KR102498116B1 - 진공 흡착 패드 및 기판 보유 지지 장치 - Google Patents

진공 흡착 패드 및 기판 보유 지지 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102498116B1
KR102498116B1 KR1020180035723A KR20180035723A KR102498116B1 KR 102498116 B1 KR102498116 B1 KR 102498116B1 KR 1020180035723 A KR1020180035723 A KR 1020180035723A KR 20180035723 A KR20180035723 A KR 20180035723A KR 102498116 B1 KR102498116 B1 KR 102498116B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate holding
convex portion
substrate
holding convex
diameter side
Prior art date
Application number
KR1020180035723A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180111612A (ko
Inventor
사토루 야마모토
마사유키 나카니시
겐지 고데라
Original Assignee
가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 filed Critical 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Publication of KR20180111612A publication Critical patent/KR20180111612A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102498116B1 publication Critical patent/KR102498116B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/008—Machines comprising two or more tools or having several working posts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/24—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means
    • B23B31/30—Chucks characterised by features relating primarily to remote control of the gripping means using fluid-pressure means in the chuck
    • B23B31/307—Vacuum chucks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/004—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor using abrasive rolled strips
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/10—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of travelling flexible backings coated with abrasives; Cleaning of abrasive belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
    • B24B41/06—Work supports, e.g. adjustable steadies
    • B24B41/068—Table-like supports for panels, sheets or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T279/00—Chucks or sockets
    • Y10T279/11—Vacuum

Abstract

기판을 진공 흡착하고 있을 때 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있는 진공 흡착 패드를 제공한다.
진공 흡착 패드(8)는, 기판 보유 지지 장치(2)의 스테이지(5)에 하면이 접착되는 패드 본체(37)와, 패드 본체(37)의 상면에 마련되고, 패드 본체(37)의 상면에 진공 흡착되는 기판 W를 보유 지지하는 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38)를 구비하고 있다. 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38)는, 원 형상의 패드 본체(37)와 동심원상으로 배치되어 있고, 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38) 중 외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38)의 직경 방향의 폭 W1은, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38)의 직경 방향의 폭 W2보다 좁다.

Description

진공 흡착 패드 및 기판 보유 지지 장치{VACUUM SUCTION PAD AND SUBSTRATE HOLDING DEVICE}
본 발명은 기판 보유 지지 장치의 스테이지에 접착되는 진공 흡착 패드에 관한 것이다.
진공 흡착 패드는, 기판 보유 지지 장치의 스테이지에 접착되어, 기판을 진공 흡인에 의해 스테이지에 보유 지지하기 위하여 사용된다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 종래 진공 흡착 패드의 흡착면(상면)에는, 볼록부에 의해 둘러싸인 복수의 폐쇄 구획(진공 흡착 에어리어)이 형성되어 있다. 복수의 폐쇄 구획에는, 각각 흡배기구가 설치되어 있고, 복수의 흡배기구는, 각각 독립적으로 흡배기를 행할 수 있는 흡배기 라인에 접속되어 있다. 또한, 복수의 폐쇄 구획에는, 기판을 보유 지지하기 위한 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부가 동심원상으로 마련되어 있다.
일본 특허 공개 제2010-153585호 공보
예를 들어, 기판 연마 장치로 기판을 연마하는 경우, 기판 보유 지지 장치의 스테이지에 진공 흡착에 의해 기판을 보유 지지한 상태에서 기판의 연마가 행해진다. 구체적으로는, 기판 보유 지지 장치의 스테이지에 보유 지지한 기판을 회전시킴과 함께, 기판 연마 장치의 연마 패드를 기판에 누르면서 회전시킴으로써, 기판의 연마가 행해진다. 기판의 이면을 연마하기 위하여, 기판을 스테이지에 보유 지지하고 있을 때에 기판 중앙 부근에 가해지고 있는 하향의 힘과는 반대 방향의, 기판에 대해 상향의 힘이 가해지도록, 접촉 부재, 예를 들어 연마 헤드를 회전하고 있는 기판의 외주부의 하측으로부터 누르면, 그 힘으로 기판의 외주부는 상향으로 휜다. 근년 용도가 증가되고 있는 TSV 프로세스에 적용되는 지지 기판과 같은 종래의 기판보다도 얇은 기판에 대해 이러한 처리를 행할 때는 이 경향은 현저해지고, 휨량이 커짐으로써 종래의 진공 흡착 패드에서는 진공 흡착이 파괴되어 기판이 스테이지로부터 박리(특히, 기판의 외경측으로부터 박리)되기 쉬워진다.
기판의 스테이지로부터의 박리를 방지하기 위해서는, 진공 흡착 시의 흡착력을 향상시키는 것이 고려된다. 그래서, 예를 들어 진공 흡착의 진공도를 높이는(압력을 내리는) 대응을 생각할 수 있지만, 진공도를 필요 이상으로 높임으로써 진공 흡착 후의 기판의 박리성이 악화되기 때문에 그 적용은 어렵다.
본 발명은 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 기판을 진공 흡착하고 있을 때는 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있고, 게다가 진공 흡착 후의 박리성을 유지할 수 있는 진공 흡착 패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 진공 흡착 패드는, 기판 보유 지지 장치의 스테이지에 하면이 접착되는 패드 본체와, 상기 패드 본체의 상면에 마련되고, 상기 패드 본체의 상면에 진공 흡착되는 기판을 보유 지지하는 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부를 구비하고, 상기 원호상의 기판 보유 지지 볼록부는, 상기 원 형상의 패드 본체와 동심원상으로 배치되어 있고, 상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고, 상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부보다 외경측에는, 볼록부가 형성되어 있으며, 상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부와 상기 볼록부 사이의 폭은, 상기 내경측의 복수의 기판 보유 지지 볼록부 사이의 폭보다 넓다.
이 구성에 의하면, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은 종래의 진공 흡착 패드와 동일한 폭에 대해, 상대적으로 좁게 설정된 외측은 종래보다도 진공부의 면적이 넓어진다. 이것으로, 연마 헤드의 힘에 의한 기판의 상향의 휨의 양을 저하시키고, 흡착력을 향상시키고 기판이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 이 때, 내경측의 폭을 종래보다도 좁게 하여 내측의 진공부의 면적을 확장해도 영향은 외주부에는 거의 미치지 않고, 그 효과를 기대할 수는 없다. 그 때문에, 폭을 좁게 함으로써 발생하는 기판 하향의 휨도 작게 하는 폭을 외경측에 그치게 함으로써 최저한으로 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 진공 흡착 패드에서는, 상기 패드 본체의 상면에는, 기판 박리성을 갖는 코팅층이 형성되어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판과 접촉하는 코팅층이 기판 박리성을 갖고 있으므로, 진공 흡착의 종료 후(예를 들어 기판의 연마 후 등)에, 기판이 박리되기 쉬워진다.
