(57)【要約】【課題】基板を平坦に保持し、安定した加工を行うことができる基板研磨装置を提供する。【解決手段】本発明の一態様に係る基板研磨装置１００は、基板Ｗが載置されるステージ２と、ステージ２に設けられ、基板Ｗを吸着する第１吸着部及び第２吸着部と、第１吸着部及び第２の吸着部のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部３と、基板Ｗにオペレーションを行うための加工プローブ２０とを備え、切替部３は、加工プローブ２０の位置に応じて第１吸着部と第２吸着部の一方をＯＮし、他方をＯＦＦする。【選択図】図１
2009190109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される載置台と、
前記載置台に設けられ、前記基板を吸着する第１吸着部及び第２吸着部と、
前記第１吸着部及び前記第２の吸着部のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、
前記基板に加工を行うためのプローブと、を備え、
前記切替部は、前記プローブの位置に応じて前記第１吸着部と前記第２吸着部の一方をＯＮし、他方をＯＦＦする基板加工装置。
【請求項２】
前記切替部は、
前記プローブが前記第１吸着部に対応する位置に移動したときに、前記第１吸着部をＯＦＦし、かつ前記第２吸着部をＯＮし、
前記プローブが前記第１吸着部に対応する位置に移動したときに、前記第１吸着部をＯＦＦし、かつ前記第２吸着部をＯＮすることを特徴とする請求項１に記載の基板加工装置。
【請求項３】
前記切替部は、
前記第１吸着部に対応する位置と前記第２吸着部に対応する位置の境界領域では、前記第１吸着部及び前記第２吸着部をＯＮとすることを特徴とする請求項１又は２に記載の基板加工装置。
【請求項４】
前記プローブは、研磨ヘッドを備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板加工装置。
【請求項５】
プローブにより、基板に加工を行う基板加工方法であって、
前記基板を載置台に載置し、
前記載置台に設けられた第１吸着部及び第２吸着部により前記基板を吸着し、
前記プローブの位置に応じて前記第１吸着部と前記第２吸着部の一方をＯＮし、他方をＯＦＦする基板加工方法。
【請求項６】
前記プローブが前記第１吸着部に対応する位置に移動したときに、前記第１吸着部をＯＦＦし、かつ前記第２吸着部をＯＮし、
前記プローブが前記第１吸着部に対応する位置に移動したときに、前記第１吸着部をＯＦＦし、かつ前記第２吸着部をＯＮすることを特徴とする請求項５に記載の基板加工方法。
【請求項７】
前記第１吸着部に対応する位置と前記第２吸着部に対応する位置の境界領域では、前記第１吸着部及び前記第２吸着部をＯＮすることを特徴とする請求項５又は６に記載の基板加工方法。
【請求項８】
前記プローブにより、研磨加工を行う請求項５〜７のいずれか１項に記載の基板加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板保持装置及び基板加工装置に関し、特に基板を吸着して保持する基板保持装置及びこれを用いた基板加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や半導体装置等の製造工程には、基板に付着した異物などの欠陥を修正するプロセスがある。突起欠陥を修正するプロセスでは、加工プローブに設けられた研磨ヘッドを基板の表面に近接して配置させる。そして、研磨ヘッドで突起欠陥を研磨することにより、突起欠陥を修正する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような基板の研磨加工を行う基板研磨装置は、基板を保持する平坦なステージを備えている。図５に示すように、ステージ２には、基板Ｗを真空吸着するための複数の吸着孔１２が設けられている。複数の吸着孔１２で真空吸着を行うことにより、研磨中に基板Ｗがステージ２から逸脱しないように、基板Ｗがステージ２に固定される。
