KR102584066B1 - 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 Download PDF

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

웨이퍼의 연마 종료를 웨이퍼마다 고정밀도로 판정한다. 웨이퍼의 처리 방법은, 웨이퍼의 피처리면의 초기 상태를 취득하는 제1 공정과, 제1 공정 후에 웨이퍼 상에 도포막을 형성하는 제2 공정과, 연마 부재가 웨이퍼의 피처리면과 접촉한 상태에서 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 웨이퍼의 피처리면을 연마하는 제3 공정과, 제3 공정 후에 웨이퍼의 피처리면의 처리 상태를 취득하는 제4 공정과, 초기 상태 및 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 제5 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
본 개시는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
현재 기판(예컨대 반도체 웨이퍼)을 미세 가공하여 반도체 디바이스를 제조함에 있어서 웨이퍼에 박막을 형성하는 경우가 있다. 특허문헌 1, 2는, 박막을 평탄화하기 위한 기술로서 화학 기계 연마(CMP: Chemical Mechanical Polishing) 장치를 개시하고 있다. 화학 기계 연마 장치는 회전 중인 웨이퍼의 표면에 연마액(슬러리)을 공급하면서 상기 표면을 연마 패드로 연마하는 것이다.
특허문헌 1 : 일본 특허공개 평6-315850호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 평9-150367호 공보
그러나, 특허문헌 1, 2에서는, 복수의 기판을 연마함에 있어서, 어느 기판에 대하여나 동일한 기준치에 입각하여 기판의 연마 종료를 판정하고 있었다. 연마 시의 기판 상태는 기판마다 상이하기 때문에, 이 경우, 연마 종료의 판정 정밀도에 불균일이 생겨, 제조되는 반도체 디바이스 사이에서 성능에 불균일이 생길 수 있다.
그래서 본 개시는, 기판의 연마 종료를 기판마다 고정밀도로 판정할 수 있는 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 설명한다.
본 개시의 하나의 관점에 따른 기판 처리 장치는, 기판의 피처리면에 막을 형성하도록 구성된 막 형성부와, 기판의 피처리면의 상태를 취득하도록 구성된 상태 취득부와, 기판의 피처리면과 접촉하여 피처리면을 연마하도록 구성된 연마 부재와, 연마 부재를 구동하도록 구성된 구동부와, 제어부를 구비한다. 제어부는, 상태 취득부를 제어하여, 기판의 피처리면의 초기 상태를 취득하는 제1 처리와, 제1 처리 후에 막 형성부를 제어하여, 기판의 피처리면 상에 막을 형성하는 제2 처리와, 구동부를 제어하여, 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하는 제3 처리와, 제3 처리 후에 상태 취득부를 제어하여, 기판의 피처리면의 처리 상태를 취득하는 제4 처리와, 초기 상태 및 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 제5 처리를 실행한다.
본 개시의 하나의 관점에 따른 기판 처리 장치에서는, 제어부는, 상태 취득부를 제어하여, 기판의 피처리면의 초기 상태를 취득하는 제1 처리와, 초기 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하는 제3 처리 후에 상태 취득부를 제어하여, 기판의 피처리면의 처리 상태를 취득하는 제4 처리와, 초기 상태 및 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 제5 처리를 실행하고 있다. 그 때문에, 기판의 피처리면의 초기 상태가 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하기 위한 기준치로서 기능한다. 따라서, 기준치를 얻기 위해서 복수의 샘플 기판을 미리 처리하거나 할 필요가 없기 때문에, 샘플 기판을 낭비하지 않고서 기준치를 즉시 얻을 수 있다. 또한, 기판의 피처리면의 상태는 기판마다 상이하지만, 기판마다 피처리면의 초기 상태를 취득하고 있기 때문에, 연마 종료를 기판마다 매우 정밀도 좋게 판정할 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 하나의 관점에 따른 기판 처리 장치에서는, 기판의 연마 종료의 판정을, 기판마다 저비용으로 또한 고정밀도로 신속하게 행할 수 있게 된다.
본 개시의 하나의 관점에 따른 기판 처리 장치는, 기판의 피처리면에 첨가액을 공급하도록 구성된 첨가액 공급부를 추가로 구비하고, 유지부는 기판을 유지하여 회전시키도록 구성되어 있고, 막 형성부는 기판의 피처리면에 도포액을 공급하도록 구성되어 있고, 제어부는, 제2 처리에서, 제1 처리 후에 유지부 및 막 형성부를 제어하여, 기판을 회전시키면서 기판의 피처리면에 도포액을 공급하게 하여 기판 상에 도포막을 형성하고, 제3 처리에서, 도포막에 포함되는 용제가 휘발하여 도포막이 반고화막(半固化膜)으로 된 후에 유지부, 구동부 및 첨가액 공급부를 제어하여, 회전 중인 기판의 피처리면에 첨가액을 공급하게 하여 연마 부재 및 기판의 피처리면이 첨가액에 의해서 젖은 상태로 하면서, 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재 및 기판의 한 쪽을 다른 쪽에 대하여 상대적으로 이동시켜 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하여도 좋다. 이 경우, 연마 부재에 의한 반고화막의 연마 시에 있어서, 연마 부재 및 기판의 피처리면이 첨가액에 의해서 젖은 상태로 되어 있기 때문에, 기판의 피처리면에 손상이 생기기 어렵다. 그 때문에, 연마액을 다량으로 이용하면서 경화막을 연마하는 화학 기계 연마 처리를 행하지 않고서 기판의 피처리면이 연마된다. 따라서, 기판의 피처리면을 저비용으로 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
기판의 표면에는 요철 패턴이 형성되어 있고, 피처리면은 기판 중 요철면 측의 가장 바깥면이라도 좋다. 이 경우라도, 연마 부재에 의한 반고화막의 연마 시에 있어서, 연마 부재 및 기판의 피처리면이 첨가액에 의해서 젖은 상태로 되어 있기 때문에, 기판의 요철 패턴에 생길 수 있는 손상을 억제할 수 있다.
연마 부재는 폴리비닐알코올제 또는 폴리에틸렌제라도 좋다. 이 경우, 도포막이 완전히 경화하기 전의 어느 정도 부드러운 상태의 반고화막이 폴리비닐알코올제 또는 폴리에틸렌제의 연마 부재에 의해서 연마된다. 그 때문에, 기판의 요철 패턴에 생길 수 있는 손상을 보다 억제할 수 있다.
연마 부재는 다공질체라도 좋다. 이 경우, 연마 부재의 흡수성이 높아지기 때문에 제3 처리에서 첨가액이 연마 부재에 흡수된다. 그 때문에, 연마 부재에 스며든 첨가액이 기판의 피처리면에 스며나오면서 연마 부재에 의해서 기판의 피처리면의 연마가 이루어진다. 따라서, 연마 부재에 의한 연마 시에, 기판의 요철 패턴에 생길 수 있는 손상을 한층 더 억제할 수 있다.
제어부는, 제5 처리에서의 판정 결과, 기판의 피처리면이 연마 부족일 때, 구동부를 제어하여, 초기 연마 조건과는 상이한 추가 연마 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하는 제6 처리를 추가로 실행하여도 좋다. 기판의 피처리면이 연마 부족인 경우, 초기 연마 조건과는 상이한 추가 연마 조건에 기초하여 기판의 연마가 재차 이루어지기 때문에, 기판의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
제어부는, 제5 처리에서의 판정 결과, 기판의 피처리면이 연마 과잉일 때, 막 형성부를 제어하여, 연마 부재에 의해 제3 처리에서 처리된 기판과 동일한 기판의 피처리면에 다른 막을 형성하는 제7 처리와, 제7 처리 후에 구동부를 제어하여, 초기 연마 조건과는 상이한 재연마 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하는 제8 처리를 추가로 실행하여도 좋다. 기판의 피처리면이 연마 과잉인 경우, 기판의 피처리면에 다른 막이 형성된 후에, 초기 연마 조건과는 상이한 재연마 조건에 기초하여 기판의 연마가 재차 이루어지기 때문에, 기판의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
제어부는, 제5 처리에서의 판정 결과, 기판의 피처리면이 연마 부족 또는 연마 과잉일 때, 후속의 다른 기판에 대하여 제1∼제5 처리를 실행함에 있어서, 제3 처리에서 초기 연마 조건과는 상이한 새로운 초기 연마 조건에 기초하여 다른 기판의 피처리면을 연마 부재에 의해 연마하여도 좋다. 이 경우, 후속 기판의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
상태 취득부는 기판의 피처리면을 촬상하여 그 피처리면의 촬상 화상을 취득가능하게 구성된 카메라이고, 제어부는, 제5 처리에서, 제1 및 제4 처리에서 상태 취득부에 의해서 각각 취득된 촬상 화상을 대비함으로써, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하여도 좋다.
제어부는, 제2 처리 후이며 또한 제3 처리 전에 상태 취득부를 제어하여, 기판의 피처리면의 중간 상태를 취득하는 제9 처리를 추가로 실행하여, 제5 처리에서, 초기 상태, 중간 상태 및 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하여도 좋다. 이 경우, 세 가지 상태(초기 상태, 중간 상태 및 처리 상태)에 기초하여, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 보다 정밀도 좋게 판정할 수 있다.
상태 취득부는 기판의 피처리면의 연마 진행에 따라 변화되는 물리량을 취득하도록 구성된 센서이고, 제어부는, 제5 처리에서, 제1, 제4 및 제9 처리에서 상태 취득부에 의해서 각각 취득된 물리량을 대비함으로써, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하여도 좋다.
본 개시의 다른 관점에 따른 기판 처리 방법은, 기판의 피처리면의 초기 상태를 취득하는 제1 공정과, 제1 공정 후에, 기판 상에 막을 형성하는 제2 공정과, 연마 부재가 기판의 피처리면과 접촉한 상태에서 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하는 제3 공정과, 제3 공정 후에, 기판의 피처리면의 처리 상태를 취득하는 제4 공정과, 초기 상태 및 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 제5 공정을 포함한다.
본 개시의 다른 관점에 따른 기판 처리 방법에서는, 제1 공정에서 기판의 피처리면의 초기 상태를 취득하고, 제3 공정 후의 제4 공정에서 기판의 피처리면의 처리 상태를 취득하고, 제5 공정에서 초기 상태 및 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하고 있다. 그 때문에, 기판의 피처리면의 초기 상태가 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하기 위한 기준치로서 기능한다. 따라서, 기준치를 얻기 위해서 복수의 샘플 기판을 미리 처리하거나 할 필요가 없기 때문에, 샘플 기판을 낭비하지 않고서 기준치를 즉시 얻을 수 있다. 또한, 기판의 피처리면 상태는 기판마다 상이하지만, 기판마다 피처리면의 초기 상태를 취득하고 있기 때문에, 연마 종료를 기판마다 매우 정밀도 좋게 판정할 수 있다. 이와 같이, 본 개시의 다른 관점에 따른 기판 처리 방법에서는, 기판의 연마 종료의 판정을 기판마다 저비용으로 또한 고정밀도로 신속하게 행할 수 있게 된다.
