(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023170262
(43)【公開日】2023-12-01
(54)【発明の名称】基板研磨方法、プログラム、および、基板研磨装置
(51)【国際特許分類】
B24B 37/005 20120101AFI20231124BHJP
B24B 37/30 20120101ALI20231124BHJP
B24B 37/013 20120101ALI20231124BHJP
B24B 41/06 20120101ALI20231124BHJP
B24B 49/12 20060101ALI20231124BHJP
B24B 47/22 20060101ALI20231124BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20231124BHJP
【ＦＩ】
B24B37/005 A
B24B37/30 E
B24B37/013
B24B41/06 A
B24B49/12
B24B47/22
H01L21/304 622K
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022081873
(22)【出願日】2022-05-18
(71)【出願人】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100146710
【弁理士】
【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男
(74)【代理人】
【識別番号】100186613
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100172041
【弁理士】
【氏名又は名称】小畑 統照
(72)【発明者】
【氏名】斎藤 歩
【テーマコード（参考）】
3C034
3C158
5F057
【Ｆターム（参考）】
3C034AA07
3C034BB71
3C034BB83
3C034BB93
3C034CA04
3C034CA22
3C034CB08
3C034CB14
3C034DD10
3C158AA07
3C158AB03
3C158AC02
3C158AC04
3C158BA07
3C158BB02
3C158BB06
3C158BB08
3C158BC01
3C158BC02
3C158CB01
3C158CB03
3C158DA12
3C158DA17
3C158EA11
3C158EA13
3C158EA14
3C158EA23
3C158EB01
5F057AA24
5F057AA32
5F057CA12
5F057DA03
5F057EC10
5F057FA20
5F057GB02
5F057GB13
(57)【要約】
【課題】様々な寸法の基板に対応して研磨を行うための基板研磨方法などを提案する。
【解決手段】研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、を備えた研磨装置による基板研磨方法が提案される。当該方法は、前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、トップリングの圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより前記基板を研磨する研磨ステップと、を含む。
【選択図】図１１
【解決手段】研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、を備えた研磨装置による基板研磨方法が提案される。当該方法は、前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、トップリングの圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより前記基板を研磨する研磨ステップと、を含む。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、を備えた研磨装置による基板研磨方法であって、
前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成され、
前記基板研磨方法は、
前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、
取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、
前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、
を含む、基板研磨方法。
前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成され、
前記基板研磨方法は、
前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、
取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、
前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、
を含む、基板研磨方法。
【請求項2】
前記取得ステップは、前記基板を保持した前記トップリングと前記研磨テーブルとを接触させることによって行われる、請求項１に記載の基板研磨方法。
【請求項3】
前記研磨装置は、前記研磨テーブルを回転させるための研磨テーブル回転機構を備え、
前記取得ステップは、前記研磨テーブルが回転していない状態で行われる、
請求項２に記載の基板研磨方法。
前記取得ステップは、前記研磨テーブルが回転していない状態で行われる、
請求項２に記載の基板研磨方法。
【請求項4】
前記研磨装置は、前記基板を前記トップリングとの間で受け渡しするプッシャを備え、
前記取得ステップは、前記プッシャから前記トップリングに前記基板が受け渡されるときに行われる、
請求項１に記載の基板研磨方法。
前記取得ステップは、前記プッシャから前記トップリングに前記基板が受け渡されるときに行われる、
請求項１に記載の基板研磨方法。
【請求項5】
前記取得ステップは、前記プッシャが前記基板を前記トップリングに受け渡すために移動させた距離に基づいて前記基板の厚みに関する情報を取得する、請求項４に記載の基板研磨方法。
【請求項6】
前記研磨装置は、前記基板を搬送するように構成されたロードユニット又は搬送ユニットを備え、
前記取得ステップは、前記ロードユニット又は搬送ユニットに設けられたセンサによって前記基板の厚みに関する情報を取得する、
請求項１に記載の基板研磨方法。
前記取得ステップは、前記ロードユニット又は搬送ユニットに設けられたセンサによって前記基板の厚みに関する情報を取得する、
請求項１に記載の基板研磨方法。
【請求項7】
前記研磨装置は、前記基板を搬送するための搬送ユニットを有する処理ラインを備え、
前記取得ステップ、前記位置調整ステップ、および前記研磨ステップは、前記処理ラインから前記基板を搬出することなく行われる、請求項１から６の何れか１項に記載の基板研磨方法。
前記取得ステップ、前記位置調整ステップ、および前記研磨ステップは、前記処理ラインから前記基板を搬出することなく行われる、請求項１から６の何れか１項に記載の基板研磨方法。
【請求項8】
前記取得ステップは、前記研磨装置への外部入力により行われる、請求項１に記載の基板研磨方法。
【請求項9】
前記研磨ステップの後に、前記取得ステップで取得した前記基板の厚みに関する情報と前記研磨ステップによる前記基板の研磨量とに基づいて、第２の研磨テーブルに対する第２のトップリングの高さ位置を調整する第２の位置調整ステップと、
前記基板を前記第２の研磨テーブルの研磨面に押圧することにより前記基板を研磨する
第２の研磨ステップと、
を含む、請求項１から６の何れか１項に記載の基板研磨方法。
前記基板を前記第２の研磨テーブルの研磨面に押圧することにより前記基板を研磨する
第２の研磨ステップと、
を含む、請求項１から６の何れか１項に記載の基板研磨方法。
【請求項10】
基板の処理面に研磨処理を行う制御処理を、研磨装置の処理装置に行わせるためのプログラムであって、
前記研磨装置は、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、を備え、
前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成され、
前記制御処理は、
前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、
取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、
前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、
を含む、プログラム。
前記研磨装置は、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、を備え、
前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成され、
前記制御処理は、
前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、
取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、
前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、
を含む、プログラム。
【請求項11】
研磨面を有した研磨テーブルと、
基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングであって、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと、当該メンブレンを保持するトップリング本体と、を有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成されたトップリングと、
前記トップリングを上下動させる上下動機構と、
基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、
前記センサにより取得された前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整し、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより前記基板を研磨するように構成された制御装置と、
を備える、基板研磨装置。
基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングであって、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと、当該メンブレンを保持するトップリング本体と、を有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成されたトップリングと、
前記トップリングを上下動させる上下動機構と、
