WO2017086055A1 - バフ処理装置および基板処理装置 - Google Patents

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WO2017086055A1
WO2017086055A1 PCT/JP2016/080071 JP2016080071W WO2017086055A1 WO 2017086055 A1 WO2017086055 A1 WO 2017086055A1 JP 2016080071 W JP2016080071 W JP 2016080071W WO 2017086055 A1 WO2017086055 A1 WO 2017086055A1
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buff
cover
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head
processing device
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PCT/JP2016/080071
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相澤　英夫
國澤　淳次
宮▲崎▼　充
直樹 豊村
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株式会社荏原製作所
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    • H01L21/67219—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one polishing chamber

Definitions

  • the present invention relates to a buff processing apparatus and a substrate processing apparatus.
  • the present invention also relates to a cover used for the buff processing apparatus and a maintenance method for the buff processing apparatus.
  • a processing apparatus has been used to perform various types of processing on a processing target (for example, a substrate such as a semiconductor wafer or various films formed on the surface of the substrate).
  • a processing target for example, a substrate such as a semiconductor wafer or various films formed on the surface of the substrate.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • the CMP apparatus includes a polishing unit for performing a polishing process on a processing target, a cleaning unit for performing a cleaning process and a drying process on the processing target, and a processing unit that delivers the processing target to the polishing unit and performs a cleaning process by the cleaning unit. And a load / unload unit that receives the dried processed object.
  • the CMP apparatus also includes a transport mechanism that transports the processing object in the polishing unit, the cleaning unit, and the load / unload unit. The CMP apparatus sequentially performs various processes such as polishing, cleaning, and drying while conveying a processing object by a conveyance mechanism.
  • the substrate is subjected to a slight additional polishing with respect to the substrate after the polishing process while pressing the contact member having a smaller diameter than the substrate against the substrate, and a process for removing and cleaning the deposits on the substrate.
  • the unit may be provided in the CMP apparatus separately from the main polishing unit.
  • JP 2010-50436 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-162893
  • the substrate In the processing unit using a contact member having a smaller diameter than the substrate as described above, it is desirable to ensure in-plane uniformity of the substrate to be processed.
  • the substrate When the substrate is processed using a small-diameter contact member, or when the contact member is separated from the substrate after the processing is completed, if the contact member and the substrate are not kept parallel, the substrate may be partially overloaded. Polishing, uneven wear, and scratches may occur.
  • a liquid such as a slurry, a chemical solution, or pure water may be used for polishing or cleaning the substrate. Therefore, a cover may be provided around the contact member in order to prevent various liquids used for processing from entering the drive unit that drives the contact member. However, if a cover is provided around the contact member, it takes time to remove the cover during maintenance such as replacement of the contact member.
  • the present invention is intended to at least partially solve at least a part of the problems described above.
  • a buffing apparatus for buffing a substrate.
  • a buff processing device includes a rotatable shaft, a buff head body, a torque transmission mechanism for transmitting rotation of the shaft to the buff head body, and an elastic elastically supporting the buff head body in the longitudinal direction of the shaft. And a member.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of a buff processing module according to an embodiment. It is a schematic sectional drawing of the buff head vicinity of the buff processing apparatus by one Embodiment. FIG. 6 is a top sectional view of the buff head shown in FIG. 5. It is a schematic sectional drawing of the buff head vicinity of the buff processing apparatus by one Embodiment. It is a schematic sectional drawing of the buff head vicinity of the buff processing apparatus by one Embodiment.
  • FIG. 9A It is an enlarged view of the cover shown by FIG. It is the figure which looked at the cover shown by FIG. 9A from the direction of the arrow 9B.
  • FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a processing apparatus (CMP apparatus) 1000 for processing a processing target includes a substantially rectangular housing 1.
  • the interior of the housing 1 is partitioned into a load / unload unit 2, a polishing unit 3, and a cleaning unit 4 by partition walls 1a and 1b.
  • the load / unload unit 2, the polishing unit 3, and the cleaning unit 4 are assembled independently and exhausted independently.
  • the cleaning unit 4 also includes a power supply unit that supplies power to the processing apparatus, and a control device 5 that controls the processing operation.
  • the load / unload unit 2 includes two or more (four in this embodiment) front load units 20 on which wafer cassettes for stocking a large number of processing objects (for example, wafers (substrates)) are placed.
  • front load portions 20 are disposed adjacent to the housing 1 and are arranged along the width direction (direction perpendicular to the longitudinal direction) of the processing apparatus.
  • the front load unit 20 can be equipped with an open cassette, a SMIF (Standard Manufacturing Interface) pod, or a FOUP (Front Opening Unified Pod).
  • SMIF and FOUP are sealed containers that can maintain an environment independent of the external space by accommodating a wafer cassette inside and covering with a partition wall.
  • a traveling mechanism 21 is laid along the front load unit 20.
  • two transfer robots (loader, transfer mechanism) 22 that can move along the arrangement direction of the wafer cassettes are installed.
  • the transfer robot 22 can access the wafer cassette mounted on the front load unit 20 by moving on the traveling mechanism 21.
  • Each transfer robot 22 has two hands up and down. The upper hand is used when returning processed wafers to the wafer cassette. The lower hand is used when a wafer before processing is taken out from the wafer cassette. In this way, the upper and lower hands can be used properly. Further, the lower hand of the transfer robot 22 is configured so that the wafer can be reversed.
  • the load / unload unit 2 is an area that needs to be kept clean, the pressure inside the load / unload unit 2 is higher than that of any of the outside of the processing apparatus, the polishing unit 3, and the cleaning unit 4. Is always maintained.
  • the polishing unit 3 is the most dirty area because slurry is used as the polishing liquid. Accordingly, a negative pressure is formed inside the polishing unit 3, and the pressure is maintained lower than the internal pressure of the cleaning unit 4.
  • the load / unload unit 2 is provided with a filter fan unit (not shown) having a clean air filter such as a HEPA filter, a ULPA filter, or a chemical filter. From the filter fan unit, clean air from which particles, toxic vapor, or toxic gas has been removed is constantly blown out.
  • the polishing unit 3 is an area where the wafer is polished (flattened).
  • the polishing unit 3 includes a first polishing module 3A, a second polishing module 3B, a third polishing module 3C, and a fourth polishing module 3D. As shown in FIG. 1, the first polishing module 3A, the second polishing module 3B, the third polishing module 3C, and the fourth polishing module 3D are arranged along the longitudinal direction of the processing apparatus.
  • the first polishing module 3A includes a polishing table 30A to which a polishing pad (polishing tool) 10 having a polishing surface is attached, and holds the wafer against the polishing pad 10 on the polishing table 30A.
  • Atomizer for removing slurry and polishing products on polishing surface and polishing pad residue due to dressing by injecting a mixed fluid or liquid (for example, pure water) of 33A, liquid (for example, pure water) and gas (for example, nitrogen gas) 34A.
  • the second polishing module 3B includes a polishing table 30B, a top ring 31B, a polishing liquid supply nozzle 32B, a dresser 33B, and an atomizer 34B.
  • the third polishing module 3C includes a polishing table 30C, a top ring 31C, a polishing liquid supply nozzle 32C, a dresser 33C, and an atomizer 34C.
  • the fourth polishing module 3D includes a polishing table 30D, a top ring 31D, a polishing liquid supply nozzle 32D, a dresser 33D, and an atomizer 34D.
  • first polishing module 3A Since the first polishing module 3A, the second polishing module 3B, the third polishing module 3C, and the fourth polishing module 3D have the same configuration, only the first polishing module 3A will be described below.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the first polishing module 3A.
  • the top ring 31 ⁇ / b> A is supported by the top ring shaft 36.
  • the polishing pad 10 is affixed to the upper surface of the polishing table 30A.
  • the upper surface of the polishing pad 10 forms a polishing surface for polishing the wafer W. Note that fixed abrasive grains may be used in place of the polishing pad 10.
  • the top ring 31 ⁇ / b> A and the polishing table 30 ⁇ / b> A are configured to rotate around their axes as indicated by arrows.
  • the wafer W is held on the lower surface of the top ring 31A by vacuum suction.
  • the first linear transporter 6 is disposed adjacent to the first polishing module 3A and the second polishing module 3B.
  • the first linear transporter 6 has four transfer positions along the direction in which the polishing modules 3A and 3B are arranged (first transfer position TP1, second transfer position TP2, and third transfer position in order from the load / unload unit side). TP3 and fourth transfer position TP4).
  • the second linear transporter 7 is disposed adjacent to the third polishing module 3C and the fourth polishing module 3D.
  • the second linear transporter 7 has three transfer positions along the direction in which the polishing modules 3C and 3D are arranged (a fifth transfer position TP5, a sixth transfer position TP6, and a seventh transfer position in order from the load / unload unit side). TP7).
  • the wafer is transferred to the polishing modules 3A and 3B by the first linear transporter 6.
  • the top ring 31A of the first polishing module 3A moves between the polishing position and the second transport position TP2 by the swing operation of the top ring head. Therefore, the wafer is transferred to the top ring 31A at the second transfer position TP2.
  • the top ring 31B of the second polishing module 3B moves between the polishing position and the third transfer position TP3, and the delivery of the wafer to the top ring 31B is performed at the third transfer position TP3.
  • the top ring 31C of the third polishing module 3C moves between the polishing position and the sixth transfer position TP6, and the delivery of the wafer to the top ring 31C is performed at the sixth transfer position TP6.
  • the top ring 31D of the fourth polishing module 3D moves between the polishing position and the seventh transfer position TP7, and the delivery of the wafer to the top ring 31D is performed at the seventh transfer position TP7.
  • a lifter 11 for receiving a wafer from the transfer robot 22 is disposed at the first transfer position TP1.
  • the wafer is transferred from the transfer robot 22 to the first linear transporter 6 via the lifter 11.
  • a shutter (not shown) is provided between the lifter 11 and the transfer robot 22 in the partition wall 1a. When the wafer is transferred, the shutter is opened so that the wafer is transferred from the transfer robot 22 to the lifter 11. It has become.
  • a swing transporter 12 is disposed between the first linear transporter 6, the second linear transporter 7, and the cleaning unit 4.
  • the swing transporter 12 has a hand that can move between the fourth transport position TP4 and the fifth transport position TP5. Wafer transfer from the first linear transporter 6 to the second linear transporter 7 is performed by the swing transporter 12.
  • FIG. 3A is a plan view showing the cleaning unit 4
  • FIG. 3B is a side view showing the cleaning unit 4. As shown in FIGS.
  • the cleaning unit 4 includes a roll cleaning chamber 190, a first transfer chamber 191, a pen cleaning chamber 192, a second transfer chamber 193, a drying chamber 194, and a buffing process. It is divided into a chamber 300 and a third transfer chamber 195.
  • the pressure balance among the polishing unit 3, the roll cleaning chamber 190, the pen cleaning chamber 192, the drying chamber 194, and the buff processing chamber 300 is as follows: drying chamber 194> roll cleaning chamber 190 and pen cleaning chamber 192> buff processing.
  • Chamber 300 ⁇ polishing unit 3 can be established.
  • the polishing unit uses a polishing liquid, and the buffing chamber may also be used as a buffing liquid. Therefore, by adjusting the pressure balance as described above, it is possible to prevent the cleaning of the particle components such as abrasive grains in the polishing liquid and the flow into the drying chamber, and thus the cleanliness of the cleaning and drying chamber can be maintained. It becomes possible.
  • an upper roll cleaning module 201A and a lower roll cleaning module 201B arranged in the vertical direction are arranged.
  • the upper roll cleaning module 201A is disposed above the lower roll cleaning module 201B.
  • the upper roll cleaning module 201A and the lower roll cleaning module 201B clean the wafer by pressing two rotating sponges (first cleaning tools) against the front and back surfaces of the wafer while supplying the cleaning liquid to the front and back surfaces of the wafer. It is a washing machine.
  • a temporary wafer holder 204 is provided between the upper roll cleaning module 201A and the lower roll cleaning module 201B.
  • an upper pen cleaning module 202A and a lower pen cleaning module 202B arranged in the vertical direction are arranged.
  • the upper pen cleaning module 202A is disposed above the lower pen cleaning module 202B.
  • the upper pen cleaning module 202A and the lower pen cleaning module 202B press the rotating pencil sponge (second cleaning tool) against the wafer surface and swing it in the radial direction of the wafer while supplying the cleaning liquid to the wafer surface. Is a cleaning machine for cleaning a wafer.
  • a temporary wafer placement table 203 is provided between the upper pen cleaning module 202A and the lower pen cleaning module 202B.
  • an upper drying module 205A and a lower drying module 205B arranged in the vertical direction are arranged.
  • the upper drying module 205A and the lower drying module 205B are isolated from each other.
  • Filter fan units 207A and 207B for supplying clean air into the drying modules 205A and 205B are provided above the upper drying module 205A and the lower drying module 205B, respectively.
  • the upper roll cleaning module 201A, the lower roll cleaning module 201B, the upper pen cleaning module 202A, the lower pen cleaning module 202B, the temporary placement table 203, the upper drying module 205A, and the lower drying module 205B are bolted to a frame (not shown). Fixed through.
  • a first transfer robot (transfer mechanism) 209 that can move up and down is disposed in the first transfer chamber 191.
  • a second transfer robot 210 that can move up and down is arranged in the second transfer chamber 193.
  • a third transfer robot (transfer mechanism) 213 capable of moving up and down is arranged in the third transfer chamber 195.
  • the first transfer robot 209, the second transfer robot 210, and the third transfer robot 213 are movably supported by support shafts 211, 212, and 214 that extend in the vertical direction.
  • the first transfer robot 209, the second transfer robot 210, and the third transfer robot 213 have a drive mechanism such as a motor inside, and can move up and down along the support shafts 211, 212, and 214. ing.
  • the first transfer robot 209 has two upper and lower hands like the transfer robot 22. As shown by the dotted line in FIG. 3A, the first transfer robot 209 is disposed at a position where the lower hand can access the temporary table 180 described above. When the lower hand of the first transfer robot 209 accesses the temporary table 180, a shutter (not shown) provided on the partition wall 1b is opened.
