CN108527010A - 研磨方法、研磨装置、基板处理系统以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供研磨方法、研磨装置、基板处理系统以及记录介质，该研磨方法能够以低运转成本对晶片等基板进行研磨。研磨方法包含如下的工序：一边利用真空吸附台(11)对基板(W)的背侧面进行保持一边使基板(W)旋转，使保持有多个研磨器具(61)的研磨头(50)旋转，将旋转的多个研磨器具(61)向基板(W)的表侧面按压。基板(W)的表侧面是形成布线图案的面。

Description

研磨方法、研磨装置、基板处理系统以及记录介质
技术领域
本发明涉及对晶片等基板进行研磨的方法和装置，尤其涉及对形成布线图案的基板的表侧面进行研磨的方法和装置。
背景技术
在NIL(纳米压印光刻技术)中，从样板将电路图案直接转印于晶片。若在晶片表面上存在微粒等微小突起物，则有时在电路图案的转印时样板破损。因此，为了延长昂贵的样板的寿命，要求从转印前的晶片中去除微小突起物。在晶片表面上存在的微小突起物不仅仅包含附着于晶片表面的微粒，而且包含埋入于膜中的异物。特别是这样的异物在海绵擦洗这样的清洁机构中不容易去除。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2014-150178号公报
专利文献2：日本特开2015-012200号公报
专利文献3：日本特开2016-058724号公报
专利文献4：日本特开2002-343754号公报
因此，为了从晶片表面去除微小突起物，考虑使用化学机械研磨(CMP)装置。CMP装置构成为通过一边对研磨台上的研磨垫供给浆料一边使晶片与研磨垫滑动接触而对晶片的表面进行研磨。
然而，CMP装置是具有研磨台的较大的装置，需要较大的设置空间，该研磨台具有晶片的1倍以上的直径。除此之外，CMP装置需要浆料和研磨垫等消耗品，消耗品的成本较高。此外，为了防止晶片表面的污染，需要充分地清洗研磨后的晶片表面而从晶片去除浆料。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供能够以低运转成本对晶片等基板进行研磨的研磨方法和研磨装置。并且，本发明的目的在于，提供具有这样的研磨装置的基板处理系统。
为了达成上述的目的，本发明的一个方式提供研磨方法，该研磨方法包含如下的工序：一边利用真空吸附台对基板的背侧面进行保持，一边使所述基板旋转；使保持有多个研磨器具的研磨头旋转；以及将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压，所述基板的表侧面是形成布线图案的面。
本发明的优选的方式的特征在于，将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压的工序是如下的工序：一边使所述研磨头与所述基板的表侧面平行地摆动，一边将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
本发明的优选的方式的特征在于，使所述研磨头与所述基板的表侧面平行地摆动的动作是如下的动作：使所述研磨头在所述基板的表侧面的中心部与外周部之间与所述基板的表侧面平行地摆动。
本发明的优选的方式的特征在于，将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压的工序是如下的工序：一边向所述基板的表侧面供给不包含磨粒的液体，一边将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
本发明的优选的方式的特征在于，所述液体与所述基板的表侧面大致平行地喷射。
本发明的优选的方式的特征在于，将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压的工序是如下的工序：一边使所述研磨器具在该研磨器具的长度方向上传送，一边将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
本发明的优选的方式的特征在于，将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压的工序是如下的工序：不使所述研磨器具在该研磨器具的长度方向上传送，而将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
本发明的优选的方式的特征在于，所述研磨器具是具有研磨面的研磨带，该研磨面由包含磨粒的研磨层构成。
本发明的一个方式提供研磨方法，其特征在于，准备基板，该基板具有形成布线图案的表侧面和没有形成布线图案的背侧面，一边利用真空吸附台对基板的背侧面进行保持，一边使所述基板旋转，使保持有多个研磨器具的研磨头旋转，一边使所述研磨头与所述基板的表侧面平行地摆动，一边将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压而对基板的表侧面进行研磨。
本发明的一个方式提供研磨装置，其特征在于，该研磨装置具有：真空吸附台，该真空吸附台具有对基板的背侧面进行保持的保持面；吸附台马达，该吸附台马达使所述真空吸附台旋转；研磨头；多个研磨器具，该多个研磨器具安装于所述研磨头；头部马达，该头部马达使所述研磨头和所述多个研磨器具旋转；以及致动器，该致动器能够对所述研磨头施加朝下的荷重，使所述研磨头能够将所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