基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、
前記センサにより取得された前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整し、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより前記基板を研磨するように構成された制御装置と、
を備える、基板研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、基板研磨方法、プログラム、および、基板研磨装置に関する。
【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】
基板研磨装置における基板保持装置として、チャッキングプレートに弾性膜（メンブレン）を固定し、チャッキングプレートの上部に形成される圧力室（加圧チャンバ）、および弾性膜（メンブレン）から形成される圧力室に空気などの流体を供給することで弾性膜を介して流体圧により半導体ウエハを研磨パッドに押圧するタイプのいわゆるフローティング型トップリングが広く用いられている。また、こうした基板保持装置としては、メンブレンを支持するキャリア（トップリング本体）を上下動させる上下動機構を備えるものが知られている。上下動機構によってトップリング本体の研磨テーブルに対する位置を調整し、その後にメンブレン内の圧力を調整することで、所望の研磨プロファイルとなるよう研磨が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００３－１０３４５８号公報
【特許文献2】特開２０１４－１７６９５０号公報
【特許文献3】特開２０１０－４６７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
半導体基板は、一般に、規格（たとえばＳＥＭＩ規格）により寸法が定まっている。しかし、上述のＣＣＬ基板やＰＣＢ基板、フォトマスク基板、ディスプレイパネルなどの基板は、寸法規格がない場合が多く、様々な寸法の基板が存在し得る。上述したような基板保持装置によって基板を保持する際には、基板の寸法が異なると基板と研磨テーブルとの位置関係が変化する。特に、基板の厚みが異なる場合には、研磨テーブルの研磨面と基板の被研磨面との位置関係が変化し、基板保持装置の制御、または、研磨プロファイルに悪影響を与える場合があった。
【0006】
以上の実情に鑑みて、本願は、様々な寸法の基板に対応して研磨を行うための基板研磨方法、プログラム、または、基板研磨装置を提案することを１つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一実施形態によれば、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、を備えた研磨装置による基板研磨方法が提案され、前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供
給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成され、前記基板研磨方法は、前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、を含む。
給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成され、前記基板研磨方法は、前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、を含む。
【0008】
別の一実施形態によれば、基板の処理面に研磨処理を行う制御処理を、研磨装置の処理装置に行わせるためのプログラムが提案され、前記研磨装置は、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、を備え、前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成され、前記制御処理は、前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、を含む。
【0009】
別の一実施形態によれば、基板研磨装置が提案され、かかる基板研磨装置は、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングであって、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと、当該メンブレンを保持するトップリング本体と、を有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成されたトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、前記センサにより取得された前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整し、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより前記基板を研磨するように構成された制御装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】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。
【図2】一実施形態によるロードユニットを模式的に示す側面図である。
【図3】一実施形態によるロードユニットにおける搬送機構を示す斜視図である。
【図4】一実施形態による搬送ユニットを模式的に示す側面図である。
【図5】一実施形態によるプッシャを示す斜視図である。
【図7】第１ステージおよび第２ステージが上位置にあるときを示す部分断面図である。
【図8】第１ステージおよび第２ステージが上位置にあり、さらに第２ステージが、第１ステージに対して上昇した位置にあるときを示す部分断面図である。
【図9】一実施形態による研磨ユニットを概略的に示す斜視図である。
【図10】基板を保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する研磨ヘッドを構成するトップリングの一例を示す断面図である。
【図11】一実施形態による基板研磨方法を示すフローチャートである。
【図12】一実施形態による、基板の厚みが比較的小さい場合のトップリングと研磨パッドとを示す断面図である。
【図13】一実施形態による、基板の厚みが比較的大きい場合のトップリングと研磨パッドとを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
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。
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。
【0012】
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、制御装置９００を備え、基板研磨装置１０００の各構成要素は制御装置９００により制御される。一実施形態において、制御装置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。制御装置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。制御装置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。
【0013】
＜ロードユニット＞
ロードユニット１００は、研磨および洗浄などの処理が行われる前の基板ＷＦを基板研磨装置１０００内へ導入するためのユニットである。図２は、一実施形態によるロードユニット１００を模式的に示す側面図である。一実施形態において、ロードユニット１００は筐体１０２を備える。筐体１０２は基板ＷＦを受け入れる側に入口開口１０４を備える。図２に示される実施形態においては、右側が入口側である。ロードユニット１００は、入口開口１０４から処理対象である基板ＷＦを受け入れる。ロードユニット１００の上流（図２では右側）には、本開示による基板研磨装置１０００による基板ＷＦの処理より前の処理工程が実施される処理装置が配置される。図２に示される実施形態において、ロードユニット１００は、ＩＤリーダー１０６を備える。ＩＤリーダー１０６は、入口開口１０４から受け入れられた基板のＩＤを読み取る。基板研磨装置１０００は、読み取ったＩＤに応じて、基板ＷＦに対して各種処理を行う。一実施形態において、ＩＤリーダー１０６はなくてもよい。一実施形態において、ロードユニット１００は、ＳＭＥＭＡ（Surface Mount Equipment Manufacturers Association）の機械装置インタフェー規格（IPC-SMEMA-9851）に準拠するように構成される。
ロードユニット１００は、研磨および洗浄などの処理が行われる前の基板ＷＦを基板研磨装置１０００内へ導入するためのユニットである。図２は、一実施形態によるロードユニット１００を模式的に示す側面図である。一実施形態において、ロードユニット１００は筐体１０２を備える。筐体１０２は基板ＷＦを受け入れる側に入口開口１０４を備える。図２に示される実施形態においては、右側が入口側である。ロードユニット１００は、入口開口１０４から処理対象である基板ＷＦを受け入れる。ロードユニット１００の上流（図２では右側）には、本開示による基板研磨装置１０００による基板ＷＦの処理より前の処理工程が実施される処理装置が配置される。図２に示される実施形態において、ロードユニット１００は、ＩＤリーダー１０６を備える。ＩＤリーダー１０６は、入口開口１０４から受け入れられた基板のＩＤを読み取る。基板研磨装置１０００は、読み取ったＩＤに応じて、基板ＷＦに対して各種処理を行う。一実施形態において、ＩＤリーダー１０６はなくてもよい。一実施形態において、ロードユニット１００は、ＳＭＥＭＡ（Surface Mount Equipment Manufacturers Association）の機械装置インタフェー規格（IPC-SMEMA-9851）に準拠するように構成される。
【0014】
図２に示される実施形態において、ロードユニット１００は、基板ＷＦを搬送するための複数の搬送ローラ２０２を備えている。搬送ローラ２０２を回転させることで、搬送ローラ２０２上の基板ＷＦを所定の方向（図２においては左方向）に搬送することができる。図示の実施形態において、ロードユニット１００の筐体１０２は、基板ＷＦの出口開口１０８を有する。ロードユニット１００は、搬送ローラ２０２上の所定の位置における基板ＷＦの存在の有無を検知するためのセンサ１１２を有する。センサ１１２は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式のセンサとすることができる。図２に示される実施形態においては、センサ１１２は筐体１０２内に２つ設けられており、１つは入口開口１０４付近に設けられるセンサ１１２ａであり、もう１つは出口開口１０８付近に設けられるセンサ１１２ｂである。一実施形態において、これらのセンサ１１２による基板ＷＦの検知に応じて、ロードユニット１００の動作を制御することができる。たとえば、入口開口１０４付近のセンサ１１２ａが基板ＷＦの存在を検知したら、ロードユニット１００内の搬送ローラ２０２の回転を始動するようにしてもよいし、また、搬送ローラ２０２の回転速度を変更してもよい。また、出口開口１０８付近のセンサ１１２ｂが基板ＷＦの存在を検知したら、後続のユニットである搬送ユニット２００Ａの入口シャッタ２１８を開くようにしてもよい。また、一実施形態において、ロードユニット１００は、搬送ローラ２０２によって搬送される基板ＷＦの厚みを検知するためのセンサ２６０を有する。センサ２６０は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式などの測距センサとすることができる。なお、センサ２６０は、ロードユニット１００に設けられるものに限定されず、これに代えて、または加えて、搬送ユニット２００に設けられて、搬送ユニット２００の搬送ローラ２０２上の基板ＷＦの厚みを検知するものとしてもよい。