  • the first transfer robot 209 includes a temporary placing table 180, an upper roll cleaning module 201A, a lower roll cleaning module 201B, a temporary placing table 204, a temporary placing table 203, an upper pen cleaning module 202A, and a lower pen cleaning module 202B. It operates so that the wafer W may be conveyed between.
  • the first transfer robot 209 uses the lower hand when transferring the wafer before cleaning (wafer to which slurry is attached), and uses the upper hand when transferring the wafer after cleaning.
  • the second transfer robot 210 operates to transfer the wafer W between the upper pen cleaning module 202A, the lower pen cleaning module 202B, the temporary placement table 203, the upper drying module 205A, and the lower drying module 205B. . Since the second transfer robot 210 transfers only the cleaned wafer, it has only one hand.
  • the transfer robot 22 shown in FIG. 1 takes out the wafer from the upper drying module 205A or the lower drying module 205B using the upper hand, and returns the wafer to the wafer cassette.
  • a shutter (not shown) provided on the partition wall 1a is opened.
  • the buff processing chamber 300 includes an upper buff processing module 300A and a lower buff processing module 300B.
  • the third transfer robot 213 transfers the wafer W between the upper roll cleaning module 201A, the lower roll cleaning module 201B, the temporary placement table 204, the upper buff processing module 300A, and the lower buff processing module 300B. Operate.
  • the buff processing chamber 300, the roll cleaning chamber 190, and the pen cleaning chamber 192 are arranged in order from the far side from the load / unload unit 2 in the cleaning unit 4 .
  • the arrangement mode of the buff processing chamber 300, the roll cleaning chamber 190, and the pen cleaning chamber 192 can be appropriately selected according to the quality and throughput of the wafer.
  • the upper buff processing module 300A and the lower buff processing module 300B are provided is shown, but the present invention is not limited to this, and only one buff processing module may be provided.
  • the roll cleaning module and the pen cleaning module are described as the modules for cleaning the wafer W in addition to the buff processing chamber 300.
  • the present invention is not limited to this, and two-fluid jet cleaning (2FJ cleaning) ) Or megasonic cleaning.
  • a micro droplet (mist) placed in a high-speed gas is ejected from the two-fluid nozzle toward the wafer W to collide with it, and a shock wave generated by the collision of the micro droplet on the wafer W surface is used.
  • a shock wave generated by the collision of the micro droplet on the wafer W surface is used.
  • particles or the like on the surface of the wafer W are removed (cleaned).
  • the megasonic cleaning ultrasonic waves are applied to the cleaning liquid, and the action force due to the vibration acceleration of the cleaning liquid molecules is applied to the adhered particles such as particles to remove them.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the upper buff processing module.
  • the upper buff processing module 300A includes a buffing table 400 on which a wafer W is installed, a buff processing component 350, a liquid supply system 700 for supplying a buff processing liquid, and a buff pad 502. And a conditioning unit 800 for performing sharpening.
  • the buff processing component 350 includes a buff head 500 in which a buff pad 502 for performing buff processing is attached to the processing surface of the wafer W, and a buff arm 600 that holds the buff head 500.
  • the buffing liquid includes at least one of DIW (pure water), a cleaning chemical, and a polishing liquid such as a slurry.
  • DIW pure water
  • a cleaning chemical a cleaning chemical
  • a polishing liquid such as a slurry.
  • the other method is a method in which a predetermined amount of the processing target to which the contaminant is attached is removed by polishing or the like.
  • the buffing liquid is preferably a cleaning chemical or DIW, and in the latter, a polishing liquid is preferred.
  • the removal amount in the above processing is, for example, less than 10 nm, preferably 5 nm or less, which is desirable for maintaining the state of the surface to be processed (flatness and remaining film amount) after CMP.
  • the removal rate is not as high as that of normal CMP.
  • the processing speed may be adjusted by appropriately performing a treatment such as dilution on the polishing liquid.
  • the buff pad 502 is formed of, for example, a foamed polyurethane hard pad, a suede soft pad, or a sponge. The type of the buff pad may be appropriately selected according to the material of the processing object and the state of the contaminant to be removed.
  • a hard pad that can easily apply physical force to the contaminant that is, a pad having high hardness or rigidity
  • a soft pad may be used to reduce damage to the surface to be processed.
  • the buffing liquid is a polishing liquid such as slurry
  • the removal speed of the object to be treated, the removal efficiency of contaminants, and the presence or absence of damage are not determined solely by the hardness or rigidity of the buff pad, so it may be selected as appropriate. good.
  • the surface of these buff pads may be provided with groove shapes such as concentric grooves, XY grooves, spiral grooves, and radial grooves. Furthermore, at least one hole penetrating the buff pad may be provided in the buff pad, and the buff treatment liquid may be supplied through the main hole. Moreover, you may use the sponge-like material which can permeate
  • the buff table 400 has a mechanism for adsorbing the wafer W. Further, the buffing table 400 can be rotated around the rotation axis A by a driving mechanism (not shown). Further, the buff table 400 may be configured to cause the wafer W to perform an angular rotation motion or a scroll motion by a driving mechanism (not shown).
  • the buff pad 502 is attached to the surface of the buff head 500 that faces the wafer W.
  • the buff head 500 can be rotated around the rotation axis B by a driving mechanism (not shown). Further, the buff head 500 can press the buff pad 502 against the processing surface of the wafer W by a driving mechanism (not shown).
  • the buff arm 600 can move the buff head 500 within the radius or diameter of the wafer W as indicated by an arrow C. Further, the buff arm 600 can swing the buff head 500 to a position where the buff pad 502 faces the conditioning unit 800.
  • the conditioning unit 800 is a member for conditioning the surface of the buff pad 502.
  • the conditioning unit 800 includes a dress table 810 and a dresser 820 installed on the dress table 810.
  • the dress table 810 can be rotated around the rotation axis D by a driving mechanism (not shown). Further, the dress table 810 may cause the dresser 820 to perform a scrolling motion by a driving mechanism (not shown).
  • the dresser 820 is a diamond dresser in which diamond particles are electrodeposited and fixed on the surface, or diamond abrasive grains are arranged on the entire surface or part of the contact surface with the buff pad, and the resin brush bristles are in contact with the buff pad.
  • the brush dresser is arranged on the entire surface or a part of it, or a combination thereof.
  • the upper buff processing module 300A rotates the buff arm 600 until the buff pad 502 comes to a position facing the dresser 820.
  • the upper buff processing module 300A performs conditioning of the buff pad 502 by rotating the dress table 810 around the rotation axis D, rotating the buff head 500, and pressing the buff pad 502 against the dresser 820.
  • the conditioning load is ⁇ 80 N, and it is still better from the viewpoint of the life of the buff pad to be 40 N or less. Further, it is desirable to use the buff pad 502 and the dresser 820 at a rotation speed of 500 rpm or less.
  • the upper buff processing module 300A can arrange the buff table 400 and the dress table 810 so that the processing surface of the wafer W and the dress surface of the dresser 820 are installed along the vertical direction.
  • the buff arm 600 and the buff head 500 perform buff processing by bringing the buff pad 502 into contact with the processing surface of the wafer W arranged in the vertical direction, and buff pad against the dress surface of the dresser 820 arranged in the vertical direction. It arrange
  • the liquid supply system 700 includes a pure water nozzle 710 for supplying pure water (DIW) to the processing surface of the wafer W.
  • the pure water nozzle 710 is connected to a pure water supply source 714 via a pure water pipe 712.
  • the pure water pipe 712 is provided with an on-off valve 716 that can open and close the pure water pipe 712.
  • the control device 5 can supply pure water to the processing surface of the wafer W at an arbitrary timing by controlling the opening / closing of the on-off valve 716.
  • the liquid supply system 700 includes a chemical liquid nozzle 720 for supplying a chemical liquid (Chemi) to the processing surface of the wafer W.
  • the chemical solution nozzle 720 is connected to a chemical solution supply source 724 via a chemical solution pipe 722.
  • the chemical solution pipe 722 is provided with an on-off valve 726 that can open and close the chemical solution pipe 722.
  • the control device 5 can supply the chemical solution to the processing surface of the wafer W at an arbitrary timing by controlling the opening / closing of the on-off valve 726.
  • the liquid supply system 700 includes a slurry nozzle 730 for supplying slurry to the processing surface of the wafer W.
  • the slurry nozzle 730 is connected to a slurry supply source 734 via a slurry pipe 732.
  • the slurry pipe 732 is provided with an on-off valve 736 that can open and close the slurry pipe 732.
  • the control device 5 can supply slurry to the processing surface of the wafer W at an arbitrary timing by controlling opening and closing of the on-off valve 736.
  • the upper buff processing module 300A supplies the processing liquid to the wafer W, rotates the buff table 400 around the rotation axis A, presses the buff pad 502 against the processing surface of the wafer W, and rotates the buff head 500 around the rotation axis B. While swinging in the direction of arrow C, the wafer W can be buffed.
  • the conditions in the buff processing are basically this processing is defect removal by mechanical action, on the other hand, considering the reduction of damage to the wafer W, the pressure is 3 psi or less, preferably 2 psi or less. desirable.
  • the rotational speeds of the wafer W and the buff head 500 are desirably 1000 rpm or less in consideration of the in-plane distribution of the buff processing liquid.
  • the moving speed of the buff head 500 is 300 mm / sec or less.
  • the distribution of the optimum movement speed differs depending on the rotation speed of the wafer W and the buff head 500 and the movement distance of the buff head 500, it is desirable that the movement speed of the buff head 500 is variable in the wafer W plane.
  • a method of changing the moving speed for example, a method in which the swing distance in the wafer W plane is divided into a plurality of sections and the moving speed can be set for each section is desirable.
  • the buff processing liquid flow rate a large flow rate is good in order to maintain a sufficient distribution of the processing liquid in the wafer surface even when the wafer W and the buff head 500 are rotated at a high speed.
  • an increase in the flow rate of the processing liquid leads to an increase in processing cost.
  • buffing includes at least one of buffing and buffing.
  • the wafer W and the buff pad 502 are moved relative to each other while the buff pad 502 is in contact with the wafer W, and polishing such as slurry is interposed between the wafer W and the buff pad 502 to process the wafer W.
  • polishing such as slurry is interposed between the wafer W and the buff pad 502 to process the wafer W.
  • This is a process for polishing and removing the surface.
  • the physical action force applied to the wafer W by the roll sponge in the roll cleaning chamber 190 and the physical action force applied to the wafer W by the pen sponge in the pen cleaning chamber 192 are stronger than the physical action force. This process can be added to W.
  • the buffing treatment it is possible to realize removal of the surface layer portion to which contaminants are attached, additional removal of portions that could not be removed by the main polishing in the polishing unit 3, or improvement of morphology after the main polishing.
  • the wafer W and the buff pad 502 are moved relative to each other while the buff pad 502 is brought into contact with the wafer W, and a cleaning process liquid (chemical solution or chemical solution and pure water) is interposed between the wafer W and the buff pad 502.
  • a cleaning process liquid chemical solution or chemical solution and pure water
  • contaminants on the surface of the wafer W are removed or the processing surface is modified.
  • the physical action force applied to the wafer W by the roll sponge in the roll cleaning chamber 190 and the physical action force applied to the wafer W by the pen sponge in the pen cleaning chamber 192 are stronger than the physical action force. This process can be added to W.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the buff head 500 of the buff processing apparatus according to the embodiment.
  • the buff processing apparatus of this embodiment includes a rotatable shaft 510.
  • the shaft 510 is connected to a rotation drive mechanism such as a motor (not shown).
  • the shaft 510 extends downward from the buff arm 600.
  • the shaft 510 is hollow.
  • a pipe for passing a processing liquid such as slurry, chemical liquid, or pure water may be provided inside the shaft 510 so that the processing liquid is supplied from the inside of the buff head.
  • a boss 511 is fixed to the shaft 510.
  • the boss 511 has a cylindrical shape at least partially surrounding the entire circumference of the shaft 510.
  • the boss 511 rotates with the shaft 510.
  • a buff head flange 513 is fixed to a part below the boss 511.
  • the buff head flange 513 has a generally disk-like structure.
  • the buff head flange 513 is provided with a region through which a drive pin 514 and a bolt 517 described later are passed.
  • the buff head flange 513 is also rotated by the rotation of the shaft 510 and the boss 511.
  • a spherical plain bearing 520 is attached to the shaft 510. More specifically, the inner ring 520 a of the spherical plain bearing 520 is fixed to the shaft 510. An outer ring 520b is disposed outside the inner ring 520a.
  • the outer surface of the inner ring 520a of the spherical plain bearing 520 is a spherical convex surface, and the inner surface of the outer ring 520b is a spherical concave surface.
  • the spherical convex surface of the inner ring 520a and the spherical concave surface of the outer ring 520b can slide with each other, and constitute a gimbal mechanism.
  • a buff head main body 512 is fixed to the outer ring 520b of the spherical plain bearing 520.
  • a buff pad carrier 518 is attached to the lower surface of the buff head body 512.
  • the buff pad carrier 518 is removably attached to the buff head body 512.
  • a buff pad 502 is attached to the lower surface of the buff pad carrier 518.
  • the buff pad 502 is for directly contacting the wafer W to buff the wafer W.
  • the buff pad 502 is formed of, for example, a foamed polyurethane hard pad, a suede soft pad, or a sponge.
  • a hard pad means one having an elastic modulus in the range of approximately 350 psi to 3,000 psi.
  • a soft pad means one having an elastic modulus of approximately 50 psi to 300 psi.
  • the buff head flange 513 and the buff head main body 512 are connected by a drive pin 514. Therefore, the rotational torques of the shaft 510, the boss 511, and the buff head flange 513 are transmitted to the buff head main body 512.
  • the buff head body 512 is driven to rotate, the buff pad carrier 518 and the buff pad 502 can be driven to rotate.
  • the gimbal mechanism is configured by the spherical plain bearing 520, the buff head main body 512 can be tilted along the slide surface of the spherical plain bearing 520 while rotating.
  • the spring constant of the spring 516 is selected in consideration of the force for supporting the buff head body 512, the load applied to the gimbal operation, and the like.
  • the buff processing apparatus includes a cover 550 that surrounds the buff head 500.
  • the cover 550 is for preventing liquid such as processing liquid from entering the buff head 500.
  • the detailed structure of the cover 550 will be described later.
