KR20170098184A - 연마 장치 및 연마 방법 - Google Patents

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겐지 가미무라
겐이치 고바야시
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

웨이퍼 등의 기판에 연마구가 접촉되었는지 여부를 검출할 수 있고, 게다가, 연마구의 위치 검출도 가능하게 하는 연마 장치 및 연마 방법을 제공한다.
연마 장치는, 기판 W를 보유 지지하는 기판 보유 지지부(32)와, 연마구(42)를 기판 W의 면에 압박하기 위한 가압 부재(44)와, 가압 부재(44)에 가압력을 부여하는 액추에이터(45)와, 가압 부재(44)를 기판 W의 면을 따라서 이동시키는 모터 구동형 이동 장치(55)와, 모터 구동형 이동 장치(55)에 공급되는 모터 전류가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 감시 장치(65)를 구비한다.

Description

연마 장치 및 연마 방법{POLISHING APPARATUS AND POLISHING METHOD}
본 발명은, 웨이퍼 등의 기판을 연마하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 연마 테이프 등의 연마구를 기판의 표면에 누르면서, 당해 연마구를 이동시킴으로써 기판을 연마하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근, 메모리 회로, 로직 회로, 이미지 센서(예를 들어 CMOS 센서) 등의 디바이스는 보다 고집적화되고 있다. 이들 디바이스를 형성하는 공정에 있어서는, 미립자나 진애 등의 이물이 디바이스에 부착되는 경우가 있다. 디바이스에 부착된 이물은, 배선 간의 단락이나 회로의 문제를 야기해 버린다. 따라서, 디바이스의 신뢰성을 향상시키기 위해서, 디바이스가 형성된 웨이퍼를 세정하여, 웨이퍼 상의 이물을 제거하는 일이 필요해진다. 웨이퍼의 이면에도, 상술한 바와 같은 미립자나 분진 등의 이물이 부착되는 경우가 있다. 이러한 이물이 웨이퍼의 이면에 부착되면, 웨이퍼가 노광 장치의 스테이지 기준면으로부터 이격되거나, 웨이퍼 표면이 스테이지 기준면에 대하여 기울어서, 결과적으로, 패터닝의 어긋남이나 초점 거리의 어긋남이 발생하게 된다.
따라서, 최근에, 웨이퍼의 이면에 부착된 이물을 높은 제거율로 제거할 수 있는 연마 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 새로운 연마 장치에 따르면, 연마구를 에어 실린더로 웨이퍼의 이면에 누르면서, 연마구를 이면에 따라 이동시킴으로써, 웨이퍼의 이면을 약간 깍아낼 수 있다. 결과적으로, 이면으로부터 이물을 높은 제거율로 제거할 수 있다.
일본 특허 공개 제2014-150178호 공보
상기 연마 장치는, 어떤 설정 압력의 압축 공기를 에어 실린더에 공급함으로써, 연마구를 웨이퍼에 압박하도록 구성되어 있다. 그러나, 에어 실린더에는 피스톤의 미끄럼 이동 저항이 존재하기 때문에, 설정 압력의 압축 공기를 에어 실린더에 공급해도, 실제로는 연마구가 웨이퍼에 접촉되어 있지 않은 경우가 있다. 이러한 경우에는, 웨이퍼가 정확하게 연마되지 않아, 웨이퍼에 이물이 남아 버린다.
따라서, 본 발명은 웨이퍼 등의 기판에 연마구가 접촉되었는지 여부를 검출할 수 있고, 게다가, 연마구의 위치 검출도 가능하게 하는 연마 장치 및 연마 방법을 제공한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 형태는, 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부와, 연마구를 상기 기판의 면에 압박하기 위한 가압 부재와, 상기 가압 부재에 가압력을 부여하는 액추에이터와, 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키는 모터 구동형 이동 장치와, 상기 모터 구동형 이동 장치에 공급되는 모터 전류가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 감시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 감시 장치는, 소정 시간 내에 측정된 상기 모터 전류의 평균을 산출하고, 당해 모터 전류의 평균이 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소정 시간은, 상기 모터 구동형 이동 장치가 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키고 있을 때의 시간의 적어도 일부를 포함한 시간인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 가압 부재와 상기 액추에이터의 사이에 배치된 하중 측정기를 더 구비하고, 상기 감시 장치는, 상기 하중 측정기에 의해 측정된 하중이 설정값 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 형태는, 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부와, 연마구를 상기 기판의 면에 압박하기 위한 가압 부재와, 상기 가압 부재에 가압력을 부여하는 액추에이터와, 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키는 모터 구동형 이동 장치와, 상기 액추에이터에 의해 상기 기판의 면을 향하여 이동된 상기 가압 부재의 이동 거리를 측정하는 거리 측정기와, 상기 이동 거리가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 감시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 연마 장치이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 감시 장치는, 상기 이동 거리가 역치 미만인 경우에는, 상기 경보를 발함과 함께, 상기 액추에이터에 지령을 내려서 상기 가압 부재를 대피 위치로 이동시키고, 그 후 상기 가압 부재를 상기 기판의 면을 향하여 다시 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 감시 장치는, 상기 이동 거리가 역치보다도 큰 경우에는, 상기 모터 구동형 이동 장치에 지령을 내려서 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 가압 부재와 상기 액추에이터의 사이에 배치된 하중 측정기를 더 구비하고, 상기 감시 장치는, 상기 하중 측정기에 의해 측정된 하중이 설정값 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 거리 측정기는, 비접촉형 거리 센서인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 거리 측정기는, 디지털 게이지, 자기 센서, 및 와전류 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 형태는, 기판을 기판 보유 지지부로 보유 지지하고, 연마구를 가압 부재로 상기 기판의 면에 압박하고, 모터 구동형 이동 장치에 의해 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키고, 상기 모터 구동형 이동 장치에 공급되는 모터 전류가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 하는 연마 방법이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 경보를 발하는 공정은, 소정 시간 내에 측정된 상기 모터 전류의 평균을 산출하고, 당해 모터 전류의 평균이 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 공정인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 소정 시간은, 상기 모터 구동형 이동 장치가 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키고 있을 때의 시간의 적어도 일부를 포함한 시간인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 가압 부재에 가해지는 하중을 측정하고, 상기 하중이 설정값 미만인 경우에, 경보를 발하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 기판의 면은, 상기 기판의 이면인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 형태는, 기판을 기판 보유 지지부로 보유 지지하고, 연마구를 지지한 가압 부재를 액추에이터에 의해 상기 기판의 면을 향하여 이동시키고, 상기 액추에이터에 의해 이동된 상기 가압 부재의 이동 거리를 측정하고, 상기 이동 거리가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 하는 연마 방법이다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 이동 거리가 역치 미만인 경우에는, 상기 경보를 발함과 함께, 상기 액추에이터에 의해 상기 가압 부재를 대피 위치로 이동시키고, 그 후 상기 가압 부재를 상기 기판의 면을 향하여 다시 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 이동 거리가 역치보다도 큰 경우에는, 모터 구동형 이동 장치에 의해 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 액추에이터로부터 상기 가압 부재에 전달되는 하중을 측정하고, 상기 하중이 설정값 미만인 경우에, 경보를 발하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 형태는, 상기 기판의 면은, 상기 기판의 이면인 것을 특징으로 한다.
