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JP2024093328A - Top ring and substrate processing device - Google Patents

Top ring and substrate processing device Download PDF

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Publication number
JP2024093328A
JP2024093328A JP2022209633A JP2022209633A JP2024093328A JP 2024093328 A JP2024093328 A JP 2024093328A JP 2022209633 A JP2022209633 A JP 2022209633A JP 2022209633 A JP2022209633 A JP 2022209633A JP 2024093328 A JP2024093328 A JP 2024093328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
top ring
substrate
bag
flow path
polishing
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
JP2022209633A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
篤史 吉田
Atsushi Yoshida
耕司 小野
Koji Ono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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 Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP2022209633A priority Critical patent/JP2024093328A/en
Priority to PCT/JP2023/042611 priority patent/WO2024142725A1/en
Publication of JP2024093328A publication Critical patent/JP2024093328A/en
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract

To adjust a compression area of a substrate flexibly.SOLUTION: A top ring 2302 for holding a substrate WF and pressing the substrate WF against a polishing surface includes: a plurality of bag members 2335 configured to use a gas supplied from a gas supply source 2331 to press the substrate WF; and a distribution mechanism 2305 having a passage for distributing the gas supplied from the gas supply source 2331 to the bag members 2335. The passage of the distribution mechanism 2305 is configured to switch between a first passage 2306A for supplying the gas to first groups A forming the bag members 2335 and a second passage for supplying the gas to second groups which form the bag members 2335 and are different from the first groups.SELECTED DRAWING: Figure 10A

Description

本願は、トップリングおよび基板処理装置に関する。 This application relates to a top ring and a substrate processing apparatus.

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(Printed Circuit 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。 Chemical mechanical polishing (CMP) equipment is used to planarize the surface of a substrate in the manufacture of semiconductor devices. Substrates used in the manufacture of semiconductor devices are often disk-shaped. In addition, there is an increasing demand for flatness when planarizing the surface of rectangular substrates such as copper clad laminate (CCL) substrates, printed circuit board (PCB) substrates, photomask substrates, and display panels, in addition to semiconductor devices. There is also an increasing demand for planarizing the surface of package substrates on which electronic devices are mounted, such as PCB substrates.

化学機械研磨装置などの基板処理装置は、基板を保持して研磨パッドに押圧するためのトップリングを含む。例えば特許文献1に記載されているように、トップリングは、複数の弾性膜を用いて同心状の複数の加圧室を形成することによって、基板の押圧力をエリアごとにコントロールすることが開示されている。 Substrate processing apparatuses such as chemical mechanical polishing apparatuses include a top ring for holding a substrate and pressing it against a polishing pad. For example, as described in Patent Document 1, the top ring uses multiple elastic membranes to form multiple concentric pressure chambers, thereby controlling the pressing force on the substrate for each area.

特開2021-79488号公報JP 2021-79488 A

特許文献1に記載されているような従来技術のトップリングは、基板の加圧エリアの調整を柔軟に行うことについて考慮されていない。 Conventional top rings such as those described in Patent Document 1 do not take into consideration the flexibility of adjusting the pressure area of the substrate.

すなわち、従来技術のトップリングは、加圧エリアが固定されているので、基板の研磨プロファイルを調整することが難しい。このため、例えば基板の種類によって加圧エリアを変更したい場合には、その度に弾性膜を製作してトップリングに組み込む必要があるため、作業が煩雑になる。 In other words, with conventional top rings, the pressure area is fixed, making it difficult to adjust the polishing profile of the substrate. For this reason, if you want to change the pressure area depending on the type of substrate, for example, you need to create an elastic membrane and incorporate it into the top ring each time, which makes the process complicated.

そこで、本願は、基板の加圧エリアの調整を柔軟に行うことを目的としている。 Therefore, the purpose of this application is to flexibly adjust the pressure area of the substrate.

一実施形態によれば、基板を保持して研磨面に押圧するためのトップリングであって、気体供給源から供給される気体を用いて基板を押圧するように構成された複数の袋部材と、前記気体供給源から供給された気体を前記複数の袋部材に分配するための流路を有する分配機構であって、前記流路は、前記複数の袋部材をグループ分けして構成される第1の複数のグループに気体を分配する第1の流路と、前記複数の袋部材をグループ分けして構成される前記第1の複数のグループとは異なる第2の複数のグループに気体を分配する第2の流路と、を切り替え可能に構成される、分配機構と、を含む、トップリングが開示される。 According to one embodiment, a top ring for holding and pressing a substrate against a polishing surface is disclosed, the top ring including: a plurality of bag members configured to press the substrate using gas supplied from a gas supply source; and a distribution mechanism having flow paths for distributing the gas supplied from the gas supply source to the plurality of bag members, the flow paths being configured to be switchable between a first flow path for distributing the gas to a first plurality of groups formed by grouping the plurality of bag members, and a second flow path for distributing the gas to a second plurality of groups different from the first plurality of groups formed by grouping the plurality of bag members.

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。1 is a plan view showing an overall configuration of a substrate processing apparatus according to one embodiment; 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。FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a polishing unit according to one embodiment. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングを概略的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment. 図5Aのトップリングの一部を拡大して概略的に示す平面図である。FIG. 5B is an enlarged schematic plan view of a portion of the top ring of FIG. 5A. 一実施形態のトップリングの一部を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a portion of a top ring according to an embodiment. 図6Aのトップリングの一部を拡大して概略的に示す平面図である。FIG. 6B is an enlarged schematic plan view of a portion of the top ring of FIG. 6A. 一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングを概略的に示す平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a top ring according to an embodiment. 図10Aのトップリングを概略的に示す平面図である。FIG. 10B is a plan view illustrating the top ring of FIG. 10A. 図10Aのトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 10B is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of the top ring of FIG. 10A. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a top ring according to an embodiment. 袋部材のグループ分けの変形例を概略的に示す平面図である。13 is a plan view showing a schematic modification of grouping of the bag members. FIG. 袋部材のグループ分けの変形例を概略的に示す平面図である。13 is a plan view showing a schematic modification of grouping of the bag members. FIG. 袋部材のグループ分けの変形例を概略的に示す平面図である。13 is a plan view showing a schematic modification of grouping of the bag members. FIG. 袋部材のグループ分けの変形例を概略的に示す平面図である。13 is a plan view showing a schematic modification of grouping of the bag members. FIG. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a top ring according to an embodiment. 図11Aのトップリングを概略的に示す平面図である。FIG. 11B is a plan view illustrating the top ring of FIG. 11A. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a top ring according to an embodiment. 図11Cのトップリングを概略的に示す平面図である。FIG. 11D is a plan view illustrating the top ring of FIG. 図11Cのトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 11D is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of the top ring of FIG. 一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment. 一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment.

以下に、本発明に係るトップリングおよび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。 Below, embodiments of a top ring and a substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, identical or similar elements are given identical or similar reference symbols, and duplicate descriptions of identical or similar elements may be omitted in the description of each embodiment. Furthermore, the features shown in each embodiment can be applied to other embodiments as long as they are not mutually inconsistent.

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。 1 is a plan view showing the overall configuration of a substrate processing apparatus 1000 according to one embodiment. The substrate processing apparatus 1000 shown in FIG. 1 has a load unit 100, a transport unit 200, a polishing unit 300, a drying unit 500, and an unload unit 600. In the illustrated embodiment, the transport unit 200 has two transport units 200A and 200B, and the polishing unit 300 has two polishing units 300A and 300B. In one embodiment, each of these units can be formed independently. By forming these units independently, substrate processing apparatuses 1000 with different configurations can be easily formed by arbitrarily combining the number of each unit. In addition, the substrate processing apparatus 1000 includes a control device 900, and each component of the substrate processing apparatus 1000 is controlled by the control device 900. In one embodiment, the control device 900 can be configured from a general computer including an input/output device, a calculation device, a storage device, and the like.

<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。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-SMEMA-9851)に準拠するように構成される。
<Load unit>
The load unit 100 is a unit for introducing a substrate WF before processing such as polishing and cleaning is performed into the substrate processing apparatus 1000. In one embodiment, the load unit 100 is configured to comply with the machine interface standard (IPC-SMEMA-9851) of the Surface Mount Equipment Manufacturers Association (SMEMA).

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。 In the illustrated embodiment, the transport mechanism of the load unit 100 has a plurality of transport rollers 202 and a plurality of roller shafts 204 to which the transport rollers 202 are attached. In the embodiment shown in FIG. 1, three transport rollers 202 are attached to each roller shaft 204. The substrate WF is placed on the transport rollers 202, and the substrate WF is transported by the rotation of the transport rollers 202. The attachment position of the transport rollers 202 on the roller shaft 204 can be any position that can transport the substrate WF stably. However, since the transport rollers 202 contact the substrate WF, they should be positioned so that the transport rollers 202 contact an area where there is no problem even if they contact the substrate WF to be processed. In one embodiment, the transport rollers 202 of the load unit 100 can be made of a conductive polymer. In one embodiment, the transport rollers 202 are electrically grounded via the roller shafts 204 or the like. This is to prevent the substrate WF from being charged and damaging the substrate WF. In one embodiment, the load unit 100 may also be provided with an ionizer (not shown) to prevent the substrate WF from becoming charged.

<搬送ユニット>
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。
<Transport unit>
1 includes two transport units 200 A and 200 B. The two transport units 200 A and 200 B may have the same configuration, and therefore will be collectively referred to as the transport unit 200 in the following description.

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、図示していないモータにより駆動される。基板WFは、搬送ローラ202によって基板受け渡し位置まで搬送される。 The transport unit 200 shown in the figure is equipped with a number of transport rollers 202 for transporting the substrate WF. By rotating the transport rollers 202, the substrate WF on the transport rollers 202 can be transported in a predetermined direction. The transport rollers 202 of the transport unit 200 may be formed from a conductive polymer or a non-conductive polymer. The transport rollers 202 are driven by a motor (not shown). The substrate WF is transported to a substrate transfer position by the transport rollers 202.

一実施形態において、搬送ユニット200は、洗浄ノズル284を有する。洗浄ノズル284は、図示しない洗浄液の供給源に接続される。洗浄ノズル284は、搬送ローラ202によって搬送される基板WFに洗浄液を供給するように構成される。 In one embodiment, the transport unit 200 has a cleaning nozzle 284. The cleaning nozzle 284 is connected to a cleaning liquid supply source (not shown). The cleaning nozzle 284 is configured to supply cleaning liquid to the substrate WF transported by the transport rollers 202.

<研磨ユニット>
図2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。
<Polishing unit>
Fig. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a polishing unit 300 according to an embodiment. The substrate processing apparatus 1000 shown in Fig. 1 includes two polishing units 300A and 300B. The two polishing units 300A and 300B may have the same configuration, and therefore will be collectively referred to as the polishing unit 300 below.

図2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、テーブルシャフト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、テーブルシャフト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や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。 2, the polishing unit 300 includes a polishing table 350 and a top ring 302 that constitutes a polishing head that holds a substrate to be polished and presses it against the polishing surface on the polishing table 350. The polishing table 350 is connected to a polishing table rotation motor (not shown) disposed below the table shaft 351, and is rotatable around the table shaft 351. A polishing pad 352 is attached to the upper surface of the polishing table 350, and a surface 352a of the polishing pad 352 constitutes a polishing surface for polishing the substrate. In one embodiment, the polishing pad 352 may be attached via a layer that facilitates peeling from the polishing table 350. Such a layer may be, for example, a silicone layer or a fluorine-based resin layer, and may be one described in, for example, JP 2014-176950 A.

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2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には貫通孔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。 A polishing liquid supply nozzle 354 is installed above the polishing table 350, and the polishing liquid is supplied onto the polishing pad 352 on the polishing table 350 by this polishing liquid supply nozzle 354. Also, as shown in FIG. 2, the polishing table 350 and the table shaft 351 are provided with a passage 353 for supplying the polishing liquid. The passage 353 is connected to an opening 355 on the surface of the polishing table 350. A through hole 357 is formed in the polishing pad 352 at a position corresponding to the opening 355 of the polishing table 350, and the polishing liquid passing through the passage 353 is supplied to the surface of the polishing pad 352 from the opening 355 of the polishing table 350 and the through hole 357 of the polishing pad 352. The opening 355 of the polishing table 350 and the through hole 357 of the polishing pad 352 may be one or more. Additionally, the positions of the opening 355 in the polishing table 350 and the through hole 357 in the polishing pad 352 can be arbitrary, but in one embodiment, they are located near the center of the polishing table 350.

図2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、または、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。 Although not shown in FIG. 2, in one embodiment, the polishing unit 300 includes an atomizer 358 for spraying a liquid or a mixture of liquid and gas toward the polishing pad 352 (see FIG. 1). The liquid sprayed from the atomizer 358 is, for example, pure water, and the gas is, for example, nitrogen gas.

トップリング302は、トップリングシャフト18に接続されており、このトップリングシャフト18は、上下動機構319により揺動アーム360に対して上下動するようになっている。このトップリングシャフト18の上下動により、揺動アーム360に対してトップリング302の全体を上下動させ位置決めするようになっている。トップリングシャフト18は、図示しないトップリング回転モータの駆動により回転するようになっている。トップリングシャフト18の回転により、トップリング302がトップリングシャフト18を中心にして回転するようになっている。 The top ring 302 is connected to the top ring shaft 18, which is moved up and down relative to the swing arm 360 by a vertical movement mechanism 319. The vertical movement of the top ring shaft 18 moves the entire top ring 302 up and down relative to the swing arm 360, positioning it. The top ring shaft 18 is rotated by the drive of a top ring rotation motor (not shown). The rotation of the top ring shaft 18 causes the top ring 302 to rotate around the top ring shaft 18.

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WF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。 The top ring 302 is capable of holding a rectangular substrate on its underside. The swing arm 360 is configured to be rotatable around a support shaft 362. The top ring 302 can be moved between the substrate transfer position of the transport unit 200 and above the polishing table 350 by the swing arm 360. The top ring 302 can be lowered by lowering the top ring shaft 18 to press the substrate against the surface (polishing surface) 352a of the polishing pad 352. At this time, the top ring 302 and the polishing table 350 are rotated, and a polishing liquid is supplied onto the polishing pad 352 from a polishing liquid supply nozzle 354 provided above the polishing table 350 and/or from an opening 355 provided in the polishing table 350. In this way, the substrate WF can be pressed against the polishing surface 352a of the polishing pad 352 to polish the surface of the substrate. During polishing of the substrate WF, the arm 360 may be fixed or swung so that the top ring 302 passes through the center of the polishing pad 352 (so as to cover the through hole 357 of the polishing pad 352).

トップリングシャフト18およびトップリング302を上下動させる上下動機構319は、軸受321を介してトップリングシャフト18を回転可能に支持するブリッジ28と、ブリッジ28に取り付けられたボールねじ32と、支柱130により支持された支持台29と、支持台29上に設けられたACサーボモータ38とを備えている。サーボモータ38を支持する支持台29は、支柱130を介して揺動アーム360に固定されている。 The vertical movement mechanism 319 that moves the top ring shaft 18 and the top ring 302 up and down includes a bridge 28 that rotatably supports the top ring shaft 18 via a bearing 321, a ball screw 32 attached to the bridge 28, a support base 29 supported by a support column 130, and an AC servo motor 38 provided on the support base 29. The support base 29 that supports the servo motor 38 is fixed to the swing arm 360 via the support column 130.

ボールねじ32は、サーボモータ38に連結されたねじ軸32aと、このねじ軸32aが螺合するナット32bとを備えている。トップリングシャフト18は、ブリッジ28と一体となって上下動するようになっている。したがって、サーボモータ38を駆動すると、ボールねじ32を介してブリッジ28が上下動し、これによりトップリングシャフト18およびトップリング302が上下動する。 The ball screw 32 has a screw shaft 32a connected to the servo motor 38 and a nut 32b into which the screw shaft 32a is screwed. The top ring shaft 18 moves up and down together with the bridge 28. Therefore, when the servo motor 38 is driven, the bridge 28 moves up and down via the ball screw 32, which causes the top ring shaft 18 and the top ring 302 to move up and down.

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。 The polishing unit 300 according to one embodiment includes a dressing unit 356 that dresses the polishing surface 352a of the polishing pad 352. The dressing unit 356 includes a dresser 50 that is in sliding contact with the polishing surface 352a, a dresser shaft 51 to which the dresser 50 is connected, an air cylinder 53 provided at the upper end of the dresser shaft 51, and a swing arm 55 that rotatably supports the dresser shaft 51. The lower part of the dresser 50 is formed of a dressing member 50a, and needle-shaped diamond particles are attached to the lower surface of the dressing member 50a. The air cylinder 53 is placed on a support stand 57 supported by pillars 56, and these pillars 56 are fixed to the swing arm 55.

揺動アーム55は図示しないモータに駆動されて、支軸58を中心として旋回するように構成されている。ドレッサシャフト51は、図示しないモータの駆動により回転し、このドレッサシャフト51の回転により、ドレッサ50がドレッサシャフト51周りに回転するようになっている。エアシリンダ53は、ドレッサシャフト51を介してドレッサ50を上下動させ、ドレッサ50を所定の押圧力で研磨パッド352の研磨面352aに押圧する。 The swing arm 55 is driven by a motor (not shown) and is configured to rotate around a support shaft 58. The dresser shaft 51 is rotated by the drive of a motor (not shown), and the rotation of the dresser shaft 51 causes the dresser 50 to rotate around the dresser shaft 51. The air cylinder 53 moves the dresser 50 up and down via the dresser shaft 51, and presses the dresser 50 against the polishing surface 352a of the polishing pad 352 with a predetermined pressing force.

研磨パッド352の研磨面352aのドレッシングは次のようにして行われる。ドレッサ50はエアシリンダ53により研磨面352aに押圧され、これと同時に図示しない純水供給ノズルから純水が研磨面352aに供給される。この状態で、ドレッサ50をドレッサシャフト51周りに回転させるとともに揺動アーム55を研磨面352a上で揺動させ、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。 Dressing of the polishing surface 352a of the polishing pad 352 is performed as follows. The dresser 50 is pressed against the polishing surface 352a by the air cylinder 53, and at the same time, pure water is supplied to the polishing surface 352a from a pure water supply nozzle (not shown). In this state, the dresser 50 is rotated around the dresser shaft 51 and the swing arm 55 is swung over the polishing surface 352a, so that the lower surface (diamond particles) of the dressing member 50a is brought into sliding contact with the polishing surface 352a. In this way, the polishing pad 352 is scraped off by the dresser 50, and the polishing surface 352a is dressed.

<乾燥ユニット>
乾燥ユニット500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の洗浄ノズル284を含む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。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。搬送される基板WF上の水滴を乾燥ユニット500によって吹き飛ばすことで、基板WFを乾燥させることができる。
<Drying unit>
The drying unit 500 is an apparatus for drying the substrate WF. In the substrate processing apparatus 1000 shown in FIG. 1, the drying unit 500 dries the substrate WF that has been polished in the polishing unit 300 and then cleaned in a cleaning section including the cleaning nozzle 284 of the transport unit 200. As shown in FIG. 1, the drying unit 500 is disposed downstream of the transport unit 200. The drying unit 500 has a nozzle 530 for spraying gas toward the substrate WF transported on the transport roller 202. The gas can be, for example, compressed air or nitrogen. The substrate WF can be dried by blowing off water droplets on the transported substrate WF by the drying unit 500.

<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、乾燥ユニット500の下流に配置される。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。
<Unload unit>
The unload unit 600 is a unit for unloading the substrate WF after processing such as polishing and cleaning to the outside of the substrate processing apparatus 1000. In the substrate processing apparatus 1000 shown in Fig. 1, the unload unit 600 receives the substrate after drying in the drying unit 500. As shown in Fig. 1, the unload unit 600 is disposed downstream of the drying unit 500. In one embodiment, the unload unit 600 is configured to comply with the machine interface standard (IPC-SMEMA-9851) of the Surface Mount Equipment Manufacturers Association (SMEMA).

<トップリング>
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3Aは、一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。図3Bは、一実施形態のトップリングを概略的に示す平面図である。図4は、一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。
<Top ring>
Next, a top ring 302 in the polishing unit 300 according to an embodiment will be described. Fig. 3A is a schematic cross-sectional view of the top ring according to an embodiment. Fig. 3B is a schematic plan view of the top ring according to an embodiment. Fig. 4 is a schematic enlarged cross-sectional view of a portion of the top ring according to an embodiment.

図3Aおよび図3Bに示すように、トップリング302は、トップリングシャフト(回転シャフト)18と、トップリングシャフト18に連結されたキャリア301と、を含む。また、トップリング302は、被研磨面を下方に向けた状態の基板WFの裏面を吸着するための基板吸着部材330を含む。 As shown in Figures 3A and 3B, the top ring 302 includes a top ring shaft (rotating shaft) 18 and a carrier 301 connected to the top ring shaft 18. The top ring 302 also includes a substrate suction member 330 for suctioning the back surface of the substrate WF with the surface to be polished facing downward.

基板吸着部材330は、キャリア301の下面に取り付けられる。基板吸着部材330は、矩形の多孔質部材334を含む。多孔質部材334は、減圧手段(真空源)31を用いた真空引きによって基板WFを真空吸着することができる部材であればよく、例えばPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、またはPVC(ポリ塩化ビニル)などの樹脂に多数の細孔が形成された樹脂ポーラス材で構成することができる。多孔質部材334は、本実施形態では板状に形成されており、基板WFを吸着するための基板吸着面334aおよび減圧手段(真空源)31と連通する減圧部334bを有する。減圧部334bは、気体流路312を介して減圧手段31と連通する。図3Bに示すように、減圧部334bは、多孔質部材334の4辺に設けられる。また、減圧部334bは、基板WFを基板吸着部材330から剥がすときに気体(例えばN2)を多孔質部材334に供給するために、気体流路312を介して気体供給源331と連通する。 The substrate suction member 330 is attached to the lower surface of the carrier 301. The substrate suction member 330 includes a rectangular porous member 334. The porous member 334 may be any member capable of vacuum-suctioning the substrate WF by vacuuming using the pressure reducing means (vacuum source) 31, and may be made of a resin porous material in which a large number of pores are formed in a resin such as PE (polyethylene), PP (polypropylene), PTFE (polytetrafluoroethylene), or PVC (polyvinyl chloride). In this embodiment, the porous member 334 is formed in a plate shape and has a substrate suction surface 334a for suctioning the substrate WF and a pressure reducing portion 334b communicating with the pressure reducing means (vacuum source) 31. The pressure reducing portion 334b communicates with the pressure reducing means 31 via the gas flow path 312. As shown in FIG. 3B, the pressure reducing portion 334b is provided on the four sides of the porous member 334. In addition, the pressure reducing section 334b communicates with the gas supply source 331 via the gas flow path 312 in order to supply gas (e.g., N2) to the porous member 334 when the substrate WF is peeled off from the substrate adsorption member 330.

また、基板吸着部材330は、多孔質部材334の基板吸着面334aとは反対側の面334cを遮蔽する遮蔽部材332を含む。遮蔽部材332は、気体の流れを遮蔽することができる気密な部材であればよく、例えば比較的軟質なPE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、またはPVC(ポリ塩化ビニル)などの樹脂板で形成することができる。 The substrate adsorption member 330 also includes a shielding member 332 that shields the surface 334c of the porous member 334 opposite the substrate adsorption surface 334a. The shielding member 332 may be any airtight member capable of blocking the flow of gas, and may be formed, for example, from a relatively soft resin plate such as PE (polyethylene), PP (polypropylene), PTFE (polytetrafluoroethylene), or PVC (polyvinyl chloride).

キャリア301と遮蔽部材332との間には、基板WFを加圧するための加圧空間322が形成される。加圧空間322には、基板WFの複数の領域をそれぞれ加圧するための加圧室を形成するように構成された弾性膜320が設けられる。具体的には、弾性膜320は、面積が異なり積層される複数枚の弾性膜320-1、320-2、320-3を含む。弾性膜320-1、320-2、320-3の端部を異なる場所に固定することによって、キャリア301と弾性膜320-1、320-2、320-3との間には、基板WFを加圧するための同心状の複数の加圧室が形成される。複数の加圧室に供給する流体の圧力を調整することによって複数の加圧室の圧力を調整することができる。複数の加圧室を形成することによって、研磨パッド352に対する基板WFの押圧力をエリアごとにコントロールすることができる。 Between the carrier 301 and the shielding member 332, a pressurizing space 322 for pressurizing the substrate WF is formed. In the pressurizing space 322, an elastic membrane 320 configured to form a pressurizing chamber for pressurizing each of a plurality of regions of the substrate WF is provided. Specifically, the elastic membrane 320 includes a plurality of elastic membranes 320-1, 320-2, 320-3 having different areas and stacked. By fixing the ends of the elastic membranes 320-1, 320-2, 320-3 at different locations, a plurality of concentric pressurizing chambers for pressurizing the substrate WF are formed between the carrier 301 and the elastic membranes 320-1, 320-2, 320-3. The pressure of the plurality of pressurizing chambers can be adjusted by adjusting the pressure of the fluid supplied to the plurality of pressurizing chambers. By forming a plurality of pressurizing chambers, the pressing force of the substrate WF against the polishing pad 352 can be controlled for each area.

また、基板吸着部材330は、多孔質部材334を囲むように配置された袋部材(エアバッグ)336を含む。袋部材336は、弾性膜によって形成される。図4に示すように、袋部材336は、弾性膜の両端部を固定部材337に折り込んで、固定部材337を遮蔽部材332の下面にボルト339で接続することによって、多孔質部材334の周囲に固定される。図3Bに示すように、固定部材337は、多孔質部材334を囲むように配置された複数のボルト339によって遮蔽部材332に固定される。袋部材336は、多孔質部材334の側面と接触する内周側壁336-1と、基板WFと接触する底壁336-2と、内周側壁336-1と対向する外周側壁336-3と、を有する。図3Aに示すように、袋部材336は、袋部材336の内部空間と連通する気体流路338を介して気体供給源331と連通される。気体供給源331から袋部材336の内部空間に気体(例えばN2)を供給することにより、底壁336-2で基板WFを押圧することができる。また、袋部材336は、以下の実施形態で説明するように基板WFを吸着するために用いられる場合には、減圧手段31と連通していてもよい。 The substrate suction member 330 also includes a bag member (airbag) 336 arranged to surround the porous member 334. The bag member 336 is formed of an elastic membrane. As shown in FIG. 4, the bag member 336 is fixed around the porous member 334 by folding both ends of the elastic membrane into the fixing member 337 and connecting the fixing member 337 to the lower surface of the shielding member 332 with bolts 339. As shown in FIG. 3B, the fixing member 337 is fixed to the shielding member 332 by a plurality of bolts 339 arranged to surround the porous member 334. The bag member 336 has an inner peripheral side wall 336-1 that contacts the side of the porous member 334, a bottom wall 336-2 that contacts the substrate WF, and an outer peripheral side wall 336-3 that faces the inner peripheral side wall 336-1. As shown in FIG. 3A, the bag member 336 is connected to a gas supply source 331 via a gas flow path 338 that communicates with the internal space of the bag member 336. By supplying a gas (e.g., N2) from the gas supply source 331 to the internal space of the bag member 336, the bottom wall 336-2 can press the substrate WF. Furthermore, when the bag member 336 is used to adsorb the substrate WF as described in the following embodiment, it may be connected to a pressure reducing means 31.

本実施形態によれば、基板吸着部材330の周囲に弾性を有する袋部材336が配置さ
れる。したがって、割れ易く脆弱な基板WF(例えば薄型ガラス基板)を吸着するときに基板WFの周縁部が袋部材336に接触しても、基板WFの周縁部が破損するのを抑制することができる。
According to this embodiment, the bag member 336 having elasticity is disposed around the substrate suction member 330. Therefore, even if the peripheral portion of the substrate WF comes into contact with the bag member 336 when the substrate WF (e.g., a thin glass substrate) which is fragile and easily broken is suctioned, damage to the peripheral portion of the substrate WF can be suppressed.

これに加えて、袋部材336は、多孔質部材334の側面と接触する内周側壁336-1を有する。これにより、多孔質部材334の側面は袋部材336の内周側壁336-1により塞がれる。これに加えて、多孔質部材334の上面は遮蔽部材332により塞がれ、多孔質部材334の下面は基板WFにより塞がれる。したがって、本実施形態によれば、多孔質部材334から真空が抜けるのを抑制することができるので、安定的に基板WFを保持することができる。なお、内周側壁336-1および外周側壁336-3の少なくとも一方には、袋部材336の型崩れを抑制するために窪み(例えば図4に示す窪み336-3a)が形成されていてもよい。 In addition, the bag member 336 has an inner circumferential side wall 336-1 that contacts the side of the porous member 334. As a result, the side of the porous member 334 is blocked by the inner circumferential side wall 336-1 of the bag member 336. In addition, the upper surface of the porous member 334 is blocked by the shielding member 332, and the lower surface of the porous member 334 is blocked by the substrate WF. Therefore, according to this embodiment, it is possible to prevent the vacuum from escaping from the porous member 334, so that the substrate WF can be stably held. Note that at least one of the inner circumferential side wall 336-1 and the outer circumferential side wall 336-3 may have a recess (for example, the recess 336-3a shown in FIG. 4) formed therein to prevent the bag member 336 from losing its shape.

以下、トップリングの他の実施形態について説明する。以下の説明では、上記の実施形態と重複する構成については説明を省略する。図5Aは、一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。図5Bは、図5Aのトップリングの一部を拡大して概略的に示す平面図である。 Other embodiments of the top ring are described below. In the following description, configurations that overlap with the above embodiment are omitted. Figure 5A is a cross-sectional view showing an enlarged schematic view of a portion of the top ring of one embodiment. Figure 5B is a plan view showing an enlarged schematic view of a portion of the top ring of Figure 5A.

図5Aに示すように、袋部材336の内部空間には、内周側壁336-1および外周側壁336-3に、袋部材336よりも剛性が高い補強部材335が取り付けられてもよい。補強部材335は、例えばステンレスなどの金属によって形成された板状部材であってもよい。補強部材335を設けることによって、袋部材336の型崩れを抑制することができる。なお、本実施形態では、内周側壁336-1および外周側壁336-3に補強部材335が取り付けられる例を示したが、これに限らず、内周側壁336-1および外周側壁336-3の少なくとも一方に補強部材335が取り付けられてもよい。 As shown in FIG. 5A, in the internal space of the bag member 336, a reinforcing member 335 having higher rigidity than the bag member 336 may be attached to the inner peripheral side wall 336-1 and the outer peripheral side wall 336-3. The reinforcing member 335 may be a plate-shaped member made of a metal such as stainless steel. By providing the reinforcing member 335, it is possible to prevent the bag member 336 from losing its shape. Note that in this embodiment, an example in which the reinforcing member 335 is attached to the inner peripheral side wall 336-1 and the outer peripheral side wall 336-3 has been shown, but this is not limiting, and the reinforcing member 335 may be attached to at least one of the inner peripheral side wall 336-1 and the outer peripheral side wall 336-3.

また、図5A、図5Bに示すように、底壁336-2は、多孔質部材334を囲むように配置された複数の孔336aを有していてもよい。底壁336-2に複数の孔336aが形成されている場合、袋部材336は、図3Aに示す気体流路338を介して減圧手段31と連通してもよい。この場合、トップリング302は、多孔質部材334によって基板WFの中央部を吸着するのに加えて、複数の孔336aを介して基板WFの周縁部を吸着することができるので、より安定的に基板WFを保持することができる。なお、底壁336-2に複数の孔336aが形成されている場合にも、基板WF研磨時には、袋部材336に気体を供給することによって基板WFの周縁部を加圧することができる。 As shown in Figs. 5A and 5B, the bottom wall 336-2 may have a plurality of holes 336a arranged to surround the porous member 334. When the bottom wall 336-2 has a plurality of holes 336a, the bag member 336 may communicate with the pressure reducing means 31 via the gas flow path 338 shown in Fig. 3A. In this case, the top ring 302 can adsorb the peripheral portion of the substrate WF through the plurality of holes 336a in addition to adsorbing the central portion of the substrate WF with the porous member 334, so that the substrate WF can be held more stably. Even when the bottom wall 336-2 has a plurality of holes 336a, the peripheral portion of the substrate WF can be pressurized by supplying gas to the bag member 336 during polishing of the substrate WF.

図6Aは、一実施形態のトップリングの一部を概略的に示す断面図である。図6Bは、図6Aのトップリングの一部を拡大して概略的に示す平面図である。図6A、図6Bに示すように、底壁336-2は、多孔質部材334を囲むように形成されたスリット336bを有していてもよい。底壁336-2にスリット336bを形成することによって、スリット336bを介して基板WFの周縁部をより強力に吸着することができる。また、スリット336bを形成することによって底壁336-2と基板WFとの接触面積が小さくなるので、基板WFを基板吸着部材330から剥がし易くすることができる。 Figure 6A is a cross-sectional view that shows a schematic view of a portion of a top ring according to an embodiment. Figure 6B is a plan view that shows a schematic view of an enlarged portion of the top ring shown in Figure 6A. As shown in Figures 6A and 6B, the bottom wall 336-2 may have a slit 336b formed to surround the porous member 334. By forming the slit 336b in the bottom wall 336-2, the peripheral portion of the substrate WF can be more strongly attracted via the slit 336b. In addition, by forming the slit 336b, the contact area between the bottom wall 336-2 and the substrate WF is reduced, making it easier to peel the substrate WF off the substrate attracting member 330.

図7は、一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。トップリング302は、袋部材336の外周側壁336-3を囲むように配置された規制部材341を含んでいてもよい。規制部材341は、外周側壁336-3を囲む板状部材であり、袋部材336の外周方向への膨らみを規制するように構成される。規制部材341を設けることによって、袋部材336に気体を供給したときに袋部材336が下方に膨らむので、効率よく基板WFを押圧したり、効率よく基板WFを袋部材336から剥がしたりすることができる。なお、本実施形態は、図5に示した実施形態に規制部材341を加え
る例を示したが、これに限らず、図3、図4,および図6に示した実施形態に規制部材341を加えてもよい。
7 is a schematic enlarged cross-sectional view of a part of the top ring according to an embodiment. The top ring 302 may include a restricting member 341 arranged to surround the outer circumferential side wall 336-3 of the bag member 336. The restricting member 341 is a plate-like member surrounding the outer circumferential side wall 336-3, and is configured to restrict the bag member 336 from expanding in the outer circumferential direction. By providing the restricting member 341, the bag member 336 expands downward when gas is supplied to the bag member 336, so that the substrate WF can be efficiently pressed and the substrate WF can be efficiently peeled off from the bag member 336. Note that, in this embodiment, an example in which the restricting member 341 is added to the embodiment shown in FIG. 5 is shown, but the present invention is not limited to this, and the restricting member 341 may be added to the embodiments shown in FIGS. 3, 4, and 6.

上記の実施形態では多孔質部材334を用いて基板WFを吸着する例を示したが、これに限定されない。図8Aは、一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。図8Bは、一実施形態のトップリングを概略的に示す平面図である。上記の実施形態と同様の構成には同様の符号を付している。 In the above embodiment, the substrate WF is adsorbed using the porous member 334, but this is not limiting. FIG. 8A is a schematic enlarged cross-sectional view of a portion of a top ring of one embodiment. FIG. 8B is a schematic plan view of a top ring of one embodiment. Similar components to those of the above embodiment are denoted by similar reference numerals.

図8A、図8Bに示すように、トップリング1302は、遮蔽部材332の下面に取り付けられたハニカム構造吸着部材1334を含む。ハニカム構造吸着部材1334は、ハニカム構造部材1334-1と、ハニカム構造部材1334-1の下面に取り付けられた荷重分散板1334-2と、ハニカム構造部材1334-1の上面に取り付けられた背板1334-3と、を含む。ハニカム構造部材1334-1は、ハニカム構造を有する板状部材である。荷重分散板1334-2は、金属または樹脂によって形成された板状部材であり、ハニカム構造部材1334-1の中空部1334-1aに対応する位置に貫通孔1334-2aが形成される。背板1334-3は、気体流路312に連通する流路1334-3aが形成された板状部材である。流路1334-3aは、ハニカム構造部材1334-1の中空部1334-1aに連通する。 As shown in Figures 8A and 8B, the top ring 1302 includes a honeycomb structure adsorption member 1334 attached to the lower surface of the shielding member 332. The honeycomb structure adsorption member 1334 includes a honeycomb structure member 1334-1, a load distribution plate 1334-2 attached to the lower surface of the honeycomb structure member 1334-1, and a back plate 1334-3 attached to the upper surface of the honeycomb structure member 1334-1. The honeycomb structure member 1334-1 is a plate-shaped member having a honeycomb structure. The load distribution plate 1334-2 is a plate-shaped member formed of metal or resin, and a through hole 1334-2a is formed at a position corresponding to the hollow portion 1334-1a of the honeycomb structure member 1334-1. The back plate 1334-3 is a plate-shaped member in which a flow path 1334-3a communicating with the gas flow path 312 is formed. The flow path 1334-3a is connected to the hollow portion 1334-1a of the honeycomb structure member 1334-1.

本実施形態によれば、気体流路312を介して気体を吸引することによって、基板WFの全面をハニカム構造吸着部材1334で吸着することができるので、安定的に基板WFを保持することができる。また、本実施形態によれば、基板を吸着するための部材にハニカム構造を採用しているので、トップリング1302の高強度と軽量化を実現することができる。なお、本実施形態では、荷重分散板1334-2として、金属または樹脂によって形成された板状部材を採用する例を示したが、これに限定されず、上記の実施形態の多孔質部材334のような多孔質材料の板部材を採用することもできる。 According to this embodiment, the entire surface of the substrate WF can be adsorbed by the honeycomb structure adsorption member 1334 by sucking gas through the gas flow path 312, so that the substrate WF can be stably held. Furthermore, according to this embodiment, a honeycomb structure is used for the member for adsorbing the substrate, so that the top ring 1302 can be made strong and lightweight. Note that, although this embodiment shows an example in which a plate-shaped member formed of metal or resin is used as the load distribution plate 1334-2, this is not limited thereto, and a plate member made of a porous material such as the porous member 334 in the above embodiment can also be used.

図9は、一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。図9に示すように、上記実施形態の袋部材336とハニカム構造吸着部材1334とを組み合わせてもよい。すなわち、トップリング1302は、ハニカム構造吸着部材1334と、ハニカム構造吸着部材1334を囲むように配置された袋部材336と、を含んで構成されてもよい。本実施形態によれば、トップリング1302の高強度と軽量化を実現し、かつ、基板WFを吸着するときに基板WFの周縁部が破損するのを抑制することができる。 Figure 9 is a cross-sectional view showing an enlarged schematic view of a portion of a top ring of one embodiment. As shown in Figure 9, the bag member 336 of the above embodiment may be combined with a honeycomb-structured suction member 1334. That is, the top ring 1302 may be configured to include a honeycomb-structured suction member 1334 and a bag member 336 arranged to surround the honeycomb-structured suction member 1334. According to this embodiment, it is possible to achieve high strength and light weight for the top ring 1302, and to prevent damage to the peripheral portion of the substrate WF when the substrate WF is suctioned.

図10Aは、一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。図10Bは、図10Aのトップリングを概略的に示す平面図である。図10Cは、図10Aのトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。図10Dは、一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。 Figure 10A is a cross-sectional view that shows a schematic of a top ring according to one embodiment. Figure 10B is a plan view that shows a schematic of the top ring according to Figure 10A. Figure 10C is a cross-sectional view that shows an enlarged schematic of a portion of the top ring according to Figure 10A. Figure 10D is a cross-sectional view that shows a schematic of a top ring according to one embodiment.

本実施形態のトップリング2302は、回転シャフト2018と、回転シャフト2018に連結されたキャリア2301と、を含む。また、トップリング2302は、気体供給源2331から供給される気体を用いて基板WFを押圧するように構成された複数の同一形状かつ同一サイズの袋部材(エアバッグ)2335と、気体供給源2331から供給された気体を複数の袋部材2335に分配するための流路を有する分配機構2305と、を含む。また、トップリング2302は、複数の袋部材2335の下部に設けられた吸着板2334を含む。分配機構2305は、複数の袋部材2335を保持するように構成され複数の袋部材2335の内部空間に連通する連通路2307aが形成された袋部材ホルダ2307と、気体供給源2331から供給された気体を袋部材ホルダ2307の連通路2307aに分配するための分配部材2306と、を含む。 The top ring 2302 of this embodiment includes a rotating shaft 2018 and a carrier 2301 connected to the rotating shaft 2018. The top ring 2302 also includes a plurality of bag members (air bags) 2335 of the same shape and size configured to press the substrate WF using gas supplied from a gas supply source 2331, and a distribution mechanism 2305 having a flow path for distributing the gas supplied from the gas supply source 2331 to the plurality of bag members 2335. The top ring 2302 also includes an adsorption plate 2334 provided below the plurality of bag members 2335. The distribution mechanism 2305 includes a bag member holder 2307 configured to hold multiple bag members 2335 and having a communication passage 2307a formed therein that communicates with the internal space of the multiple bag members 2335, and a distribution member 2306 for distributing the gas supplied from the gas supply source 2331 to the communication passage 2307a of the bag member holder 2307.

複数の袋部材2335はそれぞれ、弾性膜によって形成され、基板WFの被押圧面に対向して二次元配列される。図10Aでは、説明の便宜上、袋部材2335を簡略化して図示しているが、図10Cに示すように、袋部材2335は、弾性膜の端部を袋部材ホルダ2307に折り込んでボルト2339で固定することにより、袋部材ホルダ2307に接続される。袋部材ホルダ2307と分配部材2306もボルト2339によって接続される。なお、袋部材2335は、袋部材2335の型崩れを抑制するために側壁に窪みが形成されていてもよい。 Each of the multiple bag members 2335 is formed of an elastic membrane, and is two-dimensionally arranged facing the pressed surface of the substrate WF. In FIG. 10A, the bag members 2335 are illustrated in a simplified manner for ease of explanation, but as shown in FIG. 10C, the bag members 2335 are connected to the bag member holder 2307 by folding the end of the elastic membrane into the bag member holder 2307 and fixing it with a bolt 2339. The bag member holder 2307 and the distribution member 2306 are also connected by a bolt 2339. Note that the bag members 2335 may have a recess formed in the side wall to prevent the bag members 2335 from losing their shape.

図10Bに示すように、トップリング2302は、11個×11個=121個の袋部材2335を含む。これらの袋部材2335は、複数のグループに分けられる。この複数のグループは固定されたものではなく、基板WFの種類または研磨レシピなどに応じて変更される。例えば、図10A、図10Bでは、袋部材2335は、同心状に配置されたグループ2335-1、2335-2、2335-3、グループ2335-4に分けられる。グループ2335-1は、中央の9個の袋部材2335を含む。グループ2335-2は、グループ2335-1の周囲の40個の袋部材2335を含む。グループ2335-3は、グループ2335-2の周囲の32個の袋部材2335を含む。グループ2335-4は、グループ2335-3の周囲の40個の袋部材2335を含む。袋部材2335をグループ分けして構成されたグループ2335-1、2335-2、2335-3、グループ2335-4を「第1の複数のグループA」とする。 As shown in FIG. 10B, the top ring 2302 includes 11×11=121 bag members 2335. These bag members 2335 are divided into a plurality of groups. These groups are not fixed, but are changed according to the type of substrate WF or the polishing recipe. For example, in FIG. 10A and FIG. 10B, the bag members 2335 are divided into groups 2335-1, 2335-2, 2335-3, and 2335-4 arranged concentrically. Group 2335-1 includes nine bag members 2335 in the center. Group 2335-2 includes 40 bag members 2335 around group 2335-1. Group 2335-3 includes 32 bag members 2335 around group 2335-2. Group 2335-4 includes 40 bag members 2335 around group 2335-3. Groups 2335-1, 2335-2, 2335-3, and 2335-4 formed by grouping the bag member 2335 are referred to as the "first plurality of groups A."

また、図10Dに示す例では、袋部材2335は、同心状に配置されたグループ2335-5、2335-6、2335-7、グループ2335-8に分けられる。グループ2335-5は、中央の1個の袋部材2335を含む。グループ2335-6は、グループ2335-5の周囲の8個の袋部材2335を含む。グループ2335-7は、グループ2335-6の周囲の72個の袋部材2335を含む。グループ2335-8は、グループ2335-7の周囲の40個の袋部材2335を含む。袋部材2335をグループ分けして構成されたグループ2335-5、2335-6、2335-7、グループ2335-8を「第2の複数のグループB」とする。本実施形態では、袋部材2335を同心状にグループ分けする例を示したが、これに限定されず、袋部材2335のグループ分けの態様(数や形状など)は任意である。図10E、図10F、図10G、図10Hはそれぞれ、袋部材2335のグループ分けの変形例を概略的に示す平面図である。図10E~図10Hは、袋部材2335を、グループ2335-9、10、11、12に分けた状態を示している。袋部材2335のグループ分けは、上述の「第1の複数のグループA」、「第2の複数のグループB」に限らず、図10E~図10Hに示すように行うこともできる。すなわち、図10E~図10Hに示すように、基板WFの4つの角部に対応する領域をそれぞれ1つのグループ(グループ2335-12)として押圧力をコントロールできるように袋部材2335をグループ分けすることができる。また、図10F~図10Hに示すように、中央のグループ2335-9の外側にあり、かつ、基板WFの4つの角部の対応するグループ2335-12の内側にある袋部材2335を、グループ2335-10、11のように概略円環状にグループ分けしてもよい。また、本実施形態では、袋部材2335が平面視で概略四角形の形状を有する例を示したが、これに限らず、例えば六角形など他の形状を有していてもよい。 In the example shown in FIG. 10D, the bag members 2335 are divided into groups 2335-5, 2335-6, 2335-7, and group 2335-8 which are arranged concentrically. Group 2335-5 includes one central bag member 2335. Group 2335-6 includes eight bag members 2335 surrounding group 2335-5. Group 2335-7 includes 72 bag members 2335 surrounding group 2335-6. Group 2335-8 includes 40 bag members 2335 surrounding group 2335-7. Groups 2335-5, 2335-6, 2335-7, and group 2335-8 formed by grouping the bag members 2335 are referred to as the "second plurality of groups B." In the present embodiment, an example in which the bag members 2335 are grouped concentrically has been shown, but this is not limiting, and the manner of grouping the bag members 2335 (number, shape, etc.) is arbitrary. FIGS. 10E, 10F, 10G, and 10H are plan views each showing a schematic modification of grouping the bag members 2335. FIGS. 10E to 10H show a state in which the bag members 2335 are grouped into groups 2335-9, 10, 11, and 12. The grouping of the bag members 2335 is not limited to the above-mentioned "first plurality of groups A" and "second plurality of groups B," and can also be performed as shown in FIGS. 10E to 10H. That is, as shown in FIGS. 10E to 10H, the bag members 2335 can be grouped so that the pressing force can be controlled with each of the regions corresponding to the four corners of the substrate WF as one group (group 2335-12). 10F to 10H, the bag members 2335 that are outside the central group 2335-9 and inside the corresponding groups 2335-12 at the four corners of the substrate WF may be grouped in a generally annular shape, such as groups 2335-10 and 11. In addition, in this embodiment, an example has been shown in which the bag members 2335 have a generally rectangular shape in a plan view, but this is not limited to this, and the bag members 2335 may have other shapes, such as a hexagon.

分配機構2305の流路は、第1の複数のグループAに気体を分配するための第1の流路2306Aと、第2の複数のグループBに気体を分配するための第2の流路2306Bと、を切り替え可能に構成される。 The flow path of the distribution mechanism 2305 is configured to be switchable between a first flow path 2306A for distributing gas to a first plurality of groups A and a second flow path 2306B for distributing gas to a second plurality of groups B.

具体的には、分配機構2305は、分配部材2306として、第1の流路2306Aを有する第1の分配部材2306-1と、第2の流路2306Bを有する第2の分配部材2306-2と、を交換可能に構成される。図10Aは、分配部材2306として、第1の
分配部材2306-1が用いられている状態を示している。図10Aに示すように、第1の流路2306Aは、グループ2335-1の袋部材2335に連通する流路2306-1aと、グループ2335-2の袋部材2335に連通する流路2306-1bと、グループ2335-3の袋部材2335に連通する流路2306-1cと、グループ2335-4の袋部材2335に連通する流路2306-1dと、を含む。流路2306-1a,b,c,dに供給する流体の圧力を調整することによって基板WFの押圧力をグループ2335-1,2,3,4ごとにコントロールすることができる。
Specifically, the distribution mechanism 2305 is configured to be able to replace the first distribution member 2306-1 having the first flow path 2306A and the second distribution member 2306-2 having the second flow path 2306B as the distribution member 2306. Fig. 10A shows a state in which the first distribution member 2306-1 is used as the distribution member 2306. As shown in Fig. 10A, the first flow path 2306A includes a flow path 2306-1a communicating with the bag member 2335 of the group 2335-1, a flow path 2306-1b communicating with the bag member 2335 of the group 2335-2, a flow path 2306-1c communicating with the bag member 2335 of the group 2335-3, and a flow path 2306-1d communicating with the bag member 2335 of the group 2335-4. The pressure of the fluid supplied to the flow paths 2306-1a, 2306-1b, 2306-1c, and 2306-1d can be adjusted to control the pressing force on the substrate WF for each of the groups 2335-1, 2, 3, and 4.

一方、図10Dは、分配部材2306として、第2の分配部材2306-2が用いられている状態を示している。図10Dに示すように、第2の流路2306Bは、グループ2335-5の袋部材2335に連通する流路2306-2aと、グループ2335-6の袋部材2335に連通する流路2306-2bと、グループ2335-7の袋部材2335に連通する流路2306-2cと、グループ2335-8の袋部材2335に連通する流路2306-2dと、を含む。流路2306-2a,b,c,dに供給する流体の圧力を調整することによって基板WFの押圧力をグループ2335-5,6,7,8ごとにコントロールすることができる。 On the other hand, FIG. 10D shows a state in which the second distribution member 2306-2 is used as the distribution member 2306. As shown in FIG. 10D, the second flow path 2306B includes a flow path 2306-2a communicating with the bag member 2335 of group 2335-5, a flow path 2306-2b communicating with the bag member 2335 of group 2335-6, a flow path 2306-2c communicating with the bag member 2335 of group 2335-7, and a flow path 2306-2d communicating with the bag member 2335 of group 2335-8. By adjusting the pressure of the fluid supplied to the flow paths 2306-2a, b, c, d, the pressing force of the substrate WF can be controlled for each of the groups 2335-5, 6, 7, 8.

図10Aおよび図10Dに示すように、第1の分配部材2306-1と第2の分配部材2306-2とを交換することによって、複数の袋部材2335を取り換えることなく、基板WFの加圧エリアの調整を柔軟に行うことができる。 As shown in Figures 10A and 10D, by replacing the first distribution member 2306-1 and the second distribution member 2306-2, the pressurized area of the substrate WF can be flexibly adjusted without replacing multiple bag members 2335.

上記の実施形態では、第1の分配部材2306-1と第2の分配部材2306-2とを交換することを例に挙げて説明したが、これに限定されない。図11Aは、一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。図11Bは、図11Aのトップリングを概略的に示す平面図である。図11Cは、一実施形態のト
ップリングを概略的に示す断面図である。図11Dは、図11Cのトップリングを概略的に示す平面図である。図11Eは、図11Cのトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。
In the above embodiment, the first distribution member 2306-1 and the second distribution member 2306-2 are replaced with each other, but the present invention is not limited to this. Fig. 11A is a cross-sectional view of a top ring according to an embodiment. Fig. 11B is a plan view of the top ring according to an embodiment. Fig. 11C is a cross-sectional view of the top ring according to an embodiment. Fig. 11D is a plan view of the top ring according to an embodiment. Fig. 11E is a cross-sectional view of a part of the top ring according to an embodiment.

図11Aに示すように、分配部材2306は、袋部材ホルダ2307に連結される底壁2306aと、底壁2306aと間隔をあけて対向配置される天壁2306bと、底壁2306aおよび天壁2306bの周縁部を接続する側壁2306cと、を含む。また、分配部材2306は、底壁2306a、天壁2306bおよび側壁2306cに囲まれる空間2306eを隔てる四角の枠状の隔壁2306dを含む。分配機構2305は、隔壁2306dとして、第1の流路2306Aを形成するための第1の隔壁2306d-1,2,3と、第2の流路2306Bを形成するための第2の隔壁2306d-4,5,6と、を交換可能に構成される。 11A, the distribution member 2306 includes a bottom wall 2306a connected to the bag member holder 2307, a top wall 2306b arranged opposite the bottom wall 2306a with a gap therebetween, and a side wall 2306c connecting the peripheral portions of the bottom wall 2306a and the top wall 2306b. The distribution member 2306 also includes a rectangular frame-shaped partition 2306d that separates a space 2306e surrounded by the bottom wall 2306a, the top wall 2306b, and the side wall 2306c. The distribution mechanism 2305 is configured so that the partitions 2306d can be replaced with first partitions 2306d-1, 2, 3 for forming the first flow path 2306A and second partitions 2306d-4, 5, 6 for forming the second flow path 2306B.

図11A、図11Bは、隔壁2306dとして、第1の隔壁2306d-1,2,3が用いられている状態を示している。第1の隔壁2306d-1,2,3を底壁2306aに取り付けることにより、図10Aと同様の第1の流路2306Aが形成されるので、第1の複数のグループAの袋部材2335に気体を分配することができる。 Figures 11A and 11B show a state in which the first partitions 2306d-1, 2, and 3 are used as the partitions 2306d. By attaching the first partitions 2306d-1, 2, and 3 to the bottom wall 2306a, a first flow path 2306A similar to that shown in Figure 10A is formed, so that gas can be distributed to the first plurality of group A bag members 2335.

図11C、図11Dは、隔壁2306dとして、第2の隔壁2306d-4,5,6が用いられている状態を示している。第2の隔壁2306d-4,5,6を底壁2306aに取り付けることにより、図10Dと同様の第2の流路2306Bが形成されるので、第2の複数のグループBの袋部材2335に気体を分配することができる。 Figures 11C and 11D show a state in which second partitions 2306d-4, 5, and 6 are used as partitions 2306d. By attaching second partitions 2306d-4, 5, and 6 to bottom wall 2306a, a second flow path 2306B similar to that shown in Figure 10D is formed, so that gas can be distributed to the bag members 2335 of the second plurality of groups B.

本実施形態によれば、第1の隔壁2306d-1,2,3と第2の隔壁2306d-4,5,6とを交換することによって、複数の袋部材2335を取り換えることなく、基板
WFの加圧エリアの調整を柔軟に行うことができる。なお、図11A、図11Cでは、説明の便宜上、隔壁2306dを簡略化して図示しているが、図11Eに示すように、隔壁2306d(例えば第2の隔壁2306d-4,5)は、ボルト2339によって底壁2306aに取り付けられおり、ボルト2339を外すことによって底壁2306aから取り外し可能になっている。また、分配部材2306と袋部材ホルダ2307もボルト2339によって接続されている。また、図11Eに示す底壁2306aの上面には予め、可能な限り多数の(四角形)環状溝を形成し、所望の複数の加圧エリアを形成するために必要とされる環状溝のみにシール材(パッキン)を介して隔壁2306dを設置するようにしてもよい。また、上述の実施形態では、第1の流路2306Aおよび第2の流路2306Bは、四角と四角環状の組み合わせとしたが、これに限定されない。例えば、図10E~図10Hに示す変形例では、概略円形環状の流路および基板WFの角部(4個)や辺部(4辺)に対応するそれぞれ離間した島状の流路も形成されるように、分配部材2306または隔壁2306dが構成される。基板WFの角部や辺部ごとに、各島状の流路同士を分配部材2306の上流側で連通させることで同一の圧力を供給できる。
According to this embodiment, by replacing the first partition walls 2306d-1, 2, 3 with the second partition walls 2306d-4, 5, 6, it is possible to flexibly adjust the pressurized area of the substrate WF without replacing the plurality of bag members 2335. Note that in Figures 11A and 11C, for convenience of explanation, the partition walls 2306d are illustrated in a simplified form, but as shown in Figure 11E, the partition walls 2306d (e.g., the second partition walls 2306d-4, 5) are attached to the bottom wall 2306a by bolts 2339, and can be removed from the bottom wall 2306a by removing the bolts 2339. The distribution member 2306 and the bag member holder 2307 are also connected by bolts 2339. Also, as many (square) annular grooves as possible may be formed in advance on the upper surface of the bottom wall 2306a shown in FIG. 11E, and the partition wall 2306d may be installed via a seal material (packing) only in the annular grooves required to form the desired multiple pressurized areas. Also, in the above-mentioned embodiment, the first flow path 2306A and the second flow path 2306B are a combination of a square and a square annular shape, but this is not limited to this. For example, in the modified example shown in FIG. 10E to FIG. 10H, the distributor 2306 or the partition wall 2306d is configured so that a roughly circular annular flow path and island-shaped flow paths separated from each other corresponding to the corners (4 pieces) and sides (4 sides) of the substrate WF are also formed. The same pressure can be supplied to each corner or side of the substrate WF by connecting each island-shaped flow path to each other on the upstream side of the distributor 2306.

上記の実施形態では、複数の袋部材2335の下部に吸着板2334を設け、吸着板2334を用いて基板WFを吸着保持する例を示したが、吸着板2334を設けなくてもよい。図12は、一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。 In the above embodiment, an example was shown in which suction plates 2334 are provided at the bottom of the multiple bag members 2335 and the substrate WF is suction-held using the suction plates 2334, but it is not necessary to provide the suction plates 2334. Figure 12 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of a top ring of one embodiment.

図12に示すように、複数の袋部材2335は、袋部材の底壁に穴2335aが形成されている。また、図12に示す例では、基板WFがトップリングから離脱するのを防止するために、複数の袋部材2335の周囲にリテーナリング2333が設けられる。リテーナリング2333は、リテーナリング2333の上部に設けられたエアバッグ2336によって加圧することができる。なお、穴2335aは、すべての袋部材2335の底壁に形成されるのではなく、一部の袋部材2335の底壁に形成されていてもよい。また袋部材2335の全てが同一形状かつ同一サイズなので、穴2335aを備えた袋部材2335の設置位置も所望の位置に容易に変更できる。 12, the plurality of bag members 2335 have holes 2335a formed in the bottom wall of the bag member. In the example shown in FIG. 12, a retainer ring 2333 is provided around the plurality of bag members 2335 to prevent the substrate WF from detaching from the top ring. The retainer ring 2333 can be pressurized by an air bag 2336 provided on the upper part of the retainer ring 2333. Note that the holes 2335a do not have to be formed in the bottom wall of all the bag members 2335, but may be formed in the bottom wall of some of the bag members 2335. In addition, since all the bag members 2335 have the same shape and size, the installation position of the bag member 2335 with the hole 2335a can be easily changed to a desired position.

また、図12に示すように、ロータリージョイントを内蔵した回転シャフト2018およびキャリア2301を介して複数の配管2340-1a~2340-5aが設けられている。これらの配管2340-1a~2340-5aは、気体供給源2331および減圧手段2031に接続されている。 As shown in FIG. 12, a plurality of pipes 2340-1a to 2340-5a are provided via a rotating shaft 2018 incorporating a rotary joint and a carrier 2301. These pipes 2340-1a to 2340-5a are connected to a gas supply source 2331 and a pressure reducing means 2031.

一方、分配部材2306には、袋部材2335に気体を分配するための流路に連通する複数の配管2340-1b~2340-4b、および、エアバッグ2336に気体を供給するための配管2340-5bが設けられている。分配部材2306の各流路の周囲にはOリング2326が配置されており、各流路間がシールされている。複数の配管2340-1a~2340-4aと複数の配管2340-1b~2340-4bをそれぞれ接続することによって、複数の袋部材2335から気体を吸引したり、複数の袋部材2335に気体を供給したりすることができる。これにより、トップリングは、基板WFを保持するときには袋部材の穴2335aを介して気体を吸引することによって基板WFを吸着することができる。一方、研磨を行うときには、複数の袋部材2335に供給する気体を調整することによって基板WFの加圧エリアの調整を柔軟に行うことができる。また、配管2340-5aと複数の配管2340-5bを接続することによって、エアバッグ2336を介してリテーナリング2333を押圧することができる。 On the other hand, the distribution member 2306 is provided with a plurality of pipes 2340-1b to 2340-4b that communicate with a flow path for distributing gas to the bag member 2335, and a pipe 2340-5b for supplying gas to the airbag 2336. An O-ring 2326 is arranged around each flow path of the distribution member 2306 to seal between each flow path. By connecting the plurality of pipes 2340-1a to 2340-4a and the plurality of pipes 2340-1b to 2340-4b, respectively, it is possible to suck gas from the plurality of bag members 2335 or supply gas to the plurality of bag members 2335. As a result, when holding the substrate WF, the top ring can suck gas through the hole 2335a of the bag member to adsorb the substrate WF. On the other hand, when polishing, the pressurized area of the substrate WF can be flexibly adjusted by adjusting the gas supplied to the plurality of bag members 2335. In addition, by connecting pipe 2340-5a to multiple pipes 2340-5b, the retainer ring 2333 can be pressed through the airbag 2336.

図13は、一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。以下の説明では、上述の実施形態と同様の構成については同様の符号を付している。図13に示すように、上記実施形態の袋部材336と、複数の袋部材2335および分配機構2305と、を組み合わせてもよい。すなわち、図13に示すように、トップリング330
2は、分配機構2305と、複数の袋部材2335と、複数の袋部材2335の下部に配置された多孔質部材334と、多孔質部材334を囲むように配置された袋部材336と、を含んで構成されてもよい。本実施形態によれば、基板WFの加圧エリアの調整を柔軟に行い、かつ、基板WFを吸着するときに基板WFの周縁部が破損するのを抑制することができる。なお、図13以降の図では、袋部材2335が平面視で六角形の形状を有するとともに、側壁に型崩れを抑制するための窪みが形成されている例を示している。
13 is a schematic enlarged cross-sectional view of a portion of a top ring according to an embodiment. In the following description, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 13, the bag member 336 of the above-described embodiment may be combined with a plurality of bag members 2335 and a distribution mechanism 2305. That is, as shown in FIG. 13, the top ring 330
2 may be configured to include a distribution mechanism 2305, a plurality of bag members 2335, a porous member 334 arranged below the plurality of bag members 2335, and a bag member 336 arranged to surround the porous member 334. According to this embodiment, it is possible to flexibly adjust the pressurized area of the substrate WF and to prevent the peripheral portion of the substrate WF from being damaged when the substrate WF is sucked. Note that the figures from FIG. 13 onwards show an example in which the bag member 2335 has a hexagonal shape in a plan view and has a recess formed on the side wall to prevent deformation.

図14は、一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。図14に示すように、上記実施形態の複数の袋部材2335および分配機構2305と、ハニカム構造吸着部材1334と、を組み合わせてもよい。すなわち、図14に示すように、トップリング4302は、分配機構2305と、複数の袋部材2335と、複数の袋部材2335の下部に配置されたハニカム構造吸着部材1334と、を含んで構成されてもよい。また、トップリング4302は、最外周の袋部材2335の周囲に配置され、袋部材2335の外周方向への膨らみを規制するための規制部材341を含んでいてもよい。本実施形態によれば、トップリング4302の高強度と軽量化を実現し、かつ、基板WFの加圧エリアの調整を柔軟に行うことができる。 Figure 14 is a cross-sectional view showing an enlarged view of a part of the top ring of one embodiment. As shown in Figure 14, the plurality of bag members 2335 and the distribution mechanism 2305 of the above embodiment may be combined with the honeycomb structure suction member 1334. That is, as shown in Figure 14, the top ring 4302 may be configured to include the distribution mechanism 2305, the plurality of bag members 2335, and the honeycomb structure suction member 1334 arranged below the plurality of bag members 2335. The top ring 4302 may also include a regulating member 341 arranged around the outermost bag member 2335 for regulating the bulging of the bag member 2335 in the outer circumferential direction. According to this embodiment, the top ring 4302 can be made strong and lightweight, and the pressurized area of the substrate WF can be flexibly adjusted.

図15は、一実施形態のトップリングの一部を拡大して概略的に示す断面図である。図15に示すように、上記実施形態の複数の袋部材2335および分配機構2305と、ハニカム構造吸着部材1334と、袋部材336と、を組み合わせてもよい。すなわち、図15に示すように、トップリング5302は、分配機構2305と、複数の袋部材2335と、複数の袋部材2335の下部に配置されたハニカム構造吸着部材1334と、ハニカム構造吸着部材1334を囲むように配置された袋部材336と、を含んで構成されてもよい。本実施形態によれば、トップリング5302の高強度と軽量化を実現し、基板WFの加圧エリアの調整を柔軟に行い、かつ、基板WFを吸着するときに基板WFの周縁部が破損するのを抑制することができる。 Figure 15 is a cross-sectional view showing an enlarged schematic view of a portion of a top ring of one embodiment. As shown in Figure 15, the plurality of bag members 2335 and distribution mechanism 2305 of the above embodiment may be combined with a honeycomb-structured suction member 1334 and a bag member 336. That is, as shown in Figure 15, the top ring 5302 may be configured to include a distribution mechanism 2305, a plurality of bag members 2335, a honeycomb-structured suction member 1334 arranged below the plurality of bag members 2335, and a bag member 336 arranged to surround the honeycomb-structured suction member 1334. According to this embodiment, the top ring 5302 can be made strong and lightweight, the pressure area of the substrate WF can be flexibly adjusted, and damage to the peripheral portion of the substrate WF can be suppressed when the substrate WF is suctioned.

以上、いくつかの本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the above-mentioned embodiments of the invention are intended to facilitate understanding of the present invention and are not intended to limit the present invention. The present invention may be modified or improved without departing from its spirit, and the present invention naturally includes equivalents. Furthermore, any combination or omission of each component described in the claims and specification is possible within the scope of solving at least part of the above-mentioned problems or achieving at least part of the effects.


本願は、一実施形態として、基板を保持して研磨面に押圧するためのトップリングであって、気体供給源から供給される気体を用いて基板を押圧するように構成された複数の袋部材と、前記気体供給源から供給された気体を前記複数の袋部材に分配するための流路を有する分配機構であって、前記流路は、前記複数の袋部材をグループ分けして構成される第1の複数のグループに気体を分配する第1の流路と、前記複数の袋部材をグループ分けして構成される前記第1の複数のグループとは異なる第2の複数のグループに気体を分配する第2の流路と、を切り替え可能に構成される、分配機構と、を含む、トップリングを開示する。

The present application discloses, as one embodiment, a top ring for holding a substrate and pressing it against a polishing surface, the top ring including: a plurality of bag members configured to press the substrate using gas supplied from a gas supply source; and a distribution mechanism having a flow path for distributing the gas supplied from the gas supply source to the plurality of bag members, the flow path being configured to be switchable between a first flow path for distributing gas to a first plurality of groups formed by grouping the plurality of bag members, and a second flow path for distributing gas to a second plurality of groups different from the first plurality of groups formed by grouping the plurality of bag members.

さらに、本願は、一実施形態として、前記分配機構は、前記複数の袋部材を保持するように構成された袋部材ホルダであって、前記複数の袋部材の内部空間に連通する連通路が形成された、袋部材ホルダと、前記気体供給源から供給された気体を前記袋部材ホルダの連通路に分配するための分配部材と、を含む、トップリングを開示する。 Furthermore, as one embodiment, the present application discloses a top ring in which the distribution mechanism includes a bag member holder configured to hold the plurality of bag members, the bag member holder having a communication passage formed therein that communicates with the internal spaces of the plurality of bag members, and a distribution member for distributing the gas supplied from the gas supply source to the communication passage of the bag member holder.

さらに、本願は、一実施形態として、前記分配機構は、前記分配部材として、前記第1の流路を有する第1の分配部材と、前記第2の流路を有する第2の分配部材と、を交換可
能に構成される、トップリングを開示する。
Furthermore, as one embodiment, the present application discloses a top ring, in which the distribution mechanism is configured so that the distribution members are interchangeably a first distribution member having the first flow path and a second distribution member having the second flow path.

さらに、本願は、一実施形態として、前記分配部材は、前記袋部材ホルダに連結される底壁と、前記底壁と間隔をあけて対向配置される天壁と、前記底壁および前記天壁の周縁部を接続する側壁と、前記底壁、前記天壁および前記側壁に囲まれる空間を隔てる隔壁と、を含み、前記分配機構は、前記隔壁として、前記第1の流路を形成するように構成された第1の隔壁と、前記第2の流路を形成するように構成された第2の隔壁と、を交換可能に構成される、トップリングを開示する。 Furthermore, the present application discloses, as one embodiment, a top ring in which the distribution member includes a bottom wall connected to the bag member holder, a top wall arranged opposite the bottom wall with a gap therebetween, a side wall connecting the peripheral edges of the bottom wall and the top wall, and a partition wall separating a space surrounded by the bottom wall, the top wall, and the side wall, and the distribution mechanism is configured to exchange the partition walls between a first partition wall configured to form the first flow path and a second partition wall configured to form the second flow path.

さらに、本願は、一実施形態として、前記複数の袋部材は、基板の被押圧面に対向して二次元配列され、前記第1の複数のグループおよび前記第2の複数のグループはそれぞれ、同心状に配置される、トップリングを開示する。 Furthermore, as one embodiment, the present application discloses a top ring in which the plurality of bag members are two-dimensionally arranged facing the pressed surface of the substrate, and the first plurality of groups and the second plurality of groups are each concentrically arranged.

さらに、本願は、一実施形態として、前記複数の袋部材の基板押圧面側に配置された吸着板をさらに含み、前記複数の袋部材は、前記吸着板を介して基板を押圧するように構成される、トップリングを開示する。 Furthermore, as one embodiment, the present application discloses a top ring that further includes an adsorption plate disposed on the substrate pressing surface side of the plurality of bag members, and the plurality of bag members are configured to press the substrate via the adsorption plate.

さらに、本願は、一実施形態として、回転シャフトと、前記回転シャフトに連結されたキャリアと、をさらに含み、前記分配機構は、前記キャリアと前記複数の袋部材との間に配置される、トップリングを開示する。 Furthermore, the present application discloses, as one embodiment, a top ring further including a rotating shaft and a carrier connected to the rotating shaft, and the distribution mechanism is disposed between the carrier and the plurality of bag members.

さらに、本願は、一実施形態として、研磨面を有する研磨パッドが貼付される研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するように構成された上記のいずれかに記載のトップリングと、前記研磨パッド上に研磨液を供給するように構成された研磨液供給ノズルと、前記トップリングの前記複数の袋部材に気体を供給するように構成された気体供給源と、を含む、基板処理装置を開示する。 Furthermore, as an embodiment, the present application discloses a substrate processing apparatus including a polishing table to which a polishing pad having a polishing surface is attached, a top ring as described above configured to hold a substrate and press it against the polishing surface, a polishing liquid supply nozzle configured to supply a polishing liquid onto the polishing pad, and a gas supply source configured to supply gas to the multiple bag members of the top ring.

18,2018 トップリングシャフト(回転シャフト)
31,2031 減圧手段(真空源)
300 研磨ユニット
301,2301 キャリア
302,1302,2302,3302,4302,5302 トップリング
312 気体流路
320 弾性膜
322 加圧空間
330 基板吸着部材
331,2331 気体供給源
332 遮蔽部材
334 多孔質部材
334a 基板吸着面
334b 減圧部
335 補強部材
336 袋部材(エアバッグ)
336-1 内周側壁
336-2 底壁
336-3 外周側壁
336a 孔
336b スリット
338 気体流路
341 規制部材
350 研磨テーブル
352 研磨パッド
352a 表面(研磨面)
354 研磨液供給ノズル
1000 基板処理装置
2305 分配機構
2306 分配部材
2306-1 第1の分配部材
2306-2 第2の分配部材
2306A 第1の流路
2306B 第2の流路
2306a 底壁
2306b 天壁
2306c 側壁
2306d 隔壁
2306d-1,2,3 第1の隔壁
2306d-4,5,6 第2の隔壁
2307 袋部材ホルダ
2307a 連通路
2334 吸着板
2335 袋部材(エアバッグ)
A 第1の複数のグループ
B 第2の複数のグループ
WF 基板
18, 2018 Top ring shaft (rotating shaft)
31, 2031 Pressure reducing means (vacuum source)
300 Polishing unit 301, 2301 Carrier 302, 1302, 2302, 3302, 4302, 5302 Top ring 312 Gas flow path 320 Elastic membrane 322 Pressurized space 330 Substrate suction member 331, 2331 Gas supply source 332 Shielding member 334 Porous member 334a Substrate suction surface 334b Pressure reduction section 335 Reinforcing member 336 Bag member (air bag)
336-1: Inner circumferential wall 336-2: Bottom wall 336-3: Outer circumferential wall 336a: Hole 336b: Slit 338: Gas flow passage 341: Regulating member 350: Polishing table 352: Polishing pad 352a: Surface (polishing surface)
354 Polishing liquid supply nozzle 1000 Substrate processing apparatus 2305 Distribution mechanism 2306 Distribution member 2306-1 First distribution member 2306-2 Second distribution member 2306A First flow path 2306B Second flow path 2306a Bottom wall 2306b Top wall 2306c Side wall 2306d Partition wall 2306d-1, 2, 3 First partition wall 2306d-4, 5, 6 Second partition wall 2307 Bag member holder 2307a Communication path 2334 Suction plate 2335 Bag member (air bag)
A first plurality of groups B second plurality of groups WF substrate

Claims (8)

基板を保持して研磨面に押圧するためのトップリングであって、
気体供給源から供給される気体を用いて基板を押圧するように構成された複数の袋部材と、
前記気体供給源から供給された気体を前記複数の袋部材に分配するための流路を有する分配機構であって、前記流路は、前記複数の袋部材をグループ分けして構成される第1の複数のグループに気体を分配する第1の流路と、前記複数の袋部材をグループ分けして構成される前記第1の複数のグループとは異なる第2の複数のグループに気体を分配する第2の流路と、を切り替え可能に構成される、分配機構と、
を含む、トップリング。
a top ring for holding the substrate and pressing it against the polishing surface,
a plurality of bag members configured to press the substrate using gas supplied from a gas supply source;
a distribution mechanism having a flow path for distributing gas supplied from the gas supply source to the plurality of bag members, the flow path being switchable between a first flow path for distributing gas to a first plurality of groups formed by grouping the plurality of bag members, and a second flow path for distributing gas to a second plurality of groups different from the first plurality of groups formed by grouping the plurality of bag members;
Including the top ring.
前記分配機構は、
前記複数の袋部材を保持するように構成された袋部材ホルダであって、前記複数の袋部材の内部空間に連通する連通路が形成された、袋部材ホルダと、
前記気体供給源から供給された気体を前記袋部材ホルダの連通路に分配するための分配部材と、を含む、
請求項1に記載のトップリング。
The distribution mechanism includes:
a bag member holder configured to hold the plurality of bag members, the bag member holder having a communication passage formed therein that communicates with an internal space of the plurality of bag members;
a distribution member for distributing the gas supplied from the gas supply source to the communication passage of the bag member holder,
The top ring according to claim 1 .
前記分配機構は、前記分配部材として、前記第1の流路を有する第1の分配部材と、前記第2の流路を有する第2の分配部材と、を交換可能に構成される、
請求項2に記載のトップリング。
The distribution mechanism is configured so that a first distribution member having the first flow path and a second distribution member having the second flow path are replaceable as the distribution member.
The top ring according to claim 2 .
前記分配部材は、前記袋部材ホルダに連結される底壁と、前記底壁と間隔をあけて対向配置される天壁と、前記底壁および前記天壁の周縁部を接続する側壁と、前記底壁、前記天壁および前記側壁に囲まれる空間を隔てる隔壁と、を含み、
前記分配機構は、前記隔壁として、前記第1の流路を形成するように構成された第1の隔壁と、前記第2の流路を形成するように構成された第2の隔壁と、を交換可能に構成される、
請求項2に記載のトップリング。
the distribution member includes a bottom wall connected to the bag member holder, a top wall arranged opposite the bottom wall with a gap therebetween, a side wall connecting peripheral edges of the bottom wall and the top wall, and a partition wall separating a space surrounded by the bottom wall, the top wall, and the side wall;
The distribution mechanism is configured to be replaceable between a first partition configured to form the first flow path and a second partition configured to form the second flow path as the partition.
The top ring according to claim 2 .
前記複数の袋部材は、基板の被押圧面に対向して二次元配列され、前記第1の複数のグループおよび前記第2の複数のグループはそれぞれ、同心状に配置される、
請求項1から4のいずれか一項に記載のトップリング。
the plurality of bag members are two-dimensionally arranged facing a pressed surface of a substrate, and the first plurality of groups and the second plurality of groups are each concentrically arranged.
The top ring according to claim 1 .
前記複数の袋部材の基板押圧面側に配置された吸着板をさらに含み、
前記複数の袋部材は、前記吸着板を介して基板を押圧するように構成される、
請求項5に記載のトップリング。
The bag member further includes an adsorption plate disposed on the substrate pressing surface side of the bag member,
The plurality of bag members are configured to press the substrate via the suction plate.
The top ring according to claim 5 .
回転シャフトと、
前記回転シャフトに連結されたキャリアと、をさらに含み、
前記分配機構は、前記キャリアと前記複数の袋部材との間に配置される、
請求項6に記載のトップリング。
A rotating shaft;
a carrier coupled to the rotating shaft;
the dispensing mechanism is disposed between the carrier and the plurality of bag members.
7. The top ring according to claim 6.
研磨面を有する研磨パッドが貼付される研磨テーブルと、
基板を保持して前記研磨面に押圧するように構成された請求項1に記載のトップリングと、
前記研磨パッド上に研磨液を供給するように構成された研磨液供給ノズルと、
前記トップリングの前記複数の袋部材に気体を供給するように構成された気体供給源と、
を含む、基板処理装置。
a polishing table to which a polishing pad having a polishing surface is attached;
a top ring configured to hold a substrate and press it against the polishing surface;
a polishing liquid supply nozzle configured to supply a polishing liquid onto the polishing pad;
a gas supply source configured to supply gas to the plurality of bag members of the top ring;
A substrate processing apparatus comprising:
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