  • FIG. 6 is a top sectional view of the buff head 500 shown in FIG.
  • three drive pins 514 and three springs 516 are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction of the buff head 500.
  • the number of drive pins 514 and springs 516 may not be three, for example, two.
  • four or more drive pins 514 and springs 516 may be alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction of the buff head 500. It is considered that the larger number of drive pins 514 and springs 516 can improve the in-plane uniformity of the wafer W during the buffing process.
  • the shaft 510 is moved downward so that the downward force causes the shaft 510, the inner ring 520a, the outer ring 520b of the spherical plain bearing 520, the buff head body 512, and the buff pad.
  • the carrier 518 and the buff pad 502 are transmitted, and the buff pad 502 can be pressed against the wafer W.
  • the lifting force is increased by moving the shaft 510 upward so that the shaft 510, the boss 511, the buff head flange 513, the spring 516, the bolt 517, the buff head main body 512, This is transmitted to the buff pad carrier 518 and the buff head 502, and the buff pad 502 is separated from the wafer W.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the buff head 500 of the buff processing apparatus according to one embodiment.
  • the embodiment shown in FIG. 7 includes a shaft 510, a boss 511, a buff head body 512, a buff head carrier 518, and a buff pad 502, as in the embodiment shown in FIG.
  • a ring-shaped bellows type coupling 522 is provided instead of the buff head flange 513, the drive pin 514, and the spring 516 of the embodiment of FIG. 5.
  • the bellows type coupling 522 has one end fixed to the boss 511 and the other end fixed to the buff head main body 512.
  • the bellows type coupling 522 functions as both the drive pin 514 and the spring 516 in the embodiment of FIG. 5, transmits the rotational torque of the shaft 510 to the buff head body 512, and elastically moves the buff head body 512. To support.
  • the bellows type coupling 522 is used as in the embodiment of FIG. 7, the number of parts can be reduced as compared with the embodiment of FIG. 5, and the entire circumference of the buff head body 512 can be elastically supported. There is a merit that it is possible.
  • the embodiment using the drive pin 514 and the spring 516 in FIG. 5 has an advantage that there are many options for the spring constant of the spring 516 as compared with the embodiment using the bellows type coupling 522.
  • the embodiment shown in FIG. 7 does not include the spherical plain bearing 520 as shown in FIG.
  • the head support 524 is fixed to the lower side of the boss 511.
  • the lower surface of the head column portion 524 includes a spherical concave surface that comes into contact with the buff head main body 512.
  • the region in contact with the head column portion 524 of the buff head main body 512 has a spherical convex surface.
  • the spherical concave surface of the head column portion 524 and the spherical convex surface of the buff head main body 512 can slide and form a gimbal mechanism.
  • the center of rotation of the gimbal mechanism is approximately near the surface of the buff pad 502. In one embodiment, the center of rotation of the gimbal can be within a range of 10 mm from the surface of the buff pad 502. As one embodiment, when a soft pad is used as the buff pad 502, the rotation center of the gimbal mechanism is set such that the distance from the surface of the buff pad 502 is 0.1 times or less the diameter of the buff pad 502.
  • the rotation center of the gimbal mechanism is set such that the distance from the surface of the buff pad 502 is 0.3 times or less the diameter of the buff pad 502.
  • the center of rotation of the gimbal mechanism is near the surface of the buff pad 502, so that cocking during the buffing process can be prevented or alleviated.
  • the soft pad is more susceptible to cocking than the hard pad, so when using the soft pad, it is desirable to make the center of rotation of the gimbal mechanism closer to the surface of the buff pad than when using the hard pad. .
  • the buff processing apparatus includes a support member 526.
  • the support member 526 is fixed to the buff head main body 512.
  • the support member 526 is disposed so that a part of the lower surface thereof overlaps a part of the head column part 524 in the axial direction. However, there is a gap between the head column portion 524 and the support member 526, and the head column portion 524 and the support member 526 are configured not to contact except when the buff head 500 is lifted from the wafer W.
  • the shaft 510 is moved downward, so that the downward force causes the shaft 510, the boss 511, the head column portion 524, the buff head body 512, the buff pad carrier 518, It is transmitted to the buff pad 502, and the buff pad 502 can be pressed against the wafer W.
  • the head support 524 does not contact the support member 526.
  • the lifting force is transmitted to the shaft 510, the boss 511, and the head column 524 by moving the shaft 510 upward, and the head column 524 is moved upward. Lifted to. As the head column 524 is lifted upward, the head column 524 and the support member 526 come into contact with each other. At this time, the spherical concave surface of the head support 524 constituting the gimbal mechanism is separated from the spherical convex surface of the buff head main body 512.
  • the lifting force is transmitted to the head support 524, the support member 526, the buff head main body 512, the buff pad carrier 518, and the buff pad 502, and the buff pad 502 is separated from the wafer W. Therefore, when the buff pad 502 is pulled up from the wafer W, the buff head main body 512 is stably supported by the head column portion 524, and it is possible to prevent the slurry or the like attached to the buff head from falling during the buff processing.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the buff head 500 of the buff processing apparatus according to one embodiment.
  • the shaft 510, the boss 511, the buff head flange 513, the buff head body 512, the drive pin 514, the spring 516, the buff head carrier 518, and the buff pad, as in the embodiment shown in FIG. 502 is provided.
  • the spherical plain bearing 520 as shown in FIG. 5 is not provided.
  • the gimbal mechanism is configured by the spherical concave surface of the head column portion 524 and the spherical convex surface of the buff head body 512, as in the embodiment of FIG. 7.
  • the rotational center of the gimbal mechanism of the embodiment shown in FIG. 8 is at a position lower than the rotational center of the gimbal mechanism of the embodiment shown in FIG. 5, similarly to the embodiment shown in FIG. 7.
  • the buff processing apparatus includes a support member 526 fixed to the buff head main body 512, similarly to the buff processing apparatus shown in FIG.
  • the shaft 510 is moved downward, so that the downward force causes the shaft 510, the boss 511, the head column portion 524, the buff head body 512, the buff pad carrier 518, It is transmitted to the buff pad 502, and the buff pad 502 can be pressed against the wafer W.
  • the head support 524 does not contact the support member 526.
  • the lifting force is transmitted to the shaft 510, the boss 511, and the head column 524 by moving the shaft 510 upward, and the head column 524 is moved upward. Lifted to. As the head column 524 is lifted upward, the head column 524 and the support member 526 come into contact with each other. At this time, the spherical concave surface of the head support 524 constituting the gimbal mechanism is separated from the spherical convex surface of the buff head main body 512.
  • the lifting force is transmitted to the head support 524, the support member 526, the buff head main body 512, the buff pad carrier 518, and the buff pad 502, and the buff pad 502 is separated from the wafer W. Therefore, when the buff pad 502 is pulled up from the wafer W, the buff head main body 512 is stably supported by the head column portion 524, and it is possible to prevent the slurry or the like attached to the buff head from falling during the buff processing.
  • the force of the spring 516 is not used, and the head column 524 and the support member 526 are not used. Is used. Therefore, in the embodiment shown in FIG. 8, the spring constant of the spring 516 can be made smaller than the spring constant of the spring 516 of the embodiment of FIG.
  • the cover 550 is formed of a substantially cylindrical member that surrounds the outer periphery of the buff head 500.
  • FIG. 9A is an enlarged view of the cover 550 shown in FIG.
  • the cover 550 includes an outer cover 550a and an inner cover 550b.
  • the outer cover part 550 a is attached to the stationary part of the buff head 500. That is, even when the buff head 500 rotates, the outer cover 550a does not rotate.
  • the inner cover 550 b is attached to the rotating portion of the buff head 500. That is, when the buff head 500 rotates, the inner cover 550b also rotates.
  • the outer cover 550a includes a first cover member 552a and a second cover member 560a attached to the first cover member 552a.
  • the first cover member 552a includes an axial portion 554a extending in a direction along the rotation axis (shaft 510) of the buff head 500, and an outer protrusion 556a extending outward from the axial portion 554a.
  • the second cover member 560a includes an axial portion 562a extending in a direction along the rotation axis (shaft 510) of the buff head 500, and an inner protrusion 564a extending inward from the axial portion 562a.
  • the outer protrusion 556a of the first cover member 552a and the inner protrusion 564a of the second cover member 560a engage in a direction along the rotation axis.
  • the inner protrusion 564a is slidable with respect to the outer surface of the axial portion 554a of the first cover member 552a. Therefore, the second cover member 560a can be slid with respect to the first cover member 552a. With this configuration, the inside of the buff head 500 can be easily accessed without removing the outer cover 550a, and maintenance work for the buff head 500 can be performed without removing the outer cover 550a.
  • the inner cover 550b includes a first cover member 552b and a second cover member 560b attached to the first cover member 552b.
  • the first cover member 552b includes an axial portion 554b extending in a direction along the rotation axis (shaft 510) of the buff head 500, and an outer protrusion 556b extending outward from the axial portion 554b.
  • a lower surface 558 b (surface facing the wafer W) of the outer protrusion 556 b is inclined with respect to a surface (wafer W surface) perpendicular to the rotation axis of the buff head 500.
  • the inclination angle of the lower surface 558b of the outer protrusion 556b is about 45 degrees, and is inclined so that the outer side of the outer protrusion 556b is located below.
  • the first cover member 552b of the inner cover 550b includes a hole 553b through which a screw 580 described later is passed.
  • the second cover member 560b of the inner cover 550b can be configured to be divided into three parts, and one second cover member can be configured to surround one third of the periphery of the buff head 500.
  • the second cover member 560b of the inner cover 550b includes an axial portion 562b extending in a direction along the rotation axis (shaft 510) of the buff head 500.
  • An upper surface 564b of the axial portion 562b (a surface facing the opposite direction of the wafer W) is inclined with respect to a surface (wafer W surface) perpendicular to the rotation axis of the buff head 500.
  • the angle of inclination of the upper surface 564b of the axial portion 562b is about 45 degrees and is inclined such that the inner side of the axial portion 562b is located further downward.
  • the upper surface 564b engages with the lower surface 558b of the first cover member 552b when the second cover member 560b is attached to the first cover member 552b.
  • the axial portion 562b includes a slot 566b for threading the screw 580. Slot 566b extends upward from the lower edge of axial portion 562b.
  • FIG. 9B is a view of the slot 566b of the second cover member 560b of the inner cover 550b of FIG. 9A as viewed from the direction of the arrow 9B.
  • the size of the slot 566b is a size that allows the screw 580 to relatively move within the slot 566b.
  • the axial portion 562b of the second cover member 560b of the inner cover 550b includes a step portion 568b.
  • the screw head of the screw 580 is stepped. Engage with the portion 568b. At this time, the shaft portion of the screw 580 does not contact the upper end of the slot 566b.
  • the first cover member 552b and the second cover member 560b of the inner cover 550b can be connected together to the buff head main body 512 by screws 580.
  • the screw 580 By loosening the screw 580, the engagement between the screw head and the step portion 568b is released, and the second cover member 560b can be moved downward by the slot 566b. Therefore, the engagement between the lower surface 558b of the first cover member 552b and the upper surface 564b of the second cover member 560b is released, and the second cover member 560 is removed from the first cover member 552b without completely removing the screw 580. Can do. With this configuration, the screw 580 can be prevented from dropping, and the inside of the buff head 500 can be easily accessed during maintenance.
  • the outer cover 550a and the inner cover 550b are configured to be separable from each other in the axial direction.
  • 10A, 10B, and 10C are views showing a state when the outer cover 550a and the inner cover 550b are separated.
  • FIG. 10A shows a state where the outer cover 550a and the inner cover 550b are close to each other and the buff head 500 is raised.
  • FIG. 10B shows a state where the outer cover 550a and the inner cover 550b are separated by lowering the buff head 500.
  • FIG. 10C is a diagram illustrating a state in which the second cover member 560a of the outer cover 550a is slid upward with respect to the first cover member 552a, the buff head 500 is lowered, and the inner cover 550b is lowered.
  • FIG. 10C is a diagram showing a state where the second cover member 560b of the inner cover 550b is removed and the first cover member 552b of the inner cover 550b is lowered.
  • the inside of the buff head 500 can be easily accessed and maintenance can be performed.
  • the order of lowering the buff head 500, sliding the outer cover 550a upward on the second cover member 560a, and lowering the inner cover 550b is arbitrary. For example, (1) after the outer cover 550a and the inner cover 550b are separated by lowering the buff head 500, (2) the second cover member 560b of the inner cover 550b is removed and the first cover member 552b of the inner cover 550b is removed.
  • the second cover member 560a of the outer cover 550a can be slid upward to perform maintenance.
  • (1) after removing the second cover member 560b of the inner cover 550b and lowering the first cover member 552b of the inner cover 550b, (2) lowering the buff head 500 to lower the outer cover 550a Maintenance may be performed by separating the inner cover 550b and then (3) sliding the second cover member 560a of the outer cover 550a upward.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments.
  • the features of the above-described embodiments can be combined or exchanged as long as they do not contradict each other.
  • the substrate is disposed sideways so that the processing surface of the substrate faces upward, and the buff head is pressed from above the substrate to perform buffing, but the substrate is oriented vertically. It may be arranged to buff the buff head by pressing it against the substrate from the side.
  • a buffing apparatus for buffing a substrate includes a rotatable shaft, a buff head body, a torque transmission mechanism for transmitting rotation of the shaft to the buff head body, and an elastic elastically supporting the buff head body in the longitudinal direction of the shaft. And a member.
  • the torque transmission mechanism and the elastic member include the bellows type coupling, and one end of the bellows type coupling is directly provided. The other end is connected to the buff head body.
  • the torque transmission mechanism includes a drive pin for transmitting the rotation of the shaft to the buff head body, and the elastic member is Including springs.
  • the number of the drive pins and the springs is three or more, and they are arranged at equal intervals on the entire circumference of the buff head body.
  • a buff pad carrier that is detachably attached to the buff head body, and the buff pad carrier And a buff pad to be attached.
  • the buff processing apparatus includes a gimbal mechanism that slidably supports the buff head body.
  • the rotation center of the gimbal mechanism is configured to be near the surface of the buff pad with the buff pad attached.
  • the rotation center of the gimbal mechanism is within a range of 10 mm from the surface of the buff pad with the buff pad attached.
