KR20190074951A - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 프로그램을 저장한 기억 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 프로그램을 저장한 기억 매체 Download PDF

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유우 이시이
유우 마치다
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명의 과제는 기판을 보다 균일하게 연마하는 것에 있다.
연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 제1 연마 헤드와, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드이며, 연마구를 상기 기판의 상기 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 상기 제2 연마 헤드와, 상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 대응해서, 상기 기판의 상기 제1면과는 반대측의 제2면 측에서 유체압에 의해 상기 기판을 지지하는 기판 지지 기구를 구비한 기판 처리 장치.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 프로그램을 저장한 기억 매체 {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, SUBSTRATE PROCESSING METHOD, AND STORAGE MEDIUM STORING PROGRAM}
본 발명은, 기판 처리 장치, 기판 처리 방법, 기판 처리 장치의 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기억 매체에 관한 것이다.
근래, 메모리 회로, 로직 회로, 이미지 센서(예를 들어 CMOS 센서) 등의 디바이스는, 더욱 고집적화되어 가고 있다. 이들의 디바이스를 형성하는 공정에 있어서는, 미립자나 진애 등의 이물이 디바이스에 부착되는 경우가 있다. 디바이스에 부착된 이물은, 배선 간의 단락이나 회로의 결함을 발생시켜 버린다. 따라서, 디바이스의 신뢰성을 향상시키기 위해서, 디바이스가 형성된 웨이퍼를 세정하여, 웨이퍼 상의 이물을 제거하는 것이 필요로 된다.
웨이퍼의 이면(비 디바이스면)에도, 상술한 바와 같은 미립자나 분진 등의 이물이 부착되는 경우가 있다. 이러한 이물이 웨이퍼의 이면에 부착되면, 웨이퍼가 노광 장치의 스테이지 기준면으로부터 이격하거나 웨이퍼 표면이 스테이지 기준면에 대하여 기울기, 결과적으로, 패터닝의 어긋남이나 초점 거리의 어긋남이 발생하게 된다. 이러한 문제를 방지하기 위해서, 웨이퍼의 표면(디바이스면)에 레지스트를 도포한 후에, 노광 공정 전에, 웨이퍼의 이면에 부착된 이물을 제거하는 것이 필요로 된다.
최근에는, 광학식 노광 기술 이외에, 나노 임프린트 기술을 사용한 패터닝 장치가 개발되고 있다. 이 나노 임프린트 기술은, 패터닝용의 압형을 웨이퍼에 도포된 수지 재료에 압박함으로써 배선 패턴을 전사하는 기술이다. 나노 임프린트 기술에서는, 압형과 웨이퍼 간 및 웨이퍼와 웨이퍼 간에서의 오염의 전사를 피하기 위해서, 웨이퍼의 표면에 존재하는 이물을 제거하는 것이 필요해진다.
일본 특허 공개 제2013-172019호 공보(특허문헌 1)에는, 웨이퍼를 회전시키면서, 지립, 연마 테이프 등을 구비하는 스크러버를 미끄럼 접촉시켜서, 웨이퍼의 표면 및／또는 이면에 부착된 이물을 제거하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2013-172019호 공보
그러나, 비교적 큰 연마 헤드만으로 기판을 연마하면, 기판에 국소적인 연마 부족이 발생할 우려가 있다. 예를 들어, 기판의 외주부는, 기판의 중앙부보다도 연마 헤드의 연마구와 접촉하는 시간이 짧아져, 연마 레이트가 낮아지는 경향이 있다. 이러한 연마 레이트의 변동은, 기판의 면내 균일성을 저하시키고, 노광 공정에 영향을 줄 가능성이 있다. 본 발명의 목적은, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 제1 연마 헤드와, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드이고, 연마구를 상기 기판의 상기 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 상기 제2 연마 헤드와, 상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 대응하여, 상기 기판의 상기 제1면과는 반대측인 제2면 측에서 유체압에 의해 상기 기판을 지지하는 기판 지지 기구를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면은, 기판을 보유 지지해서 상기 기판을 회전시키는 기판 보유 지지 기구이고, 상기 기판의 주연부에 접촉 가능한 복수의 롤러를 구비하고, 각 롤러가 그 축심을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있는, 상기 기판 보유 지지 기구와, 연마구를 상기 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 제1 연마 헤드와, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드이며, 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 상기 제2 연마 헤드를 구비한 기판 처리 장치에 관한 것이다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템의 평면도이다.
도 2a는, 연마 유닛의 연마 헤드의 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 2b는, 연마 유닛의 연마 헤드의 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 3은, 제1 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 측면도이다.
도 4a는, 정압 플레이트의 구성예이다.
도 4b는, 정압 플레이트의 구성예이다.
도 4c는, 정압 플레이트의 구성예이다.
도 5a는, 정압 플레이트의 평면 형상의 예이다.
도 5b는, 정압 플레이트의 평면 형상의 예이다.
도 6a는, 제2 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 측면도이다.
도 6b는, 제2 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 평면도이다.
도 7은, 정압 플레이트의 이동 기구의 구성예를 나타낸다.
도 8은, 제3 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 측면도이다.
도 9는, 제4 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 측면도이다.
도 10a는, 정압 플레이트의 유체 분출구의 구성예이다.
도 10b는, 정압 플레이트의 유체 분출구의 구성예이다.
도 11은, 연마 유닛의 기판 보유 지지 기구의 일례이다.
도 12는, 연마 유닛의 기판 보유 지지 기구의 일례이다.
도 13은, 연마 유닛의 다른 예이다.
도 14는, 연마 유닛의 다른 예이다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치를 구비한 기판 처리 시스템의 평면도이다. 기판 처리 시스템(1)은, 프론트 로드부(3)를 구비한 로드 언로드부(2)와, 기판 처리 장치로서의 제1 연마 유닛(8) 및 제2 연마 유닛(9)과, 세정 유닛(11)과, 건조 유닛(13)과, 제어 장치(14)를 구비하고 있다. 또한, 로드 언로드부(2)에는, 프론트 로드부(3)의 배열 방향을 따라 이동 가능한 제1 반송 로봇(4)이 설치되어 있다. 또한, 제1 연마 유닛(8) 및 제2 연마 유닛(9)에 인접하고, 제2 반송 로봇(6)과, 제1 웨이퍼 스테이션(5)과, 제2 웨이퍼 스테이션(7)이 설치되어 있다. 또한, 세정 유닛(11)에 인접하여 제3 반송 로봇(10)이 설치되어 있고, 세정 유닛(11)과 건조 유닛(13) 사이에는, 제4 반송 로봇(12)이 설치되어 있다.
프론트 로드부(3)는, 복수의 웨이퍼를 저장하는 웨이퍼 카세트를 1개 또는 복수 적재하는 것이 가능하게 구성되어 있다. 웨이퍼 카세트는, 예를 들어 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드, FOUP(Front Opening Unified Pod)이다. 제1 반송 로봇(4)은, 프론트 로드부(3)에 탑재된 웨이퍼 카세트로부터 웨이퍼를 취출하고, 웨이퍼 스테이션(5)에 적재한다.
