KR102344807B1 - 기판의 연마 장치 및 연마 방법 - Google Patents

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가츠히데 와타나베
호즈미 야스다
유지 야기
노부유키 다카하시
고이치 다케다
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

처리 대상물의 연마 처리면에서의 처리 정밀도를 향상시킬 수 있는 연마 장치 및 연마 방법을 제공하는 것을 하나의 과제로 하고 있다.
처리 대상물에 연마 처리를 행하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은, 처리 대상물보다도 작은 치수의 제1 연마 패드를 처리 대상물에 접촉시키면서 처리 대상물과 제1 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제1 연마 처리를 행하는 스텝과, 제1 연마 처리 후에, 처리 대상물보다도 큰 치수의 제2 연마 패드를 처리 대상물에 접촉시키면서 처리 대상물과 제2 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제2 연마 처리를 행하는 스텝과, 제1 연마 처리를 행하기 전에, 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝을 갖는다.

Description

기판의 연마 장치 및 연마 방법{A POLISHING MACHINE AND A POLISHING METHOD FOR A SUBSTRATE}
본 발명은 기판의 연마 장치 및 연마 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 처리 대상물(예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 기판, 또는 기판의 표면에 형성된 각종 막)에 대하여 각종 처리를 행하기 위해 처리 장치가 사용되고 있다. 처리 장치의 일례로서는, 처리 대상물의 연마 처리 등을 행하기 위한 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장치를 들 수 있다.
CMP 장치는, 처리 대상물의 연마 처리를 행하기 위한 연마 유닛, 처리 대상물의 세정 처리 및 건조 처리를 행하기 위한 세정 유닛, 및 연마 유닛에 처리 대상물을 수수함과 함께 세정 유닛에 의해 세정 처리 및 건조 처리된 처리 대상물을 수취하는 로드/언로드 유닛 등을 구비한다. 또한, CMP 장치는, 연마 유닛, 세정 유닛 및 로드/언로드 유닛 내에서 처리 대상물의 반송을 행하는 반송 기구를 구비하고 있다. CMP 장치는, 반송 기구에 의해 처리 대상물을 반송하면서 연마, 세정 및 건조의 각종 처리를 순차 행한다.
미국 특허 출원 공개 제2015/0352686호 명세서 일본 특허 공개 제2009-194134호 공보
오늘날의 반도체 디바이스의 제조에서의 각 공정에 대한 요구 정밀도는 이미 수 nm의 오더에 달하고 있으며, CMP도 그 예외가 아니다. 이 요구를 충족시키기 위해, CMP에서는 연마 및 세정 조건의 최적화가 행하여진다. 그러나, 최적 조건이 결정되어도, 구성 요소의 제어 변동이나 소모 재의 경시 변화에 의한 연마 및 세정 성능의 변화는 피할 수 없다. 또한, 처리 대상인 반도체 웨이퍼 자체에도 변동이 존재하여, 예를 들어 CMP 전에 있어서 처리 대상물에 형성되는 막의 막 두께나 디바이스 형상의 변동이 존재한다. 이러한 변동은 CMP 중 및 CMP 후에는 잔막의 변동이나 불완전한 단차 해소, 나아가 본래 완전히 제거해야 할 막의 연마에 있어서는 막 잔류와 같은 형태로 현재화한다. 이러한 변동은 웨이퍼 면내에서는 칩간이나 칩간을 횡단한 형태로 발생하고, 또한 웨이퍼간이나 로트간에서도 발생한다. 현상은, 이러한 변동을 어떤 역치 이내가 되도록, 연마 중인 웨이퍼나 연마 전의 웨이퍼에 대한 연마 조건(예를 들어 연마 시에 웨이퍼 면내에 부여하는 압력 분포, 웨이퍼 유지 테이블의 회전수, 슬러리) 및 세정 조건을 제어하는 것, 및/또는 역치를 초과한 웨이퍼에 대한 리워크(재연마)를 행함으로써 대처하고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 연마 조건에 의한 변동의 억제 효과는, 주로 웨이퍼의 반경 방향에 대하여 나타나기 때문에, 웨이퍼의 주위 방향에 대한 변동의 조정은 곤란하다. 또한, CMP 시의 처리 조건이나 CMP에 의해 연마하는 막의 하층의 상태에 의해, 웨이퍼 면내에서 국소적인 연마량의 분포의 변동이 발생하는 경우도 있다. 또한, CMP 공정에서의 웨이퍼의 반경 방향의 연마 분포의 제어에 대해서, 오늘날의 수율 향상의 관점에서 웨이퍼 면내의 디바이스 영역이 확대되고 있어, 보다 웨이퍼의 에지부까지 연마 분포를 조정할 필요가 생기고 있다. 웨이퍼의 에지부에서는, 연마 압력 분포나 연마재인 슬러리의 유입의 변동의 영향이 웨이퍼의 중심 부근보다도 커진다. 연마 조건 및 세정 조건의 제어나 리워크는, 기본적으로는 CMP를 실시하는 연마 유닛에서 행하고 있다. 이 경우, 웨이퍼면에 대하여 연마 패드가 전체 면 접촉하고 있는 것이 대부분이며, 일부가 접촉하고 있는 경우에도, 처리 속도의 유지의 관점에서는, 연마 패드와 웨이퍼와의 접촉 면적은 크게 취하지 않을 수 없다. 이러한 상황에서는, 예를 들어 웨이퍼 면내의 특정한 영역에서 역치를 초과하는 변동이 발생했다고 해도, 이것을 리워크 등으로 수정할 때는, 그 접촉 면적의 크기 때문에 리워크가 불필요한 부분에 대해서도 연마를 실시해버리게 된다. 그 결과로서, 원래 요구되는 역치의 범위로 수정하는 것이 곤란해진다. 따라서, 보다 작은 영역의 연마 및 세정 상태의 제어가 가능한 구성이면서 또한 웨이퍼 면내의 임의의 위치에 대하여, 처리 조건의 제어나 리워크와 같은 재처리를 실시할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이 요구된다.
따라서, 본원 발명은, 처리 대상물의 연마 처리면에 있어서의 처리 정밀도를 향상시킬 수 있는 연마 장치 및 연마 방법을 제공하는 것을 하나의 과제로 하고 있다.
본 발명의 제1 형태에 의하면, 처리 대상물에 연마 처리를 행하는 방법이 제공되고, 이러한 방법은, 상기 처리 대상물보다도 작은 치수의 제1 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제1 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제1 연마 처리를 행하는 스텝과, 상기 제1 연마 처리 후에, 상기 처리 대상물보다도 큰 치수의 제2 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제2 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제2 연마 처리를 행하는 스텝과, 상기 제1 연마 처리를 행하기 전에, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝을 갖는다. 제1 형태의 방법에 의하면, 예를 들어 그 후의 제2 연마 처리에서의 평탄화가 어려운 처리 대상물의 연마 처리면에 존재할 수 있는 국소적인 요철을 제1 연마 처리에 의해 평탄화함으로써, 그 후의 제2 연마 처리에 의해 처리 대상물의 전체면을 보다 고정밀도로 연마할 수 있다.
본 발명의 제2 형태에 의하면, 제1 형태의 방법에 있어서, 검출된 연마 처리면의 상태에 따라, 상기 제1 연마 처리의 처리 조건을 결정하는 스텝을 갖는다. 제2 형태의 방법에 의하면, 제1 연마 처리 전에 연마 처리면의 상태에 따른 최적의 연마 조건을 결정할 수 있다.
본 발명의 제3 형태에 의하면, 제1 형태 또는 제2 형태의 방법에 있어서, 상기 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝은, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 막 두께, 막 두께에 상당하는 신호, 및 표면 형상에 상당하는 신호 중 적어도 하나의 분포를 검출하는 스텝을 갖는다.
본 발명의 제4 형태에 의하면, 처리 대상물을 연마 처리하기 위한 연마 장치가 제공되고, 이러한 연마 장치는, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출하는 검출기와, 상기 처리 대상물보다도 작은 치수의 제1 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제1 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제1 연마 처리를 행하기 위한, 제1 연마 처리 모듈과, 상기 처리 대상물보다도 큰 치수의 제2 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제2 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제2 연마 처리를 행하기 위한, 제2 연마 처리 모듈과, 상기 제1 연마 처리 모듈 및 상기 제2 연마 처리 모듈을 제어하기 위한 제어 장치를 갖고, 상기 제어 장치는, 상기 제1 연마 처리를 행한 후에 상기 제2 연마 처리를 행하도록 제어하고, 상기 검출기는, 상기 제1 연마 처리를 행하기 전에, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출한다. 제4 형태의 연마 장치에 의하면, 예를 들어 그 후의 제2 연마 처리에서의 평탄화가 어려운 처리 대상물의 연마 처리면에 존재할 수 있는 국소적인 요철을 제1 연마 처리에 의해 평탄화함으로써, 그 후의 제2 연마 처리에 의해 처리 대상물의 전체면을 보다 고정밀도로 연마할 수 있다.
본 발명의 제5 형태에 의하면, 제4 형태의 연마 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 검출기에서 검출된 상기 연마 처리면의 상태에 따라, 상기 제1 연마 처리를 위한 연마 조건을 결정하도록 구성된다. 제5 형태의 연마 장치에 의하면, 제1 연마 처리 전에 연마 처리면의 상태에 따른 최적의 연마 조건을 결정할 수 있다.
본 발명의 제6 형태에 의하면, 제4 형태의 연마 장치에 있어서, 상기 처리 대상물에 대한 목표로 하는 연마 처리면의 상태에 관한 데이터를 기억하는 기억 장치를 갖고, 상기 제어 장치는, 상기 기억 장치에 기억된 데이터, 및 상기 검출기에서 검출된 연마 처리면의 상태에 따라, 상기 제1 연마 처리를 위한 연마 조건 및 상기 제2 연마 처리를 위한 연마 조건을 결정한다.
본 발명의 제7 형태에 의하면, 처리 대상물을 연마 처리하기 위한 연마 장치의 동작을 제어하기 위한 프로그램이 제공되고, 상기 프로그램은, 상기 처리 대상물보다도 작은 치수의 제1 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제1 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제1 연마 처리를 행하는 스텝과, 상기 제1 연마 처리 후에, 상기 처리 대상물보다도 큰 치수의 제2 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제2 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제2 연마 처리를 행하는 스텝과, 상기 제1 연마 처리를 행하기 전에, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝을 연마 장치에 실행시킨다.
본 발명의 제8 형태에 의하면, 제7 형태의 프로그램에 있어서, 또한 상기 연마 장치에, 검출된 연마 처리면의 상태에 따라, 상기 제1 연마 처리의 처리 조건을 결정하는 스텝을 실행시킨다.
본 발명의 제9 형태에 의하면, 제7 형태 또는 제8 형태의 프로그램에 있어서, 상기 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝은, 상기 연마 장치에, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 막 두께, 막 두께에 상당하는 신호 및 표면 형상에 상당하는 신호 중 적어도 하나의 분포를 검출하는 스텝을 실행시킨다.
본 발명의 제10 형태에 의하면, 제7 형태 내지 제9 형태 중 어느 하나의 형태에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명의 제11 형태에 의하면, 처리 대상물을 연마 처리하기 위한 연마 모듈이 제공되고, 상기 연마 모듈은, 회전 가능한 연마 헤드와, 상기 연마 헤드에 유지되는 연마 패드와, 처리 대상물을 유지하기 위한 회전 가능한 스테이지와, 연마액을 처리 대상물의 피연마면 상에 공급하기 위한 연마액 공급부와, 상기 연마 패드를 처리 대상물의 피연마면에 가압력을 부여할 수 있도록 구성되는 액추에이터와, 처리 대상물 상의 상기 연마 헤드의 접촉 위치를 이동 가능하게 구성되는 위치 결정 기구와, 상기 스테이지에 유지되는 처리 대상물의 피연마면과 대략 동일 평면 또는 대략 평행 평면이 되도록 배치되는 패드 컨디셔닝부를 구비하고, 상기 패드 컨디셔닝부는, 상기 연마 패드에 대하여 상대 운동이 가능하게 구성된다.
본 발명의 제12 형태에 의하면, 제11 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 상기 연마 패드는 직경이 30mm 이하이다.
본 발명의 제13 형태에 의하면, 제11 형태 또는 제12 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 상기 연마 패드는, 처리 대상물에 접촉하는 표면층보다도 연질의 쿠션층을 개재하여 상기 연마 헤드에 유지된다.
본 발명의 제14 형태에 의하면, 제11 형태 내지 제13 형태 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 상기 연마 헤드는, 상기 연마 패드의 표면이 상기 연마 헤드의 회전축과 수직이 되도록 구성된다.
본 발명의 제15 형태에 의하면, 제11 형태 내지 제13 형태 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 상기 연마 헤드는, 처리 대상물의 피연마면에 대하여 수직인 축과 상기 연마 헤드의 회전축과의 이루는 각이 0도보다 큰 각도가 되도록 구성된다.
본 발명의 제16 형태에 의하면, 제11 형태 내지 제13 형태 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 상기 연마 헤드는, 상기 연마 헤드의 회전축이 처리 대상물의 피연마면과 실질적으로 평행해지도록 구성되고, 상기 연마 패드는, 상기 연마 헤드의 직경보다도 큰 직경을 구비하고, 상기 연마 패드의 중심은 상기 연마 헤드의 회전축과 동일하다.
본 발명의 제17 형태에 의하면, 제11 형태 내지 제16 형태 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 상기 연마 패드의 중심부에 구멍이 형성되어 있고, 상기 연마액 공급부는, 상기 연마 패드의 구멍을 통해서 연마액이 처리 대상물의 피연마면에 공급되도록 구성된다.
본 발명의 제18 형태에 의하면, 제11 형태 내지 제17 형태 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 처리 대상물을 직선적으로 이동 가능하게 구성되는, 상기 스테이지에 설치되는 XY 스테이지를 갖는다.
본 발명의 제19 형태에 의하면, 제11 형태 내지 제17 형태 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 상기 스테이지는 임의의 회전 위치에서 정지 가능하게 구성되고, 상기 연마 헤드는, 처리 대상물의 중심을 통과하는 직동 기구에 설치된다.
본 발명의 제20 형태에 의하면, 제11 형태 내지 제17 형태 중 어느 하나의 형태에 의한 연마 모듈에 있어서, 상기 스테이지는 임의의 회전 위치에서 정지 가능하게 구성되고, 상기 연마 헤드는, 처리 대상물의 중심을 통과하는 원 궤도를 지나는 선회 기구에 설치된다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 연마 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 처리 대상물보다도 소직경의 연마 패드를 사용해서 연마 처리하기 위한 부분 연마 모듈의 일례의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 일 실시 형태에 의한 검출기를 구비하는 부분 연마 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 일 실시 형태에 의한 검출기를 구비하는 부분 연마 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 부분 연마 모듈을 사용한 연마 제어의 일례를 설명하는 개략도이다.