제2 공정에서는, 기판을 회전시키면서 기판의 피처리면에 도포액을 공급하여 기판 상에 도포막을 형성하고, 제3 공정에서는, 도포막에 포함되는 용제가 휘발하여 도포막이 반고화막으로 된 후에, 회전 중인 기판의 피처리면에 첨가액을 공급하여 연마 부재와 기판의 피처리면이 첨가액에 의해서 젖은 상태로 하면서, 연마 부재가 기판의 피처리면과 접촉한 상태에서, 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하여도 좋다. 이 경우, 연마 부재에 의한 반고화막의 연마 시에 있어서, 연마 부재 및 기판의 피처리면이 첨가액에 의해서 젖은 상태로 되어 있기 때문에, 기판의 피처리면에 손상이 생기기 어렵다. 그 때문에, 연마액을 다량으로 이용하면서 경화막을 연마하는 화학 기계 연마 처리를 행하지 않고서 기판의 피처리면이 연마된다. 따라서, 기판의 피처리면을 저비용으로 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
기판의 표면에는 요철 패턴이 형성되어 있고, 피처리면은 기판 중 요철면 측의 가장 바깥면이라도 좋다. 이 경우라도, 연마 부재에 의한 반고화막의 연마 시에 있어서, 연마 부재 및 기판의 피처리면이 첨가액에 의해서 젖은 상태로 되어 있기 때문에, 기판의 요철 패턴에 생길 수 있는 손상을 억제할 수 있다.
연마 부재는 폴리비닐알코올제 또는 폴리에틸렌제라도 좋다. 이 경우, 도포막이 완전히 경화하기 전의 어느 정도 부드러운 상태의 반고화막이 폴리비닐알코올제 또는 폴리에틸렌제의 연마 부재에 의해서 연마된다. 그 때문에, 기판의 요철 패턴에 생길 수 있는 손상을 보다 억제할 수 있다.
연마 부재는 다공질체라도 좋다. 이 경우, 연마 부재의 흡수성이 높아지기 때문에, 제3 공정에서 첨가액이 연마 부재에 흡수된다. 그 때문에, 연마 부재에 스며든 첨가액이 기판의 피처리면으로 스며나오면서 연마 부재에 의해서 기판의 피처리면의 연마가 이루어진다. 따라서, 연마 부재에 의한 연마 시에, 기판의 요철 패턴에 생길 수 있는 손상을 한층 더 억제할 수 있다.
본 개시의 다른 관점에 따른 기판 처리 방법은, 제5 공정에서의 판정 결과, 기판의 피처리면이 연마 부족일 때, 초기 연마 조건과는 상이한 추가 연마 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하는 제6 공정을 추가로 포함하여도 좋다. 기판의 피처리면이 연마 부족인 경우, 초기 연마 조건과는 상이한 추가 연마 조건에 기초하여 기판의 연마가 재차 이루어지기 때문에, 기판의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
본 개시의 다른 관점에 따른 기판 처리 방법은, 제5 공정에서의 판정 결과, 기판의 피처리면이 연마 과잉일 때, 연마 부재에 의해 제3 공정에서 처리된 기판과 동일한 기판의 피처리면에 다른 막을 형성하는 제7 공정과, 제7 공정 후에 초기 연마 조건과는 상이한 재연마 조건에 기초하여 연마 부재에 의해 기판의 피처리면을 연마하는 제8 공정을 추가로 포함하여도 좋다. 기판의 피처리면이 연마 과잉인 경우, 기판의 피처리면에 다른 막이 형성된 후에, 초기 연마 조건과는 상이한 재연마 조건에 기초하여 기판의 연마가 재차 이루어지기 때문에, 기판의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
제5 공정에서의 판정 결과, 기판의 피처리면이 연마 부족 또는 연마 과잉일 때, 후속의 다른 기판을 제1∼제5 공정에서 처리함에 있어서, 제3 공정에서는 초기 연마 조건과는 상이한 새로운 초기 연마 조건에 기초하여 다른 기판의 피처리면을 연마 부재에 의해 연마하여도 좋다. 이 경우, 후속 기판의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
제1 공정에서는, 기판의 피처리면을 촬상하여 그 피처리면의 촬상 화상을 초기 상태로서 취득하고, 제4 공정에서는, 기판의 피처리면을 촬상하여 그 피처리면의 촬상 화상을 처리 상태로서 취득하고, 제5 공정에서는, 제1 및 제4 공정에서 각각 취득한 촬상 화상을 대비함으로써, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하여도 좋다.
본 개시의 다른 관점에 따른 기판 처리 방법은, 제2 공정 후이며 또한 제3 공정 전에, 기판의 피처리면의 중간 상태를 취득하는 제9 공정을 추가로 포함하고, 제5 공정에서는, 초기 상태, 중간 상태 및 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하여도 좋다. 이 경우, 세 가지 상태(초기 상태, 중간 상태 및 처리 상태)에 기초하여, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 보다 정밀도 좋게 판정할 수 있다.
제1, 제9 및 제4 공정에서는, 기판의 피처리면의 연마 진행에 따라 변화되는 물리량을 각각 초기 상태, 중간 상태 및 처리 상태로서 취득하고, 제5 공정에서는, 제1, 제4 및 제9 공정에서 각각 취득된 물리량을 대비함으로써, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하여도 좋다.
본 개시의 다른 관점에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 상기한 기판 처리 방법을 기판 처리 장치에 실행시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 본 개시의 다른 관점에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에서는, 상기한 기판 처리 방법과 마찬가지로, 기판의 연마 종료의 판정을 기판마다 저비용으로 또한 고정밀도로 신속하게 행할 수 있게 된다. 본 명세서에서 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에는 일시적이지 않은 유형의 매체(non-transitory computer recording medium)(예컨대, 각종 메인 기억 장치 또는 보조 기억 장치)나 전파 신호(transitory computer recording medium)(예컨대, 네트워크를 통해 제공할 수 있는 데이터 신호)가 포함된다.
본 개시에 따른 기판 처리 장치, 기판 처리 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 의하면, 기판의 연마 종료를 기판마다 고정밀도로 판정하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 기판 처리 시스템을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선 단면도이다.
도 3은 처리 모듈(BCT 모듈, COT 모듈 및 DEV 모듈)을 도시하는 평면도이다.
도 4는 처리 모듈(HMCT 모듈)을 도시하는 평면도이다.
도 5는 액처리 유닛을 도시하는 모식도이다.
도 6은 검사 유닛을 도시하는 모식도이다.
도 7은 연마 유닛을 도시하는 모식도이다.
도 8은 기판 처리 시스템의 주요부를 도시하는 블럭도이다.
도 9는 컨트롤러의 하드웨어 구성을 도시하는 개략도이다.
도 10은 웨이퍼의 처리 수순의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 웨이퍼의 처리 수순의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 12의 (a)는 연마 부족인 경우에서의 웨이퍼의 피처리면의 일부를 도시하는 평면도이고, 도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 B-B선 단면도이다.
도 13의 (a)는 연마 과잉인 경우에서의 웨이퍼의 피처리면의 일부를 도시하는 평면도이고, 도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 B-B선 단면도이다.
도 14는 웨이퍼의 처리 수순의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에 설명되는 본 개시에 따른 실시형태는 본 발명을 설명하기 위한 예시이기 때문에, 본 발명은 이하의 내용에 한정되어서는 안 된다. 이하의 설명에서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일 부호를 이용하는 것으로 하여 중복되는 설명은 생략한다.
[기판 처리 시스템]
도 1에 도시된 것과 같이, 기판 처리 시스템(1)(기판 처리 장치)은 도포 현상 장치(2)(기판 처리 장치)와 노광 장치(3)와 컨트롤러(10)(제어부)를 구비한다. 노광 장치(3)는, 웨이퍼(W)(기판)의 표면(Wa)(도 5 등 참조)에 형성된 감광성 레지스트막의 노광 처리(패턴 노광)를 행한다. 구체적으로는, 액침 노광 등의 방법에 의해 감광성 레지스트막(감광성 피막)의 노광 대상 부분에 선택적으로 에너지선을 조사한다. 에너지선으로서는, 예컨대 ArF 엑시머 레이저, KrF 엑시머 레이저, g선, i선 또는 극단자외선(EUV: Extreme Ultraviolet)을 들 수 있다.
도포 현상 장치(2)는, 노광 장치(3)에 의한 노광 처리 전에, 감광성 레지스트막 또는 비감광성 레지스트막을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성하는 처리를 행한다. 도포 현상 장치(2)는, 노광 장치(3)에 의한 감광성 레지스트막의 노광 처리 후에, 상기 감광성 레지스트막의 현상 처리를 행한다.
웨이퍼(W)는 원판형을 띠더라도 좋고, 원형의 일부가 절결되어 있어도 좋고, 직사각형, 다각형 등 원형 이외의 형상을 띠고 있어도 좋다. 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)로서 직사각형을 띠는 각형 기판을 예로 들어 설명한다. 웨이퍼(W)는, 예컨대 반도체 기판, 유리 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 기판, 그 밖의 각종 기판이라도 좋다. 마스크 기판은 예컨대 노광 장치(3)의 레티클로서 이용된다. 웨이퍼(W)의 직경은 예컨대 200 mm∼450 mm 정도라도 좋다. 본 실시형태에서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에는 요철 패턴(P)(도 5 등 참조)이 형성되어 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)은 요철면이다.
도 1∼도 4에 도시된 것과 같이, 도포 현상 장치(2)는 캐리어 블록(4)과 처리 블록(5)과 인터페이스 블록(6)을 구비한다. 캐리어 블록(4), 처리 블록(5) 및 인터페이스 블록(6)은 수평 방향으로 늘어서 있다.
캐리어 블록(4)은, 도 1, 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 캐리어 스테이션(12)과 반입반출부(13)를 갖는다. 캐리어 스테이션(12)은 복수의 캐리어(11)를 지지한다. 캐리어(11)는 적어도 하나의 웨이퍼(W)를 밀봉 상태로 수용한다. 캐리어(11)의 측면(11a)에는 웨이퍼(W)를 출납하기 위한 개폐 도어(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 캐리어(11)는 측면(11a)이 반입반출부(13) 측에 면하도록 캐리어 스테이션(12) 상에 착탈이 자유롭게 설치된다.
