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KR20250128966A - 기판 흡착 부재, 톱 링 및 기판 처리 장치 - Google Patents

기판 흡착 부재, 톱 링 및 기판 처리 장치

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Publication number
KR20250128966A
KR20250128966A KR1020257019742A KR20257019742A KR20250128966A KR 20250128966 A KR20250128966 A KR 20250128966A KR 1020257019742 A KR1020257019742 A KR 1020257019742A KR 20257019742 A KR20257019742 A KR 20257019742A KR 20250128966 A KR20250128966 A KR 20250128966A
Authority
KR
South Korea
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substrate
top ring
pocket
polishing
members
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.)
Pending
Application number
KR1020257019742A
Other languages
English (en)
Inventor
아츠시 요시다
고지 오노
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
Priority claimed from JP2022209633A external-priority patent/JP2024093328A/ja
Priority claimed from JP2022209628A external-priority patent/JP2024093324A/ja
Application filed by 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 filed Critical 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Publication of KR20250128966A publication Critical patent/KR20250128966A/ko
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

기판의 주연부에 파손이 발생하는 것을 억제하여 안정적으로 기판을 보유 지지한다. 기판 흡착 부재(330)는 기판(WF)을 흡착하기 위한 기판 흡착면(334a) 및 감압 수단(31)과 연통하는 감압부(334b)를 갖는 다공질 부재(334)와, 다공질 부재(334)의 기판 흡착면(334a)과는 반대측 면(334c)을 차폐하는 차폐 부재(332)와, 다공질 부재(334)를 둘러싸도록 배치된 주머니 부재(336)이며, 기체 공급원(331)과 연통되는, 주머니 부재(336)를 포함한다.

Description

기판 흡착 부재, 톱 링 및 기판 처리 장치
본원은, 기판 흡착 부재, 톱 링 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에, 기판의 표면을 평탄화하기 위해 화학 기계 연마(CMP) 장치가 사용되고 있다. 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 기판은, 대부분의 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 사각형의 기판의 표면을 평탄화할 때의 평탄도 요구도 높아지고 있다. 또한, PCB 기판 등의 전자 디바이스가 배치된 패키지 기판의 표면을 평탄화하는 것에 대한 요구도 높아지고 있다.
화학 기계 연마 장치 등의 기판 처리 장치는 기판을 보유 지지하기 위한 톱 링을 포함한다. 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 톱 링은, 회전축과, 회전축에 연결된 플랜지와, 플랜지의 하면 중앙에 형성된 개구에 끼워 맞추어진 다공질의 흡착판과, 흡착판의 상면에 부착된 차폐판을 포함한다. 이 톱 링은, 진공 흡인에 의해 흡착판의 미세 구멍을 통해 기판을 흡착하고, 또한 차폐판에 압력을 가함으로써 기판을 연마 패드에 압박하도록 구성된다.
화학 기계 연마 장치 등의 기판 처리 장치는, 기판을 보유 지지하여 연마 패드에 압박하기 위한 톱 링을 포함한다. 예를 들어 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같이, 톱 링은 복수의 탄성막을 사용하여 동심 형상의 복수의 가압실을 형성함으로써, 기판의 압박력을 에리어마다 컨트롤하는 것이 개시되어 있다.
일본 특허 제3668529호 공보 일본 특허 공개 제2021-79488호 공보
특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 종래 기술의 톱 링은, 기판의 주연부에 파손이 발생하는 것을 억제하여 안정적으로 기판을 보유 지지하는 것에 대해서는 고려되고 있지 않다.
즉, 종래 기술에서는, 다공질의 흡착판으로부터 진공이 빠지지 않도록, 흡착판의 상면에는 차폐판이 마련되고, 흡착판의 측면에는 기판 보유 지지구가 마련되어 있다. 이에 더하여, 흡착판의 하면 전체가 기판에 막히도록, 흡착판의 사이즈는 기판보다도 약간 작게 되어 있으므로, 기판의 주연부는 기판 보유 지지구에 접촉하도록 되어 있다. 따라서, 예를 들어 박형 유리 기판과 같은 취약한 기판은, 흡착 시에 기판의 주연부가 기판 보유 지지구와 접촉하고, 기판 보유 지지구로부터의 반력에 의해 파손될 우려가 있다.
이러한 기판의 주연부의 파손을 방지하기 위해 기판 보유 지지구의 하면의 위치를 높게 하면, 흡착판의 측면으로부터 진공이 빠져 기판을 안정적으로 흡착할 수 없을 우려가 있다.
그래서, 본원은, 기판의 주연부에 파손이 발생하는 것을 억제하여 안정적으로 기판을 보유 지지하는 것을 하나의 목적으로 하고 있다.
또한, 특허문헌 2에 기재되어 있는 종래 기술의 톱 링은, 기판의 가압 에어리어의 조정을 유연하게 행하는 것에 대해 고려되고 있지 않다.
즉, 종래 기술의 톱 링은, 가압 에어리어가 고정되어 있으므로, 기판의 연마 프로파일을 조정하는 것이 어렵다. 이 때문에, 예를 들어 기판의 종류에 의해 가압 에어리어를 변경하고 싶은 경우에는, 그 때마다 탄성막을 제작하여 톱 링에 내장할 필요가 있기 때문에, 작업이 번잡해진다.
그래서, 본원은, 기판의 가압 에어리어의 조정을 유연하게 행하는 것을 하나의 목적으로 하고 있다.
일 실시 형태에 따르면, 기판을 흡착하기 위한 기판 흡착면 및 감압 수단과 연통하는 감압부를 갖는 다공질 부재와, 상기 다공질 부재의 상기 기판 흡착면과는 반대측 면을 차폐하는 차폐 부재와, 상기 다공질 부재를 둘러싸도록 배치된 주머니 부재이며, 기체 공급원과 연통되는 주머니 부재를 포함하는, 기판 흡착 부재가 개시된다.
일 실시 형태에 따르면, 기판을 보유 지지하여 연마면에 압박하기 위한 톱 링이며, 기체 공급원으로부터 공급되는 기체를 사용하여 기판을 압박하도록 구성된 복수의 주머니 부재와, 상기 기체 공급원으로부터 공급된 기체를 상기 복수의 주머니 부재에 분배하기 위한 유로를 갖는 분배 기구이며, 상기 유로는, 상기 복수의 주머니 부재를 그룹 분류하여 구성되는 제1 복수의 그룹에 기체를 분배하는 제1 유로와, 상기 복수의 주머니 부재를 그룹 분류하여 구성되는 상기 제1 복수의 그룹과는 다른 제2 복수의 그룹에 기체를 분배하는 제2 유로를 전환 가능하게 구성되는 분배 기구를 포함하는, 톱 링이 개시된다.
도 1은 일 실시 형태에 의한 기판 처리 장치의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 2는 일 실시 형태에 의한 연마 유닛의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 3a는 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3b는 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 4는 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5a는 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6a는 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6b는 도 6a의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8a는 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8b는 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 9는 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10a는 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10b는 도 10a의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 10c는 도 10a의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10d는 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10e는 주머니 부재의 그룹 분류의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 10f는 주머니 부재의 그룹 분류의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 10g는 주머니 부재의 그룹 분류의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 10h는 주머니 부재의 그룹 분류의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 11a는 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11b는 도 11a의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 11c는 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11d는 도 11c의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 11e는 도 11c의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 12는 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 13은 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 14는 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 15는 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
이하에, 본 발명에 관한 기판 흡착 부재, 톱 링 및 기판 처리 장치의 실시 형태를 첨부 도면과 함께 설명한다. 첨부 도면에 있어서, 동일하거나 유사한 요소에는 동일하거나 유사한 참조 부호가 부여되어, 각 실시 형태의 설명에 있어서 동일하거나 유사한 요소에 관한 중복되는 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한, 각 실시 형태에서 나타내어지는 특징은, 서로 모순되지 않는 한 다른 실시 형태에도 적용 가능하다.
