JP7779778B2 - Substrate polishing apparatus and substrate polishing method - Google Patents
Substrate polishing apparatus and substrate polishing methodInfo
- Publication number
- JP7779778B2 JP7779778B2 JP2022039240A JP2022039240A JP7779778B2 JP 7779778 B2 JP7779778 B2 JP 7779778B2 JP 2022039240 A JP2022039240 A JP 2022039240A JP 2022039240 A JP2022039240 A JP 2022039240A JP 7779778 B2 JP7779778 B2 JP 7779778B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grinding
- substrate
- polishing
- processing surface
- polishing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
本発明は、基板研磨装置および基板研磨方法に関する。 The present invention relates to a substrate polishing apparatus and a substrate polishing method.
ウェハ等の基板を研磨する基板研磨装置が知られている。このような基板研磨装置では、精度を向上するため、CMP(Chemical Mechanical Polishing)等による研磨を含む、複数の処理が行われている。 Substrate polishing apparatuses are known for polishing substrates such as wafers. To improve precision, such substrate polishing apparatuses perform multiple processes, including polishing using CMP (Chemical Mechanical Polishing).
特許文献1の基板の研磨方法では、処理対象物よりも小さな寸法の研磨パッドを処理対象物に接触させながら相対運動させて研磨処理を行った後、処理対象物よりも大きな寸法の研磨パッドを処理対象物に接触させながら相対運動させて研磨処理を行っている。特許文献2の基板処理装置では、同一の基板を2つの研磨ユニットで2段研磨している。 In the substrate polishing method described in Patent Document 1, a polishing pad smaller than the object to be processed is brought into contact with the object and moved relative to it to perform the polishing process, and then a polishing pad larger than the object to be processed is brought into contact with the object and moved relative to it to perform the polishing process. In the substrate processing apparatus described in Patent Document 2, the same substrate is polished in two stages using two polishing units.
上述した基板の研磨方法または基板処理装置では、研磨処理の前に、十分な研磨条件を整えることができなかったり、十分な研磨条件を整えるために長い時間の処理が必要な場合がある。 The above-mentioned substrate polishing methods or substrate processing apparatuses may not be able to prepare sufficient polishing conditions before polishing, or may require long processing times to prepare sufficient polishing conditions.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、効率のよい処理により精度の高い基板を提供することを目的の1つとする。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned circumstances, and one of its objectives is to provide highly accurate substrates through efficient processing.
本発明の一実施形態によれば、基板研磨装置は、基板の処理面に研磨処理を行う基板研磨装置であって、第1研削部材、および、前記第1研削部材よりも最大径が大きい第2研削部材が配置された研削モジュールと、研磨部材を含む研磨モジュールと、前記研削モジュールおよび前記研磨モジュールを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第1研削部材による、前記処理面の一部に対する第1研削、および、前記第2研削部材による、前記処理面に対する第2研削を行うように前記研削モジュールを制御し、前記第1研削および前記第2研削が行われた前記処理面に、研磨を行うように前記研磨モジュールを制御する。 According to one embodiment of the present invention, a substrate polishing apparatus performs a polishing process on a processing surface of a substrate and includes a grinding module in which a first grinding member and a second grinding member having a larger maximum diameter than the first grinding member are disposed, a polishing module including a polishing member, and a control device that controls the grinding module and the polishing module, wherein the control device controls the grinding module to perform a first grinding on a portion of the processing surface with the first grinding member and a second grinding on the processing surface with the second grinding member, and controls the polishing module to polish the processing surface after the first grinding and the second grinding have been performed.
本発明の別の一実施形態によれば、基板研磨方法は、基板の処理面に研磨処理を行う基板研磨方法であって、前記処理面の一部に対し、第1研削部材による第1研削を行うことと、前記処理面に、第1研削部材よりも最大径が大きい第2研削部材により第2研削を行うことと、前記第1研削および前記第2研削が行われた前記処理面に、研磨部材により研磨を行うこととを備える。 According to another embodiment of the present invention, a substrate polishing method is a method for polishing a processing surface of a substrate, comprising: performing a first grinding on a portion of the processing surface using a first grinding member; performing a second grinding on the processing surface using a second grinding member having a larger maximum diameter than the first grinding member; and polishing the processing surface that has been subjected to the first grinding and the second grinding using a polishing member.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一の又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。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. In the drawings described below, identical or corresponding components will be designated by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.
第1実施形態
図1は、第1実施形態による基板研磨装置1000の全体構成を模式的に示す平面図である。図1に示される基板研磨装置1000は、ロードユニット100、第1搬送ユニット200A、第2搬送ユニット200B、研削モジュール300、研磨モジュール400、乾燥モジュール500、アンロードユニット600、反転機800および制御装置900を有する。基板研磨装置1000の各構成要素は制御装置900により制御される。
1 is a plan view schematically showing the overall configuration of a substrate polishing apparatus 1000 according to a first embodiment. The substrate polishing apparatus 1000 shown in FIG. 1 includes a load unit 100, a first transfer unit 200A, a second transfer unit 200B, a grinding module 300, a polishing module 400, a drying module 500, an unload unit 600, an inverting machine 800, and a control device 900. Each component of the substrate polishing apparatus 1000 is controlled by the control device 900.
<ロードユニット>
ロードユニット100は、研削および研磨等の処理が行われる前の基板WFを基板研磨装置1000内へ導入する。
<Load unit>
The load unit 100 introduces the substrate WF into the substrate polishing apparatus 1000 before it is subjected to processing such as grinding and polishing.
基板WFの種類、大きさおよび形状は特に限定されない。基板WFは、半導体基板、特に、円板形状の基板または角型基板とすることができる。基板WFは、角型基板であることが好ましい。円形の半導体基板はSEMI規格等の規格により寸法が定まっているが、CCL基板(Copper Clad Laminate基板)、PCB(Printed Circuit Board)基板、フォトマスク基板およびディスプレイパネル等の四角形の角型基板は、規格などにより寸法が決まっていないので、様々な寸法の基板が存在し得る。これらの角型基板は大きなそりまたは厚さのばらつきを有する場合もあり、研削または研磨の量も多くなる。一方、これらの角型基板に対する平坦度の要求も高まっている。したがって、角型基板は、効率のよい処理により精度の高い基板を提供する必要が高く、本実施形態に好ましく適用される。以下では、基板WFが角型基板の場合を例に説明する。 The type, size, and shape of the substrate WF are not particularly limited. The substrate WF can be a semiconductor substrate, particularly a disk-shaped substrate or a rectangular substrate. The substrate WF is preferably a rectangular substrate. While the dimensions of circular semiconductor substrates are determined by standards such as SEMI standards, the dimensions of rectangular substrates such as CCL (Copper Clad Laminate) substrates, PCB (Printed Circuit Board) substrates, photomask substrates, and display panels are not determined by standards, and therefore substrates of various dimensions are possible. These rectangular substrates may have significant warpage or thickness variations, resulting in a large amount of grinding or polishing. Meanwhile, the demand for flatness for these rectangular substrates is also increasing. Therefore, rectangular substrates are highly necessary to provide high-precision substrates through efficient processing, and are preferably applied to this embodiment. The following explanation uses an example in which the substrate WF is a rectangular substrate.
図2は、本実施形態に係るロードユニット100を模式的に示す断面図である。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、基板研磨装置1000による基板WFの処理より前の処理工程が実施される基板処理装置が配置される。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WFのIDを読み取る。基板研磨装置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。IDリーダー106はなくてもよい。ロードユニット100は、SMEMA(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)の機械装置インターフェース規格(IPC-SMEMA-9851)に準拠するように構成されることが好ましい。 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a load unit 100 according to this embodiment. The load unit 100 includes a housing 102. The housing 102 includes an entrance opening 104 on the side that receives the substrate WF. In the embodiment illustrated in FIG. 2, the entrance side is on the right side. The load unit 100 receives the substrate WF to be processed through the entrance opening 104. Upstream of the load unit 100 (on the right side in FIG. 2), a substrate processing apparatus is disposed that performs processing steps prior to the processing of the substrate WF by the substrate polishing apparatus 1000. The load unit 100 includes an ID reader 106. The ID reader 106 reads the ID of the substrate WF received through the entrance opening 104. The substrate polishing apparatus 1000 performs various processes on the substrate WF according to the read ID. The ID reader 106 is not necessary. The load unit 100 is preferably configured to comply with the SMEMA (Surface Mount Equipment Manufacturers Association) Mechanical Equipment Interface Standard (IPC-SMEMA-9851).
ロードユニット100は、基板WFを搬送するための複数の搬送ローラ202を備える。搬送ローラ202は、ローラシャフト204(図1)に取り付けられており、不図示のギアを介して、不図示のモータの駆動により回転される。搬送ローラ202を回転させることで、搬送ローラ202上の基板WFを所定の方向(図2においては左方向)に搬送することができる。ロードユニット100の筐体102は、基板WFの出口開口108を有する。ロードユニット100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112を有する。センサ112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2に示される実施形態においては、センサ112は筐体102内に3つ設けられており、1つは入口開口104付近に設けられるセンサ112aであり、1つはロードユニット100の中央付近に設けられるセンサ112bであり、もう1つは出口開口108付近に設けられるセンサ112cである。これらのセンサ112による基板WFの検知に応じて、ロードユニット100の動作を制御することができる。たとえば、入口開口104付近のセンサ112aが基板WFの存在を検知したら、ロードユニット100内の搬送ローラ202の回転を始動するようにしてもよいし、また、搬送ローラ202の回転速度を変更してもよい。また、出口開口108付近のセンサ112cが基板WFの存在を検知したら、後続のユニットである第1搬送ユニット200Aの入口シャッタ218を開くようにしてもよい。 The load unit 100 is equipped with a plurality of transport rollers 202 for transporting the substrate WF. The transport rollers 202 are attached to roller shafts 204 (FIG. 1) and are rotated by a motor (not shown) via gears (not shown). By rotating the transport rollers 202, the substrate WF on the transport rollers 202 can be transported in a predetermined direction (leftward in FIG. 2). The housing 102 of the load unit 100 has an exit opening 108 for the substrate WF. The load unit 100 has a sensor 112 for detecting the presence or absence of the substrate WF at a predetermined position on the transport rollers 202. The sensor 112 can be any type of sensor, for example, an optical sensor. In the embodiment shown in FIG. 2, three sensors 112 are provided within the housing 102: sensor 112a provided near the entrance opening 104, sensor 112b provided near the center of the load unit 100, and sensor 112c provided near the exit opening 108. The operation of the load unit 100 can be controlled in response to the detection of the substrate WF by these sensors 112. For example, when sensor 112a near the entrance opening 104 detects the presence of the substrate WF, the rotation of the transport rollers 202 within the load unit 100 may be initiated, or the rotation speed of the transport rollers 202 may be changed. Furthermore, when sensor 112c near the exit opening 108 detects the presence of the substrate WF, the entrance shutter 218 of the subsequent first transport unit 200A may be opened.
ロードユニット100の搬送機構は、複数の搬送ローラ202と、搬送ローラ202が取り付けられる複数のローラシャフト204とを有する。図1の例では、各ローラシャフト204には3つの搬送ローラ202が取り付けられているが、特にこれに限定されない。ローラシャフト204上の搬送ローラ202の取り付け位置は、基板WFを安定的に搬送することができる位置であれば任意とすることができる。ただし、搬送ローラ202は
基板WFに接触するので、処理対象である基板WFに接触しても問題の無い領域に搬送ローラ202が接触するように配置すべきである。ロードユニット100の搬送ローラ202は、導電性ポリマーから構成することができる。搬送ローラ202は、ローラシャフト204などを介して電気的に接地される。これは、基板WFが帯電して基板WFを損傷することを防止するためである。また、ロードユニット100に、基板WFの帯電を防止するためにイオナイザー(図示せず)を設けてもよい。
The transport mechanism of the load unit 100 includes multiple transport rollers 202 and multiple roller shafts 204 to which the transport rollers 202 are attached. In the example of FIG. 1 , three transport rollers 202 are attached to each roller shaft 204, but this is not a limitation. The transport rollers 202 may be attached at any position on the roller shaft 204 as long as they can stably transport the substrate WF. However, since the transport rollers 202 come into contact with the substrate WF, they should be positioned so that they contact an area of the substrate WF that is the target of processing without causing any problems. The transport rollers 202 of the load unit 100 may be made of a conductive polymer. The transport rollers 202 are electrically grounded via the roller shafts 204, etc. This is to prevent the substrate WF from becoming charged and damaging the substrate WF. The load unit 100 may also be provided with an ionizer (not shown) to prevent the substrate WF from becoming charged.
ロードユニット100は、入口開口104および出口開口108の付近に、補助ローラ214が設けられている。補助ローラ214は、搬送ローラ202と同程度の高さに配置される。補助ローラ214は、ユニットと他のユニットとの間に搬送中の基板WFが落ちないように基板WFを支持する。補助ローラ214は、動力源に接続されておらず、自由に回転可能に構成される。なお、後述する第1研削、第2研削および研磨モジュール400による研磨を行うことが可能であれば、ロードユニット100の構成は特に限定されない。 The load unit 100 is provided with auxiliary rollers 214 near the entrance opening 104 and the exit opening 108. The auxiliary rollers 214 are positioned at approximately the same height as the transport rollers 202. The auxiliary rollers 214 support the substrate WF so that it does not fall between the unit and other units during transport. The auxiliary rollers 214 are not connected to a power source and are configured to be freely rotatable. Note that the configuration of the load unit 100 is not particularly limited as long as it is possible to perform the first grinding, second grinding, and polishing by the polishing module 400 described below.
<第1搬送ユニット>
第1搬送ユニット200Aは、ロードユニット100から搬出された基板WFの研削モジュール300への搬送を行い、研削モジュール300で研削された基板WFの反転機800への搬送を行う。これらの搬送を行うことができれば第1搬送ユニット200Aの構成は特に限定されない。図1の例では、第1搬送ユニット200Aは、ローラシャフト204と、ローラシャフト204に取り付けられた搬送ローラ202と、洗浄ノズル284とを備える。搬送ローラ202は、不図示のギアを介し、不図示のモータの駆動により回転される。搬送ローラ202の回転により、搬送ローラ上の基板WFが搬送される。洗浄ノズル284は、研削モジュール300で研削された基板WFを洗浄するための洗浄液を基板WFに供給する。第1搬送ユニット200Aは、不図示のストッパまたはアームを備えることができ、例えば、ストッパによって停止している基板WFをアームにより研削モジュール300のテーブル73(図3)上に移動させることができる。また、アームにより研削モジュール300で研削された基板WFを第1搬送ユニット200Aの搬送ローラ202上に移動させることができる。
<First conveying unit>
The first transport unit 200A transports the substrate WF unloaded from the load unit 100 to the grinding module 300, and transports the substrate WF ground in the grinding module 300 to the inverter 800. The configuration of the first transport unit 200A is not particularly limited as long as it can perform these transports. In the example of FIG. 1 , the first transport unit 200A includes a roller shaft 204, transport rollers 202 attached to the roller shaft 204, and a cleaning nozzle 284. The transport rollers 202 are rotated by a motor (not shown) via gears (not shown). The rotation of the transport rollers 202 transports the substrate WF on the transport rollers. The cleaning nozzle 284 supplies a cleaning liquid to the substrate WF for cleaning the substrate WF ground in the grinding module 300. The first transport unit 200A may include a stopper or arm (not shown). For example, the first transport unit 200A can move the substrate WF stopped by the stopper onto the table 73 ( FIG. 3 ) of the grinding module 300 using the arm. Furthermore, the arm can move the substrate WF that has been ground by the grinding module 300 onto the transport rollers 202 of the first transport unit 200A.
<研削モジュール>
図3は、研削モジュール300の構成を模式的に示す斜視図である。研削モジュール300は、第1アーム71と、第2アーム72と、テーブル73と、テーブル駆動機構730と、第1アーム71に取り付けられた第1ヘッド710と、第2アーム72に取り付けられた第2ヘッド720と、処理液供給系統74と、を備える。図示の例では第1ヘッド710および第2ヘッド720は模式的に直方体の形状で示しているが、これに限定されない。
<Grinding module>
3 is a perspective view schematically showing the configuration of the grinding module 300. The grinding module 300 includes a first arm 71, a second arm 72, a table 73, a table driving mechanism 730, a first head 710 attached to the first arm 71, a second head 720 attached to the second arm 72, and a processing liquid supply system 74. In the illustrated example, the first head 710 and the second head 720 are shown as being schematically rectangular parallelepiped in shape, but are not limited to this.
第1アーム71および第2アーム72は、それぞれ第1ヘッド710および第2ヘッド720を基板WFの処理面に沿って揺動可能に支持する。第1アーム71および第2アーム72の動作は、それぞれ後述する第1研削制御部953(図12)および第2研削制御部954により制御される。第1アーム71および第2アーム72は、お互いの移動を妨げないように、処理面の上方以外の位置に第1ヘッド71または第2ヘッド72が位置する退避位置に旋回可能に構成される。図示の例では、第2アーム72は第2ヘッド720が処理面から離れた退避位置に退避している。第1ヘッド710および第2ヘッド720を処理面上の所望の位置および退避位置に移動させることができれば、第1ヘッド710および第2ヘッド720を移動させる機構は特に限定されず、XYステージ等を用いてもよい。第1ヘッド710および第2ヘッド720は、それぞれ後述の第1パッド面712および第2パッド面722の中心軸を回転軸として回転してもよい。第1ヘッド710は、より狭い範囲を選択的に研削する観点から、中心軸から傾斜した軸を回転軸として回転
してもよい。
The first arm 71 and the second arm 72 support the first head 710 and the second head 720, respectively, so that they can swing along the processing surface of the substrate WF. The operation of the first arm 71 and the second arm 72 is controlled by a first grinding control unit 953 ( FIG. 12 ) and a second grinding control unit 954, respectively, which will be described later. The first arm 71 and the second arm 72 are configured to be rotatable to a retracted position where the first head 71 or the second head 72 is located at a position other than above the processing surface so as not to interfere with each other's movement. In the illustrated example, the second arm 72 retracts the second head 720 to a retracted position away from the processing surface. The mechanism for moving the first head 710 and the second head 720 is not particularly limited as long as it can move the first head 710 and the second head 720 to the desired position on the processing surface and the retracted position; an XY stage or the like may be used. The first head 710 and the second head 720 may rotate about the central axes of the first pad surface 712 and the second pad surface 722, which will be described later, respectively. From the viewpoint of selectively grinding a narrower range, the first head 710 may rotate about an axis tilted from the central axis.
テーブル73は、基板WFを支持する基板支持部として機能する。テーブル73には、処理面が鉛直方向上側に向くように、基板WFが配置される。言い換えれば、研削モジュール300ではフェースアップ方式で研削が行われる。フェースアップ方式では、部分研削が容易であるほか、基板WFよりも小さい研削部材によりコンパクトな研削モジュールを構成できる。テーブル73の表面は、空気を吸い込むように多孔質材を備え、基板WFを吸着して固定することが好ましい。テーブル73は、テーブル駆動機構730によって回転軸Ax1の周りに回転できるようになっている。テーブル73は、テーブル駆動機構730によって、基板WFに角度回転運動、または、スクロール運動をさせるようになっていてもよく、テーブル73の任意の位置に回転後停止させてもよい。本運動と第1アーム71および第2アーム72の揺動運動とを組み合わせることにより、第1ヘッド710および第2ヘッド720は基板WF上の任意の位置に移動可能とすることができる。 The table 73 functions as a substrate support that supports the substrate WF. The substrate WF is placed on the table 73 with its processing surface facing vertically upward. In other words, grinding is performed in the grinding module 300 using a face-up method. The face-up method facilitates partial grinding and allows for the construction of a compact grinding module using grinding members smaller than the substrate WF. The surface of the table 73 is preferably made of a porous material that allows air to be drawn in, and the substrate WF is fixed by suction. The table 73 can be rotated around the rotation axis Ax1 by the table drive mechanism 730. The table 73 may be configured to perform angular rotation or scrolling motion on the substrate WF by the table drive mechanism 730, or the table 73 may be rotated and then stopped at any position on the table 73. By combining this motion with the swinging motion of the first arm 71 and the second arm 72, the first head 710 and the second head 720 can be moved to any position on the substrate WF.
処理液供給系統74は、基板WFの処理面に純水(DIW)を供給するための純水配管741を備える。純水配管741は、その第1端が不図示の純水供給源に接続され、その第2端が基板WFの上方に配置されている。制御装置900は、純水配管741に設置された不図示の開閉弁の開閉を制御することにより、純水の供給を制御する。 The processing liquid supply system 74 includes a deionized water pipe 741 for supplying deionized water (DIW) to the processing surface of the substrate WF. The deionized water pipe 741 has a first end connected to a deionized water supply source (not shown) and a second end located above the substrate WF. The control device 900 controls the supply of deionized water by controlling the opening and closing of an opening/closing valve (not shown) installed in the deionized water pipe 741.
