[go: up one dir, main page]

KR102516815B1 - 기판의 연마 장치 - Google Patents

기판의 연마 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102516815B1
KR102516815B1 KR1020197030568A KR20197030568A KR102516815B1 KR 102516815 B1 KR102516815 B1 KR 102516815B1 KR 1020197030568 A KR1020197030568 A KR 1020197030568A KR 20197030568 A KR20197030568 A KR 20197030568A KR 102516815 B1 KR102516815 B1 KR 102516815B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
polishing
head
quadrilateral
substrate holding
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
Application number
KR1020197030568A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200002826A (ko
Inventor
데츠지 도가와
히로시 소부카와
마사히로 하타케야마
Original Assignee
가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 filed Critical 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Publication of KR20200002826A publication Critical patent/KR20200002826A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102516815B1 publication Critical patent/KR102516815B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B24B37/32—Retaining rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/015—Temperature control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/27—Work carriers
    • B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/04—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent involving measurement of the workpiece at the place of grinding during grinding operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H10P52/00—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

사변형의 기판을 평탄화하기 위한 CMP 연마 장치를 제공한다. 사변형의 기판을 연마하기 위한 연마 장치가 제공되고, 이러한 연마 장치는, 사변형의 기판을 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지부를 갖고, 상기 기판 보유 지지부는, 기판을 지지하기 위한 사변형의 기판 지지면과, 상기 기판 지지면의 적어도 하나의 코너부의 외측에 배치되는 리테이너 부재를 설치하기 위한, 설치 기구를 갖는다.

Description

기판의 연마 장치
본 발명은, 기판의 연마 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에, 기판의 표면을 평탄화하기 위하여 화학 기계 연마(CMP) 장치가 사용되고 있다. 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 기판은, 많은 경우, 원판 형상이다. 또한, 반도체 디바이스에 한하지 않고, CCL 기판(Copper Clad Laminate 기판)이나 PCB(Printed Circuit Board) 기판, 포토마스크 기판, 디스플레이 패널 등의 사변형의 기판의 표면을 평탄화할 때의 평탄도의 요구도 높아지고 있다. 또한, PCB 기판 등의 전자 디바이스가 배치된 패키지 기판의 표면을 평탄화하는 것으로의 요구도 높아지고 있다.
일본 특허 공개 제2003-48149호 공보 일본 특허 공개 제2008-110471호 공보 일본 특허 공개 제2005-271111호 공보
사변형의 기판을 평탄화하기 위한 CMP 연마를 행하면, 기판의 코너부 등의 단부에 과연마가 발생하는 경우가 있다. 또한, 기판의 코너부 등의 단부나 그 밖의 부분에 과연마나 연마 부족이 발생하기도 한다. 기판에 과연마나 연마 부족이 발생하면, 연마 후의 기판 표면이 불균일해진다. 특히 대형의 기판의 경우, 기판의 중심부와 단부에서 연마량이 다른 불균일성이 발생하기 쉽다. 그래서, 사변형의 기판을 평탄화하기 위한 CMP 연마 장치를 제공하는 것을 하나의 목적으로 하고 있다.
[형태1] 형태 1에 의하면, 사변형의 기판을 연마하기 위한 연마 장치가 제공되고, 이러한 연마 장치는, 사변형의 기판을 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지부를 갖고, 상기 기판 보유 지지부는, 기판을 지지하기 위한 사변형의 기판 지지면과, 상기 기판 지지면의 적어도 하나의 코너부의 외측에 배치되는 리테이너 부재를 설치하기 위한, 설치 기구를 갖는다.
[형태 2] 형태 2에 의하면, 형태 1에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 기판 지지면의 적어도 하나의 코너부에 외측에 배치되는 리테이너 부재를 갖는다.
[형태 3] 형태 3에 의하면, 형태 1 또는 형태 2에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 기판 보유 지지부에 설치된 상기 리테이너 부재를, 상기 기판 지지면에 수직인 방향으로 이동시키기 위한 이동 기구를 갖는다.
[형태 4] 형태 4에 의하면, 형태 1 내지 형태 3 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 기판 지지면은 복수의 영역을 갖고, 각 영역은 탄성막을 갖고, 각 영역의 상기 탄성막은 독립하여 유체의 압력에 의해 변형 가능하다.
[형태 5] 형태 5에 의하면, 형태 4에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 기판 지지면의 상기 복수의 영역은, 사변형의 기판의 코너부에 대응하는 영역과, 사변형의 기판 중앙부에 대응하는 영역을 갖는다.
[형태 6] 형태 6에 의하면, 사변형의 기판을 연마하기 위한 연마 장치가 제공되고, 이러한 연마 장치는, 사변형의 기판을 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지부를 갖고, 상기 기판 보유 지지부는, 기판을 지지하기 위한 사변형의 기판 지지면과, 상기 기판 지지면을 둘러싸는 원형 또는 타원형의 리테이너 부재를 설치하기 위한, 설치 기구를 갖는다.
[형태 7] 형태 7에 의하면, 형태 6에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 기판 지지면을 둘러싸는 원형 또는 타원형의 리테이너 부재를 갖는다.
[형태 8] 형태 8에 의하면, 형태 7에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 리테이너 부재는, 기판이 배치되는 내측으로부터 방사상으로 연장되는 복수의 홈을 갖는다.
[형태 9] 형태 9에 의하면, 형태 8에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 복수의 홈의 적어도 하나는, 상기 홈의 내측 개구부보다도 외측의 개구부가 크다.
[형태 10] 형태 10에 의하면, 형태 1 내지 형태 9 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 장치에 있어서, 기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 연마반과, 기판을 보유 지지하여 상기 연마면에 기판을 대고 누르기 위한 기판 보유 지지 헤드를 갖고, 상기 기판 보유 지지 헤드가 상기 기판 보유 지지부를 갖는다.
[형태 11] 형태 11에 의하면, 형태 10에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 연마 헤드를, 상기 연마반의 연마면에 평행하게 이동시키기 위한 이동 기구와, 상기 이동 기구의 동작을 제어하기 위한 제어 장치를 갖고, 상기 제어 장치는, 상기 기판 보유 지지 헤드가 기판을 보유 지지한 상태에서, 기판의 일부가 상기 연마반의 연마면으로부터 비어져 나오도록, 상기 이동 기구의 동작을 제어한다.
[형태 12] 형태 12에 의하면, 형태 10 또는 형태 11에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 연마반은, 기판의 연마의 종점을 검지하기 위한 센서를 갖는다.
[형태 13] 형태 13에 의하면, 형태 10 내지 형태 12 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 연마반의 연마면의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 장치를 갖는다.
[형태 14] 형태 14에 의하면, 형태 1 내지 형태 9 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 장치에 있어서, 기판을 보유 지지해서 회전 가능한 테이블과, 기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 연마 헤드를 갖고, 상기 테이블이 상기 기판 보유 지지부를 갖는다.
[형태 15] 형태 15에 의하면, 형태 14에 기재된 연마 장치에 있어서, 상기 연마면의 면적은, 기판 피연마면의 면적보다도 작다.
[형태 16] 형태 16에 의하면, 형태 15에 기재된 연마 장치에 있어서, 기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 복수의 연마 헤드를 갖는다.
[형태 17] 형태 17에 의하면, 형태 14 내지 형태 16 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 연마 헤드는, 기판 연마의 종점을 검지하기 위한 센서를 갖는다.
[형태 18] 형태 18에 의하면, 형태 14 내지 형태 17 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 연마 헤드는, 기판의 표면에 액체를 공급하기 위한 노즐을 갖는다.
[형태 19] 형태 19에 의하면, 형태 14 내지 형태 18 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 장치에 있어서, 상기 테이블은, 수평도 조정 기구를 갖는다.
[형태 20] 형태 20에 의하면, 형태 17에 기재된 연마 장치에 있어서, 상기 연마 헤드는, 요동 가능한 헤드 고정 부재에 설치되어 있고, 상기 헤드 고정 부재의 요동 토크의 변동을 검지함으로써 기판 연마의 종점을 검지하도록 구성된다.
도 1은, 일 실시 형태에 의한 연마 장치(1)에 사용하는 기판 보유 지지 헤드를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는, 도 1의 (A)에 도시되는 기판 보유 지지 헤드의 저면도이다.
도 2b는, 도 2a에 도시되는 기판 W의 코너부 부근의 확대도이다.
도 3은, 기판 보유 지지 헤드를 사용한 연마 장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 4a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4b는, 도 4a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드를 하방으로부터 본 저면도이다.
도 5a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 5b는, 도 5a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드를 하방으로부터 본 저면도이다.
도 6a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6b는, 도 6a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드를 하방으로부터 본 저면도이다.
도 7a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 7b는, 도 7a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드를 하방으로부터 본 저면도이다.
도 8a는, 일 실시 형태에 의한, 기판 보유 지지 헤드를 모식적으로 도시하는 저면도이다.
도 8b는, 도 8a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드의 단면을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 9는, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 10은, 일 실시 형태에 의한, 센서를 구비하는 연마반을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 12는, 일 실시 형태에 의한 온도 제어부를 구비하는 연마반을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 13은, 일 실시 형태에 의한 연마 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 14는, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 15는, 도 14에 도시되는 연마 장치 테이블을 상방으로부터 본 상면도이다.
도 16은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 17은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 18은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 19는, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 20은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치를 구비하는 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 21a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 21b는, 도 21a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드를 하방으로부터 본 저면도이다.
도 22a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 22b는, 도 22a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드를 하방으로부터 본 저면도이다.
이하에, 본 발명에 관한 연마 장치의 실시 형태를 첨부 도면과 함께 설명한다. 첨부 도면에 있어서, 동일하거나 또는 유사한 요소에는 동일하거나 또는 유사한 참조 부호가 붙고, 각 실시 형태의 설명에 있어서 동일하거나 또는 유사한 요소에 관한 중복하는 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한, 각 실시 형태에서 나타나는 특징은, 서로 모순되지 않는 한 다른 실시 형태에도 적용 가능하다.
도 1은, 일 실시 형태에 의한 연마 장치(1)(도 3 참조)에 사용하는 기판 보유 지지 헤드(21)를 설명하기 위한 도면이다. 도 1의 (A)는, 일 실시 형태에 의한 연마 장치(1)(도 3 참조)에 사용하는 기판 보유 지지 헤드(21)의 단면도이다. 도 1의 (B)는, 도 1의 (A)에 도시되는 플랜지부(56)를 단독으로 도시하는 평면도이다. 도 1의 (C)는, 도 1의 (A)에 도시되는 기판 W를 보유 지지하는 하면(29)의 외주부의 부근을 확대하여 도시하는 도면이다. 도 2a는, 도 1의 (A)에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)의 저면도이다. 도 1의 (A) 내지 도 1의 (C), 도 2a, 도 2b를 참조하여, 기판 보유 지지 헤드(21)의 구성, 그 주변 부품의 구성을 설명한다. 기판 보유 지지 헤드(21)는, 헤드 본체(22), 리테이너 부재(23), 외주 부재(25)를 구비한다.
도 1의 (A)에 도시된 바와 같이, 헤드 본체(22)의 하측 외주부에는, 리테이너 부재(23)가 배치되어 있다. 도 2a에 도시되는 실시 형태에 있어서는, 기판 W의 4개의 코너부에 대응하는 위치에 4개의 리테이너 부재(23a)가 배치되고, 또한 기판 W의 4개의 변부에 대응하는 위치에 4개의 리테이너 부재(23b)가 배치되어 있다. 도 1, 2에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 헤드 본체(22)의 상부 외주 측면(26) 및 리테이너 부재(23)의 각각의 외주 측면(27)에 접촉하여 덮는 환상의 외주 부재(25)가 배치되어 있다. 외주 부재(25)의 외주 형상은 사변형으로 할 수 있다. 헤드 본체(22) 및 리테이너 부재(23)는, 연마 대상물인 사변형의 기판 W(도 1의 (A) 중, 2점 쇄선으로 표시)를 후술하는 바와 같이 흡착하여 수납하여 보유 지지할 수 있다. 이 상태에서, 헤드 본체(22)의 기판 지지면으로서의 하면(29)이 기판 W의 이면 W1에 직접 대향하고, 리테이너 부재(23)의 내주위 측면(28)이 기판 W의 측면 W2에 직접 대향하고 있다.
기판 W는, 실리콘 기판, 유리 기판, 수지 기판, 다층 배선층을 포함하는 기판, 전자 디바이스가 배치된 패키지 기판 등으로 할 수 있다. 리테이너 부재(23)의 재질은, 연마하는 기판 W에 따라서 변경할 수 있다. 예를 들어, 기판 W가 실리콘 기판이면, 리테이너 부재(23)의 재질은, 일반적으로 고분자 재료나 세라믹 재료가 사용되고, 예를 들어 PPS(폴리페닐렌술피드)나 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 등의 경화 플라스틱으로 할 수 있다. 또한, 기판 W가 유리 기판이라면, 리테이너 부재(23)의 재질을 기판에 유사한 유리로 할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판 보유 지지 헤드(21)의 연직 방향 하측에는, 연마반(38)이 배치된다. 연마반(38)의 상면에는 연마포(39)(도 3)가 부착되어 있다. 연마포(39)는, 기판 W의 피연마면 W3이 접촉하도록 구성되어 있다. 연마포(39)는, 기판 W의 피연마면 W3과 접촉하는 면이, 연마면이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 각 리테이너 부재(23)의 내주 측면(28)은, 전체로서 사변형의 개구(30)를 형성하고 있다. 개구(30)의 사변형은, 기판 W의 외주 사변형보다 약간 크게 형성되어 있다. 도 2a는, 리테이너 부재(23)는, 기판 W의 코너부에 대응하는 위치에 마련되는 리테이너 부재(23a) 및 기판 W의 변부에 대응하는 위치에 마련되는 리테이너 부재(23b)를 도시하고 있다. 코너부의 리테이너 부재(23a)는, 기판 W를 연마할 때에 기판 W의 코너부에 발생하기 쉬운 과연마를 방지하기 위한 것이다. 일 실시 형태로서, 기판 W의 변부에 대응하는 위치에 마련되는 리테이너 부재(23b)는 없어도 된다.
기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 각 리테이너 부재(23)는, 리테이너 부재(23)의 상부에 위치하는 상부 부재(31)에 의해 고정되어 있다. 리테이너 부재(23)는, 예를 들어 볼트 등의 고정 부재를 사용하여 상부 부재(31)에 떼어 내기 가능하게 고정할 수 있다. 상부 부재(31)는, 헤드 본체(22)의 하부 외주 측면(53)에 형성된 오목부(32)에 부분적으로 삽입되어 있다. 각 리테이너 부재(23)는, 기판 지지면인 하면(29)에 대하여 상대적으로 상하 이동 가능하게 오목부(32)에 삽입되어 있다. 상부 부재(31)의 오목부(32)에 삽입한 부분에, 헤드 본체(22)를 관통하여 타입한 리테이너 부재(23)의 회전 방지용의 핀(60)이 걸림 결합되어 있다. 헤드 본체(22)의 중간 하면(33)에는, 원기둥 형상으로 오목하게 된 공간부(34)가 형성되고, 각 공간부(34)는, 각 리테이너 부재(23)의 상부 부재(31)의 상측에 위치하고 있다. 또한, 각 공간부(34)는, 상부 부재(31)의 긴 쪽 방향의 중앙부에 위치하고 있다(도 2a 참조).
