TW201800180A - 基板處理裝置、基板處理方法及電腦可讀取記錄媒體 - Google Patents

基板處理裝置、基板處理方法及電腦可讀取記錄媒體

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Abstract

本發明之目的在於針對每片晶圓以高精度判定晶圓的研磨結束時點。為了達成上述目的，本發明之晶圓處理方法包含：第1步驟，其取得晶圓的被處理面的初期狀態；第2步驟，其在第1步驟之後，於晶圓上形成塗布膜；第3步驟，其在研磨構件與晶圓的被處理面接觸的狀態下，根據初期研磨條件，利用研磨構件研磨晶圓的被處理面；第4步驟，其在第3步驟之後，取得晶圓的被處理面的處理狀態；以及第5步驟，其根據初期狀態以及處理狀態判定是為研磨結束、研磨不足或研磨過度。

Description

基板處理裝置、基板處理方法及電腦可讀取記錄媒體
本案揭示內容係關於一種基板處理裝置、基板處理方法以及電腦可讀取記錄媒體。
現今技術在對基板（例如半導體晶圓）進行細微加工以製造半導體裝置時，有時會於晶圓形成薄膜。專利文獻1、2揭示了化學機械研磨（CMP，Chemical Mechanical Polishing）裝置，作為令薄膜平坦化的技術。化學機械研磨裝置，係一邊對旋轉中的晶圓的表面供給研磨液（漿料），一邊用研磨墊研磨該表面的構件。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開平6－315850號公報 [專利文獻2] 日本特開平9－150367號公報
[發明所欲解決的問題] 然而，在專利文獻1、2中，在研磨複數片基板時，對任一基板均根據相同的基準値判定基板的研磨結束時點。由於研磨時的基板的狀態在每片基板均不同，故此時，可能會在研磨結束時點的判定精度上產生差異，並在所製造的半導體裝置之間於性能上產生差異。
因此，本案揭示內容係説明可對每片基板以高精度判定基板的研磨結束時點的基板處理裝置、基板處理方法以及電腦可讀取記錄媒體。 [解決問題的手段]
本案揭示內容的其中一個態樣的基板處理裝置，包含：膜層形成部，其以於基板的被處理面形成膜層之方式構成；狀態取得部，其以取得基板的被處理面的狀態之方式構成；研磨構件，其以與基板的被處理面接觸並研磨被處理面之方式構成；驅動部，其以驅動研磨構件之方式構成；以及控制部。控制部執行：第1處理，其控制狀態取得部，取得基板的被處理面的初期狀態；第2處理，其在第1處理之後控制膜層形成部，在基板的被處理面上形成膜層；第3處理，其控制驅動部，根據初期研磨條件，利用研磨構件研磨基板的被處理面；第4處理，其在第3處理之後控制狀態取得部，取得基板的被處理面的處理狀態；以及第5處理，其根據初期狀態以及處理狀態判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
在本案揭示內容的其中一個態樣的基板處理裝置中，控制部執行：第1處理，其控制狀態取得部，取得基板的被處理面的初期狀態；第4處理，其在根據初期條件利用研磨構件研磨基板的被處理面的第3處理之後控制狀態取得部，取得基板的被處理面的處理狀態；以及第5處理，其根據初期狀態以及處理狀態判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。因此，基板的被處理面的初期狀態，發揮作為用來判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度的基準値的功能。因此，無須為了獲得基準値而預先處理複數片樣本基板等，故無須浪費樣本基板，便可直接獲得基準値。另外，雖基板的被處理面的狀態在每片基板均不同，惟由於係針對每片基板取得被處理面的初期狀態，故可對每片基板以極佳的精度判定研磨結束時點。像這樣，在本案揭示內容的其中一個態樣的基板處理裝置中，可對每片基板以低成本且高精度迅速地實行基板的研磨結束的判定。
亦可：本案揭示內容的其中一個態樣的基板處理裝置，更具備添加液供給部，其以對基板的被處理面供給添加液之方式構成；保持部，以保持基板並令其旋轉之方式構成；膜層形成部，以對基板的被處理面供給塗布液之方式構成；控制部，在第2處理中，在第1處理之後控制保持部以及膜層形成部，令基板旋轉同時對基板的被處理面供給塗布液，以在基板上形成塗布膜；在第3處理中，在塗布膜所含之溶劑揮發而塗布膜成為半固化膜之後控制保持部、驅動部以及添加液供給部，對旋轉中的基板的被處理面供給添加液，形成研磨構件以及基板的被處理面被添加液潤濕的狀態，同時根據初期研磨條件令研磨構件以及基板的其中一方相對於另一方相對性移動，以利用研磨構件研磨基板的被處理面。此時，在研磨構件研磨半固化膜時，由於形成有研磨構件以及基板的被處理面被添加液潤濕的狀態，故基板的被處理面不易產生損傷。因此，無須實行一邊大量使用研磨液一邊研磨硬化膜的化學機械研磨處理，便可研磨基板的被處理面。因此，能夠以低成本令基板的被處理面平坦化。
亦可：於基板的表面形成凹凸圖案，被處理面，係基板之中的凹凸面側的最外面。此時亦同，在研磨構件研磨半固化膜時，由於形成有研磨構件以及基板的被處理面被添加液潤濕的狀態，故可避免基板的凹凸圖案產生損傷。
研磨構件亦可為聚乙烯醇製或是聚乙烯製。此時，塗布膜完全硬化之前的處於具有某種程度之柔軟度的狀態的半固化膜，可被聚乙烯醇製或是聚乙烯製的研磨構件所研磨。因此，可更進一步避免基板的凹凸圖案產生損傷。
研磨構件亦可為多孔材料。此時，由於研磨構件的吸水性很高，故在第3處理中添加液被研磨構件所吸收。因此，可在研磨構件所吸收的添加液一邊滲出到基板的被處理面的情況下，一邊利用研磨構件研磨基板的被處理面。因此，當利用研磨構件進行研磨時，便可更進一步避免基板的凹凸圖案產生損傷。
控制部，亦可更實行第6處理，其在根據第5處理的判定結果，判定基板的被處理面研磨不足時，控制驅動部，並根據與初期研磨條件不同的追加研磨條件，利用研磨構件研磨基板的被處理面。由於當基板的被處理面研磨不足時，會根據與初期研磨條件不同的追加研磨條件再度實行基板的研磨，故能夠以更良好的精度令基板的被處理面平坦化。
控制部，亦可更實行：第7處理，其在根據第5處理的判定結果，判定基板的被處理面研磨過度時，控制膜層形成部，於與在第3處理被研磨構件進行過處理的基板相同的基板的被處理面形成另一膜層；以及第8處理，其在第7處理之後控制驅動部，根據與初期研磨條件不同的再研磨條件，利用研磨構件研磨基板的被處理面。由於當基板的被處理面研磨過度時，會於基板的被處理面形成另一膜層，然後根據與初期研磨條件不同的再研磨條件再度研磨基板，故能夠以更良好的精度令基板的被處理面平坦化。
控制部，亦可在根據第5處理的判定結果，判定基板的被處理面研磨不足或是研磨過度時，在對後續的另一基板實行第1～第5處理之際，在第3處理中根據與初期研磨條件不同的新初期研磨條件，利用研磨構件研磨另一基板的被處理面。此時，便能夠以更良好的精度令後續的基板的被處理面平坦化。
亦可：狀態取得部，係構成可拍攝基板的被處理面並取得該被處理面的拍攝影像的構造的相機，控制部，在第5處理中，藉由對比分別在第1以及第4處理由狀態取得部所取得的拍攝影像，以判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
控制部，亦可更實行第9處理，其在第2處理之後且第3處理之前控制狀態取得部，取得基板的被處理面的中間狀態，並在第5處理中，根據初期狀態、中間狀態以及處理狀態判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。此時，根據3個狀態（初期狀態、中間狀態以及處理狀態），便能夠以更良好的精度判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
亦可：狀態取得部，係以取得伴隨著基板的被處理面的研磨之進行而變化的物理量之方式構成的感測器；控制部，在第5處理中，藉由對比分別在第1、第4以及第9處理由狀態取得部所取得的物理量，以判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
