(57)【要約】  表面を望ましい断面形に研削し、その表面に望ましい粗さを付与し、且つ表面から汚染を除去する処理ツールを特徴とする機械であって、複数の独立した入力変数を同時に制御するように構成されており、制御可能な変数は、処理ツールの（ｉ）速度、（ｉｉ）回転、及び（ｉｉｉ）ディザー、並びに（ｉｖ）表面に対する処理ツールの圧力からなる群から選択される、機械。機械は、６つの自由度を有する処理ツールを移動させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械において、単一の動作で表面を望ましい形状に研削し、前記表面に望ましい粗さを付与し、且つ汚染を除去する処理ツールを含むことを特徴とする機械。
【請求項２】
請求項１に記載の機械において、前記処理ツールは、単一のツールであることを特徴とする機械。
【請求項３】
請求項１に記載の機械において、前記表面に対して決定論的に動作するように構成されていることを特徴とする機械。
【請求項４】
請求項１に記載の機械において、前記処理ツールは、最小限に制約されていることを特徴とする機械。
【請求項５】
請求項１に記載の機械において、前記処理ツールは、リング、リングの組立体、及びリングであって、前記リングの環帯内に配置された処理表面を有するリングからなる群から選択される形状を含むことを特徴とする機械。
【請求項６】
請求項１に記載の機械において、前記処理ツールは、回転可能なシャフトに取り付けられていることを特徴とする機械。
【請求項７】
請求項６に記載の機械において、前記処理ツールは、前記回転可能なシャフトの長手方向軸に対して半径方向にオフセットされて取り付けられていることを特徴とする機械。
【請求項８】
請求項１に記載の機械において、３つの直交方向の少なくとも１つに沿って前記処理ツールを平行移動させる手段を更に含むことを特徴とする機械。
【請求項９】
請求項１に記載の機械において、前記表面に対する前記処理ツールの圧力を制御する手段を更に含むことを特徴とする機械。
【請求項１０】
請求項９に記載の機械において、前記圧力は、前記表面上における前記処理ツールの（ｉ）時間及び（ｉｉ）場所の少なくとも１つの関数として制御されることを特徴とする機械。
【請求項１１】
請求項６に記載の機械において、前記シャフトの回転速度を制御する手段を更に含むことを特徴とする機械。
【請求項１２】
請求項７に記載の機械において、半径に沿って前記処理ツールの速度を制御する手段を更に含むことを特徴とする機械。
【請求項１３】
請求項８に記載の機械において、前記直交方向に沿って前記処理ツールの速度を制御する手段を更に含むことを特徴とする機械。
【請求項１４】
請求項１に記載の機械において、ディザーを前記処理ツールに付与する手段を更に含むことを特徴とする機械。
【請求項１５】
請求項１４に記載の機械において、前記ディザーの振幅及び周波数の少なくとも１つを制御する手段を更に含むことを特徴とする機械。
【請求項１６】
請求項１に記載の機械において、ツールチェンジャを更に含むことを特徴とする機械。
【請求項１７】
請求項１に記載の機械において、２つ以上の処理ツールを更に含み、それにより１つの処理ツールを別のものとスワップすることができることを特徴とする機械。
【請求項１８】
請求項１に記載の機械において、第１の表面と異なる高さの第２の表面を加工するように構成されていることを特徴とする機械。
【請求項１９】
請求項１１に記載の機械において、前記表面は、第１の表面であり、前記機械は、前記第１の表面に対して凹入されている第２の表面を加工するように更に構成されていることを特徴とする機械。
【請求項２０】
表面を望ましい形状に研削し、前記表面に望ましい粗さを付与し、且つ前記表面から汚染を除去する単一の処理ツールを含む機械において、複数の独立した入力変数を同時に制御するように構成されており、前記制御可能な変数は、前記処理ツールの（ｉ）速度、（ｉｉ）回転、及び（ｉｉｉ）ディザー、並びに（ｉｖ）前記表面に対する前記処理ツールの圧力からなる群から選択されることを特徴とする機械。
【請求項２１】
被加工物の表面を仕上げるように構成された既知の処理ツールを含む機械内の補完モジュールにおいて、（ｉ）前記被加工物の硬度とほぼ同じ硬度、及び（ｉｉ）リング、環状、又はトロイダル形状を有することからなる群から選択される特性の少なくとも１つを含む異なる処理ツールで前記既知の処理ツールを置換することを特徴とする補完モジュール。