도 1은, 일 실시 형태에 의한 기판 처리 장치(1000)의 전체 구성을 도시하는 평면도이다. 도 1에 도시되는 기판 처리 장치(1000)는, 로드 유닛(100), 반송 유닛(200), 연마 유닛(300), 건조 유닛(500) 및 언로드 유닛(600)을 갖는다. 도시의 실시 형태에 있어서, 반송 유닛(200)은 2개의 반송 유닛(200A, 200B)을 갖고, 연마 유닛(300)은 2개의 연마 유닛(300A, 300B)을 갖는다. 일 실시 형태에 있어서, 이들의 각 유닛은 독립적으로 형성할 수 있다. 이들의 유닛을 독립적으로 형성함으로써, 각 유닛의 수를 임의로 조합함으로써 다른 구성의 기판 처리 장치(1000)를 간이하게 형성할 수 있다. 또한, 기판 처리 장치(1000)는 제어 장치(900)를 구비하고, 기판 처리 장치(1000)의 각 구성 요소는 제어 장치(900)에 의해 제어된다. 일 실시 형태에 있어서, 제어 장치(900)는 입출력 장치, 연산 장치, 기억 장치 등을 구비하는 일반적인 컴퓨터로 구성할 수 있다.
<로드 유닛>
로드 유닛(100)은 연마 및 세정 등의 처리가 행해지기 전의 기판(WF)을 기판 처리 장치(1000) 내에 도입하기 위한 유닛이다. 일 실시 형태에 있어서, 로드 유닛(100)은 SMEMA(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)의 기계 장치 인터페이스 규격(IPC-SMEMA-9851)에 준거하도록 구성된다.
도시의 실시 형태에 있어서, 로드 유닛(100)의 반송 기구는 복수의 반송 롤러(202)와, 반송 롤러(202)가 설치되는 복수의 롤러 샤프트(204)를 갖는다. 도 1에 도시되는 실시 형태에 있어서는, 각 롤러 샤프트(204)에는 3개의 반송 롤러(202)가 설치되어 있다. 기판(WF)은 반송 롤러(202) 상에 배치되고, 반송 롤러(202)가 회전함으로써 기판(WF)이 반송된다. 롤러 샤프트(204) 상의 반송 롤러(202)의 설치 위치는, 기판(WF)을 안정적으로 반송할 수 있는 위치라면 임의로 할 수 있다. 단, 반송 롤러(202)는 기판(WF)에 접촉하므로, 처리 대상인 기판(WF)에 접촉해도 문제가 없는 영역에 반송 롤러(202)가 접촉하도록 배치해야 한다. 일 실시 형태에 있어서, 로드 유닛(100)의 반송 롤러(202)는 도전성 폴리머로 구성할 수 있다. 일 실시 형태에 있어서, 반송 롤러(202)는 롤러 샤프트(204) 등을 통해 전기적으로 접지된다. 이는, 기판(WF)이 대전하여 기판(WF)을 손상시키는 것을 방지하기 위해서이다. 또한, 일 실시 형태에 있어서, 로드 유닛(100)에, 기판(WF)의 대전을 방지하기 위해 이오나이저(도시하지 않음)를 마련해도 된다.
<반송 유닛>
도 1에 도시되는 기판 처리 장치(1000)는 2개의 반송 유닛(200A, 200B)을 구비하고 있다. 2개의 반송 유닛(200A, 200B)은 동일한 구성으로 할 수 있으므로, 이하에 있어서, 일괄적으로 반송 유닛(200)으로서 설명한다.
도시의 반송 유닛(200)은, 기판(WF)을 반송하기 위한 복수의 반송 롤러(202)를 구비하고 있다. 반송 롤러(202)를 회전시킴으로써, 반송 롤러(202) 상의 기판(WF)을 소정의 방향으로 반송할 수 있다. 반송 유닛(200)의 반송 롤러(202)는 도전성 폴리머로 형성되어도 되고, 도전성이 없는 폴리머로 형성되어도 된다. 반송 롤러(202)는, 도시하고 있지 않은 모터에 의해 구동된다. 기판(WF)은 반송 롤러(202)에 의해 기판 전달 위치까지 반송된다.
일 실시 형태에 있어서, 반송 유닛(200)은 세정 노즐(284)을 갖는다. 세정 노즐(284)은, 도시하지 않은 세정액의 공급원에 접속된다. 세정 노즐(284)은 반송 롤러(202)에 의해 반송되는 기판(WF)에 세정액을 공급하도록 구성된다.
<연마 유닛>
도 2는, 일 실시 형태에 의한 연마 유닛(300)의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도 1에 도시되는 기판 처리 장치(1000)는 2개의 연마 유닛(300A, 300B)을 구비하고 있다. 2개의 연마 유닛(300A, 300B)은 동일한 구성으로 할 수 있으므로, 이하에 있어서, 일괄적으로 연마 유닛(300)으로서 설명한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 연마 유닛(300)은 연마 테이블(350)과, 연마 대상물인 기판을 보유 지지하여 연마 테이블(350) 상의 연마면에 압박하는 연마 헤드를 구성하는 톱 링(302)을 구비하고 있다. 연마 테이블(350)은, 테이블 샤프트(351)를 통해 그 하방에 배치되는 연마 테이블 회전 모터(도시하지 않음)에 연결되어 있고, 테이블 샤프트(351) 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 연마 테이블(350)의 상면에는 연마 패드(352)가 부착되어 있고, 연마 패드(352)의 표면(352a)이 기판을 연마하는 연마면을 구성하고 있다. 일 실시 형태에 있어서, 연마 패드(352)는 연마 테이블(350)로부터의 박리를 용이하게 하기 위한 층을 통해 부착되어도 된다. 그러한 층은, 예를 들어 실리콘층이나 불소계 수지층 등이 있고, 예를 들어 일본 특허 공개 제2014-176950호 공보 등에 기재되어 있는 것을 사용해도 된다.
연마 테이블(350)의 상방에는 연마액 공급 노즐(354)이 설치되어 있고, 이 연마액 공급 노즐(354)에 의해 연마 테이블(350) 상의 연마 패드(352) 상에 연마액이 공급되도록 되어 있다. 또한, 도 2에 도시되는 바와 같이, 연마 테이블(350) 및 테이블 샤프트(351)에는, 연마액을 공급하기 위한 통로(353)가 마련되어 있다. 통로(353)는 연마 테이블(350) 표면의 개구부(355)에 연통하고 있다. 연마 테이블(350)의 개구부(355)에 대응하는 위치에 있어서 연마 패드(352)에는 관통 구멍(357)이 형성되어 있고, 통로(353)를 지나는 연마액은 연마 테이블(350)의 개구부(355) 및 연마 패드(352)의 관통 구멍(357)으로부터 연마 패드(352)의 표면에 공급된다. 또한, 연마 테이블(350)의 개구부(355) 및 연마 패드(352)의 관통 구멍(357)은 1개여도 되고 복수여도 된다. 또한, 연마 테이블(350)의 개구부(355) 및 연마 패드(352)의 관통 구멍(357)의 위치는 임의이지만, 일 실시 형태에 있어서는 연마 테이블(350)의 중심 부근에 배치된다.
도 2에는 도시되어 있지 않지만, 일 실시 형태에 있어서, 연마 유닛(300)은 액체 또는 액체와 기체의 혼합 유체를 연마 패드(352)를 향해 분사하기 위한 아토마이저(358)를 구비한다(도 1 참조). 아토마이저(358)로부터 분사되는 액체는, 예를 들어 순수이며, 기체는 예를 들어 질소 가스이다.
톱 링(302)은, 톱 링 샤프트(18)에 접속되어 있고, 이 톱 링 샤프트(18)는 상하 이동 기구(319)에 의해 요동 암(360)에 대해 상하 이동하도록 되어 있다. 이 톱 링 샤프트(18)의 상하 이동에 의해, 요동 암(360)에 대해 톱 링(302)의 전체를 상하 이동시켜 위치 결정하도록 되어 있다. 톱 링 샤프트(18)는, 도시하지 않은 톱 링 회전 모터의 구동에 의해 회전하도록 되어 있다. 톱 링 샤프트(18)의 회전에 의해, 톱 링(302)이 톱 링 샤프트(18)를 중심으로 하여 회전하도록 되어 있다.