웨이퍼 스테이션(5)은, 도시하지 않은 반전기를 구비하고 있고, 제1 반송 로봇(4)에 의해 적재된 웨이퍼의 표면과 이면을 반전시킨다. 제2 반송 로봇(6)은, 반전 후의 웨이퍼(페이스 다운의 상태)를 웨이퍼 스테이션(5)으로부터 취출하고, 연마 유닛(8) 또는 연마 유닛(9)에 반입한다. 연마 유닛(8) 및 연마 유닛(9)은, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼를 보유 지지해서 회전시키는 기판 보유 지지 기구와, 연마구가 마련된 연마 헤드를 구비하고 있다. 연마 유닛(8) 및 연마 유닛(9)에서는, 소위 이면 연마 장치이며, 기판 보유 지지 기구에 의해 웨이퍼를 회전시키면서, 웨이퍼의 이면(상방에 향해 있는)을 연마 헤드의 연마구에 의해 연마한다. 여기에서는, 연마 유닛(8) 및 연마 유닛(9)이 모두 이면 연마 장치인 경우를 설명한다. 웨이퍼 카세트로부터 취출된 웨이퍼는, 어느 하나의 연마 유닛에 있어서 이면 연마 처리된 후에, 세정, 건조 처리되어, 웨이퍼 카세트로 되돌려진다. 다른 실시 형태에서는, 한쪽의 연마 유닛을 이면 연마 장치로 하고, 다른 쪽의 연마 유닛을 베벨 연마 장치 또는 웨이퍼 외주 영역을 연마하는 장치로 해도 된다. 이 경우, 한쪽의 연마 유닛에서 연마 처리된 웨이퍼는, 그 후, 다른 쪽의 연마 유닛에서 연마 처리된 후에, 세정, 건조된다.
또한, 제2 반송 로봇(6)은, 연마 유닛(8) 또는 연마 유닛(9)에서 처리된 후의 웨이퍼를 웨이퍼 스테이션(7)에 적재한다. 제3 반송 로봇(10)은, 웨이퍼 스테이션(7)으로부터 연마 처리 후의 웨이퍼를 취출하고, 세정 유닛(11)에 반입한다. 세정 유닛(11)은, 연마 처리 후의 웨이퍼에 대하여 세정 처리를 실시한다. 일 실시 형태에서는, 세정 유닛(11)은, 웨이퍼를 사이에 두도록 배치된 상측 롤 스펀지 및 하측 롤 스펀지를 구비하고 있고, 세정액을 웨이퍼의 양면에 공급하면서, 이들의 스펀지로 웨이퍼의 양면을 세정한다.
제4 반송 로봇(12)은, 세정 유닛(11)에서 세정된 웨이퍼를 취출하고, 건조 유닛(13)에 반입한다. 건조 유닛(13)은, 세정 후의 웨이퍼를 건조한다. 일 실시 형태에서는, 건조 유닛(13)은, 웨이퍼를 그 축심 둘레에 고속으로 회전시킴으로써 웨이퍼를 스핀 건조한다. 그 후, 건조 후의 웨이퍼는, 제1 반송 로봇(4)에 의해 취출되고, 웨이퍼 카세트로 되돌려진다.
제어 장치(14)는, 상술한 기판 처리 시스템(1)의 각 부의 동작을 제어한다. 제어 장치(14)는, 각종 설정 데이터 및 각종 프로그램을 저장한 메모리와, 메모리의 프로그램을 실행하는 CPU를 갖는다. 메모리를 구성하는 기억 매체는, 휘발성의 기억 매체 및／또는 불휘발성의 기억 매체를 포함할 수 있다. 기억 매체는, 예를 들어 ROM, RAM, 하드 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 플렉시블 디스크 등의 임의의 기억 매체 1개 또는 복수를 포함할 수 있다. 메모리가 저장하는 프로그램은, 예를 들어 각 반송 로봇의 반송을 제어하는 프로그램, 각 연마 유닛의 연마 처리를 제어하는 프로그램, 세정 유닛의 세정 처리를 제어하는 프로그램, 건조 유닛의 건조 처리를 제어하는 프로그램을 포함한다. 또한, 제어 장치(14)는, 기판 처리 시스템(1) 및 그 외의 관련 장치를 통괄 제어하는 도시하지 않은 상위 컨트롤러와 통신 가능하게 구성되어, 상위 컨트롤러가 갖는 데이터베이스 사이에서 데이터의 교환을 할 수 있다.
도 2a, 도 2b는, 연마 유닛의 연마 헤드의 구성을 나타내는 모식적인 평면도이다. 도 2a는, 연마 헤드가 퇴피 위치에 있는 경우를 나타낸다. 도 2b는, 연마 헤드가 연마 위치에 있는 경우를 나타낸다. 본 실시 형태의 연마 유닛은, 복수의 연마 헤드를 구비하고 있다. 이하에서는, 일례로서, 연마 유닛이 2개의 연마 헤드(21, 23)를 구비하는 경우에 대해 설명하지만, 3개 이상의 연마 헤드를 구비해도 된다. 또한, 도 2a, b에서는 도시를 생략하지만, 각 연마 유닛에는, 웨이퍼(W)에 린스액을 공급하는 린스액 공급 노즐(도 12 참조)이 마련되어 있다.
연마 헤드(21)는, 웨이퍼(W)의 반경보다 큰 직경을 갖는다. 연마 헤드(21)의 저면(웨이퍼에 맞닿는 측)에는, 연마구로서의 1개 또는 복수의 연마 테이프가 설치되어 있다. 예를 들어, 연마 헤드(21)의 저면에 3장의 연마 테이프가 방사상으로 배치된다. 연마 테이프의 양단부는, 연마 헤드(21) 내에 배치된 도시하지 않은 2개의 릴에 보유 지지되어 있어, 2개의 릴 간을 연장하는 연마 테이프의 하면이 웨이퍼의 면에 접촉 가능하게 되어 있다. 또한, 연마구로서는, 지립을 포함하는 패드, 고정 지립 등 그 외의 연마구를 사용할 수도 있다. 연마 헤드(21)는, 요동 암(22)의 일단부에 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 연마 헤드(21)는, 요동 암(22)의 일단부측에 마련된 도시하지 않은 헤드 회전 기구에 의해 회전된다. 요동 암(22)의 타단부는, 도시하지 않은 요동 축에 접속되어 있고, 도시하지 않은 축 회전 기구의 회전에 의해 요동 축이 회전되면, 요동 암(22)이 요동된다(예를 들어, 도 2a의 상태로부터 도 2b의 상태, 또는 그 역). 요동 암(22)의 요동에 의해, 연마 헤드(21)는, 퇴피 위치(도 2a)와 연마 위치(도 2b) 사이에서 요동된다. 또한, 요동 축에는, 도시하지 않은 승강 기구가 연결되어 있고, 승강 기구에 의해 연마 헤드(21)가 승강된다.
