KR20210100702A - 기판 처리 장치 - Google Patents

Abstract

기판 처리 장치는, 웨이퍼(W)의 주면을 연마하는 연마 헤드(75)와, 축선 Ax1 주위로 연마 헤드(75)를 회전시키는 회전 구동부(82)와, 축선 Ax1에 평행한 축선 Ax2 주위의 원 궤도를 따라서 축선 Ax1을 이동시키는 회전 구동부(84)를 갖는 연마부를 구비한다. 연마 헤드(75)의 중심 위치는, 축선 Ax1과 다르다. 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위의 직경과 비교하여 연마 헤드(75)의 외경이 작다.

Description

기판 처리 장치

본 개시는, 기판 처리 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 기판의 이면을 연마하는 기판 처리 장치가 개시되어 있다. 이 기판 처리 장치는, 기판의 이면을 미끄럼 이동하여 처리를 행하기 위해 연직축 주위로 자전하는 미끄럼 이동 부재와, 자전 중의 미끄럼 이동 부재를 연직인 공전 축 주위로 공전시키는 공전 기구와, 기판과 미끄럼 이동 부재의 공전 궤도의 상대 위치를 수평 방향으로 이동시키기 위한 상대 이동 기구를 구비하고 있다.

일본 특허 공개 제2018-93178호 공보

본 개시는, 기판을 연마했을 때 발생하는 연마 불균일의 축소에 유효한 기판 처리 장치를 제공한다.

본 개시의 일측면에 관한 기판 처리 장치는 연마부를 구비한다. 이 연마부는, 기판의 주면을 연마하는 연마 헤드와, 제1 축 주위로 연마 헤드를 회전시키는 제1 구동부와, 제1 축에 평행한 제2 축 주위의 원 궤도를 따라서 제1 축을 이동시키는 제2 구동부를 갖는다. 연마 헤드의 중심 위치는, 제1 축과 다르다. 제1 축 주위의 연마 헤드의 가동 범위의 직경과 비교하여 연마 헤드의 외경이 작다.

본 개시에 의하면, 기판을 연마했을 때 발생하는 연마 불균일의 축소에 유효한 기판 처리 장치가 제공된다.

도 1은, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는, 하나의 예시적 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 내부 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은, 연마 장치의 개략 구성을 예시하는 모식적인 평면도이다.
도 4는, 연마 장치의 개략 구성을 예시하는 모식적인 측면도이다.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 연마 헤드의 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 6은, 제어 장치의 하드웨어 구성을 예시하는 블록도이다.
도 7은, 연마 장치에 의한 처리 수순의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 8의 (a)는 중심 연마의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (b)는 외주 연마의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)는 중심 연마 제어의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 9의 (b)는 외주 연마 제어의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 10은, 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따른 연마 헤드의 동작예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 기판 처리 장치에 의한 연마 처리 결과의 일례를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 다양한 예시적 실시 형태에 대해서 설명한다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.

[기판 처리 시스템]

기판 처리 시스템(1)은 기판에 대해, 감광성 피막의 형성, 당해 감광성 피막의 노광 및 당해 감광성 피막의 현상을 실시하는 시스템이다. 처리 대상의 기판은, 예를 들어 반도체의 웨이퍼(W)이다. 감광성 피막은, 예를 들어 레지스트막이다. 기판 처리 시스템(1)은 도포ㆍ현상 장치(2)와 노광 장치(3)를 구비한다. 노광 장치(3)는 웨이퍼(W)(기판) 상에 형성된 레지스트막(감광성 피막)의 노광 처리를 행한다. 구체적으로는, 노광 장치(3)는 액침 노광 등의 방법에 의해 레지스트막의 노광 대상 부분에 에너지선을 조사한다. 도포ㆍ현상 장치(2)는 노광 장치(3)에 의한 노광 처리 전에, 웨이퍼(W)(기판)의 표면에 레지스트막을 형성하는 처리를 행하고, 노광 처리 후에 레지스트막의 현상 처리를 행한다.

[기판 처리 장치]

이하, 기판 처리 장치의 일례로서, 도포ㆍ현상 장치(2)의 구성을 설명한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도포ㆍ현상 장치(2)는 캐리어 블록(4)과, 처리 블록(5)과, 인터페이스 블록(6)과, 연마 유닛(20)과, 제어 장치(100)(제어부)를 구비한다.

캐리어 블록(4)은 도포ㆍ현상 장치(2) 내의 웨이퍼(W)의 도입 및 도포ㆍ현상 장치(2) 내로부터의 웨이퍼(W)의 도출을 행한다. 예를 들어 캐리어 블록(4)은 웨이퍼(W)용의 복수의 캐리어(C)를 지지 가능하고, 전달 암(A1)을 내장하고 있다. 캐리어(C)는, 예를 들어 원형의 복수매 웨이퍼(W)를 수용한다. 전달 암(A1)은, 캐리어(C)로부터 웨이퍼(W)를 취출하여 처리 블록(5)에 건네고, 처리 블록(5)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(C) 내로 되돌린다.

처리 블록(5)은 복수의 처리 모듈(11, 12, 13, 14)을 갖는다. 처리 모듈(11, 12, 13)은 도포 유닛(U1)과, 열처리 유닛(U2)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암(A3)을 내장하고 있다.

처리 모듈(11)은 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)에 의해 웨이퍼(W)의 표면 상에 하층막을 형성한다. 처리 모듈(11)의 도포 유닛(U1)은, 하층막 형성용의 처리액을 웨이퍼(W) 상에 도포한다. 처리 모듈(11)의 열처리 유닛(U2)은, 하층막의 형성에 수반하는 각종 열처리를 행한다.

처리 모듈(12)은 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)에 의해 하층막 상에 레지스트막을 형성한다. 처리 모듈(12)의 도포 유닛(U1)은, 레지스트막 형성용의 처리액을 하층막 상에 도포한다. 처리 모듈(12)의 열처리 유닛(U2)은, 레지스트막의 형성에 수반하는 각종 열처리를 행한다.

처리 모듈(13)은 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)에 의해 레지스트 상에 상층막을 형성한다. 처리 모듈(13)의 도포 유닛(U1)은, 상층막 형성용의 액체를 레지스트막 상에 도포한다. 처리 모듈(13)의 열처리 유닛(U2)은, 상층막의 형성에 수반하는 각종 열처리를 행한다.

처리 모듈(14)은 현상 유닛(U3)과, 열처리 유닛(U4)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 암(A3)을 내장하고 있다. 처리 모듈(14)은 현상 유닛(U3) 및 열처리 유닛(U4)에 의해, 노광 후의 레지스트막의 현상 처리를 행한다. 현상 유닛(U3)은, 노광 완료의 웨이퍼(W)의 표면 상에 현상액을 도포한 후, 이를 린스액에 의해 씻어 냄으로써, 레지스트막의 현상 처리를 행한다. 열처리 유닛(U4)은, 현상 처리에 수반하는 각종 열처리를 행한다. 열처리의 구체예로서는, 현상 처리 전의 가열 처리(PEB:Post Exposure Bake), 현상 처리 후의 가열 처리(PB:Post Bake) 등을 들 수 있다.

처리 블록(5) 내에 있어서의 캐리어 블록(4)측에는 선반 유닛(U10)이 마련되어 있다. 선반 유닛(U10)은, 상하 방향으로 나열하는 복수의 셀로 구획되어 있다. 선반 유닛(U10)의 근방에는 승강 암(A7)이 마련되어 있다. 승강 암(A7)은, 선반 유닛(U10)의 셀끼리의 사이에서 웨이퍼(W)를 승강시킨다.

처리 블록(5) 내에 있어서의 인터페이스 블록(6)측에는 선반 유닛(U11)이 마련되어 있다. 선반 유닛(U11)은, 상하 방향으로 나열하는 복수의 셀로 구획되어 있다.

인터페이스 블록(6)은 노광 장치(3) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 인터페이스 블록(6) 내에 웨이퍼(W)를 연마하는 연마 유닛(20)이 배치되어 있다. 예를 들어 인터페이스 블록(6)은 전달 암(A8)을 내장하고 있고, 노광 장치(3)에 접속된다. 전달 암(A8)은, 선반 유닛(U11)에 배치된 웨이퍼(W)를 연마 유닛(20)에 반송하고, 연마 유닛(20)에 의해 연마된 웨이퍼(W)를 노광 장치(3)에 건넨다. 전달 암(A8)은, 노광 장치(3)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 선반 유닛(U11)으로 되돌린다.

제어 장치(100)는, 예를 들어 이하의 수순으로 도포ㆍ현상 처리를 실행하도록 도포ㆍ현상 장치(2)를 제어한다. 먼저 제어 장치(100)는 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)에 반송하도록 전달 암(A1)을 제어하고, 이 웨이퍼(W)를 처리 모듈(11)용의 셀에 배치하도록 승강 암(A7)을 제어한다.

다음으로 제어 장치(100)는 선반 유닛(U10)의 웨이퍼(W)를 처리 모듈(11) 내의 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)에 반송하도록 반송 암(A3)을 제어한다. 또한, 제어 장치(100)는 이 웨이퍼(W)의 표면 상에 하층막을 형성하도록 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)을 제어한다. 그 후 제어 장치(100)는 하층막이 형성된 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)으로 되돌리도록 반송 암(A3)을 제어하고, 이 웨이퍼(W)를 처리 모듈(12)용의 셀에 배치하도록 승강 암(A7)을 제어한다.

다음으로 제어 장치(100)는 선반 유닛(U10)의 웨이퍼(W)를 처리 모듈(12) 내의 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)에 반송하도록 반송 암(A3)을 제어한다. 또한, 제어 장치(100)는 이 웨이퍼(W)의 하층막 상에 레지스트막을 형성하도록 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)을 제어한다. 그 후 제어 장치(100)는 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)으로 되돌리도록 반송 암(A3)을 제어하고, 이 웨이퍼(W)를 처리 모듈(13)용의 셀에 배치하도록 승강 암(A7)을 제어한다.

