CN110545958A - 基板的研磨装置 - Google Patents

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CN110545958A CN201880026550.7A CN201880026550A CN110545958A CN 110545958 A CN110545958 A CN 110545958A CN 201880026550 A CN201880026550 A CN 201880026550A CN 110545958 A CN110545958 A CN 110545958A
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曾布川拓司
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Co-Op Yuanyuan Manufacturing Workshop
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Abstract

本发明提供一种用于将四边形的基板平坦化的CMP研磨装置。提供一种用于研磨四边形的基板的研磨装置，该研磨装置具有：用于保持四边形的基板的基板保持部，所述基板保持部具有：用于支承基板的四边形的基板支承面；及用于安装止动构件的安装机构，该止动构件配置于所述基板支承面的至少一个角部外侧。

Description

基板的研磨装置
技术领域
本发明关于一种基板的研磨装置。
背景技术
制造半导体元件时，为了将基板表面平坦化而使用化学机械研磨(CMP)装置。制造半导体元件时使用的基板多为圆板形状。此外，不限于半导体元件，就连CCL基板(铜箔积层(Copper Clad Laminate)基板、PCB(印刷电路板(Printed Circuit Board)基板、光屏蔽基板、显示面板等四边形基板表面也要求平坦化时的高度平坦度。此外，PCB基板等配置了电子元件的封装基板表面也要求高度平坦化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-48149号公报
专利文献2：日本特开2008-110471号公报
专利文献3：日本特开2005-271111号公报
发明内容
为了将四边形基板平坦化而进行CMP研磨时，会在基板角部等的端部发生过度研磨。此外，也会在基板角部等的端部及其他部位发生过度研磨或研磨不足。基板上发生过度研磨或研磨不足时，研磨后的基板表面不均匀。特别是大型基板，容易在基板中心部与端部发生研磨量不同的不均匀性。因此，一个目的为提供一种用于将四边形基板平坦化的CMP研磨装置。
(解决问题的手段)
[方式1]方式1提供一种研磨装置，用于研磨四边形的基板，所述研磨装置的特征在于，具有：基板保持部，该基板保持部用于保持四边形的基板，所述基板保持部具有：四边形的基板支承面，该基板支承面用于支承基板；及安装机构，该安装机构用于安装配置于所述基板支承面的至少一个角部的外侧的止动构件。
[方式2]方式2如方式1的研磨装置，其中，在所述基板支承面的至少一个角部具有配置于外侧的止动构件。
[方式3]方式3如方式1或方式2的研磨装置，其中，具有移动机构，该移动机构用于使安装于所述基板保持部的所述止动构件在与所述基板支承面垂直的方向上移动。
[方式4]方式4如方式1至方式3中任一个方式的研磨装置，其中，所述基板支承面具有多个区域，各区域具有弹性膜，各区域的所述弹性膜能够独立地通过流体的压力而变形。
[方式5]方式5如方式4的研磨装置，其中，所述基板支承面的所述多个区域具有：对应于四边形的基板的角部的区域；及对应于四边形的基板的中央部的区域。
[方式6]方式6提供一种研磨装置，用于研磨四边形的基板，所述研磨装置的特征在于，具有：基板保持部，该基板保持部用于保持四边形的基板，所述基板保持部具有：四边形的基板支承面，该基板支承面用于支承基板；及安装机构，该安装机构用于安装包围所述基板支承面的圆形或椭圆形的止动构件。
[方式7]方式7如方式6的研磨装置，其中，所述研磨装置具有圆形或椭圆形的止动构件，该止动构件包围所述基板支承面。
[方式8]方式8如方式7的研磨装置，其中，所述止动构件具有从配置基板的内侧放射状地延伸的多个槽。
[方式9]方式9如方式8的研磨装置，其中，所述多个槽的至少一个的所述槽的外侧的开口部比所述槽的内侧的开口部大。
[方式10]方式10如方式1至方式9中任一个方式的研磨装置，其中，具有：研磨盘，该研磨盘具备用于研磨基板的研磨面；及基板保持头，该基板保持头保持基板，并将基板按压于所述研磨面；所述基板保持头具有所述基板保持部。
[方式11]方式11如方式10的研磨装置，其中具有：移动机构，该移动机构使所述研磨头与所述研磨盘的研磨面平行地移动；及控制装置，该控制装置用于控制所述移动机构的动作；在所述基板保持头保持基板的状态下，所述控制装置以基板的一部分从所述研磨盘的研磨面伸出的方式，控制所述移动机构的动作。
[方式12]方式12如方式10或方式11的研磨装置，其中，所述研磨盘具有传感器，该传感器用于检测基板的研磨的终点。
[方式13]方式13如方式10至方式12中任一个方式的研磨装置，其中，具有温度控制装置，该温度控制装置用于控制所述研磨盘的研磨面的温度。
[方式14]方式14如方式1至方式9中任一个方式的研磨装置，其中，具有：可旋转的工作台，该工作台保持基板；及研磨头，该研磨头具备用于研磨基板的研磨面，所述工作台具有所述基板保持部。
[方式15]方式15如方式14的研磨装置，其中，所述研磨面的面积比基板的被研磨面的面积小。
[方式16]方式16如方式15的研磨装置，其中，具有多个研磨头，该多个研磨头具备用于研磨基板的研磨面。
[方式17]方式17如方式14至方式16中任一个方式的研磨装置，其中，所述研磨头具有传感器，该传感器用于检测基板研磨的终点。
[方式18]方式18如方式14至方式17中任一个方式的研磨装置，其中，所述研磨头具有喷嘴，该喷嘴用于向基板的表面供给液体。
[方式19]方式19如方式14至方式18中任一个方式的研磨装置，其中，所述工作台具有水平度调整机构。
[方式20]方式20如方式17的研磨装置，其中，所述研磨头安装于可摆动的头固定构件，
所述研磨头构成为，通过检测所述头固定构件的摆动转矩的变动来检测基板研磨的终点。
附图说明
图1是用于一种实施方式的研磨装置1的基板保持头的说明图。
图2A是图1(A)所示的基板保持头的底视图。
图2B是图2A所示的基板W的角部附近放大图。
图3是表示使用基板保持头的研磨装置的结构概念图。
图4A是示意表示一种实施方式的基板保持头的构造剖面图。
图4B是从下方观看图4A所示的基板保持头的底视图。
图5A是示意表示一种实施方式的基板保持头的构造剖面图。
图5B是从下方观看图5A所示的基板保持头的底视图。
图6A是示意表示一种实施方式的基板保持头的构造剖面图。
图6B是从下方观看图6A所示的基板保持头的底视图。
图7A是示意表示一种实施方式的基板保持头的构造剖面图。
图7B是从下方观看图7A所示的基板保持头的底视图。
图8A是示意表示一种实施方式的基板保持头的底视图。
图8B是示意表示图8A所示的基板保持头的剖面图。
图9是概略表示一种实施方式的研磨装置的侧视图。
图10是概略表示一种实施方式的具备传感器的研磨盘的剖面图。
图11是概略表示一种实施方式的研磨装置1的侧视图。
图12是概略表示具备一种实施方式的温度控制部的研磨盘的剖面图。
图13是表示一种实施方式的研磨方法的流程图。
图14是概略表示一种实施方式的研磨装置的侧视图。
图15是从上方观看图14所示的研磨装置的工作台的俯视图。
图16是概略表示一种实施方式的研磨装置的侧视图。
图17是概略表示一种实施方式的研磨装置的侧视图。
图18是概略表示一种实施方式的研磨装置的侧视图。
图19是概略表示一种实施方式的研磨装置的侧视图。
图20是表示一种实施方式的具备研磨装置的基板处理装置的整体构成俯视图。
图21A是示意表示一种实施方式的基板保持头的构造剖面图。
图21B是从下方观看图21A所示的基板保持头的底视图。
图22A是示意表示一种实施方式的基板保持头的构造剖面图。
图22B是从下方观看图22A所示的基板保持头的底视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的研磨装置的实施方式。附图中，在相同或类似的元件上注记相同或类似的参考符号，而在各种实施方式的说明中省略关于相同或类似元件的重复说明。此外，各种实施方式所示的特征只要彼此不矛盾，也可适用于其他实施方式。
图1是用于一种实施方式的研磨装置1(参照图3)的基板保持头21的说明图。图1(A)是用于一种实施方式的研磨装置1(参照图3)的基板保持头21的剖面图。图1(B)是单独表示图1(A)的凸缘部56的俯视图。图1(C)是放大表示保持图1(A)所示的基板W的下表面29外周部附近的图。图2A是图1(A)所示的基板保持头21的底视图。参照图1(A)～图1(C)、图2A、图2B来说明基板保持头21的构成、及其周边零件的构成。基板保持头21具备：头主体22、止动构件23、外周构件25。
如图1(A)所示，在头主体22的下侧外周部配置有止动构件23。图2A所示的实施方式中，在对应于基板W的4个角部的位置配置有4个止动构件23a，进一步在对应于基板W的4个边部的位置配置有4个止动构件23b。在图1、图2A、图2B所示的基板保持头21中配置有接触头主体22的上部外周侧面26及止动构件23的各个外周侧面27而覆盖的环状外周构件25。外周构件25的外周形状可为四边形。头主体22及止动构件23可如后述吸附、收纳、保持研磨对象物的四边形的基板W(图1(A)中以二点划线表示)。在该状态下，作为头主体22的基板支承面的下表面29与基板W的背面W1直接相对，止动构件23的内周侧面28与基板W的侧面W2直接相对。
基板W可为包含硅基板、玻璃基板、树脂基板、多层配线板的基板、配置了电子元件的封装基板等。止动构件23的材质可依研磨的基板W而变更。例如，基板W是硅基板时，止动构件23的材质通常使用高分子材料或陶瓷材料，例如可为PPS(聚苯硫醚)或PEEK(聚醚醚酮)等硬化塑胶。此外，基板W是玻璃基板时，可使止动构件23的材质为类似基板的玻璃。
如图3所示，在基板保持头21的铅直方向下侧配置有研磨盘38。在研磨盘38的上表面贴合有研磨布39(图3)。研磨布39构成与基板W的被研磨面W3接触。研磨布39的与基板W的被研磨面W3接触的面是研磨面。
如图2A所示，各止动构件23的内周侧面28整体形成有四边形的开口30。开口30的四边形形成比基板W的外周四边形稍大。图2A的止动构件23表示设于对应于基板W的角部的位置的止动构件23a、及设于对应于基板W的边部的位置的止动构件23b。角部的止动构件23a为了防止研磨基板W时，容易产生在基板W角部的过度研磨。一种实施方式也可没有设于对应于基板W边部的位置的止动构件23b。
基板保持头21中，各止动构件23通过位于止动构件23的上部的上部构件31而固定。止动构件23例如可使用螺栓等固定构件而可拆卸地固定于上部构件31。上部构件31局部插入形成于头主体22的下部外周侧面53的凹部32。各止动构件23插入对基板保持面的下表面29相对地可上下运动的凹部32。插入上部构件31的凹部32的部分与贯通头主体22而打入的止动构件23的止转用插销60卡合。在头主体22的中间下表面33形成圆柱形状凹陷的空间部34，各空间部34位于各止动构件23的上部构件31上侧。此外，各空间部34位于上部构件31的长度方向的中央部(参照图2A)。
各空间部34在上部具有各空气供给喷嘴35，各空气供给喷嘴35连接于各空气供给管线36。各空气供给管线36经由断流机构的各阀门V1(参照图3)、控制机构的各第一空气调节器R1(参照图3)连接于供给作为压力流体的压缩空气的压缩空气源42(参照图3)。各空间部34的压力通过各第一空气调节器R1独立控制，且可独立变更。因而，可将各止动构件23分别独立并与基板W独立地对研磨面按压。
空间部34中插入密封构件37，可密封空间部34而维持空间部34的压力。密封构件37在空间部34内部于图1(A)中可上下移动。密封构件37通过空间部34的压力在图1(A)中将按住下侧的止动构件23的上部构件31按住。因而，止动构件23朝向研磨盘38也即研磨布39、研磨面按压。
如上述，止动构件23可拆卸地固定于上部构件31。因而，可依研磨的基板W的材质、及产生过度研磨的区域大小来变更止动构件23的材质及尺寸。图2B是图2A所示的基板W在角部附近的放大图。图2B中，在基板W角部，在被L1、L2、L3包围的三角形表示的区域产生过度研磨。产生过度研磨的区域可预先由实验等测定。配置于基板W角部的L字形的止动构件23的各边长度(R1、R2)也可依过度研磨区域的L1、L2作选择。例如，可选择L1与R1尺寸相同，且L2与R2尺寸相同的止动构件23。此外，也可依基板W上产生过度研磨的大小，调整对止动构件23的研磨面的按压力。
头主体22的下表面29是基板支承面，是形状与基板W大致相同大小的四边形。在保持基板W的下表面29的外周部形成有环状的槽40，槽40中嵌入作为弹性环的环状的橡胶材50(图2A中以二点划线表示，外周与基板W的外周一致地表示。)(图1(C))。在橡胶材50嵌入槽40的状态下，橡胶材50的凸部44从下表面29突出，凸部44接触于研磨对象物的基板W的背面W1。下表面29、橡胶材50的凸部44、基板W的背面W1构成作为空间的空间部43。
头主体22中形成连通于空间部43的第二空气供给喷嘴41，第二空气供给喷嘴41连接于作为供给管线的第二空气供给管线62。第二空气供给管线62经由第二阀门V2(参照图3)、第二空气调节器R2(参照图3)而连接于压缩空气源42(参照图3)，并经由阀门V0(参照图3)而连接于真空排气源49(参照图3)。关闭阀门V0与打开第二阀门V2的状态下，空间部43的压力通过第二空气调节器R2控制成指定压力，因此基板W通过该压力而朝向研磨盘38按压。此外，在关闭第二阀门V2的状态下，通过打开阀门V0，空间部43成为真空，基板W被吸附在下表面29。
橡胶材50由硅橡胶、氟橡胶等形成，且具有前端形成圆形的V字剖面形状的凸部44。由于将凸部44的剖面形状设为前端形成圆形的V字型，因此，即使基板W在研磨盘38上并非完全水平，仍可使橡胶材50与基板W的接触面积最小，且稳定地密封空间部43，来保持空间部43中的压力。
头主体22中形成连接于纯水供给管线46的纯水供给喷嘴45，在止动构件23的上部构件31、头主体22的凹部32中供给纯水，可冲洗流入止动构件23周围间隙的研磨液(浆液)等。纯水供给管线46经由纯水阀门V4(参照图3)、纯水调节器R4(参照图3)连接于纯水供给源47(参照图3)。通过纯水调节器R4供给纯水的压力控制成指定压力，此外，供给量控制成指定的量。
基板保持头21经由陶瓷制的轴承球3连接于头轴2。在头轴2下部，在外周部形成有缺口54，外周部附近形成具有贯通孔55的凸缘部56(参照第一B图)。该缺口54与打入头主体22的第一插销57卡合，而构成可将转矩从缺口54传达至该卡合的第一插销57。因而，转矩从头轴2传达至基板保持头21。贯通孔55中插入螺丝旋入头主体22的带有锷的第二插销58，在凸缘部56与第二插销58的锷之间跨接压缩弹簧59。因而，头轴2通过压缩弹簧59的平衡而铅直地保持。
另外，凹陷形成于头主体22的中间下表面33的空间部34以圆柱形状形成，且位于止动构件23的上部构件31的上侧。此外，在图2A、2B所示的实施方式中，空间部34位于上部构件31的长度方向中央部。空间部34可设置止动构件23的数量，如图2A、2B所示的实施方式设置8个止动构件23时，则设置8个空间部34。仅在角部设置止动构件23a时，空间部34为4个。不过，空间部34的形状、位置、数量不限。例如，也可将空间部34形成立方体形状的空间，而非圆柱形状，止动构件23也可具备多个空间部34，例如具备2个(例如止动构件23的两端部)或3个(例如止动构件23的两端部及中央部)的空间部34。
图3是表示使用基板保持头21的研磨装置1的结构概念图。参照图3，并适当参照图1、图2A、2B说明研磨装置1的构成。研磨装置1具备：基板保持头21、轴承球3、头轴2、研磨盘38、研磨布39、第一空气供给管线36、第二空气供给管线62、第一空气调节器R1、第二空气调节器R2、纯水供给管线46、纯水调节器R4。研磨装置1进一步具备：头固定构件4、连结轴48、空气汽缸5、活塞14、第三空气供给管线51、第三空气调节器R3、旋转筒6、定时滑轮7、定时皮带8、定时滑轮10、马达9、研磨液供给喷嘴13等。
如所述，基板保持头21经由轴承球3而与头轴2卡合。头轴2经由升降及旋转自如地无图示的轴承而与头固定构件4卡合，并经由连结轴48、连结棒61而连结于空气汽缸5内的活塞14。空气汽缸5连接于第三空气供给管线51。第三空气供给管线51经由第三阀门V3、第三空气调节器R3而连接于压缩空气源42。空气汽缸5的压力通过第三空气调节器R3控制成指定的压力。
活塞14通过空气汽缸5的压力而上下运动，连结轴48、基板保持头轴2通过活塞14的上下运动而经由连结棒61上下运动，而从研磨盘38分离或是朝向研磨盘38按压保持于基板保持头21的下表面的基板W。此外，在基板保持头21的上表面与头轴2的下端面形成有收容轴承球3的球轴承，基板保持头21可经由轴承球3相对于研磨盘38或相对于研磨布39以轴承球3为中心而倾斜。另外，轴承球3位于头轴2的中心。
此外，在头轴2安装有旋转筒6，旋转筒6在其外周具备定时滑轮7。而后，定时滑轮7经由定时皮带8连接于设于固定在头固定构件4(也称为支臂)的马达9的定时滑轮10。因此，通过旋转驱动马达9，旋转筒6及头轴2经由定时皮带8及定时滑轮7而一体旋转，基板保持头21通过头轴2的旋转而旋转。此外，头固定构件4的一端被摆动轴64支承并摆动自如。另外，来自头轴2的旋转不传达至连结轴48。
研磨装置1可构成具有控制装置900，并通过控制装置900控制设于研磨装置1的各种传感器及动作机构。控制装置900可由具备输入输出装置、运算装置、存储装置等的一般计算机构成。
其次，参照图1、图2A、2B及图3说明研磨装置1的作用。上述构成的研磨装置1中，在形成于基板保持头21的下表面29的开口30中收纳基板W，打开阀门V0，空间部43的压力为真空，而使基板W吸附于下表面29。另外，具体而言，仅基板W的背面W1的外周接触于橡胶材50的凸部44。
在最初状态，基板保持头21离开研磨盘38而位于研磨盘38上方。其次，将阀门V3从关闭变成打开，通过第三空气调节器R3控制从压缩空气源42通过第三空气供给管线51而供给至空气汽缸5的空气压，而形成指定的压力。空气汽缸5内的压力达到指定值时，由于活塞14移动至下方，因此头轴2、基板保持头21经由连结轴48而移动至下方，基板W装载于研磨布39的研磨面39A上。由于旋转筒6安装于基板保持头轴2，并可在轴方向上相对移动，因此，即使基板保持头轴2上下运动，旋转筒6相对于头固定构件4仍然静止。
将基板W装载于研磨布39上时，由于阀门V3保持打开状态，因此通过空气汽缸5内的压力产生推动活塞14的力使基板保持头21朝向研磨布39按压基板W。另外，所谓朝向研磨布39按压基板W，也表示朝向研磨盘38按压基板W。
其次，将阀门V0从打开变成关闭，进一步将阀门V2从关闭变成打开，通过第二空气调节器R2控制从压缩空气源42通过第二空气供给管线62、第二空气供给喷嘴41供给的空间部43的空气压，而形成指定压力。通过将空间部43的空气压形成指定压力，而朝向研磨布39按压基板W。通过将空间部43加压，能够以均匀的力按压基板W的中央部，研磨基板W的平坦度提高。此外，由于构成有空间部43，因此，即使有研磨液、研磨屑返回基板W的背面W1，仍不致对背面W1形成伤害。
另外，由于仅基板W的背面W1的外周接触橡胶材50的凸部44，因此可更确实吸收基板W的背面W1的形状与从平面的偏差和从水平面的斜度，可更稳定地密封空间部43，可对基板W施加稳定的按压力，基于研磨的基板W的平坦度进一步提高。
另外，由不具有橡胶材50的装置研磨基板时，可使基板整个背面与基板保持头的下表面直接接触来进行研磨。
其次，将全部阀门V1从关闭变成打开，通过第一空气调节器R1分别独立控制从压缩空气源42通过第一空气供给管线36、第一空气供给喷嘴35而供给的空间部34的空气压，形成独立的指定压力。通过将空间部34的空气压形成指定压力，密封构件37以指定按压力按住止动构件23的上部构件31，止动构件23朝向研磨布39(研磨盘38)通过各个按压力而按压。此外，如上述，止动构件23构成与基板W独立地朝向研磨盘38按压，而与基板W独立地上下运动。因而，各止动构件23在基板W周围可独立地按压研磨盘38，可呼应研磨布39表面的凹凸或预测基板W的过度研磨而与基板W独立地上下运动。通过各止动构件23可缓和基板W的角部及各边附近的过度研磨或研磨不足，可使基板W的平坦度提高。
如上述，各止动构件23可彼此独立动作。因此，由于各止动构件23不受其他止动构件23的动作影响而动作来按住基板W周围，因此通过研磨消除基板W的起伏的程度提高，并可使研磨后的平坦度提高。
由于能够以分别独立控制的按压力按压各止动构件23，因此可赋予邻接于基板W的四边形的各角部及各边部的每个区域独立的按压力。因此，例如可减弱邻接于想增大基板W的研磨速度的部位的止动构件23的按压力，增强邻接于想减缓研磨速度的部位的止动构件23的按压力。此外，可增强邻接于基板W上翘部位的止动构件23的按压力，减弱邻接于不致产生翘曲部位的止动构件23的按压力。如此通过控制按压力，可使通过研磨来消除基板W的起伏程度提高。并可使研磨后的平坦度提高。
其次，将阀门V4从关闭变成打开，从纯水供给源47通过纯水供给管线46、纯水供给喷嘴45供给纯水至基板保持头主体22的凹部32。纯水的供给压力或供给量通过纯水调节器R4控制成指定压力及指定量。可通过供给纯水来冲洗进入止动构件23周围间隙的研磨液等。
其次，作为研磨液的研磨液Q从研磨液供给喷嘴13流到研磨布39的上表面，并通过马达9使其旋转。马达9旋转时，定时滑轮10旋转，定时滑轮7经由定时皮带8而旋转，旋转传达至基板保持头轴2。基板保持头轴2旋转时，基板保持头21旋转，通过基板保持头21按压于研磨布39的基板W旋转。此时，止动构件23与基板W同步旋转。另外，由于研磨盘38也通过无图示的旋转驱动装置而在与基板保持头21的旋转方向相同方向旋转，因此在基板W与研磨布39的研磨面39A之间产生相对运动，对基板W的被研磨面W3进行化学性、机械性研磨。由于作为研磨液的研磨液Q从研磨液供给喷嘴13流到研磨布39上表面，因此在研磨布39中保持研磨液Q，基板W在其被研磨面W3与研磨布39之间保留研磨液Q的状态下被研磨。
图4A是示意表示一种实施方式的基板保持头21的构造剖面图。图4A是相当于从后述的图4B中的箭头A方向观看的剖面图。基板保持头21经由轴承球3连结于头轴2的下端。轴承球3容许基板保持头21与头轴2彼此倾斜，且将头轴2的旋转传达至基板保持头21的球接头。基板保持头21具备：大致圆盘状的头主体22；及配置于头主体22下部的止动构件23。头主体22可由金属或陶瓷等强度及刚性高的材料形成。此外，止动构件23可由刚性高的树脂材或陶瓷等形成。
在形成于头主体22及止动构件23内侧的空间内，收容有抵接于基板W的弹性垫70。并在弹性垫70与头主体22之间设有多个压力室(气囊)P1、P2。压力室P1、P2通过弹性垫70与头主体22而形成。在压力室P1、P2中经由各个流体路径81、83供给加压空气等的加压流体，或是可真空吸引。中央的压力室P1形成对应于基板W不易产生过度研磨的区域(例如图2A所示的基板W的中央区域)的形状，压力室P2形成对应于基板W容易产生过度研磨的区域(例如图2A所示的基板W的角部区域)的形状。图4B是从下方观看图4A所示的基板保持头21的底视图。不过，图4B仅表示基板W的部分，其他部分省略。图4B表示将基板W保持于基板保持头21时的压力室P1、P2的配置。如上述，压力室P2基板W容易产生过度研磨的区域，且如图4B所示，配置在对应于以四边形基板W的四个角的三角形表示的位置的区域。压力室P1是压力室P2以外的区域。另外，一种实施方式为除了压力室P1、P2以外，也可设置其他压力室及用于对其供给流体的流体路径。也可通过将其他压力室真空吸引而使基板W保持于基板保持头21的弹性垫70，并通过在其他压力室中供给氮气、干燥空气、压缩空气等，也可从基板保持头21释放基板W。再者，为了使基板W真空吸附于基板保持头21的弹性垫70，也可先在任意压力室的基板侧的一部分形成孔。
压力室P1、P2的内部压力可彼此独立地变化，由此，可独立地调整对基板W中央部及4个角部的按压力。再者，如图示的实施方式，有多个压力室P2时，各个压力室可彼此独立地控制内部压力。图4A所示的实施方式中，弹性垫70以从连续的一个弹性构件形成压力室P1、P2的方式形成。
基板W的周端部被止动构件23包围，避免研磨中基板W从基板保持头21飞出。在止动构件23与头主体22之间配置有弹性囊73，在该弹性囊73内部形成有压力室Pr。止动构件23通过弹性囊73的膨胀/收缩，可对头主体22相对地上下运动。压力室Pr中连通有流体路径86，加压空气等的加压流体可通过流体路径86而供给至压力室Pr。压力室Pr的内部压力可调整。因此，可与对基板W的研磨布39的按压力独立地调整对止动构件23的研磨布39的按压力。图4A、4B所示的实施方式的基板保持头21中，如图2A、2B所示，其构成具备多个止动构件23，可通过各弹性囊73将各止动构件23分别独立地调整对止动构件23的研磨布39的按压力。此外，在图4A、4B及以下说明的图5A、5B至图7A、7B所示的实施方式的基板保持头21中，止动构件23及其安装机构、移动机构也可采用按照图1、图2A、2B说明的构造。
图5A是示意表示一种实施方式的基板保持头21的构造剖面图。图5A相当于从后述的图5B中的箭头A方向观看的剖面图。图5A所示的基板保持头21，除了形成压力室P1、P2的弹性垫70的构造之外，可采用与图4A说明的基板保持头21同样的构成。图5A所示的实施方式的基板保持头21中，压力室P1与图4A、4B同样地通过单一的弹性垫70形成。图5A所示的实施方式的基板保持头21中，压力室P2通过与形成压力室P1的弹性垫70不同的弹性垫70-2而形成，并形成于压力室P1的空间内。压力室P2也可说是双重构造。图5A的实施方式中，也与图4A的实施方式同样地，中央的压力室P1形成对应于基板W不易产生过度研磨的区域(例如图2A所示的基板W的中央区域)的形状，压力室P2形成对应于基板W容易产生过度研磨的区域(例如图2A所示的基板W的角部区域)的形状。图5B是从下方观看图5A所示的基板保持头21的底视图。不过，图5B仅表示基板W的部分，其他部分省略。图5B表示将基板W保持于基板保持头21时的压力室P1、P2的配置。如上述，压力室P2是基板W容易产生过度研磨的区域，且如图5B所示，配置在对应于以四边形基板W的四个角的三角形表示的位置的区域。压力室P1是压力室P2以外的区域。另外，一种实施方式如上述，除了压力室P1、P2以外，也可设置其他压力室及用于对其供给流体的流体路径。形成压力室P1的弹性垫70、与形成压力室P2的弹性垫70-2也可使用相同材料，或是也可使用不同材料。
图6A是示意表示一种实施方式的基板保持头21的构造剖面图。图6A是相当于从后述的图6B中的箭头A方向观看的剖面图。图6A、6B所示的基板保持头21，除了形成压力室P1、P2的弹性垫70的构造之外，可采用与图4A说明的基板保持头21同样的构成。
图6A所示的实施方式的基板保持头21中，压力室P1与图4A、4B同样地通过单一的弹性垫70形成。图6A所示的实施方式的基板保持头21中，压力室P2通过与形成压力室P1的弹性垫70不同的弹性垫70-2而形成，此外，压力室P2与压力室P1邻接形成。图6A的实施方式中，仍与图4A、4B的实施方式同样地，中央的压力室P1形成对应于基板W不易产生过度研磨的区域(例如图2A所示的基板W的中央区域)的形状，压力室P2形成对应于基板W容易产生过度研磨的区域(例如图2A所示的基板W的角部区域)的形状。图6B是从下方观看图6A所示的基板保持头21的底视图。不过，图6B仅表示基板W的部分，其他部分省略。图6B表示将基板W保持于基板保持头21时的压力室P1、P2的配置。如上述，压力室P2是基板W容易产生过度研磨的区域，且如图6B所示，配置在对应于以四边形基板W的四个角的三角形表示的位置的区域。压力室P1是压力室P2以外的区域。另外，一种实施方式如上述，除了压力室P1、P2以外，也可设置其他压力室及用于对其供给流体的流体路径。形成压力室P1的弹性垫70、与形成压力室P2的弹性垫70-2也可使用相同材料，或是也可使用不同材料。
图7A是示意表示一种实施方式的基板保持头21的构造剖面图。图7A是相当于从后述的图7B中的箭头A方向观看的剖面图。图7A所示的基板保持头21与图4A、4B至图6A、6B的实施方式的基板保持头21同样，不过进一步具备新增的压力室P3。压力室P3在压力室P1内部空间通过另外的弹性垫70-4而形成。压力室P3也可说是双重构造。压力室P3中可经由流体路径84供给加压空气等的加压流体，或是可真空吸引。图7A所示的实施方式中，压力室P3基本上配置于不易产生过度研磨的区域(例如图2A所示的基板中央区域)的一部分。压力室P3能够以对应于研磨对象的基板上形成有特定图案(元件构造等)的位置的方式设置。因而，在基板上可分别控制对有图案的区域与无图案的区域的按压压力，并可控制各个区域的研磨量。图7B是从下方观看图7A所示的基板保持头21的底视图。不过，图7B仅表示基板W的部分，其他部分省略。图7B表示将基板W保持于基板保持头21时的压力室P1、P2、P3的配置。如上述，压力室P2是基板W容易产生过度研磨的区域，且如图7B所示，配置于与四边形的基板W的四个角的三角形表示的位置对应的区域。压力室P3如上述能够以对应于研磨对象的基板上形成有特定图案(元件构造等)的位置的方式设置，一个例子为图7B在基板W的中央附近，在4个四边形区域设有压力室P3。压力室P1是压力室P2、P3以外的区域。另外，一种实施方式如上述，除了压力室P1、P2、P3之外，也可设置其他压力室及用于对其供给流体的流体路径。
图21A是示意表示一种实施方式的基板保持头21的构造剖面图。图21A是相当于从后述的图21B中的箭头A方向观看的剖面图。图21A、21B所示的基板保持头21除了形成压力室P1～P5的弹性垫70的构造之外，可采用与图4A、4B说明的基板保持头21同样的构成。图21A、21B所示的实施方式的基板保持头21中，压力室P1、P3、P4、P5从中心部向外侧同心圆状形成。压力室P1～P5与图4A、4B所示的实施方式同样地可通过单一的弹性垫70形成。或是，也可通过不同的弹性垫形成各压力室P1～P5的全部或一部分。此外，压力室P1～P5的一部分如图7A、7B所示地也可形成双重构造。如图21A所示，压力室P1、P3、P4、P5中分别连通有流体路径81、84、85、87，通过在流体路径81、84、85、87中供给空气等流体，可分别独立地控制压力室P1、P3、P4、P5的压力。图21B是从下方观看图21A所示的基板保持头21的底视图。不过，图21B仅表示基板W的部分，其他部分省略。图21B表示将基板W保持于基板保持头21时的压力室P1～P5的配置。如上述，压力室P2是基板W容易产生过度研磨的区域，且如图21B所示，配置于与四边形的基板W的四个角的三角形表示的位置对应的区域。压力室P1、P3、P4、P5如上述从中心部朝向外侧形成同心圆状。这种压力室的配置特别是在研磨大型基板时有效。对于大型基板，会在基板的中心部、中间部、端部产生研磨量的差异。因此，如本实施方式，通过控制在基板各区域对研磨布39的按压力，可使基板研磨的面内均匀性提高。另外，图21A、21B的实施方式中，同心圆状的压力室P1、P3、P4、P5分割成4个，不过同心圆状的压力室数量不限，也可分割成4个以上或以下来构成。
图22A是示意表示一种实施方式的基板保持头21的构造剖面图。图22A是相当于从后述的图22B中的箭头A方向观看的剖面图。图22A、22B所示的基板保持头21除了形成压力室P1～P7的弹性垫70的构造的外，可采用与图4A、4B说明的基板保持头21同样的构成。图22A、22B所示的实施方式的基板保持头21中，压力室P1、P3、P4、P5、P6与图21A、21B的实施方式同样地从中心部朝向外侧形成同心圆状。图22A、22B所示的实施方式中，在对应于基板W的边部的位置也设有压力室P7。图22A、22B的实施方式中，边部的压力室P74处。这些压力室P1～P7与图4A、4B所示的实施方式同样地可通过单一的弹性垫70形成。或是，也可通过不同的弹性垫形成各压力室P1～P0的全部或一部分。此外，压力室P1～P7的一部分如图7A、7B所示也可形成双重构造。如图22A所示，压力室P1、P3、P4、P5、P6、P7分别连通有流体路径81、84、85、87、88、89，通过在流体路径81、84、85、87、88、89中供给空气等流体，可分别独立地控制压力室P1、P3、P4、P5、P6、P7的压力。另外，图22A、22B所示的实施方式中，设有4个压力室P7。这些压力室P7也可构成可彼此独立控制。图22B是从下方观看图22A所示的基板保持头21的底视图。不过，图22B仅表示基板W的部分，其他部分省略。图22B表示将基板W保持于基板保持头21时的压力室P1～P7的配置。如上述，压力室P2是基板W容易产生过度研磨的区域，且如图22B所示，配置于与四边形的基板W的四个角的三角形表示的位置对应的区域。压力室P1、P3、P4、P5、P6如上述从中心部朝向外侧形成同心圆状，压力室P7形成于与基板W的边部对应的位置。这种压力室的配置特别是在研磨大型基板时有效。对于大型基板，会在基板的中心部、中间部、端部产生研磨量的差异。因此，如本实施方式，通过控制在基板各区域对研磨布39的按压力，可使基板研磨的面内均匀性提高。特别是在图22A、22B所示的实施方式中，除了基板W的角部之外，也可控制边部的研磨量，可使基板研磨的面内均匀性提高。另外，图22A、22B的实施方式中，同心圆状的压力室P1、P3、P4、P5、P6分割成5个，不过同心圆状的压力室数量不限，也可是分割成5以上或以下而构成。
图21A、21B所示的实施方式中，组合了(1)在角部的压力室P2、及(2)椭圆形状的多个压力室P1、P3、P4。图22A、22B所示的实施方式中，组合了(1)在角部的压力室P2、(3)大致四边形状的多个压力室P1、P3～P5、及(4)边部的压力室P7。这些压力室的形状及配置的特征(1)～(4)可任意组合。此外，各压力室的数量不限。(2)中的椭圆形状的多个压力室P1、P3、P4、及(3)中的大致四边形状的多个压力室P1、P3～P5的中心也可一致，也可不一致。为了提高四边形基板的研磨均匀性，可采用适当的压力室构造。
图4A、4B至图7A、7B及图21A、21B、图22A、22B所示的实施方式中，可通过压力室P1～P7的每个区域来控制基板W与研磨布39的接触压力。此外，分别设有多个压力室P1～P7时，可独立控制各个压力室P1～P7的压力。因而，可避免基板W产生局部过度研磨及研磨不足，可使研磨后的基板的平坦度提高。
图8A是示意表示一种实施方式的基板保持头21的底视图。图8A仅表示基板保持头21的止动构件23与基板W，其他构造省略。图8A的实施方式中，基板W是四边形。图8A的基板保持头21具备外形圆形或椭圆形的止动构件23。或是，止动构件23也可是角部具备弯曲形状的外形为大致四边形。图8A所示的止动构件23的形状由于并无尖锐的角部，因此相对于止动构件23的旋转，并无止动构件23造成按压分布的急剧的变化部。因而，即使将四边形基板W设置于内部，按压分布在角部不致急剧变化而可均匀研磨。
图8A所示的实施方式中，在止动构件23朝向研磨布39的面形成有多条槽90。如图8A所示，槽90形成大致放射状。因而，使基板保持头21旋转而且研磨基板W时，可在配置于止动构件23内侧的基板W表面有效导入浆液，并可进行浆液的更新。此外，数条槽90能够以从基板侧朝向外侧而槽的宽度变大的方式形成。图8A所示的止动构件23的槽90，其槽宽度从基板侧朝向外侧变大。此外，一种实施方式为止动构件23的数条槽90也能够以从外侧朝向基板侧槽90的宽度变大的方式形成，再者，也可从基板侧朝向外侧宽度变大的槽、与从外侧朝向基板侧宽度变大的槽混合。通过止动构件23的槽90的形状与基板保持头21的旋转方向，可有效对基板W表面导入浆液，及从基板W表面排出浆液。例如，图8A所示的止动构件23的槽90形成放射状，槽90的宽度朝向止动构件23外侧变大。因而，使基板保持头21从图8A的纸面上方观看为顺时钟旋转时，在研磨时基板W表面容易导入浆液，反之使基板保持头21逆时钟旋转时，在研磨时容易从基板W表面排出浆液。一种实施方式中，也可形成在研磨时容易将浆液导入基板W表面的槽90、与研磨时容易从基板W表面排出浆液的槽90这两者，而可有效进行浆液对基板W表面的循环。
图8B是示意表示图8A所示的基板保持头21的剖面图。图8B中，为了图示清晰化，仅表示止动构件23、基板W、研磨盘38、及研磨布39。止动构件23对基板保持头21的安装构造、移动机构、基板W的保持构造等可采用任何构造，例如可采用图1、图4A、4B说明的构造。
图9是概略表示一种实施方式的研磨装置1的侧视图。图9的研磨装置1具备保持四边形基板W的基板保持头21。基板保持头21的详细构造不限，例如，可为具备本说明书揭示的任意构造的基板保持头21。图9的研磨装置1具备可旋转的研磨盘38及配置于研磨盘38上表面的研磨布39。此外，图9的研磨装置1具备用于对研磨布39表面供给浆液的研磨液供给喷嘴13。研磨保持于基板保持头21的基板W时，将基板保持头21按压于研磨布39，通过研磨液供给喷嘴13供给浆液至研磨布39，而且使研磨盘38及基板保持头21分别旋转。图9的研磨装置1具备在基板W研磨中，使基板保持头21在与研磨布39表面平行的方向(例如圆形研磨盘38的半径方向)移动的移动机构。基板保持头21通过该移动机构的移动量如图9所示，当研磨四边形基板W时，能够以基板W的一部分从研磨布39伸出的方式来决定。如图9所示，将研磨盘38的旋转轴与基板保持头21的旋转轴间的最大距离(也称为“摆动范围”)设为R，将研磨布39的半径设为r1，并将基板保持头21的半径(与四边形基板W外切的圆的半径)设为r2时，使R＞(r1-r2)来控制基板保持头21的移动范围时，四边形基板的一部分从研磨布39伸出。如上述，研磨四边形基板W时，容易在基板W的角部产生过度研磨。如图9的研磨装置1，通过以四边形基板W的一部分从研磨布39伸出的方式使基板保持头21移动，而且研磨基板W，在研磨中，产生基板W的角部未接触研磨布39的时间，可减低基板W角部的研磨量，可抑制角部过度研磨。基板保持头21的摆动范围可通过研磨量的模拟或实验来决定。
另外，图9的实施方式的研磨装置1中，增大基板保持头21的摆动范围R，在研磨中四边形基板W的一部分可从研磨布39伸出，不过，其他实施方式也可控制摆动范围R变小。通过缩小基板保持头21的摆动范围R，可缩小研磨盘38及研磨布39，可实现小型的研磨装置。缩小摆动范围R时，摆动范围R例如可为0.1mm～50mm。
图9所示的研磨装置1中，研磨盘38可具备用于检测基板W的研磨终点的传感器100。
图10是概略表示一种实施方式的具备传感器100的研磨盘38的剖面图。图10表示设有研磨盘38的传感器100的部分。如图10所示，传感器100配置于研磨盘38。传感器100可使用涡电流传感器、光学式传感器、光纤传感器等。传感器100构成可通过有线或无线而与控制装置900(图3)联络。传感器100使用光学式传感器时，在研磨布39的一部分设置缺口102。在缺口102的位置配置观察窗口104。经由观察窗口104可通过光学式的传感器检测光照射与反射光。可从研磨中基板W的反射率的变化等检测基板W的研磨终点。传感器100使用光纤传感器时，也可不用观察窗口104。此时，可从光纤传感器周围供给纯水而且进行检测。也可将多个传感器100配置于研磨盘38。例如，也可配置于研磨盘38的中心部与周边部，监视来自两方传感器100的信号来决定基板W的研磨终点。此外，通过使用多个传感器100，可监视基板W的多个区域的研磨面的膜厚。能够以基板W的多个区域的研磨终点变成同时刻的方式，依据来自多个传感器100的信号控制研磨条件。例如，可变更上述止动构件23的按压力、或是在图4A、4B至图7A、7B的实施方式中变更压力室P1、P2、P3的压力等。
进行浆液更新化的方式可采用以下方式。例如，在图3所示的实施方式中，在摆动轴64上安装头固定构件4，并在头固定构件4前端安装有基板保持头21。基板保持头21与安装了研磨布39的研磨盘38一起旋转，进行安装于基板保持头21的基板W的研磨。此时，从研磨液供给喷嘴13对研磨布39供给浆液等的处理液，而一种实施方式使头固定构件4通过摆动轴64回转，使头固定构件4定期从研磨盘38上退开，可冲洗残留于研磨布39上的浆液。此外，一种实施方式也可使头固定构件4通过摆动轴64回转，不使头固定构件4从研磨盘38上退开，而使基板保持头21向上方向移动，基板W及止动构件23从研磨布39离开时，冲洗残留于研磨布39上的浆液，并供给新的浆液。这些浆液更新方式特别是对于长边超过300mm的大型基板有利。此因，为大型基板时，进入基板中心部的浆液的更新困难。
图11是概略表示一种实施方式的研磨装置1的侧视图。图11的研磨装置1具备保持四边形基板W的基板保持头21。基板保持头21的详细构造不限，例如，可为具备本说明书揭示的任意构造的基板保持头21。图11的研磨装置1具备可旋转的研磨盘38及配置于研磨盘38上表面的研磨布39。此外，图11的研磨装置1具备用于对研磨布39表面供给浆液的研磨液供给喷嘴13。研磨保持于基板保持头21的基板W时，将基板保持头21按压于研磨布39，通过研磨液供给喷嘴13供给浆液至研磨布39，而且使研磨盘38及基板保持头21分别旋转。图11所示的研磨装置1具备温度控制部150。温度控制部150用于控制研磨布39的温度。图11所示的实施方式的研磨装置1具备可接触于研磨布39而构成的温度控制构件152。温度控制构件152例如可由加热器内置型的陶瓷构件、或具备温度调整后的液体通过的流体流路的陶瓷构件等构成。基板W研磨中，通过使控制温度的温度控制构件152接触于研磨布39，可控制研磨布39的温度。另外，温度控制构件152上连结用于使温度控制构件152在与基板W表面平行的方向及垂直于基板表面的方向上移动的移动机构(无图示)。通过该移动机构使温度控制构件152在研磨中适当移动，可避免在基板W研磨中，基板保持头21与温度控制构件152干扰。
图12是概略表示具备一种实施方式的温度控制部150的研磨盘38的剖面图。图12所示的研磨盘38在研磨布39下方具备温度控制构件152。一种实施方式中，图12的温度控制构件152具备由电热线等形成的加热器154。此外，一种实施方式为图12的温度控制构件152具备供调整温度后的液体或气体通过的流体通路156。温度控制构件152可为具备这些加热器154或流体通路156的陶瓷构件。图12所示的研磨盘38可通过调整温度后的温度控制构件152来控制研磨布39的温度。
图13是表示一种实施方式的研磨方法的流程图。图13的流程图表示研磨基板两面的方法的一例。实现本方法的研磨时，可使用任意研磨装置，也可使用具备本说明书揭示的特征的研磨装置1，或是也可使用其他研磨装置。首先，为了形成基准面，而研磨研磨对象的基板W的第一面。此时，第一面进行硬底(Hard Back)研磨。为了进行硬底研磨，使基板W保持于具备陶瓷等硬质板的基板保持头21。此时，也可使用硬质底材，此外，也可使用树脂制的吸附薄膜将基板W安装于基板保持头21。在基板W的第一面形成基准面后，其次研磨基板W的第一面的相反侧的第二面。进行本方法的研磨装置1中，用于在研磨装置1中搬送基板的搬送机构具备使基板W反转的反转机构。通过该反转机构使基板W反转，基板W的第二面朝向研磨布39方向而使基板W保持于基板保持头21。研磨基板W的第二面时进行软底(Soft Back)研磨。研磨第二面后，再度使基板W反转，对第一面进行软底研磨。另外，执行本方法的研磨装置1中，形成基准面时，以硬底研磨第一面时，也可构成具备硬底用基板保持头、与软底用基板保持头的两种头。此外，形成基准面时，也可进行软底研磨。此外，也可不研磨基板W的两面，而仅研磨一面。例如，为了形成基准面也可研磨第一面，然后使基板反转来研磨第二面。研磨基板时，通过利用本说明书揭示的止动构件23及弹性垫70，可控制基板W对研磨布39的按压力，而提高研磨的均匀性。硬底研磨时，也可不使用止动构件23，而将基板W周围的槽构造在研磨布39的高度方向(相对于基板W的面垂直的方向)的余隙调整在±10μm～1000μm的范围。
以本说明书揭示的研磨装置1研磨基板时，可在任意研磨条件下进行研磨。例如可在以下研磨条件下进行研磨。要消除基板W上产生的大的起伏时，可使用固定研磨粒。例如可用于形成上述基准面时，可使用具备固定研磨粒的研磨布39。固定研磨粒例如包括下述。可使用氧化铈(CeO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化二铝(Al2O2)、氧化锆(ZrO2)、氧化锰(MnO2)、三氧化二锰(Mn2O3)等。研磨绝缘膜时宜为氧化铈(CeO2)、三氧化二铝(Al2O3)，研磨金属膜时，宜为三氧化二铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)。了解到这些研磨粒使用微细的研磨粒时，可实现无刮痕的研磨，而将微细的研磨粒加工成以较小的力即可分散的造粒粉用于固定研磨粒，即可实现无刮痕的研磨。研磨粒例如可为平均粒径1.0μm以上，平均粒径10μm以下。例如，在基板粗削研磨时使用平均粒径为数μm的固定研磨粒，进一步在加工研磨时可使用平均粒径为数百nm的固定研磨粒。并使用硬质或软质粘合剂将这些研磨粒固定于研磨垫等。此外，基板研磨时也可使用不织布研磨材。不织布研磨材例如以Scotch-Brite(登陆商标)为代表，可使用在一条条合成纤维上以结合剂结合研磨粒。不织布研磨材依其纤维构造，为了研磨而施加的力会因为纤维的弹性效应(弹力性)而分散，所以可防止切削过度或留下深的刮痕。此外，研磨基板W时，也可使用CMP时使用的浆液。浆液例如含有由以2-喹啉羧酸、氧化剂、聚硅氧烷被膜等界面活性剂覆盖表面的硬质无机化合物粒子(材质：氧化铝、氧化铈或铝、铜、硅、铬、铈、钛、碳、铁中至少1种的元素为主要成分的氧化物、碳化物、或氮化物，或是这些各化合物的混合物或混晶物)构成的研磨粒及水。氧化剂例如可使用过氧化氢(H2O2)、次氯酸苏打(NaClO)等。浆液中的研磨粒含量宜为0.1～50重量％。此外，也可使用在基板粗削研磨时使用固定研磨粒，在加工研磨时使用浆液的CMP研磨。
图14是概略表示一种实施方式的研磨装置1的侧视图。图14的研磨装置1具备保持四边形基板W的工作台238。工作台238构成例如可通过马达等而旋转。此外，工作台238构成例如可通过真空吸附等而在上表面固定四边形基板W。基板W以被研磨面在上方的方式固定于工作台238。再者，工作台238在包围四边形基板W的位置具备止动构件223。另外，在图14及后述的图15至图19所示的实施方式中，也可使用形成图4A、4B至图7A、7B说明的压力室P1、P2、P3的弹性垫70、70-2、70-4等，各区域可控制基板W与后述的研磨垫239的接触压力。此时，形成压力室P1、P2、P3的弹性垫70、70-2、70-4及流体路径81、83、84设于工作台238。此外，一种实施方式将基板W保持于工作台238时，也可使用上述的硬底方式。
图15是从上方观看图14所示的研磨装置1的工作台238的俯视图。图14所示的实施方式中，工作台238以包围四边形基板W的方式具备8个止动构件223。另外，图15中，以符号223a表示邻接于基板W角部而配置的止动构件，并以符号223b表示邻接于基板W边部而配置的止动构件。各止动构件23使用与图1、图2A、2B一起说明的对基板保持头21安装止动构件23的构造类似构造，可拆卸地固定于工作台238。此外，图1、图2A、2B的实施方式中，止动构件23与可在垂直于基板W的面的方向移动者同样地，图14的实施方式中，各止动构件223也可构成可变更垂直于工作台238的基板支承面的方向的高度。典型而言，止动构件223设定成在基板W固定于工作台238的状态下，止动构件223表面比基板W表面稍高的位置。如此，通过设定止动构件223的高度，真是研磨基板W时，可防止基板W的缘部，特别是角部过度研磨。
图14、15所示的工作台238可旋转，不过，其他实施方式的工作台238也可为取代其或是新增而具备使工作台238在与基板W的平面平行的方向移动的移动机构、及/或使工作台238在与基板的平面垂直的方向移动的移动机构者。
图14所示的研磨装置1进一步具备可通过马达等而旋转的研磨头221。在研磨头221中安装研磨垫239。一种实施方式为具备：使研磨头221在平行于基板W平面的方向上移动的移动机构；及使研磨头221在与基板W平面垂直的方向上移动的移动机构。此外，一种实施方式为研磨垫239的面积比基板W的面积小。
图14所示的研磨装置1进一步具备用于在保持于工作台238的基板W上供给浆液及/或水等液体的喷嘴213。研磨保持于工作台238的基板W时，使研磨头221向基板W方向移动，使研磨头221旋转而且将研磨垫239按压于基板W来研磨基板W。研磨中，通过使研磨头221在基板W上移动，并使工作台238旋转，可研磨整个基板W。
图16是概略表示一种实施方式的研磨装置1的侧视图。图16的研磨装置1具备：保持四边形基板W的工作台238；可旋转的研磨头221；用于在保持于工作台238的基板W上供给浆液及/或水等液体的喷嘴213。图16所示的研磨装置1除了具备2个研磨头221的外，可与图14、15说明的实施方式同样。此外，研磨头221也可并非2个而采用任意数量的研磨头221。图16的实施方式的研磨装置1由于具备多个研磨头221，因此可进行各种研磨。例如，对整个基板W进行粗研磨时，也能够以多个研磨头221同时执行研磨，加工研磨时以一个研磨头221进行基板的研磨。此外，可分别独立地控制多个研磨头221。此外，一种实施方式为在具备多个研磨头221的研磨装置1中，至少一个研磨头221是磨削刃(砂轮)，至少一个研磨头221可作为研磨垫239。该实施方式中，也可设置多个喷嘴213。多个喷嘴213例如可为供给浆液喷嘴、供给磨削液喷嘴、供给纯水喷嘴等。这些多个喷嘴213在磨削时、CMP研磨时、及冲洗残留浆液及研磨粒等时可切换使用。一种实施方式为粗研磨可使用磨削，加工研磨时可使用CMP。该实施方式的优点如下，进行封装基板研磨时，即使假设从树脂铸型状态的研磨或从金属成膜状态的研磨，表面状态会有比半导体微细加工处理大的凹凸。将小至微米尺寸的凹凸加工成纳米尺寸平坦度的研磨时CMP较优。另外，将比较大的凹凸，例如从微米尺寸至厘米尺寸的凹凸研磨成微米尺寸的平坦度时磨削较优。因而，封装基板成膜后的粗研磨以磨削进行，微米尺寸的凹凸或终点为止的研磨量若为数十微米以下，以CMP进行加工研磨时可有效达成精度佳的研磨。
图17是概略表示一种实施方式的研磨装置1的侧视图。图17的研磨装置1具备：保持四边形基板W的工作台238；可旋转的研磨头221；用于在保持于工作台238的基板W上供给浆液及/或水等液体的喷嘴213。图17所示的研磨装置1除了研磨头221的外，可与图14、15所示的研磨装置1同样的构成。图17所示的实施方式中，研磨头221具备用于检测研磨终点的传感器100。传感器100与设于图9说明的研磨盘38的传感器100同样地可使用涡电流传感器、光学式传感器、光纤传感器等。传感器100构成可通过有线或无线而与控制装置900(参照图3)联络。一种实施方式如图17所示，传感器100使用的配线可通过研磨头221的头轴202。如图示，传感器100在研磨头221中设置于靠近基板W的位置。传感器100是光学式传感器时，在配置传感器100的位置，在研磨垫239设缺口212，在缺口212部分配置由透明玻璃等构成的观察窗口204。因而，可经由观察窗口204进行光学传感器的雷射向基板W的照射及来自基板W的反射光的测定。此外，一种实施方式也可没有观察窗口204。此时，可从传感器100周围供给纯水而且进行检测。另外，传感器100如图16所示，也可适用于具备多个研磨头221的研磨装置1。此时，传感器100也可仅设于多个研磨头221的一个，或是，也可分别设于多个研磨头221。
图17所示的实施方式中，用于在基板W上供给浆液及/或水等液体的喷嘴213设于研磨头221内。如图17所示，喷嘴213配置于观察窗口204。喷嘴213经由通过研磨头221的头轴202内部的配管，而连结于浆液、纯水及/或清洗液等液体供给源。因而，在图17所示的研磨装置1中，可从研磨头221直接将浆液等有效供给至研磨基板W的部位。另外，图17中，传感器100及喷嘴213两者组合于研磨头221中，不过一种实施方式也可仅任何一方组合于研磨头221中。例如，仅传感器100设置于研磨头221时，喷嘴213例如图14所示地可配置于研磨头221外部。此外，也可不具传感器100，而将喷嘴213设置于研磨头221。此时，不需要图17所示的研磨垫239的缺口212及观察窗口204。
图18是概略表示一种实施方式的研磨装置1的侧视图。图18的研磨装置1具备：保持四边形基板W的工作台238；可旋转的研磨头221；用于在保持于工作台238的基板W上供给浆液及/或水等液体的喷嘴213。图18所示的实施方式中，除了工作台238之外，可采用任意构成，例如可采用与图14至图17一起说明的研磨装置1同样的构成。图18所示的实施方式中，工作台238具备水平度调整机构250。水平度调整机构250具有：设置于工作台238上表面的平坦的底座252；及设于底座252下部的多个高度调整机构254。通过调整多个高度调整机构254的高度，可调整底座252的斜度。研磨大型基板W时，当基板W的设置面并非水平时，基板W的端部在z方向(垂直于基板面的方向)的位置差异变大，且研磨的终点检测的误差变大。配置于底座252下方的高度调整机构254可为压电元件、微型致动器、活动载台等。高度调整机构254的调整精度宜为0.1μm至1μm程度。
图19是概略表示一种实施方式的研磨装置1的侧视图。图19的研磨装置1具备：保持四边形基板W的工作台238；可旋转的研磨头221；用于在保持于工作台238的基板W上供给浆液及/或水等液体的喷嘴213。工作台238、研磨头221、喷嘴213可采用与图14至图18说明的实施方式同样的构成。图19所示的研磨装置1中，研磨头221安装于头轴202。头轴202经由旋转自如的无图示的轴承而与头固定构件214(也称为支臂)卡合。此外，头固定构件214的一端可通过摆动轴264而支承，并通过摆动马达266使头固定构件214摆动。通过使头固定构件214摆动，可使研磨头221在基板W的面内方向移动，而可研磨整个基板W。此外，摆动轴264可在垂直于基板W的面的方向移动，由此可控制研磨垫239对基板的按压力。另外，研磨装置1的驱动机构也可与图3说明为同样的构成。图19的实施方式的研磨装置1中，为了检测研磨终点，通过测定设于头固定构件214的用于测定研磨垫239相对于基板W的按压力的负载传感器造成的转矩变动；及/或测定摆动马达266的马达电流变动值造成的转矩变动，即可进行研磨终点检测。通过研磨垫239研磨基板W时，当基板W上研磨的层的研磨结束，而下层出现时，研磨垫239与基板W表面间的滑动阻力变化。通过检测该变化作为转矩变动，可进行基板W的研磨终点检测。图19的实施方式中的终点研磨中，测定转矩变动时，因为介有头固定构件214，所以可有效测定研磨垫239与基板W间的力变动作为电流变动。因而，与过去终点检测是测定研磨头221及旋转工作台238的转矩变动时比较，本实施方式的终点检测可以高灵敏度进行终点检测。另外，图19所示的研磨装置1中，除了与图19一起说明的构成的外，可采用任意构成，例如可使用本说明书所说明的其他实施方式的构成。
图20是表示一种实施方式的具备研磨装置1的基板处理装置1000的整体构成俯视图。
＜基板处理装置＞
图20是基板处理装置1000的俯视图。如图20所示，基板处理装置1000具备：装载/卸载单元200、研磨单元300、清洗单元400。此外，基板处理装置1000具备用于控制装载/卸载单元200、研磨单元300、及清洗单元400的各种动作的控制单元500。以下，对于装载/卸载单元200、研磨单元300、及清洗单元400作说明。
＜装载/卸载单元＞
装载/卸载单元200用于将进行研磨及清洗等处理前的基板W送交研磨单元300，并且将进行研磨及清洗等处理后的基板W从清洗单元400收取的单元。装载/卸载单元200具备多个(本实施方式4台)前装载部220。前装载部220中分别搭载用于贮存基板的匣盒222。
装载/卸载单元200具备：设置于框体1002内部的轨道230；及配置于轨道230上的多个(本实施方式2台)搬送机器人240。搬送机器人240将进行研磨及清洗等的处理前的基板W从匣盒222取出而送交研磨单元300。此外，搬送机器人240将进行研磨及清洗等处理后的基板W从清洗单元400收取而送回匣盒222。
＜研磨单元＞
研磨单元300用于进行基板W的研磨的单元。研磨单元300具备：第一研磨单元300A、第二研磨单元300B、第三研磨单元300C、及第四研磨单元300D。第一研磨单元300A、第二研磨单元300B、第三研磨单元300C、及第四研磨单元300D也可为相同构成，也可为不同构成。此外，第一研磨单元300A、第二研磨单元300B、第三研磨单元300C、及第四研磨单元300D的至少一个可具备研磨装置1，该研磨装置1具备本说明书揭示的任意特征。一例为第一研磨单元300A可为具备上述任意的研磨盘38、及上述任意的基板保持头21。第一研磨单元300A具备用于对研磨布39供给研磨液或修整液的处理液供给喷嘴13。研磨液例如浆液。修整液例如纯水。此外，第一研磨单元300A具备用于进行研磨布39的调整的修整器350A。此外，第一研磨单元300A具备用于将液体或液体与气体的混合流体朝向研磨布39喷射的雾化器360A。液体例如纯水。气体例如氮气。
其次，说明用于搬送基板W的搬送机构。搬送机构具备：升降机370、第一线性传输机372、摇摆传输机374、第二线性传输机376、暂置台378。
升降机370从搬送机器人240接收基板W。第一线性传输机372将从升降机370接收的基板W在第一搬送位置TP1、第二基板搬送位置TP2、第三基板搬送位置TP3、及第四基板搬送位置TP4之间搬送。第一研磨单元300A及第二研磨单元300B从第一线性传输机372接收基板W进行研磨。第一研磨单元300A及第二研磨单元300B将研磨过的基板W送交第一线性传输机372。
摇摆传输机374在第一线性传输机372与第二线性传输机376之间进行基板W的交接。第二线性传输机376将从摇摆传输机374所接收的基板W在第五搬送位置TP5、第六搬送位置TP6、及第七搬送位置TP7之间搬送。第三研磨单元300C及第四研磨单元300D从第二线性传输机376接收基板W进行研磨，第三研磨单元300C及第四研磨单元300D将研磨过的基板W送交第二线性传输机376。通过研磨单元300进行研磨处理的基板W通过摇摆传输机374放置于暂置台378。
＜清洗单元＞
清洗单元400用于将通过研磨单元300进行研磨处理后的基板W进行清洗处理及干燥处理的单元。清洗单元400具备：第一清洗室410、第一搬送室420、第二清洗室430、第二搬送室440、及干燥室450。
放置于暂置台378的基板W经由第一搬送室420搬送至第一清洗室410或第二清洗室430。基板W在第一清洗室410或第二清洗室430中进行清洗处理。在第一清洗室410或第二清洗室430中进行清洗处理后的基板W经由第二搬送室440搬送至干燥室450。基板W在干燥室450中进行干燥处理。干燥处理后的基板W通过搬送机器人240从干燥室450取出送回匣盒222。一种实施方式为第一清洗室410及第二清洗室430可具备轧辊海绵型的清洗机415。辊形海绵型的清洗机415将清洗液(例如药剂及/或纯水)供给至基板W，而且使旋转的辊形海绵接触于基板W来清洗基板W的清洗机。干燥室450可具备任意公知的干燥器。
控制单元500控制整体基板处理装置1000的动作。控制单元500可由具备输入输出装置、运算装置、存储装置等的一般计算机构成。此外，控制单元500可包含用于控制所述研磨装置1的动作的控制装置900(图3)。
上述的研磨装置及研磨方法可使对四边形基板的研磨的均匀性提高。这些研磨装置及研磨方法也可适用于配置有电子元件的封装基板的研磨。例如，可适用于研磨具有插入器的封装基板及再配线芯片埋入型封装基板。
以上，依据一些例子说明本发明的实施方式，不过上述发明的实施方式为了容易理解本发明，而并非限定本发明。本发明在不脱离其旨趣下可进行变更、改良，并且本发明当然包含其等价物。此外，在解决上述课题的至少一部分的范围，或是达到效果的至少一部分的范围内，权利要求及说明书所记载的各元件可任意组合或省略。
符号说明
1 研磨装置
4 头固定构件
13 研磨液供给喷嘴
21 基板保持头
23 止动构件
38 研磨盘
39 研磨布
64 摆动轴
70 弹性垫
73 弹性囊
90 槽
100 传感器
152 温度控制构件
214 头固定构件
221 研磨头
223 止动构件
238 工作台
239 研磨垫
250 水平度调整机构
252 底座
264 摆动轴
266 摆动马达
900 控制装置
W 基板

Claims (20)

1.一种研磨装置，用于研磨四边形的基板，所述研磨装置的特征在于，具有：
基板保持部，该基板保持部用于保持四边形的基板，所述基板保持部具有：
四边形的基板支承面，该基板支承面用于支承基板；及
安装机构，该安装机构用于安装配置于所述基板支承面的至少一个角部的外侧的止动构件。
2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，
在所述基板支承面的至少一个角部具有配置于外侧的止动构件。
3.如权利要求1或2所述的研磨装置，其特征在于，
具有移动机构，该移动机构用于使安装于所述基板保持部的所述止动构件在与所述基板支承面垂直的方向上移动。
4.如权利要求1至3中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
所述基板支承面具有多个区域，各区域具有弹性膜，各区域的所述弹性膜能够独立地通过流体的压力而变形。
5.如权利要求4项的研磨装置，其特征在于，
所述基板支承面的所述多个区域具有：对应于四边形的基板的角部的区域；及对应于四边形的基板的中央部的区域。
6.一种研磨装置，用于研磨四边形的基板，所述研磨装置的特征在于，具有：
基板保持部，该基板保持部用于保持四边形的基板，所述基板保持部具有：
四边形的基板支承面，该基板支承面用于支承基板；及
安装机构，该安装机构用于安装包围所述基板支承面的圆形或椭圆形的止动构件。
7.如权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，
所述研磨装置具有圆形或椭圆形的止动构件，该止动构件包围所述基板支承面。
8.如权利要求7所述的研磨装置，其特征在于，
所述止动构件具有从配置基板的内侧放射状地延伸的多个槽。
9.如权利要求8所述的研磨装置，其特征在于，
所述多个槽的至少一个的所述槽的外侧的开口部比所述槽的内侧的开口部大。
10.如权利要求1至9中任一项所述的研磨装置，其特征在于，具有：
研磨盘，该研磨盘具备用于研磨基板的研磨面；及
基板保持头，该基板保持头保持基板，并将基板按压于所述研磨面，
所述基板保持头具有所述基板保持部。
11.如权利要求10所述的研磨装置，其特征在于，具有：
移动机构，该移动机构使所述研磨头与所述研磨盘的研磨面平行地移动；及
控制装置，该控制装置用于控制所述移动机构的动作；
在所述基板保持头保持基板的状态下，所述控制装置以基板的一部分从所述研磨盘的研磨面伸出的方式，控制所述移动机构的动作。
12.如权利要求10或11所述的研磨装置，其特征在于，
所述研磨盘具有传感器，该传感器用于检测基板的研磨的终点。
13.如权利要求10至12中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
具有温度控制装置，该温度控制装置用于控制所述研磨盘的研磨面的温度。
14.如权利要求1至9中任一项所述的研磨装置，所述研磨装置的特征在于，具有：
可旋转的工作台，该工作台保持基板；及
研磨头，该研磨头具备用于研磨基板的研磨面，
所述工作台具有所述基板保持部。
15.如权利要求14所述的研磨装置，其特征在于，
所述研磨面的面积比基板的被研磨面的面积小。
16.如权利要求15所述的研磨装置，其特征在于，
具有多个研磨头，该多个研磨头具备用于研磨基板的研磨面。
17.如权利要求14至16中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
所述研磨头具有传感器，该传感器用于检测基板研磨的终点。
18.如权利要求14至17中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
所述研磨头具有喷嘴，该喷嘴用于向基板的表面供给液体。
19.如权利要求14至18中任一项所述的研磨装置，其特征在于，
所述工作台具有水平度调整机构。
20.如权利要求17所述的研磨装置，其特征在于，
所述研磨头安装于可摆动的头固定构件，
所述研磨头构成为，通过检测所述头固定构件的摆动转矩的变动来检测基板研磨的终点。
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