JP2010064196A - Substrate polishing device and substrate polishing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の研磨装置および方法に係り、特に大型のガラス基板などの矩形の大型基板の表面を研磨して平坦化する基板研磨装置および基板研磨方法に関するものである。 The present invention relates to a substrate polishing apparatus and method, and more particularly to a substrate polishing apparatus and a substrate polishing method for polishing and flattening a surface of a rectangular large substrate such as a large glass substrate.
フラットパネルディスプレイや太陽電池パネルは、透明のガラス基板上に微細な回路形成を施すことにより、画像の表示や電力の発電等の機能を得ることができる。
近年、液晶ディスプレイなどに代表される画像表示装置の大型化が進み、これに使用されるガラス基板のサイズも大型化が進んでいる。さらに製品機能の高性能化に伴い、これらガラス基板へ形成される配線回路の微細化および精度の向上等のために、回路形成の工程内において、スパッタやＣＶＤあるいはめっき等で成膜された回路表面を平坦化する要求がでてきた。
Flat panel displays and solar cell panels can obtain functions such as image display and power generation by forming fine circuits on a transparent glass substrate.
In recent years, an increase in the size of an image display device represented by a liquid crystal display or the like has progressed, and the size of a glass substrate used therein has also increased. As the product functions become more sophisticated, circuits formed by sputtering, CVD, plating, etc. in the circuit formation process to reduce the size of wiring circuits formed on these glass substrates and improve accuracy. There has been a demand for flattening the surface.
高い平坦度を実現するための従来の技術としては、半導体デバイスの製造に用いるウエハの研磨加工技術が挙げられる。この研磨加工技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing））である。この化学的機械的研磨は、研磨装置を用いて、シリカ（ＳｉＯ２）等の砥粒を含んだ研磨液（スラリー）を研磨パッド上に供給しつつ半導体ウエハなどの基板を研磨パッドに摺接させて研磨を行うものである。 As a conventional technique for realizing high flatness, there is a polishing technique for a wafer used for manufacturing a semiconductor device. Of these polishing techniques, the most important technique is chemical mechanical polishing (CMP). In this chemical mechanical polishing, a polishing apparatus (slurry) containing abrasive grains such as silica (SiO 2 ) is supplied onto the polishing pad using a polishing apparatus, and a substrate such as a semiconductor wafer is brought into sliding contact with the polishing pad. And polishing.
この種の研磨装置は、研磨パッドを有する研磨テーブルと、半導体ウエハの被研磨面（デバイス面）を下向きで保持するためのトップリング又は研磨ヘッド等と称される基板保持部とを備えている。このような研磨装置を用いて半導体ウエハの研磨を行う場合には、基板保持部により半導体ウエハの被研磨面を下向きで保持しつつ、半導体ウエハを研磨テーブル上の研磨パッドに対して所定の圧力で押圧する。このとき、研磨液を研磨パッド上に供給しつつ、研磨テーブルと基板保持部とをそれぞれの回転軸を中心として回転させることにより、半導体ウエハを研磨パッドに摺接させて、半導体ウエハの表面を平坦に研磨する。 This type of polishing apparatus includes a polishing table having a polishing pad, and a substrate holding unit called a top ring or a polishing head for holding a surface to be polished (device surface) of a semiconductor wafer downward. . When polishing a semiconductor wafer using such a polishing apparatus, a predetermined pressure is applied to the polishing pad on the polishing table while holding the surface to be polished of the semiconductor wafer downward by the substrate holder. Press. At this time, the surface of the semiconductor wafer is brought into sliding contact with the polishing pad by rotating the polishing table and the substrate holding portion around the respective rotation axes while supplying the polishing liquid onto the polishing pad. Polish flat.
ガラス基板を研磨する場合にも、例えば、特開２００８−１１０４７１号公報（特許文献１）において、上述の半導体ウエハを研磨する研磨装置と同様に、基板保持部によりガラス基板等の基板の被研磨面を下向きで保持して、研磨液を研磨パッド上に供給しつつ、基板保持部と研磨テーブルとを回転させるとともに基板を研磨パッドに押圧することにより、基板を研磨パッドに摺接させて、基板の表面を平坦に研磨する基板研磨装置が開示されている。 In the case of polishing a glass substrate, for example, in JP-A-2008-110471 (Patent Document 1), similarly to the above-described polishing apparatus for polishing a semiconductor wafer, the substrate holding unit polishes a substrate such as a glass substrate. While holding the surface downward and supplying the polishing liquid onto the polishing pad, the substrate holding part and the polishing table are rotated and the substrate is pressed against the polishing pad, thereby causing the substrate to slide against the polishing pad, A substrate polishing apparatus that flatly polishes the surface of a substrate is disclosed.
また、化学的機械的研磨を行う他のタイプの研磨装置として、例えば、特開２０００−１２７０２８号公報（特許文献２）において、半導体ウエハの被研磨面（デバイス面）を上向きで保持するためのチャック機構を有したテーブルと、ウエハの被研磨面より小なる面積の研磨面を有する研磨パッドを保持する研磨盤とを備え、ウエハと研磨パッドとを回転させるとともに研磨パッドを往復動又は揺動（走査）させて、ウエハの表面を平坦に研磨する研磨装置が開示されている。
特許文献１で開示されているような、基板の被研磨面（デバイス面）を下向きで保持して、基板と研磨テーブルとを回転させるとともに基板を研磨テーブル上の研磨パッドに押圧することにより、基板を研磨するロータリ型の基板研磨装置の場合には、このロータリ型の基板研磨装置を大型ガラス基板の研磨に適用しようとすると、研磨テーブルが大型化し、装置自体がさらに大型になり、製作コストが上昇するという問題がある。
また、基板を反転して、被研磨面を下に向け、その後、基板の被研磨面を下向きの状態で基板保持部に保持するという工程は、大型ガラス基板ゆえに、極めて難しいという問題がある。
さらに、研磨テーブルの巨大化により、研磨パッドの交換時間を著しく増大させ、メンテナンス性を大幅に悪化させるという問題もある。
By holding the surface to be polished (device surface) of the substrate downward, as disclosed in Patent Document 1, by rotating the substrate and the polishing table and pressing the substrate against the polishing pad on the polishing table, In the case of a rotary-type substrate polishing apparatus that polishes a substrate, if this rotary-type substrate polishing apparatus is applied to polishing a large glass substrate, the polishing table becomes larger, the apparatus itself becomes larger, and the production cost increases. There is a problem of rising.
Further, there is a problem that the process of turning the substrate upside down so that the surface to be polished faces downward and then holding the surface to be polished on the substrate holding portion in a state facing down is extremely difficult because of the large glass substrate.
In addition, the increase in the size of the polishing table significantly increases the replacement time of the polishing pad and greatly deteriorates the maintainability.
一方、特許文献２で開示されているような、基板の被研磨面より小なる面積の研磨面を有する研磨パッドを走査（スキャン）して基板を研磨する小径スキャン方式の研磨装置の場合には、研磨装置自体を製作することは、比較的容易であるが、矩形状の大型基板を研磨する場合、研磨パッドの走査方法などが複雑になり、大型基板の全面を均一に加工することが困難である。また、研磨パッドの小径化は、研磨パッドの消耗時間が短くなり、交換頻度の増加につながり、交換時間の短縮および交換作業の容易化の要求が増してくる。 On the other hand, in the case of a small-diameter scanning type polishing apparatus that scans a polishing pad having a polishing surface having an area smaller than the surface to be polished, as disclosed in Patent Document 2, and polishes the substrate. It is relatively easy to manufacture the polishing device itself, but when polishing a rectangular large substrate, the polishing pad scanning method becomes complicated and it is difficult to uniformly process the entire surface of the large substrate. It is. In addition, the reduction in the diameter of the polishing pad shortens the consumption time of the polishing pad, increases the frequency of replacement, and increases the demand for shortening the replacement time and facilitating the replacement work.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、大型ガラス基板等の矩形の大型基板を高い平坦度で均一に研磨することができ、装置全体がコンパクト（小型）で、かつメンテナンス性が良好な基板研磨装置および基板研磨方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can uniformly polish a rectangular large substrate such as a large glass substrate with high flatness, the entire apparatus is compact (small), and has maintainability. An object is to provide a good substrate polishing apparatus and a substrate polishing method.
上述の目的を達成するため、本発明の第１の態様は、矩形の基板を被研磨面が上向きの状態で保持して回転する基板回転ステージを有した基板保持機構部と、基板の被研磨面より小さい研磨面を有する研磨工具を保持して回転する研磨ヘッドを有し、前記研磨工具を基板の被研磨面に押圧する研磨ヘッド機構部と、前記研磨ヘッドを支持して該研磨ヘッドを水平方向に往復運動させる移動機構部とを備え、基板を回転させるとともに前記研磨工具を回転させ、前記研磨工具を基板に押圧しながら基板の中心近傍と基板の外周端近傍との間で往復運動させることにより基板を研磨することを特徴とする基板研磨装置である。
本発明によれば、基板を回転させるとともに研磨工具を回転させ、研磨工具を基板に押圧しながら基板の中心部と基板の外周端との間で往復運動させることにより基板を研磨する。すなわち、基板の回転と研磨工具の回転往復運動の組み合わせによる相対運動を与えるとともに、研磨工具を基板の被研磨面に押圧して研磨操作することができるため、矩形の基板全面の均一な研磨加工が容易に得られるとともに装置の小型化を図ることができる。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a substrate holding mechanism unit having a substrate rotation stage that rotates while holding a rectangular substrate with the surface to be polished facing upward, and the substrate to be polished. A polishing head that holds and rotates a polishing tool having a polishing surface that is smaller than the surface, a polishing head mechanism that presses the polishing tool against a surface to be polished of a substrate, and a polishing head that supports the polishing head and holds the polishing head A reciprocating motion between the vicinity of the center of the substrate and the vicinity of the outer peripheral edge of the substrate while rotating the substrate and rotating the polishing tool and pressing the polishing tool against the substrate. The substrate polishing apparatus is characterized by polishing the substrate.
According to the present invention, the substrate is polished by rotating the substrate and rotating the polishing tool and reciprocating between the central portion of the substrate and the outer peripheral end of the substrate while pressing the polishing tool against the substrate. In other words, since a relative motion is provided by a combination of the rotation of the substrate and the reciprocating motion of the polishing tool, and the polishing operation can be performed by pressing the polishing tool against the surface to be polished, uniform polishing of the entire surface of the rectangular substrate Can be easily obtained, and the size of the apparatus can be reduced.
本発明の好ましい態様によれば、前記基板回転ステージは、基板の外側に、前記研磨工具の研磨面に接触して該研磨面を水平に保つためのガイドプレートを備えることを特徴とする。
本発明によれば、基板の外側に、研磨工具の研磨面に接触して該研磨面を水平に保つためのガイドプレートを備えるため、研磨工具が基板の外周端部を研磨する際に、研磨工具は、基板の外周部の被研磨面とガイドプレートの上面の両面に跨った状態となる。したがって、研磨工具が基板の外側に傾いて基板の外周端部が過研磨になる事態を防ぎ、基板の中心部から外周端まで均一な平坦度で研磨することができる。
According to a preferred aspect of the present invention, the substrate rotation stage includes a guide plate on the outside of the substrate for contacting the polishing surface of the polishing tool and keeping the polishing surface horizontal.
According to the present invention, the guide plate for keeping the polishing surface in contact with the polishing surface of the polishing tool on the outside of the substrate is provided, so that when the polishing tool polishes the outer peripheral edge of the substrate, the polishing is performed. The tool is in a state straddling both the polished surface of the outer peripheral portion of the substrate and the upper surface of the guide plate. Therefore, it is possible to prevent the polishing tool from being inclined to the outside of the substrate and causing the outer peripheral end of the substrate to be overpolished, and polishing can be performed with uniform flatness from the central portion of the substrate to the outer peripheral end.
本発明の好ましい態様によれば、前記研磨工具の研磨面が前記ガイドプレートに接触している際に、前記ガイドプレートの上面は基板の被研磨面と同一の高さの平面を形成していることを特徴とする。
本発明によれば、基板の被研磨面とガイドプレートの上面は、同一の高さになり、あたかも基板の被研磨面がガイドプレートの部分まで延長されたようになる。したがって、研磨工具が基板の外周端部を研磨する際に、研磨工具が基板の外側に傾いて基板の外周端部が過研磨になる事態を防ぎ、基板の中心部から外周端まで均一な平坦度で研磨することができる。
According to a preferred aspect of the present invention, when the polishing surface of the polishing tool is in contact with the guide plate, the upper surface of the guide plate forms a plane having the same height as the surface to be polished of the substrate. It is characterized by that.
According to the present invention, the surface to be polished of the substrate and the upper surface of the guide plate are at the same height, as if the surface to be polished of the substrate is extended to the portion of the guide plate. Therefore, when the polishing tool polishes the outer peripheral edge of the substrate, it prevents the polishing tool from being inclined to the outside of the substrate and over-polishing the outer peripheral edge of the substrate, and evenly flat from the center to the outer peripheral edge of the substrate. Can be polished at a degree.
本発明の好ましい態様によれば、前記ガイドプレートは、弾性体を介して前記基板回転ステージに固定されていることを特徴とする。
本発明によれば、研磨工具により基板の外周端部を研磨する際に、研磨工具は、基板の外周部の被研磨面とガイドプレートの上面の両方に跨った状態となる。このとき、ガイドプレートは研磨工具に押圧されるため、ガイドプレートを支持する弾性体が弾性的に変形し、ガイドプレートがわずかに沈み込み、基板の被研磨面とガイドプレートの上面は、同一の高さになり、あたかも基板の被研磨面がガイドプレートの部分まで延長されたようになる。
According to a preferred aspect of the present invention, the guide plate is fixed to the substrate rotation stage via an elastic body.
According to the present invention, when the outer peripheral edge portion of the substrate is polished by the polishing tool, the polishing tool is in a state straddling both the polished surface of the outer peripheral portion of the substrate and the upper surface of the guide plate. At this time, since the guide plate is pressed by the polishing tool, the elastic body supporting the guide plate is elastically deformed, the guide plate sinks slightly, and the polished surface of the substrate and the upper surface of the guide plate are the same. As a result, the surface to be polished of the substrate is extended to the portion of the guide plate.
本発明の好ましい態様によれば、前記ガイドプレートは、外周が円形をなし、内周が基板形状に合致した矩形をなすことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記ガイドプレートは、複数に分割されていることを特徴とする。
本発明によれば、研磨中に、研磨工具が分割されたガイドプレート片に摺接するが、全てのガイドプレート片が必ずしも均一に消耗するわけではないため、ガイドプレート片ごとに交換できるので、メンテナンスコストを低減できる。
According to a preferred aspect of the present invention, the guide plate is characterized in that the outer periphery is circular and the inner periphery is a rectangle that matches the substrate shape.
According to a preferred aspect of the present invention, the guide plate is divided into a plurality of parts.
According to the present invention, the polishing tool is in sliding contact with the divided guide plate pieces during polishing, but since all the guide plate pieces are not necessarily consumed uniformly, the guide plate pieces can be replaced for maintenance. Cost can be reduced.
本発明の好ましい態様によれば、前記基板回転ステージの基板保持面は、基板の外周部を保持する部分に環状の凹部を有し、該凹部に柔軟性を有するクッション材を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、基板回転ステージの基板保持面の外周部の四辺に、クッション材を設置することによって、基板保持面の基板吸着時の密着性およびシール性を向上させ、基板の裏面側の真空度を向上させて基板を基板保持面に確実に吸着保持できる。また、基板保持面と基板の裏面との隙間に、パーティクルや異物の混入を防止でき、研磨中のチッピング（欠け）等の基板の損傷を防止することができる。これらのことから、クッション材の設置により、一枚一枚、撓み量（またはソリ量）の異なる基板を吸着した場合でも、確実に吸着できる。
According to a preferred aspect of the present invention, the substrate holding surface of the substrate rotation stage has an annular recess in a portion holding the outer peripheral portion of the substrate, and a cushion material having flexibility is provided in the recess. And
According to the present invention, the cushioning material is provided on the four sides of the outer peripheral portion of the substrate holding surface of the substrate rotation stage, thereby improving the adhesion and sealing properties of the substrate holding surface when adsorbing the substrate, and The degree of vacuum can be improved and the substrate can be securely held by suction on the substrate holding surface. In addition, particles and foreign substances can be prevented from entering the gap between the substrate holding surface and the back surface of the substrate, and damage to the substrate such as chipping (chips) during polishing can be prevented. For these reasons, even when the substrates having different bending amounts (or warping amounts) are adsorbed one by one by the installation of the cushioning material, they can be adsorbed reliably.