또한, 본 발명의 진공 흡착 패드에서는, 상기 패드 본체의 상면에 마련되고, 당해 패드 본체의 상면을 복수의 진공 흡착 에어리어로 원주 방향으로 분할하는 에어리어 형성 볼록부를 구비하고, 외경측의 진공 흡착 에어리어에는, 상기 기판 보유 지지 장치의 제1 흡배기 라인에 접속되는 제1 흡배기구가 설치되고, 내경측의 진공 흡착 에어리어에는, 상기 기판 보유 지지 장치의 제2 흡배기 라인에 접속되는 제2 흡배기구가 설치되어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판을 진공 흡착할 때의 진공압을, 외경측의 진공 흡착 에어리어와 내경측의 진공 흡착 에어리어로 상이하게 할 수 있다. 즉, 기판의 외경측만의 진공압을 임의로 높임으로써 흡착력을 향상시키고 진공 흡착 중의 기판(예를 들어 기판의 연마 중 등)을 박리되기 어렵게 하면서, 내경측의 진공압을 저하시킴으로써 전체의 균형을 잡아서 진공 흡착 후의 기판의 박리성을 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 진공 흡착 패드에서는, 상기 기판 보유 지지 볼록부는, 상기 기판에 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부를 지지하는 루트부를 구비하고, 상기 접촉부의 직경 방향의 폭은, 상기 루트부의 직경 방향의 폭보다 넓게 설정되어도 된다.
이 구성에 의하면, 기판과 진공 흡착 패드의 접촉 면적을 유지한 채 진공을 확장할 수 있기 때문에, 기판 하향의 휨을 방지하면서 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 진공 흡착 패드에서는, 상기 기판 보유 지지 볼록부는, 상기 기판에 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부를 지지하는 루트부를 구비하고, 상기 접촉부의 직경 방향의 폭은, 상기 루트부의 직경 방향의 폭보다 좁게 설정되어도 된다.
이 구성에 의하면, 특히 하향의 휨의 영향이 작은 기판에 대해, 기판과 진공 흡착 패드의 접촉 면적을 저감시킴으로써 기판의 이면 오염도를 저감시키면서 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 진공 흡착 패드에서는, 상기 기판 보유 지지 볼록부의 단면 형상은 원형이어도 된다.
이 구성에 의하면 특히 하향의 휨의 영향이 작은 기판에 대해, 기판과 진공 흡착 패드의 접촉 면적을 저감시킴으로써 기판의 이면 오염도를 저감시키면서 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 진공 흡착 패드에서는, 상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부의 내경측에 인접하는 기판 보유 지지 볼록부와 상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부 사이의 폭은, 상기 내경측의 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 상호 간의 폭보다 넓어도 된다.
본 발명의 진공 흡착 패드는, 기판 보유 지지 장치의 스테이지에 하면이 접착되는 패드 본체와, 상기 패드 본체의 상면에 마련되고, 상기 패드 본체의 상면에 진공 흡착되는 기판을 보유 지지하는 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부를 구비하고, 상기 원호상의 기판 보유 지지 볼록부는, 상기 원 형상의 패드 본체와 동심원상으로 배치되어 있고, 상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고, 상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 최외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고, 상기 내경측의 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 실질적으로 동일한 폭이다.
본 발명의 기판 보유 지지 장치는, 기판을 보유 지지하기 위한 스테이지와, 상기 스테이지에 접착되는 진공 흡착 패드를 구비하는 기판 보유 지지 장치이며, 상기 진공 흡착 패드는, 상기 스테이지에 하면이 접착되는 패드 본체와, 상기 패드 본체의 상면에 마련되고, 상기 패드 본체의 상면에 진공 흡착되는 기판을 보유 지지하는 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부를 구비하고, 상기 원호상의 기판 보유 지지 볼록부는, 상기 원 형상의 패드 본체와 동심원상으로 배치되어 있고, 상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고, 상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 최외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고, 상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부보다 외경측에는, 볼록부가 형성되어 있으며, 상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부와 상기 볼록부 사이의 폭은, 상기 내경측의 복수의 기판 보유 지지 볼록부 사이의 폭보다 넓다.
이 구성에 의하면, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은 종래의 진공 흡착 패드와 동일한 폭에 대해, 상대적으로 좁게 설정된 외측은 종래보다도 진공부의 면적이 넓어진다. 이것으로, 연마 헤드의 힘에 의한 기판의 상향의 휨의 양을 저하시키고, 흡착력을 향상시키고 기판이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 이 때, 내경측의 폭을 종래보다도 좁게 하여 내측의 진공부의 면적을 확장해도 영향은 외주부에는 거의 미치지 못하고, 그 효과를 기대할 수는 없다. 그 때문에, 폭을 좁게 함으로써 발생하는 기판 하향의 휨도 작게 하는 폭을 외경측에 그치게 함으로써 최저한으로 억제할 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판을 진공 흡착하고 있을 때 진공 흡착 후의 박리성을 유지하면서 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에서의 기판 보유 지지 장치를 구비한 연마 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에서의 기판 보유 지지 장치를 구비한 연마 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에서의 기판 보유 지지 장치의 스테이지 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 단면도이다.
도 6은 연마 중에 기판이 박리하는 메커니즘의 설명도이다.
도 7은 종래의 진공 흡착 패드의 평면도이다.
도 8은 비교예의 진공 흡착 패드의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 효과를 나타내는 표이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 효과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에서의 기판 보유 지지 장치의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 단면도이다.
도 13은 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 단면도이다.
도 14는 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 단면도이다.
도 15는 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 평면도이다.
도 16은 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 평면도이다.
도 17은 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 평면도이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태에서의 기판 보유 지지 장치를 구비한 연마 장치의 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시 형태에서의 기판 보유 지지 장치의 스테이지 설명도이다.
도 20은 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 평면도(모식도)이다.
도 21은 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 평면도(모식도)이다.
도 22는 다른 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 평면도(모식도)이다.
도 23은 본 발명의 실시 형태에서의 진공 흡착 패드의 효과를 설명하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태 진공 흡착 패드에 대해, 도면을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 반도체 웨이퍼 등의 박판 형상의 기판을 진공 흡착하기 위한 진공 흡착 패드의 경우를 예시한다.
(제1 실시 형태)
먼저, 본 발명의 실시 형태 기판 보유 지지 장치의 구성을, 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 실시 형태의 기판 보유 지지 장치를 구비한 연마 장치의 평면도이며, 도 2는, 본 실시 형태의 기판 보유 지지 장치를 구비한 연마 장치의 단면도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연마 장치(1)의 중앙부에는, 연마 대상물인 기판 W를 수평하게 보유 지지하는 기판 보유 지지 장치(2)가 설치되어 있다. 또한, 기판 보유 지지 장치(2)로 보유 지지된 기판 W의 주위에는 4개의 연마 헤드 기구(3)가 설치되어 있고, 연마 헤드 기구(3)의 직경 방향 외측에는, 각각 연마 테이프 공급 회수 기구(4)가 설치되어 있다.
