WO2009011408A1 - 研磨装置 - Google Patents
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
- B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
- B24B9/065—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
- B24B21/004—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor using abrasive rolled strips
Definitions
- the present invention relates to a polishing apparatus for polishing a substrate such as a semiconductor wafer, and more particularly to a polishing apparatus for polishing a notch portion of a substrate using a polishing tape.
- a bevel portion and a notch portion are formed on the peripheral portion of the substrate.
- the bevel portion is a portion rounded off at the peripheral edge of the substrate, and is intended to prevent chipping of the substrate and generation of particles.
- the notch portion is a notch formed on the periphery of the substrate so that the direction of the substrate (position in the circumferential direction) can be easily specified.
- a conventional polishing apparatus used for polishing the notch portion of the substrate will be described.
- the notch portion is polished by sliding the polishing surface of the polishing tape against the notch portion of the substrate in a state where tension is applied to the polishing tape.
- the polishing tape deforms along the shape of the notch, so the entire width of the polishing tape adheres to the notch.
- the polishing tape comes into contact with only a part of the notch, and it takes a lot of time to polish the entire notch. It was.
- Japanese Patent Publication No. 2 0 04-2 4 1 4 3 4 discloses a polishing apparatus for polishing a notch portion of a substrate by pressing a disk-shaped roller from the back side of the polishing tape.
- the polishing tape since the roller rotates as the polishing tape moves, the polishing tape may shift laterally with respect to the roller. Also, the length of the outer circumference of the roller may be slightly different for each roller. Therefore, there is a problem that the tension of the polishing tape is not constant. Disclosure of the invention
- the present invention has been made in view of the above-described problems, and is a polishing apparatus capable of pressing a polishing tape against the entire notch portion of a substrate so that the pad is not displaced laterally with respect to the polishing tape.
- the purpose is to provide.
- one aspect of the present invention provides a polishing apparatus that polishes a notch portion of a substrate by relatively moving a polishing surface of a polishing tape and a substrate, and a substrate holding portion that holds the substrate.
- a tape feeding mechanism for feeding the polishing tape in the longitudinal direction thereof, and a polishing head for pressing the polishing tape against a notch portion of the substrate, and the polishing head guides the traveling direction of the polishing tape.
- the back pad is composed of a plurality of cylindrical members arranged concentrically.
- At least one of the plurality of pulleys is a movable pulley configured to be movable, and the tension of the back pad is adjusted by moving the movable pulley.
- the polishing head further includes a reciprocating mechanism that reciprocates the polishing head along the traveling direction of the polishing tape.
- Another aspect of the present invention relates to a polishing apparatus for polishing a notch portion of a substrate by relatively moving a polishing surface of the polishing tape and the substrate, a substrate holding portion that holds the substrate, and the polishing tape in the longitudinal direction.
- a tape feeding mechanism that feeds in a direction, and a polishing head that presses the polishing tape against a notch portion of the substrate, the polishing head including two guide members that guide the traveling direction of the polishing tape, A linearly extending back pad disposed on the back side of the polishing tape, and the back pad is disposed substantially parallel to the traveling direction of the polishing tape guided by the two guide members. It is characterized by.
- the back pad has a plurality of different cross-sectional shapes.
- At least one of the plurality of cross-sectional shapes has a shape along the shape of the notch portion. In a preferred aspect of the present invention, at least one of the plurality of cross-sectional shapes has an arc shape.
- the polishing head further includes a reciprocating mechanism that reciprocates the polishing head along the traveling direction of the polishing tape.
- a preferred embodiment of the present invention includes a support member to which the back pad is fixed, a fulcrum structure that allows the support member to rotate about one end thereof or a point near the one end, and the other end of the support member. And a pressing member that presses the polishing tape toward the polishing tape.
- a preferred aspect of the present invention is characterized by further comprising a support member to which the back pad is fixed, and a plurality of pressing members that press the supporting member toward the polishing tape.
- a preferred aspect of the present invention is characterized by further comprising a guide mechanism that regulates a movable direction of the support member in a direction toward the polishing tape.
- a cover for covering the support member and the pressing member is provided.
- Another aspect of the present invention includes a substrate holding unit that holds a substrate, a first polishing unit that presses a polishing tape against the substrate to polish the peripheral portion of the substrate, and a peripheral edge of the substrate that presses the polishing tape against the substrate.
- the second polishing unit includes the polishing head.
- the second polishing unit has a polishing head for pressing the polishing tape against a bevel portion of a substrate to polish the bevel portion.
- Another aspect of the present invention is a substrate processing apparatus comprising the polishing apparatus and a cleaning module that cleans a substrate polished by the polishing apparatus.
- the polishing surface of the polishing tape can be brought into sliding contact with the entire notch portion by the back pad, so that the polishing rate can be improved. Further, since the traveling direction of the polishing tape is guided by the two guide members, it is possible to prevent the back pad from shifting laterally with respect to the polishing tape.
- FIG. 1 is a plan view showing a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of the polishing apparatus shown in FIG.
- FIG. 3 is a plan view showing the chuck hand of the wafer chuck mechanism.
- FIG. 4 is an enlarged view showing the polishing head of FIG.
- 5A to 5D are diagrams showing examples of cross sections of the back pad.
- FIG. 6 is a top view for explaining the reciprocating mechanism.
- 7A to 7D are sectional views taken along line VII-VII in FIG.
- FIG. 8 is an enlarged view showing a polishing head of the polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
- Fig. 9A is a diagram showing the A-A, ⁇ cross-section, C-C # spring cross-section, and E-E cross-section of Fig. 8; FIG.
- FIG. 10 is an enlarged view showing another example of the polishing head of the polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 1 1A is a diagram showing the A—A line cross section, C 1 C line cross section, and EE line cross section of FIG. 10.
- FIG. 1 1 8 is the B—B line cross section and D— It is a figure which shows the D line cross section.
- FIG. 12 is an enlarged view showing a polishing head of a polishing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
- FIG. 13A is an enlarged view showing a polishing head of the polishing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention
- FIG. 13B is a front view of the cover shown in FIG. C is a cross-sectional view of a part of the polishing apparatus shown in FIG.
- FIG. 14A is an enlarged view showing a polishing head of a polishing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention
- FIG. 14B is a front view of the cover shown in FIG. 14A
- FIG. C is a cross-sectional view of a part of the polishing apparatus shown in FIG.
- FIG. 15 is a plan view showing a part of a polishing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
- FIG. 16 is a plan view showing a part of a polishing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
- FIG. 17 is a side view of the polishing apparatus shown in FIG.
- FIG. 18 is a schematic view showing a substrate processing apparatus provided with the polishing apparatus described above. -The best mode for carrying out the invention,
- FIG. 1 is a plan view showing a polishing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
- Figure 2 is a cross-sectional view of the polishing apparatus shown in FIG.
- the polishing apparatus includes a wafer stage unit (substrate holding unit) 20 having a wafer stage 23 for holding a wafer W, and a wafer stage unit 20.
- Stage moving mechanism 30 for moving the wafer in a direction parallel to the upper surface (wafer holding surface) of wafer stage 23, and a notch polishing unit 40 for polishing notch portion V of wafer W held on wafer stage 23.
- Wafer stage unit 20, stage moving mechanism 30, and notch polishing unit 40 are accommodated in housing 11.
- the housing 11 is divided into two spaces, that is, an upper chamber (polishing chamber) 15 and a lower chamber (machine chamber) 16 by a partition plate 14.
- the wafer stage 23 and the notch polishing unit 40 described above are disposed in the upper chamber 15, and the stage moving mechanism 30 is disposed in the lower chamber 16.
- An opening 12 is formed in the side wall of the upper chamber 15, and the opening 12 is closed by a shutter 13 driven by an air cylinder (not shown).
- the wafer W is carried into and out of the housing 11 through the opening 12.
- the transfer of the wafer w is performed by a known wafer transfer mechanism (not shown) such as a transfer ropot.
- a plurality of grooves 26 are formed on the upper surface of the wafer stage 23.
- C The first hollow shaft 27 A extending vertically is fixed to the lower part of the stage 2 3, and the groove 26 is not shown via the first hollow shaft 27 A and the pipe 31 It communicates with the vacuum pump.
- the first hollow shaft 27 A is rotatably supported by a bearing 28 and is further coupled to the motor ml via pulleys pi and p 2 and a belt b 1.
- the first hollow shaft 2 7 A is connected to the pipe 3 1 via the rotary joint 3 2.
- a vacuum is formed in the groove 26, whereby the wafer W is held on the upper surface of the wafer stage 23.
- the wafer W is rotated by the motor ml while being held on the upper surface of the wafer stage 2 3. That is, in this embodiment, a stage rotating mechanism that rotates the wafer stage 23 is configured by the motor ml, the pulleys p 1 and p 2, the belt b 1, and the first hollow shaft 2 7 A.
- the pipe 3.1 is connected to the vacuum pump through the inside of the second hollow shaft 27 B.
- the second hollow shaft 27 B extends vertically and is disposed in parallel with the first hollow shaft 27 A.
- the peripheral portion of the wafer W held on the upper surface of the wafer stage 23 is located on the extension line of the second hollow shaft 27 B.
- the second hollow shaft 2 7 B is rotatably supported by a cylindrical shaft base 29. axis The base 29 extends through a through hole 17 formed in the partition plate 14.
- the first hollow shaft 27 A is connected to the second hollow shaft 27 B via a swivel arm 36.
- the lower end of the shaft base 29 is fixed to the support plate 3 4.
- the support plate 3 4 is fixed to the lower surface of the first movable plate 3 3 A.
- the upper surface of the first movable plate 33 A is connected to the lower surface of the second movable plate 33 B via the first linear guide 35 A.
- the upper surface of the second movable plate 33 B is connected to the lower surface of the partition plate 14 via a second linear guide 35 B that extends perpendicularly to the first linear guide 35 A.
- the second movable plate 3 3 B can move relative to the partition plate 14.
- the second hollow shaft 27 B, the first hollow shaft 27 A, and the wafer stage 23 can be moved in a direction parallel to the upper surface of the wafer stage 23. Yes.
- a pinor screw b 2 is connected to the first movable plate 3 3 A, and this ball screw b 2 is connected to the motor m 2.
- the motor m 2 When the motor m 2 is rotated, the first movable plate 33 A moves along the longitudinal direction of the first linear guide 35 A.
- a ball screw (not shown) is connected to the second movable plate 3 3 B, and a motor m 3 is connected to the ball screw.
- the motor m 3 is rotated, the second movable plate 33 B moves along the longitudinal direction of the second linear guide 35 B.
- the stage moving mechanism 30 includes a first movable plate 33 A, a first rear guide 35 A, a second movable plate 33 B, a second linear guide 35 B, a Bonore screw (not shown), Consists of a ball screw b 2 and motors m 2 and m 3.
- the movement direction of wafer stage 23 by motor m 2 of stage moving mechanism 30 is indicated by arrow Y.
- a motor m 4 is fixed to the support plate 3 4.
- the motor m 4 is connected to the second hollow shaft 2 7 B via pulleys p 3 and p 4 and a benore b 3.
- the motor m 4 operates so as to alternately rotate the second hollow shaft 27 7 B clockwise and counterclockwise by a predetermined angle.