  • the gimbal mechanism has a spherical plain bearing.
  • the buff processing device is directly or indirectly fixed to the shaft.
  • a support member fixed to the buff head main body the shaft is movable in the longitudinal direction of the shaft, and the head support portion is configured to support the substrate when the substrate is buffed.
  • the buff head body is configured to come into contact with the support member when the buff head body moves away from the substrate.
  • the head column portion has a spherical concave surface that comes into contact with the buff head body, and the buff head body has the spherical shape.
  • the gimbal mechanism is configured by the spherical concave surface of the head column portion and the spherical convex surface of the buff head body.
  • the shaft, the buff head body, the torque transmission mechanism, and the elastic member are at least partially. Has an enclosing cover.
  • a cover attachable to a rotatable buff head used in a buff processing apparatus for buffing a substrate includes a first cover member and a second cover member attached to the first cover member, and the second cover member is configured to be slidable with respect to the first cover member.
  • the first cover member in the cover of the thirteenth mode, includes an axial portion extending in a direction along the rotation axis of the buff head, and an outer side extending outward from the axial portion.
  • the second cover member has an axial portion extending in a direction along the rotation axis of the buff head, and an inner protruding portion extending inward from the axial portion, and the outer protruding portion.
  • the inner protrusion can be engaged in a direction along the rotation axis, and the inner protrusion can slide with respect to the outer surface of the axial portion of the first cover member.
  • the cover is configured to be attached to a stationary part of the buff head.
  • a cover that can be attached to a rotatable buff head used in a buff processing apparatus for buffing a substrate.
  • the cover includes a first cover member and a second cover member attached to the first cover member, and the second cover member is configured to be removable from the first cover member.
  • the first cover member projects in an axial direction extending in a direction along the rotation axis of the buff head, and protrudes outward from the axial direction portion.
  • An outer protrusion having an inclined surface inclined with respect to a surface perpendicular to the rotation axis
  • the second cover member includes an axial portion extending in a direction along the rotation axis of the buff head, and the first An inclined surface engageable with the inclined surface of the cover member.
  • the second cover member is composed of a plurality of cover members that can be divided, and each of the plurality of cover members is a first one. 1 It is comprised so that attachment to a cover member is possible.
  • the cover has a fastener for fixing the first cover member and the second cover member, In a state where the first cover member and the second cover member are fixed, the inclined portion of the first cover member is engaged with the inclined portion of the second cover member, and the fastener is loosened. Thus, the engagement between the inclined portion of the first cover member and the inclined portion of the second cover member is released.
  • the first cover member has a hole having a dimension through which the fastener passes, and the second cover member passes through the fastener.
  • the second cover member can be removed from the fastener through the slot without removing the fastener in a state where the fastener is loosened.
  • the cover in the cover of any one of the sixteenth to twentieth embodiments, is configured to be attached to a rotating part of the buff head.
  • a substrate processing apparatus includes a buff processing apparatus according to any one of the first to twelfth aspects, a transport mechanism for transporting a substrate, a cleaning unit for cleaning the substrate, and drying for drying the substrate. And a unit.
  • a maintenance method for a buff processing apparatus having a first cover and a second cover attached to the inside of the first cover.
  • the step of lowering the buff head of the buff processing device, the shaft main body to which the first cover is attached, and the buff head to which the second cover is attached are separated in the axial direction, and the first cover And a step of separating the second cover, and a second cover member configured to be slidable in the axial direction with respect to the first cover member fixed to the shaft main body of the first cover.
  • the order of the step of lowering the buff head, the step of sliding the second member of the first cover member, and the step of sliding the first cover member of the second cover is arbitrary. .
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-50436
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-162893

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Abstract

バフ処理の面内均一性を向上させる。　第１の形態によれば、基板をバフ処理するためのバフ処理装置が提供される。かかるバフ処理装置は、回転可能なシャフトと、バフヘッド本体と、前記シャフトの回転を前記バフヘッド本体に伝達するためのトルク伝達機構と、前記バフヘッド本体を前記シャフトの長手方向に弾性的に支持する弾性部材と、を有する。

Description

バフ処理装置および基板処理装置
　本発明はバフ処理装置および基板処理装置に関する。また、本発明は、バフ処理装置に使用されるカバーおよびバフ処理装置のメンテナンス方法に関する。
　近年、処理対象物（例えば半導体ウェハなどの基板、又は基板の表面に形成された各種の膜）に対して各種処理を行うために処理装置が用いられている。処理装置の一例としては、処理対象物の研磨処理等を行うためのＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置が挙げられる。
　ＣＭＰ装置は、処理対象物の研磨処理を行うための研磨ユニット、処理対象物の洗浄処理及び乾燥処理を行うための洗浄ユニット、及び、研磨ユニットへ処理対象物を受け渡すとともに洗浄ユニットによって洗浄処理及び乾燥処理された処理対象物を受け取るロード／アンロードユニット、などを備える。また、ＣＭＰ装置は、研磨ユニット、洗浄ユニット、及びロード／アンロードユニット内で処理対象物の搬送を行う搬送機構を備えている。ＣＭＰ装置は、搬送機構によって処理対象物を搬送しながら研磨、洗浄、及び乾燥の各種処理を順次行う。
　また、研磨処理後の基板に対して基板よりも小径の接触部材を基板に押し付けて相対運動させながら、基板をわずかに追加研磨したり、基板の付着物を除去および洗浄したりするための処理ユニットが、メインの研磨部とは別にＣＭＰ装置内に設けられることがある。
特開２０１０－５０４３６号公報 特開平１１－１６２８９３号公報
　上述のような、基板よりも小径の接触部材を用いた処理ユニットにおいて、処理される基板の面内均一性を確保することが望ましい。基板を小径の接触部材を用いて処理しているとき、あるいは処理が終了して接触部材を基板から離すときに、接触部材と基板との平行が保たれていないと、基板に部分的な過研磨や偏摩耗、スクラッチが生じることがある。
　また、一般に基板の研磨処理または洗浄処理には、スラリ、薬液、および純水などの液体を使用することがある。そのため、処理に使用する各種液体が接触部材を駆動させる駆動部に侵入することを防止するために、接触部材の周辺にカバーを設けることがある。しかし、接触部材の周辺にカバーを設けると、接触部材の交換作業などのメンテナンス時にカバーを外すために時間を要する。
　本発明は、上述の課題の少なくとも一部を少なくとも部分的に解決することを意図している。
　一形態によれば、基板をバフ処理するためのバフ処理装置が提供される。かかるバフ処理装置は、回転可能なシャフトと、バフヘッド本体と、前記シャフトの回転を前記バフヘッド本体に伝達するためのトルク伝達機構と、前記バフヘッド本体を前記シャフトの長手方向に弾性的に支持する弾性部材と、を有する。
一実施形態による処理装置の全体構成を示す平面図である。 一実施形態による研磨モジュールを模式的に示す斜視図である。 一実施形態による洗浄ユニットの平面図である。 一実施形態による洗浄ユニットの側面図である。 図４は、一実施形態によるバフ処理モジュールの概略構成を示す図である。 一実施形態による、バフ処理装置のバフヘッド付近の概略断面図である。 図５に示されるバフヘッドの上面断面図である。 一実施形態による、バフ処理装置のバフヘッド付近の概略断面図である。 一実施形態による、バフ処理装置のバフヘッド付近の概略断面図である。 図８に示されるカバーの拡大図である。 図９Ａに示されるカバーを矢印９Ｂの方から見た図である。 一実施形態による、バフ処理装置のバフヘッド付近の概略断面図であり、外側カバーと内側カバーとが互いに近接した状態を示す図である。 一実施形態による、バフ処理装置のバフヘッド付近の概略断面図であり、外側カバーと内側カバーとが分離された状態を示す図である。 一実施形態による、バフ処理装置のバフヘッド付近の概略断面図であり、外側カバーの第２カバー部材を第１カバー部材に対して上方にスライドさせ、内側カバーを下げた状態を示す図である。
　以下に、本発明に係る基板処理装置であるバフ処理装置の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
＜処理装置＞
　図１は、本発明の一実施形態に係る処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、処理対象物に処理を行うための処理装置（ＣＭＰ装置）１０００は、略矩形状のハウジング１を備える。ハウジング１の内部は、隔壁１ａ，１ｂによって、ロード／アンロードユニット２と、研磨ユニット３と、洗浄ユニット４と、に区画される。ロード／アンロードユニット２、研磨ユニット３、及び洗浄ユニット４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。また、洗浄ユニット４は、処理装置に電源を供給する電源供給部と、処理動作を制御する制御装置５と、を備える。
＜ロード／アンロードユニット＞
　ロード／アンロードユニット２は、多数の処理対象物（例えば、ウェハ（基板））をストックするウェハカセットが載置される２つ以上（本実施形態では４つ）のフロントロード部２０を備える。これらのフロントロード部２０は、ハウジング１に隣接して配置され、処理装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に沿って配列される。フロントロード部２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、又はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができるようになっている。ここで、ＳＭＩＦ及びＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