톱 링(302)은 그 하면에 사각형의 기판을 보유 지지할 수 있도록 되어 있다. 요동 암(360)은 지지축(362)을 중심으로 하여 선회 가능하게 구성되어 있다. 톱 링(302)은, 요동 암(360)의 선회에 의해, 상술한 반송 유닛(200)의 기판 전달 위치와 연마 테이블(350)의 상방 사이에서 이동 가능하다. 톱 링 샤프트(18)를 하강시킴으로써, 톱 링(302)을 하강시켜 기판을 연마 패드(352)의 표면(연마면)(352a)으로 압박할 수 있다. 이때, 톱 링(302) 및 연마 테이블(350)을 각각 회전시켜, 연마 테이블(350)의 상방에 마련된 연마액 공급 노즐(354)로부터, 및/또는, 연마 테이블(350)에 마련된 개구부(355)로부터 연마 패드(352) 상에 연마액을 공급한다. 이와 같이, 기판(WF)을 연마 패드(352)의 연마면(352a)에 압박하여 기판의 표면을 연마할 수 있다. 기판(WF)의 연마 중에, 톱 링(302)이 연마 패드(352)의 중심을 통과하도록(연마 패드(352)의 관통 구멍(357)을 덮도록), 암(360)을 고정 또는 요동시켜도 된다.
톱 링 샤프트(18) 및 톱 링(302)을 상하 이동시키는 상하 이동 기구(319)는, 베어링(321)을 통해 톱 링 샤프트(18)를 회전 가능하게 지지하는 브리지(28)와, 브리지(28)에 설치된 볼 나사(32)와, 지주(130)에 의해 지지된 지지대(29)와, 지지대(29) 상에 마련된 AC 서보 모터(38)를 구비하고 있다. 서보 모터(38)를 지지하는 지지대(29)는 지주(130)를 통해 요동 암(360)에 고정되어 있다.
볼 나사(32)는 서보 모터(38)에 연결된 나사축(32a)과, 이 나사축(32a)이 나사 결합하는 너트(32b)를 구비하고 있다. 톱 링 샤프트(18)는 브리지(28)와 일체로 되어 상하 이동하도록 되어 있다. 따라서, 서보 모터(38)를 구동하면, 볼 나사(32)를 통해 브리지(28)가 상하 이동하고, 이에 의해 톱 링 샤프트(18) 및 톱 링(302)이 상하 이동한다.
일 실시 형태에 의한 연마 유닛(300)은, 연마 패드(352)의 연마면(352a)을 드레싱하는 드레싱 유닛(356)을 구비하고 있다. 이 드레싱 유닛(356)은, 연마면(352a)에 미끄럼 접촉되는 드레서(50)와, 드레서(50)가 연결되는 드레서 샤프트(51)와, 드레서 샤프트(51)의 상단에 마련된 에어 실린더(53)와, 드레서 샤프트(51)를 회전 가능하게 지지하는 요동 암(55)을 구비하고 있다. 드레서(50)의 하부는 드레싱 부재(50a)에 의해 구성되고, 이 드레싱 부재(50a)의 하면에는 바늘형의 다이아몬드 입자가 부착되어 있다. 에어 실린더(53)는 지주(56)에 의해 지지된 지지대(57) 상에 배치되어 있고, 이들 지주(56)는 요동 암(55)에 고정되어 있다.
요동 암(55)은 도시하지 않은 모터로 구동되고, 지지축(58)을 중심으로 하여 선회하도록 구성되어 있다. 드레서 샤프트(51)는, 도시하지 않은 모터의 구동에 의해 회전하고, 이 드레서 샤프트(51)의 회전에 의해, 드레서(50)가 드레서 샤프트(51) 주위로 회전하도록 되어 있다. 에어 실린더(53)는 드레서 샤프트(51)를 통해 드레서(50)를 상하 이동시키고, 드레서(50)를 소정의 압박력으로 연마 패드(352)의 연마면(352a)에 압박한다.
연마 패드(352)의 연마면(352a)의 드레싱은 다음과 같이 하여 행해진다. 드레서(50)는 에어 실린더(53)에 의해 연마면(352a)에 압박되고, 이와 동시에 도시하지 않은 순수 공급 노즐로부터 순수가 연마면(352a)에 공급된다. 이 상태에서, 드레서(50)를 드레서 샤프트(51) 주위로 회전시킴과 함께 요동 암(55)을 연마면(352a) 상에서 요동시키고, 드레싱 부재(50a)의 하면(다이아몬드 입자)을 연마면(352a)에 미끄럼 접촉시킨다. 이와 같이 하여, 드레서(50)에 의해 연마 패드(352)가 깎아내어져, 연마면(352a)이 드레싱된다.
<건조 유닛>
건조 유닛(500)은 기판(WF)을 건조시키기 위한 장치이다. 도 1에 도시되는 기판 처리 장치(1000)에 있어서는, 건조 유닛(500)은 연마 유닛(300)에서 연마된 후에, 반송 유닛(200)의 세정 노즐(284)을 포함하는 세정부에서 세정된 기판(WF)을 건조시킨다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 건조 유닛(500)은 반송 유닛(200)의 하류에 배치된다. 건조 유닛(500)은 반송 롤러(202) 상에서 반송되는 기판(WF)을 향해 기체를 분사하기 위한 노즐(530)을 갖는다. 기체는, 예를 들어 압축된 공기 또는 질소로 할 수 있다. 반송되는 기판(WF) 상의 수적을 건조 유닛(500)에 의해 날려버림으로써 기판(WF)을 건조시킬 수 있다.
<언로드 유닛>
언로드 유닛(600)은 연마 및 세정 등의 처리가 행해진 후의 기판(WF)을 기판 처리 장치(1000)의 밖으로 반출하기 위한 유닛이다. 도 1에 도시되는 기판 처리 장치(1000)에 있어서는, 언로드 유닛(600)은 건조 유닛(500)에서 건조된 후의 기판을 받아들인다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 언로드 유닛(600)은 건조 유닛(500)의 하류에 배치된다. 일 실시 형태에 있어서, 언로드 유닛(600)은 SMEMA(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)의 기계 장치 인터페이스 규격(IPC-SMEMA-9851)에 준거하도록 구성된다.
<톱 링>
다음으로, 일 실시 형태에 의한 연마 유닛(300)에 있어서의 톱 링(302)에 대해 설명한다. 도 3a는, 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 3b는, 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 4는, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시하는 바와 같이, 톱 링(302)은 톱 링 샤프트(회전 샤프트)(18)와, 톱 링 샤프트(18)에 연결된 캐리어(301)를 포함한다. 또한, 톱 링(302)은 피연마면을 하방을 향한 상태의 기판(WF)의 이면을 흡착하기 위한 기판 흡착 부재(330)를 포함한다.
기판 흡착 부재(330)는 캐리어(301)의 하면에 설치된다. 기판 흡착 부재(330)는 직사각형의 다공질 부재(334)를 포함한다. 다공질 부재(334)는 감압 수단(진공원)(31)을 사용한 진공화에 의해 기판(WF)을 진공 흡착할 수 있는 부재이면 되고, 예를 들어 PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 또는 PVC(폴리염화비닐) 등의 수지에 다수의 세공이 형성된 수지 포러스재로 구성할 수 있다. 다공질 부재(334)는, 본 실시 형태에서는 판상으로 형성되어 있고, 기판(WF)을 흡착하기 위한 기판 흡착면(334a) 및 감압 수단(진공원)(31)과 연통하는 감압부(334b)를 갖는다. 감압부(334b)는 기체 유로(312)를 통해 감압 수단(31)과 연통한다. 도 3b에 도시하는 바와 같이, 감압부(334b)는 다공질 부재(334)의 4변에 마련된다. 또한, 감압부(334b)는, 기판(WF)을 기판 흡착 부재(330)로부터 박리할 때에 기체(예를 들어 N2)를 다공질 부재(334)에 공급하기 위해, 기체 유로(312)를 통해 기체 공급원(331)과 연통한다.
