図１の直線Ａ－Ａに沿った側方断面図に対応し、図１で言えば左側に向かって見た側方断面図である。図１０（ａ）は、本発明の実施の形態で用いられうる移載機によって基板が基板保持部へと搬送された後の態様を示す側方断面図であり、図１０（ｂ）は、基板の周縁部が下方へたわんだ際の状態を誇張して示した側方断面図である。図１１は、ベベル研磨システムの構成を示す概略図である。図１２は、本発明の実施の形態で用いられうる一態様であって、保持部材による基板の保持、基板の基板吸着保持部へ向かう移動（第一移動）、基板吸着保持部への基板の接触の関係を経過時間とともに示した図である。図１３は、保持部材による基板の保持力（クランプ力）のバラつきと経過時間との関係を示したグラフである。図１４は、本発明の実施の形態の変形例で用いられうる移載機の平面図である。

実施の形態
《構成》
図１１は、本発明の実施の形態によるベベル研磨装置を含むベベル研磨システムを示す平面図である。図１１に示すように、ベベル研磨システム１０００は、ロードポートであるＦＯＵＰ１００５と、ＥＦＥＭ１００７と、複数のベベル研磨装置１０（以下、第１研磨部１００１及び第２研磨部１００２と呼ぶことがある。）と、洗浄ユニット１００３と、乾燥機１００４と、複数の基板仮置き台１００８、１００９と、複数の搬送機１０１０～１０１３と、制御部５０と、を有している。

図１１に示すようなベベル研磨システム１０００の構成において、ウェハ等からなる基板Ｗは、以下の手順で処理される。すなわち、基板Ｗは、ＦＯＵＰ１００５からＥＦＥＭ１００７内の搬送機１０１３を介して基板仮置き台１００８に載せられる。次いで、基板仮置き台１００８上の基板Ｗは、搬送機１０１０により第１研磨部１００１あるいは第２研磨部１００２のいずれかへと搬送され、研磨される。研磨された基板Ｗは、搬送機１０１０により基板仮置き台１００９へと搬送される。その後、基板仮置き台１００９上の基板Ｗは、搬送機１０１１により洗浄ユニット１００３へと搬送されて、洗浄される。次いで、洗浄された基板Ｗは、搬送機１０１２により乾燥機１００４へと搬送され、乾燥機１００４内で乾燥され、その後、搬送機１０１３によりＦＯＵＰ１００５へと搬出される。

図４は、本実施の形態によるベベル研磨装置１０を示す平面図である。図４に示すように、本実施の形態によるベベル研磨装置１０は、基板Ｗの周縁部（エッジとベベル）を研磨するための装置であり、ハウジング１１と、ハウジング１１内で基板Ｗを保持するための基板ステージ等からなる基板吸着保持部（基板保持部）２０と、基板吸着保持部２０に保持された基板Ｗの周縁を研磨するためのベベル研磨ユニット等からなる研磨ユニット４０と、ハウジング１１内に搬入された基板Ｗを基板吸着保持部２０に載置し、また基板吸着保持部２０に保持された基板Ｗを基板吸着保持部２０から取り上げるための移載機８０と、を有している。

このうち研磨ユニット４０は、基板吸着保持部２０に保持された基板Ｗの周縁部を研磨するものである。図示された例では、ハウジング１１内には、４つの研磨ユニット４０が設けられているが、これに限定されず、２つ、３つ、あるいは５つ以上の研磨ユニット４０が設けられていてもよい。

図４に示すように、ハウジング１１は、その側面に開口部１２を有している。この開口部１２は、シリンダ（図示せず）により駆動されるシャッタ１３により開閉される。ハウジング１１内への基板Ｗの搬入、搬出は、搬送機１０１０（図７参照）の搬送ロボット等の基板搬送手段により行われる。例えば、図１１に示すように、第１研磨部１００１へ基板Ｗを搬入する際には、基板仮置き台１００８にある基板Ｗが、搬送機１０１０の搬送ロボットハンド上に載せられる。次いで、図４に示すように、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が開かれ、搬送機１０１０の搬送ロボットハンドから移載機８０のハンド８１０へと基板Ｗが移され、その後、移載機８０から、基板吸着保持部２０上に基板Ｗが載せられるとともに、搬送機１０１０の退避後にハウジング１１の開口部１２が閉じられる。また、例えば、第１研磨部１００１において基板Ｗのベベル部の研磨が終了した後に基板Ｗを搬出する際には、移載機８０のハンド８１０上に基板Ｗが載せられて、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が開かれる。次いで、移載機８０のハンド８１０上にある基板Ｗが、搬送機１０１０の搬送ロボットハンド上に載せられた上で、搬送機１０１０によりハウジングから搬出されて、基板仮置き台１００９に載せられるとともに、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２が閉じられる。なお、シャッタ１３によりハウジング１１の開口部１２を閉じることで、ハウジング１１の内部が外部から遮断される。これにより、研磨中にハウジング１１内のクリーン度及び機密性が維持され、ハウジング１１の外部からの基板Ｗの汚染や、ハウジング１１の内部からの研磨液、パーティクル等の飛散によるハウジング１１の外部の汚染が防止される。