　また、ロード／アンロードユニット２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設される。走行機構２１上には、ウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な２台の搬送ロボット（ローダー、搬送機構）２２が設置される。搬送ロボット２２は、走行機構２１上を移動することによって、フロントロード部２０に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。各搬送ロボット２２は、上下に２つのハンドを備えている。上側のハンドは、処理されたウェハをウェハカセットに戻すときに使用される。下側のハンドは、処理前のウェハをウェハカセットから取り出すときに使用される。このように、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。さらに、搬送ロボット２２の下側のハンドは、ウェハを反転させることができるように構成されている。
　ロード／アンロードユニット２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロードユニット２の内部は、処理装置外部、研磨ユニット３、及び、洗浄ユニット４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨ユニット３は、研磨液としてスラリを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨ユニット３の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄ユニット４の内部圧力よりも低く維持される。ロード／アンロードユニット２には、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、又は、ケミカルフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられている。フィルタファンユニットからは、パーティクル、有毒蒸気、又は有毒ガスが除去されたクリーンエアが常時吹き出している。
＜研磨ユニット＞
　研磨ユニット３は、ウェハの研磨（平坦化）が行われる領域である。研磨ユニット３は、第１研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び、第４研磨モジュール３Ｄを備えている。第１研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び第４研磨モジュール３Ｄは、図１に示すように、処理装置の長手方向に沿って配列される。
　図１に示すように、第１研磨モジュール３Ａは、研磨面を有する研磨パッド（研磨具）１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ａと、ウェハを保持して研磨テーブル３０Ａ上の研磨パッド１０に押圧しながら研磨するためのトップリング３１Ａと、研磨パッド１０に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル３２Ａと、研磨パッド１０の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ３３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体又は液体（例えば純水）を噴射して研磨面上のスラリや研磨生成物、及びドレッシングによる研磨パッド残渣を除去するアトマイザ３４Ａと、を備えている。
　同様に、第２研磨モジュール３Ｂは、研磨テーブル３０Ｂと、トップリング３１Ｂと、研磨液供給ノズル３２Ｂと、ドレッサ３３Ｂと、アトマイザ３４Ｂと、を備えている。第３研磨モジュール３Ｃは、研磨テーブル３０Ｃと、トップリング３１Ｃと、研磨液供給ノズル３２Ｃと、ドレッサ３３Ｃと、アトマイザ３４Ｃと、を備えている。第４研磨モジュール３Ｄは、研磨テーブル３０Ｄと、トップリング３１Ｄと、研磨液供給ノズル３２Ｄと、ドレッサ３３Ｄと、アトマイザ３４Ｄと、を備えている。
　第１研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び第４研磨モジュール３Ｄは、互いに同一の構成を有しているので、以下、第１研磨モジュール３Ａについてのみ説明する。
　図２は、第１研磨モジュール３Ａを模式的に示す斜視図である。トップリング３１Ａは、トップリングシャフト３６に支持される。研磨テーブル３０Ａの上面には研磨パッド１０が貼付される。研磨パッド１０の上面は、ウェハＷを研磨する研磨面を形成する。なお、研磨パッド１０に代えて固定砥粒を用いることもできる。トップリング３１Ａ及び研磨テーブル３０Ａは、矢印で示すように、その軸心周りに回転するように構成される。ウェハＷは、トップリング３１Ａの下面に真空吸着により保持される。研磨時には、研磨液供給ノズル３２Ａから研磨パッド１０の研磨面に研磨液が供給された状態で、研磨対象であるウェハＷがトップリング３１Ａにより研磨パッド１０の研磨面に押圧されて研磨される。
＜搬送機構＞
　次に、ウェハを搬送するための搬送機構について説明する。図１に示すように、第１研磨モジュール３Ａ及び第２研磨モジュール３Ｂに隣接して、第１リニアトランスポータ６が配置されている。第１リニアトランスポータ６は、研磨モジュール３Ａ，３Ｂが配列する方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロードユニット側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウェハを搬送する機構である。
　また、第３研磨モジュール３Ｃ及び第４研磨モジュール３Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ７が配置される。第２リニアトランスポータ７は、研磨モジュール３Ｃ，３Ｄが配列する方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロードユニット側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウェハを搬送する機構である。
　ウェハは、第１リニアトランスポータ６によって研磨モジュール３Ａ，３Ｂに搬送される。第１研磨モジュール３Ａのトップリング３１Ａは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。したがって、トップリング３１Ａへのウェハの受け渡しは第２搬送位置ＴＰ２で行われる。同様に、第２研磨モジュール３Ｂのトップリング３１Ｂは研磨位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、トップリング３１Ｂへのウェハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３研磨モジュール３Ｃのトップリング３１Ｃは研磨位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、トップリング３１Ｃへのウェハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４研磨モジュール３Ｄのトップリング３１Ｄは研磨位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、トップリング３１Ｄへのウェハの受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。
　第１搬送位置ＴＰ１には、搬送ロボット２２からウェハを受け取るためのリフタ１１が配置されている。ウェハは、リフタ１１を介して搬送ロボット２２から第１リニアトランスポータ６に渡される。リフタ１１と搬送ロボット２２との間に位置して、シャッタ（図示せず）が隔壁１ａに設けられており、ウェハの搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット２２からリフタ１１にウェハが渡されるようになっている。また、第１リニアトランスポータ６と、第２リニアトランスポータ７と、洗浄ユニット４と、の間にはスイングトランスポータ１２が配置されている。スイングトランスポータ１２は、第４搬送位置ＴＰ４と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動可能なハンドを有している。第１リニアトランスポータ６から第２リニアトランスポータ７へのウェハの受け渡しは、スイングトランスポータ１２によって行われる。ウェハは、第２リニアトランスポータ７によって第３研磨モジュール３Ｃ及び／又は第４研磨モジュール３Ｄに搬送される。また、研磨ユニット３で研磨されたウェハはスイングトランスポータ１２を経由して洗浄ユニット４に搬送される。なお、スイングトランスポータ１２の側方には、図示しないフレームに設置されたウェハＷの仮置き台１８０が配置されている。仮置き台１８０は、第１リニアトランスポータ６に隣接して配置されており、第１リニアトランスポータ６と洗浄ユニット４との間に位置している。
＜洗浄ユニット＞
　図３Ａは洗浄ユニット４を示す平面図であり、図３Ｂは洗浄ユニット４を示す側面図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、洗浄ユニット４は、ここではロール洗浄室１９０と、第１搬送室１９１と、ペン洗浄室１９２と、第２搬送室１９３と、乾燥室１９４と、バフ処理室３００と、第３搬送室１９５と、に区画されている。なお、研磨ユニット３、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、乾燥室１９４、及びバフ処理室３００の各室間の圧力バランスは、乾燥室１９４＞ロール洗浄室１９０及びペン洗浄室１９２＞バフ処理室３００≧研磨ユニット３とすることができる。研磨ユニットでは研磨液を使用しており、バフ処理室についてもバフ処理液として研磨液を使用することがある。よって、上記のような圧力バランスにすることで、特に研磨液中の砥粒といったパーティクル成分の洗浄及び乾燥室への流入を防止することが可能であり、よって洗浄及び乾燥室の清浄度維持が可能となる。
　ロール洗浄室１９０内には、縦方向に沿って配列された上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ及び下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂが配置されている。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａは、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂの上方に配置されている。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ及び下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂは、洗浄液をウェハの表裏面に供給しながら、回転する２つのロールスポンジ（第１洗浄具）をウェハの表裏面にそれぞれ押し付けることによってウェハを洗浄する洗浄機である。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａと下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０４が設けられている。
　ペン洗浄室１９２内には、縦方向に沿って配列された上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ及び下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂが配置されている。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａは、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂの上方に配置されている。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ及び下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂは、洗浄液をウェハの表面に供給しながら、回転するペンシルスポンジ（第２洗浄具）をウェハの表面に押し付けてウェハの径方向に揺動することによってウェハを洗浄する洗浄機である。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａと下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０３が設けられている。
　乾燥室１９４内には、縦方向に沿って配列された上側乾燥モジュール２０５Ａ及び下側乾燥モジュール２０５Ｂが配置されている。上側乾燥モジュール２０５Ａ及び下側乾燥モジュール２０５Ｂは、互いに隔離されている。上側乾燥モジュール２０５Ａ及び下側乾燥モジュール２０５Ｂの上部には、清浄な空気を乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂ内にそれぞれ供給するフィルタファンユニット２０７Ａ，２０７Ｂが設けられている。
　上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂ、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、及び下側乾燥モジュール２０５Ｂは、図示しないフレームにボルトなどを介して固定される。
　第１搬送室１９１には、上下動可能な第１搬送ロボット（搬送機構）２０９が配置される。第２搬送室１９３には、上下動可能な第２搬送ロボット２１０が配置される。第３搬送室１９５には、上下動可能な第３搬送ロボット（搬送機構）２１３が配置される。第１搬送ロボット２０９、第２搬送ロボット２１０、及び、第３搬送ロボット２１３は、縦方向に延びる支持軸２１１，２１２，２１４にそれぞれ移動自在に支持されている。第１搬送ロボット２０９、第２搬送ロボット２１０、及び、第３搬送ロボット２１３は、内部にモータなどの駆動機構を有しており、支持軸２１１，２１２，２１４に沿って上下に移動自在となっている。第１搬送ロボット２０９は、搬送ロボット２２と同様に、上下二段のハンドを有している。第１搬送ロボット２０９は、図３Ａの点線で示すように、その下側のハンドが上述した仮置き台１８０にアクセス可能な位置に配置されている。第１搬送ロボット２０９の下側のハンドが仮置き台１８０にアクセスするときには、隔壁１ｂに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。
　第１搬送ロボット２０９は、仮置き台１８０、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０４、仮置き台２０３、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、及び、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂ、の間でウェハＷを搬送するように動作する。洗浄前のウェハ（スラリが付着しているウェハ）を搬送するときは、第１搬送ロボット２０９は、下側のハンドを用い、洗浄後のウェハを搬送するときは上側のハンドを用いる。
　第２搬送ロボット２１０は、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、及び、下側乾燥モジュール２０５Ｂ、の間でウェハＷを搬送するように動作する。第２搬送ロボット２１０は、洗浄されたウェハのみを搬送するので、１つのハンドのみを備えている。図１に示す搬送ロボット２２は、上側のハンドを用いて上側乾燥モジュール２０５Ａ又は下側乾燥モジュール２０５Ｂからウェハを取り出し、そのウェハをウェハカセットに戻す。搬送ロボット２２の上側ハンドが乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂにアクセスするときには、隔壁１ａに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。
　バフ処理室３００には、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂが備えられる。第３搬送ロボット２１３は、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０４、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂ、の間でウェハＷを搬送するように動作する。