연마 헤드(23)는, 연마 헤드(21)의 직경보다도 작은 직경을 갖는다. 연마 헤드(23)의 저면(웨이퍼에 맞닿는 측)에는, 연마구로서의 1개 또는 복수의 연마 테이프가 설치되어 있다. 예를 들어, 연마 헤드(23)의 저면에 3장의 연마 테이프가 방사상으로 배치된다. 연마 테이프의 양단부는, 연마 헤드(23) 내에 배치된 도시하지 않은 2개의 릴에 보유 지지되어 있어, 2개의 릴 간을 연장하는 연마 테이프의 하면이 웨이퍼의 면에 접촉 가능하게 되어 있다. 또한, 연마구로서는, 지립을 포함하는 패드, 고정 지립 등 그 외의 연마구를 사용할 수도 있다. 연마 헤드(23)는, 요동 암(24)의 일단부에 회전 가능하게 보유 지지되어 있다. 연마 헤드(23)는, 요동 암(24)의 일단부측에 마련된 도시하지 않은 헤드 회전 기구에 의해 회전된다. 요동 암(24)의 타단부는, 도시하지 않은 요동 축에 접속되어 있고, 도시하지 않은 축 회전 기구의 회전에 의해 요동 축이 회전되면, 요동 암(24)이 요동된다. 요동 암(24)의 요동에 의해, 연마 헤드(23)는, 퇴피 위치(도 2a)와 연마 위치(도 2b) 사이에서 요동된다(예를 들어, 도 2a의 상태로부터 도 2b의 상태, 또는 그 역). 또한, 요동 축에는, 도시하지 않은 승강 기구가 연결되어 있고, 승강 기구에 의해 연마 헤드(23)가 승강된다. 웨이퍼(W)는, 기판 보유 지지 기구에 의해 보유 지지되고, 회전된다. 기판 보유 지지 기구는, 예를 들어 웨이퍼(W)의 외주연에 배치된 복수의 롤러(2-11)(도 2a, 도 2b, 도 12)를 구비하고, 이들의 복수의 롤러(2-11)로 웨이퍼(W)를 끼움 지지한 상태에서, 각 롤러(2-11)가 그 축심 주위로 회전(자전)하는 것에 의해, 각 롤러(2-11)는 공전하지 않고, 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 또한, 기판 보유 지지 기구는, 도 11에 도시하는 바와 같은, 웨이퍼(W)를 끼움 지지해서 공전함으로써 웨이퍼(W)를 회전시키는 척(1-11)을 구비하는 구성이어도 된다. 각 연마 헤드(21, 23)의 회전 방향은, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 회전 방향과 동일하여도, 상이한 방향이여도 된다. 또한, 각 연마 헤드(21, 23)의 회전 방향이 서로 상이해도 된다.
또한, 웨이퍼(W)의 연마면(본 실시 형태에서는, 이면)에는, 도시하지 않은 노즐에 의해 연마액 또는 순수가 공급된다.
상대적으로 대직경의 연마 헤드(21)에 더해, 상대적으로 소직경의 연마 헤드(23)를 사용하는 이유는, 이하와 같다. 웨이퍼(W)의 외주부에서는, 연마 헤드(21)에 의한 접촉 시간이 짧아, 연마 레이트가 상대적으로 낮아진다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 외주부에 있어서, 소직경의 연마 헤드(23)에 의해, 웨이퍼(W)를 보충 연마한다. 연마 헤드(21)의 연마와 동시에, 혹은, 연마 헤드(21)에 의한 연마 후에, 연마 헤드(23)에 의해 웨이퍼(W)의 외주부를 추가적으로 연마하는 것에 의해, 웨이퍼(W)의 이면의 연마량을 균일에 가깝게 할 수 있다. 이 결과, 연마 처리 후의 웨이퍼(W)의 이면의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 3은, 제1 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 측면도이다. 여기에서는, 기판 보유 지지 기구의 도시를 생략하고 있다. 연마 유닛(8, 9)에서는, 전술한 연마 헤드(21, 23)가 웨이퍼(W)의 이면에 맞닿아서 웨이퍼의 이면(S1)을 연마한다. 이때, 연마 헤드(21, 23)로 웨이퍼(W)를 이면(S1)에서 표면(S2)(이 예에서는, 상방에서 하방으로)을 향해서 압박하기 위해서, 연마 헤드와는 반대측의 표면(S2)측으로부터 기판 지지 기구(정압 지지 기구)(30)에 의해 웨이퍼(W)를 지지한다. 바꿔 말하면, 연마 헤드(21, 23)가 웨이퍼(W)의 이면을 압박하는 힘에 저항하는 지지력을 정압 지지 기구(30)에 의해 웨이퍼의 표면으로부터 가함으로써, 웨이퍼(W)가 휘는 것을 억제한다.
정압 지지 기구(30)는, 정압 플레이트(31)와, 정압 플레이트(33)를 구비하고 있다. 정압 플레이트(31)는, 연마 헤드(21)에 대응해서 마련되어 있다. 정압 플레이트(31)는, 연마 헤드(21)의 직경보다 약간 크게 형성되어 있고, 평면에서 보아, 연마 헤드(21)의 전체를 포함할 수 있게 구성, 배치되어 있다. 정압 플레이트(31)는, 웨이퍼(W)에 면하는 측에 지지면(32)을 가지고 있고, 지지면(32)과 웨이퍼(W)의 표면 사이에 약간의 간극을 가지고 배치되어 있다. 정압 플레이트(31)에는, 후술하는 유체 공급로가 형성되어 있고, 이 유체 공급로를 통해 유체(액체 또는 기체, 예를 들어 순수)가 지지면(32)에 공급됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면이 유체에 의해 비접촉으로 지지된다.
정압 플레이트(33)는, 연마 헤드(23)에 대응해서 마련되어 있다. 정압 플레이트(33)는, 연마 헤드(23)의 직경보다 크게 형성되어 있고, 평면에서 보아, 연마 헤드(23)의 전체를 포함할 수 있도록 구성, 배치되어 있다. 정압 플레이트(33)는, 웨이퍼(W)에 면하는 측에 지지면(34)을 가지고 있으며, 지지면(34)과 웨이퍼(W)의 표면 사이에 약간의 간극을 가지고 배치되어 있다. 정압 플레이트(33)에는, 후술하는 유체 공급로가 형성되어 있고, 이 유체 공급로를 통해 유체(액체 또는 기체, 예를 들어 순수)가 지지면(34)에 공급됨으로써, 웨이퍼(W)의 표면이 유체에 의해 비접촉으로 지지된다.
도 4a 내지 도 4c는, 정압 플레이트의 구성예를 나타낸다. 여기에서는, 기판 보유 지지 기구의 도시를 생략하고 있다. 또한, 여기에서는, 정압 플레이트(31)를 예로 들어 설명하지만, 정압 플레이트(33)도 마찬가지의 구성을 갖는다. 단, 정압 플레이트(31)와 정압 플레이트(33)는, 다른 타입의 구성을 가져도 된다. 예를 들어, 정압 플레이트(31)가 도 4a의 구성이고, 정압 플레이트(33)가 도 4b의 구성이어도 된다. 또한, 정압 플레이트(31)와 정압 플레이트(33)는, 도 4에서 도 4c 이외의 구성을 구비해도 된다.
