JP6721967B2 - バフ処理装置および基板処理装置 - Google Patents
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Description
フ処理装置は、回転可能なシャフトと、バフヘッド本体と、前記シャフトの回転を前記バフヘッド本体に伝達するためのトルク伝達機構と、前記バフヘッド本体を前記シャフトの長手方向に弾性的に支持する弾性部材と、を有する。
前記バフパッドキャリアに取り付けられるバフパッドと、を有する。
前記バフ処理装置は、前記シャフトに直接的または間接的に固定されるヘッド支柱部と、前記バフヘッド本体に固定される支持部材と、を有し、前記シャフトは、前記シャフトの長手方向に移動可能であり、前記ヘッド支柱部は、基板をバフ処理しているときは前記支持部材から離間し、前記バフヘッド本体が基板から離れる方向に移動するときに、前記支持部材に接触するように構成される。
を洗浄するための洗浄ユニットと、基板を乾燥させるための乾燥ユニットと、を有する。
図1は、本発明の一実施形態に係る処理装置の全体構成を示す平面図である。図1に示すように、処理対象物に処理を行うための処理装置(CMP装置)1000は、略矩形状のハウジング1を備える。ハウジング1の内部は、隔壁1a,1bによって、ロード/アンロードユニット2と、研磨ユニット3と、洗浄ユニット4と、に区画される。ロード/アンロードユニット2、研磨ユニット3、及び洗浄ユニット4は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。また、洗浄ユニット4は、処理装置に電源を供給する電源供給部と、処理動作を制御する制御装置5と、を備える。
ロード/アンロードユニット2は、多数の処理対象物(例えば、ウェハ(基板))をストックするウェハカセットが載置される2つ以上(本実施形態では4つ)のフロントロード部20を備える。これらのフロントロード部20は、ハウジング1に隣接して配置され、処理装置の幅方向(長手方向と垂直な方向)に沿って配列される。フロントロード部20には、オープンカセット、SMIF(Standard Manufacturing Interface)ポッド、又はFOUP(Front Opening Unified Pod)を搭載することができるようになっている。ここで、SMIF及びFOUPは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
研磨ユニット3は、ウェハの研磨(平坦化)が行われる領域である。研磨ユニット3は、第1研磨モジュール3A、第2研磨モジュール3B、第3研磨モジュール3C、及び、第4研磨モジュール3Dを備えている。第1研磨モジュール3A、第2研磨モジュール3B、第3研磨モジュール3C、及び第4研磨モジュール3Dは、図1に示すように、処理装置の長手方向に沿って配列される。
ズル32Cと、ドレッサ33Cと、アトマイザ34Cと、を備えている。第4研磨モジュール3Dは、研磨テーブル30Dと、トップリング31Dと、研磨液供給ノズル32Dと、ドレッサ33Dと、アトマイザ34Dと、を備えている。
次に、ウェハを搬送するための搬送機構について説明する。図1に示すように、第1研磨モジュール3A及び第2研磨モジュール3Bに隣接して、第1リニアトランスポータ6が配置されている。第1リニアトランスポータ6は、研磨モジュール3A,3Bが配列する方向に沿った4つの搬送位置(ロード/アンロードユニット側から順番に第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3、第4搬送位置TP4とする)の間でウェハを搬送する機構である。
4と第5搬送位置TP5との間を移動可能なハンドを有している。第1リニアトランスポータ6から第2リニアトランスポータ7へのウェハの受け渡しは、スイングトランスポータ12によって行われる。ウェハは、第2リニアトランスポータ7によって第3研磨モジュール3C及び/又は第4研磨モジュール3Dに搬送される。また、研磨ユニット3で研磨されたウェハはスイングトランスポータ12を経由して洗浄ユニット4に搬送される。なお、スイングトランスポータ12の側方には、図示しないフレームに設置されたウェハWの仮置き台180が配置されている。仮置き台180は、第1リニアトランスポータ6に隣接して配置されており、第1リニアトランスポータ6と洗浄ユニット4との間に位置している。