기판 보유 지지 장치(2)는, 기판 W가 적재되는 스테이지(5)와, 스테이지(5)의 중앙부에 연결되는 회전축(6)과, 이 회전축(6)을 회전시키는 모터(7)를 구비하고 있다. 기판 보유 지지 장치(2)의 스테이지(5)에는, 진공 흡착 패드(8)가 접착되어 있고, 기판 W는, 반송 기구의 반송 아암에 의해, 기판 W의 중심이 회전축(6)의 축심과 일치하도록 진공 흡착 패드(8) 상에 적재된다.
기판 보유 지지 장치(2)의 회전축(6)은, 볼 스플라인 베어링(9)(직선 이동 베어링)에 의해 상하로 이동하도록 지지되어 있다. 회전축(6)의 내부에는, 제1 튜브(10)가 삽입 관통되어 있다. 제1 튜브(10)는, 회전축(6)의 하단에 설치된 로터리 조인트(12)를 통해, 진공원으로서의 제1 진공 라인(13)에 접속되어 있다. 제1 튜브(10)는, 처리 후의 기판 W를 진공 흡착 패드(8)로부터 이탈시키는 유체 공급원으로서의 제1 질소 가스 공급 라인(15)에도 접속되어 있다.
제1 진공 라인(13)에는, 제1 진공 레귤레이터(17)가 설치되어 있고, 제어부(도시하지 않음)로부터의 신호에 따라 진공도가 조정되도록 되어 있다. 기판 보유 지지 장치(2)는, 제1 진공 라인(13)과 제1 질소 가스 공급 라인(15)을 제1 튜브(10)에 선택적으로 접속되어 있다. 기판 W를 이탈시키는 경우에는, 도시되지 않은 진공원에 연통된 제1 진공 라인(13)이 도시되지 않은 밸브를 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 하고, 제1 튜브(10)와 분리하고, 다른 쪽에서, 질소 가스 공급 라인(15)이 도시되지 않은 밸브를 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 하고, 제1 튜브(10)와 질소 가스 공급 라인(15)을 연통시키고, 그리고, 이 상태에서 도시되지 않은 질소 가스 공급원으로 공급되는 질소 가스를 제1 질소 가스 공급 라인(15)을 통해 제1 튜브(10)에 공급해도 된다. 혹은, 간단히, 진공 라인(13)에 연통한 도시되지 않은 진공원이 펌프인 경우에는 이 펌프의 운전을 정지시키고, 계속해서, 이 상태에서 도시되지 않은 질소 가스 공급원으로 공급되는 질소 가스를 제1 질소 가스 공급 라인(15)을 통해 제1 튜브(10)에 공급해도 된다. 기판 W에 대해 진공압을 공급함으로써, 기판 W를 진공 흡착 패드(8)의 상면에 진공 흡착하고, 기판 W에 대해 질소 가스를 공급함으로써 기판 W를 진공 흡착 패드(8)의 상면으로부터 이탈시킬 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 기판 보유 지지 장치(2)의 회전축(6)은, 이 회전축(6)에 연결된 풀리(19)와, 모터(7)의 회전축에 설치된 풀리(20)와, 이들 풀리(19, 20)에 걸린 벨트(21)를 통해, 모터(7)에 의해 회전된다. 모터(7)의 회전축은, 기판 보유 지지 장치(2)의 회전축(6)과 평행하게 연장되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 진공 흡착 패드(8)의 상면으로 보유 지지된 기판 W는, 모터(7)에 의해 회전된다.
볼 스플라인 베어링(9)은, 기판 보유 지지 장치(2)의 회전축(6)이 그 긴 쪽 방향으로 자유롭게 이동하는 것을 허용하는 베어링이다. 볼 스플라인 베어링(9)은 내측 케이싱(22)에 고정되어 있다. 회전축(6)은, 내측 케이싱(22)에 대해 상하로 직선 동작이 가능하고, 회전축(6)과 내측 케이싱(22)은 일체로 회전된다. 회전축(6)은, 에어 실린더(승강 기구)(23)에 연결되어 있고, 에어 실린더(23)에 의해 회전축(6) 및 진공 흡착 패드(8)가 상승 및 하강할 수 있도록 되어 있다.
내측 케이싱(22)과, 그 외측에 동심 상으로 배치된 외측 케이싱(24) 사이에는 레이디얼 베어링(25)이 개재 장착되어 있고, 내측 케이싱(22)은 레이디얼 베어링(25)에 의해 회전 가능하도록 지지되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 기판 보유 지지 장치(2)는, 기판 W를 중심축 Cr 주위로 회전시키고, 또한 기판 W를 중심축 Cr에 따라 상승 하강시킬 수 있다.
기판 보유 지지 장치(2)의 회전축(6)이 하강하고 있는 상태에서, 진공 흡착 패드(8)에 진공 흡착된 기판 W의 연마가 행해진다(도 2 참조). 연마 처리 후에는, 에어 실린더(23)에 의해 기판 W를 진공 흡착 패드(8) 및 회전축(6)과 함께 반송 위치까지 상승시키고, 이 반송 위치에서 기판 W를 진공 흡착 패드(8)로부터 이탈시킨다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판 보유 지지 장치(2)에는, 기판 W의 상방에 상공급 노즐(26)이 배치되어 있다. 기판 W의 연마 중은, 상공급 노즐(26)로부터 기판 보유 지지 장치(2)로 보유 지지된 기판 W의 상면 중심을 향하여 연마액이 공급된다. 또한, 기판 보유 지지 장치(2)에는, 기판 W의 이면과 기판 보유 지지 장치(2)의 진공 흡착 패드(8)의 경계부(진공 흡착 패드(8)의 외주부)를 향하여 연마액을 공급하는 하공급 노즐(27)이 설치되어 있다. 연마액에는 통상 순수가 사용되지만, 연마 테이프(연마구)(28)의 지립으로서 실리카를 사용하는 경우 등은 암모니아를 사용할 수도 있다.
또한, 연마 장치(1)는, 연마 처리 후에 연마 헤드(29)를 세정하는 세정 노즐(30)을 구비하고 있고, 연마 처리 후에 기판 W가 기판 보유 지지 장치(2)에 의해 상승한 후, 연마 헤드(3)를 향해 세정수를 분사하고, 연마 처리 후의 연마 헤드(3)를 세정할 수 있게 되어 있다.
도 3은, 기판 보유 지지 장치(2)의 스테이지(5)의 구성을 설명하는 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 기판 보유 지지 장치(2)의 스테이지(5)에는, 제1 튜브(10)가 접속되어 있다. 스테이지(5)는, 기판 보유 지지 장치(2)의 회전축(6)과 함께 회전 가능하다. 또한, 스테이지(5)의 내부에는, 제1 흡배기 라인(33)이 형성되어 있다. 제1 급배기 라인은, 제1 튜브(10)와 접속되어 있다.
