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技術 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

出願人 株式会社荏原製作所
発明者 小林賢一眞継阿沙葵柏木誠保科真穂
出願日 2018年8月2日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-146096
公開日 2020年2月6日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-019115
状態 未査定
技術分野 洗浄、機械加工
主要キーワード レーザ式センサ ストッパ移動機構 金属くず 渦電流式センサ リテーナ部材 リテーナガイド エンジニアリングプラスティック 摺動軸受
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

本願は寸法の大きな基板を保持するためのトップリングを提供する。

解決手段

一実施形態によれば、基板を保持するためのトップリングが提供され、かかるトップリングは、基板支持面と、前記基板支持面の外周を囲うように配置されるリテーナ部材と、前記基板支持面に垂直な方向における前記リテーナ部材の変位を可能に案内し、且つ、前記基板支持面に平行で前記基板支持面から離れる方向における前記リテーナ部材の変位を禁止するように支持する、リテーナ案内装置と、を有し、前記リテーナ案内装置は、前記基板支持部を囲うリテーナ部材の内側に配置されている。

概要

背景

半導体デバイスの製造に、基板の表面を平坦化するために化学機械研磨(CMP)装置が使用されている。半導体デバイスの製造に使用される基板は、多くの場合、円板形状である。また、半導体デバイスに限らず、CCL基板(Copper Clad Laminate基板)やPCB(PrintedCircuit Board)基板、フォトマスク基板ディスプレイパネルなどの四角形の基板の表面を平坦化する際の平坦度の要求も高まっている。また、PCB基板などの電子デバイスが配置されたパッケージ基板の表面を平坦化することへの要求も高まっている。

概要

本願は寸法の大きな基板を保持するためのトップリングを提供する。一実施形態によれば、基板を保持するためのトップリングが提供され、かかるトップリングは、基板支持面と、前記基板支持面の外周を囲うように配置されるリテーナ部材と、前記基板支持面に垂直な方向における前記リテーナ部材の変位を可能に案内し、且つ、前記基板支持面に平行で前記基板支持面から離れる方向における前記リテーナ部材の変位を禁止するように支持する、リテーナ案内装置と、を有し、前記リテーナ案内装置は、前記基板支持部を囲うリテーナ部材の内側に配置されている。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

基板を保持するためのトップリングであって、基板支持面と、前記基板支持面の外周を囲うように配置されるリテーナ部材と、前記基板支持面に垂直な方向における前記リテーナ部材の変位を可能に案内し、且つ、前記基板支持面に平行で前記基板支持面から離れる方向における前記リテーナ部材の変位を禁止するように支持する、リテーナ案内装置と、を有し、前記リテーナ案内装置は、前記基板支持部を囲うリテーナ部材の内側に配置されている、トップリング。

請求項2

請求項1に記載のトップリングであって、前記リテーナ案内装置は、支持ローラを有する、前記支持ローラの回転軸は前記基板支持面に平行である、トップリング。

請求項3

請求項1または2に記載にトップリングであって、前記基板支持面は、略四角形である、トップリング。

請求項4

請求項1から3のいずれか一項に記載のトップリングであって、前記リテーナ部材は、複数の板状の部材を有し、四角形の前記基板支持面の各辺に対応して少なくとも1つのリテーナ部材が配置される、トップリング。

請求項5

請求項1から4のいずれか一項に記載のトップリングであって、前記リテーナ案内装置は複数であり、前記リテーナ案内装置は、略四角形の前記基板支持面の各辺に対向する位置にあるリテーナ部材を案内および支持するように、前記各辺に対応して少なくとも1つ設けられる、トップリング。

請求項6

請求項1から5のいずれか一項に記載のトップリングであって、前記基板支持面に垂直な方向に前記リテーナ部材を変位させるためのリテーナ駆動装置を有する、トップリング。

請求項7

請求項6に記載のトップリングであって、前記リテーナ駆動装置は、内部に気体受け入れ可能なシリンダと、前記シリンダ内に配置されるダイアフラムと、前記ダイアフラムの動きに応じて変位可能なピストンと、を有し、前記リテーナ部材は、前記ピストンにより移動可能に構成されている、トップリング。

請求項8

請求項6または7に記載のトップリングであって、前記リテーナ駆動装置は複数であり、前記リテーナ駆動装置は、略四角形の前記基板支持面の各辺に対向する位置にあるリテーナ部材を駆動するように、前記各辺に対応するリテーナ部材に応じて少なくとも1つ設けられる、トップリング。

請求項9

請求項8に記載のトップリングであって、前記複数のリテーナ駆動装置は、同一の寸法である、トップリング。

請求項10

請求項1から9のいずれか一項に記載のトップリングであって、前記基板支持面は、弾性部材を有し、前記弾性部材は、圧力室の少なくとも一部を画定する、トップリング。

請求項11

請求項10に記載のトップリングであって、前記弾性部材は、複数の圧力室を画定する、トップリング。

請求項12

請求項10または11に記載のトップリングであって、前記圧力室に気体を供給するための通路を有する、トップリング。

請求項13

基板処理装置であって、請求項1から12のいずれか一項に記載のトップリングと、研磨パッドを保持するように構成された研磨テーブルと、を有する、基板処理装置。

技術分野

0001

本願は、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に関する。

背景技術

0002

半導体デバイスの製造に、基板の表面を平坦化するために化学機械研磨(CMP)装置が使用されている。半導体デバイスの製造に使用される基板は、多くの場合、円板形状である。また、半導体デバイスに限らず、CCL基板(Copper Clad Laminate基板)やPCB(PrintedCircuit Board)基板、フォトマスク基板ディスプレイパネルなどの四角形の基板の表面を平坦化する際の平坦度の要求も高まっている。また、PCB基板などの電子デバイスが配置されたパッケージ基板の表面を平坦化することへの要求も高まっている。

先行技術

0003

特開2003−48149号公報
特開2006−255851号公報
特開2009−131946号公報

発明が解決しようとする課題

0004

また、円形半導体基板規格(たとえばSEMI規格)により寸法が定まっているが、上述のCCL基板(Copper Clad Laminate基板)やPCB(PrintedCircuit Board)基板、フォトマスク基板、ディスプレイパネルなどの四角形の基板は、規格などにより寸法が決まっていないので、様々な寸法の基板が存在し得る。近年、デバイス製造効率の点から基板の寸法が大きくなる傾向にある。大きく重量のある基板はそりや変形が生じやすく、従来の円形の基板の処理装置と同様の技術を適用できるとは限らない。そこで、本願は寸法の大きな基板を保持するためのトップリングを提供することが1つの目的としている。

課題を解決するための手段

0005

一実施形態によれば、基板を保持するためのトップリングが提供され、係るトップリングは、基板支持面と、前記基板支持面の外周を囲うように配置されるリテーナ部材と、前記基板支持面に垂直な方向における前記リテーナ部材の変位を可能に案内し、且つ、前記基板支持面に平行で前記基板支持面から離れる方向における前記リテーナ部材の変位を禁止するように支持する、リテーナ案内装置と、を有し、前記リテーナ案内装置は、前記基板支持部を囲うリテーナ部材の内側に配置されている。

図面の簡単な説明

0006

一実施形態による、基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
一実施形態による、ロードユニットを模式的に示す側面図である。
一実施形態による、搬送ユニットを模式的に示す側面図である。
一実施形態による、研磨ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
一実施形態による、研磨対象物である基板を保持して研磨パッド上の研磨面に基板を押圧するトップリングの模式的な断面図である。
一実施形態による、トップリングを研磨テーブル側から見た図である。
一実施形態による、リテーナ部材の形状を示す図である。
一実施形態による、弾性膜メンブレン)の構造を示す上面図である。
図8Aに示される矢印B−Bに沿って切り出した断面図である。
図8Aに示される矢印C−Cに沿って切り出した断面図である。
一実施形態による、トップリングの詳細な構造を示す断面図である。
図9に示される断面図のリテーナ部を拡大して示す断面図である。
図9に示される断面図のリテーナ部を拡大して示す断面斜視図である。
図10に示される矢印12の方向から見た断面図であり、支持ローラの構造を示している。
一実施形態による、下部ハウジングを上から見た平面図である。
図9の矢印14−14の方向から見た断面図である。
参考例として示すトップリングのリテーナ部の周りを示す断面斜視図である。
図14に示される矢印16−16の方向から見た断面図である。
一実施形態による、乾燥ユニットを模式的に示す側面図である。
一実施形態による、アンロードユニットを模式的に示す側面図である。
一実施形態による、研磨ユニットにより実施される一連研磨処理工程を示すフローチャートである。

実施例

0007

以下に、本発明に係るトップリングおよびトップリングを備える基板処理装置の実施形態を添付図面とともに説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。

0008

図1は、一実施形態による基板処理装置1000の全体構成を示す平面図である。図1に示される基板処理装置1000は、ロードユニット100、搬送ユニット200、研磨ユニット300、乾燥ユニット500、およびアンロードユニット600を有する。図示の実施形態において、搬送ユニット200は、2つの搬送ユニット200A、200Bを有し、研磨ユニット300は、2つの研磨ユニット300A、300Bを有する。一実施形態において、これらの各ユニットは、独立に形成することができる。これらのユニットを独立して形成することで、各ユニットの数を任意に組み合わせることで異なる構成の基板処理装置1000を簡易に形成することができる。また、基板処理装置1000は、制御装置900を備え、基板処理装置1000の各構成要素は制御装置900により制御される。一実施形態において、制御装置900は、入出力装置演算装置記憶装置などを備える一般的なコンピュータから構成することができる。

