KR20190115420A

KR20190115420A - 연마 장치 및 기판 처리 장치

Info

Publication number: KR20190115420A
Application number: KR1020190036294A
Authority: KR
Inventors: 다다카즈 소네; 류이치 고스게; 겐지 신카이; 히로시 아오노; 히데오 아이자와
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2018-04-02
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2019-10-11
Also published as: US20190299360A1; KR102598098B1; SG10201902784UA

Abstract

연마 장치는, 상면에 액체가 공급되고, 중심축 둘레로 회전하는 연마 테이블과, 상기 연마 테이블의 주연부의 하방에 배치된 고리 형상의 액체 받이 부재와, 상기 연마 테이블의 주연부에 장착되고, 하단부가 상기 액체 받이 부재를 향해 연장되는 통 형상의 배수 부재를 가진다.

Description

연마 장치 및 기판 처리 장치{POLISHING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

(원용 기재)

본원은, 2018년 4월 2일에 출원된 일본국 특허출원 제2018-070919호 및 2018년 4월 18일에 출원된 일본국 특허출원 제2018-080025에 대하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

본 발명은 연마 장치 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.

종래, 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 처리하는 기판 처리 장치의 하나로서, CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장치가 알려져 있다. 이 기판 처리 장치는, 기판을 연마하는 연마부(연마 장치)와, 기판을 세정하는 세정부를 구비한다. 연마 장치는, 일본국 특개2017-18930호 공보에 나타내어지는 바와 같이, 연마 테이블과, 톱링이라고도 불리는 연마 헤드를 포함하여 구성되어 있다. 연마 테이블에는, 회전하는 그 상면에 연마 패드가 첩부 마련되어 있다.

이와 같은 연마 장치에 있어서는, 연마 패드를 첩부 마련하여 회전하고 있는 연마 테이블 상에, 연마액 노즐로부터 실리카(SiO₂)나 세리아(CeO₂) 등의 지립을 포함한 지립액(액체)이 공급됨과 함께, 그 연마 테이블(연마 패드) 상에, 연마 헤드의 하면에 보지(保持)되어 있는 기판이 회전하면서 가압된다. 이 가압에 의해, 연마 패드면에 맞닿아져 있는 기판면은, 지립액 존재하에 있어서의 연마 테이블 및 연마 헤드의 양 회전에 의해, 원하는 평탄면으로 생성된다.

원하는 평탄면으로 생성된 기판은, 세정부에 반송되어 세정 처리된다. 기판이 반송된 후의 연마 패드의 상면에는, 질소 가스 등의 불활성 가스를 포함하는 가스 혼합액이 애터마이저 노즐로부터 공급된다. 이에 의해, 연마 패드면은 청소되고, 다음 기판의 연마에 이용공된다.

상기와 같은 연마 공정에 있어서, 연마 테이블 상에는, 연마액 노즐로부터 공급된 연마액, 애터마이저 노즐로부터 공급된 가스 혼합액 및 연마에 의해 생긴 연마 부스러기가 존재한다. 이 연마 부스러기를 포함한 액체를 처리하기 위하여, 연마 장치에는, 배수 배기 구조가 구비되어 있다.

일본국 특개2017-18930호 공보의 연마 장치에 구비되어 있는 배수 배기 구조는, 지립액 받이 팬(액체 받이 부재)과 기액 분리기를 포함하여 구성되어 있다. 이 지립액 받이 팬은, 연마 테이블의 외주 근처에 마련되어 있어, 연마 테이블의 회전에 의해 낙하해 오는 액체를 받아낼 수 있도록 구성되어 있다. 또한 이 기액 분리기는, 지립액 받이 팬에 받아내어진 액체를 도입하고, 그 도입한 액체를 낙하시키는 도중에, 기액을 분리할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기와 같은 연마 공정에 있어서, 연마 테이블은, 연마에 수반되는 마찰열의 발생에 의해 온도가 상승한다. 이 때문에, 연마 테이블 내에는, 일본국 특개2007-222965호 공보에 나타내어지는 바와 같이, 온도를 조정하는 물 등의 열 매체를 통과시키기 위한 열 매체 유로가 형성되어 있다.

열 매체 유로의 일단측에는, 연마 테이블의 축부를 경유하여 열 매체가 공급되고, 그 공급된 열 매체는, 열 매체 유로의 타단측을 향해 흐른다. 따라서, 열 매체가 열 매체 유로를 흐르는 중에 연마 테이블을 냉각 또는 가열할 수 있다. 이와 같은 온도 조정을 마친 열 매체는, 열 매체 유로의 타단측으로부터 배출되고, 축부를 경유하여 외부에 취출되도록 되어 있다.

연마 테이블 내로의 열 매체의 출납은, 예를 들면 일본국 특개2016-16491호 공보에 나타내어지는 바와 같이, 연마 테이블의 회전축 내에 마련되고, 하부에 로터리 조인트를 구비한 배관(파이프)을 이용하여 행해진다. 즉, 이 파이프에는, 열 매체 공급 배관 및 열 매체 리턴 배관이 첨설(添設)되고, 이들 열 매체 공급 배관 및 열 매체 리턴 배관에는, 로터리 조인트를 경유하여 열 매체의 출납이 행해지도록 구성되어 있다. 또한, 이 파이프는, 연마 테이블의 하부에 마련되는 센서의 전원이나 신호의 도선의 배관용에도 이용되고 있다.

그러나, 종래의 배수 배기 구조는, 연마 테이블의 외주 근처에 지립액 받이 팬을 마련하고, 그 지립액 받이 팬으로 연마 테이블의 회전에 의해 이동·낙하해 오는 연마 부스러기를 포함한 액체를 단순히 받아낼 수 있도록 구성되어 있다. 이 때문에, 연마 테이블 상으로부터 액체를 보다 적극적으로 지립액 받이 팬에 배출할 수 있도록 하는 것이 요망되고 있었다. 연마 테이블 상으로부터 액체를 보다 적극적으로 배출할 수 있도록 하면, 연마 테이블의 주위에 존재하는 미스트 등도 조속히 배출할 수 있어, 연마 테이블 주위의 클린 상태를 향상시킬 수 있다.

또한, 연마 테이블의 상면의 최적의 온도는, 기판의 종류나 연마 레이트에 따라 다양하고, 연마 테이블 내의 열 매체 유로 또는 연마 테이블의 재료 자체를 이러한 사양에 따라 변경하고 싶은 경우가 있다. 종래의 연마 테이블은, 열 매체 유로가 형성되는 상면측으로부터 모터에 접속되는 하면측까지가 일체화되어 있어, 이들 전체를 교환할 필요가 있었다. 이 때문에, 제조 비용이 불어나는 등의 결점이 있었다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 연마 테이블 상에 존재하는 액체를 적극적으로 배출할 수 있는 연마 장치, 및 그와 같은 연마 장치를 구비한 기판 처리 장치를 제공한다.

본 발명은, 더욱 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 온도 조절의 목적에 따라 연마 테이블의 사양을 저렴하게 변경할 수 있는 연마 장치, 및 그와 같은 연마 장치를 구비한 기판 처리 장치를 제공한다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관련되는 연마 장치는, 상면에 액체가 공급되고, 중심축 둘레로 회전하는 연마 테이블과, 상기 연마 테이블의 주연부의 하방에 배치된 고리 형상의 액체 받이 부재와, 상기 연마 테이블의 주연부에 장착되고, 하단부가 상기 액체 받이 부재를 향해 연장되는 통 형상의 배수 부재를 가진다.

(2) 상기 (1)에 기재된 연마 장치로서, 상기 액체 받이 부재는, 상기 배수 부재의 하단부보다 직경 방향 내측에 배치된 내주벽을 가지고, 상기 배수 부재의 하단부는, 상기 내주벽의 상단부보다 하방으로 연장해도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 연마 장치로서, 상기 연마 테이블의 주연부에는, 상기 배수 부재를 장착하는 단차가 형성되고, 상기 배수 부재는, 볼트를 개재하여 상기 단차의 바닥면에 장착되고, 상기 배수 부재와 상기 단차의 측면과의 직경 방향에 있어서의 간극을 시일하는 제 1 시일 부재와, 상기 볼트가 삽입 통과되는 상기 배수 부재의 삽입 통과 구멍을 시일하는 제 2 시일 부재를 가져도 된다.

(4) 상기 (1)∼(3)에 기재된 연마 장치로서, 상기 배수 부재보다 직경 방향 외측에 배치됨과 함께, 상기 연마 테이블의 상면을 향함에 따라 상기 배수 부재와의 직경 방향에 있어서의 간극이 점차 작아지는 커버 부재와, 상기 액체 받이 부재를 개재하여 기체를 흡인하고, 당해 기체에 포함되는 액체를 분리하는 기액 분리 장치를 가지고, 상기 기액 분리 장치는, 상기 배수 부재와 상기 커버 부재의 사이에 형성되는 간극을 흡인 경로로 해도 된다.

(5) 상기 (4)에 기재된 연마 장치로서, 상기 커버 부재는, 상기 액체 받이 부재의 외주벽과 간극을 두고 배치되어 있고, 상기 커버 부재와 상기 외주벽과의 간극 치수는, 상기 커버 부재와 상기 배수 부재의 상단부와의 간극 치수보다 작아도 된다.

(6) 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 연마 장치로서, 상기 커버는, 상하 방향으로 이동 가능해도 된다.

(7) 본 발명의 일 양태에 관련되는 연마 장치는, 상면에 기판이 눌려지고, 중심축 둘레로 회전하는 연마 테이블을 가지고, 상기 연마 테이블은, 상기 상면을 형성하고, 내부에 열 매체 유로를 가지는 테이블과, 상기 테이블을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스를 가진다.

(8) 상기 (7)에 기재된 연마 장치로서, 상기 테이블의 주연부를 상기 테이블 베이스의 주연부에 착탈 가능하게 고정하는 복수의 볼트와, 상기 복수의 볼트보다 직경 방향 내측에 있어서, 상기 테이블 베이스에 대한 상기 테이블의 위치 결정을 하는 1개 또는 복수의 노크핀을 가져도 된다.

(9) 상기 (8)에 기재된 연마 장치로서, 상기 테이블과 상기 테이블 베이스와의 분할면을 직경 방향 외측으로부터 덮는 통 형상의 배수 부재를 가지고, 상기 배수 부재는, 상기 복수의 볼트에 의해 상기 연마 테이블의 주연부에 착탈 가능하게 장착되어 있어도 된다.