도 4a에 나타내는 예에서는, 정압 플레이트(31)는, 가압된 유체(압력 유체)인 유체(41)를 도입하기 위한 유체 공급로(31a)를 가지고 있다. 유체 공급로(31a)는, 유체(41)를 보유 지지하는 포켓(오목부)(31b)에 연결되어 있다. 연마 헤드(21)에 의해 기판(W)의 이면(S1)에 인가된 하중은, 포켓(31b) 중의 유체(41)와, 포켓(31b)으로부터 정압 플레이트(31)의 지지면(32)에 오버플로우한 유체에 의해 받을 수 있다. 도 4b에 나타내는 예에서는, 유체 공급로(31a)로부터 도입된 유체(41)는, 지지면(32)의 전체로 확대되고, 연마 헤드(21)에 의해 기판(W)의 이면에 인가된 하중을 받는다. 도 4c에 나타내는 예에서는, 정압 플레이트(31)의 지지면(32)에는, 다수의 관통 구멍(31c)이 형성되어 있고, 이들의 관통 구멍(31c)를 통해서 유체(41)가 유체 공급로(31a)로부터 지지면(32)에 공급된다. 지지면(32)에 공급된 유체(41)에 의해, 연마 헤드(21)에 의해 기판(W)의 이면(S1)에 인가된 하중을 받는다. 도 4a 내지 c에는, 도 2a, b를 참조하여 상술한 기판 보유 지지 기구로서의 복수의 롤러(2-11)(도 2a, 도 2b, 도 12)도 나타낸다. 이들의 복수의 롤러(2-11)로 웨이퍼(W)를 끼움 지지한 상태에서, 각 롤러(2-11)가 그 축심 주위로 회전(자전)하는 것에 의해, 각 롤러(2-11)는 공전하지 않고, 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 또한, 기판 보유 지지 기구는, 도 11에 나타내는 바와 같은, 웨이퍼(W)를 끼움 지지해서 공전함으로써 웨이퍼(W)를 회전시키는 척(1-11)을 구비하는 구성이어도 된다.
도 5a, 도 5b는, 정압 플레이트의 평면 형상의 예이다. 도 5a의 예에서는, 정압 플레이트(31, 33)는, 각각, 연마 헤드(21, 23)와 동심원상의 형상을 갖는다. 정압 플레이트(31, 33)의 직경은, 각각, 연마 헤드(21, 23)의 직경과 동등하거나, 약간 크게 형성된다. 도 5b의 예에서는, 정압 플레이트(31, 33)의 직경은, 각각, 연마 헤드(21, 23)의 직경보다도 큰, 원형 또는 타원형의 일부로서 구성되어 있다. 또한, 도 5a, 도 5b에 있어서, 정압 플레이트(31, 33)의 웨이퍼(W)의 외주에 인접하는 부분에서는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 기판 보유 지지 기구(예를 들어, 도 11의 척(1-11))와 간섭하지 않는 형상으로 되어 있다. 또한, 웨이퍼(W)와 함께 회전하지 않는 것 같은 기판 보유 지지 기구(예를 들어, 도 5a, 도 5b, 도 12의 롤러(2-11))를 사용하는 경우에는, 정압 플레이트(31, 33)는, 웨이퍼(W)의 외주에 겹쳐도, 외주보다도 외측까지 연장되어 있어도 된다.
(제2 실시 형태)
도 6a는, 제2 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 측면도이다. 도 6b는, 제2 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 평면도이다. 여기에서는, 기판 보유 지지 기구의 도시를 생략하고 있다. 본 실시 형태의 연마 유닛은, 소직경의 연마 헤드(23)가 요동하면서 연마 처리를 행하는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 연마 유닛과 상이하다. 그 외의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
연마 헤드(23)의 요동은, 상술한 바와 같이, 요동 암(24)이 요동 축 주위로 회전됨으로써 이루어진다. 또한, 정압 플레이트(33)는, 연마 헤드(23)의 요동에 추종한다. 즉, 정압 플레이트(33)는, 연마 헤드(23)의 이동에 수반하여, 평면에서 보아, 상시, 연마 헤드(23)를 포함하도록 이동한다.
도 7은, 정압 플레이트의 이동 기구의 구성예를 나타낸다. 여기에서는, 기판 보유 지지 기구의 도시를 생략하고 있다. 이 예에서는, 정압 플레이트(33)는, 볼 나사 기구(36)에 연결되어 있고, 볼 나사 기구(36)가 모터(35)로 구동된다. 볼 나사 기구(36)는, 모터(35)의 회전 운동을 직진 운동으로 변환하고, 정압 플레이트(33)를 왕복 이동시킨다. 또한, 정압 플레이트의 이동 기구로서는, 모터 및 볼 나사 기구의 구성에 한하지 않고, 랙 피니언 기구, 에어 실린더, 솔레노이드 등의 임의의 구동 기구를 사용할 수 있다. 또한, 연마 헤드(23)가 원호상으로 요동하는 것에 비해, 정압 플레이트(33)는 직선 운동하기 때문에, 연마 헤드(23)의 영역을 항상 정압 플레이트(33)로 포함할 수 있도록, 정압 플레이트(33)는, 연마 헤드(23)의 직경보다도 큰 직경으로 형성하는 것이 바람직하다.
(제3 실시 형태)
도 8은, 제3 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 측면도이다. 여기에서는, 기판 보유 지지 기구의 도시를 생략하고 있다. 본 실시 형태의 연마 유닛은, 소직경의 정압 플레이트(33)가 생략되고, 대직경의 정압 플레이트(31)가 이동 가능하게 구성되어 있는 점에서, 제1 실시 형태에 관한 연마 유닛과 상이하다. 그 외의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시 형태에서는, 정압 플레이트(31)는, 연마 헤드(21)에 대응하는 위치와, 연마 헤드(23)에 대응하는 위치 사이에서 이동 가능하다. 정압 플레이트(31)는, 전술한 바와 같이, 연마 헤드(21)에 대응하는 위치에서는, 평면에서 보아, 연마 헤드(21)를 포함하도록 배치된다. 또한, 정압 플레이트(31)는, 연마 헤드(23)에 대응하는 위치에서는, 평면에서 보아, 연마 헤드(23)를 포함하도록 배치된다. 연마 헤드(21)와 연마 헤드(23)의 치수 관계로부터, 대직경의 연마 헤드(21)에 대응하는 정압 플레이트(31)는, 연마 헤드(23)보다 충분히 크다. 연마 헤드(23)의 이동 기구는, 제2 실시 형태에 있어서, 정압 플레이트(33)를 왕복 이동시키는 이동 기구로서 설명한 것과 마찬가지의 이동 기구를 채용할 수 있다. 즉, 모터 및 볼 나사 기구, 랙 피니언 기구, 에어 실린더, 솔레노이드 등의 임의의 구동 기구를 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 연마 헤드(21)에 의한 연마 처리 후에, 연마 헤드(23)의 연마 처리를 실행한다. 또는, 그 역의 순서로 행해도 된다. 연마 헤드(21)에 의한 연마 처리 시에는, 정압 플레이트(31)를 연마 헤드(21)에 대응하는 위치(대향하는 위치)에 설치한다. 연마 헤드(21)에 의한 하중을 정압 플레이트(31)에서 받으면서, 연마 헤드(21)에 의한 연마 처리를 실행한다. 그리고, 연마 헤드(23)의 연마 처리 시에는, 정압 플레이트(31)를 이동 기구에 의해 연마 헤드(23)에 대응하는 위치(대향하는 위치)에 이동시킨다. 연마 헤드(23)에 의한 하중을 정압 플레이트(31)에서 받으면서, 연마 헤드(23)에 의한 연마 처리를 실행한다.
(제4 실시 형태)
도 9는, 제4 실시 형태에 관한 연마 유닛의 모식적인 측면도이다. 도 10a, 도 10b는, 정압 플레이트의 평면도이다. 여기에서는, 기판 보유 지지 기구의 도시를 생략하고 있다. 본 실시 형태에서는, 2개의 연마 헤드에 대하여, 공통의 정압 플레이트(50)가 마련되어 있는 점에서, 제1 실시 형태와 상이하다. 그 외의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 중복되는 설명은 생략한다.