　なお、本実施形態では、洗浄ユニット４内において、バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、及び、ペン洗浄室１９２、を、ロード／アンロードユニット２から遠い方から順番に並べて配置する例を示したが、これには限られない。バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、及び、ペン洗浄室１９２の配置態様は、ウェハの品質及びスループットなどに応じて適宜選択し得る。また、本実施形態では、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂを備える例を示すが、これに限らず一方のバフ処理モジュールのみを備えていてもよい。また、本実施形態では、バフ処理室３００の他に、ウェハＷを洗浄するモジュールとしてロール洗浄モジュール、及び、ペン洗浄モジュールを挙げて説明したが、これに限らず、２流体ジェット洗浄（２ＦＪ洗浄）又はメガソニック洗浄を行うこともできる。２流体ジェット洗浄は、高速気体に乗せた微小液滴（ミスト）を２流体ノズルからウェハＷに向けて噴出させて衝突させ、微小液滴のウェハＷ表面への衝突で発生した衝撃波を利用してウェハＷ表面のパーティクル等を除去（洗浄）するものである。メガソニック洗浄は、洗浄液に超音波を加え、洗浄液分子の振動加速度による作用力をパーティクル等の付着粒子に作用させて除去するものである。以下、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂについて説明する。上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂは、同様の構成であるため、上側バフ処理モジュール３００Ａのみ説明する。
＜バフ処理モジュール＞
　図４は、上側バフ処理モジュールの概略構成を示す図である。図４に示すように、上側バフ処理モジュール３００Ａは、ウェハＷが設置されるバフテーブル４００と、バフ処理コンポーネント３５０と、バフ処理液を供給するための液供給系統７００と、バフパッド５０２のコンディショニング（目立て）を行うためのコンディショニング部８００と、を備える。バフ処理コンポーネント３５０は、ウェハＷの処理面にバフ処理を行うためのバフパッド５０２が取り付けられたバフヘッド５００と、バフヘッド５００を保持するバフアーム６００と、を備える。
　バフ処理液は、ＤＩＷ（純水）、洗浄薬液、及び、スラリのような研磨液、の少なくとも１つを含む。バフ処理の方式としては主に２種類ある。１つは処理対象であるウェハ上に残留するスラリや研磨生成物の残渣といった汚染物をバフパッドとの接触時に除去する方式である。もう１つの方式は上記汚染物が付着した処理対象を研磨等により一定量除去する方式である。前者においては、バフ処理液は洗浄薬液やＤＩＷが好ましく、後者においては研磨液が好ましい。但し、後者においては、上記処理での除去量は例えば１０ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ以下であることが、ＣＭＰ後の被処理面の状態（平坦性や残膜量）の維持にとっては望ましく、この場合、通常のＣＭＰほどの除去速度が必要ない場合がある。そのような場合、適宜研磨液に対して希釈等の処理を行うことで処理速度の調整を行っても良い。また、バフパッド５０２は、例えば発泡ポリウレタン系のハードパッド、スウェード系のソフトパッド、又は、スポンジなどで形成される。バフパッドの種類は処理対象物の材質や除去すべき汚染物の状態に対して適宜選択すれば良い。例えば汚染物が処理対象物表面に埋まっている場合は、より汚染物に物理力を作用させやすいハードパッド、すなわち硬度や剛性の高いパッドをバフパッドとして使用しても良い。一方で処理対象物が例えばＬｏｗ－ｋ膜等の機械的強度の小さな材料である場合、被処理面のダメージ低減のために、ソフトパッドを使用しても良い。また、バフ処理液がスラリのような研磨液の場合、処理対象物の除去速度や汚染物の除去効率、ダメージ発生の有無は単にバフパッドの硬度や剛性だけでは決まらないため、適宜選択しても良い。また、これらのバフパッドの表面には、例えば同心円状溝やＸＹ溝、渦巻き溝、放射状溝といった溝形状が施されていても良い。更に、バフパッドを貫通する穴を少なくとも１つ以上バフパッド内に設け、本穴を通してバフ処理液を供給しても良い。また、バフパッドを例えばＰＶＡスポンジのような、バフ処理液が浸透可能なスポンジ状の材料を使用しても良い。これらにより、バフパッド面内でのバフ処理液の流れ分布の均一化やバフ処理で除去された汚染物の速やかな排出が可能となる。
　バフテーブル４００は、ウェハＷを吸着する機構を有する。また、バフテーブル４００は、図示していない駆動機構によって回転軸Ａ周りに回転できるようになっている。また、バフテーブル４００は、図示していない駆動機構によって、ウェハＷに角度回転運動、又は、スクロール運動をさせるようになっていてもよい。バフパッド５０２は、バフヘッド５００のウェハＷに対向する面に取り付けられる。バフヘッド５００は、図示していない駆動機構によって回転軸Ｂ周りに回転できるようになっている。また、バフヘッド５００は、図示していない駆動機構によってバフパッド５０２をウェハＷの処理面に押圧できるようになっている。バフアーム６００は、バフヘッド５００を矢印Ｃに示すようにウェハＷの半径もしくは直径の範囲内で移動可能である。また、バフアーム６００は、バフパッド５０２がコンディショニング部８００に対向する位置までバフヘッド５００を揺動できるようになっている。
　コンディショニング部８００は、バフパッド５０２の表面をコンディショニングするための部材である。コンディショニング部８００は、ドレステーブル８１０と、ドレステーブル８１０に設置されたドレッサ８２０と、を備える。ドレステーブル８１０は、図示していない駆動機構によって回転軸Ｄ周りに回転できるようになっている。また、ドレステーブル８１０は、図示していない駆動機構によってドレッサ８２０にスクロール運動をさせるようになっていてもよい。ドレッサ８２０は、表面にダイヤモンドの粒子が電着固定された、又は、ダイヤモンド砥粒がバフパッドとの接触面の全面もしくは一部に配置されたダイヤドレッサ、樹脂製のブラシ毛がバフパッドとの接触面の全面もしくは一部に配置されたブラシドレッサ、又はこれらの組み合わせで形成される。
　上側バフ処理モジュール３００Ａは、バフパッド５０２のコンディショニングを行う際には、バフパッド５０２がドレッサ８２０に対向する位置になるまでバフアーム６００を旋回させる。上側バフ処理モジュール３００Ａは、ドレステーブル８１０を回転軸Ｄ周りに回転させるとともにバフヘッド５００を回転させ、バフパッド５０２をドレッサ８２０に押し付けることによって、バフパッド５０２のコンディショニングを行う。コンディショニング条件としては、コンディショニング荷重は～８０Ｎであり、４０Ｎ以下であることがバフパッドの寿命の観点からなお良い。また、バフパッド５０２及びドレッサ８２０の回転数は５００ｒｐｍ以下での使用が望ましい。なお、本実施形態は、ウェハＷの処理面及びドレッサ８２０のドレス面が水平方向に沿って設置される例を示すが、これに限定されない。例えば、上側バフ処理モジュール３００Ａは、ウェハＷの処理面及びドレッサ８２０のドレス面が鉛直方向に沿って設置されるように、バフテーブル４００及びドレステーブル８１０を配置することができる。この場合、バフアーム６００及びバフヘッド５００は、鉛直方向に配置されたウェハＷの処理面に対してバフパッド５０２を接触させてバフ処理を行い、鉛直方向に配置されたドレッサ８２０のドレス面に対してバフパッド５０２を接触させてコンディショニング処理を行うことができるように配置される。また、バフテーブル４００もしくはドレステーブル８１０のいずれか一方が鉛直方向に配置され、バフアーム６００に配置されたバフパッド５０２が各テーブル面に対して垂直になるようバフアーム６００の全部もしくは一部が回転しても良い。
　液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に純水（ＤＩＷ）を供給するための純水ノズル７１０を備える。純水ノズル７１０は、純水配管７１２を介して純水供給源７１４に接続される。純水配管７１２には、純水配管７１２を開閉することができる開閉弁７１６が設けられる。制御装置５は、開閉弁７１６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面に純水を供給することができる。
　また、液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に薬液（Ｃｈｅｍｉ）を供給するための薬液ノズル７２０を備える。薬液ノズル７２０は、薬液配管７２２を介して薬液供給源７２４に接続される。薬液配管７２２には、薬液配管７２２を開閉することができる開閉弁７２６が設けられる。制御装置５は、開閉弁７２６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面に薬液を供給することができる。
　また、液供給系統７００は、ウェハＷの処理面にスラリを供給するためのスラリノズル７３０を備える。スラリノズル７３０は、スラリ配管７３２を介してスラリ供給源７３４に接続される。スラリ配管７３２には、スラリ配管７３２を開閉することができる開閉弁７３６が設けられる。制御装置５は、開閉弁７３６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面にスラリを供給することができる。
　上側バフ処理モジュール３００Ａは、ウェハＷに処理液を供給するとともにバフテーブル４００を回転軸Ａ周りに回転させ、バフパッド５０２をウェハＷの処理面に押圧し、バフヘッド５００を回転軸Ｂ周りに回転させながら矢印Ｃ方向に揺動することによって、ウェハＷにバフ処理を行うことができる。なお、バフ処理における条件であるが、基本的には本処理はメカニカル作用によるディフェクト除去であるものの、一方でウェハＷへのダメージの低減を考慮して、圧力は３ｐｓｉ以下、好ましくは２ｐｓｉ以下が望ましい。また、ウェハＷ及びバフヘッド５００の回転数は、バフ処理液の面内分布を考慮して１０００ｒｐｍ以下であることが望ましい。また、バフヘッド５００の移動速度は、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。しかしながら、ウェハＷ及びバフヘッド５００の回転数及びバフヘッド５００の移動距離により、最適な移動速度の分布は異なるため、ウェハＷ面内でバフヘッド５００の移動速度は可変であることが望ましい。この場合の移動速度の変化方式としては、例えばウェハＷ面内での揺動距離を複数の区間に分割し、それぞれの区間に対して移動速度を設定できる方式が望ましい。また、バフ処理液流量としては、ウェハＷ及びバフヘッド５００が高速回転時も十分な処理液のウェハ面内分布を保つためには大流量が良い。しかしその一方で、処理液流量増加は処理コストの増加を招くため、流量としては１０００ｍｌ／ｍｉｎ以下、好ましくは５００ｍｌ／ｍｉｎ以下であることが望ましい。
　ここで、バフ処理とは、バフ研磨処理とバフ洗浄処理の少なくとも一方を含むものである。
　バフ研磨処理とは、ウェハＷに対してバフパッド５０２を接触させながら、ウェハＷとバフパッド５０２を相対運動させ、ウェハＷとバフパッド５０２との間にスラリ等の研磨を介在させることによりウェハＷの処理面を研磨除去する処理である。バフ研磨処理は、ロール洗浄室１９０においてロールスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、及、ペン洗浄室１９２においてペンスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、よりも強い物理的作用力をウェハＷに対して加えることができる処理である。バフ研磨処理によって、汚染物が付着した表層部の除去、研磨ユニット３における主研磨で除去できなかった箇所の追加除去、又は主研磨後のモフォロジー改善、を実現することができる。
　バフ洗浄処理とは、ウェハＷに対してバフパッド５０２を接触させながら、ウェハＷとバフパッド５０２を相対運動させ、ウェハＷとバフパッド５０２との間に洗浄処理液（薬液、又は、薬液と純水）を介在させることによりウェハＷ表面の汚染物を除去したり、処理面を改質したりする処理である。バフ洗浄処理は、ロール洗浄室１９０においてロールスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、及び、ペン洗浄室１９２においてペンスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、よりも強い物理的作用力をウェハＷに対して加えることができる処理である。
　次に、本発明によるバフ処理装置の詳細を説明する。図５は、一実施形態によるバフ処理装置のバフヘッド５００付近の概略断面図である。本実施形態のバフ処理装置は、回転可能なシャフト５１０を備える。シャフト５１０は、図示しないモータ等の回転駆動機構が連結されている。シャフト５１０はバフアーム６００から下方に延びる。また、図示の実施形態において、シャフト５１０は中空である。シャフト５１０の内部にスラリ、薬液、純水などの処理液を通す配管を設けて、処理液をバフヘッドの内部から供給するようにしてもよい。図５に示されるように、シャフト５１０には、ボス５１１が固定される。ボス５１１は、シャフト５１０の全周を取り囲む、少なくとも一部が円筒形状を備える。ボス５１１はシャフト５１０とともに回転する。図５に示されるように、ボス５１１の下方の一部にバフヘッドフランジ５１３が固定される。バフヘッドフランジ５１３は概ね円板状の構造である。バフヘッドフランジ５１３には、後述する駆動ピン５１４およびボルト５１７を通す領域が設けられる。シャフト５１０およびボス５１１の回転により、バフヘッドフランジ５１３も回転する。
　図５に示されるように、シャフト５１０には、球面滑り軸受５２０が取り付けられる。より具体的には、シャフト５１０には、球面滑り軸受５２０の内輪５２０ａが固定される。内輪５２０ａの外側には外輪５２０ｂが配置される。球面滑り軸受５２０の内輪５２０ａの外面は球状の凸面であり、外輪５２０ｂの内面は球状の凹面である。内輪５２０ａの球状の凸面と外輪５２０ｂの球状の凹面は互いに滑ることができ、ジンバル機構を構成する。球面滑り軸受５２０の外輪５２０ｂには、バフヘッド本体５１２が固定される。バフヘッド本体５１２の下面には、バフパッドキャリア５１８が取り付けられる。バフパッドキャリア５１８は、バフヘッド本体５１２から取り外し可能に取り付けられる。バフパッドキャリア５１８の下面には、バフパッド５０２が取り付けられる。バフパッド５０２は、ウェハＷに直接的に接触して、ウェハＷをバフ処理するためのものである。上述のように、バフパッド５０２は、例えば発泡ポリウレタン系のハードパッド、スウェード系のソフトパッド、又は、スポンジなどで形成される。本発明において、ハードパッドとは、弾性率が概ね３５０ｐｓｉから３，０００ｐｓｉの範囲のものをいう。また、本発明において、ソフトパッドとは、弾性率が概ね５０ｐｓｉから３００ｐｓｉのものをいう。
　図５に示されるように、バフヘッドフランジ５１３とバフヘッド本体５１２とは、駆動ピン５１４により連結される。そのため、シャフト５１０、ボス５１１、およびバフヘッドフランジ５１３の回転トルクがバフヘッド本体５１２に伝達される。バフヘッド本体５１２が回転駆動されることで、バフパッドキャリア５１８およびバフパッド５０２を回転駆動させることができる。なお、上述したように、球面滑り軸受５２０によりジンバル機構が構成されているので、バフヘッド本体５１２は回転しながら、球面滑り軸受５２０の滑り面に沿って傾動することができる。
　図５に示されるように、バフヘッド本体５１２には、バフヘッドフランジ５１３を通ってボルト５１７がねじ込まれている。ボルト５１７の頭部の下面とバフヘッドフランジ５１３の間にはばね５１６（弾性部材）が配置される。そのため、ばね５１６の力でバフヘッド本体５１２を支持している。換言すれば、ばね５１６がバフヘッド本体５１２のジンバル動作（傾動）に負荷を与える。そのため、バフパッド５０２に下面から力が加えられない限り、ばね５１６によりバフパッド５０２の平行位置が保たれる。また、ばね５１６により、バフヘッド本体５１２を支持することにより、ウェハＷをバフ処理中にバフヘッド５００が傾く、いわゆるコッキングを防止または緩和することができる。ばね５１６のばね定数は、バフヘッド本体５１２を支持する力、ジンバル動作に与える負荷などを考慮して選択される。
　図５に示されるように、バフ処理装置は、バフヘッド５００の周囲を囲うカバー５５０を備える。カバー５５０は、処理液などの液体がバフヘッド５００の内部に侵入することを防止するためのものである。カバー５５０の詳細な構造は後述する。
　図６は、図５に示されるバフヘッド５００の上面断面図である。図６に示される実施形態において、駆動ピン５１４およびばね５１６は、それぞれ３個ずつバフヘッド５００の円周方向に交互に等間隔で配置される。他の実施形態として、駆動ピン５１４およびばね５１６は３個ずつでなくてもよく、たとえば、２個ずつとしてもよい。あるいは、他の実施形態として、それぞれ４個以上の駆動ピン５１４およびばね５１６をバフヘッド５００の円周方向に交互に等間隔で配置してもよい。駆動ピン５１４およびばね５１６の数が多い方が、バフ処理時にウェハＷの面内均一性を向上させることができると考えられる。