0009

<ロードユニット>
ロードユニット100は、研磨および洗浄などの処理が行われる前の基板WFを基板処理装置1000内へ導入するためのユニットである。図2は、一実施形態によるロードユニット100を模式的に示す側面図である。一実施形態において、ロードユニット100は筐体102を備える。筐体102は基板WFを受け入れる側に入口開口104を備える。図2に示される実施形態においては、右側が入口側である。ロードユニット100は、入口開口104から処理対象である基板WFを受け入れる。ロードユニット100の上流図2では右側)には、本開示による基板処理装置1000による基板WFの処理より前の処理工程が実施される処理装置が配置される。図2に示される実施形態において、ロードユニット100は、IDリーダー106を備える。IDリーダー106は、入口開口104から受け入れられた基板のIDを読み取る。基板処理装置1000は、読み取ったIDに応じて、基板WFに対して各種処理を行う。一実施形態において、IDリーダー106はなくてもよい。一実施形態において、ロードユニット100は、SMEMA(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)の機械装置インタフェース規格(IPC-S
MEMA-9851)に準拠するように構成される。

0010

図2に示される実施形態において、ロードユニット100は、基板WFを搬送するための複数の搬送ローラ202を備えている。後述の<搬送ユニット>での(搬送ローラ202はローラシャフト204に取り付けられており、ギア206を介して、モータ208による)回転機構と同様な構成により、搬送ローラ202を回転させることで、搬送ローラ202上の基板WFを所定の方向(図2においては左方向)に搬送することができる。図示の実施形態において、ロードユニット100の筐体102は、基板WFの出口開口108を有する。ロードユニット100は、搬送ローラ202上の所定の位置における基板WFの存在の有無を検知するためのセンサ112を有する。センサ112は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式のセンサとすることができる。図2に示される実施形態においては、センサ112は筐体102内に3つ設けられており、1つは入口開口104付近に設けられるセンサ112aであり、1つはロードユニット100の中央付近に設けられるセンサ112bであり、もう1つは出口開口108付近に設けられるセンサ112cである。一実施形態において、これらのセンサ112による基板WFの検知に応じて、ロードユニット100の動作を制御することができる。たとえば、入口開口104付近のセンサ112aが基板WFの存在を検知したら、ロードユニット100内の搬送ローラ202の回転を始動するようにしてもよいし、また、搬送ローラ202の回転速度を変更してもよい。また、出口開口108付近のセンサ112cが基板WFの存在を検知したら、後続のユニットである搬送ユニット200Aの入口シャッタ218を開くようにしてもよい。

0011

図示の実施形態において、ロードユニット100の搬送機構は、複数の搬送ローラ202と、搬送ローラ202が取り付けられる複数のローラシャフト204とを有する。図1に示される実施形態においては、各ローラシャフト204には3つの搬送ローラ202が取り付けられている。基板WFは、搬送ローラ202上に配置され、搬送ローラ202が回転することで基板WFが搬送される。ローラシャフト204上の搬送ローラ202の取り付け位置は、基板WFを安定的に搬送することができる位置であれば任意とすることができる。ただし、搬送ローラ202は基板WFに接触するので、処理対象である基板WFに接触しても問題の無い領域に搬送ローラ202が接触するように配置すべきである。一実施形態において、ロードユニット100の搬送ローラ202は、導電性ポリマーから構成することができる。一実施形態において、搬送ローラ202は、ローラシャフト204などを介して電気的に接地される。これは、基板WFが帯電して基板WFを損傷することを防止するためである。また、一実施形態において、ロードユニット100に、基板WFの帯電を防止するためにイオナイザー(図示せず)を設けてもよい。

0012

図2に示されるように、ロードユニット100は、入口開口104および出口開口108の付近に、補助ローラ214が設けられている。補助ローラ214は、搬送ローラ202と同程度の高さに配置される。補助ローラ214は、ユニットと他のユニットとの間に搬送中の基板WFが落ちないように基板WFを支持する。補助ローラ214は、動力源に接続されておらず、自由に回転可能に構成される。

0013

<搬送ユニット>
図3は一実施形態による、搬送ユニット200を模式的に示す側面図である。図1に示される基板処理装置1000は、2つの搬送ユニット200A、200Bを備えている。2つの搬送ユニット200A、200Bは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して搬送ユニット200として説明する。

0014

図示の搬送ユニット200は、基板WFを搬送するための複数の搬送ローラ202を備えている。搬送ローラ202を回転させることで、搬送ローラ202上の基板WFを所定
の方向に搬送することができる。搬送ユニット200の搬送ローラ202は、導電性ポリマーから形成されても、導電性のないポリマーから形成されてもよい。搬送ローラ202は、ローラシャフト204に取り付けられており、ギア206を介して、モータ208により駆動される。一実施形態において、モータ208は、サーボモータとすることができる。サーボモータを使用することで、ローラシャフト204および搬送ローラ202の回転速度、つまり基板WFの搬送速度を制御することができる。また、一実施形態において、ギア206は、マグネットギアとすることができる。マグネットギアは非接触式動力伝達機構なので、接触式のギアのように摩耗による微粒子の発生が生じず、また、給油などのメンテナンスも不要になる。図示の搬送ユニット200は、搬送ローラ202上の所定の位置における基板WFの存在の有無を検知するためのセンサ216を有する。センサ216は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式のセンサとすることができる。図3に示される実施形態においては、センサ216は搬送ユニット200に7個(216a〜216g)設けられている。一実施形態において、これらのセンサ216a〜216gによる基板WFの検知に応じて、搬送ユニット200の動作を制御することができる。図3に示されるように、搬送ユニット200は、搬送ユニット200内に基板WFを受け入れるために開閉可能な入口シャッタ218を有する。

0015

図3に示されるように、搬送ユニット200は、ストッパ220を有する。ストッパ220は、ストッパ移動機構222に接続されており、ストッパ220は搬送ローラ202上を移動する基板WFの搬送経路内進入可能である。ストッパ220が基板WFの搬送経路内に位置しているときは、搬送ローラ202上を移動する基板WFの側面がストッパ220に接触し、移動中の基板WFをストッパ220の位置で停止させることができる。また、ストッパ220が基板WFの搬送経路から退避した位置にあるときは、基板WFは、搬送ローラ202上を移動することができる。ストッパ220による基板WFの停止位置は、後述のプッシャ230が搬送ローラ202上の基板WFを受け取ることができる位置(基板受け渡し位置)である。

0016

図3に示されるように、搬送ユニット200はプッシャ230を有する。プッシャ230は、複数の搬送ローラ202の上にある基板WFを、複数の搬送ローラ202から離れるように持ち上げることができるように構成される。またプッシャ230は、保持している基板WFを搬送ユニット200の搬送ローラ202に受け渡すことができるように構成される。

0017

プッシャ230は、第1ステージ232および第2ステージ270を備える。第1ステージ232は、基板WFをプッシャ230から後述するトップリング302に受け渡す時に、トップリング302のリテーナ部材3を支持するためのステージである。第1ステージ232は、トップリング302のリテーナ部材3を支持するための複数の支持柱234を備える。第2ステージ270は、搬送ローラ202上の基板WFを受け取るためのステージである。第2ステージ270は、搬送ローラ202上の基板WFを受け取るための複数の支持柱272を備える。第1ステージ232および第2ステージ270は、第1昇降機構により高さ方向に移動可能である。第2ステージ270はさらに第2昇降機構により、第1ステージ232に対して高さ方向に移動可能である。第1昇降機構および第2昇降機構により、第1ステージ232および第2ステージ270が上昇すると、第1ステージ232の支持柱234および第2ステージ270の支持柱272の一部が搬送ローラ202およびローラシャフト204の間を通って、搬送ローラ202よりも高い位置にくる。搬送ローラ202上を搬送された基板WFは、ストッパ220により基板受け渡し位置で停止される。その後、第1昇降機構により第1ステージ232および第2ステージ270を上昇させて、搬送ローラ202上の基板WFを第2ステージ270の支持柱272により持ち上げる。その後、トップリング302のリテーナ部材3を第1ステージ232の支持柱234で支持しながら、第2昇降機構で基板WFを保持した第2ステージ270を上
昇させる。真空吸着により第2ステージ270上の基板WFをトップリング302で受け取り保持する。

0018

一実施形態において、搬送ユニット200は洗浄部を有する。図3に示されるように、洗浄部は洗浄ノズル284を有する。洗浄ノズル284は、搬送ローラ202の上側に配置される上洗浄ノズル284aと、下側に配置される下洗ノズル284bとを有する。上洗浄ノズル284aおよび下洗浄ノズル284bは、図示しない洗浄液供給源に接続される。上洗浄ノズル284aは、搬送ローラ202上を搬送される基板WFの上面に洗浄液を供給するように構成される。下洗浄ノズル284bは、搬送ローラ202上を搬送される基板WFの下面に洗浄液を供給するように構成される。上洗浄ノズル284aおよび下洗浄ノズル284bは、搬送ローラ202上を搬送される基板WFの幅と同程度、またはそれ以上の幅を備え、基板WFが搬送ローラ202上を搬送されることで、基板WFの全面が洗浄されるように構成される。図3に示されるように、洗浄部は、搬送ユニット200のプッシャ230の基板受け渡し場所よりも下流側に位置している。

0019

<研磨ユニット>
図4は、一実施形態による研磨ユニット300の構成を概略的に示す斜視図である。図1に示される基板処理装置1000は、2つの研磨ユニット300A、300Bを備えている。2つの研磨ユニット300A、300Bは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して研磨ユニット300として説明する。

0020

図4に示すように、研磨ユニット300は、研磨テーブル350と、研磨対象物である基板を保持して研磨テーブル350上の研磨面に押圧する研磨ヘッドを構成するトップリング302とを備えている。研磨テーブル350は、テーブル軸351を介してその下方に配置される研磨テーブル回転モータ(図示せず)に連結されており、そのテーブル軸351周りに回転可能になっている。研磨テーブル350の上面には研磨パッド352が貼付されており、研磨パッド352の表面352aが基板を研磨する研磨面を構成している。一実施形態において、研磨パッド352は、研磨テーブル350からの剥離を容易にするための層を介して貼り付けられてもよい。そのような層は、たとえばシリコーン層フッ素系樹脂層などがあり、例えば特開2014−176950号公報などに記載されているものを使用してもよい。

