TW201931461A - 基板處理裝置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供抑制成本，並且不需要物件處理之間進行追加處理就使施加於處理帶的張力保持恆定的基板處理裝置以及控制方法。一種基板處理裝置，使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，並且所述基板處理裝置具有帶供給捲軸、帶回收捲軸、向帶回收捲軸提供轉矩的回收用電動機、送出處理帶的帶進給電動機以及控制帶進給電動機的控制部，控制部使用由帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度，並配合由帶回收捲軸捲繞的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制回收用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。

Description

基板處理裝置以及控制方法
本發明關於一種基板處理裝置以及控制方法。
在現有的基板處理裝置中，進行的是，控制使帶供給捲軸（也稱為帶供給輥）旋轉的電動機的轉矩以使得帶的張力保持恆定，該帶供給捲軸供給作為基板處理用的帶的處理帶（例如，研磨帶）。例如，在專利文獻1中公開了如下內容：由帶外徑檢測機構檢測出的帶外徑被輸送至從帶供給輥送出帶的電動機的控制裝置，連續、順暢地切換從帶供給輥送出帶的電動機的轉矩值，帶的張力保持恆定。在此，專利文獻1中的帶外徑檢測機構由具有投光部和受光部的光學感測器構成，捲繞在帶供給輥的帶的外徑並通過檢測光在受光部中的受光量來檢測。
另外，在專利文獻2中公開了如下內容：算出研磨帶的捲繞體的外徑，接著算出使帶供給捲軸旋轉的驅動電動機以及使帶回收捲軸旋轉的驅動電動機的輸出轉矩以使得在處理中賦予研磨帶的張力變為規定的恆定值，並控制雙方的驅動電動機使它們達到該輸出轉矩。在此，研磨帶的捲繞體的外徑的算出通過如下過程來進行：使研磨頭的傾斜角度從0度傾斜α度，利用回轉式編碼器檢測帶回收捲軸的旋轉角度，並返回到待機角度。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006－303112號公報
[專利文獻2]日本特開2008－87136號公報
（發明所欲解決之問題）
但是，專利文獻1的帶外徑檢測機構必須設置具有投光部和受光部的光學感測器，因此具有在帶供給捲軸的兩側佔用設置投光部和受光部的空間並且成本增大這樣的問題。另外，在專利文獻2中，要算出帶的外徑，必須使研磨頭傾斜而利用回轉式編碼器來檢測帶回收捲軸的旋轉角度，所以在研磨中無法準確地算出帶的外徑，具有在研磨處理間需要處理這樣的問題。
本發明是鑒於上述問題而做出的，其目的在於提供一種能夠抑制成本、並且不需要物件處理之間進行追加處理就能夠使施加於處理帶的張力保持恆定的基板處理裝置以及控制方法。
（解決問題之手段）
本發明的第一方面所涉及的基板處理裝置使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，並且所述基板處理裝置具備：帶供給捲軸，該帶供給捲軸用於供給處理帶；帶回收捲軸，該帶回收捲軸用於回收所述處理帶；回收用電動機，該回收用電動機向所述帶回收捲軸提供轉矩；帶進給電動機，該帶進給電動機在所述帶供給捲軸與所述帶回收捲軸之間送出所述處理帶；以及控制部，該控制部控制所述帶進給電動機，所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度並配合由所述帶回收捲軸捲繞的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制所述回收用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。
根據該結構，控制部能夠使用由自身控制的帶進給電動機送出的處理帶的進給量和已知的處理帶的厚度來使施加於該處理帶的張力保持恆定。因此，不需要設置光感測器，能夠抑制成本。另外，由帶進給電動機送出的處理帶的進給量由控制部進行的控制來確定，因此即使在處理中也能夠掌握處理帶的進給量，在物件處理與下一個物件處理之間不需要追加處理。這樣，能夠抑制成本並且不需要物件處理之間的追加處理就能夠使施加於帶的張力保持恆定。
本發明的第二方面所涉及的基板處理裝置在第一方面所涉及的基板處理裝置的基礎上，所述控制部基於由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度而確定由所述帶回收捲軸回收的處理帶的捲繞體的外徑，並根據該捲繞體的外徑來控制所述回收用電動機的轉矩。
根據該結構，由於根據處理帶的捲繞體的外徑來控制回收用電動機的轉矩，所以能夠使施加於處理帶的張力保持恆定。