- the wafer W on the wafer stage 23 swings in the horizontal plane around the second hollow shunt 27 B as viewed from above.
- a polishing point which will be described later, is located on an extension line of the second hollow shaft 27 B. Therefore, the motor m 4, the pulleys 3, 4: and the benoreto b 3 constitute a turning mechanism for turning the wafer W around the polishing point.
- the notch polishing unit 40 supplies a polishing head 4 2 that presses the polishing tape 4 1 against the notch portion of the wafer W, and supplies the polishing tape 4 1 to the polishing head 4 2.
- the supply reel 45a and the recovery reel 45b are accommodated in a reel chamber 46 provided in the housing 11 of the polishing apparatus.
- the polishing head 4 2 has a tape feeding mechanism 4 3.
- This tape feed mechanism 43 includes a tape feed roller and a holding roller. The abrasive tape 41 is held by sandwiching the abrasive tape 41 between the tape feed roller and the holding roller, and the tape feed roller.
- the abrasive tape 4 1 can be fed by rotating the.
- the polishing tape 4 1 is pulled out from the supply reel 4 5 a by the tape feeding mechanism 4 3, and goes to the polishing head 4 2.
- the polishing head 4 2 brings the polishing surface of the polishing tape 4 1 into contact with the notch portion of the wafer W. Then, after contacting the notch, the polishing tape 41 is scraped off by the recovery reel 45 b.
- polishing liquid supply nozzles 58 are respectively disposed above and below the wafer W so that polishing liquid, cooling water, and the like are supplied to the wafer W.
- the polishing apparatus further includes a wafer chuck mechanism 80 disposed in the housing 11.
- the wafer chuck mechanism 80 receives the wafer W carried into the housing 11 by the wafer transfer mechanism and places it on the wafer stage 23, and picks up the wafer W from the wafer stage 23 and picks up the wafer. It is configured to pass to the transport mechanism. In FIG. 1, only a part of the wafer chuck mechanism 80 is shown.
- FIG. 3 is a plan view showing a chuck hand of the wafer chuck mechanism.
- the wafer chuck mechanism 80 has a first chuck hand 8 1 having a plurality of tops 8 3 and a second chuck hand 8 2 having a plurality of tops 8 3.
- the These first and second chuck hands 8 1, 8 2 are moved in a direction (indicated by an arrow T) toward and away from each other by an opening / closing mechanism (not shown).
- the first and second chuck hands 81 and 82 are moved in a direction perpendicular to the surface of the wafer W held on the wafer stage 23 by a chuck moving mechanism (not shown).
- the wafer transfer mechanism hand 100 transfers the wafer W to a position between the first and second chuck hands 8 1, 8 2. Then, when the first and second chuck hands 8 1, 8 2 are moved in directions close to each other, the top 8 3 of the first and second chuck hands 8 1, 8 2 is moved to the peripheral portion of the wafer W. Contact. As a result, the wafer W is held between the first and second chuck hands 8 1, 8 2. At this time, the center of wafer W and the center of wafer stage 23 (the rotation axis of wafer stage 23) are configured to coincide with each other. Therefore, the first and second chuck hands 8 1, 8 2 also functions as a centering mechanism.
- FIG. 4 is an enlarged view showing the polishing head 42 in FIG.
- the polishing head 4 2 includes two guide rollers 5 7 a and 5 7 b for guiding the traveling direction of the polishing tape 4 1, and a back pad arranged on the back side of the polishing tape 4 1. 5 and 0.
- the guide rollers 5 7 a and 5 7 b are arranged at the tip of the polishing head 42, and are arranged above and below the polishing point (contact point between the wafer W and the polishing tape 41).
- the polishing tape 41 is guided by a guide roller in a direction perpendicular to the surface of the wafer W held on the wafer stage 23.
- the polishing surface is the surface of the polishing tape 41 on the side facing the wafer W.
- the back pad 5 Q has a loop shape (annular shape) and is held by a plurality of pulleys 5 9 a, 5 9 b, 5 9 c, 5 9 d, and 5 9 e. Therefore, the knock pad 50 is movable in the longitudinal direction.
- These pulleys 5 9 a to 5 9 e are rotatably attached to the base 61.
- the pulley 59d is a movable pulley whose position is adjustable, and the tension of the back pad 50 can be adjusted by moving the pulley 59d.
- the pulleys 5 9 a and 5 9 b are arranged above and below the polishing point, and are arranged close to the guide rollers 5 7 a and 5 7 b, respectively. Yes. With this arrangement, a part of the back pad 50 extends linearly in parallel with the traveling direction of the polishing tape 41 guided by the guide rollers 5 7a and 5 7b.
- FIG. 5A to 5D are diagrams showing examples of cross sections of the back pad 50.
- Fig. 5 A is Buckno.
- FIG. 5B shows an example of a double wall structure composed of two cylindrical members 50 a and 50 b in which back pads 50 are arranged concentrically.
- the inner cylindrical member 50 a is made of a hard material
- the outer cylindrical member 50 b is made of a soft material.
- FIG. 5C shows a modification of the double wall structure, in which the outer peripheral surface of the cylindrical member 50 c is covered with a film 50 d.
- a pressurized fluid such as a pressurized gas or liquid is injected into the cylindrical member 50 c.
- FIG. 5D shows an example of a triple wall structure, and shows an example in which the configuration shown in FIG. 5B is combined with the configuration shown in FIG. 5C.
- Examples of the material constituting the back pad 50 include elastic materials such as silicon rubber, silicon sponge, and fluorine rubber.
- Notch polishing unit 40 is guided by guide rollers 5 7 a, 5 7 b ⁇ b
- the polishing head 41 has a reciprocating mechanism that linearly reciprocates the polishing head 42 along the traveling direction of the polishing tape 41.
- FIG. 6 is a top view for explaining the reciprocating mechanism
- FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views taken along the line VII- ⁇ of FIG.
- the polishing head 42 is fixed to one end of the movable arm 71, and the camshaft 72 is disposed at the other end of the movable arm 1.
- the movable arm 7 1 is supported by the support arm 73 via a linear guide 74, and the movable arm 71 is guided by the re-guided guide 74 so as to linearly move with respect to the support arm 73.
- a motor ⁇ 1 for driving the camshaft 7 2 is attached to the support arm 73, and the rotation shaft of the motor ⁇ 1 is a pulley; 1 1, 1 2 and a camshaft 7 via a belt b 1 0 It is linked to 2.
- the rotating shaft of the motor M l and the cam shaft 72 are rotatably supported by bearings 75 A and 75 B fixed to the support arm 73.
- the camshaft 72 has an eccentric shaft 72a that is eccentric from the center line of the bearing 75B.
- a force bar 76 is attached to the tip of the eccentric shaft 7 2 a.
- the cam 76 is fitted in a U-shaped groove 7 7 formed at the end of the movable arm 71 (see FIG. 7A).
- the support shaft 78 is rotatably supported by a bearing 75 C fixed to the housing 97 of the notch polishing unit 40.
- the support shaft 7 8 is connected to the rotating shaft of the motor M 2 as a power source via pulleys p 1 3, p 14 and belt b 11, and the polishing point is the center line L t of the support shaft 7 8 Located on the top. Therefore, by rotating the support shaft 78 by the motor M 2, the polishing head 42 and the entire reciprocating mechanism can be rotated (ie, inclined) around the polishing point.
- the tilting mechanism for tilting the polishing head 4 2 around the polishing point is constituted by the support shaft 78, the pulleys ⁇ 1 3 and 14, the belt b 11 and the motor M2. .
- the supply tape 4 5 a and the collection reel 4 5 b do not sag the polishing tape 4 1 In this way, an appropriate tension is applied to the polishing tape 41 using a motor (not shown).
- the tape feeding mechanism 4 3 feeds the polishing tape 4 1 from the supply reel 4 5 a to the collection reel 4 5 b at a constant speed.
- the tape feed speed is several millimeters to several tens of millimeters per minute (for example, 30 mm to 5 O mm / min).
- the speed at which the polishing head 42 reciprocates up and down is as high as several hundred times per minute. Therefore, the tape feeding speed is almost negligible with respect to the reciprocating speed of the polishing head 42.
- the polishing tape 41 for example, the polishing tape 41 in which ffi particles such as diamond particles and SiC particles are bonded to the base film can be used on one surface serving as a polishing surface.
- the abrasive grains to be bonded to the polishing tape 41 are the force selected according to the type of wafer W and the required performance. For example, the average particle diameter is 0.1 ⁇ to 5. ⁇ . Particles can be used. Further, it may be a belt-like polishing cloth to which abrasive grains are not bonded.
- the base film for example, a film made of a flexible material such as polyester, polyurethane, polyethylene terephthalate, or the like can be used.
- Wafer W is loaded into housing 11 through opening 12 by a wafer transfer mechanism (not shown).
- the wafer chuck mechanism 80 receives the wafer W from the wafer transport mechanism hand 100 (see FIG. 3), and holds the wafer W by the first and second chuck hands 8 1, 8 2.
- the hand 100 of the wafer transfer mechanism transfers the wafer W to the first and second chuck hands 8 1, 8 2 and then moves out of the housing 11, and then the shutter 13 is closed.
- the wafer chuck mechanism 80 holding the wafer W lowers the wafer W and places it on the upper surface of the wafer stage 23.
- a vacuum pump (not shown) is driven to attract the wafer W to the upper surface of the wafer stage 23.
- the wafer stage 23 moves together with the wafer W to the vicinity of the polishing head 42 by the stage moving mechanism 30.
- the wafer stage 23 is rotated by the motor ml so that the notch portion of the wafer W faces the polishing head 42.
- supply of the polishing liquid from the polishing liquid supply nozzle 58 to the wafer W is started.
- the stage W is moved by the stage moving mechanism 30 to the position where the wafer W is aligned with the polishing tape 41.
- the polishing head 42 is reciprocated by a reciprocating mechanism.
- the polishing tape 41 is oscillated in a direction parallel to the traveling direction, and the polishing surface of the polishing tape 41 is brought into contact with the notch portion. In this way, the notch portion of the wafer W is polished.
- the polishing head 42 may be tilted around the notch (polishing point), or the polishing head 42 may be swung around the notch by a turning mechanism.
- the back surface of the polishing tape 41 and the back pad 50 come into contact with each other, and the back pad 50 presses the polishing tape 41 against the notch portion of the wafer W from the back surface side.
- the polishing tape 41 and the back pad 50 are deformed along the shape of the notch portion and stagnate, whereby the polishing surface of the polishing tape 41 contacts the entire notch portion. Therefore, the time required for polishing the notch can be shortened.
- the back pad 50 moves due to friction with the polishing tape 41 according to the movement of the polishing tape 41 sent by the tape feeding mechanism 43 during polishing, an excessive load may be applied to the polishing tape 41. Absent. Therefore, cutting of the polishing tape 41 can be prevented.
- the back pad 5 0 • is prevented from shifting to the side with respect to the polishing tape 41.
- the tension of the pack pad 50 can be adjusted in advance by adjusting the position of the pulley 59 d, it is possible to eliminate the tension difference due to the dimensional error between the products of the pack pad 50.
- the pack pad 50, the pulleys 59a to 59e, and the base 61 constitute a back pad assembly as one unit. This back candy.
- the head assembly is configured to be detachable. Therefore, the old backpad can be replaced with a new one by replacing the backpad assembly.