0021

研磨テーブル350の上方には研磨液供給ノズル354が設置されており、この研磨液供給ノズル354によって研磨テーブル350上の研磨パッド352上に研磨液が供給されるようになっている。また、図4に示されるように、研磨テーブル350およびテーブルシャフト351には、研磨液を供給するための通路353が設けられている。通路353は、研磨テーブル350の表面の開口部355に連通している。研磨テーブル350の開口部355に対応する位置において研磨パッド352は貫通孔357が形成されており、通路353を通る研磨液は、研磨テーブル350の開口部355および研磨パッド352の貫通孔357から研磨パッド352の表面に供給される。なお、研磨テーブル350の開口部355および研磨パッド352の貫通孔357は、1つであっても複数でもよい。また、研磨テーブル350の開口部355および研磨パッド352の貫通孔357の位置は任意であるが、一実施形態においては研磨テーブル350の中心付近に配置される。

0022

図4には示されていないが、一実施形態において、研磨ユニット300は、液体、又は、液体と気体との混合流体、を研磨パッド352に向けて噴射するためのアトマイザ358を備える(図1参照)。アトマイザ358から噴射される液体は、例えば、純水であり、気体は、例えば、窒素ガスである。

0023

トップリング302は、トップリングシャフト18に接続されており、このトップリン
シャフト18は、上下動機構319により揺動アーム360に対して上下動するようになっている。このトップリングシャフト18の上下動により、揺動アーム360に対してトップリング302の全体を上下動させ位置決めするようになっている。トップリングシャフト18は、図示しないトップリング回転モータの駆動により回転するようになっている。トップリングシャフト18の回転により、トップリング302がトップリングシャフト18を中心にして回転するようになっている。なお、トップリングシャフト18の上端にはロータリージョイント323が取り付けられている。

0024

なお、市場入手できる研磨パッドとしては種々のものがあり、例えば、ニッタ・ハース株式会社製のSUBA800(「SUBA」は登録商標)、IC−1000、IC−1000/SUBA400(二層クロス)、フジミインコーポレイテッド社製のSurfin xxx−5、Surfin 000等(「surfin」は登録商標)がある。SUBA800、Surfin xxx−5、Surfin 000は繊維をウレタン樹脂で固めた不織布であり、IC−1000は硬質発泡ポリウレタン単層)である。発泡ポリウレタンは、ポーラス多孔質状)になっており、その表面に多数の微細なへこみまたは孔を有している。

0025

トップリング302は、その下面に四角形の基板を保持できるようになっている。揺動アーム360は支軸362を中心として旋回可能に構成されている。トップリング302は、揺動アーム360の旋回により、上述の搬送ユニット200の基板受け渡し位置と研磨テーブル350の上方との間で移動可能である。トップリングシャフト18を下降させることで、トップリング302を下降させて基板を研磨パッド352の表面(研磨面)352aに押圧することができる。このとき、トップリング302および研磨テーブル350をそれぞれ回転させ、研磨テーブル350の上方に設けられた研磨液供給ノズル354から、および/または、研磨テーブル350に設けられた開口部355から研磨パッド352上に研磨液を供給する。このように、基板を研磨パッド352の研磨面352aに押圧して基板の表面を研磨することができる。基板WFの研磨中に、トップリング302が研磨パッド352の中心を通過するように(研磨パッド352の貫通孔357を覆うように)、アーム360を固定あるいは揺動させてもよい。

0026

トップリングシャフト18およびトップリング302を上下動させる上下動機構319は、軸受321を介してトップリングシャフト18を回転可能に支持するブリッジ28と、ブリッジ28に取り付けられたボールねじ32と、支柱130により支持された支持台29と、支持台29上に設けられたACサーボモータ38とを備えている。サーボモータ38を支持する支持台29は、支柱130を介して揺動アーム360に固定されている。

0027

ボールねじ32は、サーボモータ38に連結されたねじ軸32aと、このねじ軸32aが螺合するナット32bとを備えている。トップリングシャフト18は、ブリッジ28と一体となって上下動するようになっている。したがって、サーボモータ38を駆動すると、ボールねじ32を介してブリッジ28が上下動し、これによりトップリングシャフト18およびトップリング302が上下動する。研磨ユニット300は、ブリッジ28の下面までの距離、すなわちブリッジ28の位置を検出する位置検出部としての測距センサ70を備えている。この測距センサ70によりブリッジ28の位置を検出することで、トップリング302の位置を検出することができるようになっている。測距センサ70は、ボールねじ32,サーボモータ38とともに上下動機構319を構成している。なお、測距センサ70は、レーザ式センサ超音波センサ過電流式センサ、もしくはリニアスケール式センサであってもよい。また、測距センサ70、サーボモータ38をはじめとする研磨ユニット内の各機器は、制御装置900により制御されるように構成される。

0028

一実施形態による研磨ユニット300は、研磨パッド352の研磨面352aをドレッ
シングするドレッシングユニット356を備えている。このドレッシングユニット356は、研磨面352aに摺接されるドレッサ50と、ドレッサ50が連結されるドレッサシャフト51と、ドレッサシャフト51の上端に設けられたエアシリンダ53と、ドレッサシャフト51を回転自在に支持する揺動アーム55とを備えている。ドレッサ50の下部はドレッシング部材50aにより構成され、このドレッシング部材50aの下面には針状のダイヤモンド粒子が付着している。エアシリンダ53は、支柱56により支持された支持台57上に配置されており、これらの支柱56は揺動アーム55に固定されている。

0029

揺動アーム55は図示しないモータに駆動されて、支軸58を中心として旋回するように構成されている。ドレッサシャフト51は、図示しないモータの駆動により回転し、このドレッサシャフト51の回転により、ドレッサ50がドレッサシャフト51周りに回転するようになっている。エアシリンダ53は、ドレッサシャフト51を介してドレッサ50を上下動させ、ドレッサ50を所定の押圧力で研磨パッド352の研磨面352aに押圧する。

0030

研磨パッド352の研磨面352aのドレッシングは次のようにして行われる。ドレッサ50はエアシリンダ53により研磨面352aに押圧され、これと同時に図示しない純水供給ノズルから純水が研磨面352aに供給される。この状態で、ドレッサ50がドレッサシャフト51周りに回転し、ドレッシング部材50aの下面(ダイヤモンド粒子)を研磨面352aに摺接させる。このようにして、ドレッサ50により研磨パッド352が削り取られ、研磨面352aがドレッシングされる。

0031

本実施形態の研磨装置では、このドレッサ50を利用して研磨パッド352の摩耗量を測定する。すなわち、ドレッシングユニット356はドレッサ50の変位を測定する変位センサ60を備えている。この変位センサ60は、研磨パッド352の摩耗量を検知する摩耗量検知手段を構成し、揺動アーム55の上面に設けられている。ドレッサシャフト51にはターゲットプレート61が固定されており、ドレッサ50の上下動にともなって、ターゲットプレート61が上下動するようになっている。変位センサ60はこのターゲットプレート61を挿通するように配置されており、ターゲットプレート61の変位を測定することによりドレッサ50の変位を測定する。なお、変位センサ60としては、リニアスケール、レーザ式センサ、超音波センサ、もしくは渦電流式センサなどのあらゆるタイプのセンサが用いられる。

0032

本実施形態では、次のようにして研磨パッド352の摩耗量が測定される。まず、エアシリンダ53を駆動させてドレッサ50を、初期目立て済の研磨パッド352の研磨面352aに当接させる。この状態で、変位センサ60はドレッサ50の初期位置(高さ初期値)を検知し、その初期位置(高さ初期値)を制御装置900に記憶する。そして、1つの、または複数の基板の研磨処理が終了した後、再びドレッサ50を研磨面352aに当接させ、この状態でドレッサ50の位置を測定する。ドレッサ50の位置は研磨パッド352の摩耗量に応じて下方に変位するため、制御装置900は、上記初期位置と研磨後のドレッサ50の位置との差を求めることで、研磨パッド352の摩耗量を求めることができる。このようにして、ドレッサ50の位置に基づいて研磨パッド352の摩耗量が求められる。

0033

一実施形態において、図4に示されるような研磨ユニット300を用いて基板の研磨を行う場合、ドレッシングや研磨パッド352の交換などにより、研磨パッド352の厚さが変化する。後述するような弾性膜4(メンブレン)を膨らまして基板を加圧するトップリング302においては、弾性膜4と基板WFとの距離によって、基板の外周部における弾性膜の接触範囲面圧分布が変化する。この場合において、研磨の進行に伴い基板の面圧分布が変化しないようにするためには、研磨時のトップリング302と研磨パッド35
2の表面(研磨面)との距離を一定に維持する必要がある。このように、トップリング302と研磨パッド352の表面との距離を一定にするためには、例えば、研磨パッド352を交換して、研磨パッド352のドレッサによる初期目立て(後述する)を行った後に、研磨パッド352の表面の高さ(位置)を検知してトップリング302の下降位置を調整する必要がある。以下、この研磨パッド352の表面の高さ(位置)を検知する工程をトップリングによるパッドサーチという。

0034

トップリングによるパッドサーチは、トップリング302の下面(又は保持している基板の下面)を研磨パッド352の表面(研磨面)に接触させたときのトップリング302の高さ位置を検知することにより行われる。すなわち、トップリングによるパッドサーチ時には、サーボモータ38を駆動して、エンコーダにより回転数を積算しながらトップリング302を下降させる。トップリング302の下面が研磨パッド352の表面に接触すると、サーボモータ38に対する負荷増し、サーボモータ38に流れる電流が大きくなる。したがって、制御装置900の電流検出器によりサーボモータ38に流れる電流を検出し、電流が大きくなったときに、トップリング302の下面が研磨パッド352の表面に接触したと判断する。トップリング302の下面が研磨パッド352の表面に接触したと判断されると、制御装置900は、サーボモータ38のエンコーダの積算値からトップリング302の下降距離(位置)を算出し、この下降距離を記憶する。このトップリング302の下降距離から研磨パッド352の表面の高さを得て、制御装置900は、この研磨パッド352の表面の高さから研磨時のトップリング302の設定位置を算出する。