반입반출부(13)는 캐리어 스테이션(12) 및 처리 블록(5)의 사이에 위치하고 있다. 반입반출부(13)는 복수의 개폐 도어(13a)를 갖는다. 캐리어 스테이션(12) 상에 캐리어(11)가 배치될 때는, 캐리어(11)의 개폐 도어가 개폐 도어(13a)에 면한 상태가 된다. 개폐 도어(13a) 및 측면(11a)의 개폐 도어를 동시에 개방함으로써, 캐리어(11) 내부와 반입반출부(13) 내부가 연통된다. 반입반출부(13)는 전달 아암(A1)을 내장하고 있다. 전달 아암(A1)은 캐리어(11)로부터 웨이퍼(W)를 빼내어 처리 블록(5)에 건네고, 처리 블록(5)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(11) 내로 되돌린다.
처리 블록(5)은, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 처리 모듈(14∼17)을 갖는다. 처리 모듈(14∼17)은 바닥면 측에서부터 처리 모듈(17), 처리 모듈(14), 처리 모듈(15), 처리 모듈(16)의 순으로 늘어서 있다. 처리 모듈(14, 16, 17)은, 도 3에 도시된 것과 같이, 액처리 유닛(U1)과 열처리 유닛(U2)을 갖는다. 처리 모듈(15)은, 도 4에 도시된 것과 같이, 액처리 유닛(U1)(기판 처리 장치)과 열처리 유닛(U2)과 검사 유닛(U3)(기판 처리 장치)과 연마 유닛(U4)(기판 처리 장치)을 갖는다.
액처리 유닛(U1)은 각종 처리액을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 공급하도록 구성되어 있다(자세한 것은 후술한다.). 열처리 유닛(U2)은 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행하도록 구성되어 있다. 검사 유닛(U3)은 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 촬상하도록 구성되어 있다(자세한 것은 후술한다.). 연마 유닛(U4)은 웨이퍼(W)의 표면(Wa)(요철면) 측의 피처리면을 연마하도록 구성되어 있다.
처리 모듈(14)은 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 하층막을 형성하도록 구성된 하층막 형성 모듈(BCT 모듈)이다. 처리 모듈(14)은 각 유닛(U1, U2)에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A2)을 내장하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 처리 모듈(14)의 액처리 유닛(U1)은 하층막 형성용 도포액을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도포하여 도포막을 형성한다. 처리 모듈(14)의 열처리 유닛(U2)은 하층막의 형성에 동반하는 각종 열처리를 행한다. 열처리의 구체예로서는, 도포막을 경화시켜 하층막으로 하기 위한 가열 처리를 들 수 있다. 하층막으로서는 예컨대 반사 방지(SiARC)막을 들 수 있다.
처리 모듈(15)은 하층막 상에 중간막을 형성하도록 구성된 중간막(하드 마스크) 형성 모듈(HMCT 모듈)이다. 처리 모듈(15)은 각 유닛(U1∼U4)에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A3)을 내장하고 있다(도 2 및 도 4 참조). 처리 모듈(15)의 액처리 유닛(U1)은 중간막 형성용 도포액을 하층막 상에 도포하여 도포막을 형성한다. 처리 모듈(15)의 열처리 유닛(U2)은 중간막의 형성에 동반하는 각종 열처리를 행한다. 열처리의 구체예로서는, 도포막을 경화시켜 중간막으로 하기 위한 가열 처리를 들 수 있다. 중간막으로서는 예컨대 SOC(Spin On Carbon)막, 아모르퍼스 카본막을 들 수 있다.
처리 모듈(16)은 열경화성을 갖는 레지스트막을 중간막 상에 형성하도록 구성된 레지스트막 형성 모듈(COT 모듈)이다. 처리 모듈(16)은 각 유닛(U1, U2)에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A4)을 내장하고 있다(도 2 및 도 4 참조). 처리 모듈(16)의 액처리 유닛(U1)은 레지스트막 형성용 도포액(레지스트액)을 중간막 상에 도포하여 도포막을 형성한다. 처리 모듈(16)의 열처리 유닛(U2)은 레지스트막의 형성에 동반하는 각종 열처리를 행한다. 열처리의 구체예로서는, 도포막을 경화시켜 레지스트막으로 하기 위한 가열 처리(PAB: Pre Applied Bake)를 들 수 있다.
처리 모듈(17)은 노광된 레지스트막의 현상 처리를 행하도록 구성된 현상 처리 모듈(DEV 모듈)이다. 처리 모듈(17)은 각 유닛(U1, U2)에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A5)과 이들 유닛을 거치지 않고서 웨이퍼(W)를 반송하는 직접 반송 아암(A6)을 내장하고 있다(도 2 및 도 3 참조). 처리 모듈(17)의 현상 유닛은 노광 후의 레지스트막에 현상액을 공급하여 레지스트막을 현상한다. 처리 모듈(17)의 액처리 유닛(U1)은 현상 후의 레지스트막에 린스액을 공급하여 레지스트막의 용해 성분을 현상액과 함께 씻어 버린다. 이에 따라, 레지스트막이 부분적으로 제거되어, 레지스트 패턴이 형성된다. 처리 모듈(17)의 열처리 유닛(U2)은 현상 처리에 동반하는 각종 열처리를 행한다. 열처리의 구체예로서는, 현상 처리 전의 가열 처리(PEB: Post Exposure Bake), 현상 처리 후의 가열 처리(PB: Post Bake) 등을 들 수 있다.
처리 블록(5) 내에서의 캐리어 블록(4) 측에는, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같이, 선반 유닛(U10)이 마련되어 있다. 선반 유닛(U10)은 바닥면에서부터 처리 모듈(15)에 걸쳐 마련되어 있고, 상하 방향으로 나란한 복수의 셀로 구획되어 있다. 선반 유닛(U10) 근방에는 승강 아암(A7)이 마련되어 있다. 승강 아암(A7)은 선반 유닛(U10)의 셀끼리의 사이에서 웨이퍼(W)를 승강시킨다.
처리 블록(5) 내에서의 인터페이스 블록(6) 측에는 선반 유닛(U11)이 마련되어 있다. 선반 유닛(U11)은 바닥면에서부터 처리 모듈(17)의 상부에 걸쳐 마련되어 있고, 상하 방향으로 나란한 복수의 셀로 구획되어 있다.
인터페이스 블록(6)은 전달 아암(A8)을 내장하고 있으며, 노광 장치(3)에 접속된다. 전달 아암(A8)은 선반 유닛(U11)의 웨이퍼(W)를 빼내어 노광 장치(3)에 건네고, 노광 장치(3)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 선반 유닛(U11)으로 되돌리도록 구성되어 있다.
컨트롤러(10)는 기판 처리 시스템(1)을 부분적 또는 전체적으로 제어한다. 컨트롤러(10)의 상세한 것에 관해서는 후술한다.
[액처리 유닛의 구성]
이어서 도 5를 참조하여 액처리 유닛(U1)에 관해서 더욱 자세히 설명한다. 액처리 유닛(U1)은 회전 유지부(20)와 액 공급부(30)(막 형성부, 도포액 공급부)와 액 공급부(40)(용제 공급부)를 구비한다.
회전 유지부(20)는 회전부(21)와 유지부(22)를 갖는다. 회전부(21)는 위쪽으로 돌출된 샤프트(23)를 갖는다. 회전부(21)는 예컨대 전동 모터 등을 동력원으로 하여 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 샤프트(23)를 회전시킨다. 유지부(22)는 샤프트(23)의 선단부에 마련되어 있다. 유지부(22) 상에는 웨이퍼(W)가 배치된다. 유지부(22)는, 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여, 예컨대 흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지한다. 즉, 회전 유지부(20)는, 웨이퍼(W)의 자세가대략 수평인 상태에서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대하여 수직인 축(회전축) 둘레로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 본 실시형태에서는, 회전축은 원형을 띠는 웨이퍼(W)의 중심을 지나고 있기 때문에 중심축이기도 하다. 본 실시형태에서는, 도 5에 도시된 것과 같이, 회전 유지부(20)는 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
액 공급부(30)는 웨이퍼(W)의 피처리면에 처리액(L1)을 공급하도록 구성되어 있다. 처리 모듈(14∼16)에서, 처리액(L1)은 하층막, 중간막 또는 레지스트막을 형성하기 위한 각종 도포액이다. 이 경우, 액 공급부(30)는 도포액 공급부로서 기능한다. 처리 모듈(17)에서 처리액(L1)은 현상액이다. 이 경우, 액 공급부(30)는 현상액 공급부로서 기능한다. 또한, 본 명세서에서 웨이퍼(W)의 피처리면이란, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 측에서의 가장 바깥면을 말하고, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 막 등이 형성되어 있지 않은 경우에는 상기 표면(Wa)이고, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 막 등이 형성되어 있는 경우에는 상기 막 등의 표면이다.
액 공급부(30)는 액원(31)과 펌프(32)와 밸브(33)와 노즐(34)과 배관(35)을 갖는다. 액원(31)은 처리액(L1)의 공급원으로서 기능한다. 펌프(32)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 액원(31)으로부터 처리액(L1)을 흡인하여 배관(35) 및 밸브(33)를 통해 노즐(34)에 송출한다. 밸브(33)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 개폐한다. 노즐(34)은 토출구가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로 향하도록 웨이퍼(W)의 상측에 배치되어 있다. 노즐(34)은 펌프(32)로부터 송출된 처리액(L1)을 웨이퍼(W)의 피처리면에 토출할 수 있다. 노즐(34)은 도시하지 않는 구동부에 의해서 수평 방향 및 상하 방향으로 이동할 수 있게 구성되어 있다. 상기 구동부는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 노즐(34)을 이동시킨다. 배관(35)은 상류 측에서부터 순차 액원(31), 펌프(32), 밸브(33) 및 노즐(34)을 접속하고 있다.
액 공급부(40)는 웨이퍼(W)의 피처리면에 처리액(L2)을 공급하도록 구성되어 있다. 처리 모듈(14∼16)에서, 처리액(L2)은 하층막, 중간막 또는 레지스트막을 웨이퍼(W)로부터 제거하기 위한 각종 유기 용제이다. 이 경우, 액 공급부(40)는 용제 공급부로서 기능한다. 처리 모듈(17)에서 처리액(L2)은 린스액이다. 이 경우, 액 공급부(40)는 린스액 공급부로서 기능한다.