【0015】
図３は、一実施形態による、ロードユニット１００における搬送機構を示す斜視図である。図示の実施形態において、ロードユニット１００の搬送機構は、複数の搬送ローラ２０２と、搬送ローラ２０２が取り付けられる複数のローラシャフト２０４とを有する。図示の実施形態においては、各ローラシャフト２０４には３つの搬送ローラ２０２が取り付けられている。基板ＷＦは、搬送ローラ２０２上に配置され、搬送ローラ２０２が回転することで基板ＷＦが搬送される。ローラシャフト２０４上の搬送ローラ２０２の取り付け位置は、基板ＷＦを安定的に搬送することができる位置であれば任意とすることができる。ただし、搬送ローラ２０２は基板ＷＦに接触するので、処理対象である基板ＷＦに接触しても問題の無い領域に搬送ローラ２０２が接触するように配置すべきである。一実施形態において、ロードユニット１００の搬送ローラ２０２は、導電性ポリマーから構成することができる。一実施形態において、搬送ローラ２０２は、ローラシャフト２０４などを介して電気的に接地される。これは、基板ＷＦが帯電して基板ＷＦを損傷することを防止するためである。また、一実施形態において、ロードユニット１００に、基板ＷＦの帯電を防止するためにイオナイザー（図示せず）を設けてもよい。また、一実施形態において、基板ＷＦの厚みを検知するためのセンサ２６０は、搬送ローラ２０２によって搬送される基板ＷＦの中央（搬送方向に垂直な方向における中央）またはその近傍を検知するように配置される。なお、センサ２６０は、基板ＷＦの中央を検知するものに限定されず、任意の場所を検知してもよい。また、センサ２６０は、一例として、搬送方向に垂直な方向において複数の箇所を検知するように複数のセンサが設けられてもよいし、センサを搬送方向に垂直な方向に移動させる駆動機構が設けられるものとしてもよい。
【0016】
図３に示される実施形態において、ローラシャフト２０４は、ギア２０６を介してモータ２０８により回転駆動される。一実施形態において、モータ２０８は、サーボモータとすることができる。サーボモータを使用することで、ローラシャフト２０４および搬送ローラ２０２の回転速度、つまり基板ＷＦの搬送速度を制御することができる。また、一実施形態において、ギア２０６は、マグネットギアとすることができる。マグネットギアは非接触式の動力伝達機構なので、接触式のギアのように摩耗による微粒子の発生が生じず、また、給油などのメンテナンスも不要になる。
【0017】
図２、図３に示されるように、ロードユニット１００は、入口開口１０４および出口開口１０８の付近に、補助ローラ２１４が設けられている。補助ローラ２１４は、搬送ローラ２０２と同程度の高さに配置される。補助ローラ２１４の位置は、搬送する基板ＷＦの寸法に応じて変更することができる。補助ローラ２１４は、ユニットと他のユニットとの間に搬送中の基板ＷＦが落ちないように基板ＷＦを支持する。補助ローラ２１４は、動力源に接続されておらず、自由に回転可能に構成される。
【0018】
一実施形態において、ロードユニット１００は、受け入れた基板ＷＦを反転させるための反転機（図示せず）を備えてもよい。一例として、上流の処理装置の仕様により基板ＷＦのパターン領域が形成されている面が上面となるようにロードユニット１００に搬送された場合は、反転機により基板ＷＦを反転させて、基板ＷＦのパターン領域が形成されている面が下面となるようにしてから、基板研磨装置１０００の後続の処理を行うようにしてもよい。
【0019】
＜搬送ユニット＞
図４は一実施形態による、搬送ユニット２００を模式的に示す側面図である。図１に示される基板研磨装置１０００は、２つの搬送ユニット２００Ａ、２００Ｂを備えている。２つの搬送ユニット２００Ａ、２００Ｂは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して搬送ユニット２００として説明する。搬送ユニット２００は、基板ＷＦを搬送するための複数の搬送ローラ２０２を備えている。搬送ローラ２０２を回転させることで、搬送ローラ２０２上の基板ＷＦを所定の方向に搬送することができる。搬送ユニット２００の搬送ローラ２０２は、導電性ポリマーから形成されても、導電性のないポリマーから形成されてもよい。搬送ローラ２０２は、上述のロードユニット１００の搬送機構と同様に、ローラシャフト２０４（図４では不図示）に取り付けられており、ギア２０６を介して、モータ２０８により駆動される。一実施形態において、モータ２０８はサーボモータとすることができ、ギア２０６は、歯車式とすることができるが、ロードユニット１００と同様にマグネットギアとすることもできる。また、図示の搬送ユニット２００は、ロードユニット１００と同様に、搬送中の基板ＷＦの側面を支持するガイドローラ２１２（図４では不図示）を備える。図示の搬送ユニット２００は、搬送ローラ２０２上の所定の位置における基板ＷＦの存在の有無を検知するためのセンサ２１６を有する。センサ２１６は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式のセンサとすることができる。図４に示される実施形態においては、センサ２１６は搬送ユニット２００に７個（２１６ａ～２１６ｇ）設けられている。一実施形態において、これらのセンサ２１６ａ～２１６ｇによる基板ＷＦの検知に応じて、搬送ユニット２００の動作を制御することができる。ただし、センサ２１６の数および配置は、図４に示される例に限定されるものではない。搬送ユニット２００は、搬送ユニット２００内に基板ＷＦを受け入れるために開閉可能な入口シャッタ２１８を有する。なお、一実施形態において、搬送ユニット２００は、ロードユニット１００と同様に、基板ＷＦが搬送方向に隣接する搬送ローラ２０２の間の隙間に潜り込むことを防止する支持部材（図４では不図示）と搬送される基板ＷＦの幅方向両側に関して基板ＷＦを支持するための複数のガイドローラ２１２（図４では不図示）も配置されている。
図４は一実施形態による、搬送ユニット２００を模式的に示す側面図である。図１に示される基板研磨装置１０００は、２つの搬送ユニット２００Ａ、２００Ｂを備えている。２つの搬送ユニット２００Ａ、２００Ｂは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して搬送ユニット２００として説明する。搬送ユニット２００は、基板ＷＦを搬送するための複数の搬送ローラ２０２を備えている。搬送ローラ２０２を回転させることで、搬送ローラ２０２上の基板ＷＦを所定の方向に搬送することができる。搬送ユニット２００の搬送ローラ２０２は、導電性ポリマーから形成されても、導電性のないポリマーから形成されてもよい。搬送ローラ２０２は、上述のロードユニット１００の搬送機構と同様に、ローラシャフト２０４（図４では不図示）に取り付けられており、ギア２０６を介して、モータ２０８により駆動される。一実施形態において、モータ２０８はサーボモータとすることができ、ギア２０６は、歯車式とすることができるが、ロードユニット１００と同様にマグネットギアとすることもできる。また、図示の搬送ユニット２００は、ロードユニット１００と同様に、搬送中の基板ＷＦの側面を支持するガイドローラ２１２（図４では不図示）を備える。図示の搬送ユニット２００は、搬送ローラ２０２上の所定の位置における基板ＷＦの存在の有無を検知するためのセンサ２１６を有する。センサ２１６は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式のセンサとすることができる。図４に示される実施形態においては、センサ２１６は搬送ユニット２００に７個（２１６ａ～２１６ｇ）設けられている。一実施形態において、これらのセンサ２１６ａ～２１６ｇによる基板ＷＦの検知に応じて、搬送ユニット２００の動作を制御することができる。ただし、センサ２１６の数および配置は、図４に示される例に限定されるものではない。搬送ユニット２００は、搬送ユニット２００内に基板ＷＦを受け入れるために開閉可能な入口シャッタ２１８を有する。なお、一実施形態において、搬送ユニット２００は、ロードユニット１００と同様に、基板ＷＦが搬送方向に隣接する搬送ローラ２０２の間の隙間に潜り込むことを防止する支持部材（図４では不図示）と搬送される基板ＷＦの幅方向両側に関して基板ＷＦを支持するための複数のガイドローラ２１２（図４では不図示）も配置されている。
【0020】
図４に示されるように、搬送ユニット２００は、ストッパ２２０を有する。ストッパ２２０は、ストッパ移動機構２２２に接続されており、ストッパ２２０は搬送ローラ２０２上を移動する基板ＷＦの搬送経路内に進入可能である。ストッパ２２０が基板ＷＦの搬送経路内に位置しているときは、搬送ローラ２０２上を移動する基板ＷＦの側面がストッパ２２０に接触し、移動中の基板ＷＦをストッパ２２０の位置で停止させることができる。また、ストッパ２２０が基板ＷＦの搬送経路から退避した位置にあるときは、基板ＷＦは、搬送ローラ２０２上を移動することができる。ストッパ２２０による基板ＷＦの停止位置は、後述のプッシャ２３０が搬送ローラ２０２上の基板ＷＦを受け取ることができる位置（基板受け渡し位置）である。
【0021】
図４中に破線で示されるように、搬送ユニット２００はプッシャ２３０を有する。プッシャ２３０は、複数の搬送ローラ２０２の上にある基板ＷＦを、複数の搬送ローラ２０２から離れるように持ち上げることができるように構成される。またプッシャ２３０は、保持している基板ＷＦを搬送ユニット２００の搬送ローラ２０２に受け渡すことができるように構成される。
【0022】
