JP2020019115A - 基板を保持するためのトップリングおよび基板処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ロードユニット100は、研磨および洗浄などの処理が行われる前の基板WFを基板処理装置1000内へ導入するためのユニットである。図2は、一実施形態によるロードユニット100を模式的に示す側面図である。一実施形態において、ロードユニット100は筐体102を備える。筐体102は基板WFを受け入れる側に入口開口104を備える。図2に示される実施形態においては、右側が入口側である。ロードユニット100は、入口開口104から処理対象である基板WFを受け入れる。ロードユニット100の上流(図2では右側)には、本開示による基板処理装置1000による基板WFの処理より前の処理工程が実施される処理装置が配置される。図2に示される実施形態において、ロードユニット100は、IDリーダー106を備える。IDリーダー106は、入口開口104から受け入れられた基板のIDを読み取る。基板処理装置1000は、読み取ったIDに応じて、基板WFに対して各種処理を行う。一実施形態において、IDリーダー106はなくてもよい。一実施形態において、ロードユニット100は、SMEMA(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)の機械装置インタフェース規格(IPC-S
MEMA-9851)に準拠するように構成される。
図3は一実施形態による、搬送ユニット200を模式的に示す側面図である。図1に示される基板処理装置1000は、2つの搬送ユニット200A、200Bを備えている。2つの搬送ユニット200A、200Bは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して搬送ユニット200として説明する。
の方向に搬送することができる。搬送ユニット200の搬送ローラ202は、導電性ポリマーから形成されても、導電性のないポリマーから形成されてもよい。搬送ローラ202は、ローラシャフト204に取り付けられており、ギア206を介して、モータ208により駆動される。一実施形態において、モータ208は、サーボモータとすることができる。サーボモータを使用することで、ローラシャフト204および搬送ローラ202の回転速度、つまり基板WFの搬送速度を制御することができる。また、一実施形態において、ギア206は、マグネットギアとすることができる。マグネットギアは非接触式の動力伝達機構なので、接触式のギアのように摩耗による微粒子の発生が生じず、また、給油などのメンテナンスも不要になる。図示の搬送ユニット200は、搬送ローラ202上の所定の位置における基板WFの存在の有無を検知するためのセンサ216を有する。センサ216は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式のセンサとすることができる。図3に示される実施形態においては、センサ216は搬送ユニット200に7個(216a〜216g)設けられている。一実施形態において、これらのセンサ216a〜216gによる基板WFの検知に応じて、搬送ユニット200の動作を制御することができる。図3に示されるように、搬送ユニット200は、搬送ユニット200内に基板WFを受け入れるために開閉可能な入口シャッタ218を有する。
昇させる。真空吸着により第2ステージ270上の基板WFをトップリング302で受け取り保持する。
図4は、一実施形態による研磨ユニット300の構成を概略的に示す斜視図である。図1に示される基板処理装置1000は、2つの研磨ユニット300A、300Bを備えている。2つの研磨ユニット300A、300Bは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して研磨ユニット300として説明する。
グシャフト18は、上下動機構319により揺動アーム360に対して上下動するようになっている。このトップリングシャフト18の上下動により、揺動アーム360に対してトップリング302の全体を上下動させ位置決めするようになっている。トップリングシャフト18は、図示しないトップリング回転モータの駆動により回転するようになっている。トップリングシャフト18の回転により、トップリング302がトップリングシャフト18を中心にして回転するようになっている。なお、トップリングシャフト18の上端にはロータリージョイント323が取り付けられている。
シングするドレッシングユニット356を備えている。このドレッシングユニット356は、研磨面352aに摺接されるドレッサ50と、ドレッサ50が連結されるドレッサシャフト51と、ドレッサシャフト51の上端に設けられたエアシリンダ53と、ドレッサシャフト51を回転自在に支持する揺動アーム55とを備えている。ドレッサ50の下部はドレッシング部材50aにより構成され、このドレッシング部材50aの下面には針状のダイヤモンド粒子が付着している。エアシリンダ53は、支柱56により支持された支持台57上に配置されており、これらの支柱56は揺動アーム55に固定されている。
2の表面(研磨面)との距離を一定に維持する必要がある。このように、トップリング302と研磨パッド352の表面との距離を一定にするためには、例えば、研磨パッド352を交換して、研磨パッド352のドレッサによる初期目立て(後述する)を行った後に、研磨パッド352の表面の高さ(位置)を検知してトップリング302の下降位置を調整する必要がある。以下、この研磨パッド352の表面の高さ(位置)を検知する工程をトップリングによるパッドサーチという。