(10) 상기 (7)∼(9)에 기재된 연마 장치로서, 상기 테이블 베이스의 하면측에는, 모터에 의해 회전 구동되는 통 형상의 플랜지가 접속되어 있고, 상기 플랜지는, 상기 테이블 베이스의 하면측에 상기 기판의 막 두께를 계측하는 막 두께 계측 장치를 장착하기 위한 스페이스를 형성하고 있어도 된다.

(11) 상기 (7)∼(10)에 기재된 연마 장치로서, 상기 테이블 베이스의 주연부의 하면측에는, 하방을 향해 돌출하는 고리 형상의 배수용 돌기가 형성되어 있어도 된다.

(12) 상기 (7)∼(11)에 기재된 연마 장치로서, 상기 테이블의 상면에는, 연마 패드가 박리 가능하게 접착되는 코팅층이 형성되어 있어도 된다.

(13) 상기 (12)에 기재된 연마 장치로서, 상기 코팅층은, 불소 수지 코팅층이어도 된다.

(14) 상기 (12)에 기재된 연마 장치로서, 상기 코팅층은, 유리 코팅층이어도 된다.

(15) 상기 (12)에 기재된 연마 장치로서, 상기 코팅층은, 세라믹 코팅층이어도 된다.

(16) 상기 (12)에 기재된 연마 장치로서, 상기 코팅층은, 다이아몬드 코팅층이어도 된다.

(17) 본 발명의 일 양태에 관련되는 기판 처리 장치는, 기판을 연마하는 연마부와, 상기 연마부에서 연마한 상기 기판을 세정하는 세정부를 가지는 기판 처리 장치로서, 상기 연마부는, 상기 (1)∼(16)에 기재된 연마 장치를 구비한다.

상기 본 발명의 양태에 의하면, 연마 테이블의 주연부에, 하단부가 액체 받이 부재를 향해 연장되는 통 형상의 배수 부재가 마련되어 있으므로, 연마 테이블의 상면으로부터 액체를 효율적으로 액체 받이 부재에 유도할 수 있어, 연마 테이블 주위의 클린 상태의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 본 발명의 양태에 의하면, 열 매체 유로를 가지는 테이블이, 테이블 베이스에 착탈 가능하게 지지되어 있기 때문에, 온도 조절의 목적에 따라, 열 매체 유로를 가지는 테이블의 부분만을 교환할 수 있어, 연마 테이블의 사양을 저렴하게 변경할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 연마 장치가 구비하는 연마 테이블 및 그 주변 구조의 구성도이다.
도 2는, 도 1의 A부의 확대도이다.
도 3은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 연마 장치가 구비하는 지립액 받이의 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 연마 장치가 구비하는 기액 분리 장치의 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 6은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 연마 장치가 구비하는 연마 테이블 및 그 주변 구조의 구성도이다.
도 7은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 연마 테이블 평면도이다.
도 8은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 샤프트의 내부 구조를 나타내는 설명도이다.
도 9는, 도 5에 나타내는 연마 유닛의 전체 구성을 나타내는 모식적 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 연마 패드의 첩부 구조를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 연마 장치 및 기판 처리 장치에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시형태는, 발명의 취지를 보다 잘 이해시키기 위하여, 예를 들어 설명하는 것이고, 특별히 지정이 없는 한, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에 이용하는 도면은, 본 발명의 특징을 이해하기 쉽게 하기 위하여, 편의상, 주요부가 되는 부분을 확대하고 있는 경우가 있어, 각 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 동일하다고는 한정할 수 없다. 또한, 본 발명의 특징을 이해하기 쉽게 하기 위하여, 편의상 생략한 부분이 있다.

<제 1 실시형태>

(연마 장치)

도 1은, 일 실시형태에 관련되는 연마 장치가 구비하는 연마 테이블(1) 및 그 주변 구조의 구성도이다. 도 2는, 도 1의 A부의 확대도이다.

이 연마 장치는, 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 기판을 처리하는 기판 처리 장치(후술)의 일부에 포함되어 있다. 이 연마 장치는, 연마 테이블(1)과 톱링 등을 구비하여 구성되지만, 여기서는, 연마 테이블(1)의 부분만 나타내어져 있다.

이하의 설명에서는, 기판 처리 장치의 설명 전에, 본 발명의 주요부인 연마 장치의 연마 테이블(1) 및 그 주변 구조(배수 배기 구조(10))에 대하여 설명한다.

도 1에 나타내지는 연마 테이블(1)은, 상면의 평면 형상이 원형으로 형성되어 있어, 당해 원형의 중심을 지나는 중심축(L) 둘레로 회전한다. 이 연마 테이블(1)은, 상면측에 위치하는 테이블(2)과, 그 테이블(2)이 적층되는 테이블 베이스(3)를 가진다. 또한, 테이블(2)의 상면에는, 연마 패드가 첩부 마련되지만, 여기서는 생략되어 있다. 연마 패드에는, 후술의 테이블(2)에 마련되는 센서 구멍(2h)에 대응한 개구가 형성된다.

테이블(2)의 재질은, 열의 전도성이나 가공의 용이성 등의 관점으로부터 선정되고, 예를 들면 스테인리스제나 세라믹제, 또는 알루미늄 합금제로 된다. 이 테이블(2)은, 상측에 위치하는 제 1 테이블부(2a)와, 제 1 테이블부(2a)의 하측에 위치하는 제 2 테이블부(2b)가 상하로 접합됨으로써 형성된다.

제 2 테이블부(2b)에는, 열 매체 유로(4)가 형성되어 있다. 열 매체 유로(4)는, 제 2 테이블부(2b)의 상면이고, 또한, 그 상면 전부(全部)를 대략 망라하도록 형성된 오목줄 홈이다. 제 1 테이블부(2a)는, 제 2 테이블부(2b)의 상면에 접합되고, 열 매체 유로(4)의 오목줄 홈의 상면 개구를 폐색하는 판체(덮개체)이다. 이 열 매체 유로(4)에는, 후술하는 로터리 조인트(9a)측으로부터 샤프트(9)를 개재하여 열 매체(온도 조절수 등)가 공급된다.

테이블(2)의 주연부의 상면측에는, 단차(2c)가 마련되어 있다. 이 단차(2c)의 깊이는, 프링거(11)(배수 부재)의 두께, 및 그 프링거(11)와 테이블(2)을 테이블 베이스(3)에 장착하기 위한 볼트(2d)의 헤드부 높이의 합계가 제 1 테이블부(2a)의 상면 위치보다 하방이 되도록 정해져 있다. 본 실시형태에서는, 프링거(11)는, 배수 배기 구조(10)의 구성 부재의 하나이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 볼트(2d)의 헤드부와 프링거(11)의 사이에는, 시일 와셔(2d1)(제 2 시일 부재)가 끼워진다. 시일 와셔(2d1)는, 볼트(2d)가 삽입 통과되는 프링거(11)의 삽입 통과 구멍을 개재하여 테이블(2) 상의 액체가 테이블 베이스(3)측에 침입하는 것을 방지한다.

테이블(2)에 마련되는 단차(2c)의 측면에는, 직경 방향 내측으로 오목한 오목줄 홈이 마련되고, 이 오목줄 홈에는 O링(2f)(제 1 시일 부재)이 배치되어 있다. O링(2f)은, 단차(2c)에 장착된 프링거(11)의 내단면(內端面)에 맞닿는다. O링(2f)은, 프링거(11)와 단차(2c)의 측면과의 직경 방향에 있어서의 간극을 시일하고, 당해 간극을 개재하여 테이블(2) 상의 액체가 테이블 베이스(3)측에 침입하는 것을 방지한다.

도 1에 되돌아가서, 테이블(2)의 하면에는, 1개 또는, 동일 반경 상에 서로 소정의 간격을 유지하여 복수의 노크핀 구멍(2g)이 마련되어 있다. 또한, 도 1에서는, 복수(예를 들면 3개)의 노크핀 구멍(2g) 중, 1개의 노크핀 구멍(2g)만이 나타내어져 있다. 이 노크핀 구멍(2g)의 설치 개소는, 후술의 테이블 베이스(3)에 마련되어 있는 노크핀(3b)에 대응하고 있다. 또한, 테이블(2)에는, 중심축(L)으로부터 직경 방향으로 떨어진 위치에, 상하 방향으로 관통하는 센서 구멍(2h)이 마련되어 있다.

테이블 베이스(3)는, 충분한 강성을 가지는 재질, 예를 들면, 상술한 SUS304제나 세라믹제로 할 수 있다. 그러나, 세라믹제로 하면 고가가 되는 경우도 있다. 또한, 밀도나 가공의 용이성 등으로부터, 예를 들면 알루미늄 합금제로 할 수도 있다. 예를 들면, 상술한 A6061P의 단조용(鍛造用) 알루미늄 합금이나 AC4CH의 알루미늄 합금 주물이 적합하다.

테이블 베이스(3)의 상면, 즉, 테이블(2)의 바닥면(하면)과 접하는 면은, 그 테이블(2)과 같은 모양의 원형으로 형성되어 있다. 또한, 이 테이블 베이스(3)를 정면측으로부터 봤을 때는, 역사다리꼴로 형성되어 있다. 그리고, 이 테이블 베이스(3)의 주연부의 바닥면측이고, 또한, 볼트(2d)의 체결 위치보다 직경 방향 내측에는, 하방을 향해 돌출한 고리 형상의 배수용 돌기(3a)가 일체적으로 형성되어 있다.

테이블 베이스(3)의 상면에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 볼트(2d)보다 직경 방향 내측에 있어서, 1개 또는, 동일 반경 상에서 서로 소정의 간격을 유지하여 복수의 노크핀(3b)이 테이블(2)을 향해 돌출하도록 박아서 마련되어 있다. 또한, 도 1에서는, 복수(예를 들면 3개)의 노크핀(3b) 중, 1개의 노크핀(3b)만이 나타내어져 있다. 이들 노크핀(3b)은, 상술한 테이블(2)에 마련되어 있는 노크핀 구멍(2g)에 대향하여 마련되어 있다. 테이블(2) 및 테이블 베이스(3)는, 노크핀(3b)이 노크핀 구멍(2g)에 삽입됨으로써 위치 결정되고, 또한, 프링거(11)와 함께 볼트(2d)에 의해 서로 체결됨으로써, 중심축(L) 둘레로 회전 가능하게 일체화되어 있다.

또한, 테이블 베이스(3)에는, 센서 장착부(3c)가 마련되어 있다. 이 센서 장착부(3c)는, 테이블(2)의 노크핀 구멍(2g)에 테이블 베이스(3)의 노크핀(3b)이 삽입되고, 양자가 위치 결정되어 적층했을 때에, 테이블(2)에 마련되어 있는 센서 구멍(2h)에 대향하는 위치에 마련되어 있다. 이 센서 장착부(3c)에는, 연마 테이블(1)에서 연마 처리되는 기판(도시 생략)의 평탄면 상태를 검출하는 웨이퍼막 두께 검지기(막 두께 계측 장치)(5)가 장착된다. 웨이퍼막 두께 검지기(5)는, 센서 구멍(2h)과 수밀(水密)하게 접하고 있다.

