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公開番号2025088032
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202452
出願日2023-11-30
発明の名称トップリング、および、基板研磨装置
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 20120101AFI20250604BHJP(研削;研磨)
要約【課題】角形基板の中央側と基板の外縁側とで研磨プロファイルをより均一化することができるトップリングまたは基板研磨装置を提供する。
【解決手段】多角形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を有して減圧モジュールと連通する基板吸着体、前記基板吸着体の前記基板吸着面とは反対側の面を遮蔽するように構成された遮蔽部材、および、前記ベース部材の少なくとも一部の周囲を囲むように前記遮蔽部材に接続された枠部材、を含む基板吸着部材と、前記ベース部材に接触する第1端部、および、前記枠部材に接触する第2端部を有し、前記ベース部材と前記枠部材とを近づける方向または離す方向に付勢力を付与する付勢機構と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
多角形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を有して減圧モジュールに連通する基板吸着体、前記基板吸着体の前記基板吸着面とは反対側の面を遮蔽するように構成された遮蔽部材、および、前記ベース部材の少なくとも一部の周囲を囲むように前記遮蔽部材に接続された枠部材、を含む基板吸着部材と、
前記ベース部材に接触する第１端部、および、前記枠部材に接触する第２端部を有し、前記ベース部材と前記枠部材とを近づける方向または離す方向に付勢力を付与する付勢機構と、
を備えるトップリング。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記付勢機構は、前記第１端部と前記第２端部とを有する空圧式アクチュエータを含む、請求項１に記載のトップリング。
【請求項３】
前記空圧式アクチュエータは、
前記ベース部材に取り付けられ、内部に作動流体を受け入れ可能なシリンダと、
前記シリンダ内に配置されるダイアフラムと、
前記枠部材に接触し、前記ダイアフラムの動きに応じて変位可能なピストンと、
を有する、請求項２に記載のトップリング。
【請求項４】
前記ベース部材と前記遮蔽部材との間に加圧室を形成するように構成された弾性膜と、
前記加圧室に作動流体を供給する流体供給源と、を備え、
前記空圧式アクチュエータは、前記流体供給源からの作動流体により作動する、
請求項２に記載のトップリング。
【請求項５】
前記付勢機構は、前記第１端部と前記第２端部とを有する弾性体である、請求項１に記載のトップリング。
【請求項６】
前記枠部材は、当該枠部材の異なる箇所を、枠内部を跨いでアーチ状に結ぶストッパを含み、
前記ベース部材は、前記ストッパと接触することにより当該ベース部材に対する前記基板吸着部材の高さ方向の移動を制限する接触部を有し、
前記付勢機構の前記第２端部は、前記ストッパに接触する、
請求項１に記載のトップリング。
【請求項７】
前記付勢機構の前記第２端部は、前記基板吸着面に垂直な方向から見て、前記枠部材の角部領域に接触する、請求項１に記載のトップリング。
【請求項８】
前記付勢機構の前記第２端部は、前記基板吸着面に垂直な方向から見て、前記枠部材の辺部領域に接触する、請求項１に記載のトップリング。
【請求項９】
前記ベース部材と前記遮蔽部材との間に加圧室を形成するように構成された弾性膜を備える、請求項１に記載のトップリング。
【請求項１０】
前記弾性膜は、前記ベース部材と前記遮蔽部材との間に同心状に複数の加圧室を形成するように構成される、請求項９に記載のトップリング。
（【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、基板研磨装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造に、基板の表面を平坦化するために化学機械研磨（ＣＭＰ）装置が使用されている。半導体デバイスの製造に使用される基板は、多くの場合、円板形状である。また、半導体デバイスに限らず、ＣＣＬ基板（Copper Clad Laminate基板）やＰＣＢ（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。
【０００３】
基板研磨装置は、基板を保持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、回転軸と、回転軸に連結されたフランジと、フランジの下面に形成された開口に嵌合された吸着板と、吸着板の上面に張り付けられた遮蔽板とを含む。このトップリングは、真空吸引によって吸着板を介して基板を吸着し、かつ、遮蔽板に圧力を加えることによって基板を研磨パッドに押圧するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－５７０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したトップリングでは、基板の中央側と基板の外縁側とで研磨処理後の基板の膜厚に差が生じる場合が見られた。特に、角形基板を研磨するときには、基板角部の研磨量が基板中央部の研磨量に対して小さくなる場合がある。これは、トップリングが遮蔽板を介して基板を押圧すると基板角部に反り上がる方向の力が生じ、基板角部の押圧が基板中央部の押圧に比べて低くなることに起因していると考えられる。また、図１０に示すように、基板研磨装置１０００では、研磨テーブル３５０に形成された通路３５３（開口部３５５）からトップリング３０２に保持された角形基板ＷＦの中央に研磨スラリーＰＳが供給され、この研磨スラリーＰＳが基板ＷＦの板面に沿って外縁側に拡散することで基板ＷＦの外縁側に研磨スラリーＰＳが供給される場合がある（一点鎖線矢印参照）。この処理において研磨スラリーＰＳの供給量が基板の中央側よりも基板角部で少なくなり、基板角部の研磨量が基板中央部の研磨量に対して低くなっている可能性もある。また、研磨環境によっては、角形基板の外縁側の研磨量が、基板の中央側の研磨量よりも大きくなる場合もある。
【０００６】
以上の実情に鑑みて、本願は、角形基板の中央側と基板の外縁側とで研磨プロファイルをより均一化することができるトップリングまたは基板研磨装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態によれば、多角形基板を保持するためのトップリングが提案され、前記トップリングは、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を有して減圧モジュールと連通する基板吸着体、前記基板吸着体の前記基板吸着面とは反対側の面を遮蔽するように構成された遮蔽部材、および、前記ベース部材の少なくとも一
部の周囲を囲むように前記遮蔽部材に接続された枠部材、を含む基板吸着部材と、前記ベース部材に接触する第１端部、および、前記枠部材に接触する第２端部を有し、前記ベース部材と前記枠部材とを近づける方向または離す方向に付勢力を付与する付勢機構と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態による基板研磨装置の全体構成を示す平面図である。
一実施形態による研磨ユニットの構成を概略的に示す斜視図である。
一実施形態のトップリングを概略的に示す断面図である。
一実施形態のトップリングを概略的に示す断面斜視図である。
一実施形態の基板吸着部材を概略的に示す斜視図である。
図５におけるＡＡ領域を拡大した図である。
変形例における付勢機構の接触場所を示す図である。
変形例にトップリングを概略的に示す断面図である。
枠部材におけるピストンまたは弾性体が接触する部位の一例を示す図である。
参考例における基板研磨装置の一例を示す図である。
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１０】
図１は、一実施形態による基板研磨装置１０００の全体構成を示す平面図である。図１に示される基板研磨装置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。なお、搬送ユニット２００および研磨ユニット３００は、１つ又は３つ以上が設けられてもよい。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研磨装置１０００を簡易に形成することができる。また、基板研磨装置１０００は、コントローラ９００を備え、基板研磨装置１０００の各構成要素はコントローラ９００により制御される。一実施形態において、コントローラ９００は、入出力装置、演算装置、記憶装置（記憶媒体）９００ａ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。コントローラ９００は、基板研磨装置１０００を制御する動作の主体として機能する。コントローラ９００は、記憶装置９００ａ等に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより各種処理を行う。プログラムは、ＤＶＤ－ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたものを取得するか、またはネットワークを介して取得されてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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