【請求項２２】
被加工物の表面を仕上げるように構成された既知の処理ツールを含む機械内の補完モジュールにおいて、（ｉ）前記処理ツールが前記被加工物に印加する圧力、及び（ｉｉ）前記処理ツールの速度の少なくとも１つを制御可能に変更するように前記機械に指示する命令を含むことを特徴とする補完モジュール。
【請求項２３】
請求項２１又は２２に記載の方法において、前記機械は、半導体リソグラフィ機械を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本特許文献は、発明者であるＥｄｗａｒｄ  Ｇｒａｔｒｉｘらの名義において２０１５年８月１４日付けで出願された「Ｍａｃｈｉｎｅ  ｆｏｒ  ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ  ａ  ｗｏｒｋ  ｐｉｅｃｅ，ａｎｄ  ｈａｖｉｎｇ  ａ  ｈｉｇｈｌｙ  ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｌｅ  ｗｏｒｋｉｎｇ  ｈｅａｄ」という名称の米国仮特許出願第６２／２０５，６４８号明細書の利益を主張する。許容される場合、この仮特許出願の内容全体が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
連邦政府資金による研究開発に関する記載
なし。
【０００３】
本発明は、被加工物の表面が望ましい高さ又は断面形（即ち、「形状」）及び望ましいテクスチャ（粗さ／滑らかさ）を有するように、被加工物を加工（例えば、研削／ラッピング／研磨／テクスチャ化）する処理ツールを有する機械に関する。処理ツールは、相対的に大きい作業ヘッド組立体の一部分であり得る。
【背景技術】
【０００４】
ピンチャックなどのチャックは、加工のために平らなコンポーネントを保持するために使用される。最も一般的な使用法は、半導体装置を得るために加工時にウエハ（Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、サファイア、その他）を保持することである。他の使用法は、フラットパネルディスプレイ、太陽電池、及び他のこのような製造品の製造時の基材の保持を含む。これらのチャッキングコンポーネントは、ウエハチャック、ウエハテーブル、ウエハ操作装置などを含む多くの名称で知られている。
【０００５】
これらの装置上におけるピンの使用法は、最小限のチャック−基材接触を提供することである。最小限の接触は、汚染を低減し、且つ高平坦度を維持する能力を改善する。ピントップは、寿命及び精度を極大化するために使用時に低損耗を有する必要がある。また、ピントップは、基材が容易に断続的に摺動し、且つピン上で平らに配置されるように低摩擦を有する必要もある。
【０００６】
ピンチャックは、加工対象の基材（例えば、Ｓｉウエハ）がその上部で休止する表面上で複数のピンを有する剛性本体からなる。ピンは、多くの形状のものが存在し、且つバール、メサ、バンプ、プラウドランド、プラウドリングなどを含む多くの名称で呼称される。
【０００７】
チャックが「ピン」タイプであるかどうかとは無関係に、チャックする対象のもの（例えば、半導体ウエハ）を支持する表面は、非常に高い精度で平らである必要がある。半導体リソグラフィの場合、平坦度は、ナノメートル（ｎｍ）を単位として計測される。
【０００８】
平坦度の誤差（表面の高さ）を局所的に補正するために、例えば、「決定論的（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ）」な方式によって使用されるものなどの機械が存在する。この決定論的な補正用のいくつかの技法は、限定を伴うことなしに、イオンビーム仕上げ（ＩＢＦ）、磁気流動仕上げ（ＭＲＦ）、及びコンピュータ制御研磨（ＣＣＰ）を含む。本明細書で使用されている「決定論的補正」という用語は、例えば、干渉計又は粗面計によって計測される形状、高さ、又は粗さデータがラッピング機械などの仕上げ機械に供給されることを意味する。入力は、機械が最小量の時間、費用、又はリスクを伴って望ましいターゲット形状に最も迅速に収束するような方式により、ツール経路又はフットプリントを最適化するために、畳込み又は変換などの最適化のための１つ又は複数のアルゴリズムからなり得る。この結果、変更が必要とされていないエリア上で作業に費やされる努力を極小化しつつ、誤差を有すると共に加工（例えば、研削、ラッピング、又はテクスチャ化）を必要としている被加工物のエリアが効果的に処理される。機械は、被加工物の表面全体を自動的に処理しない。