또한, 테이블 베이스(3)의 바닥면의 중앙 부분에는, 플랜지(6)가 접속되어 있다. 플랜지(6)는, 통 형상체로 이루어지고, 상단부가 볼트(6a)를 이용하여 테이블 베이스(3)에 고정되어 있다. 이 플랜지(6)의 축 방향에 있어서의 길이는, 테이블 베이스(3)에 장착되는 웨이퍼막 두께 검지기(5)의 하단 위치보다 하방까지 연장되는 길이로 정해져 있다. 따라서, 이 플랜지(6)는, 테이블 베이스(3)에 웨이퍼막 두께 검지기(5)를 장착하기 위한 스페이스를 확보하는 역할도 가지고 있다.

플랜지(6)의 하단부에는, 모터(7)가 접속되어 있다. 모터(7)는, 중공(中空)의 모터 회전축(7a)을 가지고 있어, 그 모터 회전축(7a)의 상단부가 플랜지(6)의 하단부와 볼트(6b)를 이용하여 고정되어 있다. 또한, 이 모터(7)의 모터 케이싱(7b)은, 연마 장치의 고정측의 프레임(8)에 고정되어 있다. 즉, 연마 테이블(1)은, 모터(7) 및 플랜지(6)를 개재하여 프레임(8)에 지지되어 있다. 그리고, 연마 테이블(1)은, 모터(7)가 회전 구동하면, 모터(7), 플랜지(6), 테이블 베이스(3), 노크핀(3b) 및 프링거(11)를 고정하는 볼트(2d)를 개재하여, 테이블(2)을 중심축(L) 둘레로 회전시킬 수 있다.

연마 테이블(1)의 바닥면부 중앙에는, 모터(7)의 중공의 모터 회전축(7a)을 통과하는 샤프트(9)의 상단부가 접속되어 있다. 이 샤프트(9)의 하단부는, 모터 회전축(7a)의 하단부에 고정된 냉각수 플랜지(9e)를 개재하여 로터리 조인트(9a)의 로터리 조인트 회전축(9d)에 접속되어 있다. 따라서, 로터리 조인트(9a)보다 상측의 샤프트(9)는, 테이블(2)과 함께 회전할 수 있다.

로터리 조인트(9a)에는, 샤프트(9)측에 열 매체를 공급하는 열 매체 공급 배관(9b)과, 샤프트(9)측으로부터 배출되어 오는 열 매체를 되돌리는 열 매체 리턴 배관(9c)이 접속되어 있다. 또한, 샤프트(9) 내에는, 도시하지 않지만, 샤프트(9)에 공급되어 온 열 매체를 테이블(2) 내의 열 매체 유로(4)의 일단에 공급하는 관로와, 열 매체 유로(4)의 타단으로부터 배출되어 오는 열 매체를 로터리 조인트(9a)측으로 되돌리는 관로가 형성되어 있다.

따라서, 로터리 조인트(9a)의 열 매체 공급 배관(9b)에 열 매체를 공급하면, 그 공급된 열 매체는, 테이블(2) 내의 열 매체 유로(4)를 통과하여 다시 로터리 조인트(9a)의 열 매체 리턴 배관(9c)으로 되돌아온다. 이와 같이, 로터리 조인트(9a)를 개재하여 열 매체를 공급함으로써, 테이블(2)이 회전하고 있어도 그 상면을 원하는 온도로 조정할 수 있다.

다음에, 배수 배기 구조(10)에 대하여, 도 3 및 도 4도 참조하면서 설명한다.

배수 배기 구조(10)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 프링거(11)(배수 부재)와, 커버(20)(커버 부재)와, 지립액 받이(30)(액체 받이 부재)와, 기액 분리 장치(40)(도 1 참조)로 구성되어 있다.

도 1에 나타내는 프링거(11)는, 상술한 바와 같이, 테이블(2)의 단차(2c)에 마련되는 것이고, 그 전체 형상은, 테이블(2)의 전체 측면을 덮을 수 있는 원통 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 프링거(11)의 종단면 형상은, L자의 위아래를 반대로 한 형태이고, 그 형태의 상부의 굴곡진 부분이, 테이블(2)의 단차(2c)에 장착되도록 되어 있다. 또한, 그 굴곡진 부분으로부터 수직으로 내려간 부분의 길이는, 테이블 베이스(3)에 마련되어 있는 배수용 돌기(3a)의 하단 위치보다 하방으로 연장되도록 정해져 있다.

다음에, 상기 구성으로 이루어지는 연마 테이블(1)에 부수되는 커버(20), 지립액 받이(30) 및 기액 분리 장치(40)에 대하여 설명한다.

커버(20)는, 도시하지 않은 연마 장치의 고정 프레임측에 마련되고, 그 전체 형상은, 프링거(11)보다 직경 방향 외측의 위치에서, 그 프링거(11)의 전체 측면을 덮을 수 있는 원통 형상으로 형성되어 있다. 커버(20)는, 연마 테이블(1)의 상면을 향함에 따라 프링거(11)와의 직경 방향에 있어서의 간극이 점차 작아지도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 연마 테이블(1)의 상면에 있어서의 간극 치수를 S1이라고 하고, 프링거(11)의 하단부에 있어서의 간극 치수를 S2라고 했을 때에, S1<S2의 관계를 가진다.

즉, 커버(20)는, 프링거(11)로부터 직경 방향 외측으로 소정 거리 떨어저 위치함과 함께, 그 내주측은, 통 형상의 중심측으로 조금 기울도록 경사(축경(縮徑))져 있다. 또한, 이 통 형상의 커버(20)의 축 방향에 있어서의 길이는, 프링거(11)의 굴곡진 부분으로부터 수직으로 내려간 부분의 길이보다 충분히 길게 되어 있다. 따라서, 프링거(11)와 커버(20)의 사이에 형성되는 간극은, 상방으로 감에 따라 좁아지는, 일종의 오리피스 구조를 형성하고 있다.

이 커버(20)는, 2점 쇄선으로 나타내어지는 바와 같이, 상하 방향(축 방향)으로 이동 가능으로 되어 있다. 이 상하 방향의 이동은, 도시하지 않은 연마 장치의 고정 프레임측에 마련된 액추에이터로 행해지지만, 수동으로 행하는 것도 가능하다. 도 2의 실선은, 커버(20)가 상방으로 이동한 상태를 나타내고 있고, 테이블(2)의 상면측으로부터 배출되는 지립액이나 가스 혼합액을 받아낼 수 있는 상태로 되어 있다. 한편, 도 2의 2점 쇄선은, 커버(20)가 하방으로 이동한 상태를 나타내고 있다. 커버(20)의 하방으로의 이동은, 테이블(2)에 첩부 마련된 연마 패드의 교환이나, 톱링이라고도 불리는 연마 헤드 및 테이블(2)의 보수 작업시 등에 행해진다.

지립액 받이(30)는, 도시하지 않은 연마 장치의 고정 프레임측에 마련되고, 상부가 원환(圓環) 형상으로 개구하는 홈통(31)(도 3 참조)을 가지고 있다. 홈통(31)의 직경 방향 외측의 외주벽(31a)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 커버(20)의 하단부보다 직경 방향 외측에 배치되어, 커버(20)가 상하 어디로 이동했을 때라도 커버(20)의 하단부와 오버랩할 수 있도록 되어 있다. 또한, 커버(20)가 상방으로 이동했을 때의, 커버(20)와 외주벽(31a)과의 간극 치수를 S3으로 하면, S3<S1<S2의 관계를 가진다. S3은, 충분히 작게 하면 된다. 이에 의해, 홈통(31)의 내측으로의 외기의 유입이 억제되고, 후술하는 기액 분리 장치(40)의 흡인 효율이 향상한다.

또한, 후술하는 배기관(45)에 접속되어 있는 도시하지 않은 배기 처리 장치(흡인 장치)까지 포함시키면, S3이 작은 경우에는 외기가 도입되기 보다는 모터측의 공기가 도입된다. 이에 의해, 연마액이 화살표와 같이 대략 바로 아래로 흘러내리기 때문에, 모터측에 연마액이 유입되기 어려워지고, 추가로 부재가 체결되어 있는 부분의 간극에도 연마액이 들어가기 어려워진다.

한편, 홈통(31)의 직경 방향 내측의 내주벽(31b)은, 프링거(11)의 하단부보다 직경 방향 내측에 배치되어 있다. 프링거(11)의 하단부는, 내주벽(31b)의 상단부보다 하방으로 연장되어 있고, 양자는 오버랩하고 있다. 따라서, 프링거(11)와 지립액 받이(30)의 내주벽(31b)에 의해 일종의 래버린스 구조를 형성할 수 있다. 이에 의해, 지립액 받이(30)의 내주벽(31b)보다 직경 방향 내측, 즉 테이블 베이스(3)의 바닥면측에 기액이 유입하는 것을 방지할 수 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 홈통(31)의 일부에는, 배액승(32)이 마련되어 있어, 홈통(31) 중의 지립액 등의 액체를 모을 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 여기에 모아진 액체는, 배액승(32)의 바닥벽에 마련되어 있는 배출관(33)을 개재하여 기액 분리 장치(40)에 유도할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 배액승(32)의 상부 개구는, 덮개 부재(32a)에 의해 폐색되어 있다. 덮개 부재(32a)는, 배액승(32)에 마련된 장착 구멍(32b)에 삽입되는 도시하지 않은 장착핀을 구비한다.

기액 분리 장치(40)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 내부에 소정 용량의 공간을 가지고, 그 공간 내에 기액 분리통(41)이 내장되어 있다. 이 기액 분리통(41)은, 상부가 지립액 받이(30)에 접속되어 있는 배출관(33)의 개구의 주위를 둘러싸도록 장착되고, 또한, 그 개구와 대향하는 개소에는 경사진 충돌판(42)이 장착되어 있다. 또한, 이 충돌판(42)과 대향하는 기액 분리통(41)의 개소에는, 개구부(43)가 마련되어 있다.

충돌판(42)은, 상부 충돌판(42a)과 하부 충돌판(42b)으로 나누어져 있다. 이 중, 상부 충돌판(42a)은, 상단측이 기액 분리 장치(40)의 내벽측에 고정되고, 하부 충돌판(42b)은, 그 상부 충돌판(42a)의 하부측에 슬라이드 자유롭게 장착되어 있다. 따라서, 충돌판(42)은, 지립액 받이(30)의 배출관(33)으로부터 배출되어 오는 기액 혼합체가 충돌판(42)에 닿는 길이를 조정할 수 있다.