정압 플레이트(50)는, 2개의 유체 공급 라인(53, 54)에 접속되어 있고, 각 유체 공급 라인(53, 54)에는 유량 제어 밸브(55, 56)가 마련되어 있다. 유량 제어 밸브(55, 56)는, 제어 장치(14)로부터의 신호에 의해 유량이 제어된다. 또한, 유체 공급 라인(53, 54)은, 유체 공급원(57)에 접속되어 있고, 유체 공급원(57)으로부터 압력 유체(액체 또는 기체)의 공급을 받는다. 액체는, 예를 들어 DIW(순수)이다.
정압 플레이트(50)의 지지면(51)에는, 도 10a에 도시하는 바와 같이, 연마 헤드(21)에 대응하는 영역에 있어서, 복수의 관통 구멍 또는 유체 분출구(31c)가 형성되어 있고, 연마 헤드(23)에 대응하는 영역에 있어서, 복수의 관통 구멍 또는 유체 분출구(32c)가 형성되어 있다(도 4c 참조). 복수의 유체 분출구(31c)는, 유체 공급 라인(53)에 연통되어 있다. 복수의 유체 분출구(32c)는, 유체 공급 라인(54)에 연통되어 있다. 유체 공급 라인(53)으로부터 유체 분출구(31c)를 통해서 지지면(51)에 공급되는 유체에 의해, 연마 헤드(21)에 의한 하중을 받고, 유체 공급 라인(54)으로부터 유체 분출구(32c)를 통해서 지지면(51)에 공급되는 유체에 의해, 연마 헤드(23)에 의한 하중을 받도록 구성되어 있다. 연마 헤드(21) 또는 연마 헤드(23)의 한쪽만 사용하는 경우에는, 사용하지 않는 연마 헤드에 대응하는 정압 플레이트로의 유체의 공급을 유량 제어 밸브(55 또는 56)에 의해 차단해도 된다. 또한, 유량 제어 밸브(55, 56)를 대신해 개폐 밸브를 사용해도 된다.
소직경의 연마 헤드(23)를 요동시키는 경우에는, 도 10b에 도시하는 바와 같이, 유체 분출구(32c)를 복수의 영역(A1, A2, A3)에 형성하고, 각 영역의 유체 분출구를 각각의 유체 공급 라인(54A1, 54A2, 54A3)(도시 생략)에 접속하고, 각 유체 공급 라인에 마련된 제어 밸브를 제어하여, 유체를 각 영역(A1, A2, A3)의 유체 분출구(32c)에 순차 공급하게 해도 된다. 또한, 전체 영역(A1, A2, A3)(연마 헤드(23)의 가동 범위)의 유체 분출구(32c)에 동시에 유체를 공급하여, 연마 헤드(23)의 요동 범위 모두를 커버하게 해도 된다.
도 11은, 연마 유닛의 기판 보유 지지 기구의 일례이다. 여기에서는, 도면의 복잡화를 피하기 위해서, 1개의 연마 헤드 및 정압 플레이트만 나타내지만, 실제로는, 상술한 바와 같이 복수의 연마 헤드 및 정압 플레이트가 배치된다. 각 연마 헤드 및 각 정압 플레이트는, 연마 위치에 있어서 웨이퍼의 외주연 측에서, 각 척(1-11)을 피하는 것 같은 형상으로 되어 있다. 이 예에서는, 웨이퍼(W)의 외주연에 복수 배치된 복수의 척(1-11)으로 웨이퍼(W)의 외주연을 클램프 함으로써, 웨이퍼(W)가 보유 지지된다. 각 척(1-11)은, 원통형의 기판 회전 기구(1-10)의 회전 기대(1-16)에 고정되어 있다. 회전 기대(1-16)는, 앵귤러 콘택트 볼 베어링(20, 20)을 통해, 정지 부재(1-14)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 중공 모터(1-12)의 로터가 회전 기대(1-16)에 고정되고, 스테이터가 정지 부재(1-14)에 고정되어 있다. 중공 모터(1-12)가 회전하면, 회전 기대(16)가 정지 부재(1-14)에 대하여 회전하고, 각 척(1-11)은 웨이퍼(W)를 보유 지지한 상태에서 회전한다. 이때, 각 척(1-11)은, 웨이퍼(W)의 중심 주위로 공전한다. 또한, 각 척(1-11)은, 승강 기구(1-30)에 의해 상승되어, 웨이퍼(W)를 개방하도록 구성되어 있다. 도 11에 있어서, 연마 헤드(1-50)는, 연마구로서의 연마 테이프(1-61)를 구비하고 있다. 연마 헤드(1-50)는, 샤프트(1-51)를 통해 요동 암(1-53)의 일단부에 연결되어 있고, 요동 암(1-53)의 타단부는 요동 축(1-54)에 고정되어 있다. 요동 축(1-54)은 축 회전 기구(1-55)에 연결되어 있다. 이 축 회전 기구(1-55)에 의해 요동 축(1-54)이 구동되면, 연마 헤드(1-50)가, 퇴피 위치(도 2a)와 연마 위치(도 2b) 사이를 이동하게 되어 있다. 요동 축(1-54)에는, 연마 헤드(1-50)를 상하 방향으로 이동시키는 승강 기구(1-56)가 또한 연결되어 있다. 이 승강 기구(1-56)는, 요동 축(1-54) 및 샤프트(1-51)를 통해 연마 헤드(1-50)를 승강시킨다. 연마 헤드(1-50)는, 승강 기구(1-56)에 의해 웨이퍼(W)의 상면에 접촉할 때까지 하강된다. 승강 기구(1-56)로서는, 에어 실린더 또는 서보 모터와 볼 나사의 조합 등이 사용된다. 정압 지지 기구(1-90)는, 상술한 바와 같은 구성의 정압 플레이트(1-91)를 구비하고, 정압 플레이트(1-91)가, 승강 기구(1-98)에 의해 승강되어, 회전 기구(1-99)에 의해 회전된다. 또한, 이 구성의 기판 보유 지지 기구를 채용하는 경우에는, 연마 헤드, 정압 플레이트는, 연마 처리 중에 공전하는 척(1-11)과 간섭하지 않는 형상 또는 배치를 취할 필요가 있다.