本発明の好ましい態様によれば、前記研磨工具の往復運動の延長線上に、前記研磨工具をドレッシングするドレッシング機構部と、前記研磨ヘッドとの間で研磨工具の受け渡しを行う研磨工具受渡し機構部とを配置し、前記移動機構部は、前記研磨ヘッドを移動させて前記ドレッシング機構部と前記研磨工具受渡し機構部の上方に位置させることが可能であることを特徴とする。
本発明によれば、研磨工具の往復運動の延長線上に、ドレッシング機構部と研磨工具受渡し機構部とを設けることにより、研磨工具の再生や交換に関わる一連の動作時間を最少にすることができる。
According to a preferred aspect of the present invention, on the extension line of the reciprocating motion of the polishing tool, a dressing mechanism portion for dressing the polishing tool, and a polishing tool delivery mechanism portion for delivering the polishing tool to and from the polishing head, The moving mechanism unit can move the polishing head to be positioned above the dressing mechanism unit and the polishing tool delivery mechanism unit.
According to the present invention, by providing the dressing mechanism portion and the polishing tool delivery mechanism portion on the extension line of the reciprocating motion of the polishing tool, a series of operation time relating to the regeneration and replacement of the polishing tool can be minimized. .
本発明の好ましい態様によれば、前記研磨工具は、予め装置外部において研磨パッドを研磨プレートに貼り付けることにより製作されており、該研磨工具は、前記研磨工具受渡し機構部において前記研磨ヘッドに着脱が可能である。
本発明によれば、予め研磨パッドを研磨プレートに貼り付けた研磨工具を用意し、かつ研磨工具は、研磨工具受渡し機構部において研磨ヘッドに着脱が可能である。したがって、消耗品である研磨パッドの交換作業が極めて容易となる。また、予め研磨パッドを研磨プレートに貼り付けた研磨工具を装置内に複数枚ストックしておくことにより、パッド交換作業による装置稼動停止頻度を少なくすることができる。
According to a preferred aspect of the present invention, the polishing tool is manufactured in advance by attaching a polishing pad to a polishing plate outside the apparatus, and the polishing tool is attached to and detached from the polishing head at the polishing tool delivery mechanism. Is possible.
According to the present invention, a polishing tool in which a polishing pad is attached to a polishing plate in advance is prepared, and the polishing tool can be attached to and detached from the polishing head at the polishing tool delivery mechanism. Therefore, it is very easy to replace the polishing pad that is a consumable item. In addition, by storing a plurality of polishing tools in which the polishing pad is bonded to the polishing plate in advance in the apparatus, the frequency of stopping the operation of the apparatus due to the pad replacement work can be reduced.
本発明の好ましい態様によれば、前記研磨ヘッドは、前記研磨工具を真空吸着により保持する吸着プレートと、該吸着プレートを保持するヘッド本体と、前記吸着プレートの外周を前記ヘッド本体に接続して前記吸着プレートを前記ヘッド本体に対して上下動可能とするダイヤフラムとを備え、前記吸着プレート、前記ヘッド本体および前記ダイヤフラムにより圧力流体を供給することが可能な圧力室を形成することを特徴とする。
本発明によれば、吸着プレート、ヘッド本体およびダイヤフラムにより構成された圧力室に、所望の流体圧（空気圧）の加圧空気を供給することにより、吸着プレートに吸着保持している研磨工具を所望の圧力で基板の被研磨面に押圧することができる。また、圧力室を真空源に接続し、圧力室内を真空圧（負圧）にして基板表面から研磨工具を離間させることができる。
According to a preferred aspect of the present invention, the polishing head includes a suction plate for holding the polishing tool by vacuum suction, a head body for holding the suction plate, and an outer periphery of the suction plate connected to the head body. A diaphragm capable of moving the suction plate up and down relative to the head body, and forming a pressure chamber capable of supplying a pressure fluid by the suction plate, the head body, and the diaphragm. .
According to the present invention, by supplying pressurized air having a desired fluid pressure (pneumatic pressure) to a pressure chamber constituted by the suction plate, the head body, and the diaphragm, a polishing tool that is suction-held on the suction plate is desired. The pressure can be applied to the surface to be polished of the substrate. Further, the pressure chamber can be connected to a vacuum source, and the pressure chamber can be set to a vacuum pressure (negative pressure) to separate the polishing tool from the substrate surface.
本発明の好ましい態様によれば、前記圧力流体は、正圧の流体からなり、該正圧の流体により前記研磨工具を基板の被研磨面に押圧することを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、前記圧力流体は、負圧の流体からなり、該負圧の流体により前記研磨工具を基板の被研磨面から離間させることを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, the pressure fluid is a positive pressure fluid, and the positive pressure fluid presses the polishing tool against the surface to be polished.
According to a preferred aspect of the present invention, the pressure fluid is a negative pressure fluid, and the polishing tool is separated from the surface to be polished of the substrate by the negative pressure fluid.
本発明の好ましい態様によれば、前記研磨ヘッドの吸着プレートは開口を有し、前記研磨工具は前記吸着プレートの開口と連通可能な開口を有し、前記吸着プレートの開口は、流体供給ラインを介して研磨液供給源と接続可能であり、研磨液を前記研磨液供給源から前記流体供給ライン、前記吸着プレートの開口および前記研磨工具の開口を介して基板の被研磨面上に供給可能であることを特徴とする。
本発明によれば、基板に摺接している研磨工具の開口から基板の被研磨面上に研磨液を流下させることができるため、研磨工具が接触して研磨されつつある基板の被研磨部分に、研磨液を直接に供給することができる。したがって、研磨工具が接触して研磨されつつある基板の被研磨部分に研磨液を過不足なく必要な量だけ供給できる。
According to a preferred aspect of the present invention, the suction plate of the polishing head has an opening, the polishing tool has an opening capable of communicating with the opening of the suction plate, and the opening of the suction plate has a fluid supply line. The polishing liquid can be connected to the polishing surface of the substrate through the fluid supply line, the opening of the suction plate, and the opening of the polishing tool. It is characterized by being.
According to the present invention, since the polishing liquid can flow down on the surface to be polished of the substrate from the opening of the polishing tool that is in sliding contact with the substrate, the polishing tool is brought into contact with the polished portion of the substrate that is being polished by contact. The polishing liquid can be supplied directly. Therefore, the polishing liquid can be supplied in a necessary amount without excess or deficiency to the portion to be polished of the substrate that is being polished by contact with the polishing tool.
本発明の好ましい態様によれば、前記研磨プレートは、柔軟性を有する樹脂材からなることを特徴とする。
本発明によれば、研磨プレートが柔軟性を有する樹脂材からなるため、研磨工具面内の加圧を均一に行うことが可能である。
本発明の好ましい態様によれば、前記吸着プレートは、柔軟性を有する樹脂材からなることを特徴とする。
本発明によれば、研磨工具を吸着保持する吸着プレートが柔軟性を有する樹脂材からなるため、研磨工具面内の加圧を均一に行うことが可能である。
According to a preferred aspect of the present invention, the polishing plate is made of a resin material having flexibility.
According to the present invention, since the polishing plate is made of a flexible resin material, it is possible to uniformly pressurize the polishing tool surface.
According to a preferred aspect of the present invention, the suction plate is made of a resin material having flexibility.
According to the present invention, since the suction plate for sucking and holding the polishing tool is made of a flexible resin material, it is possible to uniformly pressurize the polishing tool surface.
本発明の好ましい態様によれば、デバイス面を上向きの状態にして装置内に搬入された基板を載置する基板ロード部と、前記基板ロード部に載置された基板を前記基板回転ステージに搬送する搬送ロボットとを備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様によれば、研磨後の基板を洗浄する洗浄機と、洗浄後の基板を装置外に搬出するための基板アンロード部とを備えたことを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, a substrate loading unit for placing a substrate loaded into the apparatus with the device surface facing upward, and a substrate placed on the substrate loading unit are transferred to the substrate rotation stage. And a transfer robot.
According to a preferred aspect of the present invention, the apparatus includes a cleaning machine that cleans the substrate after polishing, and a substrate unload unit that carries the cleaned substrate out of the apparatus.
本発明の好ましい態様によれば、前記ドレッシング機構部は、ダイヤモンドペレットを電着したコンディショナーを有したドレッシングステージと、該ドレッシングステージを収容する容器と、該容器内に純水を供給する純水供給手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、研磨ヘッド機構部の研磨ヘッドは、研磨時と同様に作動して、ドレッシングステージのコンディショナーに研磨工具（研磨面）を押し付ける。そして、研磨ヘッドの回転運動および研磨工具の揺動運動（往復運動）の組み合わせにより、研磨工具の目立・再生のためのドレッシングを行う。ドレッシング中に、純水が容器内に供給され、コンディショナーによって掻き出される研磨工具上のごみやドレス滓を効果的に排出できると共に、ドレッシング時の発熱を効果的に抑制することができる。
According to a preferred aspect of the present invention, the dressing mechanism section includes a dressing stage having a conditioner in which diamond pellets are electrodeposited, a container that houses the dressing stage, and a pure water supply that supplies pure water into the container. Means.
According to the present invention, the polishing head of the polishing head mechanism operates in the same manner as during polishing, and presses the polishing tool (polishing surface) against the conditioner of the dressing stage. Then, dressing for conspicuous and regenerating the polishing tool is performed by a combination of the rotational movement of the polishing head and the swinging movement (reciprocating movement) of the polishing tool. During the dressing, pure water is supplied into the container, and dust and dressing on the polishing tool scraped out by the conditioner can be effectively discharged, and heat generation during dressing can be effectively suppressed.
本発明の第２の態様は、矩形の基板を被研磨面が上向きの状態で保持して基板を回転させ、基板の被研磨面より小さい研磨面を有する研磨工具を回転させるとともに基板の被研磨面に押圧し、前記研磨工具を基板の被研磨面に押圧しながら基板の中心近傍と基板の外周端近傍との間で往復運動させることにより基板を研磨することを特徴とする基板研磨方法である。
本発明によれば、基板を回転させるとともに研磨工具を回転させ、研磨工具を基板に押圧しながら基板の中心部と基板の外周端との間で往復運動させることにより基板を研磨する。すなわち、基板の回転と研磨工具の回転往復運動の組み合わせによる相対運動を与えるとともに、研磨工具を基板の被研磨面に押圧して研磨操作することができるため、矩形の基板全面の均一な研磨加工が容易に得られる。
According to a second aspect of the present invention, a rectangular substrate is held with the surface to be polished facing upward, the substrate is rotated, a polishing tool having a polishing surface smaller than the surface to be polished is rotated, and the substrate is polished. A substrate polishing method, wherein the substrate is polished by reciprocating between the vicinity of the center of the substrate and the vicinity of the outer peripheral end of the substrate while pressing the polishing tool against the surface to be polished. is there.
According to the present invention, the substrate is polished by rotating the substrate and rotating the polishing tool and reciprocating between the central portion of the substrate and the outer peripheral end of the substrate while pressing the polishing tool against the substrate. In other words, since a relative motion is provided by a combination of the rotation of the substrate and the reciprocating motion of the polishing tool, and the polishing operation can be performed by pressing the polishing tool against the surface to be polished, uniform polishing of the entire surface of the rectangular substrate Is easily obtained.
本発明の好ましい態様によれば、前記研磨工具に設けた開口より、研磨液を基板の被研磨面に供給することを特徴とする。
本発明によれば、基板に摺接している研磨工具の開口から基板の被研磨面上に研磨液を流下させることができるため、研磨工具が接触して研磨されつつある基板の被研磨部分に、研磨液を直接に供給することができる。したがって、研磨工具が接触して研磨されつつある基板の被研磨部分に研磨液を過不足なく必要な量だけ供給できる。
According to a preferred aspect of the present invention, the polishing liquid is supplied to the surface to be polished of the substrate from the opening provided in the polishing tool.
According to the present invention, since the polishing liquid can flow down on the surface to be polished of the substrate from the opening of the polishing tool that is in sliding contact with the substrate, the polishing tool is brought into contact with the polished portion of the substrate that is being polished by contact. The polishing liquid can be supplied directly. Therefore, the polishing liquid can be supplied in a necessary amount without excess or deficiency to the portion to be polished of the substrate that is being polished by contact with the polishing tool.
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
１）基板の被研磨面より小なる面積の研磨面を有する研磨工具を走査（スキャン）して基板を研磨する方式を採用しているため、研磨装置の小型化を図ることができるとともに研磨パッド等の研磨工具の交換の作業性を良好にし、メンテナンス性を大幅に改善できる。
２）基板を回転させるとともに研磨工具を回転させ、研磨工具を基板に押圧しながら基板の中心部と基板の外周端との間で往復運動させることにより基板を研磨するようにしたため、研磨工具を基板の長辺の長さの半分だけ走査（スキャン）すればよく、研磨工具の操作方法が簡単であり、大型基板の全面を均一に研磨することができる。
３）基板回転ステージにより保持された基板の外側に、研磨工具の研磨面に接触して該研磨面を水平に保つためのガイドプレートを設けるようにしたため、基板の外周端まで均一な平坦度で研磨することができる。
４）予め研磨パッドを研磨プレートに貼り付けた研磨工具を用意し、かつ研磨工具は、研磨工具受渡し機構部において研磨ヘッドに着脱が可能である。したがって、消耗品である研磨パッドの交換作業が極めて容易となる。また、予め研磨パッドを研磨プレートに貼り付けた研磨工具を装置内に複数枚ストックしておくことにより、パッド交換作業による装置稼動停止頻度を少なくすることができる。
５）基板に摺接している研磨工具の開口から基板の被研磨面上に研磨液を流下させることができるため、研磨工具が接触して研磨されつつある基板の被研磨部分に、研磨液を直接に供給することができる。したがって、研磨工具が接触して研磨されつつある基板の被研磨部分に研磨液を過不足なく必要な量だけ供給できる。
The present invention has the following effects.
1) Since a method of polishing a substrate by scanning a polishing tool having a polishing surface having an area smaller than the surface to be polished of the substrate is employed, the polishing apparatus can be downsized and a polishing pad This makes it possible to improve the workability of exchanging polishing tools, etc., and to greatly improve the maintainability.
2) The substrate is polished by rotating the substrate and rotating the polishing tool, and reciprocating between the central portion of the substrate and the outer peripheral edge of the substrate while pressing the polishing tool against the substrate. It is sufficient to scan only half the length of the long side of the substrate, the operation method of the polishing tool is simple, and the entire surface of the large substrate can be uniformly polished.
3) Since a guide plate is provided on the outside of the substrate held by the substrate rotation stage so as to contact the polishing surface of the polishing tool and keep the polishing surface horizontal, it has a uniform flatness to the outer peripheral edge of the substrate. Can be polished.
4) A polishing tool in which a polishing pad is previously attached to a polishing plate is prepared, and the polishing tool can be attached to and detached from the polishing head at the polishing tool delivery mechanism. Therefore, it is very easy to replace the polishing pad that is a consumable item. In addition, by storing a plurality of polishing tools in which the polishing pad is bonded to the polishing plate in advance in the apparatus, the frequency of stopping the operation of the apparatus due to the pad replacement work can be reduced.
5) Since the polishing liquid can flow down onto the surface of the substrate to be polished from the opening of the polishing tool that is in sliding contact with the substrate, the polishing liquid is applied to the portion to be polished of the substrate that is being polished by contact with the polishing tool. Can be supplied directly. Therefore, the polishing liquid can be supplied in a necessary amount without excess or deficiency to the portion to be polished of the substrate that is being polished by contact with the polishing tool.