기액 분리 장치(40)는, 그 공간 내에서 기체와 액체로 분리할 수 있도록 구성되고, 배액관(44) 및 배기관(45)이 마련되어 있다. 이 중, 배액관(44)은, 기액 분리 장치(40)의 바닥부에 마련되어 있고, 기액 분리 장치(40)로 분리된 액체를 도시하지 않은 배액 처리 장치에 배출할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 배기관(45)은, 기액 분리 장치(40)의 상부이고, 또한, 기액 분리통(41)의 개구부(43)가 마련되어 있는 측과 반대측에 마련되어 있다. 따라서, 배기관(45)의 위치는, 개구부(43)의 위치로부터 가장 거리가 길기 때문에 배기관(45)에 흐르는 기류에 동반되는 액체를 적게 할 수 있다. 또한, 이 배기관(45)은, 도시하지 않은 배기 처리 장치(흡인 장치)에 접속되어 있다.

상기 구성으로 이루어지는 연마 테이블(1)에서 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 연마 처리할 때는, 테이블(2)의 상면에 연마 패드가 첩부 마련된다. 또한, 톱링(연마 헤드)의 하면에는 기판이 장착된다. 그리고, 모터(7)가 회전 구동하면, 연마 패드를 첩부 마련하고 있는 테이블(2)은, 플랜지(6) 및 테이블 베이스(3)를 개재하여 회전한다.

연마 패드 상에는, 도시하지 않은 연마액 노즐로부터 실리카(SiO₂)나 세리아(CeO₂) 등의 지립을 포함한 지립액이 공급됨과 함께, 그 지립액이 공급되어 있는 연마 패드의 상면에, 톱링의 하면에 보지되어 있는 기판이 회전하면서 가압된다. 이 가압에 의해, 연마 패드면에 맞닿아져 있는 기판면은, 지립액 존재하에 있어서의 연마 테이블(1) 및 연마 헤드의 양 회전에 의해 원하는 평탄면으로 생성된다.

기판의 연마면이 원하는 평탄면, 즉 원하는 막 두께로 생성된 것이 웨이퍼막 두께 검지기(5)에 의해 검지되면, 기판은, 다음 기판 처리 장치의 세정 장치에 반송되어 세정 처리된다. 기판이 반송된 후의 회전하는 연마 패드 상에는, 질소 가스 등의 불활성 가스를 포함하는 가스 혼합액이 애터마이저 노즐(도시 생략)로부터 공급된다. 이에 의해, 연마 패드의 상면은 청소되고, 다음 피연마 기판의 연마에 이용된다.

상술과 같이, 연마 패드를 첩부 마련하여 회전하는 테이블(2)의 상면에는, 연마액 노즐로부터 지립액이 공급되고, 또한, 애터마이저 노즐로부터 가스 혼합액이 공급되므로, 테이블(2)의 상면 주위로부터는, 지립액, 연마 부스러기를 포함하는 지립액, 가스 혼합액 또는 연마 부스러기를 포함하는 가스 혼합액, 또는 이들 액체의 미스트가 배출된다. 또한, 본 발명에서 간단히 「액체」라고 할 때는, 이와 같은 연마 테이블(1)의 상면으로부터 배출되는 각종의 것을 포함하고 있다.

연마 테이블(1)의 테이블(2)의 상면으로부터 배출되는 액체는, 도 2에 화살표로 나타내어지는 바와 같이, 일부는 프링거(11)의 외주면을 따라 낙하하고, 일부는 커버(20)의 내벽면에 받아내어진 후, 그 내벽면을 따라 낙하하여 지립액 받이(30)에 받아내어진다. 또한, 기액 분리 장치(40)는, 프링거(11)와 커버(20)의 사이에 형성되는 간극을 흡인 유로로 하고 있고, 그 간극은 일종의 오리피스 구조를 형성하고 있으므로, 주위보다 빠른 하강 기류(유속)를 발생시키고 있다. 따라서, 테이블(2)의 상면으로부터 배출되려고 하고 있는 액체는, 그 오리피스 구조의 개소를 지나, 조속히 또한 효율적으로 지립액 받이(30)에 이동할 수 있다. 이에 의해, 연마 테이블(1)의 주위의 클린 상태를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 프링거(11) 및 커버(20)에 있어서의 액체의 이동을 보다 원활하게 하기 위하여, 이들의 재질 또는 표면을 친수성이나 발수성이 풍부한 것으로 하면 된다.

또한, 프링거(11)와 지립액 받이(30)의 내주벽(31b)은, 일종의 래버린스 구조를 형성하고 있기 때문에, 테이블 베이스(3)의 바닥면측에 기액이 유입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 테이블 베이스(3)의 바닥면측에 배치된 웨이퍼막 두께 검지기(5)나 모터(7)의 피수(被水)를 방지할 수 있다. 또한, 테이블 베이스(3)의 바닥면 외주 근처에는, 하방을 향해 돌출한 배수용 돌기(3a)가 일체적으로 마련되어 있으므로, 테이블 베이스(3)의 중심부로 이동하려고 하고 있는 액체를 효과적으로 저지할 수 있다.

(기판 처리 장치)

계속해서, 상기 구성의 연마 장치를 구비하는 기판 처리 장치(100)에 대하여 설명한다.

도 5는, 일 실시형태에 관련되는 기판 처리 장치(100)의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 5에 나타내는 기판 처리 장치(100)는, 실리콘 웨이퍼 등의 기판(W)의 표면을 평탄하게 연마하는 화학 기계 연마(CMP) 장치이다. 이 기판 처리 장치(100)는, 직사각 상자 형상의 하우징(102)을 구비한다. 하우징(102)은, 평면에서 볼 때에 대략 장방형으로 형성되어 있다.

하우징(102)은, 그 중앙에 길이 방향으로 연장되는 기판 반송로(103)를 구비한다. 기판 반송로(103)의 길이 방향의 일단부에는, 로드/언로드부(110)가 배치되어 있다.

기판 반송로(103)의 폭 방향(평면에서 볼 때에 길이 방향과 직교하는 방향)의 일방측에는, 연마부(120)가 배치되고, 타방측에는, 세정부(130)가 배치되어 있다. 기판 반송로(103)에는, 기판(W)을 반송하는 기판 반송부(140)가 마련되어 있다. 또한, 기판 처리 장치(100)는, 로드/언로드부(110), 연마부(120), 세정부(130), 및 기판 반송부(140)의 동작을 제어하는 제어부(150)(제어반)를 구비한다.

로드/언로드부(110)는, 기판(W)을 수용하는 프론트 로드부(111)를 구비한다. 프론트 로드부(111)는, 하우징(102)의 길이 방향의 일방측의 측면에 복수 마련되어 있다. 복수의 프론트 로드부(111)는, 하우징(102)의 폭 방향으로 배열되어 있다. 프론트 로드부(111)는, 예를 들면, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 포드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재한다. SMIF, FOUP는, 내부에 기판(W)의 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮은 밀폐 용기이고, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있다.

또한, 로드/언로드부(110)는, 프론트 로드부(111)로부터 기판(W)을 출납하는 2대의 반송 로봇(112)과, 각 반송 로봇(112)을 프론트 로드부(111)의 줄을 따라 주행시키는 주행 기구(113)를 구비한다. 각 반송 로봇(112)은, 상하에 2개의 핸드를 구비하고 있고, 기판(W)의 처리 전, 처리 후로 나누어 사용하고 있다. 예를 들면, 프론트 로드부(111)에 기판(W)을 되돌릴 때는 상측의 핸드를 사용하고, 프론트 로드부(111)로부터 처리 전의 기판(W)을 취출할 때는 하측의 핸드를 사용한다.

연마부(120)는, 기판(W)의 연마(평탄화)를 행하는 복수의 연마 유닛(121(121A, 121B, 121C, 121D))을 구비한다. 복수의 연마 유닛(121)은, 기판 반송로(103)의 길이 방향으로 배열되어 있다. 연마 유닛(121)은, 연마면을 가지는 연마 패드(122)를 회전시키는 연마 테이블(123)과, 기판(W)을 보지하고 또한 기판(W)을 연마 테이블(123) 상의 연마 패드(122)에 가압하면서 연마하기 위한 톱링(124)과, 연마 패드(122)에 연마액이나 드레싱액(예를 들면, 순수)을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐(125)과, 연마 패드(122)의 연마면의 드레싱을 행하기 위한 드레서(126)와, 액체(예를 들면 순수)와 기체(예를 들면 질소 가스)의 혼합 유체 또는 액체(예를 들면 순수)를 안개 상태로 하여 연마면에 분사하는 애터마이저(127)를 구비한다.

연마 유닛(121)은, 연마액 공급 노즐(125)로부터 연마액을 연마 패드(122) 상에 공급하면서, 톱링(124)에 의해 기판(W)을 연마 패드(122)에 누르고, 추가로 톱링(124)과 연마 테이블(123)를 상대 이동시킴으로써, 기판(W)을 연마하여 그 표면을 평탄하게 한다. 드레서(126)는, 연마 패드(122)에 접촉하는 선단의 회전부에 다이아몬드 입자나 세라믹 입자 등의 경질의 입자가 고정되고, 당해 회전부를 회전하면서 요동함으로써, 연마 패드(122)의 연마면 전체를 균일하게 드레싱하여, 평탄한 연마면을 형성한다. 애터마이저(127)는, 연마 패드(122)의 연마면에 잔류하는 연마 부스러기나 지립 등을 고압의 유체에 의해 씻어냄으로써, 연마면의 정화와, 기계적 접촉인 드레서(126)에 의한 연마면의 날 세움 작업, 즉 연마면의 재생을 달성한다.

세정부(130)는, 기판(W)의 세정을 행하는 복수의 세정 유닛(131(131A, 131B))과, 세정한 기판(W)을 건조시키는 건조 유닛(132)을 구비한다. 복수의 세정 유닛(131) 및 건조 유닛(132)(복수의 처리 유닛)은, 기판 반송로(103)의 길이 방향으로 배열되어 있다. 세정 유닛(131A)과 세정 유닛(131B)의 사이에는, 제 1 반송실(133)이 마련되어 있다. 제 1 반송실(133)에는, 기판 반송부(140), 세정 유닛(131A), 및 세정 유닛(131B)의 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(135)이 마련되어 있다. 또한, 세정 유닛(131B)과 건조 유닛(132)의 사이에는, 제 2 반송실(134)이 마련되어 있다. 제 2 반송실(134)에는, 세정 유닛(131B)과 건조 유닛(132)의 사이에서 기판(W)을 반송하는 반송 로봇(136)이 마련되어 있다.