도 12는, 연마 유닛의 기판 보유 지지 기구의 일례이다. 이 예에서는, 웨이퍼(W)의 외주연에 배치된 복수의 롤러(2-11)로 웨이퍼(W)를 끼움 지지한 상태에서, 각 롤러(2-11)가 그 축심 주위로 회전(자전)하는 것에 의해, 각 롤러(2-11)는 공전하지 않고, 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 도면 중, 2-1은 웨이퍼(W)의 이면, 2-2는 웨이퍼(W)의 표면이다. 기판 보유 지지 기구(2-10)는, 웨이퍼(W)의 외주연에 접촉 가능한 복수의 롤러(2-11)와, 이들의 롤러(2-11)를 각각의 축심을 중심으로 회전시키는 롤러 회전 기구(2-12)를 구비하고 있다. 일 예에서는, 4개의 롤러가 마련되는데, 3개 이하, 5개 이상의 롤러를 마련해도 된다. 일 실시 형태에서는, 롤러 회전 기구(2-12)는, 모터, 벨트, 풀리 등을 구비한다. 롤러 회전 기구(2-12)는, 복수의 롤러(2-11)를 같은 방향에 같은 속도로 회전시킨다. 웨이퍼(W)의 연마 중, 웨이퍼(W)의 외주연은, 복수의 롤러(2-11)에 의해 끼움 지지된다. 웨이퍼(W)는, 수평하게 보유 지지되고, 롤러(2-11)의 회전에 의해 웨이퍼(W)는 그 축심을 중심으로 회전된다. 연마 헤드 조립체(2-49)는, 연마 헤드(2-50)를 가지고 있다. 연마 헤드(2-50)는, 전술한 요동 암(도시 생략)에 연결되어 있다. 연마 헤드(2-50)는, 요동 암에 설치된 헤드 샤프트(2-51)에 연결되어 있다. 이 헤드 샤프트(2-51)는, 연마 헤드(2-50)를 그 축심을 중심으로 해서 회전시키는 헤드 회전 기구(2-58)에 연결되어 있다. 또한, 헤드 샤프트(2-51)에는, 연마 헤드(2-50)에 하향의 하중을 부여하는 하중 부여 장치로서의 에어 실린더(2-57)가 연결되어 있다. 연마 헤드(2-50)는, 웨이퍼(W)의 면을 연마하기 위한 연마구로서의 복수의 연마 테이프(2-61) 등을 구비하고 있다. 일 실시 형태에서는, 헤드 회전 기구(2-58)는, 모터, 벨트, 풀리 등의 구성을 구비한다. 정압 플레이트(2-90)는, 지지면(2-91)에 형성된 복수의 유체 분사구(2-94)와, 유체 분사구(2-94)에 접속된 유체 공급로(2-92)를 구비하고 있다. 유체 공급로(2-92)는, 도시하지 않은 유체 공급원에 접속되어 있다. 또한, 린스액 공급 노즐(2-27)이 설치되어 있어, 린스액 공급 노즐(2-27)은, 린스액을 웨이퍼(W)의 중심으로 공급하고, 린스액은 회전하는 웨이퍼(W)의 원심력에 의해 웨이퍼면 위로 확산된다. 또한, 도 12에서는, 1개의 연마 헤드를 도시하지만, 상술한 바와 같이 연마 헤드는 2개(또는 그것 이상) 마련된다.
이 구성의 기판 보유 지지 기구를 채용하는 경우에는, 고정된 위치에 있는 복수의 롤러(2-11)를 피하도록 미리 연마 헤드, 정압 플레이트의 형상 또는 배치를 설정하면, 웨이퍼(W)의 회전중에, 연마 헤드, 정압 플레이트가 척(롤러)에 간섭할 일은 없다. 따라서, 연마 헤드, 정압 플레이트가 웨이퍼(W)의 외주연에 도달하도록, 또는, 웨이퍼(W)의 외주연을 초과해서 반경 방향 외측까지 연장되게 배치할 수 있다.
도 13, 도 14는, 연마 유닛의 다른 예이다. 이 예에서는, 웨이퍼(W)의 표면이 상측, 이면이 하측에 배치된 상태에서, 연마 테이프(3-22)를 구비하는 연마 헤드(3-14)가, 웨이퍼(W)의 이면의 외주부를 연마하면서, 연마 헤드 이동 기구(3-35)에 의해 이동되고, 웨이퍼의 베벨부를 포함하는 외주측 영역 전체를 연마한다(도 14). 이 예에서는, 기판 보유 지지 기구(3-12)는, 웨이퍼(W)를 진공 흡착에 의해 보유 지지하는 기판 스테이지(3-17)와, 기판 스테이지(3-17)를 회전시키는 모터(3-19)로 구성되어 있다. 연마 헤드(3-14)는, 연마구로서의 연마 테이프(3-22)를 보유 지지하는 복수의 롤러와, 연마 테이프(3-22)를 웨이퍼(W)의 이면에 압박하는 압박 부재(3-24)와, 압박 부재(3-24)에 압박력을 부여하는 액추에이터로서의 에어 실린더(3-25)를 구비하고 있다. 연마 테이프(3-22)는, 조출 릴로부터 연마 헤드(3-14)를 경유해서 권취 릴에 소정의 속도로 보내진다. 연마 헤드(3-14)는, 연마 헤드 이동 기구(3-35)에 연결되어 있다. 이 연마 헤드 이동 기구(3-35)는, 연마 헤드(3-14)를 웨이퍼(W)의 반경 방향 외측으로 이동시키도록 구성되어 있다. 연마 헤드 이동 기구(3-35)는, 예를 들어 볼 나사와 서보 모터의 조합으로 구성된다. 기판 스테이지(3-17)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 상방 및 하방에는, 웨이퍼(W)에 연마액(순수)를 공급하는 액체 공급 노즐이 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서, 웨이퍼(W)의 표면의 외주부(도 13의 연마 헤드(3-14)에 대응하는 위치)에, 상술한 정압 플레이트(31 또는 33)를 배치함으로써, 웨이퍼(W)의 휨을 억제할 수 있다. 이 예에서는, 정압 플레이트(31 또는 33)는, 웨이퍼(W)의 상방에 배치된다. 또한, 연마 헤드(3-14)와 정압 플레이트(31 또는 33)의 상하를 바꿔 넣어도 된다. 즉, 연마 헤드(3-14)를 웨이퍼(W)의 상방에 배치하고, 정압 플레이트(31 또는 33)를 웨이퍼(W)의 하방으로 되도록 해도 된다.
상기 실시 형태로부터 적어도 이하의 기술적 사상이 파악된다.
형태 1에 의하면, 제1 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 제1 연마 헤드와, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드이며, 제2 연마구를 상기 기판의 상기 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 상기 제2 연마 헤드와, 상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 각각 대응하고, 상기 기판의 상기 제1면과는 반대측의 제2면 측에서 유체압에 의해 상기 기판을 지지하는 기판 지지 기구를 구비한 기판 처리 장치가 제공된다.
이 형태에 의하면, 제1 연마 헤드에 의해 기판의 제1면의 전체를 연마함과 함께, 보다 소직경의 제2 연마 헤드에 의해 기판의 제1면의 연마 레이트가 낮은 부분을 보충 연마할 수 있으므로, 기판을 균일하게 연마할 수 있다. 또한, 제1 연마 헤드 및 제2 연마 헤드에 각각 대응하고, 기판의 제2면 측에서 기판을 지지하기 위해서, 제1 연마 헤드 및 제2 연마 헤드에 의한 압박하는 힘에 따라서 적절한 범위에서, 기판을 반대측으로부터 지지할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 연마 헤드에 대응하는 영역 이외에 있어서, 불필요한 지지력을 기판에 가하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 유체의 사용량을 저감할 수 있다.
형태 2에 의하면, 형태 1의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 지지 기구는, 상기 제1 연마 헤드에 대응해서 상기 기판을 지지하는 제1 정압 플레이트와, 상기 제2 연마 헤드에 대응해서 상기 기판을 지지하는 제2 정압 플레이트를 갖는다.
이 형태에 의하면, 제1 및 제2 연마 헤드에 대응해서 제1 및 제2 정압 플레이트를 각각 마련하기 위해서, 간이한 구성에 의해, 제1 연마 헤드 및 제2 연마 헤드에 의한 압박하는 힘에 따라서 적절한 범위에서, 기판을 반대측으로부터 지지할 수 있다.