웨이퍼 등의 기판의 면(예를 들어, 표면, 이면, 베벨부)에 연마구가 정확하게 접촉되어 있으면, 연마구를 기판의 표면에 따라 이동시킬 때, 마찰력이 연마구와 기판의 사이에 발생한다. 모터 구동형 이동 장치는, 가압 부재를 미리 설정된 속도로 이동시키기 때문에, 마찰력에 따라서 모터 전류의 크기가 바뀔 수 있다. 따라서, 감시 장치는, 모터 전류와 역치의 비교 결과에 기초하여, 연마구가 기판에 정확하게 접촉되었는지 여부를 판단할 수 있다.
기판의 면을 향하여 이동된 가압 부재의 이동 거리가 짧으면, 연마구는 기판에 접촉될 수 없다. 따라서, 감시 장치는, 가압 부재의 이동 거리(변위)와 역치의 비교 결과에 기초하여, 연마구가 기판에 정확하게 접촉되었는지 여부를 판단할 수 있다.
도 1의 (a) 및 도 1의 (b)는 기판의 일례인 웨이퍼의 단면도이다.
도 2는 웨이퍼의 이면을 연마하기 위한 연마 장치를 도시하는 모식도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 에어 실린더에 가압 기체를 공급하기 위한 기체 공급 시스템을 도시하는 모식도이다.
도 4는 연마 헤드 및 연마 테이프를 미리 설정된 속도로 웨이퍼의 이면에 따라 웨이퍼의 반경 방향 외측으로 이동시키는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5는 가압 부재의 일 실시 형태를 도시하는 상면도이다.
도 6은 가압 부재의 측면도이다.
도 7은 모터 전류의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 연마 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 9는 연마 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 10은 도 9에 도시하는 연마 헤드의 일 실시 형태를 도시하는 확대도이다.
도 11은 연마 헤드의 다른 실시 형태를 도시하는 확대도이다.
도 12는 연마 헤드의 또 다른 실시 형태를 도시하는 확대도이다.
도 13은 연마 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다.
도 14의 (a) 및 도 14의 (b)는 웨이퍼의 표면에서 반사된 광선을 도시하는 모식도이다.
도 15는 연마 테이프 및 가압 부재를 웨이퍼의 베벨부를 따라 이동시키는 연마 장치의 일 실시 형태를 도시하는 모식도이다.
도 16은 도 15에 도시하는 연마 장치의 상면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1의 (a) 및 도 1의 (b)는 기판의 일례인 웨이퍼의 단면도이다. 보다 상세하게는, 도 1의 (a)는 소위 스트레이트형 웨이퍼의 단면도이며, 도 1의 (b)는 소위 라운드형 웨이퍼의 단면도이다. 본 명세서에서는, 웨이퍼(기판)의 이면이란, 디바이스가 형성되어 있는 면과는 반대측의 평탄한 면을 말한다. 웨이퍼의 최외주면은 베벨부라 불린다. 웨이퍼의 이면은 베벨부의 반경 방향 내측에 있는 평탄한 면이다. 웨이퍼 이면은 베벨부에 인접한다.
이하에 설명하는 실시 형태는, 기판의 일례인 웨이퍼의 이면을 연마할 수 있는 연마 장치 및 연마 방법인데, 본 발명은 웨이퍼의 표면이나 베벨부를 연마하는 연마 장치 및 연마 방법에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
도 2는 웨이퍼의 이면을 연마하기 위한 연마 장치를 도시하는 모식도이다. 이 연마 장치는, 웨이퍼(기판) W를 보유 지지하여 회전시키는 기판 보유 지지부(32)와, 기판 보유 지지부(32)에 보유 지지되어 있는 웨이퍼 W의 이면에 연마구를 누르는 연마 헤드(34)를 구비하고 있다. 기판 보유 지지부(32)는 웨이퍼 W를 진공 흡착에 의해 보유 지지하는 기판 스테이지(37)와, 기판 스테이지(37)를 회전시키는 스테이지 모터(39)를 구비하고 있다.
웨이퍼 W는 그 이면이 하향인 상태에서 기판 스테이지(37) 위에 적재된다. 기판 스테이지(37)의 상면에는 홈(37a)이 형성되어 있고, 이 홈(37a)은 진공 라인(40)에 연통되어 있다. 진공 라인(40)은 도시하지 않은 진공원(예를 들어 진공펌프)에 접속되어 있다. 진공 라인(40)을 통하여 기판 스테이지(37)의 홈(37a)에 진공이 형성되면, 웨이퍼 W는 진공 흡인에 의해 기판 스테이지(37) 위에 보유 지지된다. 이 상태에서 스테이지 모터(39)는 기판 스테이지(37)를 회전시키고, 웨이퍼 W를, 그 축선을 중심으로 회전시킨다. 기판 스테이지(37)의 직경은 웨이퍼 W의 직경보다도 작고, 웨이퍼 W의 이면의 중심측 영역은 기판 스테이지(37)에 의해 보유 지지된다. 웨이퍼 W의 이면의 외주측 영역은, 기판 스테이지(37)로부터 외측으로 비어져 나와 있다.
연마 헤드(34)는 기판 스테이지(37)에 인접하여 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 연마 헤드(34)는 노출되어 있는 외주측 영역에 대향하여 배치되어 있다. 연마 헤드(34)는 연마구로서의 연마 테이프(42)를 지지하는 복수의 롤러(43)와, 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 이면에 압박하는 가압 부재(예를 들어, 가압 패드)(44)와, 가압 부재(44)에 가압력을 부여하는 액추에이터로서의 에어 실린더(45)를 구비하고 있다. 에어 실린더(45)는 가압 부재(44)에 가압력을 부여하고, 이에 의해 가압 부재(44)는 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 이면에 압박한다. 또한, 연마구로서, 연마 테이프 대신에 지석을 사용해도 된다.