세정 유닛(131A)은, 예를 들면, 롤 스펀지형의 세정 모듈을 구비하고, 기판(W)을 1차 세정한다. 또한, 세정 유닛(131B)도, 롤 스펀지형의 세정 모듈을 구비하고, 기판(W)을 2차 세정한다. 또한, 세정 유닛(131A) 및 세정 유닛(131B)은, 동일 타입이어도, 상이한 타입의 세정 모듈이어도 되고, 예를 들면, 펜슬 스펀지형의 세정 모듈이나 이류체 제트형의 세정 모듈이어도 된다. 건조 유닛(132)은, 예를 들면, 로타고니 건조(IPA(Iso-Propyl Alcohol) 건조)를 행하는 건조 모듈을 구비한다. 건조 후에는, 건조 유닛(132)과 로드/언로드부(110)의 사이의 격벽에 마련된 셔터(101a)가 열리고, 반송 로봇(112)에 의해 건조 유닛(132)으로부터 기판(W)이 취출된다.

기판 반송부(140)는, 리프터(141)와, 제 1 리니어 트랜스포터(142)와, 제 2 리니어 트랜스포터(143)와, 스윙 트랜스포터(144)를 구비한다. 기판 반송로(103)에는, 로드/언로드부(110)측으로부터 순서대로 제 1 반송 위치(TP1), 제 2 반송 위치(TP2), 제 3 반송 위치(TP3), 제 4 반송 위치(TP4), 제 5 반송 위치(TP5), 제 6 반송 위치(TP6), 제 7 반송 위치(TP7)가 설정되어 있다.

리프터(141)는, 제 1 반송 위치(TP1)에서 기판(W)을 상하로 반송하는 기구이다. 리프터(141)는, 제 1 반송 위치(TP1)에 있어서, 로드/언로드부(110)의 반송 로봇(112)으로부터 기판(W)을 수취한다. 또한, 리프터(141)는, 반송 로봇(112)으로부터 수취한 기판(W)을 제 1 리니어 트랜스포터(142)에 전달한다. 제 1 반송 위치(TP1)와 로드/언로드부(110)의 사이의 격벽에는, 셔터(101b)가 마련되어 있고, 기판(W)의 반송 시에는 셔터(101b)가 열려 반송 로봇(112)으로부터 리프터(141)에 기판(W)이 전달된다.

제 1 리니어 트랜스포터(142)는, 제 1 반송 위치(TP1), 제 2 반송 위치(TP2), 제 3 반송 위치(TP3), 제 4 반송 위치(TP4)의 사이에서 기판(W)을 반송하는 기구이다. 제 1 리니어 트랜스포터(142)는, 복수의 반송 핸드(145(145A, 145B, 145C, 145D))와, 각 반송 핸드(145)을 복수의 높이에서 수평 방향으로 이동시키는 리니어 가이드 기구(146)를 구비한다. 반송 핸드(145A)는, 리니어 가이드 기구(146)에 의해, 제 1 반송 위치(TP1)로부터 제 4 반송 위치(TP4)의 사이를 이동한다. 이 반송 핸드(145A)는, 리프터(141)로부터 기판(W)을 수취하고, 그것을 제 2 리니어 트랜스포터(143)에 전달하기 위한 패스 핸드이다. 이 반송 핸드(145A)에는, 승강 구동부가 마련되어 있지 않다.

반송 핸드(145B)는, 리니어 가이드 기구(146)에 의해, 제 1 반송 위치(TP1)와 제 2 반송 위치(TP2)의 사이를 이동한다. 이 반송 핸드(145B)는, 제 1 반송 위치(TP1)에서 리프터(141)로부터 기판(W)을 수취하고, 제 2 반송 위치(TP2)에서 연마 유닛(121A)에 기판(W)을 전달한다. 반송 핸드(145B)에는, 승강 구동부가 마련되어 있으며, 기판(W)을 연마 유닛(121A)의 톱링(124)에 전달할 때에는 상승하고, 톱링(124)에 기판(W)을 전달한 후에는 하강한다. 또한, 반송 핸드(145C) 및 반송 핸드(145D)에도, 마찬가지의 승강 구동부가 마련되어 있다.

반송 핸드(145C)는, 리니어 가이드 기구(146)에 의해, 제 1 반송 위치(TP1)와 제 3 반송 위치(TP3)의 사이를 이동한다. 이 반송 핸드(145C)는, 제 1 반송 위치(TP1)에서 리프터(141)로부터 기판(W)을 수취하고, 제 3 반송 위치(TP3)에서 연마 유닛(121B)에 기판(W)을 전달한다. 또한, 반송 핸드(145C)는, 제 2 반송 위치(TP2)에서 연마 유닛(121A)의 톱링(124)으로부터 기판(W)을 수취하고, 제 3 반송 위치(TP3)에서 연마 유닛(121B)에 기판(W)을 전달하는 액세스 핸드로서도 기능한다.

반송 핸드(145D)는, 리니어 가이드 기구(146)에 의해, 제 2 반송 위치(TP2)와 제 4 반송 위치(TP4)의 사이를 이동한다. 반송 핸드(145D)는, 제 2 반송 위치(TP2) 또는 제 3 반송 위치(TP3)에서, 연마 유닛(121A) 또는 연마 유닛(121B)의 톱링(124)으로부터 기판(W)을 수취하고, 제 4 반송 위치(TP4)에서 스윙 트랜스포터(144)에 기판(W)을 전달하기 위한 액세스 핸드로서 기능한다.

스윙 트랜스포터(144)는, 제 4 반송 위치(TP4)와 제 5 반송 위치(TP5)의 사이를 이동 가능한 핸드를 가지고 있고, 제 1 리니어 트랜스포터(142)로부터 제 2 리니어 트랜스포터(143)로 기판(W)을 전달한다. 또한, 스윙 트랜스포터(144)는, 연마부(120)에서 연마된 기판(W)을, 세정부(130)에 전달한다. 스윙 트랜스포터(144)의 측방에는, 기판(W)의 임시 받침대가 마련되어 있다. 스윙 트랜스포터(144)는, 제 4 반송 위치(TP4) 또는 제 5 반송 위치(TP5)에서 수취한 기판(W)을 상하 반전하여 임시 받침대에 탑재한다. 임시 받침대에 탑재된 기판(W)은, 세정부(130)의 반송 로봇(135)에 의해 제 1 반송실(133)에 반송된다.

제 2 리니어 트랜스포터(143)는, 제 5 반송 위치(TP5), 제 6 반송 위치(TP6), 제 7 반송 위치(TP7)의 사이에서 기판(W)을 반송하는 기구이다. 제 2 리니어 트랜스포터(143)는, 복수의 반송 핸드(148(148A, 148B, 148C))와, 각 반송 핸드(145)를 복수의 높이에서 수평 방향으로 이동시키는 리니어 가이드 기구(149)를 구비한다. 반송 핸드(148A)는, 리니어 가이드 기구(149)에 의해, 제 5 반송 위치(TP5)로부터 제 6 반송 위치(TP6)의 사이를 이동한다. 반송 핸드(145A)는, 스윙 트랜스포터(144)로부터 기판(W)을 수취하고, 그것을 연마 유닛(121C)에 전달하는 액세스 핸드로서 기능한다.

반송 핸드(148B)는, 제 6 반송 위치(TP6)와 제 7 반송 위치(TP7)의 사이를 이동한다. 반송 핸드(148B)는, 연마 유닛(121C)으로부터 기판(W)을 수취하고, 그것을 연마 유닛(121D)에 전달하기 위한 액세스 핸드로서 기능한다. 반송 핸드(148C)는, 제 7 반송 위치(TP7)와 제 5 반송 위치(TP5)의 사이를 이동한다. 반송 핸드(148C)는, 제 6 반송 위치(TP6) 또는 제 7 반송 위치(TP7)에서, 연마 유닛(121C) 또는 연마 유닛(121D)의 톱링(124)으로부터 기판(W)을 수취하고, 제 5 반송 위치(TP5)에서 스윙 트랜스포터(144)에 기판(W)을 전달하기 위한 액세스 핸드로서 기능한다. 또한, 설명은 생략하지만, 반송 핸드(148)의 기판(W)의 전달 시의 동작은, 상술한 제 1 리니어 트랜스포터(142)의 동작과 마찬가지이다.

상기 구성의 기판 처리 장치(100)에 있어서도, 연마 유닛(121)(연마 장치)의 연마 테이블(123)에, 상술한 본 발명의 연마 테이블(1) 및 그 배수 배기 구조(10)를 적용함으로써, 연마 테이블(123)의 주위의 클린 상태를 보다 향상시킬 수 있다.

<제 2 실시형태>

(연마 장치)

도 6은, 일 실시형태에 관련되는 연마 장치가 구비하는 연마 테이블(1) 및 그 주변 구조의 구성도이다. 도 7은, 일 실시형태에 관련되는 연마 테이블(1)의 평면도이다. 도 8은, 일 실시형태에 관련되는 샤프트(9)의 내부 구조를 나타내는 설명도이다.

본 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 연마 장치를 기초로 상이한 부분에 대하여 설명하고, 동일한 부재에 대해서는 설명을 생략한다.

본 실시형태의 열 매체 유로(4)에는, 후술하는 로터리 조인트(9a)측으로부터 샤프트(9)를 개재하여 열 매체(온도 조절수 등)가 공급되고, 열 매체는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 테이블(2)의 중심부의 공급구(2A)로부터 공급되고, 테이블(2)의 중심부의 2개의 배출구(2B)로부터 배출된다. 구체적으로, 열 매체는, 공급구(2A)로부터 공급되고, 테이블(2)의 직경 방향 외측을 향해 유통함과 함께, 그 중간부(2I)에 있어서 직경 방향 내측과 직경 방향 외측으로 분기하여, 테이블(2)의 직경 방향 내측과 직경 방향 외측을 각각 유통한 후, 2개의 배출구(2B)로부터 배출된다. 이에 의해, 테이블(2)의 상면의 온도를 효율적으로 균일화할 수 있다.