本案揭示的另一態樣的基板處理方法，包含：第1步驟，其取得基板的被處理面的初期狀態；第2步驟，其在第1步驟之後，於基板上形成膜層；第3步驟，其在研磨構件與基板的被處理面接觸的狀態下，根據初期研磨條件，利用研磨構件研磨基板的被處理面；第4步驟，其在第3步驟之後，取得基板的被處理面的處理狀態；以及第5步驟，其根據初期狀態以及處理狀態，判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
本案揭示的另一態樣的基板處理方法，在第1步驟中，取得基板的被處理面的初期狀態，在第3步驟之後的第4步驟中，取得基板的被處理面的處理狀態，在第5步驟中，根據初期狀態以及處理狀態，判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。因此，基板的被處理面的初期狀態，發揮作為用來判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度的基準値的功能。因此，無須為了獲得基準値而預先處理複數片樣本基板等，故無須浪費樣本基板，便可直接獲得基準値。另外，雖基板的被處理面的狀態在每片基板不同，惟由於係針對每片基板取得被處理面的初期狀態，故可對每片基板以極佳的精度判定研磨結束時點。像這樣，在本案揭示的另一態樣的基板處理方法中，可對每片基板，以低成本且高精度迅速地實行基板的研磨結束的判定。
亦可：在第2步驟中，令基板旋轉同時對基板的被處理面供給塗布液，以在基板上形成塗布膜；在第3步驟中，在塗布膜所含之溶劑揮發而塗布膜成為半固化膜之後，對旋轉中的基板的被處理面供給添加液，形成研磨構件與基板的被處理面被添加液潤濕的狀態，同時在研磨構件與基板的被處理面接觸的狀態下，根據初期研磨條件，利用研磨構件研磨基板的被處理面。此時，在研磨構件研磨半固化膜時，由於形成有研磨構件以及基板的被處理面被添加液潤濕的狀態，故基板的被處理面不易產生損傷。因此，無須實行一邊大量使用研磨液一邊研磨硬化膜的化學機械研磨處理，便可研磨基板的被處理面。因此，能夠以低成本令基板的被處理面平坦化。
亦可：於基板的表面形成凹凸圖案，被處理面，係基板之中的凹凸面側的最外面。此時亦同，在研磨構件研磨半固化膜時，由於形成有研磨構件以及基板的被處理面被添加液潤濕的狀態，故可避免基板的凹凸圖案產生損傷。
研磨構件亦可為聚乙烯醇製或是聚乙烯製。此時，塗布膜完全硬化之前的處於具有某種程度之柔軟度的狀態的半固化膜，可被聚乙烯醇製或是聚乙烯製的研磨構件所研磨。因此，可更進一步避免基板的凹凸圖案產生損傷。
研磨構件亦可為多孔材料。此時，由於研磨構件的吸水性很高，故在第3處理中添加液被研磨構件所吸收。因此，可在研磨構件所吸收的添加液一邊滲出到基板的被處理面的情況下，一邊利用研磨構件研磨基板的被處理面。因此，當利用研磨構件進行研磨時，便可更進一步避免基板的凹凸圖案產生損傷。
本案揭示的另一態樣的基板處理方法，亦可更包含第6步驟，其在第5步驟的判定結果，判定基板的被處理面研磨不足時，根據與初期研磨條件不同的追加研磨條件，利用研磨構件研磨基板的被處理面。由於當基板的被處理面研磨不足時，會根據與初期研磨條件不同的追加研磨條件再度實行基板的研磨，故能夠以更良好的精度令基板的被處理面平坦化。
本案揭示的另一態樣的基板處理方法，亦可更包含：第7步驟，其在第5步驟的判定結果，判定基板的被處理面研磨過度時，於與在第3步驟被研磨構件進行過處理的基板相同的基板的被處理面形成另一膜層；以及第8步驟，其在第7步驟之後，根據與初期研磨條件不同的再研磨條件，利用研磨構件研磨基板的被處理面。由於當基板的被處理面研磨過度時，會於基板的被處理面形成另一膜層，然後根據與初期研磨條件不同的再研磨條件再度實行基板的研磨，故能夠以更良好的精度令基板的被處理面平坦化。
亦可在第5步驟的判定結果，判定基板的被處理面研磨不足或是研磨過度時，在以第1～第5步驟處理後續的另一基板之際，在第3步驟中根據與初期研磨條件不同的新初期研磨條件，利用研磨構件研磨另一基板的被處理面。此時，便能夠以更良好的精度令後續的基板的被處理面平坦化。
亦可：在第1步驟中，拍攝基板的被處理面以取得該被處理面的拍攝影像作為初期狀態；在第4步驟中，拍攝基板的被處理面以取得該被處理面的拍攝影像作為處理狀態；在第5步驟中，藉由對比分別在第1以及第4步驟所取得的拍攝影像，判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
本案揭示的另一態樣的基板處理方法，亦可更包含第9步驟，其在第2步驟之後且第3步驟之前，取得基板的被處理面的中間狀態；然後在第5步驟中，根據初期狀態、中間狀態以及處理狀態，判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。此時，根據3個狀態（初期狀態、中間狀態以及處理狀態），便能夠以更良好的精度判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
亦可分別在第1、第9以及第4步驟中，取得伴隨著基板的被處理面的研磨之進行而變化的物理量，作為初期狀態、中間狀態以及處理狀態，並在第5步驟中，藉由對比分別在第1、第4以及第9處理所取得的物理量，判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
本案揭示的另一態樣的電腦可讀取記錄媒體，記錄了用來令基板處理裝置執行上述的基板處理方法的程式。本案揭示的另一態樣的電腦可讀取記錄媒體，與上述的基板處理方法同樣，可對每片基板，以低成本且高精度迅速地實行基板的研磨結束的判定。在本說明書中，電腦可讀取記錄媒體，包含非暫態的媒體（non-transitory computer recording medium，非暫態電腦記錄媒體，例如各種的主記憶裝置或是輔助記憶裝置），或是傳播信號（transitory computer recording medium，暫態電腦記錄媒體，例如可透過網路提供的資料信號）。 [發明的功效]
若根據本案所揭示的基板處理裝置、基板處理方法以及電腦可讀取記錄媒體，便可針對每片基板以高精度判定基板的研磨結束時點。
以下所説明之本案所揭示的實施態樣係用來說明本發明的例示內容，本發明並非僅限於以下的內容。在以下的説明中，相同的要件或具有相同功能的要件係使用相同的符號，其重複説明省略。
［基板處理系統］ 如圖1所示的，基板處理系統1（基板處理裝置），具備：塗布顯影裝置2（基板處理裝置）、曝光裝置3，以及控制器10（控制部）。曝光裝置3，實行形成於晶圓W（基板）的表面Wa（參照圖5等）的感光性光阻膜的曝光處理（圖案曝光）。具體而言，係利用浸液曝光等方法對感光性光阻膜（感光性被膜）的曝光對象部分選擇性地照射能量線。關於能量線，可列舉出例如ArF準分子雷射、KrF準分子雷射、g線、i線，或是極紫外線（EUV，Extreme Ultraviolet）。
塗布顯影裝置2，在曝光裝置3實行曝光處理之前，實行將感光性光阻膜或是非感光性光阻膜形成於晶圓W的表面Wa的處理。塗布顯影裝置2，在曝光裝置3實行過感光性光阻膜的曝光處理之後，實行該感光性光阻膜的顯影處理。
晶圓W，可呈圓板狀，亦可圓形的一部分有缺口，亦可呈矩形、多角形等圓形以外的形狀。在本實施態樣中，關於晶圓W，係以呈矩形形狀的角形基板為例，進行説明。晶圓W，亦可為例如半導體基板、玻璃基板、遮罩基板、FPD（Flat Panel Display，平面顯示器）基板等其他各種基板。遮罩基板，例如作為曝光裝置3的初縮遮罩使用。晶圓W的直徑，亦可為例如200mm～450mm左右。在本實施態樣中，於晶圓W的表面Wa，形成有凹凸圖案P（參照圖5等）。因此，晶圓W的表面Wa為凹凸面。
如圖1～圖4所示的，塗布顯影裝置2，具備：載運區塊4、處理區塊5，以及介面區塊6。載運區塊4、處理區塊5以及介面區塊6，在水平方向上並排。