- the back pad can be replaced with other types of embodiments described below.
- FIG. 8 is an enlarged view showing a polishing head of the polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
- Fig. 9A is a cross-sectional view taken along line A-A, C-C, and E-E in Fig. 8
- Fig. 9B is a cross-section taken along B-B and D-D in Fig. 8.
- the polishing head 65 has a rod-like back pad 60 extending linearly and a core rod (support member) 63 passing through the back pad 60. is doing. Both ends of the core rod 6 3 are held by an upper holder 6 7 and a lower holder 6 8, respectively, and these upper and lower holders 6 7 and 6 8 can be rotated around shafts 6 7 a and 6 8 b, respectively. ing.
- the back pad 60 is a traveling direction (longitudinal direction) of the polishing tape 41 guided by the guide rollers 5 7 a and 5 7 b Are arranged in parallel.
- the knock pad 60 is made of an inertia material such as silicon rubber, silicon sponge, or fluorine rubber.
- the knock pad 60 has a different cross-sectional shape (a shape of a cross section perpendicular to the traveling direction of the polishing tape 41) depending on the vertical position thereof. is doing. More specifically, at the center and both ends of the back pad 60, the pressing surface (the surface pressing the polishing tape 41 against the notch) has a slightly sharp cross-sectional shape, and the notch The shape is in line with the shape of the part. On the other hand, in the intermediate portion between the end portion and the central portion, the pressing surface has a gentle arc-shaped cross section. That is, the center portion and both end portions of the knock pad 60 have a pressing surface that is sharper than the other portions.
- the cross-sectional shape force of the back pad 60 pressing the wafer W is shown in FIG. 9A and FIG. 9B. It changes continuously with the shape shown. Therefore, the knock pad 60 can press the polishing tape 41 to the entire notch portion. Further, even when the polishing head 65 is tilted by the tilt mechanism described above, the cross-sectional shape of the back pad 60 can follow the shape of the notch portion that changes apparently. Further, since the back pad 60 is deformed following the shape of the notch portion during polishing, the polishing surface of the polishing tape 41 can be reliably pressed against the entire notch portion. In this embodiment, the cross-sectional shape of the back pad 60 changes continuously depending on the position of the back pad 60 in the vertical direction, but it is configured to change intermittently. Also good.
- FIG. 10 is an enlarged view showing another example of the polishing head of the polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
- Fig. 1 1 A is a diagram showing the A—A line cross section, C 1 C line cross section, and E—E line cross section of FIG. 10.
- FIG. 1 1 B is the B—B line cross section and D— It is a figure which shows the D line cross section.
- the central portion and both end portions of the back pad 70 in this example have a sharper pressing surface than the back pad 60 shown in FIG. 9A. Accordingly, the tip of the pressing surface can reliably press the polishing tape 41 against the deepest portion of the notch.
- FIG. 12 is an enlarged view showing a polishing head of a polishing apparatus according to a third embodiment of the present invention. Note that the configuration and operation of the present embodiment that are not specifically described are the same as those of the second embodiment described above, and thus redundant description thereof is omitted.
- the polishing head 90 includes a back pad 91 having a circular cross-sectional shape.
- the lower part of the core rod 63 is the second embodiment described above. Similarly to the state, it is fixed to the lower holder 68 that can rotate around the shaft 68a.
- the upper portion of the core rod 63 is loosely fitted into a hole 9 2 a formed in the upper holder 92. Therefore, the back pad 91 can be rotated by a predetermined angle with the shaft 68a as a fulcrum as a whole.
- a spring holder 9 4 is attached to the upper part of the core rod 6 3.
- a spring (pressing member) 95 is arranged between the spring honorder 94 and the upper honorder 92. By this spring 95, the back pad 91 is urged toward the polishing tape 41.
- the pressing force of the back pad 9 1 against the notch portion of the polishing tape 41 can be accurately adjusted by the spring 95.
- the spring 95 and the fulcrum (shaft 6 8 a) are arranged substantially symmetrically about the polishing point, a large diminishing pressure can be obtained with the small spring 95. Therefore, the entire polishing head 90 can be made compact.
- the position of the fulcrum (shaft 68a) is not limited to the vicinity of the lower end of the core rod 63, and a shaft that directly serves as a fulcrum may be provided at the lower end of the core rod 63.
- the back pad according to the second embodiment described above may be used in this embodiment.
- FIG. 13A is an enlarged view showing the polishing head of the polishing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Note that the configuration and operation of the present embodiment that are not specifically described are the same as those of the second embodiment described above, and thus redundant description thereof is omitted.
- the polishing head 101 includes a back pad 102 having a rectangular cross section.
- the back pad 102 is fixed to a support member 63 that extends vertically. Both ends of the supporting member 63 are held by two springs (pressing members) 9 5.
- Each of these springs 9 5 is held by a spring holder 9 4. That is, the support member 63 and the spring holder 94 are connected to each other by the spring 95, and the back pad 102 is urged toward the polishing tape 41 by the spring 95.
- the number of springs 95 is not limited to two, but may be three or more.
- a linear motion guide mechanism 10 3 is connected to the support member 63.
- This linear motion guide mechanism 103 regulates the movable direction of the support member 63 (that is, the movable direction of the back pad 102) in the direction toward the polishing tape 4.1. That is, the back pad 10 2 and the support member 63 are pressed against the polishing tape 41 once by the spring 95, and the movement becomes a linear movement.
- the spring holder 94 and the linear motion guide mechanism 10 03 are fixed to the base 61.
- the position of the base 61 is fixed by positioning pins 1 0 5.
- Support member 6 Three and two springs 9 5 are covered by a cover 1 0 4. More specifically, the front surface and the side surface of the support member 63 and the side surface of the spring 95 are covered with a cover 10 through a small gap.
- This cover 10 4 is fixed to a spring hoso-redder 9 4. ⁇
- Fig. 13 ⁇ is a front view of the cover shown in Fig. 13 ⁇
- Fig. 13 C is a sectional view of a part of the polishing apparatus shown in Fig. 13 ⁇ when viewed from above.
- a rectangular hole 10 4 a force S slightly larger than the back pad 10 2 is formed on the front surface of the cover 10 4.
- the knock pad 10 2 extends through the hole 10 4 a toward the polishing tape 4 1.
- the lid 1 0 2 is movable relative to the cover 1 0 4.
- FIG. 14A is an enlarged view showing the polishing head 10 07 of the polishing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention
- FIG. 14B is a front view of the cover shown in FIG.
- FIG. 14C is a cross-sectional view of a part of the polishing apparatus shown in FIG. 14A as viewed from above. Note that the configuration and operation of the present embodiment that are not specifically described are the same as those of the fourth embodiment described above, and thus redundant description thereof is omitted.
- Convex portions 63a are formed on the upper end and the lower end of the support member 63, respectively. These convex portions 63a are fitted into concave portions 94a formed in the spring honorder 94. As shown in FIG. 14C, the concave portion 94a is a long hole extending toward the polishing tape 41, and the convex portion 63a is slidably fitted in the concave portion 94a. In other words, the movable direction of the support member 63 is regulated in the direction toward the polishing tape 41 by the convex portion 63a and the concave portion 94a.
- FIG. 15 is a plan view showing a part of a polishing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. Note that the configuration and operation of this embodiment that are not specifically described are the same as those of the first to fifth embodiments described above, and thus redundant description thereof is omitted.
- the polishing apparatus of this embodiment includes a first notch polishing unit 4 OA and a second notch polishing unit 40 B arranged in a housing 11 (see FIG. 2). ing.
- the first notch polishing unit 40 A includes the polishing head 42 according to the first embodiment, and a supply reel and a recovery reel (not shown).
- the second notch polishing unit 40 B has a polishing head 65 according to the second embodiment, a not-shown tray, a supply reel, and a collection reel.
- These first and second notch polishing units 4 OA and 4 OB are movable in parallel to the surface of wafer W on wafer stage 23 (see FIG. 2). Heads 4 2 and 6 5 are also accessible to the notch V of ueha W.
- FIG. 15 shows a state in which the first notch polishing unit 40 A is disposed at the polishing position, while the second notch polishing unit 40 B is waiting at the predetermined standby position.
- the number of polishing heads is not limited to two, and may be three or more. Also, any polishing head selected from the first to fifth embodiments described above can be used. Also, different types of polishing can be performed by using the first notch polishing unit 4 O A and the second notch polishing unit 40 B using polishing tapes having different polished surfaces. For example, the notch portion of the wafer W can be roughly polished by the first notch polishing unit 40 A, and then the notch portion can be finish polished by the second notch polishing unit 40 B. Therefore, different types of polishing can be performed in one polishing chamber.
- FIG. 16 is a plan view showing a part of a polishing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
- FIG. 17 is a side view of the polishing apparatus shown in FIG. Note that the configuration and operation of the present embodiment that are not specifically described are the same as those of the first to fifth embodiments described above, and thus redundant description thereof is omitted.
- the polishing apparatus of the present embodiment includes a notch polishing unit 40 and a benove polishing unit 1 1 0 arranged in a housing 11 (see FIG. 2). Yes.
- the notch polishing unit 40 has a polishing head 42 according to the first embodiment, and a supply reel and a recovery reel (not shown).
- the bevel polishing unit 110 is a polishing head that presses the polishing surface of the polishing tape 1 1 1 against the bevel portion of the wafer W to polish the bevel portion: L 1 2 and polishing tape 1 1
- a supply reel (not shown) for supplying 1 to the polishing head 1 1 2 and a recovery reel (not shown) for collecting the polishing tape 1 1 1 supplied to the polishing head 1 1 2 are provided.
- Notch polishing unit 4 0 and bevel polishing unit 1 1 0 2 3 Can move in parallel to the surface of wafer W on 3
- the notch polishing unit 40 can be any polishing head selected from the first to fifth embodiments described above. According to the present embodiment, the notch + portion and the bevel portion can be polished in one polishing chamber.
- the present substrate processing apparatus has a load / unload unit 120 on which a wafer cassette 1 25 containing a plurality of wafers W is placed.
- the load Z unload unit 1 2 0 is provided on the side wall 1 3 0 a of the housing 1 3 0.
- a first transfer robot 14 O A that takes out the wafer W from the wafer cassette 1 25 is disposed in the housing 1 30.
- the substrate processing apparatus is further selected from the first polishing module (polishing apparatus) 15 A selected from the first to seventh embodiments described above and the first to seventh embodiments described above.
- Secondary polishing module (polishing equipment) Rinse the substrate cleaned with 1 5 0 B and the primary cleaning module 1 6 0 A that cleans the polished wafer W, and the primary cleaning module 1 6 0 A, Secondary cleaning module 1 6 0 B to be dried.
- Each of these modules 15 A, 15 O B, 16 O A, 16 O B is housed in a housing 13 30.
- Primary cleaning module 1 6 OA supplies cleaning liquid (for example, pure water) to the surface of Ueno and W, and slides the rotating sponge to the peripheral edge of the wafer (notch and bevel) to make wafer W It is an apparatus which wash
- the secondary cleaning module 1 6 0 B holds the wafer W by the chuck mechanism, supplies a rinse liquid (for example, pure water) to the wafer W while rotating the wafer W, and then rotates the wafer W at a high speed. E) A device for drying W.