図５は、一実施形態によるプッシャ２３０を示す斜視図である。図６は、図５に示されるプッシャ２３０を矢印６の方に見た部分断面図である。図６は、プッシャ２３０とともに、搬送ローラ２０２、搬送ローラ２０２上の基板受け渡し位置に配置された基板ＷＦ、および基板ＷＦを受け取るトップリング３０２を概略的に示している。図５、６に示される実施形態において、プッシャ２３０は、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０を備える。第１ステージ２３２は、基板ＷＦをプッシャ２３０から後述するトップリング３０２に受け渡す時に、トップリング３０２のリテーナ部材３を支持するためのステージである。第１ステージ２３２は、複数の支持柱２３４を備える。図５に示されるように、支持柱２３４の端部はトップリング３０２のリテーナ部材３を支持する平坦な支持面２３４ａ、およびトップリング３０２を案内するための傾斜面２３４ｂを備える。一実施形態において、複数の支持柱２３４のうちの４つの角部にある支持柱２３４が支持面２３４ａおよび傾斜面２３４ｂを備えるようにしてもよい。４つの角部の支持柱２３４により形成される凹部でリテーナ部材３を位置合わせできる。４つの角部以外の支持柱２３４は支持面２３４ａのみを備えていてもよい。各支持柱２３４の他方の端部は、共通のベース２３６に連結されている。また、各支持柱２３４は、搬送ローラ２０２に干渉しない位置に設けられ、図５に示される実施形態においては、各支持柱２３４は、搬送ローラ２０２の間に配置されている。第２ステージ２７０は、搬送ローラ２０２上の基板ＷＦを受け取るように構成される。第２ステージ２７０は、複数の支持柱２７２を備える。支持柱２７２の端部は、基板ＷＦを支持する平坦な支持面を備える。各支持柱２７２の他方の端部は共通のベース２７４に連結されている。また、各支持柱２７２は、搬送ローラ２０２に干渉しない位置に設けられ、図６に示される実施形態においては、各支持柱２７２は、搬送ローラ２０２の間に配置されている。第１ステージ２３２および第２ステージ２７０は、以下で詳述するように、それぞれ昇降機構に連結されており、それぞれ高さ方向（ｚ方向）に移動可能である。
【0023】
第１ステージ２３２は、高さ方向（ｚ方向）に移動可能に構成される。一実施形態において、プッシャ２３０は第１昇降機構２３１を有する。一実施形態において、図５、６に示されるように、プッシャ２３０の第１昇降機構２３１は、空圧式の昇降機構であり、シリンダ２４０およびピストン２４２を備える。ピストン２４２の端部は、可動台座２４４に連結されている。シリンダ２４０は、固定台座２４６に連結されている。固定台座２４６は、搬送ユニット２００の全体を覆う筐体２０１または搬送ユニット２００を設置する床面などに固定される。シリンダ２４０内の空気圧を調整することにより、ピストン２４２が移動し、可動台座２４４を高さ方向（ｚ方向）に移動させることができる。可動台座２４４が高さ方向に移動することで、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０が高さ方向に移動することができる。図示の実施形態において、可動台座２４４の上には、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０を水平面内で移動させることが可能なＸＹステージ２４８が搭載されている。ＸＹステージ２４８は、直動ガイドなどにより直交する２方向に移動可能に構成される公知のＸＹステージとすることができる。図示の実施形態において、ＸＹステージ２４８の上には、回転ステージ２５０が搭載されている。回転ステージ２５０は、ＸＹ平面（水平面）において回転可能に構成される。換言すれば、回転ステージ２５０はｚ軸を中心に回転可能に構成される。回転ステージ２５０は、回転軸受などで構成される公知の回転ステージ２５０を採用することができる。回転ステージ２５０の上には、第２昇降機構２３３が搭載されている。第２昇降機構２３３は、シリンダ２５２およびピストン２５４を有する。シリンダ２５２は第１ステージ２３２のベース２３６が連結されている。また、シリンダ２５２には移動可能なピストン２５４が連結されており、シリンダ２５２内の空気圧を調整することで、ピストン２５４を移動することができる。ピストン２５４の端部には、第２ステージ２７０のベース２７４が連結されている。そのため、シリンダ２５２内の空気圧を調整することで、ピストン２５４および第２ステージ２７０を高さ方向（ｚ方向）に移動させることができる。また、上述の構成によれば、第１昇降機構２３１は、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０の両方を高さ方向（ｚ方向）に移動させ、第２昇降機構２３３は、第２ステージ２７０を第１ステージ２３２に対して高さ方向（ｚ方向）に移動させることができる。また、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０は、ＸＹステージ２４８により、水平面内で直交する２方向（ｘｙ方向）に移動可能である。さらに、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０は、回転ステージ２５０により、水平面内（ｚ軸を中心に）で回転可能である。そのため、プッシャ２３０と後述するトップリング３０２との間で基板ＷＦを授受
するときに、プッシャ２３０とトップリング３０２との位置合わせを行うことができる。なお、図示の実施形態においては、第１昇降機構２３１および第２昇降機構２３３は、空圧式の昇降機構であるが、これらの昇降機構は液圧式でもよく、またモータおよびボールネジなどを使用した電動式の昇降機構としてもよい。
するときに、プッシャ２３０とトップリング３０２との位置合わせを行うことができる。なお、図示の実施形態においては、第１昇降機構２３１および第２昇降機構２３３は、空圧式の昇降機構であるが、これらの昇降機構は液圧式でもよく、またモータおよびボールネジなどを使用した電動式の昇降機構としてもよい。
【0024】
第１昇降機構２３１により、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０は下位置および上位置の間を移動することができる。図６は、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０が下位置にあるときを示している。第１ステージ２３２および第２ステージ２７０が下位置にあるときは、図６に示されるように第１ステージ２３２の支持柱２３４の端部および第２ステージ２７０の支持柱２７２の端部は、搬送ローラ２０２の基板ＷＦを支持する面より低い位置にある。図７は、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０が上位置にあるときを示している。第１ステージ２３２および第２ステージ２７０が上位置にあるときは、第１ステージ２３２の支持柱２３４の端部および第２ステージ２７０の支持柱２７２の端部は、搬送ローラ２０２の基板を支持する面より高い位置にある。すなわち、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０が下位置から上位置に移動するときに、搬送ローラ２０２上に配置された基板ＷＦを第２ステージ２７０で持ち上げて受け取ることができる。図８は、第１ステージ２３２および第２ステージ２７０が上位置にあり、さらに第２ステージ２７０が、第１ステージ２３２に対して上昇した位置にあるときを示している。基板ＷＦをプッシャ２３０から後述するトップリング３０２に受け渡すときは、図８に示されるように、基板ＷＦを保持する第２ステージ２７０を第１ステージ２３２に対して上昇させる。
【0025】
一実施形態において、搬送ユニット２００には、プッシャ２３０からトップリング３０２に受け渡される基板ＷＦの厚みを検知するためのセンサ２６２を有する（図４、図６～図８参照）。センサ２６２は任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式などの測距センサを採用することができる。センサ２６２によって取得された情報は制御装置９００に送られる。図６～図８に示す例では、センサ２６２は、筐体２０１に取り付けられた画像センサであり、水平方向に撮影方向が向けられている。制御装置９００は、センサ２６２によって取得された撮像データに基づいて、基板ＷＦがプッシャ２３０からトップリング３０２に受け渡されたときの基板ＷＦを保持する第２ステージ２７０の第１ステージ２３２に対する移動量Ｄｈを算出する。そして、制御装置９００は、算出した移動量Ｄｈに基づいて基板ＷＦの厚みを検出するように構成されている。なお、センサ２６２は、こうした例に限定されず、第２ステージ２７０の第１ステージ２３２に対する移動量Ｄｈを検出するためのレーザ式センサ、ポテンショメータ、過電流式センサ、加速度センサ、リニアスケール式センサなど、公知の種々のセンサを採用することができる。また、センサ２６２は、筐体２０１に取り付けられるのに代えて、または加えて、プッシャ２３０に搭載されてもよい。さらに、センサ２６２は、複数設けられてもよい。
【0026】
図４に示される搬送ユニット２００は、洗浄部を有する。図４に示されるように、洗浄部は洗浄ノズル２８４を有する。洗浄ノズル２８４は、搬送ローラ２０２の上側に配置される上洗浄ノズル２８４ａと、下側に配置される下洗浄ノズル２８４ｂとを有する。上洗浄ノズル２８４ａおよび下洗浄ノズル２８４ｂは、図示しない洗浄液の供給源に接続される。上洗浄ノズル２８４ａは、搬送ローラ２０２上を搬送される基板ＷＦの上面に洗浄液を供給するように構成される。下洗浄ノズル２８４ｂは、搬送ローラ２０２上を搬送される基板ＷＦの下面に洗浄液を供給するように構成される。上洗浄ノズル２８４ａおよび下洗浄ノズル２８４ｂは、搬送ローラ２０２上を搬送される基板ＷＦの幅と同程度、またはそれ以上の幅を備え、基板ＷＦが搬送ローラ２０２上を搬送されることで、基板ＷＦの全面が洗浄されるように構成される。図４に示されるように、洗浄部は、搬送ユニット２００のプッシャ２３０の基板受け渡し場所よりも下流側に位置している。
【0027】
図４に示されるように、洗浄部において、搬送ローラ２０２の上には押さえローラ２９０が配置されている。また、センサ２１６ｄは、洗浄部の入口付近に配置されている。一実施形態において、センサ２１６ｄにより基板ＷＦを検知したら、洗浄ノズル２８４から洗浄液を噴射して基板ＷＦの洗浄を開始することができる。また、基板ＷＦの洗浄中は、搬送ローラ２０２の回転数を洗浄用の速度にしてもよい。図４の実施形態において、センサ２１６ｆは洗浄部出口点付近に配置される。一実施形態において、センサ２１６ｆにより基板ＷＦを検知したら、洗浄ノズル２８４からの洗浄液の噴射を終了することができる。基板ＷＦの洗浄中は、搬送ローラ２０２および押さえローラ２９０により基板ＷＦが挟まれて搬送されるので、洗浄液の噴射中であっても基板ＷＦを安定的に搬送することができる。
【0028】
図４に示されるように、搬送ユニット２００は、開閉可能な出口シャッタ２８６を有する。また、搬送ユニット２００は、出口付近にセンサ２１６ｇを備える。一実施形態において、センサ２１６ｇにより基板ＷＦを検知したら、出口シャッタ２８６を開き、次のユニットに基板ＷＦを搬送するようにしてもよい。一実施形態において、センサ２１６ｇにより基板ＷＦを検知したら、出口シャッタ２８６を開かずに、搬送ローラ２０２での基板ＷＦの搬送を停止し、次のユニットの処理を待ち、次のユニットの基板受け入れ準備が整った後に、出口シャッタ２８６を開き、基板ＷＦを次のユニットへ搬送するようにしてもよい。
【0029】
＜研磨ユニット＞
図９は一実施形態による、研磨ユニット３００を概略的に示す斜視図である。図１に示される基板研磨装置１０００は、２つの研磨ユニット３００Ａ、３００Ｂを備えている。２つの研磨ユニット３００Ａ、３００Ｂは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して研磨ユニット３００として説明する。