本发明的优选的方式的特征在于，该研磨装置还具有摆动机构，该摆动机构使所述研磨头在与所述真空吸附台的保持面平行的方向上摆动。
本发明的优选的方式的特征在于，该研磨装置还具有状态检测传感器，该状态检测传感器对所述基板的表侧面的状态进行检测。
本发明的优选的方式的特征在于，该研磨装置还具有液体供给喷嘴，该液体供给喷嘴与所述保持面大致平行地配置。
本发明的一个方式提供基板处理系统，该基板处理系统连续地对多个基板进行处理，该基板处理系统的特征在于，包含：上述研磨装置；微粒计数器，该微粒计数器对所述研磨装置所研磨的基板的表侧面上存在的微小突起物的数量进行计数；以及动作控制部，该动作控制部接收所述微小突起物的数量，变更使用所述研磨装置的用于后续的基板的研磨方案。
本发明的一个方式提供记录介质，是非临时性的能够由计算机读取的记录介质，该记录介质的特征在于，记录有用于使计算机执行如下的步骤的程序：对基板旋转机构施加指令，对基板的背侧面进行保持，使该基板旋转的步骤；对与研磨头连结的头部马达施加指令，使安装于所述研磨头的多个研磨器具旋转的步骤；以及对与所述研磨头连结的致动器施加指令，对所述研磨头施加朝下的荷重，以使所述研磨器具向形成布线图案的所述基板的表侧面按压的步骤。
发明效果
根据本发明，使用固定有磨粒的多个研磨器具，从而不需要浆料，因此能够低污染地对基板的表侧面进行研磨。此外，由于在基板的背侧面没有形成布线图案，因此能够使用真空吸附台对基板的背侧面进行保持。不需要通过流体的静压来支承基板的机构，能够实现研磨装置的低成本。真空吸附台的保持面能够采用与基板大致相同的大小，因此能够使研磨装置整体变得紧凑。
附图说明
图1是示意性地表示研磨装置的一个实施方式的俯视图。
图2是表示在基板的表侧面的外周部与中央部之间摆动的研磨头的图。
图3是表示移动到位于真空吸附台的外侧的退避位置的研磨头的图。
图4是表示升降销位于上升位置、研磨头位于上述退避位置的状态的图。
图5是表示真空吸附台和升降销的俯视图。
图6是表示研磨头和摆动臂的详细的结构的图。
图7是从下方观察研磨头的图。
图8是表示带盒的剖视图。
图9是表示上述的研磨装置的动作的一个实施方式的流程图。
图10是表示带盒的另一例的立体图。
图11是图10所示的带盒的侧视图。
图12是图10所示的带盒的主视图。
图13是图10所示的带盒的俯视图。
图14是图12所示的D-D线剖视图。
图15是图12所示的E-E线剖视图。
图16是图12所示的F-F线剖视图。
图17是图12所示的G-G线剖视图。
图18是具有研磨垫的研磨头的仰视图。
图19是表示具有上述的研磨装置的基板处理系统的俯视图。
图20是表示动作控制部的结构的一例的示意图。
符号说明
1 研磨装置
6 间隔壁
8 换气机构
10 基板旋转机构
11 真空吸附台
11a 保持面
12 吸附台马达
15 旋转接头
17 真空管线
20 吸引孔
21 内部腔室
27 液体供给喷嘴
30 升降机构
31 升降销
32 桥
33 升降机
36 凹陷部
50 研磨头
51 研磨头轴
53 摆动臂
54 摆动轴
55 轴旋转机构
56 研磨头升降机构
57 气缸
58 研磨头旋转机构
59 状态检测传感器
60 带盒
61 研磨带
62 支承部件
63 施力机构
64 带放出转轮
65 带卷绕转轮
69 伞齿轮
70 伞齿轮
71 结束标志检测传感器
72 卡盘部
75A、75B 转轮轴
76A、76B 轴承
77 转轮壳
78 滚珠花键螺母
79 滚珠花键轴
80A、80B 制动轮
81 制动垫
82 弹簧
83 销
84A 放出齿轮
84B 卷绕齿轮
85A、85B 单向离合器
86A、86B 齿条
87 设置台
88 转矩限制器
90 研磨垫
120 装卸部
121 前部负载部
123 第一输送机器人
124 微粒计数器
126 第二输送机器人
131 第一基板台
132 第二基板台
133 动作控制部
134 清洗单元
135 干燥单元
137 第三输送机器人
138 第四输送机器人
W 基板
CL 轴心
p1 滑轮
p2 滑轮
b1 传送带
M1 头部马达
M2 传送马达
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是示意性地表示研磨装置的一个实施方式的俯视图。如图1所示，研磨装置1具有：基板旋转机构10，该基板旋转机构10保持晶片等基板W的背侧面，使基板W以基板W的轴心为中心旋转；研磨头50，该研磨头50保持多个研磨带61，该研磨带61用于对保持于该基板旋转机构10的基板W的表侧面进行研磨；液体供给喷嘴27，该液体供给喷嘴27向基板W的表侧面供给液体；以及升降机构30，该升降机构30抬起基板W。研磨头50配置于基板旋转机构10所保持的基板W的上侧。从液体供给喷嘴27供给的液体是不包含磨粒的液体，例如是纯水或者碱性水。研磨带61是用于对基板W的表侧面进行研磨的研磨器具的一例。
研磨装置1具有间隔壁6和换气机构8。间隔壁6的内部空间构成处理室7。基板旋转机构10、研磨头50、液体供给喷嘴27、升降机构30配置于处理室7内。在间隔壁6设置有未图示的门，能够使基板W通过该门而搬入到处理室7内，并且从处理室7搬出。在间隔壁6的上部形成有洁净空气取入口6a，在间隔壁6的下部形成有排气管道9。换气机构8设置于间隔壁6的上表面。该换气机构8具有：风扇8A；以及过滤器8B，该过滤器8B去除从该风扇8A送出的空气中的微粒、粉尘。换气机构8使清洁的空气通过洁净空气取入口6a而送入到处理室7，使处理室7内的气体从排气管道9排出。在处理室7内形成清洁的空气的下冲气流。以下说明的基板的研磨在该处理室7内实施，防止在研磨中产生的屑、微粒、雾等扩散到装置外。因此，能够更有效地防止这样的粒子会无意地附着于结束了一系列的研磨处理后的基板W上。
