CN113211299B - 基板处理装置及基板处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供适当与研磨中的基板的被研磨面的状态对应而提高被研磨面的研磨的均匀性的基板处理装置和基板处理方法。基板处理装置包含:用于支持基板(WF)的工作台(100);用于保持研磨被支承于工作台的基板的研磨垫(222)的垫保持件(226);用于使垫保持件相对于基板升降的升降机构;用于使垫保持件在基板的径向上摆动的摆动机构;用于支承被摆动机构而摆动到工作台的外侧的研磨垫的支承部件(300A、300B);及用于在研磨基板时调整支承部件(300)的高度和该支承部件相对于基板的距离中的至少一方的驱动机构(310、320)。

Description

基板处理装置及基板处理方法
技术领域
本申请涉及一种基板处理装置和基板处理方法。本申请基于2020年2月5日申请的日本专利申请编号第2020-18110号,并主张其优先权。通过参照而整体引用日本专利申请编号第2020-18110号的包含说明书、权利要求书、附图及摘要的全部发明内容。
背景技术
作为在半导体加工工艺中所使用的基板处理装置的一种,存在有CMP(ChemicalMechanical Polishing,化学机械研磨)装置。CMP装置根据基板的被研磨面所朝向的方向,大致能够分为“表面朝上式(基板的被研磨面向上的方式)”和“表面朝下式(基板的被研磨面向下的方式)”。
在专利文献1中公开了在表面朝上式的CMP装置中,一边使与基板相比直径小的研磨垫旋转,一边使该研磨垫与基板接触并摆动,由此对基板进行研磨。在该CMP装置中,公开了在基板的周围设置有支承部件,通过支承部件支承摆动到基板的外侧的研磨垫,并且能够调整支承部件的高度和水平方向的位置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-229388号公报
发明所要解决的技术问题
但是,专利文献1所记载的技术没有考虑根据研磨中的基板的被研磨面的状态对支承部件进行调整。
即,专利文献1中的支承部件的高度调整是为了使支承部件的支承面与基板的被研磨面的高度大致相同。另外,专利文献1中的支承部件的水平方向的移动是为了在基板的装载时不造成干扰,而使支承部件向远离基板的位置移动,并且在装载结束后,使支承部件向靠近基板的位置移动。但是,专利文献1所记载的支承部件的调整难以适当地与研磨中的基板的被研磨面的状态对应,其结果是,可能会损害基板的被研磨面的研磨的均匀性。
发明内容
因此,本申请的一个目的在于,适当地与研磨中的基板的被研磨面的状态对应,从而提高被研磨面的研磨的均匀性。
用于解决技术问题的手段
根据一实施方式,公开了一种基板处理装置,包含:工作台,该工作台用于支承基板;垫保持件,该垫保持件用于保持研磨垫,该研磨垫用于研磨被支承于所述工作台的基板;升降机构,该升降机构用于使所述垫保持件相对于所述基板进行升降;摆动机构,该摆动机构用于使所述垫保持件在所述基板的径向上摆动;支承部件,该支承部件用于支承通过所述摆动机构而摆动到所述工作台的外侧的研磨垫;以及驱动机构,该驱动机构用于在研磨所述基板时对所述支承部件的高度和所述支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整。
附图说明
图1是概略性地表示一实施方式的基板处理装置的整体结构的立体图。
图2是概略性地表示一实施方式的基板处理装置的整体结构的俯视图。
图3是概略性地表示一实施方式的多轴臂的立体图。
图4是概略性地表示一实施方式的工作台和支承部件的立体图。
图5是概略性地表示一实施方式的工作台和支承部件的侧视图。
图6是概略性地表示一实施方式的工作台、支承部件以及膜厚测量器的立体图。
图7是概略性地表示一实施方式的基板厚度测量器的立体图。
图8是概略性地表示一实施方式的基板的膜厚轮廓的图。
图9是概略性地表示一实施方式的定心机构的俯视图。
图10是概略性地表示一实施方式的直径测量器的侧视图。
图11是表示一实施方式的基板处理方法的流程图。
图12是概略性地表示一实施方式的支承部件的俯视图。
图13是概略性地表示一实施方式的支承部件的立体图。
图14是概略性地表示一实施方式的支承部件的立体图。
符号说明
100 工作台
200 多轴臂
210 摆动轴
212 旋转驱动机构(摆动机构)
220 第一臂
222 研磨垫
222a 研磨面
226 垫保持件
227 升降机构
238 喷雾器
300 支承部件
300A 第一支承部件
300A-1 支承部件
300A-2 支承部件
300B 第二支承部件
300B-1 支承部件
300B-2 支承部件
301a、301b 支承面
310、320 驱动机构
330 分割线
340 修整器
350 吸引部件
360 吸引路径
400 直径测量器
600 膜厚测量器
630 基板厚度测量器
810 膜厚轮廓