載運區塊4，如圖1、圖3以及圖4所示的，具有載置站12以及搬入搬出部13。載置站12支持複數個載體11。載體11，以密封狀態收納至少一個晶圓W。於載體11的側面11a，設置了用來送入或送出晶圓W用的開閉門（圖中未顯示）。載體11，以側面11a面向搬入搬出部13側且可隨意裝卸的方式，設置在載置站12上。
搬入搬出部13，位在載置站12以及處理區塊5之間。搬入搬出部13，具有複數個開閉門13a。當載體11被載置在載置站12上時，係形成載體11的開閉門面向開閉門13a的狀態。藉由令開閉門13a以及側面11a的開閉門同時開放，載體11內部與搬入搬出部13內部便連通。搬入搬出部13，內建了傳遞臂A1。傳遞臂A1，從載體11取出晶圓W並傳遞到處理區塊5，或從處理區塊5接收晶圓W並送回載體11內。
處理區塊5，如圖1以及圖2所示的，具有處理模組14～17。處理模組14～17，從地板側開始依照處理模組17、處理模組14、處理模組15、處理模組16的順序並排。處理模組14、16、17，如圖3所示的，具有液體處理單元U1以及熱處理單元U2。處理模組15，如圖4所示的，具有：液體處理單元U1（基板處理裝置）、熱處理單元U2、檢査單元U3（基板處理裝置），以及研磨單元U4（基板處理裝置）。
液體處理單元U1，以將各種處理液供給到晶圓W的表面Wa之方式構成（詳細內容容後敘述）。熱處理單元U2，以利用例如熱板將晶圓W加熱並利用例如冷卻板將加熱後的晶圓W冷卻而實行熱處理之方式構成。檢査單元U3，以拍攝晶圓W的表面Wa之方式構成（詳細內容容後敘述）。研磨單元U4，以研磨晶圓W的表面Wa（凹凸面）側的被處理面之方式構成。
處理模組14，係以在晶圓W的表面Wa上形成下層膜之方式構成的下層膜形成模組（BCT模組）。處理模組14，內建了將晶圓W搬運到各單元U1、U2的搬運臂A2（參照圖2以及圖3）。處理模組14的液體處理單元U1，將下層膜形成用的塗布液塗布在晶圓W的表面Wa上以形成塗布膜。處理模組14的熱處理單元U2，實行用來形成下層膜的各種熱處理。關於熱處理的具體例，可列舉出令塗布膜硬化以形成下層膜的加熱處理。關於下層膜，可列舉出例如反射防止（SiARC）膜。
處理模組15，係以在下層膜上形成中間膜之方式構成的中間膜（硬遮罩）形成模組（HMCT模組）。處理模組15，內建了將晶圓W搬運到各單元U1～U4的搬運臂A3（參照圖2以及圖4）。處理模組15的液體處理單元U1，將中間膜形成用的塗布液塗布在下層膜上以形成塗布膜。處理模組15的熱處理單元U2，實行用來形成中間膜的各種熱處理。關於熱處理的具體例，可列舉出令塗布膜硬化以形成中間膜的加熱處理。關於中間膜，可列舉出例如SOC（Spin On Carbon，旋塗碳）膜、非晶碳膜。
處理模組16，係以將具有熱硬化性的光阻膜形成在中間膜上之方式構成的光阻膜形成模組（COT模組）。處理模組16，內建了將晶圓W搬運到各單元U1、U2的搬運臂A4（參照圖2以及圖3）。處理模組16的液體處理單元U1，將光阻膜形成用的塗布液（光阻液）塗布在中間膜上以形成塗布膜。處理模組16的熱處理單元U2，實行用來形成光阻膜的各種熱處理。關於熱處理的具體例，可列舉出令塗布膜硬化以形成光阻膜的加熱處理（PAB，Pre Applied Bake，預烤）。
處理模組17，係以對經過曝光的光阻膜實行顯影處理之方式構成的顯影處理模組（DEV模組）。處理模組17，內建了將晶圓W搬運到各單元U1、U2的搬運臂A5，以及以不經過該等單元的方式搬運晶圓W的直接搬運臂A6（參照圖2以及圖3）。處理模組17的顯影單元，對曝光後的光阻膜供給顯影液，以令光阻膜顯影。處理模組17的液體處理單元U1，對顯影後的光阻膜供給沖洗液，以將光阻膜的溶解成分與顯影液一併沖掉。藉此，光阻膜的一部分被除去，而形成光阻圖案。處理模組17的熱處理單元U2，實行伴隨顯影處理的各種熱處理。關於熱處理的具體例，可列舉出顯影處理前的加熱處理（PEB，Post Exposure Bake，曝後烤）、顯影處理後的加熱處理（PB，Post Bake，後烘烤）等。
在處理區塊5內的載運區塊4側，如圖2以及圖3所示的，設置了棚台單元U10。棚台單元U10，從地板設置到處理模組15，並區隔成在上下方向上並排的複數個單位。在棚台單元U10的附近設置了升降臂A7。升降臂A7，令晶圓W在棚台單元U10的各單位之間升降。
在處理區塊5內的介面區塊6側，設置了棚台單元U11。棚台單元U11，從地板設置到處理模組17的上部，並區隔成在上下方向上並排的複數個單位。
介面區塊6，內建了傳遞臂A8，並與曝光裝置3連接。傳遞臂A8，以將棚台單元U11的晶圓W取出並傳遞給曝光裝置3或從曝光裝置3接收晶圓W並送回棚台單元U11之方式構成。
控制器10，控制基板處理系統1的一部分或是整體。關於控制器10的詳細內容容後敘述。
［液體處理單元的構造］ 接著，參照圖5，針對液體處理單元U1更進一步詳細説明。液體處理單元U1，具備：旋轉保持部20、液體供給部30（膜層形成部、塗布液供給部），以及液體供給部40（溶劑供給部）。
旋轉保持部20，具有旋轉部21以及保持部22。旋轉部21，具有向上方突出的軸部23。旋轉部21，以例如電動馬達等為動力源，根據來自控制器10的指示，令軸部23旋轉。保持部22，設置在軸部23的前端部。晶圓W配置在保持部22上。保持部22，根據來自控制器10的指示，利用例如吸附等方式，令晶圓W保持大略水平。亦即，旋轉保持部20，在晶圓W的態勢為大略水平的狀態下，令晶圓W繞與晶圓W的表面Wa垂直的軸（旋轉軸）旋轉。在本實施態樣中，旋轉軸，通過呈圓形形狀的晶圓W的中心，故亦為中心軸。在本實施態樣中，如圖5所示的，旋轉保持部20，令晶圓W以從上方觀察時為順時鐘的方式旋轉。
液體供給部30，以對晶圓W的被處理面供給處理液L1之方式構成。在處理模組14～16中，處理液L1，係用來形成下層膜、中間膜或是光阻膜的各種塗布液。此時，液體供給部30，發揮作為塗布液供給部的功能。在處理模組17中，處理液L1係顯影液。此時，液體供給部30，發揮作為顯影液供給部的功能。另外，在本說明書中，所謂晶圓W的被處理面，係指晶圓W的表面Wa側的最外面，當在晶圓W的表面Wa上並未設置膜層等時為該表面Wa，當於晶圓W的表面Wa設置了膜層等時為該膜層等的表面。
液體供給部30，具有：液源31、泵32、閥門33、噴嘴34，以及配管35。液源31，發揮作為處理液L1的供給源的功能。泵32，根據來自控制器10的指示從液源31吸引處理液L1，並透過配管35以及閥門33送到噴嘴34。閥門33，根據來自控制器10的指示開啟或關閉。噴嘴34，以吐出口面向晶圓W的表面Wa的方式配置在晶圓W的上方。噴嘴34，可將從泵32送過來的處理液L1吐出到晶圓W的被處理面。噴嘴34，構成可藉由圖中未顯示的驅動部往水平方向以及上下方向移動的構造。該驅動部，根據來自控制器10的指示令噴嘴34移動。配管35，從上游側開始依序連接液源31、泵32、閥門33以及噴嘴34。
液體供給部40，以對晶圓W的被處理面供給處理液L2之方式構成。在處理模組14～16中，處理液L2，係用來將下層膜、中間膜或是光阻膜從晶圓W除去的各種有機溶劑。此時，液體供給部40，發揮作為溶劑供給部的功能。在處理模組17中，處理液L2係沖洗液。此時，液體供給部40，發揮作為沖洗液供給部的功能。
液體供給部40，具有：液源41、泵42、閥門43、噴嘴44，以及配管45。液源41，發揮作為處理液L2的供給源的功能。泵42，根據來自控制器10的指示從液源41吸引處理液L2，並透過配管45以及閥門43送到噴嘴44。閥門43，根據來自控制器10的指示開啟或關閉。噴嘴44，以吐出口面向晶圓W的表面Wa的方式配置在晶圓W的上方。噴嘴44，可將從泵42送過來的處理液L2吐出到晶圓W的被處理面。噴嘴44，構成可藉由圖中未顯示的驅動部往水平方向以及上下方向移動的構造。該驅動部，根據來自控制器10的指示令噴嘴44移動。配管45，從上游側開始依序連接液源41、泵42、閥門43以及噴嘴44。
［檢査單元的構造］ 接著，參照圖6，針對檢査單元U3更進一步詳細進行説明。檢査單元U3，具有：框體50，還有配置在框體50內的保持驅動部51以及拍攝部52（狀態取得部）。