0035

この場合において、トップリングによるパッドサーチ時に使用する基板としては、基板処理装置1000による処理対象となる基板ではなく、パッドサーチ用のダミー基板を用いるのが好ましい。基板処理装置1000による処理対象となる基板でパッドサーチを行ってよい場合もあるが、パッドサーチ用のダミー基板を用いることにより、パッドサーチにより処理対象となる基板にダメージを与える可能性を無くすことができる。

0036

また、サーボモータ38としては、モータの最大電流可変なものを使用することが好ましい。このようなサーボモータを用いることで、例えば、トップリングによるパッドサーチ時にモータの最大電流値を一例として25%〜30%程度に設定しておくことにより、トップリング302の下面または保持される基板(ダミー基板)の表面が研磨パッド352に接触したときに、基板(ダミー基板)、トップリング302、研磨パッド352などに極端に大きな負荷がかかることを防止することができる。また、この場合において、トップリング302の下降時間や下降距離から、トップリング302が研磨パッド352に接触するときをある程度予測できるので、トップリング302が研磨パッド352に接触する前にサーボモータ38の最大電流値を下げることが好ましい。このようにすれば、速やかで確実な下降動作ができる。

0037

次に、一実施形態による研磨ユニット300におけるトップリング302について説明する。図5は、一実施形態による、研磨対象物である基板を保持して研磨パッド上の研磨面に基板を押圧するトップリング302の模式的な断面図である。図5おいては、トップリング302を構成する主要構成要素だけを模式的に図示している。図6は、一実施形態による、トップリング302を研磨テーブル350側から見た図である。

0038

図5に示されるように、トップリング302は、基板WFを研磨面352aに対して押圧するトップリング本体2と、研磨面352aを直接押圧するリテーナ部材3とを有する。トップリング本体2は概略四角形平板状の部材からなり、リテーナ部材3はトップリング本体2の外周部に取り付けられている。一実施形態において、リテーナ部材3は、図6に示さるように細長長方形の板状の部材である。図6に示される実施形態においては、リテーナ部材3は、4本の板状の部材が四角形のトップリング本体2の各辺の外側に設
けられている。また、一実施形態において、図6に示されるようにリテーナ部材3は複数の溝3aを備えている。図6に示されるリテーナ部材3は、トップリング302の内側から外側に延びる溝3aが形成されている。図6に示される実施形態においては、トップリング本体2の角部にはリテーナ部材3が無い領域が存在している。図7は、一実施形態によるリテーナ部材3の形状を示す図である。図7に示されるリテーナ部材3は、図6に示される細長いリテーナ部材3の端部が扇形になった形状である。そのため、図7に示されるように4個のリテーナ部材3を組み合わせることで、トップリング本体2の角部も含めてほぼ全体をリテーナ部材3で囲むことができる。トップリング本体2は、エンジニアリングプラスティック(例えば、PEEK)などの樹脂により形成されている。トップリング本体2の下面には、基板の裏面に接触する弾性膜(メンブレン)4が取り付けられている。一実施形態において、弾性膜(メンブレン)4は、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ポリウレタンゴムシリコンゴム等の強度および耐久性に優れたゴム材によって形成される。一実施形態において、弾性膜(メンブレン)4は、金型を使用してゴム材から形成することができる。

0039

弾性膜(メンブレン)4は同心状の複数の隔壁4aを有し、これら隔壁4aによって、弾性膜4の上面とトップリング本体2の下面との間に円形状のセンター室5、センター室5を囲う四角の環状のリプル室6、リプル室6を囲う四角の環状の中間室7、中間室7を囲う四角の環状のアウター室8、アウター室8を囲う四角の環状のエッジ室9が形成されている。すなわち、トップリング本体2の中心部にセンター室5が形成され、中心から外周方向に向かって、順次、同心状に、リプル室6、中間室7、アウター室8、エッジ室9が形成されている。図8Aは、一実施形態による弾性膜(メンブレン)4の構造を示す上面図である。図8Bは、図8Aに示される矢印B−Bに沿って切り出した断面図である。図8Cは、図8Aに示される矢印C−Cに沿って切り出した断面図である。図5に示されるように、トップリング本体2内には、センター室5に連通する流路11、リプル室6に連通する流路12、中間室7に連通する流路13、アウター室8に連通する流路14、エッジ室9に連通する流路15がそれぞれ形成されている。そして、センター室5に連通する流路11、リプル室6に連通する流路12、中間室7に連通する流路13、アウター室8に連通する流路14、エッジ室9に連通する流路15は、ロータリージョイント323を介して流路21、22、23、24、25にそれぞれ接続されている。そして、流路21,22,23,24,25は、それぞれバルブV1−1,V2−1,V3−1,V4−1,V5−1および圧力レギュレータR1,R2,R3,R4,R5を介して圧力調整部30に接続されている。また、流路21,22,23,24,25は、それぞれバルブV1−2,V2−2,V3−2,V4−2,V5−2を介して真空源31に接続されるとともに、バルブV1−3,V2−3,V3−3,V4−3,V5−3を介して大気に連通可能になっている。なお、バルブV6−2およびその周辺配管は後述のリテーナ部380が真空引き不可の構造であれば、省略してもよい。

0040

図6図8A〜8Cに示されるように弾性膜4には、リプル室6に連通し基板WFをトップリング302に真空吸着させるための複数の真空吸着孔315が形成されている。一実施形態として、図6図8Aに示されるように、真空吸着孔315は8個設けられている。真空吸着孔315は図示しない通路に連通し、真空源に連結される。真空吸着孔315を介して、基板WFをトップリング302の弾性膜4に対して真空吸着させることができる。

0041

また、リテーナ部材3の上にも弾性膜からなるリテーナ部材加圧室10が形成されており、リテーナ部材加圧室10は、トップリング本体2内に形成された流路16およびロータリージョイント323を介して流路26に接続されている。そして、流路26は、バルブV6−1および圧力レギュレータR6を介して圧力調整部30に接続されている。また、流路26は、バルブV6−2を介して真空源31に接続されるとともに、バルブV6−
3を介して大気に連通可能になっている。圧力レギュレータR1,R2,R3,R4,R5,R6は、それぞれ圧力調整部30からセンター室5、リプル室6、中間室7、アウター室8、エッジ室9およびリテーナ部材加圧室10に供給する圧力流体の圧力を調整する圧力調整機能を有している。圧力レギュレータR1,R2,R3,R4,R5,R6および各バルブV1−1〜V1−3、V2−1〜V2−3,V3−1〜V3−3,V4−1〜V4−3,V5−1〜V5−3,V6−1〜V6−3は、制御装置900(図1参照)に接続されていて、それらの作動が制御されるようになっている。また、流路21,22,23,24,25,26にはそれぞれ圧力センサP1,P2,P3,P4,P5,P6および流量センサF1,F2,F3,F4,F5,F6が設置されている。

0042

図5に示すように構成されたトップリング302においては、上述したように、トップリング本体2の中心部にセンター室5が形成され、中心から外周方向に向かって、順次、同心状に、リプル室6、中間室7、アウター室8、エッジ室9が形成され、これらセンター室5、リプル室6、中間室7、アウター室8、エッジ室9およびリテーナ部材加圧室10に供給する流体の圧力を圧力調整部30および圧力レギュレータR1,R2,R3,R4,R5,R6によってそれぞれ独立に調整することができる。このような構造により、基板WFを研磨パッド352に押圧する押圧力を基板WFの領域毎に調整でき、かつリテーナ部材3が研磨パッド352を押圧する押圧力を調整できる。

0043

次に、図4および図5に示すように構成された研磨ユニット300による一連の研磨処理工程について図19を参照して説明する。図19は一実施形態による研磨ユニット300により実施される一連の研磨処理工程を示すフローチャートである。図19に示すように、研磨処理工程は、研磨パッド352の交換から始まる(ステップS101)。すなわち、研磨により消耗した研磨パッド352を研磨テーブル350から取り外し、新たな研磨パッド352を研磨テーブル350に取り付ける。

0044

この場合、し立ての研磨パッド352は、表面が荒れていないため研磨能力欠け、また研磨テーブル350への取り付け方法によって及び製品ごとの個体差によって研磨パッド表面にはうねりがあるため、それらを是正して研磨に使える状態にするために、切削能力が大きくなるようにパッド表面を荒らす表面調整(ドレッシング)をする必要がある。この初期表面調整(ドレッシング)を初期目立て(ステップS102)と称する。

0045

次に、パッドサーチ用のダミー基板WFを用いてトップリング302によるパッドサーチを行う(ステップS103)。上述したように、パッドサーチは研磨パッド352の表面の高さ(位置)を検知する工程である。

0046

トップリングによるパッドサーチは、トップリング302の下面を研磨パッド352の表面(研磨面)に接触させたときのトップリング302の高さ位置を検知することにより行われる。すなわち、パッドサーチ時には、サーボモータ38を駆動して、エンコーダにより回転数を積算しながらトップリング302を下降させる。トップリング302の下面が研磨パッド352の表面に接触すると、サーボモータ38に対する負荷が増し、サーボモータ38に流れる電流が大きくなる。したがって、制御装置900の電流検出器によりサーボモータ38に流れる電流を検出し、電流が大きくなったときに、トップリング302の下面が研磨パッド352の表面に接触したと判断する。トップリング302の下面が研磨パッド352の表面に接触したと判断されると、制御装置900は、サーボモータ38のエンコーダの積算値からトップリング302の下降距離(位置)を算出し、この下降距離を記憶する。このトップリング302の下降距離から研磨パッド352の表面の高さを得て、制御装置900は、この研磨パッド352の表面の高さから研磨前のトップリング302の最適な位置を算出する。