図3(a)は洗浄ユニット4を示す平面図であり、図3(b)は洗浄ユニット4を示す側面図である。図3(a)及び図3(b)に示すように、洗浄ユニット4は、ここではロール洗浄室190と、第1搬送室191と、ペン洗浄室192と、第2搬送室193と、乾燥室194と、バフ処理室300と、第3搬送室195と、に区画されている。なお、研磨ユニット3、ロール洗浄室190、ペン洗浄室192、乾燥室194、及びバフ処理室300の各室間の圧力バランスは、乾燥室194>ロール洗浄室190及びペン洗浄室192>バフ処理室300≧研磨ユニット3とすることができる。研磨ユニットでは研磨液を使用しており、バフ処理室についてもバフ処理液として研磨液を使用することがある。よって、上記のような圧力バランスにすることで、特に研磨液中の砥粒といったパーティクル成分の洗浄及び乾燥室への流入を防止することが可能であり、よって洗浄及び乾燥室の清浄度維持が可能となる。
どを介して固定される。
用力をパーティクル等の付着粒子に作用させて除去するものである。以下、上側バフ処理モジュール300A、及び、下側バフ処理モジュール300Bについて説明する。上側バフ処理モジュール300A、及び、下側バフ処理モジュール300Bは、同様の構成であるため、上側バフ処理モジュール300Aのみ説明する。
図4は、上側バフ処理モジュールの概略構成を示す図である。図4に示すように、上側バフ処理モジュール300Aは、ウェハWが設置されるバフテーブル400と、バフ処理コンポーネント350と、バフ処理液を供給するための液供給系統700と、バフパッド502のコンディショニング(目立て)を行うためのコンディショニング部800と、を備える。バフ処理コンポーネント350は、ウェハWの処理面にバフ処理を行うためのバフパッド502が取り付けられたバフヘッド500と、バフヘッド500を保持するバフアーム600と、を備える。
フヘッド500を回転軸B周りに回転させながら矢印C方向に揺動することによって、ウェハWにバフ処理を行うことができる。なお、バフ処理における条件であるが、基本的には本処理はメカニカル作用によるディフェクト除去であるものの、一方でウェハWへのダメージの低減を考慮して、圧力は3psi以下、好ましくは2psi以下が望ましい。また、ウェハW及びバフヘッド500の回転数は、バフ処理液の面内分布を考慮して1000rpm以下であることが望ましい。また、バフヘッド500の移動速度は、300mm/sec以下である。しかしながら、ウェハW及びバフヘッド500の回転数及びバフヘッド500の移動距離により、最適な移動速度の分布は異なるため、ウェハW面内でバフヘッド500の移動速度は可変であることが望ましい。この場合の移動速度の変化方式としては、例えばウェハW面内での揺動距離を複数の区間に分割し、それぞれの区間に対して移動速度を設定できる方式が望ましい。また、バフ処理液流量としては、ウェハW及びバフヘッド500が高速回転時も十分な処理液のウェハ面内分布を保つためには大流量が良い。しかしその一方で、処理液流量増加は処理コストの増加を招くため、流量としては1000ml/min以下、好ましくは500ml/min以下であることが望ましい。
より具体的には、シャフト510には、球面滑り軸受520の内輪520aが固定される。内輪520aの外側には外輪520bが配置される。球面滑り軸受520の内輪520aの外面は球状の凸面であり、外輪520bの内面は球状の凹面である。内輪520aの球状の凸面と外輪520bの球状の凹面は互いに滑ることができ、ジンバル機構を構成する。球面滑り軸受520の外輪520bには、バフヘッド本体512が固定される。バフヘッド本体512の下面には、バフパッドキャリア518が取り付けられる。バフパッドキャリア518は、バフヘッド本体512から取り外し可能に取り付けられる。バフパッドキャリア518の下面には、バフパッド502が取り付けられる。バフパッド502は、ウェハWに直接的に接触して、ウェハWをバフ処理するためのものである。上述のように、バフパッド502は、例えば発泡ポリウレタン系のハードパッド、スウェード系のソフトパッド、又は、スポンジなどで形成される。本発明において、ハードパッドとは、弾性率が概ね350psiから3,000psiの範囲のものをいう。また、本発明において、ソフトパッドとは、弾性率が概ね50psiから300psiのものをいう。
るとき以外は接触しないように構成される。