【特許文献１】特開平６−３１３８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者の経験によれば、基板の研磨面内の局所領域の研磨量がばらつくという問題が発生することがある。すなわち、従来の基板保持装置では、基板にたわみが生じたまま、基板が真空吸着により載置台に固定される場合がある。基板は、研磨中に載置台から逸脱しないように、複数の吸着孔で過度に固定されている。このため、吸着孔の近傍で研磨加工を行う場合、研磨ヘッドで基板を押しながら研磨すると、基板のたわみの逃げ場がなく、基板は載置台の平面にならわずに大きく変形する。これにより、吸着孔の近傍の局所領域での研磨量が多くなるあるいは研磨量が少なくなる等の研磨不安定が発生していた。このように、基板の厚みがばらつくと、製造する液晶表示装置等の品質低下あるいは歩留の低下を招来するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、基板を平坦に保持し、安定な加工を行うことができる基板加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に係る基板加工装置は、基板が載置される載置台と、前記載置台に設けられ、前記基板を吸着する第１吸着部及び第２吸着部と、前記第１吸着部及び前記第２の吸着部のＯＮ／ＯＦＦを切替える切替部と、前記基板にオペレーションを行うためのプローブとを備え、前記切替部は、前記プローブの位置に応じて前記第１吸着部と前記第２吸着部の一方をＯＮし、他方をＯＦＦするものである。これにより、基板の平面度を向上させることができ、安定した加工等が可能となる。
【０００７】
本発明の第２の態様に係る基板加工装置は、上記の基板加工装置において、前記切替部は、前記プローブが前記第１吸着部に対応する位置に移動したときに、前記第１吸着部をＯＦＦし、かつ前記第２吸着部をＯＮし、前記プローブが前記第１吸着部に対応する位置に移動したときに、前記第１吸着部をＯＦＦし、かつ前記第２吸着部をＯＮすることを特徴とするものである。これにより、基板の平面度を向上させることができ、安定した加工等が可能となる。
【０００８】
本発明の第３の態様に係る基板加工装置は、上記の基板加工装置において、前記切替部は、前記第１吸着部に対応する位置と前記第２吸着部に対応する位置の境界領域では、前記第１吸着部及び前記第２吸着部をＯＮとすることを特徴とするものである。これにより、境界領域を加工する場合でも、基板が載置台から逸脱することがなく、安定した加工等が可能となる。
【０００９】
本発明の第４の態様に係る基板加工装置は、上記の基板加工装置において、前記プローブは、研磨ヘッドを備えるものである。本発明は、このような場合に特に有効である。
【００１０】
本発明の第５の態様に係る基板加工方法は、プローブにより、基板に加工を行う基板加工方法であって、前記基板を載置台に載置し、前記載置台に設けられた第１吸着部及び第２吸着部により前記基板を吸着し、前記プローブの位置に応じて前記第１吸着部と前記第２吸着部の一方をＯＮし、他方をＯＦＦする。これにより、基板の平面度を向上させることができ、安定した加工等が可能となる。
【００１１】
本発明の第６の態様に係る基板加工方法は、上記の基板加工方法において、前記プローブが前記第１吸着部に対応する位置に移動したときに、前記第１吸着部をＯＦＦし、かつ前記第２吸着部をＯＮし、前記プローブが前記第１吸着部に対応する位置に移動したときに、前記第１吸着部をＯＦＦし、かつ前記第２吸着部をＯＮすることを特徴とする。これにより、基板の平面度を向上させることができ、安定した加工等が可能となる。
【００１２】
本発明の第７の態様に係る基板加工方法は、上記の基板加工方法において、前記第１吸着部に対応する位置と前記第２吸着部に対応する位置の境界領域では、前記第１吸着部及び前記第２吸着部をＯＮすることを特徴とする。これにより、境界領域を加工する場合でも、基板が載置台から逸脱することがなく、安定した加工等が可能となる。
【００１３】
本発明の第８の態様に係る基板加工方法は、上記の基板加工方法において、前記プローブにより、研磨加工を行うことを特徴とする。本発明はこのような場合に特に有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板を平坦に保持し、安定な加工を行うことができる基板加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施例ついて以下に図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施例を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施例に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものを実質的に同様の内容を示している。