【０００９】
本発明は、決定論的に動作する機械に限定されるものではなく、研削、ラッピング、テクスチャ化、及び／又は研磨を通じて被加工物から材料を物理的に除去するために、加工対象の被加工物の表面と、本明細書で「処理ツール」と呼称されるツールとの物理的な接触を利用するものに焦点を当てる。
【００１０】
図１は、従来技術による機械の一例を示す。被加工物は、回転するシャフト「θ」上に取り付けられる一方、処理ツールは、θ回転軸に対して半径Ｒの方向に移動し得る取付具上に取り付けられている。従って、この場合、被加工物に対する処理ツールの２つの自由度：「Ｒ」によって表記される半径及び「θ」によって表記される被加工物の回転が存在する。
【００１１】
この「Ｒ−θ」構成に伴う１つの問題は、処理ツールが、θ軸の中心又はその非常に近傍に位置する被加工物上の領域を加工できないことである。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の機械は、この問題に対処し且つ解決策を提供する。
【００１３】
その表面を望ましい断面形に研削し、その表面に望ましい粗さを付与し、且つ表面から汚染を除去するために被加工物の表面に接触する処理ツールを特徴とする機械である。機械は、複数の独立した入力変数を同時に制御するように構成されており、制御可能な変数は、処理ツールの（ｉ）速度、（ｉｉ）回転、及び（ｉｉｉ）ディザー、並びに（ｉｖ）表面に対する処理ツールの圧力からなる群から選択される。機械は、６つの自由度を有する処理ツールを移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、単純なＲ−θ幾何学を示す従来技術による機械である。
【図２】図２は、ツール及び被加工物を保持する６つの自由度を示す本発明の機械の一実施形態である。
【図３】図３は、本機械との関連で使用することができる作業ヘッドの断面概略図である。
【図４Ａ】図４Ａは、「トレンチ」と、トレンチに沿って蓄積されたデブリとを特徴とする例１のウエハチャックにおける干渉計マップを示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、「トレンチ」と、トレンチに沿って蓄積されたデブリとを特徴とする例１のウエハチャックにおける表面高さトレースを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、クリーニング処理後の例１のウエハチャックにおける干渉計マップを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、クリーニング処理後の例１のウエハチャックにおける表面高さトレースを示す。
【図６】図６は、Ｘ−Ｙデカルト座標上で重畳されたｒ−φ座標のグラフであり、デカルト座標におけるすべての地点をｒ−φ系で付与される座標によって表現できることを示し、これにより、ステッパなどのデカルト方式によってのみ移動する機械をエミュレートしている。
【図７Ａ】図７Ａは、「Ｗ」形状の損耗断面形を示す例２のウエハチャックにおける干渉マップを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、「Ｗ」形状の損耗断面形を示す例２のウエハチャックにおける表面高さトレースを示す。
【図８Ａ】図８Ａは、処理機械のディザーが「Ｗ」形状の損耗断面形を改善する方式を示す、例２のウエハチャックにおける干渉マップを示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、処理機械のディザーが「Ｗ」形状の損耗断面形を改善する方式を示す、例２のウエハチャックにおける表面高さトレースを示す。
【図９】図９は、クリーニング動作を自動化し得る方式を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
