CN109773628A - 处理基板的表面的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种用一个处理头对晶片等基板的表面进行研磨、清洗等不同的处理且能够效率良好地处理基板的表面的基板处理装置和基板处理方法。本发明的基板处理装置具备：基板保持部(10)，保持晶片(W)并使该晶片旋转；以及处理头(50)，使多个磨砂带(61)与晶片的第一面(1)接触并对晶片的第一面进行处理，处理头(50)具备：多个按压部件(65)，分别将多个磨砂带向晶片的第一面按压；多个位置切换装置(67)，构成为能够使多个按压部件(65)的各自的位置在处理位置与退避位置之间切换；多个带抽出卷筒(71)，分别将多个磨砂带抽出；以及多个带卷入卷筒(72)，将多个磨砂带卷入。

Description

处理基板的表面的装置及方法
技术领域
本发明涉及对晶片等基板的表面进行处理的装置及方法。
背景技术
近年，存储器电路、逻辑电路、图像传感器(例如CMOS传感器)等设备逐渐高集成化。在形成这些设备的工序中，有时微粒子、尘埃等异物会附着于设备。附着于设备的异物会引起布线间的短路、电路回路的故障。因此，为了提高设备的可靠性，需要将形成有设备的晶片洗净，除去晶片上的异物。
即使在晶片的表面涂布有光刻胶的晶片的背面(非设备面)，有时也会附着有像上述那样的微粒子、粉尘等异物。当这样的异物附着于晶片的背面时，在对晶片涂布光刻胶后进行的曝光工序中，晶片从曝光装置的台基准面离开并且晶片表面相对于台基准面倾斜，作为结果，会产生图案的错位、焦点距离的错位。为了防止这样的问题，需要除去附着于晶片的背面的异物。
最近，除了光学式曝光技术，还开发了使用纳米压印技术图案形成装置。该纳米压印技术通过将图案形成用的压模向涂布于晶片的树脂材料按压来转印布线图案的技术。在纳米压印技术中，为了避免压模与晶片间，和晶片与晶片间的污物的转印，需要除去存在于晶片的表面的异物。因此，提出了一种装置，该装置用高压的流体将晶片从下支承，并且用高负荷使研磨器具与晶片滑动接触，从而稍微削去晶片的表面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-12200号公报
发明要解决的课题
以往的装置通过基板旋转机构使晶片旋转，同时进行晶片表面的研磨(例如，参照专利文献1)。基板旋转机构具备把持晶片的周缘部的多个夹具，以及经由这些夹具使晶片旋转的环状的中空马达。晶片由夹具保持为水平，通过中空马达以晶片的轴心为中心与夹具一起旋转。为了使具备研磨工具的处理头不与旋转的夹具接触，将其配置于被夹具把持的晶片的周缘部的内侧。因此，晶片的表面的最外部不被研磨，需要用其他途径、边缘研磨用的单元对晶片的表面的最外部进行研磨。
并且，需要将晶片从边缘研磨用的单元向研磨中心部的单元移动，或者，从研磨中心部的单元向边缘研磨用的单元移动，在输送单元间的晶片时，有时空气中的颗粒会附着于晶片。
以往的装置在处理头的内部具备多个处理器具，多个处理器具构成为，同时与基板接触并对基板进行处理。因此，例如，在使用处理头分别地进行粗研磨和精研磨的情况下，需要从处理头更换处理器具，为了用处理头进行粗研磨、精研磨等一连串工序会花费时间。
并且，在这样的情况下，能够构成为进行所需的过程，将单元分为用处理单元进行粗研磨的单元和进行精研磨的单元，但是在这样的结构中，例如，需要将基板从进行粗研磨的单元向进行精研磨的单元输送，因此，进行一连串的工序仍然会花费时间。
发明内容
本发明是为了解决上述的以往的问题点而作出的，其目的在于，提供一种装置和方法，能够用一个处理头对晶片等基板的表面进行研磨、清洗等不同的处理，能够效率良好地处理基板的表面。
用于解决课题的手段
为了达到上述的目的，本发明的一方式是一种基板处理装置，其特征在于，具备：基板保持部，该基板保持部保持基板并使该基板旋转；以及处理头，该处理头使多个磨砂带与所述基板的第一面接触，并对该第一面进行处理，所述处理头具备：多个按压部件，该多个按压部件分别将所述多个磨砂带向所述基板的第一面按压；多个位置切换装置，该多个位置切换装置构成为，能够使所述多个按压部件的各自的位置在处理位置与退避位置之间切换；多个带抽出卷筒，该多个带抽出卷筒分别将所述多个磨砂带抽出；以及多个带卷入卷筒，该多个带卷入卷筒分别将所述多个磨砂带卷入。
本发明的优选方式，其特征在于，所述磨砂带是在表面具有磨粒的粗研磨带、在表面具有磨粒的精研磨带、以及不具有磨粒的清洗带中的任一个。
本发明的优选方式，其特征在于，所述多个位置切换装置是分别使所述多个按压部件移动的多个致动器。
本发明的优选方式，其特征在于，所述基板保持部具备：真空吸附台，该真空吸附台对所述基板的与所述第一面相反的一侧的第二面进行真空吸附并对该基板的第二面进行保持；以及台马达，该台马达使所述真空吸附台旋转。
本发明的优选方式，其特征在于，所述基板保持部具备能够与所述基板的周缘部接触的多个辊，所述多个辊构成为能够以各辊的轴心为中心旋转。
本发明的优选方式，其特征在于，所述基板保持部还具备静压支承台，该静压支承台用流体对所述基板的与所述第一面相反的一侧的第二面进行支承。
本发明的优选方式，其特征在于，所述多个辊具有能够与所述基板的周缘部接触的多个基板保持面，所述多个基板保持面中的至少一个基板保持面的高度与其他多个基板保持面的高度不同。
本发明的一方式是一种基板处理方法，对基板进行处理，其特征在于，包括如下工序：一边用基板保持部对所述基板进行保持一边使该基板旋转，通过具备第一磨砂带和第二磨砂带的处理头，将所述第一磨砂带或者所述第二磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行处理，对所述基板的第一面整体进行处理的工序包括如下工序：将所述第二磨砂带配置于退避位置，且将所述第一磨砂带配置于处理位置，将第一磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行第一处理，将所述第一磨砂带配置于退避位置，且将所述第二磨砂带配置于处理位置，将该第二磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行第二处理。