도 6은 부분 연마 모듈을 사용한 연마 제어의 일례를 설명하는 개략도이다.
도 7은 처리 대상물보다도 대직경의 연마 패드를 사용해서 연마 처리하기 위한 대직경의 연마 모듈의 일례의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 15는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 16a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 1에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 16b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 1에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 16c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 1에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 16d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 1에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 16e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 1에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 17a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 2에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 17b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 2에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 17c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 2에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 17d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 2에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 18a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 3에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 18b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 3에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 18c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 3에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 19a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 4에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 19b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 4에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 19c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 4에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 19d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 4에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 19e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 4에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 20a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 5에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 20b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 5에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 20c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 5에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 20d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 5에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 21a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 6에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 21b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 6에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 21c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 6에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 21d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 6에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 22a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 7에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 22b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 7에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 22c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 7에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 22d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 7에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 22e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 7에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 22f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 7에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 22g는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 7에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 23a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 8에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 23b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 8에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 23c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 8에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 23d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 8에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 23e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 8에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 23f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 8에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 23g는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 8에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 23h는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 8에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 24a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 9에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 24b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 9에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 24c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 9에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 24d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 9에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 24e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 9에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 24f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 9에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 25a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 10에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 25b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 10에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 25c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 10에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 25d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 10에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 25e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 10에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 25f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 10에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 26a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 11에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 26b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 11에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 26c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 11에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 26d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 11에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 26e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 11에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 26f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 11에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 26g는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 11에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 27a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 12에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 27b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 12에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 27c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 12에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 27d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 12에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 27e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 12에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 27f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 12에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 27g는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 12에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 28a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 13에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 28b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 13에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 28c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 13에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 28d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 13에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 28e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 13에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 28f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 13에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 29a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 14에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 29b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 14에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 29c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 14에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 29d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 14에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 29e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 14에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 29f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 14에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 29g는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 14에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 30a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 15에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 30b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 15에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 30c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 15에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 31a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 16에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 31b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 16에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 31c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 16에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 32a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 17에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 32b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 17에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 32c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 17에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 32d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 17에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 32e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 17에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 32f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 17에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 33a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 18에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 33b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 18에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 33c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 18에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 33d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 18에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 33e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 18에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 34a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 19에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 34b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 19에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 34c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 19에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 34d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 19에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 34e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 19에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 34f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 19에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 34g는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 19에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 35a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 20에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 35b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 20에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 35c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 20에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 35d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 20에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 35e는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 20에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 35f는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 20에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 35g는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 20에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 36a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 21에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 36b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 21에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 36c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 21에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 36d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 21에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 37a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 22에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 37b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 22에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 37c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 22에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 38a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 23에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 38b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 23에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 38c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 23에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 38d는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 23에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 39a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 24에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 39b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 24에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 39c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 24에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 40a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 25에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 40b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 25에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 40c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 25에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 41a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 26에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 41b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 26에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 41c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 26에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 42a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 27에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 42b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 27에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 42c는 일 실시 형태에 의한 연마 장치를 사용한, 예 27에 의한 연마 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 43a는 일 실시 형태에 의한 연마 장치의 제어 회로의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 43b는 일 실시 형태에 의한 연마 장치의 제어 회로의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 44a는 일 실시 형태에 의한 부분 연마 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 44b는 일 실시 형태에 의한 부분 연마 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 44c는 일 실시 형태에 의한 부분 연마 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 45a는 일 실시 형태에 의한 부분 연마 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 45b는 일 실시 형태에 의한 부분 연마 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 45c는 일 실시 형태에 의한 부분 연마 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 45d는 일 실시 형태에 의한 아이들러의 단면 형상을 도시하는 도면이다.
이하에, 본 발명에 따른 연마 장치 및 연마 방법의 실시 형태를 첨부 도면과 함께 설명한다. 첨부 도면에 있어서, 동일하거나 또는 유사한 요소에는 동일하거나 또는 유사한 참조 부호가 첨부되고, 각 실시 형태의 설명에서 동일하거나 또는 유사한 요소에 관한 중복되는 설명은 생략하는 경우가 있다. 또한, 각 실시 형태에서 나타나는 특징은, 서로 모순되지 않는 한 다른 실시 형태에도 적용 가능하다.
도 1은, 일 실시 형태에 따른 연마 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 연마 장치(1000)는, 부분 연마 모듈(300), 대직경 연마 모듈(3), 세정 모듈(4), 건조 모듈(50), 반송 기구(200) 및 제어 장치(900)를 갖는다. 부분 연마 모듈(300)은, 연마 대상물인 기판(예를 들어 반도체 웨이퍼(Wf))보다도 작은 치수의 연마 패드를 사용해서 기판을 연마하기 위한 모듈이다. 부분 연마 모듈(300)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다. 대직경 연마 모듈(3)은, 연마 대상물인 기판보다도 큰 치수의 연마 패드를 사용해서 기판을 연마하기 위한 모듈이다. 대직경 연마 모듈(3)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다. 세정 모듈(4)은, 연마 후의 기판을 세정하기 위한 모듈이다. 세정 모듈(4)은, 임의의 타이밍에서 기판을 세정할 수 있다. 예를 들어, 후술하는 부분 연마 및 전체 연마의 각각의 연마가 종료된 후에 세정을 행할 수 있고, 또한 부분 연마 및 전체 연마의 양쪽이 종료된 후에 세정을 행할 수도 있다. 세정 모듈(4)은, 임의의 공지된 세정 모듈을 사용 수 있으므로, 본 명세서에서는 상세는 설명하지 않는다. 건조 모듈(50)은, 세정한 기판을 건조시키기 위한 모듈이다. 건조 모듈(50)은, 임의의 공지된 건조 모듈을 사용할 수 있으므로, 본 명세서에서는 상세는 설명하지 않는다. 반송 기구(200)는, 연마 장치(1000) 내에서 기판을 반송하기 위한 기구이며, 기판을 부분 연마 모듈(300), 대직경 연마 모듈(3), 세정 모듈(4) 및 건조 모듈(50)의 사이에서 기판의 수수를 행한다. 또한, 반송 기구(200)는, 연마 장치(1000)의 내외로 기판의 출납도 행한다. 반송 기구(200)로서 임의의 공지된 반송 기구를 사용할 수 있으므로, 본 명세서에서는 상세는 설명하지 않는다. 제어 장치(900)는, 연마 장치(1000)의 각각의 모듈의 동작을 제어한다. 제어 장치(900)는, 일반적인 범용 컴퓨터 및 전용 컴퓨터 등으로 구성할 수 있고, 기억 장치, 입출력 장치, 메모리, CPU 등의 하드웨어를 구비한다.
도 2는, 처리 대상물보다도 소직경의 연마 패드를 사용해서 연마 처리하기 위한 부분 연마 모듈(300)의 일례의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 2에 도시되는 부분 연마 모듈(300)에서는, 처리 대상물인 웨이퍼(Wf)보다도 소직경의 연마 패드(502)가 사용된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 부분 연마 모듈(300)은, 웨이퍼(Wf)가 설치되는 테이블(400)과, 웨이퍼(Wf)의 처리면에 처리를 행하기 위한 연마 패드(502)가 설치된 헤드(500)와, 헤드(500)를 유지하는 아암(600)과, 처리액을 공급하기 위한 처리액 공급 계통(700)과, 연마 패드(502)의 컨디셔닝(드레싱)을 행하기 위한 컨디셔닝부(800)를 구비한다. 부분 연마 모듈(300)의 전체 동작은, 제어 장치(900)에 의해 제어된다. 상술한 바와 같이, 제어 장치(900)는, 범용 컴퓨터 또는 전용 컴퓨터 등으로 구성할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 연마 패드(502)는, 웨이퍼(Wf)보다도 작은 치수이다. 여기서, 연마 패드(502)의 직경(Φ)은, 처리 대상인 막 두께·형상의 변동 영역과 동등 또는 그것보다 작은 것이 바람직하다. 바람직하게는 50mm 이하, 보다 바람직하게는 Φ10 내지 30mm인 것이 바람직하다. 이것은 연마 패드의 직경이 클수록 웨이퍼와의 면적비가 작아지기 때문에, 웨이퍼의 연마 속도는 증가한다. 한편, 웨이퍼 연마 속도의 면내 균일성에 대해서는, 반대로 연마 패드의 직경이 작아질수록 면내 균일성이 향상된다. 이것은, 단위 처리 면적이 작아지기 때문이며, 도 2에 도시한 바와 같은, 연마 패드(502)를 아암(600)에 의해 웨이퍼(Wf)의 면내에서 요동 등의 상대 운동을 시킴으로써 웨이퍼면 내에 존재하는 미소한 막 두께나 형상의 변동의 영역의 연마 처리를 행하는 방식에 있어서 유리해진다. 따라서, 웨이퍼(Wf)의 부분 연마해야 할 영역 또는 제거량이 충분히 작아, 웨이퍼(Wf)의 연마 속도가 작더라도 생산성의 저하가 허용 범위가 되는 경우에는, Φ10mm 이하로 하는 것도 가능하다. 또한, 처리액은, DIW(순수), 세정 약액, 및 슬러리와 같은 연마액 중 적어도 1개를 포함한다. 처리에서의 제거량은 예를 들어 50nm 미만, 바람직하게는 10nm 이하인 것이, CMP 후의 피연마면의 상태(평탄성이나 잔막량)의 유지에 있어서는 바람직하다. 이러한 막 두께나 형상의 변동량이 수 nm 내지 수십 nm 오더로 작아, 통상의 CMP 정도의 제거 속도가 필요없는 경우에는, 적절히 연마액에 대하여 희석 등의 처리를 행함으로써 연마 속도의 조정을 행해도 된다. 또한, 연마 패드(502)는, 예를 들어 발포 폴리우레탄계의 하드 패드, 스웨이드계의 소프트 패드 또는 스펀지 등으로 형성된다. 여기서, 웨이퍼면 내에서의 변동 저감을 위한 제어나 리워크에 있어서는, 연마 패드(502)와 웨이퍼(Wf)와의 접촉 영역이 작을수록, 다양한 변동에 대응이 가능하게 된다. 따라서 연마 패드 직경은 소직경인 것이 바람직하고, 구체적으로는 직경(Φ) 50mm 이하이고, 바람직하게는 직경(Φ) 약 30mm이다. 연마 패드의 종류는 연마 대상물의 재질이나 제거해야 할 영역의 상태에 대하여 적절히 선택하면 된다. 예를 들어 제거 대상 영역이 동일 재료이면서 또한 국소적인 요철을 갖는 경우에는, 단차 해소성이 중요한 경우가 있고, 그와 같은 경우에는, 단차 해소 성능의 향상을 목적으로, 하드 패드, 즉 경도나 강성이 높은 패드를 연마 패드로서 사용해도 된다. 한편, 연마 대상물이 예를 들어 Low-k막 등의 기계적 강도가 작은 재료인 경우나 복수의 재료를 동시에 처리하는 경우, 피연마면의 대미지 저감을 위해서, 소프트 패드를 사용해도 된다. 또한, 처리액이 슬러리와 같은 연마액의 경우, 처리 대상물의 제거 속도, 대미지 발생의 유무는 간단히 연마 패드의 경도나 강성만으로는 정해지지 않기 때문에, 적절히 선택해도 된다. 또한, 이들 연마 패드의 표면에는, 예를 들어 동심원 형상 홈이나 XY 홈, 소용돌이 홈, 방사상 홈과 같은 홈 형상이 실시되어 있어도 된다. 또한, 연마 패드를 관통하는 구멍을 적어도 1개 이상 연마 패드 내에 형성하여, 본 구멍을 통해서 처리액을 공급해도 된다. 또한, 연마 패드가 작아, 연마 패드를 통과시킨 처리액의 공급이 곤란한 경우에는, 예를 들어 아암(600)에 처리액의 공급 노즐을 갖게 하여, 아암(600)의 요동과 함께 이동시켜도 되고, 또한 아암(600)과는 독립적으로 처리액 공급 노즐을 설치해도 된다. 또한, 연마 패드를 예를 들어 PVA 스펀지와 같은, 처리액이 침투 가능한 스펀지 형상의 재료를 사용해도 된다. 이에 의해, 연마 패드면 내에서의 처리액의 흐름 분포의 균일화나 연마로 제거된 부생성물의 신속한 배출이 가능하게 된다.
또한, 연마 패드(502)는, 도 44a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(Wf)에 직접적으로 접촉하는 표면층보다 연질의 쿠션층(504)을 통해서 헤드(500)에 유지되어 있어도 된다. 여기서, 쿠션층(504)으로서는, 연질 고무나 기공을 다수 갖는 수지층, 또는 부직포와 같은 공극을 갖는 재질이어도 된다. 이에 의해, 연마 패드(502)의 웨이퍼(Wf)에의 균일한 접촉이 가능하게 된다.
