JP7443169B2 - 基板処理装置、基板処理方法、および基板処理方法を基板処理装置のコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents
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Description
いている方向によって「フェースアップ式(基板の被研磨面が上向きの方式)」と「フェースダウン式(基板の被研磨面が下向きの方式)」に大別され得る。
ロードユニット100は、研磨および洗浄などの処理が行われる前の基板WFを基板処理装置1000内へ導入するためのユニットである。一実施形態において、ロードユニット100は、SMEMA(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)の機
械装置インタフェース規格(IPC-SMEMA-9851)に準拠するように構成される。
に示される実施形態においては、各ローラシャフト204には3つの搬送ローラ202が取り付けられている。基板WFは、搬送ローラ202上に配置され、搬送ローラ202が回転することで基板WFが搬送される。
図1に示される基板処理装置1000は、2つの搬送ユニット200A、200Bを備えている。2つの搬送ユニット200A、200Bは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して搬送ユニット200として説明する。
乾燥ユニット500は、基板WFを乾燥させるための装置である。図1に示される基板処理装置1000においては、乾燥ユニット500は、研磨ユニット300で研磨された後に、搬送ユニット200の洗浄部で洗浄された基板WFを乾燥させる。図1に示されるように、乾燥ユニット500は、搬送ユニット200の下流に配置される。
アンロードユニット600は、研磨および洗浄などの処理が行われた後の基板WFを基板処理装置1000の外へ搬出するためのユニットである。図1に示される基板処理装置1000においては、アンロードユニット600は、乾燥ユニット500で乾燥された後の基板を受け入れる。図1に示されるように、アンロードユニット600は、乾燥ユニット500の下流に配置される。一実施形態において、アンロードユニット600は、SMEMA(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)の機械装置インタフェ
ース規格(IPC-SMEMA-9851)に準拠するように構成される。
図2は、一実施形態による研磨ユニット300の構成を概略的に示す斜視図である。図1に示される基板処理装置1000は、2つの研磨ユニット300A、300Bを備えている。2つの研磨ユニット300A、300Bは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して研磨ユニット300として説明する。
タ359の駆動電流を計測可能な研磨テーブル電流計359´が設けられている。研磨テーブル350の上面には研磨パッド352が貼付されており、研磨パッド352の表面352aが基板を研磨する研磨面を構成している。
ッジ28に取り付けられたボールねじ32と、支柱130により支持された支持台29と、支持台29上に設けられたサーボモータ38とを備えている。サーボモータ38を支持する支持台29は、支柱130を介してアーム360に固定されている。
直接押圧するリテーナ部材3とを有する。研磨ヘッド本体2は概略四角形の平板状の部材からなり、リテーナ部材3は研磨ヘッド本体2の外周部に取り付けられている。研磨ヘッド本体2の下面には、基板の裏面に接触する弾性膜(メンブレン)4が取り付けられている。一実施形態において、弾性膜(メンブレン)4は、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度および耐久性に優れたゴム材によって形成される。
図2に示すように、研磨ユニット300は、スリップアウト検出器910を備える。スリップアウト検出器910は、制御装置900の機能ブロックとして実現することができる。スリップアウト検出器910は、アーム360の旋回トルクに基づいて、研磨ヘッド
302から基板WFが飛び出したことを検出することができる。例えば、スリップアウト検出器910は、アーム360の旋回トルクに相関する物理量の変化に基づいて、研磨ヘッド302から基板WFが飛び出したことを検出するように構成される。具体的には、スリップアウト検出器910には、アーム電流計364´によって計測された駆動電流値が入力される。スリップアウト検出器910は、アーム電流計364´によって計測された駆動電流値の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超えたら、研磨ヘッド302から基板WFが飛び出したことを検出するように構成される。なお、本実施形態では、アーム電流計364´によって計測された駆動電流値に基づいてアーム360の旋回トルクを検出する例を示すが、これに限定されない。アーム回転モータ364がサーボモータである場合には、スリップアウト検出器910は、アーム回転モータ364から受信したデータに基づいてアーム360の旋回トルクを検出することができる。この場合、アーム電流計364´は設けなくてもよい。
の流体の供給によってリテーナ部材3を押し返したりすることによって、リテーナ部材加圧室10に対して流体の流入/流出が生じる。これにより、図6の96秒付近に示すようにリテーナ部材加圧室10に供給される流体の流量が大きく変化する。このタイミングで、リテーナ部材加圧室10に供給される流体の流量の単位時間当たり(例えば、0.1秒毎)の変化量が予め設定された閾値を超えるので、スリップアウト検出器910は、研磨ヘッド302から基板WFが飛び出したことを検出することができる。