도 3은, 도 2에 도시하는 에어 실린더(45)에 가압 기체(예를 들어 가압 공기)를 공급하기 위한 기체 공급 시스템(10)을 도시하는 모식도이다. 기체 공급 시스템(10)은, 에어 실린더(45)의 제1 챔버(48)에 연통되는 하중압 라인(11)과, 에어 실린더(45)의 제2 챔버(49)에 연통되는 배압 라인(12)과, 하중압 라인(11)에 설치된 제1 압력 레귤레이터(14)와, 배압 라인(12)에 설치된 제2 압력 레귤레이터(15)를 구비하고 있다. 제1 챔버(48)와 제2 챔버(49)는 에어 실린더(45) 내에 배치된 피스톤(46)에 의해 구획되어 있다. 피스톤(46)은 피스톤 로드(47)에 고정되어 있고, 가압 부재(44)는 피스톤 로드(47)에 설치되어 있다. 피스톤(46), 피스톤 로드(47) 및 가압 부재(44)는 일체로 이동 가능하게 되어 있다.
하중압 라인(11) 및 배압 라인(12)은 도시하지 않은 가압 기체 공급원(예를 들어, 가압 공기 공급원)에 접속되어 있다. 하중압 라인(11) 및 배압 라인(12)에는, 각각 제1 압력 센서(18) 및 제2 압력 센서(19)가 설치되어 있고, 제1 압력 레귤레이터(14) 및 제2 압력 레귤레이터(15)의 상류측 기체의 압력은 제1 압력 센서(18) 및 제2 압력 센서(19)에 의해 측정된다. 가압 기체는, 하중압 라인(11) 및 제1 압력 레귤레이터(14)를 통해서 에어 실린더(45)의 제1 챔버(48)에 공급된다. 마찬가지로, 가압 기체는, 배압 라인(12) 및 제2 압력 레귤레이터(15)를 통해서 에어 실린더(45)의 제2 챔버(49)에 공급된다.
에어 실린더(45)의 제1 챔버(48)에 가압 기체가 공급되면, 제1 챔버(48) 내의 가압 기체는 피스톤(46)을 누르고, 이에 의해 피스톤 로드(47) 및 가압 부재(44)를 웨이퍼 W를 향하여 이동시킨다. 에어 실린더(45)의 제2 챔버(49)에 가압 기체가 공급되면, 제2 챔버(49) 내의 가압 기체는 피스톤(46)을 반대 방향으로 누르고, 이에 의해 피스톤 로드(47) 및 가압 부재(44)를 웨이퍼 W로부터 이격시키는 방향으로 이동시킨다.
제1 압력 레귤레이터(14) 및 제2 압력 레귤레이터(15)는 감시 장치(65)에 접속되어 있고, 제1 압력 레귤레이터(14) 및 제2 압력 레귤레이터(15)의 동작은 감시 장치(65)에 의해 제어된다. 가압 부재(44)가 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 이면에 압박하는 힘은, 제1 압력 레귤레이터(14)에 의해 조정된다. 즉, 에어 실린더(45)의 제1 챔버(48)에 공급되는 가압 기체의 압력을 증가시키면, 가압 부재(44)의 가압력이 상승한다. 감시 장치(65)는, 제1 압력 레귤레이터(14) 및 제2 압력 레귤레이터(15)에 각각 목표 압력 명령값을 송신하고, 제1 압력 레귤레이터(14) 및 제2 압력 레귤레이터(15)는 제1 챔버(48) 및 제2 챔버(49) 내의 압력이 각각의 목표 압력 지령값으로 유지되도록 동작한다.
도 2로 되돌아가, 연마 테이프(42)의 일단부는 권출 릴(51)에 접속되고, 타단부는 권취 릴(52)에 접속되어 있다. 연마 테이프(42)는 권출 릴(51)로부터 연마 헤드(34)를 경유하여 권취 릴(52)에 소정의 속도로 보내진다. 사용되는 연마 테이프(42)의 예로서는, 표면에 지립이 고정된 테이프, 또는 경질의 부직포로 이루어지는 테이프 등을 들 수 있다. 연마 헤드(34)는 연마 헤드 이동 장치(55)에 연결되어 있다. 이 연마 헤드 이동 장치(55)는 연마 헤드(34) 및 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 반경 방향 외측으로 이동시키도록 구성되어 있다.
연마 헤드 이동 장치(55)는 볼 나사(60)와 서보 모터(61)의 조합으로 구성된 모터 구동형 이동 장치이다. 이 연마 헤드 이동 장치(55)는 연마 테이프(42) 및 연마 헤드(34)를 미리 설정된 속도로 웨이퍼 W의 이면에 따라 이동시키도록 구성되어 있다. 서보 모터(61)는 전력선(63)에 접속되고, 전력선(63)을 통하여 서보 모터(61)에 전류가 공급된다. 이하, 서보 모터(61)에 공급되는 전류를 모터 전류라고 한다. 전력선(63)에는, 모터 전류를 측정하는 전류계(64)가 접속되어 있다. 전류계(64)는 감시 장치(65)에 접속되어 있고, 서보 모터(61)에 공급되는 모터 전류는, 감시 장치(65)에 의해 감시되고 있다.
기판 스테이지(37)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 상방 및 하방에는, 웨이퍼 W에 연마액을 공급하는 액체 공급 노즐(57, 58)이 배치되어 있다. 연마액으로서는, 순수가 바람직하게 사용된다. 이것은, 에칭 작용이 있는 화학 성분을 포함하는 약액을 사용하면, 이면에 형성되어 있는 오목부가 넓어져 버리는 경우가 있기 때문이다.
웨이퍼 W의 이면은 다음과 같이 하여 연마된다. 기판 스테이지(37)에 보유 지지된 웨이퍼 W를, 그 축선을 중심으로 하여 스테이지 모터(39)에 의해 회전시키고, 회전하는 웨이퍼 W의 표면 및 이면에 액체 공급 노즐(57, 58)로부터 연마액을 공급한다. 이 상태에서, 연마 헤드(34)는 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 이면에 압박한다. 연마 테이프(42)는 웨이퍼 W의 이면에 미끄럼 접촉하고, 이에 의해 이면을 연마한다.