図９は一実施形態による、研磨ユニット３００を概略的に示す斜視図である。図１に示される基板研磨装置１０００は、２つの研磨ユニット３００Ａ、３００Ｂを備えている。２つの研磨ユニット３００Ａ、３００Ｂは同一の構成とすることができるので、以下において、一括して研磨ユニット３００として説明する。
【0030】
図９に示すように、研磨ユニット３００は、研磨テーブル３５０と、研磨対象物である基板を保持して研磨テーブル３５０上の研磨面に押圧する研磨ヘッドを構成するトップリング３０２とを備えている。研磨テーブル３５０は、テーブル軸３５１を介してその下方に配置される研磨テーブル回転モータ（図示せず）に連結されており、そのテーブル軸３５１周りに回転可能になっている。研磨テーブル３５０の上面には研磨パッド３５２が貼付されており、研磨パッド３５２の表面３５２ａが基板を研磨する研磨面を構成している。
【0031】
研磨テーブル３５０の上方には研磨液供給ノズル３５４が設置されており、この研磨液供給ノズル３５４によって研磨テーブル３５０上の研磨パッド３５２上に研磨液が供給されるようになっている。また、図９に示されるように、研磨テーブル３５０およびテーブル軸３５１には、研磨液を供給するための通路３５３が設けられている。通路３５３は、研磨テーブル３５０の表面の開口部３５５に連通している。研磨テーブル３５０の開口部３５５に対応する位置において研磨パッド３５２は貫通孔３５７が形成されており、通路３５３を通る研磨液は、研磨テーブル３５０の開口部３５５および研磨パッド３５２の貫通孔３５７から研磨パッド３５２の表面に供給される。なお、研磨テーブル３５０の開口部３５５および研磨パッド３５２の貫通孔３５７は、１つまたは複数でもよいし、設けられなくてもよい。
【0032】
トップリング３０２は、トップリングシャフト１８に接続されており、このトップリングシャフト１８は、上下動機構３１９により揺動アーム３６０に対して上下動するようになっている。このトップリングシャフト１８の上下動により、揺動アーム３６０に対してトップリング３０２の全体を上下動させ位置決めするようになっている。トップリングシャフト１８は、図示しないトップリング回転モータの駆動により回転する
ようになっている。トップリングシャフト１８の回転により、トップリング３０２がトップリングシャフト１８を中心にして回転するようになっている。なお、トップリングシャフト１８の上端にはロータリージョイント３２３が取り付けられている。
ようになっている。トップリングシャフト１８の回転により、トップリング３０２がトップリングシャフト１８を中心にして回転するようになっている。なお、トップリングシャフト１８の上端にはロータリージョイント３２３が取り付けられている。
【0033】
トップリング３０２は、その下面に基板を保持できるようになっている。揺動アーム３６０は支軸３６２を中心として旋回可能に構成されている。トップリング３０２は、揺動アーム３６０の旋回により、上述の搬送ユニット２００の基板受け渡し位置と研磨テーブル３５０の上方との間で移動可能である。トップリングシャフト１８を下降させることで、トップリング３０２を下降させて基板を研磨パッド３５２の表面（研磨面）３５２ａに押圧することができる。このとき、トップリング３０２および研磨テーブル３５０をそれぞれ回転させ、研磨テーブル３５０の上方に設けられた研磨液供給ノズル３５４から、および／または、研磨テーブル３５０に設けられた開口部３５５から研磨パッド３５２上に研磨液を供給する。このように、基板を研磨パッド３５２の研磨面３５２ａに押圧して基板の表面を研磨することができる。
【0034】
トップリングシャフト１８およびトップリング３０２を上下動させる上下動機構３１９
は、軸受３２１を介してトップリングシャフト１８を回転可能に支持するブリッジ２８と、ブリッジ２８に取り付けられたボールねじ３２と、支柱１３０により支持された支持台２９と、支持台２９上に設けられたＡＣサーボモータ３８とを備えている。サーボモータ３８を支持する支持台２９は、支柱１３０を介して揺動アーム３６０に固定されている。
は、軸受３２１を介してトップリングシャフト１８を回転可能に支持するブリッジ２８と、ブリッジ２８に取り付けられたボールねじ３２と、支柱１３０により支持された支持台２９と、支持台２９上に設けられたＡＣサーボモータ３８とを備えている。サーボモータ３８を支持する支持台２９は、支柱１３０を介して揺動アーム３６０に固定されている。
【0035】
ボールねじ３２は、サーボモータ３８に連結されたねじ軸３２ａと、このねじ軸３２ａが螺合するナット３２ｂとを備えている。トップリングシャフト１８は、ブリッジ２８と一体となって上下動するようになっている。したがって、サーボモータ３８を駆動すると、ボールねじ３２を介してブリッジ２８が上下動し、これによりトップリングシャフト１８およびトップリング３０２が上下動する。研磨ユニット３００は、ブリッジ２８の下面までの距離、すなわちブリッジ２８の位置を検出する位置検出部としての測距センサ７０を備えている。この測距センサ７０によりブリッジ２８の位置を検出することで、トップリング３０２の位置を検出することができるようになっている。測距センサ７０は、ボールねじ３２，サーボモータ３８とともに上下動機構３１９を構成している。なお、測距センサ７０は、レーザ式センサ、超音波センサ、過電流式センサ、またはリニアスケール式センサであってもよい。また、測距センサ７０、サーボモータ３８をはじめとする研磨ユニット内の各機器は、制御装置９００により制御されるように構成される。
【0036】
一実施形態による研磨ユニット３００は、研磨パッド３５２の研磨面３５２ａをドレッ
シングするドレッシングユニット３５６を備えている。このドレッシングユニット３５６は、研磨面３５２ａに摺接されるドレッサ５０と、ドレッサ５０が連結されるドレッサシャフト５１と、ドレッサシャフト５１の上端に設けられたエアシリンダ５３と、ドレッサシャフト５１を回転自在に支持する揺動アーム５５とを備えている。ドレッサ５０の下部はドレッシング部材５０ａにより構成され、このドレッシング部材５０ａの下面には針状のダイヤモンド粒子が付着している。エアシリンダ５３は、支柱５６により支持された支持台５７上に配置されており、これらの支柱５６は揺動アーム５５に固定されている。
シングするドレッシングユニット３５６を備えている。このドレッシングユニット３５６は、研磨面３５２ａに摺接されるドレッサ５０と、ドレッサ５０が連結されるドレッサシャフト５１と、ドレッサシャフト５１の上端に設けられたエアシリンダ５３と、ドレッサシャフト５１を回転自在に支持する揺動アーム５５とを備えている。ドレッサ５０の下部はドレッシング部材５０ａにより構成され、このドレッシング部材５０ａの下面には針状のダイヤモンド粒子が付着している。エアシリンダ５３は、支柱５６により支持された支持台５７上に配置されており、これらの支柱５６は揺動アーム５５に固定されている。
【0037】
揺動アーム５５は図示しないモータに駆動されて、支軸５８を中心として旋回するように構成されている。ドレッサシャフト５１は、図示しないモータの駆動により回転し、このドレッサシャフト５１の回転により、ドレッサ５０がドレッサシャフト５１周りに回転するようになっている。エアシリンダ５３は、ドレッサシャフト５１を介してドレッサ５０を上下動させ、ドレッサ５０を所定の押圧力で研磨パッド３５２の研磨
面３５２ａに押圧する。
面３５２ａに押圧する。
【0038】
研磨パッド３５２の研磨面３５２ａのドレッシングは次のようにして行われる。ドレッサ５０はエアシリンダ５３により研磨面３５２ａに押圧され、これと同時に図示しない純水供給ノズルから純水が研磨面３５２ａに供給される。この状態で、ドレッサ５０をドレッサシャフト５１周りに回転させるとともに揺動アーム５５を研磨面３５２ａ上で揺動させ、ドレッシング部材５０ａの下面（ダイヤモンド粒子）を回転する研磨面３５２ａに摺接させる。このようにして、ドレッサ５０により研磨パッド３５２が削り取られ、研磨面３５２ａがドレッシングされる。
【0039】
本実施形態の研磨装置では、このドレッサ５０を利用して研磨パッド３５２の摩耗量を測定する。すなわち、ドレッシングユニット３５６はドレッサ５０の変位を測定する変位センサ６０を備えている。この変位センサ６０は、研磨パッド３５２の摩耗量を検知する摩耗量検知手段を構成し、揺動アーム５５の上面に設けられている。ドレッサシャフト５１にはターゲットプレート６１が固定されており、ドレッサ５０の上下動にともなって、ターゲットプレート６１が上下動するようになっている。変位センサ６０はこのターゲットプレート６１を挿通するように配置されており、ターゲットプレート６１の変位を測定することによりドレッサ５０の変位を測定する。なお、変位センサ６０としては、リニアスケール、レーザ式センサ、超音波センサ、もしくは渦電流式センサなどのあらゆるタイプのセンサが用いられる。
【0040】
本実施形態では、次のようにして研磨パッド３５２の摩耗量が測定される。まず、エアシリンダ５３を駆動させてドレッサ５０を、初期目立て済の研磨パッド３５２の研磨面３５２ａに当接させる。この状態で、変位センサ６０はドレッサ５０の初期位置（高さ初期値）を検知し、その初期位置（高さ初期値）を制御装置９００に記憶する。そして、１つの、または複数の基板の研磨処理が終了した後、再びドレッサ５０を研磨面３５２ａに当接させ、この状態でドレッサ５０の位置を測定する。ドレッサ５０の位置は研磨パッド３５２の摩耗量に応じて下方に変位するため、制御装置９００は、上記初期位置と研磨後のドレッサ５０の位置との差を求めることで、研磨パッド３５２の摩耗量を求めることができる。このようにして、ドレッサ５０の位置に基づいて研磨パッド３５２の摩耗量が求められる。
【0041】
次に、一実施形態による研磨ユニット３００におけるトップリング３０２について説明する。図１０は、一実施形態による、研磨対象物である基板を保持して研磨パッド上の研磨面に基板を押圧するトップリング３０２の模式的な断面図である。図１０おいては、トップリング３０２を構成する主要構成要素だけを模式的に図示している。
【0042】
図１０に示されるように、トップリング３０２は、基板ＷＦを研磨面３５２ａに対して押圧するトップリング本体２と、研磨面３５２ａを直接押圧するリテーナ部材３とを有する。トップリング本体２は概略四角形の平板状の部材からなり、リテーナ部材３はトップリング本体２の外周部に取り付けられている。トップリング本体２は、エンジニアリングプラスティック（例えば、ＰＥＥＫ）などの樹脂により形成されている。トップリング本体２の下面には、基板の裏面に接触する弾性膜（メンブレン）４が取り付けられている。一実施形態において、弾性膜（メンブレン）４は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、シリコンゴム等の強度および耐久性に優れたゴム材によって形成される。一実施形態において、弾性膜（メンブレン）４は、金型を使用してゴム材から形成することができる。
【0043】
弾性膜（メンブレン）４は同心状の複数の隔壁４ａを有し、これら隔壁４ａによって、弾性膜４の上面とトップリング本体２の下面との間に円形状のセンター室５、センター室５を囲う四角の環状のリプル室６、リプル室６を囲う四角の環状の中間室
