(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の縁部を研磨するように適合されたシステムが提供される。【解決手段】基板の縁部を研磨するように適合された装置及び方法は、（１）研磨表面及び第２の表面を有する研磨テープ、及び（２）長手方向軸を有し、上記研磨テープの研磨表面を基板の縁部に接触させるように適合された研磨アーム２０１を含む。研磨アーム２０１は、i）上記研磨テープの第２の表面に接触するように適合された研磨ヘッド２０４と、ii）上記研磨ヘッド２０４に結合されて、上記研磨アーム２０１の長手方向軸の回りに上記研磨ヘッド２０４を回転させるように適合されたロッカーアーム３０４と、iii）上記ロッカーアーム３０４に隣接して延長されて、上記研磨アーム２０１の長手方向軸に直交する方向に上記研磨ヘッド２０４を移動させるように適合されたロードアーム３１４とを含む。多数の他の態様が提供される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の縁部を研磨するように適合された装置であって、
研磨表面及び第２の表面を有する研磨テープと、
長手方向軸を有し、前記研磨テープの研磨表面を基板の縁部に接触させるように適合された研磨アームと
を備え、
前記研磨アームが、
前記研磨テープの第２の表面に接触するように適合された研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドに結合されて、前記研磨アームの長手方向軸の回りに前記研磨ヘッドを回転させるように適合されたロッカーアームと、
前記ロッカーアームに隣接して延長されて、前記研磨アームの長手方向軸に実質的に直交する方向に前記研磨ヘッドを移動させるように適合されたロードアームと、
を含む装置。
【請求項２】
前記研磨ヘッドが、前記研磨テープの研磨表面を前記基板の縁部に接触させるために、振動するように適合された、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記振動が、連続的なもの及び断続的なもののうちの少なくとも１つであってもよい、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記研磨ヘッドに結合されて、前記研磨テープの第２の表面に接触するように適合された研磨パッドをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記研磨パッドを前記研磨ヘッドに結合させるように適合されたバッキングブロックをさらに備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ロッカーアームに結合されるロッカーモータをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ロッカーモータが、前記ロッカーアームを回転させるように適合された、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記ロードアームに結合されるアクチュエータをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記アクチュエータが、前記研磨テープの研磨表面が前記基板の縁部に接触させられるために、前記ロードアームを延長及び後退するように適合された、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータを前記ロードアームに結合させるように適合されたピボット機構をさらに備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
基板の縁部を研磨するように適合されたシステムであって、
ハウジングと、
１つ以上の縁部研磨装置と、
を備え、
前記縁部研磨装置が、
研磨表面及び第２の表面を有する研磨テープ、
長手方向軸を有し、前記研磨テープの研磨表面を基板の縁部に接触させるように適合された研磨アームを備え、
前記研磨アームが、
前記研磨テープの第２の表面に接触するように適合された研磨ヘッド、
前記研磨ヘッドに結合されて、前記研磨アームの長手方向軸の回りに前記研磨ヘッドを回転させるように適合されたロッカーアーム、
前記ロッカーアームに隣接して延長されて、前記研磨アームの長手方向軸に実質的に直交する方向に前記研磨ヘッドを移動させるように適合されたロードアームを含む、前記システム。
【請求項１２】
前記１つ以上の縁部研磨装置に対して中心に位置された中央プラットフォームをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記中央プラットフォームが、前記基板を支持するように適合された、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムの動作を指示するように適合されたコントローラをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
基板の縁部を研磨する方法であって、