發明的協力廠商面所涉及的基板處理裝置在第二方面所涉及的基板處理裝置的基礎上，所述回收用電動機是轉矩電動機，將以下的轉矩指令值作為設定轉矩指令值存儲在存儲裝置：該旋轉指令值是在所述處理帶的捲繞體的外徑為最大的情況下，當以作為恆定地施加於該處理帶的張力的設定張力拉伸了該處理帶時，控制器所輸出的轉矩指令值，所述控制部具有：控制器，該控制器輸出所述設定轉矩指令值；轉矩可變元件，該轉矩可變元件根據已確定的所述處理帶的捲繞體的直徑或半徑來確定使該處理帶的張力保持恆定的轉矩，確定將所確定的轉矩除以所述設定轉矩指令值而得到的係數，將該係數乘以所述轉矩指令值，輸出相乘後的轉矩指令值；以及驅動器，該驅動器驅動所述回收用電動機，以使得從所述轉矩可變元件中輸出的轉矩指令值的轉矩施加於所述回收用電動機。
根據該結構，在回收用電動機為轉矩電動機的情況下，能夠使施加於處理帶的張力保持恆定。轉矩電動機與伺服電動機相比廉價，因此能夠抑制成本。
本發明的第四方面所涉及的基板處理裝置是在第三方面所涉及的基板處理裝置的基礎上，所述轉矩可變元件具有D/A轉換器，當輸出所述轉矩指令值時，所述D/A轉換器將該轉矩指令值從數位信號轉換為類比信號後輸出。
根據該結構，能夠用類比信號向驅動器輸出轉矩指令值。
本發明的第五方面所涉及的基板處理裝置是在第一至第四方面中的任一方面所涉及的基板處理裝置的基礎上，所述帶進給電動機是伺服電動機，所述控制部基於從開始進給所述處理帶直至一時間點為止的所述伺服電動機的旋轉次數和預先已設定的每一次旋轉的帶進給長度，來確定由所述帶進給電動機送出的帶進給長度，所述一時間點是指要確定所述帶進給長度的當前的控制時鐘的時間點。
根據該結構，能夠高精度地確定帶進給長度，因此能夠高精度地確定由帶回收捲軸捲繞的處理帶的捲繞體的外徑，能夠配合處理帶的捲繞體的外徑的變化而使施加於處理帶的張力保持恆定。
本發明的第六方面所涉及的基板處理裝置是在第一至第五方面中的任一方面所涉及的基板處理裝置的基礎上，所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度來確定所述處理帶的更換時機。
根據該結構，能夠在帶進給長度即將成為處理帶的捲繞體的長度之前等任意的時機更換處理帶。
本發明的第七方面所涉及的基板處理裝置是在第一至第六方面中的任一方面所涉及的基板處理裝置的基礎上，還具備供給用電動機，該供給用電動機向所述帶供給捲軸提供轉矩，所述供給用電動機是伺服電動機，所述控制部根據捲繞在所述帶供給捲軸上的處理帶的外徑而控制向所述供給用電動機提供的轉矩，以使得施加於所述處理帶的張力保持恆定。
根據該結構，能夠使從帶供給捲軸上排出時的處理帶的張力保持恆定。
本發明的第八方面所涉及的基板處理裝置使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，具備：帶供給捲軸，該帶供給捲軸用於供給處理帶；供給用電動機，該供給用電動機向所述帶供給捲軸提供轉矩；帶回收捲軸，該帶回收捲軸用於回收所述處理帶；帶進給電動機，該帶進給電動機在所述帶供給捲軸與所述帶回收捲軸之間送出所述處理帶；以及控制部，該控制部控制所述帶進給電動機，所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度，並配合所述帶供給捲軸上的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制所述供給用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。
根據該結構，控制部能夠使用由自身控制的帶進給電動機送出的處理帶的進給量和已知的處理帶的厚度來使施加於該處理帶的張力保持恆定。因此，不需要設置光感測器，能夠抑制成本。另外，由帶進給電動機送出的處理帶的進給量由控制部進行的控制來確定，因此即使在處理中也能夠掌握處理帶的進給量，在物件處理與下一個物件處理之間不需要追加處理。這樣，能夠抑制成本，並且不需要物件處理之間的追加處理就能夠使施加於帶的張力保持恆定。
本發明的第九方面所涉及的控制方法是基板處理裝置執行的控制方法，該基板處理裝置使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，並且該基板處理裝置，並且該基板處理裝置具備：帶供給捲軸，該帶供給捲軸用於供給處理帶；帶回收捲軸，該帶回收捲軸用於回收所述處理帶；回收用電動機，該回收用電動機向所述帶回收捲軸提供轉矩；帶進給電動機，該帶進給電動機在所述帶供給捲軸與所述帶回收捲軸之間送出所述處理帶；以及控制部，該控制部控制所述帶進給電動機，所述控制方法具有如下的控制步驟：所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度並配合由所述帶回收捲軸捲繞的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制所述回收用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。。
根據該結構，控制部能夠使用由自身控制的帶進給電動機送出的處理帶的進給量和已知的處理帶的厚度來使施加於該處理帶的張力保持恆定。因此，不需要設置光感測器，能夠抑制成本。另外，由帶進給電動機送出的處理帶的進給量由控制部進行的控制來確定，因此即使在處理中也能夠掌握處理帶的進給量，在物件處理與下一個物件處理之間不需要追加處理。這樣，能夠抑制成本並且不需要物件處理之間的追加處理就能夠使施加於帶的張力保持恆定。。
