CN112091809B - 处理组件及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种研磨装置及处理方法,抛光处理装置及方法,能够使处理对象物的处理速度提高且使处理对象物的面内均一性提高。抛光处理构件(350)具备:头,安装有用于通过与晶片(W)接触并进行相对运动从而对晶片(W)进行规定的处理的抛光垫;以及抛光臂(600‑1、600‑2),用于对头进行保持。头包含:安装有比晶片(W)直径小的第一抛光垫(502‑1)的第一抛光头(500‑1);以及安装有比第一抛光垫(502‑1)直径小的第二抛光垫(502‑2)的与第一抛光头(500‑1)不同的第二抛光头(500‑2)。
Description
本申请是下述专利申请的分案申请:
申请号:201510640665.3
申请日:2015年9月30日
发明名称:研磨装置及处理方法
技术领域
本发明涉及一种基板处理装置及处理方法。另外,本发明涉及一种处理构件、处理组件及处理方法。另外,本发明涉及一种研磨装置及处理方法。另外,本发明涉及一种抛光处理装置及方法。
背景技术
近年来,用于对处理对象物(例如半导体晶片等基板或形成于基板的表面的各种膜)进行各种处理的处理装置被使用。作为处理装置的一例,例举用于进行处理对象物的研磨处理等的CMP(化学机械研磨)装置。
CMP装置具备用于进行处理对象物的研磨处理的研磨单元、用于进行处理对象物的清洗处理及干燥处理的清洗单元,以及,向研磨单元交接处理对象物并接收由清洗单元作清洗处理及干燥处理后的处理对象物的装载/卸载单元等。另外,CMP装置具备在研磨单元、清洗单元及装载/卸载单元内进行处理对象物的搬运的搬运机构。CMP装置一边通过搬运机构搬运处理对象物,一边依次进行研磨、清洗及干燥的各种处理。
另外,在CMP装置中,以除去研磨处理后的处理对象物表面的研磨液、研磨残渣等为目的,有时也设置处理单元,该处理单元具备:设置处理对象物的台;安装有比处理对象物直径小的垫的头;及对头进行保持并在处理对象物面内进行水平运动的臂。处理单元通过使垫与处理对象物接触并相对运动,从而对处理对象物进行规定的处理。
在此,在以往技术(例如专利文献1)中采用一种处理单元,该处理单元具备分别安装有比处理对象物直径小的多个垫的多个头,以及对多个头分别进行保持的多个臂。根据该以往技术,可以认为由于能够使多个垫与处理对象物接触,因此垫与处理对象物的接触面积增加,其结果,能够使处理速度提高。
另外,本申请的申请人还对如下技术申请了专利(专利文献3):将精加工处理单元与主要的研磨部分开地设置在CMP装置内,对基板进行少量追加研磨、清洗,其中该精加工处理单元,在基板研磨后,将比基板直径小的接触部件按压到研磨后的基板并相对于基板进行相对运动。
在此关于包含CMP的平坦化技术,近年来,被研磨材料涉及多方面,另外对其研磨性能(例如平坦性、研磨损伤,进一步还有生产性)的要求变得严格。在CMP装置中,由于半导体装置的细微化,对研磨性能及清洁度的要求变高。
一般的,在CMP装置中,处理对象物的清洗大多是通过使辊状的海绵(以下称为辊海绵)、小径的海绵(以下称为笔形海绵)与处理对象物接触来进行的。海绵为PVA等软质的素材。进一步,提议在CMP装置内设置精加工处理用的单元,其目的在于:为了除去如由这样的软质素材无法除去的粘着性的微粒、除去处理对象物表面的微小刮痕而对处理对象物表面进行少量研磨。精加工处理用的单元使比PVA硬质的部件接触处理对象物来进行精加工处理。(专利文献5、6)
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利6561881号公报
专利文献2:日本特开平9-92633号公报
专利文献3:日本特开平8-71511号公报
专利文献4:日本特开2010-50436号公报
专利文献5:日本特开平8-71511
专利文献6:日本特开2001-135604
发明所要解决的课题
然而,采用具备分别安装有比处理对象物直径小的多个垫的多个头,以及对多个头分别进行保持的多个臂的处理单元的所述的以往技术未考虑使处理对象物的面内均一性提高。
即,所述的处理单元进行如下处理:使台及头旋转,在使垫与处理对象物接触的状态下,使臂沿处理对象物的处理面的径方向往复摆动,从而对处理对象物的处理面整体进行处理。在此,在摆动臂的情况下,处理对象物的处理面的周缘部与处理面的中央部相比,与垫的接触时间变短,因此有有损于处理面的周缘部与中央部之间的处理的均一性的情况。
对于该点,我们认为由于以往技术仅仅只使用比处理对象物直径小的多个垫,因此即使能够使处理速度提高,也难以使处理对象物的面内均一性提高。
因此,本申请发明以使处理对象物的处理速度提高且使处理对象物的面内均一性提高为一个课题。
在对研磨性能及清洁度的要求变高的情况下,在CMP装置中,有使用比被处理的基板尺寸小的尺寸的抛光垫来处理基板的情况。一般的,比被处理的基板尺寸小的尺寸的抛光垫能够使局部产生于基板的凹凸平坦化,能够仅对基板的特定的部分进行研磨,能够根据基板的位置来调整研磨量,因此控制性优异。另一方面,将基板按压到比被处理的基板尺寸大的研磨垫来进行研磨的情况下,基板的整个表面一直与研磨垫接触,因此控制性差,但研磨速度变高。在使用尺寸小的抛光垫来处理基板的情况下,控制性优异,但与将基板按压到比基板尺寸大的研磨垫来进行研磨的情况相比,有研磨速度降低的倾向。因此,在使用比被处理的基板尺寸小的抛光垫的抛光处理中,需求使处理效率提高。
发明内容
本发明的一个目的在于,在使用比被处理的基板尺寸小的抛光垫的抛光处理装置中,使基板的抛光处理效率提高。
另外,如在CMP装置内设置精加工处理用的单元的以往技术那样,将精加工单元设置在CMP装置内来进行精加工处理的话,由于处理工序增加,有生产量大幅下降的担忧。另外,由于处理速率控制还有使处理对象物产生处理等待的情况,特别在处理对象物为金属膜的情况下,将研磨后的处理对象物在包含药液成分的湿的状态下长时间放置的话,则有在金属膜表面上腐蚀进展而导致有对处理性能造成影响的情况。
因此,在包含精加工单元的CMP装置中,为了回避所述课题并能够效率地进行搬运,在包含搬运系统的装置的结构中还有改良的余地。
因此,本申请发明以如下为一个课题:实现能够抑制装置的生产量降低且能够在主要的研磨之后进行处理对象物的精加工处理的研磨装置及处理方法。
用于解决课题的手段
[方式1]
本申请发明的方式1为一种处理构件,该处理构件具备:头,安装有垫,该垫用于通过与处理对象物接触并进行相对运动从而对所述处理对象物进行规定的处理;臂,用于对所述头进行保持,所述头包含:安装有比所述处理对象物直径小的第一垫的第一头;以及安装有比所述第一垫直径小的第二垫的、与所述第一头不同的第二头。
[方式2]
根据本申请发明的方式2,提供一种具备方式1的处理构件的处理组件,也可以是所述臂具备第一臂,以及与所述第一臂不同的第二臂,所述第一头保持于所述第一臂,所述第二头保持于所述第二臂。
[方式3]
根据本申请发明的方式3,在提供方式2的处理组件时,也可以是,所述第二头以使所述第二垫与所述处理对象物的周缘部接触的方式保持于所述第二臂。
[方式4]
根据本申请发明的方式4,在方式3的处理组件中,也可以是,具备分别安装有多个所述第二垫的多个第二头,所述多个第二头以使所述多个第二垫在所述处理对象物的周缘方向上相邻而与所述处理对象物的周缘部接触的方式保持于所述第二臂。
[方式5]
根据本申请发明的方式5,在方式1的处理组件中,也可以是,所述臂具备单一的臂,所述第一头及所述第二头保持于所述单一的臂。
[方式6]
根据本申请发明的方式6,在方式5的处理组件中,也可以是,所述第二头以使所述第二垫至少与所述处理对象物的周缘部接触的方式保持于所述单一的臂。
[方式7]
根据本申请发明的方式7,在方式6的处理组件中,也可以是,所述第一头及所述第二头以沿着所述单一的臂的摆动方向相邻的方式保持于所述单一的臂。
[方式8]
根据本申请发明的方式8,在方式7的处理组件中或在具备处理构件的处理组件的一方式中,也可以是,具备安装有多个所述第二垫的多个第二头,所述第一头保持于所述单一的臂,所述多个第二头以沿所述单一的臂的摆动方向而与所述第一头的两侧相邻的方式保持于所述单一的臂。
[方式9]
根据本申请发明的方式9,提供一种具备方式1的处理构件的处理组件,也可以是,所述臂具备第一臂,以及连结于所述第一臂的第二臂,所述第一头保持于所述第一臂,所述第二头保持于所述第二臂。
[方式10]
根据本申请发明的方式10,提供一种具备方式1的处理构件与对所述处理对象物进行保持的台的处理组件。该处理组件能够进行如下处理:对所述处理对象物供给处理液,使所述台及所述头旋转,使所述第一及第二垫同时或交替地接触所述处理对象物,并摆动所述臂,从而对所述处理对象物进行处理。
[方式11]
根据本申请发明的方式11,在方式2~方式10的任一方式的处理组件中,也可以是,所述处理组件是用于对所述处理对象物进行抛光处理的抛光处理组件。
[方式12]
根据本申请发明的方式12,在方式2~方式11的任一方式的处理组件中,也可以是,在所述垫包含多个垫的情况下,至少一个垫的种类或材质与其他的垫的种类或材质不同。
[方式13]
根据本申请发明的方式13,在方式2~方式11的任一方式的处理组件中,也可以是,具备用于进行所述垫的调整的多个修整工具。
[方式14]
根据本申请发明的方式14,在方式13的处理组件中,也可以是,所述多个修整工具中的至少一个的修整工具的直径、种类或材质与其他的修整工具的直径、种类或材质不同。
[方式15]
根据本申请发明的方式15,提供一种处理方法,该处理方法包含:通过使比处理对象物直径小的第一垫接触所述处理对象物并相对运动从而对所述处理对象物进行规定的第一处理;通过使比所述第一垫直径小的第二垫接触所述处理对象物并相对运动从而对所述处理对象物进行规定的第二处理。
[方式16]
根据本申请发明的方式16,在方式15的处理方法中,也可以是,所述第二处理是通过使所述第二垫接触所述处理对象物的周缘部并相对运动来执行的。
[方式17]
根据本申请发明的方式17,在方式15或方式16的处理方法中,也可以是,进一步通过使所述第一垫接触修整工具并相对运动从而进行所述第一垫的调整,通过使所述第二垫接触修整工具并相对运动从而进行所述第二垫的调整。
[方式18]
根据本申请发明的方式18,在方式17的处理方法中,也可以是,所述第一处理与所述第二处理同时进行,所述第一垫的调整与所述第二垫的调整同时进行。
[方式19]
根据本申请发明的方式19,在方式17的处理方法中,也可以是,在所述第一处理中同时进行所述第二垫的调整,在所述第二处理中同时进行所述第一垫的调整。
[方式20]
根据本申请发明的方式20,在方式17的处理方法中,也可以是,所述第一处理与所述第二处理在不同时刻开始,所述第一垫的调整与所述第二垫的调整在不同时刻开始。
[方式21]
根据本申请发明的方式21,在方式15~方式20的任一方式的处理方法中,也可以是,在处理组件中,对所述处理对象物供给处理液,使所述台及所述头旋转,使所述第一垫及第二垫同时或交替地接触所述处理对象物,并摆动所述臂,从而执行所述第一处理及所述第二处理。其中,该处理组件具备:对所述处理对象物进行保持的台;安装有所述第一垫及所述所述第二垫的多个头;以及用于对所述多个头进行保持的一个或多个臂。
[方式22]
根据本申请发明的方式22,提供一种用于对处理对象物进行抛光处理的抛光处理装置,该抛光处理装置具备:抛光台,用于支承处理对象物;抛光垫,构成为在支承于抛光台上的处理对象物上一边接触处理对象物一边摆动来对处理对象物进行抛光处理;以及温度控制装置,用于对支承于抛光台上的处理对象物的温度进行控制,抛光台的用于支承处理对象物的面的面积与抛光垫的与处理对象物接触的面积大致相等或比抛光垫的与处理对象物接触的面积大。
[方式23]
根据本申请发明的方式23,在方式22所述的抛光处理装置中,温度控制装置具有送风机,该送风机构成为朝向支承于抛光台上的处理对象物供给温度控制后的气体。
[方式24]
根据本申请发明的方式24,在方式22或方式23中所述的抛光处理装置中,温度控制装置具有:用于使流体在抛光台内循环的流体循环通路;以及用于对通过抛光台内的流体循环通路的流体的温度进行控制的温度控制单元。
[方式25]
根据本申请发明的方式25,在方式22至方式24的任一方式所述的抛光处理装置中,温度控制装置具有温度控制单元,该温度控制单元用于控制对处理对象物进行抛光处理时所使用的浆料及/或药液的温度。
[方式26]
根据本申请发明的方式26,在方式25所述的抛光处理装置中,抛光垫具有流体通路,该流体通路用于使对处理对象物进行抛光处理时所使用的浆料及/或药液通过所述抛光垫而供给到处理对象物。
[方式27]
根据本申请发明的方式27,在方式22至方式26的任一方式所述的抛光处理装置中,抛光处理装置具有温度计,该温度计构成为测定支承于抛光台上的处理对象物的温度。
[方式28]
根据本申请发明的方式28,在方式27所述的抛光处理装置中,温度计具有能够非接触式地测定处理对象物的温度的放射温度计。
[方式29]
根据本申请发明的方式29,在方式27或方式28所述的抛光处理装置中,温度计具有配置于抛光台内的薄片型面分布温度计。
[方式30]
根据本申请发明的方式30,在方式27至方式29的任一方式所述的抛光处理装置中,温度控制装置连接于温度计,温度控制装置构成为基于通过温度计测定的温度来控制处理对象物的温度。
[方式31]
根据本申请发明的方式31,提供一种用于使用比处理对象物尺寸小的抛光垫来进行抛光处理的方法,该方法具有控制被抛光处理的处理对象物的温度的步骤。
[方式32]
根据本申请发明的方式32,在方式31所述的方法中,具有将温度控制后的气体向处理对象物供给的步骤。
[方式33]
根据本申请发明的方式33,在方式31或方式32所述的方法中,具有使温度控制后的流体在流体循环通路循环的步骤,该流体循环通路形成于对处理对象物进行支承的抛光台内。
[方式34]
根据本申请发明的方式34,在方式31至方式33的任一方式所述的方法中,具有将温度控制后的浆料及/或药液供给给处理对象物的步骤。
[方式35]
根据本申请发明的方式35,在方式34所述的方法中,具有将温度控制后的浆料及/或药液经由形成于所述抛光垫的流体通路供给到处理对象物的步骤。
[方式36]
根据本申请发明的方式36,在方式31至方式35的任一方式所述的方法中,根据本发明的一实施方式,在用于使用比处理对象物尺寸小的抛光垫来进行抛光处理的方法中,具有测定被抛光处理的处理对象物的温度的步骤。
[方式37]
根据本申请发明的方式37,在方式36所述的方法中,具有基于测定的处理对象物的温度来控制被抛光处理的处理对象物的温度的步骤。
[方式38]
根据本申请发明的方式38,提供一种用于对处理对象物进行抛光处理的抛光处理装置,该抛光处理装置具备:抛光台,用于支承处理对象物;抛光垫,构成为在支承于抛光台上的处理对象物上一边接触处理对象物,一边摆动来对处理对象物进行抛光处理;以及温度控制单元,用于对支承于抛光台上的处理对象物的温度进行控制,抛光台的用于支承处理对象物的面的面积和所述抛光垫的与处理对象物接触的面积大致相等。
[方式39]
根据本申请发明的方式39,在方式38所述的抛光处理装置中,进一步具有测定被抛光处理的处理对象物的温度的温度测定单元。
[方式40]
根据本申请发明的方式40,在方式38或方式39所述的抛光处理装置中,温度控制单元构成为基于通过温度测定单元测定的处理对象物的温度来控制处理对象物的温度。
[方式41]
根据本申请发明的方式41,提供一种研磨装置,该研磨装置包含:研磨单元,一边使研磨工具接触处理对象物,一边使所述处理对象物与所述研磨工具相对运动从而对所述处理对象物进行研磨;第一搬运用自动装置,将未研磨的处理对象物搬运到所述研磨单元及/或从所述研磨单元搬运研磨后的处理对象物;以及清洗单元,所述清洗单元具有:至少一个清洗组件;进行所述处理对象物的精加工处理的抛光处理组件;以及在所述清洗组件与所述抛光处理组件之间搬运所述处理对象物的、与所述第一搬运用自动装置不同的第二搬运用自动装置。
[方式42]
根据本申请发明的方式42,在方式41的研磨装置中,也可以是,所述清洗单元具有:内部具有所述清洗组件的清洗室;内部具有所述抛光处理组件的抛光处理室;以及配置于所述清洗室与所述抛光处理室之间的搬运室,所述第二搬运用自动装置配置于所述搬运室。
[方式43]
根据本申请发明的方式43,在方式42的研磨装置中,也可以是,所述搬运室内部的压力比所述抛光处理室内部的压力高。
[方式44]
本申请发明的方式44,在方式42的研磨装置中,也可以是,在所述抛光处理室中,在上下方向上配置两个抛光处理组件。
[方式45]
根据本申请发明的方式45,在方式41至方式44的任一方式的研磨装置中,所述抛光处理组件具有:将所述处理对象物的处理面朝向上方进行保持的抛光台;比所述处理对象物直径小且与所述处理对象物接触来进行所述处理对象物的精加工处理的抛光部件;以及对所述抛光部件进行保持的抛光头,能够通过使所述抛光部件接触所述处理对象物,供给抛光处理液且使所述处理对象物与所述抛光部件相对运动,从而进行所述处理对象物的精加工处理。
[方式46]
根据本申请发明的方式46,在方式45的研磨装置中,所述抛光处理组件还具备:用于进行所述抛光部件的调整的修整工具;以及用于对所述修整工具进行保持的修整工具台,所述抛光处理组件能够使所述修整工具台及所述抛光头旋转,使所述抛光部件接触所述修整工具,从而进行所述抛光部件的调整。
[方式47]
根据本申请发明的方式47,在方式45或方式46的研磨装置中,在所述抛光处理室中,在上下方向上配置两个抛光处理组件,所述两个抛光处理组件所使用的所述抛光部件或所述两个抛光处理组件所使用的用于精加工处理的抛光处理液中的至少一方能够为相互不同。
[方式48]
根据本申请发明的方式48,提供一种处理方法,该处理方法具有:研磨工序,一边使研磨工具接触处理对象物,一边使所述处理对象物与所述研磨工具相对运动从而对所述处理对象物进行研磨;第一搬运工序,通过第一搬运用自动装置,为了执行所述研磨工序而搬运未研磨的处理对象物及/或搬运所述研磨工序结束后的处理对象物;清洗工序,清洗所述处理对象物;抛光处理工序,进行所述处理对象物的精加工处理;与所述第一搬运工序不同的第二搬运工序,通过与所述第一搬运用自动装置不同的第二搬运用自动装置,在所述清洗工序与所述抛光处理工序之间搬运所述处理对象物。
[方式49]
根据本申请发明的方式49,在方式48所述的处理方法中,也可以是,通过搬运室的内部的所述第二搬运用自动装置执行所述第二搬运工序,所述搬运室配置于在内部具有执行所述清洗工序的清洗组件的清洗室与在内部具有执行所述抛光处理工序的抛光处理组件的抛光处理室之间。
[方式50]
根据本申请发明的方式50,在方式49所述的处理方法中,也可以是,所述搬运室内部的压力比所述抛光处理室内部的压力高。
[方式51]
根据本申请发明的方式51,在方式49所述的处理方法中,也可以是,通过在所述抛光处理室中在上下方向配置的两个抛光处理组件执行所述抛光处理工序。
[方式52]
根据本申请发明的方式52,在方式48至方式51的任一方式所述的处理方法中,通过抛光处理组件执行所述抛光处理工序,该抛光处理组件具有:将所述处理对象物的处理面朝向上方进行保持的抛光台;比所述处理对象物直径小且与所述处理对象物来进行所述处理对象物的精加工处理的抛光部件;以及对所述抛光部件进行保持的抛光头,所述抛光处理工序能够具备:工序(A),使所述抛光部件接触所述处理对象物,供给抛光处理液并使所述处理对象物与所述抛光部件相对运动从而进行所述处理对象物的抛光处理的主抛光工序;工序(B),在所述主抛光工序之后清洗所述处理对象物的处理对象物清洗工序,以及工序(C),在所述处理对象物清洗工序之后,在下一个处理对象物进入所述抛光处理组件为止进行所述抛光台的清洗的抛光台清洗工序。
[方式53]
根据本申请发明的方式53,在方式52所述的处理方法中,所述抛光处理工序能够进一步包含如下工序:通过使修整工具台及所述抛光头旋转,并使所述抛光部件接触所述修整工具,从而进行所述抛光部件的调整,其中,修整工具台用于对用于进行所述抛光部件的调整的修整工具进行保持。
[方式54]
根据本申请发明的方式54,在方式52或方式53所述的处理方法中,也可以是,在所述抛光处理室中在上下方向上配置的两个抛光处理组件中,使所使用的所述抛光部件或所使用的用于精加工处理的抛光处理液中的至少一方为相互不同,从而执行所述抛光处理工序。
[方式55]
根据本申请发明的方式55,在方式52或方式53所述的处理方法中,所述处理对象物清洗工序能够包含至少一个如下工序:工序(A),通过供给纯水并进行抛光处理,从而除去抛光处理液的抛光化学冲洗工序;工序(B),一边供给与所述主抛光工序时不同的抛光处理液,一边进行抛光处理的化学抛光处理工序;以及工序(C),不使所述抛光部件接触所述处理对象物,而使用在所述化学抛光处理工序中使用的抛光处理液或纯水来对所述处理对象物进行洗净清洗的工序。
[方式56]
根据本申请发明的方式56,在方式52至方式55的任一方式所述的处理方法中,所述抛光处理工序,能够在所述处理对象物清洗工序中开始修整工具洗净处理,修整工具洗净处理是清洗所述修整工具的表面的处理。
[方式57]
根据本申请发明的方式57,在方式52至方式56的任一方式所述的处理方法中,所述抛光处理工序能够在进行所述抛光部件的调整之前或之后的至少一方,在所述抛光部件与所述修整工具相对配置的状态下进行垫洗净处理,垫洗净处理是清洗所述抛光部件的处理。
附图说明
图1是表示本实施方式的处理装置的整体结构的俯视图。
图2是模式地表示研磨单元的立体图。
图3A是清洗单元的俯视图,图3B是清洗单元的侧面图。
图4是表示上侧抛光处理构件的概要结构的图。
图5是表示第一实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
图6是表示第二实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
图7是表示第三实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
图8是表示第四实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
图9是表示第五实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
图10是表示第六实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
图11是表示第七实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
图12是本实施方式的处理方法的流程图。
图13是本实施方式的处理方法的流程图。
图14是本实施方式的处理方法的流程图。
图15是本实施方式的处理方法的流程图。
图16是表示关于两种不同的浆料A、B的垫温度与研磨速度的关系的曲线图。
图17是表示关于不同直径的研磨垫的研磨时间与研磨温度的关系的曲线图。
图18是概要地表示能够在根据一实施方式的本发明的抛光处理装置中利用的抛光处理组件的图。
图19是表示根据一实施方式的具有用于控制抛光处理中的晶片W的温度的送风机的抛光处理装置的概要顶视图。
图20是表示根据一实施方式的具有用于控制抛光处理中的晶片W的温度的温度控制单元及流体循环通路的抛光处理装置的概要剖视图。
图21是表示根据一实施方式的具有用于控制抛光处理中的晶片W的温度的温度调整单元及流体通路的抛光处理装置的概要剖视图。
图22是表示根据一实施方式的具有用于控制抛光处理中的晶片W的温度的温度调整单元的抛光处理装置的概要侧面图。
图23是表示根据一实施方式的具有用于测定抛光处理中的晶片W的温度的放射温度计的抛光处理装置的概要侧面图。