研磨アームの長手方向軸に実質的に直交して、且つ基板から離れる方向にアクチュエータを後退させるステップと、
前記アクチュエータの後退に応じて、反時計方向にピボット機構を移動させるステップと、
前記ピボット機構の移動に応じて、前記基板の方に向かってロードアームを前方に延長させるステップと、
前記ロードアームの前進移動に応じて、研磨テープを前記基板の縁部に接触させるステップと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本出願は、発明の名称が「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、米国仮特許出願番号第６０／９３９,３３３号(代理人整理番号：１１５６７／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】
[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、全ての目的のために、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
[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)；
[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)；及び、
[0016]発明の名称は、「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特許出願番号第６０／９３９,２０９号(代理人整理番号：１１９８７／Ｌ)。
【発明の分野】
【０００４】
[0017]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】
【０００５】
[0018]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、一般的に洗浄及び／または研磨される。典型的に、研磨テープは、ある程度の力と共に適用されて、基板の縁部上の斜面を研磨する。研磨を補助するか及び／または除去された粒子を洗い流すために、流体が供給されることができる。そのような研磨処理において、研磨テープに加えられる力を一定に制御することは困難であることが明らかにされている。さらに、流体の供給による基板の縁部上の湿った環境は、研磨装置の一部を汚染する恐れがある。したがって、基板の縁部を研磨するための改善された方法及び装置が要求されている。
【発明の概要】
【０００６】
[0019]本発明の第１の態様において、基板の縁部を研磨するように適合された装置が提供される。この装置は、（１）研磨表面及び第２の表面を有する研磨テープと、（２）長手方向軸を有し、上記研磨テープの研磨表面を基板の縁部に接触させるように適合された研磨アームとを含んでいる。研磨アームは、i）上記研磨テープの第２の表面に接触するように適合された研磨ヘッドと、ii）上記研磨ヘッドに結合されて、上記研磨アームの長手方向軸の回りに上記研磨ヘッドを回転させるように適合されたロッカーアームと、iii）上記ロッカーアームに隣接して延長されて、上記研磨アームの長手方向軸に実質的に直交する方向に上記研磨ヘッドを移動させるように適合されたロードアームとを含んでいる。
【０００７】
[0020]本発明の他の態様において、基板の縁部を研磨するように適合されたシステムが提供される。このシステムは、ハウジングと、１つ以上の縁部研磨装置とを含んでいる。この１つ以上の装置は、（１）研磨表面及び第２の表面を有する研磨テープと、（２）長手方向軸を有し、上記研磨テープの研磨表面を基板の縁部に接触させるように適合された研磨アームとを含んでいる。研磨アームは、i）上記研磨テープの第２の表面に接触するように適合された研磨ヘッドと、ii）上記研磨ヘッドに結合されて、上記研磨アームの長手方向軸の回りに上記研磨ヘッドを回転させるように適合されたロッカーアームと、iii）上記ロッカーアームに隣接して延長されて、上記研磨アームの長手方向軸に実質的に直交する方向に上記研磨ヘッドを移動させるように適合されたロードアームとを含んでいる。
【０００８】
[0021]本発明のさらに他の態様において、基板の縁部を研磨する方法が提供される。この方法は、研磨アームの長手方向軸におおむね直交して、且つ基板から離れる方向にアクチュエータを後退（ｒｅｔｒａｃｔ）させるステップと、上記アクチュエータの後退に応じて（例えば、反時計方向に）ピボット機構を移動させるステップと、上記ピボット機構の移動に応じて、上記基板の方に向かってロードアームを前方に延長させるステップと、上記ロードアームの前進移動に応じて、研磨テープを上記基板の縁部に接触させるステップとを含む。
【０００９】
[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】
【００１０】
[0030]本発明は、基板の縁部を洗浄及び／または研磨するための改善された方法及び装置を提供する。基板の縁部は、例えば、基板が回転したり、または他の方式で移動（例えば、振動）するとき、縁部に砥粒研磨テープを適用することにより、研磨することができる。砥粒研磨テープは、研磨ヘッドによって基板の縁部に適用することができる。本発明によると、研磨ヘッドは、研磨アームの端部に位置していてもよい。研磨アームは、基板の縁部に対して接線方向である軸の回りに研磨ヘッドを回転させるようにし、研磨テープと基板縁部との間の接触に対する制御を提供する、ロッカーアームを含むことができ、さらに、研磨アームは、第１の方向に旋回されたとき、基板の縁部に接触するように研磨テープに力を加えながら（ローディング）、基板の方に向かって研磨ヘッドを駆動するように、そして、第２の反対方向に旋回されたとき、基板の縁部に接触しないように研磨ヘッドを後退させるように適合された旋回可能なロードアームを含む。
【００１１】
[0031]このような方式で研磨テープをローディングすることは、力の制御を改善し、さらに、粒子及び／または流体の研磨ヘッドへの蓄積を防止するために基板の縁部からの研磨ヘッドの素早い除去／後退を提供するが、そうしないと、基板の縁部に長期にわたって接触する場合、粒子及び／または流体が研磨ヘッドに蓄積されることがある。
【００１２】
[0032]図１は、本発明による例示的な基板縁部の研磨システムまたは「モジュール」（「縁部研磨モジュール」）の平面図である。縁部研磨モジュール１００は、電子デバイスの製造設備に使用するためのより大きい基板作成システム（図示せず）内に組み入れることができる。例えば、基板作成システムは、縁部研磨モジュール１００のような研磨モジュール以外に、新たな未作製／未処理基板を受け入れる工場インターフェース、及び、基板から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。基板作成システムは、例えば、エッチング、堆積などのような後続の処理に対して、基板の条件を調節するために使用することができる。
【００１３】
[0033]縁部研磨モジュール１００は、１つ以上の縁部研磨装置１０２、１０４、１０６が位置するハウジング１０１を含むことができる。図示された実施形態は、３個の装置を含んでいるが、その他の個数の装置が使用されることもできる（例えば、１、２、４、５、６、またはそれ以上）。縁部研磨装置１０２、１０４、１０６は、基板１１０が搭載されて且つ支持される、中央プラットフォーム１０８（図２に示されている）の周囲に位置することができる。中央プラットフォーム１０８は、駆動装置１１１（例えば、モータ、ギア、ベルト、チェーンなど）（図２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１０８が回転する間に、基板１１０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機構を含むことができる。描写された実施形態において、基板１１０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１１０は、その他の形状及び配向を有することもできる。
【００１４】
[0034]それぞれの縁部研磨装置１０２、１０４、１０６は、対応する研磨テープのスプールの組１１２、１１４、１１６によって、砥粒研磨テープ（図２に示されている）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１１２、１１４、１１６は、供給スプール及び巻取りスプール（図２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１１０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１０２、１４０、１０６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１０２、１０４、１０６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。一部の実施形態において、研磨テープは、スプールの間で連続的に移動することができる。
【００１５】
[0035]また、縁部研磨モジュール１００は、研磨装置１０２、１０４、１０６、駆動装置１１１、及びスプールの組１１２、１１４、１１６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１２０（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１０２、１０４、１０６は、それ自身のコントローラを装備することができる。コントローラ１２０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１２０は、縁部研磨モジュール１００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。
【００１６】
[0036]それぞれの縁部研磨装置１０２、１０４、１０６は、対応するスプールの組１１２、１１４、１１６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１１０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。スプールの組１１２、１１４、１１６は、スプールの組１１２、１１４、１１６によって占有されたフットプリント（すなわち、製造設備内の装備に割り当てられて、占有される領域）が最小化されるように、垂直に配向することができる。
【００１７】
[0037]図２を見ると、縁部研磨装置、例えば１０２の概略図が描写される。装置１０２は、基板１１０の縁部２０２にほぼ接線方向である水平面に整列されて、フレーム２０３によって支持される研磨アーム２０１を含むことができる。他の実施形態において、研磨アーム２０１は上記とは違い、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２０１は、基板１１０が中央プラットフォーム１０８によって、或いはまたは他の機構（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２０６を基板の縁部２０２に強制的に適用するように適合された研磨ヘッド部２０４（「ヘッド」）を含むことができる。ヘッド２０４は、異なる角度で基板縁部２０２に力を加えるように、基板縁部２０２に接線方向の軸に対して回転及び／または角をなしながら平行移動されることができる。ヘッド２０４が基板縁部２０２の前後及び上下で「揺動（ｒｏｃｋ）」するように、角をなす平行移動は、揺動であることができる。そのような回転及び／または角をなす平行移動により、ヘッド２０４は、デバイス製造のために割り当てられた基板１１０の部分に接触することなく、上部及び下部除外領域だけではなく、基板１１０の縁部２０２上の上部及び下部斜面（すなわち、角度を有する面）に研磨テープ２０６が接触するようにさせるが、ここで、上部及び下部除外領域は、デバイス製造のために割り当てられた基板１１０の部分と縁部２０２との間のバッファとして機能することができる。ヘッド２０４は、研磨アーム２０１がアクチュエータ（図示せず）を介して回転する基板縁部２０２に対してヘッド２０４に力を加えるときに、研磨テープ２０６に接触するように適合されたバッキング及び／または膨張式パッド（「バッキングパッド」）２０８を含むことができる。バッキングパッド２０８は、柔らかくてよく、及び／または基板縁部２０２のプロファイルに合致されるように適合された輪郭を有するかまたは作成することができる。バッキングパッド２０８の例示的な実施形態は、図５Ａ〜図５Ｄに示されており、後で記述する。
【００１８】
[0038]縁部の研磨は、１つ以上の研磨装置（例えば、２００）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２００が採用されていてもよく、それぞれの研磨装置２００は、類似の、或いは異なる特徴及び／または機構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２００を採用することができる。例えば、１つ以上の複数の研磨装置２００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つ以上の他の複数の研磨装置２００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。研磨装置２００は、例えば、必要に応じてまたは研磨方法に従って、まず先に粗い研磨処理が行われて、相対的に粗い研磨に合わせて調整するために細かい研磨処理がその後に続けて採用されるような順序で使用されることもできる。複数の研磨装置２００は、単一のチャンバまたはモジュール（例えば、１００）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２００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タイプの移送機構が採用されて、別個のチャンバにおける研磨装置２００が、連続的にまたは他の方式で使用されることもできる。
【００１９】
[0039]図３は、本発明による研磨アーム２０１の例示的な実施形態の拡大図である。ヘッド２０４は、研磨アーム２０１の第１の遠位端部に位置する。図示されているように、ヘッド２０４は、バッキングパッド２０８が強固に結合される、露出された外部表面（図示せず）を有するバッキングブロック３０２（図３では見えないが、図４参照）を含む。ヘッド２０４は、研磨アーム２０１に沿って長手方向に延長されるロッカーアーム３０４に（例えば、強固に）結合される。ロッカーアーム３０４は、研磨アーム２０１の長手方向軸３０６の周り（軸３０６の周りに曲線状矢印で図示）に連続的または断続的な振動運動で、回転したり、または前後に「揺動」する。描写された実施形態において、ロッカーアーム３０４は、断面がＣ形状であって、それにより内部が中空である。ロッカーアーム３０４は、他の断面形状を有することもできる。ロッカーアーム３０４は、マウンティングブラケット３１０を介してロッカーモータ３０８に結合することができ、ヘッド２０４のバッキングパッド２０８が、基板１１０の縁部２０２にほぼ直交するように配向された「元」の（０度）位置に対して、約プラス及びマイナス９０度回転するように、ロッカーモータ３０８によって駆動することができる。ロッカーアーム３０４は、他の角度で回転されることもできる。
【００２０】
[0040]研磨アーム２０１は、さらに、マウンティングブラケット３１０内に、またはマウンティングブラケット３１０とロッカーアーム３０４との間に位置する、１つ以上の機械的結合（例えば、ワォッシャー、回転ベアリングなど）（図示せず）を含み、ロッカーモータ３０８の動作を促進することができる。研磨処理のためにもたらされる汚染（例えば、基板粒子、洗浄流体）から機械的結合及びロッカーモータ３０８を保護するために、ロッカーアーム３０４と機械的結合の間にはシーリングプレート３１２が位置していてもよい。
【００２１】
[0041]ロードアーム３１４は、ロッカーアーム３０４に隣接する研磨アーム２０１に沿って長手方向に延長することができる。ロッカーアーム３０４がＣ形状の断面プロファイルを有する、１つ以上の実施形態において、ロードアーム３１４は、ロッカーアーム３０４の内部に位置することができる。そのような実施形態において、ロッカーアーム３０４は、研磨アーム２０１の長手方向軸３０６の周りでロードアーム３１４と共に回転することができる。ロードアーム３１４の遠位端部は、バッキングブロック３０２に結合（例えば、強固に）されることができ、ロードアーム３１４の近位端部は、ピボット機構３１６（図６Ａに示されている）を介してアクチュエータ３１８に結合されることができる。アクチュエータ３１８は、空気圧シリンダー（図示されているように）、圧電素子、電磁駆動のピストン、または直線方向に延長または後退することのできる他のデバイスを備えることができる。１つ以上の実施形態において、アクチュエータ３１８は、基板１１０から若干離れた距離にある研磨アーム２０１の近位端部に位置することができる。このような構成により、研磨処理のためにもたらされた湿った環境や汚染物への露出から、アクチュエータ３１８が保護されることが明らかになった。
【００２２】
[0042]図６Ａ及び図６Ｂを参照して後述するように、アクチュエータ３１８の移動は、ロードアーム３１４がアクチュエータ３１８の移動方向とは反対方向に、基板１１０の縁部２０２に向かってまたは基板１１０の縁部２０２から離れるように旋回することができるようにする。ロードアーム３１４とバッキングブロック３０２との間の結合のために、基板１１０の方にロードアーム３１４を旋回することは、ヘッド２０４（例えば、ヘッド２０４のバッキングパッド２０８）を基板１１０の縁部２０２に接触するように移動させ、基板１１０から離れるようにロードアーム３１４を旋回することは、ヘッド２０４が基板１１０の縁部２０２から後退して離れるように移動させる。基板縁部２０２に対してヘッド２０４を押圧するために長手方向に延長されるロードアーム３１４を使用することにより、ロードアーム３１４のストローク中に、従来の技法に比べて、ヘッド２０４と基板１１０の間により均一な角度が提供されることが発見された。
【００２３】
[0043]また図２を参照すると、前述したように、研磨テープ２０６は、供給スプール２０９及び巻取りスプール２１０を含むスプールの組によってヘッド２０４に供給することができる。スプール２０９、２１０は、特定量の未使用研磨テープ２０６が基板の縁部に前進したり、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／または研磨テープ２０６が伸張されて、基板縁部２０２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。また、研磨テープ２０６は、ヘッド２０４（図示されているように）上にまたは他の箇所に位置された１つ以上の張力付与ローラー２１２によって引き出すことがある。材料が基板縁部２０２から除去されるときに、基板１１０における異なる縁部構造及び変化の補償に使用することができる、縁部の研磨処理に対する精密な制御を得るために、張力付与ローラー２１２は、研磨テープ２０６、及びそれによって基板縁部２０２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る。
【００２４】
[0044]１つ以上の実施形態において、研磨テープ２０６の研磨構成要素は、ダイヤモンド、アルミニウム酸化物、シリコン酸化物、シリコン炭化物等のような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いてもよい。一部の実施形態において、研磨テープ２０６に使用される研磨材は、例えば、約０.２５ミクロン〜約３ミクロンの大きさに及ぶもの、もしくは、他のサイズ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２０６が使用されることができる（他の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２０６は、パッドを使用する実施形態においては、約０.００２〜約０.０２インチの厚さであり、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。一部の実施形態において、スプール２０９、２１０は、約１インチ〜約４インチの直径を有して、約５０００インチまでの研磨テープ２０６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）等のような任意の実用的な材料から作製することができる。他の材料が使用されていてもよい。スプール２０９、２１０は、また、異なる寸法を有し、異なる量の研磨テープ２０６を保持することができる。
【００２５】
[0045]一部の実施形態において、縁部研磨モジュール１００の研磨装置１０２、１０４、１０６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（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１０２、１０４、１０６のヘッド２０４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１１０の縁部２０２の異なる部分を研磨するようにすることができる。
【００２６】
[0046]図４を見ると、研磨テープ２０６と基板１１０の縁部２０２との間の研磨接触の概略的拡大図が描写される。図示されているように、研磨テープ２０６は、基板１１０の縁部２０２に対して（例えば、矢印４０２で示されているように）、そして、それに輪郭を合わせて押し付けることができる。基板１１０は、例えば、約５０〜約１０００ＲＰＭに及ぶ速度で研磨テープ２０６に対して回転することができ、異なる速度が使用されることもできる。研磨テープ２０６は、使用されるテープの種類、テープの研磨材、回転速度、要求される研磨の量等によって、約１５〜１５０秒間、基板１１０の縁部２０２に接触することができる。より大きいか、又はより小さい時間が使用されてもよい。図示されているように、研磨テープ２０６は、研磨テープ２０６の裏面（例えば、非研磨面）に隣接して配置されるバッキングパッド２０８により支持される。バッキングパッド２０８は、バッキングブロック３０２によって（そして、順に、アクチュエータ３１８（図３に示されている）によって力が加えられる）基板縁部２０２に向かって押圧されることができる。バッキングパッド２０８上の圧力により、バッキングパッド２０８及び／または研磨テープ２０６は、基板縁部２０２に合わせてその輪郭が形成されるようになる。したがって、研磨テープ２０６と基板縁部２０２との間の摩擦（すなわち、研磨接触）は、以下の２つの要素を含むことができる：研磨テープ２０６に対して基板１１０が回転する間に発揮されるトルク、及び、基板１１０の縁部２０２に研磨テープ２０６を押し付けるときに発揮される力。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４ｌｂｓに及ぶことができる。他の量の力が使用されることもできる。
【００２７】
[0047]一部の実施形態において、１つ以上の流体チャネル４０４（すなわち、噴射ノズルまたはバー）が化学物質及び／または水を供給するように設けられて、基板縁部２０２の研磨／洗浄を補助したり、基板１１０に潤滑性を付与したり、及び／または除去された材料を洗い流すことができる。流体チャネル４０４は、流体を、基板１１０、研磨テープ２０６、及び／またはパッド２０８に供給するように適合することができる。流体は、潤滑剤として機能し、且つ粒子を洗い流すことのできる脱イオン水を含むことができる。界面活性剤及び／または他の公知の洗浄化学物質が使用されてもよい。一部の実施形態において、洗浄を補完するために、基板縁部２０２に超音波処理した流体を運搬するように音速（例えば、メガソニック）ノズルが使用されることがある。また、流体は、研磨テープ２０６及び／またはパッド２０８を介して基板縁部２０２に運搬することができる。
【００２８】
[0048]図５Ａ〜図５Ｄを見ると、バッキングパッド２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ及び２０８Ｄの異なる例示的な実施形態が描写される。基板１１０が存在しないとき、研磨テープ２０６と同一平面の平坦面を有するバッキングパッド２０８（図４に示されている）以外にも、バッキングパッド２０８Ａ（図５Ａに示されている）は、基板１１０の縁部２０２の輪郭に一致する凹面を含むことができる。他の方法では、図５Ｂに示されているように、バッキングパッド２０８Ｂ（図５Ｂに示されている）は、基板１１０の縁部２０２の輪郭によりうまく一致させるために、二重の凹状表面を含むことができる。
【００２９】
[0049]一部の実施形態において、図５Ｃに示されているように、バッキングパッド２０８Ｃは、基板の縁部２０２に対して調整可能な量の合致能力を有することができる。例えば、バッキングパッド２０８Ｃは、膨張式ブラダ５０１を含んでおり、空気や液体や他の流体をさらに加えることによりパッド２０８Ｃが堅くなるようにし、ブラダ５０１内の空気や液体や他の流体の量を減少させることによりパッド２０８Ｃがより合致され易くなるようにすることができる。ブラダ５０１は、流体供給部５０４から、流体チャネル５０２を介して流体を満たす（及び／または空にする）ことができる。一部の実施形態において、流体供給部５０４は、オペレータの、または、プログラミングされた及び／またはユーザが操作するコントローラの指示下で、ブラダ５０１を膨張／収縮させることができる。そのような実施形態において、パッド２０８Ｃが伸張して、基板縁部２０２に合致する能力をより向上させるために、シリコンゴム等のような弾性のある材料がブラダ５０１に対して使用されることができる。そのような実施形態は、例えば、ブラダ５０１に流入される流体の量を制限することにより、オペレータ／コントローラが、研磨テープ２０６と基板縁部２０２との間の接触の表面積を精密に制御することができるようにする。例えば、一旦収縮されたブラダ５０１を使用してパッド２０８Ｃに対して基板の縁部２０２が位置決められると、デバイス製造のために保留された基板１１０の領域の周りを包んだり、或いはそれに延長されることなく、パッド２０８Ｃに、斜面または外縁部のような基板縁部２０２の研磨及び／または切断された面、さらに除外領域（「縁部除外領域」）の周りを包むか、それに合致されるようにさせるために、ブラダ５０１を膨張することができる。一部の実施形態において、パッド２０８に複数のブラダを使用することができ、異なる形状の膨張式ブラダ５０１が、異なる形状のパッド（例えば、２０８、２０８Ａ、２０８Ｂ）の内で使用されることができる点に留意されたい。
【００３０】
[0050]図５Ｄは、ホイール状に形成された「ローリング」バッキングパッド２０８Ｄの実施形態を示している。ローリングバッキングパッド２０８Ｄは、膨張式及び／または剛性であるか、膨張式及び／または合致型であることができる。ローリングバッキングパッド２０８Ｄは、研磨テープ２０６が段階的に移動されるとき、回転によって研磨テープ２０６の移動に作用する摩擦力に影響（例えば、増加または減少）を及ぼすことができ、それによって、研磨性能を向上することができる。
【００３１】
[0051]バッキングパッド２０８、２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ、２０８Ｄは、例えば、アセタル樹脂（例えば、デュポン社により製造されるデルリン（登録商標）（Ｄｅｒｌｉｎ（登録商標）））、ＰＶＤＦ、ポリウレタンで密閉されたセルフォーム、シリコンゴム等のような材料から作製することができる。その他の材料が使用されることもできる。そのような材料は、パッド２０８の厚さまたは密度の関数である、弾性または合致能力を有することができる。材料は、その弾性に基づいて選択することができる。所望の弾性は、求められる研磨の種類に基づいて選択することができる。バッキングパッド２０８、２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ、２０８Ｄの一部または全部は、研磨ヘッド２０４上において中心から外れるように取り付けられて、例えば、基板１１０の上部及び下部面、または基板縁部２０２上の異なる領域を研磨することができる。
【００３２】
[0052]図５Ｃに関して前述したように、一部の実施形態において、研磨を補助するために使用される流体は、パッド２０８、２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ、２０８Ｄを介して基板縁部２０２に運搬することができる。図５Ｃに示されているような流体チャネル５０２は、ブラダ５０１に結合されるが、他の実施形態において、パッド上にまたはパッド内に流体を滴下させる、或いは噴射するために、流体チャネル５０２が提供されていてもよい。他の方法では、図５Ｃに示されたブラダ５０１は、 流体が、（例えば、パッドを介して）研磨テープ２０６に徐々に排出及び運搬されるようにする、半透過性の膜を有することができる。そのような実施形態において、パッド２０８、２０８Ａ、２０８Ｂ、２０８Ｃ、２０８Ｄは、使用される流体を吸収及び／または保持する材料（例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等）によって覆われたり、作製されたり、及び／またはそれを含むことができる。
【００３３】
[0053]図６Ａは、研磨ヘッド２０４及びバッキングパッド２０８を介して研磨テープ２０６（図示せず）及び基板縁部２０２上に力を加えるように位置された、本発明の実施形態による研磨アーム２０１のロードアーム３１４を示した上部断面図である。図示されているように、作動中において、アクチュエータ３１８（例えば、空気圧シリンダー）が、研磨アーム２０１の長手方向軸におおむね直交して且つ基板１１０から離れる方向（図６Ａの右側に矢印で示されている）に後退すると（例えば、電気的または電気機械的信号に応答して）、この後退は、ピボット機構３１６の反時計方向の運動を引き起こすことができる。その次に、ピボット機構３１６の反時計方向運動は、ロードアーム３１４の基板１１０の方（図６Ａの左側に矢印で示されているように）に向かった前進運動を引き起こす。ロードアーム３１４の前進運動により、ヘッド２０４、バッキングパッド２０８、及び研磨テープ２０６（図示せず）は基板１１０の縁部２０２に接触するようにする。すなわち、ロードアーム３１４は、研磨アーム２０１の長手方向軸３０６に対して直交するまたは実質的に直交する方向にヘッド２０４を移動することができる。一部の実施形態において、直交する運動は、線形ロードアームによって達成することができ、または回転式ロードアームにより近似化することができる。
【００３４】
[0054]図６Ｂは、後退した位置にあるロードアーム３０４を図示する上部断面図である。作動中において、アクチュエータ３１８が、研磨アーム２０１の長手方向軸に直交し且つ基板１１０に向かう方向に延長するとき（例えば、電気的または電気機械的信号に応答して）、この延長は、ピボット機構３１６の時計方向の運動を引き起こすことができる。その次に、ピボット機構３１６の時計方向運動は、基板１１０から離れ、ヘッド２０４及びバッキングパッド２０８を後退させるロードアーム３１４の後進運動を引き起こすことができる。このような後退された位置においては、ヘッド２０４によって研磨テープ２０６に力が加えられることがなく、研磨は発生しない。
【００３５】
[0055]アクチュエータ３１８の作動は、基板１１０に加えるべき力の量、及びそのような力を加える時間の量を決定するように適合され得るコントローラ１２０によって指示することができる。
【００３６】
[0056]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、この技術分野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。例えば、ロッカーアーム３０４の回転軸が基板１１０の縁部２０２に接線方向であり、同一平面として示されたが、基板１１０の縁部除外領域において、またはその近くで研磨特性を変化させるために、回転軸は、基板１１０の中心に向かってまたはそれから離れてオフセットすることができる。
【００３７】
[0057]また、本明細書には、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できる。さらに、モジュール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、モジュールは、複数の基板を同時に処理することも可能である。
【００３８】
[0058]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画成されているとおり、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。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態による縁部の研磨を行う例示的なシステムの概略的平面図である。
【図２】本発明の実施形態による縁部研磨装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態による研磨アーム及び研磨ヘッドの斜視図である。
【図４】本発明による、基板の縁部に接触する縁部研磨装置の一部の例示的な実施形態を描写する概略図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態とともに使用されるように適合されたバッキングパッドの他の実施形態の拡大斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態とともに使用されるように適合されたバッキングパッドの他の実施形態の拡大斜視図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態とともに使用されるように適合されたバッキングパッドの他の実施形態の拡大斜視図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態とともに使用されるように適合されたバッキングパッドの他の実施形態の拡大斜視図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態による、基板の縁部に力を加えるための位置にあるロードアームを描写した上部断面図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による、後退された位置にあるロードアームを描写した上部断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０２、１０４、１０６…縁部研磨装置、１０８…中央プラットフォーム、１１０…基板、１１２、１１４、１１６…スプール、１２０…コントローラ、２０３…フレーム、２０１…研磨アーム、２０４…研磨ヘッド、２０６…研磨テープ、２０２…基板縁部、２００…研磨装置、３０４…ロッカーアーム、３１０…マウンティングブラケット、３１４…ロードアーム、３０６…長手方向軸、３１８…アクチュエータ、５０２…流体チャネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2008284684.tif 000010
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【外国語明細書】
2008284684000001.pdf