本發明的第十方面所涉及的控制方法是基板處理裝置執行的控制方法，該基板處理裝置使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，並且該基板處理裝置具備：帶供給捲軸，該帶供給捲軸用於供給處理帶；供給用電動機，該供給用電動機向所述帶供給捲軸提供轉矩；帶回收捲軸，該帶回收捲軸用於回收所述處理帶；帶進給電動機，該帶進給電動機在所述帶供給捲軸與所述帶回收捲軸之間送出所述處理帶；以及控制部，該控制部控制所述帶進給電動機，所述控制方法具有如下的控制步驟：所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度，並配合所述帶供給捲軸上的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制所述供給用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。
根據該結構，控制部能夠使用由自身控制的帶進給電動機送出的處理帶的進給量和已知的處理帶的厚度來使施加於該處理帶的張力保持恆定。因此，不需要設置光感測器，能夠抑制成本。另外，由帶進給電動機送出的處理帶的進給量由控制部進行的控制來確定，因此即使在處理中也能夠掌握處理帶的進給量，在物件處理與下一個物件處理之間不需要追加處理。這樣，能夠抑制成本，並且不需要物件處理之間的追加處理就能夠使施加於帶的張力保持恆定。
（發明之效果）
根據本發明的一方面，控制部能夠使用由自身控制的帶進給電動機送出的處理帶的進給量和已知的處理帶的厚度來使施加於該處理帶的張力保持恆定。因此，不需要設置光感測器，能夠抑制成本。另外，由帶進給電動機送出的處理帶的進給量由控制部進行的控制來確定，因此即使在處理中也能夠掌握處理帶的進給量，在物件處理與下一個物件處理之間不需要追加處理。這樣，能夠抑制成本，並且不需要物件處理間的追加處理就能夠使施加於帶的張力保持恆定。
以下，參照附圖來對各實施方式進行說明。但是，有時省略過於詳細的說明。例如，省略已經公知的事項的詳細說明、對實質上相同的結構的重複說明。這是為了避免以下的說明不必要地變得冗長，且使本領域技術人員容易理解。在本實施方式中，物件處理是研磨作為一個例子，處理帶是研磨帶作為一個例子，以下作為處理物件物是研磨物件物的情況進行說明。
圖1是表示使用了本實施方式的研磨裝置的基板處理裝置的結構例的俯視剖視圖。圖2是圖1的A-A剖視圖。基板處理裝置10由具有用於保持基板的基板保持台23的基板保持台單元20、用於使該基板保持台單元20在與基板保持台23的表面平行的方向上移動的基板保持台移動機構60、以及用於對保持在基板保持台23的基板W的周緣進行研磨的兩個以上的研磨部構成。此外，在本實施方式中，作為基板W，以半導體晶片為例進行說明，但基板W並不限定於半導體晶片。
這裡，在圖示的例子中，作為這些兩個以上的研磨部，代表性地對具有研磨被保持在基板保持台23的基板W的切口的切口研磨部40、以及研磨被保持在基板保持台23的基板W的坡口部（周緣部）的坡口研磨部50這兩個研磨部的基板處理裝置進行說明，但是，作為兩個以上的研磨部，可以進一步具備多個切口研磨部、坡口研磨部。即，例如能夠在切口研磨部和坡口研磨部各自的第一研磨部進行粗研磨、在第二研磨部進行精研磨、在第三研磨部進行清理。
殼體11被隔板14劃分成兩個空間，將上方的空間設為上室15，將下方的空間設為下室16。在上室15收容配置有基板保持台單元20、切口研磨部40，在下室16收容配置有基板保持台移動機構60
在上室15的側面具有開口部12。該開口部12通過由氣缸（未圖示）驅動的閘門13進行開閉。基板W通過該開口部12而被搬入、搬出到殼體11的內外。基板W的搬入、搬出通過像搬送機械手（後面詳述）那樣的已知的基板搬送機構來進行。此外，通過利用閘門13關閉殼體11的開口部12，殼體11的內部被從外部完全隔斷，在研磨中維持殼體11內的清潔度以及氣密性，由此，能夠防止來自殼體11的外部的基板W的污染和由在研磨中來自殼體11的內部的研磨液、顆粒等的飛散導致的殼體11外部的污染。
本實施方式所涉及的基板處理裝置10具備基板吸盤機構80，該基板吸盤機構80用於將已搬入到殼體11內的基板W載置於基板保持台23或者將保持於基板保持台23的基板W從基板保持台23提起
如圖1~圖3所示，基板保持台單元20還具備用於使基板保持台23旋轉的基板保持台旋轉機構、以及載物台迴旋往復移動機構，該載物台迴旋往復移動機構用於使基板保持台23相對於保持在基板保持台23上的基板W的切口部以及保持於該基板保持台23上的基板W的表面同一平面內進行迴旋往復移動（在圖1的箭頭R5的方向上往復移動）
基板保持台23具有設置與真空泵（未圖示）連通的一個或多個吸引孔（未圖示）的平坦的表面。在該表面，以不堵塞該吸引孔的方式粘貼有一定高度（厚度）的具有彈性的襯墊24。基板W被載置於該襯墊24上。該吸引孔通過以能夠旋轉的方式安裝於中空的軸27的下端的管28以及中空的軸61而與外部的真空泵（未圖示）連通。