保持驅動部51，包含：保持台51a、致動器51b、51c，以及引導軌道51d。保持台51a，利用例如吸附等方式令晶圓W保持大略水平。致動器51b，例如為電動馬達，其驅動保持台51a旋轉。致動器51c，例如為線性致動器，其令保持台51a沿著引導軌道51d移動。亦即，致動器51c，根據控制器10的指示，在引導軌道51d的一端側與另一端側之間搬運保持台51a所保持的晶圓W。引導軌道51d，在框體50內線狀（例如直線狀）延伸。
拍攝部52，包含：相機52a、半鏡52b，以及光源52c。相機52a，例如為廣角型的CCD相機。相機52a，安裝於框體50的側壁。相機52a，與半鏡52b互相對向。相機52a，根據控制器10的指示實行拍攝，並將拍攝影像的資料發送到控制器10。
半鏡52b，以相對於水平方向大略45°傾斜的狀態，安裝於框體50的頂板壁部。半鏡52b，位在引導軌道51d的中間部分的上方。光源52c，位在半鏡52b的上方。從光源52c射出的光，通過半鏡52b向下方（引導軌道51d側）照射。通過半鏡52b的光，被位於半鏡52b的下方的物體所反射之後，再被半鏡52b所反射，並射入相機52a。亦即，相機52a，可透過半鏡52b，拍攝存在於光源52c的照射區域的物體。當晶圓W藉由保持驅動部51沿著引導軌道51d移動時，拍攝部52可拍攝晶圓W的被處理面。換言之，拍攝部52，取得該被處理面的拍攝影像作為晶圓W的被處理面的狀態。另外，控制器10，亦可藉由處理拍攝影像資料，以檢測出存在於晶圓W的被處理面的膜層的膜厚等。
［研磨單元的構造］ 接著，參照圖7，針對研磨單元U4更進一步詳細進行説明。研磨單元U4，具備：框體60，還有配置在框體60內的旋轉保持部70、杯具80、液體供給部90（添加液供給部）以及研磨部100。
旋轉保持部70，具有旋轉部71以及保持部72。旋轉部71，具有朝上方突出的軸部73。旋轉部71，以例如電動馬達等作為動力源，並根據來自控制器10的指示令軸部73旋轉。保持部72，設置在軸部73的前端部。晶圓W配置在保持部72上。保持部72，根據來自控制器10的指示，利用例如吸附等方式令晶圓W保持大略水平。亦即，旋轉保持部70，在晶圓W的態勢為大略水平的狀態下，令晶圓W繞與晶圓W的表面Wa垂直的軸（旋轉軸）旋轉。在本實施態樣中，旋轉軸，通過呈圓形形狀的晶圓W的中心，故亦為中心軸。在本實施態樣中，如圖7所示的，旋轉保持部70，令晶圓W以從上方觀察時為順時鐘的方式旋轉。
杯具80，設置在旋轉保持部70的周圍。當晶圓W旋轉時，從液體供給部90供給到晶圓W的表面的添加液被甩到周圍而滴落，杯具80，以承接並擋住該滴落之洗淨液之方式構成。杯具80，具有液體承接部81以及傾斜部82。液體承接部81，呈有底圓筒形狀。在液體承接部81的內部設置了分隔壁83，液體承接部81的內部被分隔壁83區隔成外側區域與內側區域。在對應液體承接部81的底壁之中的外側區域的部分，設置了將液體排出的排液管84。在對應液體承接部81的底壁之中的內側區域的部分，設置了將處理氣體排出的排氣管85。傾斜部82，與液體承接部81的上端設置成一體。
液體供給部90，以對晶圓W的被處理面供給添加液L3之方式構成。添加液L3，例如為純水。
液體供給部90，具有：液源91、泵92、閥門93、噴嘴94，以及配管95。液源91，發揮作為添加液L3的供給源的功能。泵92，根據來自控制器10的指示從液源91吸引添加液L3，並透過配管95以及閥門93送到噴嘴94。閥門93，根據來自控制器10的指示開啟或關閉。噴嘴94，以吐出口面向晶圓W的表面Wa的方式配置在晶圓W的上方。噴嘴94，可將從泵92送過來的添加液L3吐出到晶圓W的被處理面。噴嘴94，構成可藉由圖中未顯示的驅動部往水平方向以及上下方向移動的構造。該驅動部，根據來自控制器10的指示令噴嘴94移動。配管95，從上游側開始依序連接液源91、泵92、閥門93以及噴嘴94。
研磨部100，具有：研磨構件101、致動器102（驅動部），以及感測器103（狀態取得部）。研磨構件101，以與晶圓W的被處理面接觸並研磨晶圓W的被處理面之方式構成。研磨構件101，亦可呈大略圓柱形狀。研磨構件101的直徑，例如為65mm左右，其底面平坦。研磨構件101，亦可為樹脂製，亦可為例如聚乙烯醇（PVA）製或是聚乙烯製。研磨構件101，亦可為多孔材料。
聚乙烯醇，其吸水性優異。聚乙烯醇，相較於聚氨酯、油鞣革等摩擦阻力較高，故研磨能力較優異。聚乙烯醇，係由碳、氫以及氧所構成，與例如上述的SOC膜的構造成分以及組成近似。聚乙烯醇的硬度較低。
聚乙烯，雖比起聚乙烯醇而言吸水性較差，惟藉由被添加液L3潤濕，其摩擦阻力以及相對於晶圓W的密合性會提高。聚乙烯，係由碳、氫以及氧所構成，與例如上述的SOC膜的構造成分以及組成近似。當研磨構件101為聚乙烯製時，即使添加液L3的量很多仍可獲得充分的研磨能力。聚乙烯的密度，亦可為例如0.942以上的高密度聚乙烯。高密度聚乙烯的硬度較高。因此，高密度聚乙烯的研磨能力很優異。
致動器102，以研磨構件101沿著旋轉保持部70所保持之晶圓W的被處理面移動的方式驅動研磨構件101。致動器102，根據來自控制器10的指示令研磨構件101往水平方向以及上下方向移動。致動器102，根據來自控制器10的指示驅動研磨構件101旋轉。致動器102，亦能夠以研磨構件101沿著旋轉保持部70所保持之晶圓W的被處理面移動的方式驅動旋轉保持部70。亦即，致動器102，亦可令研磨構件101與旋轉保持部70所保持之晶圓W的被處理面進行相對性移動。
感測器103，以取得隨著晶圓W的被處理面的研磨之進行而變化的物理量之方式構成。感測器103，構成可取得例如致動器102所致之研磨構件101的轉速、致動器102驅動研磨構件101旋轉時流過致動器102的電流量、研磨構件101的振動頻率、利用研磨構件101研磨晶圓W的被處理面時研磨構件101與晶圓W的被處理面之間所產生的摩擦聲音的頻率、該摩擦音的音量等的構造。感測器103，亦可構成可取得旋轉保持部70的振動頻率的構造。感測器103所取得之物理量的資料，輸出到控制器10。
［控制器的構造］ 控制器10，如圖8所示的，作為功能模組，具有：讀取部M1、記憶部M2、處理部M3，以及指示部M4。該等功能模組，僅係為了方便而將控制器10的功能區分成複數個模組，並非意味著構成控制器10的硬體必須區分成該等模組。各功能模組，不限於藉由執行程式而實現之，亦可藉由專用的電子電路（例如邏輯電路）或是該等電路的積體電路（ASIC，Application Specific Integrated Circuit，特殊應用積體電路）而實現之。
讀取部M1，從電腦可讀取記錄媒體RM讀取程式。記錄媒體RM，記錄了用來令基板處理系統1的各部位動作的程式。作為記錄媒體RM，例如，亦可為半導體記憶體、光學記錄碟片、磁性記錄碟片、磁光複合式記錄碟片。
記憶部M2，記憶各種資料。記憶部M2，例如，除了讀取部M1從記錄媒體RM所讀取到的程式、相機52a所拍攝到的拍攝影像資料、感測器103所取得的物理量的資料之外，更記憶處理晶圓W時的各種資料（所謂的處理配方）、操作者透過外部輸入裝置（圖中未顯示）所輸入的設定資料等。
處理部M3，處理各種資料。處理部M3，例如，根據記憶部M2所記憶的各種資料，產生用來令液體處理單元U1（例如，旋轉部21、保持部22、泵32、閥門33等）、熱處理單元U2、檢査單元U3（例如，保持台51a、致動器51b、51c、相機52a等）以及研磨單元U4（例如，旋轉部71、保持部72、泵92、閥門93、致動器102等）動作的動作信號。處理部M3，根據相機52a所拍攝到的拍攝影像的資料，設定或是變更研磨構件101對晶圓W的被處理面的研磨條件。處理部M3，根據感測器103所取得的物理量的資料，設定或是變更研磨構件101對晶圓W的被處理面的研磨條件。
指示部M4，將處理部M3所產生的動作信號發送到各種裝置。