処理液供給系統74は、基板WFの処理面に純水または薬液等の研削液(GF)を供給するための研削液配管742を備える。研削液配管742は、その第1端が不図示の研削液供給源に接続され、その第2端が基板WFの上方に配置されている。制御装置900は、研削液配管742に設置された不図示の開閉弁の開閉を制御することにより、研削液の供給を制御する。 The processing liquid supply system 74 includes a grinding liquid pipe 742 for supplying a grinding liquid (GF), such as pure water or a chemical liquid, to the processing surface of the substrate WF. The first end of the grinding liquid pipe 742 is connected to a grinding liquid supply source (not shown), and the second end is located above the substrate WF. The control device 900 controls the supply of the grinding liquid by controlling the opening and closing of an opening/closing valve (not shown) installed in the grinding liquid pipe 742.
なお、代替的または追加的に、純水配管741および研削液配管742の少なくとも一つは、第1アーム71および第2アーム72の内部またはこれらの表面に沿って配置され、第1ヘッド710および第2ヘッド720から処理面に純水または研削液を供給する構成としてもよい。処理面に供給される液体の供給方法は特に限定されない。 Alternatively or additionally, at least one of the pure water pipe 741 and the grinding fluid pipe 742 may be arranged inside or along the surface of the first arm 71 and the second arm 72, and may be configured to supply pure water or grinding fluid to the processing surface from the first head 710 and the second head 720. There are no particular limitations on the method of supplying the liquid to the processing surface.
図4Aは、第1ヘッド710に配置される第1研削部材G1を説明するための概念図である。第1ヘッド710は、第1押圧機構711および第1押圧パッド712を備える。第1押圧パッド712では、第1パッド面712Sに沿って研磨テープT1Aが摺動可能に配置されている(矢印Ar11)。研磨テープT1Aは、後述する第1研削において処理面と接触して研削する第1研削部材G1である。第1押圧機構711は第1押圧パッド712を押圧すればその態様は特に限定されない。第1押圧パッド712からの押圧により、研磨テープT1Aは基板WFに押し付けられる。 Figure 4A is a conceptual diagram illustrating the first grinding member G1 arranged on the first head 710. The first head 710 includes a first pressing mechanism 711 and a first pressing pad 712. The polishing tape T1A is arranged on the first pressing pad 712 so that it can slide along the first pad surface 712S (arrow Ar11). The polishing tape T1A is the first grinding member G1 that comes into contact with and grinds the processing surface in the first grinding described below. The manner in which the first pressing mechanism 711 presses the first pressing pad 712 is not particularly limited as long as it presses against the first pressing pad 712. The polishing tape T1A is pressed against the substrate WF by the pressure from the first pressing pad 712.
研磨テープT1Aは、第1テープ送り機構7100によりテープ送りされ、第1押圧パッド712上を摺動する。第1テープ送り機構7100は、巻出しリール7110Aと、支持棒7120A、7130A、7130B、7120Bと、巻取りリール7110Bとを備える。巻出しリール7110Aおよび巻取りリール7110Bは、円柱状であり、研磨テープT1Aが円柱面に巻かれる構成となっている。巻出しリール7110Aおよび巻取りリール7110Bは、円柱軸の周りに回転し、研磨テープT1Aをそれぞれ巻き出しおよび巻取り可能に構成されている。支持棒7120A、7130A、7130Bおよび7120Bは、第1ヘッド710または第1アーム71に固定されながら研磨テープT1Aを支持し、研磨テープT1Aの移動経路を画定する。 The polishing tape T1A is fed by the first tape feeding mechanism 7100 and slides over the first pressure pad 712. The first tape feeding mechanism 7100 includes a supply reel 7110A, support rods 7120A, 7130A, 7130B, 7120B, and a take-up reel 7110B. The supply reel 7110A and the take-up reel 7110B are cylindrical, and the polishing tape T1A is wound around the cylindrical surface. The supply reel 7110A and the take-up reel 7110B rotate around their cylindrical axes, allowing the polishing tape T1A to be fed out and taken up, respectively. Support rods 7120A, 7130A, 7130B, and 7120B are fixed to the first head 710 or the first arm 71, support the polishing tape T1A, and define the movement path of the polishing tape T1A.
図4Bは、第1研削部材G1の最大径L1を説明するための概念図である。図4Bは、第1押圧パッド712の第1パッド面712Sを模式的に示す平面図となっている。本実
施形態の第1ヘッド710には、第1パッド面712Sに第1研削部材G1として研磨テープT1AおよびT1Bが配置されている。図示の例では、研磨テープT1Bの第1パッド面上での摺動を矢印Ar12で模式的に示した。研磨テープT1Bは、研磨テープT1Aと同様のテープ送り機構によりテープ送りされ得る。
4B is a conceptual diagram illustrating the maximum diameter L1 of the first grinding member G1. FIG. 4B is a plan view schematically illustrating the first pad surface 712S of the first pressing pad 712. In the first head 710 of this embodiment, polishing tapes T1A and T1B are disposed on the first pad surface 712S as the first grinding member G1. In the illustrated example, the sliding of the polishing tape T1B on the first pad surface is schematically indicated by arrow Ar12. The polishing tape T1B can be fed by the same tape feeding mechanism as the polishing tape T1A.
第1研削部材G1の最大径L1は、第1ヘッド710の第1パッド面712S上に配置された第1研削部材(研磨テープT1AおよびT1B)上の最も長い2点間の距離とする。図示の例では、平行にならんだ研磨テープT1AおよびT1Bを囲む長方形の対角線の距離となる。言い換えれば、第1研削部材G1の最大径L1は、第1パッド面712S上に配置された研磨テープの外接円C1の直径に相当する。 The maximum diameter L1 of the first grinding member G1 is the distance between the longest two points on the first grinding member (polishing tapes T1A and T1B) placed on the first pad surface 712S of the first head 710. In the illustrated example, it is the distance between the diagonals of a rectangle surrounding the parallel-arranged polishing tapes T1A and T1B. In other words, the maximum diameter L1 of the first grinding member G1 corresponds to the diameter of the circumscribing circle C1 of the polishing tape placed on the first pad surface 712S.
図5Aは、第2ヘッド720に配置される第2研削部材G2を説明するための概念図である。第2ヘッド720は、第2押圧機構721および第2押圧パッド722を備える。第2押圧パッド722では、第2パッド面722Sに沿って研磨テープT2Aが摺動可能に配置されている(矢印Ar21)。研磨テープT2Aは、後述する第2研削において処理面と接触して研削する第2研削部材G2である。第2押圧機構721は第2押圧パッド722を押圧すればその態様は特に限定されない。第2押圧パッド722からの押圧により、研磨テープT2Aは基板WFに押し付けられる。 Figure 5A is a conceptual diagram illustrating the second grinding member G2 arranged on the second head 720. The second head 720 includes a second pressing mechanism 721 and a second pressing pad 722. The polishing tape T2A is arranged on the second pressing pad 722 so that it can slide along the second pad surface 722S (arrow Ar21). The polishing tape T2A is the second grinding member G2 that comes into contact with and grinds the processing surface in the second grinding described below. The manner in which the second pressing mechanism 721 presses the second pressing pad 722 is not particularly limited as long as it presses the second pressing pad 722. The polishing tape T2A is pressed against the substrate WF by the pressure from the second pressing pad 722.
研磨テープT2Aは、第2テープ送り機構7200によりテープ送りされ、第2押圧パッド722上を摺動する。第2テープ送り機構7200は、巻出しリール7210Aと、支持棒7220A、7230A、7230B、7220Bと、巻取りリール7210Bとを備える。巻出しリール7210Aおよび巻取りリール7210Bは、円柱状であり、研磨テープT2Aが円柱面に巻かれる構成となっている。巻出しリール7210Aおよび巻取りリール7210Bは、円柱軸の周りに回転し、研磨テープT2Aをそれぞれ巻き出しおよび巻取り可能に構成されている。支持棒7220A、7230A、7230Bおよび7220Bは、第2ヘッド720または第2アーム72に固定されながら研磨テープT2Aを支持し、研磨テープT2Aの移動経路を画定する。 The polishing tape T2A is fed by the second tape feeding mechanism 7200 and slides over the second pressure pad 722. The second tape feeding mechanism 7200 includes a supply reel 7210A, support rods 7220A, 7230A, 7230B, and 7220B, and a take-up reel 7210B. The supply reel 7210A and the take-up reel 7210B are cylindrical, and the polishing tape T2A is wound around the cylindrical surface. The supply reel 7210A and the take-up reel 7210B rotate around their cylindrical axes, allowing the polishing tape T2A to be unwound and wound, respectively. Support rods 7220A, 7230A, 7230B, and 7220B are fixed to the second head 720 or the second arm 72 and support the polishing tape T2A, defining the movement path of the polishing tape T2A.
図5Bは、第2研削部材G2の最大径L2を説明するための概念図である。図5Bは、第2押圧パッド722の第2パッド面722Sを模式的に示す平面図となっている。本実施形態の第2ヘッド720には、第2パッド面722Sに第2研削部材G2として研磨テープT2AおよびT2Bが配置されている。図示の例では、研磨テープT2Bの第2パッド面上での摺動を矢印Ar22で模式的に示した。研磨テープT2Bは、研磨テープT2Aと同様のテープ送り機構によりテープ送りされ得る。 Figure 5B is a conceptual diagram illustrating the maximum diameter L2 of the second grinding member G2. Figure 5B is a plan view schematically illustrating the second pad surface 722S of the second pressing pad 722. In the second head 720 of this embodiment, polishing tapes T2A and T2B are arranged on the second pad surface 722S as the second grinding member G2. In the illustrated example, the sliding of the polishing tape T2B on the second pad surface is schematically indicated by arrow Ar22. The polishing tape T2B can be fed by the same tape feeding mechanism as the polishing tape T2A.
第2研削部材G2の最大径L2は、第2ヘッド720の第2パッド面722S上に配置された第2研削部材(研磨テープT2AおよびT2B)上の最も長い2点間の距離とする。図示の例では、平行にならんだ研磨テープT2AおよびT2Bを囲む長方形の対角線の距離となる。言い換えれば、第2研削部材G2の最大径L2は、第2パッド面722S上に配置された研磨テープの外接円C2の直径に相当する。 The maximum diameter L2 of the second grinding member G2 is the distance between the longest two points on the second grinding member (polishing tapes T2A and T2B) placed on the second pad surface 722S of the second head 720. In the illustrated example, it is the distance between the diagonals of a rectangle surrounding the parallel-arranged polishing tapes T2A and T2B. In other words, the maximum diameter L2 of the second grinding member G2 corresponds to the diameter of the circumscribed circle C2 of the polishing tape placed on the second pad surface 722S.
第1研削部材G1および第2研削部材G2の材質は特に限定されない。後述の研磨モジュール400による研磨よりも効率よく高速で加工を行う観点、あるいは高速で粗削りを行う観点から、第1研削部材G1および第2研削部材G2は、研磨モジュール400の研磨部材よりも剛性が高いか、弾性率が高い物質を含むことが好ましい。例えば、上記のように、第1研削部材G1および第2研削部材G2は、上記物質からなる砥粒、例えばダイヤモンド砥粒をベース部材に配置させた研磨テープとすることができる。この場合、砥粒の脱落防止のために砥粒表面に樹脂コーティングを施したり、砥粒自身を電着によりベース部材に取り付けたりしても良い。なお、ベース部材の材質としては、例えば、ポリイミ
ド、ゴム、PETや樹脂材料や、これらの材料に繊維を含浸させた複合材料、更には金属箔の少なくとも1つもしくはこれらの組合せが挙げられる。
The materials of the first grinding member G1 and the second grinding member G2 are not particularly limited. From the perspective of performing processing more efficiently and at a higher speed than the polishing by the polishing module 400 described below, or from the perspective of performing rough grinding at a higher speed, it is preferable that the first grinding member G1 and the second grinding member G2 contain a material with a higher rigidity or elastic modulus than the polishing member of the polishing module 400. For example, as described above, the first grinding member G1 and the second grinding member G2 can be a polishing tape in which abrasive grains made of the above material, such as diamond abrasive grains, are arranged on a base member. In this case, a resin coating can be applied to the abrasive grain surface to prevent the abrasive grains from falling off, or the abrasive grains themselves can be attached to the base member by electrodeposition. Examples of materials for the base member include at least one of polyimide, rubber, PET, resin materials, composite materials in which these materials are impregnated with fibers, and metal foil, or a combination thereof.
なお、第1研削部材G1または第2研削部材G2として第1パッド面712または第2722に配置される研磨テープの数は特に限定されず、1枚でも3枚以上でもよい。研磨テープの幅が広くなりすぎると、研磨テープの摺動および研磨テープの入手が難しくなる場合があるため、図示の例のように研磨テープを1つのパッド面に複数枚配置することが好ましい。 The number of polishing tapes placed on the first pad surface 712 or 2722 as the first polishing member G1 or second polishing member G2 is not particularly limited, and may be one, three, or more. If the polishing tape is too wide, it may be difficult for the polishing tape to slide and to obtain the polishing tape, so it is preferable to place multiple polishing tapes on one pad surface, as in the example shown.
図6は、第1研削および第2研削を説明するための概念図である。以下では、第1研削部材G1が基板WFと接触して行う研削を第1研削、第2研削部材G2が基板WFと接触して行う研削を第2研削と呼ぶ。基板WFの処理面PSの最大径L3を、処理面PSにおける、処理面PSに沿ったもっとも長い2点間の距離とする。図示の角型基板の場合、最大径L3は、四角形の処理面PSの対角線の長さに相当する。 Figure 6 is a conceptual diagram for explaining the first grinding and second grinding. Hereinafter, grinding performed by the first grinding member G1 in contact with the substrate WF will be referred to as the first grinding, and grinding performed by the second grinding member G2 in contact with the substrate WF will be referred to as the second grinding. The maximum diameter L3 of the processing surface PS of the substrate WF is defined as the distance between the longest two points along the processing surface PS. In the case of the rectangular substrate shown in the figure, the maximum diameter L3 corresponds to the length of the diagonal of the rectangular processing surface PS.
図6では、矩形R1(破線)が、第1研削部材G1である研磨テープの、基板WFと接触する部分である第1研削面を示す。第1研削部材G1の最大径L1は、矩形R1の外接円C1(一点鎖線)の直径となる。矩形R2(破線)が、第2研削部材G2である研磨テープの、基板WFと接触する部分である第2研削面を示す。第2研削部材G2の最大径L2は、矩形R2の外接円C2(一点鎖線)の直径となる。 In Figure 6, rectangle R1 (dashed line) indicates the first grinding surface, which is the portion of the polishing tape, which is the first grinding member G1, that comes into contact with the substrate WF. The maximum diameter L1 of the first grinding member G1 is the diameter of the circumscribing circle C1 (dashed line) of rectangle R1. Rectangle R2 (dashed line) indicates the second grinding surface, which is the portion of the polishing tape, which is the second grinding member G2, that comes into contact with the substrate WF. The maximum diameter L2 of the second grinding member G2 is the diameter of the circumscribing circle C2 (dashed line) of rectangle R2.
第2研削部材G2の最大径L2は、第1研削部材G1の最大径L1よりも大きい。これにより、第1研削では、第2研削よりも局所的な研削を行うことができる。また、第2研削部材G2の最大径L2は、処理面PSの最大径L3の半分よりも大きいことが好ましい。これにより、回転するテーブル73を利用して、第2研削により容易に全面研削を行うことができる。第1研削部材G1の最大径L1は、処理面PSの最大径L3の半分よりも小さいことが好ましい。これにより、部分研削を容易に行うことができる。第2研削部材G2の最大径L2は、処理面PSの最大径L3よりも小さい。これにより、研削モジュール300を基板WFよりやや大きい程度の大きさまで、コンパクトに構成することができる。 The maximum diameter L2 of the second grinding member G2 is larger than the maximum diameter L1 of the first grinding member G1. This allows for more localized grinding in the first grinding than in the second grinding. Furthermore, it is preferable that the maximum diameter L2 of the second grinding member G2 is larger than half the maximum diameter L3 of the processing surface PS. This allows for easy full-surface grinding in the second grinding using the rotating table 73. It is preferable that the maximum diameter L1 of the first grinding member G1 is smaller than half the maximum diameter L3 of the processing surface PS. This allows for easy partial grinding. The maximum diameter L2 of the second grinding member G2 is smaller than the maximum diameter L3 of the processing surface PS. This allows for a compact configuration of the grinding module 300, down to a size slightly larger than the substrate WF.
以下の実施形態において、研削とは、処理面PSに対し、研削部材の運動により切り込みを与えて、基板WFの表面にある部分を除去することを指す。研磨とは、処理面PSに対し、押圧された研磨部材が摺動することにより、基板WFの表面にある部分を除去することを指す。研削および研磨には、研削液または研磨液による化学反応により直接的に、または化学反応を利用して、基板WFの表面にある部分を除去することも含まれる。処理面PSを削る部分研削とは、処理面PSの一部のみを研削するように研削を行うことを指し、全面研削とは、処理面PSの全体を研削するように研削を行うことを指す。また、部分研磨とは、処理面PSの一部のみを研磨するように研磨を行うことを指し、全面研磨とは、処理面PSの全体を研磨するように研磨を行うことを指す。 In the following embodiments, grinding refers to removing portions of the surface of the substrate WF by making cuts in the processing surface PS through the movement of a grinding member. Polishing refers to removing portions of the surface of the substrate WF by sliding a pressed polishing member against the processing surface PS. Grinding and polishing also include removing portions of the surface of the substrate WF directly through a chemical reaction with a grinding or polishing liquid, or by utilizing a chemical reaction. Partial grinding, which grinds the processing surface PS, refers to grinding that grinds only a portion of the processing surface PS, while full surface grinding refers to grinding that grinds the entire processing surface PS. Furthermore, partial polishing refers to polishing that polishes only a portion of the processing surface PS, and full surface polishing refers to polishing that polishes the entire processing surface PS.
本実施形態では、第1研削を行った後に第2研削が行われる。第1研削で凸部等を研削した後、第2研削で基板WFのより広い範囲を研削することで、研磨モジュール400の研磨前に研磨条件を整え、効率よく精度の高い研磨を行うことができる。 In this embodiment, the second grinding is performed after the first grinding. After grinding convex portions and the like in the first grinding, a wider area of the substrate WF is ground in the second grinding. This allows the polishing conditions to be adjusted before polishing in the polishing module 400, enabling efficient and highly accurate polishing.
なお、本実施形態では、第1研削部材G1と、第2研削部材G2とは、同種の研削部材である研磨テープとした。しかし、第1研削部材G1と、第2研削部材G2とは、異なる研削部材であってもよい。また、第1研削および第2研削は、同一または異なる複数の研削モジュールにおいて行われてもよい。例えば、フェースアップ方式の研削モジュールをさらに設け、当該研削モジュールで固定砥粒定盤を研削部材として第1研削または第2研
削を行ってもよい。第1研削および第2研削の両方を固定砥粒定盤で行ってもよい。
In this embodiment, the first grinding member G1 and the second grinding member G2 are the same type of grinding member, i.e., abrasive tape. However, the first grinding member G1 and the second grinding member G2 may be different grinding members. The first grinding and the second grinding may be performed in the same or different grinding modules. For example, a face-up grinding module may be further provided, and the first grinding or the second grinding may be performed in that grinding module using a fixed abrasive platen as the grinding member. Both the first grinding and the second grinding may be performed using a fixed abrasive platen.
図7は、本実施形態に係る測定装置750を模式的に示す概念図である。研削モジュール300は、第3アーム75と、第3アーム75に取り付けられた測定装置750を備える。図7では、第2アーム72および処理液供給系統74は図示を省略した。 Figure 7 is a conceptual diagram that schematically illustrates a measuring device 750 according to this embodiment. The grinding module 300 includes a third arm 75 and a measuring device 750 attached to the third arm 75. The second arm 72 and the processing liquid supply system 74 are not shown in Figure 7.