다음으로 제어 장치(100)는 선반 유닛(U10)의 웨이퍼(W)를 처리 모듈(13) 내의 각 유닛에 반송하도록 반송 암(A3)을 제어한다. 또한, 제어 장치(100)는 이 웨이퍼(W)의 레지스트막 상에 상층막을 형성하도록 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)을 제어한다. 그 후 제어 장치(100)는 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U11)에 반송하도록 반송 암(A3)을 제어한다.

다음으로 제어 장치(100)는 선반 유닛(U11)의 웨이퍼(W)를 연마 유닛(20)에 반입하고, 연마 유닛(20)에 의해 연마된 웨이퍼(W)를 노광 장치(3)에 송출하도록 전달 암(A8)을 제어한다. 그 후 제어 장치(100)는 노광 처리가 실시된 웨이퍼(W)를 노광 장치(3)로부터 받아들여서, 선반 유닛(U11)에 있어서의 처리 모듈(14)용의 셀에 배치하도록 전달 암(A8)을 제어한다.

다음으로 제어 장치(100)는 선반 유닛(U11)의 웨이퍼(W)를 처리 모듈(14) 내의 각 유닛에 반송하도록 반송 암(A3)을 제어하고, 이 웨이퍼(W)의 레지스트막에 현상 처리를 실시하도록 현상 유닛(U3) 및 열처리 유닛(U4)을 제어한다. 그 후 제어 장치(100)는 웨이퍼(W)를 선반 유닛(U10)으로 되돌리도록 반송 암(A3)을 제어하고, 이 웨이퍼(W)를 캐리어(C) 내로 되돌리도록 승강 암(A7) 및 전달 암(A1)을 제어한다. 이상으로 도포ㆍ현상 처리가 완료된다.

또한, 기판 처리 장치의 구체적인 구성은, 이상에 예시한 도포ㆍ현상 장치(2)의 구성에 한정되지 않는다. 기판 처리 장치는 연마 유닛(20)과, 이를 제어 가능한 제어 장치(100)를 구비하고 있으면 어떠한 것이어도 된다. 도포ㆍ현상 장치(2)는 노광 장치(3)에 의한 노광 처리 전에 있어서, 연마 유닛(20)에 의한 웨이퍼(W)의 연마 처리를 어느 타이밍에 행해도 된다. 예를 들어 도포ㆍ현상 장치(2)는 처리 모듈(11, 12)에 있어서의 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)에 의한 처리의 전후에서, 또는 처리 모듈(13)에 있어서의 도포 유닛(U1) 및 열처리 유닛(U2)에 의한 처리 전에, 웨이퍼(W)의 연마 처리를 행해도 된다. 도포ㆍ현상 장치(2)에 있어서, 캐리어 블록(4) 또는 처리 모듈(11, 12, 13) 내에 연마 유닛(20)이 배치되어 있어도 된다.

(연마 유닛)

계속해서, 도 3 내지 도 5의 (b)를 참조하여, 연마 유닛(20)의 상세 구성의 일례를 설명한다. 또한, 도 4, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에서는, 도 3에 도시되는 요소의 일부가 생략되어 있다. 도 3에 도시되는 연마 유닛(20)은 웨이퍼(W)에 있어서의 레지스트막이 형성되는 표면과는 반대측의 이면(주면)을 연마하는 장치이다. 연마 유닛(20)은 웨이퍼(W)의 이면을 미끄럼 이동 부재(예를 들어 지석)에 의해 연마함으로써, 웨이퍼(W)의 이면을 조면화한다. 연마 유닛(20)은 예를 들어 원형으로 형성된 웨이퍼(W)의 이면을 중심 영역과 외주 영역으로 나누어, 각각의 영역을 미끄럼 이동 부재에 의해 연마해도 된다. 중심 영역은, 평면으로 보아, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 임의로 설정된 반경을 갖는 원에 의해 구획되는 영역이며, 외주 영역은, 평면으로 볼 때의 웨이퍼(W)의 중심 영역 이외의 주연의 영역이다. 예를 들어 중심 영역의 반경은, 웨이퍼(W)의 반경 1/3 내지 1/2 정도로 설정되어도 된다. 중심 영역의 반경은, 일례로서 60 내지 70㎜ 정도이어도 된다.

연마 유닛(20)은 연마 시에 발생하는 이물을 제거하기 위해, 웨이퍼(W)의 이면을 연마한 후에 웨이퍼(W)의 이면을 세정한다. 본 실시 형태에서는, 특별히 설명이 없는 한 연마 처리에는, 웨이퍼(W)의 이면 연마 및 세정이 포함되는 것으로 하여 설명을 행한다. 연마 유닛(20)에 의한 연마 처리(연마)는, 예를 들어 노광 장치(3)에 마련되는 스테이지에 웨이퍼(W)를 설치할 때, 웨이퍼(W)의 이면과 당해 스테이지의 접촉 면적을 감소시키기 위해 행해진다. 연마 유닛(20)은 하우징(21)과, 기판 보유 지지 기구(30)와, 전환부(60)와, 조면화 기구(70)(연마부)를 구비한다.

하우징(21)은 기판 보유 지지 기구(30), 전환부(60) 및 조면화 기구(70)를 수용하고 있다. 하우징(21)은 내부 공간을 갖고 있으며, 예를 들어 대략 직육면체 형상으로 형성되어 있다. 하우징(21)의 일단부에 개구부가 마련되고, 전달 암(A8)이, 연마 유닛(20)에 웨이퍼(W)를 반입, 혹은 연마 유닛(20)으로부터 웨이퍼(W)를 반출한다. 또한, 이후에서는 설명의 편의를 위해, 평면으로 보아(연직 방향 상방으로 보는 것)에 있어서의 하우징(21)의 외연 중의 긴 변의 방향을 「전후 방향」, 짧은 변의 방향을 「좌우 방향」으로서 설명을 행한다.

기판 보유 지지 기구(30)는 웨이퍼(W)의 연마가 행해질 때, 웨이퍼(W)의 이면을 보유 지지한다. 구체적으로는, 웨이퍼(W)의 중심 영역의 연마(이하, 「중심 연마」라고 함)가 행해질 때 웨이퍼(W)의 외주 영역을 보유 지지하고, 웨이퍼(W)의 외주 영역의 연마(이하, 「외주 연마」라고 함)가 행해질 때 웨이퍼(W)의 중심 영역을 보유 지지하여 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 기판 보유 지지 기구(30)는 회전 보유 지지부(40)와, 주연 보유 지지부(50)를 구비한다.

회전 보유 지지부(40)는 웨이퍼(W)의 외주 연마가 행해질 때, 웨이퍼(W)의 이면에 있어서의 중심 영역을 보유 지지한다. 회전 보유 지지부(40)는 평면으로 보아 소정 위치에 고정되어 있어도 된다. 회전 보유 지지부(40)는 스핀 척(41)과, 샤프트(42)와, 회전 구동부(43)를 구비한다(도 4 참조).

스핀 척(41)은 웨이퍼(W)의 이면에 있어서의 중심 영역을 흡착함으로써, 웨이퍼(W)를 수평하게 지지한다. 예를 들어 스핀 척(41)은 부압에 의해 웨이퍼(W)를 흡착하도록 구성되어 있어도 된다. 샤프트(42)는 스핀 척(41)의 하방에 접속되어 있고, 연직 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 회전 구동부(43)는 샤프트(42)를 통하여 스핀 척(41)을 회전시키도록 구성되어 있다. 예를 들어 회전 구동부(43)는 회전 액추에이터이다. 회전 구동부(43)는 연직된 축선 Ax0 주위로 스핀 척(41)을 회전시킨다. 회전 구동부(43)에 의한 스핀 척(41)의 회전에 수반하여, 스핀 척(41)에 지지되어 있는 웨이퍼(W)가 축선 Ax0 주위로 회전한다.

주연 보유 지지부(50)는 웨이퍼(W)의 중심 연마가 행해질 때, 웨이퍼(W)의 이면에 있어서의 외주 영역을 보유 지지한다. 주연 보유 지지부(50)는 2개의 고정 척(53)을 구비한다. 2개의 고정 척(53)은 웨이퍼(W)의 이면에 있어서의 외주 영역을 흡착함으로써, 웨이퍼(W)를 수평하게 지지한다. 예를 들어 고정 척(53)은 부압에 의해 웨이퍼(W)를 흡착하도록 구성되어 있어도 된다. 2개의 고정 척(53)은 좌우 방향에 있어서 스핀 척(41)을 사이에 두도록, 스핀 척(41)의 좌우에 각각 배치되어 있다. 2개의 고정 척(53)은 좌우 방향에 있어서 웨이퍼(W)의 중심 위치를 2개의 고정 척(53)의 중간 위치에 일치시킨 상태에 있어서, 웨이퍼(W)의 외주 영역(주연)에 위치하도록 배치되어 있다.

전환부(60)는 웨이퍼(W)의 배치 상태를 전환한다. 구체적으로는, 전환부(60)는 웨이퍼(W)의 배치 상태를, 웨이퍼(W)의 중심 연마가 행해지도록 웨이퍼(W)가 배치된 상태, 또는 웨이퍼(W)의 외주 연마가 행해지도록 웨이퍼(W)가 배치된 상태로 전환한다. 본 실시 형태에서는, 전환부(60)는 웨이퍼(W)의 배치 상태를 전환하기 위해, 주연 보유 지지부(50)를 이동시킨다. 전환부(60)는 주연 보유 지지부(50)의 위치를, 웨이퍼(W)의 중심 연마가 행해지는 위치, 또는 웨이퍼(W)의 외주 연마가 행해지는 위치로 전환한다. 또한, 도 3 및 도 4에서는, 웨이퍼(W)의 외주 연마가 행해질 때의 주연 보유 지지부(50)의 배치 상태가 도시되어 있다. 전환부(60)는 수평 구동 기구(61)와, 승강 구동 기구(62)를 구비한다.