图24是表示根据一实施方式的具有用于测定抛光处理中的晶片W的温度的薄片型面分布温度计的抛光处理装置的概要侧面图。
图25是表示本实施方式的研磨装置的整体结构的俯视图。
图26是模式地表示研磨单元的立体图。
图27A是清洗单元的俯视图,图27B是清洗单元的侧面图。
图28是表示上侧抛光处理组件的概要结构的图。
图29是表示本实施方式的研磨装置的处理方法的一例的图。
图30是表示本实施方式的研磨装置的处理方法的一例的图。
图31是表示本实施方式的处理方法的一例的图。
图32是表示垫洗净处理的概要的图。
图33是表示垫修整处理的概要的图。
图34是表示修整工具洗净处理的概要的图。
图35A是表示抛光垫的结构的一例的图。
图35B是表示抛光垫的结构的一例的图。
图35C是表示抛光垫的结构的一例的图。
图35D是表示抛光垫的结构的一例的图。
图35E是表示抛光垫的结构的一例的图。
图35F是表示抛光垫的结构的一例的图。
图36是用于对由抛光臂决定的抛光垫的摆动范围进行说明的图。
图37是用于对抛光臂的摆动速度的控制的概要进行说明的图。
图38是表示抛光臂的摆动速度的控制的一例的图。
图39是表示抛光臂的摆动方式的变化的图。
符号说明
300A 上侧抛光处理组件
300B 下侧抛光处理组件
350 抛光处理构件
400 抛光台
500 抛光头
500-1 第一抛光头
500-2 第二抛光头
502 抛光垫
502-1 第一抛光垫
502-2 第二抛光垫
502-3 第三抛光垫
600 抛光臂
600-1 第一抛光臂
600-2 第二抛光臂
610,610-1,610-2 轴
620 端部
810 修整工具台
820,820-1,820-2 修整工具
2-300A 抛光处理组件
2-400 抛光台
2-410 流体通路
2-500 抛光头
2-502 抛光垫
2-600 抛光臂
2-900 温度控制单元
2-902 送风机
2-910 流体循环通路
2-950 放射温度计
2-952 薄片型面分布温度计
3-3 研磨单元
3-4 清洗单元
3-5 控制装置
3-10 研磨垫
3-190 辊清洗室
3-191 第一搬运室
3-192 笔清洗室
3-193 第二搬运室
3-194 干燥室
3-195 第三搬运室
3-201A 上侧辊清洗组件
3-201B 下侧辊清洗组件
3-202A 上侧笔清洗组件
3-202B 下侧笔清洗组件
3-205A 上侧干燥组件
3-205B 下侧干燥组件
3-300 抛光处理室
3-300A 上侧抛光处理组件
3-300B 下侧抛光处理组件
3-400 抛光台
3-410 支撑导向件
3-500 抛光头
3-502 抛光垫
3-510 开口
3-530,3-530a,3-530b,3-530c,3-530d,3-580 槽
3-535 狭窄部
3-540 外周端
3-550 外周部
3-560,3-570 突状部
3-600 抛光臂
3-700 液供给系统
3-800 调整部
3-810 修整工具台
3-820 修整工具
3-1000 研磨装置
W 晶片
具体实施方式
以下,基于图1~图15对本申请发明的一实施方式的处理构件、处理组件及处理方法进行说明。
<处理装置>
图1是表示本发明的一实施方式的处理装置的整体结构的俯视图。如图1所示,用于对处理对象物进行处理的处理装置(CMP装置)1000具备大致矩形的壳体1。壳体1的内部被隔壁1a、1b划分为装载/卸载单元2、研磨单元3及清洗单元4。装载/卸载单元2、研磨单元3及清洗单元4分别独立组装,独立地排气。另外,清洗单元4具备向处理装置供给电源的电源供给部(省略图示),以及控制处理动作的控制装置5。
<装载/卸载单元>
装载/卸载单元2具备两个以上(在本实施方式中为四个)以上载放晶片盒的前装载部20,该晶片盒贮存多个处理对象物(例如晶片(基板))。这些前装载部20与壳体1相邻配置,且沿处理装置的宽度方向(与长度方向垂直的方向)排列。以在前装载部20能够搭载开口盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface)盒或FOUP(Front Opening UnifiedPod)的方式构成。在此,SMIF及FOUP是通过在内部收纳晶片盒并由隔壁覆盖,从而能够保持与外部空间独立的环境的密闭容器。
另外,在装载/卸载单元2上,沿前装载部20的排列敷设有行进机构21。在行进机构21上设置有两台能够沿晶片盒的排列方向移动的搬运用自动装置(装载机、搬运机构)22。搬运用自动装置22构成为通过在行进机构21上移动,从而对搭载于前装载部20的晶片盒进行存取。各搬运用自动装置22在上下具备两个机械手。在将处理后的晶片放回晶片盒时使用上侧的机械手。在将处理前的晶片从晶片盒取出时使用下侧的机械手。这样,能够分开使用上下的机械手。进一步,搬运用自动装置22的下侧的机械手构成为能够使晶片反转。
装载/卸载单元2由于是需要保持为最洁净的状态的区域,因此装载/卸载单元2的内部一直维持比处理装置外部、研磨单元3、及清洗单元4均高的压力。研磨单元3由于使用浆料作为研磨液而是最脏的区域。因此,在研磨单元3的内部形成负压,且该压力被维持成低于清洗单元4的内部压力。在装载/卸载单元2设置有过滤器风扇单元(未图示),该过滤器风扇单元(未图示)具有HEPA过滤器、ULPA过滤器、或化学过滤器等洁净空气过滤器。从过滤器风扇单元一直吹出去除微粒、有毒蒸气或有毒气体后的洁净空气。
<研磨单元>
研磨单元3是进行晶片的研磨(平坦化)的区域。研磨单元3具备第一研磨组件3A、第二研磨组件3B、第三研磨组件3C、及第四研磨组件3D。如图1所示,第一研磨组件3A、第二研磨组件3B、第三研磨组件3C及第四研磨组件3D沿处理装置的长度方向排列。
如图1所示,第一研磨组件3A具备:研磨台30A,安装有具有研磨面的研磨垫(研磨工具)10;顶环31A,用于一边保持晶片并将晶片按压到研磨台30A上的研磨垫10,一边对晶片进行研磨;研磨液供给喷嘴32A,用于给研磨垫10供给研磨液、修整液(例如纯水);修整工具33A,用于进行研磨垫10的研磨面的修整;及喷雾器34A,喷射液体(例如纯水)与气体(例如氮气)的混合流体或液体(例如纯水)来去除研磨面上的浆料、研磨生成物及修整所产生的研磨垫残渣。
同样,第二研磨组件3B具备研磨台30B、顶环31B、研磨液供给喷嘴32B、修整工具33B及喷雾器34B。第三研磨组件3C具备研磨台30C、顶环31C、研磨液供给喷嘴32C、修整工具33C及喷雾器34C。第四研磨组件3D具备研磨台30D、顶环31D、研磨液供给喷嘴32D、修整工具33D及喷雾器34D。
第一研磨组件3A、第二研磨组件3B、第三研磨组件3C及第四研磨组件3D由于互相具有相同的结构,因此,以下仅对第一研磨组件3A进行说明。
图2是模式地表示第一研磨组件3A的立体图。顶环31A支承于顶环旋转轴36。在研磨台30A的上表面贴附有研磨垫10。研磨垫10的上表面形成对晶片W进行研磨的研磨面。另外,也能够使用固结磨料代替研磨垫10。顶环31A及研磨台30A如箭头所示,构成为绕其轴心旋转。晶片W通过真空吸附保持在顶环31A的下表面。在研磨时,在研磨液从研磨液供给喷嘴32A供给到研磨垫10的研磨面的状态下,作为研磨对象的晶片W被顶环31A按压在研磨垫10的研磨面并被研磨。
<搬运机构>
接着,对用于搬运晶片的搬运机构进行说明。如图1所示,与第一研磨组件3A及第二研磨组件3B相邻而配置有第一线性传送装置6。第一线性传送装置6是在沿研磨单元3A、3B排列的方向的四个搬运位置(从装载/卸载单元侧开始依次为第一搬运位置TP1、第二搬运位置TP2、第三搬运位置TP3、第四搬运位置TP4)之间搬运晶片的机构。
另外,与第三研磨组件3C及第四研磨组件3D相邻而配置有第二线性传送装置7。第二线性传送装置7是在沿研磨单元3C、3D排列的方向的三个搬运位置(从装载/卸载单元侧开始依次为第五搬运位置TP5、第六搬运位置TP6、第七搬运位置TP7)之间搬运晶片的机构。
晶片通过第一线性传送装置6被搬运到研磨单元3A、3B。第一研磨组件3A的顶环31A通过顶环头的摆动动作在研磨位置与第二搬运位置TP2之间移动。因此,在第二搬运位置TP2进行晶片向顶环31A的交接。同样,第二研磨组件3B的顶环31B在研磨位置与第三搬运位置TP3之间进行移动,在第三搬运位置TP3进行晶片向顶环31B的交接。第三研磨组件3C的顶环31C在研磨位置与第六搬运位置TP6之间进行移动,在第六搬运位置TP6进行晶片向顶环31C的交接。第四研磨组件3D的顶环31D在研磨位置与第七搬运位置TP7之间进行移动,在第七搬运位置TP7进行晶片向顶环31D的交接。
在第一搬运位置TP1配置有从搬运用自动装置22接收晶片用的升降器11。晶片通过该升降器11而从搬运用自动装置22被转移到第一线性传送装置6。闸门(未图示)位于升降器11与搬运用自动装置22之间,并设置于隔壁1a,在晶片搬运时打开闸门将晶片从搬运用自动装置22传递到升降器11。另外,在第一线性传送装置6、第二线性传送装置7与清洗单元4之间配置有摆动式传送装置12。摆动式传送装置12具有可在第四搬运位置TP4与第五搬运位置TP5之间移动的机械手。晶片从第一线性传送装置6向第二线性传送装置7的交接由摆动式传送装置12进行。晶片由第二线性传送装置7搬运到第三研磨组件3C及/或第四研磨组件3D。另外,在研磨单元3被研磨的晶片经由摆动式传送装置12被搬运到清洗单元4。另外,在摆动式传送装置12的侧方配置有设置于未图示的框架的晶片W的暂置台180。暂置台180与第一线性传送装置6相邻地配置,且位于第一线性传送装置6与清洗单元4之间。
<清洗单元>
图3A是表示清洗单元4的俯视图,图3B是表示清洗单元4的侧面图。如图3A及图3B所示,清洗单元4在此被划分为辊清洗室190、第一搬运室191、笔清洗室192、第二搬运室193、干燥室194、抛光处理室300及第三搬运室195。另外,能够使研磨单元3、辊清洗室190、笔清洗室192、干燥室194及抛光处理室300的各室间的压力平衡是:干燥室194>辊清洗室190及笔清洗室192>抛光处理室300≥研磨单元3。在研磨单元中使用研磨液,在抛光处理室中有时也使用研磨液作为抛光处理液。由此,通过成为如上所述的压力平衡,特别地能够防止研磨液中的磨料这样的微粒成分流入清洗及干燥室,由此能够维持清洗及干燥室的清洁度。
在辊清洗室190内配置有沿纵向排列的上侧辊清洗组件201A及下侧辊清洗组件201B。上侧辊清洗组件201A配置于下侧辊清洗组件201B的上方。上侧辊清洗组件201A及下侧辊清洗组件201B是一边将清洗液供给到晶片的正反面,一边通过旋转的两个海绵辊(第一清洗工具)分别按压晶片的正反面来清洗晶片的清洗机。在上侧辊清洗组件201A与下侧辊清洗组件201B之间设置有晶片的暂置台204。
在笔清洗室192内配置有沿纵向排列的上侧笔清洗组件202A及下侧笔清洗组件202B。上侧笔清洗组件202A配置于下侧笔清洗组件202B的上方。上侧笔清洗组件202A及下侧笔清洗组件202B是一边将清洗液供给到晶片的表面,一边通过旋转的笔形海绵按压晶片的表面并在晶片的直径方向摆动来清洗晶片的清洗机。在上侧笔清洗组件202A与下侧笔清洗组件202B之间设置有晶片的暂置台203。
在干燥室194内配置沿纵向排列的上侧干燥组件205A及下侧干燥组件205B。上侧干燥组件205A及下侧干燥组件205B相互隔离。在上侧干燥组件205A及下侧干燥组件205B的上部设置有将清洁的空气分别供给到干燥组件205A、205B内的过滤器风扇单元207A、207B。
上侧辊清洗组件201A、下侧辊清洗组件201B、上侧笔清洗组件202A、下侧笔清洗组件202B、暂置台203、上侧干燥组件205A及下侧干燥组件205B经由螺栓等固定于未图示的框架。
在第一搬运室191配置有能够上下动的第一搬运用自动装置(搬运机构)209。在第二搬运室193配置有能够上下动的第二搬运用自动装置210。在第三搬运室195配置有能够上下动的第三搬运用自动装置(搬运机构)213。第一搬运用自动装置209、第二搬运用自动装置210及第三搬运用自动装置213分别移动自如地支承于沿纵向延伸的支承轴211、212、214。第一搬运用自动装置209、第二搬运用自动装置210及第三搬运用自动装置213构成为内部具有电动机等的驱动机构,且能够沿支承轴211、212、214上下移动自如。第一搬运用自动装置209与搬运用自动装置22同样具有上下两段的机械手。如图3A虚线所示,在第一搬运用自动装置209中,其下侧的机械手配置于能够到达所述暂置台180的位置。第一搬运用自动装置209的下侧的机械手到达暂置台180时,打开设置于隔壁1b的闸门(未图示)。
第一搬运用自动装置209以在暂置台180、上侧辊清洗组件201A、下侧辊清洗组件201B、暂置台204、暂置台203、上侧笔清洗组件202A及下侧笔清洗组件202B之间搬运晶片W的方式动作。在搬运清洗前的晶片(附着有浆料的晶片)时,第一搬运用自动装置209使用下侧的机械手,在搬运清洗后的晶片时使用上侧的机械手。
第二搬运用自动装置210以在上侧笔清洗组件202A、下侧笔清洗组件202B、暂置台203、上侧干燥组件205A及下侧干燥组件205B之间搬运晶片W的方式动作。第二搬运用自动装置210由于仅搬运清洗后的晶片,因此仅具备一个机械手。图1所示搬运用自动装置22使用上侧的机械手从上侧干燥组件205A或下侧干燥组件205B取出晶片,并将该晶片放回晶片盒。搬运用自动装置22的上侧机械手到达干燥组件205A、205B时,打开设置于隔壁1a的闸门(未图示)。
在抛光处理室300具备上侧抛光处理组件300A及下侧抛光处理组件300B。第三搬运用自动装置213以在上侧的辊清洗组件201A、下侧的辊清洗组件201B、暂置台204、上侧抛光处理组件300A及下侧抛光处理组件300B之间搬运晶片W的方式动作。
另外,在本实施方式中,例示了在清洗单元4内,将抛光处理室300、辊清洗室190及笔清洗室192按从离装载/卸载单元2远的位置起依序排列地配置的例子,但不限定于此。抛光处理室300、辊清洗室190及笔清洗室192的配置方式能够根据晶片的品质及生产量等适当地选择。另外,在本实施方式中,例示了具备上侧抛光处理组件300A及下侧抛光处理组件300B的例子,但不限定于此,也可以仅具备一方的抛光处理组件。另外,在本实施方式中,除抛光处理室300外,例举了辊清洗组件及笔清洗组件作为清洗晶片W的组件进行了说明,但不限定于此,还能够进行双流体喷射清洗(2FJ清洗)或兆声波清洗。双流体喷射清洗是使承载于高速气体的微小液滴(雾)从双流体喷嘴朝向晶片W喷出并冲撞,利用由微小液滴向晶片W表面的冲撞所产生的冲击波来去除晶片W表面的微粒等(清洗)。兆声波清洗是对清洗液施加超声波,使由清洗液分子的振动加速度所产生的作用力作用到微粒等附着粒子来去除微粒。以下,对上侧抛光处理组件300A及下侧抛光处理组件300B进行说明。由于上侧抛光处理组件300A及下侧抛光处理组件300B为相同结构,因此仅对上侧抛光处理组件300A进行说明。
<抛光处理组件>
图4是表示上侧抛光处理组件的概要结构的图。如图4所示,上侧抛光处理组件300A具备:设置有晶片W的抛光台400、抛光处理构件350、用于供给抛光处理液的液供给系统700及用于进行抛光垫502的调整(修整)的调整部800。抛光处理构件350具备:抛光头500,安装有用于对晶片W的处理面进行抛光处理的抛光垫502;以及臂600,对抛光头500进行保持。另外,在图4中,为了对抛光处理构件350的基本的结构进行说明,示出具备单一的抛光臂600与单一的抛光头500的抛光处理构件350的例。然而,实际上,本实施方式的抛光处理构件350为图5之后所说明的结构。
另外,抛光处理液至少包含DIW(纯水)、清洗药液及浆料这样的研磨液中的一种。抛光处理的方式主要有两种,一种是将在作为处理对象的晶片上残留的浆料、研磨生成物的残渣这样的污染物在与抛光垫接触时除去的方式,另一种是将附着有所述污染物的处理对象通过研磨等而除去一定量的方式。在前者,抛光处理液优选清洗药液、DIW,在后者优选研磨液。但是,在后者,对于CMP后的被处理面的状态(平坦性、残膜量)的维持来说,希望是在所述处理中的除去量例如少于10nm,优选为5nm以下,在该情况下,有时不需要通常程度的CMP的除去速度。在这样的情况下,也可以通过适当对研磨液进行稀释等处理从而进行处理速度的调整。另外,抛光垫502例如由发泡聚氨酯类的硬垫、绒面革类的软垫或者海绵等形成。抛光垫的种类根据处理对象物的材质、要除去的污染物的状态适当选择即可。例如在污染物埋入处理对象物表面的情况下,也可以使用更容易对污染物作用物理力的硬垫,即硬度、刚性较高的垫作为抛光垫。另一方面,在处理对象物为例如Low-k膜等机械强度较小的材料的情况下,为了降低被处理面的损伤,也可以使用软垫。另外,在抛光处理液为如浆料这样的研磨液的情况下,由于仅靠抛光垫的硬度、刚性不能确定处理对象物的除去速度、污染物的除去效率、损伤发生的有无,因此也可以适当选择。另外,在这些抛光垫的表面也可以实施例如同心圆状槽、XY槽、螺旋槽、放射状槽这样的槽形状。进一步,也可以在抛光垫内设置至少一个以上贯通抛光垫的孔,通过该孔而供给抛光处理液。另外,也可以使用例如PVA海绵这样的抛光处理液能够浸透的海绵状的材料作为抛光垫。由此,能够使抛光垫面内的抛光处理液的流动分布均一化,能够迅速排出抛光处理中除去的污染物。
抛光台400具有吸附晶片W的机构。另外,抛光台400能够通过未图示的驱动机构绕旋转轴A旋转。另外,抛光台400也可以通过未图示的驱动机构使晶片W进行角度旋转运动或滚动运动。抛光垫502安装于抛光头500的与晶片W相对的面。抛光头500能够通过未图示的驱动机构绕旋转轴B旋转。另外,抛光头500能够通过未图示的驱动机构将抛光垫502按压在晶片W的处理面。抛光臂600能够使抛光头500如箭头C所示地在晶片W的半径或直径的范围内移动。另外,抛光臂600能够使抛光头500摆动至抛光垫502与调整部800相对的位置为止。
调整部800是用于调整抛光垫502的表面的部件。调整部800具备修整工具台810与设置于修整工具台810的修整工具820。修整工具台810能够通过未图示的驱动机构绕旋转轴D旋转。另外,修整工具台810也可以通过未图示的驱动机构使修整工具820进行滚动运动。修整工具820由在表面电沉积固定有金刚石的粒子的,或金刚石磨料配置于与抛光垫接触的接触面的整个面或局部的金刚石修整工具,树脂制的刷毛配置于与抛光垫接触的接触面的整个面或局部的刷形修整工具,或者它们的组合形成。
上侧抛光处理组件300A在进行抛光垫502的调整时使抛光臂600回旋直到抛光垫502与修整工具820相对的位置为止。上侧抛光处理组件300A通过使修整工具台810绕旋转轴D旋转且使抛光头500回旋,将抛光垫502按压在修整工具820来进行抛光垫502的调整。作为调整条件,调整负荷为~80N,从抛光垫502的寿命的观点看为40N以下更好。另外,希望是抛光垫502及修整工具820的转速在500rpm以下进行使用。另外,在本实施方式中,表示了晶片W的处理面及修整工具820的修整面沿水平方向设置的例子,但不限定于此。例如,上侧抛光处理组件300A能够以使晶片W的处理面及修整工具820的修整面沿竖直方向设置的方式来配置抛光台400及修整工具台810。在该情况下,抛光臂600及抛光头500配置为能够使抛光垫502与配置于竖直方向的晶片W的处理面接触来进行抛光处理,且能够使抛光垫502与配置于竖直方向的修整工具820的修整面接触来进行调整处理。另外,也可以是抛光台400或修整工具台810任一方配置于竖直方向,以配置于抛光臂600的抛光垫502相对于各台面成为垂直的状态使抛光臂600的全部或一部分旋转。
液供给系统700具备用于对晶片W的处理面供给纯水(DIW)的纯水喷嘴710。纯水喷嘴710经由纯水配管712连接于纯水供给源714。在纯水配管712设置有能够开闭纯水配管712的开闭阀716。控制装置5能够通过控制开闭阀716的开闭,在任意的时刻对晶片W的处理面供给纯水。
另外,液供给系统700具备用于给晶片W的处理面供给药液(Chemi)的药液喷嘴720。药液喷嘴720经由药液配管722连接于药液供给源724。在药液配管722设置有能够开闭药液配管722的开闭阀726。控制装置5能够通过控制开闭阀726的开闭,在任意的时刻对晶片W的处理面供给药液。
上侧抛光处理组件300A能够经由抛光臂600、抛光头500及抛光垫502向晶片W的处理面选择性地供给纯水、药液或浆料等研磨液。
即,从纯水配管712中的纯水供给源714与开闭阀716之间分支了分支纯水配管712a。另外,从药液配管722中的药液供给源724与开闭阀726之间分支了分支药液配管722a。分支纯水配管712a、分支药液配管722a及连接于研磨液供给源734的研磨液配管732汇流于液供给配管740。在分支纯水配管712a设置有能够有开闭分支纯水配管712a的开闭阀718。在分支药液配管722a设置能够开闭分支药液配管722a的开闭阀728。在研磨液配管732设置有能够开闭研磨液配管732的开闭阀736。
液供给配管740的第一端部连接于分支纯水配管712a、分支药液配管722a及研磨液配管732这三系统的配管。液供给配管740通过抛光臂600的内部、抛光头500的中央及抛光垫502的中央而延伸。液供给配管740的第二端部朝向晶片W的处理面开口。控制装置5能够通过控制开闭阀718、开闭阀728及开闭阀736的开闭,在任意的时刻向晶片W的处理面供给纯水、药液、浆料等研磨液的任一种或它们的任意的组合的混合液。
上侧抛光处理组件300A能够经由液供给配管740向晶片W供给处理液且使抛光台400绕旋转轴A旋转,将抛光垫502按压在晶片W的处理面,并使抛光头500一边绕旋转轴B旋转,一边在箭头C方向上摆动,从而进行对晶片W的抛光处理。另外,虽然作为抛光处理中的条件,基本上本处理是通过机械作用除去瑕疵,但另一方面考虑对晶片W的损伤的降低,希望是压力在3psi以下,优选在2psi以下。另外,考虑抛光处理液的面内分布,希望是晶片W及抛光头500的转速为1000rpm以下。另外,抛光头500的移动速度为300mm/sec以下。然而,根据晶片W及抛光头500的转速及抛光头500的移动距离,最适当的移动速度的分布是不同的,因此希望是在晶片W面内抛光头500的移动速度是可变的。作为该情况下的移动速度的变化方式,希望是例如为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。另外,作为抛光处理液流量,为了在晶片W及抛光头500高速旋转时也保持充足的处理液的晶片面内分布,大流量较好。然而另一方面,由于处理液流量增加导致处理成本的增加,因此希望是流量在1000ml/min以下,优选在500ml/min以下。
在此,作为抛光处理,包含抛光研磨处理与抛光清洗处理的至少一方。
抛光研磨处理是指如下处理:一边使抛光垫502接触晶片W,一边使晶片W与抛光垫502相对运动,通过在晶片W与抛光垫502之间介入浆料等研磨液来对晶片W的处理面进行研磨除去。抛光研磨处理是如下处理:能够对晶片W施加比在辊清洗室190中通过海绵辊对晶片W施加的物理作用力及在笔清洗室192中通过笔形海绵对晶片W施加的物理作用力强的物理作用力。通过抛光研磨处理,能够实现附着有污染物的表层部的除去、未能由研磨单元3中的主研磨去除的部位的追加除去、或主研磨后的形貌改善。
抛光清洗处理为如下处理:一边使抛光垫502接触晶片W,一边使晶片W与抛光垫502相对运动,通过使清洗处理液(药液或药液与纯水)介入晶片W与抛光垫502之间来去除晶片W表面的污染物,对处理面进行改性。抛光清洗处理是如下处理:能够对晶片W施加比在辊清洗室190中通过海绵辊对晶片W施加的物理作用力及在笔清洗室192中通过笔形海绵对晶片W施加的物理作用力强的物理作用力。
<抛光处理构件>
<第一实施方式>
接着,对抛光处理构件350进行详细说明。图5是表示第一实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。另外,在以下的说明中,对上侧抛光处理组件300A内的抛光处理构件进行说明,但不限定于此。即,也能够对具备头和臂的处理构件使用以下的实施方式,其中,该头安装有垫,该垫用于通过与处理对象物接触并相对运动而对处理对象物进行规定的处理,该臂用于对头进行保持。
如图5所示,第一实施方式的抛光处理构件350具备第一抛光臂600-1及与第一抛光臂600-1不同的第二抛光臂600-2。具体而言,第一抛光臂600-1为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610-1为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。第二抛光臂600-2为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610-2为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。
抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第一抛光垫502-1的第一抛光头500-1。另外,抛光处理构件350具备安装有比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2的与第一抛光头500-1不同的第二抛光头500-2。
第一抛光头500-1保持于第一抛光臂600-1的与轴610-1相反的一侧的端部620-1。第二抛光头500-2保持于第二抛光臂600-2的与轴610-2相反的一侧的端部620-2。
第一抛光臂600-1及第二抛光臂600-2能够沿晶片W的处理面水平运动。例如在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1与晶片W接触的状态下,第一抛光臂600-1能够在晶片W的中央部与周缘部之间摆动。另外,在进行抛光处理时,在使第二抛光垫502-2与晶片W接触的状态下,第二抛光臂600-2能够在晶片W的周缘部水平运动。
另外,如图5所示,为了对第一抛光垫502-1进行调整,第一抛光臂600-1能够在第一修整工具820-1与晶片W之间水平运动。同样,为了对第二抛光垫502-2进行调整,第二抛光臂600-2能够在第二修整工具820-2与晶片W之间水平运动。
在此,如图5所示,第一抛光头500-1以第一抛光垫502-1在水平运动时与晶片W的中央部接触的方式保持于第一抛光臂600-1。另外,第二抛光头500-2以第二抛光垫502-2在水平运动时与晶片W的周缘部接触的方式保持于第二抛光臂600-2。另外,作为水平运动的种类,有直线动、圆弧运动。另外,作为运动方向,例如有从晶片W的中心侧向周缘部或向其反方向的一方向运动,或以晶片W中心侧或周缘部侧为起点的在晶片半径或直径的范围内的往复运动。另外,在水平运动时,各抛光臂的运动速度也可以是在运动范围内能够变更的。这是因为抛光垫的滞留时间的分布影响晶片W的处理速度的分布。作为该情况下的移动速度的变化方式,例如希望为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。
第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2比晶片W直径小。例如晶片W为Φ300mm的情况下,希望是第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2优选Φ100mm以下,更优选Φ60~100mm。这是因为抛光垫的直径越大,与晶片的面积比就越小,因此增加了晶片的抛光处理速度。另一方面,关于晶片的面内均一性,反而是抛光垫的直径越小,面内均一性越提高。这是因为单位处理面积变小。因此,在本实施方式中,除第一抛光垫502-1以外,还采用比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2。另外,第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2的种类及材质无须相同,可以配置为不同。另外也可以根据各抛光垫的种类、材质及垫直径而配置不同种类的第一修整工具820-1及第二修整工具820-2。
根据本实施方式,抛光处理构件350能够使用多个抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)来进行抛光处理。抛光处理构件350例如能够通过第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2而同时地进行抛光处理。另外,抛光处理构件350能够一边通过修整工具820-1、820-2交替调整第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2一边进行抛光处理。无论在何种情况下,由于进行抛光处理时的抛光垫与晶片W的接触面积变大,因此本实施方式的抛光处理构件350能够使抛光处理的处理速度提高。
此外,根据本实施方式,能够使用大小不同的抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)进行抛光处理。因此,例如,抛光处理构件350能够通过第一抛光垫502-1而主要对晶片W的周缘部以外的区域进行抛光处理,通过比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2而主要对晶片W的周缘部进行抛光处理。其结果,根据本实施方式的抛光处理构件350,能够使晶片W的面内均一性提高。
<第二实施方式>
接着,对第二实施方式的抛光处理构件350进行说明。图6是表示第二实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
如图6所示,第二实施方式的抛光处理构件350具备第一抛光臂600-1及与第一抛光臂600-1不同的第二抛光臂600-2。具体而言,第一抛光臂600-1为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610-1为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。第二抛光臂600-2为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610-2为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。
抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第一抛光垫502-1的第一抛光头500-1。另外,抛光处理构件350具备分别安装有比第一抛光垫502-1直径小的多个第二抛光垫502-2、第三抛光垫502-3的与第一抛光头500-1不同的多个第二抛光头500-2、第三抛光头500-3。
第一抛光头500-1保持于第一抛光臂600-1的与轴610-1相反的一侧的端部620-1。第二抛光头500-2、第三抛光头500-3保持于第二抛光臂600-2的与轴610-2相反的一侧的端部620-2。
第一抛光臂600-1及第二抛光臂600-2能够沿晶片W的处理面水平运动。例如在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1与晶片W接触的状态下,第一抛光臂600-1能够在晶片W的中央部与周缘部之间水平运动。另外,在进行抛光处理时,在使第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3与晶片W接触的状态下,第二抛光臂600-2能够在晶片W的周缘部水平运动。
另外,如图6所示,为了对第一抛光垫502-1进行调整,第一抛光臂600-1能够在第一修整工具820-1与晶片W之间水平运动。同样,为了对第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3进行调整,第二抛光臂600-2能够在第二修整工具820-2与晶片W之间水平运动。
在此,如图6所示,第一抛光头500-1以在水平运动时第一抛光垫502-1与晶片W的中央部接触的方式保持于第一抛光臂600-1。另外,第二抛光头500-2、第三抛光头500-3以在水平运动时第二抛光垫502-2、第三抛光垫502-3与晶片W的周缘部接触的方式保持于第二抛光臂600-2。
另外,第二抛光头500-2、第三抛光头500-3以在第二抛光垫502-2、第三抛光垫502-3在晶片W的周缘方向相邻而水平运动时,第二抛光垫502-2、第三抛光垫502-3与晶片W的周缘部接触的方式保持于第二抛光臂600-2。另外,作为水平运动的种类,有直线动、圆弧运动。另外,作为运动方向,例如有从晶片W的中心侧向周缘部,或向其反方向的一方向运动,或以晶片W中心侧或周缘部侧为起点的在晶片半径或直径的范围内的往复运动。另外,在水平运动时,各抛光臂的运动速度也可以是在运动范围内能够变更的。这是因为抛光垫的滞留时间的分布影响晶片W的处理速度的分布。作为该情况下的移动速度的变化方式,希望是例如为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。
第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3比晶片W直径小。例如晶片W为Φ300mm的情况下,希望是第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2优选Φ100mm以下,更优选Φ60~100mm。这是因为抛光垫的直径越大,与晶片的面积比就越小,因此增加了晶片的抛光处理速度。另一方面,关于晶片的面内均一性,反而是抛光垫的直径越小,面内均一性越提高。这是因为单位处理面积变小。因此,在本实施方式中,除第一抛光垫502-1以外,采用比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2、第三抛光垫502-3。另外,第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3的垫直径可以为相同,为了得到更好的到外周为止的处理速度的面内均一性,也可以使任一方的抛光垫的直径比另一方小。另外,第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫的种类及材质无须相同,可以配置为不同。另外也可以根据各抛光垫的种类、材质及垫直径而配置不同种类的第一修整工具820-1及第二修整工具820-2。在该情况下,与图6不同,变成对于各抛光垫具有各修整工具的方式。
根据本实施方式,抛光处理构件350能够使用多个抛光垫(第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3)来进行抛光处理。抛光处理构件350例如能够通过第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3而同时地进行抛光处理。另外,抛光处理构件350能够一边通过修整工具820-1、820-2交替调整第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3一边进行抛光处理。无论在何种情况下,由于进行抛光处理时的抛光垫与晶片W的接触面积变大,因此本实施方式的抛光处理构件350能够使抛光处理的处理速度提高。
此外,根据本实施方式,能够使用大小不同的抛光垫(第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3)进行抛光处理。因此,例如,抛光处理构件350能够通过第一抛光垫502-1而主要对晶片W的周缘部以外的区域进行抛光处理,通过比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3而主要对晶片W的周缘部进行抛光处理。其结果,根据本实施方式的抛光处理构件350,能够使晶片W的面内均一性提高。进一步,根据本实施方式,在晶片W的周缘部中,能够使用在晶片W的周缘方向相邻的第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3而进行抛光处理,因此能够使周缘部的处理速度提高。
<第三实施方式>
接着,对第三实施方式的抛光处理构件350进行说明。图7是表示第三实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
如图7所示,第三实施方式的抛光处理构件350具备单一的抛光臂600。具体而言,抛光臂600为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。
抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第一抛光垫502-1的第一抛光头500-1。另外,抛光处理构件350具备安装有比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2的与第一抛光头500-1不同的第二抛光头500-2。
第一抛光头500-1及第二抛光头500-2保持于抛光臂600的与轴610相反的一侧的端部620。
抛光臂600能够沿晶片W的处理面水平运动。例如在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2与晶片W接触的状态下,抛光臂600能够在晶片W的中央部与周缘部之间水平运动。
另外,如图7所示,为了对第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2进行调整,抛光臂600能够在修整工具820与晶片W之间水平运动。
在此,第一抛光头500-1及第二抛光头500-2以沿抛光臂600的水平运动方向相邻的方式保持于抛光臂600。在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2与晶片W接触的状态下,抛光臂600在晶片W的中央部与周缘部之间水平运动。其结果,第一抛光头500-1以第一抛光垫502-1与晶片W的中央部接触的方式保持于抛光臂600。另外,第二抛光头500-2以第二抛光垫502-2至少与晶片W的周缘部接触的方式保持于抛光臂600。另外,作为水平运动的种类,有直线动、圆弧运动。另外,作为运动方向,例如有从晶片W的中心侧向周缘部,或向其反方向的一方向运动,或以晶片W中心侧或周缘部侧为起点的在晶片半径或直径的范围内的往复运动。另外,在水平运动时,各抛光臂的运动速度也可以是在运动范围内能够变更的。这是因为抛光垫的滞留时间的分布影响晶片W的处理速度的分布。作为该情况下的移动速度的变化方式,例如希望为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。
第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2比晶片W直径小。例如晶片W为Φ300mm的情况下,希望是第一抛光垫502-1优选Φ100mm以下,更优选Φ60~100mm。这是因为抛光垫的直径越大,与晶片的面积比就越小,因此增加了晶片的抛光处理速度。另一方面,关于晶片的面内均一性,反而是抛光垫的直径越小,面内均一性越提高。这是因为单位处理面积变小。因此,在本实施方式中,除第一抛光垫502-1以外,采用比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2。另外,第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2的种类及材质无须相同,可以配置为不同。另外也可以根据各抛光垫的种类、材质及垫直径而配置不同种类的修整工具820。在该情况下,与图7不同,变成对于各抛光垫具有各修整工具的方式。
根据本实施方式,抛光处理构件350能够使用多个抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)来进行抛光处理。抛光处理构件350例如能够通过第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2而同时地进行抛光处理。因此,在进行抛光处理时的抛光垫与晶片W的接触面积变大,因此本实施方式的抛光处理构件350能够使抛光处理的处理速度提高。
此外,根据本实施方式,能够使用大小不同的抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)进行抛光处理。因此,例如,抛光处理构件350能够通过第一抛光垫502-1而主要对晶片W的周缘部以外的区域进行抛光处理,通过比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2而主要对晶片W的中央部以外的区域、特别是周缘部进行抛光处理。其结果,根据本实施方式的抛光处理构件350,能够使晶片W的面内均一性提高。
<第四实施方式>
接着,对第四实施方式的抛光处理构件350进行说明。图8是表示第四实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
如图8所示,第四实施方式的抛光处理构件350具备单一的抛光臂600。具体而言,抛光臂600为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。
抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第一抛光垫502-1的第一抛光头500-1。另外,抛光处理构件350具备安装有比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2、第三抛光垫502-3的与第一抛光头500-1不同的第二抛光头500-2、第三抛光头500-3。
第一抛光头500-1、第二抛光头500-2及第三抛光头500-3保持于抛光臂600的与轴610相反的一侧的端部620。
抛光臂600能够沿晶片W的处理面水平运动。例如在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3与晶片W接触的状态下,抛光臂600能够通过晶片W的中央部而在晶片W的相对的周缘部间水平运动。
另外,如图8所示,为了对第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3进行调整,抛光臂600能够在修整工具820与晶片W之间水平运动。
在此,第一抛光头500-1保持于抛光臂600的摆动方向的中央部。第二抛光头500-2及第三抛光头500-3以沿抛光臂600的水平运动方向与第一抛光头500-1的两侧相邻的方式保持于抛光臂600。在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2与晶片W接触的状态下,在水平运动时,抛光臂600能够通过晶片W的中央部而在晶片W的相对的周缘部间水平运动。其结果,第一抛光头500-1以使第一抛光垫502-1与晶片W的中央部接触的方式保持于抛光臂600。另外,第二抛光头500-2及第三抛光头500-3以使第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3至少与晶片W的周缘部接触的方式保持于抛光臂600。另外,作为水平运动的种类,有直线动、圆弧运动。另外,作为运动方向,例如有从晶片W的中心侧向周缘部,或向其反方向的一方向运动,或以晶片W中心侧或周缘部侧为起点的在晶片半径或直径的范围内的往复运动。另外,在水平运动时,各抛光臂的运动速度也可以是在运动范围内能够变更的。这是因为抛光垫的滞留时间的分布影响晶片W的处理速度的分布。作为该情况下的移动速度的变化方式,例如希望是为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。
第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3比晶片W直径小。例如晶片W为Φ300mm的情况下,希望是第一抛光垫502-1优选Φ100mm以下,更优选Φ60~100mm。这是因为抛光垫的直径越大,与晶片的面积比就越小,因此增加了晶片的抛光处理速度。另一方面,关于晶片的面内均一性,反而是抛光垫的直径越小,面内均一性越提高。这是因为单位处理面积变小。因此,在本实施方式中,除第一抛光垫502-1以外,采用比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3。另外,第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3的垫直径可以为相同,为了得到更好的到外周为止的处理速度的面内均一性,也可以使任一方的抛光垫的直径比另一方小。另外,第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫的种类及材质无须相同,可以配置为不同。另外也可以根据各抛光垫的种类、材质及垫直径而配置不同种类的修整工具820。在该情况下,与图8不同,变成对于各抛光垫具有各修整工具的方式。
根据本实施方式,抛光处理构件350能够使用多个抛光垫(第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3)来进行抛光处理。抛光处理构件350例如能够通过第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3而同时地进行抛光处理。因此,在进行抛光处理时的抛光垫与晶片W的接触面积变大,因此本实施方式的抛光处理构件350能够使抛光处理的处理速度提高。
此外,根据本实施方式,能够使用大小不同的抛光垫(第一抛光垫502-1、第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3)进行抛光处理。因此,例如,抛光处理构件350能够通过第一抛光垫502-1而主要对晶片W的周缘部以外的区域进行抛光处理,通过比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3而主要对晶片W的周缘部进行抛光处理。其结果,根据本实施方式的抛光处理构件350,能够使晶片W的面内均一性提高。进一步,根据本实施方式,第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3沿抛光臂600的摆动方向配置于第一抛光垫502-1的两侧。其结果,在晶片W的周缘部中,能够使用第二抛光垫502-2及第三抛光垫502-3进行抛光处理,因此能够使周缘部的处理速度提高。
<第五实施方式>
接着,对第五实施方式的抛光处理构件350进行说明。图9是表示第五实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
如图9所示,第五实施方式的抛光处理构件350具备第一抛光臂600-1,以及连结于第一抛光臂600-1的第二抛光臂600-2。具体而言,第一抛光臂600-1为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610-1为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。第二抛光臂600-2为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以设置于第一抛光臂600-1的与轴610-1相反的一侧的端部620-1的轴610-2为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。
抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第一抛光垫502-1的第一抛光头500-1。另外,抛光处理构件350具备安装有比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2的与第一抛光头500-1不同的第二抛光头500-2。
第一抛光头500-1保持于第一抛光臂600-1的与轴610-1相反的一侧的端部620-1。第二抛光头500-2保持于第二抛光臂600-2的与轴610-2相反的一侧的端部620-2。
第一抛光臂600-1及第二抛光臂600-2能够沿晶片W的处理面水平运动。例如在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1与晶片W接触的状态下,第一抛光臂600-1能够在晶片W的中央部与周缘部之间水平运动。另外,在进行抛光处理时,在使第二抛光垫502-2与晶片W接触的状态下,第二抛光臂600-2能够至少在晶片W的周缘部水平运动。
另外,如图9所示,为了对第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2进行调整,第一抛光臂600-1能够在修整工具820与晶片W之间水平运动。同样,为了对第二抛光垫502-2进行调整,第二抛光臂600-2能够在修整工具820与晶片W之间水平运动。
在此,如图9所示,第一抛光头500-1以第一抛光垫502-1在水平运动时与晶片W的中央部接触的方式保持于第一抛光臂600-1。另外,第二抛光头500-2以第二抛光垫502-2在水平运动时与晶片W的周缘部接触的方式保持于第二抛光臂600-2。另外,作为水平运动的种类,有直线动、圆弧运动。另外,作为运动方向,例如有从晶片W的中心侧向周缘部,或向其反方向的一方向运动,或以晶片W中心侧或周缘部侧为起点的在晶片半径或直径的范围内的往复运动。另外,在水平运动时,各抛光臂的运动速度也可以是在运动范围内能够变更的。这是因为抛光垫的滞留时间的分布影响晶片W的处理速度的分布。作为该情况下的移动速度的变化方式,例如希望是为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。
第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2比晶片W直径小。例如晶片W为Φ300mm的情况下,希望是第一抛光垫502-1优选Φ100mm以下,更优选Φ60~100mm。这是因为抛光垫的直径越大,与晶片的面积比就越小,因此增加了晶片的抛光处理速度。另一方面,关于晶片的面内均一性,反而是抛光垫的直径越小,面内均一性越提高。这是因为单位处理面积变小。因此,在本实施方式中,除第一抛光垫502-1以外,采用比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2。另外,第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2的种类及材质无须相同,可以配置为不同。另外也可以根据各抛光垫的种类、材质及垫直径也配置不同种类的第一修整工具820。在该情况下,与图9不同,变成对于各抛光垫具有各修整工具的方式。
根据本实施方式,抛光处理构件350能够使用多个抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)来进行抛光处理。抛光处理构件350例如能够通过第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2而同时地进行抛光处理。因此,在进行抛光处理时的抛光垫与晶片W的接触面积变大,因此本实施方式的抛光处理构件350能够使抛光处理的处理速度提高。
此外,根据本实施方式,能够使用大小不同的抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)进行抛光处理。因此,例如,抛光处理构件350能够通过第一抛光垫502-1而主要对晶片W的周缘部以外的区域进行抛光处理,通过比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2而主要对晶片W的周缘部进行抛光处理。其结果,根据本实施方式的抛光处理构件350,能够使晶片W的面内均一性提高。
<第六实施方式>
接着,对第六实施方式的抛光处理构件350进行说明。图10是表示第六实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
如图10所示,第六实施方式的抛光处理构件350具备第一抛光臂600-1及与第一抛光臂600-1不同的第二抛光臂600-2。具体而言,第一抛光臂600-1为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610-1为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。第二抛光臂600-2为沿抛光台400的晶片W设置面延伸且以抛光台400的外部的轴610-2为支点而能够沿抛光台400的晶片W设置面转动的臂。
抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第一抛光垫502-1的第一抛光头500-1。另外,抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第二抛光垫502-2的与第一抛光头500-1不同的第二抛光头500-2。
第一抛光头500-1保持于第一抛光臂600-1的与轴610-1相反的一侧的端部620-1。第二抛光头500-2保持于第二抛光臂600-2的与轴610-2相反的一侧的端部620-2。
第一抛光臂600-1及第二抛光臂600-2能够沿晶片W的处理面水平运动。例如在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1与晶片W接触的状态下,第一抛光臂600-1能够在晶片W的中央部与周缘部之间水平运动。另外,在进行抛光处理时,在使第二抛光垫502-2与晶片W接触的状态下,第二抛光臂600-2能够在晶片W的中央部与周缘部之间水平运动。
另外,如图10所示,为了对第一抛光垫502-1进行调整,第一抛光臂600-1能够在第一修整工具820-1与晶片W之间水平运动。同样,为了对第二抛光垫502-2进行调整,第二抛光臂600-2能够在第二修整工具820-2与晶片W之间水平运动。另外,作为水平运动的种类,有直线动、圆弧运动。另外,作为运动方向,例如有从晶片W的中心侧向周缘部,或向其反方向的一方向运动,或以晶片W中心侧或周缘部侧为起点的在晶片半径或直径的范围内的往复运动。另外,在水平运动时,各抛光臂的运动速度也可以是在运动范围内能够变更的。这是因为抛光垫的滞留时间的分布影响晶片W的处理速度的分布。作为该情况下的移动速度的变化方式,例如希望是为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。
第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2比晶片W直径小。例如晶片W为Φ300mm的情况下,希望是第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2优选Φ100mm以下,更优选Φ60~100mm。这是因为抛光垫的直径越大,与晶片的面积比就越小,因此增加了晶片的抛光处理速度。另外,第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2的种类及材质无须相同,可以配置为不同。另外也可以根据各抛光垫的种类、材质及垫直径而配置不同种类的第一修整工具820-1及第二修整工具820-2。
根据本实施方式,抛光处理构件350能够使用多个抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)来进行抛光处理。抛光处理构件350例如能够通过第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2而同时地进行抛光处理。另外,抛光处理构件350能够一边通过修整工具820-1、820-2交替调整第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2一边进行抛光处理。无论在何种情况下,由于进行抛光处理时的抛光垫与晶片W的接触面积变大,因此本实施方式的抛光处理构件350能够使抛光处理的处理速度提高。
<第七实施方式>
接着,对第七实施方式的抛光处理构件350进行说明。图11是表示第七实施方式的抛光处理构件的概要结构的图。
如图11所示,第七实施方式的抛光处理构件350具备单一的抛光臂600。具体而言,抛光臂600为能够以抛光台400的外部的轴610为支点转动且沿抛光台400的晶片W设置面延伸的臂。
抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第一抛光垫502-1的第一抛光头500-1。另外,抛光处理构件350具备安装有比晶片W直径小的第二抛光垫502-2的与第一抛光头500-1不同的第二抛光头500-2。
第一抛光头500-1及第二抛光头500-2保持于抛光臂600的与轴610相反的一侧的端部620。
抛光臂600能够沿晶片W的处理面水平运动。例如在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2与晶片W接触的状态下,抛光臂600能够在晶片W的中央部与周缘部之间水平运动。
另外,如图11所示,为了对第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2进行调整,抛光臂600能够在修整工具820-1、820-2与晶片W之间水平运动。
另外,第一抛光头500-1及第二抛光头500-2以沿抛光臂600的摆动方向相邻的方式保持于抛光臂600。在进行抛光处理时,在使第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2与晶片W接触的状态下,抛光臂600在晶片W的中央部与周缘部之间水平运动。另外,作为水平运动的种类,有直线动、圆弧运动。另外,作为运动方向,例如有从晶片W的中心侧向周缘部,或向其反方向的一方向运动,或以晶片W中心侧或周缘部侧为起点的在晶片半径或直径的范围内的往复运动。另外,在水平运动时,各抛光臂的运动速度也可以是在运动范围内能够变更的。这是因为抛光垫的滞留时间的分布影响晶片W的处理速度的分布。作为该情况下的移动速度的变化方式,例如希望是为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。
第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2比晶片W直径小。例如晶片W为Φ300mm的情况下,希望是第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2优选Φ100mm以下,更优选Φ60~100mm。这是因为抛光垫的直径越大,与晶片的面积比就越小,因此增加了晶片的抛光处理速度。另外,第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2的种类及材质无须相同,可以配置为不同。另外也可以根据各抛光垫的种类、材质及垫直径而配置不同种类的第一修整工具820-1及第二修整工具820-2。另外在图11中,修整工具被分割为第一修整工具820-1及修整工具820-2,但也可以是一个相同的修整工具。
根据本实施方式,抛光处理构件350能够使用多个抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)来进行抛光处理。抛光处理构件350例如能够通过第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2而同时地进行抛光处理。因此,在进行抛光处理时的抛光垫与晶片W的接触面积变大,因此本实施方式的抛光处理构件350能够使抛光处理的处理速度提高。
<处理方法>
接着,对本实施方式的处理方法进行说明。图12为本实施方式的处理方法的流程图。如图7、8、9、11的实施方式那样,图12为第一抛光垫502-1与第二抛光垫502-2在相同时刻对晶片W进行抛光处理,在相同时刻进行调整的实施方式的处理方法的一例。另外,在图8的结构的情况下,第三抛光垫502-3也进行与第二抛光垫502-2相同的处理。
在本实施方式的处理方法中,首先,抛光处理构件350通过使第一抛光垫502-1与晶片W接触并相对运动而对晶片W进行规定的第一处理(抛光处理)且通过使比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2与晶片W接触并相对运动而对晶片W进行规定的第二处理(抛光处理)(步骤S101)。在此,步骤S101的第一处理是通过使第一抛光垫502-1与晶片W的第二抛光垫502-2所处理的区域以外的区域(例如中央部)接触并相对运动而执行的。另外,第二处理是通过使第二抛光垫502-2与晶片W的第一抛光垫502-1所处理的区域以外的区域(例如周缘部)接触并相对运动而执行的。另外,在本实施方式中,示出了将第一抛光垫502-1的处理区域与第二抛光垫502-2的处理区域分开的例,但不限定于此,抛光处理构件350也能够不明确划定第一抛光垫502-1的处理区域与第二抛光垫502-2的处理区域而使它们局部重叠来进行抛光处理。
接着,抛光处理构件350使抛光臂600或抛光臂600-1、2回旋来进行第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2的调整(步骤S102)。
接着,抛光处理构件350判定是否应结束处理(步骤S103)。抛光处理构件350例如在判定为应对同一晶片W继续处理的情况下,或者判定为应搬运后续的晶片W并继续处理的情况下(步骤S103,否),返回步骤S101并继续处理。另一方面,抛光处理构件350在判定为应结束处理的情况下(步骤S103,是),结束处理。另外,是否应对同一晶片W继续处理的判定的一例按如下进行。即,上侧处理组件300A能够具备Wet-ITM(In-line Thickness Montior,在线厚度监控装置)。Wet-ITM能够通过使检测头以非接触状态存在于晶片上且在晶片整体表面移动,从而检测(测定)晶片W的膜厚分布(或关于膜厚的信息的分布)。另外,关于ITM,在处理实施中的计测中Wet-ITM是有效的,但在获取除此之外的处理后的膜厚或相当于膜厚的信号时则不一定必须搭载于上侧处理组件300A。除处理组件以外,例如也可以在装载/卸载部搭载ITM,在晶片从FOUP等出入时实施测定,这在之后的实施方式中也同样。另外,在所述Wet-ITM、ITM以外,作为实施处理中的检测(测定)晶片W的被处理面的膜厚分布(或相当于膜厚的信号的分布)的方法,虽然未图示,但也可以是涡电流传感器及光学式传感器。涡电流传感器能够在被处理面为导电性材料时使用,与晶片W的被处理面相对而配置。涡电流传感器为如下传感器:在靠近晶片W的被处理面而配置的传感器线圈流通高频电流而在晶片W产生涡电流,基于与晶片W的被处理区域的厚度对应的涡电流或合成阻抗的变化来检测晶片W的膜厚或相当于膜厚的信号的分布。另外,光学式传感器与晶片W的被处理面相对配置。光学式传感器能够在被处理面为光能够透过的材料时使用,光学式传感器为如下传感器:朝向晶片W的被处理面照射光,在晶片W的被处理面反射,或接收透过晶片W后反射的反射光,并基于接收的光检测晶片W的膜厚分布。另外,在上侧处理组件300A能够具备预先设定并存储有晶片W的研磨处理面的目标膜厚或相当于目标膜厚的信号的分布的数据库。抛光处理构件350能够基于通过Wet-ITM、ITM、涡电流传感器、光学式传感器检测到的处理面的膜厚或相当于膜厚的信号的分布与存储于数据库的目标膜厚或相当于目标膜厚的信号的分布的差值,来判定是否应对同一晶片W继续处理。例如,在差值比预先设定的阈值大的情况下,抛光处理构件350能够判定应对同一晶片W继续处理。
接着,对本实施方式的处理方法的其他例进行说明。图13是本实施方式的处理方法的流程图。图13为图5、6、10的实施方式中,第一抛光垫502-1与第二抛光垫502-2在不同刻对晶片W进行抛光处理,在不同时刻进行调整的实施方式的处理方法的一例。另外,在图6的结构的情况下,第三抛光垫502-3也进行与第二抛光垫502-2相同的处理。
首先,抛光处理构件350通过使第一抛光垫502-1与晶片W接触并相对运动而对晶片W进行规定的第一处理(抛光处理)(步骤S201)。在此,步骤S201的第一处理是通过使第一抛光垫502-1与晶片W的第二抛光垫502-2所处理的区域以外的区域(例如中央部)接触并相对运动而执行的。
另外,在与步骤S201相同时刻,抛光处理构件350进行第二抛光垫502-2的调整(步骤S202)。
接着,抛光处理构件350通过使抛光臂600-2回旋并使比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2与晶片W接触并相对运动从而对晶片W进行规定的第二处理(抛光处理)(步骤S203)。在此,第二处理是通过使第二抛光垫502-2与晶片W的第一抛光垫502-1所处理的区域以外的区域(例如周缘部)接触并相对运动而执行的。另外,在本实施方式中,示出了将第一抛光垫502-1的处理区域与第二抛光垫502-2的处理区域分开的例,但不限定于此,抛光处理构件350也能够不明确划定第一抛光垫502-1的处理区域与第二抛光垫502-2的处理区域而使它们局部重叠来进行抛光处理。
另外,在与步骤S203相同的时刻,抛光处理构件350使抛光臂600-1回旋并进行第一抛光垫502-1的调整(步骤S204)。
接着,抛光处理构件350判定是否应结束处理(步骤S205)。抛光处理构件350例如在判定为应对同一晶片W继续处理的情况下,或者判定为应搬运后续的晶片W并继续处理的情况下(步骤S205,否),返回步骤S201并继续处理。另一方面,抛光处理构件350在判定为应结束处理的情况下(步骤S205,是),结束处理。另外,是否应对同一晶片W继续处理的判定与所述同样地进行,因此省略详细的说明。
接着,对本实施方式的处理方法的其他例进行说明。图14为本实施方式的处理方法的流程图。图14为图5、6、10的实施方式中第一抛光垫502-1与第二抛光垫502-2在相同时刻对晶片W进行抛光处理,在相同时刻进行调整的实施方式的处理方法的一例。另外,在图6结构的情况下,第三抛光垫502-3也进行与第二抛光垫502-2相同的处理。
首先,抛光处理构件350通过使第一抛光垫502-1与晶片W接触并相对运动从而对晶片W进行规定的第一处理(抛光处理)(步骤S301)。在此,步骤S301的第一处理是通过使第一抛光垫502-1与晶片W的第二抛光垫502-2所处理的区域以外的区域(例如中央部)接触并相对运动而执行的。
另外,在与步骤S301相同的时刻,抛光处理构件350通过使比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2与晶片W接触并相对运动从而对晶片W进行规定的第二处理(抛光处理)(步骤S302)。在此,第二处理是通过使第二抛光垫502-2与晶片W的第一抛光垫502-1所处理的区域以外的区域(例如周缘部)接触并相对运动而执行的。另外,在本实施方式中,示出了将第一抛光垫502-1的处理区域与第二抛光垫502-2的处理区域分开的例,但不限定于此,抛光处理构件350也能够不明确划定第一抛光垫502-1的处理区域与第二抛光垫502-2的处理区域而使它们局部重叠来进行抛光处理。
接着,抛光处理构件350使抛光臂600-2回旋并进行第二抛光垫502-2的调整(步骤S303)。
另外,在与步骤S303相同的时刻,抛光处理构件350使抛光臂600-1回旋并进行第一抛光垫502-1的调整(步骤S304)。
接着,抛光处理构件350判定是否应结束处理(步骤S305)。抛光处理构件350例如在判定为应对同一晶片W继续处理的情况下,或者判定为应搬运后续的晶片W并继续处理的情况下(步骤S305,否),返回步骤S301并继续处理。另一方面,抛光处理构件350在判定为应结束处理的情况下(步骤S305,是),结束处理。另外,是否应对同一晶片W继续处理的判定与所述同样地进行,因此省略详细的说明。
接着,对本实施方式的处理方法的其他例进行说明。图15为本实施方式的处理方法的流程图。图15为在图5、6、10的实施方式中,两个抛光臂600-1、600-2不联动而在独自的时刻对第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2进行抛光处理及调整处理的实施方式的处理方法的一例。另外,在图6的结构的情况下,第三抛光垫502-3也进行与第二抛光垫502-2相同的处理。
首先,抛光处理构件350通过使第一抛光垫502-1与晶片W接触并相对运动而对晶片W进行规定的第一处理(抛光处理)(步骤S401)。在此,步骤S401的第一处理是通过使第一抛光垫502-1与晶片W的第二抛光垫502-2所处理的区域以外的区域(例如中央部)接触并相对运动而执行的。
接着,抛光处理构件350通过使比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2与晶片W接触并相对运动而对晶片W进行规定的第二处理(抛光处理)(步骤S402)。在此,第二处理是通过使第二抛光垫502-2与晶片W的第一抛光垫502-1所处理的区域以外的区域(例如周缘部)接触并相对运动而执行的。另外,在本实施方式中,示出了将第一抛光垫502-1的处理区域与第二抛光垫502-2的处理区域分开的例,但不限定于此,抛光处理构件350也能够不明确划定第一抛光垫502-1的处理区域与第二抛光垫502-2的处理区域而使它们局部重叠来进行抛光处理。如上所述,在不同时刻使第一处理与第二处理开始。
接着,抛光处理构件350使抛光臂600-1回旋并进行第一抛光垫502-1的调整(步骤S403)。
接着,抛光处理构件350使抛光臂600-2回旋并进行第二抛光垫502-2的调整(步骤S404)。如上所述,在不同时刻使第一抛光垫502-1的调整与第二抛光垫502-2的调整开始。
接着,抛光处理构件350判定是否应结束处理(步骤S405)。抛光处理构件350例如在判定为应对同一晶片W继续处理的情况下,或者判定为应搬运后续的晶片W并继续处理的情况下(步骤S405,否),返回步骤S401并继续处理。另一方面,抛光处理构件350在判定为应结束处理的情况下(步骤S405,是),结束处理。另外,是否应对同一晶片W继续处理的判定与所述同样地进行,因此省略详细的说明。另外,所述的步骤S401~S404的顺序为一例。在两个抛光臂600-1、600-2不联动而在独自的时刻对第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2进行抛光处理及调整处理的情况下,能够以任意的顺序进行所述的步骤S401~S404。
根据本实施方式的处理方法,使进行抛光处理时的抛光垫与晶片W的接触面积变大,因此能够使抛光处理的处理速度提高。此外,根据本实施方式的处理方法,能够使用大小不同的抛光垫(第一抛光垫502-1及第二抛光垫502-2)进行抛光处理。因此,例如,抛光处理构件350能够通过第一抛光垫502-1而主要对晶片W的周缘部以外的区域进行抛光处理,通过比第一抛光垫502-1直径小的第二抛光垫502-2而主要对晶片W的周缘部进行抛光处理。其结果,根据本实施方式的处理方法,能够使晶片W的处理速度的面内均一性提高。
在以下,基于图16-图24对作为本发明的基板处理装置的抛光处理装置的实施方式进行说明。在图16-图24中,有对相同或类似的要素标记相同或类似的的参照符号,在各实施方式的说明中省略关于相同或类似的要素的重复的说明的情况。另外,各实施方式所示的特征只要不相互矛盾,则也能够适用于其他的实施方式。
已知在一般的在比半导体晶片W尺寸大的研磨垫按压晶片W并对晶片W进行研磨的CMP中,根据研磨温度而研磨速度产生变动。例如,图16表示由CMP所使用的两种不同的浆料A及浆料B的温度而造成的研磨速度的变化,浆料A及浆料B根据温度而变动研磨速度。另外,在浆料A及浆料B中,研磨效率变高时的温度不同。
在使用比被研磨的晶片W尺寸大的研磨垫进行CMP研磨的情况下,晶片W的整个表面一直与研磨垫接触。因此,有如下情况:因研磨而产生的热被积存,伴随研磨时间晶片W的表面的温度上升而到达研磨速度较高的温度区域,从而促进研磨。
图17为在使用比被研磨的晶片W尺寸大的研磨垫对晶片W进行研磨的情况下(大径研磨)及在使用被研磨的晶片W尺寸小的抛光垫进行研磨的情况下(小径抛光研磨),晶片W的表面温度相对于研磨时间的曲线图。图17中的阴影部分为研磨效率良好的温度区域。
如从图17的曲线图可以知道,在使用比被研磨的晶片W尺寸大的研磨垫进行研磨的情况下,晶片W的温度容易上升,在研磨中到达研磨效率良好的温度区域。另一方面,在使用比被研磨的晶片W尺寸小的抛光垫进行研磨的情况下,由于与晶片W接触的抛光垫的尺寸较小,因此通过抛光垫进行研磨所产生的热容易发散,晶片W的温度难以上升。因此,到达不了研磨效率良好的温度区域,或者到达效率良好的温度区域花费时间。另外,在将晶片W按压在比被研磨的晶片W尺寸大的研磨垫而进行研磨的情况下,晶片W的整体均匀地温度上升,但在使用比被研磨的晶片W尺寸小的抛光垫进行研磨的情况下,仅垫接触的部位温度上升,晶片W内的温度容易变得不均匀。
因此,本发明提供一种抛光处理装置及抛光处理方法,在使用比被抛光处理的基板尺寸小的抛光垫而进行抛光处理的情况下,能够通过控制被抛光处理的基板的温度而使抛光处理效率提高。
在本说明书中,抛光处理包含抛光研磨处理与抛光清洗处理的至少一方。
抛光研磨处理是指如下处理:一边使抛光垫接触基板,一边使基板与抛光垫相对运动,通过在基板与抛光垫之间介入浆料来对基板的处理面进行研磨除去。抛光研磨处理是如下处理:能够对基板施加比在使用海绵等而通过物理的作用来清洗基板的情况下对基板施加的物理的作用力强的物理的作用力。通过抛光研磨处理,能够实现刮痕等损伤或附着有污染物的表层部的除去,未能由主研磨单元中的主研磨去除的部位的追加除去,或者,主研磨后的微小区域的凹凸或遍及基板整体的膜厚分布之类的形貌的改善。
抛光清洗处理为如下的处理:一边使抛光垫接触基板,一边使基板与抛光垫相对运动,通过使清洗处理液(药液,或者药液和纯水)介入基板与抛光垫之间来去除基板表面的污染物或对处理面进行改性。抛光清洗处理是如下处理:能够对基板施加比在使用海绵等而通过物理的作用来清洗基板的情况下对基板施加的物理的作用力强的物理的作用力。
图18是概要地表示能够为本发明的抛光处理装置所利用的根据一实施方式的抛光处理组件2-300A的结构的图。图18所示的抛光处理组件2-300A能够构成为进行半导体晶片等基板的研磨处理的CMP装置的一部分或CMP装置内的1单元。作为一例,抛光处理组件2-300A能够组合到具有研磨单元、清洗单元、基板的搬运机构的CMP装置,抛光处理组件2-300A能够用于CMP装置内的主研磨后的精加工处理。
如图18所示,根据一实施方式的抛光处理组件2-300A具备:抛光台2-400,设置有晶片W;抛光头2-500,安装有用于对晶片W的处理面进行抛光处理的抛光垫2-502;抛光臂2-600,对抛光头2-500进行保持;液供给系统2-700,用于供给各种处理液;以及调整部2-800,用于进行抛光垫2-502的调整(修整)。为了图示的明了化而未在图18中图示,但抛光处理组件2-300A具有提供后述的温度控制功能的温度控制装置。
抛光处理组件2-300A能够进行所述的抛光研磨处理及/或抛光清洗处理。另外,如后所述,抛光处理组件2-300A能够控制抛光处理中晶片W的温度。
抛光台2-400具有用于支承晶片W的支承面2-402。在图示的实施方式中,抛光台2-400的支承面2-402构成为水平朝上地支承晶片W。支承面2-402具有吸附晶片W所使用的流体通路2-410(参照图21)的开口部2-404。流体通路2-410连接于未图示的真空源,能够真空吸附晶片W。晶片W也可以经由衬底材料吸附于抛光台2-400。衬底材料能够通过例如粘合带安装于抛光台2-400的表面。衬底材料能够使用公知的材料,能够使用在与抛光台2-400的开口部2-402对应的位置设置有贯通孔2-452的结构。
另外,在本说明书中,包含在抛光台2-400上支承有晶片W的情况,也包含经由衬底材料而支承有晶片W的情况。
另外,抛光台2-400能够通过未图示的驱动机构绕旋转轴A旋转。抛光垫2-502安装于抛光头2-500的与晶片W相对的面。抛光臂2-600能够使抛光头2-500绕旋转轴B旋转且使抛光头2-500如箭头C所示地在晶片W的直径方向摆动。另外,抛光臂2-600能够使抛光头2-500摆动至使抛光垫2-502与调整部2-800相对的位置为止。
在图18所示的实施方式中,抛光垫2-502为比抛光台2-400及被抛光处理的晶片W直径小的尺寸。通过使用比被抛光处理的晶片W尺寸小的抛光垫来进行抛光处理,从而容易使在晶片W局部产生的凹凸平坦化,仅对晶片W的特定的部分进行抛光研磨,或根据晶片W的位置而调整研磨量。另外,也可以使抛光垫2-502的尺寸为与被抛光处理的晶片W及抛光台的尺寸大致相同。
图18所示的液供给系统2-700具备用于对晶片W的处理面供给纯水(DIW)的纯水喷嘴2-710。纯水喷嘴2-710经由纯水配管2-712连接于纯水供给源2-714。在纯水配管2-712设置有能够开闭纯水配管2-712的开闭阀2-716。能够通过使用未图示的控制装置来控制开闭阀2-716的开闭,从而在任意的时刻对晶片W的处理面供给纯水。
另外,液供给系统2-700具备用于给晶片W的处理面供给药液(Chemi)的药液喷嘴2-720。药液喷嘴2-720经由药液配管2-722连接于药液供给源2-724。在药液配管2-722设置有能够开闭药液配管2-722的开闭阀2-726。能够通过使用未图示的控制装置来控制开闭阀2-726的开闭,从而在任意的时刻对晶片W的处理面供给药液。
另外,在一实施方式中,液供给系统2-700,也可以在纯水配管2-712及/或药液配管2-722的途中配置温度控制单元2-900作为温度控制装置的一例,使纯水及/或药液成为所希望的温度并从纯水喷嘴2-710及/或药液喷嘴2-720供给到晶片W的处理面。通过将温度控制后的纯水及/或药液供给给晶片W,从而能够将晶片W的温度控制为所希望的温度。
根据图18所示的实施方式的抛光处理组件2-300A能够经由抛光臂2-600、抛光头2-500及抛光垫2-502,对用于支承晶片W的处理面或抛光台2-400的晶片W的支承面2-402选择性地供给纯水、药液或浆料。
即,从纯水配管2-712中的纯水供给源2-714与开闭阀2-716之间分支了分支纯水配管2-712a。同样,从药液配管2-722中的药液供给源2-724与开闭阀2-726之间分支了分支药液配管2-722a。分支纯水配管2-712a、分支药液配管2-722a及连接于浆料供给源2-734的浆料配管2-732在液供给配管2-740汇流。在分支纯水配管2-712a设置有能够开闭分支纯水配管2-712a的开闭阀2-718。在分支药液配管2-722a设置有能够开闭分支药液配管2-722a的开闭阀2-728。在浆料配管2-732设置有能够开闭浆料配管2-732的开闭阀2-736。
液供给配管2-740的第一端部连接于分支纯水配管2-712a、分支药液配管2-722a及浆料配管2-732这三系统的配管。液供给配管2-740通过抛光臂2-600的内部、抛光头2-500的中央及抛光垫2-502的中央而延伸。液供给配管2-740的第二端部朝向晶片W的处理面开口。未图示的控制装置能够通过控制开闭阀2-718、开闭阀2-728及开闭阀2-736的开闭,在任意的时刻向晶片W的处理面供给纯水、药液、浆料的任一种或它们的任意的组合的混合液。
在一实施方式中,作为温度控制装置的一例,也可以在液供给配管2-740的途中配置温度控制单元2-900,使纯水、药液、浆料等液成为所希望的温度而从抛光垫2-502供给到晶片W的处理面。通过在晶片W共有温度控制后的液体,从而能够将被抛光处理的晶片W控制为所希望的温度。
根据图18所示的实施方式的抛光处理组件2-300A能够经由液供给配管2-740向晶片W供给处理液且使抛光台2-400绕旋转轴A旋转,将抛光垫2-502按压到晶片W的处理面,并使抛光头2-500一边绕旋转轴B旋转一边在箭头C方向摆动,由此对晶片W进行抛光处理。
图18所示的调整部2-800为用于调整抛光垫2-502的表面的部件。调整部2-800具备修整工具台2-810,以及设置于修整工具台2-810的修整工具2-820。修整工具台2-810以能够通过未图示的驱动机构绕旋转轴D旋转的方式构成。修整工具2-820由金刚石修整工具、刷形修整工具、或它们的组合形成。
在进行抛光垫2-502的调整时,抛光处理组件2-300A使抛光臂2-600回旋直至抛光垫2-502与修整工具2-820相对的位置为止。抛光处理组件2-300A使修整工具台2-810绕旋转轴D旋转且使抛光头2-500旋转,将抛光垫2-502按压到修整工具2-820而进行抛光垫2-502的调整。
图19是对根据本发明的一实施方式的具备提供抛光处理中的晶片W的温度控制功能的温度控制装置的抛光处理装置进行说明的概要顶视图。图19示出了抛光臂2-600、抛光头2-500、抛光垫2-502,它们可以与图18所示的实施方式相同,或者也可以为不同。在图19中,省略了液供给系统2-700的图示,但能够与图18的实施方式相同。在抛光处理中,浆料能够经由液供给配管2-740从抛光垫2-502供给到晶片W上。在抛光处理中,药液及/或纯水可以经由液供给配管2-740从抛光垫2-502供给到晶片W上,或者也可以追加地经由纯水配管2-712及/或药液配管2-722从纯水喷嘴2-710及/或药液喷嘴2-720供给到晶片W上。在图19所示的实施方式中,浆料、纯水及/或药液可以通过温度控制单元2-900进行温度控制,或者也可以不进行温度控制。
在根据图19所示的实施方式的抛光处理装置中,作为用于控制晶片W的温度的温度控制装置的一例,具有用于朝向被抛光处理的晶片W供给温度控制后的气体的送风机2-902。送风机2-902能够通过臂2-902而在安装有晶片W的抛光台2-400上摆动。控制送风机2-902与抛光臂2-600被控制为以相互不干涉的方式摆动。或者,也可以通过将送风机2-902配置到与晶片W的面垂直或水平的方向上的比抛光臂2-600更远离晶片W的面的位置,从而使送风机2-902与抛光臂2-600相互不干涉。
通过送风机2-902将温度调整后的气体(例如空气)供给到晶片W,从而能够将抛光处理中的晶片W的温度控制为最适于抛光处理的温度。另外,送风机2-902能够使用公知的送风机等任意的送风机。
图20表示根据一实施方式的作为用于控制晶片W的温度的温度控制装置的一例的用于控制抛光处理中的晶片W的温度的结构。图20概要地表示在抛光台2-400的垂直于支承面2-402的方向上切下的截面。如图20所示,在一实施方式中,在抛光台2-400内形成有用于使流体(例如水)循环的流体循环通路2-910。图中的箭头表示流体循环通路2-910内的流体的流向。流体循环通路2-910在抛光台2-400的表面附近形成为在抛光台2-400的面内方向上蜿蜒通过,构成为能够使在流体循环通路2-910流动的流体与抛光台2-400上的晶片W进行热交换。流体循环通路2-910流体地连接于温度控制单元2-900,能够使经由温度控制单元2-900而温度调整后的流体在流体循环通路2-910内循环。由此,能够将支承于抛光台2-400上的晶片W的温度控制为最适于抛光处理的温度。温度控制单元2-900能够使用能够控制流动的流体的温度的公知的结构等任意的结构。另外,也可以在图20所示的用于控制晶片W的温度的结构中兼用图19所示的送风机2-902。
图21表示根据一实施方式的作为用于控制晶片W的温度的温度控制装置的一例的用于控制抛光处理中的晶片W的温度的结构。图21概要地表示在垂直于抛光台2-400的支承面2-402的方向上切下的截面。如图21所示,在一实施方式中,在抛光台2-400内形成有流体通路2-410,该流体通路2-410构成为使流体在抛光台2-400内流动并从抛光台2-400的支承面2-402排出。该流体通路2-410流体地连接于温度控制单元2-900,能够使由温度控制单元2-900温度调整后的流体(例如纯水)在流体通路2-410流动。
在晶片W的抛光处理结束后,在从抛光台2-400移动晶片W后,通过使温度调整后的流体从流体通路2-410流到抛光台2-400的支承面2-402,从而能够将抛光台2-400的支承面2-402调整为所希望的温度,控制下一处理的晶片W的温度。例如,在从抛光台2-400移动晶片W后,能够在清洗抛光台2-400的支承面2-402时使温度调整后的流体在流体通路2-410流动。另外,在抛光处理中,流体通路2-410连接于未图示的真空源,用于使晶片W真空吸附于抛光台2-400。
图22表示根据一实施方式的作为用于控制晶片W的温度的温度控制装置的一例的用于控制抛光处理中的晶片W的温度的结构。图22是从侧面观察到的抛光台2-400的概要图。图22所示的抛光头2-500及抛光垫2-502与图18所示的实施方式相同,能够经由抛光头2-500及抛光垫2-502向晶片W的处理面选择性地供给纯水、药液或浆料。在图22所示的实施方式中,在液供给配管2-740(参照图18)的途中配置有温度控制单元2-900。能够通过温度控制单元2-900将抛光处理所使用的浆料、纯水及/或药液控制为所希望的温度,并经由抛光垫2-502供给到晶片W上。由此,能够将支承于抛光台2-400上的晶片W的温度控制为最适于抛光处理的温度。也可以将根据图22所示的实施方式的用于温度控制的结构与图19-21所示的结构兼用。
在本发明的一实施方式中,抛光处理单元2-300A能够具备测定被抛光处理的晶片W的温度的温度计。
图23表示根据一实施方式的能够在抛光处理单元2-300A中使用的温度计。图23是从抛光台2-400的侧面观察到的概要图。图23所示的抛光处理单元2-300A具有配置于抛光台2-400的半径方向的放射温度计2-950的阵列。放射温度计2-950能够非接触式地测定抛光处理中的晶片W的温度。在抛光处理中,由于晶片W旋转,因而放射温度计2-950的阵列能够测定晶片W的整个表面的温度。为了图示的明了化而未图示,但放射温度计2-950通过适当的机构而配置为朝向抛光台2-400。作为一实施方式,放射温度计2-950的阵列构成为能够测定从晶片W的中心至边缘方向上被分割为3至11个的区域的温度。抛光垫2-502在放射温度计2-950的测定区域摆动时控制为不测定温度或无视测定的温度。放射温度计2-950能够使用红外线温度计等任意的温度计。
一实施方式中,放射温度计2-950能够与图19所示的送风机2-902及图20-22所示的温度控制单元2-900连接。能够基于通过放射温度计2-950测定的温度来调整晶片W的各种温度控制机构2-900、2-902。由此,能够在抛光处理中更正确地控制晶片W的温度。
图24表示根据一实施方式的能够在抛光处理单元2-300A中使用的温度计。图24是从抛光台2-400的侧面观察到的概要图。如图24所示,该实施方式的抛光台2-400在支承面2-402的下方具有薄片型面分布温度计2-952。薄片型面分布温度计2-952能够测定晶片W的面内温度分布。在薄片型面分布温度计2-952的上方配置有保护板2-954,保护薄片型面分布温度计2-952。作为一例,薄片型面分布温度计2-952构成为能够测定从晶片W的中心至边缘方向上被分割为3至11个的区域的温度。能够使用公知的温度计等任意的温度计作为薄片型面分布温度计2-952。
在一实施方式中,薄片型面分布温度计2-952能够与图19所示的送风机2-902及图20-22所示的温度控制单元2-900连接。能够基于通过薄片型面分布温度计2-952测定的温度来调整晶片W的各种温度控制机构2-900、2-902。由此,能够在抛光处理中更正确地控制晶片W的温度。
根据本发明的实施方式的抛光处理装置由于能够控制抛光处理中的晶片W的温度,因此能够效率地进行抛光处理。例如,能够将晶片W的温度维持为最适于抛光研磨处理所使用的浆料的温度,使抛光研磨处理的处理速度提高。通过使抛光研磨的处理速度提高,从而能够效率地将强力固结于晶片W表面的粒子从各晶片表层剥离、除去具有刮痕的晶片表层。
另外,能够使晶片W的温度维持为最适于抛光清洗处理所使用的药液的温度,在抛光清洗中促进药液的效果。例如,能够对强力固结于晶片的表面的粒子促进药液产生的分解反应。另外,通过使药液活性化从而能够使抛光清洗处理的速度提高。
如上所述,基于图16-图24对具有在抛光处理中控制处理对象物的温度的功能的抛光处理装置进行了说明,但本发明不限定于所述的实施方式。另外,所述的实施方式的各特征只要不互相矛盾则能够进行组合或交换。例如,在所述的实施方式中,对抛光台为水平且支承面竖直朝上的结构进行了图示、说明,但也可以是使抛光台的支承面配置为朝向水平方向的抛光处理装置。
以下,基于图25-图39对本申请发明的一实施方式的研磨装置及处理方法进行说明。
<研磨装置>
图25是表示本发明的一实施方式研磨装置的整体结构的俯视图。如图25所示,对处理对象物进行处理的研磨装置(CMP装置)3-1000具备大致矩形的壳体3-1。壳体3-1的内部被隔壁3-1a、3-1b划分为装载/卸载单元3-2、研磨单元3-3及清洗单元3-4。装载/卸载单元3-2,研磨单元3-3及清洗单元3-4分别独立组装,独立地排气。另外,清洗单元3-4具备给研磨装置供给电源的电源供给部与控制处理动作的控制装置3-5。
<装载/卸载单元>
装载/卸载单元3-2具备两个以上(在本实施方式中为四个)载放有晶片盒的前装载部3-20,该晶片盒贮存多个处理对象物(例如晶片(基板))。这些前装载部3-20与壳体3-1相邻配置,且沿研磨装置的宽度方向(与长度方向垂直的方向)排列。以在前装载部3-20能够搭载开口盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface)盒或FOUP(Front OpeningUnified Pod)的方式构成。在此,SMIF及FOUP是通过在内部收纳晶片盒并由隔壁覆盖,从而能够保持与外部空间独立的环境的密闭容器。
另外,在装载/卸载单元3-2沿前装载部3-20的排列敷设有行进机构3-21。在行进机构3-21设置有两台能够沿晶片盒的排列方向移动的搬运用自动装置(装载机、搬运机构)3-22。搬运用自动装置3-22构成为通过在行进机构3-21上移动,从而能够对搭载于前装载部3-20的晶片盒进行存取。各搬运用自动装置3-22在上下具备两个机械手。在将处理后的晶片放回晶片盒时使用上侧的机械手。在将处理前的晶片从晶片盒取出时使用下侧的机械手。这样,能够分开使用上下的机械手。进一步,搬运用自动装置3-22的下侧的机械手构成为能够使晶片反转。
装载/卸载单元3-2由于是需要保持为最洁净的状态的区域,因此装载/卸载单元3-2的内部一直维持比研磨装置外部、研磨单元3-3、及清洗单元3-4均高的压力。研磨单元3-3因使用浆料作为研磨液而是最脏的区域。因此,在研磨单元3-3的内部形成负压,维持该压力比清洗单元3-4的内部压力低。在装载/卸载单元3-2设置有过滤器风扇单元(未图示),该过滤器风扇单元(未图示)具有HEPA过滤器、ULPA过滤器、或化学过滤器等洁净空气过滤器。从过滤器风扇单元一直吹出去除微粒、有毒蒸气或有毒气体后的洁净空气。
<研磨单元>
研磨单元3-3是进行晶片的研磨(平坦化)的区域。研磨单元3-3具备第一研磨组件3-3A、第二研磨组件3-3B、第三研磨组件3-3C及第四研磨组件3-3D。如图25所示,第一研磨组件3-3A、第二研磨组件3-3B、第三研磨组件3-3C及第四研磨组件3-3D沿研磨装置的长度方向排列。
如图25所示,第一研磨组件3-3A具备:研磨台3-30A,安装有具有研磨面的研磨垫(研磨工具)3-10;顶环3-31A,用于一边保持晶片并将晶片按压到研磨台3-30A上的研磨垫3-10,一边对晶片进行研磨;研磨液供给喷嘴3-32A,用于给研磨垫3-10供给研磨液、修整液(例如纯水);修整工具3-33A,用于进行研磨垫3-10的研磨面的修整;以及喷雾器3-34A,喷射液体(例如纯水)与气体(例如氮气)的混合流体或液体(例如纯水)来去除研磨面上的浆料、研磨生成物及修整所产生的研磨垫残渣。
同样,第二研磨组件3-3B具备研磨台3-30B、顶环3-31B、研磨液供给喷嘴3-32B、修整工具3-33B及喷雾器3-34B。第三研磨组件3-3C具备研磨台3-30C、顶环3-31C、研磨液供给喷嘴3-32C、修整工具3-33C及喷雾器3-34C。第四研磨组件3-3D具备研磨台3-30D、顶环3-31D、研磨液供给喷嘴3-32D、修整工具3-33D及喷雾器3-34D。
第一研磨组件3-3A、第二研磨组件3-3B、第三研磨组件3-3C及第四研磨组件3-3D由于互相具有相同的结构,因此,以下仅对第一研磨组件3-3A进行说明。
图26是模式地表示第一研磨组件3-3A的立体图。顶环3-31A支承于顶环旋转轴3-36。在研磨台3-30A的上表面贴附有研磨垫3-10。研磨垫3-10的上表面形成对晶片W进行研磨的研磨面。另外,也能够使用固结磨料代替研磨垫3-10。顶环3-31A及研磨台3-30A如箭头所示,构成为绕其轴心旋转。晶片W通过真空吸附保持在顶环3-31A的下表面。在研磨时,以从研磨液供给喷嘴3-32A将研磨液供给到研磨垫3-10的研磨面的状态,作为研磨对象的晶片W被顶环3-31A按压在研磨垫3-10的研磨面而被研磨。
<搬运机构>
接着,对用于搬运晶片的搬运机构进行说明。如图25所示,与第一研磨组件3-3A及第二研磨组件3-3B相邻而配置有第一线性传送装置3-6。第一线性传送装置3-6是在沿研磨单元3-3A、3-3B排列的方向的四个搬运位置(从装载/卸载单元侧开始依次为第一搬运位置3-TP1、第二搬运位置3-TP2、第三搬运位置3-TP3、第四搬运位置3-TP4)之间搬运晶片的机构。
另外,与第三研磨组件3-3C及第四研磨组件3-3D相邻而配置有第二线性传送装置3-7。第二线性传送装置3-7是在沿研磨单元3-3C、3-3D排列的方向的三个搬运位置(从装载/卸载单元侧开始依次为第五搬运位置3-TP5、第六搬运位置3-TP6、第七搬运位置3-TP7)之间搬运晶片的机构。另外,第一线性传送装置3-6及第二线性传送装置3-7与将未研磨的晶片W搬运到研磨单元3-3及/或从研磨单元3-3搬运研磨后的晶片W的第一搬运用自动装置对应。
晶片通过第一线性传送装置3-6被搬运到研磨单元3-3A、3-3B。第一研磨组件3-3A的顶环3-31A通过顶环头的摆动动作在研磨位置与第二搬运位置3-TP2之间移动。从而,在第二搬运位置3-TP2进行晶片向顶环3-31A的交接。同样,第二研磨组件3-3B的顶环3-31B在研磨位置与第三搬运位置3-TP3之间进行移动,在第三搬运位置3-TP3进行晶片向顶环3-31B的交接。第三研磨组件3-3C的顶环3-31C在研磨位置与第六搬运位置3-TP6之间进行移动,在第六搬运位置3-TP6进行晶片向顶环3-31C的交接。第四研磨组件3-3D的顶环3-31D在研磨位置与第七搬运位置3-TP7之间进行移动,在第七搬运位置3-TP7进行晶片向顶环3-31D的交接。
在第一搬运位置3-TP1配置有从搬运用自动装置3-22接收晶片用的升降器3-11。晶片通过该升降器3-11而从搬运用自动装置3-22被交接到第一线性传送装置3-6。闸门(未图示)位于升降器3-11与搬运用自动装置3-22之间,并设置于隔壁3-1a,在晶片搬运时打开闸门将晶片从搬运用自动装置3-22交接到升降器3-11。另外,在第一线性传送装置3-6、第二线性传送装置3-7与清洗单元3-4之间配置有摆动式传送装置3-12。该摆动式传送装置3-12具有可在第四搬运位置3-TP4与第五搬运位置3-TP5之间移动的机械手。晶片从第一线性传送装置3-6向第二线性传送装置3-7的交接由摆动式传送装置3-12进行。晶片由第二线性传送装置3-7搬运到第三研磨组件3-3C及/或第四研磨组件3-3D。另外,由研磨单元3-3研磨后的晶片经由摆动式传送装置3-12而被搬运到清洗单元3-4。
第一线性传送装置3-6、第二线性传送装置3-7如日本特开2010-50436号公报所记载,分别具有多个搬运台(未图示)。由此,例如能够分开使用将未研磨的晶片搬运到各搬运位置的搬运台与将研磨后的晶片从各搬运位置搬运的搬运台。由此能够将晶片迅速地搬运到搬运位置开始研磨,且能够将研磨后的晶片迅速地送到清洗单元。
<清洗单元>
图27A是表示清洗单元3-4的俯视图,图27B是表示清洗单元3-4的侧面图。如图27A及图27B所示,清洗单元3-4在此被划分为辊清洗室3-190、第一搬运室3-191、笔清洗室3-192、第二搬运室3-193、干燥室3-194、抛光处理室3-300及第三搬运室3-195。
在辊清洗室3-190内配置有沿纵向排列的上侧辊清洗组件3-201A及下侧辊清洗组件3-201B。上侧辊清洗组件3-201A配置于下侧辊清洗组件3-201B的上方。上侧辊清洗组件3-201A及下侧辊清洗组件3-201B是一边将清洗液供给到晶片的正反面,一边通过旋转的两个海绵辊(第一清洗工具)分别按压晶片的正反面来清洗晶片的清洗机。在上侧辊清洗组件3-201A与下侧辊清洗组件3-201B之间设置有晶片的暂置台3-204。
在笔清洗室3-192内配置有沿纵向排列的上侧笔清洗组件3-202A及下侧笔清洗组件3-202B。上侧笔清洗组件3-202A配置于下侧笔清洗组件3-202B的上方。上侧笔清洗组件3-202A及下侧笔清洗组件3-202B是一边将清洗液供给到晶片的表面,一边通过旋转的笔形海绵(第二清洗工具)按压晶片的表面并在晶片的直径方向摆动来清洗晶片的清洗机。在上侧笔清洗组件3-202A与下侧笔清洗组件3-202B之间设置有晶片的暂置台3-203。另外,在摆动式传送装置3-12的侧方配置有设置于未图示的框架的晶片W的暂置台3-180。暂置台3-180与第一线性传送装置3-6相邻而配置,并位于第一线性传送装置3-6与清洗单元3-4之间。
在干燥室3-194内配置有沿纵向排列的上侧干燥组件3-205A及下侧干燥组件3-205B。上侧干燥组件3-205A及下侧干燥组件3-205B相互隔离。在上侧干燥组件3-205A及下侧干燥组件3-205B的上部设置有将清洁的空气分别供给到干燥组件3-205A、3-205B内的过滤器风扇单元3-207A、3-207B。
上侧辊清洗组件3-201A、下侧辊清洗组件3-201B、上侧笔清洗组件3-202A、下侧笔清洗组件3-202B、暂置台3-203、上侧干燥组件3-205A及下侧干燥组件3-205B经由螺栓等固定于未图示的框架。
在第一搬运室3-191配置有能够上下动的第一搬运用自动装置(搬运机构)3-209。在第二搬运室3-193配置有能够上下动的第二搬运用自动装置3-210。在第三搬运室3-195配置有能够上下动的第三搬运用自动装置(搬运机构)3-213。第一搬运用自动装置3-209、第二搬运用自动装置3-210及第三搬运用自动装置3-213分别移动自如地支承于沿纵向延伸的支承轴3-211、3-212、3-214。第一搬运用自动装置3-209、第二搬运用自动装置3-210及第三搬运用自动装置3-213构成为内部具有电动机等的驱动机构,且能够沿支承轴3-211、3-212、3-214上下移动自如。第一搬运用自动装置3-209与搬运用自动装置3-22同样具有上下两段的机械手。如图27A虚线所示,在第一搬运用自动装置3-209中,其下侧的机械手配置于能够到达所述暂置台3-180的位置。第一搬运用自动装置3-209的下侧的机械手到达暂置台3-180时,打开设置于隔壁3-1b的闸门(未图示)。
第一搬运用自动装置3-209以在暂置台3-180、上侧辊清洗组件3-201A、下侧辊清洗组件3-201B、暂置台3-204、暂置台3-203、上侧笔清洗组件3-202A及下侧笔清洗组件3-202B之间搬运晶片W的方式动作。在搬运清洗前的晶片(附着有浆料的晶片)时,第一搬运用自动装置3-209使用下侧的机械手,在搬运清洗后的晶片时使用上侧的机械手。
第二搬运用自动装置3-210以在上侧笔清洗组件3-202A、下侧笔清洗组件3-202B、暂置台3-203、上侧干燥组件3-205A及下侧干燥组件3-205B之间搬运晶片W的方式动作。第二搬运用自动装置3-210由于仅搬运清洗后的晶片,因此仅具备一个机械手。图25所示搬运用自动装置3-22使用上侧的机械手从上侧干燥组件3-205A或下侧干燥组件3-205B取出晶片,并将该晶片放回晶片盒。搬运用自动装置3-22的上侧机械手到达干燥组件3-205A、3-205B时,打开设置于隔壁3-1a的闸门(未图示)。
在抛光处理室3-300具备上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B。第三搬运用自动装置3-213以在上侧的辊清洗组件3-201A、下侧的辊清洗组件3-201B、暂置台3-204、上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B之间搬运晶片W的方式动作。
第三搬运用自动装置3-213具有上下二段的机械手。另外,清洗单元3-4的第一搬运用自动装置3-209在上侧辊清洗组件3-201A、下侧辊清洗组件3-201B、上侧笔清洗组件3-202A、下侧笔清洗组件3-202B、暂置台3-203及暂置台3-204之间搬运晶片W。第二搬运用自动装置3-210在上侧笔清洗组件3-202A、下侧笔清洗组件3-202B、上侧干燥组件3-205A、下侧干燥组件3-205B及暂置台3-203之间搬运晶片W。第三搬运用自动装置3-213与在上侧辊清洗组件3-201A、下侧辊清洗组件3-201B、上侧抛光处理组件3-300A、下侧抛光处理组件3-300B及暂置台3-204之间搬运晶片W的,不同于第一搬运用自动装置的第二搬运用自动装置对应。
各室的压力的关系为抛光处理室3-300<第三搬运室3-195>辊清洗室3-190<第一搬运室3-191>笔清洗室3-192<第二搬运室3-193>干燥室3-194。即,第一搬运室3-191、第二搬运室3-193及第三搬运室3-195与各自相邻的抛光处理室3-300、各清洗室3-190、3-192、及干燥室3-194相比均为正压。另外,第一搬运室3-191与研磨单元3-3相比为正压。在抛光处理室3-300、辊清洗室3-190、笔清洗室3-192、干燥室3-194的面向各个搬运室的壁面设置有未图示的闸门。各搬运用自动装置3-209、3-210、3-213以在闸门打开时在抛光处理室3-300、辊清洗室3-190、笔清洗室3-192及干燥室3-194之间交接基板的方式构成。即使在这些闸门打开的状态下,由于维持所述的压力关系,因此通过由搬运用自动装置的基板的搬运,总是产生从搬运室朝向抛光处理室3-300、各清洗室3-190、3-192或干燥室3-194的气流。由此,不使抛光处理室3-300、各清洗室3-190、3-192、干燥室3-194内的被污染的气氛排出到外面。
特别的,有在研磨单元3-3中使用研磨液的情况,也有在抛光处理室3-300使用研磨液作为抛光处理液的情况。因此,通过成为如上所述的压力平衡,研磨单元3-3内的微粒成分不流入第一搬运室3-191,另外抛光处理室3-300内的微粒成分不流入第三搬运室。这样一来,通过提高与使用研磨液的单元或者处理室相邻的搬运室的内压,从而能够维持各搬运室、各清洗室、干燥室的清洁度,能够防止基板的污染。另外,与图27A和图27B的例不同,在为研磨单元3-3、辊清洗室3-190、笔清洗室3-192、干燥室3-194及抛光处理室3-300相互不被搬运室分隔而直接相邻的结构的情况下,各室间的压力平衡为干燥室3-194>辊清洗室3-190及笔清洗室3-192>抛光处理室3-300≥研磨单元3-3。
接着,对将在研磨单元3-3中结束研磨的晶片以抛光处理、由辊海绵进行的清洗、由笔形海绵进行的清洗、干燥的顺序进行处理时的搬运进行说明。
首先,第一搬运用自动装置3-209的下侧机械手从暂置台3-180获取晶片W。第一搬运用自动装置3-209的下侧机械手将晶片W放到暂置台3-204。第三搬运用自动装置3-213的下侧机械手将晶片W搬运到上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B的其中之一。抛光处理后,第三搬运用自动装置3-213的上侧机械手将晶片W搬运到上侧辊清洗组件3-201A及下侧辊清洗组件3-201B的其中之一。辊清洗后,第一搬运用自动装置3-209的上侧机械手将晶片W搬运到上侧笔清洗组件3-202A及下侧笔清洗组件3-202B。笔清洗后,第二搬运用自动装置3-210将晶片W搬运到上侧干燥组件3-205A及下侧干燥组件3-205B的其中之一。另外,在此所示的晶片W的搬运路径为一例,并不限定于该搬运路径。例如,不需要在最初将晶片W搬运到上侧抛光处理组件3-300A或下侧抛光处理组件3-300B。例如也能够以辊清洗、抛光处理、笔清洗、干燥的顺序搬运晶片W。这是为了通过这些各组件的各自的清洗能力的组合来最终地进行晶片W表面的清洁化。
例如在进行了辊清洗后,不进行笔清洗而进行干燥的情况下,暂置台3-203能够用作为晶片W从第一搬运室3-191向第二搬运室3-193的交接台。在不需要暂置台3-203的情况下也可以不设置。
抛光处理室3-300、辊清洗室3-190、笔清洗室3-192及干燥室3-194也可以分别在上下具有两个组件。由此,能够将连续搬运而来的晶片W分配给上下的两个组件而并行处理多个晶片W,从而提高生产量。例如,某晶片W仅使用上侧的组件进行处理,下一晶片W仅使用下侧的组件进行处理。即,本实施方式具有多个清洗线路。在此,清洗线路是指在投入晶片W的清洗单元的内部,一个晶片W在通过各组件进行清洗时的移动路径。
为了在研磨单元3-3的各研磨组件进行研磨,第一线性传送装置3-6、第二线性传送装置3-7将未研磨的晶片搬运到各搬运位置,从搬运位置搬运研磨后的晶片。另一方面,清洗单元3-4内的各搬运用自动装置从暂置台3-180获取晶片,并在抛光处理室3-300、辊清洗室3-190、笔清洗室3-192及干燥室3-194之间搬运晶片。这样,分开了第一线性传送装置3-6及第二线性传送装置3-7与清洗单元3-4内的各搬运用自动装置的任务。通过这样分担各搬运设备所承担的搬运动作,从而能够减少搬运的等待时间,使生产量提高。其结果,能够规避在晶片W等待搬运的待机期间因药液等而使腐蚀进行的问题。
如上所述,在清洗单元3-4中,在抛光处理室3-300、辊清洗室3-190、笔清洗室3-192及干燥室3-194的相邻的室间存在在内部具有搬运用自动装置的搬运室。各搬运用自动装置仅进行相邻组件间的搬运,因此能够使晶片W的搬运分工化,减少搬运的等待时间,使生产量提高。特别的,通过使抛光处理室3-300、辊清洗室3-190、笔清洗室3-192及干燥室3-194的处理时间均衡化从而使生产量进一步提高。
进一步,能够在抛光处理室3-300的上侧抛光处理组件3-300A与下侧抛光处理组件3-300B使用不同的抛光处理液或抛光垫(后述)。在该情况下,能够在上侧抛光处理组件3-300A进行第一抛光处理,在下侧抛光处理组件3-300B进行第二抛光处理。例如能够连续地进行后述的抛光研磨处理与抛光清洗处理。
另外,在本实施方式中,例示了在清洗单元3-4内,将抛光处理室3-300、辊清洗室3-190及笔清洗室3-192按从离装载/卸载单元3-2远的位置起依序排列地配置的例子,但不限定于此。抛光处理室3-300、辊清洗室3-190及笔清洗室3-192的配置方式能够根据晶片的品质及生产量等适当地选择。另外,在本实施方式中,例示了具备上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B的例子,但不限定于此,也可以仅具备一方的抛光处理组件。另外,在本实施方式中,除抛光处理室3-300外,例举了辊清洗组件及笔清洗组件作为清洗晶片W的组件进行了说明,但不限定于此,还能够进行双流体喷射清洗(2FJ清洗)或兆声波清洗。双流体喷射清洗是使承载于高速气体的微小液滴(雾)从双流体喷嘴朝向晶片W喷出并冲撞,利用由微小液滴向晶片W表面的冲撞所产生的冲击波来去除晶片W表面的微粒等(清洗)。兆声波清洗是对清洗液施加超声波,使由清洗液分子的振动加速度所产生的作用力作用到微粒等附着粒子来去除微粒。以下,对上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B进行说明。由于上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B为相同结构,因此仅对上侧抛光处理组件3-300A进行说明。
<抛光处理组件>
图28是表示上侧抛光处理组件的概要结构的图。如图28所示,上侧抛光处理组件3-300A具备:抛光台3-400,设置有晶片W;抛光头3-500,安装有用于对晶片W的处理面进行抛光处理的抛光垫(第三清洗工具)3-502;抛光臂3-600,对抛光头3-500进行保持;液供给系统3-700,用于供给抛光处理液;以及调整部3-800,用于进行抛光垫3-502的调整(修整)。如图28所示,抛光垫(第三清洗工具)3-502比晶片W直径小。在例如晶片W为Φ300mm的情况下,希望是抛光垫3-502优选为Φ100mm以下,更优选为Φ60~100mm。这是因为抛光垫的直径越大,与晶片的面积比就越小,因此增加了晶片的抛光处理速度。另一方面,关于晶片处理速度的面内均一性,反而是抛光垫的直径越小,面内均一性越提高。这是因为单位处理面积变小,如图28所示那样,在通过抛光臂3-600使抛光垫3-502在晶片W的面内进行摆动等的相对运动从而进行晶片整个面处理的方式中变得有利。另外,抛光处理液至少包含DIW(纯水)、清洗药液及浆料这样的研磨液中的一种。抛光处理的方式主要有两种,一种是将在作为处理对象的晶片上残留的浆料、研磨生成物的残渣这样的污染物在与抛光垫接触时除去的方式,另一种是将附着有所述污染物的处理对象通过研磨等除去一定量的方式。在前者,抛光处理液优选清洗药液、DIW,在后者,优选研磨液。但是,在后者,对于CMP后的被处理面的状态(平坦性、残膜量)的维持来说,希望是在所述处理中的除去量例如少于10nm,优选为5nm以下,在该情况下,有时不需要通常的CMP程度的除去速度。在这样的情况下,也可以通过适当对研磨液进行稀释等处理来进行处理速度的调整。另外,抛光垫3-502例如由发泡聚氨酯类的硬垫、绒面革类的软垫或者海绵等形成。抛光垫的种类根据处理对象物的材质、要除去的污染物的状态适当选择即可。例如在污染物埋入处理对象物表面的情况下,也可以使用更容易对污染物作用物理力的硬垫,即硬度、刚性较高的垫作为抛光垫。另一方面,在处理对象物为例如Low-k膜等机械强度较小的材料的情况下,为了降低被处理面的损伤,也可以使用软垫。另外,在抛光处理液为如浆料这样的研磨液的情况下,由于仅靠抛光垫的硬度、刚性不能确定处理对象物的除去速度、污染物的除去效率、损伤发生的有无,因此也可以适当选择。另外,在这些抛光垫的表面也可以实施例如同心圆状槽、XY槽、螺旋槽、放射状槽这样的槽形状。另外,也可以使用例如PVA海绵这样的抛光处理液能够浸透的海绵状的材料作为抛光垫。由此,能够使在抛光垫面内的抛光处理液的流动分布均一化或迅速排出抛光处理中除去的污染物。
抛光台3-400具有吸附晶片W的机构。另外,抛光台3-400能够通过未图示的驱动机构绕旋转轴A旋转。另外,抛光台3-400也可以通过未图示的驱动机构使晶片W进行角度旋转运动(角度不满360°的圆弧运动)或滚动运动(也称为轨道运动、圆轨迹运动)。抛光垫3-502安装于抛光头3-500的与晶片W相对的面。抛光头3-500能够通过未图示的驱动机构绕旋转轴B旋转。另外,抛光头3-500能够通过未图示的驱动机构将抛光垫3-502按压到晶片W的处理面。抛光臂3-600能够使抛光头3-500如箭头C所示地在晶片W的半径或直径的范围内的抛光垫3-502与晶片W接触的区域内移动。另外,抛光臂3-600能够将抛光头3-500摆动至抛光垫3-502与调整部3-800相对的位置为止。
调整部3-800是用于调整抛光垫3-502的表面的部件。调整部3-800具备修整工具台3-810和设置于修整工具台3-810的修整工具3-820。修整工具台3-810能够通过未图示的驱动机构绕旋转轴D旋转。另外,修整工具台3-810也可以通过未图示的驱动机构使修整工具3-820进行滚动运动。修整工具3-820由在表面电沉积固定有金刚石的粒子的或金刚石磨料配置于与抛光垫接触的接触面的整个面或局部的金刚石修整工具、树脂制的刷毛配置于与抛光垫接触的接触面的整个面或局部的刷形修整工具或者它们的组合形成。
上侧抛光处理组件3-300A在进行抛光垫3-502的调整时使抛光臂3-600回旋直到到达抛光垫3-502与修整工具3-820相对的位置为止。上侧抛光处理组件3-300A通过使修整工具台3-810绕旋转轴D旋转且使抛光头3-500回旋,将抛光垫3-502按压到修整工具3-820来进行抛光垫3-502的调整。另外,调整条件优选使调整负荷在80N以下,另外,从垫3-502的寿命的观点考虑的话,调整负荷更优选为40N以下。另外,希望是垫3-502及修整工具3-820的转速在500rpm以下。另外,在本实施方式中,表示了晶片W的处理面及修整工具3-820的修整面沿水平方向设置的例子,但不限定于此。例如,上侧抛光处理组件3-300A能够以使晶片W的处理面及修整工具3-820的修整面沿竖直方向设置的方式来配置抛光台3-400及修整工具台3-810。在该情况下,抛光臂3-600及抛光头3-500配置为能够使抛光垫3-502与配置于竖直方向的晶片W的处理面接触来进行抛光处理,且使配置于竖直方向的修整工具3-820的修整面与抛光垫3-502接触来进行调整处理。另外,也可以是抛光台3-400或修整工具台3-810任一方配置于竖直方向,以配置于抛光臂3-600的抛光垫3-502相对于各台面相对的方式使抛光臂3-600的全部或一部分旋转。
液供给系统3-700具备用于对晶片W的处理面供给纯水(DIW)的纯水喷嘴3-710。纯水喷嘴3-710经由纯水配管3-712连接于纯水供给源3-714。在纯水配管3-712设置有能够开闭纯水配管3-712的开闭阀3-716。控制装置3-5通过控制开闭阀3-716的开闭,能够在任意的时刻对晶片W的处理面供给纯水。
另外,液供给系统3-700具备用于给晶片W的处理面供给药液(Chemi)的药液喷嘴3-720。药液喷嘴3-720经由药液配管3-722连接于药液供给源3-724。在药液配管3-722设置有能够开闭药液配管3-722的开闭阀3-726。控制装置3-5通过控制开闭阀3-726的开闭,能够在任意的时刻对晶片W的处理面供给药液。
上侧抛光处理组件300A能够经由抛光臂3-600、抛光头3-500及抛光垫3-502向晶片W的处理面选择性地供给纯水、药液或浆料等研磨液。在抛光垫3-500设置有至少一个以上的贯通孔,能够通过该孔供给抛光处理液。
即,从纯水配管3-712中的纯水供给源3-714与开闭阀3-716之间分支了分支纯水配管3-712a。另外,从药液配管3-722中的药液供给源3-724与开闭阀3-726之间分支了分支药液配管3-722a。分支纯水配管3-712a、分支药液配管3-722a及连接于研磨液供给源3-734的研磨液配管3-732汇流于液供给配管3-740。在分支纯水配管3-712a设置有能够开闭分支纯水配管3-712a的开闭阀3-718。在分支药液配管3-722a设置有能够开闭分支药液配管3-722a的开闭阀3-728。在研磨液配管3-732设置有能够开闭研磨液配管3-732的开闭阀3-736。
液供给配管3-740的第一端部连接于分支纯水配管3-712a、分支药液配管3-722a及研磨液配管3-732这三系统的配管。液供给配管3-740通过抛光臂3-600的内部、抛光头3-500的中央及抛光垫3-502的中央而延伸。液供给配管3-740的第二端部朝向晶片W的处理面开口。控制装置3-5能够通过控制开闭阀3-718、开闭阀3-728及开闭阀3-736的开闭,在任意的时刻向晶片W的处理面供给纯水、药液、浆料等研磨液的任一种或它们的任意的组合的混合液。
上侧抛光处理组件3-300A能够经由液供给配管3-740向晶片W供给处理液且使抛光台3-400绕旋转轴A旋转,将抛光垫3-502按压到晶片W的处理面,并使抛光头3-500一边绕旋转轴B旋转一边在箭头C方向上摆动,由此对晶片W进行抛光处理。另外,作为抛光处理中的条件,虽然基本上该处理是通过机械作用除去瑕疵,但另一方面考虑对晶片W的损伤的降低,希望是压力在3psi以下,优选在2psi以下。另外,考虑抛光处理液的面内分布,希望是晶片W及抛光头3-500的转速为1000rpm以下。另外,抛光头3-500的移动速度为300mm/sec以下。然而,由于根据晶片W及抛光头3-500的转速及抛光头3-500的移动距离,最适当的移动速度的分布不同,因此希望是晶片W面内的抛光头3-500的移动速度是可变的。作为该情况下的移动速度的变化方式,希望是例如为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。另外,作为抛光处理液流量,为了晶片W及抛光头3-500在高速旋转时也保持充足的处理液的晶片面内分布,大流量较好。然而另一方面,由于处理液流量增加导致处理成本的增加,因此希望是流量在1000ml/min以下,优选在500ml/min以下。
在此,抛光处理是指包含抛光研磨处理与抛光清洗处理的至少一方的处理。
抛光研磨处理是指如下处理:一边使抛光垫3-502接触晶片W,一边使晶片W与抛光垫3-502相对运动,通过在晶片W与抛光垫3-502之间介入浆料等研磨液来对晶片W的处理面进行研磨除去。抛光研磨处理是如下处理:能够对晶片W施加比在辊清洗室3-190中通过海绵辊对晶片W施加的物理作用力及在笔清洗室3-192中通过笔形海绵对晶片W施加的物理作用力强的物理作用力。通过抛光研磨处理,能够实现附着了污染物的表层部的除去、未能由研磨单元3-3中的主研磨去除的部位的追加除去、以及主研磨后的形貌改善。
抛光清洗处理为如下处理:一边使抛光垫3-502接触晶片W,一边使晶片W与抛光垫3-502相对运动,通过使清洗处理液(药液或药液与纯水)介入晶片W与抛光垫3-502之间来去除晶片W表面的污染物,对处理面进行改性。抛光清洗处理是如下处理:能够对晶片W施加比在辊清洗室3-190中通过海绵辊对晶片W施加的物理作用力及在笔清洗室3-192中通过笔形海绵对晶片W施加的物理作用力强的物理作用力。通过抛光清洗处理,能够去除无法由PVA海绵等软质材料来去除的粘性的微粒或埋入基板表面的污染物。
即,本实施方式的研磨装置3-1000具有如下功能:多个清洗组件的一部分的清洗组件(上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B)以比其他的清洗组件(上侧辊清洗组件3-201A、下侧辊清洗组件3-201B、上侧笔清洗组件3-202A及下侧笔清洗组件3-202B)高的压力一边使晶片W与清洗工具接触一边使晶片W与清洗工具相对运动从而清洗晶片W。
如上所述,本实施方式的研磨装置3-1000具备机械作用较大的清洗组件(上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B),因此能够实现强化了清洗能力的的研磨装置。
具体而言,在上侧辊清洗组件3-201A及下侧辊清洗组件3-201B中,在晶片W按压辊海绵(第一清洗工具)的压力通常小于1psi。
另外,在上侧笔清洗组件3-202A及下侧笔清洗组件3-202B中,在晶片W按压笔形海绵(第二清洗工具)的压力通常小于1psi。
与此相对,上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B具有如下功能:一边使抛光垫3-502(第三清洗工具)以例如1~3psi接触晶片W,一边使晶片W与抛光垫3-502相对运动从而清洗晶片W。
因此,本实施方式的研磨装置3-1000具有机械作用比以往的研磨装置所具备的清洗组件大的清洗组件(上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B),因此能够强化清洗能力。
另外,当在研磨单元3-3内设置上侧抛光处理组件3-300A或下侧抛光处理组件3-300B,则有在研磨单元3-3中发生处理时间增加,对WPH(Wafer Per Hour,每小时的晶片产出量)造成影响的情况。对此,在本实施方式中,由于在清洗单元3-4内设置上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B,因此能够降低研磨单元3-3中的速率控制,抑制WPH的降低。
<整体流程图>
接着,对研磨装置3-1000的处理方法进行说明。图29是表示本实施方式的研磨装置3-1000的处理方法的一例的图。在图29中,简单地对研磨装置3-1000整体的处理方法的流程进行说明。
如图29所示,在对处理对象物的处理方法中,首先,通过研磨单元3-3进行晶片W的研磨(步骤S3-101)。接着,处理方法为将由研磨单元3-3研磨后的晶片W搬运向抛光处理室3-300,通过上侧抛光处理组件3-300A或下侧抛光处理组件3-300B进行晶片W的精加工研磨(轻磨光)(步骤S3-102)。
接着,处理方法为通过上侧抛光处理组件3-300A或下侧抛光处理组件3-300B进行晶片W的抛光清洗(第三清洗工序)(步骤S3-103)。在此,处理方法包含多个清洗工序。晶片W的抛光清洗为多个清洗工序的一部分的清洗工序,一边使清洗工具(抛光垫3-502)接触晶片W一边使晶片W与清洗工具相对运动从而清洗晶片W。抛光研磨(步骤S3-102)与抛光清洗(步骤S3-103)可以在一个抛光组件内连续进行,也可以连续使用上下两个抛光组件来实现。
接着,处理方法为将晶片W搬运向辊清洗室3-190,通过上侧辊清洗组件3-201A或下侧辊清洗组件3-201B进行晶片W的辊清洗(第一清洗工序)(步骤S3-104)。在辊清洗中,以比抛光清洗低的压力一边使清洗工具(辊海绵)接触晶片W一边使晶片W与清洗工具相对运动从而清洗晶片W。
接着,处理方法为将晶片W搬运向笔清洗室3-192,通过上侧笔清洗组件3-202A或下侧笔清洗组件3-202B进行晶片W的笔清洗(第二清洗工序)(步骤S3-105)。在笔清洗中,以比抛光清洗低的压力一边使清洗工具(笔形海绵)接触晶片W一边使晶片W与清洗工具相对运动从而清洗晶片W。
接着,处理方法为将晶片W搬运向干燥室3-194,通过上侧干燥组件3-205A或下侧干燥组件3-205B进行晶片W的干燥(步骤S3-106),取出晶片W并结束处理。
如上所述,本实施方式的处理方法具备多个清洗工序,一部分的清洗工序具有机械作用比以往的处理方法所具备的清洗工序大的清洗工序(抛光清洗工序),因此与以往相比能够强化清洗能力。
另外,在图29的例中,表示了在通过研磨单元3-3进行的研磨工序之后进行抛光研磨工序的例,但抛光研磨工序不是必须的,进一步,抛光清洗工序、辊清洗工序及笔清洗工序的顺序能够任意地替换。
例如,图30是表示本实施方式的研磨装置3-1000的处理方法的一例的图。在图30中,简单地对研磨装置3-1000整体的处理方法的流程进行说明。
如图30所示,处理方法为首先通过研磨单元3-3进行晶片W的研磨(步骤S3-201)。接着,处理方法为将由研磨单元3-3研磨后的晶片W搬运向辊清洗室3-190,通过上侧辊清洗组件3-201A或下侧辊清洗组件3-201B进行晶片W的辊清洗(第一清洗工序)(步骤S3-202)。在辊清洗中,一边使清洗工具(辊海绵)接触晶片W一边使晶片W与清洗工具相对运动从而清洗晶片W。在此,在抛光清洗之前实施辊清洗是因为,降低携入抛光处理组件的浆料、研磨残渣来维持清洗性能。在抛光清洗中由于以除去在以往的清洗方式中难以除去的污染物为目的,通过事先除去由以往的清洗能够除去的污染物,从而能够使因浆料、研磨残渣造成的逆污染的影响极小化,从而维持清洗性能。
接着,处理方法为将晶片W搬运向抛光处理室3-300,通过上侧抛光处理组件3-300A或下侧抛光处理组件3-300B进行晶片W的抛光清洗(第三清洗工序)(步骤S3-203)。晶片W的抛光清洗为多个清洗工序的一部分的清洗工序,以比其他的清洗工序(辊清洗、笔清洗)高的压力一边使清洗工具(抛光垫3-502)接触晶片W一边使晶片W与清洗工具相对运动从而清洗晶片W。
接着,处理方法为将晶片W搬运向笔清洗室3-192,通过上侧笔清洗组件3-202A或下侧笔清洗组件3-202B进行晶片W的笔清洗(第二清洗工序)(步骤S3-204)。在笔清洗中,一边使清洗工具(笔形海绵)接触晶片W一边使晶片W与清洗工具相对运动从而清洗晶片W。
接着,处理方法为将晶片W搬运向干燥室3-194,通过上侧干燥组件3-205A或下侧干燥组件3-205B进行晶片W的干燥(步骤S3-205),取出晶片W并结束处理。
<抛光组件流程图>
接着,对研磨装置3-1000的上侧抛光处理组件3-300A的处理方法进行详细地说明。图31是表示本实施方式的处理方法的一例的图。
如图31所示,首先,作为抛光台3-400侧的处理,处理方法是将晶片W设置到抛光台3-400上(步骤S3-301)。另外,有在抛光台3-400的台上设置缓冲材料的情况。因此,晶片W的吸附有如下两种情况:经由抛光台3-400的台而直接吸附,以及经由缓冲材料而吸附。缓冲材料例如由聚氨酯、尼龙、氟系橡胶、硅橡胶等弹性材料构成,经由粘结性树脂层与抛光台3-400的台紧贴。缓冲材料由于具有弹性,因此防止损伤晶片,缓和对抛光台3-400的表面的凹凸对抛光处理的影响。
接着,处理方法为进行抛光处理液向晶片面上的先供给(预装载)(步骤S3-302)。例如,通过预先将抛光处理液供给到晶片W的处理面内,从而能够进行晶片W的处理面上的液置换。液置换是指例如使在研磨单元3研磨后或前一阶段的清洗处理中残留于晶片W的表面的DIW等,在抛光处理前残留于晶片W的处理面的液体与抛光处理液进行置换。例如,在抛光处理液为含有磨料成分的研磨液的情况下,通过与DIW混合来稀释,从而产生研磨液中所含有的磨料成分的凝聚,由此在被处理面上形成刮痕的风险増加。因此,通过设置该先供给处理,能够在抛光处理前将凝聚的磨料成分排出到晶片W外,因此能够降低所述的风险。另外,通过预先将抛光处理液供给到晶片W的处理面内,能够使抛光处理开始时的抛光性能稳定化,具体而言,能够抑制因抛光处理液不足而导致处理速度、清洗能力的降低。另外,作为该先供给处理的方法,有由外部供给喷嘴(药液的话则是药液喷嘴3-720)供给,或经由分岐药液配管3-722a或经由研磨液配管3-732来供给的方法。在前者,也可以使外部供给喷嘴摆动而使抛光处理液的供给位置在晶片W面内移动。另外,在后者,例如在使抛光头3-600在晶片W的旋转中心的附近移动并不使抛光垫3-502接触晶片W的状态下,供给抛光处理液。另外,此时,也可以一边使抛光头3-600在晶片W的面内移动一边供给抛光处理液。作为移动的方式,例如有圆弧运动、直线运动,或单方向运动、往复运动的任一及它们的组合,另外,关于晶片W面内的抛光头3-600的移动速度,可以选择由程序运动形成的等速或可变速运动的任一。
接着,处理方法为进行主抛光处理(步骤S3-303)。在主抛光处理中,向晶片W的处理面供给DIW、清洗药液或研磨液的至少一种作为抛光处理液。清洗药液根据进程而不同,但例如也可以由在后续阶段的清洗中使用的药液进行主抛光处理。在该情况下,与抛光处理的机械作用(与清洗相比为高压力、高旋转)相结合从而使清洗能力增加。研磨液根据进程而使用不同的研磨液,但例如也可以稀释在研磨单元3-3中使用的浆料。在供给包含磨料成分的研磨液的情况下,能够通过研磨液中的磨料对晶片W的处理面进行研磨,除去在抛光处理前的研磨中产生的晶片W的处理面的瑕疵(缺陷、不良)。
在本状态下由规定的抛光垫3-502与晶片W的压力、抛光垫3-502及晶片W的转速及抛光臂3-600在晶片W面上的移动模式及移动速度分布来实施抛光处理。关于该压力·转速及移动速度也可以由多个步骤构成。例如也可以在第一主抛光处理的步骤中,以高压力条件实施抛光处理,在第二抛光处理步骤中以比第一步骤低的压力实施。由此能够在第一步骤集中地除去应除去的污染物,在第二步骤进行精加工,从而能够进行效率良好的抛光处理。另外,也可以在主抛光处理的前后导入RampUp步骤、RampDown步骤。例如,RampUp步骤为如下步骤:以比后续阶段的主抛光步骤低的压力使抛光垫3-502接触晶片W,以低速度使抛光头3-500及抛光台3-400旋转。假设抛光头3-500降落并开始抛光处理的状态,突然以高压力/高旋转开始抛光处理的话,有产生刮痕的可能性,为了规避所述情况而导入RampUp步骤。接着,主抛光处理进行主抛光步骤。主抛光步骤是如下步骤:以比RampUp步骤高的压力使抛光垫3-502接触晶片W,并以高速度使抛光头3-500及抛光台3-400旋转。另外,RampDown步骤是如下步骤:以比主抛光步骤低的压力使抛光垫3-502接触晶片W,并以低速度使抛光头3-500及抛光台3-400旋转。另外,在这样的压力、旋转条件下,抛光头3-500在晶片W面内进行水平运动。由于根据晶片W及抛光头3-500的转速及抛光头3-500的移动距离,最适宜的移动速度的分布不同,因此希望是在晶片W面内抛光头3-500的移动速度是可变的。作为该情况下的移动速度的变化方式,希望是例如为如下方式:能够将晶片W面内的摆动距离分割成多个区间,对各个区间设定移动速度。
在RampDown步骤中,特别在抛光处理液为包含磨料成分的研磨液的情况下,在后续阶段的抛光处理液冲洗的步骤中,根据浆料而有因稀释引起的磨料凝聚的产生,成为刮痕(伤)源的可能性。因此,通过预先降低抛光垫3-502施加在晶片W的压力,特别能够抑制在过渡到下一步骤时的过渡状态下的刮痕发生。另外,RampUp步骤与RampDown步骤不是必须,也能够省略。另外,在主抛光处理中供给浆料来研磨晶片W的处理面的情况下,研磨量如前所述小于10nm,优选为5nm以下。
接着,处理方法为进行抛光处理液冲洗处理(步骤S3-304)。抛光处理液冲洗处理为在主抛光处理中的将抛光处理液从晶片W的处理面(及抛光垫3-502)除去的处理。抛光处理液冲洗处理是用于如下情况:特别是在后续阶段有化学抛光处理的情况下,防止主抛光处理中使用的抛光处理液在后续阶段的化学抛光处理中混触。抛光处理液冲洗处理是在如下状态下实施的:一边向晶片W上供给纯水,一边使抛光垫3-502接触晶片W且使抛光头3-500及抛光台3-400旋转、使抛光臂3-600摆动。抛光条件(压力、抛光垫、晶片转速及抛光臂的移动条件)可以与主抛光处理不同,例如优选抛光垫3-502的对晶片W的压力比主抛光处理条件小的条件。另外,向晶片W上的纯水供给也可以是从外部供给喷嘴的供给,但通过设置于抛光垫内的贯通孔的供给或与外部供给喷嘴的兼用则更好。这些特别有效地从抛光垫3-502的与晶片W的接触面除去抛光处理液。
接着,处理方法为进行化学抛光处理(步骤S3-305)。化学抛光处理为将在主抛光处理中使用了的抛光处理液(特别是浆料的情况)从晶片W的处理面(及抛光垫3-502)除去的处理。另外,化学抛光处理也兼作除去对象的瑕疵仅由主抛光处理无法除去的情况下的辅助。另外,在主抛光处理中使用了的抛光处理液为清洗药液的情况下,也可以跳过本步骤。这是因为变成了重复进行相同处理。另外,即使在主抛光处理中使用了的抛光处理液为清洗药液的情况下,也可以使用与主抛光处理不同的抛光处理液进行化学抛光处理。另外,抛光条件(压力、抛光垫、晶片转速及抛光臂的移动条件)也可以与主抛光处理不同。例如,优选抛光垫3-502的对晶片W的压力比主抛光处理条件小的条件。由此能够降低从晶片W上除去的抛光处理液的再附着。
接着,处理方法为进行抛光化学冲洗处理(步骤S3-306)。抛光化学冲洗处理为将在化学抛光处理中使用了的抛光处理液从晶片W的处理面(及抛光垫3-502)除去的处理。抛光化学冲洗处理是在如下状态下实施的:一边向晶片W上供给纯水,一边使抛光垫3-502接触晶片W且使抛光头3-500及抛光台3-400旋转,使抛光臂3-600摆动。抛光条件(压力、抛光垫、晶片转速及抛光臂的移动条件)也可以与主抛光处理不同。另外,在后续阶段的化学洗净处理或DIW洗净处理充分的情况下也可以跳过本步骤。
在步骤S3-305或步骤S3-306之后,通过抛光头3-500上升,抛光臂3-600回旋,从而使抛光垫3-502从晶片W的处理面脱离。在该状态下,进行DIW洗净(步骤S3-308)作为抛光台3-400侧的处理,但在此之前,也可以进行化学洗净处理(步骤S3-307)。化学洗净处理是在使抛光台3-400旋转的状态下进行的。在根据抛光处理液而在化学抛光处理之后立即进入DIW洗净处理的情况下,由于pH进而ZETA电位的变化,有在化学抛光处理中从晶片W的处理面脱离的瑕疵再附着的可能性。在这样的抛光处理液的情况下,通过导入本步骤,从而能够维持ZETA电位而将脱离的瑕疵排出到晶片W的径外,使接下来的DIW洗净处理中的脱离的瑕疵的再附着的风险降低。
接着,处理方法为进行DIW洗净处理(步骤S3-308)。DIW洗净处理为将在化学抛光处理中使用了的抛光处理液(特是浆料的情况)从晶片W的处理面(及抛光垫3-502)除去的处理。DIW洗净处理是在使抛光台3-400旋转的状态下进行的。
接着,处理方法为解除抛光台3-400上的晶片W的吸附并使晶片W从抛光台3-400退出(步骤S3-309)。接着,处理方法为对抛光台3-400上的设置晶片W的台进行清洗处理(步骤S3-310)。在此,台的清洗处理有直接清洗抛光台3-400的台的情况,以及清洗缓冲材料的情况。通过进行抛光台3-400的晶片W台上的晶片W的吸附面的清洗,从而能够进行台、缓冲材料表面的清洁化,防止接下来进行处理的晶片W的处理面的相反侧的背面被污染。台的清洗处理是在使抛光台3-400旋转的状态下通过喷嘴供给流体(DIW、药液等)而进行的。流体只要为高压流体(例如0.3MPa),再加上机械作用,使清洗效果进一步提高。另外,台的清洗处理除了从喷嘴供给流体之外,为了提高清洗效率也可以为引发超声波或空穴的结构。
作为抛光台3-400侧的处理,处理方法为在步骤S3-310之后,在进行其他的晶片W的处理的情况下回到步骤S3-301。
接着,对修整工具台3-810侧的处理进行说明。在步骤S3-306之后,通过使抛光头3-500上升,抛光臂3-600回旋,从而使抛光垫3-502从晶片W的处理面脱离并与修整工具3-820相对而配置。在该状态下,处理方法为进行垫洗净处理(步骤S3-311)。图32是表示垫洗净处理的概要的图。例如,如图32所示,在垫洗净处理中,一边使抛光头3-500在修整工具3-820的上空旋转,一边从下方喷出DIW来实施附着于抛光垫3-502表面的污染物的粗清洗。
接着,进行垫修整处理(步骤S3-312)。图33是表示垫修整处理的概要的图。在垫修整处理中,例如,如图33所示,经由抛光臂3-600一边从抛光头3-500及抛光垫3-502的中央供给处理液R一边将抛光垫3-502加压到修整工具3-820,一边使抛光垫3-502及修整工具3-820旋转一边进行抛光垫3-502表面的调整。作为调整条件,调整负荷为80N以下即可,从抛光垫的寿命的观点考虑的话,调整负荷为40N以下更好。另外,希望是垫3-502及修整工具3-820的转速在500rpm以下进行使用。
接着,进行垫洗净处理(步骤S3-313)。垫洗净处理与步骤S3-311相同,一边使抛光头3-500在修整工具3-820的上空旋转,一边从下方喷出DIW来清洗抛光垫3-502表面。本步骤的垫洗净处理为除去垫修整处理之后的抛光垫3-502表面的修整残渣的处理。
通过以上的处理结束抛光垫3-502表面的调整,为了进行下一晶片的抛光处理,抛光垫3-502从修整工具3-820上移动到晶片W上作为步骤S3-302并开始抛光处理。在此期间在修整工具台3-810侧进行修整工具洗净处理(步骤S3-321)。图34是表示修整工具洗净处理的概要的图。修整工具洗净处理为如下处理:使抛光臂3-600从修整工具3-820上退避,例如,如图34所示,一边使修整工具台3-810旋转一边通过将DIW喷到修整工具3-820来清洗修整工具3-820的表面。
<抛光垫>
接着,对上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B所使用的抛光垫3-502进行说明。
在使用比晶片W直径小的抛光垫3-502来进行抛光清洗或抛光研磨时,为了取得抛光垫3-502的线速度,需要使抛光垫3-502高速旋转。此时,有从抛光垫3-502的中央供给的处理液因离心力而容易飞散的情况。另一方面,由于将抛光垫3-502按压到晶片W来进行抛光清洗或抛光研磨,因此有处理液难以在抛光垫3-502内部扩散,处理液无法遍及晶片W的处理面的担忧。因此,希望是在抛光垫3-502中,处理液容易在抛光垫3-502内部循环,处理液难以向抛光垫3-502外部飞散。因此,优选在抛光垫表面实施前述的槽形状、孔等,在以下例举其具体例。
图35A~图35F是表示抛光垫3-502的结构的一例的图。图35A模式地表示抛光垫3-502的处理面。如图35A所示,在抛光垫3-502的中央形成有用于使处理液流通的开口3-510。另外,如图35A所示,在抛光垫3-502的处理面(与晶片W的处理面接触的面)形成有连通于开口3-510且放射状地延伸的多个槽3-530。在此,槽3-530不延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止,而是延伸到比抛光垫3-502的外周端3-540更靠内侧的外周部3-550为止。即,槽3-530的第一端部连通于开口3-510,槽3-530的第二端部连通于抛光垫3-502的处理面的外周部3-550。
如果是这样的抛光垫3-502的形状,则由于形成有放射状的槽3-530,因此处理液因离心力而容易在抛光垫3-502内部扩散,并且,由于槽3-530不延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止而是停留在外周部3-550,因此处理液难以向抛光垫3-502外部飞散。
图35B模式地表示将抛光垫3-502的处理面及抛光垫3-502的处理面的一部分(虚线3-555部分)放大的样子。如图35B所示,在抛光垫3-502的中央形成有用于使处理液流通的开口3-510。另外,如图35B所示,在抛光垫3-502的处理面形成有连通于开口3-510且放射状地延伸的多个槽3-530。在此,槽3-530延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止。即,槽3-530的第一端部连通于开口3-510,槽3-530的第二端部连通于抛光垫3-502的处理面的外周端3-540。在该情况下,如放大图所示,槽3-530在抛光垫3-502的外周端3-540的附近具有槽宽度比其他的地方窄的狭窄部3-535。另外,槽3-530的槽宽度随着靠近抛光垫3-502的外周端3-540而锥形地变窄。
如果是这样的抛光垫3-502的形状,则由于形成有放射状的槽3-530,因此处理液因离心力而容易在抛光垫3-502内部扩散,并且,由于在槽3-530形成有狭窄部3-535,或槽3-530锥形地变窄,因此处理液难以向抛光垫3-502外部飞散。
图35C模式地表示将抛光垫3-502的处理面。如图35C所示,在抛光垫3-502的中央形成有用于使处理液流通的开口3-510。另外,如图35C所示,在抛光垫3-502的处理面形成有连通于开口3-510且放射状地延伸的多个槽3-530。在此,槽3-530具备放射状地延伸的槽3-530a与从槽3-530a分支成两个且放射状地延伸的槽3-530b。另外,槽3-530b不延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止,而是延伸到比抛光垫3-502的外周端3-540更靠内侧的外周部3-550为止。即,槽3-530的第一端部连通于开口3-510,槽3-530的第二端部连通于抛光垫3-502的处理面的外周部3-550。
如果是这样的抛光垫3-502的形状,则由于形成有放射状的槽3-530a、3-530b,因此处理液因离心力而容易在抛光垫3-502内部扩散,并且,由于槽3-530不延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止而是停留在外周部3-550,因此处理液难以向抛光垫3-502外部飞散。此外,如果是这样的抛光垫3-502的形状,由于在抛光垫3-502的外周部3-550一个槽3-530a分支成两个槽3-530b,因此能够在抛光垫3-502的内周部与外周部使槽的分布均等化。
图35D模式地表示抛光垫3-502的处理面。如图35D所示,在抛光垫3-502的中央形成有用于使处理液流通的开口3-510。另外,如图35D所示,在抛光垫3-502的处理面形成有槽3-530。槽3-530具备连通于开口3-510且放射状地延伸延伸的多个槽3-530c与在抛光垫3-502同心圆状地形成的多个槽3-530d。槽3-530c不延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止,而是延伸到比抛光垫3-502的外周端3-540更靠内侧的外周部3-550为止。即,槽3-530c的第一端部连通于开口3-510,槽3-530c的第二端部连通于抛光垫3-502的处理面的外周部3-550。
如果是这样的抛光垫3-502的形状,则由于形成有放射状的槽3-530c,因此处理液因离心力而容易在抛光垫3-502内部扩散,并且,由于槽3-530c不延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止而是停留在外周部3-550,因此处理液难以向抛光垫3-502外部飞散。此外,如果是这样的抛光垫3-502的形状,则由于形成有同心圆状的槽3-530d,因此处理液容易在抛光垫3-502的内部循环。
图35E模式地表示抛光垫3-502的处理面。如图35E所示,在抛光垫3-502的中央形成有用于使处理液流通的开口3-510。另外,如图35E所示,在抛光垫3-502的处理面通过压花加工而形成有突状部3-560、3-570。突状部3-560在抛光垫3-502的内周部放射状地形成。另外,在抛光垫3-502的外周部3-550形成有在圆周方向上包围外周部3-550的突状部3-570。
如果是这样的抛光垫3-502的形状,由于形成有放射状的突状部3-560,因此处理液因离心力而容易在抛光垫3-502内部扩散,并且,由于形成有在圆周方向上包围外周部3-550的突状部3-570,因此处理液难以向抛光垫3-502外部飞散。
图35F模式地表示抛光垫3-502的处理面。如图35F所示,在抛光垫3-502的中央形成有用于使处理液流通的开口3-510。另外,如图35F所示,在抛光垫3-502的处理面形成有连通于开口3-510且放射状地延伸的多个槽3-530。另外,在抛光垫3-502的外周部3-550形成在圆周方向上包围外周部3-550的多个槽3-580(图35F中为三个)。槽3-530不延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止,而是延伸到最内周的槽3-580为止。即,槽3-530的第一端部连通于开口3-510,槽3-530的第二端部连通于槽3-580。
如果是这样的抛光垫3-502的形状,由于形成有放射状的槽3-530,因此处理液因离心力而容易在抛光垫3-502内部扩散,并且,由于槽3-530不延伸到抛光垫3-502的外周端3-540为止而是与槽3-580连通,因此处理液积存在槽3-580而难以向抛光垫3-502外部飞散。
<抛光臂的摆动>
接着,对在上侧抛光处理组件3-300A及下侧抛光处理组件3-300B中进行抛光处理时的抛光臂3-600的摆动的详细进行说明。
图36是用于对通过抛光臂3-600进行的抛光垫3-502的摆动范围进行说明的图。如图36所示,在抛光处理时,抛光臂3-600能够使抛光垫3-502往复摆动直到抛光垫3-502与晶片W完全不重合的位置为止(抛光垫3-502相对于晶片W是100%悬起的位置为止)。在此,当抛光垫3-502与晶片W的重合面积变小,则通过抛光垫3-502在晶片W的外周部倾斜,从而阻碍抛光垫3-502均匀地接触晶片W。因此,如图36所示,在抛光台3-400的外侧能够配置环状的支撑导向件3-410。支撑导向件3-410不限于如图36所示的环状,只要是能够支承抛光垫3-502摆动的部位的形状即可。另外,支撑导向件3-410也可以与晶片W一起进行相对运动。
在以不使抛光垫3-502从晶片W悬起的状态使抛光臂3-600等速运动的情况下,晶片W的外周部与内周部相比,抛光垫3-502的滑动距离变短,抛光研磨中的除去速度降低。对此,如图36所示,通过使抛光垫3-502往复摆动直到抛光垫3-502与晶片W及抛光台3-400完全不重合的位置为止(抛光垫3-502相对于晶片W为100%悬起的位置为止),能够使晶片W的外周部及内周部的抛光垫3-502的滑动距离均等化。
另外,支撑导向件3-410不限于摆动到使抛光垫3-502与晶片W完全不重合的位置为止的情况,也能够在使抛光垫3-502从晶片W的外周端伸出而摆动的情况下设置支撑导向件3-410。
另外,支撑导向件3-410能够控制高度方向的位置。由此,例如,在使抛光垫3-502从晶片W的外周端伸出而摆动的情况下,能够调整支撑导向件3-410的高度,以使其与晶片W的处理面的高度大致一致。另外,例如,通过将支撑导向件3-410的高度调整为比晶片W的处理面的高度高,从而能够防止抛光垫3-502从晶片W伸出。另外,通过将支撑导向件3-410的高度调整为比晶片W的处理面的高度高,还能够使抛光处理所使用的处理液保留在晶片W的处理面。
另外,研磨装置3-1000能够将抛光垫3-502的摆动范围分割成任意的多个区间,并对各区间控制抛光臂3-600的摆动速度、抛光头3-500的旋转速度、抛光台3-400的旋转速度及抛光垫3-502的对晶片W的按压力中的至少一个。
图37是用于对抛光臂的摆动速度的控制的概要进行说明的图。图38是表示抛光臂的摆动速度的控制的一例的图。在图38中,为了简化说明,未图示支撑导向件。在图38中,横轴表示抛光头3-500的位置,纵轴表示抛光臂的摆动速度。图37、38的例是控制抛光臂3-600的摆动速度的例。然而,研磨装置3-1000不限于此,能够对各区间控制抛光臂3-600的摆动速度、抛光头3-500的旋转速度、抛光台3-400的旋转速度及抛光垫3-502的对晶片W的按压力中的至少一个。
在图37的例中,抛光臂3-600的摆动是在晶片W的中央,以及抛光垫3-502与晶片W及抛光台3-400完全不重合的位置之间的范围的往复运动。如图37、38所示,研磨装置3-1000将抛光垫3-502的摆动范围分割成多个区间(n区间)。另外,研磨装置3-1000能够在多个区间的每一个将抛光臂3-600的摆动速度可变控制为V1、V2、V3…Vn-1、Vn。
通过在抛光臂3-600的摆动范围的多个区间的每一个对抛光臂3-600的摆动速度等进行可变控制,例如,与晶片W的内周部相比,能够在外周部使抛光垫3-502的滞留时间变长。由此,能够使在晶片W的外周部及内周部的抛光垫3-502的滑动距离均等化,进而使处理速度分布均等化。
另外,在图36中,表示了使抛光臂3-600直线摆动直到抛光垫3-502在晶片W的两端100%悬起的例。另外,在图37中,表示了使抛光臂3-600直线摆动直到使抛光垫3-502从晶片W的中央到在晶片W的一方的端100%悬起的位置为止的例。然而,抛光臂3-600的摆动不限定于此。
图39是表示抛光臂3-600的摆动方式的变化的图。在图39中,为了简化说明,而省略了支撑导向件。
如图39所示,抛光臂3-600可以使抛光垫3-502通过直线运动进行往复移动,也可以使抛光垫3-502通过直线运动仅向一个方向移动。另外,抛光臂3-600也可以使抛光垫3-502通过圆弧运动进行往复移动,也可以使抛光垫3-502通过圆弧运动仅向一个方向移动。在此,在进行直线运动及圆弧运动时,较好的是抛光臂3-600以使抛光垫3-502通过相对于晶片W的中心例如±10mm的范围的方式使抛光垫3-502移动。
另外,如图39所示,抛光臂3-600也可以使抛光垫3-502在晶片W的两端之间移动,也可以使抛光垫3-502在晶片W的中央与端部之间移动。在该情况下,抛光臂3-600也以使抛光垫3-502通过相对于晶片W的中心例如±10mm的范围的方式使抛光垫3-502移动较好。
Claims (14)
1.一种处理组件,其特征在于,具备:
头,该头安装有垫,该垫用于通过与处理对象物接触并进行相对运动从而对所述处理对象物进行规定的处理;以及
臂,该臂用于对所述头进行保持,
所述头包含:安装有比所述处理对象物直径小的第一垫的第一头;以及安装有比所述第一垫直径小的第二垫的、与所述第一头不同的第二头,
所述臂具备第一臂以及与所述第一臂不同的第二臂,
所述第一头保持于所述第一臂,
所述第二头保持于所述第二臂,
所述第二头以使所述第二垫与所述处理对象物的周缘部接触的方式保持于所述第二臂。
2.根据权利要求1所述的处理组件,其特征在于,
具备分别安装有多个所述第二垫的多个第二头,
所述多个第二头以使多个所述第二垫在所述处理对象物的周缘方向上相邻而与所述处理对象物的周缘部接触的方式保持于所述第二臂。
3.根据权利要求1所述的处理组件,其特征在于,
具备对所述处理对象物进行保持的台,
通过对所述处理对象物供给处理液,使所述台及所述头旋转,并使所述第一垫和第二垫同时或交替地接触所述处理对象物,并摆动所述臂,从而对所述处理对象物进行处理。
4.根据权利要求1所述的处理组件,其特征在于,
所述处理组件是用于对所述处理对象物进行抛光处理的抛光处理组件。
5.根据权利要求1所述的处理组件,其特征在于,
在所述垫包含多个垫的情况下,至少一个垫的种类或材质与其他的垫的种类或材质不同。
6.根据权利要求1所述的处理组件,其特征在于,
具备用于进行所述垫的调整的多个修整工具。
7.根据权利要求6所述的处理组件,其特征在于,
所述多个修整工具中的至少一个修整工具的直径、种类或材质与其他的修整工具的直径、种类或材质不同。
8.一种处理组件,其特征在于,具有:
头,该头安装有垫,该垫用于通过与处理对象物接触并进行相对运动从而对所述处理对象物进行规定的处理;以及
臂,该臂用于对所述头进行保持,
所述头包含:安装有比所述处理对象物直径小的第一垫的第一头;以及安装有比所述第一垫直径小的第二垫的、与所述第一头不同的第二头,
所述臂具备单一的臂,
所述第一头和所述第二头保持于所述单一的臂,
所述第二头以使所述第二垫至少与所述处理对象物的周缘部接触的方式保持于所述单一的臂,
所述第一头和所述第二头以沿着所述单一的臂的摆动方向相邻的方式保持于所述单一的臂,
所述处理组件具备分别安装有多个所述第二垫的多个第二头,
所述第一头保持于所述单一的臂,
所述多个第二头以沿着所述单一的臂的摆动方向而与所述第一头的两侧相邻的方式保持于所述单一的臂。
9.一种处理方法,其特征在于,通过使比处理对象物直径小的第一垫接触所述处理对象物并进行相对运动从而对所述处理对象物进行规定的第一处理,
通过使比所述第一垫直径小的第二垫接触所述处理对象物并进行相对运动从而对所述处理对象物进行规定的第二处理,
所述第二处理通过使所述第二垫接触所述处理对象物的周缘部并进行相对运动来执行。
10.根据权利要求9所述的处理方法,其特征在于,
进一步通过使所述第一垫接触修整工具并进行相对运动从而进行所述第一垫的调整,
通过使所述第二垫接触修整工具并进行相对运动从而进行所述第二垫的调整。
11.根据权利要求10所述的处理方法,其特征在于,
所述第一处理与所述第二处理同时进行,
所述第一垫的调整与所述第二垫的调整同时进行。
12.根据权利要求10所述的处理方法,其特征在于,
在所述第一处理中同时进行所述第二垫的调整,
在所述第二处理中同时进行所述第一垫的调整。
13.根据权利要求10所述的处理方法,其特征在于,
所述第一处理与所述第二处理在不同时刻开始,
所述第一垫的调整与所述第二垫的调整在不同时刻开始。
14.根据权利要求9所述的处理方法,其特征在于,
在处理组件中,通过对所述处理对象物供给处理液,使台及头旋转,使所述第一垫及第二垫同时或交替地接触所述处理对象物,并摆动臂,从而执行所述第一处理及所述第二处理,
所述处理组件具备:
对所述处理对象物进行保持的所述台;
安装有所述第一垫及所述所述第二垫的多个所述头;以及
用于对多个所述头进行保持的一个或多个所述臂。
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US10741381B2 (en) * | 2016-12-15 | 2020-08-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | CMP cleaning system and method |
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US11103970B2 (en) * | 2017-08-15 | 2021-08-31 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co, , Ltd. | Chemical-mechanical planarization system |
SG11201908968QA (en) * | 2017-10-17 | 2019-10-30 | Sumco Corp | Method of polishing silicon wafer |
JP6887371B2 (ja) * | 2017-12-20 | 2021-06-16 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理装置、基板処理装置の制御方法、プログラムを格納した記憶媒体 |
US11414748B2 (en) * | 2019-09-25 | 2022-08-16 | Intevac, Inc. | System with dual-motion substrate carriers |
JP7160725B2 (ja) * | 2019-03-06 | 2022-10-25 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理装置 |
US11791173B2 (en) | 2019-03-21 | 2023-10-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Substrate cleaning equipment, substrate treatment system including the same, and method of fabricating semiconductor device using the substrate cleaning equipment |
CN110653671B (zh) * | 2019-09-24 | 2021-06-25 | 广州大学 | 一种涂刷式金属工件表面强化研磨加工设备及方法 |
JP7220648B2 (ja) * | 2019-12-20 | 2023-02-10 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理装置および基板処理方法 |
JP7402698B2 (ja) * | 2020-01-21 | 2023-12-21 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 |
JP7387471B2 (ja) * | 2020-02-05 | 2023-11-28 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理装置および基板処理方法 |
CN111451932B (zh) * | 2020-03-23 | 2021-09-07 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 大口径异形平面元件光学加工夹具及加工方法 |
CN111673607B (zh) * | 2020-04-28 | 2021-11-26 | 北京烁科精微电子装备有限公司 | 一种化学机械平坦化设备 |
CN111906684A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-11-10 | 泉芯集成电路制造(济南)有限公司 | 一种研磨方法 |
CN112428138B (zh) * | 2020-11-20 | 2022-07-29 | 西安奕斯伟材料科技有限公司 | 单面抛光装置及方法 |
CN112548845B (zh) * | 2021-02-19 | 2021-09-14 | 清华大学 | 一种基板加工方法 |
JP2022147778A (ja) * | 2021-03-23 | 2022-10-06 | 株式会社Screenホールディングス | 基板処理装置、基板処理システムおよび基板処理方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000108024A (ja) * | 1998-10-02 | 2000-04-18 | Toshiba Mach Co Ltd | Cmp研磨装置 |
JP2001110763A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-04-20 | Hitachi Ltd | 半導体ウェハ平坦化加工方法および平坦化加工装置 |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100390293B1 (ko) * | 1993-09-21 | 2003-09-02 | 가부시끼가이샤 도시바 | 폴리싱장치 |
JP3114156B2 (ja) | 1994-06-28 | 2000-12-04 | 株式会社荏原製作所 | 洗浄方法および装置 |
JP3447869B2 (ja) | 1995-09-20 | 2003-09-16 | 株式会社荏原製作所 | 洗浄方法及び装置 |
KR100264228B1 (ko) * | 1996-05-10 | 2000-12-01 | 미다라이 후지오 | 화학 기계 연마 장치 및 방법 |
JPH1071562A (ja) * | 1996-05-10 | 1998-03-17 | Canon Inc | 化学機械研磨装置および方法 |
JP3891641B2 (ja) * | 1997-06-06 | 2007-03-14 | 株式会社荏原製作所 | ポリッシング装置 |
US6036582A (en) * | 1997-06-06 | 2000-03-14 | Ebara Corporation | Polishing apparatus |
US6354922B1 (en) * | 1999-08-20 | 2002-03-12 | Ebara Corporation | Polishing apparatus |
JP4127346B2 (ja) * | 1999-08-20 | 2008-07-30 | 株式会社荏原製作所 | ポリッシング装置及び方法 |
US6379235B1 (en) * | 1999-10-27 | 2002-04-30 | Strausbaugh | Wafer support for chemical mechanical planarization |
TW467804B (en) * | 2000-03-15 | 2001-12-11 | Taiwan Semiconductor Mfg | Multi-zone polishing pad conditioning device and method for CMP system |
US6585572B1 (en) | 2000-08-22 | 2003-07-01 | Lam Research Corporation | Subaperture chemical mechanical polishing system |
JP2002219645A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-08-06 | Nikon Corp | 研磨装置、この研磨装置を用いた半導体デバイス製造方法並びにこの製造方法によって製造された半導体デバイス |
JP2002177911A (ja) | 2000-12-14 | 2002-06-25 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板洗浄装置および基板洗浄方法 |
US6561881B2 (en) * | 2001-03-15 | 2003-05-13 | Oriol Inc. | System and method for chemical mechanical polishing using multiple small polishing pads |
JPWO2003071592A1 (ja) * | 2002-02-20 | 2005-06-16 | 株式会社荏原製作所 | ポリッシング方法および装置 |
JP2005136068A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-05-26 | Seiko Epson Corp | 洗浄装置及び半導体装置の製造方法 |
JP2007168039A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Ebara Corp | 研磨テーブルの研磨面洗浄機構、及び研磨装置 |
JP4894674B2 (ja) * | 2007-08-08 | 2012-03-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 塗布、現像装置及び塗布、現像方法並びに記憶媒体 |
JP5444596B2 (ja) * | 2007-08-31 | 2014-03-19 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP5744382B2 (ja) | 2008-07-24 | 2015-07-08 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理装置および基板処理方法 |
JP5542818B2 (ja) * | 2008-08-14 | 2014-07-09 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 可動スラリーディスペンサーを有する化学的機械的研磨機および方法 |
WO2010045151A2 (en) * | 2008-10-16 | 2010-04-22 | Applied Materials, Inc. | Textured platen |
KR101004435B1 (ko) * | 2008-11-28 | 2010-12-28 | 세메스 주식회사 | 기판 연마 장치 및 이를 이용한 기판 연마 방법 |
CN101992421B (zh) * | 2009-08-14 | 2012-10-03 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 铜互连工艺中的化学机械抛光方法 |
JP5511600B2 (ja) * | 2010-09-09 | 2014-06-04 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置 |
JP5722065B2 (ja) * | 2011-02-10 | 2015-05-20 | 株式会社ディスコ | 研磨装置 |
TWI680031B (zh) * | 2012-09-24 | 2019-12-21 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 研磨方法及研磨裝置 |
JP2014167996A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-11 | Ebara Corp | 研磨装置および研磨方法 |
CN203305047U (zh) * | 2013-04-27 | 2013-11-27 | 株式会社荏原制作所 | 研磨装置 |
CN203282328U (zh) * | 2013-04-28 | 2013-11-13 | 株式会社荏原制作所 | 抛光装置以及基板处理装置 |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000108024A (ja) * | 1998-10-02 | 2000-04-18 | Toshiba Mach Co Ltd | Cmp研磨装置 |
JP2001110763A (ja) * | 1999-10-08 | 2001-04-20 | Hitachi Ltd | 半導体ウェハ平坦化加工方法および平坦化加工装置 |
Also Published As
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