이어서, 도면을 참조하여, 본 실시 형태의 기판 보유 지지 장치(2)의 동작을 설명한다. 도 11은, 기판 연마 완료 후의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 기판 W의 연마 동작이 완료되면(S1), 기본 보유 지지 장치의 스테이지(5)를 상승시키고(S2), 이동 탑재기로 스테이지(5) 상의 기판 W(연마가 완료된 기판 W)를 클램프한다(S3). 그리고, 기판 W를 반출함과 함께, 기판 보유 지지 장치(2)의 스테이지(5)를 하강시키고, 보습수를 공급한다(S4). 그 후, 다음의 기판 W(이제부터 연마를 행하는 처리 전의 기판 W)가 반입된다(S5).
보습수는, 기판 W의 반송을 행할 때마다 스테이지(5) 상(진공 흡착 패드(8) 상)을 리프레시하기 위하여 공급되는 순수(DIW)이다. 보습수를 공급하는 타이밍을 기판 반출시로 함으로써, 진공 흡착 패드(8) 상 등에서 튀어 오른 보습수가 처리 전의 마른 기판 W에 부착되어, 워터 마크가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이어서, 진공 흡착 패드(8)의 구성에 대해 설명한다. 도 4는, 진공 흡착 패드(8)의 평면도이며, 도 5는, 진공 흡착 패드(8)의 단면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 흡착 패드(8)는, 평면에서 볼 때 원 형상의 패드 본체(37)와, 패드 본체(37)의 상면에 마련되는 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38)를 구비하고 있다. 패드 본체(37)의 하면은, 기판 보유 지지 장치(2)의 스테이지(5)의 표면(상면)에 접착된다. 기판 보유 지지 볼록부(38)는, 패드 본체(37)의 상면에 진공 흡착되는 기판 W를 보유 지지하는 기능을 구비하고 있다.
도 6에 도시되는 바와 같이, 연마 헤드(3)는 기판 W에 연마 테이프 B를 압박하여 연마를 행하지만, 연마 헤드(3)를 하측으로부터 압박한 경우, 기판 W는 상향 으로 휘고, 진공 흡착 패드(8)의 진공 흡착이 파괴되어 기판 W가 연마 중에 박리되어 버릴 수 있다. 기판 W의 휨량은 기판 W가 얇을수록 현저해지기 때문에, 진공 흡착 패드(8)에는 얇은 기판에서도 박리되는 경우가 없는 구조가 요구된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38)는, 원 형상의 패드 본체(37)와 동심원상으로 배치되어 있다. 그리고, 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38) 중 최외주에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38)(기판 보유 지지 볼록부(38b))의 직경 방향의 폭 W1은, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38)(기판 보유 지지 볼록부(38a))의 직경 방향의 폭 W2보다 좁게 설정되어 있다(도 4 및 도 5 참조). 또한, 에어리어 형성 볼록부(41)와 최외주의 기판 보유 지지 볼록부(38b) 사이의 직경 방향의 폭 E 및 최외주의 기판 보유 지지 볼록부(38b)와 그 하나의 내측의 기판 보유 지지 볼록부(38a) 사이의 직경 방향의 폭 D는, 또한 내측의 기판 보유 지지 볼록부(38a)간의 직경 방향의 폭 C보다 넓게 설정되어 있다(도 4 및 도 5 참조).
또한, 본 실시예에서는, 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38) 중 최외주에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38b)의 직경 방향의 폭 W1이, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38a)의 직경 방향의 폭 W2보다 좁게 설정되어 있지만, 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38) 중 외경측에 배치된 어느 기판 보유 지지 볼록부(38b)의 폭 W1이, 다른 기판 보유 지지 볼록부(38a)의 직경 방향의 폭 W2보다 좁게 되어 있으면 되며, 본 발명의 기술적 사상은, 최외주에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38b)의 폭만을 좁게 한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 기술적 사상은, 에어리어 형성 볼록부(41)와 최외주의 기판 보유 지지 볼록부(38b) 사이의 직경 방향의 폭 E 및 최외주의 기판 보유 지지 볼록부(38b)와 그 하나의 내측의 기판 보유 지지 볼록부(38a) 사이의 직경 방향의 폭 D가, 또한 내측의 기판 보유 지지 볼록부(38a)간의 직경 방향의 폭 C보다 넓게 설정되어 있는 것만으로는 한정되지 않고, 외경측에 배치된 어느 기판 보유 지지 볼록부(38b)와 그 하나의 외측의 기판 보유 지지 볼록부(38a) 사이의 직경 방향의 폭 E가, 다른 외측의 기판 보유 지지 볼록부(38a)간의 직경 방향의 폭 C보다 넓게 설정되어 있어도 된다.
예를 들어, 기판 W의 직경이 300㎜인 경우, 최외주에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38b)의 직경 방향의 폭 W1은 2㎜, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38a)의 직경 방향의 폭 W2는 5㎜, 에어리어 형성 볼록부(41)의 폭 W3은 3mm로 설정된다. 또한, 에어리어 형성 볼록부(41)와 최외주의 기판 보유 지지 볼록부(38b) 사이의 직경 방향의 폭 E는 8㎜, 최외주의 기판 보유 지지 볼록부(38b)와 그 하나의 내측의 기판 보유 지지 볼록부(38a) 사이의 직경 방향의 폭 D는 7㎜, 또한 내측의 기판 보유 지지 볼록부(38a)간의 직경 방향의 폭 C는 5㎜, 기판 보유 지지 볼록부(38)의 높이 B는 6㎜, 패드 본체(37)의 높이 A는 12mm로 설정된다.
또한, 최외주에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부(38b)의 직경 방향의 폭 W1과, 에어리어 형성 볼록부(41)의 폭 W3은, 어느 쪽이 넓어도 되고, 동일한 폭이어도 된다. 또한, 패드 본체(37)의 높이 A는 12㎜에 한정되지 않고, 12㎜보다 넓어도 되고, 12㎜ 이하여도 된다. 또한, 기판 보유 지지 볼록부(38)의 높이 B는 6㎜에 한정되지 않고, 6㎜보다 넓어도, 6㎜ 이하여도 된다. 단, 적어도, 에어리어 형성 볼록부(41)와 최외주의 기판 보유 지지 볼록부(38b) 사이의 직경 방향의 폭 E가 내측의 기판 보유 지지 볼록부(38a)간의 직경 방향의 폭 C보다 넓게 설정되어 있으면 된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판 보유 지지 볼록부(38)(기판 보유 지지 볼록부(38a, 38b)는, 기판 W에 접촉하는 접촉부(39)(도 5에 있어서의 상부)와, 접촉부(39)를 지지하는 루트부(40)(도 5에 있어서의 하부)를 구비하고 있고, 이 경우, 접촉부(39)의 직경 방향의 폭은, 루트부의 직경 방향의 폭과 같이 설정되어 있다.