또한, 기판 흡착 부재(330)는 다공질 부재(334)의 기판 흡착면(334a)과는 반대측 면(334c)을 차폐하는 차폐 부재(332)를 포함한다. 차폐 부재(332)는 기체의 흐름을 차폐할 수 있는 기밀한 부재이면 되고, 예를 들어 비교적 연질의 PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 또는 PVC(폴리염화비닐) 등의 수지판으로 형성할 수 있다.
캐리어(301)와 차폐 부재(332) 사이에는, 기판(WF)을 가압하기 위한 가압 공간(322)이 형성된다. 가압 공간(322)에는, 기판(WF)의 복수의 영역을 각각 가압하기 위한 가압실을 형성하도록 구성된 탄성막(320)이 마련된다. 구체적으로는, 탄성막(320)은 면적이 달라 적층되는 복수매의 탄성막(320-1, 320-2, 320-3)을 포함한다. 탄성막(320-1, 320-2, 320-3)의 단부를 다른 장소에 고정함으로써, 캐리어(301)와 탄성막(320-1, 320-2, 320-3) 사이에는, 기판(WF)을 가압하기 위한 동심 형상의 복수의 가압실이 형성된다. 복수의 가압실에 공급하는 유체의 압력을 조정함으로써 복수의 가압실의 압력을 조정할 수 있다. 복수의 가압실을 형성함으로써, 연마 패드(352)에 대한 기판(WF)의 압박력을 에리어마다 컨트롤할 수 있다.
또한, 기판 흡착 부재(330)는, 다공질 부재(334)를 둘러싸도록 배치된 주머니 부재(에어백)(336)를 포함한다. 주머니 부재(336)는 탄성막에 의해 형성된다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 주머니 부재(336)는 탄성막의 양단부를 고정 부재(337)에 접어 넣고, 고정 부재(337)를 차폐 부재(332)의 하면에 볼트(339)로 접속함으로써, 다공질 부재(334)의 주위에 고정된다. 도 3b에 도시하는 바와 같이, 고정 부재(337)는 다공질 부재(334)를 둘러싸도록 배치된 복수의 볼트(339)에 의해 차폐 부재(332)에 고정된다. 주머니 부재(336)는 다공질 부재(334)의 측면과 접촉하는 내주 측벽(336-1)과, 기판(WF)과 접촉하는 저벽(336-2)과, 내주 측벽(336-1)과 대향하는 외주 측벽(336-3)을 갖는다. 도 3a에 도시하는 바와 같이, 주머니 부재(336)는 주머니 부재(336)의 내부 공간과 연통하는 기체 유로(338)를 통해 기체 공급원(331)과 연통된다. 기체 공급원(331)으로부터 주머니 부재(336)의 내부 공간에 기체(예를 들어 N2)를 공급함으로써, 저벽(336-2)으로 기판(WF)을 압박할 수 있다. 또한, 주머니 부재(336)는, 이하의 실시 형태에서 설명한 바와 같이 기판(WF)을 흡착하기 위해 사용되는 경우에는, 감압 수단(31)과 연통하고 있어도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 기판 흡착 부재(330)의 주위에 탄성을 갖는 주머니 부재(336)가 배치된다. 따라서, 깨지기 쉽고 취약한 기판(WF)(예를 들어 박형 유리 기판)을 흡착할 때에 기판(WF)의 주연부가 주머니 부재(336)에 접촉해도, 기판(WF)의 주연부가 파손되는 것을 억제할 수 있다.
이에 더하여, 주머니 부재(336)는 다공질 부재(334)의 측면과 접촉하는 내주 측벽(336-1)을 갖는다. 이에 의해, 다공질 부재(334)의 측면은 주머니 부재(336)의 내주 측벽(336-1)에 의해 막힌다. 이에 더하여, 다공질 부재(334)의 상면은 차폐 부재(332)에 의해 막히고, 다공질 부재(334)의 하면은 기판(WF)에 의해 막힌다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 다공질 부재(334)로부터 진공이 빠지는 것을 억제할 수 있으므로, 안정적으로 기판(WF)을 보유 지지할 수 있다. 또한, 내주 측벽(336-1) 및 외주 측벽(336-3) 중 적어도 한쪽에는, 주머니 부재(336)의 형태 변형을 억제하기 위해 오목부(예를 들어 도 4에 도시하는 오목부(336-3a))가 형성되어 있어도 된다.
이하, 톱 링의 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는, 상기한 실시 형태와 중복되는 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 도 5a는, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 5b는, 도 5a의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 5a에 도시하는 바와 같이, 주머니 부재(336)의 내부 공간에는, 내주 측벽(336-1) 및 외주 측벽(336-3)에, 주머니 부재(336)보다도 강성이 높은 보강 부재(335)가 설치되어도 된다. 보강 부재(335)는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속에 의해 형성된 판상 부재여도 된다. 보강 부재(335)를 마련함으로써, 주머니 부재(336)의 형태 변형을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 내주 측벽(336-1) 및 외주 측벽(336-3)에 보강 부재(335)가 설치되는 예를 나타냈지만, 이에 한정하지 않고, 내주 측벽(336-1) 및 외주 측벽(336-3)의 적어도 한쪽에 보강 부재(335)가 설치되어도 된다.
또한, 도 5a, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 저벽(336-2)은 다공질 부재(334)를 둘러싸도록 배치된 복수의 구멍(336a)을 갖고 있어도 된다. 저벽(336-2)에 복수의 구멍(336a)이 형성되어 있는 경우, 주머니 부재(336)는, 도 3a에 도시하는 기체 유로(338)를 통해 감압 수단(31)과 연통해도 된다. 이 경우, 톱 링(302)은, 다공질 부재(334)에 의해 기판(WF)의 중앙부를 흡착하는 데다가, 복수의 구멍(336a)을 통해 기판(WF)의 주연부를 흡착할 수 있으므로, 보다 안정적으로 기판(WF)을 보유 지지할 수 있다. 또한, 저벽(336-2)에 복수의 구멍(336a)이 형성되어 있는 경우에도, 기판(WF) 연마 시에는, 주머니 부재(336)에 기체를 공급함으로써 기판(WF)의 주연부를 가압할 수 있다.
도 6a는, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 6b는, 도 6a의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 6a, 도 6b에 도시하는 바와 같이, 저벽(336-2)은 다공질 부재(334)를 둘러싸도록 형성된 슬릿(336b)을 갖고 있어도 된다. 저벽(336-2)에 슬릿(336b)을 형성함으로써, 슬릿(336b)을 통해 기판(WF)의 주연부를 더욱 강력하게 흡착할 수 있다. 또한, 슬릿(336b)을 형성함으로써 저벽(336-2)과 기판(WF)의 접촉 면적이 작아지므로, 기판(WF)을 기판 흡착 부재(330)로부터 박리하기 쉽게 할 수 있다.
도 7은, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 톱 링(302)은, 주머니 부재(336)의 외주 측벽(336-3)을 둘러싸도록 배치된 규제 부재(341)를 포함하고 있어도 된다. 규제 부재(341)는 외주 측벽(336-3)을 둘러싸는 판상 부재이며, 주머니 부재(336)의 외주 방향으로의 팽창을 규제하도록 구성된다. 규제 부재(341)를 마련함으로써, 주머니 부재(336)에 기체를 공급했을 때에 주머니 부재(336)가 하방으로 팽창하므로, 효율적으로 기판(WF)을 압박하거나, 효율적으로 기판(WF)을 주머니 부재(336)로부터 박리할 수 있다. 또한, 본 실시 형태는, 도 5에 도시한 실시 형태에 규제 부재(341)를 추가하는 예를 나타냈지만, 이에 한정하지 않고, 도 3, 도 4, 및 도 6에 도시한 실시 형태에 규제 부재(341)를 추가해도 된다.
상기한 실시 형태에서는 다공질 부재(334)를 사용하여 기판(WF)을 흡착하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 도 8a는, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 8b는, 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 상기한 실시 형태와 마찬가지의 구성에는 마찬가지의 부호를 부여하고 있다.