연마 헤드 이동 장치(55)는, 연마 헤드(34)가 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 이면에 압박하면서, 도 4의 화살표에 도시하는 바와 같이, 연마 헤드(34) 및 연마 테이프(42)를 미리 설정된 속도로 웨이퍼 W의 이면에 따라 웨이퍼 W의 반경 방향 외측으로 이동시킨다. 이와 같이 하여, 웨이퍼 W의 이면의 외주측 영역이 연마 테이프(42)에 의해 연마된다. 연마 중, 연마액은 웨이퍼 W의 내측으로부터 외측으로 흐르고, 연마 부스러기는 연마액에 의해 웨이퍼 W로부터 제거된다.
도 5는 가압 부재(44)의 일 실시 형태를 도시하는 상면도이며, 도 6은 가압 부재(44)의 측면도이다. 가압 부재(44)는 웨이퍼 W의 곡률과 같은 곡률을 가지는 원호 형상을 가진 돌기부로 구성되어 있다. 이러한 형상을 갖는 가압 부재(44)는 연마 테이프(42)와 웨이퍼 W의 접촉 시간 및 접촉 압력을 피연마 영역 전체에 걸쳐서 균일하게 할 수 있다.
연마 테이프(42)가 웨이퍼 W에 정확하게 접촉되어 있으면, 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 표면을 따라 이동시킬 때, 마찰력이 연마 테이프(42)와 웨이퍼 W의 사이에 발생한다. 모터 구동형 연마 헤드 이동 장치(55)는 연마 테이프(42)를 지지하는 연마 헤드(34)를 미리 설정된 속도로 이동시키기 때문에, 마찰력에 따라서 모터 전류의 크기가 바뀔 수 있다. 환언하면, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W에 정확하게 접촉되어 있을 때에는, 마찰력이 크기 때문에 모터 전류는 커진다. 반대로, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W에 접촉되어 있지 않을 때에는, 마찰력이 발생하지 않기 때문에 모터 전류는 작아진다. 따라서, 감시 장치(65)는 모터 전류를 역치와 비교하고, 그 비교 결과에 기초하여, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W에 정확하게 접촉되었는지 여부를 판단하도록 구성되어 있다.
도 7은 모터 전류의 변화를 도시하는 그래프이다. 도 7에 있어서, 종축은 모터 전류 및 연마 헤드(34)의 위치를 나타내고, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 도 7에 도시하는 예에서는, 시간 T1에 있어서의 연마 헤드(34)의 위치는, 연마 개시 위치이며, 시간 T2에 있어서의 연마 헤드(34)의 위치는, 연마 종료 위치이다. 이들 연마 개시 위치 및 연마 종료 위치는 미리 설정되어 있다. 연마 테이프(42)는 시간 T1에 웨이퍼 W에 접촉되고, 시간 T2에 웨이퍼 W로부터 이격된다. 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉된 상태에서, 연마 헤드 이동 장치(55)는 연마 테이프(42) 및 연마 헤드(34)를 미리 설정된 속도로 웨이퍼 W의 이면에 따라 이동시킨다. 그 사이, 연마 테이프(42)와 웨이퍼 W의 사이에 발생하는 마찰력에 기인하여 모터 전류는 증가한다.
감시 장치(65)는 전류계(64)로부터 보내져 오는 측정값에 기초하여 모터 전류를 감시하고, 모터 전류의 측정값을 역치와 비교한다. 역치는, 감시 장치(65)에 미리 기억되어 있다. 연마 헤드 이동 장치(55)가 연마 테이프(42) 및 연마 헤드(34)를 이동시키고 있을 때의 모터 전류가 역치보다도 낮다는 것은, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W로부터 이격되어 있거나, 또는 웨이퍼 W에 정확하게 접촉되어 있지 않은 것을 의미한다. 따라서, 감시 장치(65)는 모터 전류가 역치 미만인 경우에는, 경보를 발하도록 구성되어 있다. 경보는, 외부의 경보 장치를 작동시키는 전기 신호(예를 들어, ON, OFF 접점 신호)여도 되고, 외부의 기기에 정보를 전달하는 전기 신호(예를 들어, 전압 등 아날로그 출력)여도 되며, 또는 색이나 소리 등의 인식 가능한 신호여도 된다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 연마 테이프(42) 및 가압 부재(44)가 웨이퍼 W의 이면에 따라 이동하고 있을 때의 모터 전류는 어느 정도 변동된다. 모터 전류가 변동되는 요소에는, 연마 테이프(42)에 대한 가압력, 웨이퍼 W의 이면의 상태, 연마 테이프(42)의 연마면의 상태, 연마 테이프(42)의 이송 속도 등을 들 수 있다. 웨이퍼 W의 연마 중에 모터 전류가 크게 변동되면, 감시 장치(65)는 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉되어 있는지 여부를 정확하게 판단할 수 없다.
따라서, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉되어 있는지 여부를 보다정확하게 판단하기 위해, 일 실시 형태에서는, 감시 장치(65)는 소정 시간 내에 측정된 모터 전류의 평균을 산출하고, 당해 모터 전류의 평균이 역치 미만인 경우에, 경보를 발하도록 구성되어 있다. 상기 소정 시간은, 예를 들어 연마 헤드 이동 장치(55)가, 가압 부재(44)를 연마 테이프(42)와 함께 웨이퍼 W의 이면에 따라 연마 개시 위치로부터 연마 종료 위치까지 이동시키고 있는 시간의 적어도 일부를 포함한 시간이다. 소정 시간은, 연마 헤드 이동 장치(55)가 가압 부재(44)를 연마 테이프(42)와 함께 웨이퍼 W의 이면에 따라 연마 개시 위치로부터 연마 종료 위치까지 이동시키고 있는 시간의 전체 또는 일부여도 된다. 이와 같이, 감시 장치(65)는 가압 부재(44)가 웨이퍼 W의 이면에 따라 이동하고 있을 때의 모터 전류의 크기에 기초하여, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 정확하게 접촉되어 있는지 여부를 판단한다.