또한, 패드 본체(37)의 상면에는, 패드 본체(37)의 상면을 복수의 진공 흡착 에어리어에 원주 방향으로 분할하는 에어리어 형성 볼록부(41)가 설치되어 있다. 도 4의 예에서는, 에어리어 형성 볼록부(41)에 의해, 패드 본체(37)의 상면이 4개인 진공 흡착 에어리어로 분할되어 있다. 그리고, 각 진공 흡착 에어리어에는, 기판 보유 지지 장치(2)의 제1 흡배기 라인(33)에 접속되는 제1 흡배기구(42)가 설치되어 있다. 또한, 여기에서는, 패드 본체(37)의 상면 분할수가 4인 경우에 대해 설명하지만, 분할수가 4에 한정되지 않는다. 패드 본체(37)의 상면 분할수는, 예를 들어 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 16 등이어도 된다.
본 실시 형태에서는, 진공 흡착 패드(8)의 재료로서, 예를 들어 실리콘 고무, 우레탄 고무, 아크릴 고무 등의 고무 재료나, 예를 들어 폴리우레탄, 폴리에스테르 등의 연질 수지 재료, 혹은, 도전성 재료 등이 사용된다. 고무 재료나 연질 수지 재료는, 진공 시일성을 확보할 수 있음과 함께 기판 W를 흠집을 입히기 어렵다는 기능을 가져, 바람직하다. 또한, 도전성 재료는, 연마 시에 기판 W가 대전한 경우에, 기판 W에 대전된 전하를 진공 흡착 패드(8)로부터 풀어줄 수 있으므로, 기판이 대전하는 것에 의한 기판에의 티끌의 부착이나, 경우에 따라서는 정전기로 기판 자체가 파괴된다고 한 사태를 방지할 수 있다는 기능을 가지며, 바람직하다.
또한, 패드 본체(37)의 상면에는, 기판 박리성을 갖는 코팅층이 형성되어 있다. 예를 들어, 파릴렌(등록 상표) 코팅을 실시함으로써, 패드 본체(37)의 상면에 기판 박리성을 갖는 코팅층이 형성된다. 코팅층을 마련함으로써, 기판의 박리성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 흡착 패드(8)가 기판 W를 진공 유지하는 지표(흡착력)와 진공 에어리어를 형성하는 오목부의 면적의 관계, 및, 연마 헤드 압박 시의 기판 W의 휨량의 관계를 도 7 내지 도 10 및 도 23을 참조하여 설명한다.
도 7은, 종래의 진공 흡착 패드(80)를 나타내는 도면이다. 종래의 진공 흡착 패드에서는, 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부(38)(기판 보유 지지 볼록부(38a))의 폭은 모두 동등하게 설정되어 있다. 도 23의 진공 흡착 패드(8000)는, 도 4(본 실시 형태)에 나타내는 진공 흡착 패드(8)의 최외주 기판 보유 지지 볼록부(38b)를 제거한 것이다. 한편, 도 8의 진공 흡착 패드(800)(도 23의 비교예)에서는, 도 7의 진공 흡착 패드(80)에 3개 내측의 기판 보유 지지 볼록부(38a)가 제거되어 있다.
도 23의 진공 흡착 패드(8000), 도 8의 진공 흡착 패드(800)는, 각각 기판 보유 지지 볼록부(38b, 38a)를 제거함으로써, 진공 면적이 종래보다 확대되고, 도 9에 도시되는 바와 같이, 도 23의 진공 흡착 패드(8000)(도 9의 실시예)의 진공 에어리어 면적은 종래와 비교하여 112.9％가 되고, 진공 흡착 패드(800)의 진공 에어리어 면적비는 108.7％가 된다.
도 10에서는, 진공 에어리어 면적비와 흡착식의 관계가 도시되어 있다. 가령, 외주에서도 내주에서도 간단히 진공 에어리어의 면적을 확장함으로써 흡착력이 상승된다고 가정한 경우에는, 도 10의 그래프의 3점은 직선 상으로 올라가게 된다. 그런데, 도 10에 도시되는 바와 같이, 실제로는 비교적 내주측의 진공 에어리어를 확장시킨 면적비 108.7％(도 8의 진공 흡착 패드(800), 도 9의 비교예)에서는 거의 흡착력의 향상이 확인되지 않고, 외주측의 진공 에어리어를 확장시킨 면적비 112.9％(도 23의 진공 흡착 패드(8000), 도 9의 실시예)로 단번에 기울기가 커져 흡착력의 향상을 확인할 수 있었다. 이 결과로부터, 「특히 외주부의 진공 면적을 확장시킴(볼록부의 폭을 좁게 함)으로써 흡착력이 크게 증가된다」라고 하는 것을 알 수 있다.
또한, 도 10에는, 각각의 조건에서 같은 연마 하중을 가한 경우의 기판 휨량도 나타내고 있다. 이 경우, 도 10에 도시되는 바와 같이, 면적비 112.9％(도 23의 진공 흡착 패드(8000))의 형상의 쪽이, 면적비 108.7％(도 8의 진공 흡착 패드(800), 도 9의 비교예)보다 휨량이 적다. 이 결과는, 흡착력의 증감의 경향과 일치한다. 이로부터 「외주부 진공 에어리어를 확장하고, 기판의 휨량을 감소시킴으로써 흡착력은 향상되고 기판은 박리되기 어려워진다」라고 하는 결론을 도출할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 도 9 및 도 10의 결과로부터, 기판 보유 지지 볼록부(38)의 내경측과 외경측의 각각의 면적을 감소시키고 오목부의 면적을 증가시킨 경우, 외경측의 오목부의 면적을 증가시킨 쪽이 보다 흡착력이 향상되고 있는 것을 알 수 있다.
이것은 연마 헤드(3)를 압박했을 때의 기판 W의 휨량이 외경측의 오목부의 면적을 증가시킨 경우에 따라 저감되고 있기 때문이며, 내경측의 폭 W2를 좁게 하여 진공 에어리어를 확장해도 흡착력의 개선에는 거의 기여하지 않는 것을 나타내고 있다. 본 실시 형태의 진공 흡착 패드(8)에 있어서, 외경측의 폭 W1만을 좁게 설정한 것은 이 때문이다. 또한, 도 4와 같이 외경측의 폭 W1 만을 좁게 설정한 기판 보유 지지 볼록부(38b)를 설치함으로써, 도 23의 진공 흡착 패드(8000)의 구성에 비하여, 기판 W의 진공 흡착시 하향의 휨을 방지할 수 있다.