각 공간부(34)는 상부에 각 공기 공급 노즐(35)을 갖고, 각 공기 공급 노즐(35)은 각 공기 공급 라인(36)에 접속되어 있다. 각 공기 공급 라인(36)은, 폐쇄 수단인 각 밸브 V1(도 3 참조), 제어 수단인 각 제1 에어 레귤레이터 R1(도 3 참조)을 통해 압력 유체로서의 압축 공기를 공급하는 압축 공기원(42)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 각 공간부(34)의 압력은, 각 제1 에어 레귤레이터 R1에 의해 독립적으로 제어되어, 독립적으로 변경 가능하다. 따라서, 각 리테이너 부재(23)를, 각각 독립하여, 또한 기판 W와는 독립해서, 연마면에 대하여 압박 가능하다.
공간부(34)에는 시일 부재(37)가 삽입되고, 공간부(34)를 시일하여 공간부(34)의 압력을 유지할 수 있다. 시일 부재(37)는 공간부(34) 내부에서 도 1의 (A) 중, 상하로 이동이 가능하다. 시일 부재(37)는 공간부(34)의 압력에 의해 도 1의 (A) 중, 하측에 눌려 리테이너 부재(23)의 상부 부재(31)를 누른다. 그 때문에, 리테이너 부재(23)는, 연마반(38) 즉 연마포(39), 연마면을 향하여 압박된다.
상술한 바와 같이, 리테이너 부재(23)는, 떼어 내기 가능하게 상부 부재(31)에 고정할 수 있다. 그 때문에, 연마하는 기판 W의 재질이나, 과연마가 발생하는 영역의 크기에 따라, 리테이너 부재(23)의 재질이나 치수를 변경할 수 있다. 도 2b는, 도 2a에 도시되는 기판 W의 코너부 부근의 확대도이다. 도 2b에 있어서, 기판 W의 코너부에 L1, L2, L3으로 둘러싸인 삼각형으로 나타내는 영역에 과연마가 발생한다로 한다. 과연마가 발생하는 영역은, 미리 실험 등으로 측정해 둘 수 있다. 기판 W의 코너부에 배치되는 L자형의 리테이너 부재(23)의 각 변의 길이(R1, R2)는, 과연마 영역의 L1, L2에 따라서 선택해도 된다. 예를 들어, L1과 R1이 동등한 사이즈이고, L2와 R2가 동등한 사이즈로 되는 리테이너 부재(23)를 선택할 수 있다. 또한, 기판 W에 발생하는 과연마의 크기에 따라, 리테이너 부재(23)의 연마면으로의 압박력을 조정할 수도 있다.
헤드 본체(22)의 하면(29)은 기판 지지면이고, 형상이 기판 W와 거의 동일한 크기의 사변형이다. 기판 W를 보유 지지하는 하면(29)의 외주부에는 환상의 홈(40)이 형성되어 있고, 홈(40)에는 탄성 링으로서의 환상의 고무재(50)(도 2a 중, 2점 쇄선으로 표시, 외주는 기판 W의 외주와 일치하도록 나타나 있음)가 끼워 넣어져 있다(도 1의 (C)). 고무재(50)가, 홈(40)에 끼워 넣어진 상태에서, 하면(29)으로부터 고무재(50)의 볼록부(44)가 돌출되고, 볼록부(44)가 연마 대상물인 기판 W의 이면 W1에 접촉한다. 하면(29), 고무재(50)의 볼록부(44), 기판 W의 이면 W1은, 공간으로서의 공간부(43)를 구획 형성한다.
헤드 본체(22)에는, 공간부(43)에 연통하는 제2 공기 공급 노즐(41)이 형성되고, 제2 공기 공급 노즐(41)은, 공급 라인으로서의 제2 공기 공급 라인(62)에 접속되어 있다. 제2 공기 공급 라인(62)은, 제2 밸브 V2(도 3 참조), 제2 에어 레귤레이터 R2(도 3 참조)를 통해 압축 공기원(42)(도 3 참조)에 접속되고, 밸브 V0(도 3 참조)를 통해 진공 배기원(49)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 밸브 V0을 폐쇄로 제2 밸브 V2를 개방으로 한 상태에서 공간부(43)의 압력은, 제2 에어 레귤레이터 R2에 의해 소정의 압력으로 제어되므로, 이 압력에 의해 기판 W는 연마반(38)을 향하여 압박된다. 또한, 제2 밸브 V2를 폐쇄로 한 상태에서, 밸브 V0을 개방으로 함으로써, 공간부(43)가 진공으로 되어 기판 W가, 하면(29)에 흡착된다.
고무재(50)는, 실리콘 고무, 불소 고무 등으로 형성되고, 선단에 라운딩이 형성된 V자의 단면 형상의 볼록부(44)를 갖는다. 볼록부(44)의 단면 형상을 선단에 라운딩이 형성된 V자형으로 했으므로, 기판 W가 연마반(38) 상에서 완전히 수평하지 않아도, 고무재(50)와 기판 W의 이면 W1과의 접촉 면적을 최소로 하고, 또한 공간부(43)를 안정되게 시일하여, 공간부(43) 내의 압력을 유지할 수 있다.
헤드 본체(22)에는, 순수 공급 라인(46)에 접속된 순수 공급 노즐(45)이 형성되고, 각 리테이너 부재(23)의 상부 부재(31), 기판 보유 지지 헤드 본체(22)의 오목부(32)에 순수를 공급하고, 리테이너 부재(23)의 주위 간극에 들어간 지액(슬러리) 등을 씻어 버릴 수 있다. 순수 공급 라인(46)은, 순수 밸브 V4(도 3 참조), 순수 레귤레이터 R4(도 3 참조)를 통해 순수 공급원(47)(도 3 참조)에 접속되어 있다. 순수 레귤레이터 R4에 의해 순수의 공급 압력은, 소정의 압력으로 제어되거나, 또는 공급량이 소정의 양으로 제어된다.
기판 보유 지지 헤드(21)는, 세라믹스제의 베어링 볼(3)을 통해 헤드 축(2)에 접속되어 있다. 헤드 축(2)의 하부에는, 외주부에 절결부(54), 외주부 근방에 관통 구멍(55)을 갖는 플랜지부(56)가 형성되어 있다(도 1의 (B) 참조). 이 절결부(54)에 헤드 본체(22)에 타입된 제1 핀(57)이 걸림 결합하고, 절결부(54)로부터 이 걸림 결합하는 제1 핀(57)에 토크의 전달이 가능한 것과 같이 구성되어 있다. 그 때문에, 헤드 축(2)으로부터 기판 보유 지지 헤드(21)에 토크가 전달된다. 관통 구멍(55)에는, 헤드 본체(22)에 비틀어 넣어진 플랜지를 구비한 제2 핀(58)이 삽입되고, 플랜지부(56)와 제2 핀(58)의 플랜지 사이에 압축 스프링(59)이 걸쳐져 있다. 그 때문에, 압축 스프링(59)의 밸런스에 의해 헤드 축(2)이 연직으로 유지되어 있다.
또한, 헤드 본체(22)의 중간 하면(33)에 오목하게 형성된 공간부(34)는, 원기둥 형상으로 형성되고, 리테이너 부재(23)의 상부 부재(31)의 상측에 위치하고 있다. 또한, 도 2에 도시되는 실시 형태에 있어서는, 공간부(34)는, 상부 부재(31)의 긴 쪽 방향의 중앙부에 위치하고 있다. 공간부(34)는, 리테이너 부재(23)의 수만큼 마련할 수 있고, 도 2에 도시되는 실시 형태와 같이 8개의 리테이너 부재(23)를 마련하는 경우에는, 8개의 공간부(34)가 마련된다. 코너부에만 리테이너 부재(23a)를 마련하는 경우, 공간부(34)는 4개로 된다. 단, 공간부(34)의 형상이나 위치, 개수는 임의로 할 수 있다. 예를 들어, 공간부(34)를 원기둥 형상이 아닌 직육면체 형상의 공간으로 할 수도 있고, 리테이너 부재(23)에 대하여 복수, 예를 들어 2개(예를 들어, 리테이너 부재(23)의 양단부) 또는 3개(예를 들어, 리테이너 부재(23)의 양단부 및 중앙부)의 공간부(34)를 구비하도록 해도 된다.
도 3은, 기판 보유 지지 헤드(21)를 사용한 연마 장치(1)의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 3을 참조하고, 적절히 도 1, 도 2를 참조하여, 연마 장치(1)의 구성을 설명한다. 연마 장치(1)는, 기판 보유 지지 헤드(21), 베어링 볼(3), 헤드 축(2), 연마반(38), 연마포(39), 제1 공기 공급 라인(36), 제2 공기 공급 라인(62), 제1 에어 레귤레이터 R1, 제2 에어 레귤레이터 R2, 순수 공급 라인(46), 순수 레귤레이터 R4를 구비한다. 연마 장치(1)는, 또한 헤드 고정 부재(4), 연결 축(48), 에어 실린더(5), 피스톤(14), 제3 공기 공급 라인(51), 제3 에어 레귤레이터 R3, 회전 통(6), 타이밍 풀리(7), 타이밍 벨트(8), 타이밍 풀리(10), 모터(9), 지액 공급 노즐(13) 등을 구비한다.
전술한 바와 같이 기판 보유 지지 헤드(21)는, 베어링 볼(3)을 통해 헤드 축(2)에 걸림 결합되어 있다. 헤드 축(2)은, 헤드 고정 부재(4)에 승강 및 회전 가능하게 도시하지 않은 베어링을 통해 걸림 결합되고, 연결 축(48), 연결 막대(61)를 통해 에어 실린더(5) 내의 피스톤(14)에 연결되어 있다. 에어 실린더(5)는, 제3 공기 공급 라인(51)에 접속되어 있다. 제3 공기 공급 라인(51)은, 제3 밸브 V3, 제3 에어 레귤레이터 R3을 통해 압축 공기원(42)에 접속된다. 에어 실린더(5)의 압력은, 제3 에어 레귤레이터 R3에 의해 소정의 압력으로 제어된다.
에어 실린더(5)의 압력에 의해, 피스톤(14)은 상하 이동하고, 피스톤(14)의 상하 이동에 의해, 연결 축(48), 기판 보유 지지 헤드 축(2)은, 연결 막대(61)를 통해 상하 이동하고, 기판 보유 지지 헤드(21)의 하면에 보유 지지된 기판 W를 연마반(38)으로부터 이격하거나, 혹은 연마반(38)을 향하여 압박한다. 또한, 기판 보유 지지 헤드(21)의 상면과 헤드 축(2)의 하단면은, 베어링 볼(3)을 수용하는 볼 베어링을 형성하고 있고, 기판 보유 지지 헤드(21)는 베어링 볼(3)을 통해 연마반(38)에 대하여 또한 연마포(39)에 대하여 베어링 볼(3)을 중심으로 틸팅 가능하게 되어 있다. 또한, 베어링 볼(3)은 헤드 축(2)의 중심에 위치한다.
또한, 헤드 축(2)에는 회전 통(6)이 설치되어 있고, 회전 통(6)은 그 외주에 타이밍 풀리(7)를 구비하고 있다. 그리고, 타이밍 풀리(7)는, 타이밍 벨트(8)를 통해, 헤드 고정 부재(4)(암이라고도 함)에 고정된 모터(9)에 마련된 타이밍 풀리(10)에 접속되어 있다. 따라서, 모터(9)를 회전 구동함으로써, 타이밍 벨트(8) 및 타이밍 풀리(7)를 통해 회전 통(6) 및 헤드 축(2)이 일체로 회전하고, 헤드 축(2)의 회전에 의해 기판 보유 지지 헤드(21)가 회전한다. 또한, 헤드 고정 부재(4)의 일단은, 요동 축(64)에 의해 지지되고, 요동 가능하게 되어 있다. 또한, 연결 축(48)에는, 헤드 축(2)으로부터의 회전은 전달되지 않는다.
연마 장치(1)는, 제어 장치(900)를 갖고, 연마 장치(1)에 마련되는 각종 센서나 동작 기구는 제어 장치(900)에 의해 제어되도록 구성할 수 있다. 제어 장치(900)는, 입출력 장치, 연산 장치, 기억 장치 등을 구비하는 일반적인 컴퓨터로 구성할 수 있다.
이어서, 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여, 연마 장치(1)의 작용을 설명한다. 상기 구성의 연마 장치(1)에 있어서, 기판 보유 지지 헤드(21)의 하면(29)에 형성된 개구(30)에 기판 W를 수납하고, 밸브 V0을 개방으로 하고, 공간부(43)의 압력을 진공으로 하여, 기판 W를 하면(29)에 흡착시킨다. 또한, 구체적으로는, 기판 W의 이면 W1의 외주만이 고무재(50)의 볼록부(44)에 접촉한다.
최초의 상태에서는, 기판 보유 지지 헤드(21)는 연마반(38)을 이격시켜 연마반(38)보다 위에 위치하고 있다. 이어서, 밸브 V3을 폐쇄로부터 개방으로 하고, 제3 에어 레귤레이터 R3에 의해 압축 공기원(42)으로부터 제3 공기 공급 라인(51)을 통해서 에어 실린더(5)에 공급되는 공기압을 제어하여, 소정의 압력으로 한다. 에어 실린더(5) 내의 압력이 소정의 값이 되면, 피스톤(14)이 아래로 이동하므로, 연결 축(48)을 통해 헤드 축(2), 기판 보유 지지 헤드(21)가 아래로 이동하고, 기판 W가 연마포(39)의 연마면(39A) 상에 적재된다. 회전 통(6)은, 기판 보유 지지 헤드 축(2)에 설치되고, 축 방향으로 상대적으로 이동 가능하므로, 기판 보유 지지 헤드 축(2)이 상하 이동해도, 회전 통(6)은 헤드 고정 부재(4)에 대하여 정지하고 있다.
기판 W가 연마포(39) 상에 적재된 뒤, 밸브 V3은, 개방의 상태를 유지하므로 에어 실린더(5) 내의 압력에 기인하는 피스톤(14)을 누르는 힘에 의해, 기판 보유 지지 헤드(21)가, 기판 W를 연마포(39)를 향하여 압박하고 있다. 또한, 기판 W를 연마포(39)를 향하여 압박한다란, 기판 W를 연마반(38)을 향하여 압박하는 것도 의미하고 있다.