測定装置750は、基板WFの処理面PSの形状を測定する。以下において、形状測定とは、処理面PSの形状の測定を指す。測定装置750で測定された処理面PSの形状を示す形状データは、制御装置900に出力される。あるいは、測定装置750で検出された測定信号を、制御装置900が処理して形状データを作成してもよい。測定装置750は、一例としてWet-ITM(In-line Thickness Monitor)とすることができる。Wet-ITMは、検出ヘッドが基板上に非接触状態にて存在し、基板全面を移動することで、基板WF上に形成された膜の膜厚分布(又は膜厚に関連する情報の分布)を検出(測定)することができる。例えば、検出ヘッドが基板WFの中心を通過するような軌跡を移動しながら、回転する基板WF上の膜厚分布を検出する。処理面PSの所望の範囲の膜厚分布の検出ができれば、測定装置750は第3アーム75に取り付けられていなくともよい。例えば、測定装置750は、第1アーム71若しくは第2アーム72に取り付けられていてもよく、または、XYステージにより測定装置750を移動させてもよい。なお、処理面PSの形状についての情報があらかじめ得られていれば、基板研磨装置1000は測定装置750を含まなくてもよく、基板研磨方法は形状測定を含まなくてもよい。 The measuring device 750 measures the shape of the processed surface PS of the substrate WF. Hereinafter, shape measurement refers to measuring the shape of the processed surface PS. Shape data indicating the shape of the processed surface PS measured by the measuring device 750 is output to the control device 900. Alternatively, the control device 900 may process the measurement signal detected by the measuring device 750 to create the shape data. As an example, the measuring device 750 may be a Wet-ITM (In-line Thickness Monitor). A Wet-ITM has a detection head that exists on the substrate in a non-contact state and moves across the entire surface of the substrate to detect (measure) the film thickness distribution (or the distribution of information related to film thickness) of a film formed on the substrate WF. For example, the detection head moves along a trajectory that passes through the center of the substrate WF to detect the film thickness distribution on the rotating substrate WF. As long as the film thickness distribution within the desired range of the processed surface PS can be detected, the measuring device 750 does not need to be attached to the third arm 75. For example, the measuring device 750 may be attached to the first arm 71 or the second arm 72, or the measuring device 750 may be moved by an XY stage. Note that if information about the shape of the processing surface PS is obtained in advance, the substrate polishing apparatus 1000 does not need to include the measuring device 750, and the substrate polishing method does not need to include shape measurement.
本実施形態では、後述するように、第2研削を行う間に形状測定が行われ得る。この場合、第2アーム72と第3アーム75が互いに接触しないように移動し、第2研削を行いながら連続的または断続的に形状測定を行ってもよい。後述の変形例において、第1研削を行う間に形状測定を行う場合も同様である。 In this embodiment, as described below, shape measurement can be performed while the second grinding is being performed. In this case, the second arm 72 and the third arm 75 may be moved so as not to come into contact with each other, and shape measurement may be performed continuously or intermittently while the second grinding is being performed. The same applies to the case where shape measurement is performed while the first grinding is being performed in the modified example described below.
なお、測定装置750としてWet-ITM以外にも任意の検出方式の測定装置を用いることができる。たとえば、利用可能な検出方式としては、公知の渦電流式や光学式のような非接触式の検出方式を採用することができ、また、接触式の検出方式を採用しても良い。接触式の検出方式としては、例えば通電可能なプローブを備えた検出ヘッドを用意し、基板WFにプローブを接触させて通電させた状態で基板WF面内を走査させることで、膜抵抗の分布を検出する電気抵抗式の検出を採用することができる。また、他の接触式の検出方式として、基板WF表面にプローブを接触させた状態で基板WF面内を走査させ、プローブの上下動をモニタリングすることで表面の凹凸の分布を検出する段差検出方式を採用することもできる。接触式および非接触式のいずれの検出方式においても、膜厚もしくは膜厚に相当する信号が得られる。光学式の検出においては、投光した光の反射光量の他に、基板WF表面の色調の差異より膜厚差異を認識しても良い。このように、測定装置750が処理面PSに光を照射し、処理面PSからの反射光または赤外線など、照射した光に基づく基板WFからの光を受光して得られた測定データの解析に基づいて、制御装置900は、基板WFに形成された膜の厚み分布のデータを取得することができる。これにより、非接触で効率よく処理面PSの形状についての情報を得ることができ、これに基づいて効率よく研削処理を行うことができる。 The measuring device 750 can be any measuring device using any detection method other than Wet-ITM. For example, available detection methods include non-contact detection methods such as well-known eddy current and optical detection methods, as well as contact detection methods. A contact detection method can employ, for example, electrical resistance detection, in which a detection head equipped with an electrically conductive probe is prepared, and the probe is brought into contact with the substrate WF and scanned across the surface of the substrate WF while energized to detect the distribution of film resistance. Another contact detection method can employ a step detection method in which a probe is brought into contact with the surface of the substrate WF and scanned across the surface of the substrate WF, and the vertical movement of the probe is monitored to detect the distribution of surface irregularities. Both contact and non-contact detection methods obtain film thickness or a signal corresponding to the film thickness. In optical detection, film thickness differences can be recognized from differences in the color tone of the substrate WF surface in addition to the amount of reflected light from the projected light. In this way, the measurement device 750 irradiates the processing surface PS with light, and receives light from the substrate WF based on the irradiated light, such as reflected light or infrared light from the processing surface PS, and based on the analysis of the measurement data obtained, the control device 900 can obtain data on the thickness distribution of the film formed on the substrate WF. This makes it possible to obtain information about the shape of the processing surface PS efficiently and without contact, and to perform the grinding process efficiently based on this information.
図8は、第1研削の範囲の設定を説明するための概念図である。例えば、測定装置750により基板WFにおける凸部WF1およびWF2が検出された場合、第1アーム71の揺動による第1ヘッド710の移動範囲に凸部WF1およびWF2が含まれるように、第1アーム71およびテーブル駆動機構730が制御される。 Figure 8 is a conceptual diagram for explaining the setting of the first grinding range. For example, when the measuring device 750 detects the convex portions WF1 and WF2 on the substrate WF, the first arm 71 and the table driving mechanism 730 are controlled so that the convex portions WF1 and WF2 are included in the movement range of the first head 710 caused by the swinging of the first arm 71.
<反転機>
図1に戻って、反転機800は、基板WFの表裏を反転させる。第1搬送ユニット200Aでは、基板WFの処理面PSが鉛直方向上側に向いている。反転機800は、基板WFを反転させて、基板WFの処理面PSが鉛直方向下側に向くようにする。反転機800の種類は、基板WFを反転させることができれば特に限定されない。反転機800で反転された基板WFは、第2搬送ユニット200Bに搬出される。
<Turning machine>
Returning to FIG. 1 , the inverter 800 inverts the substrate WF. In the first transport unit 200A, the processing surface PS of the substrate WF faces vertically upward. The inverter 800 inverts the substrate WF so that the processing surface PS of the substrate WF faces vertically downward. There are no particular limitations on the type of inverter 800 as long as it can invert the substrate WF. The substrate WF inverted by the inverter 800 is carried out to the second transport unit 200B.
<第2搬送ユニット>
図9は、第2搬送ユニット200Bの構成を模式的に示す断面図である。第2搬送ユニット200Bは、反転機800で反転された基板WFを研磨モジュール400に搬出する。第2搬送ユニット200Bは、筐体201内に配置されており、基板WFを搬送するための複数の搬送ローラ202を備える。搬送ローラ202を回転させることで、搬送ローラ202上の基板WFを所定の方向に搬送することができる。第2搬送ユニット200B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。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。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。図示の例では、第2搬送ユニット200B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。図示の例では、センサ216は搬送ユニット200に7個(216a~216g)設けられている。制御装置900(図1)は、これらのセンサ216a~216gによる基板WFの検知に応じて、第2搬送ユニット200の動作を制御することができる。第2搬送ユニット200Bは、第2搬送ユニット200B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。第2搬送ユニット200Bは、第2搬送ユニット200Bから基板WFを搬出するために開閉可能な出口シャッタ286を有する。
<Second conveying unit>
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the second transport unit 200B. The second transport unit 200B transports the substrate WF inverted by the inverter 800 to the polishing module 400. The second transport unit 200B is disposed in a housing 201 and includes a plurality of transport rollers 202 for transporting the substrate WF. By rotating the transport rollers 202, the substrate WF on the transport rollers 202 can be transported in a predetermined direction. The transport rollers 202 of the second transport unit 200B may be formed from a conductive polymer or a non-conductive polymer. The transport rollers 202 are attached to roller shafts 204 and are driven by a motor 208 via gears 206. The motor 208 may be a servo motor. Using the servo motor makes it possible to control the rotation speed of the roller shaft 204 and the transport rollers 202, i.e., the transport speed of the substrate WF. The gear 206 may be a magnetic gear. Because the magnetic gear is a non-contact power transmission mechanism, it does not generate fine particles due to wear, as occurs with contact-type gears, and does not require maintenance such as lubrication. In the illustrated example, the second transport unit 200B has a sensor 216 for detecting the presence or absence of a substrate WF at a predetermined position on the transport roller 202. The sensor 216 can be of any type, such as an optical sensor. In the illustrated example, seven sensors 216 (216a to 216g) are provided in the transport unit 200. The control device 900 ( FIG. 1 ) can control the operation of the second transport unit 200 in response to the detection of the substrate WF by these sensors 216a to 216g. The second transport unit 200B has an entrance shutter 218 that can be opened and closed to accept the substrate WF into the second transport unit 200B. The second transport unit 200B has an exit shutter 286 that can be opened and closed to transport the substrate WF out of the second transport unit 200B.
第2搬送ユニット200Bは、ストッパ220を有する。ストッパ220は、ストッパ移動機構222に接続されており、ストッパ220は搬送ローラ202上を移動する基板WFの搬送経路内に進入可能である。ストッパ220が基板WFの搬送経路内に位置しているときは、搬送ローラ202上を移動する基板WFの側面がストッパ220に接触し、移動中の基板WFをストッパ220の位置で停止させることができる。また、ストッパ220が基板WFの搬送経路から退避した位置にあるときは、基板WFは、搬送ローラ202上を移動することができる。ストッパ220による基板WFの停止位置は、後述のプッシャ230が搬送ローラ202上の基板WFを受け取ることができる位置(基板受け渡し位置)である。 The second transport unit 200B has a stopper 220. The stopper 220 is connected to a stopper moving mechanism 222, and the stopper 220 can enter the transport path of the substrate WF moving on the transport rollers 202. When the stopper 220 is positioned within the transport path of the substrate WF, the side of the substrate WF moving on the transport rollers 202 comes into contact with the stopper 220, allowing the moving substrate WF to be stopped at the position of the stopper 220. Furthermore, when the stopper 220 is in a position retracted from the transport path of the substrate WF, the substrate WF can move on the transport rollers 202. The position at which the stopper 220 stops the substrate WF is a position (substrate transfer position) at which the pusher 230, described below, can receive the substrate WF on the transport rollers 202.
第2搬送ユニット200Bはプッシャ230を有する。プッシャ230は、複数の搬送ローラ202の上にある基板WFを、複数の搬送ローラ202から離れるように持ち上げることができるように構成される。またプッシャ230は、保持している基板WFを研磨モジュール400のトップリング302に受け渡すことができるように構成される。 The second transport unit 200B has a pusher 230. The pusher 230 is configured to be able to lift the substrate WF that is on the multiple transport rollers 202 so that it is away from the multiple transport rollers 202. The pusher 230 is also configured to be able to transfer the substrate WF that it is holding to the top ring 302 of the polishing module 400.
プッシャ230は、第1ステージ232および第2ステージ270を備える。第1ステージ232は、基板WFをプッシャ230からトップリング302に受け渡す時に、トップリング302のリテーナ部材3(図11)を支持するためのステージである。第1ステージ232は、トップリング302のリテーナ部材3を支持するための複数の支持柱234を備える。第2ステージ270は、搬送ローラ202上の基板WFを受け取るためのステージである。第2ステージ270は、搬送ローラ202上の基板WFを受け取るための
複数の支持柱272を備える。第1ステージ232および第2ステージ270は、第1昇降機構により高さ方向に移動可能である。第2ステージ270はさらに第2昇降機構により、第1ステージ232に対して高さ方向に移動可能である。第1昇降機構および第2昇降機構により、第1ステージ232および第2ステージ270が上昇すると、第1ステージ232の支持柱234および第2ステージ270の支持柱272の一部が搬送ローラ202およびローラシャフト204の間を通って、搬送ローラ202よりも高い位置にくる。搬送ローラ202上を搬送された基板WFは、ストッパ220により基板受け渡し位置で停止される。その後、第1昇降機構により第1ステージ232および第2ステージ270を上昇させて、搬送ローラ202上の基板WFを第2ステージ270の支持柱272により持ち上げる。その後、トップリング302のリテーナ部材3を第1ステージ232の支持柱234で支持しながら、第2昇降機構で基板WFを保持した第2ステージ270を上昇させる。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。
The pusher 230 includes a first stage 232 and a second stage 270. The first stage 232 is a stage for supporting the retainer member 3 ( FIG. 11 ) of the top ring 302 when transferring the substrate WF from the pusher 230 to the top ring 302. The first stage 232 includes a plurality of support columns 234 for supporting the retainer member 3 of the top ring 302. The second stage 270 is a stage for receiving the substrate WF on the transport rollers 202. The second stage 270 includes a plurality of support columns 272 for receiving the substrate WF on the transport rollers 202. The first stage 232 and the second stage 270 are movable in the height direction by a first lifting mechanism. The second stage 270 is further movable in the height direction relative to the first stage 232 by a second lifting mechanism. When the first and second lifting mechanisms raise the first and second stages 232 and 270, portions of the support columns 234 of the first stage 232 and the support columns 272 of the second stage 270 pass between the transport rollers 202 and the roller shafts 204 and reach a position higher than the transport rollers 202. The substrate WF transported on the transport rollers 202 is stopped at the substrate transfer position by the stopper 220. The first lifting mechanism then raises the first and second stages 232 and 270, and the substrate WF on the transport rollers 202 is lifted by the support columns 272 of the second stage 270. The second lifting mechanism then raises the second stage 270 holding the substrate WF, while the retainer member 3 of the top ring 302 is supported by the support columns 234 of the first stage 232. The substrate WF on the second stage 270 is received and held by the top ring 302 by vacuum suction.
第2搬送ユニット200Bは洗浄部を有する。この洗浄部は洗浄ノズル284を有する。洗浄ノズル284は、搬送ローラ202の上側に配置される上洗浄ノズル284aと、下側に配置される下洗浄ノズル284bとを有する。上洗浄ノズル284aおよび下洗浄ノズル284bは、図示しない洗浄液の供給源に接続される。上洗浄ノズル284aは、搬送ローラ202上を搬送される基板WFの上面に洗浄液を供給するように構成される。下洗浄ノズル284bは、搬送ローラ202上を搬送される基板WFの下面に洗浄液を供給するように構成される。上洗浄ノズル284aおよび下洗浄ノズル284bは、搬送ローラ202上を搬送される基板WFの幅と同程度、またはそれ以上の幅を備え、基板WFが搬送ローラ202上を搬送されることで、基板WFの全面が洗浄されるように構成される。洗浄部は、プッシャ230の基板受け渡し場所よりも下流側に位置している。 The second transport unit 200B has a cleaning section. This cleaning section has cleaning nozzles 284. The cleaning nozzles 284 have an upper cleaning nozzle 284a arranged above the transport rollers 202 and a lower cleaning nozzle 284b arranged below. The upper cleaning nozzle 284a and the lower cleaning nozzle 284b are connected to a cleaning liquid supply source (not shown). The upper cleaning nozzle 284a is configured to supply cleaning liquid to the upper surface of the substrate WF transported on the transport rollers 202. The lower cleaning nozzle 284b is configured to supply cleaning liquid to the lower surface of the substrate WF transported on the transport rollers 202. The upper cleaning nozzle 284a and the lower cleaning nozzle 284b have a width that is approximately the same as or greater than the width of the substrate WF transported on the transport rollers 202, and are configured so that the entire surface of the substrate WF is cleaned as the substrate WF is transported on the transport rollers 202. The cleaning section is located downstream of the substrate transfer location of the pusher 230.
第2搬送ユニット200Bは、研磨モジュール400で研磨された基板WFをトップリング302から受け取り、適宜洗浄した後、乾燥モジュール500に搬出する。第2搬送ユニット200Bが、基板WFの研磨モジュール400への搬出および研磨モジュール400からの搬入ができ、乾燥モジュール500への搬出ができれば、第2搬送ユニット200Bの構成は特に限定されない。 The second transport unit 200B receives the substrate WF polished in the polishing module 400 from the top ring 302, cleans it as appropriate, and then transports it to the drying module 500. There are no particular limitations on the configuration of the second transport unit 200B, as long as it can transport the substrate WF to and from the polishing module 400 and transport it to the drying module 500.
<研磨モジュール>
図10は、研磨モジュール400の構成を模式的に示す斜視図である。研磨モジュール400は、基板WFの研磨を行う。この研磨の態様は特に限定されないが、CMP研磨が好ましく、また、基板WFの全体を精度よく加工する観点または仕上げを行う観点からは、全面研磨を行うことが好ましい。本実施形態に係る基板研磨方法では、上述のように第1研削部材G1および第2研削部材G2を組み合わせて研削して基板WFの全体の厚さのばらつき(後述の裏面基準面からの距離の最大値と最小値の差であるTTV(Total Thickness Variation)等が指標となる)を高速で解消しえる。これに加え、さらに研磨部材による低速な仕上げ研磨を行えるので、加工に長時間要する研磨部材のみによる全面研磨に比べても処理能力(スループット)も高く精度の高い加工も可能となる。
<Polishing module>
FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating the configuration of the polishing module 400. The polishing module 400 polishes the substrate WF. While the polishing method is not particularly limited, CMP polishing is preferred. Furthermore, from the perspective of accurately processing or finishing the entire substrate WF, full-surface polishing is preferred. In the substrate polishing method according to this embodiment, the first grinding member G1 and the second grinding member G2 are used in combination to quickly eliminate the overall thickness variation of the substrate WF (e.g., the total thickness variation (TTV), which is the difference between the maximum and minimum distances from the rear surface reference surface, as described below). In addition, the polishing member can be used to perform low-speed finish polishing, which allows for higher throughput and more accurate processing than full-surface polishing using only a polishing member, which requires a longer processing time.
研磨モジュール400は、研磨テーブル350と、研磨対象物である基板WFを保持して研磨テーブル350上の研磨面352aに押圧する研磨ヘッドを構成するトップリング302とを備えている。研磨テーブル350は、テーブル軸351を介してその下方に配置される研磨テーブル回転モータ(図示せず)に連結されており、そのテーブル軸351周りに回転可能になっている。研磨テーブル350の上面には研磨パッド352が貼付されており、研磨パッド352の表面が基板を研磨する研磨面352aを構成している。研磨パッド352は、処理面PSに接触し研磨する研磨部材PMとして機能する。研磨部材PMの加工速度は、研磨部材PMの剛性が低く砥粒粒度も小さい場合、研削部材の加工速
度と比べて低速となるときもある。しかし、研磨部材PMによる研磨は、被研磨対象物の表面粗さを低減し、被研磨対象物にスクラッチが入りにくく仕上げ加工に好適である。研磨パッド352は、研磨テーブル350からの剥離を容易にするための層を介して貼り付けられてもよい。そのような層は、たとえばシリコーン層やフッ素系樹脂層などがあり、例えば日本国特開2014-176950号公報などに記載されているものを使用してもよい。
The polishing module 400 includes a polishing table 350 and a top ring 302 constituting a polishing head that holds a substrate WF (the object to be polished) and presses it against a polishing surface 352a on the polishing table 350. The polishing table 350 is connected to a polishing table rotation motor (not shown) located below the polishing table 350 via a table shaft 351 and is rotatable about the table shaft 351. A polishing pad 352 is attached to the upper surface of the polishing table 350, and the surface of the polishing pad 352 forms a polishing surface 352a that polishes the substrate. The polishing pad 352 functions as a polishing member PM that contacts and polishes the processing surface PS. The processing speed of the polishing member PM may be slower than that of a grinding member if the polishing member PM has low rigidity and small abrasive grain size. However, polishing with the polishing member PM reduces the surface roughness of the object to be polished, making it less likely to scratch the object to be polished and suitable for finish processing. The polishing pad 352 may be attached via a layer that facilitates removal from the polishing table 350. Such a layer may be, for example, a silicone layer or a fluorine-based resin layer, and those described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-176950 may be used.
研磨パッド352の種類は特に限定されず、例えば以下を用いることができる。市場で入手できる研磨パッドとしては種々のものがあり、例えば、ニッタ・ハース株式会社製のSUBA800(「SUBA」は登録商標)、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(「surfin」は登録商標)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。 The type of polishing pad 352 is not particularly limited, and the following can be used, for example. Various polishing pads are available on the market, including SUBA800 ("SUBA" is a registered trademark), IC-1000, IC-1000/SUBA400 (two-layer cloth) manufactured by Nitta Haas Co., Ltd., and Surfin xxx-5 and Surfin 000 ("surfin" is a registered trademark) manufactured by Fujimi Incorporated. SUBA800, Surfin xxx-5, and Surfin 000 are nonwoven fabrics made of fibers solidified with urethane resin, while IC-1000 is a rigid foamed polyurethane (single layer). Foamed polyurethane is porous, with numerous tiny depressions or holes on its surface.