- a second transfer robot 1 4 0 B is provided in the housing 1 3 0.
- the second transfer robot 1 4 0 B has a hand (not shown) having a primary polishing module 1 5 0 A, a secondary polishing module 1 5 0 B, a primary cleaning module 1 6 0 A, 2
- the next cleaning module 1 6 0 B is arranged at a position where it can be reached.
- a temporary placing table 14 45 is disposed between the first transfer robot 14 OA and the second transfer robot 14 0 B. - ; '
- the first transfer robot 1 4 OA takes out one wafer W from the wafer cassette 1 2 5 and places it on the temporary placement table 1 4 5.
- the second transfer robot 1 4 0 B holds the wafer w on the temporary placement table 1 4 5 and carries it into the primary polishing module 1 5 0 A.
- Primary polishing module In 1-no 1 5 OA the notch (and bevel) of the wafer W is first polished.
- the second transfer robot 1 4 0 B takes out the polished wafer W from the primary polishing module 15 OA and carries it into the secondary polishing module 15 OB.
- the notch part (and the beveled part) of the wafer W is subjected to secondary polishing.
- the second transfer robot 14 OB takes the polished wafer W from the secondary polishing module 15 0 B and carries it into the primary cleaning module 1 6 OA.
- Primary cleaning module 1 6 In OA the peripheral part (notch part and bebe nore part) of the wafer W is cleaned.
- the second transfer port bot 1 4 0 B takes the cleaned wafer W out of the primary cleaning module 1 6 OA and loads it into the secondary cleaning module 1 6 0 B.
- the second transfer robot 1 4 OB takes the dried wafer W from the secondary cleaning module 1 6 0 B and places it on the temporary table 1 4 5.
- 1st transfer robot 14 OA holds wafer W on temporary table 1 45 and returns wafer W to wafer cassette 1 25. In this way, a series of processing of wafer W Is done.
- the present invention can be used in a polishing apparatus for polishing a notch portion of a substrate using a polishing tape.
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Abstract
本発明に係る研磨装置は、基板Wを保持する基板保持部(20)と、研磨テープ(41)をその長手方向に送るテープ送り機構(43)と、研磨テープを基板のノッチ部に押圧する研磨ヘッド(42)とを備える。研磨ヘッド(42)は、研磨テープの進行方向をガイドする2つのガイド部材(57a,57b)と、研磨テープの裏側に配置された、ループ形状を有するバックパッド(50)とを有する。バックパッド(50)は、ループ形状を維持しつつ、その長手方向に進行可能なように、複数の滑車(59a,59b,59c,59d,59e)で保持されている。
Description
明細書 研磨装置 技術分野
本発明は、 半導体ウェハなどの基板を研磨する研磨装置に関し、 特に研磨テー プを用いて基板のノツチ部を研磨する研磨装置に関するものである。 背景技術
半導体製造における歩留まり向上の観点から、 半導体ウェハの周縁部の表面状 態の管理が近年注目されている。 半導体製造工程では、 多くの材料がウェハ上に 成膜され、 積層されていくため、 製品には使用されない周縁部には不必要な材料 や表面荒れが形成される。 近年では、 ウェハの周縁部のみをアームで保持してゥ ェハを搬送する方法が一般的になってきている。 このような背景のもとでは、 周 緣部に残存した不要物質が種々の工程を経ていく間に剥離してデバイス表面に付 着し、 歩留まりを低下させてしまう。 そこで、 研磨装置を用いて、 ウェハの周縁 部を研磨して不要な銅膜や表面荒れを除去することが従来から行われている。 基板の周縁部には、一般に、ベベル部とノツチ部が形成される。ベベル部とは、 基板の周縁部において角取りされた部分であり、 基板の欠けやパーティクルの発 生などを防止するためのものである。 ノッチ部とは、基板の方向(周方向の位置) を特定しやすくするために基板の周縁に形成された切り欠きである。 以下、 基板 のノツチ部の研磨に用いられる従来の研磨装置について説明する。
この種の研磨装置は、 研磨テープにテンション (張力) を付与した状態で該研 磨テープの研磨面を基板のノツチ部に摺接させることで該ノツチ部を研磨する。 研磨中、 研磨テープはノッチ部の形状に沿って変形するため、 研磨テープの幅全 体がノッチ部に密着する。 しかしながら、 研磨テープのテンションの大きさや研 磨テープの曲げ反発力の大きさによっては、 研磨テープがノツチ部の一部のみと 接触し、 ノツチ部全体を研磨するためには多くの時間を必要としていた。
日本国特許公開公報第 2 0 0 4— 2 4 1 4 3 4号には、 円盤状のローラを研磨 テープの裏側から押圧することで基板のノツチ部を研磨する研磨装置が開示され ている。 しかしながら、 この研磨装置では、 研磨テープの移動に伴って上記ロー ラが回転するため、 研磨テープがローラに対して横ずれすることがある。 また、 ローラの外周の長さは、 ローラごとに僅かに異なる場合があり、 この寸法誤差の
ために研磨テープの張力が一定にならないという問題があつた。 発明の開示
本発明は、 上述した問題点に鑑みてなされたものであり、 研磨テープを基板の ノツチ部全体に押し当てることができ、 力つ研磨テープに対してパッドが横にず れることがない研磨装置を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、 本発明の一態様は、 研磨テープの研磨面と基 板とを相対移動させることにより基板のノツチ部を研磨する研磨装置において、 基板を保持する基板保持部と、 前記研磨テープをその長手方向に送るテープ送り 機構と、 前記研磨テープを基板のノッチ部に押圧する研磨ヘッドとを備え、 前記 研磨へッドは、 前記研磨テープの進行方向をガイドする 2つのガイド部材と、 前 記研磨テープの裏側に配置された、 ループ形状を有するバックパッドとを有し、 前記バックパッドは、 前記ループ形状を維持しつつ、 その長手方向に進行可能な ように、 複数の滑車で保持されていることを特徴とする。
.本発明の好ましい態様は、 前記バックパッドは、 同心状に配置された複数の円 筒部材から構成されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記複数の滑車のうちの少なくとも 1つは移動可能 に構成された可動滑車であり、 該可動滑車を移動させることにより前記バックパ ッドのテンションが調整されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記研磨ヘッドを、 前記研磨テープの前記進行方向 に沿って往復運動させる往復運動機構をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の他の態様は、 研磨テープの研磨面と基板とを相対移動させることによ り基板のノツチ部を研磨する研磨装置において、 基板を保持する基板保持部と、 前記研磨テープをその長手方向に送るテープ送り機構と、 前記研磨テープを基板 のノツチ部に押圧する研磨へッドとを備え、 前記研磨へッドは、 前記研磨テープ の進行方向をガイドする 2つのガイド部材と、 前記研磨テープの裏面側に配置さ れた、 直線状に延びるバックパッドとを有し、 前記バックパッドは、 前記 2つの ガイド部材によってガイドされた前記研磨テープの進行方向と略平行に配置され ることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記バックパッドは、 異なる複数の横断面形状を有 することを特 ί敷とする。
本発明の好ましい態様は、 前記複数の横断面形状のうちの少なくとも 1つは、 ノツチ部の形状に沿った形状を有することを特徴とする。
本 明の好ましい態様は、 前記複数の横断面形状のうちの少なくとも 1つは、 円弧状の形状を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記研磨ヘッドを、 前記研磨テープの前記進行方向 に沿つて往復運動させる往復運動機構をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記バックパッドが固定される支持部材と、 前記支 持部材を、 その一端または該一端近傍の点を中心として回転可能とする支点構造 と、 前記支持部材の他端を前記研磨テープに向かって押圧する押圧部材とをさら に備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記バックパッドが固定される支持部材と、 前記支 持部材を前記研磨テープに向かって押圧する複数の押圧部材とをさらに備えたこ とを特 ί敦とする。
本発明の好ましい態様は、 前記支持部材の可動方向を、 前記研磨テープに向か • う方向に規制するガイド機構をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、 前記支持部材および前記押圧部材を覆うカバーを備 えたことを特徴とする。