70から発射され光受光部材372によって受光された反射光の色の変化に基づいて、研磨ヘッド302から基板WFが飛び出したことを検出することができる。すなわち、スリップアウト検出器910は、基板WFの研磨処理が行われる前に研磨パッド352に対して光を発射し、研磨パッド352から反射した光に基づいて研磨パッドの基準色を登録する。スリップアウト検出器910は、基板WFの研磨処理中に、研磨パッド352から反射した光に基づく色と、基準色とを比較する。研磨パッド352と基板WFは色が異なるので、基板WFが研磨ヘッド302から外れて光の発射領域に現れると、スリップアウト検出器910は、研磨パッド352の基準色とは異なる色を検出するので、トップリング302から基板WFが飛び出したことを検出することができる。
次に、本実施形態の基板処理方法について説明する。図7は、本実施形態の基板処理方法を示すフロー図である。基板処理方法では、まず、オペレータがGUI画面を介して基板処理のための各種レシピを作成して(ステップ102)、基板の研磨処理を開始する(ステップ104)。具体的には、研磨ステップは、研磨ヘッド302によって基板WFを保持して研磨パッド352に押圧するとともに、基板WFと研磨パッド352とを相対運
動させることによって基板WFを研磨する。続いて、基板処理方法では、基板WFのスリップアウト検出機能が有効になっているか否かを判定し(ステップ106)、有効になっていなければ(ステップ106,No)、処理を終了する。
は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。例えば、本実施形態では四角形の形状の基板WFのスリップアウト検出を例に挙げて説明したが、これに限定されず、他の多角形または半導体ウエハなどの円形の基板のスリップアウト検出についても本発明を適用することができる。
10 リテーナ部材加圧室
30 流体供給源
300 研磨ユニット
302 研磨ヘッド
304 研磨ヘッド回転モータ
304´ 研磨ヘッド電流計
350 研磨テーブル
352 研磨パッド
359 研磨テーブル回転モータ
359´ 研磨テーブル電流計
360 アーム
364 アーム回転モータ
364´ アーム電流計
370 光発射部材
372 光受光部材
900 制御装置
910 スリップアウト検出器
920 速度検出器
930 設定変更検出器
940 記憶媒体
1000 基板処理装置
F1,F2,F3,F4,F5,F6 流量センサ
P1,P2,P3,P4,P5,P6 圧力センサ
WF 基板
Claims (14)
- 基板を研磨するための研磨パッドが貼り付けられる研磨テーブルと、
基板を保持して研磨パッドに押圧するための研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドを囲んで配置されたリテーナ部材と、
前記リテーナ部材に隣接して配置されたリテーナ部材加圧室と、
前記研磨ヘッドを保持して旋回させるためのアームと、
前記アームの旋回トルクに基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するためのスリップアウト検出器と、
前記アームの旋回トルクに相関する物理量を検出するためのアームトルク検出器と、を含み、
前記スリップアウト検出器は、前記アームトルク検出器によって検出された物理量の変化に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するように構成され、
前記アームの旋回速度を検出するための速度検出器をさらに含み、
前記スリップアウト検出器は、前記速度検出器によって検出された速度に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことの検出を停止するように構成される、
基板処理装置。 - 前記スリップアウト検出器は、前記アームトルク検出器によって検出された物理量の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超えたら、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するように構成される、
請求項1に記載の基板処理装置。 - 前記アームトルク検出器は、前記アームを旋回させるための電動機の駆動電流を検出する電流計である、
請求項1または2に記載の基板処理装置。 - 前記スリップアウト検出器は、前記速度検出器によって検出された速度が予め設定され
た閾値未満である場合には、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことの検出を停止するように構成される、
請求項1に記載の基板処理装置。 - 基板を研磨するための研磨パッドが貼り付けられる研磨テーブルと、
基板を保持して研磨パッドに押圧するための研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドを囲んで配置されたリテーナ部材と、
前記リテーナ部材に隣接して配置されたリテーナ部材加圧室と、
前記研磨ヘッドを保持して旋回させるためのアームと、
前記リテーナ部材加圧室に供給される流体の流量に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するためのスリップアウト検出器と、
前記リテーナ部材加圧室に流体を供給するための供給源と、
前記リテーナ部材加圧室に供給される流体の流量を検出するための流量検出器と、を含み、
前記スリップアウト検出器は、前記流量検出器によって検出された流量の変化に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するように構成される、
基板処理装置。 - 前記スリップアウト検出器は、前記流量検出器によって検出された流体の流量の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超えたら、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するように構成される、