연마 테이블(1)에 있어서는, 연마에 있어서 테이블(2)의 상면의 대략 전면을 이용하는 점으로부터, 테이블(2)의 상면의 온도의 균일화는 연마 조건으로서 중요하다. 또한, 테이블(2)의 상면의 온도의 균일화는, 연마 테이블(1)이나 도시하지 않은 연마 패드의 장수명화 관점에서도 중요하다. 즉, 가령, 테이블(2)의 상면의 온도의 균일화를 도모할 수 없어, 온도 분포가 커지면, 테이블(2)의 도시하지 않은 코팅막의 국소적인 팽창·수축의 차이, 나아가서는 코팅막과 테이블(2)간의 국소적인 팽창·수축의 차이가 커지고, 막의 열화로서, 균열이나 박리가 일어나는 요인이 되기 때문이다.

테이블(2)의 재료는, 다음과 같은 것이 적합하다. 예를 들면, 테이블(2)의 재료가 SiC(탄화규소)인 경우에는, 최소 인장 강도가 450(MPa)으로 가공성이 우수하고 기계적 강도도 충분하며, 열전도율도 170(W/(m·K))으로 높아, 온도 조절에 적합하다.

또한, 테이블(2)은, 기계 가공이 용이한 알루미늄제로 할 수도 있다. 예를 들면, 테이블(2)의 재료가 A6061P의 알루미늄 합금판인 경우, 최소 인장 강도가 310(MPa)으로 가공성이 우수하고 기계적 강도도 충분하며, 열전도율도 167(W/(m·K))로 높아, 온도 조절에 적합하다.

또한, 예를 들면, 테이블(2)의 재료가 AC4CH의 알루미늄 합금 주물인 경우에는, 최소 인장 강도가 230(MPa)으로 가공성이 우수하고 기계적 강도도 충분하며, 열전도율도 151(W/(m·K))로 높아, 온도 조절에 적합하다. 이에 비하여, 기계 재료로서 일반적인 SUS304의 경우에는, 최소 인장 강도가 520(MPa)으로 기계적 강도는 충분하지만, 열전도율이 17(W/(m·K))로 낮고, 게다가, 프라이스반에서 열 매체 유로(4)를 형성하지 않으면 안되는 등의 고도의 기계 가공을 필요로 하므로, 가공성이 우수한 재료라고는 말할 수 없지만, 재료의 인성(靭性)이 높아 선택지가 된다.

테이블(2)의 주연부의 상면측에는, 단차(2c)가 마련되어 있다. 이 단차(2c)의 깊이는, 후술하는 프링거(11)(배수 부재)의 두께, 및 그 프링거(11)와 테이블(2)을 테이블 베이스(3)에 장착하기 위한 볼트(2d)의 헤드부 높이의 합계가 제 1 테이블부(2a)의 상면 위치보다 하방이 되도록 정해져 있다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 볼트(2d)는, 테이블(2)의 주연부의 동일 반경 상에, 서로 소정의 간격을 유지하여 복수 개(도시한 예에서는 12개) 배치되어 있다. 이들 복수의 볼트(2d)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 테이블(2)의 주연부를, 프링거(11)를 개재하여 테이블 베이스(3)의 주연부에 착탈 가능하게 고정하고 있다. 즉, 이들 볼트(2d)를 분리하면, 테이블 베이스(3)로부터 테이블(2) 및 프링거(11)를 분리할 수 있다.

연마 테이블(1)의 하면부 중앙에는, 모터(7)의 중공의 모터 회전축(7a)을 통과하는 샤프트(9)의 상단부가 접속되어 있다. 이 샤프트(9)의 하단부는, 모터 회전축(7a)의 하단부에 고정된 열 매체 플랜지(9k)를 개재하여 로터리 조인트(9a)의 로터리 조인트 회전축(9d)에 접속되어 있다. 따라서, 로터리 조인트(9a)보다 상측의 샤프트(9)는, 테이블(2)과 함께 회전할 수 있다. 로터리 조인트(9a)에는, 샤프트(9)측에 열 매체를 공급하는 열 매체 공급 배관(9b)과, 샤프트(9)측으로부터 배출되어 오는 열 매체를 되돌리는 열 매체 리턴 배관(9c)이 접속되어 있다.

또한, 샤프트(9) 내에는, 도 8에 나타내어지는 바와 같은 파이프류가 포함되어 있다. 파이프(9f)는, 중심축(L)과 동심으로 배치되어 있다. 이 파이프(9f)의 양측에는, 로터리 조인트(9a)의 열 매체 공급 배관(9b)으로부터 공급되는 열 매체를 테이블(2) 내의 열 매체 유로(4)에 공급하는 관로(9g)와, 열 매체 유로(4)로부터 배출되어 오는 열 매체를 로터리 조인트(9a)의 열 매체 리턴 배관(9c)에 배출하는 관로(9h)(도 8에 있어서 이면측에 배치되어 있음)가 첨설되어 있다.

파이프(9f), 관로(9g, 9h)의 상부 부분(헤드부(9j))은, 테이블 베이스(3)의 바닥면측에 마련된 부시(3d)에 접속(삽입)되어 있다. 이 헤드부(9j)는, 상부가 소경이고 하부가 대경인 2단의 원기둥으로 형성되고, 소경 원기둥의 둘레면의 상하 2개소, 및 대경 원기둥의 둘레면의 아래 1개소에 O링(도 8 중의 굵은 선 참조)이 마련되어 있어, 관로(9g)로부터의 열 매체가 소경 원기둥으로부터 도시하지 않은 유로를 지나 열 매체 유로(4)에 공급되고, 또한, 열 매체 유로(4)로부터 배출되는 열 매체가 도시하지 않은 유로를 지나 대경 원기둥으로부터 관로(9h)에 배출되도록 구성되어 있다.

한편, 파이프(9f), 관로(9g, 9h)의 하부 부분은, 열 매체 플랜지(9k)로 지지되어 있다. 이 열 매체 플랜지(9k)는, 모터 회전축(7a)의 하단부에 고정되고, 로터리 조인트(9a)의 로터리 조인트 회전축(9d)에 접속되어 있다. 따라서, 로터리 조인트(9a)의 열 매체 공급 배관(9b)에 열 매체를 공급하면, 그 공급된 열 매체는, 열 매체 플랜지(9k), 관로(9g), 헤드부(9j)의 소경 원기둥을 거쳐 테이블(2) 내의 열 매체 유로(4)를 통과하고, 헤드부(9j)의 대경 원기둥, 관로(9h), 열 매체 플랜지(9k)를 거쳐 다시 로터리 조인트(9a)의 열 매체 리턴 배관(9c)으로 되돌아올 수 있다.

테이블(2)의 온도 조정은, 예를 들면, 연마 장치의 운전 개시 시에 있어서, 테이블(2)의 온도가 아직 소정의 온도에 도달하고 있지 않은 경우, 테이블(2)의 온도를 상승시키도록, 즉 테이블(2)을 가열하도록 열 매체를 공급하면 된다. 그리고, 연마 장치의 운전이 진행되어, 연마에 수반되는 마찰열에 의해 테이블(2)의 온도가 소정의 온도를 초과하도록 되면, 테이블(2)을 냉각하도록 열 매체를 공급하면 된다. 이와 같이, 테이블(2)을 상시 일정 온도로 조정함으로써, 수율이 좋은 기판 연마를 행할 수 있다.

플랜지(6)에는 지관(枝管)(9i)이 마련되어 있다. 이 지관(9i)은, 웨이퍼막 두께 검지기(5)의 전원선이나 신호의 도선의 배관용으로 된다. 이들 배선은, 파이프(9f)를 경유하여 로터리 조인트(9a)측에 유도된다. 이 때문에, 이 로터리 조인트(9a)의 하부에는, 도시하지 않지만, 로터리 커넥터의 기구도 장착하고 있어, 전원 공급 및 검출 신호의 취출이 가능하도록 구성되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 도 6에 나타내는 프링거(11)는, 상술한 바와 같이, 테이블(2)의 단차(2c)에 마련되는 것이고, 그 전체 형상은, 테이블(2)의 전체 측면, 및, 테이블(2)과 테이블 베이스(3)와의 분할면(D)을 직경 방향 외측으로부터 덮을 수 있는 원통 형상으로 형성되어 있다. 그리고, 프링거(11)의 종단면 형상은, L자의 위아래를 반대로 한 형태이고, 그 형태의 상부의 굴곡진 부분이, 테이블(2)의 단차(2c)에 장착되도록 되어 있다. 또한, 그 굴곡진 부분으로부터 수직으로 내려간 부분의 길이는, 테이블 베이스(3)에 마련되어 있는 배수용 돌기(3a)의 하단 위치보다 하방으로 연장되도록 정해져 있다.

이와 같이, 상술한 본 실시형태에 의하면, 상면에 기판이 눌려지고, 중심축(L) 둘레로 회전하는 연마 테이블(1)을 가지고, 연마 테이블(1)은, 당해 상면을 형성하고, 내부에 열 매체 유로(4)를 가지는 테이블(2)과, 테이블(2)을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스(3)를 가진다. 이와 같은 구성에 의하면, 온도 조절의 목적에 따라 열 매체 유로(4)를 가지는 테이블(2)만을 부분적으로 교환할 수 있기 때문에, 연마 테이블(1)의 사양을 저렴하게 변경할 수 있다.

예를 들면, 테이블(2)은, 테이블 베이스(3)보다 가공성이 우수한 재료(예를 들면, 테이블 베이스(3)가 스테인리스인 경우, 테이블(2)이 스테인리스보다 가공성이 우수한 알루미늄, 세라믹 등)로 형성하는 것도 가능해진다. 또한, 장기 사용에 의한 테이블(2)의 표면의 열화(예를 들면, 재료가 알루미늄인 경우, 녹의 발생 등)에 의거한, 테이블(2)의 교환에도 대응하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 테이블(2)의 주연부를 테이블 베이스(3)의 주연부에 착탈 가능하게 고정하는 복수의 볼트(2d)와, 복수의 볼트(2d)보다 직경 방향 내측에 있어서, 테이블 베이스(3)에 대한 테이블(2)의 위치 결정을 하는 1개 또는 복수의 노크핀(3b)을 가지기 때문에, 볼트(2d)를 분리하면, 테이블 베이스(3)로부터 테이블(2)을 프링거(11)와 함께 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 장착 시에는, 복수의 볼트(2d)뿐만 아니라, 그 직경 방향 내측에 배치된 1개 또는 복수의 노크핀(3b)을 개재하여, 테이블 베이스(3)에 대한 테이블(2)의 위치 결정을 하고 있기 때문에, 테이블(2)과 테이블 베이스(3)의 분할 구조를 채용해도, 일체 구조와 마찬가지로 회전할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 테이블(2)과 테이블 베이스(3)와의 분할면(D)을 직경 방향 외측으로부터 덮는 통 형상의 프링거(11)를 가지고, 프링거(11)는, 복수의 볼트(2d)에 의해 연마 테이블(1)의 주연부에 착탈 가능하게 장착되어 있으므로, 테이블(2)과 테이블 베이스(3)와의 분할면(D)으로의 액체의 침입을 방지할 수 있다.