本発明の他の態様は、 基板を保持する基板保持部と、 基板に研磨テープを押し 当てて基板の周縁部を研磨する第 1の研磨ュニットと、 基板に研磨テープを押し 当てて基板の周縁部を研磨する第 2の研磨ュニットと、 前記第 1の研磨ュニット および前記第 2の研磨ュニットを収容するハウジングとを備え、 前記第 1の研磨 ュニットは上記研磨へッドを有し、 前記第 1の研磨ュニットおよび前記第 2の研 磨ュニットは、 前記基板保持部に保持された基板の表面と平行に移動可能に構成 されていることを特徴とする研磨装置である。
本発明の好ましい態様は、 前記第 2の研磨ユニットは、 上記研磨ヘッドを有す ることを特 ί数とする。
本発明の好ましい態様は、 前記第 2の研磨ュニットは、 前記研磨テープを基板 のべベル部に押し当てて該べベル部を研磨する研磨へッドを有することを特徴と する。
本発明の他の態様は、 上記研磨装置と、 上記研磨装置により研磨された基板を 洗浄する洗浄モジュールとを備えたことを特徴とする基板処理装置である。 本発明によれば、 バックパッドにより研磨テープの研磨面をノッチ部全体に摺 接させることができるので、 研磨速度を向上させることができる。 また、 2つの ガイド部材により研磨テープの進行方向がガイドされるので、 研磨テープに対し てバックパッドが横にずれることが防止できる。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。
図 2は、 図 1に示す研磨装置の断面図である。
図' 3は、 ウェハチャック機構のチャックハンドを示す平面図である。
図 4は、 図 2の研磨へッドを示す拡大図である。
図 5 A乃至図 5 Dはバックパッドの断面の例を示す図である。
図 6は、 往復運動機構を説明するための上面図である。
図 7 A乃至図 7 Dは図 6の VII-VII線断面図である。
図 8は、 本発明の第 2の実施形態に係る研磨装置の研磨へッドを示す拡大図で める。
図 9 Aは図 8の A— A,锒断面、 C一 C#泉断面、 および E— E線断面を示す図で あり、 図 9 Bは図 8の B— B線断面および D— D線断面を示す図である。
図 1 0は、 本発明の第 2の実施形態に係る研磨装置の研磨へッドの他の例を示 す拡大図である。
図 1 1 Aは図 1 0の A— A線断面、 C一 C線断面、 および E - E線断面を示す 図であり、図 1 1 8は図1◦の B— B線断面および D— D線断面を示す図である。 図 1 2は、 本発明の第 3の実施形態に係る研磨装置の研磨ヘッドを示す拡大図 である。
図 1 3 Aは本発明の第 4の実施形態に係る研磨装置の研磨へッドを示す拡大図 であり、 図 1 3 Bは図 1 3 Aに示すカバーの正面図であり、 図 1 3 Cは図 1 3 A に示す研磨装置の一部を上から見たときの断面図である。
図 1 4 Aは本発明の第 5の実施形態に係る研磨装置の研磨へッドを示す拡大図 であり、 図 1 4 Bは図 1 4 Aに示すカバーの正面図であり、 図 1 4 Cは図 1 4 A に示す研磨装置の一部を上から見たときの断面図である。
図 1 5は、本発明の第 6の実施形態に係る研磨装置の一部を示す平面図である。 図 1 6は、本発明の第 7の実施形態に係る研磨装置の一部を示す平面図である。 図 1 7は、 図 1 6に示す研磨装置の側面図である。
図 1 8は、-上述-じた研磨装置を備えた基板処理装置を示す模式図である。 - 発明を実施するための最良の形態、
以下、 本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図 1は、 本発明の第 1の実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。 図 2は
図 1に示す研磨装置の断面図である。
図 1および図 2に示すように、 本実施形態に係る研磨装置は、 ウェハ Wを保持 するためのウェハステージ 2 3を有するウェハステージュニット (基板保持部) 2 0と、 ウェハステージユニット 2 0をウェハステージ 2 3の上面 (ウェハ保持 面) と平行な方向に移動させるためのステージ移動機構 3 0と、 ウェハステージ 2 3に保持されたウェハ Wのノツチ部 Vを研磨するノツチ研磨ュニット 4 0とを 備えている。
ウェハステージュニット 2 0、 ステージ移動機構 3 0、 ノツチ研磨ュニット 4 0は、 ハウジング 1 1内に収容されている。 このハウジング 1 1は仕切板 1 4に よって 2つの空間、 すなわち上室 (研磨室) 1 5と下室 (機械室) 1 6とに区画 されている。 上述したウェハステージ 2 3およびノツチ研磨ュニット 4 0は上室 1 5内に配置され、 ステージ移動機構 3 0は下室 1 6内に配置されている。 上室 1 5の側壁には開口部 1 2が形成されており、 この開口部 1 2は図示しないエア シリンダにより駆動されるシャッター 1 3により閉じられる。
ウェハ Wは、 開口部 1 2を通じてハウジング 1 1の内外に搬入および搬出され る。 ウェハ wの搬送は、搬送ロポットのような既知のウェハ搬送機構(図示せず) により行われる。ウェハステージ 2 3の上面には複数の溝 2 6が形成されている。 ゥ: tハステージ 2 3の下部には、 垂直に延びる第 1の中空シャフト 2 7 Aが固定 されており、 溝 2 6は第 1の中空シャフト 2 7 Aおよびパイプ 3 1を介して図示 しない真空ポンプに連通している。
第 1の中空シャフト 2 7 Aは軸受 2 8によって回転可能に支持され、 さらにプ ーリ p i , p 2およびベルト b 1を介してモータ m lに連結されている。 第 1の 中空シャフト 2 7 Aはロータリージョイント 3 2を介してパイプ 3 1に接続され ている。 真空ポンプを駆動すると、 溝 2 6に真空が形成され、 これによりウェハ Wがウェハステージ 2 3の上面に保持される。 ウェハ Wは、 ウェハステージ 2 3 の上面に保持された状態でモータ m lにより回転する。 すなわち、 本実施形態で は、 モータ m l、 プーリ p 1, p 2、 ベルト b 1および第 1の中空シャフト 2 7 Aにより、 ウェハステージ 2 3を回転させるステージ回転機構が構成される。 上記パイプ 3· 1は第 2の中空シャフト 2 7 Bの内部を通って上記真空ポンプに' 連結されている。 この第 2の中空シャフト 2 7 Bは垂直に延び、 第 1の中空シャ ブト 2 7 Aと平行に配置されている。 ウェハステージ 2 3の上面に保持されたゥ ェハ Wの周縁部は、 第 2の中空シャフト 2 7 Bの延長線上に位置している。 第 2 の中空シャフト 2 7 Bは円筒状の軸台 2 9により回転自在に支持されている。 軸
台 2 9は、 仕切板 1 4に形成された貫通孔 1 7を通って延びている。 第 1の中空 シャフト 2 7 Aは旋回アーム 3 6を介して第 2の中空シャフト 2 7 Bに連結され ている。
軸台 2 9の下端は支持板 3 4に固定されている。 支持板 3 4は、 第 1の可動板 3 3 Aの下面に固定されている。 第 1の可動板 3 3 Aの上面は第 1のリニアガイ ド 3 5 Aを介して第 2の可動板 3 3 Bの下面に連結されている。 これにより、 第 1の可動板 3 3 Aは第 2の可動板 3 3 Bに対して相対移動が可能となっている。 第 2の可動板 3 3 Bの上面は、 第 1のリユアガイド 3 5 Aに対して垂直に延びる 第 2のリニアガイド 3 5 Bを介して仕切板 1 4の下面に連結されている。 これに より、 第 2の可動板 3 3 Bは仕切板 1 4に対して相対移動が可能となっている。 このような配置により、第 2の中空シャフト 2 7 B、第 1の中空シャフト 2 7 A、 'およびウェハステージ 2 3は、 このウェハステージ 2 3の上面と平行な方向に移 動可能となっている。
第 1の可動板 3 3 Aにはポーノレねじ b 2が連結され、 このボールねじ b 2はモ ータ m 2に連結されている。 モータ m 2を回転させると、 第 1の可動板 3 3 Aは 第 1のリニァガイド 3 5 Aの長手方向に沿って移動する。 同様に、 第 2の可動板 3 3 Bには、 図示しないボールねじが連結され、 このボールねじにはモータ m 3 が連結されている。 モータ m 3を回転させると、 第 2の可動板 3 3 Bは第 2のリ ユアガイド 3 5 Bの長手方向に沿って移動する。 したがって、 ステージ移動機構 3 0は、第 1の可動板 3 3 A、第 1のリ ァガイド 3 5 A、第 2の可動板 3 3 B、 第 2のリニアガイド 3 5 B、 図示しないボーノレねじ、 ボールねじ b 2、 およびモ ータ m 2 , m 3により構成される。 なお、 図 2においては、 ステージ移動機構 3 0のモータ m 2によるウェハステージ 2 3の移動方向を矢印 Yで示している。 支持板 3 4にはモータ m 4が固定されている。このモータ m 4は、プーリ p 3 , p 4およびべノレト b 3を介して第 2の中空シャフト 2 7 Bに連結されている。 モ —タ m 4は第 2の中空シャフト 2 7 Bを所定の角度だけ時計周りおよび反時計回 りに交互に回転させるように動作する。 これにより、 ウェハステージ 2 3上のゥ ェハ Wは、 上から見て第 2の中空シャブト 2 7 Bを中心に水平面内でスイングす る。 後述する研磨ボイントは第 2の中空シャフト 2 7 Bの延長線上に位置する。 したがって、 モータ m 4、 プーリ: 3, : 4およびべノレト b 3は、 研磨ポイント を中心にウェハ Wを旋回させる旋回機構を構成する。
図 2に示すように、 ノッチ研磨ユニット 4 0は、 研磨テープ 4 1をウェハ Wの ノツチ部に押圧する研磨へッド 4 2と、 研磨テープ 4 1を研磨へッド 4 2に供給
する供給リール 4 5 aと、 研磨へッド 4 2に繰り出された研磨テープ 4 1を卷き 取る回収リール 4 5 bとを備えている。 供給リール 4 5 aおよび回収リール 4 5 bは、 研磨装置のハウジング 1 1に設けられたリール室 4 6に収容されている。 研磨へッド 4 2は、 テープ送り機構 4 3を有している。 このテープ送り機構 4 3はテープ送りローラと保持ローラとを備えており、 テープ送りローラと保持口 ーラとの間に研磨テープ 4 1を挟むことにより研磨テープ 4 1を把持し、 テープ 送りローラを回転させることにより研磨テープ 4 1を送ることができるようにな つている。 研磨テープ 4 1は、 テープ送り機構 4 3によって供給リール 4 5 aか ら引き出され、 研磨へッド 4 2に向かう。 研磨へッド 4 2は研磨テープ 4 1の研 磨面をウェハ Wのノッチ部に接触させる。 そして、 ノッチ部と接触した後、 研磨 テ一プ 4 1は回収リール 4 5 bに卷き取られるようになつている。 図 2に示すよ うに、 ウェハ Wの上方および下方には研磨液供給ノズル 5 8がそれぞれ配置され ており、 研磨液や冷却水などがウェハ Wに供給されるようになっている。
研磨装置は、 ハウジング 1 1内に配置されたウェハチャック機構 8 0を更に備 えている。 このウェハチャック機構 8 0は、 上記ウェハ搬送機構によりハウジン グ 1 1内に搬入されたウェハ Wを受け取ってウェハステージ 2 3に載置し、 また ウェハ Wをウェハステージ 2 3から取り上げて上記ウエノヽ搬送機構に渡すように 構成されている。 なお、 図 1にはウェハチャック機構 8 0の一部のみが示されて いる。