【００１６】
本発明の実施の形態に係る基板加工装置について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る基板加工装置の一例である、基板研磨装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、基板研磨装置１００は、基台１、ステージ２、切替部３、支柱４、支持レール５、光学装置６、突起除去装置７、昇降機構８、モータ制御回路９、モータ１０、処理装置１１である。基板研磨装置１００は、基板Ｗの異物等の突起欠陥を研磨により修正する装置である。基板Ｗは、例えば液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板などのパターン基板である。基板Ｗ上には、着色層や遮光層などのパターンが形成されている。
【００１７】
基台１の上にはステージ２が設けられている。ステージ２は、基板Ｗを載置する載置台である。ステージ２には、基板Ｗを真空吸着するための複数の吸着孔が設けられている。ステージ２の構成については、後に詳述する。ステージ２に設けられた複数の吸着孔からなる吸着部には、配管を介して切替部３が接続されている。
【００１８】
基台１の上には支柱４が連結されている。支柱４はステージ２の外側で基台１に固定されている。支柱４は鉛直方向（Ｚ方向）に沿って設けられている。この支柱４の上部には、支持レール５が連結されている。支持レール５は水平方向に沿って設けられている。支持レール５の先端側は基板Ｗの上方に位置する。
【００１９】
支持レール５の先端側の下方には光学装置６が取り付けられている。光学装置６は基板Ｗ上に付着した異物などの欠陥を光学的に検出する。すなわち、光学装置６は基板Ｗの欠陥を検出する欠陥検出装置であり、基板Ｗ上の突起を検出する。光学装置６は基板Ｗを照明する光源と、基板Ｗで反射された反射光を検出する光検出器と、それらの間の光学系とを備えている。そして、既知の方法で、基板Ｗ上に異物等が付着して形成された突起を検出する。処理装置１１は光学装置６で検出された突起欠陥のアドレスを記憶する。すなわち、処理装置１１は対象物体上の突起が検出された位置を記憶する。
【００２０】
支持レール５の中央付近には、突起除去装置７が設けられている。支持レール５の下方に設けられた突起除去装置７は、光学装置６と支柱４の間に位置する。突起除去装置７は、鉛直方向に設けられたボールネジを有する昇降機構８に連結されている。モータ１０の回転駆動により昇降機構８のボールネジが回転する。これにより、突起除去装置７が上下方向（Ｚ方向）に移動する。また、突起除去装置７は、図示しない駆動機構により、水平方向（ＸＹ方向）に移動可能である。
【００２１】
モータ１０は、モータ制御回路９により駆動制御される。処理装置１１はパーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、切替部３、モータ制御回路９及び突起除去装置を水平方向に駆動する駆動機構を制御する。処理装置１１は、光学装置６が検出した突起欠陥の位置を記憶している。処理装置１１からの信号により、突起除去装置７は突起欠陥の位置まで移動し、基板Ｗの近傍まで下降する。
【００２２】
突起除去装置７は、研磨ヘッドを有する加工プローブを備えている。この加工プローブの構成について、図２を参照して説明する。図２は、突起除去装置７に設けられた加工プローブ２０の構成を示す図である。図２に示すように、加工プローブ２０は、研磨ヘッド２１、支持部２２、第１リール２３、第２リール２４、研磨テープ２５を備えている。
【００２３】
加工プローブ２０には研磨ヘッド２１が取り付けられた支持部２２が設けられている。支持部２２には、第１リール２３と第２リール２４とが取り付けられている。研磨ヘッド２１は、支持部２２の、第１リール２３と第２リール２４との略中央の位置の下側に配置されている。第１リール２３及び第２リール２４は支持部２２に対して回転可能に取り付けられている。
【００２４】
第１リール２３、第２リール２４には、研磨テープ２５が装着されている。研磨テープ２５は、研磨ヘッド２１を介して第１リール２３と第２リール２４に装着される。研磨テープ２５は、研磨ヘッド２１の下面に接するように設けられている。研磨ヘッド２１の下面は、曲面となっている。また、研磨テープ２５の下面は粗面化されている。