24へと伝達され、ヘッド支柱部524が上方に持ち上げられる。ヘッド支柱部524が上方に持ち上げられることで、ヘッド支柱部524と支持部材526とが接触する。このとき、ジンバル機構を構成するヘッド支柱部524の球状凹面とバフヘッド本体512の球状凸面は離れる。その後、持ち上げ力は、ヘッド支柱部524、支持部材526、バフヘッド本体512、バフパッドキャリア518、バフパッド502へと伝達され、バフパッド502がウェハWから引き離される。そのため、そのため、バフパッド502をウェハWから引き上げるときに、バフヘッド本体512は、ヘッド支柱部524により安定的に支持され、バフ処理時にバフヘッドに付着したスラリ等の落下を防止することができる。なお、図8に示される実施形態のバフ処理装置においては、バフヘッド500を持ち上げるときに、図5の実施形態とは異なりばね516の力を利用しておらず、ヘッド支柱部524および支持部材526を利用している。そのため、図8に示される実施形態においては、ばね516のばね定数を図5の実施形態のばね516のばね定数よりも小さいものにすることができる。
きる。
ンテナンスを行ってもよい。
502 バフパッド
510 シャフト
511 ボス
512 バフヘッド本体
513 バフヘッドフランジ
514 駆動ピン
516 ばね
517 ボルト
518 バフパッドキャリア
520 球面滑り軸受
520a 内輪
520b 外輪
522 ベローズ型カップリング
524 ヘッド支柱部
526 支持部材
550 カバー
550a 外側カバー
550b 内側カバー
552a 第1カバー部材
560a 第2カバー部材
554a 軸方向部分
556a 外側突出部
562a 軸方向部分
564a 内側突出部
552b 第1カバー部材
560b 第2カバー部材
553b 孔
554b 軸方向部分
556b 外側突出部
558b 下面
562b 軸方向部分
564b 上面
566b スロット
568b 段部
580 ネジ
Claims (6)
- 基板をバフ処理するためのバフ処理装置であって、
回転可能なシャフトと、
バフヘッド本体と、
前記シャフトの回転を前記バフヘッド本体に伝達するためのトルク伝達機構と、
前記バフヘッド本体を前記シャフトの長手方向に弾性的に支持する弾性部材と、
前記シャフトに直接的または間接的に固定されるヘッド支柱部と、
前記バフヘッド本体に固定される支持部材と、を有し、
前記シャフトは、前記シャフトの長手方向に移動可能であり、
前記ヘッド支柱部は、前記バフヘッド本体に接触する球面状の凹面を有し、
前記バフヘッド本体は、前記球面状の凹面に接触する球面状の凸面を有し、
前記ヘッド支柱部は、基板をバフ処理しているときは前記支持部材から離間し且つ前記バフヘッド本体に接触し、前記バフヘッド本体が基板から離れる方向に移動するときに、前記支持部材に接触し且つ前記バフヘッド本体から離間するように構成され、
前記トルク伝達機構および前記弾性部材は、ベローズ型カップリングを含み、
前記ベローズ型カップリングは、一端が直接的または間接的に前記シャフトに連結され、他端が前記バフヘッド本体に連結され、
前記バフヘッド本体を滑動可能に支持するジンバル機構を有し、
前記ジンバル機構は、前記ヘッド支柱部の前記球面状の凹面、および前記バフヘッド本体の球面状の凸面により構成される、
バフ処理装置。 - 請求項1に記載のバフ処理装置であって、
前記バフヘッド本体に取り外し可能に取り付けられるバフパッドキャリアと、
前記バフパッドキャリアに取り付けられるバフパッドと、を有する、
バフ処理装置。 - 請求項1または2に記載のバフ処理装置であって、
前記ジンバル機構の回転中心は、バフパッドが取り付けられた状態で、バフパッドの表面付近になるように構成される、
バフ処理装置。 - 請求項3に記載のバフ処理装置であって、
前記ジンバル機構の回転中心は、バフパッドが取り付けられた状態で、バフパッドの表面から10mmの範囲内にある、
バフ処理装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
前記シャフト、前記バフヘッド本体、前記トルク伝達機構、および前記弾性部材を少なくとも部分的に囲うカバーを有する、
バフ処理装置。 - 基板処理装置であって、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載のバフ処理装置と、
基板を搬送するための搬送機構と、
基板を洗浄するための洗浄ユニットと、
基板を乾燥させるための乾燥ユニットと、を有する、
基板処理装置。
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