JP2008288600A - 基板の縁部除外領域の大きさを制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の縁部を除いた領域の幅を精密に制御できる基板の縁部の研磨方法を提供する。
【解決手段】研磨ヘッド３０４を回転させる角度の範囲を決定するステップと、基板１００の縁部１０４除外領域の幅を予め設定された寸法にするように、決定された角度の範囲で研磨ヘッド３０４を回転させるステップと、研磨ヘッドを用いて基板の縁部を研磨するステップとを含む。さらに、予め予定された縁部除外領域の幅が得られたか否かの判断に基づいて、縁部除外領域の幅が所定の値になるように、研磨ヘッド３０４を回転する角度を調整するステップを備える。
【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照

[0001]本出願は、発明の名称が「基板の縁部除外領域の大きさを制御する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された、米国仮特許出願番号第６０／９３９,２０９号(代理人整理番号：１１９８７／Ｌ)に対して優先権を主張しており、該出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

[0002]本出願は、同一出願人による、共に係属中である以下の米国特許出願に関連しており、それらの出願のそれぞれは、すべての目的のために、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

[0003]発明の名称は、「基板を処理する方法及び装置」であり、２００５年１２月９日付で出願された米国特許出願番号第１１／２９９,２９５号(代理人整理番号：１０１２１)；
[0004]発明の名称は、「基板を処理する方法及び装置」であり、２００５年１２月９日付で出願された米国特許出願番号第１１／２９８,５５５号(代理人整理番号：１０４１４)；
[0005]発明の名称は、「膨張式研磨ホイールを使用して基板のノッチを研磨する方法及び装置"であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５１号(代理人整理番号：１０６７４／Ｌ)；
[0006]発明の名称は、「基板ノッチの中心を見つける方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５３号(代理人整理番号：１１２４４／Ｌ)；
[0007]発明の名称は、「エピタキシャル膜の基板斜面及び縁部の研磨プロファイルを制御する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３４３号(代理人整理番号：１１４１７／Ｌ)；
[0008]発明の名称は、「成形されたバッキングパッドを使用して基板のノッチを研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２１９号(代理人整理番号：１１４８３／Ｌ)；
[0009]発明の名称は、「バッキングパッドを使用して基板の両面の縁部から膜及び薄片を除去する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３４２号(代理人整理番号：１１５６４／Ｌ)；
[0010]発明の名称は、「効率的なテープのルーティング配置を有する斜面研磨ヘッドを使用する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３５０号(代理人整理番号：１１５６５／Ｌ)；
[0011]発明の名称は、「基板研磨のためにローリングバッキングパッドを使用する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３４４号(代理人整理番号：１１５６６／Ｌ)；
[0012]発明の名称は、「研磨アームを使用して基板の縁部を研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３３３号(代理人整理番号：１１５６７／Ｌ)；
[0013]発明の名称は、「基板縁部のプロファイルを識別し、その識別された縁部のプロファイルによって基板の処理を調整する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２１２号(代理人整理番号：１１６９５／Ｌ)；
[0014]発明の名称は、「半導体の製造における高性能の基板斜面及び縁部の研磨のための方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,３３７号(代理人整理番号：１１８０９／Ｌ)；及び、
[0015]発明の名称は、「基板の振動により基板のノッチを研磨する方法及び装置」であり、２００７年５月２１日付で出願された米国特許出願番号第６０／９３９,２２８号(代理人整理番号：１１９５２／Ｌ)。

発明の分野

[0016]本発明は、一般的に、基板の処理に関し、より詳細には、基板の縁部を研磨する方法及び装置に関する。

発明の背景

[0017]半導体デバイスの製造のための基板を作成するに際して、基板の縁部は、一般的にクリーニング及び／または研磨される。典型的に、デバイス領域を保護するために、デバイス領域と基板の縁部との間にバッファ領域または「縁部除外領域」が提供されている。ますます厳しくなる要求条件によって、縁部除外領域の幅の精密な制御は、デバイス収率を最適化するための優先事項となった。縁部除外領域の幅に対するそのような精密な制御を提供することは困難であるというのが証明されてきた。したがって、縁部除外領域に対する制御を達成するために基板の縁部の研磨を制御する、改善された方法及び装置が要求されている。

発明の概要

[0018]本発明の第１の態様において、基板上の縁部除外領域の幅を制御する方法が提供される。この方法は、研磨ヘッドを回転させる角度の範囲を決定するステップと、上記基板の縁部除外領域に対する予め設定された幅を達成するように、上記決定された範囲で上記研磨ヘッドを回転させるステップと、上記研磨ヘッドを用いて上記基板の縁部を研磨するステップと、を含んでいる。

[0019]本発明の他の態様において、基板上の縁部除外領域の幅を制御する方法が提供される。この方法は、上記基板に対する縁部除外領域の予め設定された幅を達成するように、基板に対して研磨ヘッドを位置させるべき半径位置を決定するステップと、上記研磨ヘッドを上記決定された半径位置に移動させるステップと、上記研磨ヘッドを用いて上記基板を研磨するステップと、を含んでいる。

[0020]本発明のさらに他の態様において、基板上の縁部除外領域の幅を制御する方法が提供される。この方法は、ヘッドスペーサ及びバッキングローラーを有する研磨ヘッドを提供するステップであって、上記バッキングローラーは、中心から外れた位置で上記ヘッドスペーサに結合されて、研磨中に、基板に研磨テープを付けるように適合されている、ステップと、研磨中に、上記研磨ヘッドを使用して、上記研磨テープを上記基板の縁部除外領域に付けるステップとを含んでいる。