以下、本発明に係る基板研磨装置および方法の実施形態について図１乃至図１８を参照して説明する。なお、図１から図１８において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a substrate polishing apparatus and method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 18, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図１は、本発明に係る基板研磨装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、基板研磨装置１は、ガラス基板等の矩形の大型基板を被研磨面（デバイス面）が上向きの状態で装置内に搬入するための基板ロード部２、矩形の大型基板Ｇを保持して回転する基板回転ステージ３１を有した基板保持機構部３、研磨パッドと研磨プレートからなる研磨工具（後述する）を保持する研磨ヘッド機構部４、研磨ヘッド機構部４を支持して水平方向に移動可能なコラム機構部５、基板を基板ロード部２から基板回転ステージ３１上に搬送する基板搬送ロボット６を備えている。コラム機構部５は、研磨ヘッドを支持して水平方向に往復運動させる移動機構部を構成している。基板研磨装置１は、さらに、研磨後の基板を洗浄して乾燥させる洗浄機７、研磨パッドをドレッシングするドレッシング機構部８、研磨ヘッド機構部４との間で研磨工具の受け渡しを行う研磨工具受渡し機構部９を備えている。前記基板搬送ロボット６は、研磨後の基板Ｇを基板回転ステージ３１から洗浄機７に搬送する機能も有している。ここでは、矩形の大型のガラス基板を基板Ｇとして、この基板Ｇを研磨する基板研磨装置を例に説明するが、本発明に係る基板研磨装置は、矩形のガラス基板の研磨に限定されるものではなく、種々の矩形（四角形）の大型基板の研磨を行うことができるものである。 FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a substrate polishing apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, a substrate polishing apparatus 1 includes a substrate loading unit 2 for carrying a rectangular large substrate such as a glass substrate into the apparatus with the surface to be polished (device surface) facing upward, and a rectangular large substrate. A substrate holding mechanism unit 3 having a substrate rotation stage 31 that rotates while holding G, a polishing head mechanism unit 4 that holds a polishing tool (described later) composed of a polishing pad and a polishing plate, and a polishing head mechanism unit 4 are supported. A column mechanism unit 5 that is movable in the horizontal direction, and a substrate transport robot 6 that transports the substrate from the substrate load unit 2 onto the substrate rotation stage 31. The column mechanism 5 constitutes a moving mechanism that supports the polishing head and reciprocates in the horizontal direction. The substrate polishing apparatus 1 further transfers a polishing tool for transferring a polishing tool between the cleaning machine 7 for cleaning and drying the polished substrate, the dressing mechanism unit 8 for dressing the polishing pad, and the polishing head mechanism unit 4. A mechanism unit 9 is provided. The substrate transfer robot 6 also has a function of transferring the polished substrate G from the substrate rotation stage 31 to the cleaning machine 7. Here, a rectangular large glass substrate is used as a substrate G, and a substrate polishing apparatus for polishing the substrate G will be described as an example. However, the substrate polishing apparatus according to the present invention is limited to polishing a rectangular glass substrate. Instead, various large rectangular (quadrangle) substrates can be polished.
図２は、図１に示す基板研磨装置１の要部を示す模式的な概略図であり、基板保持機構部３、研磨ヘッド機構部４およびコラム機構部５を示す概略図である。図２に示すように、基板保持機構部３は、矩形の大型の基板Ｇを真空により吸着保持して回転する基板回転ステージ３１を備えている。また、研磨ヘッド機構部４は、研磨パッド１１と研磨プレート１２からなる研磨工具１０を真空により吸着保持して回転する研磨ヘッド４１を備えている。研磨ヘッド機構部４は、コラム機構部５の門型のコラム５１に取り付けられている。研磨ヘッド機構部４は、研磨ヘッド４１に加圧流体（加圧空気）を供給することにより、研磨工具１０を下方に押圧するようになっており、これにより、研磨パッド１１を基板回転ステージ３１上の基板Ｇの被研磨面（デバイス面）に押し付けることが可能になっている。門型のコラム５１は、研磨ヘッド機構部４とともに、図２において紙面に直交する方向（図１においてＹ方向）に往復移動可能になっている。 FIG. 2 is a schematic diagram showing the main part of the substrate polishing apparatus 1 shown in FIG. 1, and is a schematic diagram showing the substrate holding mechanism unit 3, the polishing head mechanism unit 4, and the column mechanism unit 5. As shown in FIG. 2, the substrate holding mechanism unit 3 includes a substrate rotation stage 31 that rotates by sucking and holding a large rectangular substrate G by vacuum. Further, the polishing head mechanism unit 4 includes a polishing head 41 that rotates by adsorbing and holding the polishing tool 10 including the polishing pad 11 and the polishing plate 12 by vacuum. The polishing head mechanism unit 4 is attached to a portal column 51 of the column mechanism unit 5. The polishing head mechanism unit 4 is configured to press the polishing tool 10 downward by supplying a pressurized fluid (pressurized air) to the polishing head 41, whereby the polishing pad 11 is pressed against the substrate rotation stage 31. It can be pressed against the surface to be polished (device surface) of the upper substrate G. The portal column 51 is capable of reciprocating in the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2 (the Y direction in FIG. 1) together with the polishing head mechanism unit 4.
図１および図２に示す基板研磨装置１の基板処理工程を説明する。搬送ロボット等の搬入手段（図示せず）で基板ロード部２に搬入された基板Ｇは、基板ロード部２の基板ロードステージ（図示せず）上にある多数の基板支えピン（図示せず）により受け取られる。このとき、基板Ｇは研磨すべき被研磨面（デバイス面）が上向きの状態で基板ロード部２に搬入され、被研磨面の裏面側が基板支えピンにより支持される。その後、基板搬送ロボット６のアーム６１は、反時計方向に９０°回転するとともに基板ロード部２の方向に延び、基板支えピンにより支持されている基板Ｇの真上に位置する。そして、基板搬送ロボット６のアーム６１が下降してアーム６１の下面にある多数の吸着カップ(図示せず)が基板Ｇを真空吸着する。 A substrate processing process of the substrate polishing apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 will be described. The substrate G carried into the substrate load unit 2 by a carrying-in means (not shown) such as a transfer robot is a number of substrate support pins (not shown) on the substrate load stage (not shown) of the substrate load unit 2. Received by. At this time, the substrate G is carried into the substrate load unit 2 with the surface to be polished (device surface) to be polished facing upward, and the back side of the surface to be polished is supported by the substrate support pins. After that, the arm 61 of the substrate transfer robot 6 rotates 90 ° counterclockwise and extends in the direction of the substrate load unit 2 and is positioned directly above the substrate G supported by the substrate support pins. Then, the arm 61 of the substrate transfer robot 6 is lowered, and a plurality of suction cups (not shown) on the lower surface of the arm 61 vacuum-suck the substrate G.
次に、基板Ｇを吸着保持したアーム６１は、時計方向に９０°回転するとともに基板保持機構部３の方向に延び、基板Ｇを基板保持機構部３の基板回転ステージ３１の真上に位置させる。続いて、基板Ｇを吸着保持したアーム６１が下降し、基板Ｇを基板回転ステージ３１上に受け渡す。基板回転ステージ３１は、基板Ｇを真空により吸着保持する。
一方、研磨ヘッド機構部４は、予め装置外部において研磨パッド１１を研磨プレート１２に貼り付けることにより製作した研磨工具１０を研磨ヘッド４１により保持している。そして、研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１が回転を開始するとともに下降し、研磨ヘッド４１により保持された研磨パッド１１が基板Ｇの被研磨面に押し付けられる。このとき、基板回転ステージ３１が基板Ｇを吸着保持して回転しており、基板Ｇの回転と研磨パッド１１の回転の相対運動により研磨される。研磨中に、コラム機構部５のコラム５１が研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１を支持してＹ方向に往復移動するため、研磨パッド１１は基板Ｇの中心部と外周端との間で往復運動することになり、研磨パッド１１が基板Ｇの全面に摺接して、基板Ｇの全面が研磨される。この場合、研磨パッド１１を基板の中心部から基板の外周端まで、矩形の基板Ｇの長辺の長さの半分だけ往復運動させれば、基板の全面が研磨される。
Next, the arm 61 that sucks and holds the substrate G rotates 90 ° clockwise and extends in the direction of the substrate holding mechanism unit 3 to position the substrate G directly above the substrate rotation stage 31 of the substrate holding mechanism unit 3. . Subsequently, the arm 61 holding the substrate G by suction is lowered, and the substrate G is transferred onto the substrate rotation stage 31. The substrate rotation stage 31 holds the substrate G by suction.
On the other hand, the polishing head mechanism unit 4 holds the polishing tool 10 that is manufactured by pasting the polishing pad 11 on the polishing plate 12 in advance outside the apparatus by the polishing head 41. Then, the polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4 starts rotating and descends, and the polishing pad 11 held by the polishing head 41 is pressed against the surface to be polished of the substrate G. At this time, the substrate rotation stage 31 rotates while attracting and holding the substrate G, and is polished by the relative movement of the rotation of the substrate G and the rotation of the polishing pad 11. During polishing, the column 51 of the column mechanism unit 5 supports the polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4 and reciprocates in the Y direction, so that the polishing pad 11 reciprocates between the center portion of the substrate G and the outer peripheral end. The polishing pad 11 is brought into sliding contact with the entire surface of the substrate G, and the entire surface of the substrate G is polished. In this case, if the polishing pad 11 is reciprocated by half the length of the long side of the rectangular substrate G from the center of the substrate to the outer peripheral edge of the substrate, the entire surface of the substrate is polished.
研磨終了後の基板Ｇは、基板搬送ロボット６のアーム６１により吸着保持された後、アーム６１が上昇し、更にアーム６１が洗浄機７に向かって延び、基板Ｇを洗浄機７の真上に位置させる。続いて、基板Ｇを吸着保持したアーム６１が下降し、基板Ｇを洗浄機７に受け渡す。そして、洗浄機７において、基板Ｇは、洗浄され、乾燥される。洗浄により清浄になった基板Ｇは、洗浄機７の下流側にある基板アンロード部７１より装置外部に搬出される。 After the polishing, the substrate G is sucked and held by the arm 61 of the substrate transfer robot 6, and then the arm 61 is lifted and the arm 61 further extends toward the cleaning machine 7, so that the substrate G is directly above the cleaning machine 7. Position. Subsequently, the arm 61 that sucks and holds the substrate G is lowered, and the substrate G is transferred to the cleaning machine 7. Then, in the cleaning machine 7, the substrate G is cleaned and dried. The substrate G cleaned by the cleaning is carried out of the apparatus from the substrate unloading unit 71 on the downstream side of the cleaning machine 7.
一方、研磨後の基板Ｇを基板保持機構部３の基板回転ステージ３１から搬出している間に、コラム機構部５のコラム５１により支持された研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１は、コラム５１のＹ方向への移動によりドレッシング機構部８の真上に到達する。その後、研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１は、研磨プレート１２を真空吸着により保持しつつ回転し、更に下降し、研磨パッド１１をドレッシング機構部８のコンディショナー（後述する）に押し付ける。これにより、研磨パッド１１のドレッシングを行って研磨パッド１１の再生を行う。 On the other hand, the polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4 supported by the column 51 of the column mechanism unit 5 while the substrate G after polishing is carried out from the substrate rotation stage 31 of the substrate holding mechanism unit 3 Moves in the Y direction to reach directly above the dressing mechanism 8. Thereafter, the polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4 rotates while holding the polishing plate 12 by vacuum suction, further descends, and presses the polishing pad 11 against a conditioner (described later) of the dressing mechanism unit 8. As a result, the polishing pad 11 is dressed to regenerate the polishing pad 11.
所定の枚数の基板Ｇを研磨した後には、研磨パッド１１が消耗するため、研磨パッド１１を研磨プレート１２ごと交換する必要がある。この交換の際には、コラム機構部５のコラム５１により支持された研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１は、コラム５１のＹ方向への移動により研磨工具受渡し機構部９の真上に到達する。そして、研磨工具受渡し機構部９において、研磨ヘッド４１から消耗した研磨パッド１１を研磨プレート１２ごと離脱させ、新たな研磨パット１１を研磨プレート１２ごと研磨ヘッド４１に装着する。新たな研磨パット１１を装着した研磨ヘッド４１は、ドレッシング機構部８の真上で停止する。その後、研磨ヘッド４１は、研磨プレート１２を保持しつつ回転し、更に下降し、研磨パッド１１をドレッシング機構部８のコンディショナーに押し付ける。これにより、研磨パッド１１の初期目立て（ドレッシング）を行う。初期目立て後の研磨パッド１１は次の基板Ｇの研磨を行うことができる。 After polishing a predetermined number of substrates G, the polishing pad 11 is consumed, so it is necessary to replace the polishing pad 11 together with the polishing plate 12. In this exchange, the polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4 supported by the column 51 of the column mechanism unit 5 reaches directly above the polishing tool delivery mechanism unit 9 by the movement of the column 51 in the Y direction. . Then, in the polishing tool delivery mechanism unit 9, the polishing pad 11 consumed from the polishing head 41 is detached together with the polishing plate 12, and a new polishing pad 11 is mounted on the polishing head 41 together with the polishing plate 12. The polishing head 41 equipped with the new polishing pad 11 stops immediately above the dressing mechanism unit 8. Thereafter, the polishing head 41 rotates while holding the polishing plate 12, further descends, and presses the polishing pad 11 against the conditioner of the dressing mechanism unit 8. Thereby, initial sharpening (dressing) of the polishing pad 11 is performed. The polishing pad 11 after the initial sharpening can polish the next substrate G.
次に、図１および図２に示すように構成された基板研磨装置１の各機構部について詳細に説明する。
まず、基板保持機構部３について詳細に説明する。図３および図４は、基板保持機構部３の詳細構造を示す図であり、図３は基板保持機構部３の平面図であり、図４は図３のIＶ−IＶ線断面図である。なお、図３は、基板保持機構部３が基板Ｇを保持していない状態を示し、図４は、基板保持機構部３が基板Ｇを保持している状態を示している。図３および図４に示すように、基板保持機構部３は、矩形（四角）の大型基板Ｇを被研磨面が上向きの状態で吸着保持して回転する基板回転ステージ３１を備えている。基板回転ステージ３１は、円形のステージからなり、上面に、矩形の基板保持面３１ｈを有している。そして、矩形の基板保持面３１ｈには、全面に亘って、例えば２ｍｍ幅の細い溝３２が形成されており、この溝３２には、真空，加圧空気，純水（ＤＩＷ）等の流体を供給するための流体供給ライン３３が接続されている。これにより、流体供給ライン３３を真空源に接続することにより、基板保持面３１ｈの溝３２内を真空とし、基板Ｇを基板保持面３１ｈに真空吸着により保持することが可能である。
Next, each mechanism part of the substrate polishing apparatus 1 configured as shown in FIGS. 1 and 2 will be described in detail.
First, the substrate holding mechanism unit 3 will be described in detail. 3 and 4 are views showing the detailed structure of the substrate holding mechanism section 3, FIG. 3 is a plan view of the substrate holding mechanism section 3, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3 shows a state in which the substrate holding mechanism unit 3 is not holding the substrate G, and FIG. 4 shows a state in which the substrate holding mechanism unit 3 is holding the substrate G. As shown in FIGS. 3 and 4, the substrate holding mechanism unit 3 includes a substrate rotation stage 31 that rotates by sucking and holding a rectangular (square) large substrate G with the surface to be polished facing upward. The substrate rotation stage 31 is formed of a circular stage, and has a rectangular substrate holding surface 31h on the upper surface. A thin groove 32 having a width of, for example, 2 mm is formed over the entire surface of the rectangular substrate holding surface 31h, and fluid such as vacuum, pressurized air, pure water (DIW), or the like is formed in the groove 32. A fluid supply line 33 for supplying is connected. Thus, by connecting the fluid supply line 33 to a vacuum source, the inside of the groove 32 of the substrate holding surface 31h can be evacuated, and the substrate G can be held on the substrate holding surface 31h by vacuum suction.
基板回転ステージ３１は、概略円板状をなし、剛性を持たせるために下層部に鋼材を用い、基板保持面３１ｈが形成された上層部に樹脂材（例えば、ＰＶＣ）を用いている。基板回転ステージ３１は、中空軸３１ａに接続されており、その軸端にロータリージョイント３４が設けられており、真空源，加圧空気源，純水供給源などの流体供給源は、ロータリージョイント３４を介して流体供給ライン３３に接続されている。すなわち、中空軸３１ａの下端にロータリージョイント３４を設けることにより、回転するステージ部に固定外部より真空接続が可能である。また、垂直方向に延びる中空軸３１ａは、ウォームギア機構３５を介して水平方向の回転軸を有するモータ３６と接続されており、ウォームギア機構３５により互いに直交する２軸の間で動力の伝達を可能としている。 The substrate rotation stage 31 has a substantially disk shape, and a steel material is used for the lower layer portion to give rigidity, and a resin material (for example, PVC) is used for the upper layer portion where the substrate holding surface 31h is formed. The substrate rotation stage 31 is connected to a hollow shaft 31a, and a rotary joint 34 is provided at the shaft end. A fluid supply source such as a vacuum source, a pressurized air source, or a pure water supply source is a rotary joint 34. Is connected to the fluid supply line 33. That is, by providing the rotary joint 34 at the lower end of the hollow shaft 31a, the rotating stage portion can be vacuum-connected from the fixed outside. The hollow shaft 31a extending in the vertical direction is connected to a motor 36 having a horizontal rotation shaft through a worm gear mechanism 35, and enables transmission of power between two axes orthogonal to each other by the worm gear mechanism 35. Yes.