도 8a, 도 8b에 도시하는 바와 같이, 톱 링(1302)은 차폐 부재(332)의 하면에 설치된 허니콤 구조 흡착 부재(1334)를 포함한다. 허니콤 구조 흡착 부재(1334)는 허니콤 구조 부재(1334-1)와, 허니콤 구조 부재(1334-1)의 하면에 설치된 하중 분산판(1334-2)과, 허니콤 구조 부재(1334-1)의 상면에 설치된 배판(1334-3)을 포함한다. 허니콤 구조 부재(1334-1)는 허니콤 구조를 갖는 판상 부재이다. 하중 분산판(1334-2)은 금속 또는 수지에 의해 형성된 판상 부재이며, 허니콤 구조 부재(1334-1)의 중공부(1334-1a)에 대응하는 위치에 관통 구멍(1334-2a)이 형성된다. 배판(1334-3)은 기체 유로(312)에 연통하는 유로(1334-3a)가 형성된 판상 부재이다. 유로(1334-3a)는 허니콤 구조 부재(1334-1)의 중공부(1334-1a)에 연통한다.
본 실시 형태에 따르면, 기체 유로(312)를 통해 기체를 흡인함으로써, 기판(WF)의 전체면을 허니콤 구조 흡착 부재(1334)로 흡착할 수 있으므로, 안정적으로 기판(WF)을 보유 지지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 기판을 흡착하기 위한 부재에 허니콤 구조를 채용하고 있으므로, 톱 링(1302)의 고강도와 경량화를 실현할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 하중 분산판(1334-2)으로서, 금속 또는 수지에 의해 형성된 판상 부재를 채용하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 상기한 실시 형태의 다공질 부재(334)와 같은 다공질 재료의 판 부재를 채용할 수도 있다.
도 9는, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 실시 형태의 주머니 부재(336)와 허니콤 구조 흡착 부재(1334)를 조합해도 된다. 즉, 톱 링(1302)은 허니콤 구조 흡착 부재(1334)와, 허니콤 구조 흡착 부재(1334)를 둘러싸도록 배치된 주머니 부재(336)를 포함하여 구성되어도 된다. 본 실시 형태에 따르면, 톱 링(1302)의 고강도와 경량화를 실현하고, 또한 기판(WF)을 흡착할 때에 기판(WF)의 주연부가 파손되는 것을 억제할 수 있다.
도 10a는, 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 10b는, 도 10a의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 10c는, 도 10a의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 10d는, 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
본 실시 형태의 톱 링(2302)은 회전 샤프트(2018)와, 회전 샤프트(2018)에 연결된 캐리어(2301)를 포함한다. 또한, 톱 링(2302)은 기체 공급원(2331)으로부터 공급되는 기체를 사용하여 기판(WF)을 압박하도록 구성된 복수의 동일 형상이면서 동일 사이즈의 주머니 부재(에어백)(2335)와, 기체 공급원(2331)으로부터 공급된 기체를 복수의 주머니 부재(2335)에 분배하기 위한 유로를 갖는 분배 기구(2305)를 포함한다. 또한, 톱 링(2302)은 복수의 주머니 부재(2335)의 하부에 마련된 흡착판(2334)을 포함한다. 분배 기구(2305)는 복수의 주머니 부재(2335)를 보유 지지하도록 구성되어 복수의 주머니 부재(2335)의 내부 공간에 연통하는 연통로(2307a)가 형성된 주머니 부재 홀더(2307)와, 기체 공급원(2331)으로부터 공급된 기체를 주머니 부재 홀더(2307)의 연통로(2307a)에 분배하기 위한 분배 부재(2306)를 포함한다.
복수의 주머니 부재(2335)는 각각 탄성막에 의해 형성되고, 기판(WF)의 피 압박면에 대향하여 2차원 배열된다. 도 10a에서는, 설명의 편의상, 주머니 부재(2335)를 간략화하여 도시하고 있지만, 도 10c에 도시하는 바와 같이, 주머니 부재(2335)는 탄성막의 단부를 주머니 부재 홀더(2307)에 접어 넣어 볼트(2339)로 고정함으로써, 주머니 부재 홀더(2307)에 접속된다. 주머니 부재 홀더(2307)와 분배 부재(2306)도 볼트(2339)에 의해 접속된다. 또한, 주머니 부재(2335)는 주머니 부재(2335)의 형태 변형을 억제하기 위해 측벽에 오목부가 형성되어 있어도 된다.
도 10b에 도시하는 바와 같이, 톱 링(2302)은 11개×11개＝121개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 이들 주머니 부재(2335)는 복수의 그룹으로 분류할 수 있다. 이 복수의 그룹은 고정된 것은 아니며, 기판(WF)의 종류 또는 연마 레시피 등에 따라서 변경된다. 예를 들어, 도 10a, 도 10b에서는, 주머니 부재(2335)는 동심 형상으로 배치된 그룹 2335-1, 2335-2, 2335-3, 그룹 2335-4로 분류된다. 그룹 2335-1은, 중앙의 9개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 그룹 2335-2는, 그룹 2335-1 주위의 40개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 그룹 2335-3은, 그룹 2335-2 주위의 32개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 그룹 2335-4는, 그룹 2335-3 주위의 40개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 주머니 부재(2335)를 그룹 분류하여 구성된 그룹 2335-1, 2335-2, 2335-3, 그룹 2335-4를 「제1 복수의 그룹(A)」라 한다.
또한, 도 10d에 도시하는 예에서는, 주머니 부재(2335)는 동심 형상으로 배치된 그룹 2335-5, 2335-6, 2335-7, 그룹 2335-8로 분류된다. 그룹 2335-5는, 중앙의 1개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 그룹 2335-6은, 그룹 2335-5 주위의 8개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 그룹 2335-7은, 그룹 2335-6 주위의 72개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 그룹 2335-8은, 그룹 2335-7 주위의 40개의 주머니 부재(2335)를 포함한다. 주머니 부재(2335)를 그룹 분류하여 구성된 그룹 2335-5, 2335-6, 2335-7, 그룹 2335-8을 「제2 복수의 그룹(B)」라 한다. 본 실시 형태에서는, 주머니 부재(2335)를 동심 형상으로 그룹을 분류하는 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 주머니 부재(2335)의 그룹 분류의 양태(수나 형상 등)는 임의이다. 도 10e, 도 10f, 도 10g, 도 10h는 각각, 주머니 부재(2335)의 그룹 분류의 변형예를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 10e 내지 도 10h는, 주머니 부재(2335)를 그룹 2335-9, 10, 11, 12로 분류한 상태를 도시하고 있다. 주머니 부재(2335)의 그룹 분류는, 상술한 「제1 복수의 그룹(A)」, 「제2 복수의 그룹(B)」에 한정되지 않고, 도 10e 내지 도 10h에 도시하는 바와 같이 행할 수도 있다. 즉, 도 10e 내지 도 10h에 도시하는 바와 같이, 기판(WF)의 4개의 모서리부에 대응하는 영역을 각각 1개의 그룹(그룹 2335-12)으로 하여 압박력을 컨트롤할 수 있도록 주머니 부재(2335)를 그룹 분류를 할 수 있다. 또한, 도 10f 내지 도 10h에 도시하는 바와 같이, 중앙의 그룹 2335-9의 외측에 있고, 또한 기판(WF)의 4개의 모서리부의 대응하는 그룹 2335-12의 내측에 있는 주머니 부재(2335)를, 그룹 2335-10, 11과 같이 개략 원환 형상으로 그룹을 분류해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 주머니 부재(2335)가 평면으로 보아 개략 사각형의 형상을 갖는 예를 나타냈지만, 이에 한하지 않고, 예를 들어 육각형 등 다른 형상을 갖고 있어도 된다.
분배 기구(2305)의 유로는, 제1 복수의 그룹(A))에 기체를 분배하기 위한 제1 유로(2306A)와, 제2 복수의 그룹(B)에 기체를 분배하기 위한 제2 유로(2306B)를 전환 가능하게 구성된다.