이어서, 밸브 V0을 개방으로부터 폐쇄로 하고, 또한 밸브 V2를 폐쇄로부터 개방으로 하고, 제2 에어 레귤레이터 R2에 의해 압축 공기원(42)으로부터 제2 공기 공급 라인(62), 제2 공기 공급 노즐(41)을 통하여 공급되는 공간부(43)의 공기압을 제어하여, 소정의 압력으로 한다. 공간부(43)의 공기압을 소정의 압력으로 함으로써 기판 W는, 연마포(39)를 향하여 압박된다. 공간부(43)를 가압함으로써 기판 W의 중앙부를 균일한 힘으로 압박할 수 있고, 연마에 의한 기판 W의 평탄도가 향상된다. 또한, 공간부(43)가 구성되어 있으므로, 기판 W의 이면 W1에 가령 지액, 연마 부스러기가 돌아 들어가도, 이면 W1에 흠집이 형성되지 않는다.
또한, 기판 W의 이면 W1의 외주에만 고무재(50)의 볼록부(44)가 접촉하고 있으므로, 기판 W의 이면 W1의 형상 평면으로부터의 어긋남, 수평면으로부터의 기울기를 보다 확실하게 흡수하고, 공간부(43)를 보다 안정되게 시일할 수 있고, 안정된 압박력을 기판 W에 부가할 수 있고, 연마에 의한 기판 W의 평탄도가 더욱 향상된다.
또한, 고무재(50)를 구비하지 않은 장치로 기판을 연마할 때에는, 기판의 이면 전체면을 기판 보유 지지 헤드의 하면과 직접 접촉시켜서 연마할 수 있다.
이어서, 모든 밸브 V1을 폐쇄로부터 개방으로 하고, 압축 공기원(42)으로부터 제1 공기 공급 라인(36), 제1 공기 공급 노즐(35)을 통하여 공급되는 공간부(34)의 공기압을 제1 에어 레귤레이터 R1에 의해 각각 독립적으로 제어하여, 독립의 소정의 압력으로 한다. 공간부(34)의 공기압을 소정의 압력으로 함으로써, 시일 부재(37)가 리테이너 부재(23)의 상부 부재(31)를 소정의 압박력으로 누르고, 리테이너 부재(23)는, 연마포(39)(연마반(38))를 향하여 각각의 압박력에 의해 압박된다. 또한, 상술한 바와 같이, 리테이너 부재(23)는, 기판 W와는 독립적으로 연마반(38)을 향하여 압박되고, 기판 W와는 독립적으로 상하 이동하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 각 리테이너 부재(23)는, 기판 W의 주위에 있어서 연마반(38)을 독립하여 압박할 수 있고, 연마포(39)의 표면 요철에 호응하여 또는 기판 W의 과연마를 예측하여 기판 W와는 독립적으로 상하 이동시킬 수 있다. 각 리테이너 부재(23)에 의해, 기판 W의 코너부 및 각 변 근방의과 연마나 연마 부족을 완화할 수 있고, 기판 W의 평탄도를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 각 리테이너 부재(23)는 서로 독립적으로 동작할 수 있다. 따라서, 각 리테이너 부재(23)는, 다른 리테이너 부재(23)의 동작 영향을 받지 않고 동작하여 기판 W의 주위를 누르므로, 연마에 의한 기판 W의 굴곡의 해소도가 향상하고, 또한 연마 후의 평탄도를 향상시킬 수 있다.
각 리테이너 부재(23)를, 각각 독립적으로 제어된 압박력으로 가압할 수 있으므로, 기판 W의 사변형의 각 코너부 및 각 변부에 인접한 영역마다 독립된 압박력을 부여할 수 있다. 따라서, 예를 들어 기판 W의 연마 속도를 크게 하고 싶은 개소에 인접하는 리테이너 부재(23)의 압박력을 약하게 하고, 연마 속도를 작게 하고 싶은 개소에 인접하는 리테이너 부재(23)의 압박력을 강하게 할 수 있다. 또한, 기판 W가 휘어져 올라가고 있는 개소에 인접하는 리테이너 부재(23)의 압박력을 강하게 하고, 휨이 발생하고 있지 않은 개소에 인접하는 리테이너 부재(23)의 압박력을 약하게 할 수 있다. 이렇게 압박력을 제어함으로써, 연마에 의한 기판 W의 굴곡의 해소도를 향상시키고, 또한 연마 후의 평탄도를 향상시킬 수 있다.
이어서, 밸브 V4를 폐쇄로부터 개방으로 하고, 순수 공급원(47)으로부터 순수 공급 라인(46), 순수 공급 노즐(45)을 통하여 기판 보유 지지 헤드 본체(22)의 오목부(32)에 순수가 공급된다. 순수의 공급 압력 또는 공급량은 순수 레귤레이터 R4에 의해 소정의 압력, 소정의 양으로 제어된다. 순수의 공급에 의해 리테이너 부재(23)의 주위 간극에 들어간 지액 등을 씻어 버릴 수 있다.
다음으로 지액 공급 노즐(13)로부터 연마포(39) 상면에 연마액으로서의 지액 Q를 흐르게 하고, 모터(9)에 의해 회전시킨다. 모터(9)가 회전하면, 타이밍 풀리(10)가 회전하고, 타이밍 벨트(8)를 통해 타이밍 풀리(7)가 회전하고, 회전이 기판 보유 지지 헤드 축(2)에 전달된다. 기판 보유 지지 헤드 축(2)이 회전하면, 기판 보유 지지 헤드(21)가 회전하고, 기판 보유 지지 헤드(21)에 의해 연마포(39)에 압박되고 있는 기판 W가 회전한다. 이때 리테이너 부재(23)는, 기판 W에 동기하여 회전한다. 한편, 연마반(38)도 도시하지 않은 회전 구동 장치에 의해, 기판 보유 지지 헤드(21)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하므로 기판 W와 연마포(39)의 연마면(39A) 사이에 상대 운동이 발생하여, 기판 W의 피연마면 W3의 화학적, 기계적 연마가 행하여진다. 지액 공급 노즐(13)로부터 연마포(39) 상면에 연마액으로서의 지액 Q를 흐르게 하고 있으므로, 연마포(39)에 지액 Q가 보유 지지되고, 기판 W는 그 피연마면 W3과 연마포(39) 사이에 지액 Q가 잔존한 상태에서 연마된다.
도 4a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 4a는, 후술하는 도 4b 중의 화살표 A의 방향으로부터 본 단면도에 상당한다. 기판 보유 지지 헤드(21)는, 헤드 축(2)의 하단에 베어링 볼(3)을 통해 연결되어 있다. 베어링 볼(3)은, 기판 보유 지지 헤드(21)와 헤드 축(2)의 서로의 틸팅을 허용하면서, 헤드 축(2)의 회전을 기판 보유 지지 헤드(21)에 전달하는 볼 조인트이다. 기판 보유 지지 헤드(21)는, 대략 원반상의 헤드 본체(22)와, 헤드 본체(22)의 하부에 배치된 리테이너 부재(23)를 구비하고 있다. 헤드 본체(22)는 금속이나 세라믹스 등의 강도 및 강성이 높은 재료로 형성할 수 있다. 또한, 리테이너 부재(23)는, 강성이 높은 수지재 또는 세라믹스 등으로 형성할 수 있다.
헤드 본체(22) 및 리테이너 부재(23)의 내측에 형성된 공간 내에는, 기판 W에 맞닿는 탄성 패드(70)가 수용되어 있다. 탄성 패드(70)와 헤드 본체(22) 사이에는, 복수의 압력실(에어백) P1, P2가 마련되어 있다. 압력실 P1, P2는 탄성 패드(70)와 헤드 본체(22)에 의해 형성되어 있다. 압력실 P1, P2에는 각각 유체로(81, 83)를 통해 가압 공기 등의 가압 유체가 공급되거나, 혹은 진공화가 되도록 되어 있다. 중앙의 압력실 P1은 기판 W의 과연마가 발생하기 어려운 영역(예를 들어 도 2a에 도시되는 기판 W의 중앙의 영역)에 대응하는 형상, 압력실 P2는 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역(예를 들어 도 2a에 도시되는 기판 W의 코너부의 영역)에 대응하는 형상으로 할 수 있다. 도 4b는, 도 4a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)를 하방으로부터 본 저면도이다. 단, 도 4b는, 기판 W의 부분만을 도시하고 있고, 그 다른 부분은 생략하고 있다. 도 4b는, 기판 W가 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지된 때의 압력실 P1, P2의 배치를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, 압력실 P2는, 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역이고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 사변형의 기판 W의 네 코너의 삼각형으로 나타내는 위치에 대응하는 영역에 배치되어 있다. 압력실 P1은, 압력실 P2 이외의 영역이다. 또한, 일 실시 형태로서, 압력실 P1, P2 이외에도, 다른 압력실 및 거기에 유체를 공급하기 위한 유체로를 마련해도 된다. 다른 압력실을 진공화함으로써 기판 W를 기판 보유 지지 헤드(21)의 탄성 패드(70)에 보유 지지시키도록, 또한, 다른 압력실에 질소 가스, 건조 공기, 압축 공기 등을 공급함으로써, 기판 W가 기판 보유 지지 헤드(21)로부터 릴리즈되도록 해도 된다. 또한, 기판 W를 기판 보유 지지 헤드(21)의 탄성 패드(70)에 진공 흡착시키기 위해서, 임의의 압력실의 기판측의 일부에 구멍을 형성해 두어도 된다.
압력실 P1, P2의 내부 압력은 서로 독립하여 변화시키는 것이 가능하고, 이에 의해, 기판 W의 중앙부 및 4개의 코너부에 대한 압박력을 독립적으로 조정할 수 있다. 또한, 도시의 실시 형태와 같이 압력실 P2가 복수인 경우, 압력실 각각은 서로 독립하여 내부 압력을 제어할 수 있다. 도 4에 도시되는 실시 형태에 있어서, 탄성 패드(70)는, 연속적인 1개의 탄성 부재로부터 압력실 P1, P2를 형성하도록 형성되어 있다.
기판 W의 주위 단부는 리테이너 부재(23)에 둘러싸여 있고, 연마 중에 기판 W가 기판 보유 지지 헤드(21)로부터 튀어나오지 않게 되어 있다. 리테이너 부재(23)와 헤드 본체(22) 사이에는 탄성 백(73)이 배치되어 있고, 그 탄성 백(73)의 내부에는 압력실 Pr이 형성되어 있다. 리테이너 부재(23)는, 탄성 백(73)의 팽창/수축에 의해 헤드 본체(22)에 대하여 상대적으로 상하 이동 가능하게 되어 있다. 압력실 Pr에는 유체로(86)가 연통하고 있고, 가압 공기 등의 가압 유체가 유체로(86)를 통하여 압력실 Pr에 공급되도록 되어 있다. 압력실 Pr의 내부 압력은 조정 가능하게 되어 있다. 따라서, 기판 W의 연마포(39)에 대한 압박력과는 독립하여 리테이너 부재(23)의 연마포(39)에 대한 압박력을 조정할 수 있다. 도 4에 도시되는 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 리테이너 부재(23)를 구비하도록 구성하고, 각 리테이너 부재(23)를 각 탄성 백(73)에 의해, 각각 독립하여 각 리테이너 부재(23)의 연마포(39)에 대한 압박력을 조정할 수 있다. 또한, 도 4 및 이하에서 설명하는 도면 5 내지 7에 도시되는 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 리테이너 부재(23) 및 그 설치 기구, 이동 기구로서, 도 1, 2와 함께 설명한 구조를 채용해도 된다.
도 5a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 5a는, 후술하는 도 5b 중의 화살표 A의 방향으로부터 본 단면도에 상당한다. 도 5a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)는, 압력실 P1, P2를 형성하는 탄성 패드(70)의 구조 이외에는, 도 4a에서 설명한 기판 보유 지지 헤드(21)와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 5a에 도시되는 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 압력실 P1은, 도 4a와 마찬가지로 단일의 탄성 패드(70)에 의해 형성되어 있다. 도 5a에 도시되는 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 압력실 P2는, 압력실 P1을 형성하는 탄성 패드(70)와는 별체의 탄성 패드(70-2)에 의해 형성되어 있고, 또한, 압력실 P1의 공간 내에 형성된다. 압력실 P2는, 이중 구조라고도 할 수 있다. 도 5a의 실시 형태에 있어서도 도 4a의 실시 형태와 마찬가지로, 중앙의 압력실 P1은 기판 W의 과연마가 발생하기 어려운 영역(예를 들어 도 2a에 도시되는 기판의 중앙 영역)에 대응하는 형상, 압력실 P2는 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역(예를 들어 도 2a에 도시되는 기판 W의 코너부의 영역)에 대응하는 형상으로 할 수 있다. 도 5b는, 도 5a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)를 하방으로부터 본 저면도이다. 단, 도 5b는, 기판 W의 부분만을 도시하고 있고, 그 다른 부분은 생략하고 있다. 도 5b는, 기판 W가 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지된 때의 압력실 P1, P2의 배치를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, 압력실 P2는, 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역이고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 사변형의 기판 W의 네 코너의 삼각형으로 나타내는 위치에 대응하는 영역에 배치되어 있다. 압력실 P1은, 압력실 P2 이외의 영역이다. 또한, 일 실시 형태로서, 상술한 바와 같이, 압력실 P1, P2 이외에도, 다른 압력실 및 거기에 유체를 공급하기 위한 유체로를 마련해도 된다. 압력실 P1을 형성하는 탄성 패드(70)와, 압력실 P2를 형성하는 탄성 패드(70-2)는, 재료는 동일해도 되고, 또한, 상이한 재료를 사용해도 된다.
도 6a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 6a는, 후술하는 도 6b 중의 화살표 A의 방향으로부터 본 단면도에 상당한다. 도 6에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)는, 압력실 P1, P2를 형성하는 탄성 패드(70)의 구조 이외는, 도 4에서 설명한 기판 보유 지지 헤드(21)와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 6a에 도시되는 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 압력실 P1은, 도 4a와 마찬가지로 단일의 탄성 패드(70)에 의해 형성되어 있다. 도 6a에 도시되는 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 압력실 P2는, 압력실 P1을 형성하는 탄성 패드(70)와는 별체의 탄성 패드(70-2)에 의해 형성되어 있고, 또한, 압력실 P2는 압력실 P1에 인접하여 형성된다. 도 6a의 실시 형태에 있어서도 도 4의 실시 형태와 마찬가지로, 중앙의 압력실 P1은 기판 W의 과연마가 발생하기 어려운 영역(예를 들어 도 2a에 도시되는 기판 W의 중앙의 영역)에 대응하는 형상, 압력실 P2는 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역(예를 들어 도 2a에 도시되는 기판 W의 코너부의 영역)에 대응하는 형상으로 할 수 있다. 도 6b는, 도 6a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)를 하방으로부터 본 저면도이다. 단, 도 6b는, 기판 W의 부분만을 도시하고 있고, 그 밖의 부분은 생략하고 있다. 도 6b는, 기판 W가 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지된 때의 압력실 P1, P2의 배치를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, 압력실 P2는, 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역이고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 사변형의 기판 W의 네 코너의 삼각형으로 나타내는 위치에 대응하는 영역에 배치되어 있다. 압력실 P1은, 압력실 P2 이외의 영역이다. 또한, 일 실시 형태로서, 상술한 바와 같이, 압력실 P1, P2 이외에도, 다른 압력실 및 거기에 유체를 공급하기 위한 유체로를 마련해도 된다. 압력실 P1을 형성하는 탄성 패드(70)와, 압력실 P2를 형성하는 탄성 패드(70-2)는, 재료는 동일해도 되고, 또한, 상이한 재료를 사용해도 된다.