이러한 본 실시 형태의 진공 흡착 패드(8)에 의하면, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은 종래의 진공 흡착 패드와 동일한 폭에 대해, 상대적으로 좁게 설정된 외측은 종래보다도 진공부의 면적이 넓어진다. 이것으로, 연마 헤드의 힘에 의한 기판의 상향의 휨의 양을 저하시키고, 흡착력을 향상시켜 기판이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 이 때, 내경측의 폭을 종래보다도 좁게 하여 내측의 진공부의 면적을 확장해도 영향은 외주부에는 거의 미치지 못하고, 그 효과를 기대할 수는 없다. 그 때문에, 폭을 좁게 함으로써 발생하는 기판 하향의 휨도 작게 하는 폭을 외경측에 그치게 함으로써 최저한으로 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기판 W와 접촉하는 코팅층이 기판 박리성을 갖고 있으므로, 진공 흡착의 종료 후(예를 들어 기판 W의 연마 후 등)에, 기판 W가 박리되기 쉬워진다.
예를 들어, 도 12에는, 진공 흡착 패드(8)의 변형예가 도시된다. 도 12에 도시되는 바와 같이, 접촉부(39)의 직경 방향의 폭은, 루트부의 직경 방향의 폭보다 넓게 설정되어도 된다. 이러한 변형예에 의하면, 기판과 진공 흡착 패드의 접촉 면적을 유지한 채 진공을 확장할 수 있기 때문에, 기판 하향의 휨을 방지하면서 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 도 13에는, 진공 흡착 패드(8)의 다른 변형예가 도시된다. 도 13에 도시되는 바와 같이, 접촉부(39)의 직경 방향의 폭은, 루트부의 직경 방향의 폭보다 좁게 설정되어도 된다. 이러한 변형예에 의하면, 기판의 흡착하는 폭(면적)이 넓어지므로, 기판에 대해 상향의 힘이 가해졌을 때 기판이 박리되기 어려워지고 있다.
또한, 도 14에는, 진공 흡착 패드(8)의 다른 변형예가 도시된다. 도 14에 도시되는 바와 같이, 기판 보유 지지 볼록부(38)의 단면 형상은 원형이어도 된다. 이러한 변형예에 의하면, 특히 하향의 휨의 영향이 작은 기판에 대해, 기판과 진공 흡착 패드의 접촉 면적을 저감시킴으로써 기판의 이면 오염도를 저감시키면서, 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 도 15에는, 진공 흡착 패드(8)의 다른 변형예가 도시된다. 도 15에 도시되는 바와 같이, 기판 보유 지지 볼록부(38)는, 어떤 진공 흡착 에어리어 내에 있어서 방사상으로 설치되어 있어도 된다. 이러한 변형예에 의하면, 종래에 비하여, 기판과 패드의 접촉 면적이 작아지기 때문에, 상향의 휨과 기판의 이면의 파티클 부착을 방지할 수 있다.
또한, 도 16에는, 진공 흡착 패드(8)의 다른 변형예가 도시된다. 도 16에 도시되는 바와 같이, 기판 보유 지지 볼록부(38)는, 어떤 진공 흡착 에어리어 내에 있어서 부도 형상으로 설치되어 있어도 된다. 이러한 변형예에 의하면, 흡착 면적이 종래보다도 작아지므로, 상향의 휨을 방지하고, 또한, 기판과도 접촉면이 박혀 있기 때문에, 하향의 휨도 방지할 수 있다.
또한, 도 17에는, 진공 흡착 패드(8)의 다른 변형예가 도시된다. 도 17에 도시되는 바와 같이, 기판 보유 지지 볼록부(38)는, 어떤 진공 흡착 에어리어 내에 있어서 설치되어 있지 않아도 된다. 이러한 변형예에 의하면, 기판의 접촉 면적을 작게 할 수 있으므로, 상향의 휨과 기판의 이면에 파티클이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
(제2 실시 형태)
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태의 기판 보유 지지 장치의 구성을, 도면을 참조하여 설명한다. 도 18은, 본 실시 형태의 기판 보유 지지 장치를 구비한 연마 장치의 단면도이다. 도 18에 도시되는 바와 같이, 기판 보유 지지 장치(2)의 회전축(6)의 내부에는, 제1 튜브(10)와 제2 튜브(11)가 삽입 관통되어 있다. 제1 튜브(10) 및 제2 튜브(11)는, 회전축(6)의 하단에 설치된 로터리 조인트(12)를 통해, 각각의 진공원으로서의 제1 진공 라인(13)과 제2 진공 라인(14)에 접속되어 있다. 제1 튜브(10)와 제2 튜브(11)는, 처리 후의 기판 W를 진공 흡착 패드(8)로부터 이탈시키는 유체 공급원으로서의 제1 질소 가스 공급 라인(15)과 제2 질소 가스 공급 라인(16)에도 접속되어 있다.
제1 진공 라인(13)과 제2 진공 라인(14)에는, 각각 제1 진공 레귤레이터(17)와 제2 진공 레귤레이터(18)가 설치되어 있고, 제어부(도시하지 않음)로부터의 신호에 따라 진공도가 조정되도록 되어 있다. 기판 보유 지지 장치(2)는, 제1 진공 라인(13)과 제1 질소 가스 공급 라인(15)을 제1 튜브(10)에 선택적으로 접속하는 및/또는 제2 진공 라인(14)과 제2 질소 가스 공급 라인(16)을 제2 튜브(11)에 선택적으로 접속함으로써, 기판 W를 진공 흡착 패드(8)의 상면에 진공 흡착하고, 이탈시킬 수 있도록 구성되어 있다.
도 19는, 기판 보유 지지 장치(2)의 스테이지(5)의 구성을 설명하는 단면도이다. 도 19에 도시되는 바와 같이, 기판 보유 지지 장치(2)의 스테이지(5)는, 제1 튜브(10)와 제2 튜브(11)가 접속되는 베이스부(31)와, 베이스부(31)에 지지되는 스테이지부(32)를 구비하고 있다. 베이스부(31) 및 스테이지부(32)는, 기판 보유 지지 장치(2)의 회전축(6)과 함께 회전 가능하다. 또한, 스테이지부(32)의 내부에는, 제1 흡배기 라인(33)과 제2 흡배기 라인(34)이 형성되어 있다. 이 경우, 제1 급배기 라인은 내경측에 배치되어 있고, 제2 급배기 라인은 외경측에 배치되어 있다. 또한, 베이스부(31)와 스테이지부(32) 사이에는, 제1 접속 간극(35)과 제2 접속 간극(36)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 급배기 라인은, 제1 접속 간극(35)을 통해 제1 튜브(10)와 접속되어 있고, 제2 급배기 라인은, 제2 접속 간극(36)을 통해 제2 튜브(11)와 접속되어 있다.