研磨テーブル350の上方には研磨液供給ノズル354が設置されており、この研磨液供給ノズル354によって研磨テーブル350上の研磨パッド352上に研磨液が供給されるようになっている。また、研磨テーブル350およびテーブル軸351には、研磨液を供給するための通路353が設けられている。通路353は、研磨テーブル350の表面の開口部355に連通している。研磨テーブル350の開口部355に対応する位置において研磨パッド352は貫通孔357が形成されており、通路353を通る研磨液は、研磨テーブル350の開口部355および研磨パッド352の貫通孔357から研磨パッド352の表面に供給される。研磨液は、被研磨対象物、特に基板WFの被研磨堆積膜の種類に応じて、砥粒と、砥粒同士を離間させる分散剤、所定の薬液または酸化剤などの一以上の化学成分とを所定の割合で組み合わせて構成されるスラリーである。ここで、砥粒は、適宜所定の材質、所定の粒度および所定の粒径分布を有するものが選択され得る。薬液は、酸、アルカリ、または界面活性剤等が適宜選択される。なお、研磨テーブル350の開口部355および研磨パッド352の貫通孔357は、1つであっても複数でもよい。また、研磨テーブル350の開口部355および研磨パッド352の貫通孔357の位置は任意であり、例えば研磨テーブル350の中心付近に配置することができる。 A polishing liquid supply nozzle 354 is installed above the polishing table 350, and this polishing liquid supply nozzle 354 supplies polishing liquid onto the polishing pad 352 on the polishing table 350. The polishing table 350 and table shaft 351 are also provided with a passage 353 for supplying polishing liquid. The passage 353 is connected to an opening 355 on the surface of the polishing table 350. A through-hole 357 is formed in the polishing pad 352 at a position corresponding to the opening 355 in the polishing table 350. The polishing liquid passing through the passage 353 is supplied to the surface of the polishing pad 352 through the opening 355 in the polishing table 350 and the through-hole 357 in the polishing pad 352. The polishing liquid is a slurry composed of abrasive grains, a dispersant for separating the abrasive grains, and one or more chemical components such as a specified chemical or oxidizing agent, in a predetermined ratio depending on the type of object to be polished, particularly the type of deposited film to be polished on the substrate WF. Here, the abrasive grains can be selected to have an appropriate material, particle size, and particle size distribution. The chemical liquid may be an acid, alkali, surfactant, or the like. The opening 355 in the polishing table 350 and the through-hole 357 in the polishing pad 352 may be one or more. The positions of the opening 355 in the polishing table 350 and the through-hole 357 in the polishing pad 352 are arbitrary, and they may be located near the center of the polishing table 350, for example.
図1の例のように、研磨モジュール400は、液体、又は、液体と気体との混合流体、を研磨パッド352に向けて噴射するためのアトマイザ358を備えてもよい。アトマイザ358から噴射される液体は、例えば、純水であり、気体は、例えば、窒素ガスである。 As shown in the example of FIG. 1, the polishing module 400 may include an atomizer 358 for spraying a liquid or a mixture of liquid and gas toward the polishing pad 352. The liquid sprayed from the atomizer 358 may be, for example, pure water, and the gas may be, for example, nitrogen gas.
トップリング302は、トップリングシャフト18に接続されており、このトップリングシャフト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。 The top ring 302 is connected to the top ring shaft 18, which is movable up and down relative to the swing arm 360 by a vertical movement mechanism 319. The vertical movement of the top ring shaft 18 moves the entire top ring 302 up and down relative to the swing arm 360, thereby positioning it. The top ring shaft 18 is rotated by a top ring rotation motor (not shown). The rotation of the top ring shaft 18 causes the top ring 302 to rotate around the top ring shaft 18. A rotary joint 323 is attached to the upper end of the top ring shaft 18.
トップリング302は、その下面に四角形の基板WFを保持できるようになっている。揺動アーム360は支軸362を中心として旋回可能に構成されている。トップリング302は、揺動アーム360の旋回により、上述の第2搬送ユニット200Bの基板受け渡
し位置と研磨テーブル350の上方との間で移動可能である。トップリングシャフト18を下降させることで、トップリング302を下降させて基板を研磨パッド352の表面(研磨面352a)に押圧することができる。このとき、トップリング302および研磨テーブル350をそれぞれ回転させ、研磨テーブル350の上方に設けられた研磨液の供給ノズル354から、および/または、研磨テーブル350に設けられた開口部355から研磨パッド352上に研磨液を供給する。このように、基板WFを研磨パッド352の研磨面352aに押圧して基板WFの処理面PSを研磨することができる。基板WFの研磨中に、トップリング302が研磨パッド352の中心を通過するように(研磨パッド352の貫通孔357を覆うように)、揺動アーム360を固定あるいは揺動させてもよい。
The top ring 302 is adapted to hold a rectangular substrate WF on its underside. The swing arm 360 is rotatable about a support shaft 362. The swing arm 360 rotates to move the top ring 302 between the substrate transfer position of the second transport unit 200B and above the polishing table 350. By lowering the top ring shaft 18, the top ring 302 can be lowered to press the substrate against the surface (polishing surface 352a) of the polishing pad 352. At this time, the top ring 302 and the polishing table 350 are rotated, and a polishing liquid is supplied onto the polishing pad 352 from a polishing liquid supply nozzle 354 provided above the polishing table 350 and/or from an opening 355 provided in the polishing table 350. In this manner, the substrate WF is pressed against the polishing surface 352a of the polishing pad 352, thereby polishing the processing surface PS of the substrate WF. During polishing of the substrate WF, the swing arm 360 may be fixed or swingable so that the top ring 302 passes through the center of the polishing pad 352 (so as to cover the through-hole 357 of the polishing pad 352).
トップリングシャフト18およびトップリング302を上下動させる上下動機構319は、軸受321を介してトップリングシャフト18を回転可能に支持するブリッジ28と、ブリッジ28に取り付けられたボールねじ32と、支柱130により支持された支持台29と、支持台29上に設けられたACサーボモータ38とを備えている。サーボモータ38を支持する支持台29は、支柱130を介して揺動アーム360に固定されている。 The up-and-down movement mechanism 319, which moves the top ring shaft 18 and top ring 302 up and down, includes a bridge 28 that rotatably supports the top ring shaft 18 via a bearing 321, a ball screw 32 attached to the bridge 28, a support base 29 supported by a support column 130, and an AC servo motor 38 mounted on the support base 29. The support base 29 that supports the servo motor 38 is fixed to the swing arm 360 via the support column 130.
ボールねじ32は、サーボモータ38に連結されたねじ軸32aと、このねじ軸32aが螺合するナット32bとを備えている。トップリングシャフト18は、ブリッジ28と一体となって上下動するようになっている。したがって、サーボモータ38を駆動すると、ボールねじ32を介してブリッジ28が上下動し、これによりトップリングシャフト18およびトップリング302が上下動する。研磨モジュール400は、ブリッジ28の下面までの距離、すなわちブリッジ28の位置を検出する位置検出部としての測距センサ70を備えている。この測距センサ70によりブリッジ28の位置を検出することで、トップリング302の位置を検出することができるようになっている。測距センサ70は、ボールねじ32,サーボモータ38とともに上下動機構319を構成している。なお、測距センサ70は、レーザ式センサ、超音波センサ、過電流式センサ、もしくはリニアスケール式センサであってもよい。また、測距センサ70、サーボモータ38をはじめとする研磨モジュール内の各機器は、制御装置900により制御されるように構成される。 The ball screw 32 includes a screw shaft 32a connected to the servo motor 38 and a nut 32b onto which the screw shaft 32a is threaded. The top ring shaft 18 moves up and down together with the bridge 28. Therefore, when the servo motor 38 is driven, the bridge 28 moves up and down via the ball screw 32, which in turn moves the top ring shaft 18 and the top ring 302 up and down. The polishing module 400 includes a distance sensor 70 as a position detector that detects the distance to the underside of the bridge 28, i.e., the position of the bridge 28. By detecting the position of the bridge 28 using this distance sensor 70, the position of the top ring 302 can be detected. The distance sensor 70, together with the ball screw 32 and servo motor 38, constitutes a vertical movement mechanism 319. The distance sensor 70 may be a laser sensor, ultrasonic sensor, eddy current sensor, or linear scale sensor. The distance sensor 70, servo motor 38, and other devices within the polishing module are controlled by a control device 900.
図示の例では、研磨モジュール400は、研磨パッド352の研磨面352aをドレッ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。 In the illustrated example, the polishing module 400 includes a dressing unit 356 that dresses the polishing surface 352a of the polishing pad 352. This dressing unit 356 includes a dresser 50 that slides against the polishing surface 352a, a dresser shaft 51 to which the dresser 50 is connected, an air cylinder 53 attached to the upper end of the dresser shaft 51, and a swing arm 55 that rotatably supports the dresser shaft 51. The lower part of the dresser 50 is formed by a dressing member 50a, the underside of which has needle-shaped diamond particles attached. The air cylinder 53 is placed on a support base 57 supported by struts 56, and these struts 56 are fixed to the swing arm 55.
揺動アーム55は図示しないモータに駆動されて、支軸58を中心として旋回するように構成されている。ドレッサシャフト51は、図示しないモータの駆動により回転し、このドレッサシャフト51の回転により、ドレッサ50がドレッサシャフト51周りに回転するようになっている。エアシリンダ53は、ドレッサシャフト51を介してドレッサ50を上下動させ、ドレッサ50を所定の押圧力で研磨パッド352の研磨面352aに押圧する。 The swing arm 55 is driven by a motor (not shown) and is configured to rotate around a support shaft 58. The dresser shaft 51 is rotated by the motor (not shown), and this rotation of the dresser shaft 51 causes the dresser 50 to rotate around the dresser shaft 51. The air cylinder 53 moves the dresser 50 up and down via the dresser shaft 51, pressing the dresser 50 against the polishing surface 352a of the polishing pad 352 with a predetermined pressing force.
研磨パッド352の研磨面352aのドレッシングは次のようにして行われる。ドレッサ50はエアシリンダ53により研磨面352aに押圧され、これと同時に図示しない純水供給ノズルから純水が研磨面352aに供給される。この状態で、ドレッサ50がドレッサシャフト51周りに回転し、ドレッシング部材50aの下面(ダイヤモンド粒子)を研磨面352aに摺接させる。このようにして、ドレッサ50により研磨パッド352が
削り取られ、研磨面352aがドレッシングされる。
The polishing surface 352a of the polishing pad 352 is dressed as follows: The dresser 50 is pressed against the polishing surface 352a by the air cylinder 53, and at the same time, pure water is supplied to the polishing surface 352a from a pure water supply nozzle (not shown). In this state, the dresser 50 rotates around the dresser shaft 51, causing the lower surface (diamond particles) of the dressing member 50a to slide against the polishing surface 352a. In this way, the dresser 50 scrapes off the polishing pad 352, and the polishing surface 352a is dressed.
本実施形態の基板研磨装置1000では、このドレッサ50を利用して研磨パッド352の摩耗量を測定する。すなわち、ドレッシングユニット356はドレッサ50の変位を測定する変位センサ60を備えている。この変位センサ60は、研磨パッド352の摩耗量を検知する摩耗量検知手段を構成し、揺動アーム55の上面に設けられている。ドレッサシャフト51にはターゲットプレート61が固定されており、ドレッサ50の上下動にともなって、ターゲットプレート61が上下動するようになっている。変位センサ60はこのターゲットプレート61を挿通するように配置されており、ターゲットプレート61の変位を測定することによりドレッサ50の変位を測定する。なお、変位センサ60としては、リニアスケール、レーザ式センサ、超音波センサ、もしくは渦電流式センサなどのあらゆるタイプのセンサが用いられる。 In the substrate polishing apparatus 1000 of this embodiment, the dresser 50 is used to measure the wear amount of the polishing pad 352. Specifically, the dressing unit 356 is equipped with a displacement sensor 60 that measures the displacement of the dresser 50. This displacement sensor 60 constitutes a wear amount detection means for detecting the wear amount of the polishing pad 352 and is provided on the upper surface of the swing arm 55. A target plate 61 is fixed to the dresser shaft 51, and moves up and down as the dresser 50 moves up and down. The displacement sensor 60 is positioned to pass through the target plate 61 and measures the displacement of the dresser 50 by measuring the displacement of the target plate 61. Note that any type of sensor can be used as the displacement sensor 60, such as a linear scale, laser sensor, ultrasonic sensor, or eddy current sensor.
次のようにして研磨パッド352の摩耗量が測定される。まず、エアシリンダ53を駆動させてドレッサ50を、初期目立て済の研磨パッド352の研磨面352aに当接させる。この状態で、変位センサ60はドレッサ50の初期位置(高さ初期値)を検知し、その初期位置(高さ初期値)を制御装置900に記憶する。そして、1つの、または複数の基板の研磨処理が終了した後、再びドレッサ50を研磨面352aに当接させ、この状態でドレッサ50の位置を測定する。ドレッサ50の位置は研磨パッド352の摩耗量に応じて下方に変位するため、制御装置900は、上記初期位置と研磨後のドレッサ50の位置との差を求めることで、研磨パッド352の摩耗量を求めることができる。このようにして、ドレッサ50の位置に基づいて研磨パッド352の摩耗量が求められる。 The wear amount of the polishing pad 352 is measured as follows. First, the air cylinder 53 is driven to bring the dresser 50 into contact with the polishing surface 352a of the polishing pad 352, which has already been initially dressed. In this state, the displacement sensor 60 detects the initial position (initial height value) of the dresser 50, and this initial position (initial height value) is stored in the control device 900. Then, after polishing of one or more substrates is completed, the dresser 50 is again brought into contact with the polishing surface 352a, and the position of the dresser 50 is measured in this state. Because the position of the dresser 50 displaces downward depending on the wear amount of the polishing pad 352, the control device 900 can determine the wear amount of the polishing pad 352 by calculating the difference between the initial position and the position of the dresser 50 after polishing. In this way, the wear amount of the polishing pad 352 is determined based on the position of the dresser 50.
図11は、トップリング302を模式的に示す断面図(図10の9-9断面)である。トップリング302は、基板WFを研磨面352aに対して押圧するトップリング本体2と、研磨面352aを直接押圧するリテーナ部材3とを有する。トップリング本体2は概略四角形の平板状の部材からなり、リテーナ部材3はトップリング本体2の外周部に取り付けられている。リテーナ部材3は、板状の部材とすることができる。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。弾性膜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得る。弾性膜4は、金型を使用してゴム材から形成することができる。 Figure 11 is a schematic cross-sectional view (cross-section 9-9 in Figure 10) of the top ring 302. The top ring 302 has a top ring body 2 that presses the substrate WF against the polishing surface 352a, and a retainer member 3 that directly presses the polishing surface 352a. The top ring body 2 is made of a roughly rectangular, flat plate, and the retainer member 3 is attached to the outer periphery of the top ring body 2. The retainer member 3 can be a plate-shaped member. The top ring body 2 is made of a resin such as engineering plastic (e.g., PEEK). An elastic membrane 4 that contacts the backside of the substrate is attached to the underside of the top ring body 2. The elastic membrane 4 can be made of a rubber material with excellent strength and durability, such as ethylene propylene rubber (EPDM), polyurethane rubber, or silicone rubber. The elastic membrane 4 can be formed from the rubber material using a mold.
トップリング本体2と弾性膜4との間には、ガス導入室6が形成されている。ガス導入室6には、流路12が連通している。流路12は、不図示のバルブおよび圧力レギュレータを介して圧力調整部に接続される。圧力調整部によりガス導入室6の内部の圧力を調整可能に構成されている。また、流路12は、不図示のバルブを介して真空源に接続されるとともに、不図示のバルブを介して大気に連通可能になっている。トップリング302は複数のガス導入室6を備え、基板WFの異なる部分を異なる圧力で研磨してもよい。弾性膜4の基板WFが配置される下面には、不図示の真空源と空気が移動可能に接続された不図示の真空吸着孔が形成されており、基板WFが真空吸着される。 A gas introduction chamber 6 is formed between the top ring body 2 and the elastic membrane 4. A flow path 12 is connected to the gas introduction chamber 6. The flow path 12 is connected to a pressure adjustment unit via a valve and pressure regulator (not shown). The pressure adjustment unit is configured to adjust the pressure inside the gas introduction chamber 6. The flow path 12 is also connected to a vacuum source via a valve (not shown) and can communicate with the atmosphere via another valve (not shown). The top ring 302 may include multiple gas introduction chambers 6, and different portions of the substrate WF may be polished at different pressures. The lower surface of the elastic membrane 4, on which the substrate WF is placed, is formed with vacuum suction holes (not shown) that are connected to a vacuum source (not shown) so that air can move through them, and the substrate WF is vacuum-sucked.
トップリング302において、基板WFが弾性膜4に吸着保持されることにより、基板WFの反りが矯正され、基板WFの表面(処理面PS)を基準とした表面基準研磨が可能となる。トップリング302としては、例えば、上述の日本国特開2020-19115号公報に記載のトップリングを使用することができる。なお、トップリング302が剛体の吸着板を備え、この吸着板に基板WFを真空吸着させて研磨を行ってもよい。この場合、トップリング302は基板WFの裏面を平坦として保持するため、基板WFの裏面を基準とした裏面基準研磨が可能となる。 In the top ring 302, the substrate WF is attracted and held by the elastic film 4, thereby correcting any warping of the substrate WF and enabling front-surface-referenced polishing based on the front surface (processing surface PS) of the substrate WF. The top ring 302 may be, for example, the top ring described in the aforementioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-19115. The top ring 302 may also be equipped with a rigid suction plate, and polishing may be performed by vacuum-attracting the substrate WF to this suction plate. In this case, the top ring 302 holds the back surface of the substrate WF flat, enabling back-surface-referenced polishing based on the back surface of the substrate WF.
<乾燥モジュール>
図1に戻って、乾燥モジュール500は、基板WFを乾燥させるための装置である。図示の基板研磨装置1000においては、乾燥モジュール500は、研磨モジュール400で研磨された後に、第2搬送ユニット200Bの洗浄部で洗浄された基板WFを乾燥させる。乾燥モジュール500は、第2搬送ユニット200Bの下流に配置される。
<Drying module>
1 , the drying module 500 is an apparatus for drying the substrate WF. In the illustrated substrate polishing apparatus 1000, the drying module 500 dries the substrate WF that has been polished in the polishing module 400 and then cleaned in the cleaning section of the second transfer unit 200B. The drying module 500 is disposed downstream of the second transfer unit 200B.
乾燥モジュール500は、基板WFに向けてガスを噴射するためのノズル530を備える。このガスは、圧縮された空気または窒素とすることができる。乾燥モジュール500では、ローラシャフト204に取り付けられた搬送ローラ202により基板WFが搬送される。この搬送の間に、基板WFに向けてノズル530からガスが噴射されて基板WFが乾燥に供される。乾燥モジュール500から搬出された基板WFは、アンロードユニット600に搬入される。なお、乾燥モジュール500は、所望の程度に基板WFを乾燥させることができれば、その構成は特に限定されない。 The drying module 500 is equipped with a nozzle 530 for spraying gas toward the substrate WF. This gas can be compressed air or nitrogen. In the drying module 500, the substrate WF is transported by transport rollers 202 attached to roller shafts 204. During this transport, gas is sprayed from the nozzle 530 toward the substrate WF to dry the substrate WF. The substrate WF unloaded from the drying module 500 is loaded into the unload unit 600. Note that the configuration of the drying module 500 is not particularly limited as long as it can dry the substrate WF to the desired degree.
<アンロードユニット>
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を基板研磨装置1000の外へ搬出するためのユニットである。アンロードユニット600では、ローラシャフト204に取り付けられた搬送ローラ202により基板WFが搬送される。アンロードユニット600は、不図示のセンサを備え、当該センサにより基板WFを検知すると、基板研磨装置1000の外部に搬出する構成とすることができる。なお、アンロードユニット600は、基板WFを基板研磨装置1000の外部へと搬出することができれば、その態様は特に限定されない。
<Unload unit>
The unload unit 600 is a unit for unloading the substrate WF after processing such as polishing and cleaning to the outside of the substrate polishing apparatus 1000. In the unload unit 600, the substrate WF is transported by transport rollers 202 attached to roller shafts 204. The unload unit 600 may be configured to include a sensor (not shown) and to unload the substrate WF to the outside of the substrate polishing apparatus 1000 when the sensor detects the substrate WF. Note that the form of the unload unit 600 is not particularly limited as long as it can unload the substrate WF to the outside of the substrate polishing apparatus 1000.