도 8은 연마 장치의 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 구성 및 동작은, 도 2 내지 도 6에 도시하는 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 연마 헤드(34)는 연마 테이프(42)와 에어 실린더(액추에이터)(45)의 사이에 배치된 하중 측정기로서의 로드셀(70)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 로드셀(70)은 연마 테이프(42)를 지지하고 있는 가압 부재(44)와 에어 실린더(45)의 사이에 배치되어 있다. 에어 실린더(45)에 의해 발생하는 하중은, 로드셀(70)을 통하여 가압 부재(44)에 전달된다. 로드셀(70)은 감시 장치(65)에 접속되어 있고, 하중의 측정값은 감시 장치(65)에 보내지도록 되어 있다.
연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉되어 있을 때, 하중은 에어 실린더(45)로부터 가압 부재(44)에 전달되지만, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉되어 있지 않을 때에는, 하중은 에어 실린더(45)로부터 가압 부재(44)에 거의 전달되지 않는다. 환언하면, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉되어 있을 때, 로드셀(70)에 의해 측정되는 하중은 크고, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉되어 있지 않을 때에는, 로드셀(70)에 의해 측정되는 하중은 작다.
따라서, 감시 장치(65)는 로드셀(70)에 의해 측정된, 가압 부재(44)에 가해지는 하중을 설정값과 비교하여, 그 하중이 설정값 미만인 경우에는, 경보를 발하도록 구성되어 있다. 설정값은, 감시 장치(65)에 미리 기억되어 있다. 경보는, 외부의 경보 장치를 작동시키는 전기 신호(예를 들어, ON, OFF 접점 신호)여도 되고, 외부의 기기에 정보를 전달하는 전기 신호(예를 들어, 전압 등 아날로그 출력)여도 되며, 또는 색이나 소리 등의 인식 가능한 신호여도 된다. 본 실시 형태에 따르면, 상술한 모터 전류와 역치의 비교 결과에 기초한 경보에 더하여, 하중과 설정값의 비교 결과에 기초한 경보가 발해진다.
도 9는 연마 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 구성 및 동작은, 도 2 내지 도 6에 도시하는 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 연마 장치는, 에어 실린더(45)에 의해 웨이퍼 W의 이면을 향하여 이동된 가압 부재(44)의 이동 거리를 측정하는 거리 측정기(73)를 구비하고 있다. 이 거리 측정기(73)는 연마 헤드(34)에 고정되고, 또한 감시 장치(65)에 접속되어 있다. 이동 거리의 측정값은 거리 측정기(73)로부터 감시 장치(65)에 보내지게 되어 있다.
감시 장치(65)는 모터 전류 대신에, 에어 실린더(45)에 의해 이동된 가압 부재(44)의 이동 거리를 감시하고, 거리 측정기(73)에 의해 측정된 이동 거리가 역치 미만인 경우에는, 경보를 발하도록 구성되어 있다. 일 실시 형태에서는, 감시 장치(65)는 모터 전류 및 가압 부재(44)의 이동 거리의 양쪽을, 대응하는 역치와 비교하여, 모터 전류 및 가압 부재(44)의 이동 거리 중 어느 한쪽 또는 양쪽이, 대응하는 역치 미만인 경우에는, 경보를 발하도록 구성되어도 된다.
감시 장치(65)는 거리 측정기(73)에 의해 측정된 거리, 즉 연마 테이프(42)를 지지하는 가압 부재(44)의 이동 거리에 기초하여, 연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉되었는지 여부를 판단하도록 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 감시 장치(65)는 거리 측정기(73)에 의해 측정된 이동 거리가 역치 미만인 경우에는, 경보를 발하도록 구성되어 있다. 역치는, 감시 장치(65)에 미리 기억되어 있다. 경보는, 외부의 경보 장치를 작동시키는 전기 신호(예를 들어, ON, OFF 접점 신호)여도 되고, 외부의 기기에 정보를 전달하는 전기 신호(예를 들어, 전압 등 아날로그 출력)여도 되며, 또는 색이나 소리 등의 인식 가능한 신호여도 된다. 감시 장치(65)는 거리 측정기(73)에 의해 측정된 이동 거리가 역치 미만인 경우에는, 경보를 발함과 함께, 에어 실린더(45)에 지령을 내려서 가압 부재(44)를 대피 위치로 일단 이동시키고, 그 후, 가압 부재(44)를 웨이퍼 W의 이면을 향하여 다시 이동시켜도 된다.
역치는, 연마 테이프(42)가 실제로 웨이퍼의 이면에 접촉되었을 때의 가압 부재(44)의 이동 거리로부터, 오프셋값을 감산함으로써 미리 얻어진 값이다. 이 오프셋값은, 웨이퍼가 회전하고 있을 때의 웨이퍼 면 진동, 연마 테이프(42)와 웨이퍼의 마찰에 기인하는 진동 등의, 연마 테이프(42)의 진동 요인에 기초하여 결정된다. 오프셋값은, 역치가 거리 측정기(73)의 유효 계측 범위 내에 수용되는 한에 있어서, 임의로 설정된다. 오프셋값은, 감시 장치(65) 내에서 설정되는 값이므로, 가압 부재(44)를 새로운 것으로 교환한 후에, 거리 측정기(73)의 위치를 바꾸는 일 없이, 역치의 조정을 용이하게 행할 수 있다.
감시 장치(65)는 거리 측정기(73)에 의해 측정된 이동 거리가 역치 미만인 경우에는, 상기 경보를 발함과 함께, 연마 장치는 웨이퍼 W의 연마를 실행하지 않는 것이 바람직하다. 거리 측정기(73)에 의해 측정된 이동 거리가 역치보다도 큰 경우에는, 감시 장치(65)는 연마 헤드 이동 장치(55)에 지령을 내려서 가압 부재(44)를 연마 테이프(42)와 함께 웨이퍼 W의 이면에 따라 이동시켜, 웨이퍼 W의 연마를 실행하는 것이 바람직하다. 또한, 거리 측정기(73)에 의해 측정된 이동 거리가, 미리 설정된 상한값보다도 큰 경우에는, 웨이퍼 W가 상정 이상으로 휘어져 있거나, 또는 웨이퍼 W가 기판 스테이지(37)로부터 이격되었을 것으로 예상된다. 따라서, 측정된 이동 거리가 상기 상한값보다도 큰 경우에는, 감시 장치(65)는 경보를 발함과 함께, 연마 장치는 웨이퍼 W의 연마를 실행하지 않는 것이 바람직하다.