矩形の基板保持面３１ｈの外周部の四辺には、無端帯状のクッション材３７が貼り付けられており、基板吸着時の密着性およびシール性を向上させるようにしている。また、基板にソリがあっても、クッション材３７によって、基板のソリを吸収して基板との間に隙間ができないようにしている。
クッション材３７は、例えばバッキングフィルム（発泡ポリウレタン）のような、非常に柔軟な材質からなり、基板保持面３１ｈに吸着保持される基板Ｇの外周部に位置するように配置されている。クッション材３７は、基板Ｇの外周端から所定の範囲、例えば内側に２５ｍｍ〜５０ｍｍまでの範囲に設置することが望ましい。更に、クッション材３７は、基板保持面３１ｈの座ぐり部（凹部）に設置し、座ぐりの深さよりも少し厚く（例えば、座ぐりの深さよりも０．１ｍｍから０．５ｍｍ厚く）し、つぶし代を設けている。クッション材３７には、バッキングフィルムの他、シリコンゴムやＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）を用いてもよい。
An endless belt-like cushion material 37 is affixed to the four sides of the outer peripheral portion of the rectangular substrate holding surface 31h so as to improve the adhesion and sealing properties when adsorbing the substrate. Even if there is a warp on the substrate, the cushion material 37 absorbs the warp of the substrate so that there is no gap between the substrate and the substrate.
The cushion material 37 is made of a very flexible material such as a backing film (foamed polyurethane), for example, and is disposed on the outer peripheral portion of the substrate G that is sucked and held on the substrate holding surface 31h. The cushion material 37 is desirably installed in a predetermined range from the outer peripheral edge of the substrate G, for example, in a range from 25 mm to 50 mm inside. Further, the cushion material 37 is installed in a spot facing portion (recessed portion) of the substrate holding surface 31h, and is slightly thicker than the depth of the spot facing (for example, 0.1 mm to 0.5 mm thicker than the spot facing depth). Is provided. The cushion material 37 may be made of silicon rubber or EPDM (ethylene propylene rubber) in addition to the backing film.
上述したように、基板保持面３１ｈの外周部の四辺に、クッション材３７を設置することによって、基板保持面３１ｈの基板吸着時の密着性およびシール性を向上させ、基板Ｇの裏面側の真空度を向上させて基板Ｇを基板保持面３１ｈに確実に吸着保持できるようにしている。また、基板保持面３１ｈと基板Ｇの裏面との隙間に、パーティクルや異物の混入を防止でき、研磨中のチッピング（欠け）等の基板の損傷を防止することができる。これらのことから、クッション材３７の設置により、一枚一枚、撓み量（またはソリ量）の異なる基板Ｇを吸着した場合でも、確実に吸着できる。
一方、基板Ｇをクッション材３７を有した基板保持面３１ｈから取り外す際には、流体供給ライン３３に加圧空気を供給して、基板Ｇと基板保持面３１ｈとの間に気層を形成することにより、基板Ｇを容易に取り外すことができる。
As described above, by installing the cushion material 37 on the four sides of the outer peripheral portion of the substrate holding surface 31h, the adhesion and sealing properties of the substrate holding surface 31h when adsorbing the substrate are improved, and the vacuum on the back side of the substrate G is increased. Thus, the substrate G can be reliably sucked and held on the substrate holding surface 31h. Further, it is possible to prevent particles and foreign matters from entering the gap between the substrate holding surface 31h and the back surface of the substrate G, and to prevent damage to the substrate such as chipping (chip) during polishing. From these things, even if the board | substrate G from which the bending amount (or amount of warping) differs is adsorbed by the cushion material 37 one by one, it can adsorb | suck reliably.
On the other hand, when removing the substrate G from the substrate holding surface 31h having the cushion material 37, pressurized air is supplied to the fluid supply line 33 to form an air layer between the substrate G and the substrate holding surface 31h. Thus, the substrate G can be easily removed.
前記クッション材３７を有した矩形状の基板保持面３１ｈの周囲を囲むように、ガイドプレート３８が設けられている。ガイドプレート３８の水平面の高さは、基板Ｇの被研磨面の高さと概略同一となるように設定されている。ガイドプレート３８は、外周が円形をなし、内周が基板形状に合致する矩形をなしている。また、ガイドプレート３８は、例えばゴム等の弾性体３９を介して基板回転ステージ３１に固定されている。ガイドプレート３８は、複数に分割されており、例えば、図示するように、基板の角部四隅に当接する４つの鉤型状ガイドプレート片３８ａと、これら鉤型状プレート片３８ａの間に配置されるとともに基板の側面に当接する４つの略矩形状プレート片３８ｂとからなる８つの分割片で構成されている。 A guide plate 38 is provided so as to surround the periphery of the rectangular substrate holding surface 31 h having the cushion material 37. The height of the horizontal surface of the guide plate 38 is set to be approximately the same as the height of the surface to be polished of the substrate G. The guide plate 38 has a circular outer periphery and a rectangular shape whose inner periphery matches the substrate shape. The guide plate 38 is fixed to the substrate rotation stage 31 via an elastic body 39 such as rubber. The guide plate 38 is divided into a plurality of parts. For example, as shown in the drawing, the guide plate 38 is disposed between four saddle-shaped guide plate pieces 38a that abut on the four corners of the substrate and the saddle-like plate pieces 38a. And eight divided pieces composed of four substantially rectangular plate pieces 38b contacting the side surface of the substrate.
図５（ａ）および図５（ｂ）は、図３のＶ矢視図であり、相隣接するガイドプレートを水平方向から見た図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、相隣接するガイドプレート片３８ａ，３８ｂの間には、０．５〜１ｍｍ程度の隙間ｇが設けられており、研磨パッドがガイドプレート片３８ａ，３８ｂ間を移動する際に引っかかりが生じないように、分割面上部角部には、テーパー面３８Ｔ（図５（ａ）参照）または曲面３８Ｒ（図５（ｂ）参照）が形成されている。
上述したように、ガイドプレート３８を複数の分割片３８ａ，３８ｂで構成することにより、基板Ｇの外周端とガイドプレート３８間のクリアランス調整が容易になり、かつガイドプレート３８の交換も容易になる。研磨中に、研磨パッド１１がガイドプレート片３８ａ，３８ｂに摺接するが、全てのガイドプレート片が必ずしも均一に消耗するわけではないため、分割片ごとに交換できるので、メンテナンスコストを低減できる。
FIG. 5A and FIG. 5B are views as seen from the direction of arrow V in FIG. As shown in FIGS. 5A and 5B, a gap g of about 0.5 to 1 mm is provided between the adjacent guide plate pieces 38a and 38b, and the polishing pad serves as a guide plate. A tapered surface 38T (see FIG. 5 (a)) or a curved surface 38R (see FIG. 5 (b)) is formed at the upper corner of the dividing surface so that no catching occurs when moving between the pieces 38a and 38b. ing.
As described above, by configuring the guide plate 38 with the plurality of divided pieces 38a and 38b, the clearance between the outer peripheral edge of the substrate G and the guide plate 38 can be easily adjusted, and the guide plate 38 can be easily replaced. . During polishing, the polishing pad 11 is in sliding contact with the guide plate pieces 38a and 38b. However, since all the guide plate pieces are not necessarily consumed uniformly, they can be replaced for each divided piece, so that the maintenance cost can be reduced.
次に、図３乃至図５に示すように構成された基板保持機構部３の動作について、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
図６（ａ）は、基板搬送ロボット６（図１参照）から基板Ｇが基板保持機構部３の基板回転ステージ３１に受け渡された状態を示す模式的な断面図である。図６（ａ）に示すように、基板Ｇが基板保持機構部３の基板回転ステージ３１に載置されると、流体供給ライン３３をロータリージョイント３４（図４参照）を介して真空源に接続することにより、基板保持面３１ｈの溝３２内を真空とし、基板Ｇを基板保持面３１ｈに真空吸着により保持する。なお、基板Ｇが基板回転ステージ３１に載置される前に、流体供給ライン３３を純水供給源に接続してクッション材３７の上面に純水を供給し、クッション材３７の上面に薄い液膜を形成しておくと、基板Ｇの基板保持面３１ｈへの真空吸着をスムーズに行うことができる。図６（ａ）に示すように、基板Ｇがクッション材３７に密着して基板保持面３１ｈに真空吸着されている状態では、基板Ｇの被研磨面の高さは、ガイドプレート３８の上面の高さよりわずかに低くなっている。
Next, the operation of the substrate holding mechanism 3 configured as shown in FIGS. 3 to 5 will be described with reference to FIGS.
FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing a state in which the substrate G is delivered from the substrate transport robot 6 (see FIG. 1) to the substrate rotation stage 31 of the substrate holding mechanism unit 3. As shown in FIG. 6A, when the substrate G is placed on the substrate rotation stage 31 of the substrate holding mechanism unit 3, the fluid supply line 33 is connected to the vacuum source via the rotary joint 34 (see FIG. 4). As a result, the inside of the groove 32 of the substrate holding surface 31h is evacuated, and the substrate G is held on the substrate holding surface 31h by vacuum suction. Before the substrate G is placed on the substrate rotation stage 31, the fluid supply line 33 is connected to a pure water supply source to supply pure water to the upper surface of the cushion material 37, and a thin liquid is applied to the upper surface of the cushion material 37. If a film is formed, vacuum suction of the substrate G to the substrate holding surface 31h can be performed smoothly. As shown in FIG. 6A, in the state where the substrate G is in close contact with the cushion material 37 and is vacuum-adsorbed to the substrate holding surface 31h, the height of the polished surface of the substrate G is the height of the upper surface of the guide plate 38. It is slightly lower than the height.
図６（ｂ）は、基板Ｇが研磨パッドにより研磨されている状態を示す模式的な断面図である。図６（ｂ）に示すように、基板回転ステージ３１が基板Ｇを吸着保持して回転し、研磨ヘッド４１が回転を開始するとともに下降し、研磨ヘッド４１により保持された研磨パッド１１が基板Ｇの被研磨面に押し付けられ、基板Ｇと研磨パッド１１の相対運動により研磨される。研磨中に、研磨パッド１１を保持した研磨ヘッド４１が往復移動するため、研磨パッド１１が基板Ｇの全面に摺接することになり、基板Ｇの全面が研磨される。 FIG. 6B is a schematic cross-sectional view showing a state where the substrate G is polished by the polishing pad. As shown in FIG. 6B, the substrate rotation stage 31 sucks and holds the substrate G and rotates, the polishing head 41 starts rotating and descends, and the polishing pad 11 held by the polishing head 41 moves to the substrate G. Is pressed against the surface to be polished, and is polished by relative movement of the substrate G and the polishing pad 11. During polishing, since the polishing head 41 holding the polishing pad 11 reciprocates, the polishing pad 11 comes into sliding contact with the entire surface of the substrate G, and the entire surface of the substrate G is polished.
図６（ｃ）は、基板Ｇの外周部が研磨されている状態を示す模式的な断面図である。図６（ｃ）においては、研磨ヘッド４１の図示を省略している。図６（ｃ）に示すように、研磨パッドにより基板Ｇの外周部を研磨する場合には、研磨パッド１１と研磨プレート１２からなる研磨工具１０は、基板Ｇの外周部の被研磨面とガイドプレート３８の上面の両方に跨った状態となる。このとき、ガイドプレート３８は研磨パッド１１に押圧されるため、ガイドプレート３８を支持する弾性体３９が弾性的に変形し、ガイドプレート３８がわずかに沈み込み、基板Ｇの被研磨面とガイドプレート３８の上面は、同一の高さになり、あたかも基板Ｇの被研磨面がガイドプレート３８の部分まで延長されたようになる。したがって、研磨パッド１１が基板Ｇの外周端部を研磨する際に、研磨パッド１１が基板Ｇの外側に傾いて基板Ｇの外周端部が過研磨になる事態を防ぎ、基板の中心部から外周端まで均一な平坦度で研磨することができる。 FIG. 6C is a schematic cross-sectional view showing a state where the outer peripheral portion of the substrate G is polished. In FIG. 6C, the polishing head 41 is not shown. As shown in FIG. 6C, when the outer peripheral portion of the substrate G is polished with the polishing pad, the polishing tool 10 including the polishing pad 11 and the polishing plate 12 has a surface to be polished and a guide on the outer peripheral portion of the substrate G. It will be in the state straddling both the upper surfaces of the plate 38. At this time, since the guide plate 38 is pressed by the polishing pad 11, the elastic body 39 that supports the guide plate 38 is elastically deformed, the guide plate 38 slightly sinks, and the surface to be polished of the substrate G and the guide plate The upper surface of 38 has the same height, as if the surface to be polished of the substrate G is extended to the portion of the guide plate 38. Therefore, when the polishing pad 11 polishes the outer peripheral end portion of the substrate G, the situation that the polishing pad 11 is inclined to the outside of the substrate G and the outer peripheral end portion of the substrate G is overpolished is prevented. It is possible to polish with uniform flatness to the end.
研磨が終了したら、流体供給ライン３３（図４参照）と真空源との接続を遮断し、流体供給ライン３３を加圧空気源に接続して基板Ｇの裏面に加圧空気を噴出し、基板Ｇを基板保持面３１ｈから引き剥がす。なお、基板Ｇを基板保持面３１ｈから引き剥がした後に、流体供給ライン３３を純水供給源に接続して基板Ｇの裏面およびクッション材３７を含む基板保持面３１ｈを純水で洗浄することもできる。その後、基板搬送ロボット６（図１参照）により、基板Ｇを洗浄機７に搬送する。 When the polishing is completed, the connection between the fluid supply line 33 (see FIG. 4) and the vacuum source is cut off, the fluid supply line 33 is connected to the pressurized air source, and the pressurized air is ejected to the back surface of the substrate G. G is peeled off from the substrate holding surface 31h. Alternatively, after the substrate G is peeled off from the substrate holding surface 31h, the fluid supply line 33 is connected to a pure water supply source, and the substrate holding surface 31h including the back surface of the substrate G and the cushion material 37 is washed with pure water. it can. Thereafter, the substrate G is transferred to the cleaning machine 7 by the substrate transfer robot 6 (see FIG. 1).
次に、研磨ヘッド機構部４について詳細に説明する。図７および図８は、研磨ヘッド機構部４の詳細構造を示す図であり、研磨ヘッド機構部４の概略断面図である。なお、図７は、研磨ヘッド機構部４が研磨工具１０を保持していない状態を示し、図８は、研磨ヘッド機構部４が研磨工具１０を保持している状態を示している。図７および図８に示すように、研磨ヘッド機構部４は、基板の被研磨面を研磨するための研磨工具１０を保持する研磨ヘッド４１を備えている。研磨工具１０は、基板の被研磨面を研磨するための研磨パッド１１と、研磨パッド１１を保持するための円板状の研磨プレート１２とから構成されている。研磨工具１０は、予め装置外部で研磨パッド１１を研磨プレート１２に貼り付けることにより製作されている。 Next, the polishing head mechanism unit 4 will be described in detail. 7 and 8 are diagrams showing the detailed structure of the polishing head mechanism unit 4 and are schematic cross-sectional views of the polishing head mechanism unit 4. 7 shows a state in which the polishing head mechanism unit 4 does not hold the polishing tool 10, and FIG. 8 shows a state in which the polishing head mechanism unit 4 holds the polishing tool 10. As shown in FIGS. 7 and 8, the polishing head mechanism unit 4 includes a polishing head 41 that holds a polishing tool 10 for polishing a surface to be polished of a substrate. The polishing tool 10 includes a polishing pad 11 for polishing a surface to be polished of a substrate and a disc-shaped polishing plate 12 for holding the polishing pad 11. The polishing tool 10 is manufactured by sticking a polishing pad 11 to the polishing plate 12 in advance outside the apparatus.
研磨工具１０に用いることができる研磨パッドとしては種々のものがあり、例えば、ロデール社製のＳＵＢＡ８００、ＩＣ−１０００、ＩＣ−１０００／ＳＵＢＡ４００（二層クロス）、フジミインコーポレイテッド社製のＳｕｒｆｉｎ ｘｘｘ−５、Ｓｕｒｆｉｎ ０００等がある。ＳＵＢＡ８００、Ｓｕｒｆｉｎ ｘｘｘ−５、Ｓｕｒｆｉｎ ０００は繊維をウレタン樹脂で固めた不織布であり、ＩＣ−１０００は硬質の発泡ポリウレタン（単層）である。発泡ポリウレタンは、ポーラス（多孔質状）になっており、その表面に多数の微細なへこみまたは孔を有している。 There are various types of polishing pads that can be used for the polishing tool 10, such as SUBA800, IC-1000, IC-1000 / SUBA400 (double-layer cloth) manufactured by Rodel, and Surfin xxx- manufactured by Fujimi Incorporated. 5 and Surfin 000. SUBA800, Surfin xxx-5, and Surfin 000 are non-woven fabrics in which fibers are hardened with urethane resin, and IC-1000 is a hard foamed polyurethane (single layer). The polyurethane foam is porous (porous) and has a large number of fine dents or pores on its surface.