　図５、６に示される実施形態のバフ処理装置の動作を説明する。シャフト５１０が回転すると、回転力は、シャフト５１０、ボス５１１、バフヘッドフランジ５１３へと伝達され、駆動ピン５１４により回転力がバフヘッド本体５１２へ伝達され、バフパッドキャリア５１８およびバフパッド５０２へと伝達される。
　また、バフパッド５０２を処理するウェハＷに押し付けるときは、シャフト５１０を下方向に移動させることで、下方向の力がシャフト５１０、球面滑り軸受５２０の内輪５２０ａ、外輪５２０ｂ、バフヘッド本体５１２、バフパッドキャリア５１８、バフパッド５０２と伝達され、バフパッド５０２をウェハＷに押し付けることができる。
　また、バフパッド５０２を処理するウェハＷから引き離すときは、シャフト５１０を上方向に移動させることで、持ち上げ力は、シャフト５１０、ボス５１１、バフヘッドフランジ５１３、ばね５１６、ボルト５１７、バフヘッド本体５１２、バフパッドキャリア５１８、バフヘッド５０２へと伝達され、バフパッド５０２がウェハＷから引き離される。
　図７は、一実施形態によるバフ処理装置のバフヘッド５００付近の概略断面図である。図７に示される実施形態においては、図５に示される実施形態と同様に、シャフト５１０、ボス５１１、バフヘッド本体５１２、バフヘッドキャリア５１８、およびバフパッド５０２を備える。しかし、図７に示される実施形態においては、図５の実施形態のバフヘッドフランジ５１３、駆動ピン５１４およびばね５１６の代わりに、リング状のベローズ型カップリング５２２が設けられる。ベローズ型カップリング５２２は、図７に示されるように、一端がボス５１１に固定され、他端がバフヘッド本体５１２に固定される。ベローズ型カップリング５２２は、図５の実施形態の駆動ピン５１４およびばね５１６の両方の機能を持つものであり、シャフト５１０の回転トルクをバフヘッド本体５１２に伝達するとともに、バフヘッド本体５１２を弾性的に支持する。図７の実施形態のように、ベローズ型カップリング５２２を使用すると、図５の実施形態と比べて部品点数を減らすことができ、また、バフヘッド本体５１２の全周を弾性的に支持することができる、というメリットがある。一方で、図５の駆動ピン５１４およびばね５１６を使用する実施形態においては、ベローズ型カップリング５２２を使用する実施形態と比べて、ばね５１６のばね定数の選択肢が多いというメリットがある。
　さらに、図７に示される実施形態においては、図５に示されるような球面滑り軸受５２０を備えていない。図７に示される実施形態において、ボス５１１の下側にヘッド支柱部５２４が固定される。ヘッド支柱部５２４の下面は、バフヘッド本体５１２と接触する球面状の凹面を備える。一方、バフヘッド本体５１２のヘッド支柱部５２４に接触する領域は、球面状の凸面を備える。ヘッド支柱部５２４の球面状の凹面と、バフヘッド本体５１２の球面状の凸面とは、滑り動き可能であり、ジンバル機構が形成される。図７に示されるジンバル機構の回転中心は、図５に示される実施形態のジンバル機構の回転中心よりも低い位置にある。図７の実施形態においては、ジンバル機構の回転中心は、概ねバフパッド５０２の表面付近にある。一実施形態として、ジンバルの回転中心はバフパッド５０２の表面から１０ｍｍの範囲内とすることができる。一実施形態として、バフパッド５０２としてソフトパッドを使用する場合は、ジンバル機構の回転中心は、バフパッド５０２の表面からの距離がバフパッド５０２の直径の０．１倍以下になるようにする。一方、バフパッド５０２としてハードパッドを使用する場合は、ジンバル機構の回転中心は、バフパッド５０２の表面からの距離がバフパッド５０２の直径の０．３倍以下になるようにする。図７に示される実施形態のように、ジンバル機構の回転中心をバフパッド５０２の表面付近にすることで、バフ処理時のコッキングを防止または緩和することができる。ソフトパッドの方がハードパッドよりもコッキングの影響を受けやすいので、ソフトパッドを使用する場合は、ハードパッドを使用する場合よりも、ジンバル機構の回転中心をよりバフパッドの表面付近にすることが望ましい。
　さらに、図７に示される実施形態によるバフ処理装置は、支持部材５２６を備える。支持部材５２６は、バフヘッド本体５１２に固定される。支持部材５２６は、下面の一部がヘッド支柱部５２４の一部と軸方向に重なるように配置される。ただし、ヘッド支柱部５２４と支持部材５２６との間には隙間があり、バフヘッド５００をウェハＷから引き上げるとき以外は接触しないように構成される。
　図７に示される実施形態のバフ処理装置の動作を説明する。シャフト５１０が回転すると、回転力は、シャフト５１０、ボス５１１、ベローズ型カップリング５２２、バフヘッド本体５１２、バフパッドキャリア５１８、バフパッド５０２へと伝達される。
　また、バフパッド５０２を処理するウェハＷに押し付けるときは、シャフト５１０を下方向に移動させることで、下方向の力がシャフト５１０、ボス５１１、ヘッド支柱部５２４、バフヘッド本体５１２、バフパッドキャリア５１８、バフパッド５０２へと伝達され、バフパッド５０２をウェハＷに押し付けることができる。なお、このとき、ヘッド支柱部５２４は支持部材５２６に接触しない。
　また、バフパッド５０２を処理するウェハＷから引き離すときは、シャフト５１０を上方向に移動させることで、持ち上げ力は、シャフト５１０、ボス５１１、ヘッド支柱部５２４へと伝達され、ヘッド支柱部５２４が上方に持ち上げられる。ヘッド支柱部５２４が上方に持ち上げられることで、ヘッド支柱部５２４と支持部材５２６とが接触する。このとき、ジンバル機構を構成するヘッド支柱部５２４の球状凹面とバフヘッド本体５１２の球状凸面は離れる。その後、持ち上げ力は、ヘッド支柱部５２４、支持部材５２６、バフヘッド本体５１２、バフパッドキャリア５１８、バフパッド５０２へと伝達され、バフパッド５０２がウェハＷから引き離される。そのため、そのため、バフパッド５０２をウェハＷから引き上げるときに、バフヘッド本体５１２は、ヘッド支柱部５２４により安定的に支持され、バフ処理時にバフヘッドに付着したスラリ等の落下を防止することができる。
　図８は、一実施形態によるバフ処理装置のバフヘッド５００付近の概略断面図である。図８に示される実施形態においては、図５に示される実施形態と同様に、シャフト５１０、ボス５１１、バフヘッドフランジ５１３、バフヘッド本体５１２、駆動ピン５１４、ばね５１６、バフヘッドキャリア５１８、およびバフパッド５０２備える。図８に示される実施形態においては、図５に示されるような球面滑り軸受５２０を備えていない。図８に示される実施形態のバフ処理装置は、図７の実施形態と同様に、ヘッド支柱部５２４の球面状の凹面およびバフヘッド本体５１２の球面状の凸面によりジンバル機構が構成される。図８に示される実施形態のジンバル機構の回転中心は、図７に示される実施形態と同様に、図５に示される実施形態のジンバル機構の回転中心よりも低い位置にある。
　また、図８に示される実施形態によるバフ処理装置は、図７に示されるバフ処理装置と同様に、バフヘッド本体５１２に固定される支持部材５２６を備える。
　図８に示される実施形態のバフ処理装置の動作を説明する。シャフト５１０が回転すると、回転力は、シャフト５１０、ボス５１１、バフヘッドフランジ５１３へと伝達され、駆動ピン５１４により回転力がバフヘッド本体５１２へ伝達され、バフパッドキャリア５１８およびバフパッド５０２へと伝達される。
　また、バフパッド５０２を処理するウェハＷに押し付けるときは、シャフト５１０を下方向に移動させることで、下方向の力がシャフト５１０、ボス５１１、ヘッド支柱部５２４、バフヘッド本体５１２、バフパッドキャリア５１８、バフパッド５０２へと伝達され、バフパッド５０２をウェハＷに押し付けることができる。なお、このとき、ヘッド支柱部５２４は支持部材５２６に接触しない。
　また、バフパッド５０２を処理するウェハＷから引き離すときは、シャフト５１０を上方向に移動させることで、持ち上げ力は、シャフト５１０、ボス５１１、ヘッド支柱部５２４へと伝達され、ヘッド支柱部５２４が上方に持ち上げられる。ヘッド支柱部５２４が上方に持ち上げられることで、ヘッド支柱部５２４と支持部材５２６とが接触する。このとき、ジンバル機構を構成するヘッド支柱部５２４の球状凹面とバフヘッド本体５１２の球状凸面は離れる。その後、持ち上げ力は、ヘッド支柱部５２４、支持部材５２６、バフヘッド本体５１２、バフパッドキャリア５１８、バフパッド５０２へと伝達され、バフパッド５０２がウェハＷから引き離される。そのため、そのため、バフパッド５０２をウェハＷから引き上げるときに、バフヘッド本体５１２は、ヘッド支柱部５２４により安定的に支持され、バフ処理時にバフヘッドに付着したスラリ等の落下を防止することができる。なお、図８に示される実施形態のバフ処理装置においては、バフヘッド５００を持ち上げるときに、図５の実施形態とは異なりばね５１６の力を利用しておらず、ヘッド支柱部５２４および支持部材５２６を利用している。そのため、図８に示される実施形態においては、ばね５１６のばね定数を図５の実施形態のばね５１６のばね定数よりも小さいものにすることができる。
　次に、本発明によるバフ処理装置に使用される一実施形態によるカバー５５０の構造を詳細に説明する。図８に示されるように、カバー５５０は、バフヘッド５００の外周を囲う略円筒形の部材で構成される。図９Ａは、図８に示されるカバー５５０の拡大図である。図８および図９Ａに示されるように、カバー５５０は、外側カバー５５０ａおよび内側カバー５５０ｂを備える。外側カバー部５５０ａは、バフヘッド５００の静止部分に取り付けられる。すなわち、バフヘッド５００が回転しても、外側カバー５５０ａは回転しない。一方、内側カバー５５０ｂは、バフヘッド５００の回転部分に取り付けられる。すなわち、バフヘッド５００が回転すると、内側カバー５５０ｂも回転する。
　外側カバー５５０ａは、第１カバー部材５５２ａ、および第１カバー部材５５２ａに取り付けられる第２カバー部材５６０ａを備える。第１カバー部材５５２ａは、バフヘッド５００の回転軸（シャフト５１０）に沿う方向に延びる軸方向部分５５４ａと、軸方向部分５５４ａから外側に延びる外側突出部５５６ａを備える。
　第２カバー部材５６０ａは、バフヘッド５００の回転軸（シャフト５１０）に沿う方向に延びる軸方向部分５６２ａと、軸方向部分５６２ａから内側に延びる内側突出部５６４ａを備える。図９Ａに示されるように、第１カバー部材５５２ａの外側突出部５５６ａと第２カバー部材５６０ａの内側突出部５６４ａとは回転軸に沿う方向に係合する。また、内側突出部５６４ａは、第１カバー部材５５２ａの軸方向部分５５４ａの外側表面に対してスライド可能である。そのため、第２カバー部材５６０ａを第１カバー部材５５２ａに対してスライドさせることができる。かかる構成により、外側カバー５５０ａを取り外すことなく、容易にバフヘッド５００の内部にアクセスすることができ、外側カバー５５０ａを取り外すことなく、バフヘッド５００のメンテナンス作業を行うことができる。
　内側カバー５５０ｂは、第１カバー部材５５２ｂ、および第１カバー部材５５２ｂに取り付けられる第２カバー部材５６０ｂを備える。第１カバー部材５５２ｂは、バフヘッド５００の回転軸（シャフト５１０）に沿う方向に延びる軸方向部分５５４ｂと、軸方向部分５５４ｂから外側に延びる外側突出部５５６ｂを備える。外側突出部５５６ｂの下面５５８ｂ（ウェハＷの方を向く面）は、バフヘッド５００の回転軸に垂直な面（ウェハＷ面）に対して傾斜している。一実施形態として、外側突出部５５６ｂの下面５５８ｂの傾斜角度は約４５度であり、外側突出部５５６ｂの外側がより下に位置するように傾斜している。また、内側カバー５５０ｂの第１カバー部材５５２ｂは、後述するネジ５８０を通すための孔５５３ｂを備える。
　内側カバー５５０ｂの第２カバー部材５６０ｂは、３分割構成とすることができ、１つの第２カバー部材が、バフヘッド５００の周囲の３分の１を囲うように構成することができる。
　内側カバー５５０ｂの第２カバー部材５６０ｂは、バフヘッド５００の回転軸（シャフト５１０）に沿う方向に延びる軸方向部分５６２ｂを備える。軸方向部分５６２ｂの上面５６４ｂ（ウェハＷの反対方向を向く面）は、バフヘッド５００の回転軸に垂直な面（ウェハＷ面）に対して傾斜している。一実施形態として、軸方向部分５６２ｂの上面５６４ｂの傾斜角度は約４５度であり、軸方向部分５６２ｂの内側がより下に位置するように傾斜している。上面５６４ｂは、第２カバー部材５６０ｂが第１カバー部材５５２ｂに取り付けられたときに、第１カバー部材５５２ｂの下面５５８ｂと係合する。軸方向部分５６２ｂは、ネジ５８０を通すためのスロット５６６ｂを備える。スロット５６６ｂは、軸方向部分５６２ｂの下縁から上方に延びる。図９Ｂは、図９Ａの内側カバー５５０ｂの第２カバー部材５６０ｂのスロット５６６ｂを矢印９Ｂの方向から見た図である。スロット５６６ｂのサイズは、スロット５６６ｂ内でネジ５８０が相対的に移動可能となるサイズである。また、内側カバー５５０ｂの第２カバー部材５６０ｂの軸方向部分５６２ｂは、段部５６８ｂを備える。図９Ａに示されるように、段部５６８ｂは、第１カバー部材５５２ｂの下面５５８ｂと第２カバー部材５６０ｂの上面５６４ｂとが係合するように取り付けられたときに、ネジ５８０のネジ頭が段部５６８ｂに係合する。このとき、ネジ５８０の軸部分はスロット５６６ｂの上端には接触しない。
　図９Ａに示されるように、ネジ５８０により、内側カバー５５０ｂの第１カバー部材５５２ｂと第２カバー部材５６０ｂとを一緒にバフヘッド本体５１２に接続することができる。ネジ５８０を緩めることで、ネジ頭と段部５６８ｂとの係合が解除され、スロット５６６ｂにより第２カバー部材５６０ｂを下方に移動させることができる。そのため、第１カバー部材５５２ｂの下面５５８ｂと第２カバー部材５６０ｂの上面５６４ｂとの係合が解除され、ネジ５８０を完全に取り外すことなく、第２カバー部材５６０を第１カバー部材５５２ｂから取り外すことができる。かかる構成により、ネジ５８０の落下を防止することができ、また、メンテナンス時に簡単にバフヘッド５００の内側にアクセスすることができる。
　外側カバー５５０ａと内側カバー５５０ｂとは、互いに軸方向に分離可能に構成される。図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、外側カバー５５０ａと内側カバー５５０ｂとを分離させるときの状態を示す図である。図１０Ａは、外側カバー５５０ａと内側カバー５５０ｂとが互いに近接した状態であり、バフヘッド５００を上昇させた状態を示している。図１０Ｂは、バフヘッド５００を下降させることにより、外側カバー５５０ａと内側カバー５５０ｂとを分離させた状態を示している。図１０Ｃは、外側カバー５５０ａの第２カバー部材５６０ａを第１カバー部材５５２ａに対して上方にスライドさせ、バフヘッド５００を下降させて内側カバー５５０ｂを下げた状態を示す図である。さらに、図１０Ｃは、内側カバー５５０ｂの第２カバー部材５６０ｂが取り外され、内側カバー５５０ｂの第１カバー部材５５２ｂを下げた状態を示す図である。図１０Ｃの状態において、バフヘッド５００の内部に容易にアクセスでき、メンテナンスを行うことができる。メンテナンスを行うに際して、バフヘッド５００の下降、外側カバー５５０ａの第２カバー部材５６０ａの上方へのスライド、および内側カバー５５０ｂを下げる順番は任意である。たとえば、（１）バフヘッド５００を下降させることで外側カバー５５０ａと内側カバー５５０ｂとを分離させた後に、（２）内側カバー５５０ｂの第２カバー部材５６０ｂを取り外すとともに内側カバー５５０ｂの第１カバー部材５５２ｂを下げ、次いで、（３）外側カバー５５０ａの第２カバー部材５６０ａを上方へスライドさせ、メンテナンスを行うことができる。あるいは、別の例として、（１）内側カバー５５０ｂの第２カバー部材５６０ｂを取り外すとともに内側カバー５５０ｂの第１カバー部材５５２ｂを下げた後に、（２）バフヘッド５００を下降させることで外側カバー５５０ａと内側カバー５５０ｂとを分離させ、次いで、（３）外側カバー５５０ａの第２カバー部材５６０ａを上方へスライドさせて、メンテナンスを行ってもよい。
　以上のように本発明の実施形態を説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。また、上述の実施形態のそれぞれの特徴は互いに矛盾しない限り組み合わせまたは交換することができる。また、本発明の実施形態では、基板の処理面が上向きになるように横向きに配置して、バフヘッドを基板の上から押圧してバフ処理するものとして説明しているが、基板を縦向きに配置して、バフヘッドを横から基板に押圧してバフ処理するようにしてもよい。
　［形態１］第１の形態によれば、基板をバフ処理するためのバフ処理装置が提供される。かかるバフ処理装置は、回転可能なシャフトと、バフヘッド本体と、前記シャフトの回転を前記バフヘッド本体に伝達するためのトルク伝達機構と、前記バフヘッド本体を前記シャフトの長手方向に弾性的に支持する弾性部材と、を有する。
　［形態２］第２の形態によれば、第１の形態のバフ処理装置において、前記トルク伝達機構および前記弾性部材は、前記ベローズ型カップリングを含み、前記ベローズ型カップリングは、一端が直接的または間接的に前記シャフトに連結され、他端が前記バフヘッド本体に連結される。
　［形態３］第３の形態によれば、第１の形態のバフ処理装置において、前記トルク伝達機構は、前記シャフトの回転を前記バフヘッド本体に伝達するための駆動ピンを含み、前記弾性部材は、ばねを含む。