在襯墊24的上表面形成有與吸引孔連通的槽（未圖示）。較佳的實施例為，在襯墊24的上表面形成有同心圓狀的多個環狀的槽（未圖示）和連結該環狀的槽（未圖示）的多個槽（未圖示），這些環狀的槽（未圖示）和放射狀的槽與上述真空泵連通。當將基板W載置於襯墊24上時，這些槽（未圖示）被基板W的背面氣密地密封。然後，當驅動真空泵時，基板W被吸引，被支撐在襯墊24上，不變形（彎曲）地被吸附保持於基板保持台23
如圖2以及圖3所示，基板保持台旋轉機構由與旋轉軸Cs同軸地安裝在基板保持台23的背側的軸27、以及經由帶輪30和帶31而與該軸27連結的電動機33構成。軸27經由軸承以能夠旋轉的方式安裝於單元主體21的支承體22。電動機33固定於支承體22。當驅動電動機33時，基板保持台23以軸27為中心而旋轉。
載物台迴旋往復移動機構用於使基板保持台23在與基板保持台23的表面同一平面內迴旋往復移動。該載物台迴旋往復移動機構由軸61和電動機69構成，該軸61在從基板保持台23的旋轉軸Cs偏移了基板W的大致半徑的長度的量的位置處貫通殼體11的隔板14的開口部17，固定於基板保持台單元20的單元主體21的支承體22的下表面，該電動機69在隔板14的下側經由帶輪67和帶68而與軸61連結。軸61經由軸承以能夠旋轉的方式安裝於中空筒狀的軸台29。該軸台29的下表面固定於位於殼體11的隔板14的下方的支承板62，軸台29的上表面與單元主體21的下表面抵接來支承該單元主體21。
另外，電動機69固定於支承板62。當驅動該電動機69時，基板保持台單元20關於該偏移的位置即迴旋軸Ct而在與基板保持台23的表面同一平面內迴旋往復移動（在圖1中箭頭R5所示的方向上往復移動）。較佳的實施例為，載物台迴旋往復移動機構使保持有基板W的基板保持台23在與基板保持台23的表面同一平面內相對於基板W的切口進行迴旋往復移動。
如圖2和圖3所示，基板保持台移動機構60構成為用於使固定有載物台迴旋往復移動機構的軸台29的支承板62在與基板保持台23的表面平行的方向上移動。
如圖所示，上述基板保持台移動機構60具有可動板63、電動機71，該可動板63位於殼體11的隔板14與支承板62之間，以能夠在第一方向（圖1以及圖3中所示的箭頭X的方向）上移動的方式經由線性引導件65而安裝於隔板14，該電動機71用於為了使該可動板63在箭頭X方向上移動而驅動與可動板63連結的滾珠螺桿70，且該電動機71固定於隔板14的下表面。可動板63具有開口部63a，軸台29通過該開口部63a。另外，支承板62以能夠在與第一方向X正交的方向（圖1以及圖2中由箭頭Y所示的方向）上移動的方式經由線性引導件64而安裝在該可動板63的下表面，為了使支承板62在箭頭Y的方向上移動，滾珠螺桿72由固定於可動板63的電動機73驅動。即，當驅動電動機71時，與可動板63連結的滾珠螺桿70旋轉，可動板63在箭頭X的方向上移動。
另外，當驅動固定於可動板63的電動機73時，與支承板62連結的滾珠螺桿72旋轉，支承板62相對於可動板63在箭頭Y方向上移動。此外，基板保持台單元20在箭頭X、Y的方向上的移動範圍依賴於設置在隔板14的開口部17的大小和設置在可動板63的開口部63a的大小，因此，在增大基板保持台單元20的移動範圍時，只要在基板處理裝置10的設計階段增大這些開口部17、63a的大小即可。
圖4是本實施方式所涉及的切口研磨部40的概略結構圖。切口研磨部40是本實施方式涉及的研磨裝置，將研磨帶抵接於研磨物件物（在此，作為一個例子而為基板W的切口部），通過該研磨帶與研磨物件物的相對運動來研磨該研磨物件物。如圖4所示，切口研磨部40具備用於供給研磨帶的帶供給捲軸46、研磨頭44以及用於回收研磨帶的帶回收捲軸47。並且，切口研磨部40具備輥R1、R2、R5、R6。
研磨頭44具備輥R3、R4和送出研磨帶43的帶進給電動機Mc。控制部100控制該帶進給電動機Mc。在此，作為一個例子，本實施方式所涉及的帶進給電動機Mc是伺服電動機，控制部例如按照由時鐘頻率決定的控制時鐘來確定帶進給長度。在該情況下，本實施方式所涉及的控制部100基於從開始進給研磨帶43到一時間點為止的伺服電動機的旋轉次數和預先已設定的每一次旋轉的帶進給長度，來確定由帶進給電動機Mc送出的帶進給長度，該“一時間點”是指要確定帶進給長度的當前的控制時鐘的時間點。根據該結構，能夠高精度地確定帶進給長度，因此能夠高精度地確定由帶回收捲軸捲繞的研磨帶的捲繞體的外徑，能夠配合研磨帶的捲繞體的外徑的變化而使施加於研磨帶的張力保持恆定。
此外，在本實施方式中，作為一個例子，帶進給電動機Mc設置於研磨頭44，但不局限於此，只要配置於帶供給捲軸46與帶回收捲軸47之間即可。
切口研磨部40具備垂直方向往復移動機構，該垂直方向往復移動機構用於在將研磨帶43已按壓於基板W的切口部的狀態下使研磨頭44在與基板W的表面垂直的方向上往復移動。雖然未圖示，但該垂直方向往復移動機構由在與基板保持台23的表面垂直的方向上較長的線性引導件、用於通過電動機驅動來使研磨頭44往復移動的曲柄軸機構構成。