구체적으로는, 분배 기구(2305)는 분배 부재(2306)로서, 제1 유로(2306A)를 갖는 제1 분배 부재(2306-1)와, 제2 유로(2306B)를 갖는 제2 분배 부재(2306-2)를 교환 가능하게 구성된다. 도 10a는, 분배 부재(2306)로서, 제1 분배 부재(2306-1)가 사용되고 있는 상태를 도시하고 있다. 도 10a에 도시하는 바와 같이, 제1 유로(2306A)는 그룹 2335-1의 주머니 부재(2335)에 연통하는 유로(2306-1a)와, 그룹 2335-2의 주머니 부재(2335)에 연통하는 유로(2306-1b)와, 그룹 2335-3의 주머니 부재(2335)에 연통하는 유로(2306-1c)와, 그룹 2335-4의 주머니 부재(2335)에 연통하는 유로(2306-1d)를 포함한다. 유로(2306-1a, b, c, d)에 공급하는 유체의 압력을 조정함으로써 기판(WF)의 압박력을 그룹 2335-1, 2, 3, 4마다 컨트롤할 수 있다.
한편, 도 10d는, 분배 부재(2306)로서, 제2 분배 부재(2306-2)가 사용되고 있는 상태를 도시하고 있다. 도 10d에 도시하는 바와 같이, 제2 유로(2306B)는 그룹 2335-5의 주머니 부재(2335)에 연통하는 유로(2306-2a)와, 그룹 2335-6의 주머니 부재(2335)에 연통하는 유로(2306-2b)와, 그룹 2335-7의 주머니 부재(2335)에 연통하는 유로(2306-2c)와, 그룹 2335-8의 주머니 부재(2335)에 연통하는 유로(2306-2d)를 포함한다. 유로(2306-2a, b, c, d)에 공급하는 유체의 압력을 조정함으로써 기판(WF)의 압박력을 그룹 2335-5, 6, 7, 8마다 컨트롤할 수 있다.
도 10a 및 도 10d에 도시하는 바와 같이, 제1 분배 부재(2306-1)와 제2 분배 부재(2306-2)를 교환함으로써, 복수의 주머니 부재(2335)를 교환하지 않고, 기판(WF)의 가압 에어리어의 조정을 유연하게 행할 수 있다.
상기한 실시 형태에서는, 제1 분배 부재(2306-1)와 제2 분배 부재(2306-2)를 교환하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되지 않는다. 도 11a는, 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 11b는, 도 11a의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 11c는, 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 11d는, 도 11c의 톱 링을 개략적으로 도시하는 평면도이다. 도 11e는, 도 11c의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11a에 도시하는 바와 같이, 분배 부재(2306)는 주머니 부재 홀더(2307)에 연결되는 저벽(2306a)과, 저벽(2306a)과 간격을 두고 대향 배치되는 천장벽(2306b)과, 저벽(2306a) 및 천장벽(2306b)의 주연부를 접속하는 측벽(2306c)을 포함한다. 또한, 분배 부재(2306)는 저벽(2306a), 천장벽(2306b) 및 측벽(2306c)에 둘러싸이는 공간(2306e)을 구분하는 사각의 프레임 형상의 격벽(2306d)을 포함한다. 분배 기구(2305)는 격벽(2306d)으로서, 제1 유로(2306A)를 형성하기 위한 제1 격벽(2306d-1, 2, 3)과, 제2 유로(2306B)를 형성하기 위한 제2 격벽(2306d-4, 5, 6)을 교환 가능하게 구성된다.
도 11a, 도 11b는, 격벽(2306d)으로서, 제1 격벽(2306d-1, 2, 3)이 사용되고 있는 상태를 도시하고 있다. 제1 격벽(2306d-1, 2, 3)을 저벽(2306a)에 설치함으로써, 도 10a와 마찬가지인 제1 유로(2306A)가 형성되므로, 제1 복수의 그룹(A)의 주머니 부재(2335)에 기체를 분배할 수 있다.
도 11c, 도 11d는, 격벽(2306d)으로서, 제2 격벽(2306d-4, 5, 6)이 사용되고 있는 상태를 도시하고 있다. 제2 격벽(2306d-4, 5, 6)을 저벽(2306a)에 설치함으로써, 도 10d와 마찬가지의 제2 유로(2306B)가 형성되므로, 제2 복수의 그룹(B)의 주머니 부재(2335)에 기체를 분배할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 제1 격벽(2306d-1, 2, 3)과 제2 격벽(2306d-4, 5, 6)을 교환함으로써, 복수의 주머니 부재(2335)를 교체하지 않고, 기판(WF)의 가압 에어리어의 조정을 유연하게 행할 수 있다. 또한, 도 11a, 도 11c에서는, 설명의 편의상, 격벽(2306d)을 간략화하여 도시하고 있지만, 도 11e에 도시하는 바와 같이, 격벽(2306d)(예를 들어 제2 격벽(2306d-4, 5)은 볼트(2339)에 의해 저벽(2306a)에 설치되어 있고, 볼트(2339)를 풀어 저벽(2306a)으로부터 분리 가능하게 되어 있다. 또한, 분배 부재(2306)와 주머니 부재 홀더(2307)도 볼트(2339)에 의해 접속되어 있다. 또한, 도 11e에 도시하는 저벽(2306a)의 상면에는 미리, 가능한 한 다수의 (사각형) 환형 홈을 형성하고, 원하는 복수의 가압 에어리어를 형성하기 위해 필요해지는 환형 홈에만 시일재(패킹)를 통해 격벽(2306d)을 설치하도록 해도 된다. 또한, 상술한 실시 형태에서는, 제1 유로(2306A) 및 제2 유로(2306B)는 사각과 사각 환형의 조합으로 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10e 내지 도 10h에 도시하는 변형예에서는, 개략 원형 환형의 유로 및 기판(WF)의 모서리부(4개)나 변부(4변)에 대응하는 각각 이격된 섬 형상의 유로도 형성되도록, 분배 부재(2306) 또는 격벽(2306d)이 구성된다. 기판(WF)의 모서리부나 변부마다, 각 섬 형상의 유로끼리를 분배 부재(2306)의 상류측에서 연통시킴으로써 동일한 압력을 공급할 수 있다.
상기한 실시 형태에서는, 복수의 주머니 부재(2335)의 하부에 흡착판(2334)을 마련하고, 흡착판(2334)을 사용하여 기판(WF)을 흡착 보유 지지하는 예를 나타냈지만, 흡착판(2334)을 마련하지 않아도 된다. 도 12는, 일 실시 형태의 톱 링을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 복수의 주머니 부재(2335)는 주머니 부재의 저벽에 구멍(2335a)이 형성되어 있다. 또한, 도 12에 도시하는 예에서는, 기판(WF)이 톱 링으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해, 복수의 주머니 부재(2335)의 주위에 리테이너 링(2333)이 마련된다. 리테이너 링(2333)은 리테이너 링(2333)의 상부에 마련된 에어백(2336)에 의해 가압할 수 있다. 또한, 구멍(2335a)은 모든 주머니 부재(2335)의 저벽에 형성되는 것은 아니고, 일부의 주머니 부재(2335)의 저벽에 형성되어 있어도 된다. 또한 주머니 부재(2335)의 모두가 동일 형상 또한 동일 사이즈이므로, 구멍(2335a)을 구비한 주머니 부재(2335)의 설치 위치도 원하는 위치로 용이하게 변경할 수 있다.
또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 로터리 조인트를 내장한 회전 샤프트(2018) 및 캐리어(2301)를 통해 복수의 배관(2340-1a 내지 2340-5a)이 마련되어 있다. 이들의 배관(2340-1a 내지 2340-5a)은 기체 공급원(2331) 및 감압 수단(2031)에 접속되어 있다.
한편, 분배 부재(2306)에는, 주머니 부재(2335)에 기체를 분배하기 위한 유로에 연통하는 복수의 배관(2340-1b 내지 2340-4b), 및 에어백(2336)에 기체를 공급하기 위한 배관(2340-5b)이 마련되어 있다. 분배 부재(2306)의 각 유로의 주위에는 O링(2326)이 배치되어 있고, 각 유로 사이가 시일되어 있다. 복수의 배관(2340-1a 내지 2340-4a)과 복수의 배관(2340-1b 내지 2340-4b)을 각각 접속함으로써, 복수의 주머니 부재(2335)로부터 기체를 흡인하거나, 복수의 주머니 부재(2335)에 기체를 공급할 수 있다. 이에 의해, 톱 링은 기판(WF)을 보유 지지할 때에는 주머니 부재의 구멍(2335a)을 통해 기체를 흡인함으로써 기판(WF)을 흡착할 수 있다. 한편, 연마를 행할 때에는, 복수의 주머니 부재(2335)에 공급하는 기체를 조정함으로써 기판(WF)의 가압 에어리어의 조정을 유연하게 행할 수 있다. 또한, 배관(2340-5a)과 복수의 배관(2340-5b)을 접속함으로써, 에어백(2336)을 통해 리테이너 링(2333)을 압박할 수 있다.