<制御装置>
図12は、制御装置900の構成を模式的に示す概念図である。制御装置900は、通信部910と、入力部920と、記憶部930と、表示部940と、処理部950とを備える。処理部950は、搬送制御部951と、測定制御部952と、第1研削制御部953と、第2研削制御部954と、研磨制御部955と、表示制御部956と、メモリ959とを備える。
<Control device>
12 is a conceptual diagram schematically illustrating the configuration of the control device 900. The control device 900 includes a communication unit 910, an input unit 920, a storage unit 930, a display unit 940, and a processing unit 950. The processing unit 950 includes a transport control unit 951, a measurement control unit 952, a first grinding control unit 953, a second grinding control unit 954, a polishing control unit 955, a display control unit 956, and a memory 959.
制御装置900は、一般的なコンピュータまたは専用コンピュータ等の情報処理装置を備え、適宜ユーザとのインターフェースとなるほか、様々なデータに関する通信、記憶および演算等の処理を行う。なお、制御装置900は、各部を物理的に異なる装置に配置してもよい。また、制御装置900で処理するデータの少なくとも一部は、遠隔のサーバ等に保存してもよい。 The control device 900 is equipped with an information processing device such as a general-purpose computer or a dedicated computer, and serves as an interface with the user as appropriate, as well as performing processes such as communication, storage, and calculation of various data. Note that each part of the control device 900 may be located in a physically different device. Furthermore, at least a portion of the data processed by the control device 900 may be stored on a remote server, etc.
通信部910は、無線または有線の接続により少なくとも測定装置750と通信可能な通信装置を備える。通信部910は、測定装置750から形状データを取得するデータ取得部として機能する。 The communication unit 910 includes a communication device capable of communicating with at least the measurement device 750 via a wireless or wired connection. The communication unit 910 functions as a data acquisition unit that acquires shape data from the measurement device 750.
入力部920は、マウス、キーボード、各種ボタンまたはタッチパネル等の入力装置を備える。入力部920は、基板研磨装置1000の動作に必要な入力をユーザから受け付ける。 The input unit 920 includes input devices such as a mouse, keyboard, various buttons, or a touch panel. The input unit 920 accepts inputs from the user necessary for the operation of the substrate polishing apparatus 1000.
記憶部930は、不揮発性または揮発性の記憶媒体を備える。記憶部930は、形状データ、後述する第1目標データおよび第2目標データ、ならびに処理部950が処理を実行するためのプログラム等を記憶する。 The storage unit 930 includes a non-volatile or volatile storage medium. The storage unit 930 stores shape data, first target data and second target data (described below), and programs for the processing unit 950 to execute processing.
表示部940は、液晶モニタ等の表示装置を備える。表示部940には、処理部950
の処理により得られた情報等が表示される。
The display unit 940 includes a display device such as a liquid crystal monitor.
The information obtained by the above processing is displayed.
処理部950は、CPU等のプロセッサを含む処理装置を備える。処理部950は、基板研磨装置1000を制御する動作の主体として機能する。処理部950は、記憶部930等に記憶されたプログラムをメモリ959に読み込んで実行することにより各種処理を行う。このプログラムには、以下に記述する処理部950が行う処理が含まれる。このプログラムは、DVD-ROM等の記録媒体に記録されたものを取得するか、またはネットワークを介して取得されてもよい。なお、処理部950による処理が可能であれば、処理部950の物理的な構成等は特に限定されない。 The processing unit 950 is equipped with a processing device including a processor such as a CPU. The processing unit 950 functions as the main body of operations that controls the substrate polishing apparatus 1000. The processing unit 950 performs various processes by loading programs stored in the storage unit 930 or the like into the memory 959 and executing them. These programs include the processes performed by the processing unit 950 described below. These programs may be obtained by recording them on a recording medium such as a DVD-ROM, or may be obtained via a network. Note that there are no particular limitations on the physical configuration of the processing unit 950, as long as the processing by the processing unit 950 is possible.
搬送制御部951は、ロードユニット100およびアンロードユニット600を制御して、基板WFの、基板研磨装置1000への搬入および基板研磨装置1000からの搬出を行う。また、第1搬送ユニット200Aおよび第2搬送ユニット200B等を制御し、基板WFの搬送を制御する。搬送制御部951は、第1搬送ユニット200Aを制御し、基板WFを研削モジュール300へ移動させ、第1研削及び第2研削が終わった基板WFを反転機800へと移動させる。搬送制御部951は、反転機800を制御して基板WFを反転させる。搬送制御部951は、第2搬送ユニット200Bを制御し、反転機で反転された基板WFをトップリング302の受け渡し位置へと移動させ、研磨モジュール400で研磨された基板WFを乾燥モジュール500へと移動させる。 The transport control unit 951 controls the load unit 100 and unload unit 600 to load and unload substrates WF into and from the substrate polishing apparatus 1000. It also controls the first transport unit 200A and second transport unit 200B, etc., to control the transport of substrates WF. The transport control unit 951 controls the first transport unit 200A to move the substrate WF to the grinding module 300, and to move the substrate WF after the first and second grinding processes to the inverter 800. The transport control unit 951 controls the inverter 800 to invert the substrate WF. The transport control unit 951 controls the second transport unit 200B to move the substrate WF inverted by the inverter to the transfer position of the top ring 302, and to move the substrate WF polished in the polishing module 400 to the drying module 500.
測定制御部952は、測定装置750を制御し、処理面PSの形状を測定する。測定制御部952は、基板研磨装置1000のユーザ(以下、単にユーザと呼ぶ)の入力またはあらかじめ定められた条件に基づいて、測定装置750に形状測定を開始させる信号を送信する。測定制御部952は、例えば、基板WFがテーブル73に配置されたら、第1研削を行う前に、形状測定を行うように測定装置750を制御する。 The measurement control unit 952 controls the measuring device 750 to measure the shape of the processing surface PS. The measurement control unit 952 sends a signal to the measuring device 750 to start shape measurement based on input from a user of the substrate polishing apparatus 1000 (hereinafter simply referred to as the user) or predetermined conditions. The measurement control unit 952 controls the measuring device 750 to perform shape measurement, for example, once the substrate WF is placed on the table 73 and before the first grinding is performed.
なお、測定制御部952は、第1研削、第2研削および研磨それぞれの前後、または、第1研削または第2研削が行われている間に形状測定を行うことができる。測定制御部952は、例えば、これらの各工程または全工程の前後に形状測定を行い、処理面PSが所望の形状に加工されているか否かを判定することができる。また、形状測定の結果またはこの判定の結果は、表示部940に表示することができる。表示部940への表示では、わかりやすくするため、基板WFにおける基準面からの高さに基づき色相、彩度および明度の少なくとも一つを異ならせて示すことができる。この際、連続的に、若しくは適宜閾値に基づいて段階的に色相、彩度または明度を変化させることができる。 The measurement control unit 952 can perform shape measurements before and after each of the first grinding, second grinding, and polishing, or while the first grinding or second grinding is being performed. The measurement control unit 952 can, for example, perform shape measurements before and after each or all of these processes, and determine whether the processing surface PS has been processed into the desired shape. The results of the shape measurements or the results of this determination can be displayed on the display unit 940. For ease of understanding, the display on the display unit 940 can vary at least one of the hue, saturation, and brightness based on the height from the reference surface of the substrate WF. In this case, the hue, saturation, or brightness can be changed continuously or in stages based on an appropriate threshold value.
第1研削制御部953は、研削モジュール300を制御し、第1研削を行う。以下では、第1研削で目標とする形状を示すデータを第1目標データと呼ぶ。第1研削を行う前、または、第1研削を連続的または断続的に行っている間に行われる形状測定を第1測定と呼ぶ。また、第1測定で得られた形状データを第1形状データと呼ぶ。 The first grinding control unit 953 controls the grinding module 300 to perform the first grinding. Hereinafter, data indicating the target shape for the first grinding will be referred to as first target data. Shape measurement performed before the first grinding or while the first grinding is being performed continuously or intermittently will be referred to as the first measurement. Furthermore, shape data obtained from the first measurement will be referred to as the first shape data.
第1研削制御部953は、第1測定に基づいて、第1研削が行われる処理面PSの範囲を設定する。第1研削制御部953は、第1形状データと第1目標データとから、第1研削で目標とする形状の処理面PSが実現するために必要な研削量が相対的に多い処理面PSの部分を導出する。以下では、処理面PSの当該部分を第1部分と呼ぶ。第1部分は、例えば、図8の凸部WF1およびWF2である。例えば、第1形状データおよび第1目標データでは、基準面の各位置からの処理面PSの高さが三次元座標で記述される。第1研削制御部953は、基準面の各位置における、第1形状データにおける高さと第1目標データにおける高さの差により、必要な研削量を算出することができる。第1研削制御部953は、この差が、所定の閾値よりも大きい点を、第1部分に含めることができる。第1研削制御部953は、第1部分を含むように、第1研削が行われる処理面PSの範囲を設
定する。第1研削制御部953は、当該範囲が研削されるように、研削モジュール300を制御し、第1研削を行う。例えば、第1研削制御部953は、第1アーム71が揺動する際に第1研削部材G1が当該範囲を通過するように、第1アーム71およびテーブル駆動機構730を制御する。なお、第1研削の対象とする部分を設定することができれば、そのアルゴリズムおよび用いるデータの形式等は特に限定されない。
The first grinding control unit 953 sets the range of the processing surface PS where the first grinding is performed based on the first measurement. From the first shape data and the first target data, the first grinding control unit 953 derives a portion of the processing surface PS where a relatively large amount of grinding is required to achieve the target shape of the processing surface PS in the first grinding. Hereinafter, this portion of the processing surface PS will be referred to as the first portion. The first portion is, for example, the convex portions WF1 and WF2 in FIG. 8 . For example, the first shape data and the first target data describe the height of the processing surface PS from each position on the reference surface in three-dimensional coordinates. The first grinding control unit 953 can calculate the required amount of grinding based on the difference between the height in the first shape data and the height in the first target data at each position on the reference surface. The first grinding control unit 953 can include points where this difference is greater than a predetermined threshold in the first portion. The first grinding control unit 953 sets the range of the processing surface PS where the first grinding is performed so as to include the first portion. The first grinding control unit 953 controls the grinding module 300 so that the range is ground, and performs the first grinding. For example, the first grinding control unit 953 controls the first arm 71 and the table driving mechanism 730 so that the first grinding member G1 passes through the range when the first arm 71 swings. Note that, as long as the portion to be subjected to the first grinding can be set, the algorithm and the format of the data to be used are not particularly limited.
第2研削制御部954は、研削モジュール300を制御し、第2研削を行う。第2研削制御部954は、第1研削で研削されなかった部分を効率よく加工する観点から、処理面PSの全面研削を行うように研削モジュール300を制御することが好ましいが、これに限定されない。以下では、第2研削で目標とする形状を示すデータを第2目標データと呼ぶ。第2研削を連続的または断続的に行っている間に行われる形状測定を第2測定と呼ぶ。また、第2測定で得られた形状データを第2形状データと呼ぶ。 The second grinding control unit 954 controls the grinding module 300 to perform the second grinding. From the perspective of efficiently processing the portions not ground in the first grinding, it is preferable, but not limited to, that the second grinding control unit 954 control the grinding module 300 to perform full grinding of the processing surface PS. Hereinafter, data indicating the target shape for the second grinding will be referred to as second target data. Shape measurement performed while the second grinding is being performed continuously or intermittently will be referred to as second measurement. Furthermore, shape data obtained in the second measurement will be referred to as second shape data.
第2研削制御部954は、第2測定に基づいて、第2研削を終了するか否かの判定を行う判定部として機能する。第2研削制御部954は、第2形状データと第2目標データとから、処理面PSの形状と第2研削で目標とする形状との類似度を算出する。第2研削制御部954は、類似度が所定の閾値以下の場合は第2研削を終了する判定を行い、それ以外の場合は第2研削を終了しない判定を行う。類似度の算出方法は特に限定されない。例えば、第2形状データおよび第2目標データでは、基準面の各位置からの処理面PSの高さが三次元座標で記述される。第2研削制御部954は、基準面の各位置における、第2形状データにおける高さと第2目標データにおける高さの差の最小値により、類似度を算出することができる。なお、基板WFに求められる基準に応じて第2研削を終了するか否かの判定を行うことができれば、そのアルゴリズムおよび用いるデータの形式等は特に限定されない。 The second grinding control unit 954 functions as a judgment unit that judges whether to terminate the second grinding based on the second measurement. The second grinding control unit 954 calculates the similarity between the shape of the processing surface PS and the target shape for the second grinding from the second shape data and the second target data. The second grinding control unit 954 judges to terminate the second grinding if the similarity is equal to or less than a predetermined threshold, and judges not to terminate the second grinding otherwise. The method of calculating the similarity is not particularly limited. For example, the second shape data and second target data describe the height of the processing surface PS from each position on the reference surface in three-dimensional coordinates. The second grinding control unit 954 can calculate the similarity from the minimum difference between the height in the second shape data and the height in the second target data at each position on the reference surface. Note that the algorithm and the format of the data used are not particularly limited as long as it is possible to judge whether to terminate the second grinding in accordance with the criteria required for the substrate WF.
研磨制御部955は、研磨モジュール400を制御して、研磨を行う。研磨制御部955は、基板WFの全面研磨を行うことが好ましい。 The polishing control unit 955 controls the polishing module 400 to perform polishing. It is preferable that the polishing control unit 955 polishes the entire surface of the substrate WF.
表示制御部956は、表示部940を制御して、表示装置に基板研磨装置1000についての情報を表示する。表示制御部956は、基板研磨装置1000による研磨の進行状況または形状測定の結果を示す情報等を表示することができる。 The display control unit 956 controls the display unit 940 to display information about the substrate polishing apparatus 1000 on the display device. The display control unit 956 can display information such as the progress of polishing by the substrate polishing apparatus 1000 or the results of shape measurement.
図13は、本実施形態に係る基板研磨方法の流れを示すフローチャートである。この基板研磨方法は、制御装置900により行われる。搬送制御部951が、ロードユニット100を制御して基板WFを基板研磨装置1000の内部に搬入し、第1搬送ユニット200Aを制御して基板WFを研削モジュール300のテーブル73の上に配置した後、ステップS101が行われる。 Figure 13 is a flowchart showing the flow of the substrate polishing method according to this embodiment. This substrate polishing method is performed by the control device 900. The transport control unit 951 controls the load unit 100 to load the substrate WF into the substrate polishing apparatus 1000, and controls the first transport unit 200A to place the substrate WF on the table 73 of the grinding module 300, after which step S101 is performed.
ステップS101において、測定制御部952は、測定装置750を制御して、形状測定(第1測定)を行う。ステップS101の後は、ステップS102が行われる。ステップS102において、第1研削制御部953は、第1研削が行われる処理面PSの範囲を設定する。第1研削制御部953は、ステップS101で得られた第1形状データに基づいて、この設定を行う。ステップS102の後は、ステップS103が行われる。 In step S101, the measurement control unit 952 controls the measuring device 750 to perform shape measurement (first measurement). After step S101, step S102 is performed. In step S102, the first grinding control unit 953 sets the range of the processing surface PS on which the first grinding is performed. The first grinding control unit 953 performs this setting based on the first shape data obtained in step S101. After step S102, step S103 is performed.
ステップS103において、第1研削制御部953は、研削モジュール300を制御して、第1研削を行う。ステップS103が行われたら、ステップS104が行われる。ステップS104において、第2研削制御部954は、研削モジュール300を制御して、第2研削を行う。ステップS104の後は、ステップS105が行われる。 In step S103, the first grinding control unit 953 controls the grinding module 300 to perform the first grinding. After step S103, step S104 is performed. In step S104, the second grinding control unit 954 controls the grinding module 300 to perform the second grinding. After step S104, step S105 is performed.
ステップS105において、測定制御部952は、測定装置750を制御して、形状測
定(第2測定)を行う。ステップS105の形状測定は、ステップS104の第2研削を停止して行ってもよいし、ステップS104の第2研削と同時並行して行ってもよい。ステップS105の後は、ステップS106が行われる。ステップS106において、第2研削制御部954は、第2研削をさらに行うか否かの判定を行う。第2研削をさらに行う場合、ステップS106を肯定判定してステップS104に戻る。第2研削を行わない場合、ステップS106を否定判定してステップS107が行われる。
In step S105, the measurement control unit 952 controls the measuring device 750 to perform shape measurement (second measurement). The shape measurement in step S105 may be performed after stopping the second grinding in step S104, or may be performed simultaneously with the second grinding in step S104. After step S105, step S106 is performed. In step S106, the second grinding control unit 954 determines whether or not to perform further second grinding. If further second grinding is to be performed, an affirmative judgment is made in step S106, and the process returns to step S104. If second grinding is not to be performed, a negative judgment is made in step S106, and step S107 is performed.
ステップS107において、搬送制御部951は、反転機800を制御して基板WFを反転させる。ステップS107の後は、ステップS108が行われる。ステップS108において、研磨制御部955は、研磨モジュール400を制御して、研磨を行う。研磨の後は、適宜基板WFの洗浄および乾燥が行われ、搬送制御部951により基板WFが基板研磨装置1000の外部に搬出される。ステップS108の後は処理が終了される。 In step S107, the transport control unit 951 controls the inverter 800 to invert the substrate WF. After step S107, step S108 is performed. In step S108, the polishing control unit 955 controls the polishing module 400 to perform polishing. After polishing, the substrate WF is cleaned and dried as appropriate, and the transport control unit 951 transports the substrate WF outside the substrate polishing apparatus 1000. After step S108, the process ends.
本実施形態に係る基板研磨方法は、処理面PSの一部に対し、第1研削部材G1による第1研削を行うことと、処理面PSに、第1研削部材G1よりも最大径が大きい第2研削部材G2により第2研削を行うことと、第1研削および第2研削が行われた処理面PSに、研磨部材PMにより研磨を行うこととを備える。これにより、局所的な第1研削および第1研削より広い範囲の第2研削を行うことで、基板の厚さのばらつきを抑えつつ、より短い時間で高速に処理面PSを削ることができ、その後、研磨により精度の高い処理面PSを形成することができる。したがって、効率のよい処理により精度の高い基板WFを提供することができる。 The substrate polishing method according to this embodiment comprises performing a first grinding on a portion of the processing surface PS using a first grinding member G1, performing a second grinding on the processing surface PS using a second grinding member G2 having a larger maximum diameter than the first grinding member G1, and polishing the processing surface PS that has been subjected to the first and second grinding using a polishing member PM. By performing the localized first grinding and the second grinding over a wider area than the first grinding, the processing surface PS can be polished quickly and in a shorter time while suppressing variations in substrate thickness, and a highly accurate processing surface PS can then be formed by polishing. Therefore, a highly accurate substrate WF can be provided through efficient processing.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、第2研削制御部954は、第2研削を、第1研削の後に行う。これにより、局所的な第1研削により凸部を削った後に、より広い範囲の第2研削を行うことで、処理面PSの広い範囲に対して、効率的に研削を行いつつ、精度の良い研磨が可能な研磨条件を整えることができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the second grinding control unit 954 performs the second grinding after the first grinding. This allows the convex portions to be removed by the localized first grinding, followed by the second grinding over a wider area, thereby creating polishing conditions that enable efficient grinding over a wide area of the processing surface PS while also enabling highly accurate polishing.