７、中間室７を囲う四角の環状のアウター室８、アウター室８を囲う四角の環状のエッジ室９が形成されている。すなわち、トップリング本体２の中心部にセンター室５が形成され、中心から外周方向に向かって、順次、同心状に、リプル室６、中間室７、アウター室８、エッジ室９が形成されている。弾性膜４には、リプル室６に連通し基板ＷＦをトップリング３０２に真空吸着させるための複数の真空吸着孔（図示せず）が形成されている。真空吸着孔は図示しない真空源に連結され、真空吸着孔を介して基板ＷＦをトップリング３０２の弾性膜４に対して真空吸着させることができる。
７、中間室７を囲う四角の環状のアウター室８、アウター室８を囲う四角の環状のエッジ室９が形成されている。すなわち、トップリング本体２の中心部にセンター室５が形成され、中心から外周方向に向かって、順次、同心状に、リプル室６、中間室７、アウター室８、エッジ室９が形成されている。弾性膜４には、リプル室６に連通し基板ＷＦをトップリング３０２に真空吸着させるための複数の真空吸着孔（図示せず）が形成されている。真空吸着孔は図示しない真空源に連結され、真空吸着孔を介して基板ＷＦをトップリング３０２の弾性膜４に対して真空吸着させることができる。
【0044】
また、リテーナ部材３の上にも弾性膜からなるリテーナ部材加圧室１０が形成されている。センター室５、リプル室６、中間室７、アウター室８、エッジ室９およびリテーナ部材加圧室１０は、流路１１～１６を介して図示しない圧力調整部に接続されている。このような構造により、基板ＷＦを研磨パッド３５２に押圧する押圧力を基板ＷＦの領域毎に調整でき、かつリテーナ部材３が研磨パッド３５２を押圧する押圧力を調整できる。
【0045】
＜乾燥ユニット＞
乾燥ユニットは、基板ＷＦを乾燥させるための装置である。図１に示される基板研磨装置１０００においては、乾燥ユニット５００は、研磨ユニット３００で研磨された後に、搬送ユニット２００の洗浄部で洗浄された基板ＷＦを乾燥させる。図１に示されるように、乾燥ユニット５００は、搬送ユニット２００の下流に配置される。
乾燥ユニットは、基板ＷＦを乾燥させるための装置である。図１に示される基板研磨装置１０００においては、乾燥ユニット５００は、研磨ユニット３００で研磨された後に、搬送ユニット２００の洗浄部で洗浄された基板ＷＦを乾燥させる。図１に示されるように、乾燥ユニット５００は、搬送ユニット２００の下流に配置される。
【0046】
乾燥ユニット５００は、搬送ローラ２０２上を搬送される基板ＷＦに向けて気体を噴射するためのノズル５３０を有する。気体は、たとえば圧縮された空気または窒素とすることができる。図示の実施形態において、ノズル５３０は、搬送ローラ２０２の下側から基板ＷＦの下面に気体を噴出するように構成された下ノズルと、搬送ローラ２０２の上側から基板ＷＦの上面に気体を噴出するように構成されたと、を有してもよい。なお、下ノズルおよび上ノズルは、それぞれ１つ設けてもよいし、基板ＷＦの搬送方向に複数設けてもよい。また、各ノズル５３０の形式としては気体供給口が基板ＷＦの幅程度に伸びるスリット状とすることができる。
【0047】
＜アンロードユニット＞
アンロードユニット６００は、研磨および洗浄などの処理が行われた後の基板ＷＦを基板研磨装置１０００の外へ搬出するためのユニットである。図１に示される基板研磨装置１０００においては、アンロードユニット６００は、乾燥ユニット５００で乾燥された後の基板を受け入れる。図１に示されるように、アンロードユニット６００は、乾燥ユニット５００の下流に配置される。
アンロードユニット６００は、研磨および洗浄などの処理が行われた後の基板ＷＦを基板研磨装置１０００の外へ搬出するためのユニットである。図１に示される基板研磨装置１０００においては、アンロードユニット６００は、乾燥ユニット５００で乾燥された後の基板を受け入れる。図１に示されるように、アンロードユニット６００は、乾燥ユニット５００の下流に配置される。
【0048】
＜基板研磨方法＞
次に本実施形態における基板研磨装置１０００による基板研磨方法について説明する。図１１は、一実施形態による基板研磨方法を示すフローチャートである。この基板研磨方法は、記憶装置９００ａ等に記憶されたプログラムを読み込んで制御装置９００を主体として実行される。この基板研磨方法は、一例として、ロードユニット１００に基板ＷＦが投入されたときに実行される。
次に本実施形態における基板研磨装置１０００による基板研磨方法について説明する。図１１は、一実施形態による基板研磨方法を示すフローチャートである。この基板研磨方法は、記憶装置９００ａ等に記憶されたプログラムを読み込んで制御装置９００を主体として実行される。この基板研磨方法は、一例として、ロードユニット１００に基板ＷＦが投入されたときに実行される。
【0049】
＜取得ステップ＞
基板研磨方法において、制御装置９００は、まず研磨対象である基板ＷＦの厚みに関する情報を取得する（ステップＳ１２）。ここで、基板ＷＦの厚みに関する情報は、一例として、基板ＷＦの厚み自体であってもよいし、基板ＷＦの厚みを示す情報であってもよい。以下、基板ＷＦの厚みに関する情報を「厚み情報」と呼称する場合がある。基板ＷＦの厚み情報については、一例として、以下に説明する取得ステップの少なくとも１つを使用して取得することができる。
基板研磨方法において、制御装置９００は、まず研磨対象である基板ＷＦの厚みに関する情報を取得する（ステップＳ１２）。ここで、基板ＷＦの厚みに関する情報は、一例として、基板ＷＦの厚み自体であってもよいし、基板ＷＦの厚みを示す情報であってもよい。以下、基板ＷＦの厚みに関する情報を「厚み情報」と呼称する場合がある。基板ＷＦの厚み情報については、一例として、以下に説明する取得ステップの少なくとも１つを使用して取得することができる。
【0050】
＜取得ステップ１＞
制御装置９００は、ロードユニット１００（または搬送ユニット２００）に設けられたセンサ２６０から入力される検出信号に基づいて、基板ＷＦの厚み情報を取得することができる（図２、図３参照）。この取得ステップでは、搬送ローラ２０２上の基板ＷＦの厚みが取得される。センサ２６０による基板ＷＦの厚み情報の取得は、搬送ローラ２０２によって基板ＷＦを移動させながら行われてもよい。または、搬送ローラ２０２による搬送を停止させた状態で、センサ２６０による基板ＷＦの厚み情報が取得されるものとしてもよい。センサ２６０は、搬送ローラ２０２による搬送方向において、基板ＷＦの複数の箇所を検出してもよい。こうした場合には、制御装置９００は、基板ＷＦの複数の箇所の平均値を厚み情報として取得してもよい。
制御装置９００は、ロードユニット１００（または搬送ユニット２００）に設けられたセンサ２６０から入力される検出信号に基づいて、基板ＷＦの厚み情報を取得することができる（図２、図３参照）。この取得ステップでは、搬送ローラ２０２上の基板ＷＦの厚みが取得される。センサ２６０による基板ＷＦの厚み情報の取得は、搬送ローラ２０２によって基板ＷＦを移動させながら行われてもよい。または、搬送ローラ２０２による搬送を停止させた状態で、センサ２６０による基板ＷＦの厚み情報が取得されるものとしてもよい。センサ２６０は、搬送ローラ２０２による搬送方向において、基板ＷＦの複数の箇所を検出してもよい。こうした場合には、制御装置９００は、基板ＷＦの複数の箇所の平均値を厚み情報として取得してもよい。
【0051】
＜取得ステップ２＞
制御装置９００は、プッシャ２３０からトップリング３０２に基板ＷＦが受け渡されるときに基板ＷＦの厚み情報を取得してもよい。制御装置９００は、プッシャ２３０が基板ＷＦをトップリング３０２に受け渡すために移動させた距離、具体的な一例としては、第２ステージ２７０の第１ステージ２３２に対する移動量Ｄｈ（図８参照）に基づいて、基板ＷＦの厚み情報を取得することができる。具体的な一例として、制御装置９００は、搬送ユニット２００に設けられたセンサ２６２から入力される検出信号に基づいて、基板ＷＦの厚み情報を取得することができる（図４～図８参照）。
制御装置９００は、プッシャ２３０からトップリング３０２に基板ＷＦが受け渡されるときに基板ＷＦの厚み情報を取得してもよい。制御装置９００は、プッシャ２３０が基板ＷＦをトップリング３０２に受け渡すために移動させた距離、具体的な一例としては、第２ステージ２７０の第１ステージ２３２に対する移動量Ｄｈ（図８参照）に基づいて、基板ＷＦの厚み情報を取得することができる。具体的な一例として、制御装置９００は、搬送ユニット２００に設けられたセンサ２６２から入力される検出信号に基づいて、基板ＷＦの厚み情報を取得することができる（図４～図８参照）。
【0052】
＜取得ステップ３＞
制御装置９００は、研磨対象である基板ＷＦを保持したトップリング３０２と研磨テーブル３５０とを接触させることにより、基板ＷＦの厚み情報を取得してもよい。この取得ステップは、一例として、トップリング３０２によるパッドサーチと共に行われるものとしてもよい。ここで、パッドサーチは、研磨パッド３５２の表面の高さ（位置）を検知する工程である。トップリングによるパッドサーチは、トップリング３０２の下面を研磨パッド３５２の表面（研磨面）に接触させたときのトップリング３０２の高さ位置を検知することにより行われるパッドサーチ時には、サーボモータ３８を駆動して、エンコーダにより回転数を積算しながらトップリング３０２を下降させる。トップリング３０２の下面が研磨パッド３５２の表面に接触すると、サーボモータ３８に対する負荷が増し、サーボモータ３８に流れる電流が大きくなる。したがって、制御装置９００の電流検出器によりサーボモータ３８に流れる電流を検出し、電流が大きくなったときに、トップリング３０２の下面が研磨パッド３５２の表面に接触したと判断する。トップリング３０２の下面が研磨パッド３５２の表面に接触したと判断されると、制御装置９００は、サーボモータ３８のエンコーダの積算値から研磨パッド３５２の表面の高さを得る。こうしたパッドサーチにおいて、制御装置９００は、研磨パッド３５２の表面の高さと共に、基板ＷＦの厚み情報を取得してもよい。一例として、基板ＷＦの厚み情報は、トップリング３０２の下面が研磨パッド３５２の表面に接触したときの基板ＷＦと研磨パッド３５２との距離を検出することにより取得されてもよい。また、別の一例として、基板ＷＦ表面と研磨パッド３５２とを接触させることにより、基板ＷＦの厚み情報が取得されてもよい。このときには、弾性膜（メンブレン）４の隔壁４ａの膨らみ量（供給流体量）が考慮されてもよい。さらに、制御装置９００は、基板ＷＦを保持していない状態の参照（基準）高さと、基板ＷＦを保持した状態の検知高さとの差に基づいて、基板ＷＦの厚み情報を取得してもよい。つまり一例として、制御装置９００は、基板ＷＦを保持していない状態でトップリング３０２と研磨テーブル３５０とを接触させ、そのときのトップリング３０２の高さ位置を参照高さとして取得する。次に、制御装置９００は、基板ＷＦを保持した状態でトップリング３０２と研磨テーブル３５０とを接触させ、そのときのトップリング３０２の高さ位置を検知高さとして取得する。そして、制御装置９００は、取得した参照高さと検知高さの差を基板ＷＦの厚み情報として取得することができる。また、取得ステップ３における基板ＷＦの厚み情報の取得は、トップリング３０２に設けられたセンサによる検知に基づいて行われてもよい。一例として、トップリング３０２は、基板ＷＦと研磨パッド３５２との距離を検出するためのセンサ、または、基板ＷＦと研磨パッド３５２とが接触したときの弾性膜４の膨らみ量を検出するためのセンサとして、リテーナ部材３に設けられたセンサ２６４を備えてもよい（図１０参照）。センサ２６４は、任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式などの測距センサとすることができる。また、センサ２６４は、研磨テーブル３５０に設けられてもよい。一例として、センサ２６４は研磨テーブル３５０下部に設けられ、研磨テーブル３５０と研磨パッド３５２とには、センサ２６４のセンシング光が通過可能な開口が形成されてもよい。この場合には、研磨テーブル３５０と研磨パッド３５２との開口に、センシング光が通過可能な窓部材が配置されてもよい。窓部材は、光透過性を有する素材、具体的には透明な素材（例えば透明プラスチックや透明ガラス等）からなる光透過部材によって構成されて得る。窓部材を配置することにより、センサ２６４に純水または研磨液などがかかることを防止できる。なお、基板ＷＦの厚み情報を取得するために、トップリング３０２または基板ＷＦと研磨パッド３５２とを接触させるときには、トップリング３０２と研磨パッド３５２とが回転していない状態でトップリング３０２と研磨パッド３５２とが接触されることが好ましい。
制御装置９００は、研磨対象である基板ＷＦを保持したトップリング３０２と研磨テーブル３５０とを接触させることにより、基板ＷＦの厚み情報を取得してもよい。この取得ステップは、一例として、トップリング３０２によるパッドサーチと共に行われるものとしてもよい。ここで、パッドサーチは、研磨パッド３５２の表面の高さ（位置）を検知する工程である。トップリングによるパッドサーチは、トップリング３０２の下面を研磨パッド３５２の表面（研磨面）に接触させたときのトップリング３０２の高さ位置を検知することにより行われるパッドサーチ時には、サーボモータ３８を駆動して、エンコーダにより回転数を積算しながらトップリング３０２を下降させる。トップリング３０２の下面が研磨パッド３５２の表面に接触すると、サーボモータ３８に対する負荷が増し、サーボモータ３８に流れる電流が大きくなる。したがって、制御装置９００の電流検出器によりサーボモータ３８に流れる電流を検出し、電流が大きくなったときに、トップリング３０２の下面が研磨パッド３５２の表面に接触したと判断する。トップリング３０２の下面が研磨パッド３５２の表面に接触したと判断されると、制御装置９００は、サーボモータ３８のエンコーダの積算値から研磨パッド３５２の表面の高さを得る。こうしたパッドサーチにおいて、制御装置９００は、研磨パッド３５２の表面の高さと共に、基板ＷＦの厚み情報を取得してもよい。一例として、基板ＷＦの厚み情報は、トップリング３０２の下面が研磨パッド３５２の表面に接触したときの基板ＷＦと研磨パッド３５２との距離を検出することにより取得されてもよい。また、別の一例として、基板ＷＦ表面と研磨パッド３５２とを接触させることにより、基板ＷＦの厚み情報が取得されてもよい。このときには、弾性膜（メンブレン）４の隔壁４ａの膨らみ量（供給流体量）が考慮されてもよい。さらに、制御装置９００は、基板ＷＦを保持していない状態の参照（基準）高さと、基板ＷＦを保持した状態の検知高さとの差に基づいて、基板ＷＦの厚み情報を取得してもよい。つまり一例として、制御装置９００は、基板ＷＦを保持していない状態でトップリング３０２と研磨テーブル３５０とを接触させ、そのときのトップリング３０２の高さ位置を参照高さとして取得する。次に、制御装置９００は、基板ＷＦを保持した状態でトップリング３０２と研磨テーブル３５０とを接触させ、そのときのトップリング３０２の高さ位置を検知高さとして取得する。そして、制御装置９００は、取得した参照高さと検知高さの差を基板ＷＦの厚み情報として取得することができる。また、取得ステップ３における基板ＷＦの厚み情報の取得は、トップリング３０２に設けられたセンサによる検知に基づいて行われてもよい。一例として、トップリング３０２は、基板ＷＦと研磨パッド３５２との距離を検出するためのセンサ、または、基板ＷＦと研磨パッド３５２とが接触したときの弾性膜４の膨らみ量を検出するためのセンサとして、リテーナ部材３に設けられたセンサ２６４を備えてもよい（図１０参照）。センサ２６４は、任意の形式のセンサとすることができ、たとえば光学式などの測距センサとすることができる。また、センサ２６４は、研磨テーブル３５０に設けられてもよい。一例として、センサ２６４は研磨テーブル３５０下部に設けられ、研磨テーブル３５０と研磨パッド３５２とには、センサ２６４のセンシング光が通過可能な開口が形成されてもよい。この場合には、研磨テーブル３５０と研磨パッド３５２との開口に、センシング光が通過可能な窓部材が配置されてもよい。窓部材は、光透過性を有する素材、具体的には透明な素材（例えば透明プラスチックや透明ガラス等）からなる光透過部材によって構成されて得る。窓部材を配置することにより、センサ２６４に純水または研磨液などがかかることを防止できる。なお、基板ＷＦの厚み情報を取得するために、トップリング３０２または基板ＷＦと研磨パッド３５２とを接触させるときには、トップリング３０２と研磨パッド３５２とが回転していない状態でトップリング３０２と研磨パッド３５２とが接触されることが好ましい。
【0053】
＜取得ステップ４＞
ユーザーが基板ＷＦの厚み情報を予め認識しているような場合には、外部入力によって制御装置９００の記憶装置９００ａに厚み情報が格納されてもよい。こうした場合には、制御装置９００は、記憶装置９００ａに格納された基板ＷＦの厚み情報を読み取ることにより、基板ＷＦの厚み情報を取得することができる。また、一例として、複数の同様の基板ＷＦが続けて基板研磨装置１０００に投入されるような場合には、１枚または数枚の基板ＷＦの厚み情報が取得され、その後の基板ＷＦについては、先に取得された厚み情報が利用されてもよい。
ユーザーが基板ＷＦの厚み情報を予め認識しているような場合には、外部入力によって制御装置９００の記憶装置９００ａに厚み情報が格納されてもよい。こうした場合には、制御装置９００は、記憶装置９００ａに格納された基板ＷＦの厚み情報を読み取ることにより、基板ＷＦの厚み情報を取得することができる。また、一例として、複数の同様の基板ＷＦが続けて基板研磨装置１０００に投入されるような場合には、１枚または数枚の基板ＷＦの厚み情報が取得され、その後の基板ＷＦについては、先に取得された厚み情報が利用されてもよい。
【0054】
＜位置調整ステップ＞
制御装置９００は、基板ＷＦの厚み情報を取得すると、取得した厚み情報に基づいて研磨テーブル３５０に対するトップリング３０２の高さ位置を算出する（Ｓ１４）。具体的な一例として、制御装置９００は、研磨パッド３５２の表面の高さから研磨前のトップリング３０２の最適な位置を算出するとよい。トップリング３０２の最適な位置は、基板ＷＦの厚み情報に基づいて、トップリング本体２と弾性膜（メンブレン）４との間の隙間として定義されるメンブレンハイトが、予め定められた所望の範囲内となるように定められるとよい。基板ＷＦの厚みを考慮することなく、トップリング３０２の研磨パッド３５２に対する位置を調整した場合、基板ＷＦの厚みが大きいときには基板ＷＦと研磨パッド３５２との距離（メンブレンハイトＭＨ）が小さくなり、基板ＷＦの厚みが小さいときには基板ＷＦと研磨パッド３５２との距離が大きくなる。このため、本実施形態では、制御装置９００は、基板ＷＦの厚み情報に基づいてトップリング３０２の高さ位置を算出する。具体的には、基板ＷＦの厚みが大きいほどトップリング本体２と研磨パッド３５２との距離が大きく、基板ＷＦの厚みが小さいほどトップリング本体２と研磨パッド３５２との距離が小さくなるように、トップリング３０２の高さ位置を算出するものとするとよい。図１２は、一実施形態による、基板の厚みが比較的小さい場合のトップリングと研磨パッドとを示す断面図であり、図１３は、一実施形態による、基板の厚みが比較的大きい場合のトップリングと研磨パッドとを示す断面図である。図１２および図１３に示すように、制御装置９００は、基板ＷＦの厚み情報を考慮して、メンブレンハイトＭＨが略一定の範囲に収まるように、トップリング３０２の高さ位置を算出するとよい。
制御装置９００は、基板ＷＦの厚み情報を取得すると、取得した厚み情報に基づいて研磨テーブル３５０に対するトップリング３０２の高さ位置を算出する（Ｓ１４）。具体的な一例として、制御装置９００は、研磨パッド３５２の表面の高さから研磨前のトップリング３０２の最適な位置を算出するとよい。トップリング３０２の最適な位置は、基板ＷＦの厚み情報に基づいて、トップリング本体２と弾性膜（メンブレン）４との間の隙間として定義されるメンブレンハイトが、予め定められた所望の範囲内となるように定められるとよい。基板ＷＦの厚みを考慮することなく、トップリング３０２の研磨パッド３５２に対する位置を調整した場合、基板ＷＦの厚みが大きいときには基板ＷＦと研磨パッド３５２との距離（メンブレンハイトＭＨ）が小さくなり、基板ＷＦの厚みが小さいときには基板ＷＦと研磨パッド３５２との距離が大きくなる。このため、本実施形態では、制御装置９００は、基板ＷＦの厚み情報に基づいてトップリング３０２の高さ位置を算出する。具体的には、基板ＷＦの厚みが大きいほどトップリング本体２と研磨パッド３５２との距離が大きく、基板ＷＦの厚みが小さいほどトップリング本体２と研磨パッド３５２との距離が小さくなるように、トップリング３０２の高さ位置を算出するものとするとよい。図１２は、一実施形態による、基板の厚みが比較的小さい場合のトップリングと研磨パッドとを示す断面図であり、図１３は、一実施形態による、基板の厚みが比較的大きい場合のトップリングと研磨パッドとを示す断面図である。図１２および図１３に示すように、制御装置９００は、基板ＷＦの厚み情報を考慮して、メンブレンハイトＭＨが略一定の範囲に収まるように、トップリング３０２の高さ位置を算出するとよい。
【0055】
再び図１１を参照し、続いて、制御装置９００は、算出したトップリングの高さ位置となるように、研磨テーブル３５０に対するトップリング３０２の高さ位置
を調整する（ステップＳ１６）。そして、制御装置９００は、トップリング３０２と研磨テーブル３５０との回転を伴って、研磨テーブル３５０およびトップリング３０２を回転させながら、基板ＷＦを研磨パッド３５２に押し当てて基板ＷＦを研磨する（ステップＳ１８）。
を調整する（ステップＳ１６）。そして、制御装置９００は、トップリング３０２と研磨テーブル３５０との回転を伴って、研磨テーブル３５０およびトップリング３０２を回転させながら、基板ＷＦを研磨パッド３５２に押し当てて基板ＷＦを研磨する（ステップＳ１８）。
【0056】
なお、制御装置９００は、基板ＷＦを研磨ユニット３００Ａ，３００Ｂの一方のみで研磨するものとしてもよいし、同一の基板ＷＦを研磨ユニット３００Ａと研磨ユニット３００Ｂとで２段研磨してもよい。基板ＷＦを２段研磨する場合には、研磨ユニット３００Ｂでの基板ＷＦの研磨処理において、研磨ユニット３００Ａでの基板ＷＦの研磨前に取得された基板ＷＦの厚み情報と、研磨ユニット３００Ａでの基板ＷＦの研磨量とに基づいて、あるいは研磨ユニット３００Ｂでの基板ＷＦの研磨前に搬送ユニット２００Ｂ内で取得された基板ＷＦの厚み情報に基づいて、研磨ユニット３００Ｂの研磨テーブル３５０に対するトップリング３０２の高さ位置が調整されるものとしてもよい。こうすれば、２段階目の研磨である研磨ユニット３００Ｂでの研磨においても、トップリング３０２の位置を適切な位置に調整して処理を行うことができる。なお、研磨ユニット３００Ａでの研磨量は、一例として、シミュレーションなどによって予め定められた数値を用いてもよいし、研磨ユニット３００Ａでの研磨に要した時間、弾性膜４への圧力流体の量などに基づいて算出されるものとしてもよい。