次に、本実施の形態による移載機８０の構造について説明する。移載機８０は、基板Ｗの裏面を保持する基板吸着保持部２０へと基板Ｗを搬送するための装置である。基板吸着保持部２０は、例えば基板Ｗの裏面を吸着保持するステージである。

図１に示すように、移載機８０は、一対のハンド８１０と、基板Ｗの裏面を支持する支持部材８２１を有する支持部８２０と、基板Ｗの側面を保持するチャックコマ等からなる保持部材８３１を有する保持部８３０と、を有してもよい。一方のハンド８１１に２つの支持部材８２１が設けられ、他方のハンド８１２に１つの支持部材８２１が設けられ、合計３つの支持部材８２１が設けられてもよい。一方のハンド８１１に２つの保持部材８３１が設けられ、他方のハンド８１２に１つの保持部材８３１が設けられ、合計３つの保持部材８３１が設けられてもよい。移載機８０は、一対のハンド８１０を開閉方向に互いに対称に接近又は離間するように移動させる駆動部３０を有してもよい。駆動部３０による駆動は、ボールねじとＬＭガイドを用いて行われてもよい。また、特開２０１７－１１２２９１号公報で示されているように、環状ベルトを用いる構成を採用してもよい。保持部材８３１の形状としては直方体形状、立方体形状、円柱形状等の様々な形状を採用できる。図１では保持部材８３１を平面視した場合に、その形状が矩形状となる態様を示しているが、これに限られることはなく、保持部材８３１を平面視した場合に、その形状は円弧形状でもあってもよい。

図１に示すように、他方のハンド８１２の長さは一方のハンド８１１の長さよりも短くなってもよい。但し、このような態様に限られることはなく、図４で示すように、他方のハンド８１２は一方のハンド８１１と同じ長さとなってもよい。

本実施の形態では、一方のハンド８１１に設けられる２つの保持部材８３１を第一保持部材８３１ａ及び第二保持部材８３１ｂと呼び、他方のハンド８１２に設けられる１つの保持部材８３１を第三保持部材８３１ｃと呼ぶ。また、一方のハンド８１１に設けられる２つの支持部材８２１を第一支持部材８２１ａ及び第二支持部材８２１ｂと呼び、他方のハンド８１２に設けられる１つの支持部材８２１を第三支持部材８２１ｃと呼ぶ。また、一方のハンド８１１を第一ハンド８１１と呼び、他方のハンド８１２を第二ハンド８１２と呼ぶ。ハンド８１０の延在する方向（図１の上下方向）において、第一保持部材８３１ａと第二保持部材８３１ｂとの間に第三保持部材８３１ｃが設けられてもよい。また、ハンド８１０の延在する方向において、第一支持部材８２１ａと第二支持部材８２１ｂとの間に第三支持部材８２１ｃが設けられてもよい。３つの保持部材８３１及び３つの支持部材８２１は等間隔（１２０度の角度）で配置されてもよい。

図３に示すように、少なくとも１つの支持部材８２１の基板Ｗの面内方向における位置を検出する面内方向位置検出部５００が設けられてもよい。面内方向位置検出部５００としてはレーザ変位計、ＣＣＤカメラ等を用いてもよい。支持部材８２１の少なくとも１つは基板Ｗの面内方向（図３の左右方向）で移動可能となってもよい。支持部材８２１の基板Ｗの面内方向における移動は第一ハンド８１１及び／又は第二ハンド８１２を駆動部３０で駆動することで調整してもよいし、支持部材８２１がハンド８１０に対して移動可能となり、ハンド８１０に対する支持部材８２１の位置が変化することで、支持部材８２１が基板Ｗの面内方向で移動してもよい。なお、本実施の形態では、基板Ｗの面内方向を水平方向とし、基板Ｗの法線方向を鉛直方向として説明するが、必ずしもこれに限られることはなく、基板Ｗの面内方向が水平方向から傾斜し、基板Ｗの法線方向が鉛直方向から傾斜してもよい。

支持部材８２１の基板Ｗの面内方向における位置調整がハンド８１０の移動によって行われる場合には、第一ハンド８１１及び第二ハンド８１２のいずれか一方が移動可能となり、他方が固定されていてもよい。つまり、第二ハンド８１２が固定され、第一ハンド８１１が駆動部３０によって基板Ｗの面内方向で移動可能となってもよいし、第一ハンド８１１が固定され、第二ハンド８１２が駆動部３０によって基板Ｗの面内方向で移動可能となってもよい。