本実施形態に係る基板研磨装置1000は、処理面PSの形状についての測定を行う測定装置750を備える。これにより、処理面PSの形状の情報を利用して処理を行うことで、さらに確実に、効率のよい処理で精度の高い基板WFを提供することができる。 The substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment is equipped with a measuring device 750 that measures the shape of the processing surface PS. This allows processing to be performed using information on the shape of the processing surface PS, making it possible to provide a substrate WF with high accuracy through more reliable and efficient processing.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、測定制御部952は、第1研削の前に、処理面PSの形状についての第1測定を行う。これにより、予め第1研削の対象とする部分を適切に設定しておくことで、さらに効率のよい処理を行うことができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the measurement control unit 952 performs a first measurement of the shape of the processing surface PS before the first grinding. This allows for more efficient processing by appropriately setting the area to be subjected to the first grinding in advance.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、第1研削制御部953は、第1測定に基づいて、処理面PSの、第1研削が行われる一部を設定する。これにより、局所的に研削する対象を適切に設定し、さらに効率よく、より精度の高い基板WFを提供することができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the first grinding control unit 953 sets the portion of the processing surface PS where the first grinding will be performed based on the first measurement. This allows the target to be locally ground to be appropriately set, enabling the provision of substrates WF with greater efficiency and precision.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、測定制御部952は、第2研削において、処理面PSの形状についての第2測定を行い、第2研削制御部954は、第2測定に基づいて、第2研削を終了するか否かについての判定を行う。これにより、研磨条件が整っているかを確認しつつ、第2研削を行うことができ、さらに効率よく、より精度の高い基板を提供することができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the measurement control unit 952 performs a second measurement of the shape of the processing surface PS during the second grinding, and the second grinding control unit 954 determines whether to terminate the second grinding based on the second measurement. This allows the second grinding to be performed while confirming that the polishing conditions are met, enabling more efficient and more accurate substrates to be provided.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、第2研削制御部954は、第2測定で得られた処理面PSの形状を示す第2形状データと、第2研削で目標とする形状を示す第2目標データとから、第2研削を行うか否かを判定する。これにより、第2研削を行うか否かをより正確に判定することができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the second grinding control unit 954 determines whether or not to perform second grinding based on second shape data indicating the shape of the processing surface PS obtained in the second measurement and second target data indicating the target shape for the second grinding. This allows for a more accurate determination of whether or not to perform second grinding.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、第2研削では、処理面PSが全面研削される。これにより、部分研削の後に全面研削が行われることで、処理面PSの全面に対して、効率的に研削を行いつつ、精度の良い研磨が可能な研磨条件を整えることができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the entire processing surface PS is ground in the second grinding. By performing full grinding after partial grinding, it is possible to efficiently grind the entire processing surface PS while creating polishing conditions that enable highly accurate polishing.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、第2研削部材G2の最大径L2は、処理面PSの最大径L3よりも小さい。これにより、研削モジュール300をコンパクトに構成することができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the maximum diameter L2 of the second grinding member G2 is smaller than the maximum diameter L3 of the processing surface PS. This allows the grinding module 300 to be configured compactly.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、第1研削部材G1および第2研削部材G2は、同種の研削部材である。これにより、適宜研削モジュール300の構成の複雑化を防いだり、搬送の手間を省いて効率的に処理をすることができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the first grinding member G1 and the second grinding member G2 are the same type of grinding member. This prevents the structure of the grinding module 300 from becoming too complicated and enables efficient processing by eliminating the need for transportation.
本実施形態に係る基板研磨装置1000において、第1研削部材G1および第2研削部材G2は、研磨テープである。これにより、精度よく部分研削を行うことができ、研削モジュール300をさらにコンパクトに構成することができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 according to this embodiment, the first grinding member G1 and the second grinding member G2 are polishing tapes. This allows for precise partial grinding and allows the grinding module 300 to be configured more compactly.
次のような変形も本発明の範囲内であり、上述の実施形態若しくは他の変形と組み合わせることが可能である。以下の変形例において、上述の実施形態と同様の構造、機能を示す部位等に関しては、同一の符号で参照し、適宜説明を省略する。 The following modifications are also within the scope of the present invention and can be combined with the above-described embodiment or other modifications. In the following modifications, parts and the like that have the same structure and function as the above-described embodiment will be referred to by the same reference numerals, and descriptions will be omitted where appropriate.
(変形例1-1)
上述の実施形態において、第1研削を連続的または断続的に行う間に、第1測定を行ってもよい。測定制御部952は、測定装置750を制御し、第1研削が行われている間に、処理面PSの形状測定を行う。これにより、形状測定で得られた情報に基づき、第1研削をさらに効率よく行い、第2研削を良い条件で行うことができる。
(Variation 1-1)
In the above-described embodiment, the first measurement may be performed while the first grinding is being performed continuously or intermittently. The measurement control unit 952 controls the measuring device 750 to measure the shape of the treatment surface PS while the first grinding is being performed. This makes it possible to perform the first grinding more efficiently and the second grinding under better conditions based on the information obtained from the shape measurement.
第1研削制御部953は、第1測定に基づいて、第1研削を終了するか否かの判定を行う判定部として機能する。第1研削制御部953は、第1形状データと第1目標データとから、処理面PSの形状と第1研削で目標とする形状との類似度を算出する。第1研削制御部953は、類似度が所定の閾値以下の場合は第1研削を終了する判定を行い、それ以外の場合は第1研削を終了しない判定を行う。類似度の算出方法は特に限定されない。例えば、上述のように、第1形状データおよび第1目標データでは、基準面の各位置からの処理面PSの高さが三次元座標で記述され得る。第1研削制御部953は、第1研削の対象となる処理面PSの部分における、第1形状データにおける高さと第1目標データにおける高さの差の最小値により、類似度を算出することができる。なお、基板WFに求められる基準に応じて第1研削を終了するか否かの判定を行うことができれば、そのアルゴリズムおよび用いるデータの形式等は特に限定されない。 The first grinding control unit 953 functions as a determination unit that determines whether to terminate the first grinding based on the first measurement. The first grinding control unit 953 calculates the similarity between the shape of the processing surface PS and the target shape for the first grinding from the first shape data and the first target data. The first grinding control unit 953 determines to terminate the first grinding if the similarity is equal to or less than a predetermined threshold, and determines not to terminate the first grinding otherwise. The method for calculating the similarity is not particularly limited. For example, as described above, the first shape data and the first target data may describe the height of the processing surface PS from each position on the reference plane using three-dimensional coordinates. The first grinding control unit 953 can calculate the similarity using the minimum difference between the height in the first shape data and the height in the first target data for the portion of the processing surface PS that is the target of the first grinding. Note that the algorithm and the format of the data used are not particularly limited, as long as it is possible to determine whether to terminate the first grinding in accordance with the criteria required for the substrate WF.
本変形例の基板研磨装置1000において、第1研削制御部953は、第1測定で得られた処理面PSの形状を示す第1形状データと、第1研削で目標とする形状を示す第1目標データとから、第1研削を行うか否かを判定する。これにより、第1研削を行うか否かをより正確に判定することができる。 In this modified substrate polishing apparatus 1000, the first grinding control unit 953 determines whether to perform the first grinding based on the first shape data indicating the shape of the processing surface PS obtained in the first measurement and the first target data indicating the target shape for the first grinding. This allows for a more accurate determination of whether to perform the first grinding.
図14は、本変形例に係る基板研磨方法の流れを示すフローチャートである。この基板研磨方法は、制御装置900により行われる。ステップS201~S203は、図13のフローチャートのステップS101~103と同様なため、説明を省略する。ステップS203の後は、ステップS204が行われる。 Figure 14 is a flowchart showing the flow of a substrate polishing method according to this modified example. This substrate polishing method is performed by the control device 900. Steps S201 to S203 are similar to steps S101 to S103 in the flowchart of Figure 13, so a description thereof will be omitted. After step S203, step S204 is performed.
ステップS204において、測定制御部952は、測定装置750を制御して、形状測定(第1測定)を行う。ステップS204の形状測定は、ステップS203の第1研削を停止して行ってもよいし、ステップS203の第1研削と同時並行して行ってもよい。ステップS204の後は、ステップS205が行われる。ステップS205において、第1研削制御部953は、第1研削をさらに行うか否かの判定を行う。第1研削をさらに行う場合、ステップS205を肯定判定してステップS203に戻る。第1研削を行わない場合、ステップS205を否定判定してステップS206が行われる。 In step S204, the measurement control unit 952 controls the measuring device 750 to perform shape measurement (first measurement). The shape measurement in step S204 may be performed by stopping the first grinding in step S203, or may be performed simultaneously with the first grinding in step S203. After step S204, step S205 is performed. In step S205, the first grinding control unit 953 determines whether or not to perform further first grinding. If further first grinding is to be performed, a positive judgment is made in step S205 and the process returns to step S203. If first grinding is not to be performed, a negative judgment is made in step S205 and step S206 is performed.
ステップS206~S210は、図13のフローチャートのステップS104~S108と同様なため、説明を省略する。ステップS210の後は、処理が終了される。 Steps S206 to S210 are similar to steps S104 to S108 in the flowchart of Figure 13, so a detailed explanation will be omitted. After step S210, the process ends.
(変形例1-2)
上述の実施形態において、制御装置900は、第1研削および第2研削を同時並行して行ったり、交互に繰り返して行ってもよい。第1研削および第2研削を同時並行して行う場合、第1研削制御部953および第2研削制御部954は、第1アーム71または第1ヘッド710と、第2アーム72または第2ヘッド720とが接触しないようにこれらを制御する。
(Variation 1-2)
In the above-described embodiment, the control device 900 may perform the first grinding and the second grinding simultaneously or alternately. When the first grinding and the second grinding are performed simultaneously, the first grinding control unit 953 and the second grinding control unit 954 control the first arm 71 or the first head 710 and the second arm 72 or the second head 720 so that they do not come into contact with each other.
測定制御部952は、測定装置750を制御して形状測定を行った後、第1研削および第2研削のいずれを行うかを設定することができる。測定制御部952は、形状測定で得られた、処理面の形状を示す形状データと、研削または研磨によって目標とする処理面PSの形状を示す目標データとから、上記設定を行うことができる。形状データおよび目標データでは、基準面の各位置からの処理面PSの高さが三次元座標で記述され得る。例えば、測定制御部952は、形状データと目標データとで、処理面PSの高さの差から凸部を決定し、凸部の広がる面積が所定の閾値以上であれば第2研削を行い、閾値未満であれば第1研削を行うことができる。このように、制御装置900が、第1測定に基づいて、第1研削および第2研削のいずれかを行うことで、第1研削および第2研削のうち、処理面PSの形状に応じて効率の良い方法で研削を行うことができるため、さらに効率よく研磨された基板WFを提供することができる。 After controlling the measuring device 750 to perform shape measurement, the measurement control unit 952 can set whether to perform first or second grinding. The measurement control unit 952 can perform this setting based on shape data indicating the shape of the processing surface obtained by shape measurement and target data indicating the target shape of the processing surface PS achieved by grinding or polishing. The shape data and target data can describe the height of the processing surface PS from each position on the reference plane using three-dimensional coordinates. For example, the measurement control unit 952 can determine convex portions based on the difference in height of the processing surface PS between the shape data and the target data. If the area of the convex portion is equal to or greater than a predetermined threshold, the second grinding can be performed; if it is less than the threshold, the first grinding can be performed. In this way, the control device 900 can perform either the first or second grinding based on the first measurement, thereby enabling the most efficient method of grinding, either the first or second grinding, depending on the shape of the processing surface PS, thereby providing a more efficiently polished substrate WF.
測定制御部952は、第1研削および第2研削を同時に行うか否かを設定することもできる。例えば、形状データにおいて第1研削が必要な部分が基板WFの中央にあるときは、第1研削と第2研削とを同時に行おうとすると接触しやすいため、測定制御部952は同時に行わないと設定することができる。このように、効率的に研削を行う観点から、測定制御部952は、形状測定に基づいて、第1研削および第2研削を同時に行うか否かを設定することができる。 The measurement control unit 952 can also set whether or not to perform the first grinding and the second grinding simultaneously. For example, if the shape data indicates that the portion requiring the first grinding is in the center of the substrate WF, the measurement control unit 952 can set the first grinding and the second grinding not to be performed simultaneously, since doing so would likely result in contact. In this way, from the perspective of performing grinding efficiently, the measurement control unit 952 can set whether or not to perform the first grinding and the second grinding simultaneously, based on the shape measurement.
図15は、本変形例の基板研磨方法を示すフローチャートである。この基板研磨方法は、制御装置900により行われる。ステップS301およびS302は、図13のフローチャートのステップS101およびS102とそれぞれ同様なため、説明を省略する。ステップS302の後は、ステップS303が行われる。 Figure 15 is a flowchart showing the substrate polishing method of this modified example. This substrate polishing method is performed by the control device 900. Steps S301 and S302 are similar to steps S101 and S102, respectively, in the flowchart of Figure 13, and therefore will not be described here. After step S302, step S303 is performed.
ステップS303において、第1研削制御部953および第2研削制御部954は、第1研削および第2研削を行う。第1研削および第2研削は、任意の順番で、任意の回数繰り返して行うことができ、同時に行ってもよい。ステップS303の後は、ステップS304が行われる。ステップS304において、測定制御部952は、測定装置750を制御して、処理面PSの形状測定を行う。測定制御部952は、任意のタイミングで形状測定を行うことができる。ステップS304の後は、ステップS305が行われる。 In step S303, the first grinding control unit 953 and the second grinding control unit 954 perform first grinding and second grinding. The first grinding and second grinding can be performed in any order, any number of times, or simultaneously. After step S303, step S304 is performed. In step S304, the measurement control unit 952 controls the measuring device 750 to measure the shape of the processing surface PS. The measurement control unit 952 can perform shape measurement at any timing. After step S304, step S305 is performed.
ステップS305において、測定制御部952は、第1研削および第2研削をさらに行
うかを判定する。第1研削および第2研削を行う場合、ステップS305を肯定判定し、ステップS303に戻る。第1研削および第2研削を行わない場合、ステップS305を否定判定し、ステップS306が行われる。なお、再度の研削を行う場合、測定制御部952は、第1研削若しくは第2研削のいずれを行うか、または両方を同時に行うかを設定してもよい。当該設定に基づき、第1研削および第2研削の少なくとも一つが行われ得る。
In step S305, the measurement control unit 952 determines whether to further perform the first grinding and the second grinding. If the first grinding and the second grinding are to be performed, an affirmative determination is made in step S305, and the process returns to step S303. If the first grinding and the second grinding are not to be performed, a negative determination is made in step S305, and step S306 is performed. Note that, if grinding is to be performed again, the measurement control unit 952 may set whether the first grinding or the second grinding will be performed, or whether both will be performed simultaneously. At least one of the first grinding and the second grinding may be performed based on this setting.
ステップS306およびS307は、それぞれステップS107およびS108と同様なため、説明を省略する。ステップS307の後は、処理が終了される。 Steps S306 and S307 are similar to steps S107 and S108, respectively, and therefore will not be described further. After step S307, processing ends.
(変形例1-3)
上述の実施形態において、測定装置により処理面PSの各位置における板厚を測定し、板厚により処理面PSの形状を表現したり、板厚に基づいて処理面PSの形状を解析してもよい。
(Variation 1-3)
In the above-described embodiment, the thickness at each position of the processing surface PS may be measured by a measuring device, and the shape of the processing surface PS may be expressed by the thickness, or the shape of the processing surface PS may be analyzed based on the thickness.
図16は、本変形例に係る測定装置751を説明するための概念図である。測定装置751は、複数の第1検出ヘッド751Aと、第2検出ヘッド751Bとを備える。第1検出ヘッド751Aおよび第2検出ヘッド751Bは、テーブル73の回転軸Ax1の回転の径方向に延在する第3アーム75に設置されている。複数の第1検出ヘッド751Aは、当該径方向に並んで配置され、各第1検出ヘッド751Aが、テーブル73の回転により、円周上の任意の位置で検出を行うことができるように構成されている。 Figure 16 is a conceptual diagram illustrating a measuring device 751 according to this modified example. The measuring device 751 includes a plurality of first detection heads 751A and a second detection head 751B. The first detection heads 751A and the second detection heads 751B are mounted on a third arm 75 extending in the radial direction of rotation of the rotation axis Ax1 of the table 73. The multiple first detection heads 751A are arranged side by side in the radial direction, and each first detection head 751A is configured to be able to perform detection at any position on the circumference as the table 73 rotates.
第1検出ヘッド751Aは、処理面PSの、第1検出ヘッド751に対応する検出位置に光を照射し(矢印Ar111)、処理面PSからの反射光を受光する(矢印Ar112)。第2検出ヘッド751Bは、テーブル73に光を照射し(矢印Ar121)、テーブル73からの反射光を受光する(矢印Ar122)。測定装置751または測定制御部952は、第1検出ヘッド751Aの受光により得られたデータと、第2検出ヘッド751Bの受光により得られたデータを解析することで、各検出位置における板厚を算出する。例えば、第1検出ヘッド751Aおよび第2検出ヘッド751Bは、レーザ変位センサであり、第2検出ヘッド751Bとテーブル73との間の距離から、各第1検出ヘッド751Aと各検出位置との間の距離を引くことにより各検出位置における板厚を算出してもよい。あるいは、第1検出ヘッド751Aおよび第2検出ヘッド751BはCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサまたはCMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)イメージセンサであり、撮像を利用して測距を行ってもよい。 The first detection head 751A irradiates light onto the processing surface PS at a detection position corresponding to the first detection head 751 (arrow Ar111) and receives the light reflected from the processing surface PS (arrow Ar112). The second detection head 751B irradiates light onto the table 73 (arrow Ar121) and receives the light reflected from the table 73 (arrow Ar122). The measuring device 751 or the measurement control unit 952 calculates the plate thickness at each detection position by analyzing the data obtained by the light reception of the first detection head 751A and the data obtained by the light reception of the second detection head 751B. For example, the first detection head 751A and the second detection head 751B may be laser displacement sensors, and the plate thickness at each detection position may be calculated by subtracting the distance between each first detection head 751A and each detection position from the distance between the second detection head 751B and the table 73. Alternatively, the first detection head 751A and the second detection head 751B may be a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) image sensor, and distance measurement may be performed using imaging.
本変形例に係る基板研磨装置1000では、測定装置751が処理面PSに光を照射し、測定装置751または測定制御部952は、当該光に基づく基板WFからの光を受光して得られた測定データの解析に基づいて、基板WFの厚みの分布を算出する。これにより、板厚を基準に正確に処理面PSの形状を測定することができる。 In the substrate polishing apparatus 1000 of this modified example, the measuring device 751 irradiates the processing surface PS with light, and the measuring device 751 or the measurement control unit 952 receives light from the substrate WF based on the irradiated light and analyzes the measurement data obtained, thereby calculating the thickness distribution of the substrate WF. This allows the shape of the processing surface PS to be accurately measured based on the plate thickness.
(変形例1-4)
上述の実施形態では、第1ヘッド710において、2つのテープ送り機構により研磨テープT1AおよびT1Bがそれぞれテープ送りされる構成とした。しかし、1つのテープ送り機構により1つの研磨テープをテープ送りし、パッド面上の複数個所に研磨テープを供給してもよい。
(Variation 1-4)
In the above-described embodiment, the polishing tapes T1A and T1B are fed by two tape feed mechanisms in the first head 710. However, one polishing tape may be fed by one tape feed mechanism to supply the polishing tape to multiple locations on the pad surface.
図17Aは、本変形例の第1ヘッド710Aを模式的に示す側面図であり、図17Bは、第1ヘッド710Aの第1パッド面712S上の研磨テープT1Cの配置を模式的に示す底面図である。第1ヘッド710Aは、第1押圧機構711Aおよび711B、ならびに、第1押圧機構711Aおよび711Bのそれぞれにより押圧される第1押圧パッド712Aおよび712Bを備える。第1押圧パッド712Aおよび712Bでは、第1パッド面712Sに沿って研磨テープT1Cが摺動可能に配置されている(矢印Ar17)。研磨テープT1Cは、第1研削において処理面と接触して研削する第1研削部材G1である。 Figure 17A is a side view schematically showing the first head 710A of this modified example, and Figure 17B is a bottom view schematically showing the arrangement of the polishing tape T1C on the first pad surface 712S of the first head 710A. The first head 710A includes first pressing mechanisms 711A and 711B, and first pressing pads 712A and 712B pressed by the first pressing mechanisms 711A and 711B, respectively. On the first pressing pads 712A and 712B, the polishing tape T1C is arranged to slide along the first pad surface 712S (arrow Ar17). The polishing tape T1C is the first grinding member G1 that comes into contact with and grinds the processing surface during the first grinding.
研磨テープT1Cは、第1テープ送り機構7300によりテープ送りされ、第1押圧パッド712Aおよび712B上を摺動する。第1テープ送り機構7300は、巻出しリール7310Aと、支持棒7320A、7330A、7340A、7350A、7350B、7340B、7330B、7320Bと、巻取りリール7310Bとを備える。巻出しリール7310Aおよび巻取りリール7310Bは、円柱状であり、研磨テープT1Cが円柱面に巻かれる構成となっている。巻出しリール7310Aおよび巻取りリール7310Bは、円柱軸の周りに回転し、研磨テープT1Cをそれぞれ巻き出しおよび巻取り可能に構成されている。支持棒7320A、7330A、7340A、7350A、7350B、7340B、7330Bおよび7320Bは、第1ヘッド710Aまたは第1アーム71に固定されながら研磨テープT1Cを支持し、研磨テープT1Cの移動経路を画定する。 The polishing tape T1C is fed by the first tape feeding mechanism 7300 and slides over the first pressure pads 712A and 712B. The first tape feeding mechanism 7300 includes a supply reel 7310A, support rods 7320A, 7330A, 7340A, 7350A, 7350B, 7340B, 7330B, and 7320B, and a take-up reel 7310B. The supply reel 7310A and the take-up reel 7310B are cylindrical, and the polishing tape T1C is wound around the cylindrical surface. The supply reel 7310A and the take-up reel 7310B rotate around their cylindrical axes, allowing the polishing tape T1C to be unwound and wound, respectively. Support rods 7320A, 7330A, 7340A, 7350A, 7350B, 7340B, 7330B, and 7320B are fixed to the first head 710A or the first arm 71, support the polishing tape T1C, and define the movement path of the polishing tape T1C.