基板W的表侧面是形成布线图案的面，更具体地说，是在研磨装置1对基板W进行研磨后通过纳米压印等而形成布线图案的面。作为形成布线图案的面的例子，列举出涂布保护膜之前的面。基板W的背侧面是没有形成布线图案的面。作为没有形成布线图案的面的例子，列举出硅面。
基板旋转机构10具有：真空吸附台11，该真空吸附台11通过真空吸引而保持基板W的背侧面；吸附台马达12，该吸附台马达12使真空吸附台11旋转；旋转接头15，该旋转接头15与真空吸附台11连接；以及真空管线17，该真空管线17与旋转接头15连接。在本实施方式中，吸附台马达12是中空马达，真空吸附台11的轴部11b在吸附台马达12内延伸而与旋转接头15连接。在一个实施方式中，吸附台马达12也可以配置于真空吸附台11的轴部11b的侧方，通过传送带等动力传递机构而与真空吸附台11的轴部11b连结。
真空吸附台11具有：保持面11a，该保持面11a保持基板W的背侧面；多个吸引孔20，该多个吸引孔20在保持面11a内开口；以及内部腔室21，该内部腔室21与这些吸引孔20连通。内部腔室21与上述旋转接头15连通。真空管线17通过旋转接头15和内部腔室21而与吸引孔20连通。当真空管线17在吸引孔20内形成真空(负压)时，基板W的背侧面吸附于保持面11a。保持面11a具有与基板W实质上相同的大小。在本实施方式中，基板W和保持面11a是圆形，保持面11a具有与基板W实质上相同的直径。由此，基板W的整个背侧面由保持面11a支承。
基板W被真空吸附台11水平保持，通过吸附台马达12而使基板W以真空吸附台11的轴心(与基板W的轴心一致)为中心旋转。液体供给喷嘴27配置于真空吸附台11的上方。该液体供给喷嘴27构成为与未图示的液体供给源连接，向基板W的表侧面供给液体(例如纯水、或者碱性水)。液体供给喷嘴27配置为与真空吸附台11的保持面11a大致平行，且朝向研磨头50所保持的研磨带61。液体供给喷嘴27也可以倾斜成视为与保持面11a大致平行的程度。例如，液体供给喷嘴27相对于真空吸附台11的保持面11a的角度在1～15度的范围内。朝向研磨带61与基板W的表侧面的接触点，与基板W的表侧面大致平行地喷射液体。
通过采用上述的结构，在基板W上更有效地形成朝向基板W的外周缘的液体的流动，通过液体来冲洗从基板W游离的粒子，因此能够在基板W上不残存微小的异物。即使在纳米压印工序的转印工序中使用该基板，也能够防止对样板侧造成不良影响。
“大致平行”包含1度以上～小于15度的倾斜的情况。当液体的喷流方向与基板W的表侧面完全平行时液体有可能没有准确地到达基板W。另一方面，当液体的喷流方向与基板W的表侧面的角度过大时，无法期待在基板W上形成朝向基板W的外周缘的液体的流动。并且，也可以在1度以上～小于15度的倾斜角度的范围内，使液体供给喷嘴27相对于基板W上下摆动，而提高清洗效果。
在一个实施方式中，从液体供给喷嘴27喷射的液体的流速处于1m/秒～10m/秒的范围内。当液体的流速比10m/秒高时，有可能使基板W受损、或者使基板W破损，还有可能液体反弹而研磨屑再附着于基板W。另一方面，当液体的流速比1m/秒低时，有可能无法从基板W充分地去除研磨屑。根据本实施方式，由于液体的喷流以适当的流速且适当的角度到达基板W，因此能够利用液体洗去研磨屑，能够防止残留的研磨屑给基板W带来损伤。
当使从液体供给喷嘴27喷射的液体到达的区域为研磨头50的上游侧的旋转的基板W上的区域时，能够进一步期待清洗效果。并且，为了进一步提高清洗效果，也可以使液体供给喷嘴27相对于基板W左右摆动。
研磨头50配置于真空吸附台11的保持面11a的上方。在本实施方式中，真空吸附台11的保持面11a是圆形，研磨头50的横向宽度比真空吸附台11的保持面11a和基板W的直径小。在一个实施方式中，研磨头50的横向宽度是真空吸附台11的保持面11a的直径的一半。
研磨头50与研磨头轴51连结。该研磨头轴51与摆动臂53的一端连结，摆动臂53的另一端固定于摆动轴54。摆动轴54与轴旋转机构55连结。轴旋转机构55能够由马达、滑轮、传送带等构成。当通过该轴旋转机构55使摆动轴54顺时针和逆时针地旋转规定的角度时，如图2所示，研磨头50在基板W的表侧面的外周部与中央部之间摆动。此外，如图3所示，当轴旋转机构55使摆动轴54旋转时，研磨头50移动到位于真空吸附台11的外侧的退避位置。在本实施方式中，轴旋转机构55和摆动轴54构成使研磨头50在与真空吸附台11的保持面11a平行的方向上摆动的摆动机构。
如图1所示，使摆动轴54、研磨头轴51和研磨头50升降的研磨头升降机构56与摆动轴54连结。作为研磨头升降机构56，使用气缸或者伺服马达与滚珠丝杠的组合等。
升降机构30具有：多个升降销31，该多个升降销31支承基板W的缘部；桥32，该桥32将这些升降销31彼此连结；以及升降机33，该升降机33与桥32连结。在本实施方式中，配置有4个升降销31，升降机33使用气缸。升降机33构成为能够使桥32和升降销31相对于真空吸附台11相对地上升和下降。更具体地说，升降机33使升降销31在上升位置与下降位置之间上下运动，上升位置是升降销31的上端比真空吸附台11的保持面11a高的位置，下降位置是升降销31的上端比真空吸附台11的保持面11a低的位置。图1表示升降销31位于下降位置并且研磨头50位于基板W上的状态，图4表示升降销31位于上升位置且研磨头50位于上述退避位置的状态。液体供给喷嘴27也能够在图1所示的液体供给位置与图4所示的退避位置之间移动。
图5是表示真空吸附台11和升降销31的俯视图。如图5所示，在真空吸附台11的外周部形成有能够供升降销31通过的凹陷部36。在本实施方式中，凹陷部36具有沿着升降销31的外周面的半圆形状的水平截面。在研磨头50位于退避位置并且升降销31位于上升位置时，通过输送机器人(后述)将基板W放置在升降销31上。当升降销31下降到比真空吸附台11的保持面11a靠下方的位置时，基板W被放置在保持面11a上。此外，在研磨后，通过升降销31而从保持面11a抬起基板W。在研磨头50位于退避位置并且升降销31位于上升位置时，通过输送机器人而从升降销31移走基板W。
图6是表示研磨头50和摆动臂53的详细的结构的图。研磨头轴51与研磨头旋转机构58连结，该研磨头旋转机构58使研磨头50以其轴心CL为中心旋转。轴心CL与真空吸附台11的保持面11a和基板W的被研磨的表侧面垂直。研磨头旋转机构58配置于摆动臂53内。该研磨头旋转机构58具有：安装于研磨头轴51的滑轮p1、设置于摆动臂53的头部马达M1、固定于头部马达M1的旋转轴的滑轮p2以及搭挂于滑轮p1、p2的传送带b1。头部马达M1的旋转借助滑轮p1、p2和传送带b1而传递给研磨头轴51，研磨头50与研磨头轴51一同旋转。
在研磨头轴51的上端连结有气缸57。该气缸57是构成为对研磨头50施加朝下的荷重的致动器。在研磨头轴51形成有沿纵向延伸的槽(未图示)，滑轮p1具有与研磨头轴51的槽卡合的多个负载传递滚珠(未图示)。通过这些槽和负载传递滚珠而构成滚珠花键轴承。即，滑轮p1能够允许研磨头轴51在纵向上的移动并且向研磨头轴51传递转矩。
多个研磨带61以能够装卸的方式安装于研磨头50，该多个研磨带61用于对基板W的表侧面进行研磨。多个研磨带61绕轴心CL等间隔地配置。气缸57对研磨头50施加朝下的荷重，研磨头50能够一边以轴心CL为中心旋转，一边使研磨带61相对于基板W的表侧面按压。
基板W的研磨像如下那样进行。一边使保持着基板W的真空吸附台11旋转，一边从液体供给喷嘴27对基板W的表侧面与研磨头50所保持的研磨带61的接触点喷射液体。一边通过研磨头旋转机构58使研磨头50和研磨带61以轴心CL为中心旋转，一边通过研磨头50将研磨带61向基板W的表侧面按压。研磨头50的旋转方向与真空吸附台11的旋转方向可以相同、或者也可以相反。研磨带61在液体的存在下与基板W的表侧面滑动接触，由此对基板W的表侧面进行研磨。在基板W的研磨中，研磨头50一边以其轴心CL为中心旋转并且将研磨带61向基板W的表侧面按压，一边像图2所示那样使研磨头50在基板W的表侧面的外周部与中央部之间摆动。
如图2所示，在研磨头50位于基板W的表侧面的外周部时，研磨带61的一部分从基板W向外侧伸出。因此，研磨带61能够对基板W的整个表侧面进行研磨。在研磨头50的横向宽度比真空吸附台11的保持面11a的半径大且比保持面11a的直径小的情况下，也可以在基板W的研磨中使研磨头50摆动。使用了研磨带61的基板W的研磨是如下处理：通过切削基板W的表侧面，从而从基板W的表侧面去除微小突起物、和/或去除构成基板W的表侧面的材料的至少一部分。
在基板W的研磨中，从研磨头50通过研磨带61而施加给基板W的力被真空吸附台11的保持面11a支承。真空吸附台11的保持面11a具有与基板W实质上相同的大小，因此基板W的整个背侧面被保持面11a支承。由此，在研磨头50使研磨带61向基板W按压时，基板W不会挠曲。
由于研磨头50比基板W小，因此研磨带61也可以局部地研磨基板W的表侧面。在使研磨头50摆动的情况下，也可以按照在基板W的表侧面上预先定义的区间而预先设定研磨头50的移动速度和/或旋转速度。例如，为了增加在基板W的外周部的研磨量，也可以在基板W的外周部上的区间中，使研磨头50的移动速度下降和/或使研磨头50的旋转速度上升。这样，通过在基板W的研磨中改变研磨头50的移动速度和/或旋转速度，能够制成期望的膜厚分布。
如图1至图3所示，也可以将对基板W的表侧面的状态进行检测的状态检测传感器59安装于摆动臂53。状态检测传感器59能够与研磨头50一同摆动，对基板W的整个表侧面的状态进行检测。作为基板W的表侧面的状态的例子，列举出膜厚、微小突起物的数量、表面粗糙度等。作为能够检测这样的基板W的表侧面的状态的状态检测传感器59，能够使用公知的光学传感器。光学传感器构成为向基板W的表侧面引导光，根据来自表侧面的反射光中包含的光学信息而检测基板W的表侧面的状态。此外，也可以根据基板W的表侧面的状态的检测结果而在基板W的研磨中变更基板W的表侧面的研磨条件。
图7是从下方观察研磨头50的图。多个(在图7中为3个)带盒60以能够装卸的方式安装于研磨头50。各带盒60具有研磨带61。这些带盒60设置在研磨头50的内部。
图8是表示带盒60的剖视图。如图8所示，带盒60具有：研磨带61；支承部件62，该支承部件62支承该研磨带61的背侧；施力机构63，该施力机构63朝向真空吸附台11的保持面11a对该支承部件62施力；带放出转轮64，该带放出转轮64放出研磨带61；以及带卷绕转轮65，该带卷绕转轮65卷绕用于研磨的研磨带61。在图8所示的实施方式中，使用弹簧作为施力机构63。研磨带61从带放出转轮64经由支承部件62而传送到带卷绕转轮65。多个支承部件62沿着研磨头50的半径方向延伸，并且绕研磨头50的轴心CL(参照图1)等间隔地配置。各研磨带61的基板接触面也在研磨头50的半径方向上延伸。
带卷绕转轮65与图6和图7所示的带卷绕轴67的一端连结。在带卷绕轴67的另一端固定有伞齿轮69。与多个带盒60连结的这些伞齿轮69与连结于传送马达M2的伞齿轮70啮合。使带盒60的带卷绕转轮65由传送马达M2驱动而卷绕研磨带61。传送马达M2、伞齿轮69、70以及带卷绕轴67构成使研磨带61从带放出转轮64传送到带卷绕转轮65的带传送机构。带传送机构能够使研磨带61在其长度方向上以规定的速度传送。
研磨带61具有10mm～60mm的宽度，具有20m～100m的长度。研磨带61是在单面上形成了包含磨粒的研磨层的带。研磨层的表面构成研磨带61的研磨面。磨粒使用粒径20nm左右的二氧化硅(SiO2)。由二氧化硅构成的磨粒具有不容易使基板W的面产生损伤的优点。通过使用这样的研磨带61，能够去除在基板W上存在的微小突起物、特别是深入到基板W的表面的微粒。
在该实施例中，在基板W的研磨中，研磨带61从带放出转轮64以规定的速度传送到带卷绕转轮65。因此，始终是新的(未使用的)研磨带61的研磨面与基板W接触。或者，也可以仅在研磨刚开始之后传送研磨带61，在经过了规定的时间(例如1秒左右)之后不传送研磨带61。研磨带61在其末端的附近具有结束标志(未图示)。通过与研磨带61接近地配置的结束标志检测传感器71来检测该结束标志。当结束标志检测传感器71检测到研磨带61的结束标志时，从结束标志检测传感器71向动作控制部(后述)发送检测信号。接收到检测信号的动作控制部发出催促研磨带61的更换的信号(警报等)。带盒60能够单独地拆卸，能够以简单的操作来更换带盒60。
关于研磨带61，也可以将PET(Polyethylene terephthalate：聚对苯二甲酸乙二醇酯)制成的带设为基层，将例如聚酯系树脂这样的水溶性的合成树脂设为粘合剂，使粒径20nm左右的二氧化硅(SiO2)磨粒粘合在带上。
通过未图示的测压元件来监视在研磨处理中作用于研磨头50的荷重。能够以两个阶段的等级来监视该荷重是否成为规定的值以上。在施加了有可能使基板W破损的第一等级以上的荷重的情况下，作为产生了异常的负载的情况，能够在向操作者通知警告警鸣的同时使研磨头50上升而停止研磨处理。并且，在施加了第一等级以下但第二等级以上的值的荷重的情况下，变更研磨头50的高度位置而使研磨头50与基板W分开，或者在研磨头50已经与基板W分开的情况下，使来自液体供给喷嘴27的液体向研磨带61与基板W之间的空间喷射，能够不对基板W施加损伤。并且，关于后者，还从未图示的气体供给喷嘴使气体进一步向研磨带61与基板W之间的空间喷射，能够进一步不对基板W施加损伤。
图9是表示上述的研磨装置1的动作的一个实施方式的流程图。在步骤1中，升降销31通过升降机33而上升，所研磨的基板W通过输送机器人(后述)而放置在升降销31上。研磨头50位于退避位置。在步骤2中，升降销31与基板W一同下降，将基板W放置在真空吸附台11的保持面11a上。升降销31下降到比保持面11a靠下方的位置。在步骤3中，通过真空管线17而在真空吸附台11的吸引孔20中形成真空(负压)。基板W的背侧面通过负压而保持在真空吸附台11的保持面11a上。然后，研磨头50从退避位置移动到基板W的上方位置。
在步骤4中，真空吸附台11和研磨头50以各自的轴心为中心旋转。研磨头50的旋转方向与真空吸附台11的旋转方向可以相同、或者也可以相反。基板W与真空吸附台11一同旋转。从液体供给喷嘴27向旋转的基板W的表侧面供给液体。在步骤5中，研磨头升降机构56使研磨头50下降，接着气缸57对研磨头50施加朝下的荷重。研磨头50一边以其轴心CL为中心旋转，一边使多个研磨带61相对于基板W的表侧面按压。此外，研磨头50在基板W的表侧面的外周部与中央部之间与该表侧面平行地摆动。研磨带61在液体的存在下与基板W的表侧面滑动接触，由此对基板W的表侧面进行研磨。
在步骤6中，在经过了预先设定的研磨时间之后，通过研磨头升降机构56使研磨头50上升。研磨带61与基板W分开，结束基板W的研磨。此外，停止研磨头50的旋转、真空吸附台11和基板W的旋转以及液体的供给。然后，研磨头50移动到退避位置。在步骤7中，解除基板W的真空吸附，接着，升降销31上升，通过升降销31而从真空吸附台11的保持面11a抬起研磨后的基板W。在步骤8中，通过输送机器人从升降销31取出基板W，通过输送机器人而输送到下一工序。
根据本发明，使用固定有磨粒的多个研磨带61，从而不需要浆料，因此能够低污染地对基板W的表侧面进行研磨。由于在基板W的背侧面没有形成布线图案，因此能够使用真空吸附台11来保持基板W的背侧面。不需要通过流体的静压来支承基板W的机构，能够实现研磨装置1的低成本。真空吸附台11的保持面11a能够采用与基板W大致相同的大小，因此能够使研磨装置1整体变得紧凑。此外，通过使用宽度比基板W的直径小的研磨头50，能够实现高效率的基板W的研磨。
图10至图17是表示带盒60的另一例的图。在该例中，在研磨头50内没有设置用于传送研磨带61的传送马达M2。带放出转轮64和带卷绕转轮65分别安装于转轮轴75A、75B。通过轴承76A、76B而分别旋转自如地支承转轮轴75A、75B。这些轴承76A、76B固定于转轮壳77。转轮壳77固定于滚珠花键螺母78，转轮壳77和滚珠花键螺母78能够相对于花键轴79在上下方向上相对移动。
制动轮80A、80B固定于各个转轮轴75A、75B。使带放出转轮64与制动轮80A一体旋转，带卷绕转轮65与制动轮80B一体旋转。通过弹簧82对滚珠花键螺母78向下方施力，通过弹簧82将制动轮80A、80B向制动垫81按压。在制动垫81与制动轮80A、80B接触时，制动轮80A、80B和与它们连结的带放出转轮64和带卷绕转轮65无法自由旋转。在转轮壳77固定有向下方延伸的销83、83。在研磨头50的退避位置配置有与这些销83、83接触的销止动件(未图示)。
在转轮轴75A安装有放出齿轮84A，在转轮轴75B安装有卷绕齿轮84B。放出齿轮84A具有比卷绕齿轮84B大的直径。放出齿轮84A和卷绕齿轮84B经由单向离合器85A、85B而分别安装于转轮轴75A、75B。带放出转轮64、带卷绕转轮65、制动轮80A、80B、放出齿轮84A以及卷绕齿轮84B能够一体地相对于花键轴79在上下方向上相对移动。在放出齿轮84A与卷绕齿轮84B之间设置有齿条86A、86B。放出齿轮84A与一方的齿条86A啮合，卷绕齿轮84B与另一方的齿条86B啮合。按压部件62、制动垫81以及齿条86A、86B固定于设置台87。
当研磨头50下降到退避位置时，销83、83与销止动件抵接，与销83、83连结的带放出转轮64、带卷绕转轮65、制动轮80A、80B、放出齿轮84A以及卷绕齿轮84B的下降停止，另一方面，按压部件62、制动垫81以及齿条86A、86B持续下降。其结果为，弹簧82被压缩，并且制动垫81与制动轮80A、80B分离，由此成为带放出转轮64和带卷绕转轮65能够自由旋转的状态。随着齿条86A、86B下降，与齿条86A、86B卡合的放出齿轮84A和卷绕齿轮84B旋转。带放出转轮64与放出齿轮84A一同旋转，使新的研磨带61放出规定的长度。另一方面，带卷绕转轮65由于单向离合器85B的作用而不旋转。
当研磨头50上升时，弹簧82伸长并且齿条86A、86B上升。由于齿条86A、86B的上升而使放出齿轮84A和卷绕齿轮84B旋转。带卷绕转轮65与卷绕齿轮84B一同旋转，卷绕已使用的研磨带61。另一方面，带放出转轮64由于单向离合器85A的作用而不旋转。由于卷绕齿轮84B具有比放出齿轮84A小的直径，因此带卷绕转轮65与带放出转轮64相比旋转得多。在带卷绕转轮65装配有转矩限制器88，在卷绕了研磨带61之后卷绕齿轮84B空转，对研磨带61施加张力。当制动垫81与制动轮80A、80B接触时，带卷绕转轮65的旋转停止，由此研磨带61的更新结束。
在该例的带盒60中不需要用于传送研磨带61的马达，因此能够使研磨头50的结构简化。并且，由于间歇地传送研磨带61，因此能够削减研磨带61的使用量。从图12和图13可知，该例的带盒60具有对称的构造，一个带盒60具有两个研磨带61、61。在该实施例中，关于用于将磨粒固定于研磨带61而使用的粘合剂的粘着力，与采用了传送上述的研磨带61的类型的带盒的实施例相比选定较弱的粘着力。例如能够使用水溶性的粘合剂。
在基板W的研磨中，研磨带61没有在其长度方向上传送，研磨带61的研磨面与研磨头50的相对位置是固定的。在研磨头50移动到图4所示的退避位置时，研磨带61在其长度方向上从带放出转轮64向带卷绕转轮65传送规定的长度。在本实施方式中，通过使研磨带61与基板W接触，而使磨粒从研磨带61脱落，一边将研磨带61向基板W上的微小突起物按压一边使磨粒与基板W上的微小突起物接触，由此擦去基板W上的微小突起物并从基板W去除。
在一个实施方式中，也可以取代研磨带61，将固定有磨粒的研磨垫用作研磨器具。例如，研磨器具也可以由聚乙烯醇或者聚乙烯等合成树脂以及通过粘合剂而固定在该合成树脂的一面上的具有磨粒的研磨垫构成。图18是具有这样的结构的多个研磨垫的研磨头50的仰视图。与上述的实施方式的研磨带61同样，多个研磨垫90绕研磨头50的轴心CL等间隔地配置。各研磨垫90的下表面构成固定有磨粒的研磨面。
根据上述的各实施方式，研磨头50具有多个研磨器具(研磨带61或者研磨垫90)，一边使这些研磨器具绕轴心CL旋转，一边对基板W的表侧面进行研磨。由于研磨头50具有多个研磨器具，因此即使在基板W上存在大量的微小突起物，也能够通过旋转的多个研磨器具(研磨带61或者研磨垫90)而有效地去除这些微小突起物。此外，由于多个研磨器具绕与基板W的表侧面垂直的轴心CL旋转，因此研磨头50能够从基板W的整个表侧面去除微小突起物。
图19是表示具有上述的研磨装置1的基板处理系统的俯视图。该基板处理系统是能够连续地对多个基板进行处理(即，研磨、清洗和干燥)的复合型处理系统。如图19所示，基板处理系统具有装卸部120，装卸部120具有对收纳多个基板的基板盒(晶片盒)进行载置的4个前部负载部121。能够在前部负载部121搭载开放盒、SMIF(Standard ManufacturingInterface：标准制造接口)罐、或者FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式晶片盒)。SMIF、FOUP是能够通过在内部收纳基板盒并且利用间隔壁进行覆盖而保持与外部空间独立的环境的密闭容器。
在装卸部120设置有第一输送机器人(装载机)123，该第一输送机器人(装载机)123能够沿着前部负载部121的排列方向移动。第一输送机器人123能够访问搭载于各前部负载部121的基板盒，而从基板盒取出基板。与第一输送机器人123相邻地设置有微粒计数器124。该微粒计数器124是用于对存在于基板的表侧面的微粒等微小突起物的数量进行计数的装置。另外，也可以省略该微粒计数器124。
基板处理系统还具有：上述的多个研磨装置1、配置于研磨装置1附近的第二输送机器人126、临时地放置基板的第一基板台131和第二基板台132。在该实施方式中，两台研磨装置1邻近地设置。在一个实施方式中，也可以设置一台研磨装置1、或者三台以上的研磨装置1。
基板处理系统还具有：清洗单元134，该清洗单元134对研磨装置1所研磨的基板进行清洗；干燥单元135，该干燥单元135使清洗后的基板干燥；第三输送机器人137，该第三输送机器人137将基板从第二基板台132输送到清洗单元134；第四输送机器人138，该第四输送机器人138将基板从清洗单元134输送到干燥单元135；以及动作控制部133，该动作控制部133对基板处理系统整体的动作进行控制。在本实施方式中，清洗单元134是使两个辊海绵一边旋转一边与基板的表侧面和背侧面接触的辊海绵类型的清洗机。干燥单元135构成为一边从各个喷嘴向基板的表侧面供给IPA蒸气(异丙醇与N2气体的混合气体)和纯水，一边使这些喷嘴沿着基板的表侧面移动。
基板处理系统的动作如下。第一输送机器人123从基板盒中取出基板，并输送到微粒计数器124。微粒计数器124对存在于基板的表侧面上的微粒等微小突起物的数量进行计数，将该微小突起物的数量发送给动作控制部133。动作控制部133也可以根据微小突起物的数量而变更研磨装置1中的研磨方案。例如，在微小突起物的数量超过了规定的基准值的情况下，也可以加长基板的研磨时间。
第一输送机器人123从微粒计数器124中取出基板，进一步放置在第一基板台131上。第二输送机器人126从第一基板台131中提起基板，将基板搬入到两台研磨装置1中的任意一台。
研磨装置1根据上述的动作顺序对基板的表侧面进行研磨。也可以根据需要，利用另一方的研磨装置1进一步对研磨后的基板进行研磨。第二输送机器人126将研磨后的基板从研磨装置1输送到第二基板台132。第三输送机器人137将基板从第二基板台132输送到清洗单元134。清洗单元134一边向基板供给液体，一边使辊海绵在基板的两面上摩擦而清洗基板。
第四输送机器人138将清洗后的基板从清洗单元134输送到干燥单元135。干燥单元135通过从移动的喷嘴向基板供给IPA蒸气和纯水而对基板进行干燥。第一输送机器人123从干燥单元135取出干燥的基板，并使基板返回到基板盒。这样，执行基板的研磨、清洗以及干燥。
在一个实施方式中，也可以在使干燥后的基板返回到基板盒之前，第一输送机器人123将基板输送到微粒计数器124。微粒计数器124对研磨装置1所研磨的基板的表侧面上存在的微小突起物的数量进行计数，将该微小突起物的数量发送给动作控制部133。动作控制部133也可以根据微小突起物的数量而变更研磨装置1的用于后续的基板的研磨方案。例如，在微小突起物的数量超过了规定的基准值的情况下，也可以加长后续的基板的研磨时间。
上述的基板处理系统能够选择性地执行如下的研磨中的任意一种研磨：利用多个研磨装置1连续地研磨1张基板的串行研磨、利用多个研磨装置1并行地研磨多张基板的并行研磨、一边利用多个研磨装置1连续地分别研磨多个基板一边利用多个研磨装置1同时地研磨多个基板的串行研磨与并行研磨的组合。此外，两个研磨装置1中的一方也可以使用不具有磨粒的清洁带来取代研磨带。在该情况下，能够利用两个研磨装置1中的一方通过研磨带对基板进行研磨，然后利用另一方的研磨装置1通过清洁带对基板进行清洁。
包含研磨装置1、微粒计数器124等的基板处理系统的动作由动作控制部133控制。在本实施方式中，动作控制部133由专用的计算机或者通用的计算机构成。图20是表示动作控制部133的结构的一例的示意图。动作控制部133具有：存储有程序、数据等的存储装置210、根据存储在存储装置210中的程序而进行运算的CPU(中央处理装置)等处理装置220、用于将数据、程序以及各种信息输入给存储装置210的输入装置230、用于输出处理结果、处理后的数据的输出装置240、以及用于与因特网等网络连接的通信装置250。
存储装置210具有能够由处理装置220访问的主存储装置211以及存储数据和程序的辅助存储装置212。主存储装置211是例如随机访问存储器(RAM)，辅助存储装置212是硬盘驱动器(HDD)或者固态驱动器(SSD)等存储装置。
输入装置230具有键盘和鼠标，还具有：记录介质读取装置232，该记录介质读取装置232用于从记录介质读取数据；以及记录介质端口234，该记录介质端口234连接有记录介质。记录介质是作为非临时的有形物的能够由计算机读取的记录介质，例如是光盘(例如，CD-ROM、DVD-ROM)或半导体存储器(例如，USB闪速驱动器、存储器卡)。作为记录介质读取装置232的例子，列举出CD驱动器、DVD驱动器等光学驱动器、卡读取器。作为记录介质端口234的例子，列举出USB端子。记录在记录介质中的程序和/或数据经由输入装置230而导入到动作控制部133，存储在存储装置210的辅助存储装置212中。输出装置240具有显示器装置241、印刷装置242。也可以省略印刷装置242。
动作控制部133根据电存储在存储装置210中的程序而进行动作。即，动作控制部133执行如下的步骤：对基板旋转机构10施加指令而保持基板的背侧面且使该基板旋转；对与研磨头50连结的头部马达M1施加指令而使安装于研磨头50的研磨器具(研磨带61或者研磨垫90)旋转；以及对与研磨头50连结的致动器57施加指令，研磨器具对研磨头50施加朝下的荷重以使研磨头50向形成布线图案的基板的表侧面按压。用于使动作控制部133执行这些步骤的程序记录在作为非临时的有形物的能够由计算机读取的记录介质，经由记录介质而提供给动作控制部133。或者，程序也可以经由因特网等通信网络而提供给动作控制部133。
上述的实施方式的记载目的为，本领域技术人员能够实施本发明。本领域的技术人员当然能够实施上述实施方式的各种变例形，本发明的技术思想也能够应用于其他的实施方式。因此，本发明不限于所记载的实施方式，能够解释为基于权利要求所定义的技术思想的最大范围。

Claims (15)

1.一种研磨方法，其特征在于，包含如下的工序：
一边利用真空吸附台对基板的背侧面进行保持，一边使所述基板旋转；
使保持有多个研磨器具的研磨头旋转；以及
将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压，
所述基板的表侧面是形成布线图案的面。
2.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，
将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压的工序是如下的工序：一边使所述研磨头与所述基板的表侧面平行地摆动，一边将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
3.根据权利要求2所述的研磨方法，其特征在于，
使所述研磨头与所述基板的表侧面平行地摆动的动作是如下的动作：使所述研磨头在所述基板的表侧面的中心部与外周部之间与所述基板的表侧面平行地摆动。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的研磨方法，其特征在于，
将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压的工序是如下的工序：一边向所述基板的表侧面供给不包含磨粒的液体，一边将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
5.根据权利要求4所述的研磨方法，其特征在于，
所述液体与所述基板的表侧面大致平行地喷射。
6.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，
将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压的工序是如下的工序：一边使所述研磨器具在该研磨器具的长度方向上传送，一边将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
7.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，
将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压的工序是如下的工序：不使所述研磨器具在该研磨器具的长度方向上传送，而将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
8.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，
所述研磨器具是具有研磨面的研磨带，该研磨面由包含磨粒的研磨层构成。
9.一种研磨方法，其特征在于，
准备基板，该基板具有形成布线图案的表侧面和没有形成布线图案的背侧面，
一边利用真空吸附台对基板的背侧面进行保持，一边使所述基板旋转，
使保持有多个研磨器具的研磨头旋转，
一边使所述研磨头与所述基板的表侧面平行地摆动，一边将旋转的所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压而对基板的表侧面进行研磨。
10.一种研磨装置，其特征在于，具有：
真空吸附台，该真空吸附台具有对基板的背侧面进行保持的保持面；
吸附台马达，该吸附台马达使所述真空吸附台旋转；
研磨头；
多个研磨器具，该多个研磨器具安装于所述研磨头；
头部马达，该头部马达使所述研磨头和所述多个研磨器具旋转；以及
致动器，该致动器能够对所述研磨头施加朝下的荷重，使所述研磨头能够将所述多个研磨器具向所述基板的表侧面按压。
11.根据权利要求10所述的研磨装置，其特征在于，
该研磨装置还具有摆动机构，该摆动机构使所述研磨头在与所述真空吸附台的保持面平行的方向上摆动。
12.根据权利要求10或11所述的研磨装置，其特征在于，
该研磨装置还具有状态检测传感器，该状态检测传感器对所述基板的表侧面的状态进行检测。
13.根据权利要求10所述的研磨装置，其特征在于，
该研磨装置还具有液体供给喷嘴，该液体供给喷嘴与所述保持面大致平行地配置。
14.一种基板处理系统，该基板处理系统连续地对多个基板进行处理，该基板处理系统的特征在于，包含：
权利要求10至13中的任意一项所述的研磨装置；
微粒计数器，该微粒计数器对所述研磨装置所研磨的基板的表侧面上存在的微小突起物的数量进行计数；以及
动作控制部，该动作控制部接收所述微小突起物的数量，变更使用所述研磨装置的用于后续的基板的研磨方案。
15.一种记录介质，是非临时性的能够由计算机读取的记录介质，该记录介质的特征在于，记录有用于使计算机执行如下的步骤的程序：
对基板旋转机构施加指令，对基板的背侧面进行保持，使该基板旋转的步骤；
对与研磨头连结的头部马达施加指令，使安装于所述研磨头的多个研磨器具旋转的步骤；以及
对与所述研磨头连结的致动器施加指令，对所述研磨头施加朝下的荷重，以使所述研磨器具向形成布线图案的所述基板的表侧面按压的步骤。
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