【００２５】
なお、ここでは図示しないが、第１リール２３にはモータが設けられている。このモータを駆動させることにより、第１リール２３、第２リール２４が矢印の方向に回転する。これにより、研磨テープ２５が第２リール２４から研磨ヘッド２１を介して第１リール２３に巻き取られる。すなわち、研磨テープ２５が研磨ヘッド２１の下面に沿って、矢印の方向に送り出される。
【００２６】
研磨ヘッド２１は、加工プローブ２０から下方向（基板Ｗ側）に突出して配置されている。研磨ヘッド２１が基板Ｗの突起欠陥Ｄの位置になるよう、ステージ２が移動されている。そして、図２に示すよう突起欠陥Ｄの位置で研磨テープ２５を送り出すことにより、突起欠陥Ｄが研磨される。これにより、突起欠陥Ｄを除去することができ、欠陥を修正することができる。なお、本発明に用いられる加工プローブ２０は、上記の構成のものに限られるものではない。すなわち、既知の加工プローブであれば使用することができ、例えば、研磨ヘッドによって直接、突起欠陥Ｄを研磨する加工プローブを用いることも可能である。もちろん、これ以外の加工プローブであっても使用することができる。
【００２７】
ここで、図３を参照して、ステージ２の構成について説明する。図３は、ステージ２の基板Ｗの載置面側から見た図である。図３に示すように、ステージ２には、基板Ｗを真空吸着するための複数の吸着孔１２からなる吸着部が設けられている。この例では、吸着孔１２が縦横に４個ずつ等間隔に配置されており、合計１６個設けられている。吸着孔１２には図示しない真空ポンプが連結されており、吸着孔１２から大気が吸引される。基板Ｗをステージ２の上に載置した状態で吸引を行うと、吸着孔１２内が減圧される。これにより、基板Ｗは真空吸着され、ステージ２に固定される。
【００２８】
本実施の形態では、吸着部は２系統に分割されている。すなわち、ステージ２には、第１吸着部１２ａ、第２吸着部１２ｂが形成されている。第１吸着部１２ａは、ステージ２の周辺部に配置された１２個の吸着孔１２を有する。また、第２吸着部１２ｂは、ステージ２の中央部に設けられた４個の吸着孔１２を有する。
【００２９】
第１吸着部１２ａ、第２吸着部１２ｂには、配管を介して切替部３が接続されている。切替部３は、第１吸着部１２ａ及び第２吸着部１２ｂのＯＮ／ＯＦＦをそれぞれ独立して、制御する。切替部３は、例えば、真空ポンプ、及びその配管中に設けられた電磁弁等を有している。電磁弁を開閉することにより、第１吸着部１２ａ、第２吸着部１２ｂのＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００３０】
第１吸着部１２ａをＯＮとすると、基板Ｗの周辺部が吸着される。また、第１吸着部１２ａをＯＦＦとすると、基板Ｗの周辺部の吸着が開放される。一方、第２吸着部１２ｂをＯＮとすると、基板Ｗの中央部が吸着される。また、第２吸着部１２ｂをＯＦＦとすると、基板Ｗの中央部の吸着が開放される。
【００３１】
第１吸着部１２ａと第２吸着部１２ｂとは、独立してＯＮ／ＯＦＦが制御される。このため、第１吸着部１２ａ、第２吸着部１２ｂの一方をＯＮとし、他方をＯＦＦとすることができる。もちろん、第１吸着部１２ａ、及び第２吸着部１２ｂの両方をＯＮとすることも可能である。
【００３２】
第１吸着部１２ａと第２吸着部１２ｂは、加工プローブ２０の位置に応じて、ＯＮ／ＯＦＦが制御される。例えば、加工プローブ２０が第１吸着部１２ａに対応する領域にある場合、第１吸着部１２ａをＯＦＦとし、第２吸着部１２ｂをＯＮとする。すなわち、加工プローブ２０が、基板Ｗの周辺部にある場合、ステージ２の周辺部にある第１吸着部１２ａをＯＮからＯＦＦに切換える。一方、加工プローブ２０が第２吸着部１２ｂに対応する領域にある場合、第１吸着部１２ａをＯＮとし、第２吸着部１２ｂをＯＦＦとする。すなわち、加工プローブ２０が基板Ｗの中央部にある場合、ステージ２の中央にある第２吸着部１２ｂをＯＮからＯＦＦに切換える。また、加工プローブ２０が第１吸着部１２ａと第２吸着部１２ｂとの境界に対応する領域にある場合、第１吸着部１２ａ及び第２吸着部１２ｂの吸着をＯＮする。
【００３３】
このように、研磨修正を行う加工プローブ２０の近傍にある吸着部をＯＦＦする。これにより、図４に示すように基板Ｗが過度にステージ２固定されることがなく、ステージ２の平面にならうことができ、研磨修正を行う加工プローブ２０の近傍の基板Ｗの平面度を向上させることができる。このため、安定した研磨加工を行うことができる。