另外，切口研磨部40具有研磨頭傾斜機構，該研磨頭傾斜機構在將研磨帶43已按壓於切口部的狀態下使研磨頭44相對於切口部進行迴旋往復移動，以研磨基板W的切口的表面側。雖然未圖示，但該研磨頭傾斜機構由在與研磨帶43的行進方向垂直的方向上延伸的軸、以及使該軸旋轉的電動機構成。該軸配置在將基板W的切口部按壓於研磨帶43的位置。並且，該軸（該軸成為研磨頭44的迴旋軸）與研磨頭44連結。當驅動電動機來使該軸旋轉時，在研磨帶已被按壓的狀態下，將軸作為迴旋軸而迴旋，能夠研磨基板W的切口部的表面側和背面側。
切口研磨部40還具備噴嘴48，該噴嘴48用於向基板W的切口部供給使研磨材料磨粒分散於水或水基的反應液中而成的漿料狀的研磨液、冷卻水。
如圖3所示，坡口研磨部50在頂端具備研磨頭54、以及研磨帶供給/回收機構55（參照圖3），該研磨帶供給/回收機構55將研磨帶向研磨頭54供給，並捲繞所供給的研磨帶。
研磨帶供給/回收機構55由纏繞有研磨帶的帶供給捲軸56、用於捲繞來自帶供給捲軸56的研磨帶的帶回收捲軸57、以及為了捲繞研磨帶而驅動帶回收捲軸57的驅動機構（未圖示）構成。研磨頭54中的研磨帶被按壓於基板W的坡口部，由此，坡口部被研磨。
坡口研磨部50還具備噴嘴58（參照圖3），該噴嘴58用於向坡口供給使研磨材料磨粒分散於水或水基的反應液中而成的漿料狀的研磨液、冷卻水。
圖5是表示本實施方式所涉及的研磨裝置的研磨帶供給/回收機構的結構圖。如圖5所示，在帶供給捲軸46和帶回收捲軸47分別連結有旋轉驅動用的供給用電動機Ma、回收用電動機Mb。供給用電動機Ma向帶供給捲軸46提供轉矩，回收用電動機Mb向帶回收捲軸47提供轉矩。在本實施方式中，供給用電動機Ma為伺服電動機，回收用電動機Mb為轉矩電動機。在供給用電動機Ma還連結有檢測旋轉角度的回轉式編碼器REa。向帶供給捲軸46提供轉矩的供給用電動機Ma被控制為使得帶的張力保持恆定。另外，控制部100與供給用電動機Ma及回收用電動機Mb連接，控制這些供給用電動機Ma及回收用電動機Mb。
＜比較例所涉及的控制方法＞
為了更好地理解本實施方式所涉及的控制方法，對比較例所涉及的控制方法進行說明。在比較例中，控制使供給帶的帶供給捲軸46旋轉的供給用電動機Ma的轉矩以使得帶的張力保持恆定，並且通過帶進給電動機Mc以恆定速度傳送帶。進一步控制為施加於使回收帶的帶回收捲軸47旋轉的回收用電動機Mb的轉矩恆定。
圖6是表示在使用了比較例涉及的控制方法的情況下帶的拉伸力的計算值相對於帶使用量的關係、和研磨痕間距的實驗值相對於帶使用量的關係的曲線圖。在圖6中，曲線W1是表示帶的拉伸力的計算值相對於帶使用量的關係的曲線圖。曲線W2是表示研磨痕間距的實驗值相對於帶使用量的關係的曲線圖。
在比較例中，如圖6所示，由帶回收捲軸47回收的帶捲繞體的外徑發生變化，施加於研磨帶的張力改變，因此實際上研磨帶的進給速度不為恆定，研磨帶的進給速度逐漸變慢。因此，即使使帶進給電動機Mc旋轉了某一旋轉數，也無法將研磨帶進給與其相應的量，存在研磨帶最終比設想多餘的問題。
＜本實施方式所涉及的控制方法＞
以下對解決了該問題的本實施方式涉及的控制方法進行說明。
首先，控制部100根據捲繞於帶供給捲軸46的研磨帶的外徑來控制向供給用電動機Ma提供的轉矩，以使施加於研磨帶的張力保持恆定。通過該結構，能夠使從帶供給捲軸46排出時的研磨帶的張力保持恆定。
另外，控制部100使用由帶進給電動機Mc送出的帶進給長度和該研磨帶的厚度，並配合由帶回收捲軸47捲繞的研磨帶的捲繞體的外徑的變化而控制回收用電動機Mb的轉矩，以使施加於該研磨帶的張力保持恆定。通過該結構，控制部100能夠使用由自身控制的帶進給電動機送出的帶進給長度和已知的研磨帶的厚度而使施加於該研磨帶的張力保持恆定。因此，不需要設置光感測器，能夠抑制成本。另外，由帶進給電動機送出的研磨帶的進給量由控制部進行的控制來確定，因此即使在研磨中也能夠掌握研磨帶的進給量，在研磨處理與下一個研磨處理之間不需要追加處理。這樣，能夠抑制成本並且不需要研磨處理間的追加處理而使施加於帶的張力保持恆定。
作為這種控制的一個例子，控制部100基於由帶進給電動機Mc送出的研磨帶的進給量和該研磨帶的厚度來確定由帶回收捲軸47回收的研磨帶的捲繞體的外徑，根據該捲繞體的外徑來控制回收用電動機Mb的轉矩。根據該結構，由於根據研磨帶的捲繞體的外徑來控制回收用電動機Mb的轉矩，因此能夠使施加於研磨帶的張力保持恆定。
＜控制部的結構＞
接著，在以下使用圖7來對用於實現本實施方式所涉及的控制方法的控制部100的結構進行說明。圖7是表示控制部100的概略結構的方塊圖。如圖7所示，控制部100與回收用電動機Mb連接，控制回收用電動機Mb的轉矩。回收用電動機Mb是轉矩電動機。
如圖7所示，控制部100具有控制器101、轉矩可變元件102以及驅動器103。
控制器101向轉矩可變元件102輸出設定轉矩指令值T。
轉矩可變元件102變更從控制器101輸入的設定轉矩指令值T，並將變更後的轉矩指令值T’向驅動器103輸出。
驅動器103驅動回收用電動機Mb，以使得從轉矩可變元件102中輸出的轉矩指令值的轉矩施加於回收用電動機Mb。