控制器10的硬體，例如由一個或是複數個控制用的電腦所構成。控制器10，在硬體上的構造，具有例如圖9所示的電路10A。電路10A，亦可由電子電路構件（circuitry）所構成。電路10A，具體而言，具有：處理器10B、記憶體10C（記憶部）、儲存部10D（記憶部）、驅動部10E，以及輸入輸出埠10F。處理器10B，與記憶體10C以及儲存部10D的至少其中一方協同運作以執行程式，藉由透過輸入輸出埠10F實行信號的輸入輸出，以構成上述的各功能模組。記憶體10C以及儲存部10D，發揮作為記憶部M2的功能。驅動部10E，係分別驅動基板處理系統1的各種裝置的電路。輸入輸出埠10F，在驅動部10E與基板處理系統1的各種裝置（例如，旋轉部21、71、保持部22、72、泵32、42、92、閥門33、43、93、保持台51a、致動器51b、51c、102、相機52a、感測器103等）之間，實行信號的輸入輸出。
在本實施態樣中，基板處理系統1，係具備一個控制器10，惟亦可具備由複數個控制器10所構成的控制器群（控制部）。當基板處理系統1具備控制器群時，上述的各功能模組，可藉由一個控制器10實現之，亦可藉由2個以上的控制器10的組合實現之。當控制器10由複數個電腦（電路10A）所構成時，上述的各功能模組，可藉由一個電腦（電路10A）實現之，亦可藉由2個以上的電腦（電路10A）的組合實現之。控制器10，亦可具有複數個處理器10B。此時，上述的各功能模組，可藉由一個處理器10B實現之，亦可藉由2個以上的處理器10B的組合實現之。
［晶圓處理方法］ 接著，參照圖10，針對晶圓W的處理方法進行説明。以下，係針對在處理模組15中，於具有凹凸圖案P的晶圓W的表面Wa形成SOC膜的態樣的處理進行説明，其他膜層的態樣亦能夠以同樣方式處理晶圓W。關於其他膜層，可列舉出例如：SOG（Spin On Glass，旋塗玻璃）膜、光阻膜、使用於自我組織微影技術的嵌段共聚物的塗布膜等。
首先，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將具有凹凸圖案P的晶圓W[參照圖11（a）]搬運到檢査單元U3。接著，控制器10（指示部M4），控制保持驅動部51，一邊以保持台51a保持晶圓W一邊將其從引導軌道51d的一端側搬運到另一端側。與此同時，控制器10（指示部M4），控制拍攝部52，拍攝晶圓W的表面Wa（參照圖10的步驟S11）。相機52a所拍攝到的拍攝影像的資料，記憶於控制器10的記憶部M2。如是，便取得晶圓W的被處理面的初期狀態（後述的半固化膜R並未存在的晶圓W的表面Wa的狀態）。
接著，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從檢査單元U3搬運到液體處理單元U1。接著，控制器10（指示部M4），控制旋轉保持部20，將晶圓W保持於保持部22，同時利用旋轉部21以既定的轉速令晶圓W旋轉。在此狀態下，控制器10，控制泵32、閥門33以及噴嘴34（更詳細而言係驅動噴嘴34的驅動部），從噴嘴34將處理液L1（光阻液）吐出到晶圓W的表面Wa，於晶圓W的表面Wa形成未固化狀態的塗布膜（未固化膜）。接著，令晶圓W靜置，直到未固化膜所含之溶劑揮發而未固化膜成為半固化膜R為止[參照圖10的步驟S12以及圖11（b）]。另外，此時，控制器10（指示部M4），亦可控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從液體處理單元U1搬運到熱處理單元U2，在熱處理單元U2中將晶圓W加熱，以令未固化膜成為半固化膜。半固化膜R的硬度，比研磨構件101的硬度更低。
接著，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W搬運到研磨單元U4。接著，控制器10（指示部M4），控制旋轉保持部70，將晶圓W保持於保持部72，同時利用旋轉部71以既定的轉速令晶圓W旋轉。另外，控制器10（指示部M4），控制液體供給部90，將添加液L3供給到晶圓的被處理面（半固化膜R的表面）。藉此，形成晶圓W一邊旋轉晶圓W的被處理面一邊被添加液L3潤濕的狀態。在此狀態下，控制器10（指示部M4），控制研磨部100，在令研磨構件101與晶圓W的被處理面接觸的狀態下，根據初期研磨條件令研磨構件101相對於晶圓W的被處理面移動，利用研磨構件101研磨晶圓W的被處理面（參照圖10的步驟S13）。
在此，關於研磨條件，可列舉出例如：（1）研磨構件101推壓晶圓W的被處理面的壓力、（2）研磨構件101的轉速、（3）晶圓W的轉速、（4）研磨構件101對晶圓W的被處理面的研磨時間、（5）研磨構件101的硬度、（6）添加液L3的流量等。關於研磨條件1，壓力越高越能促進研磨構件101對晶圓W的被處理面的研磨。關於研磨條件2、3，轉速越高越能促進研磨構件101對晶圓W的被處理面的研磨。關於研磨條件4，研磨時間越長越能促進對晶圓W的被處理面的研磨。關於研磨條件5，研磨構件101的硬度越高越能促進對晶圓W的被處理面的研磨。關於研磨條件6，流量越多，研磨構件101的保水量越高，越能促進對晶圓W的被處理面的研磨。另外，初期研磨條件，若設定成研磨會稍微不足的條件，便無須再度進行半固化膜R的形成處理（詳細內容容後敘述），故為較佳的態樣。
接著，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從研磨單元U4搬運到檢査單元U3。接著，控制器10（指示部M4），控制保持驅動部51，一邊以保持台51a保持晶圓W一邊將其從引導軌道51d的一端側搬運到另一端側。與此同時，控制器10（指示部M4），控制拍攝部52，拍攝晶圓W的表面Wa（參照圖10的步驟S14）。相機52a所拍攝到的拍攝影像的資料，記憶於控制器10的記憶部M2。如是，便取得晶圓W的被處理面的處理狀態（研磨處理實行後的晶圓W的被處理面的狀態）。
接著，控制器10（處理部M3），根據在步驟S11所取得之初期狀態的拍攝影像資料，以及在步驟S14所取得之處理狀態的拍攝影像資料，判定研磨是否不足（參照圖10的步驟S15）。在此，所謂研磨不足，係指如圖12所示的，於晶圓W的凹凸圖案P之中的凸部的表面殘存著半固化膜R的狀態。控制器10（處理部M3），例如，將處理狀態的拍攝影像資料的各畫素的輝度値減去初期狀態的拍攝影像資料的各畫素的輝度値以產生修正影像，並根據該修正影像的對比差等，判定於晶圓W的凹凸圖案P之中的凸部的表面是否殘存著半固化膜R。
當根據控制器10（處理部M3）的判定結果，判定為研磨不足時（在圖10的步驟S15中為YES），控制器10（處理部M3）便將研磨條件變更為與初期研磨條件不同的追加研磨條件（圖10的步驟S16）。具體而言，控制器10（處理部M3），根據所殘存之半固化膜R的大小（例如面積、厚度等），將可除去該殘存之半固化膜R的研磨條件設定為追加研磨條件。
之後，回到步驟S13，實行晶圓W的處理。具體而言，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從檢査單元U3搬運到研磨單元U4。接著，控制器10（指示部M4），控制旋轉保持部70，將晶圓W保持於保持部72，同時利用旋轉部71以既定的轉速令晶圓W旋轉。另外，控制器10（指示部M4），控制液體供給部90，將添加液L3供給到晶圓的被處理面（半固化膜R的表面）。藉此，形成晶圓W一邊旋轉，晶圓W的被處理面一邊被添加液L3潤濕的狀態。在該狀態下，控制器10（指示部M4），控制研磨部100，在研磨構件101與晶圓W的被處理面接觸的狀態下，令研磨構件101相對於晶圓W的被處理面移動，利用研磨構件101研磨晶圓W的被處理面。之後，依序實行步驟S14以下的處理。
另一方面，當根據控制器10（處理部M3）的判定結果，判定研磨並未不足時（在圖10的步驟S15中為NO），便根據在步驟S11所取得之初期狀態的拍攝影像資料，以及在步驟S14所取得之處理狀態的拍攝影像資料，判定研磨是否過度（參照圖10的步驟S17）。在此，所謂研磨過度，係指如圖13所示的，於晶圓W的凹凸圖案P之中的凹部並未被半固化膜R所填充的狀態。控制器10（處理部M3），例如，將處理狀態的拍攝影像資料的各畫素的輝度値減去初期狀態的拍攝影像資料的各畫素的輝度値以產生修正影像，並根據該修正影像的對比差等，判定於晶圓W的凹凸圖案P之中的凹部是否被半固化膜R所填充。