또한, 테이블 베이스(3)의 하면측에는, 모터(7)에 의해 회전 구동되는 통 형상의 플랜지(6)가 접속되어 있고, 플랜지(6)는, 테이블 베이스(3)의 하면측에 기판의 막 두께를 계측하는 웨이퍼막 두께 검지기(5)를 장착하기 위한 스페이스를 형성하고 있다. 그리고, 테이블 베이스(3)의 주연부의 하면측에는, 하방을 향해 돌출하는 고리 형상의 배수용 돌기(3a)가 형성되어 있기 때문에, 테이블 베이스(3)의 하면측으로의 액체의 유입에 의한 웨이퍼막 두께 검지기(5)로의 피수 등을 방지할 수 있다.

(기판 처리 장치)

기판 처리 장치는 제 1 실시형태의 기판 처리 장치(100)를 이용한다.

상기 구성의 기판 처리 장치(100)에 있어서도, 연마 유닛(121)(연마 장치)의 연마 테이블(123)에, 상술한 본 발명의 연마 테이블(1)을 적용함으로써, 온도 조절의 목적에 따라 연마 테이블(123)의 사양을 저렴하게 변경할 수 있다.

(연마 패드의 첩부 구조)

계속해서, 상기 구성의 연마 테이블(123)에 첩부 마련되는 연마 패드(122)의 첩부 구조에 대하여 설명한다.

도 9는, 도 5에 나타내는 연마 유닛(121)의 전체 구성을 나타내는 모식적인 사시도이다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 연마 유닛(121)은, 연마 테이블(123)과, 연마 대상물인 기판(W)을 보지하여 연마 테이블(123) 상의 연마 패드(122)에 가압하는 톱링(124)을 구비하고 있다. 연마 테이블(123)은, 중공의 테이블 축(200)(상술한 도 6에 나타내는 플랜지(6))에 접속되어 있다. 테이블 축(200)은, 연마 테이블 회전 모터(상술한 도 6에 나타내는 모터(7)(도 9에 있어서 도시 생략))에 연결되어 있고, 연마 테이블(123)은 테이블 축(200)과 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 또한, 도 9에 나타내는 연마 테이블(123)은, 상술한 연마 테이블(1)의 구조(테이블(2)의 분할 구조(적층 구조))를 전제로 하고 있지만, 이 연마 패드(122)의 첩부 구조는, 종래의 연마 테이블(테이블(2)의 일체 구조(단층 구조))에도 적용 가능하다.

연마 테이블(123)의 상면에는, 연마 패드(122)가 첩부되어 있고, 연마 패드(122)의 표면이 기판(W)을 연마하는 연마면을 구성하고 있다. 연마 패드(122)에는, 크게 나누어, 경질 발포 타입, 부직포 타입, 스웨이드 타입의 3가지의 것을 사용할 수 있다.

경질 발포 타입은, 공공(空孔)을 포함한 패드이며, 폴리우레탄제가 일반적이다. 부직포 타입은, 폴리에스테르 등의 부직포에 우레탄 등을 함침한 것이다. 스웨이드 타입은, 습식 성형에 의해 기재(基材) 상에 도공(塗工)되는 것이며, 기재로서는 상기 부직포 패드에 이용되는 것과 마찬가지의 부직포를 이용한 제품과, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)를 이용한 제품이 있다. 이들 기재에 우레탄 수지의 DMF(디메틸포름아미드) 용액을 칠하고, 응고제(물)와 DMF를 치환시켜 제작된 것이며, 공공이 표면에 노출되어 있다.

연마 테이블(123)의 상방에는, 연마액 공급 노즐(125)이 설치되어 있고, 이 연마액 공급 노즐(125)에 의해 연마 테이블(123) 상의 연마 패드(122)에, 연마액(슬러리)이 공급되도록 되어 있다. 연마 테이블(123)의 내부에는, 열교환 매체용의 유로(상술한 도 6에 나타내는 열 매체 유로(4)(도 9에 있어서 도시 생략))가 마련되어 있다.

이 열교환 매체용의 유로에 열교환 매체로서 냉각수를 흐르게 함으로써, 열교환 매체와 연마 테이블(123)의 사이에서 열 교환을 행하고, 연마 중의 마찰열에 의한 연마 테이블(123)의 열 변형을 방지함과 함께 연마 테이블(123)의 표면 온도를 조절하고 있다. 그 때문에, 도 9에 나타내는 바와 같이, 테이블 축(200)의 하단부에 로터리 조인트(9a)가 설치되고, 냉각수는, 외부로부터 냉각수 배관(도시 생략) 및 로터리 조인트(9a)를 개재하여 연마 테이블(123) 내의 유로에 공급되도록 되어 있다.

톱링(124)은, 톱링 샤프트(201)에 접속되어 있고, 톱링 샤프트(201)는, 지지 아암(202)에 대하여 상하동하도록 되어 있다. 톱링 샤프트(201)의 상하동에 의해, 지지 아암(202)에 대하여 톱링(124)의 전체를 상하동시켜 위치 결정하도록 되어 있다. 톱링 샤프트(201)는, 톱링 회전 모터(도시 생략)의 구동에 의해 회전하도록 되어 있다. 톱링 샤프트(201)의 회전에 의해, 톱링(124)이 톱링 샤프트(201)의 둘레로 회전하도록 되어 있다.

톱링(124)은, 그 하면에 기판(W)을 보지할 수 있도록 되어 있다. 지지 아암(202)은, 샤프트(203)를 중심으로 하여 선회 가능하게 구성되어 있고, 기판 전달 위치(도 5에 나타내는 제 2 반송 위치(TP2), 제 3 반송 위치(TP3), 제 6 반송 위치(TP6), 제 7 반송 위치(TP7) 참조)에 반송된 기판(W)을 진공 흡착한다. 그리고, 하면에 기판(W)을 보지한 톱링(124)은, 지지 아암(202)의 선회에 의해 연마 테이블(123)의 상방으로 이동 가능하게 되어 있다.

톱링(124)은, 하면에 기판(W)을 보지하여, 연마 패드(122)의 표면에 기판(W)을 가압한다. 이 때, 연마 테이블(123) 및 톱링(124)을 각각 회전시키고, 연마 테이블(123)의 상방에 마련된 연마액 공급 노즐(125)로부터 연마 패드(122) 상에 연마액(슬러리)을 공급한다. 연마액에는, 지립으로서 실리카(SiO₂)나 세리아(CeO₂)를 포함한 연마액을 이용할 수 있다. 이와 같이 연마액을 연마 패드(122) 상에 공급하면서, 톱링(124)에 의해 기판(W)을 연마 패드(122)에 가압하여 기판(W)과 연마 패드(122)를 상대 이동시킴으로써, 기판(W)이 연마된다. 또한, 연마 중에는, 기판(W)과 연마 패드(122)의 회전 이외의 상대 이동(예를 들면 요동(선회))이 있어도 된다. 이에 의해, 연마 패드(122)의 동일 부분의 열화 방지가 행해진다.

그런데, 후술하는 도 10에 나타내는 바와 같이, 연마 패드(122)는, 접착층(211)을 개재하여 테이블(2)에 접착되어 있다. 다수의 시료(기판(W))의 연마를 행하면, 이 연마 패드(122)는, 연마 성능의 저하, 불균일한 연마면, 이물질의 축적 등이 일어나기 때문에, 정기적 또는 연마수에 따라 연마 패드(122)의 새로 붙임을 행할 필요가 있다. 그 때, 연마 패드(122)의 접착이 강고하면, 새로 붙임 작업에 다대한 노력과 시간을 필요로 한다. 이 때문에, 본 실시형태의 연마 테이블(123)은, 도 10에 나타내어지는 바와 같은 연마 패드(122)의 첩부 구조를 구비한다.

도 10은, 일 실시형태에 관련되는 연마 패드(122)의 첩부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 연마 테이블(123)을 형성하는 테이블(2)의 상면에는, 연마 패드(122)가 박리 가능하게 접착되는 코팅층(210)이 형성되어 있다. 연마 패드(122)의 연마면(122a)의 반대측의 이면(122b)에는, 접착층(211)이 형성되어 있다. 환원하면, 코팅층(210)은, 테이블(2)과 연마 패드(122)의 사이에 개재하고 있고, 접착층(211)은, 코팅층(210)과 연마 패드(122)의 사이에 개재하고 있다.

즉, 접착층(211)은, 코팅층(210)의 상면에 형성되어 있어도 된다. 또한, 여기서 말하는, 접착층(211)의 「접착」이란, 「점착」을 포함하는 것으로 한다.

접착층(211)을 형성하는 접착제로서는, 특별히 한정되지 않고, 감압 접착제, 핫멜트 접착제 등을 들 수 있으며, 핫멜트 접착제가 바람직하다. 접착제는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다. 핫멜트 접착제로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지의 것을 특별히 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 핫멜트 접착제 및 감압 접착제 이외에도, 핫멜트 접착제 및 감압 접착제 대신에 또는 병용하여, 2액 경화 타입의 에폭시계 접착제, 실리콘계 접착제 등을 사용해도 된다. 또한, 감압 접착제, 핫멜트 접착제 이외에, 아크릴계 접착제, 실리콘계 점착제, 양면 테이프를 이용해도 된다.

테이블(2)을 형성하는 재료로서는, 상술한 금속(알루미늄(합금), 스테인리스강), 세라믹, 합성 수지여도 된다. 또한, 알루미늄(합금)의 테이블(2)의 표면은, 산화알루미늄이나 니켈 피막에 덮여 있어도 된다. 산화알루미늄, 니켈 피막에 의해, 테이블(2)의 표면 경도를 높일 수 있다. 또한, 테이블(2)이 알루미늄(합금)인 경우, 테이블(2) 내에 온도 조절용의 열 매체 유로(4)나 그 밖의 기구(온도 조절 장치 등)가 있으면, 알루미늄(합금)은 열전도성이 좋으므로 온도 컨트롤성이 좋아 연마 성능의 안정화에 기여할 수 있다. 또한, 테이블(2)의 상면에는, 슬러리를 배출하기 위한 유로가 형성되어 있어도 된다.

코팅층(210)은, 연마 패드(122)의 새로 붙임 작업을 간편하게 효율적으로, 또한, 안전하게 행하기 위하여, 연마 패드(122)를 가벼운 노력으로 새로 붙임을 할 수 있도록 하기 위하여, 저접착성 재료로 형성되어 있다. 또한, 여기서 말하는, 저접착성 재료의 「저접착성」이란, 「연마 패드(122)의 박리를 용이하게 하는 것」이라는 의미이고, 특정한 재료에 대하여 점착성이 높다 낮다 등을 의미하는 것이 아니다. 또한, 코팅층(210)은, 상술한 산화막과 연마액 등의 접촉을 방지하고, 테이블(2)의 부식을 방지함으로써, 연마 패드(122)의 첩부 상태를 양호하게 유지하는 기능도 가진다.

코팅층(210)을 형성하는 저접착성 재료로서는, 불소 수지(PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), PVDF(폴리불화비닐리덴), FEP(4불화에틸렌·6불화프로필렌 공중합체), PFA(퍼플루오로알콕시불소 수지))가 바람직하다. 또한, 연마 조건(연마액, 연마 패드의 종류 등)에 따라서는, 폴리아미드 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지여도 된다. 이와 같은 코팅층(210)의 코팅 수단으로서는, 정전 스프레이, 핫멜트 스프레이, 시멘트화 등을 들 수 있다.

코팅층(210)의 두께는, 예를 들면, 100㎛ 이하가 바람직하다. 또한, 코팅 재료의 접착성과 그 재료에 이용 가능한 접착제의 박리 특성을 고려하여, 코팅층(210)의 표면 거칠기를 제어하고, 연마 패드(122)에 대한 밀착성 내지 접착성을 충분한 것으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 코팅층(210)은, 1층 뿐만 아니라 2, 3층 등의 복수의 층을 가져도 된다. 이와 같은 코팅층(210)(불소 수지 코팅층)에 의하면, 표면의 마찰 계수가 낮은 점으로부터, 테이블(2)의 상면으로부터 연마 패드(122)를 떼어내기 쉬워진다. 이 때문에, 연마 패드(122)의 새로 붙임을 보다 안전·신속하게, 또한 용이하게 행할 수 있다.

또한, 코팅층(210)으로서는, 유리 코팅층, 세라믹 코팅층, 다이아몬드 코팅층이어도 된다. 이러한 코팅층(210)은, 상술한 불소 수지 코팅층 등의 수지 코팅층보다 표면이 경질이고 변형이 작은 점으로부터, 연마 패드(122)를 떼어내기 쉽고, 또한, 잔류 접착제의 제거도 용이해진다. 또한, 수지 코팅층보다 표면이 경질이고 변형이 작은 점으로부터, 몇 번이고 행하는 연마 패드(122)의 새로 붙임에 대하여, 테이블(2)의 장수명화가 도모된다.

또한, 수지 코팅층의 경우에는, 코팅면(테이블(2)의 상면)의 메인터넌스 시에, 코팅층의 떼어냄와 재도장(부착)의 작업에 품이 들지만, 정기적으로 코팅면의 미량 연마에 의한 메인터넌스를 행하는 것만으로, 코팅면의 평탄성과 청정도를 담보하고, 테이블(2)의 장수명화를 도모할 수 있다. 코팅면의 유지를 위한 연마 방법은, 별도 연마 장치를 반입하지 않고, 연마 유닛(121)의 드레서(126)(도 5 참조)에, 코팅면 연마 전용의 연마 부재를 장착하여 행하면 된다.

이와 같이, 상술한 본 실시형태에 의하면, 기판(W)을 평탄화하기 위한 연마 장치로서 연마면(122a)을 가지는 연마 패드(122)와, 연마면(122a)에 기판(W)을 보지하기(누르기) 위한 톱링(124)과, 기판(W)을 연마하기 위하여 테이블(2)(연마 테이블(123))과 톱링(124)을 서로 이동(상대 이동)시키기 위한 이동 장치(톱링 회전 모터, 지지 아암(202) 등)와, 연마 패드(122)의 접착성을 위한 제 1 표면(상면)을 가지는 테이블(2)을 포함하고, 테이블(2)은 그 상면에 저접착성 재료의 코팅층(210)을 포함한다는 구성을 채용함으로써, 연마 패드(122)의 새로 붙임 작업을 간편하게 효율적으로, 또한, 가벼운 노력에 의해 안전하게 행할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은, 톱링(124)에 보지된 다양한 시료(기판(W))를, 각각의 시료에 합치한 연마액을 이용하여, 연마 패드(122)와의 사이에서 상대 이동시키면서 연마하는 연마 장치에 있어서, 그 연마 테이블(123)이나 연마 패드(122)의 장수명화를 도모하는 것이다. 그 장수명화를 도모하기 위하여, 테이블(2)에 있어서 연마 성능도 고려하여, 본 발명의 교환 가능한 상면을 가지는 연마 테이블(1)(도 6 참조)을 제공하는, 즉 테이블(2)의 분할 구조로 하면 된다. 또한 이 테이블(2)의 분할 구조가, 사용이 끝난 연마액을 연마 테이블(1)로부터 적극적 배출하는 구조와 연마액에 의한 재질 열화나 연마액의 혼입이 일어나지 않도록 하는 연마 테이블(1)의 외주부 장착 구조(도 6 및 도 4 참조)로 하는 것이, 그 분할면(D)으로의 연마액의 혼입이 없도록 할 수 있다. 또한, 연마 패드(122)를 이용하는 경우는, 그 기능의 유지(접착성)와 그 교환 작업의 용이성(박리성)이라는, 상반되는 점의 양방을 만족할 필요가 생긴다. 그것에는 연마 패드(122) 및 그 하부에 있는 테이블(2)의 연마액에 대한 내성도 고려하여, 도 10에 나타내는 바와 같이, 코팅층(210)을 마련하고, 특히 불소 수지, 유리, 세라믹, 다이아몬드로 하는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 기재하여 설명했지만, 이들은 본 발명의 예시적인 것이고, 한정하는 것으로서 고려되어야 하지 않는 것을 이해해야 한다. 추가, 생략, 치환 및 그 밖의 변경은, 본 발명의 범위로부터 일탈하지 않고 행할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 전술의 설명에 의해 한정되어 있다고 간주되어야 하지 않고, 특허청구의 범위에 의해 제한되어 있다.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 본 발명의 연마 장치를, 기판 처리 장치(100)(화학 기계 연마(CMP) 장치)의 연마부(120)에 적용한 구성을 예시했지만, 예를 들면, 본 발명은, CMP 장치 이외의 기판 처리 장치(예를 들면, 이면 연마 장치, 베벨 연마 장치, 에칭 장치, 또는 도금 장치)에도 적용할 수 있다.

Claims

상면에 액체가 공급되고, 중심축 둘레로 회전하는 연마 테이블과,
상기 연마 테이블의 주연부의 하방에 배치된 고리 형상의 액체 받이 부재와,
상기 연마 테이블의 주연부에 장착되고, 상기 액체 받이 부재를 향해 연장되는 하단부를 가지는 통 형상의 배수 부재를 가지는, 연마 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액체 받이 부재는, 상기 배수 부재의 상기 하단부보다 직경 방향 내측에 배치된 내주벽을 가지고,
상기 배수 부재의 상기 하단부는, 상기 내주벽의 상단부보다 하방으로 연장되어 있는, 연마 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 연마 테이블의 주연부에는, 상기 배수 부재를 장착하는 단차가 형성되고,
상기 배수 부재는, 볼트를 개재하여 상기 단차의 바닥면에 장착되고,
상기 배수 부재와 상기 단차의 측면과의 직경 방향에 있어서의 간극을 시일하는 제 1 시일 부재와,
상기 볼트가 삽입 통과되는 상기 배수 부재의 삽입 통과 구멍을 시일하는 제 2 시일 부재를 가지는, 연마 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배수 부재보다 직경 방향 외측에 배치됨과 함께, 상기 연마 테이블의 상면을 향함에 따라 상기 배수 부재와의 직경 방향에 있어서의 간극이 점차 작아지는 커버 부재와,
상기 액체 받이 부재를 개재하여 기체를 흡인하고, 당해 기체에 포함되는 액체를 분리하는 기액 분리 장치를 더 가지고,
상기 기액 분리 장치의 흡인 경로는, 상기 배수 부재와 상기 커버 부재의 사이에 형성되는 간극인, 연마 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 커버 부재는, 상기 액체 받이 부재의 외주벽과 간극을 두고 배치되어 있고,
상기 커버 부재와 상기 외주벽과의 간극 치수는, 상기 커버 부재와 상기 배수 부재의 상단부와의 간극 치수보다 작은, 연마 장치.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 커버는, 상하 방향으로 이동 가능한, 연마 장치.
상면에 기판이 눌려지고, 중심축 둘레로 회전하는 연마 테이블을 가지고,
상기 연마 테이블은,
상기 상면을 형성하고, 내부에 열 매체 유로를 가지는 테이블과,
상기 테이블을 착탈 가능하게 지지하는 테이블 베이스를 가지는, 연마 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 테이블의 제 1 주연부를 상기 테이블 베이스의 제 2 주연부에 착탈 가능하게 고정하는 복수의 볼트와,
상기 복수의 볼트보다 직경 방향 내측에 있어서, 상기 테이블 베이스에 대한 상기 테이블의 위치 결정을 하는 1개 또는 복수의 노크핀을 더 가지는, 연마 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 테이블과 상기 테이블 베이스와의 분할면을 직경 방향 외측으로부터 덮는 통 형상의 배수 부재를 가지고,
상기 배수 부재는, 상기 복수의 볼트에 의해 상기 연마 테이블의 주연부에 착탈 가능하게 장착되어 있는, 연마 장치.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 테이블 베이스의 하면측에는, 모터에 의해 회전 구동되는 통 형상의 플랜지가 접속되어 있고,
상기 플랜지는, 상기 테이블 베이스의 상기 하면측에 상기 기판의 막 두께를 계측하는 막 두께 계측 장치를 장착하기 위한 스페이스를 형성하고 있는, 연마 장치.
제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 테이블 베이스의 주연부의 하면측에는, 하방을 향해 돌출하는 고리 형상의 배수용 돌기가 형성되어 있는, 연마 장치.
제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 테이블의 상면에는, 연마 패드가 박리 가능하게 접착되는 코팅층이 형성되어 있는, 연마 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 코팅층은, 불소 수지 코팅층인, 연마 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 코팅층은, 유리 코팅층인, 연마 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 코팅층은, 세라믹 코팅층인, 연마 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 코팅층은, 다이아몬드 코팅층인, 연마 장치.
기판을 연마하는 연마부와,
상기 연마부에서 연마한 상기 기판을 세정하는 세정부를 가지는 기판 처리 장치로서,
상기 연마부는, 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 연마 장치를 구비하는, 기판 처리 장치.