単一の動作で表面を望ましい断面形に研削し、その表面に望ましい粗さを付与し、且つ汚染を除去する処理ツールを有する機械である。処理ツールは、多くの場合に「作業ヘッド」と呼称される相対的に大きい組立体の一部分であり得、処理ツールは、処理ツールがその上部を通過するのに伴って被加工物の表面に接触し、且つこれを磨滅させるように構成された平らな表面を特徴とする。処理ツールは、被加工物とほぼ同じ硬度を有することができる。視覚的には、処理ツールは、円板の外観を有することができる。代わりに、処理ツールは、環帯、リング、又はトロイドの外観を有することもできる。環帯又はリング又はトロイドとして成形された場合、環状空間の内側又はその内部の空間は、第２の処理ツールを含むことできる。更に、処理ツールは、１つに集合するか又は組み立てられると共に集合的に共通の平坦表面を画定する複数のリング又はトロイドを特徴とすることもできる。
【００１６】
機械は、表面の高さ及び／又は粗さについて報告する干渉計又は粗面計データなどの入力データに対して決定論的に機能又は応答するように動作されてもよく又はプログラムされてもよい。この入力データに応答して、機械は、処理を必要とする表面のスポット又は領域に対してのみ動作するように処理ツールを制御する。
【００１７】
本発明の第１の態様では、処理ツールは、いくつかの自由度を有することができる。まず、処理ツールは、例えば、３つの直交軸に沿ったものなどの３つの次元で平行移動することができる。次に、処理ツールは、回転可能なシャフトに取り付けられてもよく又は装着されてもよい。更に、処理ツールは、シャフトの回転軸上に取り付けることが可能であり、又は処理ツールは、軸外れ状態で取り付けることも可能であり、即ち、処理ツールは、前記軸から半径方向に特定の距離だけ離れた状態で取り付けることもできる。更に、処理ツールは、回転軸に対して半径方向に移動することもできる。更に、機械は、「ディザー」を処理ツールに付与するように構成することもできる。
【００１８】
これらの自由度について、添付図面に関して更に詳しく例示することができる。
【００１９】
図１は、従来技術による機械を示す。この場合、２つの自由度：「Ｒ」によって表記された半径及び「θ」によって表記された被加工物の回転が存在する。
【００２０】
図２に描かれているように、本発明の機械もこれらの２つの自由度を有する。加えて、本機械は、例えば、互いに直交し得る「ｘ」、「ｙ」、及び「ｚ」軸に沿ったものなどの３つの次元で処理ツール及びツールを平行移動させることができる。次いで、本機械は、回転可能なシャフトに取り付けられてもよく又は装着されてもよい。このような回転は、「φ」として表記され得る。従って、本機械は、図１の従来技術による機械で識別されている２つに加えて、４つの更なる自由度を有する。本特許出願に対する優先権文献は機械の写真を含む。
【００２１】
様々な動き用の動力は、１つ又は複数の電気モーターによって供給されてもよく、これらの電気モーターは、ステッピングモーター若しくはリニアモーター又は当技術分野で一般的であるモーターであり得る。テーブル２７に取り付けられたレール２１、２３、２５は、Ｘ及びＹ方向における動きのガイドを支援することができる。レールは、機械的接触ベアリング若しくはエアベアリング又は当技術分野で既知の他の低摩擦技法を有することができる。
【００２２】
図３は、本機械との関連で使用することができる「作業ヘッド」３０の断面概略図である。処理ツール１３４は、その長手方向軸が「Ｕ」軸と呼称され得るシャフト１３８に装着されている。装着は、玉継ぎ手などの最小限の制約を有するものであり得、又は装着は、Ｕ軸が回転した際に処理ツール１３４が回転するように少なくとも回転において制約され得る。Ｕ軸は、処理ツールの圧力を被加工物に印加しない。むしろ、この圧力は、自重負荷１３１によって印加される。作業ヘッド３０の回転移動は、「Ｂ」軸と呼称される軸を画定する入力シャフト１３０によって提供される。Ｕ軸及びＢ軸は、Ｕ軸調節ブロック１３２を通じて互いに堅固に接続されている。この調節ブロックは、Ｂ軸に対するＵ軸のオフセット調節を許容するために底部にスロットを有する。これは、アジャスタねじ１３３によって示されている。アジャスタねじは、Ｕ及びＢ軸が完全にアライメントするように（同軸）、又は値ｒだけオフセットされるように（半径方向のオフセット）調節することができる。
【００２３】
加えて、機械は、「ディザー」を処理ツールに付与するように構成することができる。ディザーの特性は、ランダムなものであり得、軌道的なものであり得、又は線形のものであり得る。このようなディザーを処理ツールに付与するための１つの方法は、Ｕ軸がＢ軸からわずかに（わずかなｒの値だけ）オフセットされることにより、アンジュレーション又はディザー上のフットプリントがより制御され且つ滑らかとなるような方式により、トロイドが円運動できるようにアジャスタねじを調節することである。