ハンド８１０に対して支持部材８２１が移動可能になる態様では、第一支持部材８２１ａ、第二支持部材８２１ｂ及び第三支持部材８２１ｃのいずれか一つ以上がハンド８１０に対して移動可能となってもよい。例えば第三支持部材８３１ｃが第二ハンド８１２に対して移動可能となり、第一支持部材８２１ａ及び／又は第二支持部材８２１ｂは第一ハンド８１１に対して固定されていてもよい。また、例えば第三支持部材８２１ｃが第二ハンド８１２に対して固定されており、第一支持部材８２１ａ及び／又は第二支持部材８２１ｂが第一ハンド８１１に対して移動可能となってもよい。

保持部材８３１の基板Ｗの面内方向における移動は、第一ハンド８１１及び／又は第二ハンド８１２を駆動部３０で駆動することで調整してもよいし、保持部材８３１がハンド８１０に対して面内方向調整部５５０によって移動可能となり、ハンド８１０に対する保持部材８３１の位置が変化することで、保持部材８３１が基板Ｗの面内方向で移動してもよい。面内方向調整部５５０は電気モータとリニアガイドを用いる。保持部材８３１の基板Ｗの面内方向の位置が調整されることで保持部材８３１に連結された支持部材８２１の基板Ｗの面内方向の位置も同時に調整されてもよい。

ハンド８１０に対して保持部材８３１が移動可能になる態様では、第一保持部材８３１ａ、第二保持部材８３１ｂ及び第三保持部材８３１ｃのいずれか一つ以上がハンド８１０に対して移動可能となってもよい。例えば第三保持部材８３１ｃが第二ハンド８１２に対して移動可能となり、第一保持部材８３１ａ及び／又は第二保持部材８３１ｂは第一ハンド８１１に対して固定されていてもよい。また、例えば第三保持部材８３１ｃが第二ハンド８１２に対して固定されており、第一保持部材８３１ａ及び／又は第二保持部材８３１ｂが第一ハンド８１１に対して移動可能となってもよい。

ハンド８１０に対する支持部材８２１及び保持部材８３１の移動は電気モータ等の駆動部８３９によって行われてもよい。支持部材８２１及び保持部材８３１の移動を行う駆動部８３９は、各支持部材８２１及び各保持部材８３１に対応してハンド８１０に取り付けられてもよいし、ハンド８１０の根元部であるボックス３５内に設けられてもよい。ハンド８１０に対する支持部材８２１及び保持部材８３１の移動は個別に行われてもよいし、ハンド８１０に対する支持部材８２１及び保持部材８３１の移動が連動して行われてもよい。

図２に示すように、少なくとも１つの支持部材８２１の基板Ｗの法線方向に沿った位置を検出する法線方向位置検出部５１０が設けられてもよい。法線方向位置検出部５１０としてはレーザ変位計、ＣＣＤカメラ等を用いてもよい。支持部材８２１の少なくとも１つは法線方向調整部５６０によって基板Ｗの法線方向に沿って移動可能となってもよい。支持部材８２１の基板Ｗの法線方向における移動は第一ハンド８１１及び／又は第二ハンド８１２を駆動部３０で駆動することで調整してもよいし、支持部材８２１がハンド８１０に対して移動可能となり、ハンド８１０に対する支持部材８２１の位置が変化することで、支持部材８２１が基板Ｗの法線方向で移動してもよい。支持部材８２１の位置調整にはボールねじが用いられてもよい。法線方向調整部５６０は、例えば電気モータとリニアガイドを用いる。

支持部材８２１の基板Ｗの法線方向における位置調整がハンド８１０の移動によって行われる場合には、第一ハンド８１１及び第二ハンド８１２のいずれか一方が移動可能となり、他方が固定されていてもよい。つまり、第二ハンド８１２が固定され、第一ハンド８１１が駆動部３０によって基板Ｗの法線方向で移動可能となってもよいし、第一ハンド８１１が固定され、第二ハンド８１２が駆動部３０によって基板Ｗの法線方向で移動可能となってもよい。

ハンド８１０に対して支持部材８２１が移動可能になる態様では、第一支持部材８２１ａ、第二支持部材８２１ｂ及び第三支持部材８２１ｃのいずれか一つ以上がハンド８１０に対して基板Ｗの法線方向に移動可能となってもよい。例えば第三支持部材８２１ｃが第二ハンド８１２に対して基板Ｗの法線方向に移動可能となり、第一支持部材８２１ａ及び／又は第二支持部材８２１ｂは第一ハンド８１１に対して固定されていてもよい。また、例えば第三支持部材８２１ｃが第二ハンド８１２に対して固定されており、第一支持部材８２１ａ及び／又は第二支持部材８２１ｂが第一ハンド８１１に対して基板Ｗの法線方向に移動可能となってもよい。