이어서, 본 실시 형태의 진공 흡착 패드(8)의 구성에 대해 설명한다. 도 20 내지 도 22에 도시되는 바와 같이, 에어리어 형성 볼록부(41)는, 패드 본체(37)의 상면을 원주 방향으로 분할할 뿐만 아니라, 직경 방향의 볼록부(44)에 의해, 패드 본체(37)의 상면을 또한 직경 방향으로 분할해도 된다. 도 20 내지 도 22의 예에서는, 에어리어 형성 볼록부(41)에 의해, 패드 본체(37)의 상면이 원주 방향으로 분할됨과 함께, 직경 방향의 볼록부(44)에 의해, 직경 방향으로도 분할되어 있고, 합계로 8개의 진공 흡착 에어리어(내경측에 4개의 진공 흡착 에어리어, 외경측에 4개의 진공 흡착 에어리어)가 형성되어 있다. 이 경우, 외경측의 진공 흡착 에어리어에는, 기판 보유 지지 장치(2)의 제1 흡배기 라인(33)에 접속되는 제1 흡배기구(42)가 설치되고, 내경측의 진공 흡착 에어리어에는, 기판 보유 지지 장치(2)의 제2 흡배기 라인(34)에 접속되는 제2 흡배기구(43)가 설치된다.
이러한 제2 실시 형태에 따르면, 기판 W를 진공 흡착할 때의 흡착력을, 외경측의 진공 흡착 에어리어와 내경측의 진공 흡착 에어리어로 상이하게 할 수 있다. 따라서, 기판 W의 외경측의 흡착력을 내경측의 흡착력보다 크게 함으로써, 기판 W를 진공 흡착하고 있을 때(예를 들어 기판 W의 연마 중 등)에, 기판 W의 외경측이 박리되기 어려워진다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 예시에 의해 설명했지만, 본 발명의 범위는 이들에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 기재된 범위 내에 있어서 목적에 따라 변경·변형되는 것이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 진공 흡착 패드는, 기판을 진공 흡착하고 있을 때 기판이 박리되기 어렵게 할 수 있다는 효과를 갖고, 반도체 웨이퍼 등의 기판 연마 장치 등에 사용되며, 유용하다.
1: 연마 장치
2: 기판 보유 지지 장치
5: 스테이지
8: 진공 흡착 패드
33: 제1 흡배기 라인
34: 제2 흡배기 라인
37: 패드 본체
38(38a, 38b): 기판 보유 지지 볼록부
39: 접촉부
40: 루트부
41: 에어리어 형성 볼록부
42: 제1 흡배기구
43: 제2 흡배기구
W: 기판

Claims (12)

  1. 기판 보유 지지 장치의 스테이지에 하면이 접착되는 패드 본체와,
    상기 패드 본체의 상면에 마련되고, 상기 패드 본체의 상면에 진공 흡착되는 기판을 보유 지지하는 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부를
    구비하고,
    상기 원호상의 기판 보유 지지 볼록부는, 원 형상의 패드 본체와 동심원상으로 배치되어 있고,
    상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고,
    상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 최외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고,
    상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부보다 외경측에는, 볼록부가 형성되어 있으며,
    상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부와 상기 볼록부 사이의 폭은, 상기 내경측의 복수의 기판 보유 지지 볼록부 사이의 폭보다 넓은, 진공 흡착 패드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패드 본체의 상면에는, 기판 박리성을 갖는 코팅층이 형성되어 있는, 진공 흡착 패드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 패드 본체의 상면에 마련되고, 당해 패드 본체의 상면을 복수의 진공 흡착 에어리어로 원주 방향으로 분할하는 에어리어 형성 볼록부를 구비하고,
    외경측의 진공 흡착 에어리어에는, 상기 기판 보유 지지 장치의 제1 흡배기 라인에 접속되는 제1 흡배기구가 설치되고,
    내경측의 진공 흡착 에어리어에는, 상기 기판 보유 지지 장치의 제2 흡배기 라인에 접속되는 제2 흡배기구가 설치되어 있는, 진공 흡착 패드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판 보유 지지 볼록부는, 상기 기판에 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부를 지지하는 루트부를 구비하고,
    상기 접촉부의 직경 방향의 폭은, 상기 루트부의 직경 방향의 폭보다 넓게 설정되어 있는, 진공 흡착 패드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판 보유 지지 볼록부는, 상기 기판에 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부를 지지하는 루트부를 구비하고,
    상기 접촉부의 직경 방향의 폭은, 상기 루트부의 직경 방향의 폭보다 좁게 설정되어 있는, 진공 흡착 패드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판 보유 지지 볼록부의 단면 형상은 원형인, 진공 흡착 패드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부의 내경측에 인접하는 기판 보유 지지 볼록부와 상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부 사이의 폭은, 상기 내경측의 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 상호 간의 폭보다 넓은, 진공 흡착 패드.
  8. 기판 보유 지지 장치의 스테이지에 하면이 접착되는 패드 본체와,
    상기 패드 본체의 상면에 마련되고, 상기 패드 본체의 상면에 진공 흡착되는 기판을 보유 지지하는 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부를
    구비하고,
    상기 원호상의 기판 보유 지지 볼록부는, 원 형상의 패드 본체와 동심원상으로 배치되어 있고,
    상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고,
    상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 최외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고,
    상기 내경측의 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 실질적으로 동일한 폭인, 진공 흡착 패드.