研磨ヘッド４１は、中空軸４１ａに接続されており、その軸端にロータリージョイント４４が設けられている。そして、真空源，加圧空気源，純水（ＤＩＷ）供給源，スラリー供給源（研磨液供給源）は、ロータリージョイント４４を介して、それぞれ第１流体供給ライン４３ａ，第２流体供給ライン４３ｂ，第３流体供給ライン４３ｃに接続可能になっている。すなわち、中空軸４１ａの上端にロータリージョイント４４を設けることにより、回転する研磨ヘッド部に固定外部より真空接続，加圧空気供給，スラリー供給，純水供給が可能である。また、垂直方向に延びる中空軸４１ａは、ウォームギア機構４５を介して水平方向に延びる回転軸を有するモータ４６と接続されており、ウォームギア機構４５により互いに直交する２軸の間で動力の伝達を可能としている。 The polishing head 41 is connected to a hollow shaft 41a, and a rotary joint 44 is provided at the end of the shaft. A vacuum source, a pressurized air source, a pure water (DIW) supply source, and a slurry supply source (polishing liquid supply source) are respectively supplied through a rotary joint 44 to a first fluid supply line 43a and a second fluid supply line 43b. , Can be connected to the third fluid supply line 43c. That is, by providing the rotary joint 44 at the upper end of the hollow shaft 41a, vacuum connection, pressurized air supply, slurry supply, and pure water supply can be made to the rotating polishing head part from the fixed outside. The hollow shaft 41a extending in the vertical direction is connected to a motor 46 having a rotating shaft extending in the horizontal direction via a worm gear mechanism 45, and power can be transmitted between two axes orthogonal to each other by the worm gear mechanism 45. It is said.
研磨ヘッド４１は、ヘッド本体４２と、研磨プレート１２を背面から真空吸着して保持することが可能な吸着プレート４７とを備えている。
図９は、図７のＩＸ矢視図であり、吸着プレート４７を下側から見た図である。図９に示すように、吸着プレート４７の下面には、全面に亘って、例えば２ｍｍ幅の円弧状の細い溝４７ａが形成されており、この溝４７ａには、図７および図８に示すように、第１流体供給ライン４３ａが接続されている。これにより、第１流体供給ライン４３ａを真空源に接続することにより、吸着プレート４７の表面の溝４７ａ内を真空とし、研磨工具１０を吸着プレート４７に真空吸着により保持することが可能である。吸着プレート４７には、研磨工具１０の研磨プレート１２が嵌り込むように、円形の凹部４７ｈが形成されている（図７参照）。なお、第１流体供給ライン４３ａは、加圧空気源および純水（ＤＩＷ）供給源に接続可能になっており、吸着プレート４７の溝４７ａより加圧空気や純水を噴出できる。
The polishing head 41 includes a head main body 42 and a suction plate 47 that can hold the polishing plate 12 by vacuum suction from the back surface.
FIG. 9 is a view taken along arrow IX in FIG. 7 and is a view of the suction plate 47 as viewed from below. As shown in FIG. 9, an arc-shaped thin groove 47a having a width of 2 mm, for example, is formed on the entire lower surface of the suction plate 47, and the groove 47a is formed as shown in FIGS. In addition, the first fluid supply line 43a is connected. Thus, by connecting the first fluid supply line 43a to a vacuum source, the inside of the groove 47a on the surface of the suction plate 47 can be evacuated, and the polishing tool 10 can be held on the suction plate 47 by vacuum suction. A circular recess 47h is formed in the suction plate 47 so that the polishing plate 12 of the polishing tool 10 is fitted (see FIG. 7). The first fluid supply line 43 a can be connected to a pressurized air source and a pure water (DIW) supply source, and pressurized air and pure water can be ejected from the groove 47 a of the suction plate 47.
図７に示すように、吸着プレート４７は、その外周縁がダイヤフラム４８を介してヘッド本体４２に接続されている。ヘッド本体４２のリング状部分４２ａの内周と吸着プレート４７の外周との間のダイヤフラム４８の幅は、全周に亘ってほぼ同一寸法である。即ち、吸着プレート４７は、全周に亘って均一な幅のダイヤフラム４８を介して研磨ヘッド４１に取り付けられており、これにより、吸着プレート４７は、全周に亘って均一に上下動自在となっている。ダイヤフラム４８は、研磨パッド１１の変形に追従しやすい材質と厚さを有している。すなわち、ダイヤフラム４８は、ＥＰＤＭ等の弾性材からなり、その厚さは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍに設定されている。 As shown in FIG. 7, the outer peripheral edge of the suction plate 47 is connected to the head body 42 via a diaphragm 48. The width of the diaphragm 48 between the inner periphery of the ring-shaped portion 42a of the head main body 42 and the outer periphery of the suction plate 47 is substantially the same over the entire periphery. That is, the suction plate 47 is attached to the polishing head 41 via a diaphragm 48 having a uniform width over the entire circumference, so that the suction plate 47 can move up and down uniformly over the entire circumference. ing. The diaphragm 48 has a material and a thickness that can easily follow the deformation of the polishing pad 11. That is, the diaphragm 48 is made of an elastic material such as EPDM, and its thickness is set to 1.0 mm to 2.0 mm.
前記吸着プレート４７、ヘッド本体４２およびダイヤフラム４８により、圧力流体が供給されるチャンバ（圧力室）４９を形成している。そして、吸着プレート４７とヘッド本体４２とダイヤフラム４８とで構成されるチャンバ（圧力室）４９内に、第２流体供給ライン４３ｂから所望の流体圧（空気圧）の加圧空気を供給することにより、吸着プレート４７に吸着保持している研磨工具１０を基板Ｇの被研磨面に押し付け、研磨を行うことができる。第２流体供給ライン４３ｂに供給する加圧空気の圧力は、圧力調整機構（図示せず）により所望の圧力に調整可能になっており、研磨工具１０の研磨パッド１１の研磨圧力を任意の値に調整可能である。また、チャンバ４９内に真空圧を供給することにより、研磨工具１０を基板Ｇの被研磨面から離間させることができる。 The suction plate 47, the head main body 42, and the diaphragm 48 form a chamber (pressure chamber) 49 to which a pressure fluid is supplied. Then, by supplying pressurized air having a desired fluid pressure (pneumatic pressure) from the second fluid supply line 43b into a chamber (pressure chamber) 49 constituted by the suction plate 47, the head main body 42, and the diaphragm 48, Polishing can be performed by pressing the polishing tool 10 held by suction on the suction plate 47 against the surface to be polished of the substrate G. The pressure of the pressurized air supplied to the second fluid supply line 43b can be adjusted to a desired pressure by a pressure adjusting mechanism (not shown), and the polishing pressure of the polishing pad 11 of the polishing tool 10 can be set to an arbitrary value. Can be adjusted. Further, the polishing tool 10 can be separated from the surface to be polished of the substrate G by supplying a vacuum pressure into the chamber 49.
前記吸着プレート４７は、研磨ヘッド４１の内部に形成されるチャンバ（圧力室）４９内の流体圧を研磨プレート１２に対して均一に伝達できるように十分な柔軟性を有している。吸着プレート４７は、例えば、厚さ２ｍｍのＰＶＣを用いている。また、研磨プレート１２も同様に十分な柔軟性を有する素材を用いることが望ましく、例えば、厚さ３〜５ｍｍのＰＶＣを用いる。これにより、吸着プレート４７および研磨プレート１２を介して、研磨パッド１１の全面を均一な荷重分布で基板Ｇの被研磨面に押し付けることが可能である。例えば、５０〜２５０ｈＰａの研磨圧力で基板を研磨することが可能である。なお、吸着プレート４７および研磨プレート１２は、ＰＶＣ以外にＦＲＰ（繊維強化プラスチック）や硬質ゴム等を用いることができる。 The suction plate 47 has sufficient flexibility so that the fluid pressure in a chamber (pressure chamber) 49 formed inside the polishing head 41 can be uniformly transmitted to the polishing plate 12. For the suction plate 47, for example, PVC having a thickness of 2 mm is used. Similarly, it is desirable to use a material having sufficient flexibility for the polishing plate 12, for example, PVC having a thickness of 3 to 5 mm. As a result, the entire surface of the polishing pad 11 can be pressed against the surface to be polished of the substrate G with a uniform load distribution via the suction plate 47 and the polishing plate 12. For example, the substrate can be polished with a polishing pressure of 50 to 250 hPa. The suction plate 47 and the polishing plate 12 may be made of FRP (fiber reinforced plastic), hard rubber, or the like in addition to PVC.
図１０は、図８のＸ部の拡大図である。図１０に示すように、研磨パッド１１および研磨プレート１２は、それぞれ中央に開口部１１ａ，１２ａを有している。そして、これら開口部１１ａ，１２ａは、吸着プレート４７の中央部の開口部４７ｂに連通されるようになっており、吸着プレート４７の開口部４７ｂには、チューブ配管ＴＰを有した第３流体供給ライン４３ｃが接続されている。なお、吸着プレート４７と研磨プレート１２との接触面をシールするために、シール部材Ｓが介装されている。
上述の構成により、第３流体供給ライン４３ｃをスラリー供給源（研磨液供給源）に接続することにより（図７参照）、スラリー（研磨液）を吸着プレート４７の中央部の開口部４７ｂを通して研磨パッド１１の中心より基板Ｇの表面に供給し、基板Ｇの被研磨面と研磨パッド１１との間にスラリーを介在させることができる。なお、第３流体供給ライン４３ｃは、純水（ＤＩＷ）供給源に接続可能になっており、純水を吸着プレート４７の中央部の開口部４７ｂを通して研磨パッド１１の中心より基板Ｇの表面に供給し、水ポリッシング（水研磨）時に基板Ｇの被研磨面と研磨パッド１１との間に純水を介在させることができる。
FIG. 10 is an enlarged view of a portion X in FIG. As shown in FIG. 10, the polishing pad 11 and the polishing plate 12 have openings 11a and 12a at the centers, respectively. The openings 11a and 12a communicate with the opening 47b at the center of the suction plate 47, and the third fluid supply having a tube pipe TP is provided in the opening 47b of the suction plate 47. Line 43c is connected. A sealing member S is interposed to seal the contact surface between the suction plate 47 and the polishing plate 12.
With the above-described configuration, the third fluid supply line 43c is connected to a slurry supply source (polishing liquid supply source) (see FIG. 7), whereby the slurry (polishing liquid) is polished through the opening 47b at the center of the suction plate 47. The slurry can be supplied between the surface to be polished of the substrate G and the polishing pad 11 by supplying the surface of the substrate G from the center of the pad 11. The third fluid supply line 43c can be connected to a pure water (DIW) supply source, and the pure water passes from the center of the polishing pad 11 to the surface of the substrate G through the opening 47b in the center of the suction plate 47. It is possible to supply pure water between the surface to be polished of the substrate G and the polishing pad 11 during water polishing (water polishing).
次に、図７乃至図１０に示すように構成された研磨ヘッド機構部４の動作を説明する。
研磨ヘッド機構部４は、研磨工具受渡し機構部９（後述する）から、研磨パッド１１を研磨プレート１２に貼り付けることにより構成した研磨工具１０を受け取る。この際、第１流体供給ライン４３ａを真空源に接続することにより、吸着プレート４７の表面の溝４７ａ内を真空とし、研磨工具１０を吸着プレート４７に真空吸着により保持する。そして、研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１が回転を開始するとともに下降し、チャンバ（圧力室）４９内に、第２流体供給ライン４３ｂから所望の流体圧（空気圧）の加圧空気を供給することにより、吸着プレート４７に吸着保持している研磨工具１０を所望の圧力で基板Ｇの被研磨面に押圧する。このとき、第３流体供給ライン４３ｃをスラリー供給源（研磨液供給源）に接続することにより、スラリー（研磨液）を研磨パッド１１の中心より基板Ｇの表面に供給し、基板Ｇの被研磨面と研磨パッド１１との間にスラリーを介在させる。そして、基板回転ステージ３１が基板Ｇを吸着保持して回転しており、また研磨ヘッド４１も基板Ｇを吸着保持して回転しており、基板Ｇと研磨パッド１１の相対運動により研磨される。
Next, the operation of the polishing head mechanism unit 4 configured as shown in FIGS. 7 to 10 will be described.
The polishing head mechanism unit 4 receives a polishing tool 10 configured by attaching a polishing pad 11 to a polishing plate 12 from a polishing tool delivery mechanism unit 9 (described later). At this time, by connecting the first fluid supply line 43a to a vacuum source, the inside of the groove 47a on the surface of the suction plate 47 is evacuated, and the polishing tool 10 is held on the suction plate 47 by vacuum suction. Then, the polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4 starts rotating and descends, and pressurized air having a desired fluid pressure (air pressure) is supplied into the chamber (pressure chamber) 49 from the second fluid supply line 43b. As a result, the polishing tool 10 held by suction on the suction plate 47 is pressed against the surface to be polished of the substrate G with a desired pressure. At this time, by connecting the third fluid supply line 43c to a slurry supply source (polishing liquid supply source), the slurry (polishing liquid) is supplied to the surface of the substrate G from the center of the polishing pad 11, and the substrate G is polished. A slurry is interposed between the surface and the polishing pad 11. The substrate rotation stage 31 rotates while attracting and holding the substrate G, and the polishing head 41 is also rotated while attracting and holding the substrate G, and is polished by the relative movement of the substrate G and the polishing pad 11.
本実施形態によれば、基板Ｇに摺接している研磨パッド１１の開口から基板Ｇの被研磨面上にスラリー（研磨液）を流下させることができるため、研磨パッド１１が接触して研磨されつつある基板Ｇの被研磨部分に、研磨液を直接に供給することができる。したがって、研磨パッド１１が接触して研磨されつつある基板Ｇの被研磨部分にスラリー（研磨液）を過不足なく必要な量だけ供給できる。 According to the present embodiment, since the slurry (polishing liquid) can flow down on the surface to be polished of the substrate G from the opening of the polishing pad 11 that is in sliding contact with the substrate G, the polishing pad 11 contacts and is polished. The polishing liquid can be supplied directly to the part to be polished of the substrate G that is being supplied. Therefore, a necessary amount of slurry (polishing liquid) can be supplied to the portion to be polished of the substrate G that is being polished by contact with the polishing pad 11 without excess or deficiency.
スラリー（研磨液）を用いた研磨が終了すると、第３流体供給ライン４３ｃを純水供給源に接続することにより、純水を研磨パッド１１の中心より基板Ｇの表面に供給し、基板Ｇの被研磨面と研磨パッド１１との間に純水を介在させて水ポリッシングを行い、基板表面に残留するスラリーを排除する。水ポリッシングの終了後、研磨ヘッド４１に加圧空気を供給する第２流体供給ライン４３ｂのバルブを閉め、研磨ヘッド４１を上昇させて、基板表面から研磨工具１０を離間させる。なお、第２流体供給ライン４３ｂを真空源に接続し、チャンバ（圧力室）４９内を真空圧（負圧）にして基板表面から研磨工具１０を離間させるようにしてもよい。その後、研磨ヘッド４１をドレッシング機構部８に移動させて研磨パッド１１のドレッシングを行う。 When the polishing using the slurry (polishing liquid) is completed, the third fluid supply line 43c is connected to a pure water supply source to supply pure water from the center of the polishing pad 11 to the surface of the substrate G. Water polishing is performed with pure water interposed between the surface to be polished and the polishing pad 11 to eliminate slurry remaining on the substrate surface. After the water polishing is completed, the valve of the second fluid supply line 43b that supplies pressurized air to the polishing head 41 is closed, the polishing head 41 is raised, and the polishing tool 10 is separated from the substrate surface. Note that the second fluid supply line 43b may be connected to a vacuum source, and the inside of the chamber (pressure chamber) 49 may be vacuumed (negative pressure) to separate the polishing tool 10 from the substrate surface. Thereafter, the polishing head 41 is moved to the dressing mechanism 8 to dress the polishing pad 11.