【００２４】
処理ツールは、直径が２７ｍｍである。外向きの外観によれば、処理ツールは円板であるが、実際には、処理ツールは、平坦な表面との接触時に接触のエリアが円板のものではなく代わりに円又は環帯となるように、わずかにドーナツ状の形状を有する。
【００２５】
同じ処理ツールは、ツールが使用される方式に応じてクリーニング、プロファイリング、及び粗化モードで使用することができる。例えば、類似の硬度を有するウエハチャックからデブリをクリーニングによって除去するために、反応接合炭化ケイ素から製造された直径２７ｍｍのツールが付与された場合、５〜５０グラムの自重負荷と、５〜３０ｍｍ／秒のツール速度とを使用することができる。表面をプロファイリング（例えば、平坦化）するには、負荷は１００〜１７５グラムであり得、且つツール速度は２０〜５０ｍｍ／秒であり得る。表面粗さを付与するには、ツールの負荷は１５０グラム超であり得、且つ処理されている表面に対するツール速度は２０〜５０ｍｍ／秒であり得る。
【００２６】
処理ツールは、加工対象の被加工物上における特徴又は領域のサイズに応じて異なるサイズ（直径又は有効直径）で提供することができる。例えば、相対的に小さい直径（例えば、約１０ｍｍ）の処理ツールは、真空チャック上の真空シールリングなどのウエハチャック上の凹入領域を処理するために使用することができる。
【００２７】
更に、機械は、２つ以上の作業ヘッドを収容するように構成することも可能であり、且つ１つの作業ヘッドを異なるものとスワップするためのツールチェンジャを有することもできる。
【００２８】
空間的な自由度に加えて、且つ本発明の第２の態様では、機械は、いくつかの他の独立変数に対して応答するように設計及びプログラムすることも可能であり、これらの変数は、機械に対して同時に入力することができる。具体的には、処理ツールが処理対象の表面に印加する圧力は、処理ツールのディザーの振幅及び周波数に伴って制御することができる。図２及び図３は、ツールが回転シャフトの中心から半径「ｒ」の距離に取り付けられる様子を示す。「ｒ」は、自由度の１つであることから、機械は、この半径に沿ってツールを移動させることができる。加えて、シャフトの角速度及び回転速度のみならず、半径に沿った平行移動速度並びにｘ、ｙ、及びｚ軸に沿った平行移動速度の両方の観点で処理ツールの速度を制御することもできる。
【００２９】
作業ヘッドの処理ツールコンポーネントは、最小限に制約することができる。即ち、処理対象の表面に対するその向きは固定されておらず、又は規定されていない。むしろ、処理ツールは、処理対象の表面と接触すると、それ自体を方向付けするか又は表面に対して準拠する。
【００３０】
本発明の第２の態様では、他の機械の能力をアップグレードするために、「ボルトオン」モジュールにより既存の機械を変更することができる。このモジュールは、半導体リソグラフィ機械などの既存の高精度機械ツールに内蔵されることになるであろう。この結果、ツールのユーザーは、リソグラフィ機械からウエハチャックを除去することなくその場でウエハチャックを補正することができるであろう。この結果、費用が低減されることになり、生産性が改善されることになり、且つリアルタイム補正による新品同様の精度の常時維持が可能となるであろう。例えば、既存の機械の処理ツールを本出願人の最小限に制約された処理ツールによって置換することができる。処理対象の表面に対する処理ツールの準拠を更に支援するために、接触表面は、リング、環帯、又はトロイドの形態のツールを提供することができる。更なるアップグレードは、被加工物とほぼ同じ硬度を有するものによって既存の処理ツールを置換するステップを含むことができる。例えば、被加工物が炭化ケイ素（ＳｉＣ）のウエハチャックである場合、代替処理ツールは、ＳｉＣから製造することが可能であり、又は例えば反応接合ＳｉＣの形態のものなどのＳｉＣを含むこともできる。更なるアップグレードは、従来技術による機械の回転処理ツールを本発明の作業ヘッドによって置換するステップを含むことができる。この改良から得られる利点には、ディザーを印加する能力のみならず、以下で更に詳述される、半径方向及び回転方向の動き（ｒ−φ）を使用してデカルト（Ｘ−Ｙ）の動きを近似する能力も含まれる。