第一保持部材８３１ａと第二保持部材８３１ｂの第一ハンド８１１に対する基板Ｗの面内方向及び基板Ｗの法線方向の移動は独立して行われてもよく、第一保持部材８３１ａ及び第二保持部材８３１ｂのいずれか一方だけが第一ハンド８１１に対して移動可能となってもよい。同様に、第一支持部材８２１ａと第二支持部材８２１ｂの第一ハンド８１１に対する基板Ｗの面内方向及び基板Ｗの法線方向の移動は独立して行われてもよく、第一支持部材８２１ａ及び第二支持部材８２１ｂのいずれか一方だけが第一ハンド８１１に対して移動可能となってもよい。

図３に示す面内方向位置検出部５００は保持部材８３１の基板Ｗの面内方向における位置を検出可能となってもよい。また、保持部材８３１の基板Ｗの法線方向の位置を検出できる法線方向位置検出部が設けられてもよい。

図３に示すように、保持部材８３１の少なくとも１つには、基板Ｗから当該保持部材８３１に加わる圧力を検出するロードセル等からなる圧力検出部５３０が設けられてもよい。圧力検出部５３０は基板Ｗの側面と当接する位置に設けられてもよい。圧力検出部５３０による検出結果に基づいて、保持部材８３１の基板Ｗの面内方向における位置が調整されてもよいし、支持部材８２１の基板Ｗの面内方向における位置が調整されてもよい。

前述したように（図４に示すように）、ベベル研磨装置は、移載機８０によって搬送された基板Ｗの裏面を例えば吸着保持する基板吸着保持部（基板保持部）２０と、基板吸着保持部２０によって保持された基板Ｗのベベルを研磨する研磨ユニット４０と、を有してもよい。移載機８０による基板Ｗの基板吸着保持部２０への受け渡しは図５で示されるようにして行われてもよい。より具体的には、図５（ａ）で示すように、支持部材８２１によって裏面（図５における下面）が支持され及び保持部材８３１によって側面が保持された基板Ｗが移載機８０によって搬入される。そして、図５（ｂ）に示すように、移載機８０によって搬入された基板Ｗが基板吸着保持部２０に載置され、基板Ｗの裏面が吸着保持される。その後、図５（ｃ）に示すように、移載機８０による基板Ｗの支持及び保持が解消され、移載機８０から基板Ｗが離隔される。

図７及び図８に示すように、研磨ユニット４０は、研磨テープ４１６と、研磨テープ４１６を基板Ｗに対して押し付けるための押圧部である研磨パッド４１２と、気体を用いて研磨テープ４１６の基板Ｗに対する押し付け力を調整する調整部であるエアシリンダ４１０とを有してもよい。

図６に示すように、エアシリンダ４１０に気体供給管４５０を介して気体を供給する気体供給部４９０が設けられてもよい。気体供給管４５０には気体を貯留するための気体貯留部４４０が設けられてもよい。気体貯留部４４０は気体を貯留するためのバッファタンク等の気体貯留タンクであってもよいし（図６参照）、気体供給管４５０の一部の径が大きくなり、当該径が大きくなった部分（大径部）によって気体貯留部４４０が構成されてもよい。気体貯留部４４０は２つ以上設けられてもよいし、複数の研磨パッド４１２が用いられる場合には、各研磨パッド４１２に対応して設けられてもよい。気体貯留部４４０が気体貯留タンクからなり、複数の気体貯留タンクが設けられる場合には、１つ以上の気体貯留タンクがプロセスチャンバ内に設けられ、１つ以上の気体貯留タンクがプロセスチャンバ外に設けられてもよい。なお、気体貯留部４４０を設ける態様では、既存の装置に気体貯留部４４０を追加するだけでよいことから、設計変更が容易となる点で有益である。

図６に示すように、研磨ヘッド４１０はエアシリンダ４１１と、研磨パッド４１２とを有してもよい。エアシリンダ４１１では調圧弁４３０で調圧されたエアが作動室４１３へ供給され、研磨パッド４１２を基板Ｗへ押し付け研磨を行うようになってもよい。研磨完了後、電磁弁４２０が切り替わり作動室４１４へエアが供給されて研磨パッド４１２が退避してもよい。作動室４１３又は作動室４１４にエアを供給することで研磨パッド４１２の位置が調整されてもよい。