次に、コラム機構部５について詳細に説明する。図１１および図１２は、コラム機構部５の詳細構造を示す図であり、図１１はコラム機構部５の立面図であり、図１２はコラム機構部５の側面図である。コラム機構部５は、研磨ヘッド４１を支持して水平方向に往復運動させる移動機構部を構成している。図１１および図１２に示すように、コラム機構部５は、門型の形状を有するコラム５１を備えており、門型のコラム５１は基板保持機構部３の基板回転ステージ３１を跨ぐように設けられている。コラム５１は、ベースフレーム５２の上面に設置された水平方向に延びるリニアガイド５３，５３に走行可能に支持されている。そして、コラム５１の中央部に、研磨工具１０を保持する研磨ヘッド４１を有した研磨ヘッド機構部４が取り付けられている。すなわち、コラム５１は、基板回転ステージ３１の両サイドのベースフレーム５２に設けられた水平方向のリニアガイド５３，５３に走行可能に支持されており、コラム５１は、基板回転ステージ３１を跨ぐように配置されている。そして、コラム５１の中央部に、研磨ヘッド４１がコラム５１から垂下するように取り付けられている。 Next, the column mechanism unit 5 will be described in detail. FIGS. 11 and 12 are views showing the detailed structure of the column mechanism unit 5, FIG. 11 is an elevation view of the column mechanism unit 5, and FIG. 12 is a side view of the column mechanism unit 5. The column mechanism 5 constitutes a moving mechanism that supports the polishing head 41 and reciprocates in the horizontal direction. As shown in FIGS. 11 and 12, the column mechanism unit 5 includes a column 51 having a gate shape, and the portal column 51 is provided so as to straddle the substrate rotation stage 31 of the substrate holding mechanism unit 3. It has been. The column 51 is supported by linear guides 53, 53 that are installed on the upper surface of the base frame 52 and extend in the horizontal direction. A polishing head mechanism 4 having a polishing head 41 that holds the polishing tool 10 is attached to the center of the column 51. That is, the column 51 is supported so as to be able to run on horizontal linear guides 53 and 53 provided on the base frame 52 on both sides of the substrate rotation stage 31, and the column 51 straddles the substrate rotation stage 31. Has been placed. A polishing head 41 is attached to the center of the column 51 so as to hang down from the column 51.
前記コラム５１の両サイドには、リニアガイド５３，５３と平行に延びるラック５５，５５が配置されており、これらラック５５，５５は、ベースフレーム５２の上面に固定されている。そして、コラム５１の両側部には、ピニオン５６を有したコラム走行駆動モータ５７が固定されている。ピニオン５６はラック５５に係合するようになっており、コラム走行駆動モータ５７を駆動することにより、ラック５５とピニオン５６とから構成されるラックピニオン機構が作動し、コラム５１はリニアガイド５３，５３に沿って走行して往復移動可能になっている。
また、図１１に示すように、研磨ヘッド機構部４のウォームギア機構４５、モータ４６を収納した上部ケース５０と、コラム機構部５のコラム５１とは、上下方向のリニアガイド５８を介して接続されており、研磨ヘッド機構部４の全体は、コラム５１に対して、ボールネジ５９とモータ６０により上下方向に移動可能になっている。ボールネジ５９とモータ６０は、コラム５１に対して研磨ヘッド４１を上下動させる上下動機構を構成している。
Racks 55 and 55 extending in parallel with the linear guides 53 and 53 are disposed on both sides of the column 51, and these racks 55 and 55 are fixed to the upper surface of the base frame 52. A column travel drive motor 57 having a pinion 56 is fixed to both sides of the column 51. The pinion 56 is engaged with the rack 55, and by driving the column travel drive motor 57, a rack and pinion mechanism composed of the rack 55 and the pinion 56 is operated, and the column 51 includes the linear guide 53, The vehicle travels along 53 and can move back and forth.
Further, as shown in FIG. 11, the worm gear mechanism 45 of the polishing head mechanism unit 4, the upper case 50 housing the motor 46, and the column 51 of the column mechanism unit 5 are connected via a linear guide 58 in the vertical direction. The entire polishing head mechanism 4 is movable in the vertical direction with respect to the column 51 by a ball screw 59 and a motor 60. The ball screw 59 and the motor 60 constitute a vertical movement mechanism that moves the polishing head 41 up and down relative to the column 51.
図１３は図１２のＸIII矢視図である。図１２および図１３に示すように、コラム機構５のコラム５１には、洗浄ロール機構１１０が設置されている。洗浄ロール機構１１０は、円筒状の洗浄ロール１１１と、洗浄ロール１１１の両端部に設けられ洗浄ロール１１１を昇降させる洗浄ロール昇降シリンダ１１２とを備えている。洗浄ロール１１１は、ＰＶＡスポンジロールなどからなり、基板回転ステージ３１の直径よりやや長く設定されている。また、洗浄ロール昇降シリンダ１１２は、シリンダ部がコラム５１に固定され、ピストン部が洗浄ロール１１１の端部に接続されるように構成されている。したがって、昇降シリンダ１１２を作動させることに、洗浄ロール１１１をコラム５１に対して上下動させて、洗浄ロール１１１を基板Ｇに接触させ又は基板Ｇから離間させることができる。洗浄ロール１１１の一端には、洗浄ロール回転モータ１１３が連結されており、このモータ１１３により洗浄ロール１１１が軸芯の周りに回転可能になっている。 13 is a view taken in the direction of arrow XIII in FIG. As shown in FIGS. 12 and 13, a cleaning roll mechanism 110 is installed in the column 51 of the column mechanism 5. The cleaning roll mechanism 110 includes a cylindrical cleaning roll 111 and a cleaning roll lifting cylinder 112 that is provided at both ends of the cleaning roll 111 and moves the cleaning roll 111 up and down. The cleaning roll 111 is made of a PVA sponge roll or the like, and is set slightly longer than the diameter of the substrate rotation stage 31. In addition, the cleaning roll elevating cylinder 112 is configured such that the cylinder portion is fixed to the column 51 and the piston portion is connected to the end portion of the cleaning roll 111. Therefore, when the elevating cylinder 112 is operated, the cleaning roll 111 can be moved up and down with respect to the column 51 to bring the cleaning roll 111 into contact with or away from the substrate G. A cleaning roll rotating motor 113 is connected to one end of the cleaning roll 111, and the cleaning roll 111 can be rotated around the axis by the motor 113.
次に、図１１乃至図１３に示すように構成されたコラム機構５を備えた研磨装置の動作を説明する。
ラック５５とピニオン５６とから構成されるラックピニオン機構を作動させることにより、コラム５１はリニアガイド５３，５３に沿って走行して往復移動（往復運動）する。したがって、研磨ヘッド４１は、回転する基板Ｇに対して、回転する研磨パッド１１を押付けながら、基板回転ステージ３１の半径方向に往復移動（往復運動）することができる。これにより、研磨パッド１１を基板の中心部と基板の外周端との間で往復移動（往復運動）させることができる。研磨パッド１１を基板の中心部から外周端まで基板の対角線の長さのおよそ半分だけ走査（スキャン）すれば、基板全面に亘って研磨できる。基板の中心部を研磨するには、必ずしも研磨パッドの中心が基板の中心に一致するまで移動する必要はなく、研磨パッドの研磨面の少なくとも一部が基板の中心を通過すれば良い。また、基板の外周端を研磨するには、研磨パッドの研磨面の少なくとも一部が基板の角部を通過すれば良い。なお、研磨パッドの中心が基板の中心を越えて反対側まで移動しても良く、また、研磨パッドの中心が基板の角部を越えて外側にオーバーハングしても良いのはもちろんである。
Next, the operation of the polishing apparatus provided with the column mechanism 5 configured as shown in FIGS. 11 to 13 will be described.
By operating a rack and pinion mechanism composed of a rack 55 and a pinion 56, the column 51 travels along the linear guides 53 and 53 and reciprocates (reciprocates). Therefore, the polishing head 41 can reciprocate (reciprocate) in the radial direction of the substrate rotation stage 31 while pressing the rotating polishing pad 11 against the rotating substrate G. Thereby, the polishing pad 11 can be reciprocated (reciprocated) between the central portion of the substrate and the outer peripheral end of the substrate. If the polishing pad 11 is scanned from the center of the substrate to the outer peripheral edge by about half the length of the diagonal line of the substrate, the entire surface of the substrate can be polished. In order to polish the center portion of the substrate, it is not always necessary to move the polishing pad until the center of the polishing pad coincides with the center of the substrate. It is sufficient that at least a part of the polishing surface of the polishing pad passes through the center of the substrate. Further, in order to polish the outer peripheral edge of the substrate, it is sufficient that at least a part of the polishing surface of the polishing pad passes through the corner of the substrate. Of course, the center of the polishing pad may move to the opposite side beyond the center of the substrate, and the center of the polishing pad may overhang outward beyond the corner of the substrate.
最適な基板Ｇの回転数と研磨ヘッド４１の半径方向の揺動速度を組み合わせることにより、基板全面に亘って所望の研磨レートで研磨して、所望の研磨プロファイルを創出することが可能となる。また、好ましくは、研磨ヘッド４１の回転数を基板Ｇの回転数に近づけることにより、研磨パッド全面内の基板に対する相対速度分布を均一にすることが可能となり、より均一な研磨を行うことが容易になる。研磨ヘッド４１の回転数は１０〜５０ｒｐｍ、研磨ヘッド４１の揺動速度（往復運動の速度）は５〜１００ｍｍ／ｓｅｃが望ましい。さらに、研磨ヘッド４１の揺動速度は、基板Ｇを半径方向に５〜２０程度のエリアに分割して、それぞれのエリアを段階的に速度変化（例えば、半径方向で外側にいくほど速度を下げる）させていくことが可能なようにプログラミングする。一例として、揺動速度と研磨プロファイルの関係をシミュレートした結果を図１９に示す。なお、本シミュレートのモデルにおいては、研磨ヘッドの移動は直線運動でなく円弧運動のため、揺動速度の単位が（degree/sec）になっているが、これを移動速度に換算すればよい。
この例においては、研磨ヘッドが一定速度で揺動した場合、基板中心付近が研磨量が大きく、基板外周に行くに従い研磨量が小さく、グラフでは右下がりのプロファイルになる実データがあることを前提とする。そのようなデータがあった場合に、基板の中心付近では研磨ヘッドの滞在時間が相対的に短く、基板外周に行くに従い滞在時間が長くなるように、研磨ヘッドの走査（揺動）速度は逆に中心付近では速く、外周付近では遅くする（研磨ヘッド走査レシピ）。そうすることで、各々の場所で研磨量は、研磨ヘッドが一定速度だった場合に比べてその滞在時間が変化した倍数分だけ変化する。予測研磨量とは、その計算値をプロットしたものである。この場合は、研磨ヘッドを外周側を遅く揺動させたことによりフラットな研磨プロファイルになるはずであるというシミュレート結果を示している。
また、ガラス基板のソリや前工程での不均一性などにより、研磨残りが発生した場合、基板回転軸と研磨ヘッド揺動軸の位置決めにより、追い研磨したい領域にのみ、研磨ヘッドを当てて研磨ヘッドのみの回転と、１０ｍｍ程度の小刻みな揺動をかけて研磨し、タッチアップすることが可能である。
By combining the optimum number of rotations of the substrate G and the rocking speed of the polishing head 41 in the radial direction, it is possible to create a desired polishing profile by polishing the entire surface of the substrate at a desired polishing rate. Preferably, by making the rotation speed of the polishing head 41 close to the rotation speed of the substrate G, the relative velocity distribution with respect to the substrate within the entire surface of the polishing pad can be made uniform, and it is easy to perform more uniform polishing. become. The rotational speed of the polishing head 41 is preferably 10 to 50 rpm, and the rocking speed (reciprocating speed) of the polishing head 41 is preferably 5 to 100 mm / sec. Further, the rocking speed of the polishing head 41 is obtained by dividing the substrate G into areas of about 5 to 20 in the radial direction, and changing the speed of each area stepwise (for example, the speed decreases as going outward in the radial direction). ) Programming so that it can be done. As an example, the result of simulating the relationship between the rocking speed and the polishing profile is shown in FIG. In this simulation model, the movement of the polishing head is not a linear motion but an arc motion, so the unit of rocking speed is (degree / sec), but this can be converted to a moving speed. .
In this example, when the polishing head swings at a constant speed, it is assumed that the polishing amount is large near the center of the substrate, the polishing amount is small as it goes to the outer periphery of the substrate, and there is actual data that has a profile that falls to the right in the graph And When there is such data, the scanning (swinging) speed of the polishing head is reversed so that the dwell time of the polishing head is relatively short near the center of the substrate and the dwell time becomes longer as it goes to the outer periphery of the substrate. However, it is faster near the center and slower near the periphery (polishing head scanning recipe). By doing so, the amount of polishing at each location changes by a multiple that the staying time has changed compared to when the polishing head was at a constant speed. The predicted polishing amount is a plot of the calculated value. In this case, a simulation result is shown that a flat polishing profile should be obtained by slowly swinging the polishing head on the outer peripheral side.
In addition, when polishing residue occurs due to the warpage of the glass substrate or non-uniformity in the previous process, the polishing head is applied only to the area to be additionally polished by positioning the substrate rotation shaft and the polishing head swing shaft. It is possible to polish and touch up by rotating only the head and swinging by about 10 mm.
スラリー（研磨液）による研磨が終了すると、第３流体供給ライン４３ｃ（図８参照）から純水を供給し、基板Ｇの被研磨面と研磨パッド１１との間に純水を介在させて水ポリッシングを連続で実施し、基板表面に残留するスラリーを排除する。水ポリッシングが終了したら、研磨ヘッド４１に加圧空気を供給する第２流体供給ライン４３ｂのバルブを閉め、研磨ヘッド４１を上昇させて、基板表面から研磨工具１０を離間させる。次に、コラム機構部５に設けられた洗浄ロール機構１１０を作動させる。すなわち、洗浄ロール１１１を回転させながら、洗浄ロール昇降シリンダ１１２を作動させて洗浄ロール１１１を下降させ、洗浄ロール１１１を基板Ｇに押し付ける。このとき、第３流体供給ライン４３ｃを純水供給源に接続することにより、純水を研磨パッド１１の中心より基板Ｇの表面に供給する。そして、コラム５１を走行させ、洗浄ロール１１１を基板の中心部と基板の外周端との間で往復移動（往復運動）させる。これにより、基板回転と洗浄ロールの水平移動の組み合わせにより、効果的な洗浄を行うことができる。 When the polishing with the slurry (polishing liquid) is completed, pure water is supplied from the third fluid supply line 43c (see FIG. 8), and the pure water is interposed between the surface to be polished of the substrate G and the polishing pad 11 to provide water. Polishing is performed continuously to eliminate slurry remaining on the substrate surface. When the water polishing is completed, the valve of the second fluid supply line 43b that supplies pressurized air to the polishing head 41 is closed, the polishing head 41 is raised, and the polishing tool 10 is separated from the substrate surface. Next, the cleaning roll mechanism 110 provided in the column mechanism unit 5 is operated. That is, while rotating the cleaning roll 111, the cleaning roll lifting cylinder 112 is operated to lower the cleaning roll 111 and press the cleaning roll 111 against the substrate G. At this time, pure water is supplied from the center of the polishing pad 11 to the surface of the substrate G by connecting the third fluid supply line 43c to a pure water supply source. Then, the column 51 is caused to travel, and the cleaning roll 111 is reciprocated (reciprocated) between the central portion of the substrate and the outer peripheral end of the substrate. Thus, effective cleaning can be performed by a combination of substrate rotation and horizontal movement of the cleaning roll.
基板の洗浄後に、ラックピニオン機構を作動させることにより、コラム５１を移動させ、研磨工具１０を保持した研磨ヘッド４１をドレッシング機構部８または研磨工具受渡し機構部９に移動させることができる。本実施形態によれば、研磨工具１０の往復運動の延長線上に、ドレッシング機構部８および研磨工具受渡し機構部９を設けることにより、研磨パッド１１の再生や交換に関わる一連の動作時間を最少にすることができる。 By operating the rack and pinion mechanism after cleaning the substrate, the column 51 can be moved, and the polishing head 41 holding the polishing tool 10 can be moved to the dressing mechanism 8 or the polishing tool delivery mechanism 9. According to the present embodiment, by providing the dressing mechanism portion 8 and the polishing tool delivery mechanism portion 9 on the extension line of the reciprocating motion of the polishing tool 10, a series of operation times related to the regeneration and replacement of the polishing pad 11 is minimized. can do.