圖8是用於說明設定轉矩指令值的計測的示意圖。在圖8中，在帶回收捲軸47的芯47a安裝有夾具J。該夾具的外徑設定為預定使用的研磨帶的捲繞體在未使用時的外徑（也稱為最大直徑）。例如在為100m卷的研磨帶的情況下，100m卷的研磨帶的外徑為70mm，因此夾具J的外徑也被設定為70mm。研磨帶WR的一端固定於夾具J的外表面，研磨帶WR的另一端與張力計TM連接。在該狀態下，張力計TM以作為恆定地施加於該研磨帶的張力的設定張力來拉伸該研磨帶。此時，將控制器所輸出的轉矩指令值作為設定轉矩指令值而獲取。
通過這樣利用夾具J，將以下的轉矩指令值作為設定轉矩指令值而獲取：該轉矩指令是在研磨帶的捲繞體的外徑為最大的情況下，當以作為恆定地施加於該研磨帶的張力的設定張力來拉伸該研磨帶時，控制器101所輸出的轉矩指令值。該設定轉矩指令值存儲於存儲裝置110中。
圖9是表示研磨帶的捲繞體一例的剖視圖。如圖9所示，研磨帶的捲繞體在芯CA的周圍捲繞有研磨帶TP。在圖9中，示出了芯CA的外徑c和研磨帶的捲繞體的外徑d。
圖10是表示使施加於研磨帶的張力保持恆定為5.2N時的回收用電動機Mb的轉矩與帶進給長度的關係的曲線圖。如圖10所示，帶進給長度越長，捲繞在帶回收捲軸47的研磨帶的捲繞體的外徑越大。在張力保持恆定的條件下，轉矩與研磨帶的捲繞體的外徑成正比。
＜本實施方式所涉及的控制方法的流程＞
以下，使用圖11的流程圖來對本實施方式涉及的控制方法的流程進行說明。圖11是表示本實施方式涉及的控制方法的流程一例的流程圖。在圖11中，設定轉矩指令值T應預先存儲於存儲裝置110中。
（步驟S101）首先，控制部100的轉矩可變元件102根據下式來確定由帶回收捲軸47回收的研磨帶的捲繞體的外徑d。
L×t=π/4×（d2 －c2 ）…（1）
在此，L是帶進給長度，t是已知的帶厚度。上式的右邊表示圖9中的研磨帶的捲繞體的截面積，如上式的左邊所示，該截面積等於帶進給長度L和已知的帶厚度t相乘而得到的值。在此，該帶進給長度L是通過將控制部100所指示的步進電機的計數器值和預先已設定的每單位元數目的旋轉角度相乘而由控制部100的轉矩可變元件102算出的。
（步驟S102）接著，控制部100的轉矩可變元件102根據下式來確定使研磨帶的張力F恆定的轉矩T’。
T’=（d/2）×F…（2）
（步驟S103）接著，控制部100的轉矩可變元件102確定係數k（=T’/T）。此時，設定轉矩指令值T由控制部100從存儲裝置110讀出。
（步驟S104）接著，控制部100的轉矩可變元件102將係數k與設定轉矩指令值T相乘，並將通過相乘而得到的轉矩指令值T’向驅動器103輸出。此時，轉矩可變元件102將轉矩指令值T’從數位信號轉換為類比信號後輸出至驅動器103。
（步驟S105）接著，控制部100的驅動器103控制回收用電動機Mb以使得轉矩指令值T’的轉矩施加於回收用電動機Mb。由此，能夠將施加於研磨帶的張力設為恆定的張力F。然後，處理返回到步驟S101。像這樣，控制部100在每規定的時間間隔內執行上述的步驟S101~S105的處理。
這樣，本實施方式所涉及的轉矩可變元件102根據已確定的研磨帶的捲繞體的外徑（直徑）來確定使該研磨帶的張力保持恆定的轉矩T’，並確定將所確定的轉矩T’除以設定轉矩指令值T而得到的係數k，將該係數k乘以設定轉矩指令值T，輸出相乘後的轉矩指令值T’。這裡，轉矩可變元件102具有D/A轉換器1021。當輸出轉矩指令值時，該D/A轉換器1021將該轉矩指令值從數位信號轉換為類比信號後輸出。根據該結構，在回收用電動機為轉矩電動機的情況下，能夠使施加於研磨帶的張力保持恆定。轉矩電動機與伺服電動機相比廉價，因此能夠抑制成本。
此外，轉矩可變元件102雖然根據研磨帶的捲繞體的外徑而確定了使研磨帶的張力保持恆定的轉矩T’，但不局限於此，也可以根據研磨帶的捲繞體的半徑而非外徑來確定使研磨帶的張力保持恆定的轉矩T’。
圖12是對比較例中的研磨痕間距相對於帶使用量的關係和本實施方式所涉及的研磨痕間距相對於帶使用量的關係進行了比較的曲線圖。曲線W3是表示比較例中的研磨痕間距的實測值相對於帶使用量的關係的曲線圖。曲線W4是表示研磨痕間距的實測值相對於本實施方式所涉及的帶使用量的關係的曲線圖。在比較例中，如曲線W3所示，由於將施加於回收用電動機Mb的轉矩控制為了恆定，因此隨著帶使用量的增加，研磨痕間距變窄了。與此相對比，在本實施方式中，如曲線W4所示，由於將施加於研磨帶的張力控制為了恆定，因此即使帶使用量增加，研磨痕間距也恆定。
＜本實施方式的效果＞
根據本實施方式所涉及的基板處理裝置10，能夠從由帶回收捲軸47進行的研磨帶的捲繞開始直至捲繞結束為止將施加於研磨帶的張力始終設為恆定的張力F。由此，帶回收捲軸47能夠從研磨帶的捲繞開始直至捲繞結束為止都以恆定的速度回收研磨帶，能夠無浪費地使用研磨帶。
此外，控制部100也可以使用由帶進給電動機Mc送出的帶進給長度來確定研磨帶的更換時機。由此，能夠在帶進給長度即將成為研磨帶的捲繞體的長度之前等任意的時機更換研磨帶。
＜變形例1＞
也可以將本實施方式所涉及的回收用電動機的轉矩的控制應用於供給用電動機的轉矩的控制。具體而言，控制部100也可以使用由帶進給電機Mc送出的帶進給長度和該研磨帶的厚度，並配合帶供給捲軸46上的研磨帶的捲繞體的外徑的變化來控制供給用電動機Ma的轉矩，以使得施加於該研磨帶的張力保持恆定。即，預先求出帶進給開始時的帶供給捲軸46中的研磨帶的捲繞體的側面的面積，減去某一時間點上的帶進給長度與該研磨帶厚度之積來算出那個時間點上的帶供給捲軸46中的研磨帶的捲繞體的側面的面積，由此能夠求出那個時間點上的帶供給捲軸46中的研磨帶的捲繞體的半徑。因此，能夠以與回收用電動機同樣的考慮方法來控制供給用電動機的轉矩，以使得帶的張力保持恆定。