수평 구동 기구(61)는 고정 척(53)을 전후 방향을 따라서 왕복 이동시킨다. 예를 들어 수평 구동 기구(61)는 리니어 액추에이터를 포함하고 있다. 수평 구동 기구(61)는 고정 척(53)을 이동시킴으로써, 고정 척(53)에 지지되어 있는 웨이퍼(W)를 전후 방향을 따라서 이동시킨다. 구체적으로는, 수평 구동 기구(61)는 스핀 척(41) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하는 위치(이하, 「전달 위치」라고 함)와, 웨이퍼(W)의 중심 연마를 행하는 위치(이하, 「중심 연마 위치」라고 함) 사이에서 고정 척(53)을 이동시킨다.

승강 구동 기구(62)는 고정 척(53)을 승강시킨다. 예를 들어 승강 구동 기구(62)는 승강 액추에이터를 포함하고 있다. 승강 구동 기구(62)는 스핀 척(41)보다도 낮은 높이(이하, 「대기 높이」라고 함)와, 스핀 척(41)보다도 상방의 높이(이하, 「보유 지지 높이」라고 함) 사이에서 고정 척(53)을 승강시킨다. 승강 구동 기구(62)에 의해 고정 척(53)이 보유 지지 높이에 위치할 때, 고정 척(53)이 웨이퍼(W)를 보유 지지한다. 승강 구동 기구(62)에 의해 고정 척(53)이 대기 높이에 위치할 때, 스핀 척(41)이 웨이퍼(W)를 보유 지지한다.

조면화 기구(70)는 웨이퍼(W)의 이면을 조면화하는 기구이다. 구체적으로는, 기판 보유 지지 기구(30)에 보유 지지되어 있는 웨이퍼(W)의 이면을 연마하고, 연마된 후의 웨이퍼(W)의 이면을 세정한다. 조면화 기구(70)는 연마 기구(71)와, 세정 기구(72)(처리부)와, 선회 기구(74)를 구비한다.

연마 기구(71)는 웨이퍼(W)의 이면을 연마한다. 연마 기구(71)는 연마 헤드(75)와, 회전 기구(76)와, 회전 기구(77)와, 승강 기구(78)를 갖고 있다. 연마 헤드(75), 회전 기구(76), 회전 기구(77) 및 승강 기구(78)는 상방으로부터 이 차례로 배치되어 있다. 연마 헤드(75)는 웨이퍼(W)에 접촉하여 미끄럼 이동함으로써, 웨이퍼(W)를 연마하는 부재이다. 연마 헤드(75)는, 예를 들어 원통형 또는 원기둥형으로 형성되어 있다. 연마 헤드(75)의 상세 예는 후술한다.

회전 기구(76)는 연마 헤드(75)를 지지하여 회전시킨다. 구체적으로는, 회전 기구(76)는 연마 헤드(75)를 연직된 축선 Ax1(제1 축) 주위로 회전시키도록 구성되어 있다. 회전 기구(76)는 회전 스테이지(81)와 회전 구동부(82)(제1 구동부)를 구비한다.

회전 스테이지(81)는 연마 헤드(75)를 지지하고 있다. 회전 스테이지(81)는 원판상으로 형성되어 있어도 된다. 원판상의 회전 스테이지(81)의 중심 위치는, 축선 Ax1과 대략 일치하고 있어도 된다. 회전 스테이지(81)는 연마 헤드(75)를 지지하는 표면(지지면)이 수평 방향을 따르도록 배치되어 있다. 회전 스테이지(81)의 직경은, 일례로서 60㎜ 내지 70㎜ 정도이어도 된다. 회전 스테이지(81)의 직경은, 연마 헤드(75)의 외경 Dh(도 5의 (a) 참조)보다도 크다. 회전 스테이지(81) 상에는, 축선 Ax1(회전 스테이지(81)의 중심 위치)과 연마 헤드(75)의 중심 위치가 서로 다르도록, 연마 헤드(75)가 마련된다. 연마 헤드(75)의 중심 위치는, 축선 Ax1에 대하여 편심되어 있다. 예를 들어 회전 스테이지(81)의 지지면 중 주연부에, 평면으로 보아 연마 헤드(75)의 외연과 회전 스테이지(81)의 외연이 대략 일치하도록 연마 헤드(75)가 마련되어도 된다.

회전 구동부(82)는 축선 Ax1 주위로 회전 스테이지(81)를 회전시키도록 구성되어 있다. 회전 구동부(82)는 회전 스테이지(81)의 지지면과는 반대측의 이면에 접속되어 있다. 예를 들어 회전 구동부(82)는 회전 액추에이터이다. 회전 구동부(82)에 의해 회전 스테이지(81)가 회전함으로써, 연마 헤드(75)가 축선 Ax1 주위로 회전한다. 연마 헤드(75)의 외경 Dh는, 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위의 직경보다도 작다. 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위란, 회전 기구(76)의 구동에 의해 연마 헤드(75)의 연마면(웨이퍼(W)와의 접촉면)의 적어도 일부가 도달 가능한 범위이다. 환언하면, 연마 헤드(75)의 외경 Dh는, 회전 구동부(82)에 의한 연마 헤드(75)의 이동 궤적의 외연의 직경과 비교해서 작다. 연마 헤드(75)가 회전 스테이지(81)의 주연부에 위치하는 경우에, 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위(회전 구동부(82)에 의한 연마 헤드(75)의 이동 궤적)의 외연은, 회전 스테이지(81)의 외연과 대략 일치한다.

회전 기구(77)는 축선 Ax1에 평행한 축선 Ax2(제2 축) 주위의 원 궤도를 따라서 축선 Ax1을 이동시킨다. 예를 들어 회전 기구(77)는 회전 기구(76)를 지지하여 축선 Ax2 주위로 회전시키도록 구성되어 있다. 회전 기구(77)에 의해 회전 기구(76)가 축선 Ax2 주위로 회전함으로써, 연마 헤드(75)는 회전 기구(76)에 의해 회전하면서 축선 Ax2를 중심로 한 원 궤도를 따라서 이동한다. 가령 회전 기구(76)에 의한 연마 헤드(75)의 회전 동작을 정지한 상태에서 회전 기구(77)를 구동시키면, 연마 헤드(75)는 축선 Ax2를 중심으로 한 원주를 따라서 회전한다. 회전 기구(77)는 회전 스테이지(83)와 회전 구동부(84)(제2 구동부)를 구비한다.

회전 스테이지(83)는 회전 기구(76)(회전 구동부(82))를 지지하고 있다. 회전 스테이지(83)는 원판상으로 형성되어 있어도 된다. 원판상의 회전 스테이지(83)의 중심 위치는, 축선 Ax2와 대략 일치하고 있어도 된다. 평면으로 보아, 회전 스테이지(83)의 크기(면적)는 회전 기구(76)의 회전 스테이지(81)보다도 커도 된다. 회전 스테이지(83)는 회전 기구(76)를 지지하는 표면(지지면)이 수평 방향을 따르도록 배치되어 있다.

회전 구동부(84)는 회전 스테이지(83)를 축선 Ax2 주위로 회전시키도록 구성되어 있다. 회전 구동부(84)는 회전 스테이지(83)의 지지면과는 반대측의 이면에 접속되어 있다. 예를 들어 회전 구동부(84)는 회전 액추에이터이다. 회전 구동부(84)에 의해 회전 스테이지(83)가 회전함으로써, 축선 Ax2를 중심으로 한 원 궤도를 따라서 축선 Ax1이 이동한다.

회전 기구(76, 77)의 회전 구동에 의해, 평면으로 보아 연마 헤드(75)는 회전 스테이지(83)의 외연으로 구획되는 영역의 전역을 이동한다. 회전 기구(76)의 회전에 의해서도 회전 스테이지(81)는 이동하지 않으므로 회전 스테이지(81)는 자전하지만, 연마 헤드(75)의 중심 위치는 축선 Ax1에 대하여 편심되어 있으므로 연마 헤드(75)는 공전한다. 회전 스테이지(81)의 중심(축선 Ax1)은 축선 Ax2에 대하여 편심되어 있으므로, 회전 기구(77)의 회전에 의해서 회전 스테이지(81)는 자전하면서 축선 Ax2 주위로 공전한다.

연마 기구(71)는 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위 내에 축선 Ax2가 위치하도록 구성되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단일의 연마 헤드(75)가 회전 기구(76)(회전 스테이지(81)) 상에 마련되어도 된다. 혹은, 복수의 연마 헤드(75)가 회전 기구(76) 상에 마련되어도 된다. 연마 기구(71)에서는, 평면으로 보아 축선 Ax1을 중심으로 하여 비대칭이 되도록, 연마 헤드(75)가 회전 기구(76)에 마련되어도 된다. 평면으로 볼 때의 연마 헤드(75)의 크기(연마 헤드(75)의 외연으로 구획되는 영역의 면적)는 회전 스테이지(81)보다도 작아도 된다. 이 구성에 의해, 웨이퍼(W)의 연마 시의 어느 순간에 있어서 웨이퍼(W)와 접촉하는 미끄럼 이동 부재(연마 헤드(75))의 모든 접촉 부분의 최대 폭은, 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위의 외연과 비교해서 작아진다.

승강 기구(78)는 회전 기구(77)를 승강시킨다. 승강 기구(78)는 회전 기구(77)를 지지하고 있다. 예를 들어 승강 기구(78)는 승강 액추에이터를 포함하고 있다. 승강 기구(78)에 의해 회전 기구(76, 77)가 승강함으로써, 회전 기구(76)에 지지되어 있는 연마 헤드(75)가 승강한다.