次に、ドレッシング機構部８について詳細に説明する。図１４および図１５は、ドレッシング機構部８を示す図であり、図１４は、ドレッシング機構部８、コラム機構部５および基板保持機構部３の配置関係を示す模式的な平面図であり、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ線断面図である。
図１４に示すように、基板回転ステージ３１の横、コラム移動線上には、研磨パッドの表面を所望の粗さに再生するためのドレッシング機構部８が配置されている。図１４および図１５に示すように、ドレッシング機構部８は研磨パッドの表面に接触して所望の粗さに再生するためのドレッシングステージ８１を備えている。ドレッシングステージ８１には、小径のコンディショナー８２が複数個配置されており、コンディショナー８２の上面には、ダイヤモンドペレットが電着されている。研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１は、ドレッシングステージ８１のコンディショナー８２の表面に研磨パッド１１を加圧して押付けることが可能である。コンディショナー８２を有したドレッシングステージ８１の全体は、容器８３内に収容されている。また、ドレッシングステージ８１を収容している容器８３内に純水供給部８４から純水を供給することにより、ドレッシングステージ８１を常に純水に水没させた状態を形成することができる。
Next, the dressing mechanism unit 8 will be described in detail. 14 and 15 are diagrams showing the dressing mechanism unit 8, and FIG. 14 is a schematic plan view showing the arrangement relationship of the dressing mechanism unit 8, the column mechanism unit 5 and the substrate holding mechanism unit 3. 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG.
As shown in FIG. 14, a dressing mechanism unit 8 for regenerating the surface of the polishing pad to a desired roughness is disposed beside the substrate rotation stage 31 and on the column movement line. As shown in FIGS. 14 and 15, the dressing mechanism unit 8 includes a dressing stage 81 for contacting the surface of the polishing pad and regenerating it to a desired roughness. A plurality of small-diameter conditioners 82 are arranged on the dressing stage 81, and diamond pellets are electrodeposited on the upper surface of the conditioner 82. The polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4 can press and press the polishing pad 11 against the surface of the conditioner 82 of the dressing stage 81. The entire dressing stage 81 having the conditioner 82 is accommodated in a container 83. In addition, by supplying pure water from the pure water supply unit 84 into the container 83 in which the dressing stage 81 is accommodated, it is possible to form a state where the dressing stage 81 is always submerged in pure water.
図１４および図１５に示すように構成されたドレッシング機構部８により、卸し立ての新しい研磨パッドのドレッシングや、研磨後の研磨パッドの再生を行うドレッシングを行うことができる。新しい研磨パッドは、表面が荒れていないため研磨能力に欠け、また製品ごとの個体差によって研磨パッド表面にはうねりがあるため、それらを是正して研磨に使える状態にするために、研磨能力が大きくなるようにパッド表面を荒らす初期目立てと称する表面調整（ドレッシング）をする必要がある。また、研磨パッドは、研磨後には、研磨能力が衰えるため、衰えた研磨能力を回復するためのドレッシングを行うことが必要がある。 The dressing mechanism 8 configured as shown in FIG. 14 and FIG. 15 can perform dressing for a new polishing pad as a wholesale and dressing for regenerating the polishing pad after polishing. The new polishing pad lacks the polishing ability because the surface is not rough, and the polishing pad surface has waviness due to individual differences between products, so the polishing ability is corrected in order to make it ready for polishing. It is necessary to perform surface adjustment (dressing) called initial sharpening that roughens the pad surface so as to increase. In addition, since the polishing ability of the polishing pad declines after polishing, it is necessary to perform dressing for recovering the deteriorated polishing ability.
上記ドレッシングに際して、研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１は、研磨時と同様に作動して、ドレッシングステージ８１のコンディショナー８２に研磨パッド１１の表面（研磨面）を押し付ける。そして、研磨ヘッド４１の回転運動およびコラム５１の揺動運動（往復運動）の組み合わせにより、研磨パッド１１の目立・再生のためのドレッシングを行う。ドレッシング中、純水が純水供給部８４から容器８３内に供給され、純水は容器８３の上端からオーバーフローするようになっている。これにより、コンディショナー８２によって掻き出される研磨パッド１１上のごみやドレス滓を効果的に排出できると共に、ドレッシング時の発熱を効果的に抑制することができる。また、非研磨時（アイドリング時）には、ドレッシングステージ８１上で研磨パッドの表面を純水に浸漬し、研磨パッドの乾燥を防止することができる。
ドレッシングが終了した研磨パッド１１を保持した研磨ヘッド４１は、次の基板Ｇの研磨を行うために基板保持機構部３の基板回転ステージ３１の上方に戻る。
During the dressing, the polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4 operates in the same manner as during polishing, and presses the surface (polishing surface) of the polishing pad 11 against the conditioner 82 of the dressing stage 81. Then, dressing for conspicuous and regenerating the polishing pad 11 is performed by a combination of the rotational movement of the polishing head 41 and the swinging movement (reciprocating movement) of the column 51. During dressing, pure water is supplied from the pure water supply unit 84 into the container 83, and the pure water overflows from the upper end of the container 83. Thereby, the dust and dressing on the polishing pad 11 scraped by the conditioner 82 can be effectively discharged, and heat generation during dressing can be effectively suppressed. Further, at the time of non-polishing (during idling), the surface of the polishing pad can be immersed in pure water on the dressing stage 81 to prevent the polishing pad from drying.
The polishing head 41 that holds the polishing pad 11 that has been dressed returns to above the substrate rotation stage 31 of the substrate holding mechanism unit 3 in order to polish the next substrate G.
次に、研磨工具受渡し機構部９について詳細に説明する。
図１に示すように、研磨工具受渡し機構部９は、コラム移動線上に配置されており、研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１との間で研磨工具１０の受け渡しを行うプッシャー９１と、研磨工具１０を収納する棚を垂直方向に複数段備えて複数の研磨工具１０を収納することができる研磨工具ステーション９２と、研磨工具１０をプッシャー９１と研磨工具ステーション９２との間で移載する移載ユニット９３とを備えている。
Next, the polishing tool delivery mechanism 9 will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the polishing tool delivery mechanism unit 9 is disposed on the column movement line, and a pusher 91 that delivers the polishing tool 10 to and from the polishing head 41 of the polishing head mechanism unit 4, and the polishing tool A polishing tool station 92 capable of storing a plurality of polishing tools 10 by providing a plurality of shelves 10 in the vertical direction, and transferring the polishing tool 10 between the pusher 91 and the polishing tool station 92. Unit 93.
図１６および図１７は、プッシャー９１の詳細構造を示す図であり、図１６はプッシャー９１を示す断面図であり、図１７は研磨ヘッド機構部４とプッシャー９１との間で研磨工具１０を受け渡す状態を示す断面図である。
図１６に示すように、プッシャー９１は、昇降エアシリンダ９４により昇降可能な昇降ステージ９５と、昇降ステージ９５上に設けられ研磨工具１０を支持するための複数の研磨工具支えピン９６とを備えている。また、プッシャー９１は、円形の研磨工具１０の外周縁に接して研磨工具１０の昇降をガイドするための略円筒状の受渡しガイド９７を備えている。受渡しガイド９７は、円周方向に間隔を置いて設けられた複数の受渡しガイド昇降シリンダ９８により昇降可能になっている。
所定の枚数の基板Ｇを研磨した後には、研磨パッド１１が消耗するため、研磨パッド１１を研磨プレート１２ごと交換する必要がある。研磨パッド１１の交換は、研磨プレート１２ごと交換可能であり、作業が容易となり、生産性の向上が期待できる。この交換の際には、コラム機構部５のコラム５１により支持された研磨ヘッド機構部４は、コラム５１のＹの方向への移動によりプッシャー９１の真上に到達する。そして、プッシャー９１において、研磨ヘッド機構部４の研磨ヘッド４１から消耗した研磨パッド１１を研磨プレート１２ごと離脱させ、新たな研磨パット１１を研磨プレート１２ごと研磨ヘッド４１に装着する。
16 and 17 are diagrams showing the detailed structure of the pusher 91, FIG. 16 is a cross-sectional view showing the pusher 91, and FIG. 17 shows that the polishing tool 10 is received between the polishing head mechanism 4 and the pusher 91. It is sectional drawing which shows the state to pass.
As shown in FIG. 16, the pusher 91 includes a lifting stage 95 that can be lifted and lowered by a lifting air cylinder 94, and a plurality of polishing tool support pins 96 that are provided on the lifting stage 95 and support the polishing tool 10. Yes. The pusher 91 includes a substantially cylindrical delivery guide 97 for contacting the outer peripheral edge of the circular polishing tool 10 to guide the lifting and lowering of the polishing tool 10. The delivery guide 97 can be moved up and down by a plurality of delivery guide lifting cylinders 98 provided at intervals in the circumferential direction.
After polishing a predetermined number of substrates G, the polishing pad 11 is consumed, so it is necessary to replace the polishing pad 11 together with the polishing plate 12. The polishing pad 11 can be replaced together with the polishing plate 12, which facilitates the work and can be expected to improve productivity. At the time of this replacement, the polishing head mechanism unit 4 supported by the column 51 of the column mechanism unit 5 reaches just above the pusher 91 by the movement of the column 51 in the Y direction. In the pusher 91, the worn polishing pad 11 is removed from the polishing head 41 of the polishing head mechanism 4 together with the polishing plate 12, and a new polishing pad 11 is mounted on the polishing head 41 together with the polishing plate 12.
次に、研磨工具の交換作業について説明する。
図１７に示すように、研磨工具の交換の際には、コラム機構部５のコラム５１により支持された研磨ヘッド機構部４は、コラム５１のＹ方向への移動によりプッシャー９１の真上に到達する。その後、受渡しガイド昇降シリンダ９８が作動して受渡しガイド９７が上昇し、受渡しガイド９７が研磨ヘッド４１の吸着プレート４７とカップリングする。このとき、研磨工具支えピン９６は、吸着プレート４７により真空吸着されている研磨工具１０のやや下方に位置している。その後、吸着プレート４７による研磨工具１０の真空吸着を解除し、吸着プレート４７の溝４７ａから加圧空気を噴出することにより研磨工具１０を吸着プレート４７から引き剥がして研磨工具支えピン９６に受け渡す。その後、研磨工具支えピン９６と受渡しガイド９７とが下降してプッシャー９１と研磨ヘッド４１とのカップリングが解除される。
Next, the exchanging work of the polishing tool will be described.
As shown in FIG. 17, when the polishing tool is replaced, the polishing head mechanism unit 4 supported by the column 51 of the column mechanism unit 5 reaches directly above the pusher 91 by the movement of the column 51 in the Y direction. To do. Thereafter, the delivery guide raising / lowering cylinder 98 operates to raise the delivery guide 97, and the delivery guide 97 is coupled to the suction plate 47 of the polishing head 41. At this time, the polishing tool support pin 96 is positioned slightly below the polishing tool 10 that is vacuum-sucked by the suction plate 47. Thereafter, the vacuum suction of the polishing tool 10 by the suction plate 47 is released, and the polishing tool 10 is peeled off from the suction plate 47 by ejecting pressurized air from the groove 47a of the suction plate 47 and delivered to the polishing tool support pin 96. . Thereafter, the polishing tool support pin 96 and the delivery guide 97 are lowered, and the coupling between the pusher 91 and the polishing head 41 is released.
次に、移載ユニット９３のアーム９９（図１参照）が移動してきて、研磨工具支えピン９６により支持された研磨工具１０をアーム９９により保持し、研磨工具１０を研磨工具ステーション９２（図１参照）に移載する。そして、アーム９９は、新たな研磨パッド１１を有した研磨工具１０を研磨工具ステーション９２から取り出してプッシャー９１（図１参照）に移載する。その後、プッシャー９１の受渡しガイド昇降シリンダ９８が作動して受渡しガイド９７が上昇し、受渡しガイド９７が研磨ヘッド４１の吸着プレート４７とカップリングする（図１７参照）。このとき、研磨工具支えピン９６により支持された研磨工具１０は、吸着プレート４７のやや下方に位置している。その後、昇降エアシリンダ９４が作動して研磨工具支えピン９６が上昇し、研磨工具支えピン９６により支持された研磨工具１０を押し上げて吸着プレート４７に向かって押圧する。このとき、吸着プレート４７の溝４７ａは、真空源に接続され、研磨工具１０は吸着プレート４７により真空吸着される。 Next, the arm 99 (see FIG. 1) of the transfer unit 93 moves, the polishing tool 10 supported by the polishing tool support pin 96 is held by the arm 99, and the polishing tool 10 is held by the polishing tool station 92 (FIG. 1). Transfer to Reference). Then, the arm 99 takes out the polishing tool 10 having the new polishing pad 11 from the polishing tool station 92 and transfers it to the pusher 91 (see FIG. 1). Thereafter, the delivery guide raising / lowering cylinder 98 of the pusher 91 is operated to raise the delivery guide 97, and the delivery guide 97 is coupled to the suction plate 47 of the polishing head 41 (see FIG. 17). At this time, the polishing tool 10 supported by the polishing tool support pins 96 is located slightly below the suction plate 47. Thereafter, the lifting air cylinder 94 is actuated to raise the polishing tool support pin 96, and the polishing tool 10 supported by the polishing tool support pin 96 is pushed up and pressed toward the suction plate 47. At this time, the groove 47 a of the suction plate 47 is connected to a vacuum source, and the polishing tool 10 is vacuum-sucked by the suction plate 47.
その後、新たな研磨パット１１を装着した研磨ヘッド４１は、ドレッシング機構部８の真上で停止して研磨パットの初期目立てを行う。初期目立てを終了した研磨パッド１１を保持した研磨ヘッド４１は、次の基板Ｇの研磨を行うために基板保持機構部３の基板回転ステージ３１の上方に戻る。 Thereafter, the polishing head 41 equipped with the new polishing pad 11 stops right above the dressing mechanism 8 and performs initial sharpening of the polishing pad. The polishing head 41 holding the polishing pad 11 that has finished initial sharpening returns to above the substrate rotation stage 31 of the substrate holding mechanism unit 3 in order to polish the next substrate G.
次に、基板ロード部２および基板搬送ロボット６について詳細に説明する。図１８は、基板搬送ロボット６により基板Ｇを基板ロード部２から基板保持機構部３の基板回転ステージ３１に搬送する状態を示す模式的な立面図である。図１８に示すように、基板ロード部２は基板ロードステージ２１を備えており、基板ロードステージ２１には多数の基板支えピン２２が設けられている。これら基板支えピン２２はエアシリンダ等の駆動手段（図示せず）により上下動可能になっている。そして、基板Ｇが搬送ロボット等の搬入手段により基板ロード部２内に搬入されたときに、基板支えピン２２が基板Ｇを搬入手段から受け取るようになっている。基板ロード部２には、基板は、デバイス面を上向きにした状態で搬入される。 Next, the substrate loading unit 2 and the substrate transport robot 6 will be described in detail. FIG. 18 is a schematic elevation view showing a state in which the substrate G is transferred from the substrate load unit 2 to the substrate rotation stage 31 of the substrate holding mechanism unit 3 by the substrate transfer robot 6. As shown in FIG. 18, the substrate load unit 2 includes a substrate load stage 21, and the substrate load stage 21 is provided with a large number of substrate support pins 22. These substrate support pins 22 can be moved up and down by driving means (not shown) such as an air cylinder. And when the board | substrate G is carried in in the board | substrate load part 2 by carrying-in means, such as a conveyance robot, the board | substrate support pin 22 receives the board | substrate G from a carrying-in means. The substrate is loaded into the substrate load unit 2 with the device surface facing upward.
次に、基板搬送ロボット６のアーム６１は、図１８の破線で示すように、反時計方向に９０°回転するとともに基板ロード部２に向かって延び、基板支えピン２２により支持されている基板Ｇの真上に位置する。そして、基板搬送ロボット６のアーム６１が下降してアーム６１の下面にある多数の吸着カップ６２が基板Ｇを真空吸着する。その後、基板Ｇを吸着保持したアーム６１は、時計方向に９０°回転するとともに基板回転ステージ３１に向かって延び、基板Ｇを基板回転ステージ３１の真上に位置させる。続いて、基板Ｇを吸着保持したアーム６１が下降し、基板Ｇを基板回転ステージ３１上に受け渡す。基板回転ステージ３１は、基板Ｇを真空により吸着保持する。 Next, as shown by a broken line in FIG. 18, the arm 61 of the substrate transport robot 6 rotates 90 ° counterclockwise and extends toward the substrate load portion 2 and is supported by the substrate support pins 22. Located directly above. Then, the arm 61 of the substrate transfer robot 6 descends and a plurality of suction cups 62 on the lower surface of the arm 61 sucks the substrate G by vacuum. After that, the arm 61 that holds the substrate G by suction rotates 90 ° in the clockwise direction and extends toward the substrate rotation stage 31 to position the substrate G directly above the substrate rotation stage 31. Subsequently, the arm 61 holding the substrate G by suction is lowered, and the substrate G is transferred onto the substrate rotation stage 31. The substrate rotation stage 31 holds the substrate G by suction.