當根據控制器10（處理部M3）的判定結果，判定為研磨過度時（在圖10的步驟S17中為YES），控制器10（處理部M3）便將研磨條件變更為與初期研磨條件不同的再研磨條件（圖10的步驟S18）。具體而言，控制器10（處理部M3），將比起初期研磨條件而言晶圓W的被處理面更不易受到研磨的研磨條件設定為再研磨條件。
之後，回到步驟S12，實行晶圓W的處理。具體而言，控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從研磨單元U4搬運到液體處理單元U1，於晶圓W的被處理面再度形成半固化膜R。
接著，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從液體處理單元U1搬運到研磨單元U4。接著，控制器10（指示部M4），控制旋轉保持部70，將晶圓W保持於保持部72，同時利用旋轉部71以既定的轉速令晶圓W旋轉。另外，控制器10（指示部M4），控制液體供給部90，將添加液L3供給到晶圓的被處理面（半固化膜R的表面）。藉此，形成晶圓W一邊旋轉，晶圓W的被處理面一邊被添加液L3潤濕的狀態。在該狀態下，控制器10（指示部M4），控制研磨部100，在令研磨構件101與晶圓W的被處理面接觸的狀態下，根據再研磨條件令研磨構件101相對於晶圓W的被處理面移動，利用研磨構件101研磨晶圓W的被處理面。之後，依序實行步驟S14以下的處理。
另一方面，當根據控制器10（處理部M3）的判定結果，判定研磨並未過度時（在圖10的步驟S17中為NO），便判定研磨正確地實行且研磨結束，晶圓W的研磨便完成。之後，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從研磨單元U4搬運到熱處理單元U2，在熱處理單元U2中將晶圓W加熱，藉此令半固化膜R固化，以形成SOC膜R1[參照圖11（c）]。另外，SOC膜R1的硬度，比研磨構件101的硬度更高。
［作用］ 在以上的本實施態樣中，在塗布膜（未固化膜）所含之溶劑揮發而塗布膜成為半固化膜R之後，在步驟S13中，對旋轉中的晶圓W的被處理面供給添加液L3，在研磨構件101以及該被處理面被添加液L3潤濕同時研磨構件101與晶圓W的被處理面接觸的狀態下，根據初期研磨條件，利用研磨構件101研磨晶圓W的被處理面。因此，當研磨構件101研磨半固化膜R時，由於研磨構件101以及晶圓W的被處理面處於被添加液L3潤濕的狀態，故晶圓W的被處理面以及凹凸圖案P不易產生損傷。因此，無須進行一邊使用大量的研磨液一邊研磨硬化膜的化學機械研磨處理，便可研磨晶圓W的被處理面。其結果，便能夠以較低的成本令晶圓W的被處理面平坦化。
在本實施態樣中，在步驟S11中，利用相機52a取得晶圓W的被處理面的初期狀態作為拍攝影像資料。另外，在步驟S14中，利用相機52a取得晶圓W的被處理面的處理狀態（半固化膜R的表面狀態）作為拍攝影像資料。然後，根據該等初期狀態以及處理狀態判定研磨是否不足（步驟S15）以及研磨是否過度（步驟S17）。因此，晶圓W的被處理面的初期狀態，發揮作為用來判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度的基準値的功能。因此，無須為了獲得基準値而預先處理複數片樣本基板等，故無須浪費樣本基板，便可直接獲得基準値。另外，雖然晶圓W的被處理面的狀態在每片晶圓W都不同，惟由於係對每片晶圓W取得被處理面的初期狀態，故可對每片晶圓W以極佳的精度判定研磨結束時點。依照以上所述，若根據本實施態樣，便可對每片晶圓W以低成本且高精度迅速地實行晶圓W的研磨結束的判定。
在本實施態樣中，於晶圓W的表面Wa形成凹凸圖案P，晶圓W的被處理面，係晶圓W之中的表面Wa（凹凸面）側的最外面。此時亦同，當研磨構件101研磨半固化膜R時，由於研磨構件101以及晶圓W的被處理面處於被添加液潤濕的狀態，故可避免晶圓W的凹凸圖案P產生損傷。
在本實施態樣中，研磨構件101，例如係聚乙烯醇製或是聚乙烯製。因此，在塗布膜完全硬化之前處於具有某種程度之柔軟度的狀態的半固化膜R，可被聚乙烯醇製或是聚乙烯製的研磨構件所研磨。因此，可避免晶圓W的凹凸圖案P產生損傷。
在本實施態樣中，當步驟S15的判定結果，為晶圓W的被處理面研磨不足時（在步驟S15中為YES），便回到步驟S13並根據追加研磨條件實行晶圓W的研磨。因此，能夠以更良好的精度令晶圓W的被處理面平坦化。
在本實施態樣中，當步驟S17的判定結果，為晶圓W的被處理面研磨過度時（在步驟S17中為YES），便回到步驟S12，於晶圓W形成半固化膜R，同時在步驟S13中，根據再研磨條件實行晶圓W的研磨。因此，能夠以更良好的精度令晶圓W的被處理面平坦化。
在本實施態樣中，研磨構件101為多孔材料。因此，研磨構件101的吸水性很高，故在步驟S13中添加液L3會被研磨構件101吸收。因此，可在研磨構件101所吸收的添加液L3一邊滲出到晶圓W的被處理面的情況下，一邊利用研磨構件101研磨晶圓W的被處理面。其結果，便可在研磨構件101進行研磨時，更進一步避免晶圓W的凹凸圖案產生損傷。
［另一實施態樣］ 以上，係針對本案所揭示的實施態樣詳細進行説明，惟亦可在本發明的發明精神的範圍內將各種的變化態樣加入上述的實施態樣。例如，亦可取代相機52a所取得之拍攝影像資料，而根據感測器103所取得之物理量的資料，判斷晶圓W的被處理面的研磨完成時點。具體而言，亦可依照圖14所示之順序處理晶圓W。
首先，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將具有凹凸圖案P的晶圓W[參照圖11（a）]搬運到研磨單元U4。接著，控制器10（指示部M4），控制研磨部100，利用感測器103取得晶圓W的表面Wa的物理量的資料（參照圖14的步驟S21）。如是，便取得晶圓W的被處理面的初期狀態（半固化膜R並未存在的晶圓W的表面Wa的狀態）。
接著，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從研磨單元U4搬運到液體處理單元U1，與步驟S12同樣，於晶圓W形成半固化膜R（參照圖14的步驟S22）。
接著，控制器10（指示部M4），控制基板處理系統1的各部位，將晶圓W從液體處理單元U1搬運到研磨單元U4。接著，控制器10（指示部M4），控制研磨部100，利用感測器103取得晶圓W的被處理面的物理量的資料（參照圖14的步驟S23）。如是，便取得晶圓W的被處理面的中間狀態（半固化膜R的表面的狀態）。
接著，控制器10（指示部M4），控制研磨部100，與步驟S13同樣，根據初期研磨條件，利用研磨構件101研磨晶圓W的被處理面（參照圖14的步驟S24）。
接著，控制器10（指示部M4），控制研磨部100，利用感測器103取得晶圓W的被處理面的物理量的資料（參照圖14的步驟S25）。如是，便取得晶圓W的被處理面的處理狀態（研磨處理實行後的晶圓W的被處理面的狀態）。
接著，控制器10（處理部M3），根據在步驟S21所取得之初期狀態的物理量的資料、在步驟S23所取得之中間狀態的物理量的資料，以及在步驟S25所取得之處理狀態的物理量的資料，判定研磨是否不足（參照圖14的步驟S26）。
當根據控制器10（處理部M3）的判定結果，判定為研磨不足時（在圖14的步驟S26中為YES），控制器10（處理部M3），與步驟S16同樣，將研磨條件變更為與初期研磨條件不同的追加研磨條件（圖14的步驟S27）。之後，回到步驟S13，根據追加研磨條件實行晶圓W的處理。之後，依序實行步驟S14以下的處理。
另一方面，當根據控制器10（處理部M3）的判定結果，判定為研磨並未不足時（在圖14的步驟S26中為NO），根據在步驟S21所取得之初期狀態的物理量的資料、在步驟S23所取得之中間狀態的物理量的資料，以及在步驟S25所取得之處理狀態的物理量的資料，判定研磨是否過度（參照圖14的步驟S28）。