820 膜厚轮廓
1000 基板处理装置
WF 基板
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的基板处理装置及基板处理方法的实施方式进行说明。在附图中,对相同或相似的要素标注相同或相似的参照符号,并可能在各实施方式的说明中对相同或相似的要素省略重复的说明。另外,各实施方式所示的特征只要彼此不产生矛盾就能够应用于其他的实施方式。
图1是概略性地表示一实施方式的基板处理装置的整体结构的立体图。图2是概略性地表示一实施方式的基板处理装置的整体结构的俯视图。图1和图2所示的基板处理装置1000具有工作台100、多轴臂200、支承部件300A、300B、直径测量器400(定心机构400A、400B、400C)、修整器500、膜厚测量器(终点检测器)600以及清洗喷嘴700A、700B。
<工作台>
工作台100是用于支承作为处理对象的基板WF的部件。在一实施方式中,工作台100构成为,具有用于支承基板WF的支承面100a,并且能够通过未图示的电动机等驱动机构旋转。在支承面100a形成有多个孔102,工作台100构成为能够经由孔102对基板WF进行真空吸附。
<多轴臂>
图3是概略性地表示一实施方式的多轴臂的立体图。如图2和图3所示,多轴臂200是保持用于对支承于工作台100的基板WF进行各种处理的多个处理器具的部件,该多轴臂200与工作台100相邻配置。本实施方式的多轴臂200构成为将如下部件保持:用于研磨基板WF的大径的研磨垫222、用于清洗基板WF的清洗器具232、用于抛光基板WF的小径的研磨垫242以及用于测量基板WF的直径的摄影部件(照相机)252。
具体而言,多轴臂200包含:在相对于基板WF正交的方向(高度方向)上延伸的摆动轴210、驱动摆动轴210进行旋转的电动机等旋转驱动机构212、支承于摆动轴210并绕摆动轴210放射状地配置的第一臂220、第二臂230、第三臂240及第四臂250。在第一臂220安装有在高度方向上延伸的旋转轴224,在旋转轴224的顶端安装有垫保持件226。在垫保持件226保持有大径的研磨垫222。垫保持件226通过由例如气缸等驱动机构构成的升降机构227而能够相对于基板WF在高度方向上升降。在第二臂230安装有在高度方向上延伸的旋转轴234,在旋转轴234的顶端安装有清洗器具保持件236。在清洗器具保持件236保持有清洗器具232。清洗器具保持件236通过由例如气缸等驱动机构构成的升降机构237而能够相对于基板WF在高度方向上升降。在第三臂240安装有在高度方向上延伸的旋转轴244,在旋转轴244的顶端安装有垫保持件246。在垫保持件246保持有小径的研磨垫242。垫保持件246通过由例如气缸等驱动机构构成的升降机构247而能够相对于基板WF在高度方向上升降。在第四臂250保持有摄影部件252。
第一臂220构成为除了研磨垫222之外还保持喷嘴228。喷嘴228构成为,隔着研磨垫222设置于研磨垫222的摆动方向的两侧,并向基板WF排出研磨液或清洗水。第二臂230构成为,除了清洗器具232之外还保持喷雾器238。喷雾器238构成为,隔着清洗器具232设置于清洗器具232的摆动方向的两侧,并向基板WF排出纯水等液体。第三臂240构成为,除了研磨垫242之外还保持喷嘴248。喷嘴248构成为,隔着研磨垫242设置于研磨垫242的摆动方向的两侧,并向基板WF排出研磨液或清洗水。
如图2所示,在本实施方式中,第一臂220、第二臂230、第三臂240及第四臂250在俯视下沿逆时针错开90度而绕摆动轴210放射状地延伸。旋转驱动机构212能够通过驱动摆动轴210进行旋转,而使大径的研磨垫222、清洗器具232、小径的研磨垫242以及摄影部件252中的任一个在基板WF上移动。另外,旋转驱动机构212能够通过驱动摆动轴210进行旋转,而使研磨垫222或研磨垫242在修整器500上移动。另外,旋转驱动机构212具有摆动机构的功能,该摆动机构通过驱动摆动轴210沿顺时针和逆时针交替地旋转,而使第一臂220、第二臂230、第三臂240及第四臂250进行摆动。具体而言,在研磨垫222、清洗器具232或研磨垫242位于基板WF上的状态下,旋转驱动机构212驱动摆动轴210沿顺时针和逆时针交替地旋转,从而能够使研磨垫222(垫保持件226)、清洗器具232(清洗器具保持件236)或研磨垫242(垫保持件246)相对于基板WF摆动。在本实施方式中,示出了通过旋转驱动机构212使研磨垫222、清洗器具232或研磨垫242在基板WF的径向上回旋摆动的例,即沿着圆弧进行往复运动的例,但不限于此。例如,摆动机构也可以具有使研磨垫222、清洗器具232或研磨垫242在基板的径向上直线摆动,即沿着直线进行往复运动的结构。
另外,多轴臂200包含用于使旋转轴224、234、244旋转的未图示的电动机等旋转驱动机构,由此,能够使研磨垫222、清洗器具232及研磨垫242以旋转轴224、234、244为轴进行旋转。在例如研磨垫222位于基板WF上的情况下,基板处理装置1000构成为,使工作台100旋转的同时使研磨垫222旋转,一边通过升降机构227将研磨垫222按压于基板WF,一边通过旋转驱动机构212使研磨垫222摆动,由此,进行基板WF的研磨。
<支承部件>
如图1和图2所示,基板处理装置1000包含:配置于工作台100的外侧的研磨垫222的摆动路径的第一支承部件300A和隔着工作台100配置于与第一支承部件300A相反一侧的研磨垫222的摆动路径的第二支承部件300B。第一支承部件300A和第二支承部件300B隔着基板WF成为线对称。因此,在以下,将第一支承部件300A和第二支承部件300B统一为支承部件300进行说明。另外,在以下,作为一例,对使大径的研磨垫222相对于基板WF摆动的情况的支承部件300的功能进行说明,但对于清洗器具232或小径的研磨垫242也是相同的。
支承部件300是用于支承因摆动轴210的旋转而向工作台100的外侧摆动后的研磨垫222的部件。即,基板处理装置1000构成为,在研磨基板WF时,通过使研磨垫222摆动直到突出到基板WF的外侧(悬垂),而均匀地对基板WF的被研磨面进行研磨。这里,在使研磨垫222悬垂的情况下,由于垫保持件226倾斜等各种原因,研磨垫222的压力集中于基板WF的周缘部,从而可能导致不能均匀地研磨基板WF的被研磨面。因此,本实施方式的基板处理装置1000将用于支承悬垂于基板WF的外侧的研磨垫222的支承部件300设置于工作台100的两侧。
图4是概略性地表示一实施方式的工作台和支承部件的立体图。图5是概略性地表示一实施方式的工作台和支承部件的侧视图。如图5所示,支承部件300(第一支承部件300A和第二支承部件300B分别)具有支承面301a、301b,该支承面301a、301b能够支承研磨垫222的与基板WF接触的研磨面222a的整体。即,支承面301a、301b分别具有比研磨垫222的研磨面222a的面积大的面积,因此,即使研磨垫222完全悬垂到基板WF的外侧,研磨面222a的整体也被支承面301a、301b支承。由此,在本实施方式中,研磨垫222在基板WF上摆动时,研磨面222a的整体与基板WF接触并被支承,即使在研磨垫222摆动到工作台100的外侧时,研磨面222a的整体也被支承于支承部件300,因此,在摆动中,研磨垫222不会从基板WF的被研磨面和支承面301a、301b的区域伸出。
<膜厚测量器>
如图1和图2所示,基板处理装置1000包含膜厚测量器600,该膜厚测量器600用于在研磨基板WF的同时对基板WF的被研磨面的膜厚轮廓进行测量。膜厚测量器600能够由涡电流式传感器或光学式传感器等各种传感器构成。图6是概略性地表示一实施方式的工作台、支承部件及膜厚测量器的立体图。如图6所示,在高度方向上延伸的旋转轴610与工作台100相邻配置。旋转轴610能够通过未图示的电动机等旋转驱动机构而绕旋转轴610的轴旋转。在旋转轴610安装有摆动臂620,膜厚测量器600安装于摆动臂620的顶端。膜厚测量器600构成为通过旋转轴610的旋转而绕旋转轴610的轴回旋摆动。具体而言,在基板WF的研磨中,膜厚测量器600能够通过旋转轴610的旋转而沿着基板WF的径向摆动。膜厚测量器600构成为,在研磨垫222在基板WF上摆动时,如图6的虚线所示那样向从基板WF上避开的位置摆动,在研磨垫222不在基板WF上摆动时,如图6的实线所示那样在基板WF上摆动。即,膜厚测量器600能够在不与在基板WF上摆动的研磨垫222发生干涉的时刻在基板WF上摆动,从而能够随着时间的推移测量被研磨垫222研磨的基板WF的膜厚轮廓。膜厚测量器600能够在测量到的基板WF的膜厚轮廓成为所希望的膜厚轮廓时,对基板WF的研磨的终点进行检测。
<基板厚度测量器>
图7是概略性地表示一实施方式的基板厚度测量器的立体图。基板处理装置1000包含用于对基板WF的厚度进行测量的基板厚度测量器630。基板厚度测量器630例如设置于FOUP(Front Opening Unified Pod)与工作台100之间,并能够对从FOUP取出而设置于工作台100的基板WF的厚度进行测量。基板厚度测量器630能够由例如激光测长器等构成。基板厚度测量器630包含设置于基板WF的表面侧的第一基板厚度测量部件630a和设置于基板WF的背面侧的第二基板厚度测量部件630b。第一基板厚度测量部件630a朝向基板WF的表面发射激光,并接收反射后的激光。第二基板厚度测量部件630b朝向基板WF的背面发射激光,并接收反射后的激光。基板厚度测量器630基于第一基板厚度测量部件630a接收到的激光和第二基板厚度测量部件630b接收到的激光对基板WF的厚度进行测量。
<驱动机构>
如图4和图5所示,基板处理装置1000包含驱动机构310,该驱动机构310用于对支承部件300的高度进行调整。驱动机构310能够由电动机和滚珠丝杠等各种公知的机构构成,并能够将支承部件300(支承面301a和支承面301b)调整到所希望的高度。另外,基板处理装置1000包含驱动机构320,该驱动机构320用于通过对支承部件300的水平方向的位置,即对沿着被支承于工作台100的基板WF的径向的位置进行调整,来对支承部件300相对于基板WF的距离进行调整。驱动机构320能够由电动机和滚珠丝杠等各种机构构成。
作为支承部件300的初期调整,驱动机构310能够在基板WF被设置于工作台100后,基于由基板厚度测量器630测量出的基板WF的厚度,对支承部件300的高度进行调整。例如,驱动机构310能够进行支承部件300的高度调整,以使基板WF的被研磨面与支承部件300(支承面301a和支承面301b)成为同一高度。驱动机构310不限于此,也能够将支承部件300调整到所希望的高度,例如比设置于工作台100的基板WF的被研磨面高规定的值,低规定的值等。
另外,作为支承部件300的初期调整,驱动机构320能够基于通过后述的方法得到的基板WF的直径,对支承部件300相对于设置于工作台100的基板WF的距离进行调整。例如,为了均匀地研磨基板WF的被研磨面,优选基板WF与支承部件300之间没有间隙。但是,基板WF在研磨处理中随着工作台100的旋转而旋转,而支承部件300不旋转,因此,不能使支承部件300与基板WF的外周部接触。因此,驱动机构320能够基于得到的基板WF的直径,将支承部件300配置于不接触基板WF的外周部的范围内最接近的位置。
除此之外,在研磨基板WF时,驱动机构310、320能够根据基板WF的被研磨面的状态对支承部件300的高度和沿着基板WF的径向的相对于基板WF的距离的至少一方进行调整。即,如上所述,即使通过初期调整将支承部件300调整为所希望的高度和水平方向的位置,由于各种研磨条件的不同,基板WF各自在研磨中的膜厚轮廓也不同。因此,在本实施方式中,驱动机构310、320构成为,根据在基板WF的研磨中通过膜厚测量器600得到的基板WF的膜厚轮廓,对支承部件300的高度方向的位置和水平方向的位置进行调整。
对于这点,使用图8进行说明。图8是概略性地表示一实施方式的基板的膜厚轮廓的图。图8示出了研磨中的基板WF的膜厚轮廓810和根据膜厚轮廓810将支承部件300的高度方向的位置和水平方向的位置调整后的基板WF的膜厚轮廓820。在像本实施方式那样一边使研磨垫222摆动一边研磨基板WF的情况下,即使使研磨垫222悬垂,如膜厚轮廓810所示,也可能在基板WF的边缘部研磨不充分,从而余膜局部性较厚。这样,在由膜厚测量器600测量出的膜厚轮廓810中的基板WF的边缘部的膜厚830比中央部的膜厚840厚的情况下,驱动机构310、320构成为,使支承部件300的高度下降,或使支承部件300相对于基板WF的距离变大。此外,驱动机构310、320也可以使支承部件300的高度降低,并且使支承部件300相对于基板WF的距离变大。由此,研磨垫222的大的按压力施加于基板WF的边缘部,因此,能够提高边缘部的研磨率。其结果是,如膜厚轮廓820所示,能够使基板WF的边缘部中的局部性的余膜的厚度变得平坦。这样,根据本实施方式,能够适当的对应于研磨中的基板WF的被研磨面的状态(膜厚轮廓),来提高被研磨面的研磨的均匀性。
<定心机构和直径测量器>
如图1和图2所示,基板处理装置1000包含直径测量器400,该直径测量器400用于对基板WF的直径进行测量。在本实施方式中,直径测量器400包含至少三个用于将支承于工作台100的基板WF向工作台100的中心方向按压而对齐的定心机构400A、400B、400C。定心机构400A、400B、400C在工作台100的周围空出适当的间隔配置。直径测量器400构成为,基于通过定心机构400A、400B、400C的基板WF的对齐结果来计算基板WF的直径。
对于这点,使用图9进行详细的说明。图9是概略性地表示一实施方式的定心机构的俯视图。如图9所示,定心机构400A、400B、400C分别包含在高度方向上延伸的旋转轴430和安装于旋转轴430的定心部件440。旋转轴430构成为能够通过未图示的电动机等旋转驱动机构进行旋转。定心部件440是在与基板WF相同的高度位置安装于旋转轴430的棒状的部件,该定心部件440向旋转轴430的两侧延伸。定心部件440包含:在旋转轴430向第一方向(例如顺时针方向)旋转时与基板WF接触的第一接触部440a和在旋转轴430向与第一方向相反的第二方向(例如逆时针方向)旋转时与基板WF接触的第二接触部440b。
直径测量器400构成为,基于定心部件440的第一方向的旋转角度,或定心部件440的第二方向的旋转角度来计算出基板WF的直径。即,在基板WF设置于工作台100后,定心机构400A、400B、400C分别使旋转轴430在相同的时刻向第一方向旋转,从而用第一接触部440a按压基板WF。这样,三个定心部件440中的最靠近基板WF的定心部件的第一接触部440a将基板WF向工作台100的中心方向按压。之后,剩下的定心部件440的第一接触部440a也依次将基板WF向工作台100的中心方向按压,其结果是,基板WF被从三个方向向工作台100的中心方向按压。通过三个定心部件440的第一接触部440a均等地按压基板WF,基板WF定心于工作台100的中心位置而被对齐。在以下,将使旋转轴430向第一方向旋转而进行的基板WF的对齐称作“第一对齐”。
这里,如图9所示,当在基板WF的外周部存在缺口(切口)NC,并且三个定心部件440的第一接触部440a中的任一个按压缺口NC的情况下,基板WF的对齐从工作台100的中心偏离,并且没有正确地进行基板WF的直径的计算。因此,在本实施方式中,在进行第一对齐之后,通过使旋转轴430向第二方向旋转而用第二接触部440b按压基板WF,能够使基板WF定心于工作台100的中心位置而被对齐。在以下,将使旋转轴430向第二方向旋转而进行的基板WF的定位称作“第二对齐”。
在第二对齐中,在第二接触部440b中的任一个按压基板WF的缺口NC的情况下,基板WF的对齐发生偏差,因此,通过再次进行第一对齐,能够使基板WF向工作台100的中心位置定心。这是由于,虽然第一接触部440a和第二接触部440b的任一方都可能按压缺口NC,但不会两方都按压缺口NC。根据本实施方式,即使在基板WF的外周部存在缺口NC的情况下,也能够可靠地使基板WF与工作台100的中心位置对齐。
直径测量器400具有参照表,该参照表用于将旋转轴430的第一方向的旋转角度及第二方向的旋转角度与基板WF的直径对应起来。即,虽然基板WF具有由标准确定的规定的尺寸,但实际的基板WF的直径存在公差(偏差)。因此,直径测量器400基于将第一接触部440a和第二接触部440b向例如直径已知的工作台100按压时的旋转轴430的第一方向的旋转角度和第二方向的旋转角度,预先制作旋转轴430的旋转角度与基板WF的直径的对应关系的参照表并保存。直径测量器400基于保存的参照表,导出与使基板WF对齐时的份旋转轴430的第一方向的旋转角度和第二方向的旋转角度对应的直径,由此,能够计算出基板WF的直径。
具体而言,直径测量器400基于进行第一对齐时的旋转轴430的第一方向的旋转角度和参照表计算出基板WF的直径(第一直径)。之后,直径测量器400基于进行第二对齐时的旋转轴430的第二方向的旋转角度和参照表计算出基板WF的直径(第二直径)。直径测量器400将第一直径与第二直径进行比较,且在两者相等的情况下,可以认为进行第一对齐和第二对齐中的任一个时都没有按压基板WF的缺口NC,因此将第一直径或第二直径中的任一个作为基板WF的直径输出。另一方面,在第二直径比第一直径大的情况下,可以认为在进行第一对齐时按压到了基板WF的缺口NC,因此,直径测量器400将第二直径作为基板WF的直径输出。另外,在第一直径比第二直径大的情况下,可以认为在进行第二对齐时按压到了基板WF的缺口NC,因此,再一次进行第一对齐,并且直径测量器400将第一直径作为基板WF的直径输出。这样,直径测量器400能够使用旋转轴430的第一方向的旋转角度和第二方向的旋转角度中的未按压缺口NC时的旋转角度来计算基板WF的直径。
在上述实施方式中,示出了直径测量器400包含定心机构400A、400B、400C的例,但不限于此。直径测量器400也可以包含上述的摄影部件(照相机)252。图10是概略性地表示一实施方式的直径测量器的侧视图。如图2和图10所示,摄影部件252配置于能够获取基板WF的外周部的图像的位置。摄影部件252能够获取基板WF的外周部的图像,并根据获取到的图像内的基板WF的外周部的曲率计算出基板WF的直径。
<修整器>
如图1和图2所示,修整器500配置于基于摆动轴210的旋转的研磨垫222、242的回旋路径上。修整器500是在表面牢固地电沉积有金刚石粒子等,并用于对研磨垫222、242进行整形(修整)的部件。修整器500构成为通过未图示的电动机等旋转驱动机构进行旋转。能够从未图示的喷嘴向修整器500的表面供给纯水。基板处理装置1000一边从喷嘴向修整器500供给纯水一边使修整器500旋转,并且使研磨垫222、242旋转,且一边将研磨垫222、242按压于修整器500一边使研磨垫222、242相对于修整器500摆动。这样,通过修整器500刮削研磨垫222、242,从而研磨垫222、242的研磨面被修整。
<清洗喷嘴>
如图1和图2所示,清洗喷嘴700A、700B与工作台100相邻配置。清洗喷嘴700A构成为朝向工作台100与支承部件300A之间的间隙供给纯水等清洗液。由此,能够冲洗掉进入到工作台100与支承部件300A之间的研磨屑等。清洗喷嘴700B构成为朝向工作台100与支承部件300B之间的间隙供给纯水等清洗液。由此,能够冲洗掉进入到工作台100与支承部件300B之间的研磨屑等。
<流程图>
接着,对本实施方式的包含支承部件300的高度位置和水平位置的调整的基板处理方法的顺序进行说明。图11是表示一实施方式的基板处理方法的流程图。如图11所示,基板处理方法首先将基板WF设置于工作台100(设置步骤S110)。接着,基板处理方法通过定心机构400A、400B、400C进行基板WF的对齐(对齐步骤S120)。接着,基板处理方法进行支承部件300的高度和与基板WF的距离的初期调整(初期调整步骤S130)。初期调整步骤S130例如,能够基于通过基板厚度测量器630预先测量出的基板WF的厚度对支承部件300的高度进行调整,并且基于通过对齐步骤S120得到的基板WF的直径对支承部件300的水平方向的位置进行调整。
接着,基板处理方法使工作台100旋转,并且一边使研磨垫222旋转一边将研磨垫222按压于基板WF(按压步骤S140)。接着,基板处理方法使研磨垫222摆动(摆动步骤S150)。接着,基板处理方法一边研磨基板WF一边通过膜厚测量器600测量基板WF的被研磨面的膜厚轮廓(膜厚测量步骤S160)。接着,基板处理方法通过驱动机构310、320在研磨基板WF时对支承部件300的高度和相对于基板WF的距离的至少一方进行调整(调整步骤S170)。例如,调整步骤S170能够根据通过膜厚测量步骤S160测量出的膜厚轮廓,对支承部件300的高度和相对于基板WF的距离的至少一方进行调整。在一例中,如图8中的膜厚轮廓810所示,在通过膜厚测量步骤S160测量出的膜厚轮廓中的基板WF的边缘部的膜厚830比中央部的膜厚840厚的情况下,调整步骤S170能够使支承部件300的高度降低,或使相对于基板WF的距离变大。
接着,基板处理方法判定通过膜厚测量步骤S160测量出的膜厚轮廓是否成为所希望的膜厚轮廓(判定步骤S180)。在判定为没有得到所希望的膜厚轮廓的情况下(判定步骤S180,否),基板处理方法返回膜厚测量步骤S160并重复进行处理。另一方面,在判定为得到了所希望的膜厚轮廓的情况下(判定步骤S180,是),基板处理方法结束研磨处理。
根据本实施方式,如例如图8中的膜厚轮廓820所示,能够使基板WF的边缘部的局部性的余膜的厚度平坦。这样,根据本实施方式,能够适当地与研磨中的基板WF的被研磨面的状态(膜厚轮廓)对应,从而提高被研磨面的研磨的均匀性。
<支承部件的变形例>
接着,对支承部件300的变形例进行说明。图12是概略性地表示一实施方式的支承部件的俯视图。图13是概略性地表示一实施方式的支承部件的立体图。如图12和图13所示,支承部件300A、300B分别包含隔着沿着基板WF的径向的假想的分割线330而被分割的多个(在本实施方式中是两个)支承部件。具体而言,支承部件300A包含隔着分割线330而被分割的支承部件300A-1和支承部件300A-2。支承部件300B包含隔着分割线330而被分割的支承部件300B-1和支承部件300B-2。
在本实施方式中,驱动机构310、320对于多个支承部件300(支承部件300A-1、支承部件300A-2、支承部件300B-1、支承部件300B-2)的每一个设置。因此,驱动机构310、320对于各多个支承部件300是独立的,从而能够一边研磨基板WF一边对支承部件300的高度和相对于基板WF的距离的至少一方进行调整。例如,当如图12所示那样,使研磨垫222一边沿顺时针旋转一边摆动时,支承部件300B-1具有支承从基板WF朝向支承部件300B旋转的研磨垫222的功能。另一方面,支承部件300B-2具有支承从支承部件300B朝向基板WF旋转的研磨垫222的功能。因此,例如,驱动机构310、320能够对支承部件300B-1和支承部件300B-2的高度位置进行调整,以使支承部件300B-2的支承面比支承部件300B-1的支承面高。
接着,对支承部件300的其他变形例进行说明。图14是概略性地表示一实施方式的支承部件的立体图。如图14所示,在支承部件300B的支承面301b埋设有用于进行研磨垫222的整形的修整器340。根据本实施方式,能够一边进行基板WF的研磨,一边在研磨垫222在支承部件300B上摆动时同时进行研磨垫222的整形。
另外,如图14所示,在支承部件300A的支承面301a埋设有多个吸引路径360,该多个吸引路径360与由用于吸引气体的泵等构成的吸引部件350连通。根据本实施方式,与吸引部件350连通的吸引路径360在支承面301a开口,因此,在基板WF的研磨中研磨垫222在支承部件300A上摆动时,能够吸引附着于研磨垫222的研磨屑等。
以上,对多个本发明的实施方式进行了说明,但上述发明的实施方式是用于容易理解本发明的实施方式,并不限定本发明。本发明可以不脱离主旨而进行变更、改良,并且本发明当然包含其等价物。另外,在能够解决上述技术问题的至少一部分的范围,或实现效果的至少一部分的范围内,能够进行发明要保护的范围和说明书所记载的各结构要素的任意的组合或省略。
在本申请中,作为一实施方式,公开了基板处理装置包含:工作台,该工作台用于支承基板;垫保持件,该垫保持件用于保持研磨垫,该研磨垫用于研磨被支承于所述工作台的基板;升降机构,该升降机构用于使所述垫保持件相对于所述基板进行升降;摆动机构,该摆动机构用于使所述垫保持件在所述基板的径向上摆动;支承部件,该支承部件用于支承通过所述摆动机构而摆动到所述工作台的外侧的研磨垫;以及驱动机构,该驱动机构用于在研磨所述基板时对所述支承部件的高度和所述支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述支承部件包含第一支承部件和第二支承部件,该第一支承部件配置于所述工作台的外侧的所述研磨垫的摆动路径上,该第二支承部件配置于隔着所述工作台与所述第一支承部件相反一侧的所述研磨垫的摆动路径上。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述第一支承部件和所述第二支承部件分别具有支承面,该支承面能够支承所述研磨垫的与所述基板接触的研磨面的整体。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了基板处理装置还包含膜厚测量器,该膜厚测量器用于在研磨所述基板时对所述基板的被研磨面的膜厚轮廓进行测量,所述驱动机构构成为,根据通过所述膜厚测量器测量出的膜厚轮廓对所述支承部件的高度和所述支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述驱动机构构成为,在通过所述膜厚测量器测量出的膜厚轮廓中的所述基板的边缘部的膜厚比中央部的膜厚厚的情况下,所述驱动机构使所述支承部件的高度降低,或使所述支承部件相对于所述基板的距离变大。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了基板处理装置还包含基板厚度测量器,该基板厚度测量器用于对设置于所述工作台的基板的厚度进行测量,所述驱动机构构成为,基于通过所述基板厚度测量器测量出的基板的厚度对所述支承部件的高度进行调整。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了基板处理装置还包含直径测量器,该直径测量器用于对设置于所述工作台的基板的直径进行测量,所述驱动机构构成为,基于通过所述直径测量器测量出的基板的直径对所述支承部件相对于所述基板的距离进行调整。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述支承部件包含多个支承部件,该多个支承部件是隔着沿着所述基板的径向的假想的分割线而被分割出的,所述驱动机构构成为,对于所述多个支承部件中的各支承部件独立地在研磨所述基板时对所述支承部件的高度和所述支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述支承部件包含支承面,该支承面用于支承所述研磨垫的与所述基板接触的研磨面,在所述支承部件的所述支承面埋设有修整器,该修整器用于对所述研磨垫进行整形。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述支承部件包含支承面,该支承面用于支承所述研磨垫的与所述基板接触的研磨面,在所述支承部件的所述支承面埋设有与吸引部件连通的吸引路径。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述摆动机构包含:第一臂,该第一臂用于保持所述垫保持件;第二臂,该第二臂保持清洗器具保持件,该清洗器具保持件用于保持清洗器具;第三臂,该第三臂对用于保持直径与所述研磨垫不同的研磨垫的垫保持件进行保持;第四臂,该第四臂用于保持摄影部件;摆动轴,该摆动轴支承所述第一臂、所述第二臂、所述第三臂及所述第四臂;以及旋转驱动机构,该旋转驱动机构用于驱动所述摆动轴进行旋转,所述第一臂、所述第二臂、所述第三臂及所述第四臂分别绕所述摆动轴放射状地配置。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述第二臂构成为,除了所述清洗器具之外,还保持配置于所述清洗器具的两侧的喷雾器。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了基板处理方法包含:设置步骤,将基板设置于工作台;按压步骤,将研磨垫向所述基板按压,该研磨垫用于研磨设置于所述工作台的基板;摆动步骤,使所述研磨垫在所述基板的径向上摆动;以及调整步骤,在研磨所述基板时,对支承部件的高度和该支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整,该支承部件用于支承通过所述摆动步骤而摆动到所述工作台的外侧的研磨垫。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了基板处理方法还包含膜厚测量步骤,在研磨所述基板时,对所述基板的被研磨面的膜厚轮廓进行测量,所述调整步骤包含如下步骤:根据通过所述膜厚测量步骤测量出的膜厚轮廓对所述支承部件的高度和所述支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整。
进而,在本申请中,作为一实施方式,公开了所述调整步骤包含如下步骤:在通过所述膜厚测量步骤测量出的膜厚轮廓中的所述基板的边缘部的膜厚比中央部的膜厚厚的情况下,使所述支承部件的高度降低或使所述支承部件相对于所述基板的距离变大。

Claims (11)

1.一种基板处理装置,其特征在于,包含:
工作台,该工作台用于支承基板;
垫保持件,该垫保持件用于保持研磨垫,该研磨垫用于研磨被支承于所述工作台的基板;
升降机构,该升降机构用于使所述垫保持件相对于所述基板进行升降;
摆动机构,该摆动机构用于使所述垫保持件在所述基板的径向上摆动;
支承部件,该支承部件用于支承通过所述摆动机构而摆动到所述工作台的外侧的研磨垫;以及
驱动机构,该驱动机构用于在研磨所述基板时对所述支承部件的高度和所述支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整,
所述摆动机构包含:第一臂,该第一臂用于保持所述垫保持件;第二臂,该第二臂保持清洗器具保持件,该清洗器具保持件用于保持清洗器具;第三臂,该第三臂对用于保持直径与所述研磨垫不同的研磨垫的垫保持件进行保持;第四臂,该第四臂用于保持摄影部件;摆动轴,该摆动轴支承所述第一臂、所述第二臂、所述第三臂及所述第四臂;以及旋转驱动机构,该旋转驱动机构用于驱动所述摆动轴进行旋转,
所述第一臂、所述第二臂、所述第三臂及所述第四臂分别绕所述摆动轴放射状地配置。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述支承部件包含第一支承部件和第二支承部件,该第一支承部件配置于所述工作台的外侧的所述研磨垫的摆动路径上,该第二支承部件配置于隔着所述工作台与所述第一支承部件相反一侧的所述研磨垫的摆动路径上。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置,其特征在于,
所述第一支承部件和所述第二支承部件分别具有支承面,该支承面能够支承所述研磨垫的与所述基板接触的研磨面的整体。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
还包含膜厚测量器,该膜厚测量器用于在研磨所述基板时对所述基板的被研磨面的膜厚轮廓进行测量,
所述驱动机构构成为,根据通过所述膜厚测量器测量出的膜厚轮廓对所述支承部件的高度和所述支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置,其特征在于,
所述驱动机构构成为,在通过所述膜厚测量器测量出的膜厚轮廓中的所述基板的边缘部的膜厚比中央部的膜厚厚的情况下,所述驱动机构使所述支承部件的高度降低,或使所述支承部件相对于所述基板的距离变大。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
还包含基板厚度测量器,该基板厚度测量器用于对设置于所述工作台的基板的厚度进行测量,
所述驱动机构构成为,基于通过所述基板厚度测量器测量出的基板的厚度对所述支承部件的高度进行调整。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
还包含直径测量器,该直径测量器用于对设置于所述工作台的基板的直径进行测量,
所述驱动机构构成为,基于通过所述直径测量器测量出的基板的直径对所述支承部件相对于所述基板的距离进行调整。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述支承部件包含多个支承部件,该多个支承部件是隔着沿着所述基板的径向的假想的分割线而被分割出的,
所述驱动机构构成为,对于所述多个支承部件中的各支承部件独立地在研磨所述基板时对所述支承部件的高度和所述支承部件相对于所述基板的距离中的至少一方进行调整。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述支承部件包含支承面,该支承面用于支承所述研磨垫的与所述基板接触的研磨面,在所述支承部件的所述支承面埋设有修整器,该修整器用于对所述研磨垫进行整形。
10.根据权利要求1所述的基板处理装置,其特征在于,
所述支承部件包含支承面,该支承面用于支承所述研磨垫的与所述基板接触的研磨面,在所述支承部件的所述支承面埋设有与吸引部件连通的吸引路径。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的基板处理装置,其特征在于,
所述第二臂构成为,除了所述清洗器具之外,还保持配置于所述清洗器具的两侧的喷雾器。
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