根據該結構，控制部100能夠使用由自身控制的帶進給電動機送出的研磨帶的進給量和已知的研磨帶的厚度來使施加於該研磨帶的張力保持恆定。因此，不需要設置光感測器，能夠抑制成本。另外，由帶進給電動機送出的研磨帶的進給量由控制部的控制來確定，所以即使在研磨中也能夠掌握研磨帶的進給量，在研磨處理與下一個研磨處理之間不需要追加處理。這樣，能夠抑制成本，並且不需要研磨處理間的追加處理就能夠使施加於帶的張力保持恆定。
在該情況下，可以將供給用電動機從伺服電動機變更為轉矩電動機。由此，能夠抑制供給用電動機的成本。
在本實施方式以及變形例1中，雖然對切口研磨部40中的控制進行了說明，但是，坡口研磨部50也可以與切口研磨部40的控制同樣地進行控制。另外，雖然為研磨帶，但本發明也可以應用於使用了清洗帶等處理帶的基板處理。
以上，本發明並不照原樣限定於上述實施方式，在實施階段，能夠在不脫離其主旨的範圍內對構成要素進行變形而具體化。另外，通過上述實施方式所公開的多個構成要素的適當組合，能夠形成各種發明。例如，也可以從實施方式所示的全部構成要素中刪除幾個構成要素。並且，也可以適當組合橫跨不同的實施方式的構成要素。
10‧‧‧基板處理裝置
100‧‧‧控制部
101‧‧‧控制器
102‧‧‧轉矩可變元件
1021‧‧‧D/A轉換器103驅動器
11‧‧‧殼體
110‧‧‧存儲裝置
12‧‧‧開口部
13‧‧‧閘門
14‧‧‧隔板
15‧‧‧上室
16‧‧‧下室
17‧‧‧開口部
20‧‧‧基板保持台單元
21‧‧‧單元主體
22‧‧‧支承體
23‧‧‧基板保持台
24‧‧‧襯墊
27‧‧‧軸
28‧‧‧管
29‧‧‧軸台
30‧‧‧帶輪
31‧‧‧帶
33‧‧‧電動機
40‧‧‧切口研磨部
43‧‧‧研磨帶
44‧‧‧研磨頭
46‧‧‧帶供給捲軸
47‧‧‧帶回收捲軸
47a‧‧‧芯
50‧‧‧坡口研磨部
54‧‧‧研磨頭
55‧‧‧研磨帶供給/回收機構
56‧‧‧帶供給捲軸
57‧‧‧帶回收捲軸
58‧‧‧噴嘴
60‧‧‧基板保持台移動機構
61‧‧‧軸
62‧‧‧支承板
63‧‧‧可動板
63a‧‧‧開口部
64‧‧‧線性引導件
65‧‧‧線性引導件
67‧‧‧帶輪
68‧‧‧帶
69‧‧‧電動機
70‧‧‧滾珠螺桿
71‧‧‧電動機
72‧‧‧滾珠螺桿
73‧‧‧電動機
80‧‧‧基板吸盤機構c 芯的外徑
d‧‧‧捲繞體的外徑
CA‧‧‧芯
J‧‧‧夾具
Ma‧‧‧供給用電動機
Mb‧‧‧回收用電動機
Mc‧‧‧帶進給電動機
R1~R6‧‧‧輥
REa‧‧‧回轉式編碼器
TM‧‧‧張力計
W‧‧‧基板
WR‧‧‧研磨帶
TP‧‧‧研磨帶
圖1係顯示本實施方式所涉及的研磨裝置的基板處理裝置的結構例的俯視剖視圖。
圖2係顯示圖1的A-A剖視圖。
圖3係顯示本實施方式所涉及的研磨裝置的研磨帶供給/回收機構的結構圖。
圖4係顯示本實施方式所涉及的切口研磨部40的概略結構圖。
圖5係顯示本實施方式所涉及的研磨裝置的研磨帶供給/回收機構的結構圖。
圖6係顯示使用了比較例所涉及的控制方法的情況下帶的拉伸力的計算值相對於帶使用量的關係、和研磨痕間距的實驗值相對於帶使用量的關係的曲線圖。
圖7係顯示控制部100的概略結構的方塊圖。
圖8係顯示設定轉矩指令值的計測的示意圖。
圖9係顯示研磨帶的捲繞體一例的剖視圖。
圖10係顯示施加於研磨帶的張力保持恆定為5.2N時的回收用電動機Mb的轉矩與帶進給長度的關係的曲線圖。
圖11係顯示本實施方式所涉及的控制方法一例的流程圖。
圖12係顯示對比較例中的研磨痕間距相對於帶使用量的關係和本實施方式所涉及的研磨痕間距相對於帶使用量的關係進行了比較的曲線圖。

Claims (10)

  1. 一種基板處理裝置，使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，所述基板處理裝置具備： 帶供給捲軸，該帶供給捲軸用於供給處理帶； 帶回收捲軸，該帶回收捲軸用於回收所述處理帶； 回收用電動機，該回收用電動機向所述帶回收捲軸提供轉矩； 帶進給電動機，該帶進給電動機在所述帶供給捲軸與所述帶回收捲軸之間送出所述處理帶；以及 控制部，該控制部控制所述帶進給電動機， 所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度，並配合由所述帶回收捲軸捲繞的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制所述回收用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中： 所述控制部基於由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度來確定由所述帶回收捲軸回收的處理帶的捲繞體的外徑，並根據該捲繞體的外徑來控制所述回收用電動機的轉矩。