【００３４】
さらに、加工プローブ２０が第１吸着部１２ａと第２吸着部１２ｂとの境界に対応する領域にある場合、第１吸着部１２ａ及び第２吸着部１２ｂの両方の吸着をＯＮしている。これにより、第１吸着部１２ａと第２吸着部１２ｂの両方がＯＦＦする瞬間がなくなる。すなわち、第１吸着部１２ａ、第２吸着部１２ｂの動作切換時には、一端、第１吸着部１２ａと第２吸着部１２ｂの両方がＯＮする。よって、基板Ｗが常時、１以上の吸着部によって吸着されているため、基板Ｗが移動するのを防ぐことができる。これにより、安定した研磨加工を行うことができる。
【００３５】
次に、加工プローブ２０により研磨加工を行うための手順について説明する。まず、図１に示した光学装置６によって突起欠陥Ｄを検出する。そして、突起欠陥Ｄが検出された位置を処理装置１１に記憶させておく。欠陥の検査が終了したら、突起除去装置７を突起欠陥Ｄ上に移動させる。そして、モータ１０を駆動して、昇降機構８を動作させ、突起除去装置７を下降させる。
【００３６】
そして、加工プローブ２０の位置に応じて、上述したように第１吸着部１２ａ及び第２吸着部１２ｂのＯＮ／ＯＦＦを制御する。すなわち、第１吸着部１２ａ及び第２吸着部１２ｂは、光学装置６により検出された突起欠陥Ｄの位置（研磨修正領域の位置）に応じてＯＮ／ＯＦＦが制御される。つまり、加工プローブ２０の近傍の第１吸着部１２ａ又は第２吸着部１２ｂのみがＯＦＦとなる。なお、電磁弁は、ソフトウエアでの座標判断により制御することも可能であるし、リレーを用いて機械的制御することも可能である。なお、加工プローブ２０が第１吸着部１２ａと第２吸着部１２ｂとの境界に対応する領域にある場合、第１吸着部１２ａ及び第２吸着部１２ｂの吸着をＯＮする。
【００３７】
そして、研磨テープが基板Ｗの表面に接触した状態で、研磨テープ２５を送り出して、突起欠陥Ｄを研磨修正する。これにより、研磨テープ２５によって、突起欠陥Ｄが除去され、欠陥が修正される。上述したように、加工プローブ２０の近傍の吸着孔１２では、基板Ｗの吸着を行っていない。このため、基板Ｗにたわみが生じたまま、基板がステージ２に固定された場合でも、図４に示すように基板Ｗはステージ２の載置面にならって平面性が向上する。これにより、基板Ｗの研磨量のばらつきを抑制することができ、製造する液晶表示装置等の品質低下あるいは歩留の低下を防止することが可能となる。
【００３８】
なお、突起除去装置７に対する基板Ｗの移動は、突起除去装置７の移動に限られるものではない。例えば、ステージ２をＸＹ方向に移動可能とすることにより、突起除去装置７と基板Ｗとの相対位置を変化させることができる。なお、光学装置６を移動可能に設けてもよい。
【００３９】
また、研磨以外の加工を行う加工装置に用いてもよい。すなわち、本実施の形態に係る基板加工装置は、基板Ｗ上を移動する加工用ヘッドが設けられている他の加工装置にも適用可能である。さらに、吸着部を３系統以上に分けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態に係る基板加工装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る基板加工装置に用いられる加工プローブの構成を示す図である。
【図３】実施の形態に係る基板加工装置に用いられるステージの構成を示す図である。
【図４】実施の形態に係る基板加工装置を用いて研磨加工を行っているときの基板の状態を示す図である。
【図５】従来の基板加工装置を用いて研磨加工を行っているときの基板の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  基台
２  ステージ
３  切替部
４  支柱
５  支持レール、
６  光学装置
７  突起除去装置
８  昇降機構
９  モータ制御回路
１０  モータ
１１  処理装置
１２  吸着孔
１２ａ  第１吸着部
１２ｂ  第２吸着部
２０  加工プローブ
２１  研磨ヘッド
２２  支持部
２３  第１リール
２４  第２リール
２５  研磨テープ
１００  基板研磨装置
【図１】
2009190109.tif 000003
【図２】
2009190109.tif 000004
【図３】
2009190109.tif 000005
【図４】
2009190109.tif 000006
【図５】
2009190109.tif 000007