　［形態４］第４の形態によれば、第３の形態のバフ処理装置において、前記駆動ピンおよび前記ばねは、それぞれ３個以上であり、それぞれ前記バフヘッド本体の全周に等間隔で配置される。
　［形態５］第５の形態によれば、第１から第４の形態のいずれか１つの形態のバフ処理装置において、前記バフヘッド本体に取り外し可能に取り付けられるバフパッドキャリアと、前記バフパッドキャリアに取り付けられるバフパッドと、を有する。
　［形態６］第６の形態によれば、第１から第５の形態のいずれか１つの形態のバフ処理装置において、前記バフヘッド本体を滑動可能に支持するジンバル機構を有する。
　［形態７］第７の形態によれば、第６の形態のバフ処理装置において、前記ジンバル機構の回転中心は、バフパッドが取り付けられた状態で、バフパッドの表面付近になるように構成される。
　［形態８］第８の形態によれば、第７の形態のバフ処理装置において、前記ジンバル機構の回転中心は、バフパッドが取り付けられた状態で、バフパッドの表面から１０ｍｍの範囲内にある。
　［形態９］第９の形態によれば、第６から第８のいずれか１つの形態のバフ処理装置において、前記ジンバル機構は球面滑り軸受を有する。
　［形態１０］第１０の形態によれば、第１から第９のいずれか１つの形態のバフ処理装置において、前記バフ処理装置は、前記シャフトに直接的または間接的に固定されるヘッド支柱部と、前記バフヘッド本体に固定される支持部材と、を有し、前記シャフトは、前記シャフトの長手方向に移動可能であり、前記ヘッド支柱部は、基板をバフ処理しているときは前記支持部材から離間し、前記バフヘッド本体が基板から離れる方向に移動するときに、前記支持部材に接触するように構成される。
　［形態１１］第１１の形態によれば、第１０の形態のバフ処理装置において、前記ヘッド支柱部は、前記バフヘッド本体に接触する球面状の凹面を有し、前記バフヘッド本体は、前記球面状の凹面に接触する球面状の凸面を有し、前記ジンバル機構は、前記ヘッド支柱部の前記球面状の凹面、および前記バフヘッド本体の球面状の凸面により構成される。
　［形態１２］第１２の形態によれば、第１から第９のいずれか１つの形態のバフ処理装置において、前記シャフト、前記バフヘッド本体、前記トルク伝達機構、および前記弾性部材を少なくとも部分的に囲うカバーを有する。
　［形態１３］第１３の形態によれば、基板をバフ処理するためのバフ処理装置に使用される回転可能なバフヘッドに取り付け可能なカバーが提供される。かかるカバーは、第１カバー部材と、前記第１カバー部材に取り付けられる第２カバー部材と、を有し、前記第２カバー部材は、前記第１カバー部材に対してスライド可能に構成される。
　［形態１４］第１４の形態によれば、第１３の形態のカバーにおいて、前記第１カバー部材は、バフヘッドの回転軸に沿う方向に延びる軸方向部分と、前記軸方向部分から外側に延びる外側突出部と、を有し、前記第２カバー部材は、バフヘッドの回転軸に沿う方向に延びる軸方向部分と、前記軸方向部分から内側に延びる内側突出部と、を有し、前記外側突出部と前記内側突出部とは回転軸に沿う方向に係合可能であり、前記内側突出部は、前記第１カバー部材の軸方向部分の外側表面に対してスライド可能である。
　［形態１５］第１５の形態によれば、第１３または第１４の形態のカバーにおいて、前記カバーは、バフヘッドの静止部分に取り付けられるように構成される。
　［形態１６］第１６の形態によれば、基板をバフ処理するためのバフ処理装置に使用される回転可能なバフヘッドに取り付け可能なカバーが提供される。かかるカバーは、第１カバー部材と、前記第１カバー部材に取り付けられる第２カバー部材と、を有し、前記第２カバー部材は、前記第１カバー部材から取り外し可能に構成される。
　［形態１７］第１７の形態によれば、第１６の形態のカバーにおいて、前記第１カバー部材は、バフヘッドの回転軸に沿う方向に延びる軸方向部分と、前記軸方向部分から外側に突出し且つ前記回転軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜面を有する、外側突出部と、を有し、前記第２カバー部材は、バフヘッドの回転軸に沿う方向に延びる軸方向部分と、前記第１カバー部材の前記傾斜面に係合可能な傾斜面と、を有する。
　［形態１８］第１８の形態によれば、第１６または第１７の形態のカバーにおいて、前記第２カバー部材は、分割可能な複数のカバー部材から構成され、前記複数のカバー部材は、それぞれ第１カバー部材に取り付け可能に構成される。
　［形態１９］第１９の形態によれば、第１６から第１８のいずれか１つの形態のカバーにおいて、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材とを固定するためのファスナを有し、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材とが固定された状態で、前記第１カバー部材の前記傾斜部と、前記第２カバー部材の傾斜部とが係合し、前記ファスナが緩められた状態で、前記第１カバー部材の前記傾斜部と、前記第２カバー部材の傾斜部との係合が解除される。
　［形態２０］第２０の形態によれば、第１９の形態のカバーにおいて、前記第１カバー部材は、前記ファスナが通る寸法を備える孔を有し、前記第２カバー部材は、前記ファスナが通るためのスロットを有し、前記ファスナを緩めた状態で、前記ファスナを取り外すことなく、前記第２カバー部材を、前記スロットを通じて前記ファスナから取り外し可能である。
　［形態２１］第２１の形態によれば、第１６から第２０のいずれか１つの形態のカバーにおいて、前記カバーは、バフヘッドの回転部分に取り付けられるように構成される。
　［形態２２］第２２の形態によれば、第２１の形態のカバーにおいて、前記カバーは、請求項１乃至１２のいずれか一項のバフ処理装置のバフヘッド本体に取り付けられる。
　［形態２３］第２３の形態によれば、基板処理装置が提供される。かかる基板処理装置は、第１から第１２のいずれか１つの形態のバフ処理装置と、基板を搬送するための搬送機構と、基板を洗浄するための洗浄ユニットと、基板を乾燥させるための乾燥ユニットと、を有する。
　［形態２４］第２４の形態によれば、第１カバーと、前記第１カバーの内側に取り付けられた第２カバーとを有するバフ処理装置のメンテナンス方法が提供される。かかる方法は、前記バフ処理装置のバフヘッドを下降させる工程と、前記第１カバーが取り付けられた軸本体と、前記第２カバーが取り付けられた前記バフヘッドとを軸方向に離間させ、前記第１カバーと前記第２カバーとを分離させる工程と、前記第１カバーのうち、前記軸本体に固定された第１カバー部材に対して、軸方向にスライド可能に構成された第２カバー部材を軸方向上方にスライドさせる工程と、前記第２カバーのうち、前記バフヘッドに取り付けられた第２カバー部材を前記バフヘッドから外し、前記第２カバーの第１カバー部材を軸方向にスライドさせる工程と、を有する。かかるメンテナンスの方法において、前記バフヘッドを下降させる工程と、前記第１カバー部材の第２部材をスライドさせる工程と、前記第２カバーの第１カバー部材をスライドさせる工程との順番は、任意である。
　本願は、２０１５年１１月１７日出願の日本特許出願番号第２０１５－２２４６６９号に基づく優先権を主張する。日本特許出願番号第２０１５－２２４６６９号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示内容は、参照により全体として本願に援用される。特開２０１０－５０４３６号公報（特許文献１）および特開平１１－１６２８９３号公報（特許文献２）の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示は、参照により全体として本願に援用される。
５００　　バフヘッド
５０２　　バフパッド
５１０　　シャフト
５１１　　ボス
５１２　　バフヘッド本体
５１３　　バフヘッドフランジ
５１４　　駆動ピン
５１６　　ばね
５１７　　ボルト
５１８　　バフパッドキャリア
５２０　　球面滑り軸受
５２０ａ　内輪
５２０ｂ　外輪
５２２　　ベローズ型カップリング
５２４　　ヘッド支柱部
５２６　　支持部材
５５０　　カバー
５５０ａ　　外側カバー
５５０ｂ　　内側カバー
５５２ａ　　第１カバー部材
５６０ａ　　第２カバー部材
５５４ａ　　軸方向部分
５５６ａ　　外側突出部
５６２ａ　　軸方向部分
５６４ａ　　内側突出部
５５２ｂ　　第１カバー部材
５６０ｂ　　第２カバー部材
５５３ｂ　　孔
５５４ｂ　　軸方向部分
５５６ｂ　　外側突出部
５５８ｂ　　下面
５６２ｂ　　軸方向部分
５６４ｂ　　上面
５６６ｂ　　スロット
５６８ｂ　　段部
５８０　　ネジ
 
 

Claims (24)

  1. 　基板をバフ処理するためのバフ処理装置であって、
    　回転可能なシャフトと、
    　バフヘッド本体と、
    　前記シャフトの回転を前記バフヘッド本体に伝達するためのトルク伝達機構と、
    　前記バフヘッド本体を前記シャフトの長手方向に弾性的に支持する弾性部材と
    を有する、
    　バフ処理装置。
  2. 　請求項１に記載のバフ処理装置であって、
    　前記トルク伝達機構および前記弾性部材は、前記ベローズ型カップリングを含み、
    　前記ベローズ型カップリングは、一端が直接的または間接的に前記シャフトに連結され、他端が前記バフヘッド本体に連結される、
    　バフ処理装置。
  3. 　請求項１に記載のバフ処理装置であって、
    　前記トルク伝達機構は、前記シャフトの回転を前記バフヘッド本体に伝達するための駆動ピンを含み、
    　前記弾性部材は、ばねを含む、
    　バフ処理装置。
  4. 　請求項３に記載のバフ処理装置であって、
    　前記駆動ピンおよび前記ばねは、それぞれ３個以上であり、それぞれ前記バフヘッド本体の全周に等間隔で配置される、
    　バフ処理装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    　前記バフヘッド本体に取り外し可能に取り付けられるバフパッドキャリアと、
    　前記バフパッドキャリアに取り付けられるバフパッドと、を有する、
    　バフ処理装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    　前記バフヘッド本体を滑動可能に支持するジンバル機構を有する、
    　バフ処理装置。
  7. 　請求項６に記載のバフ処理装置であって、
    　前記ジンバル機構の回転中心は、バフパッドが取り付けられた状態で、バフパッドの表面付近になるように構成される、
    　バフ処理装置。
  8. 　請求項７に記載のバフ処理装置であって、
    　前記ジンバル機構の回転中心は、バフパッドが取り付けられた状態で、バフパッドの表面から１０ｍｍの範囲内にある、
    　バフ処理装置。
  9. 　請求項６乃至８のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    　前記ジンバル機構は球面滑り軸受を有する、
    　バフ処理装置。
  10. 　請求項１乃至９のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    　前記バフ処理装置は、前記シャフトに直接的または間接的に固定されるヘッド支柱部と、
    　前記バフヘッド本体に固定される支持部材と、を有し、
    　前記シャフトは、前記シャフトの長手方向に移動可能であり、
    　前記ヘッド支柱部は、基板をバフ処理しているときは前記支持部材から離間し、前記バフヘッド本体が基板から離れる方向に移動するときに、前記支持部材に接触するように構成される、
    　バフ処理装置。
  11. 　請求項１０に記載のバフ処理装置であって、
    　前記ヘッド支柱部は、前記バフヘッド本体に接触する球面状の凹面を有し、
    　前記バフヘッド本体は、前記球面状の凹面に接触する球面状の凸面を有し、
    　前記ジンバル機構は、前記ヘッド支柱部の前記球面状の凹面、および前記バフヘッド本体の球面状の凸面により構成される、
    　バフ処理装置。
  12. 　請求項１乃至９のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    　前記シャフト、前記バフヘッド本体、前記トルク伝達機構、および前記弾性部材を少なくとも部分的に囲うカバーを有する、
    　バフ処理装置。
  13. 　基板をバフ処理するためのバフ処理装置に使用される回転可能なバフヘッドに取り付け可能なカバーであって、
    　第１カバー部材と、
    　前記第１カバー部材に取り付けられる第２カバー部材と、を有し、
    　前記第２カバー部材は、前記第１カバー部材に対してスライド可能に構成される、
    　カバー。
  14. 　請求項１３に記載のカバーであって、
    　前記第１カバー部材は、バフヘッドの回転軸に沿う方向に延びる軸方向部分と、前記軸方向部分から外側に延びる外側突出部と、を有し、
    　前記第２カバー部材は、バフヘッドの回転軸に沿う方向に延びる軸方向部分と、前記軸方向部分から内側に延びる内側突出部と、を有し、
    　前記外側突出部と前記内側突出部とは回転軸に沿う方向に係合可能であり、前記内側突出部は、前記第１カバー部材の軸方向部分の外側表面に対してスライド可能である、
    　カバー。
  15. 　請求項１３または１４に記載のカバーであって、
    　前記カバーは、バフヘッドの静止部分に取り付けられるように構成される、
    　カバー。
  16. 　基板をバフ処理するためのバフ処理装置に使用される回転可能なバフヘッドに取り付け可能なカバーであって、
    　第１カバー部材と、
    　前記第１カバー部材に取り付けられる第２カバー部材と、を有し、
    　前記第２カバー部材は、前記第１カバー部材から取り外し可能に構成される、
    　カバー。
  17. 　請求項１６に記載のカバーであって、
    　前記第１カバー部材は、バフヘッドの回転軸に沿う方向に延びる軸方向部分と、前記軸方向部分から外側に突出し且つ前記回転軸に垂直な面に対して傾斜した傾斜面を有する、外側突出部と、を有し、
    　前記第２カバー部材は、バフヘッドの回転軸に沿う方向に延びる軸方向部分と、前記第１カバー部材の前記傾斜面に係合可能な傾斜面と、を有する、
    　カバー。
  18. 　請求項１６または１７に記載のカバーであって、
    　前記第２カバー部材は、分割可能な複数のカバー部材から構成され、前記複数のカバー部材は、それぞれ第１カバー部材に取り付け可能に構成される、
    　カバー。
  19. 　請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載のカバーであって、
    　前記第１カバー部材と前記第２カバー部材とを固定するためのファスナを有し、
    　前記第１カバー部材と前記第２カバー部材とが固定された状態で、前記第１カバー部材の前記傾斜部と、前記第２カバー部材の傾斜部とが係合し、
    　前記ファスナが緩められた状態で、前記第１カバー部材の前記傾斜部と、前記第２カバー部材の傾斜部との係合が解除される、
    　カバー。
  20. 　請求項１９に記載のカバーであって、
    　前記第１カバー部材は、前記ファスナが通る寸法を備える孔を有し、
    　前記第２カバー部材は、前記ファスナが通るためのスロットを有し、
    　前記ファスナを緩めた状態で、前記ファスナを取り外すことなく、前記第２カバー部材を、前記スロットを通じて前記ファスナから取り外し可能である、
    　カバー。
  21. 　請求項１６乃至２０のいずれか一項に記載のカバーであって、
    　前記カバーは、バフヘッドの回転部分に取り付けられるように構成される、
    　カバー。
  22. 　請求項２１に記載のカバーであって、
    　前記カバーは、請求項１乃至１２のいずれか一項のバフ処理装置のバフヘッド本体に取り付けられる、
    　カバー。
  23. 　基板処理装置であって、
    　請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のバフ処理装置と、
    　基板を搬送するための搬送機構と、
    　基板を洗浄するための洗浄ユニットと、
    　基板を乾燥させるための乾燥ユニットと、を有する、
    　基板処理装置。
  24. 　第１カバーと、前記第１カバーの内側に取り付けられた第２カバーとを有するバフ処理装置のメンテナンス方法であって、
    　前記バフ処理装置のバフヘッドを下降させる工程と、
    　前記第１カバーが取り付けられた軸本体と、前記第２カバーが取り付けられた前記バフヘッドとを軸方向に離間させ、前記第１カバーと前記第２カバーとを分離させる工程と、
    　前記第１カバーのうち、前記軸本体に固定された第１カバー部材に対して、軸方向にスライド可能に構成された第２カバー部材を軸方向上方にスライドさせる工程と、
    　前記第２カバーのうち、前記バフヘッドに取り付けられた第２カバー部材を前記バフヘッドから外し、前記第２カバーの第１カバー部材を軸方向にスライドさせる工程と、
    　を有する、バフ処理装置のメンテナンス方法。
     
     
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