【0057】
研磨ユニット３００での基板ＷＦの研磨が終了すると、アーム３６０を揺動させて、基板ＷＦを保持するトップリング３０２を搬送ユニット２００の基板受け渡し位置まで移動させる。その後、トップリング３０２の真空吸着を開放し、基板ＷＦを第２ステージ２７０の支持柱２７２に支持させる。その後、プッシャ２３０を下降させて、基板ＷＦを搬送ローラ２０２上に受け渡す（図６参照）。
【0058】
なお、研磨ユニット３００で基板ＷＦの研磨が終了すると、研磨ユニット３００では、ドレッシングユニット３５６およびアトマイザ３５８などを用いて研磨パッド３５２のドレッシング、洗浄などが行われる。このときには、上記したようにドレッサ５０を利用して研磨パッド３５２の摩耗量が測定されるとよい。また、制御装置９００は、連続する新たな基板研磨処理について、トップリング３０２の高さ位置を調整する際には（図１１：Ｓ１４，Ｓ１６）、研磨パッド３５２の摩耗量分を補正するようにしてもよい。一例として、制御装置９００は、連続する新たな基板ＷＦの研磨処理について、トップリング３０２の高さ位置を、前に測定された研磨パッド３５２の摩耗量に相当する距離だけ低くなるように算出するものとしてもよい。なお、研磨ユニット３００では、１枚の基板ＷＦの研磨処理が行われる毎に研磨パッド３５２のドレッシング、洗浄が行われるものとしてもよいし、複数枚の基板ＷＦの研磨処理が行われる毎に研磨パッド３５２のドレッシング、洗浄が行われるものとしてもよい。また、制御装置９００は、ドレッサ５０を利用して測定される研磨パッド３５２の摩耗量に基づいて、または研磨レシピによって予め定められた研磨パッド３５２の摩耗量に基づいて、１枚の基板ＷＦを研磨処理したときの研磨パッド３５２の摩耗量を推定してもよいし、現在の研磨パッド３５２の摩耗量を推定してもよい。また、制御装置９００は、一例として、過去のデータを蓄積して平均化することで、１枚の基板ＷＦを研磨処理したときの研磨パッド３５２の摩耗量を推定してもよい。そして、制御装置９００は、トップリング３０２の高さ位置を調整する際には（図１１：Ｓ１４，Ｓ１６）、推定された研磨パッド３５２の摩耗量に基づいて高さ位置を補正するものとしてもよい。
【0059】
研磨ユニット３００から搬送ユニット２００に基板ＷＦが受け渡されると、搬送ローラ２０２を再び始動して基板ＷＦを搬送する。基板ＷＦの洗浄をするときは、搬送ローラ２０２の回転速度を洗浄用の速度に変更してもよい。搬送ローラ２０２で基板ＷＦを搬送しながら、上洗浄ノズル２８４ａおよび下洗浄ノズル２８４ｂから洗浄液を基板ＷＦに向けて噴射して基板ＷＦを洗浄する。
【0060】
そして、基板ＷＦは、搬送ユニット２００から乾燥ユニット５００に搬送されて乾燥され、その後、アンロードユニット６００に搬送する。アンロードユニット６００に搬送された基板ＷＦは、搬送ローラ２０２により出口まで搬送され、基板研磨装置１０００の外へ搬送される。
【0061】
以上説明した基板処理方法においては、基板ＷＦの厚み情報が取得され、取得した基板ＷＦの厚み情報に基づいて研磨テーブル３５０に対するトップリング３０２の位置が調整されて、基板ＷＦの研磨が行われる。これにより、様々な寸法の基板ＷＦに対応して適切な研磨処理を行うことができる。
【0062】
上記した基板処理方法は、基板ＷＦがアンロードユニット６００から排出されることなく、つまり搬送ユニット２００を含む処理ラインから排出されることなく、行われることが好ましい。こうすれば、基板研磨処理に要する時間の短縮を図ることができる。
【0063】
本発明は、以下の形態としても記載することができる。
［形態１］形態１によれば、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、を備えた研磨装置による基板研磨方法が提案される。前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成される。前記基板研磨方法は、前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、を含む。
形態１によれば、基板の厚みに基づいて研磨テーブルに対するトップリングの高さ位置調整することにより、様々な寸法の基板に対応して研磨を行うことができる。
［形態１］形態１によれば、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、を備えた研磨装置による基板研磨方法が提案される。前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成される。前記基板研磨方法は、前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、を含む。
形態１によれば、基板の厚みに基づいて研磨テーブルに対するトップリングの高さ位置調整することにより、様々な寸法の基板に対応して研磨を行うことができる。
【0064】
［形態２］形態２によれば、形態１において、前記取得ステップは、前記基板を保持した前記トップリングと前記研磨テーブルとを接触させることによって行われる。
【0065】
［形態３］形態３によれば、形態２において、前記研磨装置は、前記研磨テーブルを回転させるための研磨テーブル回転機構を備え、前記取得ステップは、前記研磨テーブルが回転していない状態で行われる。
【0066】
［形態４］形態４によれば、形態１において、前記研磨装置は、前記基板を前記トップリングとの間で受け渡しするプッシャを備え、前記取得ステップは、前記プッシャから前記トップリングに前記基板が受け渡されるときに行われる。
【0067】
［形態５］形態５によれば、形態４において、前記取得ステップは、前記プッシャが前記基板を前記トップリングに受け渡すために移動させた距離に基づいて前記基板の厚みに関する情報を取得する。
【0068】
［形態６］形態６によれば、形態１において、前記研磨装置は、前記基板を搬送するための搬送ユニットを備え、前記取得ステップは、前記搬送ユニットに設けられたセンサによって前記基板の厚みに関する情報を取得する。
【0069】
［形態７］形態７によれば、形態１から６において、前記研磨装置は、前記基板を搬送するための搬送ユニットを有する処理ラインを備え、前記取得ステップ、前記位置調整ステップ、および前記研磨ステップは、前記処理ラインから前記基板を搬出することなく行われる。
【0070】
［形態８］形態８によれば、形態１において、前記取得ステップは、前記研磨装置への外部入力により行われる。
【0071】
［形態９］形態９によれば、形態１から６において、前記研磨ステップの後に、前記取得ステップで取得した前記基板の厚みに関する情報と前記研磨ステップによる前記基板の研磨量とに基づいて、第２の研磨テーブルに対する第２のトップリングの高さ位置を調整する第２の位置調整ステップと、前記基板を前記第２の研磨テーブルの研磨面に押圧することにより前記基板を研磨する第２の研磨ステップと、を含む。
【0072】
［形態１０］形態１０によれば、基板の処理面に研磨処理を行う制御処理を、研磨装置の処理装置に行わせるためのプログラムが提案される。前記研磨装置は、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、を備え、前記トップリングは、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと当該メンブレンを保持するトップリング本体とを有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成される。そして、前記制御処理は、前記センサにより前記基板の厚みに関する情報を取得する取得ステップと、取得した前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整する位置調整ステップと、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより、前記基板を研磨する研磨ステップと、を含む。
形態１０によれば、基板の厚みに基づいて研磨テーブルに対するトップリングの高さ位置調整することにより、様々な寸法の基板に対応して研磨を行うことができる。
形態１０によれば、基板の厚みに基づいて研磨テーブルに対するトップリングの高さ位置調整することにより、様々な寸法の基板に対応して研磨を行うことができる。
【0073】
［形態１１］形態１１によれば、基板研磨装置が提案され、かかる基板研磨装置は、研磨面を有した研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押圧するためのトップリングであって、圧力流体が供給される圧力室を形成する弾性膜であるメンブレンと、当該メンブレンを保持するトップリング本体と、を有し、前記圧力室に圧力流体を供給することで前記基板を前記研磨面に押圧するように構成されたトップリングと、前記トップリングを上下動させる上下動機構と、基板の厚みに関する情報を取得するためのセンサと、前記センサにより取得された前記基板の厚みに関する情報に基づいて前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置を調整し、前記圧力室に圧力流体を供給して前記基板を前記研磨面に押圧することにより前記基板を研磨するように構成された制御装置と、を備える。
形態１１によれば、基板の厚みに基づいて研磨テーブルに対するトップリングの高さ位置調整することにより、様々な寸法の基板に対応して研磨を行うことができる。
形態１１によれば、基板の厚みに基づいて研磨テーブルに対するトップリングの高さ位置調整することにより、様々な寸法の基板に対応して研磨を行うことができる。
【0074】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【0075】
３…リテーナ部材
１００…ロードユニット
２００…搬送ユニット
２３０…プッシャ
２３１…第１昇降機構
２３２…第１ステージ
２３３…第２昇降機構
２６０…センサ
２６２…センサ
２６４…センサ
２７０…第２ステージ
２７２…支持柱
３００…研磨ユニット
３０２…トップリング
３５０…研磨テーブル
３５２…研磨パッド
５００…乾燥ユニット
６００…アンロードユニット
９００…制御装置
９００ａ…記憶装置
１０００…基板研磨装置
ＷＦ…基板
１００…ロードユニット
２００…搬送ユニット
２３０…プッシャ
２３１…第１昇降機構
２３２…第１ステージ
２３３…第２昇降機構
２６０…センサ
２６２…センサ
２６４…センサ
２７０…第２ステージ
２７２…支持柱
３００…研磨ユニット
３０２…トップリング
３５０…研磨テーブル
３５２…研磨パッド
５００…乾燥ユニット
６００…アンロードユニット
９００…制御装置
９００ａ…記憶装置
１０００…基板研磨装置
ＷＦ…基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】