연마 테이프(42)가 웨이퍼 W의 이면에 접촉되어 있는지 여부를 보다 정확하게 판단하기 위해서, 일 실시 형태에서는, 감시 장치(65)는 소정 시간 내에 거리 측정기(73)에 의해 측정된 가압 부재(44)의 이동 거리의 평균을 산출하고, 당해 이동 거리의 평균이 역치 미만인 경우에, 경보를 발하도록 구성되어도 된다. 감시 장치(65)는 거리 측정기(73)에 의해 측정된 이동 거리의 평균이 역치 미만인 경우에는, 경보를 발함과 함께, 에어 실린더(45)에 지령을 내려서 가압 부재(44)를 대피 위치로 일단 이동시키고, 그 후, 가압 부재(44)를 웨이퍼 W의 이면을 향하여 다시 이동시켜도 된다. 감시 장치(65)는 이동 거리의 평균이 역치 미만인 경우에는, 상기 경보를 발함과 함께, 연마 장치는 웨이퍼 W의 연마를 실행하지 않는 것이 바람직하다. 이동 거리의 평균이 역치보다도 큰 경우에는, 감시 장치(65)는 연마 헤드 이동 장치(55)에 지령을 내려서 가압 부재(44)를 연마 테이프(42)와 함께 웨이퍼 W의 이면에 따라 이동시키고, 웨이퍼 W의 연마를 실행하는 것이 바람직하다. 또한, 거리 측정기(73)에 의해 측정된 이동 거리의 평균이, 미리 설정된 상한값보다도 큰 경우에는, 감시 장치(65)는 경보를 발함과 함께, 연마 장치는 웨이퍼 W의 연마를 실행하지 않는 것이 바람직하다.
도 10은, 도 9에 도시하는 연마 헤드(34)의 일 실시 형태를 도시하는 확대도이다. 본 실시 형태에서는, 거리 측정기(73)는 비접촉형 거리 센서로 구성되어 있다. 보다 구체적으로는, 거리 측정기(73)는 센서 타깃(75)과 근접 센서(76)의 조합으로 구성되어 있다. 근접 센서(76)와 센서 타깃(75)은 서로 이격되어 배치되어 있다. 일례로서, 근접 센서(76)는 와전류 센서 또는 자기 센서이며, 센서 타깃(75)은 자석(영구 자석) 또는 금속이다.
연마 헤드(34)는 가압 부재(44)에 연결 베이스(79)를 통하여 연결된 직동 가이드(81)를 구비하고 있다. 이 직동 가이드(81)는, 웨이퍼 W의 이면에 수직인 직동 레일(82)과, 직동 레일(82) 위를 그 길이 방향으로 이동 가능한 직동 블록(83)을 갖고 있다. 센서 타깃(75)은 직동 블록(83)에 고정되어 있고, 직동 블록(83)과 일체로 직동 레일(82)의 길이 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 직동 블록(83)은 연결 베이스(79)를 통하여 가압 부재(44)에 연결되어 있다. 따라서, 에어 실린더(45)에 의해 구동되는 가압 부재(44)의 이동은, 직선 이동으로 제한된다.
근접 센서(76)는 센서 타깃(75)의 근처에 배치되어 있다. 근접 센서(76)와 연마 헤드(34)의 상대 위치는 고정이다. 센서 타깃(75)과 근접 센서(76) 사이의 거리는, 가압 부재(44)의 변위, 즉 가압 부재(44) 상의 연마 테이프(42)의 이동 거리(변위)에 따라서 바뀐다. 따라서, 근접 센서(76)와 센서 타깃(75)의 조합으로 이루어지는 거리 측정기(73)는 에어 실린더(45)에 의해 웨이퍼 W를 향하여 이동된 가압 부재(44)의 이동 거리를 측정할 수 있다. 근접 센서(76)는 감시 장치(65)에 접속되어 있다. 근접 센서(76)는 웨이퍼 W를 향하여 이동된 가압 부재(44)의 이동 거리를 측정하고, 그 이동 거리의 측정값을 감시 장치(65)에 보내도록 구성되어 있다.
근접 센서(76)에 의해 측정된 가압 부재(44)의 이동 거리가 상기 역치 미만인 경우, 감시 장치(65)는 제1 압력 레귤레이터(14)에 지령을 발하여 에어 실린더(45)의 제1 챔버(48)(도 3 참조) 내의 압력을 증가시켜, 에어 실린더(45)로부터 부여되는 가압 부재(44)의 가압력을 증가시켜도 된다. 보다 구체적으로는, 감시 장치(65)는, 미리 설정된 목표 이동 거리와, 근접 센서(76)에 의해 측정된 가압 부재(44)의 이동 거리와, 가압력의 설정값으로부터 보정 가압력을 산출하고, 에어 실린더(45)에 보정 가압력을 발생시킨다.
감시 장치(65)는 그 내부에 이하의 계산식을 미리 저장하고 있다.
보정 가압력=(목표 이동 거리/측정된 이동 거리)×가압력의 설정값
여기서, 목표 이동 거리는, 가압 부재(44)가 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 이면에 정확하게 압박할 수 있는 가압 부재(44)의 이론적인 이동 거리이고, 측정된 이동 거리는, 근접 센서(76)에 의해 측정된 가압 부재(44)의 실제 이동 거리이며, 가압력의 설정값은, 에어 실린더(45)로부터 가압 부재(44)에 가해지는 가압력의 현재의 설정값이다.
감시 장치(65)는 미리 설정된 목표 이동 거리와, 근접 센서(76)에 의해 측정된 가압 부재(44)의 이동 거리와, 가압력의 설정값을 상기 계산식에 입력하여 보정 가압력을 산출하고, 에어 실린더(45)에 보정 가압력을 발생시킨다. 보다 구체적으로는, 감시 장치(65)는 에어 실린더(45)에 보정 가압력을 발생시키기 위한 목표 압력 명령값을 결정하고, 이 목표 압력 명령값을 제1 압력 레귤레이터(14)에 송신한다. 감시 장치(65)는 목표 압력 명령값과 가압력의 관계를 나타내는 관계식 또는 데이터베이스를 미리 저장하고 있으며, 당해 관계식 또는 데이터베이스를 사용하여 보정 가압력에 대응하는 목표 압력 명령값을 결정할 수 있도록 구성된다. 이러한 압박력을 보정하는 조작에 의해, 가압 부재(44)는 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 이면에 정확하게 압박할 수 있다.