研磨中の研磨ヘッド４１０の位置検出を行ってもよい。研磨ヘッド４１０の位置検出はＣＣＤカメラが設けられることで行われてもよいし、研磨ヘッド４１０内に磁気センサが設けられることで行われてもよい。位置ずれがある場合には、研磨ヘッド４１０が設定位置へ移動するようにしてもよい。研磨量と偏芯量の関係から、予め研磨ヘッド４１０の位置に関する第三閾値を設け、第三閾値を超えた場合にはエラーが発生した旨を報知部（図示せず）が報知するようにしてもよい。

図７及び図８に示すように、基板吸着保持部２０は基板Ｗの裏面を支持する支持本体部２２を有してもよい。この支持本体部２２は直径ＳＤが２６０ｍｍ～２８５ｍｍの円形状となってもよい（図８参照）。基板Ｗがウェハからなる場合には、その直径ＷＤは２９０ｍｍ～３１０ｍｍの円形状であってもよく、典型的には３００ｍｍの円形状となっている。このように基板Ｗの直径ＷＤと支持本体部２２の直径ＳＤとの差を小さくすることで、支持本体部２２による支点をベベル研磨ユニット４０の研磨ヘッドの作用点の近くに位置づけることができ、研磨ヘッドによる研磨中の反り量を減らすことができる。このため、多少の基板Ｗの偏芯（図７の偏芯量ｄ１参照）があっても、ベベル研磨形状のばらつきを抑えることができる。特に基板保持部として基板吸着保持部２０を採用する場合には基板Ｗは裏面側に吸引されることから支持本体部２２で支持されていない基板Ｗの周縁部が裏面側にだれる傾向になる。したがって、支持本体部２２の直径ＳＤを大きくすることはより有益となる。なお、直径３００ｍｍのウェハを基板Ｗとして用いる場合には、典型的には支持本体部２２の直径は２３５ｍｍ程度であることから、支持本体部２２の直径を２６０ｍｍ以上とすることによって支点と作用点とをかなり近づけることができ、支持本体部２２の直径を２６５ｍｍ以上とすることによってより一層近づけることができる。この結果、研磨ヘッドによる研磨中の反り量をより確実に減らすことができる。但し、図８で示すように基板Ｗの裏面を研磨する必要がある場合には、支持本体部２２の直径ＳＤの大きさを大きくしすぎることはできず、例えば支持本体部２２の直径ＳＤを２６５ｍｍ～２７０ｍｍとすることが考えられる。

発明者らが確認したところ、支持部材８２１と基板吸着保持部２０で保持される基板Ｗの裏面との距離ｄ２（図１０（ａ）参照）が大きくなり、例えば０．５０ｍｍ以上となると、移載機８０のハンド８１０が下降して基板Ｗが基板吸着保持部２０に受け渡される際に基板Ｗのたわみが大きくなる（図１０（ｂ）参照）。このようなたわみは移載機８０の保持部材８３１が離隔する際に解消するが基板Ｗの面内方向でのずれとして残ってしまい、偏芯の原因となり得る。このため、移載機８０のハンド８１０が下降して基板Ｗが基板吸着保持部２０に受け渡される際の支持部材８２１と基板吸着保持部２０で保持される基板Ｗの裏面との距離ｄ２を小さくして、０．２０ｍｍ～０．４０ｍｍ（例えば０．３５ｍｍ）とすることで、基板Ｗの面内のいかなる場所でもこのようなたわみが発生することを防止でき、ひいては基板Ｗの偏芯を防止できる。

基板吸着保持部２０は、ダスト付着を防止するためにノズルから供給される純水等のリンス液により保湿されてもよい（図９（ａ）の（１）参照）。但し、この場合には、リンス液が支持本体部２２に存在することから、移載機８０から基板吸着保持部２０へと基板Ｗを受け渡す際にリンス液によって基板Ｗが滑ってしまい、基板Ｗの位置が定まらないことも考えられる。このため、移載機８０によって基板Ｗを支持本体部２２に載置する第一時間前に、支持本体部２２を回転させるように制御されてもよい（図９（ａ）の（２）及び図９（ｂ）参照）。この際の回転（液切り回転）は例えば２００ｒｐｍで４秒間行われてもよい。この結果、基板Ｗが滑る要因となるリンス液を支持本体部２２から取り除くことができる。前述した第一時間は例えば５～１０秒であり、第一時間前に支持本体部２２が回転され、当該回転が終了した後で移載機８０から基板吸着保持部２０へと基板Ｗが受け渡されることになる。

《効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による効果であって、未だ説明していないものを中心に説明する。「構成」で記載されていない場合であっても、「効果」で説明するあらゆる構成を本件発明において採用することができる。