도 7a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 7a는, 후술하는 도 7b 중의 화살표 A의 방향으로부터 본 단면도에 상당한다. 도 7a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)는, 도 4 내지 도 6의 실시 형태의 기판 보유 지지 헤드(21)와 마찬가지이지만, 또한 추가적인 압력실 P3을 구비한다. 압력실 P3은, 압력실 P1의 내부 공간에 별체의 탄성 패드(70-4)에 의해 형성되어 있다. 압력실 P3은, 이중 구조라고도 할 수 있다. 압력실 P3에는, 유체로(84)를 통해 가압 공기 등의 가압 유체가 공급되거나, 혹은 진공화가 되도록 되어 있다. 도 7a에 도시되는 실시 형태에 있어서, 압력실 P3은, 기본적으로는 과연마가 발생하기 어려운 영역(예를 들어 도 2a에 도시되는 기판의 중앙 영역)의 일부에 배치된다. 압력실 P3은, 연마 대상인 기판에 특정한 패턴(디바이스 구조 등)이 형성되어 있는 위치에 대응하도록 마련할 수 있다. 그 때문에, 기판 상에 있어서 패턴이 있는 영역과 패턴이 없는 영역에 대한 누르는 압력을 각각 제어할 수 있고, 각각의 영역의 연마량을 제어할 수 있다. 도 7b는, 도 7a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)를 하방으로부터 본 저면도이다. 단, 도 7b는, 기판 W의 부분만을 도시하고 있고, 그 다른 부분은 생략하고 있다. 도 7b는, 기판 W가 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지된 때의 압력실 P1, P2, P3의 배치를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, 압력실 P2는, 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역이고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 사변형의 기판 W의 네 코너의 삼각형으로 나타내는 위치에 대응하는 영역에 배치되어 있다. 압력실 P3은, 상술한 바와 같이, 연마 대상인 기판 W에 특정한 패턴(디바이스 구조 등)이 형성되어 있는 위치에 대응하도록 마련할 수 있고, 일례로서 도 7b에서는, 기판 W의 중앙 부근에 4개의 사변형의 영역으로서 압력실 P3이 마련되어 있다. 압력실 P1은, 압력실 P2, P3 이외의 영역이다. 또한, 일 실시 형태로서, 상술한 바와 같이, 압력실 P1, P2, P3 이외에도, 다른 압력실 및 거기에 유체를 공급하기 위한 유체로를 마련해도 된다.
도 21a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 21a는, 후술하는 도 21b 중의 화살표 A의 방향으로부터 본 단면도에 상당한다. 도 21에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)는, 압력실 P1 내지 P5를 형성하는 탄성 패드(70)의 구조 이외는, 도 4에서 설명한 기판 보유 지지 헤드(21)와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 21에 도시되는 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 압력실 P1, P3, P4, P5가 중심부로부터 외측을 향하여 동심원 형상으로 형성되어 있다. 압력실 P1 내지 P5는, 도 4에 도시되는 실시 형태와 마찬가지로 단일의 탄성 패드(70)에 의해 형성할 수 있다. 혹은, 각 압력실 P1 내지 P5의 모두 또는 일부를 상이한 탄성 패드에 의해 형성해도 된다. 또한, 압력실 P1 내지 P5의 일부는, 도 7에 도시된 바와 같이 이중 구조가 되도록 형성해도 된다. 도 21a에 도시된 바와 같이, 압력실 P1, P3, P4, P5에는 각각, 유체로(81, 84, 85, 87)가 연통하고 있고, 유체로(81, 84, 85, 87)에 공기 등의 유체를 공급함으로써, 압력실 P1, P3, P4, P5의 압력을 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 도 21b는, 도 21a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)를 하방으로부터 본 저면도이다. 단, 도 21b는, 기판 W의 부분만을 도시하고 있고, 그 다른 부분은 생략하고 있다. 도 21b는, 기판 W가 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지된 때의 압력실 P1 내지 P5의 배치를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, 압력실 P2는, 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역이고, 도 21b에 도시된 바와 같이, 사변형의 기판 W의 네 코너의 삼각형으로 나타내는 위치에 대응하는 영역에 배치되어 있다. 압력실 P1, P3, P4, P5는, 상술한 바와 같이 중심부로부터 외측을 향하여 동심원 형상으로 형성되어 있다. 이러한 압력실의 배치는, 특히 대형의 기판을 연마하는 경우에 유효하다. 대형의 기판의 경우, 기판의 중심부, 중간부, 단부에 있어서 연마량의 차이가 발생하는 경우가 있다. 그래서, 본 실시 형태과 같이, 기판의 각 영역에 있어서의, 연마포(39)로의 압박력을 제어함으로써, 기판의 연마면 내 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 21의 실시 형태에 있어서는, 동심원 형상의 압력실 P1, P3, P4, P5는, 4개로 분할되어 있지만, 동심원 형상의 압력실의 수는 임의이고, 4 이상 또는 이하의 분할 구성으로 해도 된다.
도 22a는, 일 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)의 구조를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 22a는, 후술하는 도 22b 중의 화살표 A의 방향으로부터 본 단면도에 상당한다. 도 22에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)는, 압력실 P1 내지 P7을 형성하는 탄성 패드(70)의 구조 이외는, 도 4에서 설명한 기판 보유 지지 헤드(21)와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 22에 도시되는 실시 형태에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)에 있어서, 압력실 P1, P3, P4, P5, P6은, 도 21의 실시 형태와 마찬가지로 중심부로부터 외측을 향하여 동심원 형상으로 형성되어 있다. 도 22에 도시되는 실시 형태에 있어서는, 기판 W의 변부에 대응하는 위치에도 압력실 P7이 마련되어 있다. 도 22의 실시 형태에 있어서는, 변부의 압력실 P7은, 4군데이다. 이들의 압력실 P1 내지 P7은, 도 4에 도시되는 실시 형태와 마찬가지로 단일의 탄성 패드(70)에 의해 형성할 수 있다. 혹은, 각 압력실 P1 내지 P7의 모두 또는 일부를 다른 탄성 패드에 의해 형성해도 된다. 또한, 압력실 P1 내지 P7의 일부는, 도 7에 도시된 바와 같이 이중 구조가 되도록 형성해도 된다. 도 22a에 도시된 바와 같이, 압력실 P1, P3, P4, P5, P6, P7에는 각각, 유체로(81, 84, 85, 87, 88, 89)가 연통하고 있고, 유체로(81, 84, 85, 87, 88, 89)에 공기 등의 유체를 공급함으로써, 압력실 P1, P3, P4, P5, P6, P7의 압력을 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 또한, 도 22에 도시되는 실시 형태에 있어서, 압력실 P7은 4개 마련되어 있다. 이들의 압력실 P7은, 서로 독립적으로 제어할 수 있도록 구성 해도 된다. 도 22b는, 도 22a에 도시하는 기판 보유 지지 헤드(21)를 하방으로부터 본 저면도이다. 단, 도 22b는, 기판 W의 부분만을 나타내고 있고, 그 다른 부분은 생략하고 있다. 도 22b는, 기판 W가 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지된 때의 압력실 P1 내지 P7의 배치를 도시하고 있다. 상술한 바와 같이, 압력실 P2는, 기판 W의 과연마가 발생하기 쉬운 영역이고, 도 22b에 도시된 바와 같이, 사변형의 기판 W의 네 코너의 삼각형으로 나타내는 위치에 대응하는 영역에 배치되어 있다. 압력실 P1, P3, P4, P5, P6은, 상술한 바와 같이 중심부로부터 외측을 향하여 동심원 형상으로 형성되어 있고, 압력실 P7은, 기판 W의 변부에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 이러한 압력실의 배치는, 특히 대형의 기판을 연마하는 경우에 유효하다. 대형의 기판의 경우, 기판의 중심부, 중간부, 단부에 있어서 연마량의 차이가 발생하는 경우가 있다. 그래서, 본 실시 형태와 같이, 기판의 각 영역에 있어서의, 연마포(39)로의 압박력을 제어함으로써, 기판의 연마면 내 균일성을 향상시킬 수 있다. 특히, 도 22에 도시되는 실시 형태에 있어서는, 기판 W의 코너부뿐만 아니라 변부의 연마량을 제어할 수 있고, 기판의 연마면 내 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 22의 실시 형태에 있어서는, 동심원 형상의 압력실 P1, P3, P4, P5, P6은, 5개로 분할되어 있지만, 동심원 형상의 압력실의 수는 임의이고, 5 이상 또는 이하의 분할 구성으로 해도 된다.
도 21에 도시되는 실시 형태에 있어서는, (1) 코너부에 있어서의 압력실 P2, 및 (2) 타원 형상의 복수의 압력실 P1, P3, P4를 조합하고 있다. 도 22에 도시되는 실시 형태에 있어서는, (1) 코너부에 있어서의 압력실 P2, (3) 대략 직사각형의 복수의 압력실 P1, P3 내지 P5, 및 (4) 변부의 압력실 P7을 조합하고 있다. 이들의 압력실의 형상 및 배치의 특징 (1) 내지 (4)는 임의로 조합할 수 있다. 또한, 각 압력실의 수는 임의로 할 수 있다. (2)에 있어서의 타원 형상의 복수의 압력실 P1, P3, P4, 및 (3)에 있어서의 대략 직사각형의 복수의 압력실 P1, P3 내지 P5의 중심은 일치하고 있어도 되고, 일치하지 않아도 된다. 사변형의 기판 연마 균일성을 향상하기 위하여 적절한 압력실의 구조를 채용할 수 있다.
도 4 내지 도 7 및 도 21, 22에서 도시되는 실시 형태에 있어서는, 기판 W와 연마포(39)의 접촉 압력을, 압력실 P1 내지 P7에 의해 영역마다 제어할 수 있다. 또한, 압력실 P1 내지 P7이 각각 복수 마련되어 있는 경우, 각각의 압력실 P1 내지 P7의 압력을 독립하여 제어할 수 있다. 그 때문에, 기판 W의 부분적인과 연마 및 연마 부족이 발생하지 않도록 할 수 있고, 연마 후의 기판 평탄도를 향상시킬 수 있다.
도 8a는, 일 실시 형태에 의한, 기판 보유 지지 헤드(21)를 모식적으로 도시하는 저면도이다. 도 8a는, 기판 보유 지지 헤드(21)의 리테이너 부재(23)와 기판 W만을 도시하고 있고, 다른 구조는 생략하고 있다. 도 8a의 실시 형태에 있어서는, 기판 W는 사변형이다. 도 8a의 기판 보유 지지 헤드(21)는, 외형이 원형 또는 타원형인 리테이너 부재(23)를 구비한다. 혹은, 리테이너 부재(23)는, 코너부가 만곡하는 형상을 구비하는 외형이 대략 사변형인 것이어도 된다. 도 8a에 도시되는 리테이너 부재(23)의 형상은, 뾰족해진 코너부가 없으므로 리테이너 부재(23)의 회전에 대하여, 리테이너 부재(23)에 의한 압박 분포의 급격한 변화부가 없다. 그 때문에, 사변형의 기판 W를 내부에 설치해도 압박 분포가 코너부에서 급격한 변화를 하지 않고 균일한 연마가 가능하게 된다.
도 8a에 도시되는 실시 형태에 있어서는, 리테이너 부재(23)의 연마포(39)쪽을 향하는 면에는, 복수의 홈(90)이 형성되어 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 홈(90)은, 대략 방사상으로 형성되어 있다. 그 때문에, 기판 보유 지지 헤드(21)를 회전시키면서 기판 W를 연마할 때에, 리테이너 부재(23)의 내측에 배치되는 기판 W의 표면에 슬러리를 효율적으로 도입할 수 있고, 슬러리의 리프레시를 행하는 것이 가능해진다. 또한, 홈(90)의 몇 가지는 기판측으로부터 외측을 향하여 홈의 폭이 커지도록 형성할 수 있다. 도 8a에 도시되는 리테이너 부재(23)의 홈(90)은, 기판측으로부터 외측을 향하여 홈의 폭이 크게 되어 있다. 또한, 일 실시 형태로서, 리테이너 부재(23)의 몇 가지의 홈(90)은, 외측으로부터 기판측을 향하여 홈(90)의 폭이 커지도록 형성해도 되고, 또한, 기판측으로부터 외측을 향하여 폭이 커지는 홈과, 외측으로부터 기판측을 향하여 폭이 커지는 홈이 혼재하게 해도 된다. 리테이너 부재(23)의 홈(90)의 형상과 기판 보유 지지 헤드(21)의 회전 방향에 의해, 기판 W의 표면으로의 슬러리의 도입 및 기판 W의 표면으로부터의 슬러리의 배출이 보다 효율적으로 이루어진다. 예를 들어, 도 8a에 도시되는 리테이너 부재(23)의 홈(90)은, 방사상으로 형성되고, 리테이너 부재(23)의 외측을 향하여 홈(90)의 폭이 크게 되어 있다. 그 때문에, 기판 보유 지지 헤드(21)를 도 8a의 지면의 상방으로부터 보아서 시계 방향으로 회전시키는 경우, 연마 시에 기판 W의 표면에 슬러리를 도입하기 쉽고, 반대로 반시계 방향으로 기판 보유 지지 헤드(21)를 회전시키는 경우, 연마 시에 기판 W의 표면으로부터 슬러리를 배출하기 쉽다. 일 실시 형태에 있어서, 연마 시에 기판 W의 표면에 슬러리를 도입하기 쉬운 홈(90)과, 연마 시에 기판 W의 표면으로부터 슬러리를 배출하기 쉬운 홈(90)을 양쪽 형성하여, 기판 W 표면으로의 슬러리의 순환을 효율적으로 실시할 수 있게 해도 된다.
도 8b는, 도 8a에 도시되는 기판 보유 지지 헤드(21)의 단면을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 8b에 있어서는, 도시의 명료화를 위해서, 리테이너 부재(23), 기판 W, 연마반(38) 및 연마포(39)만을 도시하고 있다. 기판 보유 지지 헤드(21)로의 리테이너 부재(23)의 설치 구조, 이동 기구, 기판 W의 보유 지지 구조 등은, 임의의 구조를 채용할 수 있고, 예를 들어 도 1, 4에서 설명한 구조를 채용할 수 있다.