【００３１】
更に、本出願人は、処理ツールが処理対象の表面と接触する圧力を変更することにより、動作モードが、汚染除去から加工、即ち、研削及び／又は表面粗度の変更に変化することを発見したことから、ボルトオンモジュールは、処理ツールの印加圧力を変化させる手段を含む。圧力を制御する手段は、ソフトウェアの形態であることができるであろう。この場合にも、印加圧力は、処理されている表面上における処理ツールの時間及び／又は場所の関数として制御可能に変更することができる。別のアップグレードは、処理ツールの平行移動又は回転の速度を制御可能に変更するために、ソフトウェア又は他の命令を機械に提供するモジュールからなり得る。
【実施例】
【００３２】
以下の例を参照し、本発明の態様について説明する。
【００３３】
例１：Ｘ及びＹの動きを使用したウエハチャックのクリーニング
この例は、処理ツールのＸ及びＹの直交した動きのみを使用してウエハチャックの支持表面からデブリをクリーニングによって除去するために、本発明の処理ツールを使用し得る方式を示す。
【００３４】
図４Ａ及び図４Ｂは、「トレンチ」と、トレンチに沿って蓄積されたデブリとを特徴とする、例１のウエハチャックにおけるそれぞれ干渉計マップ及び表面高さトレースを示す。具体的には、図４Ｂの表面高さトレースは、図４Ａ（干渉計マップ）で識別されたラインに沿って「スライス１」及び「スライス２」として取得される。これらのスライスは、何れも蓄積されたデブリに対応するピーク及びこぶを示す。デブリの蓄積は、半導体加工で一般的且つ共通のものである。
【００３５】
次いで、上述の処理ツールを含む作業ヘッドを使用すると共に上述のクリーニング条件下で動作する本発明の６軸機械により、ウエハチャックの支持表面を処理した。但し、機械の６つの軸の２つのみ、即ち、デカルト座標系における動きである互いに直角のＸ及びＹ方向のみが使用された。
【００３６】
図５には、このクリーニング処理の結果が示されている。この場合にも、図は、図５Ａにおけるウエハチャック表面全体の干渉マップと、図５Ｂにおけるスライス１及び２の表面高さトレースとを示す。図５Ｂには、いくつかの特徴が表れている。第１に、ピーク又はこぶが除去されており、これは、デブリの除去における成功を示す。第２に、スライス１における凹入は、ウエハチャック表面内におけるトレンチの存在を明らかにしている。第３に、スライス２における凹入の欠如は、トレンチがウエハチャックの一側部のみに存在することを通知又は示唆している。
【００３７】
従って、本発明の処理ツールは、直交するＸ及びＹ方向におけるツールの動きのみを使用してウエハチャックの支持表面からデブリをクリーニングによって除去するために良好に使用された。従って、類似のクリーニング／汚染除去を実施するために、本発明の処理ツールにより、Ｘ及びＹの動きの能力を有する従来技術による機械を改良することができるであろう。
【００３８】
同様に、加えて、従来技術のＲ−θ機械も、このクリーニング動作を実施するように図３の作業ヘッドにより改良することができるであろう。具体的には、且つ図６に描かれているように、処理ツールのＸ及びＹの直交する動きは、ｒ及びφ（又は「Ｂ」軸）の動きによって近似することができる。具体的には、ｒ及びφ座標を規定することにより、Ｘ−Ｙデカルト座標システムにおけるすべての地点を表すことができる。ｒ及びφの増分が小さいほど、Ｘ及びＹの直交する動きに対する近似の精度が向上する。この場合、Ｂ軸の回転（φ）及び半径方向オフセットｒは、ステッパモーターによって制御することが可能であり、これらのステップモーターは、プログラム可能なコントローラによって制御することができるであろう。図９は、自動化されたクリーニング動作のフローチャート及びブロック図を提供する。
【００３９】
例２：損耗断面形に対する「ディザー」の効果
この例は、作業ヘッドの「ディザー」特徴の１つの使用法を示し、且つ図７及び図８を参照して実施されている。
【００４０】
図７Ａ及び図７Ｂは、例２のウエハチャックにおけるそれぞれ干渉マップ及び表面高さトレースを示す。
【００４１】
プロファイリング（表面高さの変更）に適した印加圧力及び速度により、単一の軸（例えば、「Ｙ」軸に沿って、処理されるウエハチャック表面とほぼ同じ硬度を有する「トロイダル」形状の処理ツールを往復移動させた。この場合にも、トロイダル形状は、処理ツールとウエハチャックとの間の接触領域が円形、環帯、又はリングであったことを意味する。次いで、損耗経路の「スライス」から表面高さ断面形を構成した。合計で３つのこのような損耗トラック及びスライスを生成した。結果は、それぞれ図７Ａの干渉マップ及び図７Ｂの表面高さトレースとして表示されている。