図 3は、 ウェハチヤック機構のチヤックハンドを示す平面図である。 図 3に示 すように、 ウェハチャック機構 8 0は、 複数のコマ 8 3を有する第一のチャック ハンド 8 1と、 複数のコマ 8 3を有する第二のチャックハンド 8 2とを有してい る。 これらの第一及び第二のチャックハンド 8 1, 8 2は、 図示しない開閉機構 により互いに近接および離間する方向 (矢印 Tで示す) に移動する。 また、 第一 及び第二のチャックハンド 8 1, 8 2は、 図示しないチャック移動機構によりゥ ェハステージ 2 3に保持されたウェハ Wの表面に垂直な方向に移動する。
ウェハ搬送機構のハンド 1 0 0は、 ウェハ Wを第一及び第二のチヤックハンド 8 1 , 8 2の間の位置にまで搬送する。 そして、 第一及び第二のチャックハンド 8 1, 8 2を互いに近接する方向に移動させると、 これら第一及び第二のチヤッ クハンド 8 1, 8 2のコマ 8 3がウェハ Wの周縁部に接触する。 これにより、 ゥ ェハ Wが第一及び第二のチャックハンド 8 1, 8 2に挟持される。 このときのゥ ェハ Wの中心とウェハステージ 2 3の中心 (ウェハステージ 2 3の回転軸) とは 一致するように構成されている。 したがって、 第一及び第二のチャックハンド 8
1, 8 2はセンタリング機構としても機能する。
図 4は図 2の研磨へッド 4 2を示す拡大図である。 図 4に示すように、 研磨へ ッド 4 2は、研磨テープ 4 1の進行方向をガイドする 2つのガイドローラ 5 7 a, 5 7 bと、研磨テープ 4 1の裏側に配置されたバックパッド 5 0とを備えている。 ガイドローラ 5 7 a, 5 7 bは研磨へッド 4 2の先端に配置され、 研磨ボイント (ウェハ Wと研磨テープ 4 1との接触ポイント) の上方および下方に配置されて いる。 このような酉己置により、 研磨テープ 4 1はウェハステージ 2 3に保持され たウェハ Wの表面と垂直な方向にガイドローラによりガイドされる。 なお、 研磨 面は、 ウェハ Wに対向する側の研磨テープ 4 1の表面である。
バックパッド 5 Qはループ形状 (環状) を有し、 複数の滑車 5 9 a, 5 9 b , 5 9 c , 5 9 d , 5 9 eにより保持されている。 したがって、 ノ ックパッド 5 0 は、 その長手方向に移動自在となっている。 これらの滑車 5 9 a〜5 9 eは基台 6 1に回転自在に取り付けられている。 滑車 5 9 dはその位置が調整可能に構成 された可動滑車であり、 この滑車 5 9 dを移動させることにより、 バックパッド 5 0のテンション (張力) が調整可能となっている。 滑車 5 9 a , 5 9 bは、 ガ イドローラ 5 7 a, 5 7 bと同様に、研磨ボイントの上方および下方に配置され、 ガイドローラ 5 7 a , 5 7 bにそれぞれ近接して配置されている。 このような配 置により、 バックパッド 5 0の一部は、 ガイドローラ 5 7 a, 5 7 bによってガ ィドされた研磨テープ 4 1の進行方向と平行に直線状に延びる。
図 5 A乃至図 5 Dはバックパッド 5 0の断面の例を示す図である。 図 5 Aはバ ックノ、。ッド 5 0が軟らかい円筒部材からなる一重構造の例を示す。 図 5 Bはバッ クパッド 5 0が同心状に配置された 2つの円筒部材 5 0 a , 5 0 bからなる二重 壁構造の例を示す。 この例では、 内側の円筒部材 5 0 aは硬質の材料から形成さ れ、 外側の円筒部材 5 0 bは軟質の材料から形成されている。 このような構成に することで、 外側の軟らかい円筒部材 5 0 bで研磨テープ 4 1をノツチ部の形状 に沿って変形させつつ、 内側の硬い円筒部材 5 0 aで研磨テープ 4 1をノツチ部 に押し当てることができる。 図 5 Cは二重壁構造の変形例であり、 円筒部材 5 0 cの外周面を皮膜 5 0 dで覆った構造を示す。 この円筒部材 5 0 cの内部には、 加圧した気体や液体などの加圧流体が注入されている。 図 5 Dは三重壁構造の例 であり、 図 5 Bに示す構成と図 5 Cに示す構成を組み合わせた例を示す。 なお、 バックパッド 5 0を構成する材料の例としては、 シリコンゴム、 シリコンスポン ジ、 フッ素ゴムなどの弾†生材が挙げられる。
ノッチ研磨ユニット 4 0は、 ガイドローラ 5 7 a, 5 7 bによってガイドさ^ b
た研磨テープ 4 1の進行方向に沿って研磨へッド 4 2を直線的に往復運動させる 往復運動機構を有している。図 6は往復運動機構を説明するための上面図であり、 図 7 A乃至図 7 Dは図 6の VII-νΠ線断面図である。
図 6に示すように、 研磨へッド 4 2は可動アーム 7 1の一 ί¾部に固定され、 可 動アーム Ί 1の他端部にはカムシャフト 7 2が配置されている。 可動アーム 7 1 は支持アーム 7 3にリニアガイド 7 4を介して支持されており、 このリユアガイ ド 7 4によって可動アーム 7 1は支持アーム 7 3に対して直線運動するようにガ ィドされている。 支持アーム 7 3にはカムシャフト 7 2を駆動するためのモータ Μ 1が取り付けられており、 モータ Μ 1の回転軸はプーリ; 1 1 , 1 2とベル ト b 1 0を介してカムシャフト 7 2に連結されている。 モータ M lの回転軸およ びカムシャフト 7 2は、 支持アーム 7 3に固定された軸受 7 5 A, 7 5 Bによつ て回転自在に支持されている。 カムシャフト 7 2は、 軸受 7 5 Bの中心線から偏 心した偏心シャフト 7 2 aを有している。 この偏心シャフト 7 2 aの先端には力 ム 7 6が取り付けられている。 カム 7 6は可動アーム 7 1の端部に形成されたコ の字形状の溝 7 7にはめ込まれている (図 7 A参照)。
このような構成において、 モータ M lを回転すると、 プーリ p 1 1, p 1 2お よびベルト b 1 0を介してカムシャフト 7 2が回転する。 偏心シャフト 7 2 aは 軸受 7 5 Bの中心 f泉に対して偏心回転するので、 偏心シャフト 7 2 aに取り付け られたカム 7 6も偏心回転する。 その結果、 図 7 A乃至図 7 Dに示すように、 溝 7 7内でカム 7 6が偏心回転することにより可動アーム 7 1は直線往復運動し、 可動アーム 7 1の先端に取り付けられた研磨へッド 4 2が直線往復運動する。 また、 研磨へッド 4 2および往復運動機構全体が一体的にウェハ Wの表面に対 して傾斜できるように、 支持アーム 7 3は図 6に示す支持軸 7 8により支持され ている。 支持軸 7 8は、 ノッチ研磨ユニット 4 0のハウジング 9 7に固定された 軸受 7 5 Cに回転自在に支持されている。 支持軸 7 8はプーリ p 1 3 , p 1 4お よびベルト b 1 1を介して動力源としてのモータ M 2の回転軸に連結されている, 研磨ポィントは支持軸 7 8の中心線 L t上に位置している。 したがって、 モータ M 2により支持軸 7 8を回転させることにより、 研磨へッド 4 2および往復運動 機構全体を研磨点を中心として回転させる(すなわち傾斜させる-)ことができる。 本実施形態においては、 研磨ボイントを中心として研磨へッド 4 2を傾斜させる 傾斜機構は、 支持軸 7 8、 プーリ ρ 1 3 , 1 4 , ベルト b 1 1、 およびモータ M 2により構成される。
供給リール 4 5 aおよび回収リール 4 5 bは、 研磨テープ 4 1がたるまないよ
うに、 図示しないモータを用いて研磨テープ 4 1に適度なテンション (張力) を 付与している。 テープ送り機構 4 3は、 研磨テープ 4 1を供給リール 4 5 aから 回収リール 4 5 bへ一定の速度で送るようになっている。このテープ送り速度は、 毎分数ミリメ一トル〜数十ミリメートノレ (例えば、 3 0 mm〜5 O mm/m i n ) である。 一方、 研磨へッド 4 2が上下に往復運動する速度は、 毎分数百回という 高速である。 したがって、 研磨ヘッド 4 2の往復運動の速度に対して、 テープ送 り速度はほとんど無視することができる。
研磨テープ 4 1としては、 研磨面となるその片面に、 例えば、 ダイヤモンド粒 子や S i C粒子などの ffi粒をベースフィルムに接着した研磨テープ 4 1を用いる ことができる。 研磨テープ 4 1に接着する砥'粒は、 ウェハ Wの種類や要求される 性能に応じて選択される力 例えば平均粒径 0 . 1 μιη〜5 . Ομπιの範囲にある ダイヤモンド粒子や S i C粒子を用いることができる。 また、 砥粒を接着させて いない帯状の研磨布でもよい。 また、 ベースフィルムとしては、 例えば、 ポリエ ステル、 ポリウレタン、 ポリエチレンテレフタレートなどの可撓性を有する材料 からなるフィルムが使用できる。
次に、 上述のように構成された研磨装置の動作ついて説明する。 ウェハ Wは、 図示しないウェハ搬送機構により開口部 1 2を通ってハウジング 1 1内に搬入さ れる。 ウェハチャック機構 8 0はウェハ搬送機構のハンド 1 0 0 (図 3参照) か らウェハ Wを受け取り、 第一及び第二のチヤックハンド 8 1 , 8 2によりウェハ Wを把持する。 ウェハ搬送機構のハンド 1 0 0はウェハ Wを第一及ぴ第二のチヤ ックハンド 8 1 , 8 2に受け渡した後、 ハウジング 1 1の外に移動し、 次いでシ ャッター 1 3が閉じられる。 ウェハ Wを保持したウェハチャック機構 8 0はゥェ ハ Wを下降させ、 ウェハステージ 2 3の上面に載置する。 そして、 図示しない真 空ポンプを,駆動してウェハ Wをウェハステージ 2 3の上面に吸着させる。
その後、 ウェハステージ 2 3は、 ウェハ Wとともにステージ移動機構 3 0によ つて研磨ヘッド 4 2の近傍まで移動する。 次に、 モータ m lによりウェハステー ジ 2 3を回転させて、 ウェハ Wのノツチ部を研磨へッド 4 2に対向させる。 次い で研磨液供給ノズル 5 8からウェハ Wに研磨液の供給を開始する。 研磨液の供給 流量が所定の値になった時点で、 ウェハ Wを研磨テープ 4 1と ¾ ^する位置まで ステージ移動機構 3 0によって移動させる。 そして、 往復運動機構により研磨へ ッド 4 2を往復運動させる。 これにより研磨テープ 4 1をその進行方向と平行な 方向にオシレートさせ、 研磨テープ 4 1の研磨面をノッチ部に搢接させる。 この ようにして、 ウェハ Wのノツチ部が研磨される。 必要に応じて、 傾斜機構により
研磨へッド 4 2をノツチ部 (研磨ボイント) を中心に傾けたり、 旋回機構により 研磨へッド 4 2をノツチ部を中心に旋回させてもよい。
研磨中は、 研磨テープ 4 1の裏面とバックパッド 5 0とは互いに接触し、 バッ クパッド 5 0は研磨テープ 4 1をその裏面側からウェハ Wのノツチ部に対して押 圧する。 このとき、 研磨テープ 4 1とバックパッド 5 0はノツチ部の形状に沿つ て変形し、 かつ橈み、 これにより研磨テープ 4 1の研磨面がノッチ部全体に接触 する。 したがって、ノッチ部の研磨に要する時間を短縮することができる。また、 研磨中にテープ送り機構 4 3によって送られる研磨テープ 4 1の動きに従って、 バックパッド 5 0は研磨テープ 4 1との摩擦により移動するので、 研磨テープ 4 1に過度な負荷がかかることがない。 したがって、 研磨テープ 4 1の切断を防止 することができる。 さらに、 研磨テープ 4 1の進行方向はガイドローラ 5 7 a , 5 7 bによりガイドされているので、 研磨テープ 4 1に対してバックパッド 5 0 • が横にずれることが防止される。また、滑車 5 9 dの位置を調整することにより、 パックパッド 5 0のテンションを予め調整することができるので、 ックパッド 5 0の製品間の寸法誤差に起因するテンションの差異をなくすことができる。 本実施形態では、パックパッド 5 0、滑車 5 9 a〜 5 9 e、およぴ基台 6 1は、 1つのュニットとしてのバックパッドアセンブリを構成している。 このバックノヽ。 ッドアセンブリは、 着脱可能に構成されている。 したがって、 バックパッドァセ ンブリを交換することにより、 古いバックパッドを新しいものに換えることがで きる。 また、 バックパッドを以下に示す他の実施形態のタイプのものに換えるこ ともできる。