도 9는, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 9의 연마 장치(1)는, 사변형의 기판 W를 보유 지지하는 기판 보유 지지 헤드(21)를 구비한다. 기판 보유 지지 헤드(21)의 상세 구조는 임의로 할 수 있고, 예를 들어 본 명세서에서 개시되는 임의의 구조를 구비하는 기판 보유 지지 헤드(21)로 할 수 있다. 도 9의 연마 장치(1)는, 회전 가능한 연마반(38) 및 연마반(38)의 상면에 배치되는 연마포(39)를 구비한다. 또한, 도 9의 연마 장치(1)는, 연마포(39)의 표면에 슬러리를 공급하기 위한 지액 공급 노즐(13)을 구비한다. 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지된 기판 W를 연마할 때는, 기판 보유 지지 헤드(21)를 연마포(39)로 누르고, 지액 공급 노즐(13)에 의해 연마포(39)에 슬러리를 공급하면서, 연마반(38) 및 기판 보유 지지 헤드(21)를 각각 회전시킨다. 도 9의 연마 장치(1)는, 기판 W의 연마 중에 기판 보유 지지 헤드(21)를 연마포(39)의 표면에 평행한 방향(예를 들어 원형의 연마반(38)의 반경 방향)으로 이동시키는 이동 기구를 구비한다. 이 이동 기구에 의한 기판 보유 지지 헤드(21)의 이동량은, 도 9에 도시된 바와 같이, 사변형의 기판 W를 연마하고 있을 때에, 기판 W의 일부가 연마포(39)로부터 비어져 나오게 결정할 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 연마반(38)의 회전축과, 기판 보유 지지 헤드(21)의 회전축 사이의 최대 거리(「요동 범위」라고도 함)를 R, 연마포(39)의 반경을 r1, 기판 보유 지지 헤드(21)의 반경(사변형의 기판 W에 외접하는 원의 반경)을 r2로 할 때, R>(r1-r2)로 되도록 기판 보유 지지 헤드(21)의 이동 범위를 제어하면, 사변형의 기판의 일부가 연마포(39)로부터 비어져 나오게 된다. 상술한 바와 같이, 사변형의 기판 W를 연마하면, 기판 W의 코너부에 과연마가 발생하기 쉽다. 도 9의 연마 장치(1)와 같이, 사변형의 기판 W의 일부가 연마포(39)로부터 밀려 나오도록 기판 보유 지지 헤드(21)를 이동시키면서 기판 W를 연마함으로써, 연마 중에, 기판 W의 코너부가 연마포(39)에 접촉하고 있지 않은 시간이 발생하고, 기판 W의 코너부의 연마량을 저감할 수 있고, 코너부의 과연마를 억제하는 것이 가능해진다. 기판 보유 지지 헤드(21)의 요동 범위 R은, 연마량의 시뮬레이션이나 실험에 의해 결정할 수 있다.
또한, 도 9의 실시 형태에 의한 연마 장치(1)에 있어서는, 기판 보유 지지 헤드(21)의 요동 범위 R을 크게 하여, 연마 중에 사변형의 기판 W의 일부가 연마포(39)로부터 비어져 나오도록 하고 있지만, 다른 실시 형태로서 요동 범위 R이 작아지도록 제어해도 된다. 기판 보유 지지 헤드(21)의 요동 범위 R을 작게 함으로써, 연마반(38) 및 연마포(39)를 작게 할 수 있고, 소형의 연마 장치를 실현할 수 있다. 요동 범위 R을 작게 하는 경우, 요동 범위 R은, 예를 들어 0.1mm 내지 50mm로 할 수 있다.
도 9에 도시되는 연마 장치(1)에 있어서, 연마반(38)은, 기판 W의 연마의 종점을 검지하기 위한 센서(100)를 구비할 수 있다. 도 10은, 일 실시 형태에 의한, 센서(100)를 구비하는 연마반(38)을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 10은, 연마반(38)의 센서(100)가 마련되는 부분을 도시하고 있다. 도 10에 도시되는 바와 같이, 센서(100)는, 연마반(38)에 배치된다. 센서(100)는, 와전류 센서, 광학식 센서, 파이버 센서 등을 사용할 수 있다. 센서(100)는, 유선 또는 무선에 의해 제어 장치(900)(도 3)와 연락 가능하게 구성된다. 센서(100)로서 광학식 센서를 사용하는 경우, 연마포(39)의 일부에 절결부(102)를 마련한다. 절결부(102)의 위치에 뷰포트(104)를 배치한다. 뷰포트(104)를 통해, 광학식의 센서에 의해 광조사와 반사광의 검지를 행할 수 있다. 연마 중의 기판 W의 반사율의 변화 등으로부터, 기판 W의 연마의 종점을 검지할 수 있다. 센서(100)로서 파이버 센서를 사용하는 경우, 뷰포트(104)는 없어도 된다. 그 경우, 파이버 센서의 주위로부터 순수를 공급하면서 검출을 행할 수 있다. 센서(100)는, 연마반(38)에 복수 배치해도 된다. 예를 들어, 연마반(38)의 중심부와 주변부에 배치하고, 양쪽의 센서(100)로부터의 신호를 감시하여, 기판 W의 연마의 종점을 결정해도 된다. 또한, 복수의 센서(100)를 사용함으로써, 기판 W의 복수의 영역의 연마면의 막 두께를 감시할 수 있다. 기판 W의 복수의 영역의 연마 종점이 같은 시기가 되도록, 복수의 센서(100)로부터의 신호에 기초하여 연마 조건을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상술한 리테이너 부재(23)의 압박력이나, 도 4 내지 도 7의 실시 형태에 있어서는, 압력실 P1, P2, P3의 압력 등을 변경할 수 있다.
슬러리의 리프레시화를 행하는 형태로서 다음의 형태가 가능하다. 예를 들어, 도 3에 도시되는 실시 형태에 있어서, 요동 축(64)에 헤드 고정 부재(4)가 설치되고, 헤드 고정 부재(4)의 끝에 기판 보유 지지 헤드(21)가 설치되어 있다. 기판 보유 지지 헤드(21)와 연마포(39)가 설치된 연마반(38)이 모두 회전하여, 기판 보유 지지 헤드(21)에 설치된 기판 W의 연마가 행하여진다. 이때, 처리액 공급 노즐(13)로부터 슬러리 등의 처리액을 연마포(39) 상에 공급하지만, 일 실시 형태로서, 헤드 고정 부재(4)를 요동 축(64)에 의해 선회시켜서 정기적으로 헤드 고정 부재(4)가 연마반(38) 상으로부터 퇴피하도록 하고, 연마포(39) 상에 잔류하고 있는 슬러리를 씻어 버리게 할 수 있다. 또한, 일 실시 형태로서, 헤드 고정 부재(4)를 요동 축(64)에 의해 선회시켜서 헤드 고정 부재(4)를 연마반(38) 상으로부터 퇴피시키도록 하는 것이 아니고, 기판 보유 지지 헤드(21)를 상측 방향으로 이동시켜서, 연마포(39)로부터 기판 W 및 리테이너 부재(23)가 이격된 때에 연마포(39) 상에 잔류하고 있는 슬러리를 씻어 버려, 새로운 슬러리를 공급하도록 해도 된다. 이들의, 슬러리의 리프레시 방식은, 특히 긴 변이 300mm를 초과하는 것과 같은 대형의 기판에 대하여 유리하다. 기판이 대형으로 되면 기판의 중심부에 들어간 슬러리의 리프레시가 어려워지기 때문이다.
도 11은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 11의 연마 장치(1)는, 사변형의 기판 W를 보유 지지하는 기판 보유 지지 헤드(21)를 구비한다. 기판 보유 지지 헤드(21)의 상세 구조는 임의로 할 수 있고, 예를 들어 본 명세서에서 개시되는 임의의 구조를 구비하는 기판 보유 지지 헤드(21)로 할 수 있다. 도 11의 연마 장치(1)는, 회전 가능한 연마반(38) 및 연마반(38)의 상면에 배치되는 연마포(39)를 구비한다. 또한, 도 11의 연마 장치(1)는, 연마포(39)의 표면에 슬러리를 공급하기 위한 지액 공급 노즐(13)을 구비한다. 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지된 기판 W를 연마할 때는, 기판 보유 지지 헤드(21)를 연마포(39)에 누르고, 지액 공급 노즐(13)에 의해 연마포(39)에 슬러리를 공급하면서, 연마반(38) 및 기판 보유 지지 헤드(21)를 각각 회전시킨다. 도 11에 도시되는 연마 장치(1)는, 온도 제어부(150)를 구비한다. 온도 제어부(150)는, 연마포(39)의 온도를 제어하기 위한 것이다. 도 11에 도시되는 실시 형태에 의한 연마 장치(1)는, 연마포(39)에 접촉 가능하게 구성되는 온도 제어 부재(152)를 구비한다. 온도 제어 부재(152)는, 예를 들어 히터 내장형의 세라믹 부재나, 온도 조정된 액체가 통하는 유체 유로를 구비하는 세라믹 부재 등으로 구성 할 수 있다. 기판 W의 연마 중에, 온도 제어된 온도 제어 부재(152)를 연마포(39)에 접촉시킴으로써, 연마포(39)의 온도를 제어할 수 있다. 또한, 온도 제어 부재(152)에는, 기판 W의 표면에 평행한 방향 및 기판의 표면에 수직인 방향으로 온도 제어 부재(152)를 이동시키기 위한 이동 기구(도시하지 않음)가 연결된다. 이러한 이동 기구에 의해, 연마 중에 온도 제어 부재(152)를 적절히 이동시켜, 기판 W의 연마 중에 기판 보유 지지 헤드(21)와 온도 제어 부재(152)가 간섭하지 않은 것처럼 할 수 있다.
도 12는, 일 실시 형태에 의한 온도 제어부(150)를 구비하는 연마반(38)을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 12에 도시되는 연마반(38)은, 연마포(39) 아래에 온도 제어 부재(152)를 구비한다. 일 실시 형태에 있어서, 도 12의 온도 제어 부재(152)는, 전열선 등으로 형성되는 히터(154)를 구비한다. 또한, 일 실시 형태로서, 도 12의 온도 제어 부재(152)는, 온도 조정된 액체 또는 기체가 통하는 유체 통로(156)를 구비한다. 온도 제어 부재(152)는, 이들의 히터(154) 또는 유체 통로(156)를 구비하는 세라믹 부재로 할 수 있다. 도 12에 도시되는 연마반(38)은, 온도 조정된 온도 제어 부재(152)에 의해 연마포(39)의 온도를 제어할 수 있다.
도 13은, 일 실시 형태에 의한 연마 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 13의 흐름도는 기판의 양쪽의 면을 연마하는 방법의 일례를 나타내고 있다. 본 방법의 연마를 실현하는데, 연마 장치는 임의의 것을 사용할 수 있고, 본 명세서에서 개시하는 특징을 갖추는 연마 장치(1)를 사용해도 되고, 또한, 그 이외의 연마 장치를 사용해도 된다. 먼저, 기준면을 형성하기 위해서, 연마 대상인 기판 W의 제1 면을 연마한다. 이때 제1 면은 하드 백의 연마를 행한다. 하드 백의 연마를 행하기 위해서, 세라믹 등의 경질의 플레이트를 구비하는 기판 보유 지지 헤드(21)에 기판 W를 보유 지지시킨다. 이때 경질한 배킹재를 사용해도 되고, 또한, 수지제의 흡착 필름을 사용하여 기판 W를 기판 보유 지지 헤드(21)에 설치해도 된다. 기판 W의 제1 면에 기준면을 형성할 수 있으면, 다음으로 기판 W의 제1 면의 반대측의 제2 면을 연마한다. 본 방법을 행하는 연마 장치(1)에 있어서, 연마 장치(1) 내에서 기판을 반송하기 위한 반송 기구는, 기판 W를 반전시키는 반전 기구를 구비한다. 이러한 반전 기구에 의해 기판 W를 반전시켜서, 기판 W의 제2 면이 연마포(39)쪽을 향하도록 기판 W를 기판 보유 지지 헤드(21)에 보유 지지시킨다. 기판 W의 제2 면을 연마할 때는 소프트 백의 연마를 행한다. 제2 면을 연마하면, 기판 W를 한번 더 반전시켜서, 제1 면에 대하여 소프트 백의 연마를 행한다. 또한, 본 방법을 실행하는 연마 장치(1)에 있어서, 기준면을 형성할 때에 제1 면을 하드 백으로 연마할 때에, 하드 백용의 기판 보유 지지 헤드와, 소프트 백용의 기판 보유 지지 헤드의 양쪽의 헤드를 구비하도록 구성해도 된다. 또한, 기준면을 형성할 때에 소프트 백의 연마를 행해도 된다. 또한, 기판 W의 양쪽의 면을 연마하지 않고 편면만을 연마해도 된다. 예를 들어, 기준면을 형성하기 위하여 제1 면을 연마하고, 그 후에 기판을 반전시켜서 제2 면을 연마하는 것으로 해도 된다. 기판을 연마할 때에, 본 명세서에서 개시하는 리테이너 부재(23)나, 탄성 패드(70)를 이용함으로써, 기판 W의 연마포(39)에 대한 압박력을 제어하고, 연마의 균일성을 높일 수 있다. 하드 백의 연마의 경우, 리테이너 부재(23)를 사용하지 않고, 기판 W의 주위의 홈 구조가 연마포(39)의 높이 방향(기판 W의 면에 수직인 방향)의 클리어런스를 ±10㎛ 내지 1000㎛의 범위로 조정해 두도록 해도 된다.