保持部８３０が第一ハンド８１１に設けられた２つの支持部材８２１と第二ハンド８１２に設けられた１つの支持部材８２１とを有する態様を採用した場合には、３つの支持部材８２１を用いることで、基板Ｗの載置されうる面を一意に定め、基板吸着保持部２０への受け渡しの位置精度を上げることができる。４つの支持部材８２１を用いた場合、基板Ｗは支持部材８２１の高さのばらつきによって１つの支持部材８２１が基板Ｗの裏面に当接せず、基板Ｗの裏面が浮いてしまうことがある。そして、どの支持部材８２１が基板Ｗの裏面に当接しないかは基板Ｗの移載機８０への置き方や基板Ｗの重心等によって一義的に決まらないことがある。例えば対角線上にある２つの支持部材８２１の高さが高い場合には、一方のアームに設けられた支持部材８２１に基板Ｗの裏面が当接するのか、他方のアームに設けられた支持部材８２１に基板Ｗの裏面が当接するのかが一義的に決まらない。この結果、４つの支持部材８２１を用いた場合には、基板吸着保持部２０への受け渡しの位置精度が悪くなり、受け渡し位置がずれてしまい、ひいては、基板吸着保持部２０の中心と基板Ｗの中心との間の偏芯量ｄ１（図７参照）が大きくなることがある。他方、前述した態様を採用した場合には、このような問題を解決することができる。

図１に示すように第二ハンド８１２の長さを第一ハンド８１１の長さよりも短くする態様を採用した場合には、第二ハンド８１２の面内方向でスペースを形成することができる。この結果、装置全体の大きさを小型化することができる。

少なくとも１つの支持部材８２１の基板Ｗの面内方向における位置を検出する面内方向位置検出部５００が設けられる態様を採用した場合には（図３参照）、面内方向位置検出部５００の検出結果に基づいて支持部材８２１の基板Ｗの面内方向における位置を調整することができる。複数の支持部材８２１の基板Ｗの中心からの距離に第一閾値以上の差異があると、保持部材８３１によるクランプ時に基板Ｗが保持部材８３１と均等に当接せずに隙間が空いてしまうことがある。この結果、移載機８０から基板吸着保持部２０への基板Ｗの受け渡し位置がずれてしまうことがある。この点、面内方向位置検出部５００の検出結果に基づいて支持部材８２１の基板Ｗの面内方向における位置を調整することで、このような事態が発生することを防止できる。

少なくとも１つの支持部材８２１の基板Ｗの法線方向に沿った位置を検出する法線方向位置検出部５１０が設けられる態様を採用した場合には（図２参照）、法線方向位置検出部５１０の検出結果に基づいて支持部材８２１の基板Ｗの法線方向における位置を調整することができる。複数の支持部材８２１において高さ方向の位置が第二閾値以上でずれていると基板Ｗが傾いてしまい、移載機８０から基板吸着保持部２０への基板Ｗの受け渡し位置がずれてしまうことがある。この点、法線方向位置検出部５１０の検出結果に基づいて支持部材８２１の基板Ｗの法線方向における位置を調整することで、基板Ｗの傾きを調整することができ、基板吸着保持部２０への受け渡しの位置精度を向上させることができる。

基板Ｗから保持部材８３１に加わる圧力を検出する圧力検出部５３０が設けられる態様を採用した場合には、圧力検出部５３０によって検出される圧力が同程度の値になるように制御部５０が制御することで基板Ｗを複数配設された保持部材８３１によって均等にクランプすることができ、基板吸着保持部２０への受け渡しの位置精度を向上させることができる。

エアシリンダ４１０等の調整部に気体を供給する気体供給管４５０にエア等の気体を貯留するための気体貯留部４４０が設けられる態様を採用した場合には（図６参照）、エアシリンダ４１０等の調整部への気体の供給を即座に行うことができ、基板Ｗの外周位置の変化に追従することができる。図６に示す例で説明すると、回転中の偏芯が所定距離より大きくなると、研磨中に瞬間的に研磨パッド４１２が基板Ｗの側面から離れる瞬間が発生する。この点、バッファタンク等からなる気体貯留部４４０にエアが充填されている場合には、即座に作動室４１３へとエア等の気体が供給され、基板Ｗの外周位置の変化に追従することができる。このため、基板Ｗのベベル部を均一に研磨することができる。またこのような気体貯留部４４０を設けることで、変動容積が減少し、圧力変動率が低下する。このため、円形状からなるウェハ等の基板Ｗに偏芯があったとしても、基板Ｗの全周を一定圧力にて研磨することができる。研磨パッド４１２の基板Ｗへの追従を高めたい場合にはエアシリンダ４１０に供給されるエア等の気体の圧力を上げてもよい。また気体貯留部４４０が設けられる態様では、研磨パッド４１２が押し返されたときに、ショックアブソーバとしての効果も発揮する。