當根據控制器10（處理部M3）的判定結果，判定為研磨過度時（在圖14的步驟S28中為YES），控制器10（處理部M3）將研磨條件變更為與初期研磨條件不同的再研磨條件（圖14的步驟S29）。之後，回到步驟S12，於晶圓W的被處理面再度形成半固化膜R，並在步驟S13中，根據再研磨條件實行晶圓W的處理。之後，依序實行步驟S14以下的處理。
另一方面，當根據控制器10（處理部M3）的判定結果，判定為研磨並未過度時（在圖14的步驟S28中為NO），便判定研磨正確地實行且研磨結束，晶圓W的研磨便完成。此時亦同，根據3個狀態（初期狀態、中間狀態以及處理狀態），便能夠以更良好的精度判定出研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
在此，針對感測器103所取得之物理量為研磨構件101的轉速的情況進行説明。在步驟S21中，研磨構件101主要與硬度較大的晶圓W的凹凸圖案P接觸。因此，研磨構件101與晶圓W的被處理面的摩擦阻力較大，故研磨構件101到達既定轉速的時間T1較長。在步驟S23中，研磨構件101主要與硬度較小的半固化膜R接觸。因此，研磨構件101與晶圓W的被處理面的摩擦阻力較小，故研磨構件101到達既定轉速的時間T2較短。因此，藉由在步驟S25取得研磨構件101到達既定轉速的時間T3，並與時間T1、T2比較，便可判定出係研磨不足、研磨過度或是研磨結束。例如，若時間T1在時間T3以上（T1≧T3）且時間T2與時間T3大略相等（T2＝T3），則於晶圓W的被處理面殘存著較多的半固化膜R，故可判斷係研磨不足。另外，若時間T1與時間T3大略相等（T1＝T3），則於晶圓W的被處理面幾乎並未殘存半固化膜R，故可判斷係研磨過度。另一方面，若既非研磨不足亦非研磨過度，則可判斷出研磨結束。
茲針對感測器103所取得之物理量為令研磨構件101旋轉的致動器102的電流値的情況進行説明。在步驟S21中，研磨構件101主要與硬度較大的晶圓W的凹凸圖案P接觸。因此，研磨構件101與晶圓W的被處理面的摩擦阻力較大，故為了令研磨構件101旋轉，電流値I1會變大。在步驟S23中，研磨構件101主要與硬度較小的半固化膜R接觸。因此，研磨構件101與晶圓W的被處理面的摩擦阻力較小，故用來令研磨構件101旋轉的電流値I2較小。因此，藉由在步驟S25取得令研磨構件101旋轉的致動器102的電流値I3，並與電流値I1、I2比較，便可判定出係研磨不足、研磨過度或是研磨結束。例如，若電流値I1在電流値I3以上（I1≧I3）且電流値I2與電流値I3大略相等（I2＝I3），則於晶圓W的被處理面殘存著較多的半固化膜R，故可判斷係研磨不足。另外，若電流値I1與電流値I3大略相等（I1＝I3），則於晶圓W的被處理面幾乎並未殘存半固化膜R，故可判斷係研磨過度。另一方面，若既非研磨不足亦非研磨過度，則可判斷出研磨結束。
當控制器10（處理部M3）判定為研磨不足或是研磨過度時，亦可根據與初期研磨條件不同的新初期研磨條件，利用研磨構件101研磨後續的晶圓W。具體而言，當現在的晶圓W為研磨不足時，將比起初期研磨條件而言後續的晶圓W的被處理面更容易受到研磨的研磨條件設定成新初期研磨條件。當現在的晶圓W為研磨過度時，將比起初期研磨條件而言後續的晶圓W的被處理面更不易受到研磨的研磨條件設定為新初期研磨條件。此時，便能夠以更良好的精度令後續的晶圓W的被處理面平坦化。
在上述的實施態樣中，係利用樹脂製的研磨構件101研磨形成有半固化膜R的晶圓W的表面Wa。然而，作為研磨對象的膜層，不限於塗布膜，亦可為用例如CVD、PVD、ALD等方式所形成的各種薄膜。另外，研磨構件101的材質，只要是可與晶圓W接觸並研磨晶圓W的被處理面者即可，並無特別限定。因此，亦可利用化學機械研磨處理研磨晶圓W的被處理面。
在上述的實施態樣中，係研磨於表面Wa形成有凹凸圖案P的晶圓W的被處理面，惟亦可研磨不具有凹凸圖案P的晶圓W，亦即表面Wa大略平坦的晶圓W的被處理面。
1‧‧‧基板處理系統（基板處理裝置）
2‧‧‧塗布顯影裝置（基板處理裝置）
3‧‧‧曝光裝置
4‧‧‧載運區塊
5‧‧‧處理區塊
6‧‧‧介面區塊
10‧‧‧控制器（控制部）
10A‧‧‧電路
10B‧‧‧處理器
10C‧‧‧記憶體（記憶部）
10D‧‧‧儲存部（記憶部）
10E‧‧‧驅動部
10F‧‧‧輸入輸出埠
11‧‧‧載體
11a‧‧‧側面
12‧‧‧載置站
13‧‧‧搬入搬出部
13a‧‧‧開閉門
14‧‧‧處理模組
15‧‧‧處理模組
16‧‧‧處理模組
17‧‧‧處理模組
20‧‧‧旋轉保持部
21‧‧‧旋轉部
22‧‧‧保持部
23‧‧‧軸部
30‧‧‧液體供給部（膜層形成部、塗布液供給部）
31‧‧‧液源
32‧‧‧泵
33‧‧‧閥門
34‧‧‧噴嘴
35‧‧‧配管
40‧‧‧液體供給部（溶劑供給部）
41‧‧‧液源
42‧‧‧泵
43‧‧‧閥門
44‧‧‧噴嘴
45‧‧‧配管
50‧‧‧框體
51‧‧‧保持驅動部
51a‧‧‧保持台
51b‧‧‧致動器
51c‧‧‧致動器
51d‧‧‧引導軌道
52‧‧‧拍攝部（狀態取得部）
52a‧‧‧相機
52b‧‧‧半鏡
52c‧‧‧光源
60‧‧‧框體
70‧‧‧旋轉保持部
71‧‧‧旋轉部
72‧‧‧保持部
73‧‧‧軸部
80‧‧‧杯具
81‧‧‧液體承接部
82‧‧‧傾斜部
83‧‧‧分隔壁
84‧‧‧排液管
85‧‧‧排氣管
90‧‧‧液體供給部（添加液供給部）
91‧‧‧液源
92‧‧‧泵
93‧‧‧閥門
94‧‧‧噴嘴
95‧‧‧配管
100‧‧‧研磨部
101‧‧‧研磨構件
102‧‧‧致動器（驅動部）
103‧‧‧感測器（狀態取得部）
A1‧‧‧傳遞臂
A2‧‧‧搬運臂
A3‧‧‧搬運臂
A4‧‧‧搬運臂
A5‧‧‧搬運臂
A6‧‧‧直接搬運臂
A7‧‧‧升降臂
A8‧‧‧傳遞臂
L1‧‧‧處理液（塗布液）
L2‧‧‧處理液
L3‧‧‧添加液
M1‧‧‧讀取部
M2‧‧‧記憶部
M3‧‧‧處理部
M4‧‧‧指示部
P‧‧‧凹凸圖案
R‧‧‧未固化膜
R1‧‧‧SOC膜
RM‧‧‧記錄媒體
U1‧‧‧液體處理單元（基板處理裝置）
U2‧‧‧熱處理單元
U3‧‧‧檢査單元（基板處理裝置）
U4‧‧‧研磨單元（基板處理裝置）
U10‧‧‧棚台單元
U11‧‧‧棚台單元
W‧‧‧晶圓（基板）
Wa‧‧‧表面（凹凸面）
II-II、B-B‧‧‧剖面線
S11~S18、S21~S29‧‧‧步驟
[圖1] 係表示基板處理系統的立體圖。 [圖2] 係圖1的II－II線剖面圖。 [圖3] 係表示處理模組（BCT模組、COT模組以及DEV模組）的俯視圖。 [圖4] 係表示處理模組（HMCT模組）的俯視圖。 [圖5] 係表示液體處理單元的示意圖。 [圖6] 係表示檢査單元的示意圖。 [圖7] 係表示研磨單元的示意圖。 [圖8] 係表示基板處理系統的主要部位的區塊圖。 [圖9] 係表示控制器的硬體構造的概略圖。 [圖10] 係用來說明晶圓的處理順序的一例的流程圖。 [圖11] （a）~（c）係用來說明晶圓的處理順序的一例的示意圖。 [圖12] （a）係表示在研磨不足的情況下的晶圓的被處理面的一部分的俯視圖，（b）係（a）的B－B線剖面圖。 [圖13] （a）係表示在研磨過度的情況下的晶圓的被處理面的一部分的俯視圖，（b）係（a）的B－B線剖面圖。 [圖14] 係用來說明晶圓的處理順序的另一例的流程圖。
S11~S18‧‧‧步驟

Claims (23)