0047

本実施形態においては、研磨前のトップリング302の最適な位置は、トップリング302に保持された基板WFの下面(被研磨面)と研磨パッド352の表面(研磨面)とにわずかな間隙があるような位置である。すなわち、研磨対象の基板WFの下面(被研磨面)が研磨パッド352の表面(研磨面)に接触することなく、基板WFの下面(被研磨面)と研磨パッド352の表面(研磨面)との間にわずかな間隙がある状態のトップリング302の高さ位置を、トップリング302の最適位置(Hinitial−best)として制御装置900に設定する(ステップS103)。

0048

次に、ドレッサ50よるパッドサーチを行う(ステップS104)。ドレッサによるパッドサーチはドレッサ50の下面を所定の圧力で研磨パッド352の表面(研磨面)に接触させたときのドレッサ50の高さ位置を検知することにより行われる。すなわち、エアシリンダ53を駆動させてドレッサ50を、初期目立て済みの研磨パッド352の研磨面352aに当接させる。この状態で、変位センサ60はドレッサ50の初期位置(高さ初期値)を検知し、この初期位置(高さ初期値)を制御装置900に記憶する。なお、ステップS102の初期目立てとステップS104のドレッサによるパッドサーチとを兼用させることもできる。すなわち、初期目立ての最終工程としてドレッサ50の高さ位置(初期位置)を検知し、この初期位置(高さ初期値)を制御装置900に記憶する。

0049

このように、ステップS102の初期目立てとステップS104のドレッサによるパッドサーチとを兼用した場合には、この後にステップS103のトップリングによるパッドサーチを行う。

0050

次に、トップリング302は、プッシャ230から基板WFを受け取って保持した後に、ステップS103によるトップリングによるパッドサーチで得たトップリングの設定位置(Hinitial−best)まで下降する。この設定位置(Hinitial−best)では、研磨前は、基板WFをトップリング302で吸着保持しているので基板WFの下面(被研磨面)と研磨パッド352の表面(研磨面)との間には、わずかな間隙がある。このとき、研磨テーブル350およびトップリング302は、ともに回転駆動されている。この状態で、基板WFの裏面側にある弾性膜4(メンブレン)を膨らませ、基板WFの下面(被研磨面)を研磨パッド352の表面(研磨面)に接触させ、研磨テーブル350とトップリング302とを相対運動させることにより、基板WFの表面(被研磨面)が所定の状態(例えば、所定の膜厚)になるまで研磨する(ステップS105)。

0051

ステップS105における研磨が終了したら、トップリング302は、プッシャ230に研磨済の基板WFを受け渡し、また、プッシャ230から新たな研磨対象である基板WFを受け取る。トップリング302による研磨済みの基板WFから研磨前の基板WFへの交換作業の間に、ドレッサ50による研磨パッド352のドレッシングが行われる(ステップS106)。

0052

研磨パッド352の研磨面352aのドレッシングは次のようにして行われる。ドレッサ50はエアシリンダ53により研磨面352aに押圧され、これと同時に図示しない純水供給ノズルから純水が研磨面352aに供給される。この状態で、ドレッサ50がドレッサシャフト51周りに回転し、ドレッシング部材50aの下面(ダイヤモンド粒子)を研磨面352aに接触させる。このようにして、ドレッサ50により研磨パッド352が削り取られ、研磨面352aがドレッシングされる。

0053

ドレッシングの終了後に、ドレッサ50によるパッドサーチを行う(ステップS106)。このドレッサによるパッドサーチは、ステップS104で述べたとおりである。なお、ドレッシングの終了後にドレッサによるパッドサーチを別途行うようにしてもよいが、ドレッシングの最終工程として、そのまま測定すれば、ドレッシング兼パッドサーチを同
時に行うことができる。よって、ステップS104のドレッサと研磨テーブルの回転数、ドレッサの荷重条件もこれと同じにすることが望ましい。このように、ドレッサ50によるパッドサーチにより、ドレッシング後のドレッサ50の高さ位置を検知する(ステップS106)。

0054

次に、ステップS104で求めたドレッサ50の初期位置(高さ初期値)とステップS106で求めたドレッシング後のドレッサ50の高さ位置との差を求めることで、研磨パッド352の摩耗量(ΔH)を求める。

0055

制御装置900は、このようにして求めた研磨パッド352の摩耗量(ΔH)と、ステップS103のトップリング302によるパッドサーチで求めた、研磨時のトップリング302の設定位置(Hinitial−best)とから、式(1)に基づいて次の基板WFを研磨するためのトップリング302の最適位置(Hpost−best)を算出する(ステップS107)。
Hpost−best=Hinitial−best+ΔH・・・(1)
すなわち、研磨時のトップリングの高さ位置に影響を与える要素である研磨パッドの摩耗量(ΔH)を検知し、この検知した研磨パッドの摩耗量(ΔH)に基づいて、先に設定した研磨時のトップリング302の設定位置(Hinitial−best)を補正し、次の基板WFを研磨するためのトップリング302の設定位置(Hpost−best)を求めることにより、研磨時にトップリングが常に最適な高さ位置になるように制御する。

0056

次に、サーボモータ38を駆動して基板WFを保持したトップリング302をステップS107において求めたトップリング302の設定位置(Hpost−best)まで下降させ、トップリング302の高さ調整を行う(ステップS108)。この後、ステップS105〜ステップS108までの工程が研磨パッドが消耗するまで繰り返されて、多数の基板WFが研磨される。その後、再び、研磨パッドが交換されるステップS101が実行される。

0057

図19に示すフローチャートで説明したように、本実施形態においては、研磨ユニット300の運転中に、研磨時のトップリングの高さ位置に影響を与える要素である研磨パッドの摩耗量(ΔH)を検知し、この検知した研磨パッドの摩耗量(ΔH)に基づいて、先に設定したトップリング302の設定位置(Hinitial−best)を補正し、次の基板WFを研磨するためのトップリング302の設定位置(Hpost−best)を求めることにより、研磨時にトップリングが常に最適な高さ位置になるように制御することができる。したがって、研磨時のトップリングの設定位置を、トップリングが直接得るためのトップリングによるパッドサーチは、研磨パッドを交換したときのみ行えば済み、スループット飛躍的に高めることができる。

0058

図19に示されるフローチャートにおいては、研磨パッド352を交換するときにトップリングのパッドサーチ(S103)およびドレッサによるパッドサーチ(S104)を行っているが、一実施形態として、トップリングのパッドサーチ(S103)およびドレッサによるパッドサーチ(S104)は、任意のタイミングで行うことができる。たとえば、研磨パッド352を交換せずに厚さが異なる基板WFを研磨する場合において、トップリングのパッドサーチ(S103)を行い、トップリング302の最適位置(Hinitial−best)を再設定してもよい。その際、およびドレッサによるパッドサーチ(S104)を行ってもよい。厚さの異なる基板WFのためにトップリング302の最適位置(Hinitial−best)を再設定した後、ステップS105〜ステップS108を行うようにしてもよい。

0059

図9は、一実施形態によるトップリング302の詳細な構造を示す断面図である。図9は、図4に示されるトップリング302を矢印9−9に沿って切り出した断面図に相当する。図9に示される実施形態において、トップリング302は、トップリング本体2およびリテーナ部380を有する。トップリング本体2は、四角形の板状の上部材303と、上部材303の下面に取り付けられた中間部材304と、中間部材304の下面に取り付けられた下部材306とを備えている。リテーナ部380は、上部材303の外周部に取り付けられている。上部材303は、ボルト308などによりトップリングシャフト18に連結される。また、中間部材304は、ボルト309などにより上部材303に連結される。下部材306は、ボルト310などにより上部材303に連結される。上部材303、中間部材304、および下部材306は、金属材料プラスチック材料から形成することができる。一実施形態において、上部材303は、ステンレス鋼(SUS)から形成され、中間部材304および下部材306はプラスチック材料から形成される。

0060

図9に示されるように、下部材306の下面には、基板WFの裏面に接触する弾性膜4が取り付けられている。この弾性膜4は、図示のように同心の3つのホルダ316(中心部は薄い円柱状部材、その周囲の2個は四角の環状部材)により下部材306の下面に取り付けられる。ホルダ316は、ボルト311などにより下部材306に固定され、ホルダ316と下部材306とにより弾性膜4を挟むことで弾性膜4を下部材306の下面に取り付けることができる。弾性膜4の形状は、図8A〜8Cともに説明したものと同様であり、隔壁4aにより複数の区画が形成されている。

0061

図5、9に示されるように、弾性膜4および下部材306の下面により、センター室5、リプル室6、中間室7、アウター室8、およびエッジ室9が画定されている。図5に示されるように、センター室5、リプル室6、中間室7、アウター室8、およびエッジ室9には、それぞれ流路11、12、13、14、15が連絡しており、これらの流路を介して流体をセンター室5、リプル室6、中間室7、アウター室8、およびエッジ室9に供給して、各室5,6,7,8,9の内部圧力を独立して制御することができる。そのため、基板WFを研磨するときに、基板WFのエリア領域ごとに、研磨パッド352への接触圧力を制御することができる。

0062

図10は、図9に示される断面図のリテーナ部380を拡大して示す断面図である。図11は、図9に示される断面図のリテーナ部380を拡大して示す断面斜視図である。図示のように、上部材303の外周部には、リテーナ部380が設けられている。図示のように、上部材303の外周部の下面には上部ハウジング402が連結されている。一実施形態において、上部ハウジング402は、シールパッキンなどを介して上部材303にボルトなどで固定することができる。上部ハウジング402の下面には、下部ハウジング404が備えられている。一実施形態においては、上部ハウジング402および下部ハウジング404は、全体として四角の環状の部材であり、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂から形成することができる。下部ハウジング404の内部には、円筒形シリンダ406が画定されている。シリンダ406内には、ダイアフラム408が配置されている。一実施形態において、ダイアフラム408はゴム材から形成される。ダイアフラム408は、上部ハウジング402と下部ハウジング404とにより挟むことで固定される。シリンダ406の内部空間は、ダイアフラム408により上部空間と下部空間とに仕切られている。下部ハウジング404のダイアフラム408内には、ピストン410が配置されている。ピストン410の一端は、ダイアフラム408の下面に接触している。また、ピストン410の他端は、下部ハウジング404の下側から出て、リテーナ支持ガイド412に接触している。一実施形態において、ピストン410は、PPS樹脂から形成することができる。