도 11은, 연마 헤드(34)의 다른 실시 형태를 도시하는 확대도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 10에 도시하는 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 연마 헤드(34)는 연마 테이프(42)와 에어 실린더(액추에이터)(45)의 사이에 배치된 하중 측정기로서의 로드셀(70)을 구비하고 있다. 보다 구체적으로는, 로드셀(70)은 연마 테이프(42)를 지지하고 있는 가압 부재(44)와 에어 실린더(45)의 사이에 배치되어 있다. 에어 실린더(45)에 의해 발생하는 하중은, 로드셀(70)을 통하여 가압 부재(44)에 전달된다. 로드셀(70)은 감시 장치(65)에 접속되어 있고, 하중의 측정값은 감시 장치(65)에 보내지게 되어 있다. 로드셀(70)을 설치한 이유는, 상술한 실시 형태와 동일하다.
감시 장치(65)는 로드셀(70)에 의해 측정된 하중을 설정값과 비교하여, 그 하중이 설정값 미만인 경우에는, 경보를 발하도록 구성되어 있다. 설정값은, 감시 장치(65)에 미리 기억되어 있다. 경보는, 외부의 경보 장치를 작동시키는 전기 신호(예를 들어, ON, OFF 접점 신호)여도 되고, 외부의 기기에 정보를 전달하는 전기 신호(예를 들어, 전압 등 아날로그 출력)여도 되며, 또는 색이나 소리 등의 인식 가능한 신호여도 된다. 본 실시 형태에 따르면, 상술한 가압 부재(44)의 이동 거리와 역치의 비교 결과에 기초한 경보에 더하여, 하중과 설정값의 비교 결과에 기초한 경보가 발해진다.
도 12는, 연마 헤드(34)의 또 다른 실시 형태를 도시하는 확대도이다. 특별히 설명하지 않는 본 실시 형태의 구성은, 도 10에 도시하는 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 거리 측정기(73)는 접촉식 거리 측정기인 디지털 게이지(85)로 구성되어 있다. 디지털 게이지(85)는 연결 베이스(79)를 통하여 가압 부재(44)에 연결되어 있다. 따라서, 디지털 게이지(85)는 가압 부재(44)의 변위, 즉 에어 실린더(45)에 의해 웨이퍼 W를 향하여 이동된 가압 부재(44)의 이동 거리를 측정할 수 있다. 디지털 게이지(85)는 감시 장치(65)에 접속되어 있다. 디지털 게이지(85)는 웨이퍼 W를 향하여 이동된 가압 부재(44)의 이동 거리를 측정하고, 그 이동 거리의 측정값을 감시 장치(65)에 보내도록 구성되어 있다.
본 실시 형태에 있어서도, 도 11에 도시하는 바와 같이, 연마 헤드(34)는 가압 부재(44)와 에어 실린더(액추에이터)(45)의 사이에 배치된 하중 측정기로서의 로드셀(70)을 구비해도 된다. 앞서 설명한 실시 형태와 동일하도록 디지털 게이지(85)에 의해 측정된 가압 부재(44)의 이동 거리가 상기 역치 미만인 경우, 감시 장치(65)는 미리 설정된 목표 이동 거리와, 근접 센서(76)에 의해 측정된 가압 부재(44)의 이동 거리와, 가압력의 설정값으로부터 보정 가압력을 산출하고, 에어 실린더(45)에 보정 가압력을 발생시켜도 된다.
도 13은, 연마 장치의 또 다른 실시 형태를 도시하는 도면이다. 특별히 설명하지 않는 구성 및 동작은, 도 2 내지 도 6에 도시하는 실시 형태와 동일하므로, 그 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 연마 장치는, 웨이퍼 W의 연마된 면의 상태를 검출하는 표면 상태 검출기(90)를 구비하고 있다. 이 표면 상태 검출기(90)는, 웨이퍼 W의 연마된 면에 광을 유도하고, 연마된 면으로부터의 반사광을 받아, 반사광을 분석하고, 반사광의 분석 결과에 기초하여 웨이퍼 W의 연마가 아직 종료되어 있지 않음을 나타내는 연마 미완료 신호를 발하도록 구성된다. 표면 상태 검출기(90)는 감시 장치(65)에 접속되어 있고, 연마 미완료 신호는 감시 장치(65)에 보내진다.
도 14의 (a) 및 도 14의 (b)는 웨이퍼 W의 표면에서 반사된 광선을 도시하는 모식도이다. 도 14의 (a)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 W가 연마된 결과로서 웨이퍼 W의 표면이 경면이 되었을 경우, 웨이퍼 W의 표면에서 반사된 광선은 간섭하지 않다. 이에 반해, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 W의 표면에 요철이 있는 경우에는, 웨이퍼 W의 표면에서 반사된 광선이 서로 간섭하여, 간섭 패턴을 형성한다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 표면 상태 검출기(90)는 반사광이 간섭 패턴을 나타내고 있을 때, 연마 미완료 신호를 발한다. 웨이퍼 W의 연마가 진행되어 반사광이 간섭 패턴을 나타내지 않을 때, 예를 들어 웨이퍼 W의 이면이 경면으로 연마되었을 때, 표면 상태 검출기(90)는 연마 미완료 신호의 발신을 정지한다. 표면 상태 검출기(90)는 연속적 또는 단속적으로 웨이퍼 W의 연마된 면의 상태를 검출하고, 반사광이 간섭 패턴을 나타내고 있는 한, 연마 미완료 신호를 연속적 또는 단속적으로 계속해서 발한다.
감시 장치(65)는 연마 미완료 신호를 계속해서 수신하는 한, 기판 보유 지지부(32), 연마 헤드(43) 및 연마 헤드 이동 장치(모터 구동형 이동 장치)(55)에 지령을 발하여 웨이퍼 W의 연마를 다시 실행시킨다. 즉, 연마 헤드(34)가 연마 테이프(42)를 웨이퍼 W의 이면에 압박하면서, 연마 헤드 이동 장치(55)는 연마 헤드(34) 및 연마 테이프(42)를 미리 설정된 속도로 웨이퍼 W의 이면에 따라 웨이퍼 W의 반경 방향 외측으로 이동시킨다. 이 연마 동작은, 감시 장치(65)가 연마 미완료 신호를 계속해서 수신하는 한 반복된다. 에어 실린더(45)가 발생시키는 가압력, 웨이퍼 W의 회전 속도, 연마 헤드(34) 및 연마 테이프(42)의 웨이퍼 W 반경 방향 외측으로의 이동 속도 등의 연마 조건은, 연마 동작을 반복하기 전에 변경되어도 되고, 또는 연마 동작이 반복되는 동안에는 동일해도 된다. 감시 장치(65)는, 어떤 설정 시간 동안에 연마 미완료 신호를 수신하지 않은 경우에는, 웨이퍼 W의 연마를 완료시킨다.