[0021]また、本発明のさらに他の態様において、基板上の縁部除外領域の幅を制御するシステムが提供される。このシステムは、ヘッドスペーサを有し、基板の縁部に接触するように適合された研磨ヘッドと、中心から外れた位置で上記ヘッドスペーサに結合されるバッキングパッドと、上記研磨ヘッドに結合される研磨アームと、上記研磨ヘッド及び研磨アームを作動させて、上記基板の縁部除外領域を制御するように適合されたコントローラとを備えている。

[0022]本発明の更なる特徴及び態様は、後述する詳細な説明、添付の特許請求の範囲及び添付の図面に基づいてより明らかになる。

詳細な説明

[0034]本発明は、基板上の縁部除外領域の幅を制御するための改善された方法及びシステムを提供する。基板の縁部除外領域の幅は、異なる電子デバイス製造業者によって異なることがある。典型的に、縁部除外領域は、基板の製造またはデバイス領域と基板縁部との間に位置される。基板の縁部を研磨することは、好ましい場合が多いが、製造またはデバイス領域内の基板を研磨することは、好ましくない。したがって、本発明は、基板の縁部除外領域の幅（例えば、研磨された幅）を制御する方法及びシステムを提供する。

[0035]本発明の一実施形態において、縁部除外領域の幅に対する精密な制御は、異なる角度（「揺動（ｒｏｃｋｉｎｇ）角度」）で研磨ヘッドを角をなしながら平行移動（「揺動」）することにより提供することができるが、ここで、より大きい角度で湾曲運動（ｓｗｅｅｐ）、研磨中に除去される材料の量がより多くなり、それによって、除外領域の幅が増加する。

[0036]本発明に他の実施形態において、縁部除外領域の幅に対する精密な制御は、研磨ヘッドが基板上に研磨テープを付ける位置を制御することにより、そして、特に、研磨ヘッドを含む研磨アームを基板の中心の方に向かってまたはそこから離れるように制御可能に移動させることにより、提供することができる。基板の中心の方に向かって研磨アームを移動することにより、縁部除外領域の幅を増加することができ、基板の中心から離れるように研磨アームを移動することにより、縁部除外領域の幅を減少することができる。

[0037]本発明のさらに他の実施形態において、縁部除外領域の幅に対する精密な制御は、基板表面に対するバッキングパッドの位置を制御するために、研磨ヘッドにおいてバッキングパッド（例えば、パッド、袋、ローラーなど）の位置をオフセットすることにより提供することができる。一部の実施形態において、中心から外れた研磨ヘッドスペーサの構成要素を使用してオフセットを提供することもできる。１つ以上の実施形態において、このような方法が使用されて、除外領域の幅をサブミリメートル以下の正確度で制御することができる。

[0038]図１をみると、基板１００の一部の概略的断面図が提供される。基板１００は、２個の主面１０２、１０２’、及び縁部１０４を含むことができる。基板１００のそれぞれの主面１０２、１０２’は、その上にデバイスが製造されるデバイス領域１０６、１０６’及びデバイス製造が行われないことを意味する除外領域１０８、１０８’（ここでは「縁部除外領域」と呼ばれる）を含むことができる（しかしながら、典型的に、２個の主面１０２、１０２’のうちの１つだけが、デバイス領域及び除外領域を含むようになる）。除外領域１０８、１０８’は、デバイス領域１０６、１０６’と縁部１０４との間のバッファとして機能することもできる。基板１００の縁部１０４は、外縁部１１０及び斜面１１２、１１４を含むことができる。斜面１１２、１１４は、２個の主面１０２、１０２’の除外領域１０８、１０８’と外縁部１１０との間に位置することができ、主面１０２、１０２'に対して角度を有しながら整列された表面を有することができる。縁部の研磨処理において、斜面１１２、１１４及び／または縁部除外領域１０８、１０８'は、欠陥または汚染物を除去するために、膜厚を減少させるために、そして、より一般的には表面の均一性を改善するために、研磨することができる。

[0039]縁部除外領域１０８、１０８'は、デバイスの製造に使用することのできない空間を占めることから、生産収率を高めるために、縁部除外領域１０８、１０８'の幅は最小化される傾向がある。しかしながら、縁部除外領域１０８、１０８'の幅があまりに小さすぎると、領域１０８、１０８'は、それ以上バッファとして適切に機能しなくなることがあり、縁部１０４とデバイス領域１０６、１０６'との間の近い距離によって、デバイス領域１０６、１０６'が誤って研磨され、或いは、縁部の研磨処理によって悪い影響を受けてしまうことがある。また、縁部除外領域１０８、１０８'の最適の幅は、基板の大きさと種類、基板に施されるべき製造処理、及び／または他のエンドユーザ仕様に基づいて変動することが可能であり、これは、厳密なことがある。したがって、領域１０８、１０８'のバッファリング機能を持続させながらも、収率における不要な損失を回避し、他のエンドユーザの必要条件を満足させるために、縁部除外領域１０８、１０８'の幅に対する精密な制御を有することが有用である。

[0040]図２は、本発明による例示的な縁部研磨システムまたは「モジュール」２００の平面図を示している。縁部研磨モジュール２００は、電子デバイスの製造設備において使用されるより大きい基板準備システム（図示せず）内に組み込まれることができる。例えば、基板準備システムは、新しい、処理されていない基板を受け取る工場インターフェース、及び縁部研磨モジュール２００のような研磨モジュール以外にも、基板１００からどのような塵埃または粒子を除去する１つ以上の洗浄モジュール等を含むことができる。基板準備システムは、エッチング、堆積などのような後続処理に、またはそのような処理の後に対して、基板の調子を調節するために使用することができる。

[0041]図２の縁部研磨モジュール２００は、１つ以上の縁部研磨装置２０２、２０４、２０６が位置するハウジング２０１を含むことができる。図示された実施形態は、３個の研磨装置を含んでいるが、異なる個数（例えば、１、２、または３つ以上）の装置が使用されることもできる。縁部研磨装置２０２、２０４、２０６は、基板１００が搭載されて且つ支持される、中央プラットフォーム２０８（図３に示されている）の周囲に位置される。中央プラットフォーム２０８は、駆動装置２１１（例えば、モータ、ギア、ベルト、チェーンなど）（図３にも示されている）により回転可能とすることができ、中央プラットフォーム２０８が回転中に、基板１００を所定の位置に保持するための真空チャックまたは他のメカニズムを含むことができる。描写された実施形態において、基板１００は、水平面方向に配向された主面を有する円盤形状である。しかし、他の実施形態において、基板１００は、その他の形状及び配向を有することもできる。

[0042]それぞれの縁部研磨装置２０２、２０４、２０６は、対応する研磨テープのスプールの組２１２、２１４、２１６によって、砥粒研磨テープに結合されるか、一緒に提供することができる。それぞれの研磨テープのスプールの組２１２、２１４、２１６は、供給スプール及び巻取りスプール（図３に示されている）を含むことができる。供給スプールは、基板１００に隣接して位置しており、巻き出されて対応する研磨装置２０２、２０４、２０６に引き込まれるように使用可能な、未使用研磨テープを保管することができ、一方、巻取りスプールは、使用済み及び／または磨耗された研磨テープを受け入れるように適合することができる。供給及び巻取りスプールのうちの１つまたは両方は共に、対応する縁部研磨装置２０２、２０４、２０６に前進する研磨テープの量を精密に制御するように段階的に移動することができる。

[0043]また、縁部研磨モジュール２００は、研磨装置２０２、２０４、２０６、駆動装置２１１、及びスプール２１２、２１４、２１６の組を含む、縁部研磨モジュールの構成要素の動作を指示するように適合されたコントローラ２２０（例えば、ソフトウェアにより駆動されるコンピューター、プログラミングされたプロセッサ、マイクロコントローラ、ゲートアレイ、論理回路、埋め込まれたリアルタイムプロセッサ等）を含んでいてもよい。１つ以上の実施形態において、それぞれの研磨装置２０２、２０４、２０６は、それ自身のコントローラを装備していることができる。コントローラ２２０は、メモリ資源（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、光学ディスク、近距離ネットワーク（ＬＡＮ）ストレージ）（図示せず）を含むか、もしくは、それに結合されることができる。１つ以上の実施形態において、コントローラ２２０は、縁部研磨モジュール２００の作動に関するデータにアクセスするように適合することができ、そのデータは、メモリ資源内に格納される、問い合わせ−アクセス可能なデータベースに格納することができる。

[0044]また、研磨モジュール２００は、基板１００上の縁部除外領域１０８、１０８'の幅を測定するように適合された１つ以上のセンサ（例えば、光度計などの検出器、及び光源のような光学センサ３００）を含むことができる。例えば、センサ３００は、基板１００の縁部除外領域に光ビームを向けることができる。反射されてきてセンサ３００で検出された光量により、基板の縁部除外領域の幅を決定することができる。他の方法では、カメラにより縁部除外領域の幅を直接測定することができる。また、カメラが基板を撮像し、イメージ処理ソフトウェアが、そのイメージに基づいて縁部除外領域の幅を決定することもできる。いずれの適切な測定システムであっても、使用することができる。

[0045]後で詳しく記述するように、それぞれの縁部研磨装置２０２、２０４、２０６は、対応するスプールの組２１２、２１４、２１６からの研磨テープの供給を受けるとき、研磨テープが強制的に基板１００の縁部に接触するようにローディング可能に適合することができる。研磨テープ３０６（図３に示されている）と基板縁部１０４との間の摩擦（すなわち、研磨接触）は、研磨テープ３０６に対して基板１００が回転中に発揮されるトルク、及び、基板１００の縁部１０４に研磨テープ３０６を押し付けるときに発揮される力を含むことができる。一部の実施形態において、接触点における結合力は、約０.５ｌｂｓ〜約２．０ｌｂｓに及ぶことができる。異なる量の力が使用されることもできる。

[0046]図３を見ると、縁部研磨装置、例えば２０２の概略図が描写されている。装置２０２は、基板１００の縁部１０４にほぼ接線方向である水平面に整列される研磨アーム３０１を含むことができる。研磨アーム３０１は、フレーム３０３によって支持されることができる。他の実施形態において、研磨アーム３０１は、異なるように、例えば、水平面に対して垂直にまたは角度を有しながら整列されていてもよい。研磨アーム３０１は、供給スプール３０８及び巻取りスプール３１０を含むスプールの組から研磨テープ３０６を受け取るように適合され、また、基板１００が中央プラットフォーム２０８によって、或いは他のメカニズム（例えば、ドライブローラー）によって回転されるとき、研磨テープ３０６を基板１００の縁部１０４に強制的に付けるように適合された研磨ヘッド部３０４（「ヘッド」）を含むことができる。スプール３０８、３１０は、特定量の未使用研磨テープ３０６が基板の縁部１０４に前進したり、継続的に移送されるようにするインデキシング（ｉｎｄｅｘｉｎｇ）能力、及び研磨テープ３０６が伸張されて、基板の縁部１０４に圧力を加えるようにする張力付与（ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ）能力を提供可能な、１つ以上の駆動装置（例えば、サーボモータ）により駆動することができる。一部の実施形態において、スプール３０８、３１０は、約１インチの直径であり、約５００インチの研磨テープ３０６を保持することができ、ポリウレタン、ポリビニルジフルオライド（ＰＶＤＦ）等のような任意の適切な材料から構成することができる。また、他の材料及びスプールの寸法が使用されていてもよい。図３に示されているように、全体の縁部研磨モジュール２００及び研磨装置２０２によって占有されたフットプリントが最小化されるように、スプール３０８、３１０は、垂直に配向されていてもよい。

[0047]また、研磨テープ３０６は、ヘッド３０４（示されているように）上にまたは他の地点に位置された１つ以上の張力ローラー３１２によって、さらに引っ張られることができる。張力ローラー３１２は、縁部の研磨処理に対する精密な制御を得るために、基板縁部１０４に対して可変量の張力を加えるように適合することができ、この縁部の研磨処理は、材料が縁部１０４及び／または縁部除外領域１０８、１０８'から除去されるとき、基板１００の異なる縁部構造及び変化を補償するために使用することができる。

[0048]１つ以上の実施形態において、研磨テープ３０６は、例えば、アルミニウム酸化物、シリコン酸化物、シリコン炭化物等を含む、１つ以上の異なる材料から作製することができる。また、他の材料が使用されてもよい。一部の実施形態において、使用される研磨材は、約０.５ミクロン〜約３ミクロンの大きさに及ぶもの、もしくは、他の大きさのものが使用されることができる。約０.２インチ〜約１.５インチの範囲内の多様な幅の研磨テープ３０６が使用されることができる（異なる幅のものが使用されることもできる）。１つ以上の実施形態において、研磨テープ３０６は、約０.００２インチ〜約０.０２インチの厚さであり、パッド（後述する）を使用する実施形態においては、約１〜約５ｌｂｓの張力に耐えることができ、パッドを使用しない実施形態においては、約３〜約８ｌｂｓの張力に耐えることができる。異なる厚さ及び強度を有するその他のテープが使用されることもできる。

[0049]縁部の研磨は、１つ以上の研磨装置（例えば、２０２、２０４、２０６）を使用して行うことができる。１つ以上の実施形態において、複数の研磨装置（例えば、２０２、２０４、２０６）が採用されて、それぞれの研磨装置は、類似の、或いは異なる特徴及び／またはメカニズムを有することができる。後者の場合には、特定の動作のために特定の研磨装置が採用されることがある。例えば、１つ以上の複数の研磨装置は、相対的に粗い研磨及び／または調整を行うように適合されながら、その一方で、１つ以上の複数の他の研磨装置は、相対的に細かい研磨及び／または調整を行うように適合されることができる。例えば、一部の実施形態において、縁部研磨モジュール２００の多様な研磨装置２０２、２０４、２０６は、所定の手順にて同時に或いは異なる時期に使用することができる、異なる種類の研磨テープ３０６（例えば、異なる研磨材のテープ）を支持することができる。また、研磨装置２０２、２０４、２０６のヘッド（例えば、３０４）が異なる位置に配置されて、支持されるテープが、回転する基板１００の縁部１０４の異なる部分を研磨するようにすることができる。このような方式で、研磨装置（例えば、２０２、２０４、２０６）は、例えば、相対的におおまかな研磨に合わせて調整するために、まず先に粗い研磨処理が行われて、必要に応じて、または研磨方法に従って、細かい研磨処理がその後に続けて行われるような順序で使用されることもできる。

[0050]複数の研磨装置（例えば、２０２、２０４、２０６）は、単一チャンバまたはモジュール（例えば、２００）に位置することができ、さらに、別の方法では、１つ以上の研磨装置は、別個のチャンバまたはモジュールに位置することもできる。複数のチャンバが採用される場合は、チャンバ同士の間で基板を移動させるためにロボットまたは別の種類の移送メカニズムが採用されて、別個のチャンバにおける研磨装置が、連続的にまたは他の方式で使用されることもできる。

[0051]ヘッド３０４は、異なる角度にて基板縁部１０４上に力を加えるために、基板縁部１０４に接線方向の軸の回りで角をなしながら平行移動されることができる。角をなす平行移動は、ヘッド３０４が基板縁部１０４の前後及び上下で「揺動（ｒｏｃｋ）」するように、振動するものであり得る。例えば、図４は、本発明の実施形態によって、基板１００の縁部１０４に対して研磨テープ３０６を付けるために位置された、例示的な研磨ヘッド３０４の拡大斜視図を示している。ヘッド３０４は、ロッカーアーム４０２（その一部が図４に示されている）及び／またはアクチュエータやロードアーム（図示せず）のような研磨アーム３０１の他の構成要素を介して、研磨装置２０２の研磨アーム３０１に結合（例えば、強固に）されることができる。ヘッド３０４は、供給スプール３０８から移送された研磨テープ３０６を受け取って張力を付与するように適合された張力ローラー４０６（図面には１つだけ示されている）を支持するロッカーアーム４０２に結合されたフレーム４０１を含む。研磨テープ３０６は、張力ローラー４０６によって引っ張られながら、バッキングローラー４０８に供給される。バッキングローラー４０８は、ローラー状に成形された回転可能なパッドを備えることができ、（図示されていないアクチュエータを介して）基板縁部１０４に向かって押圧されることができる。バッキングローラー４０８に対する圧力は、バッキングローラー４０８及び／または研磨テープ３０６（またはその一部）が、研磨中に、基板縁部１０４に合わせて輪郭を形成するようにすることができる。バッキングローラー４０８は、固定されたバッキングパッドに比較して、研磨テープ３０６に対する摩擦を減少させることができる。しかし、回転するもしくは固定されている、他のバッキングパッドが使用されることもできる。

[0052]バッキングローラー４０８は、ヘッドスペーサ４１０に（例えば、ピンジョイント、ボルトなどによって）回転可能に結合されることができ、ヘッドスペーサ４１０は、引き続き、ロッカーアーム４０２に結合されることができる。描写されているように、ロッカーアーム４０２は、ヘッドスペーサ４１０が位置可能な内部空間を有する、Ｃ形状の断面を有することができる。本発明の一部の実施形態において、バッキングローラー４０８は、ヘッドスペーサ４１０の中心から外れた位置でヘッドスペーサ４１０に結合されることができる。中心から外れた結合は、縁部の研磨、及び、特に図６Ｃと関連して詳しく後述する、縁部除外領域１０８、１０８'の幅に対する付加的な程度の制御を提供することができる。

[0053]ロッカーアーム４０２は、基板１００の縁部１０４に接線方向である長手方向軸の回りで回転するように適合することができる。長手方向軸は、バッキングローラー４０８の回転軸と一致していてもよく、より好ましくは、それから少しの距離を置いて位置されて、ヘッド３０４が十分な揺動角度で回転しているときに、バッキングローラー４０８が、基板１００の上または下で（単純に回転することとは対照的に）角をなしながら平行移動することができる。本発明は、揺動角度を調整可能なものとして、それにより、研磨されるべき基板１００の表面に対して、バッキングローラー４０８（及びそれによって、研磨テープ３０６）の角をなす平行移動に対する制御を提供する。そのような調整能力は、縁部除外領域１０８、１０８'でまたはその近方において、研磨のレベルに対する精密な制御を可能とするということが明らかにされている。

[0054]揺動角度は、研磨ヘッド３０４のフレーム４０１に沿って標準ラインＹ−Ｙ'（図５Ａに示されている）に対して画成することができる。図４に描写されている研磨ヘッド３０４の実施形態において、標準ラインＹ−Ｙ'（図５Ａに表示）は、ヘッド３０４の長手方向回転軸に対して直交するように整列される。基板縁部１０４方向に向けられたバッキングローラー４０８に対して標準ラインが垂直に整列するとき（すなわち、図５Ａに示されているように、標準ラインＹが基板１００の水平面に直交するとき）、揺動角度は、０と画成される。図５Ａにおいて、正の揺動角度は、０から時計方向の回転として画成することができ（図５Ａに太い点線の曲線矢印で表示）、この時計方向の回転で、バッキングローラー４０８（またはその一部）が基板１００の上部表面１０２の上で角をなしながら平行移動される。負の揺動角度は、０から反時計方向の回転として画成することができ、この反時計方向の回転で、バッキングローラー４０８（またはその一部）は基板１００の下部主面１０２'の下で角をなしながら平行移動される。したがって、図４は、ローリングパッド４０８とともに負の揺動角度であるヘッド３０４、及び基板１００の下部主面１０２'の下に（そして、それにより隠れて）位置されたフレーム４０１の一部を描写する。

[0055]図５Ａは、研磨アーム３０１の角回転を制御することにより縁部除外幅を制御する独創的な方法を図示した概略的断面図である。示されているように、揺動アーム４０２及びバッキングローラー４０８を含むヘッド３０４が、Ｙ−Ｙ'線に対して角度Θ_１の、第１の位置にあるとき、バッキングローラー４０８及び関連研磨テープ（図示せず）は、基板１００の斜面１１２部分上に位置して、基板１００の縁部除外領域１０８を研磨する位置にいない。ロッカーアーム４０２は、角度Θ_１で第１の位置から角度Θ_２で第２の位置まで湾曲運動するように回転される。認識することができるように、ロッカーアーム４０２が、Ｙ−Ｙ'線（仮想で示されている）に対して角度Θ_２で第２の位置まで回転されるとき、バッキングローラー４０８及び関連研磨テープ（図示せず）は、縁部除外領域１０８の直上に位置し、この位置で基板１００を研磨するように適用されることができる。このような方式で、揺動アーム４０２及び研磨ヘッド３０４の角度のある湾曲運動は、縁部除外領域１０８の幅を決定することができる。例えば、ヘッド３０４を６０度から８０度まで湾曲運動することにより、ヘッド３０４を６０度から７０度まで湾曲運動することとは異なって、より多くの量の材料が除去され、それにより、縁部除外領域１０８の幅は、例えば、約１ミリメートル増加することができる。

[0056]コントローラ２２０は、多様な基板の位置における研磨中に除去される材料の予測量（例えば、実験的に決定される）を角度のある湾曲運動に関連付ける、公知の研磨プロファイルに基づいて、予め設定された所望の縁部除外領域の幅を達成するために、適切な角度のある湾曲運動を決定することができる。例えば、そのようなプロファイルは、コントローラ２２０によってアクセス可能な１つ以上のデータベースに保存することができる。その後、コントローラ２２０は、決定された適切な角度のある湾曲運動に基づいて、ロッカーアーム４０２を作動させる制御信号を送信してもよい。

[0057]図５Ｂは、基板１００上の研磨アーム３０１の位置を介して縁部除外幅を制御する、他の方法を図示した概略的断面図である。研磨アーム３０１は、ヘッド３０４が基板１００の中心の方に向かってまたはそれから離れる半径方向に移動するように、移動及び／または回転することができる。図５Ｂに示されているように、ヘッド３０４（例えば、バッキングローラー４０８）の中心線（太い点線）は、第１の位置Ｘ１から第２の位置Ｘ２まで内側に移動することができ、それによって、ヘッド３０４及びバッキングローラー４０８（仮想で示されている）を基板１００の中心により近く移動させる。例えば、位置Ｘ１が縁部除外領域１０８の第１の端部を意味するなら、Ｘ１からＸ２までの距離Δは、バッキングローラー４０８及び関連研磨テープ（図示せず）が基板１００の主面１０２の縁部除外領域１０９に適用されるとき、縁部除外領域１０８の研磨された幅の対応する変化（例えば、増加）を意味することができる。このような方式で、ヘッド３０４が半径方向に移動される距離は、縁部除外領域１０８の幅を決定することができる。この方法の実施形態によると、コントローラ２２０は、研磨アーム３０１の移動及び／または回転、及びヘッド３０４の位置を制御して、予め設定された所望の除外領域の幅を達成することができる。

[0058]図５Ｃは、オフセット位置において研磨ヘッドスペーサ４１０を介して縁部除外幅を制御する、独創的な方法を図示した概略的断面図である。図６は、本発明によるヘッドスペーサ４１０の例示的な実施形態の斜視図である。ヘッドスペーサ４１０は、第１のセクション６０２及び第２のセクション６０４を備える。第２のセクション６０４は、第１の端部（図示せず）で第１のセクション６０２にずらされて長手方向に結合され、自由な第２の端部６０６を有する。自由端６０６は、バッキングローラー４０８を受け入れ、回転可能に結合するように適合された開口６０８を含むことができる。１つ以上の実施形態において、開口６０８は、長手方向（例えば、ヘッドスペーサ４１０の第１及び第２のセクション６０２、６０４が結合する方向）に交差して、中心を外れて位置することができる。一部の実施形態において、図５Ｃに示されているように、開口６０８がヘッドスペーサ４１０の自由端６０６上の中心に位置するとき、バッキングローラー４０８の中心線は、第１の位置Ｘ３（図５Ｃに図示）に位置する。開口６０８が基板１００の中心に向かって距離Ｄだけオフセットされたとき、ヘッドの中心線は、基板１００の中心により近く（仮想線で表示）対応する距離Ｄだけ位置Ｘ４（図５Ｄに図示）に移動する。他の方法では、第１及び第２のセクション６０２、６０４がずらされる量は、開口６０８がヘッドスペーサ４０２の自由端６０６の中心に位置するようにしておきながら、同じように開口６０８を距離Ｄだけ移動して、調整することができる。バッキングローラー４０８及び関連研磨テープ（図示せず）が縁部除外領域１０８を研磨するように適用されるとき、開口６０８のオフセットの距離Ｄは、縁部除外領域１０８の研磨された幅において対応する変化（例えば、増加）を引き起こすことができる。このような方式で、開口６０８のオフセット距離Ｄは、縁部除外領域１０８の幅または幅の変化を決定することができる。

[0059]縁部除外領域１０８の幅の変化は、例えば、研磨動作中に基板１００に適用されるとき、研磨アーム３０１及びヘッド３０４の回転移動及び／または角度移動に起因した、オフセット距離Ｄに正確に対応しないこともある（例えば、異なることがある）。公知のプロファイルに関する、多様なオフセット距離Ｄにおいて研磨中に除去された材料の予測量（例えば、実験的に決定される）は、コントローラ２２０によってアクセス可能な１つ以上のデータベース（図示せず）に保存することができ、予め設定された所望の除外領域の幅を達成するために行われる、前述した回転及び位置の変化のような位置調整を決定することに使用することができる。

[0060]したがって、前述したそれぞれの方法が、単独でまたは組み合わされて、さらに、順序に従ってまたは同時に使用され、予め設定された所望の除外領域の幅を達成することができる。

[0061]図７は、本発明による、研磨ヘッドの角回転を介して縁部除外領域の幅を制御する例示的な方法７００を図示したフローチャートである。ステップＳ７０２において、方法７００が開始される。ステップＳ７０４において、所望の縁部除外領域の幅が前もって設定される。ユーザは、幅値をコントローラ２２０に入力することにより縁部除外領域を予め設定することができ、または、基板１００上に製造されるべきデバイスの基板の大きさ及び種類のような入力された値に基づいて自動的に、予め設定される縁部除外領域の幅が決定されていてもよい。ステップＳ７０６において、研磨アーム３０１及びヘッド３０４の揺動角度（例えば、角度のある湾曲運動）の範囲は、予め設定された縁部除外領域の幅に基づき、コントローラ２２０によって決定されることができる。前述したように、コントローラ２２０は、この決定を行うに当たり、研磨プロファイル情報を有する１つ以上のデータベースにアクセスすることができる。ステップＳ７０８において、コントローラ２２０は、研磨中に、研磨アーム３０１及びヘッド３０４に、その決定された揺動角度で回転するという制御信号を送信する。

[0062]ステップＳ７１０において、コントローラ２２０により、縁部除外領域の幅が達成されたか否か、または、到逹可能な許容範囲内にあるか否かが決定される。この決定は、例えば、センサを使用して実際の縁部除外の幅を測定し、例えば、測定された縁部除外領域の幅を予め設定された所望の縁部除外領域の幅と比較することにより、行うことができる。他の測定手段が使用されていてもよい。もし、ステップＳ７１０において縁部除外幅が達成されておらず、許容範囲内でもない場合、この方法は、ステップＳ７１２へ進め、このステップＳ７１２において、コントローラ２２０は、予め設定された縁部除外領域の幅（例えば、測定された除外領域の幅と予め設定された除外領域の幅との間の差に基づいて）を達成するために、研磨アーム３０１とヘッド３０４の揺動角度範囲に対して行われるべき調整を決定する。ステップＳ７１４において、コントローラ２２０は、研磨中に、その調整された範囲の揺動角度で動作するように、研磨アーム３０１とヘッド３０４に制御信号を送信する。ステップＳ７１４の後、この方法は、Ｓ７１０に戻る。もし、ステップＳ７１０において縁部除外領域の幅が達成され、許容範囲内であるとコントローラ２２０が判断すれば、ステップＳ７１６において、この方法は終了する。一部の実施形態において、実際の縁部除外幅は、それぞれの基板に対してチェックされるものではない（もし、全部がチェックされるとしたら、例えば、初期にだけチェックするか、周期的にまたはその他の時間にチェックされる）。

[0063]図８は、本発明による、基板１００上に研磨アーム３０１を位置を介して縁部除外領域の幅を制御する例示的な方法８００を図示したフローチャートである。ステップＳ８０２において、方法８００が開始される。ステップＳ８０４において、所望の縁部除外領域の幅が前もって設定される。図７に関して前述したように、ユーザは、幅値をコントローラ２２０に入力することにより縁部除外領域の幅を予め設定することができ、または、基板１００上に製造されるべきデバイスの基板の大きさ及び種類（等）のような入力値に基づいて自動的に、予め設定される縁部除外領域の幅が決定されていてもよい。ステップＳ８０６において、基板１００に対する研磨アーム３０１及びヘッド３０４の半径位置が、予め設定された縁部除外領域の幅に基づき、コントローラ２２０によって決定される。ステップＳ８０８において、コントローラ２２０は、研磨アーム３０１に、研磨アーム３０１を（例えば、水平面で）移動及び／または回転させるように制御信号を送信し、それによって、その決定された半径位置にヘッド３０４を移動させる。その後、研磨が行われる。

[0064]ステップＳ８１０において、コントローラにより、縁部除外領域の幅が達成されたか否か、または、到逹可能な許容範囲内にあるか否かが決定される。この決定は、例えば、センサを使用して実際の縁部除外の幅を測定し、例えば、測定された縁部除外領域の幅を予め設定された所望の縁部除外領域の幅と比較することにより、行うことができる。もし、ステップＳ８１０において縁部除外幅が達成されておらず、許容範囲内でもない場合、この方法は、ステップＳ８１２へ進め、このステップＳ８１２において、コントローラ２２０は、予め設定された縁部除外領域の幅（例えば、測定された除外領域の幅と予め設定された除外領域の幅との間の差に基づいて）を達成するために適合された、ヘッド３０４の半径位置に対して行われるべき調整を決定する。ステップＳ８１４において、コントローラ２２０は、その調整された半径位置に移動するように、研磨アーム３０１とヘッド３０４に制御信号を送信し、研磨が行われる。ステップＳ８１４の後、この方法は、Ｓ８１０に戻る。もし、ステップＳ８１０において縁部除外領域の幅が達成され、許容範囲内であるとコントローラ２２０が判断すれば、ステップＳ８１６において、この方法は終了する。一部の実施形態において、実際の縁部除外幅は、それぞれの基板に対してチェックされるものではない（もし、全部がチェックされるとしたら、例えば、初期にだけチェックするか、周期的にまたはその他の時間にチェックされる）。

[0065]図９は、本発明による、ヘッドスペーサオフセットを介して縁部除外領域の幅を制御する例示的な方法９００を図示したフローチャートである。ステップＳ９０２において、方法９００が開始される。ステップＳ９０４において、所望の縁部除外領域の幅が前もって設定される。図７及び図８に関して前述したように、ユーザは、幅値をコントローラ２２０に入力することにより縁部除外領域を予め設定することができ、または、基板１００上に製造されるべきデバイスの基板の大きさ及び種類のような入力された値に基づいて自動的に、予め設定される縁部除外領域の幅が決定されていてもよい。ステップＳ９０６において、バッキングローラー４０８に結合されるように適合されたオフセット開口６０８を有するヘッドスペーサ４１０が設けられて、オフセット距離Ｄは、縁部除外幅と比較される。ステップＳ９０８において、コントローラ２２０は、オフセット位置でバッキングローラー４０８とともに、研磨アーム３０１及びヘッド３０４を動作させる制御信号を送信する。

[0066]ステップＳ９１０において、コントローラ２２０により、縁部除外領域の幅が達成されたか否か、または、到逹可能な許容範囲内にあるか否かが決定される。この決定は、例えば、センサを使用して実際の縁部除外の幅を測定し、測定された縁部除外領域の幅を予め設定された所望の縁部除外領域の幅と比較することにより、行うことができる。もし、ステップＳ９１０において縁部除外幅が達成されておらず、許容範囲内でもない場合、この方法は、ステップＳ９１２へ進め、このステップＳ９１２において、コントローラ２２０は、予め設定された縁部除外領域の幅を達成するように適合された、１つ以上の揺動角度範囲、または半径ヘッド位置に対して行われるべき調整を決定する。ステップＳ９１４において、コントローラ２２０は、その決定された調整によって移動及び／または回転するように、研磨アーム３０１とヘッド３０４に制御信号を送信する。その後、研磨が行われる。ステップＳ９１４の後、この方法は、Ｓ９１０に戻る。もし、ステップＳ９１０において縁部除外領域の幅が達成され、許容範囲内であるとコントローラ２２０が判断すれば、ステップＳ９１６において、この方法は終了する。一部の実施形態において、実際の縁部除外幅は、それぞれの基板に対してチェックされるものではない（もし、全部がチェックされるとしたら、例えば、初期にだけチェックするか、周期的にまたはその他の時間にチェックされる）。

[0067]上述した説明は、単に本発明の例示的な実施形態を開示したものである。本発明の範囲に含まれる、以上で開示した装置及び方法の変更は、当業界における通常の技術を有する者にとっては非常に明らかなことである。たとえば、円形の基板を洗浄する実施例のみが開示されているが、本発明は、他の形状を有する基板（例えば、平面パネルディスプレー用のガラスまたはポリマープレート）を洗浄するように変更することも可能である。さらに、装置による単一基板の処理のみが示されているが、一部の実施形態において、装置は、複数の基板を同時に処理することも可能である。

[0068]したがって、本発明は、例示的な実施形態に基づいて開示されているが、次の請求の範囲により特定されているとおり、その他の実施形態であっても本発明の精神及び範囲内に含まれることができるのを理解しなければならない。

例示的な基板の縁部の概略的断面図である。 本発明の実施形態による縁部の研磨のための例示的なシステムの概略的平面図である。 本発明の実施形態による縁部研磨装置の斜視図である。 本発明の実施形態による研磨ヘッドの拡大斜視図である。 本発明の実施形態による、研磨ヘッドの角回転を介して縁部除外領域の幅を制御する方法を図示した概略的断面図である。 本発明の実施形態による、基板上の研磨ヘッドの位置を介して縁部除外領域の幅を制御する方法を図示した概略的断面図である。 本発明の実施形態による、ヘッドスペーサオフセットを介して縁部除外領域の幅を制御する方法を図示した概略的断面図である。 本発明の実施形態によるヘッドスペーサの拡大斜視図である。 本発明による、研磨ヘッドの角回転を介して縁部除外領域の幅を制御する例示的な方法のフローチャートである。 本発明による、基板上の研磨ヘッドの位置を介して縁部除外領域の幅を制御する例示的な方法のフローチャートである。 本発明による、ヘッドスペーサオフセットを介して縁部除外領域の幅を制御する方法のフローチャートである。

符号の説明

１００…基板、１０２，１０２’…主面、１０４…縁部、１０６,１０６’…デバイス領域、１０８,１０８’…除外領域、１１０…外縁部、１１２、１１４…斜面、２００…研磨モジュール、２０１…ハウジング、２０２、２０４、２０６…研磨装置、２０８…中央プラットフォーム、２１１…駆動装置、２１２、２１４、２１６…スプール、２２０…コントローラ、３００…光学センサ、３０１…研磨アーム、３０３…フレーム、３０４…ヘッド、３０６…研磨テープ、３０８…供給スプール、３１０…巻取りスプール、４０２…ロッカーアーム、４０６…張力ローラー、４０８…バッキングローラー、４１０…ヘッドスペーサ、６０２…第１のセクション、６０４…第２のセクション、６０６…自由端、６０８… 開口

Claims (22)

1. 基板上の縁部除外領域の幅を制御する方法であって、
   研磨ヘッドを回転させる角度の範囲を決定するステップと、
   前記基板の縁部除外領域に対する予め設定された幅を達成するように、前記決定された角度の範囲で前記研磨ヘッドを回転させるステップと、
   前記研磨ヘッドを用いて前記基板の縁部を研磨するステップと
   を備える方法。
2. 前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かを決定するステップと、
   前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かに対する判断に基づいて、前記縁部除外領域の予め設定された幅を達成するように、前記研磨ヘッドを回転させる角度の範囲を調整するステップと
   をさらに備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記縁部除外領域の予め設定された幅を達成するように、研磨中に、前記研磨ヘッドを介して研磨テープを前記基板に付けるステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
4. コントローラを介して前記研磨ヘッドを作動させるステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
5. 前記研磨ヘッドが、バッキングローラーを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記基板に接触させるために、前記バッキングローラーを研磨テープに対して押圧するステップをさらに備える、請求項５に記載の方法。
7. 前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かを決定するために、実際の縁部除外幅を測定するステップをさらに備える、請求項２に記載の方法。
8. 前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かを決定するために、前記実際の縁部除外幅と前記予め設定された縁部除外幅とを比較するステップをさらに備える、請求項７に記載の方法。
9. １つ以上のセンサを介して前記実際の縁部除外幅を測定するステップをさらに備える、請求項７に記載の方法。
10. 基板上の縁部除外領域の幅を制御する方法であって、
    前記基板に対する縁部除外領域の予め設定された幅を達成するように、基板に対して研磨ヘッドを位置させるべき半径位置を決定するステップと、
    前記研磨ヘッドを前記決定された半径位置に移動させるステップと、
    前記研磨ヘッドを用いて前記基板を研磨するステップと、
    を備える方法。
11. 前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かを決定するステップと、
    前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かに対する決定に基づいて、前記縁部除外領域の予め設定された幅を達成するように、前記研磨ヘッドの半径位置を調整するステップと、
    をさらに備える、請求項１０に記載の方法。
12. 前記研磨ヘッドが前記基板に接触しているときに、前記研磨ヘッドを回転させるステップをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
13. 前記縁部除外領域の予め設定された幅を達成するように、前記回転する研磨ヘッドを介して研磨テープを前記基板に付けるステップをさらに備える、請求項１２に記載の方法。
14. 基板上の縁部除外領域の幅を制御する方法であって、
    ヘッドスペーサ及びバッキングローラーを有する研磨ヘッドを提供するステップであって、前記バッキングローラーが、中心から外れた位置で前記ヘッドスペーサに結合されて、研磨中に、基板に研磨テープを付けるように適合されている、ステップと、
    研磨中に、前記研磨ヘッドを使用して、前記研磨テープを前記基板の縁部除外領域に付けるステップと、
    を備える方法。
15. 前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かを決定するステップと、
    前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かの決定に基づいて、前記研磨ヘッドを回転させる角度範囲及び前記研磨ヘッドの半径位置のうちの少なくとも１つを調整するステップと、
    をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
16. コントローラを介して前記研磨ヘッドを作動させるステップをさらに備える、請求項１４に記載の方法。
17. 前記縁部除外領域の予め設定された幅が達成されたか否かを決定するために、実際の縁部除外幅を測定するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
18. 基板上の縁部除外領域の幅を制御するシステムであって、
    ヘッドスペーサを有し、基板の縁部に接触するように適合された研磨ヘッドと、
    中心から外れた位置で前記ヘッドスペーサに結合されるバッキングパッドと、
    前記研磨ヘッドに結合される研磨アームと、
    前記研磨ヘッド及び研磨アームを作動させて、前記基板の縁部除外領域を制御するように適合されたコントローラと、
    を備えるシステム。
19. 研磨テープをさらに備え、
    前記研磨ヘッドが、前記基板の縁部に前記研磨テープを押し付けるように適合された、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記研磨ヘッドが、前記基板縁部の周りに異なる角度で角をなしながら平行移動するように適合された、請求項１８に記載のシステム。
21. 前記研磨アームが、異なる幅を有する除外領域を提供するために移動するように適合された、請求項１８に記載のシステム。
22. 前記バッキングパッドが、研磨中に、前記基板の縁部に研磨テープを付けるように適合された、請求項１８に記載のシステム。

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