請求項5に記載の基板処理装置。 - 前記研磨ヘッドの研磨パッドに対する高さ、前記研磨ヘッドに形成された複数の基板加圧室の圧力、前記リテーナ部材加圧室の圧力、前記研磨テーブルの回転数、前記研磨ヘッドの回転数、または、前記アームの旋回速度、の少なくとも1つの設定値を変更するための設定変更指令が発せられたことを検出する設定変更検出器をさらに含み、
前記スリップアウト検出器は、前記設定変更検出器によって前記設定変更指令が発せられたことを検出した場合には、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことの検出を所定時間停止するように構成される、
請求項1から6のいずれか一項に記載の基板処理装置。 - 基板を研磨するための研磨パッドが貼り付けられる研磨テーブルと、
基板を保持して研磨パッドに押圧するための研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドを囲んで配置されたリテーナ部材と、
前記リテーナ部材に隣接して配置されたリテーナ部材加圧室と、
前記研磨ヘッドを保持して旋回させるためのアームと、
前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するためのスリップアウト検出器と、
研磨パッドに対して光を発射するための光発射部材および研磨パッドから反射した光を受光するための光受光部材とを含み、
前記スリップアウト検出器は、前記光受光部材によって受光された反射光の光量または色の変化に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するように構成される、
基板処理装置。 - 研磨ヘッドを用いて基板を保持して研磨テーブルに貼り付けられた研磨パッドに押圧する研磨ステップと、
前記研磨ヘッドを旋回させるためのアームの旋回トルクに基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するためのスリップアウト検出ステップと、
を含み、
前記スリップアウト検出ステップは、前記研磨テーブルの回転トルクに相関する物理量の変化、または、前記研磨ヘッドの回転トルクに相関する物理量の変化、に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出し、
前記スリップアウト検出ステップは、前記アームの旋回速度が予め設定された閾値未満である場合には、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことの検出を停止する、
基板処理方法。 - 前記スリップアウト検出ステップは、前記アームの旋回トルクに相関する物理量の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超えたら、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出する、
請求項9に記載の基板処理方法。 - 研磨ヘッドを用いて基板を保持して研磨テーブルに貼り付けられた研磨パッドに押圧する研磨ステップと、
前記研磨ヘッドを囲んで配置されたリテーナ部材に隣接して配置されたリテーナ部材加圧室に供給される流体の流量に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するためのスリップアウト検出ステップと、
を含み、
前記スリップアウト検出ステップは、前記リテーナ部材加圧室に供給される流体の流量の単位時間当たりの変化量が予め設定された閾値を超えたら、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出する、
基板処理方法。 - 前記スリップアウト検出ステップは、前記研磨ヘッドの研磨パッドに対する高さ、前記研磨ヘッドに形成された複数の基板加圧室の圧力、リテーナ部材加圧室の圧力、前記研磨テーブルの回転数、前記研磨ヘッドの回転数、または、アームの旋回速度、の少なくとも1つの設定値を変更するための設定変更指令が発せられたら、スリップアウト検出を所定時間停止するように構成される、
請求項9から11のいずれか一項に記載の基板処理方法。 - 研磨ヘッドを用いて基板を保持して研磨テーブルに貼り付けられた研磨パッドに押圧する研磨ステップと、
前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するためのスリップアウト検出ステップと、
を含み、
前記スリップアウト検出ステップは、研磨パッドに対して発射した光の反射光の光量または色の変化に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出する、
基板処理方法。 - 研磨ヘッドを用いて基板を保持して研磨テーブルに貼り付けられた研磨パッドに押圧する研磨ステップと、
前記研磨ヘッドを旋回させるためのアームの旋回トルクに基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出するためのスリップアウト検出ステップと、を含み、
前記スリップアウト検出ステップは、前記研磨テーブルの回転トルクに相関する物理量の変化、または、前記研磨ヘッドの回転トルクに相関する物理量の変化、に基づいて、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことを検出し、
前記スリップアウト検出ステップは、前記アームの旋回速度が予め設定された閾値未満である場合には、前記研磨ヘッドから基板が飛び出したことの検出を停止する、
基板処理方法を基板処理装置のコンピュータに実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体。
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