본 명세서에서 개시되는 연마 장치(1)로 기판을 연마할 때, 임의의 연마 조건에서 연마를 행할 수 있다. 예를 들어 이하의 연마 조건에서 연마를 행할 수 있다. 기판 W에 발생하고 있는 큰 굴곡을 취하는 경우에는, 고정 지립을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상술한 기준면을 형성하는 경우에 사용할 수 있고, 고정 지립을 구비하는 연마포(39)를 사용할 수 있다. 고정 지립으로서는, 예를 들어 하기의 것이 있다. 산화세륨(CeO2), SiO2, Al2O2, ZrO2, MnO2, Mn2O3 등이 사용된다. 절연막을 연마하는 경우에는, 산화세륨(CeO2), Al2O3이 금속막을 연마하는 경우에는, Al2O3, SiO2 등이 적합하다. 이들의 지립으로서 미세한 지립을 사용하면 스크래치가 없는 연마를 실현할 수 있는 것을 알게 되었고, 미세한 지립을 적은 힘으로 분산 가능한 조립 분말로 가공하고, 고정 지립에 사용하여, 스크래치가 없는 연마를 실현할 수 있다. 지립은, 예를 들어 평균 입경 1.0㎛ 이하, 평균 입경 10㎛ 이하로 할 수 있다. 예를 들어, 기판의 거친 연마 시에 평균 입경이 수㎛의 고정 지립을 사용하고, 또한 마무리 연마 시에 평균 입경이 몇백nm의 고정 지립을 사용할 수 있다. 이들의 지립을 경질 또는 연질 바인더를 사용하여 연마 패드 등에 고정한다. 또한, 기판의 연마에 부직포 연마재를 사용할 수도 있다. 부직포 연마재로서는, 예를 들어 스카치 브라이트(등록 상표)에 대표되는 것처럼, 합성 섬유의 하나 하나에 연마 지립을 접착제로 묶어 놓은 것을 사용할 수 있다. 부직포 연마재는 그 섬유 구조에 의해, 연마를 위하여 더하여진 힘이 섬유의 스프링 효과(탄력성)에 의해 분산되기 때문에, 과도한 깎음이나 깊은 스크래치가 들어가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판 W를 연마할 때에 CMP에 사용되는 슬러리를 사용할 수도 있다. 슬러리로서는, 예를 들어 2-퀴놀린카르복실산, 산화제, 폴리실록산 피막 등의 계면 활성제로 표면이 덮인 경질 무기 화합물 입자(재질: 알루미나나 산화세륨 또는, Al, Cu, Si, Cr, Ce, Ti, C, Fe 중 적어도 1종의 원소를 주성분으로 하는 산화물, 탄화물, 또는 질화물, 혹은 이들 각 화합물의 혼합물 또는 혼정물)로 이루어지는 연마 지립 및 물을 함유한다. 산화제로서는, 예를 들어 과산화수소(H2O2), 차아염소산소다(NaClO) 등을 사용할 수 있다. 슬러리 중의 연마 지립의 함유량은, 0.1 내지 50중량％로 하는 것이 바람직하다. 또한, 기판의 거친 연마에 고정 지립을 사용하고, 마무리 연마 시에 슬러리를 사용한 CMP 연마를 사용할 수도 있다.
도 14는, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 14의 연마 장치(1)는, 사변형의 기판 W를 보유 지지하는 테이블(238)을 구비한다. 테이블(238)은, 예를 들어 모터 등에 의해 회전 가능하게 구성된다. 또한, 테이블(238)은, 상면에 예를 들어 진공 흡착 등에 의해 사변형의 기판 W를 고정할 수 있도록 구성된다. 기판 W는, 피연마면이 상방이 되도록 테이블(238)에 고정된다. 또한, 테이블(238)에는, 사변형의 기판 W를 둘러싸는 위치에 리테이너 부재(223)를 구비한다. 또한, 도 14 및 후술하는 도 15 내지 도 19에 도시되는 실시 형태에 있어서, 도 4 내지 도 7에서 설명한 압력실 P1, P2, P3을 형성하는 탄성 패드(70, 70-2, 70-4) 등을 사용하여 기판 W와 후술하는 연마 패드(239)의 접촉 압력을 영역마다 제어할 수 있도록 해도 된다. 그 경우, 압력실 P1, P2, P3을 형성하는 탄성 패드(70, 70-2, 70-4) 및 유체로(81, 83, 84)는, 테이블(238)에 마련된다. 또한, 일 실시 형태로서, 기판 W를 테이블(238)에 보유 지지하는데, 상술한 하드 백의 방식을 사용해도 된다.
도 15는, 도 14에 도시되는 연마 장치(1)의 테이블(238)을 상방으로부터 본 상면도이다. 도 14에 도시되는 실시 형태에 있어서는, 테이블(238)은, 사변형의 기판 W를 둘러싸도록 8개의 리테이너 부재(223)를 구비하고 있다. 또한, 도 15에 있어서, 기판 W의 코너부에 인접하여 배치되는 리테이너 부재를 부호(223a)로 나타내고, 기판 W의 변부에 인접하여 배치되는 리테이너 부재를 부호(223b)로 나타내고 있다. 각 리테이너 부재(23)는, 도 1, 2와 함께 설명한 기판 보유 지지 헤드(21)로의 리테이너 부재(23)의 설치 구조와 유사한 구조를 사용하여, 테이블(238)에 제거 가능하게 고정할 수 있다. 또한, 도 1, 2의 실시 형태에 있어서, 리테이너 부재(23)가, 기판 W의 면에 수직인 방향으로 이동 가능한 것과 마찬가지로, 도 14의 실시 형태에 있어서도 각 리테이너 부재(223)는, 테이블(238)의 기판 지지면에 수직인 방향의 높이를 변경 가능하게 구성할 수 있다. 전형적으로는, 리테이너 부재(223)는, 기판 W가 테이블(238)에 고정된 상태에 있어서, 리테이너 부재(223)의 표면이 조금 기판 W의 표면보다도 높은 위치가 되도록 설정한다. 이와 같이 리테이너 부재(223)의 높이를 설정함으로써, 기판 W를 연마할 때에, 기판 W의 에지부, 특히 코너부에서의 과연마를 방지할 수 있다.
도 14, 15에 도시되는 테이블(238)은 회전 가능하지만, 다른 실시 형태로서, 테이블(238)은, 대체적으로 또는 추가적으로, 테이블(238)을 기판 W의 평면에 평행한 방향으로 이동시키는 이동 기구, 및/또는 테이블(238)을 기판의 평면에 수직인 방향으로 이동시키는 이동 기구를 구비하는 것으로 해도 된다.
도 14에 도시되는 연마 장치(1)는, 또한, 모터 등에 의해 회전 가능한 연마 헤드(221)를 구비한다. 연마 헤드(221)에는, 연마 패드(239)가 설치된다. 일 실시 형태로서, 연마 헤드(221)를 기판 W의 평면에 평행한 방향으로 이동시키는 이동 기구 및 연마 헤드(221)를 기판의 평면에 수직인 방향으로 이동시키는 이동 기구를 구비한다. 또한, 일 실시 형태로서, 연마 패드(239)의 면적은, 기판 W의 면적보다도 작다.
도 14에 도시되는 연마 장치(1)는, 또한, 테이블(238)에 보유 지지된 기판 W 상에 슬러리 및/또는 물 등의 액체를 공급하기 위한 노즐(213)을 구비한다. 테이블(238)에 보유 지지된 기판 W를 연마할 때는, 연마 헤드(221)를 기판 W쪽으로 이동시키고, 연마 헤드(221)를 회전시키면서 연마 패드(239)를 기판 W에 누르고 기판 W를 연마한다. 연마 중에 연마 헤드(221)를 기판 W 상에서 이동시킴으로써, 또한, 테이블(238)을 회전시킴으로써, 기판 W의 전체를 연마할 수 있다.
도 16은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 16의 연마 장치(1)는, 사변형의 기판 W를 보유 지지하는 테이블(238), 회전 가능한 연마 헤드(221), 테이블(238)에 보유 지지된 기판 W 상에 슬러리 및/또는 물 등의 액체를 공급하기 위한 노즐(213)을 구비한다. 도 16에 도시되는 연마 장치(1)는, 연마 헤드(221)가 2개 구비되어 있는 것을 제외하고, 도 14, 15에서 설명한 실시 형태와 마찬가지로 할 수 있다. 또한, 연마 헤드(221)는, 2개가 아니더라도 임의의 수의 연마 헤드(221)를 채용해도 된다. 도 16의 실시 형태에 의한 연마 장치(1)는, 복수의 연마 헤드(221)를 구비하고 있으므로, 다양한 연마가 가능해진다. 예를 들어, 기판 W 전체에 대하여 초벌 연마를 행하는 경우, 복수의 연마 헤드(221)로 동시에 연마를 실행하고, 마무리 연마 시는 1개의 연마 헤드(221)로 기판의 연마를 행하게 해도 된다. 또한, 복수의 연마 헤드(221)를 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 또한, 일 실시 형태로서, 복수의 연마 헤드(221)를 구비하는 연마 장치(1)에 있어서, 적어도 1개의 연마 헤드(221)가 연삭 블레이드(지석)이고, 적어도 1개의 연마 헤드(221)가 연마 패드(239)로 할 수 있다. 이러한 실시 형태에 있어서, 복수의 노즐(213)을 마련해도 된다. 복수의 노즐(213)은, 예를 들어 슬러리 공급 노즐, 연삭액 공급 노즐, 순수 공급 노즐 등으로 할 수 있다. 이들의 복수의 노즐(213)은, 연삭할 때, CMP 연마할 때, 잔류 슬러리나 지립 등을 씻어 버릴 때에 전환하여 사용할 수 있다. 일 실시 형태로서, 초벌 연마는 연삭을 사용하고, 마무리 연마에 CMP를 사용할 수 있다. 이 실시 형태의 장점은 이하와 같다. 패키지 기판의 연마를 행하는 경우, 수지가 몰드된 상태로부터의 연마 또는 금속이 성막된 상태로부터의 연마를 상정한 경우에 있어서도, 반도체의 미세 가공 프로세스에 비교하여 큰 요철이 있는 표면 상태로 되어 있다. CMP는 작은 마이크로미터 오더의 요철을 나노미터 오더의 평탄도로 마무리하는 연마에 우수하다. 한편, 연삭은 비교적 큰 요철, 예를 들어 마이크로미터 오더로부터 밀리미터 오더의 요철을 마이크로미터 오더의 평탄도로 하는 연마가 우수하다. 따라서, 패키지 기판의 성막 후의 초벌 연마는 연삭으로 행하고, 마이크로미터 오더의 요철 또는 종점까지의 연마량이 몇십 마이크로미터 이하로 되면, CMP에서 마무리 연마를 행하면 효율이 좋고 정밀도가 좋은 연마를 달성할 수 있다.
도 17은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 17의 연마 장치(1)는, 사변형의 기판 W를 보유 지지하는 테이블(238), 회전 가능한 연마 헤드(221), 테이블(238)에 보유 지지된 기판 W 상에 슬러리 및/또는 물 등의 액체를 공급하기 위한 노즐(213)을 구비한다. 도 17에 도시되는 연마 장치(1)에 있어서, 연마 헤드(221) 이외는, 도 14, 15에 도시되는 연마 장치(1)와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 17에 도시되는 실시 형태에 있어서, 연마 헤드(221)는, 연마의 종점을 검지하기 위한 센서(100)를 구비한다. 센서(100)는, 도 9에서 설명한 연마반(38)에 마련되는 센서(100)와 마찬가지로, 와전류 센서, 광학식 센서, 파이버 센서 등을 사용할 수 있다. 센서(100)는, 유선 또는 무선에 의해 제어 장치(900)(도 3 참조)와 연락 가능하게 구성된다. 일 실시 형태로서, 도 17에 도시된 바와 같이, 센서(100)를 위한 배선은, 연마 헤드(221)의 헤드 축(202)의 안을 통과시킬 수 있다. 도시와 같이, 센서(100)는, 연마 헤드(221) 내에서, 기판 W에 가까운 장소에 마련된다. 센서(100)가 광학식의 센서인 경우, 센서(100)가 배치되는 장소에 있어서, 연마 패드(239)에 절결부(212)가 마련되고, 절결부(212)의 부분에 투명한 유리 등으로 이루어지는 뷰포트(204)를 배치한다. 그 때문에, 뷰포트(204)를 통해 광학 센서의 레이저 기판 W로의 조사나 기판 W로부터의 반사광의 측정을 행할 수 있다. 또한, 일 실시 형태로서 뷰포트(204)는 없어도 된다. 그 경우, 센서(100)의 주위로부터 순수를 공급하면서 검출을 행할 수 있다. 또한, 센서(100)는, 도 16에 도시된 바와 같이 복수의 연마 헤드(221)를 구비하는 연마 장치(1)에 적용할 수도 있다. 그 경우, 센서(100)는, 복수의 연마 헤드(221)의 1개에만 마련할 수도 있고, 또한, 복수의 연마 헤드(221)에 각각 마련할 수도 있다.
도 17에 도시되는 실시 형태에 있어서, 기판 W 상에 슬러리 및/또는 물 등의 액체를 공급하기 위한 노즐(213)은, 연마 헤드(221) 내에 마련된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 노즐(213)은, 뷰포트(204)에 배치된다. 노즐(213)은, 연마 헤드(221)의 헤드 축(202)의 내부를 통하는 배관에 의해, 슬러리, 순수, 및/또는 세정액 등의 액체 공급원에 연결되어 있다. 그 때문에, 도 17에 도시되는 연마 장치(1)에 있어서는, 연마 헤드(221)로부터, 기판 W의 연마하고 있는 개소에 직접적으로 슬러리 등을 효율적으로 공급할 수 있다. 또한, 도 17에 있어서는, 센서(100) 및 노즐(213)의 양쪽이 연마 헤드(221)에 내장되어 있지만, 일 실시 형태로서, 어느 한쪽만이 연마 헤드(221)에 내장되게 해도 된다. 예를 들어, 센서(100)만이 연마 헤드(221)에 설치되어 있는 경우, 노즐(213)은, 예를 들어 도 14에 도시되는 바와 같이, 연마 헤드(221)의 외부에 배치할 수 있다. 또한, 센서(100)를 구비하지 않고, 노즐(213)이 연마 헤드(221)에 설치되도록 해도 된다. 그 경우, 도 17에 도시되는 연마 패드(239)의 절결부(212)나 뷰포트(204)는 불필요해진다.
도 18은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 18의 연마 장치(1)는, 사변형의 기판 W를 보유 지지하는 테이블(238), 회전 가능한 연마 헤드(221), 테이블(238)에 보유 지지된 기판 W 상에, 슬러리 및/또는 물 등의 액체를 공급하기 위한 노즐(213)을 구비한다. 도 18에 도시되는 연마 장치(1)에 있어서, 테이블(238) 이외는, 임의의 구성으로 할 수 있고, 예를 들어 도 14 내지 도 17과 함께 설명한 연마 장치(1)와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 18에 도시되는 실시 형태에 있어서, 테이블(238)은, 수평도 조정 기구(250)를 구비한다. 수평도 조정 기구(250)는, 테이블(238)의 상면에 설치된 평탄한 베이스(252)와, 베이스(252)의 하부에 마련되는 복수의 높이 조정 기구(254)를 갖는다. 복수의 높이 조정 기구(254)의 높이를 조정함으로써, 베이스(252)의 기울기를 조정할 수 있다. 대형의 기판 W를 연마하는 경우, 기판 W의 설치면이 수평하지 않으면, 기판 W의 단부에서는 z 방향(기판의 면에 수직인 방향)의 위치의 차이가 커지고, 연마의 종점 검지의 오차가 커진다. 베이스(252) 아래에 배치되는 높이 조정 기구(254)는, 예를 들어 피에조 소자, 마이크로 액추에이터, 가동 스테이지 등으로 할 수 있다. 높이 조정 기구(254)의 조정 정밀도는 0.1㎛ 내지 1㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.