0063

図13は、下部ハウジング404を上から見た平面図である。一実施形態において、下
部ハウジング404には、複数のシリンダ406が形成されており、それぞれのシリンダ406にダイアフラム408およびピストン410が配置されている。図13は、下部ハウジング404に複数のシリンダ406が形成され、それぞれのシリンダ406に配置されたダイアフラム408を示している。図示のように、同一の形状のシリンダ406、ダイアフラム408、ピストン410を用いることで、これらを製造するコストを低減することが可能になる。たとえば、寸法の異なるトップリング本体2を製造する場合でも、同一の部品であるダイアフラム408、ピストン410を使用することができ、トップリング本体2の大きさに応じて使用する数を変更するように設計することができる。

0064

上部ハウジング402には、通路403(図5では流路16として示されている)が設けられている。通路403は流体源(たとえば図5の圧力調整部30)に接続されている。通路403を通って、流体源から流体(たとえば空気または窒素)を下部ハウジング404のシリンダ406の上部空間内に供給することができる。シリンダ406の上部空間内に流体が供給されると、ダイアフラム408が下方向に膨らんでピストン410を下方向に移動させる。ピストン410が下方向に移動することで、リテーナ支持ガイド412を下方向に移動させることができる。

0065

一実施形態において、図10図11に示されるように、上部ハウジング402の外側側面からリテーナ支持ガイド412の外側側面に渡ってバンド414が取り付けられている。バンド414は、リテーナ支持ガイド412の下部ハウジング404に対する変位を許容するとともに、下部ハウジング404とリテーナ支持ガイド412との間の空間に研磨液などを浸入するのを防止する。

0066

図示のように、リテーナ支持ガイド412の下面には、リテーナガイド416が取り付けられている。一実施形態において、図示のように、リテーナ支持ガイド412とリテーナガイド416との間にはゴム材などからなるシールパッキン415が配置されている。図示のようにリテーナガイド416の下面には、リテーナ部材3が取り付けられる。図11に示されるように、リテーナ支持ガイド412、リテーナガイド416、およびリテーナ部材3は、ボルトにより固定することができる。リテーナ支持ガイド412およびリテーナガイド416は、全体として四角の環状の部材である。一実施形態において、リテーナ支持ガイド412およびリテーナガイド416は、ステンレス鋼(SUS)から形成され、リテーナ部材3は、PPS樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などから形成される。上述のように、下部ハウジング404内のピストン410によりリテーナ支持ガイド412が下方向に移動されることで、リテーナ部材3が下方向に移動される。

0067

一実施形態において、トップリング302は、リテーナ部材3を上下方向に変位可能に案内し、且つ、リテーナ部材3の横方向に変位することを禁止するように支持する、リテーナ案内装置を備える。一実施形態において、図10図11に示されるように、リテーナ支持ガイド412、リテーナガイド416、およびリテーナ部材3は、支持ローラ450により支持および案内されて、上下方向に移動可能である。図示のように、リテーナ支持ガイド412の内側側面には、支持パッド418が固定されている。図示のように、リテーナ支持ガイド412に固定された支持パッド418が支持ローラ450に接触および支持された状態で、リテーナ支持ガイド412、リテーナガイド416、およびリテーナ部材3が上下方向に移動する。なお、一実施形態において、リテーナ支持ガイド412に固定された支持パッド418と支持ローラ450との間にはわずかに隙間ができるように構成してもよい。一実施形態において、支持パッド418は、PPS樹脂や塩化ビニル樹脂PEEK樹脂などから形成することができる。

0068

図10図11に示されるように、トップリング本体2の下部材306には、リテーナ支持フレーム420が固定されている。図11に示されるように、リテーナ支持フレーム
420は、ボルト422により下部材306に固定される。図10図11に示されるように、下部材306とリテーナ支持フレーム420との間には、シールパッキン415が挟まれている。図示のように、シールパッキン415は、下部材306とリテーナ支持フレーム420との間の領域から、リテーナ支持ガイド412とリテーナガイド416との間の領域まで延びている。また、シールパッキン415は、トップリング本体2からリテーナ部380に渡って延びるともいえる。そのため、シールパッキン415は、トップリング本体2とリテーナ部380との間から研磨液などがトップリング302の内部に浸入することを防止することができる。

0069

図11に示されるように、リテーナ支持フレーム420にはシャフト424が固定されている。図12は、図10に示される矢印12の方向から見た断面図であり、支持ローラ450の構造を示している。図12に示されるように、シャフト424は、ボルト425によりリテーナ支持フレーム420に固定されている。シャフト424は、トップリング本体2が基板WFを保持する面に平行に延びる。また、シャフト424は、略四角形のトップリング本体2の四角形の辺に平行な方向に延びるともいえる。図12に示されるように、低摺動軸受426を介して、シャフト424の周囲に支持ローラ450が取り付けられている。そのため、支持ローラ450は、シャフト424を中心に自由に回転可能である。一実施形態において、シャフト424および支持ローラ450は、SUSなどの金属から形成される。一実施形態において、低摺動軸受426は、含油ポリアセタールから形成される。一実施形態において、低摺動軸受426は、円筒ころ軸受であってもよい。

0070

一実施形態において、支持ローラ450は、四角の環状のリテーナ部380の各辺に沿って複数設けられる。図14は、図9の矢印14−14の方向から見た断面図である。図14に示されるように、支持ローラ450は、四角形のリテーナ支持フレーム420の各辺にそれぞれ3個設けられている。図示の実施形態においては、支持ローラ450を各辺にそれぞれ3個設けているが、他の実施形態として支持ローラ450を各辺に1個ずつ設けてもよいし、それぞれ2個以上設けてもよい。

0071

上述のように、リテーナ支持ガイド412、リテーナガイド416、およびリテーナ部材3は上下方向に移動可能である。一実施形態においては、トップリング302は、上下動可能なリテーナ支持ガイド412、リテーナガイド416、およびリテーナ部材3の移動を制限するストッパを備えることができる。図16は、図14に示される矢印16−16の方向から見た断面図である。図14図16に示されるように、4角形のトップリング302の角部において、リテーナ支持フレーム420の一部が、リテーナ支持ガイド412の下面に潜り込んでいる。リテーナ支持ガイド412の下面に潜り込んだリテーナ支持フレーム420の上面は停止面420aを画定する。リテーナ支持ガイド412が下方向に移動するときに、リテーナ支持ガイド412の下面がリテーナ支持フレーム420の停止面420aに接触する。そのため、リテーナ支持フレーム420の停止面420aは、リテーナ支持ガイド412、リテーナガイド416、およびリテーナ部材3の下方向の移動量の限界値を画定する。なお、一実施形態において、リテーナ支持フレーム420の停止面420a、またはリテーナ支持ガイド412のリテーナ支持フレーム420に接触する面に樹脂などで形成される支持パッドを設けてもよい。リテーナ支持フレーム420およびリテーナ支持ガイド412がともに金属材料で形成される場合、金属どうしの接触により金属くずなどが発生することがある。支持パッドは、そのような金属くずの発生を防止するために設けられる。一実施形態において、かかる支持パッドは、リテーナ支持ガイド412に取り付けられる支持パッド418と同様の材料から形成することができる。

0072

上述の実施形態において、支持ローラ450は、研磨中に基板WFから受ける水平方向の荷重を支持することができる。たとえば、図14に示される状態において、基板WFからリテーナ部材3に右方向に力が加わるとする。その場合、トップリング302の左側に
あるリテーナ部380のリテーナ支持ガイド412に取り付けられた支持パッド418が(左側の)支持ローラ450を右方向に押し付ける。支持ローラ450のシャフト424は、リテーナ支持フレーム420に固定されており、リテーナ支持フレーム420は下部材306に固定されている。そのため、リテーナ部材3に水平方向の力が与えられたときに、支持ローラ450がその荷重を受けてリテーナ部材3が水平方向に移動することを防止することができる。

0073

図14に示されるように、支持ローラ450は、リテーナ部380の内側に配置されている。そのため、リテーナ部の外側から水平方向の荷重を支持する構成に比べて、トップリング302の寸法を小さくすることができる。図15は、参考例として示すトップリングのリテーナ部の周りを示す断面斜視図である。図15に示されるトップリング302は、円形であるが図11に示されるトップリング302と類似の構成である。図15に示される参考例のトップリング302は、図11に示されるトップリング302と同様に、シリンダ406内に流体を供給してダイアフラム408によりピストン410を駆動することで、リテーナガイド416およびリテーナ部材3を上下方向に移動させることができる。ただし、図15に示される参考例によるトップリング302では、リテーナ支持ガイド412は、トップリング302のトップリング本体2の下部材306に固定されており、トップリング本体2に対して動かない。図15に示さる実施形態によるトップリング302において、リテーナ支持ガイド412は、リテーナガイド416およびリテーナ部材3の外周方向の延び、リテーナ部材3の外側側面に接触してリテーナ部材3を支持している。そのため、リテーナ部材3は、リテーナ支持ガイド412に支持されながら上下方向に変位可能となっている。図15に示される参考例では、基板WFの研磨中に基板WFからリテーナ部材3に与えられる水平方向の荷重は、リテーナ支持ガイド412によりリテーナ部材3の外側から支持される。図15に示される参考例においては、リテーナ支持ガイド412が、リテーナ部材3の外側から支持するので、リテーナ支持ガイド412の半径方向の寸法が大きくなる。一方、図11などに示される実施形態においては、支持ローラ450によりリテーナ部材3の内側からリテーナ部材3を支持するので、図15に示される参考例のようにリテーナ支持ガイド412の寸法を大きくする必要がない。そのため、本願の上述の実施形態においては、トップリング302の寸法を小さくすることができる。