도 13은, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 이하의 설명에서는, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 구성에 대해서는 마찬가지의 부호를 부여하고 있다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 상기 실시 형태의 주머니 부재(336)와, 복수의 주머니 부재(2335) 및 분배 기구(2305)를 조합해도 된다. 즉, 도 13에 도시하는 바와 같이, 톱 링(3302)은 분배 기구(2305)와, 복수의 주머니 부재(2335)와, 복수의 주머니 부재(2335)의 하부에 배치된 다공질 부재(334)와, 다공질 부재(334)를 둘러싸도록 배치된 주머니 부재(336)를 포함하여 구성되어도 된다. 본 실시 형태에 따르면, 기판(WF)의 가압 에어리어의 조정을 유연하게 행하고, 또한 기판(WF)을 흡착할 때에 기판(WF)의 주연부가 파손되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 도 13 이후의 도면에서는, 주머니 부재(2335)가 평면으로 보아 육각형의 형상을 가짐과 함께, 측벽에 형태 변형을 억제하기 위한 오목부가 형성되어 있는 예를 나타내고 있다.
도 14는, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 14에 도시하는 바와 같이, 상기 실시 형태의 복수의 주머니 부재(2335) 및 분배 기구(2305)와, 허니콤 구조 흡착 부재(1334)를 조합해도 된다. 즉, 도 14에 도시하는 바와 같이, 톱 링(4302)은 분배 기구(2305)와, 복수의 주머니 부재(2335)와, 복수의 주머니 부재(2335)의 하부에 배치된 허니콤 구조 흡착 부재(1334)를 포함하여 구성되어도 된다. 또한, 톱 링(4302)은 최외주의 주머니 부재(2335)의 주위에 배치되고, 주머니 부재(2335)의 외주 방향으로의 팽창을 규제하기 위한 규제 부재(341)를 포함하고 있어도 된다. 본 실시 형태에 따르면, 톱 링(4302)의 고강도와 경량화를 실현하고, 또한 기판(WF)의 가압 에어리어의 조정을 유연하게 행할 수 있다.
도 15는, 일 실시 형태의 톱 링의 일부를 확대하여 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 상기 실시 형태의 복수의 주머니 부재(2335) 및 분배 기구(2305)와, 허니콤 구조 흡착 부재(1334)와, 주머니 부재(336)를 조합해도 된다. 즉, 도 15에 도시하는 바와 같이, 톱 링(5302)은 분배 기구(2305)와, 복수의 주머니 부재(2335)와, 복수의 주머니 부재(2335)의 하부에 배치된 허니콤 구조 흡착 부재(1334)와, 허니콤 구조 흡착 부재(1334)를 둘러싸도록 배치된 주머니 부재(336)를 포함하여 구성되어도 된다. 본 실시 형태에 따르면, 톱 링(5302)의 고강도와 경량화를 실현하여, 기판(WF)의 가압 에어리어의 조정을 유연하게 행하고, 또한 기판(WF)을 흡착할 때에 기판(WF)의 주연부가 파손되는 것을 억제할 수 있다.
이상, 몇 가지의 본 발명의 실시 형태에 대해 설명해 왔지만, 상기한 발명의 실시 형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물이 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.
본원은, 일 실시 형태로서, 기판을 흡착하기 위한 기판 흡착면 및 감압 수단과 연통하는 감압부를 갖는 다공질 부재와, 상기 다공질 부재의 상기 기판 흡착면과는 반대측 면을 차폐하는 차폐 부재와, 상기 다공질 부재를 둘러싸도록 배치된 주머니 부재이며, 기체 공급원과 연통되는 주머니 부재를 포함하는, 기판 흡착 부재를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 주머니 부재는 상기 다공질 부재와 접촉하는 내주 측벽과, 기판과 접촉하는 저벽을 갖는, 기판 흡착 부재를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 저벽은 상기 다공질 부재를 둘러싸도록 배치된 복수의 구멍 또는 상기 다공질 부재를 둘러싸도록 형성된 슬릿을 갖는 기판 흡착 부재를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 주머니 부재는 상기 내주 측벽과 대향하는 외주 측벽을 더 갖고, 상기 주머니 부재의 내부 공간에는, 상기 내주 측벽 및 상기 외주 측벽 중 적어도 한쪽에 상기 주머니 부재보다도 강성이 높은 보강 부재가 설치되는, 기판 흡착 부재를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 주머니 부재의 외주 측벽을 둘러싸도록 배치되고, 상기 주머니 부재의 외주 방향으로의 팽창을 규제하도록 구성된 규제 부재를 더 포함하는, 기판 흡착 부재를 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 기판을 보유 지지하기 위한 톱 링이며, 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트에 연결된 캐리어와, 상기 캐리어에 설치된 상기에 기재된 기판 흡착 부재를 포함하는, 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 캐리어와 상기 차폐 부재 사이에는, 상기 기판을 가압하기 위한 가압 공간이 형성되고, 상기 가압 공간에는, 상기 기판의 복수의 영역을 각각 가압하기 위한 복수의 가압실을 형성하도록 구성된 복수의 탄성막이 마련되는, 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 연마면을 갖는 연마 패드가 부착되는 연마 테이블과, 기판을 보유 지지하여 상기 연마면에 압박하도록 구성된 상기에 기재된 톱 링과, 상기 연마 패드 상에 연마액을 공급하도록 구성된 연마액 공급 노즐을 포함하는, 기판 처리 장치를 개시한다.
본원은, 일 실시 형태로서, 기판을 보유 지지하여 연마면에 압박하기 위한 톱 링이며, 기체 공급원으로부터 공급되는 기체를 사용하여 기판을 압박하도록 구성된 복수의 주머니 부재와, 상기 기체 공급원으로부터 공급된 기체를 상기 복수의 주머니 부재에 분배하기 위한 유로를 갖는 분배 기구이며, 상기 유로는, 상기 복수의 주머니 부재를 그룹 분류하여 구성되는 제1 복수의 그룹에 기체를 분배하는 제1 유로와, 상기 복수의 주머니 부재를 그룹 분류하여 구성되는 상기 제1 복수의 그룹과는 다른 제2 복수의 그룹에 기체를 분배하는 제2 유로를 전환 가능하게 구성되는 분배 기구를 포함하는, 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 분배 기구는, 상기 복수의 주머니 부재를 보유 지지하도록 구성된 주머니 부재 홀더이며, 상기 복수의 주머니 부재의 내부 공간에 연통하는 연통로가 형성된 주머니 부재 홀더와, 상기 기체 공급원으로부터 공급된 기체를 상기 주머니 부재 홀더의 연통로에 분배하기 위한 분배 부재를 포함하는, 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 분배 기구는, 상기 분배 부재로서, 상기 제1 유로를 갖는 제1 분배 부재와, 상기 제2 유로를 갖는 제2 분배 부재를 교환 가능하게 구성되는, 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 분배 부재는, 상기 주머니 부재 홀더에 연결되는 저벽과, 상기 저벽과 간격을 두고 대향 배치되는 천장벽과, 상기 저벽 및 상기 천장벽의 주연부를 접속하는 측벽과, 상기 저벽, 상기 천장벽 및 상기 측벽으로 둘러싸이는 공간을 구분하는 격벽을 포함하고, 상기 분배 기구는 상기 격벽으로서, 상기 제1 유로를 형성하도록 구성된 제1 격벽과, 상기 제2 유로를 형성하도록 구성된 제2 격벽을 교환 가능하게 구성되는, 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 복수의 주머니 부재는 기판의 피압박면에 대향하여 2차원 배열되고, 상기 제1 복수의 그룹 및 상기 제2 복수의 그룹은 각각 동심 형상으로 배치되는, 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 상기 복수의 주머니 부재의 기판 압박면측에 배치된 흡착판을 더 포함하고, 상기 복수의 주머니 부재는 상기 흡착판을 통해 기판을 압박하도록 구성되는, 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 회전 샤프트와, 상기 회전 샤프트에 연결된 캐리어를 더 포함하고, 상기 분배 기구는 상기 캐리어와 상기 복수의 주머니 부재 사이에 배치되는 톱 링을 개시한다.