本変形例では、第1パッド面712Sから、第1パッド面712Sに垂直で基板WFから離れる方向に支持棒7350Aおよび7350Bが配置されている。このため、研磨テープT1Cは第1押圧パッド712Aに対向する第1パッド面712Sを摺動した後、第1パッド面712Sから一時的に離間し、その後、第1押圧パッド712Bに対向する第1パッド面712Sを摺動する。図17Bに示されるように、第1押圧機構711Aと第1押圧機構711Bとの間、および、第1押圧パッド712Aと第1押圧パッド712Bとの間には、間隙C3が形成されている。本変形例では間隙C3を研磨テープT1Cが通過する構成となっている。 In this modified example, support rods 7350A and 7350B are arranged perpendicular to the first pad surface 712S and away from the substrate WF from the first pad surface 712S. As a result, the polishing tape T1C slides across the first pad surface 712S facing the first pressing pad 712A, temporarily separates from the first pad surface 712S, and then slides across the first pad surface 712S facing the first pressing pad 712B. As shown in FIG. 17B, gaps C3 are formed between the first pressing mechanism 711A and the first pressing mechanism 711B, and between the first pressing pad 712A and the first pressing pad 712B. In this modified example, the polishing tape T1C passes through gap C3.
本変形例に係るテープ送り機構7300では、テープ送り機構の数を増やす必要なく、第1パッド面712Sの所望の複数の位置に研磨テープを配置することができる。これにより、より柔軟に研磨の態様を調整することができる。なお、第2ヘッドについても、本変形例に係るテープ送り機構を適用してもよい。 The tape feed mechanism 7300 of this modified example allows the polishing tape to be positioned at multiple desired positions on the first pad surface 712S without the need to increase the number of tape feed mechanisms. This allows for more flexible adjustment of the polishing pattern. The tape feed mechanism of this modified example may also be applied to the second head.
第2実施形態
第2実施形態の基板研磨装置1001は、上述の第1実施形態における研削モジュール300の代わりに研削モジュール300Aを備える点等が、第1実施形態の基板研磨装置1000とは異なっている。基板研磨装置1001では反転機は必要ではない。
Second Embodiment A substrate polishing apparatus 1001 of the second embodiment differs from the substrate polishing apparatus 1000 of the first embodiment in that a grinding module 300A is provided instead of the grinding module 300 of the first embodiment. The substrate polishing apparatus 1001 does not require a reversing machine.
図18は、第2実施形態の基板研磨装置1001の構成を模式的に示す概念図である。基板研磨装置1001は、ロードユニット100と、2つの第2搬送ユニット200Bと、研削モジュール300Aと、研磨モジュール400と、乾燥モジュール500と、アンロードユニット600と、制御装置901とを備える。ロードユニット100、第2搬送ユニット200B、研磨モジュール400、乾燥モジュール500およびアンロードユニット600は、上述の実施形態と同様であるため、説明を省略する。 Figure 18 is a conceptual diagram showing the configuration of a substrate polishing apparatus 1001 according to the second embodiment. The substrate polishing apparatus 1001 includes a load unit 100, two second transport units 200B, a grinding module 300A, a polishing module 400, a drying module 500, an unload unit 600, and a control device 901. The load unit 100, second transport unit 200B, polishing module 400, drying module 500, and unload unit 600 are the same as those in the above-described embodiments, and therefore will not be described here.
図19は、研削モジュール300Aの構成を模式的に示す概念図である。研削モジュール300Aは、トップリング1302と、テーブル1073とを備える。テーブル1073は、不図示のテーブル駆動機構により駆動され、回転軸Ax3の周りに回転可能に構成されている。テーブル1073の上面には、研削部材である研磨テープT3が配置されている。研磨テープT3は、不図示のテープ送り機構により移動可能になっている。トップリング1302は、リテーナ部材1003と、剛性を有する吸着板1005とを備える。吸着板1005の下面には、不図示の真空源に空気が移動可能に接続された流路1012と連通する不図示の真空吸着孔を有し、基板WFが真空吸着可能に構成されている。トップリング1302は中心軸である回転軸Ax4の周りに回転可能となっている。トップリング1302により、基板WFの処理面PSが鉛直方向下側に向くフェースダウン方式の研削が行われる。 Figure 19 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the grinding module 300A. The grinding module 300A comprises a top ring 1302 and a table 1073. The table 1073 is driven by a table drive mechanism (not shown) and is configured to be rotatable around a rotation axis Ax3. A polishing tape T3, which serves as a grinding member, is placed on the upper surface of the table 1073. The polishing tape T3 is movable by a tape feed mechanism (not shown). The top ring 1302 comprises a retainer member 1003 and a rigid suction plate 1005. The lower surface of the suction plate 1005 has a vacuum suction hole (not shown) that communicates with a flow path 1012 connected to a vacuum source (not shown) so that air can be moved, allowing the substrate WF to be vacuum-sucked. The top ring 1302 is rotatable around a rotation axis Ax4, which is its central axis. The top ring 1302 performs face-down grinding, with the processing surface PS of the substrate WF facing vertically downward.
研削部材である研磨テープの材質は特に限定されない。研磨モジュール400による研磨よりも効率よく高速で加工を行う観点、あるいは高速で粗削りを行う観点から、研削モジュール300Aの研削部材は、研磨モジュール400の研磨部材よりも剛性が高いか、弾性率が高い物質を含むことが好ましい。例えば、この研削部材は、上記物質からなる砥粒をベース部材に配置させた研磨テープでも良い。この場合、砥粒の脱落防止のために砥粒表面に樹脂コーティングを施したり、砥粒自身を電着によりベース部材に取り付けたりしても良い。なお、ベース部材の材質としては、例えば、ポリイミド、ゴム、PETや樹脂材料や、これらの材料に繊維を含浸させた複合材料、更には金属箔の少なくとも1つもしくはこれらの組合せが挙げられる。なお、研磨テープではなく、固定砥粒を研削部材としてもよく、この場合、テーブル1073の代わりに固定砥粒定盤を研削モジュール300Aに設置することができる。 The material of the polishing tape used as the grinding member is not particularly limited. From the perspective of achieving faster and more efficient processing than polishing by the polishing module 400, or from the perspective of performing rough grinding at high speed, it is preferable that the grinding member of the polishing module 300A contain a material with higher rigidity or elasticity than the polishing member of the polishing module 400. For example, this grinding member may be a polishing tape in which abrasive grains made of the above material are disposed on a base member. In this case, a resin coating may be applied to the surface of the abrasive grains to prevent them from falling off, or the abrasive grains themselves may be attached to the base member by electrodeposition. Examples of materials for the base member include polyimide, rubber, PET, resin materials, composite materials in which these materials are impregnated with fibers, and at least one or a combination of metal foils. Instead of a polishing tape, a fixed abrasive grain may be used as the grinding member. In this case, a fixed abrasive grain surface plate may be installed in the grinding module 300A instead of the table 1073.
制御装置901は、入出力装置、演算装置、記憶装置などを備える一般的なコンピュータまたは専用コンピュータとすることができる。制御装置901は、基板研磨装置1001の各部の動作を制御する。制御装置901は、研削モジュール300Aを制御し、上流側の第2搬送ユニット200Bにおいて基板WFをトップリング1302に吸着させた後、トップリング1302をテーブル1073の上方に移動させる。制御装置901は、研削モジュール300Aを制御し、テーブル1073およびトップリング1302を回転させながら、トップリング1302の下面に吸着された基板WFの処理面PSを研磨テープT3の表面と接触させ、基板WFを研削する。 The control device 901 can be a general-purpose computer or a dedicated computer equipped with input/output devices, an arithmetic unit, a storage device, etc. The control device 901 controls the operation of each part of the substrate polishing apparatus 1001. The control device 901 controls the grinding module 300A to adsorb the substrate WF to the top ring 1302 in the upstream second transport unit 200B, and then move the top ring 1302 above the table 1073. The control device 901 controls the grinding module 300A to rotate the table 1073 and the top ring 1302, bringing the processing surface PS of the substrate WF adsorbed to the lower surface of the top ring 1302 into contact with the surface of the polishing tape T3, thereby grinding the substrate WF.
図20は、本実施形態の基板研磨方法の流れを示すフローチャートである。制御装置901の制御により、ロードユニット100に基板WFが搬入され、上流側の第2搬送ユニット200Bの基板受け渡し位置まで搬送される。その後、ステップS401において、制御装置901は、研削モジュール300Aを制御し、研削部材(研磨テープ)を用いて研削を行う。ステップS401の後は、ステップS402が行われる。ステップS402において、下流側の第2搬送ユニットの基板受け渡し位置まで基板WFが搬送された後、制御装置901は、研磨モジュール400を制御し、基板WFを研磨する。研磨後、適宜乾燥および洗浄が行われ、基板WFは基板研磨装置1001から搬出される。ステップS402の後は、処理が終了される。なお、研磨モジュール400では、剛体の吸着板に基板WFを真空吸着させて裏面基準研磨を行ってもよい。 Figure 20 is a flowchart showing the flow of the substrate polishing method of this embodiment. Under the control of the control device 901, the substrate WF is loaded into the load unit 100 and transported to the substrate transfer position of the upstream second transport unit 200B. Then, in step S401, the control device 901 controls the grinding module 300A to perform grinding using a grinding member (polishing tape). After step S401, step S402 is performed. In step S402, the substrate WF is transported to the substrate transfer position of the downstream second transport unit, and then the control device 901 controls the polishing module 400 to polish the substrate WF. After polishing, the substrate WF is dried and cleaned as appropriate, and then transported out of the substrate polishing apparatus 1001. After step S402, the process ends. Note that in the polishing module 400, the substrate WF may be vacuum-attached to a rigid suction plate to perform backside reference polishing.
次のような変形も本発明の範囲内であり、上述の実施形態若しくは他の変形と組み合わせることが可能である。以下の変形例において、上述の実施形態と同様の構造、機能を示す部位等に関しては、同一の符号で参照し、適宜説明を省略する。 The following modifications are also within the scope of the present invention and can be combined with the above-described embodiment or other modifications. In the following modifications, parts and the like that have the same structure and function as the above-described embodiment will be referred to by the same reference numerals, and descriptions will be omitted where appropriate.
(変形例2-1)
上述の実施形態において、1つのトップリングを研削モジュール300Aおよび研磨モジュール400で共有してもよい。
(Variation 2-1)
In the above-described embodiment, one top ring may be shared by the grinding module 300A and the polishing module 400.
図21Aは、研削モジュール300Aで研削を行う場合の本変形例に係るトップリング2302を模式的に示す概念図である。トップリング2302は、トップリング本体2002と、リテーナ部材2003と、弾性膜(メンブレン)2004と、剛体板2007とを備える。弾性膜2004の下面には、真空源と連通する不図示の真空吸着孔が形成されており、基板WFを真空吸着可能となっている。トップリング本体2002と弾性膜2004との間には、圧力調整部と接続された流路2012が連通するガス導入室2006が形成されている。研削モジュール300Aで研削を行う場合、ガス導入室2006の圧力は十分に低く制御され、剛体板2007が弾性膜2004を押圧する状態とする。したがって、基板WFを裏面から押圧する剛体板2007の形状による裏面基準研磨が可能となる。この状態のトップリング2302を2302Aの符号で適宜参照する。 Figure 21A is a conceptual diagram schematically illustrating a top ring 2302 according to this modified example when grinding is performed in the grinding module 300A. The top ring 2302 includes a top ring body 2002, a retainer member 2003, an elastic membrane 2004, and a rigid plate 2007. The underside of the elastic membrane 2004 has vacuum suction holes (not shown) that communicate with a vacuum source, enabling vacuum suction of the substrate WF. A gas introduction chamber 2006 is formed between the top ring body 2002 and the elastic membrane 2004, and communicates with a flow path 2012 connected to a pressure adjustment unit. When grinding is performed in the grinding module 300A, the pressure in the gas introduction chamber 2006 is controlled to a sufficiently low level so that the rigid plate 2007 presses against the elastic membrane 2004. Therefore, backside-reference polishing is possible due to the shape of the rigid plate 2007 that presses against the backside of the substrate WF. The top ring 2302 in this state will be referred to as 2302A where appropriate.
図21Bは、研磨モジュール400で研磨を行う場合の本変形例に係るトップリング2302を模式的に示す概念図である。この場合、ガス導入室2006にガスが導入され、ガスの圧力により剛体板2007は弾性膜2004を十分に押圧しない状態とする。したがって、基板WFが弾性膜2004に吸着保持されることにより、基板WFの反りが矯正され、基板WFの表面(処理面PS)を基準とした表面基準研磨が可能となる。この状態のトップリング2302を2302Bの符号で適宜参照する。 Figure 21B is a conceptual diagram that schematically illustrates the top ring 2302 according to this modified example when polishing is performed in the polishing module 400. In this case, gas is introduced into the gas introduction chamber 2006, and the gas pressure causes the rigid plate 2007 to not press sufficiently against the elastic membrane 2004. Therefore, the substrate WF is adsorbed and held by the elastic membrane 2004, correcting any warpage of the substrate WF and enabling surface-based polishing based on the surface (processing surface PS) of the substrate WF. The top ring 2302 in this state will be referred to as 2302B where appropriate.
本変形例に係る基板研磨装置1001および基板研磨方法では、制御装置901は、トップリング2302からの基板WFの脱離の必要なく、研削モジュール300Aでの裏面基準での研削および研磨モジュール400での表面基準の研磨を行う。これにより、基板の厚さのばらつき(TTV)を抑える裏面基準の研削を行った後に、CMP等の表面基準が好適な研磨を行うことができる。したがって、さらに効率よい処理を行いながら、精度の高い基板WFを提供することができる。 In the substrate polishing apparatus 1001 and substrate polishing method of this modified example, the control device 901 performs backside-based grinding in the grinding module 300A and frontside-based polishing in the polishing module 400 without the need to detach the substrate WF from the top ring 2302. This allows for backside-based grinding, which reduces total thickness variation (TTV), to be followed by polishing using a surface-based method such as CMP. This makes it possible to provide highly accurate substrates WF while performing more efficient processing.
(変形例2-2)
上述の変形例2-1において、研削および研磨を1つのテーブル上で行ってもよい。
(Variation 2-2)
In the above-described modified example 2-1, grinding and polishing may be performed on one table.
図22は、本変形例の研削/研磨モジュール3000を模式的に示す斜視図である。研削/研磨モジュール3000は、テーブル3073と、テーブル駆動機構3730と、研削部材Gである固定砥粒定盤3351と、研磨部材PMである研磨パッド3352と、上述のトップリング2302と、を備える。 Figure 22 is a perspective view showing a schematic diagram of a grinding/polishing module 3000 according to this modified example. The grinding/polishing module 3000 includes a table 3073, a table drive mechanism 3730, a fixed abrasive surface plate 3351 serving as a grinding member G, a polishing pad 3352 serving as a polishing member PM, and the above-described top ring 2302.
図23は、固定砥粒定盤3351および研磨パッド3352の配置を模式的に示す上面図である。テーブル3073上に、テーブル3073の回転軸Ax5を中心として、円形状の固定砥粒定盤3351が配置されており、研削部材3351の周りに円環状の研磨部材3352が配置されている。固定砥粒定盤3351の代わりに研磨テープを研削部材として用いてもよい。なお、円形状の研磨部材PMの周りに円環状の研削部材Gを配置してもよい。矩形R10は、研削の際の基板WFの位置を示し、矩形R20は、研磨の際の基板WFの位置を示す。制御装置901は、トップリング2302をテーブル3073に沿って移動させて(矢印Ar5)、固定砥粒定盤3351での研削および研磨パッド3352での研磨を行う。 Figure 23 is a top view schematically showing the arrangement of the fixed abrasive surface plate 3351 and polishing pad 3352. The circular fixed abrasive surface plate 3351 is arranged on the table 3073, with the rotation axis Ax5 of the table 3073 at its center, and an annular polishing member 3352 is arranged around the grinding member 3351. Instead of the fixed abrasive surface plate 3351, a polishing tape may be used as the grinding member. An annular grinding member G may be arranged around the circular polishing member PM. Rectangle R10 indicates the position of the substrate WF during grinding, and rectangle R20 indicates the position of the substrate WF during polishing. The control device 901 moves the top ring 2302 along the table 3073 (arrow Ar5) to perform grinding with the fixed abrasive surface plate 3351 and polishing with the polishing pad 3352.
図24Aは、固定砥粒定盤3351上での研削を模式的に示す図である。制御装置901は、トップリング2302のガス導入室2006(図21A)の圧力を十分に低くして裏面基準研磨ができる状態(トップリング2302A)とし、トップリング2302に吸着保持された基板WFを固定砥粒定盤3351に接触させ研削を行う。研削中、トップリング2302は適宜揺動される。 Figure 24A is a diagram showing grinding on a fixed abrasive surface plate 3351. The control device 901 sufficiently reduces the pressure in the gas introduction chamber 2006 (Figure 21A) of the top ring 2302 to create a state (top ring 2302A) where backside reference polishing is possible, and then brings the substrate WF held by suction on the top ring 2302 into contact with the fixed abrasive surface plate 3351 for grinding. During grinding, the top ring 2302 is oscillated as appropriate.
図24Bは、研磨パッド3352上での研磨を模式的に示す図である。制御装置901は、トップリング2302のガス導入室2006にガスを導入して表面基準研磨ができる状態(トップリング2302B)とし、トップリング2302に吸着保持された基板WFを研磨パッド3352に接触させ研磨を行う。研磨中、トップリング2302は適宜揺動される。 Figure 24B is a schematic diagram showing polishing on the polishing pad 3352. The control device 901 introduces gas into the gas introduction chamber 2006 of the top ring 2302 to create a state (top ring 2302B) where surface-reference polishing is possible, and then brings the substrate WF held by suction on the top ring 2302 into contact with the polishing pad 3352 for polishing. During polishing, the top ring 2302 is oscillated appropriately.
本変形例の基板研磨装置1001では、制御装置901は、トップリング2302からの基板WFの脱離の必要なく、かつ、テーブル3073の上方から移動する必要なく、研削部材Gを用いた裏面基準での研削および研磨部材PMを用いた表面基準の研磨を行う。これにより、裏面基準の研削を行った後に、CMP等の表面基準が好適な研磨を行うことができるコンパクトな基板研磨装置を提供することができる。 In the substrate polishing apparatus 1001 of this modified example, the control device 901 performs backside-based grinding using the grinding member G and frontside-based polishing using the polishing member PM without the need to detach the substrate WF from the top ring 2302 or move it from above the table 3073. This makes it possible to provide a compact substrate polishing apparatus that can perform backside-based grinding and then perform surface-based polishing such as CMP.
以上説明した本実施形態は、以下の形態としても記載することができる。[形態1]形態1によれば、基板の処理面に研磨処理を行う基板研磨装置が提案され、前記基板研磨装置は、第1研削部材、および、前記第1研削部材よりも最大径が大きい第2研削部材が配置される研削モジュールと、研磨部材を含む研磨モジュールと、前記研削モジュールおよび前記研磨モジュールを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第1研削部材による、前記処理面の一部に対する第1研削、および、前記第2研削部材による、前記処理面に対する第2研削を行うように前記研削モジュールを制御し、前記第1研削および前記第2研削が行われた前記処理面に、研磨を行うように前記研磨モジュールを制御する。形態1によれば、効率のよい処理により精度の高い基板を提供することができる。 The present embodiment described above can also be described as the following embodiments. [Embodiment 1] According to embodiment 1, a substrate polishing apparatus is proposed that performs a polishing process on a processing surface of a substrate. The substrate polishing apparatus includes a grinding module in which a first grinding member and a second grinding member having a larger maximum diameter than the first grinding member are disposed, a polishing module including a polishing member, and a control device that controls the grinding module and the polishing module. The control device controls the grinding module to perform a first grinding on a portion of the processing surface with the first grinding member and a second grinding on the processing surface with the second grinding member, and controls the polishing module to polish the processing surface after the first grinding and the second grinding. According to embodiment 1, high-precision substrates can be provided through efficient processing.