형태 3에 의하면, 형태 2의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제2 연마 헤드는, 연마 처리 중에 요동하면서 상기 기판을 연마하고, 상기 제2 정압 플레이트는, 상기 제2 연마 헤드에 추종해서 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치는, 상기 제2 연마 헤드를 이동시키도록 구성된 제2 암과, 상기 기판 지지 기구에 마련되어, 상기 제2 정압 플레이트를 이동시키도록 구성된 이동 기구와, 상기 제2 정압 플레이트가 상기 제2 연마 헤드에 추종하도록, 상기 제2 암 및 상기 이동 기구를 제어하는 제어 장치를 더 구비할 수 있다.
이 형태에 의하면, 소직경의 제2 연마 헤드를 요동시킴으로써, 기판의 연마 레이트가 낮은 부분에 있어서, 연마 레이트를 더욱 향상시킬 수 있다. 이 결과, 연마 시간을 단축할 수 있다. 또한, 제2 정압 플레이트가 제2 연마 헤드에 추종해서 이동하기 위해서, 제2 연마 헤드가 압박하는 기판의 영역을 제2 정압 플레이트에 의해 적절하게 지지할 수 있다.
형태 4에 의하면, 형태 1의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 지지 기구는, 상기 제1 연마 헤드에 대응하는 영역과, 상기 제2 연마 헤드에 대응하는 영역 사이에서 이동 가능하게 구성된 정압 플레이트를 갖는다. 예를 들어, 상기 기판 지지 기구는, 정압 플레이트와, 상기 제1 연마 헤드에 대응하는 영역과, 상기 제2 연마 헤드에 대응하는 영역 사이에서 상기 정압 플레이트를 이동시키도록 구성된 이동 기구를 가질 수 있다.
이 형태에 의하면, 공통의 정압 플레이트를 사용하여, 제1 연마 헤드에 대응하는 기판의 지지와, 제2 연마 헤드에 대응하는 기판의 지지를 실현할 수 있다.
형태 5에 의하면, 형태 1의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 지지 기구는, 상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 대응해서 상기 기판을 지지하는 정압 플레이트와, 상기 정압 플레이트의 상기 제1 연마 헤드에 대응하는 영역에 유체를 공급하는 제1 유체 라인과,
상기 정압 플레이트의 상기 제2 연마 헤드에 대응하는 영역에 유체를 공급하는 제2 유체 라인을 갖는다.
이 형태에 의하면, 공통의 정압 플레이트를 이동시키지 않고, 제1 및 제2 유체 라인으로부터 제1 및 제2 연마 헤드에 대응하는 영역에 각각 유체를 공급함으로써, 제1 연마 헤드에 대응하는 기판의 지지와, 제2 연마 헤드에 대응하는 기판의 지지를 적절한 범위에서 실현할 수 있다.
형태 6에 의하면, 형태 5의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제2 연마 헤드는, 연마 처리 중에 요동하면서 상기 기판을 연마하고, 상기 정압 플레이트는, 상기 유체를 상기 기판의 상기 제2면 상에 공급하는 위치를, 상기 제2 연마 헤드에 추종해서 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치는, 상기 제2 연마 헤드를 이동시키도록 구성된 제2 암과, 상기 기판 지지 기구에 마련되고, 상기 정압 플레이트 상의 상기 제2 연마 헤드의 이동 범위 내의 복수의 위치에 접속되는 복수의 제2 유체 라인과, 각 제2 유체 라인에 공급하는 상기 유체의 유량을 제어함으로써, 상기 유체를 상기 정압 플레이트 상에 공급하는 위치를, 상기 제2 연마 헤드에 추종해서 변경하는 제어 장치를 더 구비할 수 있다.
이 형태에 의하면, 소직경의 제2 연마 헤드를 요동시킴으로써, 기판의 연마 레이트가 낮은 부분에 있어서, 연마 레이트를 더욱 향상시킬 수 있다. 이 결과, 연마 시간을 단축할 수 있다. 또한, 유체의 공급 위치를 제2 연마 헤드에 추종해서 이동하기 위해서, 제2 연마 헤드가 압박되는 기판의 영역을 유체에 의해 적절하게 지지할 수 있다.
형태 7에 의하면, 형태 1 내지 6 중 어느 것의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 제2 연마 헤드는, 상기 제1 연마 헤드보다도 상기 기판의 반경 방향 외측에 있어서, 상기 기판을 연마하도록 배치된다.
이 형태에 의하면, 연마 레이트가 낮아지는 경향이 있는 기판의 외주부에 있어서, 보충 연마를 행함으로써, 연마 후의 기판의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
형태 8에 의하면, 형태 1 내지 7 중 어느 것의 기판 처리 장치에 있어서, 상기 기판 처리 장치는, 이면 연마 장치를 포함하고, 상기 기판의 상기 제1면은, 디바이스가 형성되어 있지 않은 면이며, 상기 연마 처리는, 상기 기판의 상기 제2면에 레지스트가 도포된 후, 노광 처리 전에 실행되는 연마 처리이다.
이 형태에 의하면, 비 디바이스면의 면내 균일성이, 그 후의 디바이스면에 대한 노광 공정에 끼치는 영향을 억제할 수 있다.
형태 9에 의하면, 기판을 보유 지지해서 상기 기판을 회전시키는 기판 보유 지지 기구이며, 상기 기판의 주연부에 접촉 가능한 복수의 롤러를 구비하고, 각 롤러가 그 축심을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있는, 상기 기판 보유 지지 기구와, 제1 연마구를 상기 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 제1 연마 헤드와, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드이며, 제2 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 상기 제2 연마 헤드를 구비한 기판 처리 장치가 제공된다.
이 형태에 의하면, 기판을 보유 지지하는 롤러가 기판과 함께 회전하지 않는다. 그 때문에, 기판의 단부까지, 혹은, 기판의 직경 방향 외측까지 연마 헤드를 배치할 수 있다. 그 결과, 기판의 단부까지 연마할 수 있다. 또한, 제1 연마 헤드에 의해 기판 전체를 연마함과 함께, 보다 소직경의 제2 연마 헤드에 의해 기판의 연마 레이트가 낮은 부분을 보충 연마할 수 있으므로, 기판을 균일하게 연마할 수 있다.
형태 10에 의하면, 제1 연마 헤드의 제1 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시키면서, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드의 제2 연마구를 상기 기판의 상기 제1면에 미끄럼 접촉시켜서, 상기 기판의 상기 제1면을 연마하는 것, 상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 대응해서, 상기 기판의 상기 제1면과는 반대측의 제2면 측에서 상기 기판을 지지하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법이 제공된다.
이 형태에 의하면, 형태 1과 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.
형태 11에 의하면, 형태 10의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판의 상기 제1면은, 디바이스가 형성되어 있지 않은 면이며, 상기 연마 처리는, 상기 기판의 상기 제2면에 레지스트가 도포된 후, 노광 처리 전에 실행된다.
형태 12에 의하면, 기판의 주연부에 복수의 롤러를 접촉시켜, 각 롤러를 그 축심 주위로 회전시킴으로써 상기 기판을 회전시키는 것, 상기 기판의 회전중에, 제1 연마 헤드 및 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드에 의해, 상기 기판의 제1면을 연마하는 것을 포함하는, 기판 처리 방법이 제공된다.
이 형태에 의하면, 형태 9과 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.