도 19는, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 개략적으로 도시하는 측면도이다. 도 19의 연마 장치(1)는, 사변형의 기판 W를 보유 지지하는 테이블(238), 회전 가능한 연마 헤드(221), 테이블(238)에 보유 지지된 기판 W 상에 슬러리 및/또는 물 등의 액체를 공급하기 위한 노즐(213)을 구비한다. 테이블(238), 연마 헤드(221), 노즐(213)은, 도 14 내지 도 18에서 설명한 실시 형태와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 도 19에 도시되는 연마 장치(1)에 있어서, 연마 헤드(221)는, 헤드 축(202)에 설치되어 있다. 헤드 축(202)은, 헤드 고정 부재(214)(암이라고도 함)에 회전 가능하게 도시하지 않은 베어링을 통해 걸림 결합되어 있다. 또한, 헤드 고정 부재(214)의 일단은, 요동 축(264)에 의해 지지되고, 요동 모터(266)에 의해 헤드 고정 부재(214)를 요동시킬 수 있다. 헤드 고정 부재(214)를 요동시킴으로써, 연마 헤드(221)를 기판 W의 면 내 방향으로 이동시킬 수 있고, 기판 W의 전체면을 연마할 수 있다. 또한, 요동 축(264)은, 기판 W의 면에 수직인 방향으로 이동 가능하고, 그것에 의해 연마 패드(239)의 기판으로의 압박력을 제어할 수 있다. 또한, 연마 장치(1)의 구동 기구는, 도 3에서 설명한 것과 마찬가지의 구성으로 할 수도 있다. 도 19의 실시 형태에 의한 연마 장치(1)에 있어서, 연마의 종점을 검지하기 위해서, 헤드 고정 부재(214)에 마련되는, 연마 패드(239)의 기판 W로의 압박력을 측정하기 위한 로드셀에 의한 토크 변동을 측정하는 것, 및/또는 요동 모터(266)의 모터 전류 변동값에 의한 토크 변동을 측정함으로써 연마의 종점 검지를 행하는 것이 가능하다. 연마 패드(239)에 의해 기판 W를 연마하고 있을 때, 기판 W 상의 연마하는 층의 연마가 종료하고, 아래의 층이 나타날 때에 연마 패드(239)와 기판 W의 표면 사이의 미끄럼 이동 저항이 변화한다. 이러한 변화를 토크 변동으로서 검지함으로써 기판 W의 연마의 종점 검지를 행할 수 있다. 도 19의 실시 형태에 있어서의 종점 연마에 있어서는, 토크 변동을 측정할 때에 헤드 고정 부재(214)가 개재하기 때문에, 연마 패드(239)와 기판 W 사이의 힘 변동을 효율적으로 전류 변동으로서 측정할 수 있다. 그 때문에, 종래의 종점 검지인, 연마 헤드(221)나 회전 테이블(238)의 토크 변동을 측정하는 경우에 비하여, 본 실시 형태에 의한 종점 검지는 높은 감도로 종점 검지를 행할 수 있다. 또한, 도 19에 도시되는 연마 장치(1)에 있어서, 도 19와 함께 설명한 구성 이외는, 임의의 구성으로 할 수 있고, 예를 들어 본 명세서에서 설명한 다른 실시 형태의 구성을 사용할 수 있다.
도 20은, 일 실시 형태에 의한, 연마 장치(1)를 구비하는 기판 처리 장치(1000)의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
<기판 처리 장치>
도 20은, 기판 처리 장치(1000)의 평면도이다. 도 20에 도시하는 바와 같이, 기판 처리 장치(1000)는, 로드/언로드 유닛(200)과, 연마 유닛(300)과, 세정 유닛(400)을 구비한다. 또한, 기판 처리 장치(1000)는, 로드/언로드 유닛(200), 연마 유닛(300) 및 세정 유닛(400)의 각종 동작을 제어하기 위한 제어 유닛(500)을 구비한다. 이하, 로드/언로드 유닛(200), 연마 유닛(300) 및 세정 유닛(400)에 대하여 설명한다.
<로드/언로드 유닛>
로드/언로드 유닛(200)은, 연마 및 세정 등의 처리가 행하여지기 전의 기판 W를 연마 유닛(300)에 걸침과 함께, 연마 및 세정 등의 처리가 행하여진 후의 기판 W를 세정 유닛(400)으로부터 수취하기 위한 유닛이다. 로드/언로드 유닛(200)은, 복수(본 실시 형태에서는 4대)의 프론트 로드부(220)를 구비한다. 프론트 로드부(220)에는 각각, 기판을 스톡하기 위한 카세트(222)가 탑재된다.
로드/언로드 유닛(200)은, 하우징(1002)의 내부에 설치된 레일(230)과, 레일(230) 상에 배치된 복수(본 실시 형태에서는 2대)의 반송 로봇(240)을 구비한다. 반송 로봇(240)은, 연마 및 세정 등의 처리가 행하여지기 전의 기판 W를 카세트(222)로부터 취출하여 연마 유닛(300)에 걸친다. 또한, 반송 로봇(240)은, 연마 및 세정 등의 처리가 행하여진 후의 기판 W를 세정 유닛(400)으로부터 수취하여 카세트(222)로 복귀시킨다.
<연마 유닛>
연마 유닛(300)은, 기판 W의 연마를 행하기 위한 유닛이다. 연마 유닛(300)은, 제1 연마 유닛(300A), 제2 연마 유닛(300B), 제3 연마 유닛(300C) 및 제4 연마 유닛(300D)을 구비한다. 제1 연마 유닛(300A), 제2 연마 유닛(300B), 제3 연마 유닛(300C) 및 제4 연마 유닛(300D)은 동일한 구성으로 해도 되고, 또한 상이한 구성으로 해도 된다. 또한, 제1 연마 유닛(300A), 제2 연마 유닛(300B), 제3 연마 유닛(300C) 및 제4 연마 유닛(300D)의 적어도 하나는, 본 명세서에서 개시되는 임의의 특징을 갖추는 연마 장치(1)를 구비할 수 있다. 일례로서, 제1 연마 유닛(300A)은, 상술한 임의의 연마반(38)과, 상술한 임의의 기판 보유 지지 헤드(21)를 구비하는 것으로 할 수 있다. 제1 연마 유닛(300A)은, 연마포(39)에 연마액 또는 드레싱액을 공급하기 위한 처리액 공급 노즐(13)을 구비한다. 연마액은, 예를 들어 슬러리이다. 드레싱액은, 예를 들어 순수이다. 또한, 제1 연마 유닛(300A)은, 연마포(39)의 컨디셔닝을 행하기 위한 드레서(350A)를 구비한다. 또한, 제1 연마 유닛(300A)은, 액체, 또는, 액체와 기체의 혼합 유체를 연마포(39)를 향하여 분사하기 위한 아토마이저(360A)를 구비한다. 액체는, 예를 들어 순수이다. 기체는, 예를 들어 질소 가스이다.
이어서, 기판 W를 반송하기 위한 반송 기구에 대하여 설명한다. 반송 기구는, 리프터(370)와, 제1 리니어 트랜스포터(372)와, 스윙 트랜스포터(374)와, 제2 리니어 트랜스포터(376)와, 가배치대(378)를 구비한다.
리프터(370)는, 반송 로봇(240)으로부터 기판 W를 수취한다. 제1 리니어 트랜스포터(372)는, 리프터(370)로부터 수취한 기판 W를, 제1 반송 위치 TP1, 제2 반송 위치 TP2, 제3 반송 위치 TP3 및 제4 반송 위치 TP4 사이에서 반송한다. 제1 연마 유닛(300A) 및 제2 연마 유닛(300B)은, 제1 리니어 트랜스포터(372)로부터 기판 W를 수취하여 연마한다. 제1 연마 유닛(300A) 및 제2 연마 유닛(300B)은, 연마한 기판 W를 제1 리니어 트랜스포터(372)에 걸친다.
스윙 트랜스포터(374)는, 제1 리니어 트랜스포터(372)와 제2 리니어 트랜스포터(376) 사이에서 기판 W의 수수를 행한다. 제2 리니어 트랜스포터(376)는, 스윙 트랜스포터(374)로부터 수취한 기판 W를, 제5 반송 위치 TP5, 제6 반송 위치 TP6 및 제7 반송 위치 TP7 사이에서 반송한다. 제3 연마 유닛(300C) 및 제4 연마 유닛(300D)은, 제2 리니어 트랜스포터(376)로부터 기판 W를 수취하여 연마한다. 제3 연마 유닛(300C) 및 제4 연마 유닛(300D)은, 연마한 기판 W를 제2 리니어 트랜스포터(376)에 걸친다. 연마 유닛(300)에 의해 연마 처리가 행하여진 기판 W는, 스윙 트랜스포터(374)에 의해 가배치대(378)에 놓인다.
<세정 유닛>
세정 유닛(400)은, 연마 유닛(300)에 의해 연마 처리가 행하여진 기판 W의 세정 처리 및 건조 처리를 행하기 위한 유닛이다. 세정 유닛(400)은, 제1 세정실(410)과, 제1 반송실(420)과, 제2 세정실(430)과, 제2 반송실(440)과, 건조실(450)을 구비한다.
가배치대(378)에 놓인 기판 W는, 제1 반송실(420)을 통해 제1 세정실(410) 또는 제2 세정실(430)로 반송된다. 기판 W는, 제1 세정실(410) 또는 제2 세정 실(430)에 있어서 세정 처리된다. 제1 세정실(410) 또는 제2 세정실(430)에 있어서 세정 처리된 기판 W는, 제2 반송실(440)을 통해 건조실(450)로 반송된다. 기판 W는, 건조실(450)에 있어서 건조 처리된다. 건조 처리된 기판 W는, 반송 로봇(240)에 의해 건조실(450)로부터 취출되어서 카세트(222)로 복귀된다. 일 실시 형태로서, 제1 세정실(410) 및 제2 세정실(430)은, 롤 스펀지형의 세정기(415)를 구비할 수 있다. 롤 스펀지형의 세정기(415)는, 세정액(예를 들어 약액 및/또는 순수)을 기판 W에 공급하면서, 회전하는 롤 스펀지를 기판 W에 접촉시켜서, 기판 W를 세정하는 세정기이다. 건조실(450)은, 임의의 공지된 건조기를 구비할 수 있다.
제어 유닛(500)은, 기판 처리 장치(1000)의 전체의 동작을 제어한다. 제어 유닛(500)은, 입출력 장치, 연산 장치, 기억 장치 등을 구비하는 일반적인 컴퓨터로 구성할 수 있다. 또한, 제어 유닛(500)은, 전술한 연마 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 제어 장치(900)(도 3)를 포함할 수 있다.
상술한 연마 장치 및 연마 방법은, 사변형의 기판에 대한 연마의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이들의 연마 장치 및 연마 방법은, 전자 디바이스가 배치된 패키지 기판의 연마에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 인터포저를 갖는 패키지 기판이나 재배선칩 매립형의 패키지 기판을 연마하는데 적용할 수 있다.
이상, 몇 가지의 예에 기초하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명해 왔지만, 상기한 발명의 실시 형태는, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는, 그 균등물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는, 효과의 적어도 일부를 발휘하는 범위에 있어서, 특허 청구 범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합, 또는, 생략이 가능하다.
1: 연마 장치
4: 헤드 고정 부재
13: 지액 공급 노즐
21: 기판 보유 지지 헤드
23: 리테이너 부재
38: 연마반
39: 연마포
64: 요동 축
70: 탄성 패드
73: 탄성 백
90: 홈
100: 센서
152: 온도 제어 부재
214: 헤드 고정 부재
221: 연마 헤드
223: 리테이너 부재
238: 테이블
239: 연마 패드
250: 수평도 조정 기구
252: 베이스
254: 조정 기구
264: 요동 축
266: 요동 모터
900: 제어 장치
W: 기판

Claims (32)

  1. 사변형의 기판을 연마하기 위한 연마 장치이며,
    사변형의 기판을 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지부를 갖고, 상기 기판 보유 지지부는,
    기판을 지지하기 위한 사변형의 기판 지지면과,
    상기 기판 지지면의 적어도 하나의 코너부의 외측에 배치되는 리테이너 부재를 설치하기 위한, 설치 기구를 갖고,
    상기 기판 지지면은 복수의 영역을 갖고, 각 영역은 탄성막을 갖고, 각 영역의 상기 탄성막은 독립하여 유체의 압력에 의해 변형 가능하고,
    상기 기판 지지면의 상기 복수의 영역은, 사변형의 기판의 코너부에 대응하는 영역, 사변형의 기판의 중앙부에 대응하는 영역 및 사변형의 기판의 변부에 대응하는 영역을 포함하는,
    연마 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지면의 적어도 하나의 코너부에 외측에 배치되는 리테이너 부재를 갖는,
    연마 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판 보유 지지부에 설치된 상기 리테이너 부재를, 상기 기판 지지면에 수직인 방향으로 이동시키기 위한 이동 기구를 갖는,
    연마 장치.
  4. 사변형의 기판을 연마하기 위한 연마 장치이며,
    사변형의 기판을 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지부를 갖고, 상기 기판 보유 지지부는,
    기판을 지지하기 위한 사변형 기판 지지면과,
    상기 기판 지지면을 둘러싸는 원형 또는 타원형의 리테이너 부재를 설치하기 위한, 설치 기구를 갖고,
    상기 기판 지지면은 복수의 영역을 갖고, 각 영역은 탄성막을 갖고, 각 영역의 상기 탄성막은 독립하여 유체의 압력에 의해 변형 가능하고,
    상기 기판 지지면의 상기 복수의 영역은, 사변형의 기판의 코너부에 대응하는 영역, 사변형의 기판의 중앙부에 대응하는 영역 및 사변형의 기판의 변부에 대응하는 영역을 포함하는,
    연마 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판 지지면을 둘러싸는 원형 또는 타원형의 리테이너 부재를 갖는,
    연마 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리테이너 부재는, 기판이 배치되는 내측으로부터 방사상으로 연장되는 복수의 홈을 갖는,
    연마 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 홈의 적어도 하나는, 상기 홈의 내측 개구부보다도 외측의 개구부가 큰,
    연마 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 연마반과,
    기판을 보유 지지하여 상기 연마면에 기판을 대고 누르기 위한 기판 보유 지지 헤드를 갖고,
    상기 기판 보유 지지 헤드가 상기 기판 보유 지지부를 갖는,
    연마 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지 헤드를, 상기 연마반의 연마면에 평행하게 이동시키기 위한 이동 기구와,
    상기 이동 기구의 동작을 제어하기 위한 제어 장치를 갖고,
    상기 제어 장치는, 상기 기판 보유 지지 헤드가 기판을 보유 지지한 상태에서, 기판의 일부가 상기 연마반의 연마면으로부터 비어져 나오도록, 상기 이동 기구의 동작을 제어하는,
    연마 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 연마반은, 기판의 연마 종점을 검지하기 위한 센서를 갖는,
    연마 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 연마반의 연마면의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 장치를 갖는,
    연마 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    기판을 보유 지지해서 회전 가능한 테이블과,
    기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 연마 헤드를 갖고,
    상기 테이블이 상기 기판 보유 지지부를 갖는,
    연마 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연마면의 면적은, 기판의 피연마면의 면적보다도 작은,
    연마 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 복수의 연마 헤드를 갖는,
    연마 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 연마 헤드는, 기판 연마의 종점을 검지하기 위한 센서를 갖는,
    연마 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 연마 헤드는, 기판의 표면에 액체를 공급하기 위한 노즐을 갖는,
    연마 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 테이블은, 수평도 조정 기구를 갖는,
    연마 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 연마 헤드는, 요동 가능한 헤드 고정 부재에 설치되어 있고,
    상기 헤드 고정 부재의 요동 토크의 변동을 검지함으로써 기판 연마의 종점을 검지하도록 구성되는,
    연마 장치.