[形態2]形態2によれば、形態1において、前記制御装置は、前記第2研削を、前記第1研削と同時か、または、前記第1研削の後に行う。形態2によれば、局所的な第1研削により凸部を削り、かつ、より広い範囲の第2研削を行うことで、処理面の広い範囲に対して、効率的に研削を行いつつ、精度の良い研磨が可能な研磨条件を整えることができる。 [Mode 2] According to Mode 2, in Mode 1, the control device performs the second grinding simultaneously with or after the first grinding. According to Mode 2, by grinding convex portions by localized first grinding and then performing second grinding over a wider area, it is possible to create polishing conditions that enable efficient grinding over a wide area of the processing surface while also enabling precise polishing.
[形態3]形態3によれば、形態1または形態2において、前記基板研磨装置は、前記処理面の形状についての測定を行う測定装置をさらに備える。形態3によれば、処理面の形状の情報を利用して処理を行うことで、さらに確実に、効率のよい処理で精度の高い基板を提供することができる。 [Mode 3] According to Mode 3, the substrate polishing apparatus of Mode 1 or Mode 2 further includes a measuring device that measures the shape of the processing surface. According to Mode 3, by performing processing using information on the shape of the processing surface, it is possible to provide substrates with high precision through more reliable and efficient processing.
[形態4]形態4によれば、形態3において、前記測定装置は、前記第1研削の前に、または、前記第1研削が行われている間に、前記処理面の形状についての第1測定を行う。形態4によれば、第1研削の対象とする部分を適切に設定しておくことで、さらに効率のよい処理を行うことができる。 [Mode 4] According to Mode 4, in Mode 3, the measuring device performs a first measurement of the shape of the processing surface before the first grinding or while the first grinding is being performed. According to Mode 4, by appropriately setting the portion to be subjected to the first grinding, even more efficient processing can be achieved.
[形態5]形態5によれば、形態4において、前記第1測定では、前記測定装置が前記処理面に光を照射し、前記光に基づく前記基板からの光を受光して得られた測定データの解析に基づいて、前記基板の厚み分布および、前記処理面に形成された膜の厚みの分布の少なくとも一つが得られる。形態5によれば、非接触で効率よく処理面の形状についての情報を得ることができ、この情報に基づいて効率よく研削処理を行うことができる。 [Mode 5] According to Mode 5, in the first measurement of Mode 4, the measuring device irradiates the processing surface with light, receives light from the substrate based on the light, and based on the analysis of the measurement data obtained, at least one of the thickness distribution of the substrate and the thickness distribution of the film formed on the processing surface is obtained. According to Mode 5, information about the shape of the processing surface can be obtained efficiently in a non-contact manner, and the grinding process can be performed efficiently based on this information.
[形態6]形態6によれば、形態4または5において、前記制御装置は、前記第1測定に基づいて、前記第1研削が行われる前記処理面の前記一部を設定する。形態6によれば、局所的に研削する対象を適切に設定し、さらに効率よく、より精度の高い基板を提供することができる。 [Mode 6] According to Mode 6, in Modes 4 or 5, the control device sets the portion of the processing surface where the first grinding is performed based on the first measurement. According to Mode 6, the target to be locally ground can be appropriately set, making it possible to provide a substrate with greater efficiency and precision.
[形態7]形態7によれば、形態4から6において、前記制御装置は、前記第1測定で得られた前記処理面の形状を示す第1形状データと、前記第1研削で目標とする形状を示す第1目標データとから、前記第1研削を行うか否かを判定する。形態7によれば、第1研削を行うか否かをより正確に判定することができる。 [Mode 7] According to Mode 7, in Modes 4 to 6, the control device determines whether to perform the first grinding based on first shape data indicating the shape of the treatment surface obtained by the first measurement and first target data indicating the target shape for the first grinding. According to Mode 7, it is possible to more accurately determine whether to perform the first grinding.
[形態8]形態8によれば、形態4から7において、前記制御装置は、前記第1測定に基
づいて、前記第1研削および前記第2研削のいずれを行うかを設定する。形態8によれば、第1研削および第2研削のうち、処理面の形状に応じて効率の良い方法で研削を行うことができるため、さらに効率よく研磨された基板を提供することができる。
[Mode 8] According to Mode 8, in Modes 4 to 7, the control device determines whether to perform the first grinding or the second grinding based on the first measurement. According to Mode 8, the first grinding or the second grinding can be performed by an efficient method depending on the shape of the processing surface, thereby making it possible to provide a substrate that has been polished more efficiently.
[形態9]形態9によれば、形態3から8において、前記測定装置は、前記第2研削において、前記処理面の形状についての第2測定を行い、前記制御装置は、前記第2測定に基づいて、前記第2研削を終了するか否かについての判定を行う。形態9によれば、研磨条件が整っているかを確認しつつ、第2研削を行うことができ、さらに効率よく、より精度の高い基板を提供することができる。 [Mode 9] According to Mode 9, in Modes 3 to 8, the measuring device performs a second measurement of the shape of the processed surface during the second grinding, and the control device determines whether to terminate the second grinding based on the second measurement. According to Mode 9, the second grinding can be performed while checking whether the polishing conditions are met, making it possible to provide substrates with greater efficiency and higher precision.
[形態10]形態10によれば、形態9において、前記制御装置は、前記第2測定で得られた前記処理面の形状を示す第2形状データと、前記第2研削で目標とする形状を示す第2目標データとから、前記第2研削を終了するか否かを判定する。形態10によれば、第2研削を行うか否かをより正確に判定することができる。 [Mode 10] According to Mode 10, in Mode 9, the control device determines whether to terminate the second grinding based on second shape data indicating the shape of the processed surface obtained by the second measurement and second target data indicating the target shape for the second grinding. According to Mode 10, it is possible to more accurately determine whether to perform the second grinding.
[形態11]形態11によれば、形態1から10において、前記第2研削では、前記処理面が全面研削される。形態11によれば、部分研削の後に全面研削が行われることで、処理面の全面に対して、効率的に研削を行いつつ、精度の良い研磨が可能な研磨条件を整えることができる。 [Mode 11] According to Mode 11, in Modes 1 to 10, the second grinding involves grinding the entire surface of the treatment surface. According to Mode 11, by performing full grinding after partial grinding, it is possible to create polishing conditions that enable efficient grinding of the entire treatment surface while also enabling highly accurate polishing.
[形態12]形態12によれば、形態1から11において、前記第2研削部材の最大径は、前記処理面の最大径よりも小さい。形態12によれば、研削モジュールをコンパクトに構成することができる。 [Mode 12] According to Mode 12, in Modes 1 to 11, the maximum diameter of the second grinding member is smaller than the maximum diameter of the processing surface. According to Mode 12, the grinding module can be configured compactly.
[形態13]形態13によれば、形態1から12において、前記第1研削部材および前記第2研削部材は、同種の研削部材である。形態13によれば、研削モジュールをコンパクトに構成したり、搬送の手間を省いて効率的に処理をすることができる。 [Mode 13] According to Mode 13, in Modes 1 to 12, the first grinding member and the second grinding member are the same type of grinding member. According to Mode 13, the grinding module can be configured compactly, and the labor required for transportation can be eliminated, allowing for efficient processing.
[形態14]形態14によれば、形態13において、前記第1研削部材および前記第2研削部材は、研磨テープである。形態14によれば、精度よく部分研削を行うことができ、研削モジュールをさらにコンパクトに構成することができる。 [Mode 14] According to Mode 14, in Mode 13, the first grinding member and the second grinding member are abrasive tapes. According to Mode 14, partial grinding can be performed with high precision, and the grinding module can be configured more compactly.
[形態15]形態15によれば、形態1から14において、前記研磨部材は、研磨パッドであり、前記研磨は、CMP研磨である。形態15によれば、精度の高い研磨を行うことができる。 [Mode 15] According to Mode 15, in Modes 1 to 14, the polishing member is a polishing pad, and the polishing is CMP polishing. According to Mode 15, highly accurate polishing can be performed.
[形態16]形態16によれば、形態1から15において、前記研削モジュールは、前記第1研削および前記第2研削において前記基板を支持し、前記処理面が鉛直方向上側を向くように前記基板が配置される基板支持部を備える。形態16によれば、部分研削を行いやすく、また、コンパクトに研削モジュールを構成することができる。 [Mode 16] According to Mode 16, in any of Modes 1 to 15, the grinding module includes a substrate support portion that supports the substrate during the first grinding and the second grinding, and on which the substrate is positioned so that the processing surface faces vertically upward. According to Mode 16, partial grinding is easy to perform, and the grinding module can be configured compactly.
[形態17]形態17によれば、形態1から16において、前記基板研磨装置は、反転機をさらに備え、前記制御装置は、前記第1研削または前記第2研削が終了した後、前記研磨の前に、前記基板を反転するように前記反転機を制御する。形態17によれば、効率よく基板を反転させることができる。 [Mode 17] According to Mode 17, in Modes 1 to 16, the substrate polishing apparatus further includes an inverting machine, and the control device controls the inverting machine to invert the substrate after the first grinding or the second grinding is completed and before the polishing. According to Mode 17, the substrate can be inverted efficiently.
[形態18]形態18によれば、形態1から17において、前記基板は、角型基板である。角型基板は大きなそりまたは厚さのばらつきを有する場合もあり、研削または研磨の量も多くなる。一方、これらの角型基板に対する平坦度の要求も高まっている。したがって、角型基板は、効率のよい処理により精度の高い基板を提供する必要が高く、本発明に好ましく適用される。 [Mode 18] According to Mode 18, in Modes 1 to 17, the substrate is a rectangular substrate. Rectangular substrates may have significant warpage or thickness variations, requiring a large amount of grinding or polishing. Meanwhile, the demand for flatness for these rectangular substrates is also increasing. Therefore, rectangular substrates are highly necessary to provide highly accurate substrates through efficient processing, and are preferably applied to the present invention.
[形態19]形態19によれば、基板の処理面に研磨処理を行う基板研磨方法が提案され、前記処理面の一部に対し、第1研削部材による第1研削を行うことと、前記処理面に、第1研削部材よりも最大径が大きい第2研削部材により第2研削を行うことと、前記第1研削および前記第2研削が行われた前記処理面に、研磨部材により研磨を行うこととを備える。形態19によれば、効率のよい処理により精度の高い基板を提供することができる。 [Mode 19] According to Mode 19, a substrate polishing method is proposed for performing a polishing process on a processing surface of a substrate, comprising: performing a first grinding on a portion of the processing surface using a first grinding member; performing a second grinding on the processing surface using a second grinding member having a larger maximum diameter than the first grinding member; and polishing the processing surface that has been subjected to the first grinding and second grinding using a polishing member. According to Mode 19, a high-precision substrate can be provided through efficient processing.
以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments of the invention are intended to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention. The present invention may be modified or improved without departing from its spirit, and of course, the present invention includes equivalents. Furthermore, any combination or omission of the components described in the claims and specification is possible as long as they can solve at least some of the above-mentioned problems or achieve at least some of the effects.
2,2002…トップリング本体
3,1003,2003…リテーナ部材
4,2004…弾性膜
6,2006…ガス導入室
12,1012,2012…流路
71…第1アーム
72…第2アーム
73,1073,3073…テーブル
75…第3アーム
100…ロードユニット
200A…第1搬送ユニット
200B…第2搬送ユニット
202…搬送ローラ
204…ローラシャフト
220…ストッパ
230…プッシャ
300,300A…研削モジュール
302,1302,2302,2302A,2302B…トップリング
352a…研磨面
400…研磨モジュール
500…乾燥モジュール
600…アンロードユニット
710…第1ヘッド
712…第1押圧パッド
712S…第1パッド面
720…第2ヘッド
722…第2押圧パッド
722S…第2パッド面
750,751…測定装置
751A…第1検出ヘッド
751B…第2検出ヘッド
800…反転機
900,901…制御装置
950…処理部
951…搬送制御部
952…測定制御部
953…第1研削制御部
954…第2研削制御部
955…研磨制御部
959…メモリ
1000,1001…基板研磨装置
1005…吸着板
2007…剛体板
3000…研削/研磨モジュール
Ax1,Ax3,Ax4,Ax5…回転軸
G…研削部材
G1…第1研削部材
G2…第2研削部材
L1…第1研削部材の最大径
L2…第2研削部材の最大径
L3…処理面の最大径
PM…研磨部材
PS…処理面
T1A,T1B,T2A,T2B,T3…研磨テープ
WF…基板
WF1,WF2…凸部
2, 2002...top ring body 3, 1003, 2003...retainer member 4, 2004...elastic membrane 6, 2006...gas introducing chamber 12, 1012, 2012...flow path 71...first arm 72...second arm 73, 1073, 3073...table 75...third arm 100...loading unit 200A...first transport unit 200B...second transport unit 202...transport roller 204...roller shaft 220...stopper 230...pusher 300, 300A...grinding module 302, 1302, 2302, 2302A, 2302B...top ring 352a...polishing surface 400...polishing module 500...drying module 600...unloading unit 710...first head 712...first pressing pad 712S...first pad surface 720...second head 7 22...second pressure pad 722S...second pad surface 750, 751...measuring device 751A...first detection head 751B...second detection head 800...reversing machines 900, 901...control device 950...processing unit 951...transport control unit 952...measurement control unit 953...first grinding control unit 954...second grinding control unit 955...polishing control unit 959...memory 1000, 1001...substrate polishing apparatus 100 5...suction plate 2007...rigid plate 3000...grinding/polishing module Ax1, Ax3, Ax4, Ax5...rotating shaft G...grinding member G1...first grinding member G2...second grinding member L1...maximum diameter L2 of first grinding member...maximum diameter L3 of second grinding member...maximum diameter PM of processing surface...polishing member PS...processing surfaces T1A, T1B, T2A, T2B, T3...polishing tape WF...substrates WF1, WF2...protruding portion
Claims (19)
第1研削部材、および、前記第1研削部材よりも最大径が大きい第2研削部材が配置される研削モジュールと、
研磨部材を含む研磨モジュールと、
前記研削モジュールおよび前記研磨モジュールを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記第1研削部材による、前記処理面の一部に対する第1研削、および、前記第2研削部材による、前記処理面に対する第2研削を行うように前記研削モジュールを制御し、
前記第1研削および前記第2研削が行われた前記処理面に、研磨を行うように前記研磨モジュールを制御する、基板研磨装置。 A substrate polishing apparatus for performing a polishing process on a processing surface of a substrate,
a grinding module in which a first grinding member and a second grinding member having a maximum diameter larger than that of the first grinding member are disposed;
a polishing module including a polishing member;
a control device for controlling the grinding module and the polishing module,
The control device
controlling the grinding module to perform a first grinding on a portion of the processing surface with the first grinding member and a second grinding on the processing surface with the second grinding member;
a substrate polishing apparatus that controls the polishing module to polish the processing surface that has been subjected to the first grinding and the second grinding;
前記制御装置は、前記第2測定に基づいて、前記第2研削を終了するか否かについての判定を行う、請求項3から8のいずれか一項に記載の基板研磨装置。 the measuring device performs a second measurement of the shape of the processed surface in the second grinding;
9. The substrate polishing apparatus according to claim 3, wherein the control device determines whether or not to terminate the second grinding based on the second measurement.
いずれか一項に記載の基板研磨装置。 12. The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the second grinding member has a maximum diameter smaller than the maximum diameter of the processing surface.
前記制御装置は、前記第1研削または前記第2研削が終了した後、前記研磨の前に、前記基板を反転するように前記反転機を制御する、請求項1から16のいずれか一項に記載の基板研磨装置。 The substrate polishing apparatus further includes a reversing machine,
17. The substrate polishing apparatus according to claim 1, wherein the control device controls the inverting machine to invert the substrate after the first grinding or the second grinding is completed and before the polishing.
前記処理面の一部に対し、第1研削部材による第1研削を行うことと、
前記処理面に、第1研削部材よりも最大径が大きい第2研削部材により第2研削を行うことと、
前記第1研削および前記第2研削が行われた前記処理面に、研磨部材により研磨を行うことと
を備える基板研磨方法。 A substrate polishing method for performing a polishing process on a processing surface of a substrate, comprising:
performing a first grinding on a portion of the processing surface by a first grinding member;
performing a second grinding on the processing surface using a second grinding member having a maximum diameter larger than that of the first grinding member;
and polishing the processing surface, which has been subjected to the first grinding and the second grinding, with a polishing member.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022039240A JP7779778B2 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Substrate polishing apparatus and substrate polishing method |
| US18/846,194 US20260001189A1 (en) | 2022-03-14 | 2023-03-08 | Substrate polishing apparatus, substrate polishing method, polishing apparatus, and polishing method |
| PCT/JP2023/008724 WO2023176611A1 (en) | 2022-03-14 | 2023-03-08 | Substrate polishing device, substrate polishing method, polishing device, and polishing method |
| CN202380039820.9A CN119212826A (en) | 2022-03-14 | 2023-03-08 | Substrate polishing device, substrate polishing method, polishing device and polishing method |
| KR1020247033601A KR20240158978A (en) | 2022-03-14 | 2023-03-08 | Substrate polishing device, substrate polishing method, polishing device and polishing method |
| TW112109086A TW202344343A (en) | 2022-03-14 | 2023-03-13 | Substrate polishing device, substrate polishing method, polishing device and polishing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022039240A JP7779778B2 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Substrate polishing apparatus and substrate polishing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023133958A JP2023133958A (en) | 2023-09-27 |
| JP7779778B2 true JP7779778B2 (en) | 2025-12-03 |
Family
ID=88143392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022039240A Active JP7779778B2 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Substrate polishing apparatus and substrate polishing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7779778B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2025136814A (en) * | 2024-03-08 | 2025-09-19 | 株式会社荏原製作所 | Polishing head, polishing device, and polishing method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003334757A (en) | 2002-05-14 | 2003-11-25 | Sony Corp | Polishing amount monitoring method and polishing apparatus using the same |
| WO2019151041A1 (en) | 2018-02-05 | 2019-08-08 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing system, substrate processing method and computer storage medium |
| JP2020205443A (en) | 2016-08-26 | 2020-12-24 | 株式会社東京精密 | Wafer surface treatment equipment |
| JP2021154421A (en) | 2020-03-26 | 2021-10-07 | 株式会社荏原製作所 | Polishing head system and polishing device |
| JP2021170659A (en) | 2017-08-28 | 2021-10-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Board processing system and board processing method |
-
2022
- 2022-03-14 JP JP2022039240A patent/JP7779778B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003334757A (en) | 2002-05-14 | 2003-11-25 | Sony Corp | Polishing amount monitoring method and polishing apparatus using the same |
| JP2020205443A (en) | 2016-08-26 | 2020-12-24 | 株式会社東京精密 | Wafer surface treatment equipment |
| JP2021170659A (en) | 2017-08-28 | 2021-10-28 | 東京エレクトロン株式会社 | Board processing system and board processing method |
| WO2019151041A1 (en) | 2018-02-05 | 2019-08-08 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing system, substrate processing method and computer storage medium |
| JP2021154421A (en) | 2020-03-26 | 2021-10-07 | 株式会社荏原製作所 | Polishing head system and polishing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023133958A (en) | 2023-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104002240B (en) | The profile method of adjustment of grinding component and lapping device | |
| KR102741013B1 (en) | Top ring for holding a substrate and substrate processing apparatus | |
| JP6336772B2 (en) | Grinding and polishing equipment | |
| JP7779778B2 (en) | Substrate polishing apparatus and substrate polishing method | |
| US20260001189A1 (en) | Substrate polishing apparatus, substrate polishing method, polishing apparatus, and polishing method | |
| TWI821480B (en) | Substrate processing apparatus, and method for specifying area to be partially polished by substrate processing apparatus | |
| JP2018114582A (en) | Polishing method | |
| KR102074269B1 (en) | Apparatus and method for polishing a surface of a substrate | |
| EP3842182B1 (en) | Polishing unit, substrate processing apparatus, and polishing method | |
| EP4527553A1 (en) | Substrate polishing method, program, and substrate polishing device | |
| JP2020021863A (en) | Substrate processing method and substrate processing apparatus | |
| TW202124098A (en) | Processing unit and substrate processing device | |
| JP2008018502A (en) | Substrate polishing device, substrate polishing method, and substrate treating device | |
| JP5517741B2 (en) | Substrate transfer method | |
| KR20240167043A (en) | Substrate cleaning device, substrate processing device, substrate cleaning method and program | |
| JP2018170370A (en) | Polishing apparatus, polishing method, and computer readable recording medium storing program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250106 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251031 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251120 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7779778 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |