特許ウォッチ

公開番号2024057926
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022164921
出願日2022-10-13
発明の名称トップリングおよび基板処理装置
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B24B 37/30 20120101AFI20240418BHJP(研削;研磨)
要約【課題】研磨の均一性を向上し得るトップリングを実現すること。
【解決手段】基板を保持するためのトップリングであって、回転シャフトに連結されたベース部材と、基板を吸着するための基板吸着面および減圧手段と連通する減圧部を有する多孔質部材を含む基板吸着部材と、前記ベース部材と前記基板吸着部材との間に配置され、前記基板吸着部材の前記基板吸着面とは反対側に配置された複数の第1加圧手段を有する第1加圧アセンブリであって、各第1加圧手段は互いに完全に独立に前記基板吸着部材に対して押圧力を加えることが可能に構成されている第1加圧アセンブリと、を備える、トップリング。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
基板を保持するためのトップリングであって、
回転シャフトに連結されたベース部材と、
基板を吸着するための基板吸着面および減圧手段と連通する減圧部を有する多孔質部材を含む基板吸着部材と、
前記ベース部材と前記基板吸着部材との間に配置され、前記基板吸着部材の前記基板吸着面とは反対側に配置された複数の第１加圧手段を有する第１加圧アセンブリであって、各第１加圧手段は互いに完全に独立に前記基板吸着部材に対して押圧力を加えることが可能に構成されている第１加圧アセンブリと、
を備える、トップリング。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のトップリングであって、
前記第１加圧アセンブリは、前記複数の第１加圧手段を保持する保持体を更に有し、
前記ベース部材は、前記保持体の前記複数の第１加圧手段とは反対側を流体圧で押圧する第２加圧手段を更に有する、トップリング。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のトップリングであって、
前記第１加圧アセンブリは、各加圧手段の前記基板吸着部材側に設けられた、伸縮性の小さい流体バッグを更に有する、トップリング。
【請求項４】
請求項３に記載のトップリングであって、
前記流体バッグは液体を保持している、トップリング。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のトップリングであって、
前記第１加圧アセンブリは、前記ベース部材及び前記基板吸着部材に対して上下方向に移動可能に構成されている、トップリング。
【請求項６】
請求項５に記載のトップリングであって、
前記ベース部材と前記基板吸着部材とは、両部材の間の隙間を密閉する外周バンドで連結されており、
前記第１加圧アセンブリは、前記ベース部材と前記基板吸着部材と前記外周バンドで囲まれた空間内に密閉されている、トップリング。
【請求項７】
請求項５に記載のトップリングであって、
前記ベース部材の内側側面と前記第１加圧アセンブリの外側側面との間に、前記ベース部材と前記第１加圧アセンブリの相対的な移動を案内するリニアガイド機構が設けられている、トップリング。
【請求項８】
請求項７に記載のトップリングであって、
前記第１加圧アセンブリは、平面視四角形であり、
前記リニアガイド機構は、前記第１加圧アセンブリの対向する一対の外側側面のみに設けられている、トップリング。
【請求項９】
請求項５に記載のトップリングであって、
前記第１加圧アセンブリは、その外周に沿って設けられた複数のローラを備え、
前記基板吸着部材は、前記複数のローラによって前記第１加圧アセンブリに対する上下方向の移動が案内される、トップリング。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載のトップリングであって、
前記ベース部材は、該ベース部材に対する前記第１加圧アセンブリの下方への移動を制限する第１ストッパを有し、
前記基板吸着部材は、前記第１加圧アセンブリに対する前記基板吸着部材の下方への移動を制限する第２ストッパを有する、トップリング。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、トップリングおよび基板処理装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
基板の表面を平坦化するために化学機械研磨（ＣＭＰ）装置が、半導体デバイスの製造に使用されている。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（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。
【０００３】
化学機械研磨装置などの基板処理装置は、例えば、基板を保持するためのトップリングを含む。このトップリングでは、基板ＷＦを基板吸着部材によって真空吸着保持し、その状態でトップリングを回転させながら、同じく回転する研磨テーブル上の研磨パッドに押し付けて基板ＷＦを化学的機械研磨する。
【０００４】
また、トップリングによる基板の研磨パッドに対する押付力（押圧力）を調節するために、トップリングに複数の圧電素子を配置するものがある（特許文献１及び特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平９－２２５８２０号公報
特開２０００－０９４３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記研磨装置では、基板の厚さの不均一や、トップリングの基板吸着部を構成する多孔質部材／遮蔽部材の面内均一性が要因で、基板の被研磨面における研磨不均一が発生する可能性がある。例えば、多孔質部材は、平坦性（厚さの均一性）を得るために、平面フライス刃を用いた平面加工（フライス加工）を行うが、その加工痕が、そのまま研磨レートに転写される場合がある。
【０００７】
フライスによる平面切削加工の場合、多孔質部材の基板吸着面における平面度及び／又は厚さ精度は、研磨性能に影響が出ないレベルまで高精度には加工することが困難であり、影響が出ないレベルまで追い込むためには、更に高精度な加工方法を選択する必要があり、コストが上昇する。また、角形基板は、その特性上、半導体ウエハとは異なり、厚さのバラツキが大きい傾向があり、厚さのバラツキが研磨に大きく影響するおそれもある。
【０００８】
研磨レートの面内均一性を向上させるため、トップリングは、弾性膜によって隔てられた複数の加圧室を備える場合がある。各加圧室の圧力に差をつけることによって、基板を押し付ける力の均一性をある程度の補正はできるものの、微小で複雑な圧力差は付けられず、できたとしても高価な構成となる。また、一旦、設計を確定すると、変更に大きな労力が必要となる。また、複数の圧電素子を備えるトップリング（特許文献１及び特許文献２）においても、研磨レートの面内均一性を向上させる観点で、改善の余地がある。
【０００９】
本願は、研磨の均一性を向上し得るトップリングを実現することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態によれば、基板を保持するためのトップリングであって、回転シャフトに連結されたベース部材と、基板を吸着するための基板吸着面および減圧手段と連通する減圧部を有する多孔質部材を含む基板吸着部材と、前記ベース部材と前記基板吸着部材との間に配置され、前記基板吸着部材の前記基板吸着面とは反対側に配置された複数の第１加圧手段を有する第１加圧アセンブリであって、各第１加圧手段は互いに完全に独立に前記基板吸着部材に対して押圧力を加えることが可能に構成されている第１加圧アセンブリと、を備える、トップリング。が開示される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許