  9. 기판을 보유 지지하기 위한 스테이지와, 상기 스테이지에 접착되는 진공 흡착 패드를 구비하는 기판 보유 지지 장치이며,
    상기 진공 흡착 패드는,
    상기 스테이지에 하면이 접착되는 패드 본체와,
    상기 패드 본체의 상면에 마련되고, 상기 패드 본체의 상면에 진공 흡착되는 기판을 보유 지지하는 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부를
    구비하고,
    상기 원호상의 기판 보유 지지 볼록부는, 원 형상의 패드 본체와 동심원상으로 배치되어 있고,
    상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고,
    상기 복수의 원호상의 기판 보유 지지 볼록부 중 최외경측에 배치되어 있는 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭은, 내경측에 배치되어 있는 복수의 기판 보유 지지 볼록부의 직경 방향의 폭보다 좁고,
    상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부보다 외경측에는, 볼록부가 형성되어 있으며,
    상기 최외경측의 기판 보유 지지 볼록부와 상기 볼록부 사이의 폭은, 상기 내경측의 복수의 기판 보유 지지 볼록부 사이의 폭보다 넓은, 기판 보유 지지 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020180035723A 2017-03-31 2018-03-28 진공 흡착 패드 및 기판 보유 지지 장치 KR102498116B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-070755 2017-03-31
JP2017070755A JP6914078B2 (ja) 2017-03-31 2017-03-31 真空吸着パッドおよび基板保持装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180111612A KR20180111612A (ko) 2018-10-11
KR102498116B1 true KR102498116B1 (ko) 2023-02-09

Family

ID=61832432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180035723A KR102498116B1 (ko) 2017-03-31 2018-03-28 진공 흡착 패드 및 기판 보유 지지 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10639727B2 (ko)
EP (1) EP3381608B1 (ko)
JP (1) JP6914078B2 (ko)
KR (1) KR102498116B1 (ko)
CN (1) CN108705422B (ko)
TW (1) TWI752200B (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102420162B1 (ko) * 2018-02-09 2022-07-12 삼성전자주식회사 진공 척 및 이를 포함하는 반도체 제조 장치
JP7210896B2 (ja) * 2018-04-23 2023-01-24 東京エレクトロン株式会社 基板載置装置及び基板載置方法
KR102041044B1 (ko) * 2018-04-30 2019-11-05 피에스케이홀딩스 주식회사 기판 지지 유닛
DE102019123238B4 (de) * 2019-08-29 2021-08-05 J. Schmalz Gmbh Flächensauggreifer
CN111085954A (zh) * 2019-12-24 2020-05-01 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 基板吸附装置
JP7430074B2 (ja) * 2020-02-20 2024-02-09 株式会社荏原製作所 基板保持装置
KR102154468B1 (ko) 2020-04-29 2020-09-09 김회복 진공 리프팅 장치용 탄성 흡착패드의 제조방법 및 이에 의해 제조된 탄성 흡착패드
JP7111778B2 (ja) * 2020-08-24 2022-08-02 株式会社サンシン 研磨ロボット装置
CN112238954B (zh) * 2020-10-14 2022-02-08 哈尔滨工业大学 一种基于仿生可控吸附的空间目标吸附抓持装置
KR102441428B1 (ko) * 2020-11-27 2022-09-08 주식회사 기가레인 디몰더 장치 및 이를 이용한 패턴 기판 생산 방법
US11676916B2 (en) 2021-08-30 2023-06-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Structure and formation method of package with warpage-control element
CN113772169B (zh) * 2021-09-24 2022-09-27 佛山松标智能装备有限公司 一种真空吸盘的设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034481A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Tohoku Univ 基板ステージおよび熱処理装置
JP2010153585A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Ebara Corp 基板保持具および基板保持方法
JP2012156234A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Shin Etsu Chem Co Ltd 太陽電池基板の保持方法、太陽電池の製造方法、及びそれに用いる保持板
JP2013105867A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Tokyo Electron Ltd 基板保持体、基板保持体の再生方法及び基板保持体の製造方法
JP2014195016A (ja) 2013-03-29 2014-10-09 Sharp Corp 半導体検査装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2730370A (en) * 1954-08-13 1956-01-10 George F Brewster Work holding chuck
JPH01231345A (ja) * 1988-03-11 1989-09-14 Canon Inc ウエハチヤツク
JPH06244269A (ja) * 1992-09-07 1994-09-02 Mitsubishi Electric Corp 半導体製造装置並びに半導体製造装置におけるウエハ真空チャック装置及びガスクリーニング方法及び窒化膜形成方法
JP3676520B2 (ja) * 1996-10-31 2005-07-27 大日本スクリーン製造株式会社 基板載置台
US6602380B1 (en) * 1998-10-28 2003-08-05 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for releasably attaching a polishing pad to a chemical-mechanical planarization machine
US7033445B2 (en) * 2001-12-27 2006-04-25 Asm America, Inc. Gridded susceptor
ITBS20120176A1 (it) * 2012-12-07 2014-06-08 Gimatic Spa Elemento di presa per manipolatori
US9177849B2 (en) * 2012-12-18 2015-11-03 Intermolecular, Inc. Chuck for mounting a semiconductor wafer for liquid immersion processing
JP6113624B2 (ja) * 2013-10-11 2017-04-12 株式会社荏原製作所 基板処理装置および基板処理方法
JP6568781B2 (ja) * 2015-04-04 2019-08-28 東京エレクトロン株式会社 基板保持方法、基板保持装置、処理方法及び処理装置
US20170053822A1 (en) * 2015-08-23 2017-02-23 Camtek Ltd. Warped wafers vacuum chuck

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008034481A (ja) * 2006-07-26 2008-02-14 Tohoku Univ 基板ステージおよび熱処理装置
JP2010153585A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Ebara Corp 基板保持具および基板保持方法
JP2012156234A (ja) * 2011-01-25 2012-08-16 Shin Etsu Chem Co Ltd 太陽電池基板の保持方法、太陽電池の製造方法、及びそれに用いる保持板
JP2013105867A (ja) * 2011-11-14 2013-05-30 Tokyo Electron Ltd 基板保持体、基板保持体の再生方法及び基板保持体の製造方法
JP2014195016A (ja) 2013-03-29 2014-10-09 Sharp Corp 半導体検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018174203A (ja) 2018-11-08
JP6914078B2 (ja) 2021-08-04
EP3381608A1 (en) 2018-10-03
KR20180111612A (ko) 2018-10-11
CN108705422B (zh) 2022-02-25
EP3381608B1 (en) 2019-08-21
US10639727B2 (en) 2020-05-05
TW201838080A (zh) 2018-10-16
TWI752200B (zh) 2022-01-11
CN108705422A (zh) 2018-10-26
US20180286772A1 (en) 2018-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102498116B1 (ko) 진공 흡착 패드 및 기판 보유 지지 장치
TWI742023B (zh) 基板處理裝置、從基板處理裝置之真空吸附台脫附基板之方法、以及將基板載置於基板處理裝置之真空吸附台之方法
US6514124B1 (en) Carrier head for chemical mechanical polishing a substrate
CN106206374B (zh) 湿式基板处理装置及衬垫件
US20070270089A1 (en) Polishing device
KR19980071275A (ko) 가요성 캐리어 플레이트를 갖는 반도체 웨이퍼 연마 장치
JP2008110471A (ja) 基板研磨装置、基板研磨方法、基板受取方法
US20130102152A1 (en) Semiconductor manufacturing apparatus and method of manufacturing semiconductor device
JP6719271B2 (ja) 処理対象物を保持するためのテーブルおよび該テーブルを有する処理装置
JPH08148541A (ja) ウエハ搬送装置
KR100578133B1 (ko) 화학적 기계적 연마 장치 및 이에 사용되는 연마 패드
JP7144218B2 (ja) 治具、及び治具を用いた設置方法
JP2016043471A (ja) 基板処理装置
KR100423909B1 (ko) 화학적 기계적 평탄화 기계의 폴리싱 헤드 및 그것을이용한 폴리싱방법
JP7271619B2 (ja) Ｃｍｐ装置及び方法
KR100634450B1 (ko) 화학적 기계적 연마 장치 및 이에 사용되는 플레이튼
KR19990083307A (ko) 화학적기계적연마장치
KR102010271B1 (ko) 연마장치
KR100723435B1 (ko) 화학 기계적 연마장치의 연마헤드
JP7352168B2 (ja) 搬送ヘッドおよび搬送装置
JP2011083836A (ja) 研磨装置
KR20050045618A (ko) 화학기계적 연마장치용 웨이퍼 로드컵 및 이를 이용한웨이퍼 로딩 방법
JP2007005515A (ja) ウエハエッジ研磨用ホルダー
KR100553704B1 (ko) 화학적 기계적 연마 장치 및 이에 사용되는 연마 패드
KR101285953B1 (ko) 웨이퍼 연마장비

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant