(57)【要約】      （修正有）【課題】基板両面に形成された膜のうち、デバイス製造に悪影響を及ぼす基板縁部の膜を両面にわたって効率よく除去できる基板縁部の研磨方法を提供する。【解決手段】基板の縁部を研磨するにあたって、選択された輪郭４０１を有とともに、複数の研磨ストリップ４０４から構成されるバッキングパッド４００を保持するように適合された研磨ヘッドを含み、該研磨ヘッドは、基板の縁部に対してバッキングパッドを押し付けるように適合されている。【選択図】図４Ｃ
2008306179.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の縁部を研磨する装置であって、
研磨ヘッドに結合されるバッキングパッドを備え、
前記バッキングパッドが、選択された輪郭を有し、前記研磨ヘッドが、基板の縁部に前記バッキングパッドを押し付けるように適合された装置。
【請求項２】
前記選択された輪郭が、中心位置と垂直な方向に対称である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記バッキングパッドが、研磨ストリップを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記研磨ストリップが、研磨テープに接触して前記基板の縁部を研磨するように適合された、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記研磨ストリップが、対称的な輪郭を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記研磨ストリップが、非対称的な輪郭を有する、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記バッキングパッドが、ローラーとして形成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記バッキングパッドが、前記基板の縁部の周りを揺動するための選択された回転軸を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記研磨ヘッドが、選択された揺動角度を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記バッキングパッドが、前記基板の縁部に合致されるように適合された、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
基板の縁部を研磨するシステムであって、
基板を回転させるように適合された基板支持体と、
研磨ヘッドに結合されるバッキングパッドであって、選択された輪郭を有し、前記研磨ヘッドが、前記基板の縁部に前記バッキングパッドを押し付けるように適合されている、バッキングパッドと、
前記基板及び前記研磨ヘッドの回転を動作させるように適合されたコントローラと、
を備えるシステム。
【請求項１２】
前記バッキングパッドが、研磨ストリップを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記研磨ストリップが、対称的な輪郭を有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記研磨ストリップが、非対称的な輪郭を有する、請求項１２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、
基板を回転させるステップと、
基板の縁部を研磨テープに接触させるステップであって、前記研磨テープが、研磨ヘッドを介して、バッキングパッドの研磨ストリップ部分によって接触されるステップと、
選択された量の膜が、前記基板の縁部から除去されたかどうかを判断するステップと、
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「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、米国仮特許出願番号第６０／９３９,３４２号（代理人整理番号：１１５６４／Ｌ）に対して優先権を主張しており、該出願は、全ての目的で、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、全ての目的で、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、「基板の縁部を研磨する方法及び装置」であり、２００７年３月２９日付で出願された米国特許出願番号第１１／６９３、６９５号（代理人整理番号：１０５６０）；
[0006]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)；
[0007]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)；
[0008]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)；
[0009]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)；
[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、基板の縁部を洗浄する方法及び装置に関する。
【発明の背景】
【０００５】
[0018]基板は、半導体デバイスの製造に使用される。処理中に、基板の表面に膜及び／または薄片が堆積されることがある。しかし、このような膜及び／または薄片を基板の縁部に有することは、半導体デバイスに悪い影響を与える恐れがあるため、好ましくない。縁部を洗浄するために基板の縁部に研磨テープを接触させる従来のシステムは、縁部を完全に洗浄することができない恐れがある。例えば、研磨テープは、洗浄の間に縁部の両斜面に十分接触することができないことがあり得る。基板を十分洗浄できないことは、半導体デバイスの製造スループットに影響を及ぼすことがある。したがって、基板の縁部を洗浄する、改善された方法及び装置が要求されている。
【発明の概要】
【０００６】
[0019]本発明の一態様において、基板の縁部を研磨する装置が提供される。この装置は、研磨ヘッドに結合されるバッキングパッドを備え、上記バッキングパッドは、選択された輪郭を有し、上記研磨ヘッドは、基板の縁部に対して上記バッキングパッドを押し付けるように適合される。
【０００７】
[0020]本発明の他の態様において、基板の縁部を研磨するシステムが提供される。このシステムは、基板を回転させるように適合された基板支持体と、研磨ヘッドに結合されるバッキングパッドであって、選択された輪郭を有し、上記研磨ヘッドは、上記基板の縁部に上記バッキングパッドを押し付けるように適合されている、バッキングパッドと、上記基板及び上記研磨ヘッドの回転を動作させるように適合されたコントローラとを備える。
【０００８】
[0021]本発明の更なる他の態様において、基板の縁部を研磨する方法が提供される。この方法は、基板を回転させるステップと、基板の縁部を研磨テープに接触させるステップであって、上記研磨テープは、研磨ヘッドを介して、バッキングパッドの研磨ストリップ部分によって接触されるステップと、予め設定された量の膜が上記基板の縁部から除去されたかどうかを判断するステップとを備える。
【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】
[0031]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しながら（例えば、振動）、研磨ヘッドを介して基板の縁部に接触する砥粒研磨パッドまたは砥粒研磨ヘッドを付けることにより、研磨することができる。一部の実施形態において、バッキングパッドは、研磨テープが基板に接触して研磨するように、研磨テープの非研磨面に接触することができる。本発明によると、研磨またはバッキングパッドの表面は、膜の除去が要望される基板上の位置にマッピングされたり、或いはそれに対応する輪郭を有することができる。言い換えれば、例えば、バッキングパッドが基板の縁部に接触（ある場合には、研磨テープを介して接触）するとき、（研磨テープを介した）バッキングパッドが、それ自身の形状を基板１００に付加することができ、さらに、基板の縁部から膜の対応するプロファイルまたは領域を除去することができるように、バッキングパッドの表面形状は、角度を有することができる。図１を参照すると、基板１００は、２個の主面１０２、１０２’、及び縁部１０４を含むことができる。基板１００のそれぞれの主面１０２、１０２’は、デバイス領域１０６、１０６’及び除外（exclusion）領域１０８、１０８’を含むことができる。（しかしながら、典型的に、２個の主面１０２、１０２’のうちの１つだけが、デバイス領域及び除外領域を含むようになる。）除外領域１０８、１０８’は、デバイス領域１０６、１０６’と縁部１０４との間のバッファとして機能することもできる。基板１００の縁部１０４は、外縁部１１０及び斜面１１２、１１４を含むことができる。斜面１１２、１１４は、２個の主面１０２、１０２’の除外領域１０８、１０８’と外縁部１１０との間に位置することもできる。本発明は、デバイス領域１０６、１０６’に影響を及ぼすことなく、基板１００の除外領域１０８、１０８’、外縁部１１０、及び、少なくとも１つの斜面１１２、１１４の全部または一部を洗浄及び／または研磨するように適合される。
【００１１】
[0032]図２を見ると、基板１００の除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４を研磨するように適合された、研磨ヘッド２０１を含む研磨ヘッド装置２００の例示的な実施形態の概略的図が提供される。基板１００は、例えば、真空チャック２０８によって保持されて、回転することができる。他の基板回転手段が使用されることもできる（例えば、駆動装置ローラー及びガイドローラー等）。研磨ヘッド２０１は、バッキングパッド２０４を含むことができる。一部の実施形態において、バッキングパッド２０４は、膨張式であってもよい。いずれの場合であっても、バッキングパッド２０４及び／または膨張式パッドは、柔らかくてもよく、及び／または基板縁部１０４の形状に合致するように輪郭を有したり、或いは作成することができる。バッキングパッド２０４は、基板の除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４を研磨することに使用することができる。追加的に、または他の方法で、バッキングパッド２０４は、研磨テープ２０６に対して押し付けられて、基板の除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４を研磨することに使用することができる。基板１００が回転するとき、バッキングパッド２０４は、アクチュエータ（例えば、空気圧スライド、水圧衝撃ポンプ、サーボモータで駆動されるプッシャー等）（図示せず）により押圧されて、バッキングパッド２０４及び研磨テープ２０６が、基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）に押し付けられるようになる。追加的に、または他の方法では、アクチュエータは、調整可能なものであってよく、また、全体ヘッド２０１を基板１００の方向に押圧することに使用されてもよい。他の方法では、パッド２０４をヘッド２０１に取り付けて、パッド２０４に柔軟性のある／動的な逆圧を提供するために、バイアスデバイス（例えば、バネ）が採用されることもできる。基板１００は、使用されるテープ、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、研磨テープ２０６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。特定の基板１００の回転速度と結合されたバッキングパッド２０４（及び、砥粒または研磨テープ２０６）と基板除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４との間の接触は、研磨テープ２０６と基板除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４の間に相対的な移動を提供することができ、その結果、基板除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４が研磨されるようになる。アクチュエータによって加えられた力の量、選択されたパッドの弾性、膨張式パッドの膨張量、及び／または研磨テープの張力の量によって、制御された量の圧力が加えられ、基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）を研磨することができる。したがって、本発明は、縁部の研磨処理の精密な制御を提供することが可能であり、これを使用することにより、材料が縁部１０４から除去されるとき、基板１００の異なる縁部構造及び変化を補償することができる。
【００１２】
[0033]パッド２０４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、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、セラミックス、ステンレス鋼等のような材料から作製することができる。他の適切な材料が使用されてもよい。そのような材料は、パッドの厚さまたは密度の関数に合致す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。
【００１３】
[0034]一部の実施形態において、パッド２０４は、基板の縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）または研磨されるべき他の領域に対して、調整可能な量の合致能力を有することができる。例えば、パッド２０４は、空気、液体または他の流体によって膨張可能であるか、或いは膨張式袋を含むことができる。
【００１４】
[0035]基板１００は、水平面で回転されることもできる。基板縁部１０４は、研磨テープ２０６、パッド２０４、及び／または研磨ヘッド２０１に整列されたり、またはそれらに垂直であることができる。追加的に、または他の実施形態として、基板１００は、垂直面、他の非水平面で回転されたり、及び／または、異なる回転平面の間で移動することができる。
【００１５】
[0036]本明細書に記述された実施形態において、基板１００が回転することに伴って、研磨ヘッド２０１は、基板除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４の周りで揺動し、図１において曲線弧２０３で表示された全体除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４を研磨することができる。弧２０３に沿って揺動する選択された角度は、例えば、プラスまたはマイナス９０度を含むことができる。他の揺動角度が使用されることもできる。作動中において、研磨ヘッド２０１は、基板１００が回転するとき、基板１００の外縁部１１０に対して接線である軸の周りで、ヘッド２０１を、それに引き続き、基板１００の除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４に接触し、それに対して輪郭を有するバッキングパッド２０４及び研磨テープ２０６を角度をなしながら平行移動することにより「揺動」することができる。一部の実施形態において、ヘッド２０１は、多様な位置の間で連続的に或いは断続的に振動するように適合されていてもよい。ヘッド２０１は、プログラミングされたり或いはユーザが操作するコントローラの指示下で、駆動装置（図示せず）により移動することができる。他の方法では、ヘッド２０１は、固定されたり、及び／または基板１００が回転しないうちにだけ調整されることができる。さらに別の実施形態において、基板１００は、ヘッド２０１が、基板１００の周りの円周を回転しているときだけではなく、（前述したように）振動しているうちにも、固定されて保持されることができる。縁部の研磨領域を制御する主なパラメーターとしては、揺動の角度、揺動のための回転の中心、及びバッキングパッドの輪郭等が挙げられる。
【００１６】
[0037]一部の実施形態において、研磨または蓄積された粒子を洗い流すことを補助するために使用される流体が、基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）に運搬されることがある。化学物質は、基板／研磨テープの界面から基板１００に直接噴射されることができ、及び／またはテープ及び／またはパッド２０４に対して、及び／またはそれを介して塗布されることができる。流体チャネル（図示せず）は、パッド２０４上にまたはパッド２０４内に、流体を滴下させたり、或いは噴射するために提供することができる。他の方法では、膨張可能なパッド２０４は、流体が、研磨テープ２０６に（例えば、パッドを介して）徐々に排出及び運搬されるようにする、半透過性の膜質を有した袋（図示せず）を含むことができる。そのような実施形態において、パッド２０４は、使用される流体（例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等）を吸収及び／または保有する材料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。さらにまた、本発明は、流出する流体が、基板１００の他の部分または本発明の装置を汚染したり、接触しないようにするために、重力または吸入を採用することができる。また、エネルギー（例えば、メガソニックエネルギー）は、そのようなエネルギーを運搬する流体を介して基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）に適用されることができる。
【００１７】
[0038]前述したように、一部の実施形態において、コントローラ３０４（図３に示されている）（例えば、プログラミングされたコンピューター、プログラミングされたプロセッサ、ゲートアレイ、論理回路、オペレータにより指示されるバルブシステム、埋め込まれたリアルタイムプロセッサ等）は、基板１００を回転させることに使用された駆動装置と、除外領域１０８、１０８’及び基板縁部１０４にパッド２０４を押し付けることに使用されたアクチュエータを制御することができる。コントローラ３０４は、複数のアクチュエータのそれぞれに結合（例えば、電気的に、機械的に、空気圧で、又は水圧で、など）されていてもよい点に留意されたい。同様に、流体チャネルの作動も、コントローラ３０４の指示下にあってもよい。コントローラ３０４の指示下で、多様な流体が、流体チャネルを介して、パッド２０４及び／または基板除外領域１０８、１０８’、及び縁部１０４に選択的に運搬されることができる。コントローラ３０４は、基板１００を駆動（例えば、基板１００を保持する真空チャックを回転）させたり、及び／またはアクチュエータがパッドを押し付けるように作動させるために発揮されるエネルギーの量を表示する、駆動装置及び／またはアクチュエータからのそれぞれのフィードバック信号を受信するように適合されることができる。このようなフィードバック信号が採用されることにより、膜の特定の選択された層がいつ除去されたのか、及び／または十分若しくは選択された量で研磨が行われたのかを判断することができる。
【００１８】
[0039]図３は、本発明による基板研磨システム３００の例示的な実施形態を描写する斜視図である。図３には、３個のヘッド３０２を含む基板研磨システム３００が描写されている。図２及び図３に提示されているように、任意の個数及び任意の種類のヘッド３０２が、任意の実行可能な組み合わせで使用されていてもよい。また、そのようなマルチヘッドの実施形態において、それぞれのヘッド３０２は、異なるように選択された輪郭を有するバッキングプレートまたはパッド（例えば、図４に示されているような、ストリップ形状の特徴部４０４の異なる輪郭等）を使用することができる。任意の個数のヘッド３０２が、同時に且つ個別的に、及び／または任意の順序で使用されていてもよい。ヘッド３０２は、多様な位置及び多様な配向（例えば、基板縁部１０４に対して整列されるか、基板縁部１０４に垂直であるか、基板縁部１０４に対して角度を有する等）に配置されて、研磨パッドストリップ（後述する）が、回転する基板縁部１０４の多様な部分（及び縁部除外領域１０８、１０８’）を研磨することができるようにする。ヘッド３０２は、基板縁部１０４の多様な部分（及び縁部除外領域１０８、１０８’）を研磨するために、フレームによって、基板の縁部１０４に沿ったり或いはその周りで、振動または移動（例えば、基板１００の接線の軸を中心に、及び／または基板１００に対して円周方向に、角をなしながら平行移動）するように適合されることができる。異なる基板１００、異なる種類の基板１００、または異なる研磨処理のために、異なるヘッド３０２を使用することができる。基板研磨は、１つ以上の研磨装置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、複数の研磨装置が採用されて、それぞれの研磨装置は、類似の、或いは異なる特徴及び／またはメカニズムを有することができる。後者の場合には、特定の動作のために、特定の研磨装置が採用されることがある。例えば、１つ以上の複数の研磨装置は、相対的におおまかな／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は、相対的に滑らかな／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。研磨装置は、例えば、相対的におおまかな研磨に合わせて調整するために、まず先におおまかな研磨処理が行われて、必要に応じて、または研磨方法に従って、細かい研磨処理がその後に続けて行われるような順序で使用されることもできる。複数の研磨装置は、単一のチャンバまたはモジュールに位置することができ、さらに、別の方法では、１つ以上の研磨装置は、別個のチャンバまたはモジュールに位置することもできる。複数のチャンバが採用される場合は、チャンバ同士の間で基板を移動させるためにロボットまたは別のタイプの移送メカニズムが採用されて、別個のチャンバにおける研磨装置が、連続的にまたは他の方式で使用されることもできる。
【００１９】
[0040]図４Ａ及び図４Ｂを見ると、本発明によるバッキングパッド４００の例示的な実施形態が提供される。図４Ａにおいて、バッキングパッド４００の曲線状の上部面４０２は、中心位置とは垂直な方向に対称の輪郭４０１を有し、上部面４０２上にストリップ状の特徴部４０４を提供する。本明細書に示された例示的な実施形態において、図４Ｂの断面で示された回転の中心Ｒは、中心位置として機能することができる。他の中心位置が使用されることもできる。一部の実施形態において、ストリップ４０４は、研磨テープ２０６の滑らかな裏面に接触する、バッキングパッド４００の唯一の領域であり、図２に関して前述したように、研磨テープ２０６の研磨面は、引き続き、基板除外領域１０８、１０８’及び基板縁部１０４を研磨する。ストリップ４０４の対称の輪郭は、基板１００の外縁部１１０だけではなく、除外領域１０８、１０８’、上部斜面及び下部斜面１１２、１１４から膜を対称的に制御して除去することができるようにする。対称の輪郭４０１の形状に基づいて、ストリップ４０４の幅は、最適の除去速度及び性能として最適化されることができる。また、除去領域における変動は、ヘッド２０１の揺動角度と、例えば、パッドの合致度／弾性、ストリップ４０４の輪郭等を変更することにより達成することができる。
【００２０】
[0041]図４Ｂは、図４Ａのライン４Ｂ−４Ｂに沿って示した断面図である。本明細書に示されているように、回転の軸Ｒは、例えば、中心軸が、バッキングパッド４００の第１及び第２の縁部４０６、４０８のそれぞれから７.７５ｍｍであるように、中心が合わせられている。他の数値が使用されることもできる。一部の実施形態において、回転の軸Ｒは、ユーザにより選択されていてもよく、特定の研磨手順に基づいていてもよい。
【００２１】
[0042]他の実施形態において、バッキングパッド４００は、図４Ｃに示されたローラーバッキングパッド４００のように、半球型または凸形状であることができる。ローラーバッキングパッド４００は、図４Ａ及び図４Ｂに示されたバッキングパッドと同一の輪郭４０１及び研磨ストリップ４０４を含むことができる。一部の実施形態において、凸状輪郭の半径は、約２５ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲に及ぶことができる。他の寸法が使用されることもできる。凸状輪郭の寸法は、基板１００に対する研磨テープ２０６の接触に影響を及ぼすことができ、それによって、膜の除去速度に影響を及ぼすことができる。研磨ストリップ４０４が研磨テープ２０６に対して押圧され、次いで、基板縁部１０４（一部の実施形態では、縁部除外領域１０８、１０８’を含む）に対して押圧されるとき、ローラーバッキングパッド４００は、回転することができる。一部の実施形態において、研磨ストリップ４０４は、例えば、７〜８ｍｍに及ぶことができる。異なる幅の研磨ストリップ４０４が使用されることもできる。一部の実施形態において、基板の回転は、研磨テープ２０６に直交する力を印加することができ、これによって、例えば、研磨テープ２０６が、直交する力と同一の方向に、バッキングパッド４００の平坦面（図示せず）から滑ることができるようになる。一部の実施形態において、直交する力、平坦面、及びバッキングパッド４００と研磨テープ２０６との誤った整列が組み合わせされると、その結果として、研磨テープ２０６が、バッキングパッド４００から滑り落ちることもある。しかしながら、ローラーバッキングパッド４００上で、凸状輪郭、特に研磨ストリップ４０４は、研磨処理中に、研磨テープ２０６がローラーバッキングパッド４００から滑り落ちることを防止したり、或いは最小化することを補助することができる。研磨テープ２０６と共にローラーバッキングパッド４００が回転することによって、例えば、研磨テープ２０６を引きずることのある、図４Ａ及び図４Ｂに示された非回転バッキングパッド４００との間で生成される摩擦よりも少なく摩擦を生成することができる。摩擦の減少は、研磨テープ２０６上においてより少ない摩耗または裂傷をもたらし、例えば、それに伴い、研磨テープ２０６の使用可能な寿命を延長することができる。その上、減少された摩擦は、粒子が形成されることを減少することができるが、粒子の形成は、研磨システムの構成要素及び基板製造を妨害するために好ましくないことがある。また、ローラーバッキングパッド４００は、例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示された非回転バッキングパッド４００よりも長期間の、使用可能な寿命を有することができる。これは、特定の速度及び圧力で回転する基板は、研磨テープ２０６に対して単一の固定位置に押し付けられることができるからであり、次に、例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示された非回転バッキングパッド４００は、非回転バッキングパッド４００に溝を生成することができるが、これは、処理性能に影響を及ぼすことがある。
【００２２】
[0043]バッキングパッド４００を形成するために使用される材料は、後述するように、研磨テープ２０６と基板１００との間で良好な接触をもたらすことができるように、十分堅固であってもよい。また、この材料は、低摩擦係数及び高摩耗抵抗性を有することができる。他の方法では、前述したように、バッキングパッド４００は、基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）または他の研磨されるべき領域に対する、調整可能な量の合致能力を有することができる。例えば、基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）に対する合致能力を有したバッキングパッド４００は、依然として研磨テープ２０６と基板１００との間で良好な接触をもたらすことができる。一部の実施形態において、材料がより柔らかいほど、その材料は、基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）により合致することができ、さらに、接触圧力をより上手に分配して、バッキングパッド４００と基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）との間の接触を向上させることができる。また、材料がより柔らかいほど、バッキングパッド４００からの力は、基板１００上においてより上手に分散され、これにより、例えば、基板に対する損傷または傷を回避することができる。バッキングパッド４００を形成することに使用される材料は、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫ、デルリン、ステンレス鋼、またはセラミックス等を含むことができる。他の適切な材料が使用されてもよい。一部の実施形態において、バッキングパッド４００の硬度は、約６０〜９０ショアＡデュロメータに及ぶことができる。他の硬度が使用されることもできる。
【００２３】
[0044]図５Ａ及び図５Ｂを見ると、本発明によるバッキングパッド５００の例示的な実施形態が描写されている。図４Ａのバッキングパッド４００と同様に、図５Ａに示されたバッキングパッド５００は、中心位置とは直交する方向５０１に輪郭を有し、ストリップ５０４を形成する曲線状の上部面５０２を有する。本明細書に示された例示的な実施形態において、（図５Ｂの断面で示された）回転の中心Ｒは、中心位置として機能することができる。他の中心位置が使用されることもできる。しかしながら、図４のストリップ４０２とは異なり、図５Ａ及び図５Ｂのストリップ５０４は、非対称の輪郭を有する。図５Ｂのライン５Ｂ−５Ｂに沿った断面である図５Ｂに示されているように、ここでストリップ５０４は、２つの異なる半径５０６、５０８を含み、それぞれは、上部及び下部除外領域１０８、１０８’、及び基板１００の縁部１０４に対応している。言い換えれば、研磨パッド５００の第１の縁部５０３から回転の中心Ｒまでの研磨ストリップ５０４の輪郭５０１（或いは下向き角度）は、研磨パッド５００の第２の縁部５０５から回転の中心Ｒまでの研磨ストリップ５０４の上部輪郭５０１（または下向き角度）とは異なる（この場合には、より小さい）。図５Ａ及び図５Ｂに示されたバッキングパッド５００は、小さい半径を使用することで、基板１００の上部除外領域１０８、斜面１１２及び外縁部１１０上に十分に画成された膜の縁部を提供することができ、より大きい半径を使用することで、基板１００の下部除外領域１０８’、斜面１１４、及び外縁部１１０上により大まかに画成された縁部を提供することができる。一部の実施形態において、より大まかに画成された縁部を提供することにより、研磨の速度を増大することができる。基板１００の下部除外領域１０８’、斜面１１４、及び外縁部１１０は電子を受けない場合もあるため、基板１００の下部除外領域１０８’、斜面１１４及び外縁部１１０は、明確に画成された膜の縁部を必要としないこともできる。
【００２４】
[0045]また、前述したように、バッキングパッド５００の表面５０２上の領域が基板１００上の対応領域に直接マッピングされることができるため、バッキングパッド５００の設計に柔軟性を付加して、処理によって要求される異なるパラメーターで行われることができるように、マッピングを使用することができる。
【００２５】
[0046]図６Ａ及び６Ｂを見ると、本発明によるバッキングパッド６００の例示的な実施形態が描写されている。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂにそれぞれ示されたバッキングパッド４００及び５００と同様に、図６Ａに示されたバッキングパッド６００は、中心位置と直交する方向に輪郭６０１を有し、研磨ストリップ６０４を形成する曲線状の上部面６０２を有する。また、前述したように、研磨ストリップ６０４に沿っている輪郭６０１は、異なる要求条件で修正されることができる。例えば、第１の研磨パッド縁部６０６から研磨ストリップ６０４の中心まで、曲線状の上部面６０２の輪郭６０１は、研磨ストリップ６０４の中心から第２の研磨パッド縁部６０８までの曲線状の上部面６０２の輪郭６０１と同一ではない。図６Ａのライン６Ｂ−６Ｂに沿った断面である図６Ｂに示されているように、回転の軸Ｒは、中心ではない。例えば、前述したように、図４Ａ、図４Ｂ及び図５Ａ、図５Ｂの回転の中心軸は、図４Ａ／４Ｂ及び図５Ａ／５Ｂのそれぞれの第１及び第２の縁部４０６、４０８、５０３、５０５から、それぞれ７.７５ユニットである。ところが、図６において、中心から外れた回転の軸Ｒは、第１の研磨パッド縁部６０６から６.２５ユニットであり、第２の研磨パッド縁部６０８からは９.２５ユニットである。他の数値が使用されてもよい。このような中心から外れた設計によって、基板１００の上部及び下部除外領域１０８、１０８’、そして縁部１０４上の異なる領域が研磨できるようになる。中心から外れた設計は、処理要求条件に基づいて決定することができる。
【００２６】
[0047]図７を見ると、本発明によるバッキングパッド７００の例示的な実施形態が描写されている。図７のバッキングパッド７００は、図４Ｃに示されたローラーの実施形態と類似に成形されたローラー形状を有し、バッキングパッド４００、５００及び６００の特徴部を組み込むことができる。言い換えれば、前述したように、図４Ａ及び図４Ｂに示されたバッキングパッド４００と同様に、ローラーバッキングパッド７００は、研磨テープ２０６を介して、基板１００の上部及び下部の除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４から膜を対称的に除去することができる。ローラーバッキングパッド７００は、非対称の方式で、基板１００の上部及び下部の除外領域１０８、１０８’及び縁部１０４から膜を除去することができる（すなわち、下部除外領域１０８’、斜面１１４及び下縁部１１０に比べて、上部除外領域１０８、斜面１１２及び上縁部１１０から異なる量）。膜の非対称的な除去は、下部除外領域１０８’、斜面１１４及び下縁部１１０と比較して、上部除外領域１０８、斜面１１２及び上縁部１１０に対して選択された、異なる揺動角度を介して達成することができる。また、ローラーバッキングパッド７００は、研磨ヘッド２０１内で中心から外れて取り付けることができる。また、中心から外れて取り付けることにより、非対称的な方式で、ローラーバッキングパッド７００が、上部及び下部除外領域１０８、１０８’、及び基板１００の縁部１０４から膜を除去することができるようにする。つまり、同一の回転選択角度に対して、下部除外領域１０８’、斜面１１４及び下縁部１１０と比較して、上部除外領域１０８、斜面１１２及び上縁部１１０から異なる量の膜が除去されることができ、これは、図６において説明された、中心から外されたバッキングパッド６００と同様の結果をもたらすことができる。一部の実施形態において、下部除外領域１０８’、下部斜面１１４及び縁部１１０と比較して、上部除外領域１０８、上部斜面１１２及び縁部１１０から多くの量の膜が除去されるように選択されたとき、中心から外されたローラー７００は、下部除外領域１０８’、下部斜面１１４及び縁部１１０と比較して、上部除外領域１０８、上部斜面１１２、及び縁部１１０に対して異なる揺動角度を選択することよりも、もっと効率的である可能性がある。一部の実施形態において、ローラーバッキングパッド７００は、円筒状の表面上に輪郭を有することができ、これは、基板縁部１０３上で接触力を分配することができる。輪郭の形状は、例えば、研磨の適用種類または研磨される基板の面積に基づいて異なってもよい。また、遂行される研磨の適用の種類によって異なる輪郭を有したパッド４００、５００、６００及び７００を選択することができるように、異なるパッド４００、５００、６００及び７００は、モジュール形態であるか、若しくは容易に代替することができる。
【００２７】
[0048]また、前述したように、ローラーバッキングパッド７００を使用することは、図２に示された研磨テープ２０６の運動に作用する摩擦力の減少を可能とし、それによって、ローラーバッキングパッド７００の性能を向上させることができる。減少された摩擦力は、また、研磨テープ２０６だけではなく、バッキングパッド７００における摩耗を減少させることもできる。
【００２８】
[0049]図８は、本発明の例示的な適用８００を描写するフローチャートである。ステップＳ８０２において、基板１００の縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）上に、対称的な研磨のためのバッキングパッド４００が選択される。バッキングパッドは、特定の研磨の適用に使用されるバッキングパッドの輪郭に基づいて選択することができる。バッキングパッド４００は、ステップＳ８０４において、研磨ヘッド２００に挿入される。ステップＳ８０６において、基板１００は、例えば、真空チャックを介して回転される。ステップＳ８０８において、バッキングまたは研磨パッド４００は研磨テープ２０６に接触し、引き続き、基板１００の縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）に接触する。バッキングパッドは、基板１００の縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）の周りで揺動することができる。揺動運動により、バッキングパッド４００の輪郭は、基板縁部１０４（及び縁部除外領域１０８、１０８’）に適切に接触して、研磨することができるようになる。ステップＳ８１０において、基板１００から選択された量の膜が除去される。一部の実施形態において、例えば、予め設定された量または選択された量の膜が除去されたかどうかを判断するために、センサーを使用することもできる。他の方法では、例えば、揺動運動は、予め設定された量または選択された量の時間の間に継続されることができ、ここで、選択された量の時間の間研磨パッドを揺動させて特定の量の膜を基板から除去するということは、事前に決定されている。選択された量の膜が基板から除去されたかどうかを決定するために、他の適切な方法が使用されることもできる。
【００２９】
[0050]本明細書に記述された本発明の独創的な縁部の研磨装置は、斜面と縁部の研磨及び／または基板上の膜を除去するために適合された装置以外の装置にも採用することができる点を理解しなければならない。また、当業界における通常の知識を有した者には明らかであるように、本明細書に記述された装置は、任意の配向（例えば、水平、垂直、対角線等）で支持される基板の縁部上で膜を研磨及び／または除去するために採用されることができる。
【００３０】
[0051]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点を理解しなければならない。さらに、上記の装置による単一基板の処理のみが示されているが、一部の実施形態において、装置は、複数の基板を同時に処理することも可能である。
【００３１】
[0052]上述した説明は、単に本発明の例示的な実施形態を開示したものである。本発明の範囲に含まれる、以上で開示した装置及び方法の変更は、当業界における通常の技術を有する者にとっては非常に明らかなことである。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、次の特許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】
【００３２】
【図１】基板の一部の断面の概略的な図である。
【図２】本発明による、基板の縁部を研磨するように適合された研磨ヘッドの例示的な実施形態の概略的図である。
【図３】本発明による膜の研磨システムの例示的な実施形態を描写する斜視図である。
【図４Ａ】本発明によるバッキングパッドの例示的な実施形態である。
【図４Ｂ】本発明によるバッキングパッドの例示的な実施形態である。
【図４Ｃ】本発明によるバッキングパッドの例示的な実施形態である。
【図５Ａ】本発明によるバッキングパッドの例示的な実施形態である。
【図５Ｂ】本発明によるバッキングパッドの例示的な実施形態である。
【図６Ａ】本発明によるバッキングパッドの例示的な実施形態である。
【図６Ｂ】本発明によるバッキングパッドの例示的な実施形態である。
【図７】本発明によるバッキングパッドの例示的な実施形態である。
【図８】本発明の例示的な適用を描写するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１００…基板、１０２，１０２’…主面、１０４…縁部、１０６,１０６’…デバイス領域、１０８,１０８’…除外領域、１１０…外縁部、２００…研磨ヘッド装置、２０１…研磨ヘッド、２０３…曲線弧、２０４…パッド、２０６…研磨テープ、２０８…真空チャック、３００…基板研磨システム、３０２…ヘッド、３０４…コントローラ、４００,５００,６００,７００…バッキングパッド、４０１…輪郭、４０２,５０２…上部面、４０４…ストリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
2008306179000001.pdf