研磨パッド４１２の材料としては反発弾性に優れた材料を用いてもよい。反発弾性に優れた材料を採用した場合には、研磨パッド４１２が変形した後の回復速度が速くなり、基板Ｗの外周位置変化に対する追従性を高めることができる。反発弾性に優れた材料としては例えばシリコンスポンジ等を用いることができる。

４つの保持部材８３１と比較して３つの保持部材８３１を採用する場合には基板Ｗの製造誤差による影響を受けやすくなる懸念がある。つまり、基板Ｗがウェハからなる場合には直径３００±０．２ｍｍの製造誤差が認められている関係で、基板Ｗの大きさの製造誤差によって基板Ｗの中心がずれてしまい、偏芯の原因となり得る。また、装置の繰り返し誤差によって基板Ｗの中心がずれて偏芯してしまうこともある。このため、３つの保持部材８３１が設けられる態様で保持部材８３１の面内方向の位置（駆動開始位置）を調整できる態様を採用することは非常に有益である。また、基板Ｗの製造誤差の影響を受け難くするために、保持部材８３１の移動量が常に同じ値になるような機構を採用してもよい。一例としては、保持部材８３１の面内方向の駆動開始位置が基板Ｗの中心から同じ距離になるように面内方向位置検出部５００及び面内方向調整部５５０を用いて調整したうえで、各保持部材８３１が面内方向で同じ距離だけ移動するように制御してもよいし、各保持部材８３１の移動距離が同じ値となるような機械的な構成を採用してもよい。

保持部材８３１によって基板Ｗの側面が保持された後、基板吸着保持部２０に対する基板Ｗのセンタリング（基板の面内方向での位置調整）が行われ、その後、基板Ｗを基板吸着保持部２０へ向かう搬送が行われる場合において、保持部材８３１によって基板Ｗの側面が保持されてから保持部材８３１及び支持部材８２１が基板Ｗを基板吸着保持部２０へ向かう移動（第一移動）を開始するまで（下降を開始するまで）の時間が所定時間Ｔ（例えば２～５秒のいずれかの値であり、好ましくは３～５秒のいずれかの値）となるように制御部５０が制御してもよい。一例として、保持部材８３１による基板Ｗの保持、基板Ｗの基板吸着保持部２０へ向かう移動（第一移動）、基板吸着保持部２０への接触の関係は図１２に示すような関係となる。つまり、（１）保持部材８３１によって基板Ｗの側面が保持されてから所定時間Ｔの間、基板Ｗの基板吸着保持部２０へ向かう移動（第一移動）を開始せず、（２）基板Ｗの側面が保持されてから所定時間Ｔが経過した時点で基板Ｗの基板吸着保持部２０へ向かう移動（第一移動）を開始し（図５（ａ）では下降を開始しており、図１２では「ハンドの下降」として記載している。）、（３）基板Ｗの裏面が板吸着保持部２０に接触して載置された後で保持部材８３１による基板Ｗの保持が解消される（図５（ｂ）（ｃ）参照）。

一般的に、保持部材８３１によるクランプ力は、基板Ｗの把持開始から徐々に上昇することが分かっている。また、基板Ｗの把持直後（例えば基板Ｗの側面を把持して１秒後）は保持部材８３１によるクランプ力がバラつくことも分かっている。一例を示すと、図１３に示すようなバラつきがみられる。このようにクランプ力がバラつくことは、移載機８０において基板Ｗのクランプ位置がバラつくことを意味する。そして、クランプ力が一定でない状態でハンド８１０が移動して基板Ｗを基板吸着保持部２０に受け渡すと、基板Ｗの基板吸着保持部２０への当接状態や基板Ｗと保持部材８３１との当接状態が変化することから、基板吸着保持部２０への基板Ｗの受け渡し位置がバラついてしまう。

この点、本態様のように保持部材８３１によって基板Ｗの側面が保持されてから、保持部材８３１及び支持部材８２１が基板Ｗを基板吸着保持部２０へ向かう搬送を開始するまでの時間が所定時間Ｔとなるように制御部５０が制御することで、保持部材８３１によるクランプ力を一定の状態として基板Ｗの基板吸着保持部２０への受け渡しを行うことができ、基板Ｗの基板吸着保持部２０への受け渡しの位置精度を向上させることができる。なお、所定時間Ｔとして２～５秒（好ましくは３～５秒）の値を採用することで、スループットへ影響がでることを極力抑えつつ、基板Ｗの基板吸着保持部２０への受け渡しの位置精度を向上させることができる点で有益である。移載機８０の待機時間が長い場合、移載機８０のハンド８１０の摺動部材、例えばボールスプラインシャフトの摺動部の固着を防ぐため、ハンド８１０を定期的に、基板Ｗを持たない状態で、クランプ及びアンクランプを繰り返してもよい。例えば、移載機８０が基板Ｗをセンタリングする前に、クランプ、アンクランプを１～３回繰り返してもよい。