또한, 본원은, 일 실시 형태로서, 연마면을 갖는 연마 패드가 부착되는 연마 테이블과, 기판을 보유 지지하여 상기 연마면에 압박하도록 구성된 상기의 어느 것에 기재된 톱 링과, 상기 연마 패드 상에 연마액을 공급하도록 구성된 연마액 공급 노즐과, 상기 톱 링의 상기 복수의 주머니 부재에 기체를 공급하도록 구성된 기체 공급원을 포함하는, 기판 처리 장치를 개시한다.
18, 2018: 톱 링 샤프트(회전 샤프트)
31, 2031: 감압 수단(진공원)
300: 연마 유닛
301, 2301: 캐리어
302, 1302, 2302, 3302, 4302, 5302: 톱 링
312: 기체 유로
320: 탄성막
322: 가압 공간
330: 기판 흡착 부재
331, 2331: 기체 공급원
332: 차폐 부재
334: 다공질 부재
334a: 기판 흡착면
334b: 감압부
335: 보강 부재
336: 주머니 부재(에어백)
336-1: 내주 측벽
336-2: 저벽
336-3: 외주 측벽
336a: 구멍
336b: 슬릿
338: 기체 유로
341: 규제 부재
350: 연마 테이블
352: 연마 패드
352a: 표면(연마면)
354: 연마액 공급 노즐
1000: 기판 처리 장치
2305: 분배 기구
2306: 분배 부재
2306-1: 제1 분배 부재
2306-2: 제2 분배 부재
2306A: 제1 유로
2306B: 제2 유로
2306a: 저벽
2306b: 천장벽
2306c: 측벽
2306d: 격벽
2306d-1, 2, 3: 제1 격벽
2306d-4, 5, 6: 제2 격벽
2307: 주머니 부재 홀더
2307a: 연통로
2334: 흡착판
2335: 주머니 부재(에어백)
A: 제1 복수의 그룹
B: 제2 복수의 그룹
WF: 기판

Claims (16)

  1. 기판을 흡착하기 위한 기판 흡착면 및 감압 수단과 연통하는 감압부를 갖는 다공질 부재와,
    상기 다공질 부재의 상기 기판 흡착면과는 반대측 면을 차폐하는 차폐 부재와,
    상기 다공질 부재를 둘러싸도록 배치된 주머니 부재이며, 기체 공급원과 연통되는 주머니 부재,
    를 포함하는, 기판 흡착 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주머니 부재는 상기 다공질 부재와 접촉하는 내주 측벽과, 기판과 접촉하는 저벽을 갖는
    기판 흡착 부재.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 저벽은 상기 다공질 부재를 둘러싸도록 배치된 복수의 구멍 또는 상기 다공질 부재를 둘러싸도록 형성된 슬릿을 갖는
    기판 흡착 부재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주머니 부재는 상기 내주 측벽과 대향하는 외주 측벽을 더 갖고,
    상기 주머니 부재의 내부 공간에는, 상기 내주 측벽 및 상기 외주 측벽 중 적어도 한쪽에 상기 주머니 부재보다도 강성이 높은 보강 부재가 설치되는,
    기판 흡착 부재.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 주머니 부재의 외주 측벽을 둘러싸도록 배치되고, 상기 주머니 부재의 외주 방향으로의 팽창을 규제하도록 구성된 규제 부재를 더 포함하는,
    기판 흡착 부재.
  6. 기판을 보유 지지하기 위한 톱 링이며,
    회전 샤프트와,
    상기 회전 샤프트에 연결된 캐리어와,
    상기 캐리어에 설치된 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 기판 흡착 부재,
    를 포함하는, 톱 링.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 캐리어와 상기 차폐 부재 사이에는, 상기 기판을 가압하기 위한 가압 공간이 형성되고,
    상기 가압 공간에는, 상기 기판의 복수의 영역을 각각 가압하기 위한 복수의 가압실을 형성하도록 구성된 복수의 탄성막이 마련되는,
    톱 링.
  8. 연마면을 갖는 연마 패드가 부착되는 연마 테이블과,
    기판을 보유 지지하여 상기 연마면에 압박하도록 구성된 제6항에 기재된 톱 링과,
    상기 연마 패드 상에 연마액을 공급하도록 구성된 연마액 공급 노즐,
    을 포함하는, 기판 처리 장치.
  9. 기판을 보유 지지하여 연마면에 압박하기 위한 톱 링이며,
    기체 공급원으로부터 공급되는 기체를 사용하여 기판을 압박하도록 구성된 복수의 주머니 부재와,
    상기 기체 공급원으로부터 공급된 기체를 상기 복수의 주머니 부재에 분배하기 위한 유로를 갖는 분배 기구이며, 상기 유로는, 상기 복수의 주머니 부재를 그룹 분류하여 구성되는 제1 복수의 그룹에 기체를 분배하는 제1 유로와, 상기 복수의 주머니 부재를 그룹 분류하여 구성되는 상기 제1 복수의 그룹과는 다른 제2 복수의 그룹에 기체를 분배하는 제2 유로를 전환 가능하게 구성되는 분배 기구,
    를 포함하는, 톱 링.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 분배 기구는,
    상기 복수의 주머니 부재를 보유 지지하도록 구성된 주머니 부재 홀더이며, 상기 복수의 주머니 부재의 내부 공간에 연통하는 연통로가 형성된 주머니 부재 홀더와,
    상기 기체 공급원으로부터 공급된 기체를 상기 주머니 부재 홀더의 연통로에 분배하기 위한 분배 부재를 포함하는,
    톱 링.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 분배 기구는, 상기 분배 부재로서, 상기 제1 유로를 갖는 제1 분배 부재와, 상기 제2 유로를 갖는 제2 분배 부재를 교환 가능하게 구성되는,
    톱 링.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 분배 부재는, 상기 주머니 부재 홀더에 연결되는 저벽과, 상기 저벽과 간격을 두고 대향 배치되는 천장벽과, 상기 저벽 및 상기 천장벽의 주연부를 접속하는 측벽과, 상기 저벽, 상기 천장벽 및 상기 측벽으로 둘러싸이는 공간을 구분하는 격벽을 포함하고,
    상기 분배 기구는, 상기 격벽으로서, 상기 제1 유로를 형성하도록 구성된 제1 격벽과, 상기 제2 유로를 형성하도록 구성된 제2 격벽을 교환 가능하게 구성되는,
    톱 링.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 주머니 부재는 기판의 피압박면에 대향하여 2차원 배열되고, 상기 제1 복수의 그룹 및 상기 제2 복수의 그룹은 각각 동심 형상으로 배치되는,
    톱 링.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 주머니 부재의 기판 압박면측에 배치된 흡착판을 더 포함하고,
    상기 복수의 주머니 부재는 상기 흡착판을 통해 기판을 압박하도록 구성되는,
    톱 링.
  15. 제14항에 있어서,
    회전 샤프트와,
    상기 회전 샤프트에 연결된 캐리어를 더 포함하고,
    상기 분배 기구는 상기 캐리어와 상기 복수의 주머니 부재 사이에 배치되는,
    톱 링.
  16. 연마면을 갖는 연마 패드가 부찰되는 연마 테이블과,
    기판을 보유 지지하여 상기 연마면에 압박하도록 구성된 제9항에 기재된 톱 링과,
    상기 연마 패드 상에 연마액을 공급하도록 구성된 연마액 공급 노즐과,
    상기 톱 링의 상기 복수의 주머니 부재에 기체를 공급하도록 구성된 기체 공급원,
    을 포함하는, 기판 처리 장치.
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