  1. 一種基板處理裝置，其特徵為包含： 膜層形成部，於基板的被處理面形成膜層； 狀態取得部，取得該基板的該被處理面的狀態； 研磨構件，與該基板的該被處理面接觸並研磨該被處理面； 驅動部，驅動該研磨構件；以及 控制部； 該控制部實行： 第1處理，其控制該狀態取得部，取得該基板的該被處理面的初期狀態； 第2處理，其在該第1處理之後控制該膜層形成部，於該基板的該被處理面上形成膜層； 第3處理，其控制該驅動部，根據初期研磨條件，利用該研磨構件研磨該基板的該被處理面； 第4處理，其在該第3處理之後控制該狀態取得部，取得該基板的該被處理面的處理狀態；以及 第5處理，其根據該初期狀態以及該處理狀態判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中更包含： 旋轉保持部，保持基板並令該基板旋轉；以及 添加液供給部，對該基板的該被處理面供給添加液； 該膜層形成部，對該基板的該被處理面供給塗布液； 該控制部， 於該第2處理中，在該第1處理之後控制該旋轉保持部以及該膜層形成部，一面令該基板旋轉一面對該基板的該被處理面供給塗布液，以在該基板上形成塗布膜； 於該第3處理中，在該塗布膜所含之溶劑揮發而該塗布膜成為半固化膜之後，控制該旋轉保持部、該驅動部以及該添加液供給部，對旋轉中的該基板的該被處理面供給添加液，一面使該研磨構件及該基板的被處理面成為被添加液潤濕的狀態，一面根據該初期研磨條件，利用該研磨構件研磨該基板的該被處理面。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中， 於該基板的表面形成有凹凸圖案， 該被處理面係該基板之中的凹凸面側的最外面。
  4. 如申請專利範圍第3項之基板處理裝置，其中， 該研磨構件係聚乙烯醇製或是聚乙烯製。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中， 該研磨構件係多孔材料。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之基板處理裝置，其中， 該控制部更實行第6處理，其於該第5處理的判定結果，判定該基板的該被處理面研磨不足時，控制該驅動部，根據與該初期研磨條件不同的追加研磨條件，利用該研磨構件研磨該基板的該被處理面。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之基板處理裝置，其中， 該控制部更實行： 第7處理，其於該第5處理的判定結果，判定該基板的該被處理面研磨過度時，控制該膜層形成部，在和於該第3處理由該研磨構件進行過處理的該基板相同的基板之該被處理面形成另一膜層；以及 第8處理，其在該第7處理之後控制該驅動部，根據與該初期研磨條件不同的再研磨條件，利用該研磨構件研磨該基板的該被處理面。
  8. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之基板處理裝置，其中， 該控制部，在該第5處理的判定結果，判定該基板的該被處理面研磨不足或是研磨過度時，在對後續的另一基板實行該第1～第5處理之際，於該第3處理中根據與該初期研磨條件不同的新初期研磨條件，利用該研磨構件研磨該另一基板的該被處理面。
  9. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之基板處理裝置，其中， 該狀態取得部，係可拍攝該基板的該被處理面以取得該被處理面的拍攝影像之相機； 該控制部，於該第5處理中，藉由將分別在該第1以及第4處理由該狀態取得部所取得的該拍攝影像加以對比，以判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
  10. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之基板處理裝置，其中， 該控制部， 更實行第9處理，其於該第2處理之後且為該第3處理之前控制該狀態取得部，取得該基板的該被處理面的中間狀態； 並於該第5處理中，根據該初期狀態、該中間狀態以及該處理狀態判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
  11. 如申請專利範圍第10項之基板處理裝置，其中， 該狀態取得部，係取得伴隨著該基板的該被處理面之研磨之進行而變化的物理量之感測器； 該控制部，於該第5處理中，藉由將分別在該第1、第4以及第9處理由該狀態取得部所取得的該物理量加以對比，以判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
  12. 一種基板處理方法，包含： 第1步驟，取得基板的被處理面的初期狀態； 第2步驟，在第1步驟之後，於該基板上形成膜層； 第3步驟，在研磨構件與該基板的該被處理面接觸的狀態下，根據初期研磨條件，利用該研磨構件研磨該基板的該被處理面； 第4步驟，在該第3步驟之後，取得該基板的該被處理面的處理狀態；以及 第5步驟，根據該初期狀態以及該處理狀態判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
  13. 如申請專利範圍第12項之基板處理方法，其中， 於該第2步驟中，一面令該基板旋轉一面對該基板的該被處理面供給塗布液，以在該基板上形成塗布膜； 於該第3步驟中，在該塗布膜所含之溶劑揮發而該塗布膜成為半固化膜之後，一面對旋轉中的該基板的該被處理面供給添加液，使該研磨構件與該基板的該被處理面成為被添加液潤濕的狀態，一面在該研磨構件與該基板的該被處理面接觸的狀態下，根據該初期研磨條件，利用該研磨構件研磨該基板的該被處理面。
  14. 如申請專利範圍第13項之基板處理方法，其中， 於該基板的表面形成有凹凸圖案， 該被處理面，係該基板之中的凹凸面側的最外面。
  15. 如申請專利範圍第14項之基板處理方法，其中， 該研磨構件係聚乙烯醇製或是聚乙烯製。
  16. 如申請專利範圍第15項之基板處理方法，其中， 該研磨構件係多孔材料。
  17. 如申請專利範圍第12至16項中任一項之基板處理方法，其中更包含： 第6步驟，於該第5步驟的判定結果，係判定該基板的該被處理面研磨不足時，根據與該初期研磨條件不同的追加研磨條件，利用該研磨構件研磨該基板的該被處理面。
  18. 如申請專利範圍第12至16項中任一項之基板處理方法，其中更包含： 第7步驟，其於該第5步驟的判定結果，係判定該基板的該被處理面研磨過度時，在和於該第3步驟由該研磨構件進行過處理的該基板相同的基板之該被處理面形成另一膜層；以及 第8步驟，其在該第7步驟之後，根據與該初期研磨條件不同的再研磨條件，利用該研磨構件研磨該基板的該被處理面。
  19. 如申請專利範圍第12至16項中任一項之基板處理方法，其中， 當該第5步驟的判定結果，係判定該基板的該被處理面研磨不足或是研磨過度時，在以該第1～第5步驟處理後續的另一基板之際，於該第3步驟中根據與該初期研磨條件不同的新初期研磨條件，利用該研磨構件研磨該另一基板的該被處理面。
  20. 如申請專利範圍第12至16項中任一項之基板處理方法，其中， 在該第1步驟中，拍攝該基板的該被處理面以取得該被處理面的拍攝影像作為該初期狀態； 在該第4步驟中，拍攝該基板的該被處理面以取得該被處理面的拍攝影像作為該處理狀態； 在該第5步驟中，藉由將分別在該第1以及第4步驟所取得的拍攝影像加以對比，以判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
  21. 如申請專利範圍第12至16項中任一項之基板處理方法，其中更包含： 第9步驟，其於該第2步驟之後且為該第3步驟之前，取得該基板的該被處理面的中間狀態； 於該第5步驟中，根據該初期狀態、該中間狀態以及該處理狀態判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
  22. 如申請專利範圍第21項之基板處理方法，其中， 分別於該第1、第9以及第4步驟中，取得伴隨著該基板的該被處理面的研磨之進行而變化的物理量作為該初期狀態、該中間狀態以及該處理狀態； 於該第5步驟中，藉由將分別在該第1、第4以及第9處理所取得的該物理量加以對比，以判定是為研磨結束、研磨不足或是研磨過度。
  23. 一種電腦可讀取記錄媒體，其特徵為： 記錄了用來令基板處理裝置實行申請專利範圍第12至22項中任一項所記載之基板處理方法的程式。
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