けられている。また、一実施形態において、図6に示されるようにリテーナ部材3は複数の溝3aを備えている。図6に示されるリテーナ部材3は、トップリング302の内側から外側に延びる溝3aが形成されている。図6に示される実施形態においては、トップリング本体2の角部にはリテーナ部材3が無い領域が存在している。図7は、一実施形態によるリテーナ部材3の形状を示す図である。図7に示されるリテーナ部材3は、図6に示される細長いリテーナ部材3の端部が扇形になった形状である。そのため、図7に示されるように4個のリテーナ部材3を組み合わせることで、トップリング本体2の角部も含めてほぼ全体をリテーナ部材3で囲むことができる。トップリング本体2は、エンジニアリングプラスティック(例えば、PEEK)などの樹脂により形成されている。トップリング本体2の下面には、基板の裏面に接触する弾性膜(メンブレン)4が取り付けられている。一実施形態において、弾性膜(メンブレン)4は、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度および耐久性に優れたゴム材によって形成される。一実施形態において、弾性膜(メンブレン)4は、金型を使用してゴム材から形成することができる。
3を介して大気に連通可能になっている。圧力レギュレータR1,R2,R3,R4,R5,R6は、それぞれ圧力調整部30からセンター室5、リプル室6、中間室7、アウター室8、エッジ室9およびリテーナ部材加圧室10に供給する圧力流体の圧力を調整する圧力調整機能を有している。圧力レギュレータR1,R2,R3,R4,R5,R6および各バルブV1−1〜V1−3、V2−1〜V2−3,V3−1〜V3−3,V4−1〜V4−3,V5−1〜V5−3,V6−1〜V6−3は、制御装置900(図1参照)に接続されていて、それらの作動が制御されるようになっている。また、流路21,22,23,24,25,26にはそれぞれ圧力センサP1,P2,P3,P4,P5,P6および流量センサF1,F2,F3,F4,F5,F6が設置されている。
時に行うことができる。よって、ステップS104のドレッサと研磨テーブルの回転数、ドレッサの荷重条件もこれと同じにすることが望ましい。このように、ドレッサ50によるパッドサーチにより、ドレッシング後のドレッサ50の高さ位置を検知する(ステップS106)。
Hpost−best=Hinitial−best+ΔH・・・(1)
すなわち、研磨時のトップリングの高さ位置に影響を与える要素である研磨パッドの摩耗量(ΔH)を検知し、この検知した研磨パッドの摩耗量(ΔH)に基づいて、先に設定した研磨時のトップリング302の設定位置(Hinitial−best)を補正し、次の基板WFを研磨するためのトップリング302の設定位置(Hpost−best)を求めることにより、研磨時にトップリングが常に最適な高さ位置になるように制御する。
部ハウジング404には、複数のシリンダ406が形成されており、それぞれのシリンダ406にダイアフラム408およびピストン410が配置されている。図13は、下部ハウジング404に複数のシリンダ406が形成され、それぞれのシリンダ406に配置されたダイアフラム408を示している。図示のように、同一の形状のシリンダ406、ダイアフラム408、ピストン410を用いることで、これらを製造するコストを低減することが可能になる。たとえば、寸法の異なるトップリング本体2を製造する場合でも、同一の部品であるダイアフラム408、ピストン410を使用することができ、トップリング本体2の大きさに応じて使用する数を変更するように設計することができる。
420は、ボルト422により下部材306に固定される。図10、図11に示されるように、下部材306とリテーナ支持フレーム420との間には、シールパッキン415が挟まれている。図示のように、シールパッキン415は、下部材306とリテーナ支持フレーム420との間の領域から、リテーナ支持ガイド412とリテーナガイド416との間の領域まで延びている。また、シールパッキン415は、トップリング本体2からリテーナ部380に渡って延びるともいえる。そのため、シールパッキン415は、トップリング本体2とリテーナ部380との間から研磨液などがトップリング302の内部に浸入することを防止することができる。
あるリテーナ部380のリテーナ支持ガイド412に取り付けられた支持パッド418が(左側の)支持ローラ450を右方向に押し付ける。支持ローラ450のシャフト424は、リテーナ支持フレーム420に固定されており、リテーナ支持フレーム420は下部材306に固定されている。そのため、リテーナ部材3に水平方向の力が与えられたときに、支持ローラ450がその荷重を受けてリテーナ部材3が水平方向に移動することを防止することができる。
乾燥ユニットは、基板WFを乾燥させるための装置である。図1に示される基板処理装置1000においては、乾燥ユニット500は、研磨ユニット300で研磨された後に、搬送ユニット200の洗浄部で洗浄された基板WFを乾燥させる。図1に示されるように、乾燥ユニット500は、搬送ユニット200の下流に配置される。
アンロードユニット600は、研磨および洗浄などの処理が行われた後の基板WFを基板処理装置1000の外へ搬出するためのユニットである。図1に示される基板処理装置1000においては、アンロードユニット600は、乾燥ユニット500で乾燥された後の基板を受け入れる。図1に示されるように、アンロードユニット600は、乾燥ユニッ