0074

また、上述の実施形態において、トップリングシャフト18の回転力は、上部材303、中間部材304、および下部材306に伝達される。さらに、回転力は下部材306に固定されたリテーナ支持フレーム420から支持ローラ450に伝達され、支持ローラ450から支持パッド418を通じてリテーナ部380に伝達される。そのため、トップリング302のトップリング本体2の回転力は支持ローラ450を通じてリテーナ部380へ伝達される。

0075

また、上述の実施形態において、通路403を通じてシリンダ406に流体を供給して、ダイアフラム408によりピストン410を駆動することで、リテーナ部材3を上下方向に移動させて研磨パッド352に対して押し付けることができる。また、シリンダ406に供給する流体の圧力により、リテーナ部材3の研磨パッド352への押しつけ圧力を制御することができる。上述の実施形態においては、リテーナ部材3が上下方向に移動するとき、支持ローラ450により案内されて移動する。そのため、支持ローラ450と支持パッド418との間の抵抗を小さくすることができる。図15に示される参考例においては、リテーナ支持ガイド412がリテーナ部材3の外側側面に接触して水平方向の荷重を支持しながら、リテーナ部材3の上下方向の移動を案内する。そのため、図15の参考例においては、本願の実施形態の支持ローラ450を使用する場合に比べて、リテーナ部材3の上下方向の移動を案内するときの抵抗が大きくなる。

0076

<乾燥ユニット>
乾燥ユニットは、基板WFを乾燥させるための装置である。図1に示される基板処理装置1000においては、乾燥ユニット500は、研磨ユニット300で研磨された後に、搬送ユニット200の洗浄部で洗浄された基板WFを乾燥させる。図1に示されるように、乾燥ユニット500は、搬送ユニット200の下流に配置される。

0077

図17は、一実施形態による乾燥ユニット500を模式的に示す側面図である。乾燥ユニット500は、基板WFを搬送するための搬送ローラ202を有する。一実施形態において、乾燥ユニット500の搬送ローラ202は、導電性ポリマーから構成することができる。搬送ローラ202は、ローラシャフト204などを介して電気的に接地される。これは、基板WFが帯電して基板WFを損傷することを防止するためである。また、一実施形態において、乾燥ユニット500に、基板WFの帯電を防止するためにイオナイザー(図示せず)を設けてもよい。乾燥ユニット500の搬送ローラ202は、搬送ユニット200の搬送ローラ202と同様にギア206およびモータ208により駆動される。図17に示されるように、乾燥ユニット500の入口側には、入口シャッタ502を備える。入口シャッタ502は、開閉可能に構成される。図17に示されるように、乾燥ユニット500は、搬送ローラ202上の所定の位置における基板WFの存在の有無を検知するためのセンサ504を有する。センサ504は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式のセンサとすることができる。図17に示される実施形態においては、センサ504は乾燥ユニット500に3個(504a〜504c)設けられている。一実施形態において、これらのセンサ504a〜504cによる基板WFの検知に応じて、乾燥ユニット500の動作を制御することができる。

0078

図17に示される実施形態において、乾燥ユニット500は、搬送ローラ202上を搬送される基板WFに向けて気体を噴射するためのノズル530を有する。気体は、たとえば圧縮された空気または窒素とすることができる。図示の実施形態において、ノズル530は、搬送ローラ202の下側に配置される下ノズル530aと、搬送ローラ202の上側に配置される上ノズル530bと、を有する。下ノズル530aは、搬送ローラ202上を搬送される基板WFの下面に気体を噴射するように配置される。また、上ノズル530bは、搬送ローラ202上を搬送される基板WFの上面に気体を噴射するように配置される。下ノズル530aおよび上ノズル530bは、搬送される基板WFの幅と同程度あるいはそれ以上の幅を有する。そのため、下ノズル530aおよび上ノズル530bにより搬送される基板WFの全体に渡って気体を噴きつけることができる。乾燥ユニット500は、下ノズル530aおよび上ノズル530bにより搬送される基板WF上の水滴を吹き飛ばすことで、基板WFを乾燥させることができる。なお、下ノズル530aおよび上ノズル530bは、それぞれ1つ設けてもよいし、基板WFの搬送方向に複数設けてもよい。本実施例では上ノズル530bと下ノズル530aとも3個設けている。各ノズル530の形式としては気体供給口が基板WFの幅程度に伸びスリット状とすることができる。

0079

図17に示される乾燥ユニット500は、搬送ローラ202の上に配置される上搬送ローラ506を有する。上搬送ローラ506は、動力源に接続されており、回転可能に構成されている。一実施形態において、上搬送ローラ506は、搬送ローラ202と同様にギア206およびモータ208により駆動されるように構成される。

0080

<アンロードユニット>
アンロードユニット600は、研磨および洗浄などの処理が行われた後の基板WFを基板処理装置1000の外へ搬出するためのユニットである。図1に示される基板処理装置1000においては、アンロードユニット600は、乾燥ユニット500で乾燥された後の基板を受け入れる。図1に示されるように、アンロードユニット600は、乾燥ユニ
ト500の下流に配置される。

0081

図18は、一実施形態によるアンロードユニット600を模式的に示す側面図である。一実施形態において、アンロードユニット600は筐体602を備える。筐体602は基板WFを受け入れる側に入口開口604を備える。図18に示される実施形態においては、右側が入口側である。アンロードユニット600は、入口開口604から基板WFを受け入れる。一実施形態において、アンロードユニット600は、SMEMA(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)の機械装置インタフェース規格(IPC-SMEMA-9851)に準拠するように構成される。

0082

図18に示される実施形態において、アンロードユニット600は、基板WFを搬送するための複数の搬送ローラ202を備えている。搬送ローラ202を回転させることで、搬送ローラ202上の基板を所定の方向に搬送することができる。一実施形態において、アンロードユニット600の搬送ローラ202は、導電性ポリマーから構成することができる。一実施形態において、搬送ローラ202は、ローラシャフト204などを介して電気的に接地される。これは、基板WFが帯電して基板WFを損傷することを防止するためである。また、一実施形態において、アンロードユニット600に、基板WFの帯電を防止するためにイオナイザー(図示せず)を設けてもよい。

0083

図示の実施形態において、アンロードユニット600の筐体602は、基板WFの出口開口608を有する。アンロードユニット600は、搬送ローラ202上の所定の位置における基板WFの存在の有無を検知するためのセンサ612を有する。センサ612は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式のセンサとすることができる。図18に示される実施形態においては、センサ612は筐体602内に3つ設けられており、1つは入口開口604付近に設けられるセンサ612aであり、1つはアンロードユニット600の中央付近に設けられるセンサ612bであり、もう1つは出口開口608付近に設けられるセンサ612cである。一実施形態において、これらのセンサ612による基板WFの検知に応じて、アンロードユニット600の動作を制御することができる。たとえば、入口開口604付近のセンサ612aが基板WFの存在を検知したら、アンロードユニット600内の搬送ローラ202の回転を始動するようにしてもよいし、また、搬送ローラ202の回転速度を変更してもよい。

0084

以下において、上述した基板処理装置1000による基板WFの搬送経路を説明する。基板処理装置1000の動作は、制御装置900により制御される。基板処理装置1000の上流には、他の処理装置が配置されている。上流側の他の処理装置にて処理された基板WFは基板処理装置1000のロードユニット100の入口開口104から搬入される。上述の実施形態においては、基板WFは、研磨ユニット300により研磨される面が下向きで搬送される。一実施形態において、ロードユニット100のセンサ112aにより基板WFを検知したら、ロードユニット100の搬送ローラ202の動作を開始させるように構成することができる。また、ロードユニット100に導入された基板WFはリーダー106により基板WFのIDが読み取られる。読み取られたIDに応じて基板処理装置1000での処理を決定してもよい。また、読み取ったIDにより、導入された基板WFが基板処理装置1000による処理対象ではないと判断されたら、搬送ローラ202による搬送を停止してもよい。搬送ローラ202によりロードユニット100内を基板WFが搬送されると、センサ112cにより基板WFが検知される。センサ112cにより基板WFが検知され、且つ、搬送ユニット200Aで基板WFの受け入れ準備ができている場合は、搬送ユニット200Aの入口シャッタ218が開き、搬送ローラ202により基板WFがロードユニット100から搬送ユニット200Aへ搬送される。搬送ユニット200Aで基板WFの受け入れ準備ができていない場合は、ロードユニット100の搬送ローラ202の動作を停止して、搬送ユニット200Aの受け入れ準備ができるのを待つ。

0085

基板WFが搬送ユニット200Aに搬送されると、搬送ユニット200Aの入口側に配置されたセンサ216aが基板WFを検知する。センサ216aにより、基板WFの後ろが通過したことが確認されると、入口シャッタ218を閉じる。その後、センサ216bにより基板WFの位置を監視しながら、搬送ユニット200Aの搬送ローラ202で基板WFが搬送される。このときストッパ移動機構222によりストッパ220が基板WFの搬送経路内に移動されている。搬送ローラ202上を搬送されてきた基板WFは、ストッパ220に接触して基板WFが停止される。また、センサ216cはストッパ220の位置に配置されており、センサ216cにより基板WFを検知すると搬送ローラ202の動作を停止する。ストッパ220の位置(基板受け渡し位置)で停止した基板WFは、プッシャ230を介して、研磨ユニット300Aのトップリング302に受け渡される。

0086

基板WFが基板受け渡し位置で停止されると、研磨ユニット300Aのアーム360を揺動させて、トップリング302を搬送ユニット200Aの基板WFの上に位置させる。次に、プッシャ230の第1ステージ232および第2ステージ270を上昇させて、第2ステージ270により搬送ローラ202上の基板WFを受け取る。プッシャ230の第1ステージ232に、トップリング302のリテーナ部材3を支持させるとともに、第2ステージ270をさらに上昇させる。この状態において、トップリング302が、真空吸着により基板WFを弾性膜4の下面に保持する。