도 13에 도시하는 실시 형태는, 도 8 내지 도 12에 도시하는 상기 실시 형태와 조합해도 된다.
상술한 각 실시 형태는, 기판의 일례인 웨이퍼의 이면을 연마할 수 있는 연마 장치 및 연마 방법인데, 본 발명은 웨이퍼의 표면이나 베벨부를 연마하는 연마 장치 및 연마 방법에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 예를 들어, 도 15 및 도 16에 도시하는 바와 같은, 연마 테이프(42) 및 가압 부재(44)를 웨이퍼 W의 베벨부에 따라 이동시키는 연마 장치에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
상술한 실시 형태는, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 가지는 사람이 본 발명을 실시할 수 있는 것을 목적으로 하여 기재된 것이다. 상기 실시 형태의 다양한 변형예는, 당업자라면 당연히 이룰 수 있는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 다른 실시 형태에도 적용할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명은, 기재된 실시 형태에 한정되는 일 없이, 특허 청구 범위에 의해 정의되는 기술적 사상에 따른 가장 넓은 범위로 해석되는 것이다.
10: 기체 공급 시스템
11: 하중압 라인
12: 배압 라인
14: 제1 압력 레귤레이터
15: 제2 압력 레귤레이터
18: 제1 압력 센서
19: 제2 압력 센서
32: 기판 보유 지지부
34: 연마 헤드
37: 기판 스테이지
39: 스테이지 모터
40: 진공 라인
42: 연마 테이프(연마구)
43: 롤러
44: 가압 부재
45: 에어 실린더(액추에이터)
46: 피스톤
47: 피스톤 로드
48: 제1 챔버
49: 제2 챔버
51: 권출 릴
52: 권취 릴
55: 연마 헤드 이동 장치(모터 구동형 이동 장치)
57, 58: 액체 공급 노즐
60: 볼 나사
61: 서보 모터
63: 전력선
64: 전류계
65: 감시 장치
70: 로드셀(하중 측정기)
73: 거리 측정기
75: 센서 타깃
76: 근접 센서
79: 연결 베이스
81: 직동 가이드
82: 직동 레일
83: 직동 블록
85: 디지털 게이지
90: 표면 상태 검출기

Claims (20)

  1. 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
    연마구를 상기 기판의 면에 압박하기 위한 가압 부재와,
    상기 가압 부재에 가압력을 부여하는 액추에이터와,
    상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키는 모터 구동형 이동 장치와,
    상기 모터 구동형 이동 장치에 공급되는 모터 전류가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 감시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감시 장치는, 소정 시간 내에 측정된 상기 모터 전류의 평균을 산출하고, 당해 모터 전류의 평균이 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소정 시간은, 상기 모터 구동형 이동 장치가 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키고 있을 때의 시간의 적어도 일부를 포함한 시간인 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 부재와 상기 액추에이터의 사이에 배치된 하중 측정기를 더 구비하고,
    상기 감시 장치는, 상기 하중 측정기에 의해 측정된 하중이 설정값 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  5. 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
    연마구를 상기 기판의 면에 압박하기 위한 가압 부재와,
    상기 가압 부재에 가압력을 부여하는 액추에이터와,
    상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키는 모터 구동형 이동 장치와,
    상기 액추에이터에 의해 상기 기판의 면을 향하여 이동된 상기 가압 부재의 이동 거리를 측정하는 거리 측정기와,
    상기 이동 거리가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 감시 장치를 구비한 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 감시 장치는, 상기 이동 거리가 역치 미만인 경우에는, 상기 경보를 발함과 함께, 상기 액추에이터에 지령을 내려서 상기 가압 부재를 대피 위치로 이동시키고, 그 후 상기 가압 부재를 상기 기판의 면을 향하여 다시 이동시키는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 감시 장치는, 상기 이동 거리가 역치보다도 큰 경우에는, 상기 모터 구동형 이동 장치에 지령을 내려서 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 가압 부재와 상기 액추에이터의 사이에 배치된 하중 측정기를 더 구비하고,
    상기 감시 장치는, 상기 하중 측정기에 의해 측정된 하중이 설정값 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 거리 측정기는, 비접촉형 거리 센서인 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 거리 측정기는, 디지털 게이지, 자기 센서, 및 와전류 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 연마 장치.
  11. 기판을 기판 보유 지지부로 보유 지지하고,
    연마구를 가압 부재로 상기 기판의 면에 압박하고,
    모터 구동형 이동 장치에 의해 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키고,
    상기 모터 구동형 이동 장치에 공급되는 모터 전류가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 경보를 발하는 공정은, 소정 시간 내에 측정된 상기 모터 전류의 평균을 산출하고, 당해 모터 전류의 평균이 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 공정인 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 소정 시간은, 상기 모터 구동형 이동 장치가 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키고 있을 때의 시간의 적어도 일부를 포함한 시간인 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 부재에 가해지는 하중을 측정하고,
    상기 하중이 설정값 미만인 경우에, 경보를 발하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 면은, 상기 기판의 이면인 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  16. 기판을 기판 보유 지지부로 보유 지지하고,
    연마구를 지지한 가압 부재를 액추에이터에 의해 상기 기판의 면을 향하여 이동시키고,
    상기 액추에이터에 의해 이동된 상기 가압 부재의 이동 거리를 측정하고,
    상기 이동 거리가 역치 미만인 경우에, 경보를 발하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 이동 거리가 역치 미만인 경우에는, 상기 경보를 발함과 함께, 상기 액추에이터에 의해 상기 가압 부재를 대피 위치로 이동시키고, 그 후 상기 가압 부재를 상기 기판의 면을 향하여 다시 이동시키는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 이동 거리가 역치보다도 큰 경우에는, 모터 구동형 이동 장치에 의해 상기 가압 부재를 상기 기판의 면에 따라서 이동시키는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  19. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 액추에이터로부터 상기 가압 부재에 전달되는 하중을 측정하고,
    상기 하중이 설정값 미만인 경우에, 경보를 발하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
  20. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 기판의 면은, 상기 기판의 이면인 것을 특징으로 하는, 연마 방법.
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