本发明的优选方式，其特征在于，所述第一磨砂带是在表面具有磨粒的粗研磨带，将所述第一磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行所述第一处理的工序是，将所述粗研磨带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行粗研磨的工序，所述第二磨砂带是在表面具有磨粒的精研磨带，将所述第二磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行所述第二处理的工序是，将所述精研磨带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行精研磨的工序。
本发明的优选方式，其特征在于，所述第一磨砂带是在表面具有磨粒的研磨带，将所述第一磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行所述第一处理的工序是，将所述研磨带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行研磨的工序，所述第二磨砂带是不具有磨粒的清洗带，将所述第二磨砂带向所述基板的第一面的按压并对所述基板的第一面整体进行所述第二处理的工序是，将所述清洗带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行清洗的工序。
本发明的一方式是一种基板处理方法，对基板进行处理，其特征在于，包括如下工序：一边使多个辊与所述基板的周缘部接触，一边使所述多个辊以各自的轴心为中心旋转，从而使所述基板旋转，通过具备粗研磨器具和精研磨器具的处理头，将所述粗研磨器具或者所述精研磨器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行研磨，对所述基板的背面整体进行研磨的工序是如下工序：将所述精研磨器具配置于退避位置，且将所述粗研磨器具配置于处理位置，将该粗研磨器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行粗研磨，将所述粗研磨器具配置于退避位置，且将所述精研磨器具配置于处理位置，将该精研磨器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行精研磨。
本发明的优选方式，其特征在于，所述粗研磨器具是在表面具有磨粒的粗研磨带，所述精研磨器具是在表面具有磨粒的精研磨带。
本发明的优选方式，其特征在于，对所述基板的背面整体进行研磨的工序是在将光刻胶涂布于所述基板的表面后、且在将涂布有所述光刻胶的该基板曝光前进行的。
本发明的优选方式，其特征在于，对所述基板的背面整体进行精研磨的工序是如下工序：在对所述基板的背面整体进行粗研磨后，使所述粗研磨器具从处理位置移动至退避位置，且使所述精研磨器具从退避位置移动至处理位置，将该精研磨器具向该基板的背面按压并对该基板的背面整体进行精研磨。
本发明的一方式是一种基板处理方法，对基板进行处理，其特征在于，包括如下工序：一边使多个辊与所述基板的周缘部接触，一边使所述多个辊以各自的轴心为中心旋转，从而使所述基板旋转，通过具备研磨器具和清洗器具的处理头，将所述研磨器具或者所述清洗器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行处理，对所述基板的背面整体进行处理的工序是如下工序：将所述清洗器具配置于退避位置，且将所述研磨器具配置于处理位置，将该研磨器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行研磨，将所述研磨器具配置于退避位置，且将所述清洗器具配置于处理位置，将该清洗器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行清洗。
本发明的优选方式，其特征在于，所述研磨器具是在表面具有磨粒的研磨带，所述清洗器具是不具有磨粒的清洗带。
本发明的优选方式，其特征在于，对所述基板的背面整体进行处理的工序是在将光刻胶涂布于所述基板的表面后、且在将涂布有所述光刻胶的该基板曝光前进行的。
本发明的优选方式，其特征在于，对所述基板的背面整体进行清洗的工序是如下工序：在对所述基板的背面整体进行研磨后，使所述研磨器具从处理位置移动至退避位置，且使所述清洗器具从退避位置移动至处理位置，将该清洗器具向该基板的背面按压并对该基板的背面整体进行清洗。
发明效果
根据本发明，位置切换装置能够使按压部件的位置在处理位置与退避位置之间切换。因此，通过使用不同类型的磨砂带(处理器具)，基板处理装置能够用一个处理头对基板的表面进行研磨、清洗等不同的处理。作为结果，能够缩短研磨、清洗等一连串的工序时间，能够效率良好地处理基板。并且，当基板旋转时，具备上述真空吸附台或者上述辊的基板处理装置能够使处理器具从基板的表面的中心接触至最外部。因此，处理器具能够对基板的表面整体进行处理。
附图说明
图1是表示基板处理装置的一实施方式的示意图。
图2是表示辊旋转机构的详细结构的俯视图。
图3是辊的上部的放大图。
图4是表示第一致动器和第二致动器由马达驱动型致动器构成的一实施方式的图。
图5是表示处理头的内部构造的一例的图。
图6是从下方观察处理头的图。
图7是表示多个处理盒的一个的示意图。
图8是表示按压部件和磨砂带被配置于退避位置时的状态的示意图。
图9是表示位置切换装置的其他的实施方式的示意图。
图10是表示位置切换装置的其他的实施方式的示意图。
图11是表示处理头的一实施方式的仰视图。
图12是表示处理头的配置的俯视图。
图13是表示处理头的配置的侧视图。
图14是表示基板处理装置的其他实施方式的示意图。
图15是表示基板处理装置的又一其他实施方式的示意图。
图16是表示真空吸附台和多个升降销的俯视图。
符号说明
10 基板保持部
11 辊
11a 基板保持面
11b 锥面
12 辊旋转机构
14A 第一带
14B 第二带
15A 第一马达
15B 第二马达
16A 第一辊台
16B 第二辊台
18A 第一致动器
18B 第二致动器
19A 第一伺服马达
19B 第二伺服马达
20A 第一滚珠丝杠机构
20B 第二滚珠丝杠机构
21 致动器控制器
27 冲洗液供给喷嘴
49 处理头组装体
50 处理头
51 头轴
53 壳体
57 气缸
58 头旋转机构
61 磨砂带
61a 第一磨砂带
61b 第二磨砂带
63 处理盒
64 带卷入轴
65 按压部件
67 位置切换装置
68 盒子
69 锥齿轮
70 锥齿轮
71 带抽出卷筒
72 带卷入卷筒
75 气囊
76 气囊保持架
77 保持部件
81 动作控制部
82 滚珠丝杠机构
82a 可动部
82b 螺杆轴
83 保持部件
85 马达
90 静压支承台
91 基板支承面
92 流体供给路
94 流体喷射口
100 基板保持部
101 真空吸附台
101a 保持面
101b 轴部
102 台马达
105 旋转接头
107 真空线
120 吸引孔
121 内部腔室
130 升降机构
131 升降销
132 桥部
133 升降机
136 凹槽
M1 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是表示基板处理装置的一实施方式的示意图。基板处理装置具备：基板保持部10，该基板保持部10对作为基板的一例的晶片W进行保持，并以其轴心作为中心旋转；处理头组装体49，该处理头组装体对保持于该基板保持部10的晶片W的第一面1进行处理并从晶片W的第一面1除去异物、伤痕；以及作为基板支承台的静压支承台90，该静压支承台90对晶片W的与第一面1相反的一侧的第二面2进行支承。处理头组装体49配置于在基板保持部10保持的晶片W的上侧，静压支承台90配置于在基板保持部10保持的晶片W的下侧。
在本实施方式中，晶片W的第一面1是未形成有设备、或者没有预定要形成设备的晶片W的背面，即非设备面，相反侧的面即晶片W的第二面2是形成有设备、或者预定要形成设备的面，即设备面。在一实施方式中，晶片W的第一面1是设备面，晶片W的第二面2是非设备面即晶片W的背面。作为非设备面的例子，列举出硅面。作为设备面的例子，列举出涂布有光刻胶的面。在本实施方式中，晶片W以其第一面1朝上的状态，水平地保持于基板保持部10。
基板保持部10具备：多个辊11，该多个辊11能够与晶片W的周缘部接触；以及辊旋转机构12，该辊旋转机构12使这些辊11以各自的轴心为中心旋转。在本实施方式中，设有四个辊11。也可以设置五个以上的辊11。在一实施方式中，辊旋转机构12具备马达、带、带轮等。辊旋转机构12构成为使四个辊11沿相同的方向以相同的速度旋转。晶片W的第一面1的处理中，晶片W的周缘部通过辊11被把持。晶片W被保持为水平，晶片W通过辊11的旋转以其轴心为中心被旋转。
在保持于基板保持部10的晶片W的上方，配置有冲洗液供给喷嘴27，该冲洗液供给喷嘴27向晶片W的第一面1供给冲洗液(例如纯水、或者碱性的药液)。该冲洗液供给喷嘴27与未图示的冲洗液供给源连接。冲洗液供给喷嘴27朝向晶片W的中心而配置。冲洗液从冲洗液供给喷嘴27向晶片W的中心供给，冲洗液通过离心力在晶片W的第一面1上扩散。
处理头组装体49具有处理头50，该处理头50对保持于基板保持部10的晶片W的第一面1进行处理并从晶片W的第一面1除去异物、伤痕。处理头50与头轴51连结。该头轴51与使处理头50以其轴心作为中心旋转的头旋转机构58连结。此外，在头轴51连结有作为对处理头50施加朝下的负荷的负荷施加装置的气缸57。处理头50具备作为用于处理晶片W的第一面1的处理器具的多个磨砂带61。处理头50的下面是由这些磨砂带61构成的处理面。处理头组装体49至少包含处理头50、头轴51、头旋转机构58、气缸57。在一实施方式中，头旋转机构58具备马达、带、带轮等公知的结构。
静压支承台90是基板支承台的一实施方式，基板支承台对保持于该辊11的晶片W的第二面2(与第一面1相反的一侧的面)进行支承。在本实施方式中，静压支承台90构成为使流体与保持于辊11的晶片W的第二面2接触并用流体支承晶片W。静压支承台90具有与保持于辊11的晶片W的第二面2接近的基板支承面91。静压支承台90还具备：多个流体喷射口94，该多个流体喷射口94形成于基板支承面91；以及流体供给路92，该流体供给路92与流体喷射口94连接。静压支承台90配置于在基板保持部10保持的晶片W的下方，基板支承面91从晶片W的第二面2稍微离开。流体供给路92与未图示的流体供给源连接。本实施方式的基板支承面91是圆形，但是该基板支承面91也可以具有四边形或者其他的形状。
静压支承台90将流体(例如，纯水等液体)通过流体供给路92供给到多个流体喷射口94，用流体填满基板支承面91与晶片W的第二面2之间的空间。晶片W通过存在于基板支承面91与晶片W的第二面2之间的流体而被支承。晶片W与静压支承台90保持为非接触，晶片W与静压支承台90之间的间隙为50μm～500μm。
静压支承台90能够经由流体以非接触的方式支承晶片W的第二面2。因此，当在晶片W的第二面2形成有设备时，静压支承台90能够不破坏设备地支承晶片W。作为使用于静压支承台90的流体，也可以使用非压缩性流体即纯水等液体、或者空气、氮等压缩性流体即气体。在使用纯水的情况下，作为与流体供给路92连接的流体供给源，能够使用在设置有基板处理装置的工厂设置的纯水供给线。
处理头50的下表面(处理面)与静压支承台90的基板支承面91同心状地配置。此外，处理头50的下表面与静压支承台90的基板支承面91相对于晶片W对称地配置。即，处理头50的下表面与静压支承台90的基板支承面91以夹着晶片W的方式而配置，处理头50从施加于晶片W的负荷通过静压支承台90从处理头50的正下方被支承。因此，处理头50能够抑制使被流体压力支承的晶片W发生挠曲，且能够将较大的负荷施加于晶片W的第一面1。
优选的是，处理头50配置为其下表面的端部位于晶片W的中心上。处理头50的下表面的直径与晶片W的半径相同，但是优选的是，比晶片W的半径更大。在本实施方式中，基板支承面91的直径比处理头50的下表面的直径更大，但是基板支承面91的直径与处理头50的下面的直径可以相同，或者也可以比处理头50的下表面的直径更小。
图2是表示辊旋转机构12的详细结构的俯视图。辊旋转机构12具备：第一带14A，该第一带14A将四个辊11中的两个辊11连结；第一马达15A，该第一马达15A与由第一带14A连结的两个辊11中的一方连结；第一辊台16A，该第一辊台16A将由第一带14A连结的两个辊11支承为可旋转；第二带14B，该第二带14B将四个辊11中的其他两个辊11连结；第二马达15B，该第二马达15B与由第二带14B连结的两个辊11中的一方连结；第二辊台16B，该第二辊台16B将由第二带14B连结的两个辊11支承为可旋转。
第一马达15A和第一带14A配置于第一辊台16A的下方，第二马达15B和第二带14B配置于第二辊台16B的下方。第一马达15A和第二马达15B分别固定于第一辊台16A和第二辊台16B的下表面。四个辊11的下部分别固定有未图示的带轮。第一带14A悬挂于在四个辊11中的两个辊11固定的带轮，第二带14B悬挂于在其他的两个辊11固定的带轮。第一马达15A和第二马达15B构成为以相同的速度沿着相同的方向旋转。因此，四个辊11能够以相同的速度沿着相同的方向旋转。
辊旋转机构12还具备：与第一辊台16A连结的第一致动器18A；以及与第二辊台16B连结的第二致动器18B。第一致动器18A使支承于第一辊台16A的两个辊11像箭头所示的那样在水平方向上移动。同样地，第二致动器18B使支承于第二辊台16B的其他的两个辊11像箭头所示的那样在水平方向上移动。即，第一致动器18A与第二致动器18B构成为使两组辊11(本实施方式中各组由两个辊11构成)在相互靠近的方向和相互离开的方向上移动。第一致动器18A和第二致动器18B能够由气缸或者马达驱动型致动器等构成。在图2所示的实施方式中，第一致动器18A和第二致动器18B由气缸构成。当两组辊11在相互靠近的方向上移动时，晶片W通过四个辊11被保持，当两组辊11在相互离开的方向上移动时，晶片W从四个辊11释放。在本实施方式中，设有围绕基板保持部10的轴心CP排列的四个辊11，但是辊11的数量不限定于四个。例如，也可以将三个辊11以120度的角度等间隔地围绕轴心CP排列，相对于各自的辊11，逐个设置致动器。
图3是辊11的上部的放大图。辊11具有：圆柱形的基板保持面11a，能够与晶片W的周缘部接触；以及锥面11b，与基板保持面11a连接，且从基板保持面11a向下方倾斜。锥面11b具有圆锥台形状，具有比基板保持面11a更大的直径。晶片W首先由未图示的输送装置载置于锥面11b上，之后通过使辊11向晶片W移动，而使晶片W的周缘部被保持于基板保持面11a。当辊11释放晶片W时，辊11在从晶片W离开的方向上移动，从而使晶片W的周缘部从基板保持面11a离开，被支承于锥面11b(参照图3的虚线)。未图示输送装置能够将锥面11b上的晶片W取出。
图4是表示第一致动器18A和第二致动器18B由马达驱动型致动器构成的一实施方式的图。第一致动器18A具备：第一伺服马达19A；以及与第一辊台16A连结的第一滚珠丝杠机构20A。第二致动器18B具有：第二伺服马达19B；以及与第二辊台16B连结的第二滚珠丝杠机构20B。伺服马达19A、19B分别与滚珠丝杠机构20A、20B连接。当伺服马达19A、19B驱动滚珠丝杠机构20A、20B时，两组辊11在相互靠近的方向和相互离开的方向上移动。
伺服马达19A、19B与致动器控制器21电连接。致动器控制器21通过控制伺服马达19A、19B的动作，能够精密地控制控制处理晶片W时的辊11的位置。在本实施方式中，设有围绕基板保持部10的轴心CP排列的四个辊11，但是辊11的数量不限定于四个。例如，也可以将三个辊11以120度的角度等间隔地围绕轴心CP排列，相对于各自的辊11，逐个设置致动器。
图5是表示处理头50的内部构造的一例的图，图6是从下方观察处理头50的图。处理头50具备：壳体53；配置于壳体53内的多个(图5中为三个)的处理盒63；分别与这些处理盒63连结的多个带卷入轴64；以及与带卷入轴64连结的马达M1。处理盒63可装卸地设置于壳体53的内部。在一实施方式中，处理头50也可以具备四个以上的处理盒63。多个带卷入轴64的一端分别与多个处理盒63连结，在多个带卷入轴64的另一端分别固定有多个锥齿轮69。这些锥齿轮69与连结于马达M1的锥齿轮70啮合。
多个处理盒63分别具备多个磨砂带61。这些磨砂带61围绕处理头50的轴心等间隔地排列。处理头50一边以其轴心为中心旋转，一边使多个磨砂带61与晶片W的第一面1接触，从而处理该第一面1。
图7是表示多个处理盒63中的一个的示意图。如图7所示，处理盒63具备：按压部件65，该按压部件65将磨砂带61相对于晶片W的第一面1按压；位置切换装置67，该位置切换装置67构成为能够使按压部件65的位置在处理位置与退避位置之间切换；以及盒子68，该盒子68收容磨砂带61、按压部件65、以及位置切换装置67。位置切换装置67是使按压部件65在上下方向上移动的致动器。在本实施方式中，使用气缸作为位置切换装置67。
各处理盒63具备：带抽出卷筒71，该带抽出卷筒71抽出磨砂带61；以及带卷入卷筒72，该带卷入卷筒72将晶片W的处理所使用的磨砂带61卷绕。带抽出卷筒71、带卷入卷筒72配置于盒子68内。带卷入卷筒72与图5和图6所示的带卷入轴64的一端连结。因此，带卷入卷筒72能够通过图5所示的马达M1驱动，从而卷入磨砂带61。马达M1、锥齿轮69、70、以及带卷入轴64构成将磨砂带61从带抽出卷筒71向带卷入卷筒72传送的带传送机构。磨砂带61从带抽出卷筒71沿着图7的箭头的方向抽出，通过按压部件65d的下表面，被带卷入卷筒72卷绕。按压部件65将磨砂带61向下方按压，使磨砂带61与晶片W的第一面1接触，从而处理该第一面1。
图7表示按压部件65和磨砂带61配置于处理位置时的状态。该处理位置是磨砂带61与晶片W的第一面1接触的位置。图8是表示按压部件65和磨砂带61配置于退避位置时的状态的示意图。该退避位置是磨砂带61从晶片W的第一面1的离开的位置。位置切换装置67通过使按压部件65在处理位置与退避位置之间移动，从而能够使按压部件65和磨砂带61的位置在处理位置与退避位置之间切换。
位置切换装置67能够将按压部件65和磨砂带61维持在退避位置。此外，多个位置切换装置67能够相互独立动作。因此，多个位置切换装置67能够使多个磨砂带61中的至少一个与晶片W的第一面1接触，另一方面，能够使其他的磨砂带61保持从晶片W的第一面1离开。
图9是表示位置切换装置67的其他的实施方式的示意图。在图9所示的实施方式中，位置切换装置67具备气囊75和气囊保持架76的组合。气囊保持架76配置为包围气囊75，气囊75的上表面固定于气囊保持架76的上壁的下表面。气囊保持架76固定于盒子68。位置切换装置67还具备保持部件77，保持部件77的上端与气囊75连结，保持部件77的下端与按压部件65连结。
图9表示按压部件65和磨砂带61配置于处理位置时的状态。当向气囊75供给气体时气囊会膨胀。气囊75的向上方和向水平方向的膨胀被气囊保持架76限制，因此气囊75向下方膨胀，经由保持部件77将按压部件65下压至处理位置。当在气囊75形成负压时，按压部件65和磨砂带61上升至退避位置。
图10是表示位置切换装置67的其他的实施方式的示意图。在图10所示的实施方式中，位置切换装置67具备马达85和滚珠丝杠机构82的组合。图10表示按压部件65和磨砂带61配置于处理位置时的状态。滚珠丝杠机构82由可动部82a、螺杆轴82b构成，可动部82a与滚珠丝杠机构82的螺杆轴82b连结。位置切换装置67还具备保持部件83，按压部件65经由保持部件83与可动部82a连结。当使马达85工作时，滚珠丝杠机构82的可动部82a上升或者下降。可动部82a上升或者下降，从而使按压部件65经由保持部件83在处理位置与退避位置之间移动。在一实施方式中，马达85也可以是与未图示的马达控制部电连接的伺服马达。
各磨砂带61是在表面具有磨粒的研磨带，或者不具有磨粒的清洗带。作为研磨带的例子，列举出对晶片W的第一面1进行粗研磨的粗研磨带、对晶片W的第一面1进行精研磨的精研磨带。精研磨带的磨粒具有比粗研磨带的磨粒更小的粒径。清洗带由不含磨粒的部件构成，是用于使其表面与晶片W的第一面1接触并对晶片W的第一面1进行清洗的清洗带。作为清洗带的一例，列举出由无纺布构成的带。
处理头50所具备的多个磨砂带61包含不同类型的磨砂带。例如，多个磨砂带61也可以包含用于进行晶片W的粗研磨的粗研磨带和用于进行晶片W的精研磨的精研磨带。在其他的例子中，多个磨砂带61也可以包含对晶片W的第一面1进行研磨的研磨带和对晶片W的第一面1进行清洗的清洗带。处理头50通过使不同类型的磨砂带61选择性地与晶片W的第一面1接触，能够在将晶片W保持在基板保持部10的状态下对晶片W进行不同处理。
图11是表示具备两个第一磨砂带61a以及一个第二磨砂带61b的处理头50的一实施方式的仰视图。第一磨砂带61a和第二磨砂带61b是不同类型的磨砂带。如图11所示，两个第一磨砂带61a和一个第二磨砂带61b围绕处理头50的轴心等间隔地排列。
在一实施方式中，也可以是两个第一磨砂带61a是粗研磨带，一个第二磨砂带61b是精研磨带。此外，在一实施方式中，也可以将两个第一磨砂带61a作为研磨带，将一个第二磨砂带61b作为清洗带。此外，在一实施方式中，处理头50也可以具备不同类型的第一磨砂带、第二磨砂带、第三磨砂带。例如，处理头50也可以具备粗研磨带、精研磨带、以及清洗带。
在一实施方式中，处理器具也可以由代替磨砂带61的磨石、海绵、或者发泡聚氨酯等固定处理器具构成。在这种情况下，固定处理器具保持于对固定处理器具进行保持的处理器具保持架，处理器具保持架与位置切换装置67连结。处理头50使固定处理器具与晶片W的第一面1接触并对第一面1进行处理。在本说明书中，将研磨带、磨石等用于研磨晶片W的第一面1的处理器具定义为研磨器具，将清洗带、海绵、发泡聚氨酯等用于清洗晶片W的第一面1的处理器具定义为清洗器具。作为磨石的例子，列举出对晶片W的第一面1进行粗研磨的粗磨石、对晶片W的第一面1进行精研磨的精磨石。精磨石的磨粒具有比粗磨石的磨粒更小的粒径。在本说明书中，将粗研磨带、粗磨石等用于对晶片W的第一面1进行粗研磨的研磨器具定义为粗研磨器具，将精研磨带、精磨石等用于对晶片W的第一面1进行精研磨的研磨器具定义为精研磨器具。
图12是表示处理头50的配置的俯视图，图13是表示处理头50的配置的侧视图。多个辊11围绕基板保持部10的轴心CP而配置，位于离开基板保持部10的轴心CP相同的距离的位置。当晶片W被多个辊11保持时，晶片W的中心点位于基板保持部10的轴心CP上。
在本实施方式中，处理头50具有比晶片W的半径R更大，且比晶片W的直径更小的直径。处理头50的轴心(用符号HP表示)从基板保持部10的轴心CP错开。因此，处理头50相对于在基板保持部10保持的晶片W偏心。如果将从处理头50的轴心HP到磨砂带61的与晶片W接触的面(图12中用虚线表示)的最外侧的缘部的距离设为L1，将从基板保持部10的轴心CP到处理头50的轴心HP的距离设为L2，则距離L1与距离L2的总和比晶片W的半径R更长。作为结果，如图12和图13所示，当处理头50对晶片W的第一面1进行处理时，磨砂带61的与晶片W接触d的面的一部分从由辊11保持的晶片W的周缘部伸出。
从图12和图13可知，当晶片W旋转时，磨砂带61能够从晶片W的第一面1的中心接触到最外部。因此，磨砂带61能够对晶片W的第一面1的整体进行处理。作为结果，不需要用边缘处理用的单元处理晶片W的表面的最外部，能够减少处理工序。晶片W的第一面1的处理中，全部的辊11以各轴心为中心旋转，但是这些辊11的位置是固定的。因此，即使磨砂带61的一部分从晶片W的周缘部伸出，辊11也不与处理头50接触。
接着，对具备参照图11说明的处理头50的基板处理装置的动作进行说明。以下说明的基板处理装置的动作由图1所示的动作控制部81控制。动作控制部81与基板保持部10、处理头组装体49、静压支承台90电连接。基板保持部10、冲洗液供给喷嘴27、处理头组装体49、静压支承台90的动作由动作控制部81控制。动作控制部81由专用的计算机或者通用的计算机构成。
被处理的晶片W在第一面1朝上的状态下，由基板保持部10的辊11保持，以晶片W的轴心为中心旋转。具体而言，基板保持部10在晶片W的第一面1朝上的状态下一边使多个辊11与晶片W的周缘部接触，一边通过使多个辊11以各自的轴心为中心旋转而使晶片W旋转。流体(例如，纯水等液体)通过流体供给路92供给到多个流体喷射口94，静压支承台90的基板支承面91和晶片W的第二面2之间的空间被流体填满。晶片W由在基板支承面91和晶片W的第二面2之间流动的流体支承。
接着，冲洗液从冲洗液供给喷嘴27供给到晶片W的第一面1。供给到晶片W的第一面1的冲洗液因离心力在晶片W的第一面1上扩散。动作控制部81驱动马达M1，使两个第一磨砂带61a和一个第二磨砂带61b沿着其长度方向以规定的速度行进。头旋转机构58使处理头50以其轴心HP为中心沿着与晶片W相同的方向旋转。接着，气缸57将旋转的处理头50朝向晶片W的第一面1按压。处理头50在冲洗液存在于晶片W的第一面1上的状态下，将两个第一磨砂带61a或者一个第二磨砂带61b向晶片W的第一面1按压，从而对晶片W的第一面1整体进行处理。
具体而言，首先，各自的位置切换装置67将第二磨砂带61b配置于退避位置，并且将两个第一磨砂带61a配置于处理位置，处理头50将两个第一磨砂带61a向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行第一处理。经过预先设定的处理时间后，各自的位置切换装置67将两个第一磨砂带61a配置于退避位置，将第二磨砂带61b配置于处理位置，处理头50将第二磨砂带61b向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行第二处理。经过预先设定的时间后，动作控制部81使第二磨砂带61b移动至退避位置。之后，动作控制部81使基板保持部10、冲洗液供给喷嘴27、处理头组装体49、静压支承台90的动作停止，结束晶片W的处理。
在本实施方式中，两个第一磨砂带61a是在表面具有磨粒的粗研磨带，将两个第一磨砂带61a向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行第一处理的工序是，将两个粗研磨带向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行粗研磨的工序。并且，第二磨砂带61b是在表面具有磨粒的精研磨带，将第二磨砂带61b向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行第二处理的工序是，将精研磨带向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行精研磨的工序。在一实施方式中，也可以代替第一磨砂带61a而使用粗磨石，也可以代替第二磨砂带61b而使用精磨石。
在对晶片W的第一面1整体进行粗研磨后进行晶片W的第一面1的精研磨。即，在对晶片W的第一面1整体进行粗研磨后，使粗研磨器具从处理位置移动至退避位置，并使精研磨器具从退避位置移动至处理位置，将精研磨器具向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行精研磨。
在一实施方式中，两个第一磨砂带61a是在表面具有磨粒的研磨带，将两个第一磨砂带61a向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行第一处理的工序是将两个研磨带向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行研磨的工序。并且，第二磨砂带61b是不具有磨粒的清洗带，将第二磨砂带61b向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行第二处理的工序是将清洗带向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行清洗的工序。在一实施方式中，处理器具也可以代替第一磨砂带61a而使用粗磨石或者精磨石等磨石，也可以代替第二磨砂带61b而使用海绵或者发泡聚氨酯。
在对晶片W的第一面1整体进行研磨后，进行晶片W的第一面1的清洗。即，在用研磨器具对晶片W的第一面1整体进行研磨后，使研磨器具从处理位置移动至退避位置，并使清洗工具从退避位置移动至处理位置，将清洗工具向晶片W的第一面1按压并对晶片W的第一面1整体进行清洗。
图14是表示基板处理装置的其他的实施方式的示意图。未特别地说明的本实施方式的结构与参照图1至图13进行说明的实施方式相同，因此省略其重复的说明。本实施方式的多个辊11的基板保持面11a中的至少一个的高度与其他的多个辊11的基板保持面11a的高度不同。根据本实施方式，基板保持部10以将晶片W倾斜的状态保持该晶片W。晶片W的表面状态在晶片W的整个表面可能不同。例如有晶片W的整体翘曲的情况、存在于晶片W的表面的异物的分布在晶片W面内不均匀的情况。在这样的情况下，为了均匀地处理晶片W的整个表面，需要根据晶片W的表面状态改变处理速率。
在本实施方式中，在晶片W的中心侧区域与外周侧区域晶片W承受的来自处理头50的负荷不同。在本实施方式中，晶片W在中心侧区域承受的负荷比在外周侧区域承受的负荷更大。作为结果，本实施方式的基板处理装置能够提高晶片W的中心侧区域处的处理速率，降低外周侧区域处的处理速率。在一实施方式中，也可以使配置于处理头50侧的多个辊11的基板保持面11a中的至少一个，比隔着处理头50而配置于相反侧的多个辊11的基板保持面11a更高。在这种情况下，基板处理装置能够降低晶片W的中心侧区域处的处理速率，提高外周侧区域处的处理速率。
图15是表示基板处理装置的其他的实施方式的示意图。未特别地说明的本实施方式的结构和动作与参照图1至图13进行说明的实施方式相同，因此省略其重复的说明。图15所示的基板处理装置具备代替基板保持部10来对晶片W的第二面2进行保持，使晶片W以其轴心为中心旋转的基板保持部100，还具备将基板W抬起的升降机构130。动作控制部81与基板保持部100和升降机构130电连接。基板保持部100和升降机构130的动作由动作控制部81控制。在本实施方式中，晶片W的第一面1是形成有设备，或者预定要形成设备的面，即设备面，相反侧的面即晶片W的第二面2是未形成有设备，或者没有预定要形成设备的晶片W的背面，即非设备面。
基板保持部100具备：真空吸附台101，该真空吸附台101通过真空吸附来保持晶片W的第二面2；台马达102，该台马达102使真空吸附台101旋转；旋转接头105，该旋转接头105与真空吸附台101连接：以及真空线107，该真空线107与旋转接头105连接。在本实施方式中，台马达102是中空马达，真空吸附台101的轴部101b在台马达102内延伸并与旋转接头105连接。在一实施方式中，台马达102也可以配置于真空吸附台101的轴部101b的侧方，通过带等动力传递机构与真空吸附台101的轴部101b连结。
真空吸附台101具备：保持面101a，该保持面101a对晶片W的第二面2进行保持；多个吸引孔120，该多个吸引孔120在保持面101a内开口；以及内部腔室121，该内部腔室121与这些吸引孔120连通。内部腔室121与上述旋转接头105连通。真空线107通过旋转接头105和内部腔室121与吸引孔120连通。当真空线107在吸引孔120内形成真空(负压)时，晶片W的第二面2吸附于保持面101a。在本实施方式中，晶片W和保持面101a是圆形，保持面101a具有与晶片W实质上相同的直径。因此，晶片W的第二面2的整体(包含晶片W的第二面2的中心部和外周部)由保持面101a支承。晶片W由真空吸附台101保持为水平，并通过台马达102以真空吸附台101的轴心(与晶片W的轴心一致)为中心旋转。
升降机构130具备：多个升降销131，该多个升降销131支承晶片W的缘部；桥部132，该桥部132将这些多个升降销131相互连结；升降机133，该升降机133与桥部132连结。在本实施方式中，配置有四根升降销131，气缸用于升降机133。升降机133构成为能够使桥部132和多个升降销131相对于真空吸附台101相对地上升和下降。更具体地，升降机133使多个升降销131在多个升降销131的上端比真空吸附台101的保持面101a更高的上升位置和多个升降销131的上端比真空吸附台101的保持面101a更低的下降位置之间上下移动。图15表示多个升降销131位于下降位置的状态。
当处理晶片W的第一面1时，多个升降销131位于下降位置。因此，即使磨砂带61的一部分从晶片W的周缘部伸出，多个升降销131也不会与处理头50接触。即使在本实施方式中，当晶片W旋转时，磨砂带61也能够从晶片W的第一面1的中心接触至最外部。因此，磨砂带61能够处理晶片W的第一面1的整体。
图16是表示真空吸附台101和多个升降销131的俯视图。如图16所示，在真空吸附台101的外周部形成有能够使多个升降销131通过的多个凹槽136。在本实施方式中，各个凹槽136具有沿着各个升降销131的外周面的半圆形的水平截面。当多个升降销131位于上升位置时，晶片W通过未图示的输送装置载置于多个升降销131上。此时，处理头50移动至真空吸附台101的外侧的退避位置。当多个升降销131向真空吸附台101的保持面101a的更下方下降时，晶片W载置于保持面101a上。晶片W的处理结束后，晶片W被多个升降销131从保持面101a抬起。在处理头50位于退避位置，并且多个升降销131位于上升位置时，晶片W被输送装置从多个升降销131取出。
当晶片W旋转时，如上所述构成的各种实施方式的基板处理装置能够使磨砂带61从晶片W的第一面1的中心接触至最外部。因此，磨砂带61能够处理晶片W的第一面1的整体。并且，处理头50所具备的多个磨砂带61包含不同类型的磨砂带61，能够通过位置切换装置67将各个磨砂带61在处理位置和退避位置之间切换。因此，基板处理装置能够用一个处理头50对晶片W的第一面1整体进行研磨、清洗等不同的处理。作为结果，能够缩短研磨、清洗等一连串的工序时间，能够效率良好地处理晶片W的第一面1。作为一例，处理晶片W的背面整体(研磨、或者清洗)的工序是在将光刻胶涂布于晶片W的表面后、且在将表面涂布有光刻胶的晶片W的曝光前进行的。
上述的实施方式是以具有本发明所属技术领域的普通知识的人能够实施本发明为目的而记载的。对于本领域技术人员来说，上述实施方式的各种变形例是显而易见的，本发明的技术思想也能够适用于其他的实施方式。因此，本发明不限定于所记载的实施方式，根据发明所要保护的范围所定义的技术思想在最广泛的范围进行解释。

Claims (18)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
基板保持部，该基板保持部保持基板并使该基板旋转；以及
处理头，该处理头使多个磨砂带与所述基板的第一面接触，并对该第一面进行处理，
所述处理头具备：
多个按压部件，该多个按压部件分别将所述多个磨砂带向所述基板的第一面按压；
多个位置切换装置，该多个位置切换装置构成为，能够使所述多个按压部件的各自的位置在处理位置与退避位置之间切换；
多个带抽出卷筒，该多个带抽出卷筒分别将所述多个磨砂带抽出；以及
多个带卷入卷筒，该多个带卷入卷筒分别将所述多个磨砂带卷入。
2.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述磨砂带是在表面具有磨粒的粗研磨带、在表面具有磨粒的精研磨带、不具有磨粒的清洗带中的任一个。
3.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述多个位置切换装置是分别使所述多个按压部件移动的多个致动器。
4.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板保持部具备：真空吸附台，该真空吸附台对所述基板的与所述第一面相反的一侧的第二面进行真空吸附并对该基板的第二面进行保持；以及
台马达，该台马达使所述真空吸附台旋转。
5.如权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板保持部具备能够与所述基板的周缘部接触的多个辊，
所述多个辊构成为能够以各辊的轴心为中心旋转。
6.如权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
所述基板保持部还具备静压支承台，该静压支承台用流体对所述基板的与所述第一面相反的一侧的第二面进行支承。
7.如权利要求5或6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述多个辊具有能够与所述基板的周缘部接触的多个基板保持面，
所述多个基板保持面中的至少一个基板保持面的高度与其他多个基板保持面的高度不同。
8.一种基板处理方法，对基板进行处理，其特征在于，
包括如下工序：
一边用基板保持部对所述基板进行保持一边使该基板旋转，
通过具备第一磨砂带和第二磨砂带的处理头，将所述第一磨砂带或者所述第二磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行处理，
对所述基板的第一面整体进行处理的工序包括如下工序：
将所述第二磨砂带配置于退避位置，且将所述第一磨砂带配置于处理位置，
将该第一磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行第一处理，
将所述第一磨砂带配置于退避位置，且将所述第二磨砂带配置于处理位置，
将该第二磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行第二处理。
9.如权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
所述第一磨砂带是在表面具有磨粒的粗研磨带，
将所述第一磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行所述第一处理的工序是，将所述粗研磨带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行粗研磨的工序，
所述第二磨砂带是在表面具有磨粒的精研磨带，
将所述第二磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行所述第二处理的工序是，将所述精研磨带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行精研磨的工序。
10.如权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
所述第一磨砂带是在表面具有磨粒的研磨带，
将所述第一磨砂带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行所述第一处理的工序是，将所述研磨带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行研磨的工序，
所述第二磨砂带是不具有磨粒的清洗带，
将所述第二磨砂带向所述基板的第一面的按压并对所述基板的第一面整体进行所述第二处理的工序是，将所述清洗带向所述基板的第一面按压并对所述基板的第一面整体进行清洗的工序。
11.一种基板处理方法，对基板进行处理，其特征在于，
包括如下工序：
一边使多个辊与所述基板的周缘部接触，一边使所述多个辊以各自的轴心为中心旋转，从而使所述基板旋转，
通过具备粗研磨器具和精研磨器具的处理头，将所述粗研磨器具或者所述精研磨器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行研磨，
对所述基板的背面整体进行研磨的工序是如下工序：
将所述精研磨器具配置于退避位置，且将所述粗研磨器具配置于处理位置，
将该粗研磨器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行粗研磨，
将所述粗研磨器具配置于退避位置，且将所述精研磨器具配置于处理位置，
将该精研磨器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行精研磨。
12.如权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
所述粗研磨器具是在表面具有磨粒的粗研磨带，所述精研磨器具是在表面具有磨粒的精研磨带。
13.如权利要求11所述的基板处理方法，其特征在于，
对所述基板的背面整体进行研磨的工序是在将光刻胶涂布于所述基板的表面后、且在将涂布有所述光刻胶的该基板曝光前进行的。
14.如权利要求11～13中任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
对所述基板的背面整体进行精研磨的工序是如下工序：
在对所述基板的背面整体进行粗研磨后，使所述粗研磨器具从处理位置移动至退避位置，且使所述精研磨器具从退避位置移动至处理位置，将该精研磨器具向该基板的背面按压并对该基板的背面整体进行精研磨。
15.一种基板处理方法，对基板进行处理，其特征在于，
包括如下工序：
一边使多个辊与所述基板的周缘部接触，一边使所述多个辊以各自的轴心为中心旋转，从而使所述基板旋转，
通过具备研磨器具和清洗器具的处理头，将所述研磨器具或者所述清洗器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行处理，
对所述基板的背面整体进行处理的工序是如下工序：
将所述清洗器具配置于退避位置，且将所述研磨器具配置于处理位置，
将该研磨器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行研磨，
将所述研磨器具配置于退避位置，且将所述清洗器具配置于处理位置，
将该清洗器具向所述基板的背面按压并对所述基板的背面整体进行清洗。
16.如权利要求15所述的基板处理方法，其特征在于，
所述研磨器具是在表面具有磨粒的研磨带，所述清洗器具是不具有磨粒的清洗带。
17.如权利要求15所述的基板处理方法，其特征在于，
对所述基板的背面整体进行处理的工序是在将光刻胶涂布于所述基板的表面后、且在将涂布有所述光刻胶的该基板曝光前进行的。
18.如权利要求15～17中任一项所述的基板处理方法，其特征在于，
对所述基板的背面整体进行清洗的工序是如下工序：
在对所述基板的背面整体进行研磨后，使所述研磨器具从处理位置移动至退避位置，且使所述清洗器具从退避位置移动至处理位置，将该清洗器具向该基板的背面按压并对该基板的背面整体进行清洗。
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