  19. 사변형의 기판을 연마하기 위한 연마 장치이며,
    사변형의 기판을 보유 지지하기 위한 기판 보유 지지부를 갖고, 상기 기판 보유 지지부는,
    기판을 지지하기 위한 사변형의 기판 지지면과,
    상기 기판 지지면의 적어도 하나의 코너부의 외측에 배치되는 리테이너 부재를 설치하기 위한, 설치 기구를 갖고,
    상기 기판 지지면의 적어도 하나의 코너부에 배치되는 리테이너 부재를 갖고,
    상기 기판 보유 지지부에 설치된 상기 리테이너 부재를, 상기 기판 지지면에 수직한 방향으로 이동시키기 위한 이동 기구를 갖고,
    상기 리테이너 부재를 위한 상기 이동 기구는, 기판이 상기 기판 보유 지지부에 보유 지지된 상태에 있어서, 상기 리테이너 부재의 표면이, 상기 기판의 표면보다도 돌출한 위치로 되도록 제어되는,
    연마 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기판 지지면은 복수의 영역을 갖고, 각 영역은 탄성막을 갖고, 각 영역의 상기 탄성막은 독립하여 유체의 압력에 의해 변형 가능한,
    연마 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기판 지지면의 상기 복수의 영역은, 사변형의 기판의 코너부에 대응하는 영역과, 사변형의 기판의 중앙부에 대응하는 영역을 갖는,
    연마 장치.
  22. 제19항에 있어서,
    기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 연마반과,
    기판을 보유 지지하여 상기 연마면에 기판을 대고 누르기 위한 기판 보유 지지 헤드를 갖고,
    상기 기판 보유 지지 헤드가 상기 기판 보유 지지부를 갖는,
    연마 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지 헤드를, 상기 연마반의 연마면에 평행하게 이동시키기 위한 이동 기구와,
    상기 기판 보유 지지 헤드를 위한 상기 이동 기구의 동작을 제어하기 위한 제어 장치를 갖고,
    상기 제어 장치는, 상기 기판 보유 지지 헤드가 기판을 보유 지지한 상태에서, 기판의 일부가 상기 연마반의 연마면으로부터 비어져 나오도록, 상기 기판 보유 지지 헤드를 위한 상기 이동 기구의 동작을 제어하는,
    연마 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 연마반은, 기판의 연마 종점을 검지하기 위한 센서를 갖는,
    연마 장치.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 연마반의 연마면의 온도를 제어하기 위한 온도 제어 장치를 갖는,
    연마 장치.
  26. 제19항에 있어서,
    기판을 보유 지지해서 회전 가능한 테이블과,
    기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 연마 헤드를 갖고,
    상기 테이블이 상기 기판 보유 지지부를 갖는,
    연마 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 연마면의 면적은, 기판의 피연마면의 면적보다도 작은,
    연마 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    기판을 연마하기 위한 연마면을 구비하는 복수의 연마 헤드를 갖는,
    연마 장치.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 연마 헤드는, 기판 연마의 종점을 검지하기 위한 센서를 갖는,
    연마 장치.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 연마 헤드는, 기판의 표면에 액체를 공급하기 위한 노즐을 갖는,
    연마 장치.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 테이블은, 수평도 조정 기구를 갖는,
    연마 장치.
  32. 제29항에 있어서,
    상기 연마 헤드는, 요동 가능한 헤드 고정 부재에 설치되어 있고,
    상기 헤드 고정 부재의 요동 토크의 변동을 검지함으로써 기판 연마의 종점을 검지하도록 구성되는,
    연마 장치.
KR1020197030568A 2017-04-24 2018-04-23 기판의 연마 장치 Active KR102516815B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017085051A JP6827663B2 (ja) 2017-04-24 2017-04-24 基板の研磨装置
JPJP-P-2017-085051 2017-04-24
PCT/JP2018/016396 WO2018198997A1 (ja) 2017-04-24 2018-04-23 基板の研磨装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200002826A KR20200002826A (ko) 2020-01-08
KR102516815B1 true KR102516815B1 (ko) 2023-03-31

Family

ID=63920344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197030568A Active KR102516815B1 (ko) 2017-04-24 2018-04-23 기판의 연마 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11607769B2 (ko)
JP (1) JP6827663B2 (ko)
KR (1) KR102516815B1 (ko)
CN (2) CN121245682A (ko)
TW (1) TWI775841B (ko)
WO (1) WO2018198997A1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020139605A1 (en) 2018-12-26 2020-07-02 Applied Materials, Inc. Polishing system with platen for substrate edge control
US11342256B2 (en) 2019-01-24 2022-05-24 Applied Materials, Inc. Method of fine redistribution interconnect formation for advanced packaging applications
JP2020163529A (ja) 2019-03-29 2020-10-08 株式会社荏原製作所 基板を保持するための研磨ヘッドおよび基板処理装置
JP7300297B2 (ja) 2019-04-02 2023-06-29 株式会社荏原製作所 積層メンブレン、積層メンブレンを備える基板保持装置および基板処理装置
WO2020202682A1 (ja) * 2019-04-05 2020-10-08 株式会社Sumco 研磨ヘッド、研磨装置および半導体ウェーハの製造方法
IT201900006736A1 (it) 2019-05-10 2020-11-10 Applied Materials Inc Procedimenti di fabbricazione di package
IT201900006740A1 (it) 2019-05-10 2020-11-10 Applied Materials Inc Procedimenti di strutturazione di substrati
JP7235587B2 (ja) * 2019-05-14 2023-03-08 株式会社ディスコ 荷重センサの電圧調整方法
US11931855B2 (en) 2019-06-17 2024-03-19 Applied Materials, Inc. Planarization methods for packaging substrates
JP7328874B2 (ja) * 2019-11-19 2023-08-17 株式会社荏原製作所 基板を保持するためのトップリングおよび基板処理装置
US11862546B2 (en) 2019-11-27 2024-01-02 Applied Materials, Inc. Package core assembly and fabrication methods
US11257790B2 (en) 2020-03-10 2022-02-22 Applied Materials, Inc. High connectivity device stacking
US11454884B2 (en) 2020-04-15 2022-09-27 Applied Materials, Inc. Fluoropolymer stamp fabrication method
US11400545B2 (en) 2020-05-11 2022-08-02 Applied Materials, Inc. Laser ablation for package fabrication
US11691244B2 (en) * 2020-07-08 2023-07-04 Applied Materials, Inc. Multi-toothed, magnetically controlled retaining ring
US11232951B1 (en) 2020-07-14 2022-01-25 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for laser drilling blind vias
US11676832B2 (en) 2020-07-24 2023-06-13 Applied Materials, Inc. Laser ablation system for package fabrication
US11521937B2 (en) 2020-11-16 2022-12-06 Applied Materials, Inc. Package structures with built-in EMI shielding
CN114505782B (zh) * 2020-11-17 2023-08-04 长鑫存储技术有限公司 固定装置及检测系统
US12005545B2 (en) 2020-11-17 2024-06-11 Changxin Memory Technologies, Inc. Fixing device and detection system
TWI752729B (zh) * 2020-11-18 2022-01-11 華憬科技有限公司 表面處理裝置
US11404318B2 (en) 2020-11-20 2022-08-02 Applied Materials, Inc. Methods of forming through-silicon vias in substrates for advanced packaging
US11919120B2 (en) 2021-02-25 2024-03-05 Applied Materials, Inc. Polishing system with contactless platen edge control
JP7575309B2 (ja) * 2021-03-17 2024-10-29 株式会社荏原製作所 膜厚測定方法、ノッチ部の検出方法、および研磨装置
US11705365B2 (en) 2021-05-18 2023-07-18 Applied Materials, Inc. Methods of micro-via formation for advanced packaging
US12183684B2 (en) 2021-10-26 2024-12-31 Applied Materials, Inc. Semiconductor device packaging methods
KR20250025483A (ko) * 2022-06-27 2025-02-21 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 화학적 기계적 연마에서의 플래튼 형상의 제어
KR102869668B1 (ko) * 2023-11-23 2025-10-13 주식회사 디디글로벌 동박 프레스용 서스플레이트 평탄화 장치
CN120244828A (zh) * 2025-05-30 2025-07-04 北京特思迪半导体设备有限公司 用于方形基板抛光的囊膜、抛光压头、设备及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002239896A (ja) * 2001-02-21 2002-08-28 U T K Syst:Kk 平面研磨装置および平面研磨方法
JP2003048149A (ja) * 2001-08-08 2003-02-18 Ebara Corp 四辺形基板の研磨装置
JP2008108940A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Nikon Corp 研磨装置および研磨方法
JP2011079131A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Lg Chem Ltd フロートガラス研磨システム及びその方法
JP2015196211A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨方法
JP2016155180A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 防衛装備庁長官 研磨装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000153449A (ja) * 1998-11-16 2000-06-06 Hitachi Ltd 化学的機械研磨方法および装置
TW383266B (en) 1999-03-02 2000-03-01 Vanguard Int Semiconduct Corp Chemical mechanical polishing apparatus
JP2002079454A (ja) * 2000-09-06 2002-03-19 Canon Inc 基板保持装置ならびに該基板保持装置を用いた基板研磨方法および基板研磨装置
DE10314212B4 (de) * 2002-03-29 2010-06-02 Hoya Corp. Verfahren zur Herstellung eines Maskenrohlings, Verfahren zur Herstellung einer Transfermaske
JP2005271111A (ja) 2004-03-23 2005-10-06 Ebara Corp 基板研磨装置及び基板研磨方法
DE112005003420T5 (de) * 2005-04-12 2008-02-07 Nippon Seimitsu Denshi Co., Ltd., Yokohama Haltering für CMP-Vorrichtung und Herstellungsverfahren dafür, und CMP-Vorrichtung
JP4616062B2 (ja) * 2005-04-19 2011-01-19 信越化学工業株式会社 角型基板研磨用ガイドリング及び研磨ヘッド並びに角型基板の研磨方法
JP2007030157A (ja) * 2005-06-20 2007-02-08 Elpida Memory Inc 研磨装置及び研磨方法
JP4808453B2 (ja) * 2005-08-26 2011-11-02 株式会社荏原製作所 研磨方法及び研磨装置
JP5009101B2 (ja) * 2006-10-06 2012-08-22 株式会社荏原製作所 基板研磨装置
JP5218896B2 (ja) * 2008-06-05 2013-06-26 株式会社ニコン 研磨装置
JP5390807B2 (ja) * 2008-08-21 2014-01-15 株式会社荏原製作所 研磨方法および装置
JP5403359B2 (ja) * 2009-12-15 2014-01-29 国立大学法人大阪大学 研磨具及び研磨装置
JP2012111001A (ja) * 2010-11-25 2012-06-14 Nikon Corp ワークキャリア及び該ワークキャリアを備えた研磨装置
TW201306994A (zh) 2011-08-10 2013-02-16 Ginwin Technology Co Ltd 玻璃基板表面研磨方法
JP5973883B2 (ja) * 2012-11-15 2016-08-23 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置
JP2013255994A (ja) * 2013-10-01 2013-12-26 Nikon Corp 研磨装置
JP6266493B2 (ja) 2014-03-20 2018-01-24 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨方法
US9368371B2 (en) * 2014-04-22 2016-06-14 Applied Materials, Inc. Retaining ring having inner surfaces with facets

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002239896A (ja) * 2001-02-21 2002-08-28 U T K Syst:Kk 平面研磨装置および平面研磨方法
JP2003048149A (ja) * 2001-08-08 2003-02-18 Ebara Corp 四辺形基板の研磨装置
JP2008108940A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Nikon Corp 研磨装置および研磨方法
JP2011079131A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Lg Chem Ltd フロートガラス研磨システム及びその方法
JP2015196211A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 株式会社荏原製作所 研磨装置及び研磨方法
JP2016155180A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 防衛装備庁長官 研磨装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018198997A1 (ja) 2018-11-01
JP6827663B2 (ja) 2021-02-10
US20200130131A1 (en) 2020-04-30
CN121245682A (zh) 2026-01-02
TWI775841B (zh) 2022-09-01
TW201843010A (zh) 2018-12-16
JP2018183820A (ja) 2018-11-22
KR20200002826A (ko) 2020-01-08
CN110545958A (zh) 2019-12-06
US11607769B2 (en) 2023-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102516815B1 (ko) 기판의 연마 장치
US8965555B2 (en) Dressing method, method of determining dressing conditions, program for determining dressing conditions, and polishing apparatus
TWI386989B (zh) 研磨裝置及研磨方法
KR100315722B1 (ko) 기판표면을평탄화하기위한연마기
KR100780977B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 제어식 폴리싱 및 평탄화 시스템과 방법
KR101660101B1 (ko) 연마 장치에 사용되는 연마 부재의 프로파일 조정 방법 및 연마 장치
KR102741013B1 (ko) 기판을 보유 지지하기 위한 톱 링 및 기판 처리 장치
JP4762647B2 (ja) 研磨装置及び研磨方法
KR20030066796A (ko) 표면적을 감소시킨 폴리싱 패드와 가변적/부분적패드-웨이퍼 중복 기술을 이용한 반도체 웨이퍼의 폴리싱및 평탄화 시스템 및 방법
JP2008110471A (ja) 基板研磨装置、基板研磨方法、基板受取方法
KR100870630B1 (ko) 마이크로피처 공작물의 기계적 및/또는 화학-기계적 연마를위한 시스템 및 방법
TW201609313A (zh) 化學機械硏磨所用的方法、系統與硏磨墊
CN112706002B (zh) 研磨方法及研磨装置
JP4757580B2 (ja) 研磨方法及び研磨装置、並びに研磨装置制御用プログラム
JP2003311593A (ja) ポリッシング装置
JPWO2004059714A1 (ja) 研磨装置及び半導体デバイスの製造方法
US6821190B1 (en) Static pad conditioner
JP2018164052A (ja) ウェハ加工システム
JP2008066761A (ja) 基板保持装置
JP2008018502A (ja) 基板研磨装置、基板研磨方法、及び基板処理装置
JP3902715B2 (ja) ポリッシング装置
CN121132505A (zh) 保持环及基板保持装置
KR20190104757A (ko) 기판 연마 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A15-nap-PA0105

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U12-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000