세정 기구(72)는 연마 기구(71)에 의해 연마된 웨이퍼(W)의 이면을 세정한다. 세정 기구(72)는 세정 헤드(79)와, 회전 기구(96)와, 회전 기구(97)와, 승강 기구(98)를 갖고 있다. 회전 기구(96, 97) 및 승강 기구(98)는 각각 회전 기구(76, 77) 및 승강 기구(78)와 마찬가지의 기능 및 구성을 가지므로, 설명은 생략한다. 또한, 축선 Ax4, Ax5는 연마 기구(71)에 있어서의 축선 Ax1, Ax2에 각각 대응하고 있다. 세정 헤드(79)는 웨이퍼(W)에 미끄럼 이동함으로써, 웨이퍼(W)의 이면에 부착되어 있는 파티클을 제거한다. 예를 들어 세정 헤드(79)는 브러시에 의해 구성되어 있다. 세정 헤드(79)는 평면으로 보아 회전 기구(96)(회전 스테이지)와 대략 동일한 크기(면적)를 갖고 있어도 된다. 또한, 조면화 기구(70)는 세정 기구(72)에 대신하여, 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 연마와는 다른 세정 이외의 처리를 실시하는 처리부를 구비하고 있어도 된다.

선회 기구(74)는 웨이퍼(W)의 이면에 대한 연마 처리용의 위치(이하, 「처리 위치」라고 함)에 연마 기구(71)가 배치되는 상태와, 당해 처리 위치에 세정 기구(72)가 배치되는 상태를 전환한다. 선회 기구(74)는 축선 Ax1(축선 Ax2)과 평행한 축선 Ax3(제3 축)을 중심으로 한 원 궤도를 따라서 연마 기구(71) 및 세정 기구(72)를 이동시키도록 구성되어 있다. 선회 기구(74)는 축선 Ax3을 중심으로 한 원주의 일부를 이동 궤적으로 하여 축선 Ax2 및 축선 Ax5를 이동시키도록 구성되어 있다. 선회 기구(74)에 의해 연마 기구(71)가 축선 Ax3을 중심으로 한 원 궤도를 따라서 이동함으로써, 연마 헤드(75)는 축선 Ax3을 중심으로 한 원 궤도를 따라서 이동한다. 가령 회전 기구(76, 77)에 의한 연마 헤드(75)의 회전 동작을 정지한 상태에서 선회 기구(74)를 구동시키면, 연마 헤드(75)는 축선 Ax3을 중심으로 한 원주를 따라서 회전한다.

축선 Ax0(회전 보유 지지부(40)의 회전 중심)과 축선 Ax3(선회 기구(74)의 선회 중심)은, 스핀 척(41)에 웨이퍼(W)가 배치되어 있는 상태에 있어서, 당해 웨이퍼(W)의 외주 영역에 연마 기구(71) 및 세정 기구(72)를 배치하는 것이 가능한 간격만큼 이격되어 있다. 예를 들어, 축선 Ax0과 축선 Ax3 사이의 거리 L은, 회전 기구(76)가 스핀 척(41)에 가장 접근한 상태에 있어서, 회전 기구(76)의 회전 스테이지(81)의 주연부의 일부가 웨이퍼(W)의 중심 영역에 겹치도록 설정된다. 축선 Ax0 내지 Ax3이 전후 방향으로 차례로 나열한 경우에 있어서, 축선 Ax0과 축선 Ax3 사이의 거리 L은, 식 1의 조건을 충족하고 있다. 즉, 거리 L은, 거리 L1과 거리 L2의 2배의 값을 가산해서 얻어지는 거리보다도 작다. 거리 L이 식 1의 조건을 충족함으로써, 회전 기구(76)가 스핀 척(41)에 가장 접근한 상태에 있어서, 회전 기구(76)에 의해 회전 스테이지(81)가 회전하면, 연마 헤드(75)는 웨이퍼(W)의 중심 영역과 외주 영역을 걸친 범위를 이동한다.

L <L1+2×L2 … (1)

L1 : 축선 Ax2와 축선 Ax3 사이의 거리

L2 : 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위의 직경

선회 기구(74)는 선회 스테이지(86)와 선회 구동부(87)(제3 구동부)를 구비한다. 선회 스테이지(86)는 축선 Ax3 주위의 둘레 방향으로 나열하여 연마 기구(71) 및 세정 기구(72)를 지지한다. 환언하면 선회 스테이지(86) 상에 있어서, 연마 기구(71) 및 세정 기구(72)는 서로 이격되어 배치되어 있다. 선회 스테이지(86)는 원판상으로 형성되어 있어도 된다. 원판상의 선회 스테이지(86)의 중심 위치는, 축선 Ax3과 대략 일치하고 있어도 된다. 평면으로 보아, 선회 스테이지(86)의 크기(면적)는 회전 기구(77)의 회전 스테이지(83)보다도 커도 된다. 선회 스테이지(86) 상에는, 연마 기구(71) 및 세정 기구(72)의 승강 기구(78, 98)가 마련되어 있다. 선회 스테이지(86)는 승강 기구(78)를 지지하는 표면(지지면)이 수평 방향을 따르도록 배치되어 있다.

선회 구동부(87)는 선회 스테이지(86)를 축선 Ax3 주위로 회전시키도록 구성되어 있다. 선회 구동부(87)는 선회 스테이지(86)의 지지면과는 반대측의 이면에 접속되어 있다. 예를 들어 선회 구동부(87)는 회전 액추에이터이다. 선회 구동부(87)에 의해 선회 스테이지(86)가 축선 Ax3을 중심으로 한 원주를 따라서 이동함으로써, 선회 구동부(87)는 당해 원주를 따라서 축선 Ax2, Ax5를 이동시킨다. 이에 의해, 선회 구동부(87)는 축선 Ax3 주위의 원 궤도를 따라서, 축선 Ax2와 함께 세정 기구(72)를 이동시킨다.

도 4에서는, 축선 Ax1, Ax2, Ax3이 일직선 상으로 나열되어 있는 경우의 모식적인 연마 유닛(20)의 측면도가 도시되어 있다. 축선 Ax1과 축선 Ax2 사이의 간격 D1은, 축선 Ax2와 축선 Ax3 사이의 간격 D2보다도 짧아도 된다. 축선 Ax1과 축선 Ax2 사이의 간격 D1은, 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위의 반경 이하이어도 된다. 예를 들어, 본 실시 형태에 있어서 회전 스테이지(83)의 반경이, 회전 스테이지(81)의 직경보다도 작아도 된다.

도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는 연마 헤드(75)의 보다 상세한 구성을 예시하는 도면이다. 연마 헤드(75)는 웨이퍼(W)의 연마 처리가 행해질 때, 웨이퍼(W)의 이면과 접촉하여 웨이퍼(W)에 대하여 미끄럼 이동한다. 연마 헤드(75)는 지석에 의해 구성되어도 된다. 예를 들어 연마 헤드(75)는 다이아몬드 지석이어도 된다. 다이아몬드 지석으로서, 입도가 60000번인 다이아몬드가 사용되어도 된다.

연마 헤드(75)는 중공 원기둥형, 즉 평면으로 보아 링 형상(원환형)으로 형성되어 있어도 된다. 링 형상의 연마 헤드(75)의 중심 위치는, 링 중심에 의해 규정된다. 링 형상의 연마 헤드(75)는 평면으로 보아, 링 중심을 실질적으로 둘러싸도록 형성되어 있으면 되고, 원환 형상의 일부가 결여되어 있어도 된다. 일부가 결여되어 있는 원환형으로서, 링 형상의 연마 헤드(75)는 링 중심의 주위를 따라서 간격을 두고 배치된 복수(예를 들어 6개 이상)의 기둥체에 의해 구성되어도 된다. 또한, 연마 헤드(75)는 중실 원기둥형으로 형성되어 있어도 된다.

연마 헤드(75)의 외경 Dh는, 웨이퍼(W)의 반경 3% 내지 8% 정도의 크기여도 된다. 예를 들어 외경 Dh는, 5㎜ 내지 12㎜이어도 된다. 또는, 외경 Dh는 6㎜ 내지 11㎜이어도 된다. 혹은, 외경 Dh는 8㎜ 내지 10㎜이어도 된다. 연마 헤드(75)의 두께 Th는, 외경 Dh의 1/3 내지 1/2 정도이어도 된다. 연마 헤드(75)가 링 형상으로 형성되어 있는 경우, 당해 연마 헤드(75)의 내경은, 외경 Dh의 1/3 내지 2/3 정도이어도 된다. 연마 헤드(75)의 외경 Dh는, 연마 헤드(75)의 웨이퍼(W)와의 접촉면인 상면의 외경에 의해 규정되어도 된다.

조면화 기구(70)는 쿠션 부재(92)와, 설치 부재(93)를 더 포함해도 된다. 쿠션 부재(92)는 연마 헤드(75)와 회전 스테이지(81) 사이에 개재한다. 쿠션 부재(92)는 연마 헤드(75)보다도 유연한 부재로 구성된다. 쿠션 부재(92)는 연마 헤드(75)에 하방을 향하는 힘이 가해졌을 때, 연직 방향을 따라서 신축 변형할 정도의 경도를 갖는다. 예를 들어 쿠션 부재(92)는 스펀지 또는 고무에 의해 구성되어 있어도 된다. 쿠션 부재(92)는 웨이퍼(W)의 이면에 휨이 포함되는 경우에, 당해 휨에 연마 헤드(75)가 추종할 수 있도록 신축된다. 쿠션 부재(92)는 링 형상으로 형성되어 있다. 쿠션 부재(92)의 외경은, 외경 Dh와 동일 정도이어도 되고, 쿠션 부재(92)의 내경은, 연마 헤드(75)의 내경보다도 작아도 된다. 쿠션 부재(92)의 두께 Ts는, 연마 헤드(75)의 두께 Th보다도 작아도 된다. 두께 Ts는, 예를 들어 두께 Th의 1/3 이하이어도 되고, 두께 Th의 절반 이하이어도 된다. 예를 들어 연마 헤드(75)의 외경 Dh의 최댓값은, 쿠션 부재(92)의 신축에 의해 웨이퍼(W)의 휨에 추종할 수 있는 크기인지 여부를 검증하여 설정되어도 된다. 연마 헤드(75)의 외경 Dh의 최솟값은, 웨이퍼(W)의 연마 시에 연마 헤드(75)가 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 기울어지지 않는지 여부를 검증하여 설정되어도 된다.

설치 부재(93)는 연마 헤드(75) 및 쿠션 부재(92)를 회전 스테이지(81)에 설치한다. 설치 부재(93)는 축부(93c)와, 축부(93c)의 양단에 형성된 플랜지부(93a, 93b)를 갖는다. 축부(93c)는 쿠션 부재(92)와 회전 스테이지(81)의 주연부 구멍에 통과된다. 플랜지부(93a, 93b)는 연직 방향에 있어서 회전 스테이지(81)와 쿠션 부재(92)를 집는다. 이에 의해, 쿠션 부재(92)가 회전 스테이지(81) 상에 보유 지지된다. 또한, 플랜지부(93a)의 상면은 연마 헤드(75)의 하면에 접착되어 있다. 이에 의해, 연마 헤드(75)가 회전 스테이지(81) 상에 보유 지지된다. 설치 부재(93)는 2개의 부재에 의해 구성되어 있어도 된다. 설치 부재(93)에는, 연직 방향으로 관통하는 구멍이 형성되어 있다. 이에 의해, 링 형상의 연마 헤드(75) 및 설치 부재(93) 각각의 구멍에 의해서 연직 방향 상하로 개구하는 관통 구멍이 구성되고, 연마 시에 발생하는 연마 찌꺼기를 당해 관통 구멍으로부터 하방으로 배출할 수 있다.

(제어 장치(100))

이상과 같이 구성된 연마 유닛(20)은 제어 장치(100)에 의해 제어된다. 제어 장치(100)는 웨이퍼(W)의 중심 영역을 연마 헤드(75)에 연마시키는 중심 연마 제어와, 웨이퍼(W)의 외주 영역을 연마 헤드(75)에 연마시키는 외주 연마 제어를 실행하도록 구성되어 있다.

예를 들어 제어 장치(100)는 1개 또는 복수의 제어용 컴퓨터에 의해 구성된다. 예를 들어 도 6에 도시된 바와 같이, 제어 장치(100)는 회로(120)를 갖는다. 회로(120)는 1개 또는 복수의 프로세서(121)와, 메모리(122)와, 스토리지(123)와, 입출력 포트(124)를 갖는다. 스토리지(123)는 예를 들어 하드 디스크 등, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체를 갖는다. 기억 매체는, 후술하는 기판 처리 수순을 연마 유닛(20)에 실행시키기 위한 프로그램을 기억하고 있다. 기억 매체는 불휘발성의 반도체 메모리, 자기 디스크 및 광 디스크 등의 취출 가능한 매체이어도 된다. 메모리(122)는 스토리지(123)의 기억 매체로부터 로드한 프로그램 및 프로세서(121)에 의한 연산 결과를 일시적으로 기억한다. 프로세서(121)는 메모리(122)와 협동해서 상기 프로그램을 실행함으로써, 상술한 각 기능 모듈을 구성한다. 입출력 포트(124)는 프로세서(121)로부터의 지령에 따라서, 기판 보유 지지 기구(30), 전환부(60) 및 조면화 기구(70) 사이에서 전기 신호의 입출력을 행한다.

또한, 제어 장치(100)의 하드웨어 구성은, 반드시 프로그램에 의해 각 기능 모듈을 구성하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어 제어 장치(100)의 각 기능 모듈은, 전용의 논리 회로 또는 이를 집적한 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)에 의해 구성되어 있어도 된다.

제어 장치(100)의 스토리지(123)에는, 웨이퍼(W)에 대한 연마 동작 지령 및 세정 동작 지령이 기억되어 있어도 된다. 예를 들어 연마 동작 지령에는, 중심 연마에 관한 동작 지령, 외주 연마에 관한 동작 지령 및 세정 동작에 관한 동작 지령이 포함되어도 된다. 중심 연마에 관한 동작 지령에는, 회전 기구(76, 77)의 회전 속도 및 연마 시간에 관한 정보가 포함되어도 된다. 외주 연마에 관한 동작 지령에는, 회전 기구(76, 77)의 회전 속도, 웨이퍼(W)(회전 구동부(43))의 회전 속도, 그리고 선회 구동부(87)에 의한 이동 속도가 포함되어도 된다.

[기판 처리 방법]

계속해서, 도 7을 참조하여, 기판 처리 방법의 일례로서, 연마 유닛(20)에 있어서 실행되는 연마 및 세정의 처리 수순예를 설명한다. 또한, 초기 상태에 있어서 고정 척(53)은 대기 위치 및 대기 높이에 배치되어 있는 것으로서 설명을 행한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제어 장치(100)는 먼저 스텝 S01, S02를 실행한다. 스텝 S01에서는, 제어 장치(100)가 연마 처리의 대상인 웨이퍼(W)를 연마 유닛(20)에 반입하도록 전달 암(A8)을 제어한다. 예를 들어 제어 장치(100)는 전달 암(A8)에 의해 웨이퍼(W)를 스핀 척(41)에 적재시킨다. 그리고, 스텝 S02에서는, 제어 장치(100)가 승강 구동 기구(62)에 의해 고정 척(53)을 대기 높이로부터 보유 지지 높이까지 상승시킴으로써, 고정 척(53) 상에 웨이퍼(W)를 적재시킨 후, 고정 척(53)에 웨이퍼(W)의 외주 영역을 보유 지지시킨다. 그 후, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어 장치(100)는 수평 구동 기구(61)에 의해 고정 척(53)을 대기 위치로부터 중심 연마 위치까지 이동시킨다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S03을 실행한다. 스텝 S03에서는, 제어 장치(100)가 주연 보유 지지부(50)에 의해 보유 지지되어 있는 웨이퍼(W)의 중심 영역을 조면화 기구(70)에 연마시키는 중심 연마 제어를 실행한다. 예를 들어 제어 장치(100)는 주연 보유 지지부(50)에 웨이퍼(W)를 보유 지지시킨 상태에서, 회전 기구(76, 77)에 의해 연마 헤드(75)를 회전 구동시키면서 웨이퍼(W)의 중심 영역을 미끄럼 이동시킨다. 중심 연마 제어의 상세는 후술한다. 스텝 S03의 실행 후, 제어 장치(100)는 선회 구동부(87)에 의해, 연마 처리용의 처리 위치에 연마 기구(71)(연마 헤드(75))가 배치되는 상태로부터, 당해 처리 위치에 세정 기구(72)(세정 헤드(79))가 배치되는 상태로 전환해도 된다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S04를 실행한다. 스텝 S04에서는, 제어 장치(100)가 주연 보유 지지부(50)에 의해 보유 지지되어 있는 웨이퍼(W)의 중심 영역을 조면화 기구(70)에 세정시키는 중심 세정 제어를 실행한다. 예를 들어 제어 장치(100)는 주연 보유 지지부(50)에 웨이퍼(W)를 보유 지지시킨 상태에서, 회전 기구(96, 97)에 의해 세정 헤드(79)를 회전 구동시키면서 웨이퍼(W)의 중심 영역을 미끄럼 이동시킨다. 중심 세정 제어에 있어서의 세정 헤드(79)의 구동 수순은, 중심 연마 제어에 있어서의 연마 헤드(75)의 구동 수순과 동일하다. 제어 장치(100)는 세정 헤드(79)의 구동 중에, 도시하지 않은 세정수 공급부에 의해 웨이퍼(W)의 이면에 세정수를 공급해도 된다. 스텝 S04의 실행 후, 제어 장치(100)는 선회 구동부(87)에 의해, 처리 위치에 세정 기구(72)(세정 헤드(79))가 배치되는 상태로부터, 당해 처리 위치에 연마 기구(71)(연마 헤드(75))가 배치되는 상태로 전환해도 된다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S05를 실행한다. 스텝 S05에서는, 제어 장치(100)가 전환부(60)에 의해 주연 보유 지지부(50)(고정 척(53))에 의해 보유 지지되어 있는 웨이퍼(W)를 이동시킨다. 예를 들어 제어 장치(100)는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 전환부(60)의 수평 구동 기구(61)를 구동시킴으로써, 웨이퍼(W)를 보유 지지하고 있는 고정 척(53)을 중심 연마 위치로부터 전달 위치까지 이동시킨다. 그리고, 제어 장치(100)는 고정 척(53)에 의한 웨이퍼(W)의 흡착을 해제시키면서, 승강 구동 기구(62)를 구동하여 고정 척(53)을 보유 지지 높이로부터 대기 높이까지 하강시킨다. 이에 의해, 웨이퍼(W)는 스핀 척(41)에 적재된다. 제어 장치(100)는 웨이퍼(W)가 스핀 척(41)에 적재된 후에, 스핀 척(41)에 웨이퍼(W)를 흡착시킨다. 이에 의해, 회전 보유 지지부(40)는 웨이퍼(W)의 이면 중심 영역을 보유 지지한다. 스텝 S05에 있어서, 전환부(60)가 주연 보유 지지부(50)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 중심 영역에 축선 Ax2가 배치되는 상태와, 회전 보유 지지부(40)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 외주 영역에 축선 Ax2가 배치되는 상태를 전환한다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S06을 실행한다. 스텝 S06에서는, 제어 장치(100)가 회전 보유 지지부(40)에 의해 회전하고 있는 웨이퍼(W)의 외주 영역을 조면화 기구(70)에 의해 연마시키는 외주 연마 제어를 실행한다. 예를 들어 제어 장치(100)는 회전 보유 지지부(40)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)의 이면에 연마 헤드(75)를 미끄럼 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 외주 영역을 연마 시킨다. 외주 연마 제어의 상세는 후술한다. 스텝 S06의 실행후, 제어 장치(100)는 선회 구동부(87)에 의해, 처리 위치에 연마 기구(71)(연마 헤드(75))가 배치되는 상태로부터, 당해 처리 위치에 세정 기구(72)(세정 헤드(79))가 배치되는 상태로 전환해도 된다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S07을 실행한다. 스텝 S07에서는, 제어 장치(100)가 회전 보유 지지부(40)에 의해 회전하고 있는 웨이퍼(W)의 외주 영역을 조면화 기구(70)에 세정시키는 외주 세정 제어를 실행한다. 예를 들어 제어 장치(100)는 회전 보유 지지부(40)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)의 이면에 세정 헤드(79)를 미끄럼 이동시킴으로써, 웨이퍼(W)의 외주 영역을 세정시킨다. 외주 세정 제어에 있어서의 세정 헤드(79)의 구동 수순(미끄럼 이동시키는 방식)은 외주 연마 제어에 있어서의 연마 헤드(75)의 구동 수순과 동일하다. 제어 장치(100)는 세정 헤드(79)가 웨이퍼(W)에 대하여 미끄럼 이동하고 있는 동안에, 도시하지 않은 세정수 공급부에 의해 웨이퍼(W)의 이면에 세정수를 공급해도 된다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S08을 실행한다. 스텝 S08에서는, 제어 장치(100)가 연마 및 세정(연마 처리)이 종료된 웨이퍼(W)를 연마 유닛(20)으로부터 반출시킨다. 예를 들어 제어 장치(100)는 전달 암(A8)을 제어함으로써, 반출 대상의 웨이퍼(W)를 연마 유닛(20)으로부터 외부로 반출시킨다. 이상의 스텝 S01 내지 08이 실행됨으로써, 1매의 웨이퍼(W)에 대한 연마 처리 포함하는 일련의 처리가 종료된다. 제어 장치(100)는 웨이퍼(W)마다 스텝 S01 내지 S08을 반복한다.

도 9의 (a)에는, 중심 연마 제어의 일례를 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 중심 연마 제어에 있어서, 먼저 제어 장치(100)는 스텝 S31을 실행한다. 스텝 S31에서는, 예를 들어 제어 장치(100)가 선회 기구(74)에 의해 축선 Ax2를 이동시킴으로써, 축선 Ax2(연마 기구(71))를 초기 위치에 배치한다. 제어 장치(100)는 연마 기구(71)가 고정 척(53)에 보유 지지되어 있는 웨이퍼(W)의 중심 영역에 위치하도록, 연마 기구(71)를 초기 위치에 배치해도 된다. 연마 기구(71)가 초기 위치에 배치되어 있는 상태에 있어서, 축선 Ax2와 고정 척(53)에 보유 지지되어 있는 웨이퍼(W)의 중심이 대략 일치하고 있어도 된다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S32를 실행한다. 스텝 S32에서는, 예를 들어 제어 장치(100)가 회전 기구(76, 77)에 의한 연마 헤드(75)의 회전 구동을 개시한다. 즉, 제어 장치(100)는 축선 Ax1을 중심으로 하여 연마 헤드(75)를 회전시키면서, 축선 Ax2를 중심으로 한 원 궤도를 따라서 축선 Ax1(회전 스테이지(81))을 이동시킨다. 예를 들어, 제어 장치(100)는 스토리지(123)에 기억되어 있는 회전 동작 지령에 기초하여, 소정의 회전 속도(회전수)로 회전 스테이지(81, 83)가 각각 회수하도록 회전 구동부(82, 84)를 구동시킨다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S33, S34를 실행한다. 스텝 S33에서는, 예를 들어 제어 장치(100)가 연마 헤드(75)를 회전 구동시키면서, 연마 헤드(75)가 웨이퍼(W)의 이면에 접촉할 때까지 승강 기구(78)에 의해 연마 헤드(75)를 상승시킨다. 연마 헤드(75)가 회전 구동하면서 웨이퍼(W)에 접촉함으로써, 연마 헤드(75)가 웨이퍼(W)에 대하여 미끄럼 이동하여 웨이퍼(W)의 이면을 연마한다. 스텝 S34에서는, 예를 들어 제어 장치(100)가 회전 기구(76, 77)에 의한 회전을 정지함으로써, 연마 헤드(75)의 회전 구동을 정지한다. 예를 들어 제어 장치(100)는 연마 헤드(75)가 웨이퍼(W)에 접촉하고 나서 소정 시간 경과 후에, 연마 헤드(75)의 회전 구동을 정지해도 된다.

도 9의 (b)에는, 외주 연마 제어의 일례를 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 외주 연마 제어에서는, 먼저 제어 장치(100)는 스텝 S61을 실행한다. 스텝 S61에서는, 예를 들어 제어 장치(100)가 선회 기구(74) 및 회전 기구(76, 77)에 의해서 연마 헤드(75)를 초기 위치에 배치한다. 예를 들어 초기 위치는, 축선 Ax1과 축선 Ax3 사이의 간격 D3이, 축선 Ax2와 축선 Ax3 사이의 간격 D2보다도 커지고, 연마 헤드(75)의 적어도 일부가 웨이퍼(W)의 중심 영역에 겹치도록 설정되어 있다. 초기 위치는, 연마 헤드(75)가 축선 Ax3으로부터 가장 멀어지도록 설정되어 있어도 된다. 또한, 스텝 S61은, 상술한 스텝 S05의 처리와 병행해서 행해져도 된다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S62를 실행한다. 스텝 S62에서는, 예를 들어 제어 장치(100)가 회전 구동부(43)에 의한 웨이퍼(W)의 회전을 개시한다. 제어 장치(100)는 스토리지(123)에 기억되어 있는 동작 지령에 기초하여, 소정의 회전 속도로 회전 구동부(43)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시킨다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S63을 실행한다. 스텝 S63에서는, 예를 들어 제어 장치(100)가, 연마 헤드(75)가 웨이퍼(W)에 접촉할 때까지 승강 기구(78)에 의해 연마 헤드(75)를 상승시킨다. 이 예에서는, 제어 장치(100)는 회전 기구(76, 77)에 의한 연마 헤드(75)의 회전 구동을 정지한 상태에서, 연마 헤드(75)를 상승시켜서, 회전하고 있는 웨이퍼(W)의 외주 영역에 접촉시킨다.

다음에, 제어 장치(100)는 스텝 S64, 65를 실행한다. 스텝 S64에 있어서, 제어 장치(100)는 웨이퍼(W)의 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시키도록 선회 기구(74) 및 회전 기구(76, 77)(조면화 기구(70))를 제어한다. 웨이퍼(W)의 외주 영역을 횡단하는 궤적(이하, 「횡단 궤적」이라고 함)이란, 웨이퍼(W)의 중심 영역의 임의의 점으로부터 웨이퍼(W)의 외부 영역(이하, 「웨이퍼 외부 영역」이라고 함)까지 연장되는 선이다. 제어 장치(100)는 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시킬 때, 축선 Ax1과 축선 Ax3 사이의 간격 D3이 축선 Ax2와 축선 Ax3 사이의 간격 D2보다도 큰 상태를 유지하도록 조면화 기구(70)를 제어해도 된다. 예를 들어 제어 장치(100)는 회전 기구(76, 77)에 의한 회전 구동을 정지한 상태에서 연마 헤드(75)가 횡단 궤도를 따라서 이동하도록 선회 기구(74)를 구동해도 된다. 스텝 S61에 있어서, 간격 D3이 간격 D2보다도 큰 상태로 연마 기구(71)(축선 Ax1, Ax2)가 배치되어 있으므로, 회전 기구(76, 77)를 고정해 두면, 간격 D3이 간격 D2보다도 큰 상태가 유지된다.

제어 장치(100)는 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시킬 때, 선회 기구(74)에 의한 구동에 회전 기구(76, 77)에 의한 연마 헤드(75)의 움직임을 조합하여, 연마 헤드(75)의 이동 궤적을 조정해도 된다. 또한, 제어 장치(100)는 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시킬 때, 회전 기구(76) 및 회전 기구(77)의 적어도 한쪽에 의한 회전 동작을 반복해도 된다. 이 경우, 연마 헤드(75)는 횡단 궤적과 평행한 방향 및 직교하는 방향으로 진동하면서 횡단 궤적을 따라서 이동하게 된다. 그리고, 스텝 S65에 있어서, 제어 장치(100)가 선회 기구(74)에 의한 연마 헤드(75)의 횡단 궤적을 따른 이동이 웨이퍼(W)의 중심 영역으로부터 웨이퍼 외부 영역을 향하여 편도분 종료되면, 웨이퍼(W)의 회전 구동을 정지한다.

또한, 외주 연마 제어에 있어서, 제어 장치(100)는 웨이퍼 외부 영역으로부터 중심 영역을 향하여 편도분만큼, 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시키도록 선회 기구(74) 및 회전 기구(76, 77)를 제어해도 된다. 혹은, 제어 장치(100)는 웨이퍼(W)의 중심 영역과 웨이퍼 외부 영역 사이를, 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 왕복 이동시키도록 선회 기구(74) 및 회전 기구(76, 77)를 제어해도 된다. 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 왕복 이동시키는 경우, 제어 장치(100)는 웨이퍼 외부 영역으로부터 중심 영역을 향하여 이동한 연마 헤드(75)를 웨이퍼 외부 영역을 향하여 방향 전환할 때, 웨이퍼(W)와는 겹치지 않는 위치에 있어서 연마 헤드(75)의 이동 방향을 반전시켜도 된다. 이에 의해, 방향 전환 시의 연마 헤드(75)의 이동 방향의 반전 동작에 기인하여 연마 헤드(75)가 웨이퍼(W)의 특정 개소에 오래 체재해 버리는 것이 억제된다.

여기서, 도 10을 참조하여, 상기 스텝 S64의 외주 연마 시에 있어서의 횡단 궤적을 따른 연마 헤드(75)의 이동 동작에 대해서 다른 동작의 예도 포함해서 설명한다. 도 10의 표에 나타내어지는 3개의 예에서는, 모두 연마 헤드(75)를 횡단 궤적을 따라서 이동시킨 경우의 동작이 예시되어 있다. 제어 장치(100)는 연마 헤드(75)를, 이동 속도가 소정의 범위로 유지되도록 횡단 궤적을 따라서 이동시켜도 된다. 예를 들어 제어 장치(100)는 연마 헤드(75)(축선 Ax1)를 이동 속도가 일정해지도록 횡단 궤적을 따라서 이동시켜도 된다.

도 10에 있어서의 「공전 동작」으로 표시되는 동작에서는, 제어 장치(100)가 회전 구동부(84)를 구동 제어하고 연마 헤드(75)를 축선 Ax2 주위로 회전 동작시킴으로써, 연마 헤드(75)를 횡단 궤적을 따라서 이동시키고 있다. 예를 들어 조면화 기구(70)가 세정 기구(72)를 구비하고 있지 않은 경우, 조면화 기구(70)는 선회 기구(74)를 구비하고 있지 않아도 된다. 이 경우에, 제어 장치(100)는 회전 기구(76, 77)를 제어함으로써 연마 헤드(75)를 횡단 궤적을 따라서 이동시켜도 된다.

도 10에 있어서의 「선회 동작」으로 표시되는 동작에서는, 제어 장치(100)가 선회 구동부(87)를 구동 제어하고 축선 Ax3을 선회 중심으로 하여 연마 기구(71)를 선회 동작시킴으로써, 연마 헤드(75)를 횡단 궤적을 따라서 이동시키고 있다. 이 선회 동작이, 상술한 스텝 S64에 있어서의 제어 장치(100)의 처리에 대응하고 있다.

도 10에 있어서의 「직진 동작」으로 표시되는 동작에서는, 연마 헤드(75)(축선 Ax2)를 웨이퍼(W)의 반경 방향에 대략 직선상으로 이동시킴으로써, 연마 헤드(75)가 횡단 궤적을 따라서 이동하고 있다. 즉, 이 경우, 횡단 궤적과 웨이퍼(W)의 반경 방향이 대략 일치하고 있다. 이 동작을 행하기 위해, 예를 들어 연마 유닛(20)은 선회 기구(74)를 대신하여, 전후 방향으로 연마 기구(71)를 이동시키기 위한 직진 이동 기구를 구비하고 있어도 된다. 이 직진 이동 기구는, 연마 기구(71)를 지지하는 이동 스테이지와, 당해 이동 스테이지(축선 Ax2)를 전후 방향으로 왕복 이동시키는 직진 구동부(제3 구동부)를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어 제어 장치(100)는 외주 연마 제어의 실행 시에 있어서, 연마 헤드(75), 회전 기구(76, 77) 및 상기 직진 구동부로 구성되는 연마부를 제어함으로써, 연마 헤드(75)(축선 Ax2)를 횡단 궤적을 따라서 이동시켜도 된다. 예를 들어, 직진 이동 기구는 이동 스테이지가 승강 기구(78)를 지지하도록 배치되어도 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 공전 동작, 선회 동작 및 직진 동작은, 이 차례로, 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따른 궤적에 근접하게 되어 있다. 제어 장치(100)는 선회 기구(74) 및 회전 기구(77)를 제어함으로써, 연마 헤드(75)의 이동을 공전 동작과 선회 동작의 조합에 의해 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따른 궤적에 접근해도 된다.

(본 실시 형태의 효과)

본 실시 형태에 따른 도포ㆍ현상 장치(2)는 웨이퍼(W)의 주면을 연마하는 연마 헤드(75)와, 축선 Ax1 주위로 연마 헤드(75)를 회전시키는 회전 구동부(82)와, 축선 Ax1에 평행한 축선 Ax2 주위의 원 궤도를 따라서 축선 Ax1을 이동시키는 회전 구동부(84)를 갖는 조면화 기구(70)를 구비한다. 연마 헤드(75)의 중심 위치는, 축선 Ax1과 다르다. 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위의 직경과 비교하여 연마 헤드(75)의 외경이 작다.

예를 들어 회전 스테이지(81)와 동일 정도의 면적을 갖는 중실 원기둥형의 연마 헤드에 의해 웨이퍼(W)의 이면을 연마하는 것도 생각된다. 이 구성에서는, 연마 시의 어느 순간에 있어서 연마 헤드가 웨이퍼(W)에 접촉하고 있는 면적이 비교적 커지고, 연마 헤드 내에 있어서 웨이퍼(W)에 대한 접촉 상태에 의한 연마의 정도가 다른 개소가 발생하기 쉬워진다. 웨이퍼(W)에 휨이 포함되어 있는 경우, 연마 헤드가 당해 휨에 추종할 수 없는 경우가 있다. 그 결과로서, 연마의 정도가 서로 다른 연마 불균일이 발생할 우려가 있다. 이에 반해, 상기 도포ㆍ현상 장치(2)에서는, 연마 헤드(75)의 외경 Dh는, 회전 구동부(82)에 의한 연마 헤드(75)의 이동 궤적의 외연의 직경과 비교해서 작으므로, 연마 헤드(75)가 편측 접촉하기 어렵다. 이 때문에, 연마 헤드(75) 내에 있어서 대략 균일한 접촉 상태에서 웨이퍼(W)에 접촉하여 웨이퍼(W)를 연마할 수 있다. 그 결과, 도포ㆍ현상 장치(2)에서는, 웨이퍼(W)를 연마했을 때 발생하는 연마 불균일을 축소하는 것이 가능하게 된다.

또한 도포ㆍ현상 장치(2)에서는, 연마 헤드(75)의 중심 위치가 축선 Ax1에 대하여 편심되어 있다. 이에 의해, 편측 접촉하기 어려운 작은 외경의 연마 헤드(75)이어도, 연마 헤드(75)의 중심 위치를 축선 Ax1에 대략 일치시킨 경우에 비해, 연마 헤드(75)를 넓은 범위로 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 연마 상태의 균일성과 생산 효율의 양립을 도모하는 것이 가능하게 된다. 또한, 연마 헤드(75)의 중심 위치가 축선 Ax1과 대략 일치하고 있는 경우라도, 상기의 적어도 연마 불균일의 축소에는 유효하므로, 연마 헤드(75)의 중심 위치가 축선 Ax1에 대하여 편심되어 있는 것은 필수적이지 않다.

도포ㆍ현상 장치(2)에서는, 연마 헤드(75)의 외경 Dh는 5㎜ 내지 12㎜이다. 외경 Dh가 12㎜ 이하임으로써, 연마 헤드(75)가 편측 접촉한 상태에서 웨이퍼(W)에 접촉(미끄럼 이동)하는 것이 억제된다. 또한, 외경 Dh가 5㎜ 이상임으로써, 웨이퍼(W)에 연마 헤드(75)가 접촉했을 때 연마 헤드(75)가 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 너무 기울어져, 연마 헤드(75)가 편측 접촉해 버리는 것이 억제된다. 그 결과, 웨이퍼(W)를 연마했을 때 발생하는 연마 불균일을 축소하는 것이 가능하게 된다.

도포ㆍ현상 장치(2)에서는, 연마 헤드(75)는 링 형상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 연마 시의 연마 헤드의 기울기를 억제하면서, 동일한 외경을 갖는 중실 원기둥형의 연마 헤드와 비교하여, 연마 헤드(75)에 있어서의 웨이퍼(W)의 접촉 면적을 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 연마 헤드(75)의 연마면 전체를 보다 견고하게 웨이퍼(W)에 접촉시킬 수 있으므로, 웨이퍼(W)를 연마했을 때 발생하는 연마 불균일을 보다 축소하는 것이 가능하게 된다.

도포ㆍ현상 장치(2)에서는, 축선 Ax1과 축선 Ax2 사이의 간격 D1은, 축선 Ax1 주위의 연마 헤드(75)의 가동 범위의 반경 이하이다. 이 경우, 중심 연마가 행해질 때, 회전 기구(76, 77)에 의해 연마 헤드(75)를 회전 구동시킴으로써, 축선 Ax2를 이동 시키지 않고 웨이퍼(W)의 중심 영역의 전역을 연마하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 생산 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

도포ㆍ현상 장치(2)는 웨이퍼(W)의 중심 영역을 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부(40)와, 웨이퍼(W)의 외주 영역을 보유 지지하는 주연 보유 지지부(50)와, 주연 보유 지지부(50)에 웨이퍼(W)를 보유 지지시키면서 웨이퍼(W)의 중심 영역을 연마 헤드(75)에 의해 연마시키는 중심 연마 제어와, 회전 보유 지지부(40)에 의해 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)의 외주 영역을 연마 헤드(75)에 연마시키는 외주 연마 제어를 실행하는 제어 장치(100)를 더 구비한다. 외주 연마 제어에 있어서, 제어 장치(100)는 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시키도록 조면화 기구(70)를 제어한다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 반경 방향에 있어서 한 곳에 연마 헤드(75)가 머무르지 않고 외주 연마가 행해지므로, 웨이퍼(W)를 연마했을 때의 연마 불균일을 축소하는 것이 가능하게 된다.

조면화 기구(70)는 축선 Ax2를 이동시키는 선회 구동부(87) 또는 직진 이동 기구를 더 구비한다. 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시킬 때, 제어 장치(100)는 선회 구동부(87) 또는 직진 이동 기구에 의해 축선 Ax2를 이동시키도록 조면화 기구(70)를 제어한다. 이 경우, 회전 기구(76, 77)에 의해 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시키는 것보다도, 웨이퍼(W)의 반경 방향에 의해 가까운 궤적으로 연마 헤드(75)가 이동하므로, 보다 연마 불균일을 축소하는 것이 가능하게 된다.

선회 구동부(87)는 축선 Ax2에 평행한 축선 Ax3 주위의 원 궤도를 따라서 축선 Ax2를 이동시킨다. 이 경우, 선회 구동부(87)에 의해 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)가 이동하므로 연마 유닛(20)의 구조를 간략화하는 것이 가능하게 된다.

조면화 기구(70)는 웨이퍼(W)의 이면에 대하여 연마와는 다른 처리를 실시하는 세정 기구(72)를 더 구비한다. 선회 구동부(87)는 축선 Ax2와 함께 세정 기구(72)를 이동시키도록 구성되어 있다. 제어 장치(100)는 선회 구동부(87)에 의해, 소정의 처리 위치에 연마 헤드(75)가 배치되는 상태와, 처리 위치에 세정 기구(72)가 배치되는 상태를 전환한다. 이 구성에서는, 연마 기구(71) 및 연마와는 다른 처리를 행하는 기구의 배치 위치를 전환하는 선회 구동부(87)를 이용하여, 횡단 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시킬 수 있다. 이로 인해, 연마 유닛(20)의 구조가 보다 간소화된다.

도포ㆍ현상 장치(2)에서는, 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시킬 때, 제어 장치(100)는 축선 Ax1과 축선 Ax3 사이의 간격 D3이, 축선 Ax2와 축선 Ax3 사이의 간격 D2보다도 큰 상태가 유지되도록 선회 기구(74) 및 회전 기구(76, 77)를 제어한다. 이 경우, 축선 Ax3을 중심으로 한 원 궤도에 있어서의 연마 헤드(75)의 이동 궤적의 반경이 커지므로, 선회 기구(74)에 의한 연마 헤드(75)의 이동을 웨이퍼(W)의 반경 방향에 의해 접근할 수 있다. 이로 인해, 당해 반경 방향에 있어서의 연마의 정도의 차를 보다 축소할 수 있다.

도포ㆍ현상 장치(2)에서는, 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 연마 헤드(75)를 이동시킬 때, 제어 장치(100)는 회전 구동부(84)에 의해서 축선 Ax1을 이동시키도록 회전 기구(76, 77)를 제어한다. 회전 기구(77)를 사용해서 연마 헤드(75)를 횡단 궤적을 따라서 이동시키는 경우, 예를 들어 외주 연마를 행할 때는 선회 기구(74)가 불필요하게 되어 연마 유닛(20)의 구조를 간략화하는 것이 가능하게 된다. 혹은, 선회 기구(74)에 추가하여 회전 기구(77)를 사용해서 연마 헤드(75)를 횡단 궤적을 따라서 이동시키는 경우, 웨이퍼(W)의 반경 방향으로 접근하도록 연마 헤드(75)의 이동 궤적을 조정하는 것이 가능하게 된다.

도 11에는, 웨이퍼(W)의 이면의 연마 처리에 대한 평가 결과의 일례가 도시되어 있다. 비교예에서는, 연마 헤드로서, 회전 구동부(82)에 의한 연마 헤드의 이동 궤적의 외연과 대략 동일한 외경(65㎜)을 갖는 연마 헤드를 사용해서 검증을 행하였다. 실시예에서는, 연마 헤드로서, 회전 구동부(82)에 의한 연마 헤드의 이동 궤적의 외형보다도 작은 외경(9㎜)을 갖는 연마 헤드(75)를 사용해서 검증을 행하였다. 또한, 비교예에서는 공전 동작에 의해 반경 방향을 따라서 연마 헤드를 이동시키고, 실시예에서는 선회 동작에 의해 반경 방향을 따라서 연마 헤드를 이동시켜서 검증을 행하였다. 또한, 비교예 및 실시예 모두, 각각 동일한 조건에서 2매의 웨이퍼(W)에 대하여 연마 처리 결과를 검증하였다.

검증 방법으로서, 연마 후의 웨이퍼(W)의 연마된 면의 화상 정보를 취득하여 당해 화상 정보로부터 연마의 정도를 나타내는 지표값을 웨이퍼(W)의 반경 방향을 따라서 취득하였다. 비교예에 있어서, 1매의 웨이퍼(W)에 있어서의 지표값의 변화를 확인하면, 지표값이 반경 방향에 있어서 변동되어 있음을 알 수 있다. 또한, 1매째의 웨이퍼(W)와 2매째의 웨이퍼(W)를 비교하면, 다른 웨이퍼(W) 사이에 있어서 서로의 지표값의 차가 크고, 지표값의 변화 경향이 서로 다름을 알 수 있다. 이에 반해, 실시예에 있어서, 1매의 웨이퍼(W)에 있어서의 지표값의 변화를 확인하면, 비교예와 비교해서 지표값의 반경 방향에 있어서의 변동이 작음을 알 수 있다. 또한, 1매째의 웨이퍼(W)와 2매째의 웨이퍼(W)로, 지표값의 변화 경향의 차가 비교예에 비해 작음을 알 수 있다. 즉, 상술한 도포ㆍ현상 장치(2)(연마 유닛(20))가 연마 불균일의 축소에 유효함을 알 수 있다.

이상, 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 개시는 반드시 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 처리 대상의 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, 예를 들어 유리 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 등이어도 된다.

또한, 상술한 구체예는 이하의 구성도 포함하고 있다.

(부기 1)

기판의 주면을 연마하는 연마 헤드와, 제1 축 주위로 상기 연마 헤드를 회전시키는 제1 구동부와, 상기 제1 축에 평행한 제2 축 주위의 원 궤도를 따라서 상기 제1 축을 이동시키는 제2 구동부를 갖는 연마부를 구비하고,

상기 연마 헤드의 외경은 5㎜ 내지 12㎜인, 기판 처리 장치.

(부기 2)

상기 연마 헤드의 외경은 6 내지 11㎜인, 부기 1에 기재된 기판 처리 장치.

(부기 3)

상기 연마 헤드의 외경은 8 내지 10㎜인, 부기 2에 기재된 기판 처리 장치.

2… 도포ㆍ현상 장치(기판 처리 장치)
20… 연마 유닛
30… 기판 보유 지지 기구
40… 회전 보유 지지부
50… 주연 보유 지지부
60… 전환부
70… 조면화 기구
71… 연마 기구
74… 선회 기구
75… 연마 헤드
76, 77… 회전 기구
82, 84… 회전 구동부
87… 선회 구동부
Ax1, Ax2, Ax3… 축선

Claims (10)

1. 기판의 주면을 연마하는 연마 헤드와, 제1 축 주위로 상기 연마 헤드를 회전시키는 제1 구동부와, 상기 제1 축에 평행한 제2 축 주위의 원 궤도를 따라서 상기 제1 축을 이동시키는 제2 구동부를 갖는 연마부를 구비하고,
   상기 연마 헤드의 중심 위치는, 상기 제1 축과 다르고,
   상기 제1 축 주위의 상기 연마 헤드의 가동 범위의 직경과 비교하여, 상기 연마 헤드의 외경이 작은, 기판 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연마 헤드의 외경은 5㎜ 내지 12㎜인, 기판 처리 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 연마 헤드는 링 형상으로 형성되어 있는, 기판 처리 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 축과 상기 제2 축 사이의 간격은, 상기 가동 범위의 반경 이하인, 기판 처리 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기판의 중심 영역을 보유 지지하여 회전시키는 회전 보유 지지부와,
   상기 기판의 외주 영역을 보유 지지하는 주연 보유 지지부와,
   상기 주연 보유 지지부에 상기 기판을 보유 지지시키면서 상기 기판의 상기 중심 영역을 상기 연마 헤드에 의해 연마시키는 중심 연마 제어와, 상기 회전 보유 지지부에 의해 상기 기판을 회전시키면서 상기 기판의 상기 외주 영역을 상기 연마 헤드에 연마시키는 외주 연마 제어를 실행하는 제어부를 더 구비하고,
   상기 외주 연마 제어에 있어서, 상기 제어부는, 상기 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 상기 연마 헤드를 이동시키도록 상기 연마부를 제어하는, 기판 처리 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 연마부는, 상기 제2 축을 이동시키는 제3 구동부를 더 구비하고,
   상기 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 상기 연마 헤드를 이동시킬 때, 상기 제어부는, 상기 제3 구동부에 의해 상기 제2 축을 이동시키도록 상기 연마부를 제어하는, 기판 처리 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3 구동부는, 상기 제2 축에 평행한 제3 축 주위의 원 궤도를 따라서 상기 제2 축을 이동시키는, 기판 처리 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 상기 연마 헤드를 이동시킬 때, 상기 제어부는, 상기 제1 축과 상기 제3 축 사이의 간격이 상기 제2 축과 상기 제3 축 사이의 간격보다도 큰 상태를 유지하도록 상기 연마부를 제어하는, 기판 처리 장치.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 연마부는, 상기 주면에 대하여 연마와는 다른 처리를 실시하는 처리부를 더 구비하고,
   상기 제3 구동부는, 상기 제2 축과 함께 상기 처리부를 이동시키도록 구성되어 있고,
   상기 제어부는, 상기 제3 구동부에 의해, 소정의 처리 위치에 상기 연마 헤드가 배치되는 상태와, 상기 처리 위치에 상기 처리부가 배치되는 상태를 전환하는, 기판 처리 장치.
10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외주 영역을 횡단하는 궤적을 따라서 상기 연마 헤드를 이동시킬 때, 상기 제어부는, 상기 제2 구동부에 의해 상기 제1 축을 이동시키도록 상기 연마부를 제어하는, 기판 처리 장치.

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