액 공급부(40)는 액원(41)과 펌프(42)와 밸브(43)와 노즐(44)과 배관(45)을 갖는다. 액원(41)은 처리액(L2)의 공급원으로서 기능한다. 펌프(42)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 액원(41)으로부터 처리액(L2)을 흡인하여 배관(45) 및 밸브(43)를 통해 노즐(44)에 송출한다. 밸브(43)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 개폐한다. 노즐(44)은 토출구가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로 향하도록 웨이퍼(W)의 상측에 배치되어 있다. 노즐(44)은 펌프(42)로부터 송출된 처리액(L2)을 웨이퍼(W)의 피처리면에 토출할 수 있다. 노즐(44)은 도시하지 않는 구동부에 의해서 수평 방향 및 상하 방향으로 이동할 수 있게 구성되어 있다. 상기 구동부는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 노즐(44)을 이동시킨다. 배관(45)은 상류 측에서부터 순차 액원(41), 펌프(42), 밸브(43) 및 노즐(44)을 접속하고 있다.
[검사 유닛의 구성]
이어서 도 6을 참조하여 검사 유닛(U3)에 관해서 더욱 자세히 설명한다. 검사 유닛(U3)은 케이스(50)와 케이스(50) 내에 배치된 유지 구동부(51) 및 촬상부(52)(상태 취득부)를 갖는다.
유지 구동부(51)는 유지대(51a)와 액츄에이터(51b, 51c)와 가이드 레일(51d)을 포함한다. 유지대(51a)는 예컨대 흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지한다. 액츄에이터(51b)는 예컨대 전동 모터이며, 유지대(51a)를 회전 구동한다. 액츄에이터(51c)는 예컨대 리니어 액츄에이터이며, 유지대(51a)를 가이드 레일(51d)을 따라서 이동시킨다. 즉, 액츄에이터(51c)는, 컨트롤러(10)의 지시에 기초하여, 유지대(51a)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)를 가이드 레일(51d)의 일단 측과 타단 측의 사이에서 반송한다. 가이드 레일(51d)은 케이스(50) 내에서 선형(예컨대 직선형)으로 연장되어 있다.
촬상부(52)는 카메라(52a)와 하프 미러(52b)와 광원(52c)을 포함한다. 카메라(52a)는 예컨대 광각형의 CCD 카메라이다. 카메라(52a)는 케이스(50)의 측벽에 부착되어 있다. 카메라(52a)는 하프 미러(52b)에 대향하고 있다. 카메라(52a)는 컨트롤러(10)의 지시에 기초하여 촬상을 하여, 촬상 화상의 데이터를 컨트롤러(10)에 송신한다.
하프 미러(52b)는 수평 방향에 대하여 대략 45° 기운 상태에서 케이스(50)의 천장벽에 부착되어 있다. 하프 미러(52b)는 가이드 레일(51d)의 중간 부분의 상측에 위치하고 있다. 광원(52c)은 하프 미러(52b)의 상측에 위치하고 있다. 광원(52c)으로부터 출사된 빛은 하프 미러(52b)를 통과하여 하측(가이드 레일(51d) 측)으로 향해서 조사된다. 하프 미러(52b)를 통과한 빛은, 하프 미러(52b)의 하측에 있는 물체에 의해서 반사된 후, 하프 미러(52b)에 의해서 더욱 반사되어 카메라(52a)에 입사한다. 즉, 카메라(52a)는 하프 미러(52b)를 통해 광원(52c)의 조사 영역에 존재하는 물체를 촬상할 수 있다. 웨이퍼(W)가 유지 구동부(51)에 의해서 가이드 레일(51d)을 따라서 이동할 때, 촬상부(52)는 웨이퍼(W)의 피처리면을 촬상할 수 있다. 바꿔 말하면, 촬상부(52)는 웨이퍼(W)의 피처리면의 상태로서 상기 피처리면의 촬상 화상을 취득한다. 또한, 컨트롤러(10)에서는, 촬상 화상 데이터를 처리함으로써, 웨이퍼(W)의 피처리면에 존재하는 막의 막 두께 등도 검출할 수 있다.
[연마 유닛의 구성]
이어서 도 7을 참조하여 연마 유닛(U4)에 관해서 더욱 자세히 설명한다. 연마 유닛(U4)은 케이스(60)와 케이스(60) 내에 배치된 회전 유지부(70), 컵(80), 액 공급부(90)(첨가액 공급부) 및 연마부(100)를 구비한다.
회전 유지부(70)는 회전부(71)와 유지부(72)를 갖는다. 회전부(71)는 위쪽으로 돌출된 샤프트(73)를 갖는다. 회전부(71)는, 예컨대 전동 모터 등을 동력원으로 하고, 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 샤프트(73)를 회전시킨다. 유지부(72)는 샤프트(73)의 선단부에 마련되어 있다. 유지부(72) 상에는 웨이퍼(W)가 배치된다. 유지부(72)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 예컨대 흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지한다. 즉, 회전 유지부(70)는, 웨이퍼(W)의 자세가 대략 수평인 상태에서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대하여 수직인 축(회전축) 둘레로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 본 실시형태에서는, 회전축은 원형을 띠는 웨이퍼(W)의 중심을 지나고 있기 때문에 중심축이기도 하다. 본 실시형태에서는, 도 7에 도시된 것과 같이, 회전 유지부(70)는 위쪽에서 봤을 때 시계 방향으로 웨이퍼(W)를 회전시킨다.
컵(80)은 회전 유지부(70)의 주위에 마련되어 있다. 웨이퍼(W)가 회전하면, 액 공급부(90)로부터 웨이퍼(W)의 표면에 공급된 첨가액이 주위로 흩뿌려져 낙하하는데, 컵(80)은 그 낙하한 첨가액을 받아내도록 구성되어 있다. 컵(80)은 액받음부(81)와 경사부(82)를 갖는다. 액받음부(81)는 바닥을 가진 원통형을 띠고 있다. 액받음부(81)의 내부에는 격벽(83)이 마련되어 있고, 격벽(83)에 의해서 액받음부(81)의 내부가 외측 영역과 내측 영역으로 구획되어 있다. 액받음부(81)의 저벽 중 외측 영역에 대응하는 부분에는 액체를 배출하는 배액관(84)이 마련되어 있다. 액받음부(81)의 저벽 중 내측 영역에 대응하는 부분에는 처리 분위기를 배기하는 배기관(85)이 마련되어 있다. 경사부(82)는 액받음부(81)의 상단에 일체적으로 마련되어 있다.
액 공급부(90)는 웨이퍼(W)의 피처리면에 첨가액(L3)을 공급하도록 구성되어 있다. 첨가액(L3)은 예컨대 순수이다.
액 공급부(90)는 액원(91)과 펌프(92)와 밸브(93)와 노즐(94)과 배관(95)을 갖는다. 액원(91)은 첨가액(L3)의 공급원으로서 기능한다. 펌프(92)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 액원(91)으로부터 첨가액(L3)을 흡인하여 배관(95) 및 밸브(93)를 통해 노즐(94)에 송출한다. 밸브(93)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 개폐한다. 노즐(94)은 토출구가 웨이퍼(W)의 표면(Wa)으로 향하도록 웨이퍼(W)의 상측에 배치되어 있다. 노즐(94)은 펌프(92)로부터 송출된 첨가액(L3)을 웨이퍼(W)의 피처리면에 토출할 수 있다. 노즐(94)은 도시하지 않는 구동부에 의해서 수평 방향 및 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 상기 구동부는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 노즐(94)을 이동시킨다. 배관(95)은 상류 측에서부터 순차 액원(91), 펌프(92), 밸브(93) 및 노즐(94)을 접속하고 있다.
연마부(100)는 연마 부재(101)와 액츄에이터(102)(구동부)와 센서(103)(상태 취득부)를 갖는다. 연마 부재(101)는 웨이퍼(W)의 피처리면과 접촉하여 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마하도록 구성되어 있다. 연마 부재(101)는 대략 원주형을 띠고 있어도 좋다. 연마 부재(101)의 직경은 예컨대 65 mm 정도이고, 하면이 평탄하다. 연마 부재(101)는 수지제라도 좋으며, 예컨대 폴리비닐알코올(PVA)제 또는 폴리에틸렌제라도 좋다. 연마 부재(101)는 다공질체라도 좋다.
폴리비닐알코올은 흡수성이 우수하다. 폴리비닐알코올은 폴리우레탄, 셈가죽 등과 비교하여 마찰 저항이 높기 때문에 연마 능력이 우수하다. 폴리비닐알코올은 탄소, 수소 및 산소에 의해 구성되어 있고, 예컨대 상술한 SOC막의 구성 성분과 조성이 유사하다. 폴리비닐알코올의 경도는 비교적 낮다.
폴리에틸렌은 폴리비닐알코올보다는 흡수성이 뒤떨어지지만, 첨가액(L3)에 젖음으로써 마찰 저항 및 웨이퍼(W)에 대한 밀착성이 높아진다. 폴리에틸렌은 탄소, 수소 및 산소에 의해 구성되어 있고, 예컨대 상술한 SOC막의 구성 성분과 조성이 유사하다. 연마 부재(101)가 폴리에틸렌제인 경우에는, 첨가액(L3)의 양이 많더라도 충분한 연마 능력을 얻을 수 있다. 폴리에틸렌은 예컨대 밀도가 0.942 이상인 고밀도 폴리에틸렌이라도 좋다. 고밀도 폴리에틸렌의 경도는 비교적 높다. 그 때문에, 고밀도 폴리에틸렌은 연마 능력이 우수하다.
액츄에이터(102)는 회전 유지부(70)에 유지된 웨이퍼(W)의 피처리면을 따라서 연마 부재(101)가 이동하도록 연마 부재(101)를 구동시킨다. 액츄에이터(102)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 연마 부재(101)를 수평 방향 및 상하 방향으로 이동시킨다. 액츄에이터(102)는 컨트롤러(10)로부터의 지시에 기초하여 연마 부재(101)를 회전 구동시킨다. 액츄에이터(102)는 회전 유지부(70)에 유지된 웨이퍼(W)의 피처리면을 따라서 연마 부재(101)가 이동하도록 회전 유지부(70)를 구동시키더라도 좋다. 즉, 액츄에이터(102)는 회전 유지부(70)에 유지된 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 연마 부재(101)를 상대적으로 이동시키더라도 좋다.
센서(103)는 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마 진행에 따라 변화되는 물리량을 취득하도록 구성되어 있다. 센서(103)는, 예컨대 액츄에이터(102)에 의한 연마 부재(101)의 회전수, 액츄에이터(102)가 연마 부재(101)를 회전구동시킬 때에 액츄에이터(102)에 흐르는 전류량, 연마 부재(101)의 진동수, 연마 부재(101)에 의해서 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마할 때에 연마 부재(101)와 웨이퍼(W)의 피처리면의 사이에 생기는 마찰음의 주파수, 이 마찰음의 음량 등을 취득 가능하게 구성되어 있다. 센서(103)는 회전 유지부(70)의 진동수를 취득 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 센서(103)에 의해서 취득된 물리량의 데이터는 컨트롤러(10)에 출력된다.
[컨트롤러의 구성]
컨트롤러(10)는, 도 8에 도시된 것과 같이, 기능 모듈로서 판독부(M1)와 기억부(M2)와 처리부(M3)와 지시부(M4)를 갖는다. 이들 기능 모듈은, 컨트롤러(10)의 기능을 편의상 복수의 모듈로 구획한 것에 지나지 않으며, 컨트롤러(10)를 구성하는 하드웨어가 이러한 모듈로 나뉘어져 있음을 반드시 의미하는 것은 아니다. 각 기능 모듈은, 프로그램의 실행에 의해 실현되는 것에 한정되지 않고, 전용의 전기 회로(예컨대 논리 회로) 또는 이것을 집적한 집적 회로(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)에 의해 실현되는 것이라도 좋다.
판독부(M1)는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체(RM)로부터 프로그램을 읽어들인다. 기록 매체(RM)는 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 동작시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 기록 매체(RM)로서는 예컨대 반도체 메모리, 광 기록 디스크, 자기 기록 디스크, 광자기 기록 디스크라도 좋다.
기억부(M2)는 다양한 데이터를 기억한다. 기억부(M2)는, 예컨대 판독부(M1)에서 기록 매체(RM)로부터 독출한 프로그램, 카메라(52a)에서 촬상된 촬상 화상 데이터, 센서(103)에서 취득된 물리량의 데이터 외에, 웨이퍼(W)를 처리할 때의 각종 데이터(소위 처리 레시피), 외부 입력 장치(도시하지 않음)를 통해 오퍼레이터로부터 입력된 설정 데이터 등을 기억한다.
처리부(M3)는 각종 데이터를 처리한다. 처리부(M3)는, 예컨대 기억부(M2)에 기억되어 있는 각종 데이터에 기초하여, 액처리 유닛(U1)(예컨대 회전부(21), 유지부(22), 펌프(32), 밸브(33) 등), 열처리 유닛(U2), 검사 유닛(U3)(예컨대 유지대(51a), 액츄에이터(51b, 51c), 카메라(52a) 등) 및 연마 유닛(U4)(예컨대 회전부(71), 유지부(72), 펌프(92), 밸브(93), 액츄에이터(102) 등)을 동작시키기 위한 동작 신호를 생성한다. 처리부(M3)는, 카메라(52a)에서 촬상된 촬상 화상의 데이터에 기초하여, 연마 부재(101)에 의한 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마 조건을 설정하거나 또는 변경한다. 처리부(M3)는, 센서(103)에서 취득된 물리량의 데이터에 기초하여, 연마 부재(101)에 의한 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마 조건을 설정하거나 또는 변경한다.
지시부(M4)는 처리부(M3)에서 생성된 동작 신호를 각종 장치에 송신한다.
컨트롤러(10)의 하드웨어는 예컨대 하나 또는 복수의 제어용 컴퓨터에 의해 구성된다. 컨트롤러(10)는, 하드웨어 상의 구성으로서, 예컨대 도 9에 도시되는 회로(10A)를 갖는다. 회로(10A)는 전기 회로 요소(circuitry)로 구성되어 있어도 좋다. 회로(10A)는, 구체적으로는 프로세서(10B)와 메모리(10C)(기억부)와 스토리지(10D)(기억부)와 드라이버(10E)와 입출력 포트(10F)를 갖는다. 프로세서(10B)는, 메모리(10C) 및 스토리지(10D)의 적어도 한 쪽과 협동하여 프로그램을 실행하고, 입출력 포트(10F)를 통한 신호의 입출력을 실행함으로써, 상술한 각 기능 모듈을 구성한다. 메모리(10C) 및 스토리지(10D)는 기억부(M2)로서 기능한다. 드라이버(10E)는 기판 처리 시스템(1)의 각종 장치를 각각 구동하는 회로이다. 입출력 포트(10F)는, 드라이버(10E)와 기판 처리 시스템(1)의 각종 장치(예컨대 회전부(21, 71), 유지부(22, 72), 펌프(32, 42, 92), 밸브(33, 43, 93), 유지대(51a), 액츄에이터(51b, 51c, 102), 카메라(52a), 센서(103) 등)의 사이에서 신호의 입출력을 행한다.
본 실시형태에서는, 기판 처리 시스템(1)은 하나의 컨트롤러(10)를 구비하고 있지만, 복수의 컨트롤러(10)로 구성되는 컨트롤러군(제어부)을 구비하고 있어도 좋다. 기판 처리 시스템(1)이 컨트롤러군을 구비하고 있는 경우에는, 상기한 기능모듈이 각각 하나의 컨트롤러(10)에 의해서 실현되고 있어도 좋고, 2개 이상의 컨트롤러(10)의 조합에 의해서 실현되고 있어도 좋다. 컨트롤러(10)가 복수의 컴퓨터(회로(10A))로 구성되어 있는 경우에는, 상기한 기능 모듈이 각각 하나의 컴퓨터(회로(10A))에 의해서 실현되고 있어도 좋고, 2개 이상의 컴퓨터(회로(10A))의 조합에 의해서 실현되고 있어도 좋다. 컨트롤러(10)는 복수의 프로세서(10B)를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 상기한 기능 모듈이 각각 하나의 프로세서(10B)에 의해서 실현되고 있어도 좋고, 2개 이상의 프로세서(10B)의 조합에 의해서 실현되고 있어도 좋다.
[웨이퍼 처리 방법]
이어서 도 10을 참조하여 웨이퍼(W)의 처리 방법(기판 처리 방법)에 관해서 설명한다. 이하에서는, 처리 모듈(15)에서, 요철 패턴(P)을 갖는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 SOC막을 형성하는 경우의 처리에 관해서 설명하지만, 다른 막의 경우에도 웨이퍼(W)를 같은 식으로 처리하여도 좋다. 다른 막으로서는, 예컨대 SOG(Spin On Glass)막, 레지스트막, 자기 조직적 리소그래피 기술에 이용되는 블록 공중합체의 도포막 등을 들 수 있다.
우선, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 요철 패턴(P)을 갖는 웨이퍼(W)(도 11의 (a) 참조)를 검사 유닛(U3)에 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 유지 구동부(51)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지대(51a)로 유지하면서 가이드 레일(51d)의 일단 측에서 타단 측으로 반송한다. 이 때 동시에, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 촬상부(52)를 제어하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 촬상한다(도 10의 단계 S11 참조). 카메라(52a)에서 촬상된 촬상 화상의 데이터는 컨트롤러(10)의 기억부(M2)에 기억된다. 이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 피처리면의 초기 상태(후술하는 반고화막(R)이 존재하고 있지 않은 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 상태)가 취득된다(제1 처리; 제1 공정).
이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 검사 유닛(U3)에서 액처리 유닛(U1)으로 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 회전 유지부(20)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지부(22)에 유지시킴과 더불어 회전부(21)에 의해서 미리 정해진 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)는, 펌프(32), 밸브(33) 및 노즐(34)(보다 자세히는 노즐(34)을 구동하는 구동부)을 제어하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대하여 처리액(L1)(레지스트액)을 노즐(34)로부터 토출하여, 고화하지 않은 상태의 도포막(미고화막)을 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 형성한다. 이어서, 미고화막에 포함되는 용제가 휘발되어 미고화막이 반고화막(R)으로 될 때까지 웨이퍼(W)를 정치한다(도 10의 단계 S12 및 도 11의 (b) 참조; 제2 처리; 제2 공정). 또한 이 때, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 액처리 유닛(U1)에서 열처리 유닛(U2)으로 반송하고, 열처리 유닛(U2)에서 웨이퍼(W)를 가열함으로써 미고화막을 반고화막으로 하여도 좋다. 반고화막(R)의 경도는 연마 부재(101)의 경도보다도 낮다.
이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 연마 유닛(U4)에 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 회전 유지부(70)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지부(72)에 유지시킴과 더불어 회전부(71)에 의해서 미리 정해진 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 또한, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 액 공급부(90)를 제어하여, 웨이퍼의 피처리면(반고화막(R)의 표면)에 첨가액(L3)을 공급하게 한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)가 회전하면서 웨이퍼(W)의 피처리면이 첨가액(L3)으로 젖은 상태가 된다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 연마부(100)를 제어하여, 연마 부재(101)를 웨이퍼(W)의 피처리면과 접촉시킨 상태에서 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재(101)를 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 이동시켜, 연마 부재(101)에 의해 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마시킨다(도 10의 단계 S13 참조; 제3 처리; 제3 공정).
여기서, 연마 조건으로서는, 예컨대
(1) 연마 부재(101)가 웨이퍼(W)의 피처리면을 누르는 압력,
(2) 연마 부재(101)의 회전수,
(3) 웨이퍼(W)의 회전수,
(4) 연마 부재(101)에 의한 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마 시간,
(5) 연마 부재(101)의 경도,
(6) 첨가액(L3)의 유량
등을 들 수 있다. 연마 조건 1에 관해서, 압력이 높을수록 연마 부재(101)에 의한 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마가 촉진된다. 연마 조건 2, 3에 관해서, 회전수가 높을수록 연마 부재(101)에 의한 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마가 촉진된다. 연마 조건 4에 관해서, 연마 시간이 길수록 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마가 촉진된다. 연마 조건 5에 관해서, 연마 부재(101)의 경도가 높을수록 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마가 촉진된다. 연마 조건 6에 관해서, 유량이 많을수록 연마 부재(101)의 보수량(保水量)이 높아지기 때문에 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마가 촉진된다. 또한, 초기 연마 조건은, 근소하게 연마 부족으로 되는 조건으로 설정해 두면, 재차 반고화막(R)의 형성 처리(자세한 것은 후술한다)를 할 필요가 없게 되기 때문에 바람직하다.
이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 연마 유닛(U4)에서 검사 유닛(U3)으로 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 유지 구동부(51)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지대(51a)로 유지하면서 가이드 레일(51d)의 일단 측에서 타단 측으로 반송한다. 이 때 동시에, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 촬상부(52)를 제어하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 촬상한다(도 10의 단계 S14 참조). 카메라(52a)에서 촬상된 촬상 화상의 데이터는 컨트롤러(10)의 기억부(M2)에 기억된다. 이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 피처리면의 처리 상태(연마 처리가 행해진 후에서의 웨이퍼(W)의 피처리면의 상태)가 취득된다(제4 처리; 제4 공정).
이어서, 컨트롤러(10)(처리부(M3))는, 단계 S11에서 취득한 초기 상태의 촬상 화상 데이터와 단계 S14에서 취득한 처리 상태의 촬상 화상 데이터에 기초하여, 연마 부족인지 여부를 판정한다(도 10의 단계 S15 참조; 제5 처리; 제5 공정). 여기서 연마 부족이란, 도 12에 도시된 것과 같이, 웨이퍼(W)의 요철 패턴(P) 중 볼록부의 표면에 반고화막(R)이 잔존하고 있는 경우를 말한다. 컨트롤러(10)(처리부(M3))는, 예컨대 처리 상태의 촬상 화상 데이터에서의 각 화소의 휘도치를 초기 상태의 촬상 화상 데이터에서의 각 화소의 휘도치로 감산하여 보정 화상을 생성하고, 이 보정 화상에서의 콘트라스트차 등에 기초하여, 웨이퍼(W)의 요철 패턴(P) 중 볼록부의 표면에 반고화막(R)이 잔존하고 있는지 여부를 판정한다.
컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의한 판정 결과, 연마 부족인 경우(도 10의 단계 S15에서 YES), 컨트롤러(10)(처리부(M3))는 연마 조건을 초기 연마 조건과는 상이한 추가 연마 조건으로 변경한다(도 10의 단계 S16). 구체적으로는 컨트롤러(10)(처리부(M3))는, 잔존한 반고화막(R)의 크기(예컨대 면적, 두께 등)에 기초하여, 그 잔존한 반고화막(R)을 제거할 수 있는 연마 조건을 추가 연마 조건으로서 설정한다.
그 후, 단계 S13으로 되돌아가 웨이퍼(W)의 처리가 행해진다. 구체적으로는, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 검사 유닛(U3)에서 연마 유닛(U4)으로 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 회전 유지부(70)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지부(72)에 유지시킴과 더불어 회전부(71)에 의해서 미리 정해진 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 또한, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 액 공급부(90)를 제어하여, 웨이퍼의 피처리면(반고화막(R)의 표면)에 첨가액(L3)을 공급하게 한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)가 회전하면서 웨이퍼(W)의 피처리면이 첨가액(L3)으로 젖은 상태가 된다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 연마부(100)를 제어하여, 연마 부재(101)를 웨이퍼(W)의 피처리면과 접촉시킨 상태에서 추가 연마 조건에 기초하여 연마 부재(101)를 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 이동시켜, 연마 부재(101)에 의해 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마시킨다(제6 처리; 제6 공정). 그 후에는 단계 S14 이하의 처리가 순차 실행된다.
한편, 컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의한 판정 결과, 연마 부족이 아닌 경우(도 10의 단계 S15에서 NO), 단계 S11에서 취득한 초기 상태의 촬상 화상 데이터와 단계 S14에서 취득한 처리 상태의 촬상 화상 데이터에 기초하여, 연마 과잉인지 여부를 판정한다(도 10의 단계 S17 참조; 제5 처리; 제5 공정). 여기서, 연마 과잉이란, 도 13에 도시된 것과 같이, 웨이퍼(W)의 요철 패턴(P) 중 오목부에 반고화막(R)이 충전되어 있지 않은 경우를 말한다. 컨트롤러(10)(처리부(M3))는, 예컨대 처리 상태의 촬상 화상 데이터에서의 각 화소의 휘도치를 초기 상태의 촬상 화상 데이터에서의 각 화소의 휘도치로 감산하여 보정 화상을 생성하고, 이 보정 화상에서의 콘트라스트차 등에 기초하여, 웨이퍼(W)의 요철 패턴(P) 중 오목부에 반고화막(R)이 충전되어 있는지 여부를 판정한다.
컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의한 판정 결과, 연마 과잉인 경우(도 10의 단계 S17에서 YES), 컨트롤러(10)(처리부(M3))는 연마 조건을 초기 연마 조건과는 상이한 재연마 조건으로 변경한다(도 10의 단계 S18). 구체적으로는, 컨트롤러(10)(처리부(M3))는, 웨이퍼(W)의 피처리면이 초기 연마 조건보다도 연마되기 어려운 연마 조건을 재연마 조건으로서 설정한다.
그 후, 단계 S12로 되돌아가 웨이퍼(W)의 처리가 행해진다. 구체적으로는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 연마 유닛(U4)에서 액처리 유닛(U1)으로 반송하여, 웨이퍼(W)의 피처리면에 반고화막(R)을 재차 형성한다(제7 처리; 제7 공정).
이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 액처리 유닛(U1)에서 연마 유닛(U4)으로 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 회전 유지부(70)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 유지부(72)에 유지시킴과 더불어 회전부(71)에 의해서 미리 정해진 회전수로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 또한, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 액 공급부(90)를 제어하여, 웨이퍼의 피처리면(반고화막(R)의 표면)에 첨가액(L3)을 공급하게 한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)가 회전하면서 웨이퍼(W)의 피처리면이 첨가액(L3)으로 젖은 상태가 된다. 이 상태에서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 연마부(100)를 제어하여, 연마 부재(101)를 웨이퍼(W)의 피처리면과 접촉시킨 상태에서 재연마 조건에 기초하여 연마 부재(101)를 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 이동시켜, 연마 부재(101)에 의해 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마시킨다(제8 처리; 제8 공정). 그 후에는 단계 S14 이하의 처리가 순차 실행된다.
한편, 컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의한 판정 결과, 연마 과잉이 아닌 경우(도 10의 단계 S17에서 NO), 연마가 적절히 행해져 연마 종료라고 판정되고, 웨이퍼(W)의 연마가 완료된다. 그 후에는, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 연마 유닛(U4)에서 열처리 유닛(U2)으로 반송하여, 열처리 유닛(U2)에서 웨이퍼(W)를 가열함으로써 반고화막(R)을 고화하여 SOC막(R1)을 형성한다(도 11의 (c) 참조). 또한, SOC막(R1)의 경도는 연마 부재(101)의 경도보다도 높다.
[작용]
이상과 같은 본 실시형태에서는, 도포막(미고화막)에 포함되는 용제가 휘발하여 도포막이 반고화막(R)으로 된 후에, 단계 S13에서, 회전 중인 웨이퍼(W)의 피처리면에 대하여 첨가액(L3)을 공급하여, 연마 부재(101) 및 상기 피처리면이 첨가액(L3)에 의해서 젖은 상태로 하면서, 연마 부재(101)가 웨이퍼(W)의 피처리면과 접촉한 상태에서, 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재(101)에 의해 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마하고 있다. 그 때문에, 연마 부재(101)에 의한 반고화막(R)의 연마 시에 있어서, 연마 부재(101) 및 웨이퍼(W)의 피처리면이 첨가액(L3)에 의해 젖은 상태로 되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 피처리면 및 요철 패턴(P)에 손상이 생기기 어렵다. 따라서, 연마액을 다량으로 이용하면서 경화막을 연마하는 화학 기계 연마 처리를 행하지 않고서 웨이퍼(W)의 피처리면이 연마된다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 피처리면을 저비용으로 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
본 실시형태에서는, 단계 S11에서, 웨이퍼(W)의 피처리면의 초기 상태를 카메라(52a)에 의해서 촬상 화상 데이터로서 취득하고 있다. 또한, 단계 S14에서, 웨이퍼(W)의 피처리면의 처리 상태(반고화막(R)의 표면 상태)를 카메라(52a)에 의해서 촬상 화상 데이터로서 취득하고 있다. 또한, 이들 초기 상태 및 처리 상태에 기초하여 연마 부족인지 여부(단계 S15) 및 연마 과잉인지 여부(단계 S17)를 판정하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 피처리면의 초기 상태가 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하기 위한 기준치로서 기능한다. 따라서, 기준치를 얻기 위해서 복수의 샘플 기판을 미리 처리하거나 할 필요가 없기 때문에, 샘플 기판을 낭비하지 않고서 기준치를 즉시 얻을 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)의 피처리면의 상태는 웨이퍼(W)마다 상이하지만, 웨이퍼(W)마다 피처리면의 초기 상태를 취득하고 있기 때문에, 연마 종료를 웨이퍼(W)마다 매우 정밀도 좋게 판정할 수 있다. 이상으로부터, 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼(W)의 연마 종료의 판정을 웨이퍼(W)마다 저비용으로 또한 고정밀도로 신속히 행하는 것이 가능하게 된다.
본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 요철 패턴(P)이 형성되어 있고, 웨이퍼(W)의 피처리면은 웨이퍼(W) 중 표면(Wa)(요철면) 측의 가장 바깥면이다. 이 경우라도, 연마 부재(101)에 의한 반고화막(R)의 연마 시에 있어서, 연마 부재(101) 및 웨이퍼(W)의 피처리면이 첨가액에 의해 젖은 상태로 되어 있기 때문에, 웨이퍼(W)의 요철 패턴(P)에 생길 수 있는 손상을 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는, 연마 부재(101)가 예컨대 폴리비닐알코올제 또는 폴리에틸렌제이다. 그 때문에, 도포막이 완전히 경화하기 전의 어느 정도 부드러운 상태의 반고화막(R)이 폴리비닐알코올제 또는 폴리에틸렌제의 연마 부재에 의해서 연마된다. 따라서, 웨이퍼(W)의 요철 패턴(P)에 생길 수 있는 손상을 보다 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는, 단계 S15에서의 판정 결과, 웨이퍼(W)의 피처리면이 연마 부족인 경우(단계 S15에서 YES), 단계 S13으로 되돌아가 추가 연마 조건에 기초하여 웨이퍼(W)의 연마를 행하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
본 실시형태에서는, 단계 S17에서의 판정 결과, 웨이퍼(W)의 피처리면이 연마 과잉인 경우(단계 S17에서 YES), 단계 S12로 되돌아가 웨이퍼(W)에 반고화막(R)을 형성함과 더불어 단계 S13에서 재연마 조건에 기초하여 웨이퍼(W)의 연마를 행하고 있다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
본 실시형태에서는 연마 부재(101)가 다공질체이다. 그 때문에, 연마 부재(101)의 흡수성이 높아지기 때문에, 단계 S13에서 첨가액(L3)이 연마 부재(101)에 흡수된다. 따라서, 연마 부재(101)에 스며든 첨가액(L3)이 웨이퍼(W)의 피처리면으로 스며나오면서 연마 부재(101)에 의해서 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마가 이루어진다. 그 결과, 연마 부재(101)에 의한 연마 시에, 웨이퍼(W)의 요철 패턴에 생길 수 있는 손상을 보다 억제할 수 있다.
[다른 실시형태]
이상, 본 개시에 따른 실시형태에 관해서 상세히 설명했지만, 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형을 상기한 실시형태에 더하여도 좋다. 예컨대, 웨이퍼(W)의 피처리면의 연마 완료를, 카메라(52a)에 의해서 취득된 촬상 화상 데이터 대신에 센서(103)에 의해서 취득된 물리량의 데이터에 기초하여 판단하여도 좋다. 구체적으로는 도 14에 도시한 것과 같은 수순으로 웨이퍼(W)를 처리하여도 좋다.
우선, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 요철 패턴(P)을 갖는 웨이퍼(W)(도 11의 (a) 참조)를 연마 유닛(U4)에 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 연마부(100)를 제어하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 물리량의 데이터를 센서(103)에 의해서 취득한다(도 14의 단계 S21 참조). 이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 피처리면의 초기 상태(반고화막(R)이 존재하고 있지 않은 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 상태)가 취득된다.
이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 연마 유닛(U4)에서 액처리 유닛(U1)으로 반송하여, 단계 S12와 마찬가지로, 웨이퍼(W)에 반고화막(R)을 형성한다(도 14의 단계 S22 참조).
이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 기판 처리 시스템(1)의 각 부를 제어하여, 웨이퍼(W)를 액처리 유닛(U1)에서 연마 유닛(U4)으로 반송한다. 이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 연마부(100)를 제어하여, 웨이퍼(W)의 피처리면의 물리량의 데이터를 센서(103)에 의해서 취득한다(도 14의 단계 S23 참조). 이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 피처리면의 중간 상태(반고화막(R)의 표면의 상태)가 취득된다(제9 처리; 제9 공정).
이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 연마부(100)를 제어하여, 웨이퍼(W)를 연마 유닛(U4)에서 액처리 유닛(U1)으로 반송하여, 단계 S13과 마찬가지로, 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재(101)에 의해서 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마한다(도 14의 단계 S24 참조).
이어서, 컨트롤러(10)(지시부(M4))는, 연마부(100)를 제어하여, 웨이퍼(W)의 피처리면의 물리량의 데이터를 센서(103)에 의해서 취득한다(도 14의 단계 S25 참조). 이렇게 해서, 웨이퍼(W)의 피처리면의 처리 상태(연마 처리가 행해진 후에 있어서의 웨이퍼(W)의 피처리면의 상태)가 취득된다.
이어서, 컨트롤러(10)(처리부(M3))는, 단계 S21에서 취득한 초기 상태의 물리량의 데이터와 단계 S23에서 취득한 중간 상태의 물리량의 데이터와 단계 S25에서 취득한 처리 상태의 물리량의 데이터에 기초하여, 연마 부족인지 여부를 판정한다(도 14의 단계 S26 참조).
컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의한 판정 결과, 연마 부족인 경우(도 14의 단계 S26에서 YES), 컨트롤러(10)(처리부(M3))는, 단계 S16과 마찬가지로, 연마 조건을 초기 연마 조건과는 상이한 추가 연마 조건으로 변경한다(도 14의 단계 S27). 그 후, 단계 S13으로 되돌아가 추가 연마 조건에 기초하여 웨이퍼(W)의 처리가 이루어진다. 그 후에는 단계 S14 이하의 처리가 순차 실행된다.
한편, 컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의한 판정 결과, 연마 부족이 아닌 경우(도 14의 단계 S26에서 NO), 단계 S21에서 취득한 초기 상태의 물리량의 데이터와 단계 S23에서 취득한 중간 상태의 물리량의 데이터와 단계 S25에서 취득한 처리 상태의 물리량의 데이터에 기초하여, 연마 과잉인지 여부를 판정한다(도 14의 단계 S28 참조).
컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의한 판정 결과, 연마 과잉인 경우(도 14의 단계 S28에서 YES), 컨트롤러(10)(처리부(M3))는 연마 조건을 초기 연마 조건과는 상이한 재연마 조건으로 변경한다(도 14의 단계 S29). 그 후, 단계 S12로 되돌아가 웨이퍼(W)의 피처리면에 반고화막(R)을 재차 형성하고, 단계 S13에서 재연마 조건에 기초하여 웨이퍼(W)의 처리가 이루어진다. 그 후에는 단계 S14 이하의 처리가 순차 실행된다.
한편, 컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의한 판정 결과, 연마 과잉이 아닌 경우(도 14의 단계 S28에서 NO), 연마가 적절히 행해져 연마 종료라고 판정되고, 웨이퍼(W)의 연마가 완료된다. 이 경우도 세 가지 상태(초기 상태, 중간 상태 및 처리 상태)에 기초하여, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 보다 정밀도 좋게 판정할 수 있다.
여기서, 센서(103)에 의해서 취득되는 물리량이 연마 부재(101)의 회전수인 경우에 관해서 설명한다. 단계 S21에서는, 연마 부재(101)는 주로 비교적 경도가 큰 웨이퍼(W)의 요철 패턴(P)에 접촉한다. 그 때문에, 연마 부재(101)와 웨이퍼(W)의 피처리면과의 마찰 저항이 비교적 커지기 때문에, 연마 부재(101)가 미리 정해진 회전수에 도달하기까지의 시간(T1)이 길어진다. 단계 S23에서는, 연마 부재(101)는 주로 비교적 경도가 작은 반고화막(R)에 접촉한다. 그 때문에, 연마 부재(101)와 웨이퍼(W)의 피처리면과의 마찰 저항이 비교적 작아지기 때문에, 연마 부재(101)가 미리 정해진 회전수에 도달하기까지의 시간(T2)이 짧아진다. 따라서, 단계 S25에서 연마 부재(101)가 미리 정해진 회전수에 도달하기까지의 시간(T3)을 취득하여 시간(T1, T2)과 비교함으로써, 연마 부족, 연마 과잉 또는 연마 종료를 판정할 수 있다. 예컨대, 시간(T1)이 시간(T3) 이상(T1≥T3)이며 또한 시간(T2)과 시간(T3)이 대략 같으면(T2=T3), 웨이퍼(W)의 피처리면에 비교적 많은 반고화막(R)이 잔존하고 있기 때문에, 연마 부족이라고 판단할 수 있다. 또한, 시간(T1)이 시간(T3)과 대략 같으면(T1=T3), 웨이퍼(W)의 피처리면에 반고화막(R)이 거의 잔존하지 않기 때문에, 연마 과잉이라고 판단할 수 있다. 한편, 연마 부족도 연마 과잉도 아니라면, 연마 종료라고 판단할 수 있다.
센서(103)에 의해서 취득되는 물리량이 연마 부재(101)를 회전시키는 액츄에이터(102)의 전류치인 경우에 관해서 설명한다. 단계 S21에서는, 연마 부재(101)는 주로 비교적 경도가 큰 웨이퍼(W)의 요철 패턴(P)에 접촉한다. 그 때문에, 연마 부재(101)와 웨이퍼(W)의 피처리면과의 마찰 저항이 비교적 커지기 때문에, 연마 부재(101)를 회전시키기 위해서 전류치(I1가) 커진다. 단계 S23에서는, 연마 부재(101)는 주로 비교적 경도가 작은 반고화막(R)에 접촉한다. 그 때문에, 연마 부재(101)와 웨이퍼(W)의 피처리면과의 마찰 저항이 비교적 작아지기 때문에, 연마 부재(101)를 회전시키기 위한 전류치(I2)가 작아진다. 따라서, 단계 S25에서 연마 부재(101)를 회전시키는 액츄에이터(102)의 전류치(I3)를 취득하여 전류치(I1, I2)와 비교함으로써, 연마 부족, 연마 과잉 또는 연마 종료를 판정할 수 있다. 예컨대, 전류치(I1)가 전류치(I3) 이상(I1≥I3)이며 또한 전류치(I2)와 전류치(I3)가 대략 같으면(I2=I3), 웨이퍼(W)의 피처리면에 비교적 많은 반고화막(R)이 잔존하고 있기 때문에, 연마 부족이라고 판단할 수 있다. 또한, 전류치(I1)가 전류치(I3)와 대략 같으면(I1=I3), 웨이퍼(W)의 피처리면에 반고화막(R)이 거의 잔존하지 않기 때문에, 연마 과잉이라고 판단할 수 있다. 한편, 연마 부족도 연마 과잉도 아니라면, 연마 종료라고 판단할 수 있다.
컨트롤러(10)(처리부(M3))에 의해서 연마 부족 또는 연마 과잉이라고 판정된 경우, 후속 웨이퍼(W)를 초기 연마 조건과는 다른 새로운 초기 연마 조건에 기초하여 연마 부재(101)에 의해서 연마하여도 좋다. 구체적으로는, 현재의 웨이퍼(W)가 연마 부족이었던 경우에는, 후속 웨이퍼(W)의 피처리면이 초기 연마 조건보다도 연마되기 쉬운 연마 조건을 새로운 초기 연마 조건으로서 설정한다. 현재의 웨이퍼(W)가 연마 과잉이었던 경우에는, 후속 웨이퍼(W)의 피처리면이 초기 연마 조건보다도 연마되기 어려운 연마 조건을 새로운 초기 연마 조건으로서 설정한다. 이 경우, 후속 웨이퍼(W)의 피처리면을 보다 정밀도 좋게 평탄화하는 것이 가능하게 된다.
상기한 실시형태에서는, 반고화막(R)이 형성된 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 수지제의 연마 부재(101)에 의해서 연마하고 있다. 그러나, 연마 대상의 막은 도포막에 한정되지 않고, 예컨대 CVD, PVD, ALD 등으로 형성된 각종 박막이라도 좋다. 또한, 연마 부재(101)의 재질은, 웨이퍼(W)와 접촉하여 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 그 때문에, 웨이퍼(W)의 피처리면을 화학 기계 연마 처리에 의해서 연마하여도 좋다.
상기한 실시형태에서는, 표면(Wa)에 요철 패턴(P)이 형성된 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마하고 있었지만, 요철 패턴(P)을 갖지 않는 웨이퍼(W), 즉 표면(Wa)이 대략 평탄한 웨이퍼(W)의 피처리면을 연마하여도 좋다.
1: 기판 처리 시스템(기판 처리 장치)
2: 도포 현상 장치(기판 처리 장치) 10: 컨트롤러(제어부)
30: 액 공급부(막 형성부, 도포액 공급부) 52: 촬상부(상태 취득부)
52a: 카메라 70: 회전 유지부
90: 액 공급부(첨가액 공급부) 100: 연마부
101: 연마 부재 102: 액츄에이터(구동부)
103: 센서(상태 취득부) L1: 처리액(도포액)
L3: 첨가액 P: 요철 패턴
R: 반고화막 R1: SOC막
RM: 기록 매체
U1: 액처리 유닛(기판 처리 장치)
U3: 검사 유닛(기판 처리 장치)
U4: 연마 유닛(기판 처리 장치) W: 웨이퍼(기판)
Wa: 표면(요철면)

Claims (23)

  1. 기판의 피처리면에 막을 형성하도록 구성된 막 형성부와,
    상기 기판의 상기 피처리면의 상태를 취득하도록 구성된 상태 취득부와,
    상기 기판의 상기 피처리면과 접촉하여 상기 피처리면을 연마하도록 구성된 연마 부재와,
    상기 연마 부재를 구동하도록 구성된 구동부와,
    상기 기판을 유지하여 회전시키도록 구성된 회전 유지부와,
    상기 기판의 상기 피처리면에 첨가액을 공급하도록 구성된 첨가액 공급부와,
    제어부를 포함하고,
    상기 막 형성부는 상기 기판의 상기 피처리면에 도포액을 공급하도록 구성되고,
    상기 제어부는,
    상기 상태 취득부를 제어하여, 상기 기판의 상기 피처리면의 초기 상태를 취득하는 제1 처리와,
    상기 제1 처리 후에 상기 회전 유지부 및 상기 막 형성부를 제어하여, 상기 기판을 회전시키면서 상기 기판의 상기 피처리면 상에 도포액을 공급하게 하여, 상기 기판 상에 도포막을 형성하는 제2 처리와,
    상기 제2 처리 후이고 또한 상기 도포막에 포함되는 용제가 휘발되어 상기 도포막이 반고화막(半固化膜)으로 된 후에, 상기 회전 유지부, 상기 구동부 및 상기 첨가액 공급부를 제어하여, 회전 중인 상기 기판의 상기 피처리면에 첨가액을 공급하게 하여 상기 연마 부재 및 상기 기판의 피처리면이 첨가액에 의해서 젖은 상태로 하면서, 초기 연마 조건에 기초하여 상기 연마 부재에 의해 상기 기판의 상기 피처리면을 연마하는 제3 처리와,
    상기 제3 처리 후에 상기 상태 취득부를 제어하여, 상기 기판의 상기 피처리면의 처리 상태를 취득하는 제4 처리와,
    상기 초기 상태 및 상기 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 제5 처리를 실행하는 것인 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판의 표면에는 요철 패턴이 형성되고,
    상기 피처리면은 상기 기판 중 요철면 측의 가장 바깥면인 것인 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연마 부재는 폴리비닐알코올 또는 폴리에틸렌으로 형성되는 것인 기판 처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연마 부재는 다공질체인 것인 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제5 처리에서의 판정 결과, 상기 기판의 상기 피처리면이 연마 부족일 때, 상기 구동부를 제어하여, 상기 초기 연마 조건과는 상이한 추가 연마 조건에 기초하여 상기 연마 부재에 의해 상기 기판의 상기 피처리면을 연마하는 제6 처리를 추가로 실행하는 것인 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제5 처리에서의 판정 결과, 상기 기판의 상기 피처리면이 연마 과잉일 때, 상기 막 형성부를 제어하여, 상기 연마 부재에 의해 상기 제3 처리에서 처리된 상기 기판과 동일한 기판의 상기 피처리면에 다른 막을 형성하는 제7 처리와,
    상기 제7 처리 후에 상기 구동부를 제어하여, 상기 초기 연마 조건과는 상이한 재연마 조건에 기초하여 상기 연마 부재에 의해 상기 기판의 상기 피처리면을 연마하는 제8 처리를 추가로 실행하는 것인 기판 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제5 처리에서의 판정 결과, 상기 기판의 상기 피처리면이 연마 부족 또는 연마 과잉일 때, 후속의 다른 기판에 대하여 상기 제1 처리∼제5 처리를 실행함에 있어서, 상기 제3 처리에서 상기 초기 연마 조건과는 상이한 새로운 초기 연마 조건에 기초하여 상기 다른 기판의 상기 피처리면을 상기 연마 부재에 의해 연마하는 것인 기판 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 상태 취득부는, 상기 기판의 상기 피처리면을 촬상하여 상기 피처리면의 촬상 화상을 취득 가능하게 구성된 카메라이고,
    상기 제어부는, 상기 제5 처리에서, 상기 제1 처리 및 제4 처리에서 상기 상태 취득부에 의해서 각각 취득된 상기 촬상 화상을 대비함으로써, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 것인 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 처리 후이며 또한 상기 제3 처리 전에 상기 상태 취득부를 제어하여, 상기 기판의 상기 피처리면의 중간 상태를 취득하는 제9 처리를 추가로 실행하고,
    상기 제5 처리에서, 상기 초기 상태, 상기 중간 상태 및 상기 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 것인 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 상태 취득부는, 상기 기판의 상기 피처리면의 연마 진행에 따라 변화되는 물리량을 취득하도록 구성된 센서이고,
    상기 제어부는, 상기 제5 처리에서, 상기 제1 처리, 제4 처리 및 제9 처리에서 상기 상태 취득부에 의해서 각각 취득된 상기 물리량을 대비함으로써, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 것인 기판 처리 장치.
  11. 기판의 피처리면의 초기 상태를 취득하는 제1 공정과,
    상기 제1 공정 후에, 상기 기판을 회전시키면서 상기 기판의 상기 피처리면에 도포액을 공급하여 상기 기판 상에 도포막을 형성하는 제2 공정과,
    상기 제2 공정 후이고 또한 상기 도포막에 포함되는 용제가 휘발되어 상기 도포막이 반고화막으로 된 후에, 회전 중인 상기 기판의 상기 피처리면에 첨가액을 공급하여 연마 부재와 상기 기판의 상기 피처리면이 첨가액에 의해 젖은 상태로 하면서, 상기 연마 부재가 상기 기판의 상기 피처리면과 접촉한 상태에서, 초기 연마 조건에 기초하여 상기 연마 부재에 의해 상기 기판의 상기 피처리면을 연마하는 제3 공정과,
    상기 제3 공정 후에, 상기 기판의 상기 피처리면의 처리 상태를 취득하는 제4 공정과,
    상기 초기 상태 및 상기 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 제5 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판의 표면에는 요철 패턴이 형성되고,
    상기 피처리면은 상기 기판 중 요철면 측의 가장 바깥면인 것인 기판 처리 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 연마 부재는 폴리비닐알코올 또는 폴리에틸렌으로 형성되는 것인 기판 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 연마 부재는 다공질체인 것인 기판 처리 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제5 공정에서의 판정 결과, 상기 기판의 상기 피처리면이 연마 부족일 때, 상기 초기 연마 조건과는 상이한 추가 연마 조건에 기초하여 상기 연마 부재에 의해 상기 기판의 상기 피처리면을 연마하는 제6 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제5 공정에서의 판정 결과, 상기 기판의 상기 피처리면이 연마 과잉일 때, 상기 연마 부재에 의해 상기 제3 공정에서 처리된 상기 기판과 동일한 기판의 상기 피처리면에 다른 막을 형성하는 제7 공정과,
    상기 제7 공정 후에, 상기 초기 연마 조건과는 상이한 재연마 조건에 기초하여 상기 연마 부재에 의해 상기 기판의 상기 피처리면을 연마하는 제8 공정을 더 포함하는 기판 처리 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제5 공정에서의 판정 결과, 상기 기판의 상기 피처리면이 연마 부족 또는 연마 과잉일 때, 후속의 다른 기판을 상기 제1 공정∼제5 공정에서 처리함에 있어서, 상기 제3 공정에서는 상기 초기 연마 조건과는 상이한 새로운 초기 연마 조건에 기초하여 상기 다른 기판의 상기 피처리면을 상기 연마 부재에 의해 연마하는 것인 기판 처리 방법.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제1 공정에서는, 상기 기판의 상기 피처리면을 촬상하여 상기 피처리면의 촬상 화상을 상기 초기 상태로서 취득하고,
    상기 제4 공정에서는, 상기 기판의 상기 피처리면을 촬상하여 상기 피처리면의 촬상 화상을 상기 처리 상태로서 취득하고,
    상기 제5 공정에서는, 상기 제1 공정 및 제4 공정에서 각각 취득한 촬상 화상을 대비함으로써, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 것인 기판 처리 방법.
  19. 제11항에 있어서, 상기 제2 공정 후이며 또한 상기 제3 공정 전에, 상기 기판의 상기 피처리면의 중간 상태를 취득하는 제9 공정을 더 포함하고,
    상기 제5 공정에서는, 상기 초기 상태, 상기 중간 상태 및 상기 처리 상태에 기초하여 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 것인 기판 처리 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 공정, 제9 공정 및 제4 공정에서는, 상기 기판의 상기 피처리면의 연마 진행에 따라 변화되는 물리량을 각각 상기 초기 상태, 상기 중간 상태 및 상기 처리 상태로서 취득하고,
    상기 제5 공정에서는, 상기 제1 공정, 제4 공정 및 제9 공정에서 각각 취득된 상기 물리량을 대비함으로써, 연마 종료, 연마 부족 또는 연마 과잉을 판정하는 것인 기판 처리 방법.
  21. 제11항에 기재된 기판 처리 방법을 기판 처리 장치에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  22. 삭제
  23. 삭제
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7012538B2 (ja) * 2018-01-11 2022-01-28 株式会社ディスコ ウエーハの評価方法
WO2019230462A1 (ja) * 2018-05-29 2019-12-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、基板処理装置、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
CN114055328B (zh) * 2022-01-18 2022-04-26 江苏九为新材料有限公司 铝合金板材抛光装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003338493A (ja) * 2002-05-21 2003-11-28 Hitachi Ltd 金属膜加工残り検査方法および金属膜加工残り検査装置およびそれを用いた薄膜デバイスの製造方法
JP2004022622A (ja) * 2002-06-13 2004-01-22 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3321894B2 (ja) 1993-05-07 2002-09-09 日本電信電話株式会社 研磨終点検出装置
JP3466374B2 (ja) 1995-04-26 2003-11-10 富士通株式会社 研磨装置及び研磨方法
JP3672685B2 (ja) * 1996-11-29 2005-07-20 松下電器産業株式会社 研磨方法及び研磨装置
JPH10163139A (ja) 1996-12-05 1998-06-19 Hitachi Ltd 形状加工方法及びその装置
US7751609B1 (en) * 2000-04-20 2010-07-06 Lsi Logic Corporation Determination of film thickness during chemical mechanical polishing
TWI313059B (ko) * 2000-12-08 2009-08-01 Sony Corporatio
JP4010903B2 (ja) * 2002-08-02 2007-11-21 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 化学的機械的研磨用スラリー
US7764377B2 (en) * 2005-08-22 2010-07-27 Applied Materials, Inc. Spectrum based endpointing for chemical mechanical polishing
JP5980476B2 (ja) * 2010-12-27 2016-08-31 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置およびポリッシング方法
JP3186533U (ja) * 2012-09-25 2013-10-10 三菱製紙株式会社 レジスト層の薄膜化装置
JP6357260B2 (ja) * 2016-09-30 2018-07-11 株式会社荏原製作所 研磨装置、及び研磨方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003338493A (ja) * 2002-05-21 2003-11-28 Hitachi Ltd 金属膜加工残り検査方法および金属膜加工残り検査装置およびそれを用いた薄膜デバイスの製造方法
JP2004022622A (ja) * 2002-06-13 2004-01-22 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法

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