【００４２】
干渉マップ内における最も暗い損耗経路のみならず、図７Ｂの表面高さプロット内の３つのスライスの最も深いトレースの両方により、明らかにされているように、スライス２は、チャック表面から除去される最大量の材料を示す。更に、損耗経路の断面が、「Ｗ」形状に類似したものを示し、損耗経路の最も深い部分から離れるように移動するのに伴って、高さは、最初に多少平らになった後、損耗トラックに隣接したウエハチャックの影響を受けていない部分と合流するように上昇を継続している。
【００４３】
次に、図８Ａ及び図８Ｂは、ディザーが処理ツールに印加された際に発生する内容を示す。上述の試験を新しい平らなウエハチャック表面で反復した。ディザーの印加を除いて、動作パラメータのすべてを以前と同じ状態に維持した。３つの損耗トラックのすべての３つのスライスが、ウエハチャック材料の大きい損耗（除去）を示す。但し、損耗トラックの断面が大きく異なっている。ここで、「肩部」が消失しており、且つそれぞれの損耗トラックは、「Ｗ」のアンジュレーションを付与しないように、浅い「Ｕ」形状に類似した又は相対的に滑らかな関数であるガウスに相対的に近接した断面を有する。
【００４４】
単一の作業ヘッド又は処理ツールにより、処理対象の表面を研削することが可能であり、粗さを付与することが可能であり、且つ処理対象の表面から研削デブリなどの汚染を除去することができる。なぜなら、軽い圧力は汚染を除去するが、断面形を変化させないか又は表面の粗さを変化させないからである。相対的に大きい圧力は、汚染のみならず、処理されている表面からの基材材料の除去も結果的にもたらす。
【００４５】
作業ヘッド又は処理ツールは、その有効直径が十分に小さい場合、異なる高さで表面を処理するように使用することができる。これは有用であり、なぜなら、シールリング及びピンを有するウエハチャックでは、シールリングがピントップよりも低い高さに位置しているからである。十分に小さいツールは、シール溝の幅内にフィットすることになる。但し、シール溝を処理する前に、ツールは、例えば、平坦度を補正すると共に必要とされる程度の粗さを付与するなどのため、ピントップを加工するために使用することができる。これは、相対的に大きい印加圧力で実行されることになるであろう。この処理が決定論的に実施され、且つ干渉計によって生成される高さマップが、研削又はラッピングを必要とする過大なエリアを示さない場合、１つ又は複数のエリアを処理するために過大な時間を所要することのないタスクには小さい直径のツールで十分であろう。ツールは、研削／ラッピング処理を終了した後、シール溝内に移動させることが可能であり、且つシールリング溝に沿って円周方向に移動することができる。軽い印加圧力では、ツールは、汚染を除去するが、更なる汚染をもたらすことになるであろう基材材料の除去を起こさない。
【００４６】
本機械の「θ」及び「φ」回転軸は、通常、分離された別個の軸である。従って、処理ツールを被加工物の中心上で位置決めすることが可能であり、この結果、被加工物のこの領域の加工が可能となる。対照的に、従来技術のＲ−θの２自由度機械の処理ツールは、この中心領域を加工することができない。
【００４７】
当業者は、添付の請求項で定義されている本発明の範囲又は趣旨を逸脱することなく、本明細書で記述されている本発明に対して様々な変更形態がなされ得ることを理解するであろう。
【図１】
2018531503.tif 000003
【図２】
2018531503.tif 000004
【図３】
2018531503.tif 000005
【図４Ａ−４Ｂ】
2018531503.tif 000006
【図５Ａ−５Ｂ】
2018531503.tif 000007
【図６】
2018531503.tif 000008
【図７Ａ−７Ｂ】
2018531503.tif 000009
【図８Ａ−８Ｂ】
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【図９】
2018531503.tif 000011
【国際調査報告】
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