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的基板處理裝置，其中： 所述回收用電動機是轉矩電動機， 將以下的轉矩指令值作為設定轉矩指令值存儲在存儲裝置：該轉矩指令值是在所述處理帶的捲繞體的外徑為最大的情況下，當以作為恆定地施加於該處理帶的張力的設定張力拉伸該處理帶時，控制器所輸出的轉矩指令值， 所述控制部具有： 控制器，該控制器輸出所述設定轉矩指令值； 轉矩可變元件，該轉矩可變元件根據已確定的所述處理帶的捲繞體的直徑或半徑來確定使該處理帶的張力保持恆定的轉矩，確定將所確定的轉矩除以所述設定轉矩指令值而得到的係數，將該係數乘以所述轉矩指令值，並輸出相乘後的轉矩指令值；以及 驅動器，該驅動器驅動所述回收用電動機，以使得從所述轉矩可變元件輸出的轉矩指令值的轉矩施加於所述回收用電動機。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述的基板處理裝置，其中： 所述轉矩可變元件具有D/A轉換器， 當輸出所述轉矩指令值時，所述D/A轉換器將該轉矩指令值從數位信號轉換為類比信號後輸出。
  5. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項所述的基板處理裝置，其中： 所述帶進給電動機是伺服電動機， 所述控制部基於從開始進給所述處理帶直至一時間點為止的所述伺服電動機的旋轉次數和預先已設定的每一次旋轉的帶進給長度，來確定由所述帶進給電動機送出的帶進給長度，所述一時間點是指要確定所述帶進給長度的當前的控制時鐘的時間點。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中： 所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度來確定所述處理帶的更換時機。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的基板處理裝置，其中： 還具備供給用電動機，該供給用電動機向所述帶供給捲軸提供轉矩， 所述供給用電動機是伺服電動機， 所述控制部根據捲繞在所述帶供給捲軸上的處理帶的外徑而控制向所述供給用電動機提供的轉矩，以使得施加於所述處理帶的張力保持恆定。
  8. 一種基板處理裝置，使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，所述基板處理裝置具備： 帶供給捲軸，該帶供給捲軸用於供給處理帶； 供給用電動機，該供給用電動機向所述帶供給捲軸提供轉矩； 帶回收捲軸，該帶回收捲軸用於回收所述處理帶； 帶進給電動機，該帶進給電動機在所述帶供給捲軸與所述帶回收捲軸之間送出所述處理帶；以及 控制部，該控制部控制所述帶進給電動機， 所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度，並配合所述帶供給捲軸上的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制所述供給用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。
  9. 一種控制方法，是基板處理裝置所執行的控制方法，該基板處理裝置使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，並且該基板處理裝置具備： 帶供給捲軸，該帶供給捲軸用於供給處理帶； 帶回收捲軸，該帶回收捲軸用於回收所述處理帶； 回收用電動機，該回收用電動機向所述帶回收捲軸提供轉矩； 帶進給電動機，該帶進給電動機在所述帶供給捲軸與所述帶回收捲軸之間送出所述處理帶；以及 控制部，該控制部控制所述帶進給電動機， 所述控制方法具有如下的控制步驟： 所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度，並配合由所述帶回收捲軸捲繞的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制所述回收用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。
  10. 一種控制方法，是基板處理裝置所執行的控制方法，該基板處理裝置使處理帶抵接於處理物件物，通過該處理帶和處理物件物的相對運動來處理該處理物件物，並且該基板處理裝置具備： 帶供給捲軸，該帶供給捲軸用於供給處理帶； 供給用電動機，該供給用電動機向所述帶供給捲軸提供轉矩； 帶回收捲軸，該帶回收捲軸用於回收所述處理帶； 帶進給電動機，該帶進給電動機在所述帶供給捲軸與所述帶回收捲軸之間送出所述處理帶；以及 控制部，該控制部控制所述帶進給電動機， 所述控制方法具有如下的控制步驟： 所述控制部使用由所述帶進給電動機送出的帶進給長度和該處理帶的厚度，並配合所述帶供給捲軸上的處理帶的捲繞體的外徑的變化來控制所述供給用電動機的轉矩，以使得施加於該處理帶的張力保持恆定。
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