次に、 本発明の第 2の実施形態について図 8を参照して説明する。 図 8は本発 明の第 2の実施形態に係る研磨装置の研磨へッドを示す拡大図である。 図 9 Aは 図 8の A— A線断面、 C一 C線断面、 および E— E線断面を示す図であり、 図 9 · Bは図 8の B— B線断面および D— D線断面を示す図である。 なお、 特に説明し ない本実施形態の構成および動作は、上述した第 1の実施形態と同様であるので、 その重複する説明を省略する。
図 8に示すように、 本実施形態に係る研磨ヘッド 6 5は、 直線状に延びる棒状 のバックパッ'ド 6 0と、 該バックパッド 6 0を貫通する芯棒 (支持部材) 6 3と を有している。 芯棒 6 3の両端部は、 上部ホルダー 6 7および下部ホルダー 6 8 にそれぞれ保持され、 これら上部および下部ホルダー 6 7 , 6 8は軸 6 7 a, 6 8 bを中心にそれぞれ回転可能となっている。 バックパッド 6 0は、 ガイドロー ラ 5 7 a , 5 7 bによってガイドされた研磨テープ 4 1の進行方向 (長手方向)
と平行に配置されている。 ノ ックパッド 6 0は、 シリコンゴム、 シリコンスポン ジ、 フッ素ゴムなどの弹性材から構成されている。
図 9 Aおよび図 9 Bに示すように、 ノ ックパッド 6 0は、 その上下方向の位置 によつて異なる横断面形状 (研磨テープ 4 1の進行方向に対して垂直な断面の形 状) を有している。 より具体的には、 バックパッド 6 0の中央部と両端部では、 押圧面 (研磨テープ 4 1をノッチ部に対して押圧する面) はやや尖った横断面形 状を有しており、 ノッチ部の形状に沿った形状となっている。 一方、 端部と中央 部との中間部では、 押圧面は緩やかな円弧状の横断面形状を有している。 すなわ ち、 ノ ックパッド 6 0の中央部と両端部は、 それ以外の部分よりも尖った押圧面 を有している。
このような構成によれば、 往復運動機構により研磨へッド 6 5を往復運動させ ると、 ウェハ Wを押圧するバックパッド 6 0の横断面形状力 図 9 Aに示す形状 と図 9 Bに示す形状との間で連続的に変化する。 したがつて、 ノ ックパッド 6 0 は、 研磨テープ 4 1をノッチ部全体に押し当てることができる。 また、 上述の傾 斜機構により研磨へッド 6 5を傾けた場合でも、 見かけ上変化するノツチ部の形 状にバックパッド 6 0の横断面形状を追従させることができる。 さらに、 研磨中 はバックパッド 6 0がノツチ部の形状に追従して変形するので、 研磨テープ 4 1 の研磨面をノツチ部全体に確実に押圧することができる。 なお、 この実施形態で は、 バックパッド 6 0の横断面形状は、 バックパッド 6 0の縦方向の位置によつ て連続的に変化しているが、 断続的に変化するように構成してもよい。
図 1 0は本発明の第 2の実施形態に係る研磨装置の研磨へッドの他の例を示す 拡大図である。 図 1 1 Aは図 1 0の A— A線断面、 C一 C線断面、 および E— E 線断面を示す図であり、 図 1 1 Bは図 1 0の B— B線断面および D— D線断面を 示す図である。 図 1 1 Aに示すように、 この例のバックパッド 7 0の中央部と両 端部は、 図 9 Aに示したバックパッド 6 0よりも、 より尖った押圧面を有してい る。 したがって、 押圧面の先端部は、 研磨テープ 4 1をノッチ部の最も深レヽ部分 に確実に押し当てることができる。
次に、 本発明の第 3の実施形態について図 1 2を参照して説明する。 図 1 2は 本発明の第 3の実施形態に係る研磨装置の研磨へッドを示す拡大図である。なお、 特に説明しない本実施形態の構成および動作は、 上述した第 2の実施形態と同様 であるので、 その重複する説明を省略する。
図 1 2に示すように、 本実施形態に係る研磨へッド 9 0は、 円形の断面形状を 有したバックパッド 9 1を備えている。 芯棒 6 3の下部は、 上述の第 2の実施形
態と同様に、 軸 6 8 aを中心に回転可能な下部ホルダー 6 8に固定されている。 一方、 芯棒 6 3の上部は、 上部ホルダー 9 2に形成された孔 9 2 aに緩やかに嵌 合されている。 したがって、 バックパッド 9 1は、 全体として、 軸 6 8 aを支点 として所定の角度だけ回転可能となっている。 芯棒 6 3の上部には、 ばねホルダ 一 9 4が取り付けられている。 このばねホノレダー 9 4と上部ホノレダー 9 2との間 には、 ばね (押圧部材) 9 5が配置されている。 このばね 9 5により、 バックパ ッド 9 1は研磨テープ 4 1に向かって付勢されている。
本実施形態では、 バックパッド 9 1による研磨テープ 4 1のノツチ部に対する 押圧力をばね 9 5によって正確に調整することができる。 また、 ばね 9 5と支点 (軸 6 8 a ) とを研磨ボイントを中心として略対称的に配置したことにより、 小 さいばね 9 5で大きな神圧力を得ることができる。 したがって、 研磨へッド 9 0 全体をコンパクトにすることができる。 なお、 支点 (軸 6 8 a ) の位置は芯棒 6 3の下端近傍に限らず、 芯棒 6 3の下端に直接支点となる軸を設けてもよい。 ま た、 上述した第 2の実施形態に係るバックパッドを本実施形態に用いてもよい。 次に、 本発明の第 4の実施形態について図 1 3 A乃至図 1 3 Cを参照して説明 する。 図 1 3 Aは本発明の第 4の実施形態に係る研磨装置の研磨へッドを示す拡 大図である。 なお、 特に説明しない本実施形態の構成および動作は、 上述した第 2の実施形態と同様であるので、 その重複する説明を省略する。
図 1 3 Aに示すように、 本実施形態に係る研磨へッド 1 0 1は、 矩形状の断面 を有したバックパッド 1 0 2を備えている。 このバックパッド 1 0 2は、 上下に 延びる支持部材 6 3に固定されている。 支持部材 6 3の両端は、 2つのばね (押 •圧部材) 9 5に保持されてレ、る。 これらのばね 9 5はそれぞればねホルダー 9 4 に保持されている。 すなわち、 支持部材 6 3とばねホルダー 9 4とはばね 9 5に よつて互いに連結されており、 バックパッド 1 0 2はばね 9 5により研磨テープ 4 1に向かって付勢されている。 なお、 ばね 9 5の数は 2つに限られず、 3っ以 上であってもよレ、。
支持部材 6 3には直動ガイド機構 1 0 3が連結されている。 この直動ガイド機 構 1 0 3は、支持部材 6 3の可動方向(すなわちバックパッド 1 0 2の可動方向) を、 研磨テープ 4 ·1に向かう方向に規制するものである。すなわち、 バックパッ ド 1 0 2および支持部材 6 3は、 ばね 9 5によつて研磨テープ 4 1に向かつて押 圧され、 その動きは直線的な動きとなる。
ばねホルダー 9 4および直動ガイド機構 1 0 3は基台 6 1に固定されている。 この基台 6 1の位置は位置決めピン 1 0 5によって固定されている。 支持部材 6
3および 2つのばね 9 5は、カバー 1 0 4によって覆われている。より詳しくは、 支持部材 6 3の前面および側面と、 ばね 9 5の側面は、 ί敷小な隙間を介してカバ 一 1 0 4によって覆われている。 このカバー 1 0 4はばねホゾレダー 9 4に固定さ れている。 ·
図 1 3 Βは図 1 3 Αに示すカバーの正面図であり、 図 1 3 Cは図 1 3 Αに示す 研磨装置の一部を上から見たときの断面図である。 図 1 3 Bおよび図 1 3 Cに示 すように、 カバー 1 0 4の前面には、 バックパッド 1 0 2よりもやや大きい矩形 状の孔 1 0 4 a力 S形成されている。 ノ ックパッド 1 0 2は、 この孔 1 0 4 aを貫 通して研磨テープ 4 1に向かって延ぴており、 ノ ノタノ、。ッド 1 0 2はカバー 1 0 4に対して相対的に移動可能となっている。
このような構成によれば、 研磨へッド 1 0 1が直 f泉往復運動 (オシレーション 運動) しているときの、 ウェハ Wへの荷重の変動を少なくすることができる。 し たがって、 良好な研磨を行うことができる。 また、 カバー 1 0 4を設けたことに より、 直動ガイド機構 1 0 3などの摺動部材から発生する微小なゴミがウェハ W に付着することを防ぐことができ、 清浄な研磨が可能となる。
次に、 本発明の第 5の実施形態について図 1 4 A乃至図 1 4 Cを参照して説明 する。 図 1 4 Aは本発明の第 5の実施形態に係る研磨装置の研磨へッド 1 0 7を 示す拡大図であり、 図 1 4 Bは図 1 4 Aに示すカバーの正面図であり、 図 1 4 C は図 1 4 Aに示す研磨装置の一部を上から見たときの断面図である。 なお、 特に 説明しない本実施形態の構成および動作は、 上述した第 4の実施形態と同様であ るので、 その重複する説明を省略する。
支持部材 6 3の上端および下端には、 それぞれ凸部 6 3 aが形成されている。 これらの凸部 6 3 aは、 ばねホノレダー 9 4に形成された凹部 9 4 aに嵌合されて いる。 図 1 4 Cに示すように、 凹部 9 4 aは研磨テープ 4 1に向かって延びる長 穴であり、凸部 6 3 aは凹部 9 4 aにスライド自在に嵌合されている。すなわち、 支持部材 6 3の可動方向は、 凸部 6 3 aおよび凹部 9 4 aによって、 研磨テープ 4 1に向かう方向に規制される。 したがって、 凸部 6 3 aおよび凹部 9 4 aは、 支持部材 6 3の可動方向を研磨テープ 4 1に向かう方向に規制するガイド機構を 構成する。- 次に、 本発明の第 6の実施形態について図 1 5を参照して説明する。 図 1 5は 本発明の第 6の実施形態に係る研磨装置の一部を示す平面図である。 なお、 特に 説明しない本実施形態の構成および動作は、 上述した第 1乃至第 5の実施形態と 同様であるので、 その重複する説明を省略する。
図 1 5に示すように、 本実施形態の研磨装置は、 ハウジング 1 1 (図 2参照) 内に配置された第 1のノッチ研磨ュニット 4 O Aと第 2のノッチ研磨ュニット 4 0 Bとを備えている。 第 1のノツチ研磨ュニット 4 0 Aは、 第 1の実施形態に係 る研磨ヘッド 4 2と、 図示しない供給リール及び回収リールとを有している。 第 2のノッチ研磨ュニット 4 0 Bは、 第 2の実施形態に係る研磨へッド 6 5と、 図 示しなレ、供給リール及び回収リールとを有している。 これら第 1およぴ第 2のノ ツチ研磨ユニット 4 O A, 4 O Bは、 ウェハステージ 2 3 (図 2参照) 上のゥェ ハ Wの表面に対して平行に移動自在であり、 いずれの研磨へッド 4 2 , 6 5もゥ ェハ Wのノッチ部 Vにアクセス可能となっている。 図 1 5は、 第 1のノッチ研磨 ユニット 4 0 Aが研磨位置に配置されている一方で、 第 2のノツチ研磨ュニット 4 0 Bが所定の待機位置で待機している状態を示している。