형태 13에 의하면, 형태 12의 기판 처리 방법에 있어서, 상기 기판의 상기 제1면은, 디바이스가 형성되어 있지 않은 면이며, 상기 연마 처리는, 상기 기판의 상기 제2면에 레지스트가 도포된 후, 노광 처리 전에 실행된다.
형태 14에 의하면, 기판 처리 장치의 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 불휘발성의 기억 매체이며, 제1 연마 헤드의 제1 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시키면서, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드의 제2 연마구를 상기 기판의 상기 제1면에 미끄럼 접촉시켜서, 상기 기판의 상기 제1면을 연마하는 것, 상기 연마 처리 중, 상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 대응해서, 상기 기판의 상기 제1면과는 반대측의 제2면 측에서 상기 기판을 지지하는 것을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기억 매체에 관한 것이다.
이 형태에 의하면, 형태 1과 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.
형태 15에 의하면, 기판 처리 장치의 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 불휘발성의 기억 매체이며, 기판의 주연부에 복수의 롤러를 접촉시켜, 각 롤러를 그 축심 주위로 회전시킴으로써 상기 기판을 회전시키는 것, 상기 기판의 회전중에, 제1 연마 헤드 및 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드에 의해, 상기 기판의 제1면을 연마하는 것을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기억 매체에 관한 것이다.
이 형태에 의하면, 형태 9와 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.
이상, 몇 가지 예에 기초하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명해 왔지만, 상기한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 벗어나지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는, 그 균등물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위 또는, 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 특허 청구 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합 또는, 생략이 가능하다.
본원은, 2017년 12월 20일 제출된 일본 출원 번호 특원 제2017-244060호에 기초하는 우선권을 주장한다. 2017년 12월 20일 제출된 일본 출원 번호 특원 제2017-244060호의 명세서, 특허 청구 범위, 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 전체로서 본원에 포함된다.
일본 특허 공개 제2013-172019호 공보(특허문헌 1)의 명세서, 특허 청구 범위, 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 전체로서 본원에 포함된다.
1: 기판 처리 시스템
2: 로드 언로드부
3: 프론트 로드부
4: 반송 로봇
5: 웨이퍼 스테이션
6: 반송 로봇
7: 웨이퍼 스테이션
8: 연마 유닛
9: 연마 유닛
10: 반송 로봇
11: 세정 유닛
12: 반송 로봇
13: 건조 유닛
14: 제어 장치
21: 연마 헤드
22: 요동 암
23: 연마 헤드
24: 요동 암
31: 정압 플레이트
32: 지지면
33: 정압 플레이트
34: 지지면
41: 유체
31a: 유체 공급로
31b: 포켓
31c: 유체 분출구
32c: 유체 분출구
35: 모터
36: 볼 나사 기구
50: 정압 플레이트
51: 지지면
53: 유체 공급 라인
54: 유체 공급 라인
55: 유량 제어 밸브
56: 유량 제어 밸브

Claims (13)

  1. 제1 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 제1 연마 헤드와,
    상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드이며, 제2 연마구를 상기 기판의 상기 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 상기 제2 연마 헤드와,
    상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 각각 대응하고, 상기 기판의 상기 제1면과는 반대측의 제2면 측에서 유체압에 의해 상기 기판을 지지하는 기판 지지 기구를
    구비한 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지 기구는,
    상기 제1 연마 헤드에 대응해서 상기 기판을 지지하는 제1 정압 플레이트와,
    상기 제2 연마 헤드에 대응해서 상기 기판을 지지하는 제2 정압 플레이트를
    갖는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 연마 헤드는, 연마 처리 중에 요동하면서 상기 기판을 연마하고,
    상기 제2 정압 플레이트는, 상기 제2 연마 헤드에 추종해서 이동할 수 있도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지 기구는,
    상기 제1 연마 헤드에 대응하는 영역과, 상기 제2 연마 헤드에 대응하는 영역 사이에서 이동 가능하게 구성된 정압 플레이트를 갖는, 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 지지 기구는,
    상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 대응해서 상기 기판을 지지하는 정압 플레이트와,
    상기 정압 플레이트의 상기 제1 연마 헤드에 대응하는 영역에 유체를 공급하는 제1 유체 라인과,
    상기 정압 플레이트의 상기 제2 연마 헤드에 대응하는 영역에 유체를 공급하는 제2 유체 라인을
    갖는 기판 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 연마 헤드는, 연마 처리 중에 요동하면서 상기 기판을 연마하고,
    상기 정압 플레이트는, 상기 유체를 상기 기판의 상기 제2면 상에 공급하는 위치를, 상기 제2 연마 헤드에 추종해서 변경할 수 있도록 구성되어 있는, 기판 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 연마 헤드는, 상기 제1 연마 헤드보다도 상기 기판의 반경 방향 외측에 있어서, 상기 기판을 연마하도록 배치되는, 기판 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제1면은, 디바이스가 형성되어 있지 않은 면이며,
    상기 연마 처리는, 상기 기판의 상기 제2면에 레지스트가 도포된 후, 노광 처리 전에 실행되는 연마 처리인, 기판 처리 장치.
  9. 기판을 보유 지지해서 상기 기판을 회전시키는 기판 보유 지지 기구이며, 상기 기판의 주연부에 접촉 가능한 복수의 롤러를 구비하고, 각 롤러가 그 축심을 중심으로 회전 가능하게 구성되어 있는, 상기 기판 보유 지지 기구와,
    제1 연마구를 상기 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 제1 연마 헤드와,
    상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드이며, 제2 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시켜서 상기 제1면을 연마하는 상기 제2 연마 헤드를
    구비한 기판 처리 장치.
  10. 제1 연마 헤드의 제1 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시키면서, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드의 제2 연마구를 상기 기판의 상기 제1면에 미끄럼 접촉시켜서, 상기 기판의 상기 제1면을 연마하는 것,
    상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 대응해서, 상기 기판의 상기 제1면과는 반대측의 제2면 측에서 상기 기판을 지지하는 것을
    포함하는, 기판 처리 방법.
  11. 기판의 주연부에 복수의 롤러를 접촉시켜, 각 롤러를 그 축심 주위로 회전 시킴으로써 상기 기판을 회전시키는 것,
    상기 기판의 회전중에, 제1 연마 헤드 및 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드에 의해, 상기 기판의 제1면을 연마하는 것을
    포함하는, 기판 처리 방법.
  12. 기판 처리 장치의 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 불휘발성의 기억 매체이며,
    제1 연마 헤드의 제1 연마구를 기판의 제1면에 미끄럼 접촉시키면서, 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드의 제2 연마구를 상기 기판의 상기 제1면에 미끄럼 접촉시켜서, 상기 기판의 상기 제1면을 연마하는 것,
    상기 연마 처리 중, 상기 제1 연마 헤드 및 상기 제2 연마 헤드에 대응해서, 상기 기판의 상기 제1면과는 반대측의 제2면 측에서 상기 기판을 지지하는 것을
    컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기억 매체.
  13. 기판 처리 장치의 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 불휘발성의 기억 매체이며,
    기판의 주연부에 복수의 롤러를 접촉시켜, 각 롤러를 그 축심 주위로 회전 시킴으로써 상기 기판을 회전시키는 것,
    상기 기판의 회전중에, 제1 연마 헤드 및 상기 제1 연마 헤드보다도 소직경의 제2 연마 헤드에 의해, 상기 기판의 제1면을 연마하는 것을
    컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기억 매체.
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