ト500の下流に配置される。
する。センサ216gは、搬送ユニット200Aの出口付近に配置されている。センサ216gが基板WFを検知し、次のユニットである搬送ユニット200Bで基板WFの受け入れ準備ができていれば、出口シャッタ286を開いて基板WFを搬送ユニット200Aから搬送ユニット200Bへ搬送する。なお、センサ216gで基板WFを検知したときに、研磨ユニット300Bで基板WFの受け入れ準備が出来ていなければ、基板WFの受け入れ準備ができるまで搬送ローラ202の回転を停止して基板WFを待機させる。
[形態1]形態1によれば、基板を保持するためのトップリングが提供され、かかるトッ
プリングは、基板支持面と、前記基板支持面の外周を囲うように配置されるリテーナ部材と、前記基板支持面に垂直な方向における前記リテーナ部材の変位を可能に案内し、且つ、前記基板支持面に平行で前記基板支持面から離れる方向における前記リテーナ部材の変位を禁止するように支持する、リテーナ案内装置と、を有し、前記リテーナ案内装置は、前記基板支持部を囲うリテーナ部材の内側に配置されている。
に構成された研磨テーブルと、を有する。
3…リテーナ部材
4…弾性膜
4a…隔壁
18…トップリングシャフト
50…ドレッサ
300…研磨ユニット
302…トップリング
303…上部材
304…中間部材
306…下部材
315…真空吸着孔
319…上下動機構
350…研磨テーブル
352…研磨パッド
354…研磨液供給ノズル
355…開口部
356…ドレッシングユニット
357…貫通孔
358…アトマイザ
360…揺動アーム
380…リテーナ部
402…上部ハウジング
404…下部ハウジング
406…シリンダ
408…ダイアフラム
410…ピストン
412…リテーナ支持ガイド
414…バンド
415…シールパッキン
416…リテーナガイド
418…支持パッド
420…リテーナ支持フレーム
424…シャフト
426…低摺動軸受
450…支持ローラ
900…制御装置
1000…基板処理装置
WF…基板
Claims (13)
- 基板を保持するためのトップリングであって、
基板支持面と、
前記基板支持面の外周を囲うように配置されるリテーナ部材と、
前記基板支持面に垂直な方向における前記リテーナ部材の変位を可能に案内し、且つ、前記基板支持面に平行で前記基板支持面から離れる方向における前記リテーナ部材の変位を禁止するように支持する、リテーナ案内装置と、を有し、
前記リテーナ案内装置は、前記基板支持部を囲うリテーナ部材の内側に配置されている、
トップリング。 - 請求項1に記載のトップリングであって、
前記リテーナ案内装置は、支持ローラを有する、前記支持ローラの回転軸は前記基板支持面に平行である、
トップリング。 - 請求項1または2に記載にトップリングであって、
前記基板支持面は、略四角形である、
トップリング。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載のトップリングであって、
前記リテーナ部材は、複数の板状の部材を有し、四角形の前記基板支持面の各辺に対応して少なくとも1つのリテーナ部材が配置される、
トップリング。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のトップリングであって、
前記リテーナ案内装置は複数であり、前記リテーナ案内装置は、略四角形の前記基板支持面の各辺に対向する位置にあるリテーナ部材を案内および支持するように、前記各辺に対応して少なくとも1つ設けられる、
トップリング。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のトップリングであって、
前記基板支持面に垂直な方向に前記リテーナ部材を変位させるためのリテーナ駆動装置を有する、
トップリング。 - 請求項6に記載のトップリングであって、
前記リテーナ駆動装置は、内部に気体を受け入れ可能なシリンダと、
前記シリンダ内に配置されるダイアフラムと、
前記ダイアフラムの動きに応じて変位可能なピストンと、を有し、
前記リテーナ部材は、前記ピストンにより移動可能に構成されている、
トップリング。 - 請求項6または7に記載のトップリングであって、
前記リテーナ駆動装置は複数であり、前記リテーナ駆動装置は、略四角形の前記基板支持面の各辺に対向する位置にあるリテーナ部材を駆動するように、前記各辺に対応するリテーナ部材に応じて少なくとも1つ設けられる、
トップリング。 - 請求項8に記載のトップリングであって、
前記複数のリテーナ駆動装置は、同一の寸法である、
トップリング。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載のトップリングであって、
前記基板支持面は、弾性部材を有し、
前記弾性部材は、圧力室の少なくとも一部を画定する、
トップリング。 - 請求項10に記載のトップリングであって、
前記弾性部材は、複数の圧力室を画定する、
トップリング。 - 請求項10または11に記載のトップリングであって、
前記圧力室に気体を供給するための通路を有する、
トップリング。 - 基板処理装置であって、
請求項1から12のいずれか一項に記載のトップリングと、
研磨パッドを保持するように構成された研磨テーブルと、を有する、
基板処理装置。
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