테이블(400)은, 웨이퍼(Wf)를 흡착하는 기구를 갖고, 웨이퍼(Wf)를 유지한다. 도 2에 도시되는 실시 형태에서는, 테이블(400)은, 구동 기구(410)에 의해 회전축(A) 주위로 회전할 수 있게 되어 있다. 또한, 테이블(400)은, 구동 기구(410)에 의해, 웨이퍼(Wf)에 각도 회전 운동, 또는 스크롤 운동을 시키도록 되 있어도 되고, 테이블(400)이 임의의 위치에 회전 후 정지시켜도 된다. 본 운동과 후술하는 아암(600)의 요동 운동을 조합함으로써, 연마 패드(502)는 웨이퍼(Wf)상의 임의의 위치에 이동 가능하게 된다. 연마 패드(502)는, 헤드(500)의 웨이퍼(Wf)에 대향하는 면에 설치된다. 헤드(500)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 회전축(B) 주위로 회전할 수 있게 되어 있다. 또한, 본 예에서는, 회전축(B)는 웨이퍼(Wf)에 대하여 수직으로 위치하고 있지만, 임의의 경사 각도를 가져도 된다. 이 경우, 연마 패드(502)의 접촉 영역이 한정되기 때문에, 보다 미소한 영역에 대해서도 처리가 가능하게 된다. 여기서, 연마 패드(502)를 갖는 헤드(500)의 일례를 도 44b 및 도 44c에 나타내었다. 헤드(500)는, 그 회전축에 실질적으로 직각으로 고정되어 있고, 짐벌 기구와 같은 웨이퍼(Wf)에 대한 추종 기구는 갖지 않아도 된다. 도 44b에서는, 헤드(500)의 회전축은, 웨이퍼(Wf) 표면에 대하여 수직인 축과 0°보다 큰 각도를 이루도록 설치되어 있고, 부분 연마에 있어서는 연마 패드(502)의 에지부가 웨이퍼(Wf)에 접촉한다. 또한, 도 44c에서는, 헤드(500)는, 회전축이 기판 표면에 대하여 실질적으로 평행이 되는 자세로 설치되어 있고, 헤드(500)의 중심은 회전축과 동일하다. 이 경우, 부분 연마에 있어서는 연마 패드(502)의 측면부가 웨이퍼(Wf)에 접촉한다. 어떤 경우든, 연마 패드(502)는 웨이퍼(Wf)에 대하여 국소적인 접촉이 가능하게 되어 있다. 또한, 도 44c의 예에서는, 연마 패드(502)는 헤드(500)보다 큰 직경을 가져도 된다. 이에 의해, 연마 패드(502)의 사용 가능한 면적이 커지고, 연마 패드의 수명이 길어진다. 또한, 헤드(500)는, 도시하지 않은 구동 기구, 예를 들어 에어 실린더나 볼 나사와 같은 액추에이터에 의해 연마 패드(502)를 웨이퍼(Wf)의 처리면에 가압할 수 있도록 되어 있다. 또한, 연마 패드(502)의 가압 기구에 대해서는, 상기 에어 실린더에 의한 가압이나 연마 패드(502)의 배면에 에어백을 설치하고, 에어백에 공급하는 유체 압에 의해 연마 패드(502)의 웨이퍼(Wf)에의 가압력을 조정해도 된다. 아암(600)은, 헤드(500)를 화살표 C로 나타내는 바와 같이 웨이퍼(Wf)의 반경 또는 직경의 범위 내에서 이동 가능하다. 또한, 아암(600)은, 연마 패드(502)가 컨디셔닝부(800)에 대향하는 위치까지 헤드(500)를 요동할 수 있게 되어 있다. 또한, 본 예에서는, 헤드(500)의 웨이퍼(Wf)면 내의 임의의 위치에의 이동은, 헤드(500)와 테이블(400)의 회전 내지 각도 회전과의 조합으로 실현하고 있지만, 그 밖의 예로서는, 헤드(500)와 웨이퍼(Wf)와의 상대 위치를 이동하는 것은, 스테이지에 설치된 XY 스테이지이어도 된다. 또한, 아암(600)의 운동 예로서는, 헤드(500)가 웨이퍼(Wf)의 중심을 통과하는 직동 기구에 설치되어, 연마 패드(502)와 웨이퍼(Wf)의 상대 위치를 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다. 또한, 그 밖의 아암(600)의 운동 예로서는, 연마 패드(502)가 웨이퍼(Wf)의 중심을 통과하는 원 궤도를 지나는 선회 기구에 설치되어, 연마 패드(502)와 웨이퍼(Wf)와의 상대 위치를 이동 가능하게 구성되어 있어도 된다.
또한, 이들 실시예에서는, 웨이퍼(Wf)에 대하여, 헤드(500) 및 연마 패드(502)는 각각 1개의 예를 나타내고 있지만, 헤드 및 연마 패드의 수는 복수이어도 된다. 헤드(500)는, 그 헤드 내에 복수의 연마 패드(502)를 가져도 되고, 그 경우, 연마 패드(502)는 크기가 상이한 것으로 해도 된다. 또한, 부분 연마 모듈(300)은, 상이한 크기의 연마 패드(502)를 갖는 복수의 헤드(500)를 가져도 된다. 이러한 헤드(500) 내지 연마 패드(502)를 웨이퍼(Wf)의 연마해야 할 면적에 따라 구분지어 사용함으로써, 보다 효율적인 웨이퍼(Wf) 표면의 처리가 가능하게 된다. 또한, 도시하지 않지만, 부분 연마 모듈(300)이 연마 패드(502)를 복수 갖는 경우, 아암(600)이 최적의 헤드(500)를 자동으로 선택할 수 있도록 해도 된다. 본 방식에 의해 복수의 연마 패드(502)나 헤드(500)를 갖는 경우에 있어서, 공간적인 배치의 제약의 영향을 경감하는 것이 가능하게 된다.
컨디셔닝부(800)는, 연마 패드(502)의 표면을 컨디셔닝하기 위한 부재이다. 컨디셔닝부(800)의 예로서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 드레스 테이블(810)과, 드레스 테이블(810)에 설치된 드레서(820)를 구비한다. 드레스 테이블(810)은, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 회전축(D) 주위로 회전할 수 있게 되어 있다. 또한, 드레스 테이블(810)은, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 드레서(820)에 스크롤 운동을 시키도록 되어 있어도 된다. 드레서(820)는, 표면에 다이아몬드의 입자가 전착 고정된, 또는 다이아몬드 지립이 연마 패드와의 접촉면의 전체면 또는 일부에 배치된 다이아 드레서, 수지제의 브러시 모가 연마 패드와의 접촉면의 전체면 또는 일부에 배치된 브러시 드레서, 또는 이들의 조합으로 형성된다.
부분 연마 모듈(300)은, 연마 패드(502)의 컨디셔닝을 행할 때는, 연마 패드(502)가 드레서(820)에 대향하는 위치로 될 때까지 아암(600)을 선회시킨다. 부분 연마 모듈(300)은, 드레스 테이블(810)을 회전축(D) 주위로 회전시킴과 함께 헤드(500)를 회전시켜, 연마 패드(502)를 드레서(820)에 압박함으로써, 연마 패드(502)의 컨디셔닝을 행한다. 또한, 컨디셔닝 조건은, 컨디셔닝 하중을 80N 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 컨디셔닝 하중은, 연마 패드(502)의 수명의 관점을 고려하면, 40N 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 연마 패드(502) 및 드레서(820)의 회전수는, 500rpm 이하에서의 사용이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태는, 웨이퍼(Wf)의 연마면 및 드레서(820)의 드레스면이 수평 방향을 따라서 설치되는 예를 나타내지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시하지 않지만, 부분 연마 모듈(300)은, 웨이퍼(Wf)의 연마면 및 드레서(820)의 드레스면이 연직 방향을 따라서 설치되도록, 테이블(400) 및 드레스 테이블(810)을 배치할 수 있다. 이 경우, 아암(600) 및 헤드(500)는, 연직 방향으로 배치된 웨이퍼(Wf)의 연마면에 대하여 연마 패드(502)를 접촉시켜서 연마를 행하고, 연직 방향으로 배치된 드레서(820)의 드레스면에 대하여 연마 패드(502)를 접촉시켜서 컨디셔닝 처리를 행할 수 있도록 배치된다. 또한, 테이블(400) 또는 드레스 테이블(810) 중 어느 한쪽이 연직 방향으로 배치되고, 아암(600)에 배치된 연마 패드(502)가 각 테이블면에 대하여 수직이 되도록 아암(600)의 전부 또는 일부가 회전해도 된다. 또한, 본 실시 형태에서의 연마 패드(502)의 컨디셔닝에는 다이아 드레서나 수지제의 모 브러시의 예를 나타내고 있지만, 고압 유체를 연마 패드(502)의 표면에 공급하는 등의 비접촉의 세정 방식을 사용해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 웨이퍼(Wf)의 연마에 평판 형상의 연마 패드(502)를 사용하고 있지만, 예를 들어 테이프 형상의 연마 부재를 사용해도 된다. 도 45a, 도 45b 및 도 45c는 테이프 형상의 연마 부재를 사용한 부분 연마 장치의 예를 나타내고 있다.
도 45a의 예에서는, 헤드(500)는 연마 부재(520)와 도시하지 않은 회전축에 설치된 회전체(522)를 갖고 있으며, 연마 부재(520)는, 해당 회전체(522)에 설치되어 있다. 해당 회전축은 회전 또는 각도 회전이 가능하고, 이에 의해 연속적 또는 단속적으로 연마 부재(520)의 이송이 가능한 기구로 되어 있다. 여기서, 연마 부재(520)에 대해서는, 통상의 CMP 연마 패드와 동일한 재질의 것을 벨트 형상으로 형성한 것이어도 되고, 또한 도시하지 않지만 벨트 형상의 베이스 부재의 웨이퍼(Wf)와 접촉하는 면에 연마 부재(520)를 일체로 설치한 것이어도 된다. 또한, 후자의 경우, 연마 부재(520)는, 상술한 통상의 CMP 연마 패드와 동일한 재질의 것을 배치해도 되지만, 예를 들어 연마 지립을 베이스 부재에 배치시킨 것이어도 된다. 이 경우, 연마 지립의 탈락 방지를 위해서 연마 지립 표면에 수지 코팅을 실시하거나, 연마 지립 자체를 전착에 의해 베이스 부재에 설치하거나 해도 된다. 또한, 베이스 부재의 재질로서는, 예를 들어 폴리이미드, 고무, PET나 수지 재료나, 이들 재료에 섬유를 함침시킨 복합 재료, 또한 금속 박 중 적어도 1개 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 또한, 연마 부재(520)와 웨이퍼(Wf)와의 접촉 면적은 회전체(522)의 직경으로 조정 가능하다. 또한, 본 실시예에서는, 헤드(500)는, 도시하는 2개의 회전축을 연결하는 직선이 웨이퍼(Wf)에 대하여 수직이 되도록 배치되어 있지만, 접촉 면적의 조정을 위해서 헤드(500)는, 상기 직선이 0°부터 90°의 사이에서 경사지도록 배치해도 된다. 또한, 도시는 하지 않지만, 헤드(500)는, 웨이퍼(Wf)면 내에 대하여, 수평 또는 원호 운동이 가능한 아암에 설치되어, 웨이퍼(Wf)면 내를 이동 가능하게 형성되어도 된다. 또한, 헤드(500) 전체를 웨이퍼(Wf)에 접촉 내지 가압하기 위한 에어 실린더나 볼 나사와 같은 액추에이터에 접속하도록 구성해도 된다. 이러한 구조에서는, 연마 부재(520)는 회전축간의 거리를 취함으로써, 연마 부재(520)의 길이, 나아가서는 웨이퍼(Wf)에 작용시키는 것이 가능한 면적이 증가함으로써, 부분 연마 처리 시에 있어서의 연마 부재(520)의 단위 면적당 감모량을 감소시키는 것이 가능하고, 웨이퍼(Wf)의 연마 효율을 유지 가능할 뿐만 아니라, 연마 부재(520)의 장수명화가 가능하게 된다.
이어서, 도 45b는, 헤드(500)는, 연마 부재(520)와 권취 축(524)을 갖고 있다. 해당 권취 축(524)은 회전 또는 각도 회전이 가능하고, 이에 의해 연속적 또는 단속적으로 연마 부재의 이송이 가능한 기구로 되어 있다. 여기서, 연마 부재(520)에 대해서는, 통상의 CMP 연마 패드와 동일한 재질의 것을 벨트 형상으로 형성한 것이어도 되고, 또한 도시는 하지 않지만 벨트 형상의 베이스 부재의 웨이퍼(Wf)와 접촉하는 면에 연마 부재(520)를 일체로 설치한 것이어도 된다. 또한, 후자의 경우, 연마 부재(520)는, 상술한 통상의 CMP 연마 패드와 동일한 재질의 것을 배치해도 되지만, 예를 들어 연마 지립을 베이스 부재에 배치시킨 것이어도 된다. 이 경우, 연마 지립의 탈락 방지를 위해서 연마 지립 표면에 수지 코팅을 실시하거나, 연마 지립 자체를 전착에 의해 베이스 부재에 설치하거나 해도 된다. 또한, 베이스 부재의 재질로서는, 예를 들어 폴리이미드, 고무, PET나 수지 재료나, 이들 재료에 섬유를 함침시킨 복합 재료, 또한 금속 박 중 적어도 1개 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 본 실시예에서는, 연마 부재(520)는 일방향 연속 또는 단속적으로 보내면서, 부분 연마 처리를 실시한다. 그리고 종단부까지 연마 부재(520)가 도달한 경우에는, 이송을 역방향으로 해서 다시 사용해도 된다. 단, 이송 방향이 부분 연마의 연마 특성에 영향을 미치는 경우에는, 일단 개시 단부까지 연마 부재(520)를 되감은 후, 다시 동일 이송 방향에서 부분 연마를 실시해도 된다. 또한, 연마 부재(520)와 웨이퍼(Wf)와의 접촉 면적은 회전체(524)의 직경으로 조정 가능하다. 또한, 도시는 하지 않지만, 헤드(500)는, 웨이퍼(Wf)면 내에 대하여 수평 또는 원호 운동이 가능한 아암에 설치되어, 웨이퍼(Wf)면 내를 이동 가능하게 형성되어도 된다. 또한, 헤드(500) 전체를 웨이퍼(Wf)에 접촉 내지 가압하기 위한 에어 실린더나 볼 나사와 같은 액추에이터에 접속되어 있어도 된다. 이러한 권취식의 구조를 갖는 헤드를 사용함으로써, 연마 부재(520)의 길이, 나아가서는 웨이퍼(Wf)에 작용시키는 것이 가능한 면적이 더욱 증가함으로써, 부분 연마 처리 시에 있어서의 연마 부재(520)의 단위 면적당 감모량을 보다 감소시키는 것이 가능하고, 웨이퍼(Wf)의 연마 효율을 유지 가능할 뿐만 아니라, 연마 부재(520)의 장수명화가 가능하게 된다.
또한, 도 45c는, 헤드(500)는, 연마 부재(520)와 권취 축(524)과 연마 부재(520)를 웨이퍼(Wf)에 접촉·가압시키기 위한 아이들러(530)를 갖고 있다. 아이들러(530)의 형상에 의해 연마 부재(520)와 웨이퍼(Wf)와의 접촉 면적을 정의하는 것이 가능하게 된다. 또한, 해당 권취 축(524)은, 회전 또는 각도 회전이 가능하고, 이에 의해 연속적 또는 단속적으로 연마 부재의 이송이 가능한 기구로 되어 있다. 여기서, 아이들러(530)의 형상으로서는, 도 45d에 도시된 바와 같이, 단면 형상이 원형, 삼각형, 사각형, 부등변 삼각형 중 어느 하나를 들 수 있고, 부분 연마해야 할 영역에 대하여 아이들러(530)의 단면 형상 및 깊이 형상은 적절히 조정해도 된다. 연마 부재(520)에 대해서는, 통상의 CMP 연마 패드와 동일한 재질의 것을 벨트 형상으로 형성한 것이어도 되고, 또한 도시는 하지 않지만 벨트 형상의 베이스 부재의 웨이퍼(Wf)와 접촉하는 면에 연마 부재(520)를 일체로 설치한 것이어도 된다. 또한, 후자의 경우, 연마 부재(520)는, 상술한 통상의 CMP 연마 패드와 동일한 재질의 것을 배치해도 되지만, 예를 들어 연마 지립을 베이스 부재에 배치시킨 것이어도 된다. 이 경우, 연마 지립의 탈락 방지를 위해서 연마 지립 표면에 수지 코팅을 실시하거나, 연마 지립 자체를 전착에 의해 베이스 부재에 설치하거나 해도 된다. 또한, 베이스 부재의 재질로서는, 예를 들어 폴리이미드, 고무, PET나 수지 재료나, 이들 재료에 섬유를 함침시킨 복합 재료, 또한 금속 박 중 적어도 1개 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 본 실시예에서는, 연마 부재(520)를 일방향 연속 또는 단속적으로 보내면서, 부분 연마 처리를 실시한다. 그리고 종단부까지 연마 부재(520)가 도달한 경우에는, 이송을 역방향으로 해서 다시 사용해도 된다. 단, 이송 방향이 부분 연마의 연마 특성에 영향을 미치는 경우에는, 일단 개시 단부까지 연마 부재(520)를 되감은 후, 다시 동일 이송 방향에서 부분 연마를 실시해도 된다. 또한, 도시는 하지 않지만, 헤드(500)는, 웨이퍼(Wf)면 내에 대하여 수평 또는 원호 운동이 가능한 아암에 설치되어, 웨이퍼(Wf)면 내를 이동 가능하게 형성되어도 된다. 또한, 연마 부재(520)를 웨이퍼(Wf)에 접촉시키기 위한 아이들러(530)를, 에어 실린더나 볼 나사와 같은 액추에이터(532)에 접속되어 있어도 된다. 이러한 권취식의 구조를 갖는 헤드(500)를 사용함으로써, 연마 부재(520)는, 웨이퍼(Wf)에 작용시키는 것이 가능한 면적을 더욱 증가시키는 것이 가능하고, 웨이퍼(Wf)의 연마 효율을 유지 가능할 뿐만 아니라, 연마 부재(520)의 장수명화가 가능하게 된다. 또한, 아이들러(530)를 사용함으로써 웨이퍼(Wf)와 연마 부재(520)와의 접촉 면적의 조정이 가능하게 된다.
처리액 공급 계통(700)은, 웨이퍼(Wf)의 피연마면에 순수(DIW)을 공급하기 위한 순수 노즐(710)을 구비한다. 순수 노즐(710)은, 순수 배관(712)을 통해서 순수 공급원(714)에 접속된다. 순수 배관(712)에는, 순수 배관(712)을 개폐할 수 있는 개폐 밸브(716)가 설치된다. 제어 장치(900)는, 개폐 밸브(716)의 개폐를 제어함으로써, 임의의 타이밍에서 웨이퍼(Wf)의 피연마면에 순수를 공급할 수 있다.
또한, 처리액 공급 계통(700)은, 웨이퍼(Wf)의 피연마면에 약액(Chemi)을 공급하기 위한 약액 노즐(720)을 구비한다. 약액 노즐(720)은, 약액 배관(722)을 통해서 약액 공급원(724)에 접속된다. 약액 배관(722)에는, 약액 배관(722)을 개폐할 수 있는 개폐 밸브(726)가 설치된다. 제어 장치(900)는, 개폐 밸브(726)의 개폐를 제어함으로써, 임의의 타이밍에서 웨이퍼(Wf)의 피연마면에 약액을 공급할 수 있다.
부분 연마 모듈(300)은, 아암(600), 헤드(500) 및 연마 패드(502)를 통해서, 웨이퍼(Wf)의 피연마면에, 순수, 약액, 또는 슬러리 등의 연마액을 선택적으로 공급할 수 있게 되어 있다.
즉, 순수 배관(712)에 있어서의 순수 공급원(714)과 개폐 밸브(716)와의 사이에서는 분기 순수 배관(712a)이 분기한다. 또한, 약액 배관(722)에 있어서의 약액 공급원(724)과 개폐 밸브(726)와의 사이에서는 분기 약액 배관(722a)이 분기한다. 분기 순수 배관(712a), 분기 약액 배관(722a) 및 연마액 공급원(734)에 접속된 연마액 배관(732)은, 액 공급 배관(740)에 합류한다. 분기 순수 배관(712a)에는, 분기 순수 배관(712a)을 개폐할 수 있는 개폐 밸브(718)가 설치된다. 분기 약액 배관(722a)에는, 분기 약액 배관(722a)을 개폐할 수 있는 개폐 밸브(728)가 설치된다. 연마액 배관(732)에는, 연마액 배관(732)을 개폐할 수 있는 개폐 밸브(736)가 설치된다. 또한, 연마액은, 순수 및 약액과 마찬가지로, 헤드(500)의 외부로부터 웨이퍼(Wf) 상에 공급할 수 있도록 구성해도 된다.
액 공급 배관(740)의 제1 단부는, 분기 순수 배관(712a), 분기 약액 배관(722a) 및 연마액 배관(732)의 3계통의 배관에 접속된다. 액 공급 배관(740)은, 아암(600)의 내부, 헤드(500)의 중앙 및 연마 패드(502)의 중앙을 지나서 연신된다. 액 공급 배관(740)의 제2 단부는, 웨이퍼(Wf)의 피연마면을 향해서 개구된다. 제어 장치(900)는, 개폐 밸브(718), 개폐 밸브(728) 및 개폐 밸브(736)의 개폐를 제어함으로써, 임의의 타이밍에서, 웨이퍼(Wf)의 피연마면에 순수, 약액, 슬러리 등의 연마액 중 어느 1개, 또는 이들의 임의의 조합의 혼합액을 공급할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 부분 연마 모듈(300)은, 액 공급 배관(740)을 통해서 웨이퍼(Wf)에 처리액을 공급함과 함께, 테이블(400)을 회전축(A) 주위로 회전 내지 각도 회전시켜, 또한 아암(600)을 이동시킴으로써, 연마 패드(502)를 웨이퍼(Wf)의 임의의 위치에 도달시킨다. 그 상태에서 연마 패드(502)를 처리면에 가압하고, 헤드(500)를 회전축(B) 주위로 회전시키면서 웨이퍼(Wf)에 연마 처리를 행할 수 있다. 또한, 연마 처리에 있어서의 조건인데, 웨이퍼(Wf)에의 대미지의 저감을 고려하여, 압력은 바람직하게는 3psi 이하, 더욱 바람직하게는 2psi 이하가 바람직하다. 그러나, 한편 처리해야 할 영역이 다수 존재하는 경우, 개개의 영역의 처리 속도는 큰 것이 바람직하고, 이 경우, 헤드(500)의 회전수는 큰 것이 바람직하다. 단, 처리액의 면내 분포를 고려해서 1000rpm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 처리해야 할 영역이 웨이퍼(Wf)면 내에서 동심원 형상으로 존재하는 경우에는, 웨이퍼(Wf)를 고속 회전시킴으로써 처리 속도를 증가시키는 것도 가능하다. 또한, 헤드(500)의 이동 속도는, 300mm/sec 이하이다. 또한, 처리 영역의 연마 처리에 있어서, 헤드(500)는 요동 운동을 행해도 된다. 본 요동에 의해, 헤드(500)가 회전 방향과 수직 방향에 발생하는 연마 불균일을 저감하는 것이 가능하여, 보다 정밀도가 좋은 연마가 가능하게 된다. 또한, 처리해야 할 영역이 웨이퍼(Wf)의 면내에서 동심원 형상으로 존재하는 경우, 웨이퍼(Wf)가 회전한 상태에서 헤드는 요동하게 되는데, 웨이퍼(Wf) 및 헤드(500)의 회전수 및 헤드(500)의 이동 거리에 따라, 최적의 이동 속도의 분포는 상이하기 때문에, 웨이퍼(Wf)면 내에서 헤드(500)의 이동 속도는 가변인 것이 바람직하다. 이 경우의 이동 속도의 변화 방식으로서는, 예를 들어 웨이퍼(Wf)면 내에서의 이동 거리를 복수의 구간으로 분할하고, 각각의 구간에 대하여 이동 속도를 설정할 수 있는 방식이 바람직하다. 또한, 처리액 유량으로서는, 웨이퍼(Wf) 및 헤드(500)가 고속 회전 시에도 충분한 처리액의 웨이퍼 면내 분포를 유지하기 위해서는 대유량이 좋다. 그러나 한편, 처리액 유량 증가는 처리 비용의 증가를 초래하기 때문에, 유량으로서는 1000ml/min 이하, 바람직하게는 500ml/min 이하인 것이 바람직하다.
일례로서, 부분 연마 모듈(300)은, 웨이퍼(Wf)의 피연마면의 상태를 검출하기 위한 검출기를 구비한다. 도 3은, 일 실시 형태에 의한 검출기를 구비하는 부분 연마 모듈(300)의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 또한, 도 3에서는, 설명을 간략화하기 위해서, 처리액 공급 계통(700) 및 컨디셔닝부(800) 등의 구성의 도시를 생략하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 부분 연마 모듈(300)은, 검출 헤드(500-2)를 구비한다. 검출 헤드(500-2)에는, 웨이퍼(Wf)의 피연마면의 상태를 검출하기 위한 검출기가 설치된다. 검출기는, 일례로서 Wet-ITM(In-line Thickness Monitor)으로 할 수 있다. Wet-ITM은, 검출 헤드(500-2)가 웨이퍼 상에 비접촉 상태로 존재하고, 웨이퍼 전체면을 이동함으로써, 웨이퍼(Wf) 상에 형성된 막의 막 두께 분포(또는 막 두께에 관련된 정보의 분포)를 검출(측정)할 수 있다. 구체적으로는, 검출 헤드(500-2)가 웨이퍼(Wf)의 중심을 통과하는 궤적을 이동하면서, 웨이퍼(Wf) 상의 막 두께 분포를 검출한다.
또한, 검출기로서 Wet-ITM 이외에도 임의의 방식의 검출기를 사용할 수 있다. 예를 들어, 이용 가능한 검출 방식으로서는, 공지된 와전류식이나 광학식과 같은 비접촉식의 검출 방식을 채용할 수 있고, 또한 접촉식의 검출 방식을 채용해도 된다. 접촉식의 검출 방식으로서는, 예를 들어 통전 가능한 프로브를 구비한 검출 헤드를 준비하여, 웨이퍼(Wf)에 프로브를 접촉시켜서 통전시킨 상태에서 웨이퍼(Wf)면 내를 주사시킴으로써, 막 저항의 분포를 검출하는 전기 저항식의 검출을 채용할 수 있다. 또한, 다른 접촉식의 검출 방식으로서, 웨이퍼(Wf) 표면에 프로브를 접촉시킨 상태에서 웨이퍼(Wf)면 내를 주사시켜, 프로브의 상하 이동을 모니터링함으로써, 표면의 요철의 분포를 검출하는 단차 검출 방식을 채용할 수도 있다. 접촉식 및 비접촉식의 어느 검출 방식에서든, 검출되는 출력은 막 두께 또는 막 두께에 상당하는 신호이다. 광학식의 검출에 있어서는, 투광한 광의 반사광량 이외에, 웨이퍼(Wf) 표면의 색조의 차이보다 막 두께 차이를 인식해도 된다. 이러한 검출기는, 도 3의 검출 헤드(500-2)에 배치해도 되고, 또는 다른 임의의 장소에 배치해도 된다.
검출기는 제어 장치(900)에 접속되어 있고, 검출기에서 검출한 신호는 제어 장치(900)에서 처리된다. 검출기를 위한 제어 장치(900)는, 테이블(400), 헤드(500) 및 아암(600)의 동작을 제어하는 제어 장치(900)와 동일한 하드웨어를 사용해도 되고, 별도의 하드웨어를 사용해도 된다. 도 3은, 동일한 하드웨어를 사용한 예이며, 도 4는 별도의 하드웨어를 사용한 예를 나타내는 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 테이블(400), 헤드(500) 및 아암(600)의 동작을 제어하는 제어 장치(900)와, 검출기를 위한 제어 장치(900)에서 각각 별도의 하드웨어를 사용하는 경우, 웨이퍼(Wf)의 연마 처리와 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 검출 및 후속의 신호 처리에 사용하는 하드웨어 자원을 분산시킬 수 있어, 전체로서 처리를 고속화할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 검출 헤드(500-2)는, 부분 연마 모듈(300) 내에서 아암(600)과는 독립적으로 탑재되어 있다. 검출 헤드(500-2)는 아암(600-2)에 탑재된다. 아암(600-2)은 원호 형상으로 요동 가능하게 구성되고, 그것에 의해 검출 헤드(500-2)가 웨이퍼(Wf)의 중심을 통과하는 궤도(점선부)를 이동 가능하다. 검출 헤드(500-2)는 아암(600)과는 독립적으로 동작 가능하다. 검출 헤드(500-2)는, 웨이퍼(Wf) 상을 주사함으로써, 웨이퍼(Wf) 상에 형성된 막의 막 두께 분포 또는 막 두께에 관련된 신호를 취득하도록 구성된다. 또한, 웨이퍼(Wf) 상의 막 두께의 검출 시에는, 웨이퍼(Wf)를 회전시키면서, 또한 검출 헤드(500-2)를 반경 방향으로 요동시키면서 막 두께를 검출하는 것이 바람직하다. 이에 의해 웨이퍼(Wf) 전체면에서의 막 두께 정보를 얻는 것이 가능하게 된다. 또한, 웨이퍼(Wf)에 형성된 노치, 오리엔테이션 플랫, 및 레이저 마커 중 적어도 1개를 기준 위치로 해서 검지하기 위한, 웨이퍼(Wf)와는 비접촉으로 배치되는 검지부(510-2)를 부분 연마 모듈(300) 내 또는 밖에 설치하고, 또한 테이블(400)을 소정 위치로부터 각도 회전 가능하도록, 회전 각도 검지 기구를 구동 기구(410)에 탑재해도 된다. 검지부(510-2)는, 테이블(400)과 함께는 회전하지 않도록 배치된다. 검지부(510-2)에 의해, 웨이퍼(Wf)의 노치, 오리엔테이션 플랫, 및 레이저 마커 중 적어도 1개의 위치를 검지함으로써, 검출 헤드(500-2)에서 검출하는 막 두께 등의 데이터를 반경 방향의 위치뿐만 아니라, 주위 방향의 위치와도 관련지을 수 있다. 즉, 이러한 구동 기구(410) 및 웨이퍼(Wf)의 위치에 관한 지표에 기초하여 웨이퍼(Wf)를 테이블(400)의 소정 위치에 배치시킴으로써, 상기 기준 위치에 대한 웨이퍼(Wf) 상의 막 두께 또는 막 두께에 관련된 신호의 분포를 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 예에서는 검출 헤드(500-2)는, 아암(600)과는 독립적으로 탑재되어 있지만, 검출 헤드(500-2)를 아암(600)에 설치하고, 아암(600)의 동작을 이용해서 막 두께 또는 막 두께나 요철·높이 정보에 관련된 신호를 취득하도록 구성해도 된다. 또한, 검출 타이밍으로서는, 본 실시 형태에서는 웨이퍼(Wf)의 연마 전, 연마 중, 및/또는 연마 후로 할 수 있다. 검출 헤드(500-2)가 독립적으로 탑재되어 있는 경우, 연마 전, 연마 후, 또는 연마 중이어도 연마 처리의 인터벌이라면, 검출 헤드(500-2)는 헤드(500)의 동작과 간섭하지 않는다. 단, 웨이퍼(Wf)의 처리에 있어서의 막 두께 또는 막 두께에 관계하는 신호를 가능한 한 시간 지연이 없도록, 웨이퍼(Wf)의 처리 중에, 헤드(500)에 의한 처리와 동시에 웨이퍼(Wf)의 막 두께의 검출을 행할 때는, 아암(600)의 동작에 따라, 검출 헤드(500-2)를 주사시키도록 한다. 또한, 웨이퍼(Wf) 표면의 상태 검출에 대해서, 본 실시 형태에서는, 막 두께 또는 막 두께나 요철·높이 정보에 관련하는 신호를 취득하는 수단으로서, 부분 연마 모듈(300) 내에 검출 헤드(500-2)를 탑재하고 있지만, 예를 들어 부분 연마 모듈(300)에서의 연마 처리에 시간이 걸리는 경우에는, 생산성의 관점에서 본 검출부는, 부분 연마 모듈(300) 밖에 검출 유닛으로서 배치되어 있어도 된다. 예를 들어, ITM에 대해서는, 처리 실시 중에서의 계측에 있어서는 Wet-ITM이 유효하지만, 그 이외 처리 전 또는 처리 후에 있어서의 막 두께 또는 막 두께에 상당하는 신호의 취득에 있어서는, 부분 연마 모듈(300)에 탑재되어 있을 필요가 반드시 있는 것은 아니다. 연마 모듈 밖에 ITM을 탑재하고, 웨이퍼를 연마 장치(1000)에 출납 시에 측정을 실시해도 된다. 또한, 본 검출 헤드(500-2)에서 취득한 막 두께 또는 막 두께나 요철·높이에 관련된 신호를 바탕으로 각 피연마 영역의 연마 종점을 판정해도 된다.
도 5는, 부분 연마 모듈(300)을 사용한 연마 제어의 일례를 설명하는 개략도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(Wf)의 처리면에 있어서, 다른 부분(Wf-2)에 비해 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)이 동심원 형상으로 형성되어 있다고 하자다. 이 경우, 제어 장치(900)는, 헤드(500)의 요동 범위를 A, B, C로 분할했다고 하면, 요동 범위 C에서의 헤드(500)의 회전수가 요동 범위 A, B와 비교해서 커지도록, 헤드(500)를 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(900)는, 요동 범위 C에서의 연마 패드(502)의 가압력이 요동 범위 A, B와 비교해서 커지도록, 헤드(500)를 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(900)는, 요동 범위 C에서의 연마 시간(연마 패드(502)의 체류 시간)이 요동 범위 A, B와 비교해서 커지도록, 아암(600)의 요동 속도를 제어할 수 있다. 이에 의해, 제어 장치(900)는, 웨이퍼(Wf)의 연마 처리면을 편평하게 연마할 수 있다.
또한, 도 6은, 부분 연마 모듈(300)을 사용한 연마 제어의 일례를 설명하는 개략도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(Wf)의 처리면에 있어서, 다른 부분(Wf-2)에 비해 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)이 랜덤하게 형성되어 있다고 하자. 이 경우, 제어 장치(900)는, 구동 기구(410)에 의해 웨이퍼(W)에 각도 회전 운동을 시킴으로써, 웨이퍼(W)의 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)의 연마량을 다른 부분(Wf-2)의 연마량보다 크게 할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(900)는, 웨이퍼(Wf)의 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)의 위치를 웨이퍼의 노치, 오리엔테이션 플랫 또는 레이저 마커를 기준으로 해서 파악하고, 본 위치가 헤드(500)의 요동 범위에 위치하도록, 구동 기구(410)에 의해 웨이퍼(W)에 각도 회전 운동을 시킬 수 있다. 구체적으로는, 부분 연마 모듈(300)은, 웨이퍼(Wf)의 노치, 오리엔테이션 플랫 및 레이저 마커 중 적어도 1개를 검지하는 검지부(510-2)(도 3, 도 4 참조)를 구비하고, 웨이퍼(W)의 노치, 오리엔테이션 플랫 또는 레이저 마커가 헤드(500)의 요동 범위에 위치하도록 웨이퍼(Wf)를 임의의 소정 각도만큼 회전시킨다. 또한, 본 예에서는 노치 등의 검지부(510-2)는 부분 연마 모듈(300) 내에 있지만, 부분 연마 모듈(300)의 밖이어도, 파악된 위치 정보가 부분 연마 모듈(300)에 의해 참조 가능한 경우(예를 들어 검지부에서부터 부분 연마 모듈(300)까지의 사이에서 웨이퍼(Wf)의 반송 등의 운동이 들어왔다고 해도, 노치 등의 위치가 최종적으로 어떤 동일 위치가 되는 경우)는, 부분 연마 모듈(300)의 밖에 검지부를 설치해도 된다. 제어 장치(900)는, 웨이퍼(Wf)의 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)이 헤드(500)의 요동 범위에 위치하고 있는 동안에, 헤드(500)의 회전수가 다른 부분(Wf-2)과 비교해서 커지도록, 헤드(500)를 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(900)는, 웨이퍼(Wf)의 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)이 헤드(500)의 요동 범위에 위치하고 있는 동안에, 연마 패드(502)의 가압력이 다른 부분(Wf-2)과 비교해서 커지도록, 헤드(500)를 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(900)는, 웨이퍼(Wf)의 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)이 헤드(500)의 요동 범위에 위치하고 있는 동안의 연마 시간(연마 패드(502)의 체류 시간)이 다른 부분(Wf-2)과 비교해서 커지도록, 아암(600)의 요동 속도를 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(900)는, 연마 패드(502)가 웨이퍼(Wf)의 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)의 위가 되는 위치에서, 테이블(400)을 정지시킨 상태에서 헤드(500)를 회전시킴으로써, 웨이퍼(Wf)의 막 두께가 두꺼운 일부분(Wf-1)만을 연마하도록 제어할 수 있다. 이에 의해, 제어 장치(900)는, 연마 처리면을 편평하게 연마할 수 있다.
도 43a에 웨이퍼(Wf)의 막 두께나 요철·높이에 관련된 정보를 처리하기 위한 제어 회로의 예를 나타낸다. 우선, 먼저 부분 연마용 제어부는, HMI(Human Machine Interface)에서 설정된 연마 처리 레시피와 파라미터를 결합하여, 기본적인 부분 연마 처리 레시피를 결정한다. 이때, 부분 연마 처리 레시피와 파라미터는 HOST로부터 부분 연마 모듈(300)에 다운로드된 것을 사용해도 된다. 다음으로 레시피 서버는 기본적인 부분 연마 처리 레시피와 프로세스 Job의 연마 처리 정보를 결합하여, 처리하는 웨이퍼(Wf)마다의 기본적인 부분 연마 처리 레시피를 생성한다. 부분 연마 레시피 서버는 처리하는 웨이퍼(Wf)마다의 부분 연마 처리 레시피와 부분 연마용 데이터베이스 내에 저장되어 있는 웨이퍼 표면 형상 데이터와, 또한 유사 웨이퍼에 관한 과거의 부분 연마 후의 웨이퍼 표면 형상 등의 데이터를 결합하여, 웨이퍼마다의 부분 연마 처리 레시피를 생성한다. 이때, 부분 연마용 데이터베이스에 저장되어 있는 웨이퍼 표면 형상 데이터는, 부분 연마 모듈(300) 내에서 측정된 해당 웨이퍼(Wf)의 데이터를 사용해도 되고, 미리 HOST로부터 부분 연마 모듈(300)에 다운로드된 데이터를 사용해도 된다. 부분 연마 레시피 서버는, 그 부분 연마 처리 레시피를 레시피 서버 경유, 또는 직접 부분 연마 모듈(300)에 송신한다. 부분 연마 모듈(300)은, 수취한 부분 연마 처리 레시피에 따라 웨이퍼(Wf)를 부분 연마한다. 부분 연마 처리 종료 후, 검출기에서 웨이퍼(Wf)의 표면 형상을 측정하고, 그 결과를 부분 연마용 데이터베이스에 저장한다.
도 43b는, 도 43a에서 나타낸 부분 연마용 제어부로부터 웨이퍼의 표면 상태 검출부를 분할했을 때의 회로도를 나타낸다. 대량의 데이터를 취급하는 웨이퍼의 표면 상태 검출용 제어부를 부분 연마용 제어부와 분리함으로써, 부분 연마용 제어부의 데이터 처리의 부하가 저감되어, 프로세스 Job의 크리에이트 시간이나 부분 연마 처리 레시피의 생성에 요하는 처리 시간을 삭감하는 것을 기대할 수 있어, 부분 연마 모듈 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 7은 처리 대상물보다도 대직경인 연마 패드를 사용해서 연마 처리하기 위한 대직경 연마 모듈(3)의 일례의 개략 구성을 도시하는 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 대직경 연마 모듈(3)은, 연마면을 갖는 연마 패드(연마구)(10)가 설치된 연마 테이블(30A)과, 웨이퍼(Wf)를 유지해서 연마 테이블(30A) 상의 연마 패드(10)에 가압하면서 연마하기 위한 톱링(31A)과, 연마 패드(10)에 연마액이나 드레싱 액(예를 들어, 순수)을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐(32A)을 구비하고 있다. 도시되어 있지 않으나, 대직경 연마 모듈(3)은, 또한 연마 패드(10)의 연마면의 드레싱을 행하기 위한 드레서와, 액체(예를 들어 순수)와 기체(예를 들어 질소 가스)의 혼합 유체 또는 액체(예를 들어 순수)를 분사해서 연마면 상의 슬러리나 연마 생성물, 및 드레싱에 의한 패드 잔사를 제거하는 아토마이저를 구비하도록 구성할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 톱링(31A)은, 톱링 샤프트(36)에 지지된다. 연마 테이블(30A)의 상면에는 연마 패드(10)가 부착된다. 연마 패드(10)의 상면은, 웨이퍼(Wf)를 연마하는 연마면을 형성한다. 또한, 연마 패드(10) 대시에 고정 지립을 사용할 수도 있다. 톱링(31A) 및 연마 테이블(30A)은, 화살표로 나타낸 바와 같이, 그 축심 주위로 회전하도록 구성된다. 웨이퍼(Wf)는, 톱링(31A)의 하면에 진공 흡착에 의해 유지된다. 연마 시에는, 연마액 공급 노즐(32A)로부터 연마 패드(10)의 연마면에 연마액이 공급된 상태에서, 연마 대상인 웨이퍼(Wf)가 톱링(31A)에 의해 연마 패드(10)의 연마면에 가압되어 연마된다. 대직경 연마 모듈(3)은, 제어 장치(900)에 의해 제어된다. 대직경 연마 모듈(3)의 제어 장치(900)는, 도 2의 부분 연마 모듈(300)의 제어 장치(900)와 동일한 하드웨어를 사용해도 되고, 또한 상이한 하드웨어를 사용해도 된다. 단, 상이한 하드웨어를 사용하는 경우, 2개의 제어 장치의 사이에서 데이터 통신을 할 수 있도록 구성할 필요가 있다.
일 실시 형태로서, 도 1에 도시되는 바와 같이, 부분 연마 모듈(300)과 대직경 연마 모듈(3)은, 1개의 연마 장치(1000)에 내장할 수 있다. 부분 연마 모듈(300)에 의한 연마(이하, 「부분 연마」라고 기재함), 대직경 연마 모듈(3)에 의한 연마(이하, 「전체 연마」라고 기재함), 및 검출기에 의한 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 검출을 조합함으로써, 다양한 연마 처리를 행할 수 있다. 또한, 부분 연마 모듈(300)에 의한 부분 연마에서는, 웨이퍼(Wf)의 표면 전체가 아니라 일부만을 연마하는 것으로 할 수 있고, 또는, 웨이퍼(Wf)의 표면 전체의 연마 처리를 행하는 중에, 웨이퍼(Wf)의 표면의 일부에서 연마 조건을 변경하여 연마를 행하는 것으로 할 수 있다.
먼저, 부분 연마를 전체 연마 전에 행하는 연마 처리 방법에 대해서 설명한다.
도 8은, 연마 장치(1000)를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 먼저, 처음에 연마 대상물인 웨이퍼(Wf)의 표면의 상태를 검출한다. 표면 상태는, 웨이퍼(Wf) 상에 형성되는 막의 막 두께나 표면의 요철에 관한 정보(위치, 사이즈, 높이 등) 등이며, 상술한 검출기 및 검지부(510-2)에서 검출된다. 이어서, 검출된 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 따라서 연마 레시피를 작성한다. 본 예에서는, 최초로 부분 연마로 웨이퍼(Wf) 상의 국소적인 볼록부를 평탄화하고, 그 후의 전체 연마로 웨이퍼(Wf)의 전체를 연마함으로써, 웨이퍼(Wf)를 원하는 표면 상태가 되는 연마 레시피를 작성한다. 여기서, 연마 레시피는 복수의 처리 스텝으로 구성되어 있고, 각 스텝에서의 파라미터로서는, 예를 들어 부분 연마 모듈에 대해서는, 처리 시간, 연마 패드(502)의 웨이퍼(Wf)나 드레스 테이블에 배치된 드레서에 대한 접촉 압력 또는 하중, 연마 패드(502)나 웨이퍼(Wf)의 회전수, 헤드(500)의 이동 패턴 및 이동 속도, 연마 패드 처리액의 선택 및 유량, 드레스 테이블(810)의 회전수, 연마 종점의 검출 조건이 있다. 또한, 부분 연마에서는, 상술한 검출기 및 검지부(510-2)에 의해 취득한 웨이퍼(Wf)면 내의 막 두께나 요철에 관한 정보를 바탕으로 웨이퍼(Wf)면 내에서의 연마 헤드의 동작을 결정할 필요가 있다. 예를 들어 웨이퍼(Wf)의 면내의 각 피연마 영역에서의 헤드(500)의 체류 시간에 대해서는, 본 결정에 대한 파라미터로서는, 예를 들어 원하는 막 두께나 요철 상태에 상당하는 타깃 값이나 상기 연마 조건에 있어서의 연마 속도를 들 수 있다. 여기서 연마 속도에 대해서는, 연마 조건에 따라 상이하므로, 데이터베이스로서 제어부 내에 저장되어, 연마 조건을 설정하면 자동으로 산출되어도 된다. 이러한 파라미터와 취득한 웨이퍼(Wf)면 내의 막 두께나 요철에 관한 정보로부터 웨이퍼(Wf)면 내에서의 헤드(500)의 체류 시간이 산출 가능하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 전 측정, 부분 연마, 전체 연마, 세정의 루트는 웨이퍼(Wf)의 상태나 사용하는 처리액에 따라 상이하므로, 이들 구성 요소의 반송 루트의 설정을 행해도 된다. 또한, 웨이퍼(Wf)면 내의 막 두께나 요철 데이터의 취득 조건의 설정도 행해도 된다. 또한, 후술하는 바와 같이 처리 후의 Wf 상태가 허용 레벨에 달하지 않은 경우, 재연마를 실시할 필요가 있는데, 그 경우의 처리 조건(재연마의 반복 횟수 등)을 설정해도 된다. 그 후, 작성된 연마 레시피에 따라, 부분 연마 및 전체 연마를 행한다. 또한, 본 예 및 이하에서 설명하는 다른 예에서, 웨이퍼(Wf)의 세정은 임의의 타이밍에 행할 수 있다. 예를 들어, 부분 연마와 전체 연마에서 사용하는 처리액이 상이하고, 부분 연마의 처리액의 전체 연마에 대한 콘타미네이션을 무시할 수 없는 경우에는, 이것을 방지할 목적으로, 부분 연마 및 전체 연마의 각각의 연마 처리의 후에 웨이퍼(Wf)의 세정을 행해도 된다. 또한, 반대로 처리액이 동일한 경우나 처리액의 콘타미네이션을 무시할 수 있는 처리액의 경우, 부분 연마 및 전체 연마 양쪽을 행한 후에 웨이퍼(Wf)의 세정을 행해도 된다.
도 9는, 연마 장치(1000)를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 8의 예와 마찬가지로, 처음에 연마 대상물인 웨이퍼(Wf)의 표면의 상태를 검출하고, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 따라서 연마 레시피를 작성한다. 본 예에서는, 부분 연마를 행한 후에, 다시 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다. 그 후, 제어 장치(900)에 의해, 웨이퍼의 표면 상태가 허용 레벨인지를 판단한다. 예를 들어, 웨이퍼(Wf) 표면의 국소적인 돌출부의 수나 크기에 기초해서 판단할 수 있다. 허용 레벨이 아닌 경우에는, 검출한 표면 상태에 따라서 다시 연마 레시피를 작성하고, 부분 연마를 행한다. 웨이퍼(Wf)의 표면 상태가 허용 레벨에 있으면, 다음으로 전체 연마를 행한다.
도 10은, 연마 장치(1000)를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 8, 도 9의 예와 마찬가지로, 처음에 연마 대상물인 웨이퍼(Wf)의 표면의 상태를 검출하고, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 따라서 연마 레시피를 작성한다. 본 예에서는, 연마 레시피에 기초하여 부분 연마 및 전체 연마를 하고 나서, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다. 그 후, 제어 장치(900)에 의해, 웨이퍼의 표면 상태가 허용 레벨인지를 판단한다. 웨이퍼의 표면 상태가 허용 레벨이 아닌 경우, 부분 연마 및 전체 연마 양쪽, 또는, 전체 연마를 더 행한다. 부분 연마 및 전체 연마 양쪽을 행할지, 또는 전체 연마의 어느 것을 행할지의 판단은, 검출된 표면 상태에 따라서 결정할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(Wf) 상에 허용 레벨에 없는 국소적인 돌출부가 있는 경우에는, 부분 연마 및 전체 연마 양쪽 또는 부분 연마만을 행하도록 하고, 웨이퍼(Wf) 상에 국소적인 돌출부는 없지만, 웨이퍼 상의 전체의 막 두께가 목표로 하는 막 두께보다도 큰 경우에는 전체 연마만을 행하도록 할 수 있다.
도 11은, 연마 장치(1000)를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 8 내지 도 10의 예와 마찬가지로, 처음에 연마 대상물인 웨이퍼(Wf)의 표면의 상태를 검출하고, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 따라서 연마 레시피를 작성한다. 본 예에서는, 부분 연마를 행하고, 그 후에, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다. 검출된 표면 상태로부터, 표면 상태가 허용 레벨인지 여부를 판단한다. 웨이퍼(Wf)의 표면 상태가 허용 레벨에 없는 경우에는, 검출된 표면 상태에 따른 연마 레시피로 다시 부분 연마를 행하고, 허용 레벨인 경우에는 전체 연마로 진행된다. 전체 연마가 종료되면, 다시, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다. 웨이퍼(Wf)의 표면 상태가 허용 레벨에 없는 경우에는, 부분 연마 또는 전체 연마로 복귀되어, 검출된 표면 상태에 따른 연마 레시피로 다시 연마를 행한다.
이상의 예는 모두 부분 연마를 전체 연마 전에 실행하는 것이다. 부분 연마를 전체 연마 전에 실행함으로써 이하의 장점이 있다. 부분 연마 처리에서는, 연마 작용을 기판의 국소적인 막 두께 변동의 영역에만 부여하므로, 복수의 막 두께 변동 영역이 존재하는 경우에는, 개개의 막 두께 변동 영역에 대한 처리 시간의 저감이 필요하다. 연마 처리에 사용하는 연마 슬러리를 후의 전체 연마 공정에서 사용하는 연마 슬러리와는 상이한 것(예를 들어 고연마 속도가 얻어지는 연마 슬러리)을 사용하는 것도 하나의 대책이다. 그러나, 전체 연마 후에 부분 연마를 실시하는 경우에는, 전체 연마에 사용하는 슬러리와 부분 연마에 사용하는 슬러리가 상 이하면, 부분 연마 후에는 웨이퍼 표면에서 상이한 슬러리가 동시에 잔류하는 상태로 되기 때문에, 그 후의 세정 공정에서의 세정 성능의 저하로 이어질 가능성이 있다. 이에 반해, 전체 연마를 행하기 전에 부분 연마를 실시하는 경우, 부분 연마 처리 후에 웨이퍼 표면에 잔류한 슬러리는, 그 후의 전체 연마 공정에서, 연마에 의해 제거되기 때문에, 그 후의 세정 공정에서의 세정 성능에의 임팩트를, 전체 연마 후에 부분 연마를 실시하는 경우보다도 저감하는 것이 가능하다.
한편, 부분 연마용 연마 패드를 구비하는 부분 연마 모듈(300)과, 전체 연마용 대직경 연마 패드를 구비하는 대직경 연마 모듈(3)을 구비하는 연마 장치(1000)에서는, 전체 연마를 행한 후에 부분 연마를 행하도록 제어할 수도 있다.
도 12는, 연마 장치(1000)를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 먼저, 처음에 연마 대상물인 웨이퍼(Wf)의 표면의 상태를 검출한다. 표면 상태는, 웨이퍼(Wf) 상에 형성되는 막의 막 두께나 표면의 요철에 관한 정보(위치, 사이즈, 높이 등) 등이며, 상술한 검출기에서 검출된다. 이어서, 검출된 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 따라서 연마 레시피를 작성한다. 본 예에서는, 최초로 전체 연마를 행하고, 그 후에 부분 연마를 행해서 국소적인 볼록부를 평탄화함으로써, 웨이퍼(Wf)를 원하는 표면 상태로 하는 연마 레시피를 작성한다. 그 후, 작성된 연마 레시피에 따라서, 전체 연마 및 부분 연마를 행한다.
도 13은, 연마 장치(1000)를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 12의 예와는 달리, 처음에, 소정의 레시피로 전체 연마를 행한다. 소정의 레시피는, 개별의 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 관계없이, 반도체 디바이스의 제조 공정으로부터 미리 상정되는 막 두께를 제거하기 위해 설정되는 레시피로 할 수 있다. 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면의 상태를 검출한다. 검출된 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 따라, 부분 연마의 레시피를 작성하고, 부분 연마를 행한다.
도 14는, 연마 장치(1000)를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 본 예에서는, 도 12의 예와 마찬가지로, 최초로 웨이퍼(Wf)의 표면 상태가 검출된다. 그 후, 검출된 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 따라서 연마 레시피가 작성되고, 전체 연마 및 부분 연마가 연속해서 행하여진다. 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 다시 검지하고, 표면 상태가 허용 레벨인지 여부를 판단한다. 웨이퍼(Wf)의 표면 상태가 허용 레벨에 없는 경우, 전체 연마 또는 부분 연마의 공정으로 복귀되어, 검출된 표면 상태로부터 연마 레시피를 작성하고, 다시 연마 처리를 행한다.
도 15는, 연마 장치(1000)를 사용한 연마 처리의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 본 예에서는, 도 13의 예와 마찬가지로, 최초로 소정의 레시피로 전체 연마를 행한다. 전체 연마를 행한 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태가 검출된다. 그 후, 검출된 웨이퍼(Wf)의 표면 상태에 따라서 부분 연마 레시피가 작성되어 부분 연마가 행하여진다. 부분 연마를 행한 후에, 다시 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검지하고, 표면 상태가 허용 레벨인지 여부를 판단한다. 웨이퍼(Wf)의 표면 상태가 허용 레벨에 없는 경우, 검지된 표면 상태에 따라서 연마 레시피를 작성하고, 전체 연마 또는 부분 연마의 공정으로 복귀된다.
부분 연마, 전체 연마, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 검출, 및 세정 공정의 타이밍을 변경해서 상술한 것 이외의 연마 처리를 행하는 것도 가능하다.
이상과 같이, 연마 장치(1000)는, 부분 연마 모듈(300)과 대직경 연마 모듈(3)을 구비하고 있으므로, 기판의 전체를 연마함과 함께, 기판의 특정한 부분만을 연마할 수 있다. 그 때문에, 국소적인 막 두께 및 형상의 변동을 저감·해소할 수 있어, 이상적인 연마량부 분포를 실현하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 명세서에서는, 부분 연마 모듈과 대직경 연마 모듈의 양쪽을 1개의 연마 장치에 내장한 예를 설명했지만, 부분 연마 모듈 및 대직경 연마 모듈을 각각 별도의 연마 장치로 해서, 2개의 연마 장치의 사이에서 웨이퍼(Wf)를 출납하여, 본 명세서에서 설명한 연마 처리를 실현할 수도 있다.
이하에, 부분 연마 모듈을 사용한 연마 장치와 연마 장치의 처리의 예를 나타낸다.
(예 1)
도 16a 내지 도 16e는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 1의 연마 장치는, 웨이퍼(Wf)를 수납하는, 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기인 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 구비하는 로드/언로드 유닛과, 웨이퍼(Wf)를 연마 장치 내에서 반송하기 위한 반송 기구와, 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬을 행하는 얼라이너와, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출하기 위한 검출기와, 부분 연마 모듈과, 웨이퍼 세정 모듈과, 웨이퍼 건조 모듈과, 제어 장치를 구비하는 연마 장치이다. 본 예의 연마 장치의 이들 모듈은 상술한 것으로 할 수 있다. 또한, 본 예의 연마 장치는 대직경 연마 모듈을 구비하고 있지 않다.
본 예의 연마 장치의 동작을 도 16a 내지 도 16e와 함께 설명한다.
먼저, 연마 장치의 FOUP에 처리되는 웨이퍼(Wf)가 배치되어 있다(S1-1). FOUP에의 웨이퍼(Wf)의 배치는, 연마 장치의 외부의 반송 기구 등에 따라 미리 이루어진다. 이어서, 웨이퍼(Wf)에 실시하는 처리의 레시피를 설정한다(S1-2). 처리 레시피는, 예를 들어 처리 시간, 참조 연마 속도, 연마 시의 가압력 또는 연마 압력, 웨이퍼의 회전 속도(웨이퍼를 회전시키는 경우), 웨이퍼 이동 속도(웨이퍼를 XY 방향으로 이동시키는 경우), 연마 헤드 회전 속도, 사용하는 액체(슬러리, 약액, 순수 등)의 설정, 연마 헤드의 요동 속도, 드레서의 회전 속도, 피드백 횟수(재연마하는 경우의 횟수 제한), 연마의 종료 조건, 웨이퍼의 반송 루트 등을 포함할 수 있다.
이후, 처리 레시피에 따라서 처리를 개시한다(S1-3). 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 FOUP로부터 취득한다(S1-4). 그 후, 반송 기구로부터 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 이동시킨다(S1-5). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 배치한다(S1-6). 얼라이너에 의해 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬을 한다(S1-7). 얼라이너에서는, 예를 들어 웨이퍼(Wf)의 노치, 오리엔테이션 플랫, 및 레이저 마커 중 적어도 1개를 기준 위치로 해서 위치 정렬을 행한다. 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 얼라이너로부터 취득한다(S1-8). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 표면 상태 검출 장치에 이동시킨다(S1-9). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태 검출 장치에 배치한다(S1-10). 또한, 표면 상태 검출 장치에 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬 기능이 포함되어 있는 경우에는, 얼라이너에서의 위치 정렬을 생략하고, FOUP로부터 표면 상태 검출 장치에 웨이퍼(Wf)를 이동시키도록 해도 된다(S1-11 내지 S1-13).
그 후, 표면 상태 검출 장치 상에서, 웨이퍼(Wf)를 정밀하게 위치 정렬한다(S1-14). 또한, 이 공정은 필요하지 않으면 생략해도 된다. 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S1-15). 그 후, 반송 기구에 의해 표면 상태 검출 장치로부터 웨이퍼(Wf)를 취득한다(S1-16). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 이동시킨다(S1-17). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 배치한다(S1-18). 그 후, 얼라이너에 의해 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬을 행한다(S1-19). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 얼라이너로부터 취득한다(S1-20). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 부분 연마 모듈에 이동시킨다(S1-21). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 부분 연마 모듈의 스테이지에 배치한다(S1-22). 또한, 부분 연마 모듈이 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬 기구를 갖는 경우에는, 얼라이너에서의 위치 정렬을 생략하고, 표면 상태 검출 장치로부터 웨이퍼(Wf)를 부분 연마 모듈에 이동시키도록 해도 된다(S1-23 내지 S1-25).
그 후, 부분 연마 모듈 상에서, 웨이퍼(Wf)를 정밀하게 위치 정렬한다(S1-26). 또한, 이 공정은 필요하지 않으면 생략해도 된다. 그 후, 웨이퍼(Wf)에 대하여 부분 연마를 행한다(S1-27). 이때, S1-2에서 설정된 처리 레시피 및 S1-15에서 검출된 웨이퍼(Wf)의 표면 상태로부터 목표로 하는 연마량의 분포를 산출하고, 그것을 바탕으로 부분 연마의 조건을 결정하고, 결정된 조건에 따라 부분 연마를 행한다. 그 후, 반송 기구에 의해 부분 연마 모듈로부터 웨이퍼(Wf)를 취득한다(S1-28). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정 모듈에 이동시킨다(S1-29). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정한다(S1-30). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 세정 모듈로부터 취득한다(S1-31). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 이동시킨다(S1-32). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 배치한다(S1-33). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조시킨다(S1-34). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈로부터 취득한다(S1-35). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 이동시킨다(S1-36). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 배치한다(S1-37). 그 후, 얼라이너에 의해 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬을 행한다(S1-38). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 얼라이너로부터 취득한다(S1-39). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 표면 상태 검출 장치에 이동시킨다(S1-40). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 표면 상태 검출 장치에 배치한다(S1-41). 또한, 표면 상태 검출 장치에 웨이퍼의 위치 정렬 기능이 포함되어 있는 경우에는, 얼라이너에서의 위치 정렬을 생략하고, 건조 모듈로부터 표면 상태 검출 장치에 웨이퍼(Wf)를 이동시키도록 해도 된다(S1-42 내지 S1-44). 그 후, 표면 상태 검출 장치 상에서, 웨이퍼(Wf)를 정밀하게 위치 정렬한다(S1-45). 또한, 이 공정은 필요하지 않으면 생략해도 된다. 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S1-46). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S1-47). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S1-16으로 돌아가서, 다시 부분 연마를 행한다. 이때, 다시 부분 연마를 행할 때는, S1-2에서 설정된 처리 레시피와 함께 S1-46에서 검출된 웨이퍼(Wf)의 표면 상태로부터 목표로 하는 연마량의 분포를 다시 산출하여, 그것을 바탕으로 부분 연마의 조건을 결정하고, 결정된 조건에 따라 부분 연마를 행한다. S1-47에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 반송 기구에 의해 표면 상태 검출 장치로부터 웨이퍼(Wf)를 취득한다(S1-48). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 이동시킨다(S1-49). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 격납한다(S1-50). 그 후, 연마 장치의 처리를 종료한다(S1-51).
(예 2)
도 17a 내지 도 17d는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 2의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 1의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 17a 내지 도 17d와 함께 설명한다.
S2-1부터 S2-28까지는, 예 1의 S1-1부터 S1-28과 마찬가지이므로 설명을 생략한다. S2-28에서, 반송 기구에 의해 부분 연마 모듈로부터 웨이퍼(Wf)를 취득한 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 이동시킨다(S2-29). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 배치한다(S2-30). 그 후, 얼라이너에 의해 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬을 행한다(S2-31). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 얼라이너로부터 취득한다(S2-32). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 표면 상태 검출 장치에 이동시킨다(S2-33). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 표면 상태 검출 장치에 배치한다(S2-34). 또한, 표면 상태 검출 장치에 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬 기능이 포함되어 있는 경우에는, 얼라이너에서의 위치 정렬을 생략하고, 부분 연마 모듈로부터 표면 상태 검출 장치에 웨이퍼(Wf)를 이동시키도록 해도 된다(S2-35 내지 S2-37). 그 후, 표면 상태 검출 장치 상에서, 웨이퍼(Wf)를 정밀하게 위치 정렬한다(S2-38). 또한, 이 공정은 필요하지 않으면 생략해도 된다. 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S2-39). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S2-40). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S2-16으로 돌아가서, 다시 부분 연마를 행한다. 이때, 다시 부분 연마를 행할 때는, S2-2에서 설정된 처리 레시피와 함께 S2-39에서 검출된 웨이퍼(Wf)의 표면 상태로부터 목표로 하는 연마량의 분포를 다시 산출하여, 그것을 바탕으로 부분 연마의 조건을 결정하고, 결정된 조건에 따라 부분 연마를 행한다. S2-40에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 반송 기구에 의해 표면 상태 검출 장치로부터 웨이퍼(Wf)를 취득한다(S2-41).
그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정 모듈에 이동시킨다(S2-42). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정한다(S2-43). 그 후, 반송 기구에 의한 웨이퍼를 세정 모듈로부터 취득한다(S2-44). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 이동시킨다(S2-45). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 배치한다(S2-46). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조시킨다(S2-47). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈로부터 취득한다(S2-48). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 이동시킨다(S2-49). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 격납한다(S2-50). 그 후, 연마 장치의 처리를 종료한다(S2-51).
(예 3)
도 18a 내지 도 18c는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 3의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 1, 2의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 18a 내지 도 18c와 함께 설명한다.
S3-1부터 S3-28까지는, 예 1의 S1-1부터 S1-28과 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 반송 기구에 의해 부분 연마 모듈로부터 웨이퍼(Wf)를 취득한 후, 웨이퍼(Wf)를 세정 모듈에 이동시킨다(S3-29). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정한다(S3-30). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼를 세정 모듈로부터 취득한다(S3-31). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 이동시킨다(S3-32). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 배치한다(S3-33). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조시킨다(S3-34). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈로부터 취득한다(S3-35). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 이동시킨다(S3-36). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 격납한다(S3-37). 그 후, 연마 장치의 처리를 종료한다(S3-38).
(예 4)
도 19a 내지 도 19e는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 4의 연마 장치는, 웨이퍼(Wf)를 수납하는, 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기인 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 구비하는 로드/언로드 유닛과, 웨이퍼를 연마 장치 내에서 반송하기 위한 반송 기구와, 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬을 행하는 얼라이너와, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출하기 위한 검출 장치와, 부분 연마 모듈과, 대직경 연마 모듈과, 웨이퍼 세정 모듈과, 웨이퍼 건조 모듈과, 제어 장치를 구비하는 연마 장치이다. 본 예의 연마 장치의 이들 모듈은 상술한 것으로 할 수 있다.
본 예의 연마 장치의 동작을 도 19a 내지 도 19e와 함께 설명한다. S4-1부터 S4-48까지는 예 1의 S1-1부터 S1-48과 마찬가지이므로 설명을 생략한다. 부분 연마 모듈에 의한 부분 연마가 종료되면(S4-1 내지 S4-48), 반송 기구에 유지된 웨이퍼(Wf)는 대직경 연마 모듈에 이동된다(S4-49). 그 후, 웨이퍼(Wf)는 대직경 연마 모듈의 톱링에 유지된다(S4-50). 그 후, S4-2에서 설정된 처리 레시피에 따라서 웨이퍼(Wf)를 전체 연마한다(S4-51). 그 후, 웨이퍼를 톱링으로부터 해방하여, 반송 기구에 웨이퍼(Wf)를 수수한다(S4-52). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정 모듈에 이동시킨다(S4-53). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정한다(S4-54). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼를 세정 모듈로부터 취득한다(S4-55). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 이동시킨다(S4-56). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 배치한다(S4-57). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조시킨다(S4-58). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈로부터 취득한다(S4-59). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 이동시킨다(S4-60). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 격납한다(S4-61). 그 후, 연마 장치의 처리를 종료한다(S4-62).
(예 5)
도 20a 내지 도 20d는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 5의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 20a 내지 도 20d와 함께 설명한다. S5-1부터 S5-48까지는 예 2의 S2-1부터 S2-48과 마찬가지이다. 또한, 본 예의 S5-49부터 S5-62까지는, 예 4의 S4-49부터 S4-62와 마찬가지이다.
(예 6)
도 21a 내지 도 21d는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 6의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 21a 내지 도 21d와 함께 설명한다. S6-1부터 S6-41까지는 예 2의 S2-1부터 S2-41과 마찬가지이다. 부분 연마 모듈에 의한 부분 연마가 종료되면(S6-1 내지 S6-41), 반송 기구에 유지된 웨이퍼(Wf)는 대직경 연마 모듈에 이동된다(S6-42). 그 후, 웨이퍼(Wf)는 대직경 연마 모듈의 톱링에 유지된다(S6-43). 그 후, S6-2에서 설정된 처리 레시피에 따라서 웨이퍼(Wf)를 전체 연마한다(S6-44). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 톱링으로부터 해방하여, 반송 기구에 웨이퍼(Wf)를 수수한다(S6-45). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정 모듈에 이동시킨다(S6-46). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정한다(S6-47). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼를 세정 모듈로부터 취득한다(S6-48). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 이동시킨다(S6-49). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 배치한다(S6-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조시킨다(S6-51). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈로부터 취득한다(S6-52). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 이동시킨다(S6-53). 그 후, 웨이퍼를 FOUP에 격납한다(S6-54). 그 후, 연마 장치의 처리를 종료한다(S6-55).
(예 7)
도 22a 내지 도 22g는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 7의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 22a 내지 도 22g와 함께 설명한다. S7-1부터 S7-35까지는 예 4의 S4-1부터 S4-35와 마찬가지이다. S7-35에 의해, 웨이퍼(Wf)가 건조 모듈로부터 반송 기구에 수수되면, 웨이퍼(Wf)를 대직경 연마 모듈에 이동시킨다(S7-36). 그 후, 웨이퍼(Wf)는 대직경 연마 모듈의 톱링에 유지된다(S7-37). 그 후, S7-2에서 설정된 처리 레시피에 따라서 웨이퍼(Wf)를 전체 연마한다(S7-38). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 톱링으로부터 해방하여, 반송 기구에 웨이퍼(Wf)를 수수한다(S7-39). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정 모듈에 이동시킨다(S7-40). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 세정한다(S7-41). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 세정 모듈로부터 취득한다(S7-42). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 이동시킨다(S7-43). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈에 배치한다(S7-44). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 건조시킨다(S7-45). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 건조 모듈로부터 취득한다(S7-46).
그 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 이동시킨다(S7-47). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 얼라이너에 배치한다(S7-48). 그 후, 얼라이너에 의해 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬을 행한다(S7-49). 그 후, 반송 기구에 의해 웨이퍼(Wf)를 얼라이너로부터 취득한다(S7-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 표면 상태 검출 장치에 이동시킨다(S7-51). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 표면 상태 검출 장치에 배치한다(S7-52). 또한, 표면 상태 검출 장치에 웨이퍼(Wf)의 위치 정렬 기능이 포함되어 있는 경우에는, 얼라이너에서의 위치 정렬을 생략하고, 건조 모듈로부터 표면 상태 검출 장치에 웨이퍼(Wf)를 이동시키도록 해도 된다(S7-53 내지 S7-55). 그 후, 표면 상태 검출 장치 상에서, 웨이퍼(Wf)를 정밀하게 위치 정렬한다(S7-56). 또한, 이 공정은 필요하지 않으면 생략해도 된다. 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S7-57). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S7-58). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S7-58에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 반송 기구에 의해 표면 상태 검출 장치로부터 웨이퍼(Wf)를 취득한다(S7-59). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 이동시킨다(S7-60). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 격납한다(S7-61). 그 후, 연마 장치의 처리를 종료한다(S7-62).
S7-58에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S7-63으로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. 예 7에서의 S7-63부터 S7-96까지에서 행하여지는, 부분 연마, 세정, 건조, 측정의 피드백 제어는, 예 1의 S1-16 내지 S1-51에서 설명한 것과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
(예 8)
도 23a 내지 도 23h는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 8의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 23a 내지 도 23h와 함께 설명한다. S8-1 내지 S8-74는, 예 7의 S7-1 내지 S7-74와 마찬가지이다. 예 8에서는, S8-74에서 부분 연마를 행하면, 예 7과는 달리, 세정 공정 및 건조 공정을 거치지 않고, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 검출을 행한다(S8-75 내지 S8-85). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S8-86). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S8-86에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S8-63으로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. S8-86에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)의 세정 및 건조를 행하고, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S8-87 내지 S8-96).
(예 9)
도 24a 내지 도 24f는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 9의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 24a 내지 도 24f와 함께 설명한다. S9-1 내지 S9-39는, 예 7의 S7-1 내지 S7-39와 마찬가지이다. 예 9에서는, S9-38에 의한 전체 연마 후, 세정 공정 및 건조 공정을 거치지 않고 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 검출을 행한다(S9-40 내지 S9-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S9-51). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S9-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S9-63으로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. S9-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)의 세정 및 건조를 행하고, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S9-52 내지 S9-62). S9-63 이후의 부분 연마, 세정, 건조, 검출의 피드백 제어에 대해서는, 예 7의 S7-63 내지 S7-96과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
(예 10)
도 25a 내지 도 25f는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 10의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 25a 내지 도 25f와 함께 설명한다. S10-1부터 S10-28까지는, 예 7의 S7-1 내지 S7-28과 마찬가지이다. 예 10에서는, S10-27에 의한 부분 연마 후, 다른 공정을 거치지 않고 바로 전체 연마를 행한다(S10-29 내지 S10-31). 그 후, 세정 공정, 건조 공정을 거쳐서 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S10-32 내지 S10-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S10-51). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S10-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S10-56으로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. S10-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S10-52 내지 S10-55). S10-56 이후의 부분 연마, 세정, 건조, 검출의 피드백 제어에 대해서는, 예 7의 S7-63 내지 S7-96과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
(예 11)
도 26a 내지 도 26g는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 11의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 26a 내지 도 26g와 함께 설명한다. S11-1부터 S11-62까지는, 예 9의 S9-1부터 S9-62까지와 마찬가지이다. 또한, S11-63부터 S11-96까지는, 예 8의 S8-63 내지 S8-96과 마찬가지이다.
(예 12)
도 27a 내지 도 27g는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 12의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 27a 내지 도 27g와 함께 설명한다. S12-1부터 S12-55까지는, 예 10의 S10-1부터 S10-55까지와 마찬가지이다. 또한, S12-56부터 S12-89까지는, 예 8의 S8-63 내지 S8-96과 마찬가지이다.
(예 13)
도 28a 내지 도 28f는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 13의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 28a 내지 도 28f와 함께 설명한다. S13-1부터 S13-32까지는, 예 10의 S10-1부터 S10-32까지와 마찬가지이다. 또한, S13-33부터 S13-55까지는, 예 11의 S11-40 내지 S11-62와 마찬가지이다. 또한, S13-56부터 S13-89까지는, 예 10의 S10-56부터 S10-89까지와 마찬가지이다.
(예 14)
도 29a 내지 도 29g는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 14의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 29a 내지 도 29g와 함께 설명한다. S14-1부터 S14-55까지는, 예 13의 S13-1부터 S13-55까지와 마찬가지이다. 또한, S14-56부터 S14-89까지는, 예 8의 S8-63 내지 S8-96과 마찬가지이다.
(예 15)
도 30a 내지 도 30c는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 15의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 30a 내지 도 30c와 함께 설명한다. S15-1부터 S15-46까지는, 예 7의 S7-1부터 S7-46까지와 마찬가지이다. 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 이동시킨다(S15-47). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 격납한다(S15-48). 그 후, 연마 장치의 처리를 종료한다(S15-49).
(예 16)
도 31a 내지 도 31c는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 16의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 31a 내지 도 31c와 함께 설명한다. S16-1부터 S16-27까지는, 예 12의 S12-1부터 S12-27까지와 마찬가지이다. 예 16에서는, 그 후, 전체 연마가 이루어지고(S16-28 내지 S16-29), 그 후, 세정 및 건조가 행하여진다(S16-30 내지 S16-36). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 이동시킨다(S16-37, 38). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP에 격납한다(S16-39). 그 후, 연마 장치의 처리를 종료한다(S16-40).
(예 17)
도 32a 내지 도 32f는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 17의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 32a 내지 도 32f와 함께 설명한다. 예 17에서는, 예 4 내지 예 16의 예와는 달리, 부분 연마는 전체 연마 후에 행한다.
다른 예와 마찬가지로, 처음에 처리의 레시피의 설정을 행한 후에, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 검출을 행한다(S17-1 내지 S17-15). 그 후, 전체 연마를 행하고(S17-16 내지 S17-19), 웨이퍼(Wf)의 세정(S17-20 내지 S17-22), 웨이퍼(Wf)의 건조를 행한다(S17-23 내지 S17-26). 그 후, 웨이퍼(Wf)에 대하여 부분 연마를 행한다(S17-27 내지 S17-38). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 세정(S17-39 내지 S17-41) 및 건조를 행하고(S17-42 내지 S17-45), 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S17-46 내지 S17-57). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S17-58). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S17-58에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S17-63으로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. S17-58에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S17-59 내지 S17-62). S17-63 이후의 부분 연마, 세정, 건조, 검출의 피드백 제어에 대해서는, 예 7의 S7-63 내지 S7-96과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
(예 18)
도 33a 내지 도 33d는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 18의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 33a 내지 도 33d와 함께 설명한다. S18-1부터 S18-19까지는, 예 17의 S17-1부터 S17-19까지와 마찬가지이다. 그 후, 예 18에서는, 웨이퍼(Wf)에 대하여 부분 연마를 행하고(S18-20 내지 S18-31), 웨이퍼(Wf)의 세정(S18-32 내지 S18-34) 및 건조를 행한다(S18-35 내지 S18-38). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S18-39 내지 S18-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S18-51). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S18-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S18-56으로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. S18-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S18-52 내지 S18-55). S18-56 이후의 부분 연마, 세정, 건조, 검출의 피드백 제어에 대해서는, 예 13의 S13-56 내지 S13-89와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
(예 19)
도 34a 내지 도 34g는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 19의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 34a 내지 도 34g와 함께 설명한다. S19-1부터 S19-38까지는, 예 17의 S17-1부터 S17-38까지와 마찬가지이다. 그 후, 예 19에서는, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S19-39 내지 S19-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S19-51). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S19-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S19-63으로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. S19-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)의 세정(S19-52 내지 S19-54) 및 건조를 행한다(S19-55 내지 S19-58). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S19-59 내지 S19-62). S19-63 이후의 부분 연마, 세정, 건조, 검출의 피드백 제어에 대해서는, 예 8의 S8-63 내지 S8-96과 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
(예 20)
도 35a 내지 도 35g는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 20의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 35a 내지 도 35g와 함께 설명한다. S20-1부터 S20-32까지는, 예 18의 S18-1부터 S18-32까지와 마찬가지이다. 그 후, 예 20에서는, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S20-33 내지 S20-43). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S20-44). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S20-44에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S20-56으로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. S20-44에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)의 세정(S20-45 내지 S20-47) 및 건조를 행한다(S20-48 내지 S20-51). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S20-52 내지 S20-55). S20-56 이후의 부분 연마, 검출, 세정, 건조의 피드백 제어에 대해서는, 예 14의 S14-56 내지 S14-89와 마찬가지이므로 설명을 생략한다.
(예 21)
도 36a 내지 도 36d는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 21의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 36a 내지 도 36d와 함께 설명한다. 예 21에서, 처음에 처리의 레시피의 설정을 행한 후에, 전체 연마를 행한다(S21-1 내지 S21-7). 전체 연마는, S21-2에서 설정된 레시피에 따라서 행하여진다. 그 후, 웨이퍼(Wf)에 대하여 세정(S21-8 내지 S21-10) 및 건조가 행하여진다(S21-11 내지 S21-14). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출하고(S21-15 내지 S21-26), 검출 결과에 따라서 웨이퍼(Wf)에 부분 연마를 행한다(S21-27 내지 S21-38). 그 후, 웨이퍼(Wf)에 대하여 세정(S21-39 내지 S21-41) 및 건조가 행하여진다(S21-42 내지 S21-45). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S21-46 내지 S21-57). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S21-58). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S21-58에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S21-27로 진행하여, 다시 부분 연마를 행한다. S21-58에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S21-59 내지 S21-61).
(예 22)
도 37a 내지 도 37c는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 22의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 37a 내지 도 37c와 함께 설명한다. 예 22에서, 처음에 처리의 레시피의 설정을 행한 후에, 전체 연마를 행한다(S22-1 내지 S22-7). 전체 연마는, S22-2에서 설정된 레시피에 따라서 행하여진다. 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출하고(S22-8 내지 S22-19), 검출 결과에 따라서 웨이퍼(Wf)에 부분 연마를 행한다(S22-20 내지 S22-31). 그 후, 웨이퍼(Wf)에 대하여 세정(S22-32 내지 S22-34) 및 건조가 행하여진다(S22-35 내지 S22-38). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S22-39 내지 S22-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S22-51). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S22-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S22-20으로 돌아가서, 다시 부분 연마를 행한다. S22-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S22-52 내지 S22-54).
(예 23)
도 38a 내지 도 38d는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 23의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 38a 내지 도 38d와 함께 설명한다. S23-1부터 S23-39까지는, 예 21의 S21-1부터 S21-39까지와 마찬가지이다. 그 후, 예 23에서는, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S23-40 내지 S23-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S23-51). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S23-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S23-27로 돌아가서, 다시 부분 연마를 행한다. S23-51에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)의 세정(S23-52 내지 S23-53) 및 건조를 행한다(S23-54 내지 S23-57). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S23-58 내지 S23-61).
(예 24)
도 39a 내지 도 39c는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 24의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 39a 내지 도 39c와 함께 설명한다. S24-1부터 S24-32까지는, 예 22의 S22-1부터 S22-32까지와 마찬가지이다. 그 후, 예 24에서는, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태를 검출한다(S24-33 내지 S24-43). 그 후, 웨이퍼(Wf)의 표면 상태의 적부를 판단한다(S24-44). 적부의 판단 기준의 지표로서는, 예를 들어 피연마면의 잔막이나 표면 형상 및 이들에 상당하는 신호의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포, 또는 연마량의 웨이퍼(Wf)면 내에서의 분포이며, 이들 중 적어도 1개를 판단 기준으로 한다. 예를 들어, 목표로 하는 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량과, S1-46에서 측정한 잔막 상태, 형상 상태 및 연마량 중 적어도 1개를 비교함으로써 웨이퍼의 표면 상태의 적부를 판단한다. S24-44에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있지 않으면 S24-20으로 돌아가서, 다시 부분 연마를 행한다. S23-44에서, 이들 지표가 목표값 또는 목표의 범위 내에 달하고 있다고 판단되면, 웨이퍼(Wf)의 세정(S24-45 내지 S24-46) 및 건조를 행한다(S24-47 내지 S24-50). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S24-50 내지 S24-54).
(예 25)
도 40a 내지 도 40c는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 25의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 40a 내지 도 40c와 함께 설명한다. S25-1부터 S25-39까지는, 예 19의 S19-1부터 S19-39까지와 마찬가지이다. 그 후, 예 25에서는, 피드백 제어를 하지 않고, 웨이퍼(Wf)의 세정(S25-40 내지 S25-41) 및 건조를 행한다(S25-42 내지 S25-45). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S25-46 내지 S25-49).
(예 26)
도 41a 내지 도 41c는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 26의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 41a 내지 도 41c와 함께 설명한다. S26-1부터 S26-32까지는, 예 20의 S20-1부터 S20-32까지와 마찬가지이다. 그 후, 예 26에서는, 피드백 제어를 하지 않고, 웨이퍼(Wf)의 세정(S26-33 내지 S26-34) 및 건조를 행한다(S26-35 내지 S26-38). 그 후, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S26-39 내지 S26-42).
(예 27)
도 42a 내지 도 42c는, 일례로서의 연마 장치의 처리를 나타내는 흐름도이다. 예 27의 연마 장치의 하드웨어 구성은, 예 4의 연마 장치와 마찬가지이다. 본 예의 연마 장치의 동작을 도 42a 내지 도 42c와 함께 설명한다. S27-1부터 S27-46까지는, 예 21의 S21-1부터 S21-46까지와 마찬가지이다. 그 후, 예 27에서는, 웨이퍼(Wf)를 FOUP로 되돌려서 처리를 종료한다(S27-47 내지 S27-49).
3 : 대직경 연마 모듈 10 : 연마 패드
300 : 부분 연마 모듈 500 : 헤드
502 : 연마 패드 510-2 : 검지부
900 : 제어 장치 1000 : 연마 장치
Wf : 웨이퍼

Claims (21)

  1. 처리 대상물에 연마 처리를 행하는 방법이며,
    제1 처리액을 사용하고, 또한 상기 처리 대상물보다도 작은 치수의 제1 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제1 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제1 연마 처리를 행하는 스텝과,
    상기 제1 연마 처리 후에, 제2 처리액을 사용하고, 또한 상기 처리 대상물보다도 큰 치수의 제2 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제2 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제2 연마 처리를 행하는 스텝과,
    상기 제1 연마 처리에 사용되는 상기 제1 처리액과 상기 제2 연마 처리에 사용되는 상기 제2 처리액이 동일한지 여부와, 상기 제1 연마 처리의 상기 제1 처리액의 상기 제2 연마 처리에 대한 콘타미네이션을 무시할 수 있는지 여부를 판단하는 스텝과,
    상기 판단하는 스텝에서 상기 제1 처리액과 상기 제2 처리액이 상이하고, 상기 제1 연마 처리의 상기 제1 처리액의 상기 제2 연마 처리에 대한 콘타미네이션을 무시할 수 없다고 판단한 경우에, 상기 제2 연마 처리의 전에 상기 처리 대상물을 세정하는 스텝과,
    상기 제2 연마 처리의 후에 상기 처리 대상물을 세정하는 스텝과,
    상기 제1 연마 처리를 행하기 전에, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝,
    을 갖는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    검출된 연마 처리면의 상태에 따라, 상기 제1 연마 처리의 처리 조건을 결정하는 스텝을 갖는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝은, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 막 두께, 막 두께에 상당하는 신호 및 표면 형상에 상당하는 신호 중 적어도 하나의 분포를 검출하는 스텝을 갖는 방법.
  4. 처리 대상물을 연마 처리하기 위한 연마 장치이며,
    상기 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출하는 검출기와,
    제1 처리액을 사용하고, 또한 상기 처리 대상물보다도 작은 치수의 제1 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제1 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제1 연마 처리를 행하기 위한, 제1 연마 처리 모듈과,
    제2 처리액을 사용하고, 또한 상기 처리 대상물보다도 큰 치수의 제2 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제2 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제2 연마 처리를 행하기 위한, 제2 연마 처리 모듈과,
    처리 대상물을 세정하기 위한 세정 모듈과,
    상기 제1 연마 처리 모듈, 상기 제2 연마 처리 모듈 및 세정 모듈을 제어하기 위한 제어 장치를 갖고,
    상기 제어 장치는,
    상기 제1 연마 처리에 사용되는 상기 제1 처리액과 상기 제2 연마 처리에 사용되는 상기 제2 처리액이 동일한지 여부와, 상기 제1 연마 처리의 상기 제1 처리액의 상기 제2 연마 처리에 대한 콘타미네이션을 무시할 수 있는지 여부를 판단하고,
    상기 판단하는 스텝에서 상기 제1 처리액과 상기 제2 처리액이 상이하고, 상기 제1 연마 처리의 상기 제1 처리액의 상기 제2 연마 처리에 대한 콘타미네이션을 무시할 수 없다고 판단한 경우에, 상기 제2 연마 처리의 전에 상기 처리 대상물을 세정하고,
    상기 제1 연마 처리를 행한 후에 상기 제2 연마 처리를 행하고,
    상기 제2 연마 처리의 후에 상기 처리 대상물을 세정하도록, 상기 제1 연마 처리 모듈, 상기 제2 연마 처리 모듈 및 세정 모듈을 제어하고,
    상기 검출기는, 상기 제1 연마 처리를 행하기 전에, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출하는, 연마 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 검출기에서 검출된 상기 연마 처리면의 상태에 따라, 상기 제1 연마 처리를 위한 연마 조건을 결정하도록 구성되는, 연마 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 연마 장치는,
    상기 처리 대상물에 대한 목표로 하는 연마 처리면의 상태에 관한 데이터를 기억하는 기억 장치를 갖고,
    상기 제어 장치는, 상기 기억 장치에 기억된 데이터, 및 상기 검출기에서 검출된 연마 처리면의 상태에 따라, 상기 제1 연마 처리를 위한 연마 조건 및 상기 제2 연마 처리를 위한 연마 조건을 결정하는, 연마 장치.
  7. 처리 대상물을 연마 처리하기 위한 연마 장치의 동작을 제어하기 위한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이며,
    상기 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은,
    제1 처리액을 사용하고, 또한 상기 처리 대상물보다도 작은 치수의 제1 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제1 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제1 연마 처리를 행하는 스텝과,
    상기 제1 연마 처리 후에, 제2 처리액을 사용하고, 또한 상기 처리 대상물보다도 큰 치수의 제2 연마 패드를 상기 처리 대상물에 접촉시키면서 상기 처리 대상물과 상기 제2 연마 패드를 상대 운동시킴으로써 제2 연마 처리를 행하는 스텝과,
    상기 제1 연마 처리에 사용되는 상기 제1 처리액과 상기 제2 연마 처리에 사용되는 상기 제2 처리액이 동일한지 여부와, 상기 제1 연마 처리의 상기 제1 처리액의 상기 제2 연마 처리에 대한 콘타미네이션을 무시할 수 있는지 여부를 판단하는 스텝과,
    상기 판단하는 스텝에서 상기 제1 처리액과 상기 제2 처리액이 상이하고, 상기 제1 연마 처리의 상기 제1 처리액의 상기 제2 연마 처리에 대한 콘타미네이션을 무시할 수 없다고 판단한 경우에, 상기 제2 연마 처리의 전에 상기 처리 대상물을 세정하는 스텝과,
    상기 제2 연마 처리의 후에 상기 처리 대상물을 세정하는 스텝과,
    상기 제1 연마 처리를 행하기 전에, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝을 연마 장치에 실행시키는,
    기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  8. 제7항에 있어서,
    또한, 상기 연마 장치에, 검출된 연마 처리면의 상태에 따라, 상기 제1 연마 처리의 처리 조건을 결정하는 스텝을 실행시키는, 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 연마 처리면의 상태를 검출하는 스텝은, 상기 연마 장치에, 상기 처리 대상물의 연마 처리면의 막 두께, 막 두께에 상당하는 신호 및 표면 형상에 상당하는 신호 중 적어도 하나의 분포를 검출하는 스텝을 실행시키는, 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 연마 장치에, 데이터베이스에 저장된 연마 조건에 있어서의 연마 속도에 기초하여 상기 제1 연마 처리의 처리 조건을 결정하는 스텝을 실행시키는, 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  11. 제7항에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 비일과성 기록 매체.
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