上述した態様では３つの保持部材８３１及び３つの支持部材８２１を用いる態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、図１４に示すように４つ以上の保持部材８３１及び４つ以上の支持部材８２１が用いられてもよい。

上述した実施の形態の記載及び図面の開示は、特許請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。また、出願当初の請求項の記載はあくまでも一例であり、明細書、図面等の記載に基づき、請求項の記載を適宜変更することもできる。

２０・・・基板吸着保持部、２２・・・支持本体部、４０・・・研磨ユニット、８０・・・移載機、４４０・・・気体貯留部、４５０・・・気体供給管、４９０・・・気体供給部、５００・・・面内方向位置検出部、５１０・・・法線方向位置検出部、５３０・・・圧力検出部、８１０・・・ハンド、８２０・・・支持部、８２１・・・支持部材、８３０・・・保持部、８３１・・・保持部材、Ｗ・・・基板

Claims

基板の裏面を保持する基板保持部へと基板を搬送する移載機であって、
一対のハンドと、
前記ハンドに設けられ、基板の裏面を支持する支持部材と、
前記ハンドに設けられ、前記支持部材で支持されている基板の側面を保持する保持部材と、
を備え、
前記支持部材は３つ設けられ、
一方のハンドに２つの支持部材が設けられ、他方のハンドに１つの支持部材が設けられる、移載機。
前記他方のハンドの長さは前記一方のハンドの長さよりも短くなっている、請求項１に記載の移載機。
少なくとも１つの支持部材の前記基板の面内方向における位置を検出する面内方向位置検出部をさらに備え、
前記支持部材の少なくとも１つは前記基板の面内方向で移動可能となる、請求項１又は２のいずれかに記載の移載機。
前記支持部材の少なくとも１つの前記基板の法線方向に沿った位置を検出する法線方向位置検出部をさらに備え、
前記支持部材の少なくとも１つは前記基板の法線方向に沿って移動可能となる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の移載機。
前記保持部材の少なくとも１つには、前記基板に加わる圧力を検出する圧力検出部が設けられる、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の移載機。
基板の裏面を保持する基板保持部へと基板を搬送する移載機であって、
一対のハンドと、
前記ハンドに設けられ、基板の裏面を支持する支持部材と、
前記ハンドに設けられ、前記支持部材で支持されている基板の側面を保持する保持部材と、
少なくとも１つの前記支持部材の前記基板の面内方向における位置を検出する面内方向位置検出部と、
を有し、
前記支持部材の少なくとも１つは前記基板の面内方向で移動可能となる、移載機によって搬送された基板の裏面を保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された基板のベベルを研磨する研磨ユニットと、
を備え、
前記研磨ユニットは、研磨テープと、前記研磨テープを基板に対して押し付けるための押圧部と、気体を用いて前記研磨テープの前記基板に対する押し付け力を調整する調整部と、を有し、
前記調整部に気体供給管を介して気体を供給する気体供給部が設けられ、
前記気体供給管には気体を貯留するための気体貯留部が設けられる、ベベル研磨装置。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の移載機によって搬送された基板の裏面を保持する基板保持部と、
前記基板保持部によって保持された基板のベベルを研磨する研磨ユニットと、
を備え、
前記研磨ユニットは、研磨テープと、前記研磨テープを基板に対して押し付けるための押圧部と、気体を用いて前記研磨テープの前記基板に対する押し付け力を調整する調整部と、を有し、
前記調整部に気体供給管を介して気体を供給する気体供給部が設けられ、
前記気体供給管には気体を貯留するための気体貯留部が設けられる、ベベル研磨装置。
前記基板保持部は前記基板の裏面を支持する支持本体部を有し、
前記基板は直径が２９９ｍｍ～３０１ｍｍの円形状からなり、
前記支持本体部は直径が２６０ｍｍ～２８５ｍｍの円形状となっている、請求項６又は７に記載のベベル研磨装置。
前記基板保持部は前記基板の裏面を支持する支持本体部を有し、
前記移載機によって前記基板を前記支持本体部に載置する第一時間前に、前記支持本体部を回転させるように制御する制御部が設けられる、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のベベル研磨装置。
前記基板保持部に対する前記基板の面内方向での位置調整を行った後で、前記移載機によって前記基板を前記基板保持部に向かう移動である第一移動を行わせる制御部を備え、
前記制御部は、前記保持部材によって前記基板を保持してから所定時間Ｔが経過した後で、前記移載機による前記第一移動を開始させる、請求項６乃至９のいずれか１項に記載のベベル研磨装置。
前記所定時間は２～５秒である、請求項１０に記載のベベル研磨装置。