0087

トップリング302に基板WFを保持させたら、揺動アーム360を揺動させて、基板WFを保持するトップリング302が研磨ユニット300Aの研磨パッド352に対向する位置にくるようにする。その後、研磨テーブル350およびトップリング302を回転させながら、基板WFを研磨パッド352に押し当てて基板WFを研磨する。基板WFの研磨中は、研磨液供給ノズル354および通路353を通じて研磨液を研磨パッド352の表面に供給する。

0088

研磨ユニット300Aでの基板WFの研磨が終了すると、揺動アーム360を揺動させて、基板WFを保持するトップリング302を搬送ユニット200Aの基板受け渡し位置まで移動させる。トップリング302のリテーナ部材3が第1ステージ232に支持され、基板WFが第2ステージ270に支持されるようにトップリング302を移動させる。その後、トップリング302の真空吸着を開放し、基板WFを第2ステージ270の支持柱272に支持させる。その後、プッシャ230を下降させて、基板WFを搬送ローラ202上に受け渡す。

0089

なお、研磨ユニット300Aで基板WFの研磨が終了すると、研磨ユニット300Aでは、ドレッサ356およびアトマイザ358などを用いて研磨パッド352のドレッシング、洗浄などが行われる。

0090

研磨ユニット300Aから搬送ユニット200Aに基板WFが受け渡されると、搬送ローラ202を再び始動して基板WFを搬送する。センサ216dは基板WFの洗浄を開始する位置に設けられており、センサ216dにより基板WFを検知すると基板WFの洗浄を開始する。基板WFの洗浄をするときは、搬送ローラ202の回転速度を洗浄用の速度に変更してもよい。搬送ローラ202で基板WFを搬送しながら、上洗浄ノズル284aおよび下洗浄ノズル284bから洗浄液を基板WFに向けて噴射して基板WFを洗浄する。センサ216eは洗浄部内に配置されており、センサ216eにより基板WFの位置を監視しながら、基板WFを洗浄しながら基板WFが搬送される。センサ216fは、基板WFの洗浄を終了する位置に配置されており、センサ216fにより基板WFを検知すると、上洗浄ノズル284aおよび下洗浄ノズル284bからの洗浄液の噴射を停止する。また、基板WFの洗浄を終了すると、搬送ローラ202の回転速度を搬送用の速度に変更
する。センサ216gは、搬送ユニット200Aの出口付近に配置されている。センサ216gが基板WFを検知し、次のユニットである搬送ユニット200Bで基板WFの受け入れ準備ができていれば、出口シャッタ286を開いて基板WFを搬送ユニット200Aから搬送ユニット200Bへ搬送する。なお、センサ216gで基板WFを検知したときに、研磨ユニット300Bで基板WFの受け入れ準備が出来ていなければ、基板WFの受け入れ準備ができるまで搬送ローラ202の回転を停止して基板WFを待機させる。

0091

一実施形態において、搬送ユニット200Bでの基板WFの処理は、上述した搬送ユニット200Aと同様とすることができる。この処理では、典型的には同一の基板WFを研磨ユニット300Aと研磨ユニット300Bとで2段研磨する場合を含む。また、一実施形態において、基板WFの研磨は、研磨ユニット300Aまたは研磨ユニット300Bの一方でのみ(1段研磨だけ)行ってもよい。たとえば、研磨ユニット300Aでのみ基板WFの研磨およびを行い、研磨ユニット300Bでは研磨を行わない場合、搬送ユニット200Bでは、研磨ユニット300Bへの基板WFの受け渡しおよび洗浄は行わずに、搬送ローラ202で基板を搬送して次のユニットである乾燥ユニット500へ基板WFを受け渡す。また、研磨ユニット300Aでは研磨を行わずに研磨ユニット300Bでのみ基板の研磨を行う場合、搬送ユニット200Aでは研磨ユニット300Aへの基板WFの受け渡しおよび洗浄は行わずに、搬送ローラ202で基板を搬送して次のユニットである搬送ユニット200Bへ基板WFを受け渡す。

0092

図1に示される基板処理装置1000において、基板WFは、搬送ユニット200Bから乾燥ユニット500に搬送される。乾燥ユニット500に基板WFを受け入れるときは、搬送ユニット200Bの出口シャッタ286および乾燥ユニット500の入口シャッタ502が開き、搬送ローラ202により基板WFを搬送ユニット200Bから乾燥ユニット500に搬送する。基板WFが乾燥ユニット500の入口付近に配置されたセンサ504aを通り過ぎたことが検知されると、乾燥ユニット500の入口シャッタ502および搬送ユニット200Bの出口シャッタ286を閉じる。センサ504bは、乾燥ユニット500による基板WFの乾燥を開始する位置に配置されており、搬送ローラ202により基板WFが乾燥ユニット500内を搬送されてセンサ504bが基板WFを検知すると、下ノズル530aおよび上ノズル530bから気体の噴射を開始する。センサ504cは、乾燥ユニット500の出口付近に配置されており、センサ504cが基板WFを検知すると、下ノズル530aおよび上ノズル530bからの気体の噴射を停止する。また、センサ504cで基板WFを検知すると、出口シャッタ540を開いて、基板WFを乾燥ユニット500からアンロードユニット600に搬送する。

0093

アンロードユニット600に搬送された基板WFは、センサ612a〜612cに監視されながら搬送ローラ202により出口まで搬送され、出口開口608から基板処理装置1000の外へ搬送される。600の出口側には、基板WFの次の処理工程のための他の処理装置が配置されており、アンロードユニット600から次の処理工程の処理装置に引き渡される。

0094

図1に示される基板処理装置1000においては、搬送ユニット200および研磨ユニット300は、それぞれ2つ設けられているが、搬送ユニット200および研磨ユニット300はそれぞれ1つでもよいし、それぞれ3個以上でもよい。また、上述したように、ロードユニット100、搬送ユニット200、研磨ユニット300、乾燥ユニット500、およびアンロードユニット600は、それぞれ独立したユニットとして構成することができる。

0095

上述の実施形態から少なくとも以下の技術的思想が把握される。
[形態1]形態1によれば、基板を保持するためのトップリングが提供され、かかるトッ
プリングは、基板支持面と、前記基板支持面の外周を囲うように配置されるリテーナ部材と、前記基板支持面に垂直な方向における前記リテーナ部材の変位を可能に案内し、且つ、前記基板支持面に平行で前記基板支持面から離れる方向における前記リテーナ部材の変位を禁止するように支持する、リテーナ案内装置と、を有し、前記リテーナ案内装置は、前記基板支持部を囲うリテーナ部材の内側に配置されている。

0096

[形態2]形態2によれば、形態1によるトップリングにおいて、前記リテーナ案内装置は、支持ローラを有する、前記支持ローラの回転軸は前記基板支持面に平行である。

0097

[形態3]形態3によれば、形態1または形態2によるトップリングにおいて、前記基板支持面は、略四角形である。

0098

[形態4]形態4によれば、形態1から形態3のいずれか1つの形態によるトップリングにおいて、前記リテーナ部材は、複数の板状の部材を有し、四角形の前記基板支持面の各辺に対応して少なくとも1つのリテーナ部材が配置される。

0099

[形態5]形態5によれば、形態1から形態4のいずれか1つの形態によるトップリングにおいて、前記リテーナ案内装置は複数であり、前記リテーナ案内装置は、略四角形の前記基板支持面の各辺に対向する位置にあるリテーナ部材を案内および支持するように、前記各辺に対応して少なくとも1つ設けられる。

0100

[形態6]形態6によれば、形態1から形態5のいずれか1つの形態によるトップリングにおいて、前記基板支持面に垂直な方向に前記リテーナ部材を変位させるためのリテーナ駆動装置を有する。

0101

[形態7]形態7によれば、形態6によるトップリングにおいて、前記リテーナ駆動装置は、内部に気体を受け入れ可能なシリンダと、前記シリンダ内に配置されるダイアフラムと、前記ダイアフラムの動きに応じて変位可能なピストンと、を有し、前記リテーナ部材は、前記ピストンにより移動可能に構成されている。

0102

[形態8]形態8によれば、形態6または形態7によるトップリングにおいて、前記リテーナ駆動装置は複数であり、前記リテーナ駆動装置は、略四角形の前記基板支持面の各辺に対向する位置にあるリテーナ部材を駆動するように、前記各辺に対応するリテーナ部材に応じて少なくとも1つ設けられる。

0103

[形態9]形態9によれば、形態8によるトップリングにおいて、前記複数のリテーナ駆動装置は、同一の寸法である。

0104

[形態10]形態10によれば、形態1から形態9のいずれか1つの形態によるトップリングにおいて、前記基板支持面は、弾性部材を有し、前記弾性部材は、圧力室の少なくとも一部を画定する。

0105

[形態11]形態11によれば、形態10によるトップリングにおいて、前記弾性部材は、複数の圧力室を画定する。

0106

[形態12]形態12によれば、形態10または形態11によるトップリングにおいて、前記圧力室に気体を供給するための通路を有する。

0107

[形態13]形態13によれば、基板処理装置であって、かかる基板処理装置は、形態1から形態12のいずれか1つの形態によるトップリングと、研磨パッドを保持するよう
に構成された研磨テーブルと、を有する。

0108

2…トップリング本体
3…リテーナ部材
4…弾性膜
4a…隔壁
18…トップリングシャフト
50…ドレッサ
300…研磨ユニット
302…トップリング
303…上部材
304…中間部材
306…下部材
315…真空吸着孔
319…上下動機構
350…研磨テーブル
352…研磨パッド
354…研磨液供給ノズル
355…開口部
356…ドレッシングユニット
357…貫通孔
358…アトマイザ
360…揺動アーム
380…リテーナ部
402…上部ハウジング
404…下部ハウジング
406…シリンダ
408…ダイアフラム
410…ピストン
412…リテーナ支持ガイド
414…バンド
415…シールパッキン
416…リテーナガイド
418…支持パッド
420…リテーナ支持フレーム
424…シャフト
426…低摺動軸受
450…支持ローラ
900…制御装置
1000…基板処理装置
WF…基板

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