次に、洗浄機７について簡単に説明する。洗浄機７は、洗浄ロールを回転させて基板Ｇに押付けるとともに洗浄ロールを走査して洗浄するロール型の洗浄ユニット（図示せず）と、洗浄後の基板に空気や窒素などの気体を吹き付けて乾燥させる乾燥ユニット（図示せず）とを備えている。研磨後の基板Ｇは、基板搬送ロボット６により洗浄機７に搬送され、洗浄機７において、洗浄ユニットにより洗浄され、乾燥ユニットにより乾燥される。洗浄により清浄になった基板Ｇは、洗浄機７の下流側にある基板アンロード部７１（図１参照）より装置外部に搬出される。 Next, the cleaning machine 7 will be briefly described. The cleaning machine 7 rotates the cleaning roll and presses it against the substrate G, scans the cleaning roll and cleans it, and sprays a gas such as air or nitrogen onto the cleaned substrate. And a drying unit (not shown) for drying. The polished substrate G is transported to the cleaning machine 7 by the substrate transport robot 6, cleaned by the cleaning unit in the cleaning machine 7, and dried by the drying unit. The substrate G cleaned by the cleaning is carried out of the apparatus from the substrate unloading unit 71 (see FIG. 1) on the downstream side of the cleaning machine 7.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、研磨工具１０の往復運動の延長線上で基板回転ステージ３１の一方側にドレッシング機構部８と研磨工具受渡し機構部９とをそれぞれ１セットずつ設けるようにしたが、研磨工具１０の往復運動の延長線上で基板回転ステージ３１の一方側にドレッシング機構部８と研磨工具受渡し機構部９とをそれぞれ１セットずつ設け、基板回転ステージ３１の他方側にドレッシング機構部８と研磨工具受渡し機構部９とをそれぞれ１セットずつ設けてもよい。これにより、研磨パッド１１の再生や交換に関わる一連の動作時間を更に短縮することができる。また、研磨工具を研磨パッドとしたが、研磨工具は研磨パッドに限定されたものではなく、例えば砥粒をバインダで固めた砥石のようなものでもよい。要はコンデショナーで目立・再生して研磨に適した状態にできる研磨工具であればよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the specification and drawings. Is possible. For example, in the above embodiment, one set of the dressing mechanism unit 8 and the polishing tool delivery mechanism unit 9 is provided on each side of the substrate rotation stage 31 on the extension line of the reciprocating motion of the polishing tool 10. One set of the dressing mechanism 8 and the polishing tool delivery mechanism 9 is provided on one side of the substrate rotation stage 31 on the extension line of the reciprocating motion of the tool 10, and the dressing mechanism 8 and polishing are provided on the other side of the substrate rotation stage 31. One set of each of the tool delivery mechanisms 9 may be provided. Thereby, a series of operation times related to the regeneration and replacement of the polishing pad 11 can be further shortened. Although the polishing tool is a polishing pad, the polishing tool is not limited to the polishing pad, and may be a grindstone in which abrasive grains are hardened with a binder, for example. In short, any polishing tool can be used as long as it is conspicuous and regenerated with a conditioner to make it suitable for polishing.
１ 基板研磨装置
２ 基板ロード部
３ 基板保持機構部
４ 研磨ヘッド機構部
５ コラム機構部
６ 基板搬送ロボット
７ 洗浄機
８ ドレッシング機構部
９ 研磨工具受渡し機構部
１０ 研磨工具
１１ 研磨パッド
１２ 研磨プレート
１１ａ，１２ａ 開口部
２１ 基板ロードステージ
２２ 基板支えピン
３１ 基板回転ステージ
３１ｈ 基板保持面
３２ 溝
３３ 流体供給ライン
３４ ロータリージョイント
３５ ウォームギア機構
３６ モータ
３７ クッション材
３８ ガイドプレート
３８ａ，３８ｂ ガイドプレート片
３８Ｔ テーパー面
３８Ｒ 曲面
４１ 研磨ヘッド
４１ａ 中空軸
４２ ヘッド本体
４７ａ 溝
４３ａ 第１流体供給ライン
４３ｂ 第２流体供給加圧空気ライン
４３ｃ 第３流体供給ライン
４４ ロータリージョイント
４５ ウォームギア機構
４６ モータ
４７ 吸着プレート
４７ａ 開口部
４８ ダイヤフラム
４９ チャンバ（圧力室）
５１ コラム
５２ ベースフレーム
５３ リニアガイド
５８ リニアガイド
５９ ネジボール
６０ モータ
８１ ドレッシングステージ
８２ コンディショナー
８３ カバー
９１ プッシャー
９２ 研磨工具ステーション
９３ 移載ユニット
９４ 昇降エアシリンダ
９５ 昇降ステージ
９６ 研磨工具支えピン
９７ 受渡しガイド
９８ 受渡しガイド昇降シリンダ
９９ アーム
１１０ 洗浄ロール機構
１１１ 洗浄ロール
１１２ 洗浄ロール昇降シリンダ
Ｇ 基板
Ｓ シール部材
ＴＰ チューブ配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate polisher 2 Substrate load part 3 Substrate holding mechanism part 4 Polishing head mechanism part 5 Column mechanism part 6 Substrate conveyance robot 7 Washing machine 8 Dressing mechanism part 9 Polishing tool delivery mechanism part 10 Polishing tool 11 Polishing pad 12 Polishing plate 11a, 12a Opening 21 Substrate load stage 22 Substrate support pin 31 Substrate rotation stage 31h Substrate holding surface 32 Groove 33 Fluid supply line 34 Rotary joint 35 Warm gear mechanism 36 Motor 37 Cushion material 38 Guide plate 38a, 38b Guide plate piece 38T Tapered surface 38R Curved surface 41 polishing head 41a hollow shaft 42 head body 47a groove 43a first fluid supply line 43b second fluid supply pressurized air line 43c third fluid supply line 44 rotary joint 45 worm gear machine 46 motor 47 suction plate 47a opening 48 Diaphragm 49 chamber (pressure chamber)
51 Column 52 Base frame 53 Linear guide 58 Linear guide 59 Screw ball 60 Motor 81 Dressing stage 82 Conditioner 83 Cover 91 Pusher 92 Polishing tool station 93 Transfer unit 94 Lifting air cylinder 95 Lifting stage 96 Polishing tool support pin 97 Delivery guide 98 Delivery guide Lifting cylinder 99 Arm 110 Cleaning roll mechanism 111 Cleaning roll 112 Cleaning roll lifting cylinder G Substrate S Seal member TP Tube piping
Claims (20)
基板の被研磨面より小さい研磨面を有する研磨工具を保持して回転する研磨ヘッドを有し、前記研磨工具を基板の被研磨面に押圧する研磨ヘッド機構部と、
前記研磨ヘッドを支持して該研磨ヘッドを水平方向に往復運動させる移動機構部とを備え、
基板を回転させるとともに前記研磨工具を回転させ、前記研磨工具を基板に押圧しながら基板の中心近傍と基板の外周端近傍との間で往復運動させることにより基板を研磨することを特徴とする基板研磨装置。 A substrate holding mechanism having a substrate rotation stage that holds and rotates a rectangular substrate with the surface to be polished facing upward;
A polishing head mechanism that holds and rotates a polishing tool having a polishing surface smaller than the surface to be polished of the substrate, and presses the polishing tool against the surface to be polished of the substrate;
A moving mechanism for supporting the polishing head and reciprocating the polishing head in a horizontal direction;
The substrate is polished by rotating the substrate and rotating the polishing tool, and reciprocating between the vicinity of the center of the substrate and the vicinity of the outer peripheral end of the substrate while pressing the polishing tool against the substrate. Polishing equipment.
前記移動機構部は、前記研磨ヘッドを移動させて前記ドレッシング機構部と前記研磨工具受渡し機構部の上方に位置させることが可能であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板研磨装置。 On the extension line of the reciprocating motion of the polishing tool, a dressing mechanism portion for dressing the polishing tool and a polishing tool delivery mechanism portion for transferring the polishing tool to and from the polishing head are disposed.
The moving mechanism unit can move the polishing head to be positioned above the dressing mechanism unit and the polishing tool delivery mechanism unit, according to any one of claims 1 to 6. The substrate polishing apparatus as described.
前記吸着プレート、前記ヘッド本体および前記ダイヤフラムにより圧力流体を供給することが可能な圧力室を形成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の基板研磨装置。 The polishing head includes a suction plate for holding the polishing tool by vacuum suction, a head main body for holding the suction plate, and an outer periphery of the suction plate connected to the head main body to attach the suction plate to the head main body. And a diaphragm that can move up and down,
The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein a pressure chamber capable of supplying a pressure fluid is formed by the suction plate, the head main body, and the diaphragm.
研磨液を前記研磨液供給源から前記流体供給ライン、前記吸着プレートの開口および前記研磨工具の開口を介して基板の被研磨面上に供給可能であることを特徴とする請求項１０記載の基板研磨装置。 The suction plate of the polishing head has an opening, the polishing tool has an opening capable of communicating with the opening of the suction plate, and the opening of the suction plate can be connected to a polishing liquid supply source via a fluid supply line. And
11. The substrate according to claim 10, wherein the polishing liquid can be supplied from the polishing liquid supply source onto the surface to be polished of the substrate through the fluid supply line, the opening of the suction plate, and the opening of the polishing tool. Polishing equipment.
前記基板ロード部に載置された基板を前記基板回転ステージに搬送する搬送ロボットとを備えたことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の基板研磨装置。 A substrate loading unit for placing a substrate carried into the apparatus with the device surface facing upward;
The substrate polishing apparatus according to claim 1, further comprising a transfer robot that transfers the substrate placed on the substrate load unit to the substrate rotation stage.
洗浄後の基板を装置外に搬出するための基板アンロード部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の基板研磨装置。 A cleaning machine for cleaning the substrate after polishing;
The substrate polishing apparatus according to claim 1, further comprising a substrate unloading unit for carrying the cleaned substrate out of the apparatus.
基板の被研磨面より小さい研磨面を有する研磨工具を回転させるとともに基板の被研磨面に押圧し、
前記研磨工具を基板の被研磨面に押圧しながら基板の中心近傍と基板の外周端近傍との間で往復運動させることにより基板を研磨することを特徴とする基板研磨方法。 Hold the rectangular substrate with the surface to be polished facing upward, rotate the substrate,
Rotate a polishing tool having a polishing surface smaller than the surface to be polished of the substrate and press against the surface to be polished of the substrate,
A substrate polishing method comprising polishing a substrate by reciprocating between the vicinity of the center of the substrate and the vicinity of the outer peripheral edge of the substrate while pressing the polishing tool against the surface to be polished of the substrate.
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Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010208014A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Lg Chem Ltd | Float glass polishing system |
| JP2010208015A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Lg Chem Ltd | Float glass polishing system and method for the same |
| JP2010208016A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Lg Chem Ltd | Float glass polishing system |
| CN103052467A (en) * | 2010-08-02 | 2013-04-17 | Lg化学株式会社 | Large substrate, and polishing method of large substrate for uniform polishing |
| JP2016132056A (en) * | 2015-01-19 | 2016-07-25 | 株式会社ディスコ | Holding method of plate-like work |
| KR20160115378A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 주식회사 케이씨텍 | Chemical mechanical polishing apparatus |
| EP3287234A1 (en) | 2016-08-23 | 2018-02-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for producing substrate |
| CN109746826A (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-14 | 株式会社荏原制作所 | substrate grinding device and grinding method |
| JP2020092276A (en) * | 2014-07-17 | 2020-06-11 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Method for chemical mechanical polishing, system, and abrasive pad |
| US10781530B2 (en) | 2016-06-28 | 2020-09-22 | Ebara Corporation | Cleaning apparatus, plating apparatus using the same, and cleaning method |
| JP2021098245A (en) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 株式会社荏原製作所 | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| US20210205958A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-07-08 | Mirka Ltd | Abrading with an abrading plate |
| WO2021241162A1 (en) * | 2020-05-27 | 2021-12-02 | 株式会社荏原製作所 | Polishing device, treatment system, and polishing method |
| CN114770344A (en) * | 2022-05-03 | 2022-07-22 | 湖南嘉翔科技有限公司 | Cylindrical polishing machine tool |
| CN115488755A (en) * | 2022-10-19 | 2022-12-20 | 中国地质科学院矿产资源研究所 | Automatic grinding device and method for rock sample |
| WO2024069972A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Sanoh Industrial Co.,Ltd. | Device for planarizing semiconductor layers and method for manufacturing semiconductor devices |
-
2008
- 2008-09-11 JP JP2008233466A patent/JP2010064196A/en active Pending
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010208015A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Lg Chem Ltd | Float glass polishing system and method for the same |
| JP2010208016A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Lg Chem Ltd | Float glass polishing system |
| JP2010208014A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-24 | Lg Chem Ltd | Float glass polishing system |
| CN103052467A (en) * | 2010-08-02 | 2013-04-17 | Lg化学株式会社 | Large substrate, and polishing method of large substrate for uniform polishing |
| JP2013535348A (en) * | 2010-08-02 | 2013-09-12 | エルジー・ケム・リミテッド | Large substrate and polishing method for uniformly polishing the same |
| US8888560B2 (en) | 2010-08-02 | 2014-11-18 | Lg Chem, Ltd. | Method for uniformly polishing large scale plate |
| JP2020092276A (en) * | 2014-07-17 | 2020-06-11 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Method for chemical mechanical polishing, system, and abrasive pad |
| JP2016132056A (en) * | 2015-01-19 | 2016-07-25 | 株式会社ディスコ | Holding method of plate-like work |
| KR101913702B1 (en) * | 2015-03-27 | 2018-11-01 | 주식회사 케이씨텍 | Chemical mechanical polishing apparatus |
| KR20160115378A (en) * | 2015-03-27 | 2016-10-06 | 주식회사 케이씨텍 | Chemical mechanical polishing apparatus |
| US10781530B2 (en) | 2016-06-28 | 2020-09-22 | Ebara Corporation | Cleaning apparatus, plating apparatus using the same, and cleaning method |
| EP3287234A1 (en) | 2016-08-23 | 2018-02-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for producing substrate |
| JP2018030227A (en) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 信越化学工業株式会社 | Manufacturing method of baseboard |
| KR20180022583A (en) | 2016-08-23 | 2018-03-06 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Method for producing substrate |
| US10646976B2 (en) | 2016-08-23 | 2020-05-12 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method for producing substrate |
| JP2019084625A (en) * | 2017-11-07 | 2019-06-06 | 株式会社荏原製作所 | Substrate polishing device and polishing method |
| KR20190051808A (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-15 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | Substrate polishing apparatus and polishing method |
| CN109746826A (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-14 | 株式会社荏原制作所 | substrate grinding device and grinding method |
| US11331766B2 (en) | 2017-11-07 | 2022-05-17 | Ebara Corporation | Substrate polishing device and polishing method |
| TWI791062B (en) * | 2017-11-07 | 2023-02-01 | 日商荏原製作所股份有限公司 | Substrate polishing device and polishing method |
| KR102642340B1 (en) * | 2017-11-07 | 2024-03-04 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | Substrate polishing apparatus and polishing method |
| US20210205958A1 (en) * | 2018-06-15 | 2021-07-08 | Mirka Ltd | Abrading with an abrading plate |
| JP2021098245A (en) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 株式会社荏原製作所 | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| WO2021241162A1 (en) * | 2020-05-27 | 2021-12-02 | 株式会社荏原製作所 | Polishing device, treatment system, and polishing method |
| JP7393301B2 (en) | 2020-05-27 | 2023-12-06 | 株式会社荏原製作所 | Polishing equipment, processing systems, and polishing methods |
| CN114770344A (en) * | 2022-05-03 | 2022-07-22 | 湖南嘉翔科技有限公司 | Cylindrical polishing machine tool |
| WO2024069972A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Sanoh Industrial Co.,Ltd. | Device for planarizing semiconductor layers and method for manufacturing semiconductor devices |
| CN115488755A (en) * | 2022-10-19 | 2022-12-20 | 中国地质科学院矿产资源研究所 | Automatic grinding device and method for rock sample |
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