なお、 研磨ヘッドは 2つに限らず、 3つ以上であってもよい。 また、 上述した 第 1乃至第 5の実施形態から選択されたいずれの研磨へッドを用いることもでき る。 また、 第 1のノッチ研磨ユニット 4 O Aと第 2のノッチ研磨ユニット 4 0 B がそれぞ 磨面の粗さの異なる研磨テープを用いるこ.とにより、 異なるタイプ の研磨を行うことができる。 例えば、 第 1のノッチ研磨ユニット 4 0 Aによりゥ ェハ Wのノツチ部を粗研磨し、 次に第 2のノツチ研磨ュニット 4 0 Bによりノッ チ部を仕上げ研磨することができる。 したがって、 1つの研磨室内で異なるタイ プの研磨を行うことができる。
次に、 本発明の第 7の実施形態について図 1 6を参照して説明する。 図 1 6は 本発明の第 7の実施形態に係る研磨装置の一部を示す平面図である。 図 1 7は図 1 6に示す研磨装置の側面図である。 なお、 特に説明しない本実施形態の構成お よび動作は、 上述した第 1乃至第 5の実施形態と同様であるので、 その重複する 説明を省略する。
図 1 6および図 1 7に示すように、 本実施形態の研磨装置は、 ハゥジング 1 1 (図 2参照) 内に配置されたノツチ研磨ュニット 4 0とべべノレ研磨ュニット 1 1 0とを備えている。 ノツチ研磨ュニット 4 0は第 1の実施形態に係る研磨へッド 4 2と、 図示しない供給リール及び回収リールとを有している。 ベベル研磨ュニ ット 1 1 0は、 ウェハ Wのべベル部に研磨テープ 1 1 1の研磨面を押し当てて該 ベベル部を研磨する研磨へッド: L 1 2と、 研磨テープ 1 1 1を研磨へッド 1 1 2 に供給する図示しない供給リールと、 研磨ヘッド 1 1 2に供給された研磨テープ 1 1 1を回収する図示しない回収リールとを有している。
ノツチ研磨ュニット 4 0およびべベル研磨ュニット 1 1 0は、 ウェハステ ^"ジ
2 3上のウェハ Wの表面に対して平行に移動自在となっている。 なお、 ノッチ研 磨ュニット 4 0は、 上述した第 1乃至第 5の実施形態から選択されたいずれの研 磨へッドを用いることもできる。 本実施形態によれば、 1つの研磨室内でノツチ +部の研磨とベベル部の研磨を行うことができる。
次に、 上述した研磨装置を備えた基板処理装置について図 1 8を参照して説明 する。 図 1 8に示すように、 本基板処理装置は、 複数のウェハ Wを収容するゥェ ハカセット 1 2 5が載置されるロード/アンロードュニット 1 2 0を有している。 このロード Zアンロードュニット 1 2 0は、 ハウジング 1 3 0の側壁 1 3 0 aに 設けられている。 ハウジング 1 3 0内には、 ウェハカセット 1 2 5からウェハ W を取り出す第 1の搬送ロボット 1 4 O Aが配置されている。
本基板処理装置は、 さらに、 上述した第 1乃至第 7の実施形態から選択された 1次研磨モジュール (研磨装置) 1 5 0 Aと、 上述した第 1乃至第 7の実施形態 から選択された 2次研磨モジュール (研磨装置) 1 5 0 Bと、 研磨されたゥェハ Wを洗浄する 1次洗浄モジュール 1 6 0 Aと、 1次洗浄モジュール 1 6 0 Aで洗 浄された基板をリンスし、 乾燥させる 2次洗浄モジュール 1 6 0 Bとを有してい る。 これらの各モジュール 1 5 0 A, 1 5 O B , 1 6 O A, 1 6 O Bは、 ハウジ ング 1 3 0内に収容されている。
1次洗浄モジュール 1 6 O Aは、 ウエノ、 Wの表面に洗浄液 (例えば純水) を供 給しつつ、 回転するスポンジをウェハの周縁部 (ノッチ部およびべベル部) に摺 接させ、 ウェハ Wの周縁部を洗浄する装置である。 2次洗浄モジュール 1 6 0 B は、 チャック機構によりウェハ Wを把持し、 ウェハ Wを回転させながらリンス液 (例えば純水) をウェハ Wに供給し、 その後、 ウェハ Wを高速で回転させてゥェ ハ Wを乾燥させる装置である。
ハウジング 1 3 0の内部には第 2の搬送ロボット 1 4 0 Bが設けられている。 この第 2の搬送ロボット 1 4 0 Bは、 そのハンド (図示せず) が 1次研磨モジュ ール 1 5 0 A、 2次研磨モジュール 1 5 0 B、 1次洗浄モジュール 1 6 0 A、 2 次洗浄モジュール 1 6 0 Bに到達可能な位置に配置されている。 第 1の搬送ロボ ット 1 4 O Aと第 2の搬送ロボット 1 4 0 Bとの間には仮置き台 1 4 5が配置さ れている。 - ; '
次に、 上述のように構成された基板処理装置の動作について説明する。 まず、 第 1の搬送ロボット 1 4 O Aはウェハカセット 1 2 5から 1枚のウェハ Wを取り 出し、 仮置き台 1 4 5に置く。 第 2の搬送ロボット 1 4 0 Bは仮置き台 1 4 5上 のウェハ wを保持し、 1次研磨モジユーノレ 1 5 0 Aに搬入する。 1次研磨モジュ
一ノレ 1 5 O Aでは、 ウェハ Wのノッチ部 (およびべベル部) が 1次研磨される。 第 2の搬送ロボット 1 4 0 Bは、 研磨されたウェハ Wを 1次研磨モジュール 1 5 O Aから取り出し、 2次研磨モジュール 1 5 O Bに搬入する。 2次研磨モジユー ノレ 1 5 0 Bでは、 ウェハ Wのノッチ部 (およびべベノレ部) が 2次磨研磨される。 第 2の搬送ロポット 1 4 O Bは、 研磨されたウェハ Wを 2次研磨モジュール 1 5 0 Bから取り出し、 1次洗浄モジュール 1 6 O Aに搬入する。 1次洗浄モジュ ール 1 6 O Aでは、ウェハ Wの周縁部(ノツチ部およびべベノレ部)が洗浄される。 第 2の搬送口ボット 1 4 0 Bは、 洗浄されたウェハ Wを 1次洗浄モジュ "ル 1 6 O Aから取り出し、 2次洗浄モジュール 1 6 0 Bに搬入する。 2次洗浄モジユー ノレ 1 6 O Bでは、 ウェハ Wがリンスされ、 さらに乾燥される。 第 2の搬送ロボッ ト 1 4 O Bは、乾燥されたウェハ Wを 2次洗浄モジュール 1 6 0 Bから取り出し、 仮置き台 1 4 5に置く。 第 1の搬送ロポット 1 4 O Aは、 仮置き台 1 4 5上のゥ ェハ Wを保持し、 ウェハカセット 1 2 5内にウェハ Wを戻す。 このようにしてゥ ェハ Wの一連の処理が行われる。
これまで述べてきた実施形態は、 この技術分野における通常の知識を有する者 が本発明を実施できることを目的として説明されたものである。 したがって、 本 発明は上述の実施形態に限定されず、 その技術的思想の範囲内において種々異な る形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 産業上の利用可能性
本発明は、 研磨テープを用いて基板のノツチ部を研磨する研磨装置に利用可能 である。
Claims
1 . 研磨テープの研磨面と基板とを相対移動させることにより基板のノッチ 部を研磨する研磨装置において、
基板を保持する基板保持部と、
前記研磨テープをその長手方向に送るテープ送り機構と、
前記研磨テープを基板のノツチ部に押圧する研磨へッドとを備え、
肓 υ目己研磨へッドは、
前記研磨テープの進行方向をガイドする 2つのガイド部材と、
前記研磨テープの裏側に配置された、 ループ形状を有するバックパッドとを 有し、
前記バックパッドは、 前記ループ形状を維持しつつ、 その長手方向に進行可 能なように、 複数の滑車で保持されていることを特徴とする研磨装置。
2 . 前記バックパッドは、 同心状に配置された複数の円筒部材から構成され ることを特徴とする請求項 1に記載の研磨装置。
3 · 前記複数の滑車のうちの少なくとも 1つは移動可能に構成された可動滑 車であり、 該可動滑車を移動させることにより前記バックパッドのテンションが 調整されることを特徴とする請求項 1に記載の研磨装置。
4 . 前記研磨ヘッドを、 前記研磨テープの前記進行方向に沿って往復運動さ せる往復運動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項 1に記載の研磨装置。
5 · 研磨テープの研磨面と基板とを相対移動させることにより基板のノツチ 部を研磨する研磨装置において、
基板を保持する基板保持部と、
前記研磨テープをその長手方向に送るテープ送り機構と、
前記研磨テープを基板のノツチ部に押圧する研磨へッドとを備え、
刖記研磨へッド、は、
前記研磨テープの進行方向をガイドする 2つのガイド部材と、
前記研磨テープの裏面側に配置された、 直線状に延びるバックパッドとを有 し、
前記バックパッドは、 前記 2つのガイド部材によつてガイドされた前記研磨 テープの進行方向と略平行に配置されることを特徴とする研磨装置。
6 . 前記バックパッドは、 異なる複数の横断面形状を有することを特徴とす る請求項 5に記載の研磨装置。
7 . 前記複数の横断面形状のうちの少なくとも 1つは、 ノツチ部の形状に沿 つた形状を有することを特徴とする請求項 6に記載の研磨装置。
8 . 前記複数の横断面形状のうちの少なくとも 1つは、 円弧状の形状を有す ることを特徴とする請求項 6に記載の研磨装置。
9 . 前記研磨へッドを、 前記研磨テープの前記進行方向に沿って往復運動さ せる往復運動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項 5に記載の研磨装置。
1 0 . 前記バックパッドが固定される支持部材と、
前記支持部材を、 その一端または該一端近傍の点を中心として回転可能とする 支点構造と、
前記支持部材の他端を前記研磨テープに向かって押圧する押圧部材とをさらに 備えたことを特徴とする請求項 5に記載の研磨装置。
1 1 . 前記バックパッドが固定される支持部材と、
前記支持部材を前記研磨テープに向かって押圧する複数の押圧部材とをさらに 備えたことを特徴とする請求項 5に記載の研磨装置。
1 2 . 前記支持部材の可動方向を、 前記研磨テープに向かう方向に規制するガ ィド機構をさらに備えたことを特徴とする請求項 1 1に記載の研磨装置。
1 3 . 前記支持部材および前記押圧部材を覆うカバーを備えたことを特徴とす る請求項 1 2に記載の研磨装置。
1 4 . 基板を保持する基板保持部と、
基板に研磨テープを押し当てて基板の周縁部を研磨する第 1の研磨ュニットと、 基板に研磨テープを押し当てて基板の周縁部を研磨する第 2の研磨ュニットと、 前記第 1の研磨ユエットおよび前記第 2の研磨ュニットを収容するハウジング とを備え、
前記第 1の研磨ュ-ットは請求項 1または請求項 5に記載の研磨へッドを有し、 前記第 1の研磨ュニットおよび前記第 2の研磨ュニットは、 前記基板保持部に 保持された基板の表面と平行に移動可能に構成されていることを特徴とする研磨 装置。
1 5 . 前記第 2の研磨ュニットは、 請求項 1または請求項 5に記載の研磨へッ ドを有することを特徴とする請求項 1 4に記載の研磨装置。
1 6 . 前記第 2の研磨ュ-ットは、 前記研磨テープを基板のベベル部に押し当 てて該べベル部を研磨する研磨へッドを有することを特徴とする請求項 1 4に記 載の研磨装置。
1 7 . 請求項 1に記載の研磨装置と、
前記研磨装置により研磨された基板を洗浄する洗浄モジュールとを備えたこと を特徴とする基板処理装置。
1 8 . 請求項 5に記載の研磨装置と、
前記研磨装置により研磨された基板を洗浄する洗浄モジュールとを備えたこと を特徴とする基板処理装置。
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