TW202030788A - 基板處理裝置 - Google Patents

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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明之目的在於提供一種基板處理裝置，可有效減少拋光晶圓W時所產生的拋光不均勻。 本發明之基板處理裝置具備拋光部，該拋光部包含：拋光頭75，用於拋光晶圓W的主面；旋轉驅動部82，使拋光頭75環繞軸線Ax1旋轉；及旋轉驅動部84，使軸線Ax1沿著環繞與軸線Ax1平行之軸線Ax2的圓形軌道移動。拋光頭75的中心位置與軸線Ax1不同。和環繞軸線Ax1的拋光頭75之可動範圍的直徑相比，拋光頭75的外徑較小。

Description

基板處理裝置
本發明係關於一種基板處理裝置。
在專利文獻1中揭露了一種將基板之背面加以拋光的基板處理裝置。此基板處理裝置包含：滑動構件，為了滑動基板之背面並進行處理，而環繞垂直軸自轉；公轉機構，使自轉中的滑動構件環繞垂直的公轉軸公轉；及相對移動機構，使基板與滑動構件之公轉軌道的相對位置在水平方向上移動。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-93178號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明係提供一種基板處理裝置，可有效減少拋光基板時所產生的拋光不均勻。 [解決問題之手段]
依本發明之一態樣之基板處理裝置包含拋光部。此拋光部包含：拋光頭，用於拋光基板的主面；第一驅動部，使拋光頭環繞第一軸旋轉；及第二驅動部，使第一軸沿著「環繞與第一軸平行之第二軸的圓形軌道」移動。拋光頭的中心位置與第一軸不同。和環繞第一軸的拋光頭之可動範圍的直徑相比，拋光頭的外徑較小。 [對照先前技術之功效]
根據本發明提供一種基板處理裝置，可有效減少拋光基板時產生的拋光不均勻。
以下，說明各種例示實施態樣。在說明中，對具有相同元素或是相同功能之元素賦予相同的符號，以省略重複之說明。
[基板處理系統] 基板處理系統1係對基板施加以下處理的系統：感光性被覆膜之形成、該感光性被覆膜之曝光、及該感光性被覆膜之顯影。處理對象的基板例如為半導體晶圓W。感光性被覆膜例如為光阻膜。基板處理系統1包含塗佈顯影裝置2及曝光裝置3。曝光裝置3係進行形成在晶圓W（基板）上之光阻膜（感光性被覆膜）的曝光處理。具體而言，曝光裝置3係藉由液浸曝光等方法，而對光阻膜之曝光對象部分照射能量線。塗佈顯影裝置2係在藉由曝光裝置3所進行之曝光處理前，進行在晶圓W（基板）之表面形成光阻膜的處理，並在曝光處理後進行光阻膜的顯影處理。
[基板處理裝置] 以下，作為基板處理裝置之一例，係說明塗佈顯影裝置2之構成。如圖1及圖2所示，塗佈顯影裝置2包含：載具區塊4、處理區塊5、介面區塊6、拋光單元20及控制裝置100（控制部）。
載具區塊4係進行往塗佈顯影裝置2內導入晶圓W、及從塗佈顯影裝置2內導出晶圓W。例如，載具區塊4可支撐晶圓W用之複數載具C，並內建有傳遞臂A1。載具C例如收納圓形之複數片晶圓W。傳遞臂A1係從載具C取出晶圓W，再傳遞至處理區塊5，並從處理區塊5承接晶圓W，再送回載具C內。
處理區塊5包含複數處理模組11、12、13、14。處理模組11、12、13內建有：塗佈單元U1、熱處理單元U2、及將晶圓W搬運至該等單元的搬運臂A3。
處理模組11係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，而在晶圓W的表面上形成下層膜。處理模組11的塗佈單元U1係將下層膜形成用的處理液塗佈於晶圓W上。處理模組11的熱處理單元U2係進行伴隨下層膜之形成的各種熱處理。
處理模組12係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，而在下層膜上形成光阻膜。處理模組12的塗佈單元U1係將光阻膜形成用的處理液塗佈於下層膜上。處理模組12的熱處理單元U2係進行伴隨光阻膜之形成的各種熱處理。
處理模組13係藉由塗佈單元U1及熱處理單元U2，而在光阻膜上形成上層膜。處理模組13的塗佈單元U1係將上層膜形成用的液體塗佈於光阻膜上。處理模組13的熱處理單元U2係進行伴隨上層膜之形成的各種熱處理。
處理模組14係內建有顯影單元U3、熱處理單元U4、及將晶圓W搬運至該等單元的搬運臂A3。處理模組14係藉由顯影單元U3及熱處理單元U4，而進行曝光後之光阻膜的顯影處理。顯影單元U3係在將顯影液塗佈於曝光完成之晶圓W的表面上之後，藉由沖洗液洗掉該顯影液，藉此進行光阻膜的顯影處理。熱處理單元U4係進行伴隨顯影處理的各種熱處理。作為熱處理的具體例可列舉：顯影處理前的加熱處理（PEB：Post Exposure Bake，曝光後烘烤）、顯影處理後的加熱處理（PB：Post Bake，後烘烤）等。
在處理區塊5內的載具區塊4側設有棚單元U10。棚單元U10係區劃成在上下方向上並列的複數格子（cell）。在棚單元U10的附近設有升降臂A7。升降臂A7係使晶圓W在棚單元U10的格子彼此間升降。
在處理區塊5內的介面區塊6側設有棚單元U11。棚單元U11係區劃成在上下方向上並列的複數格子。
介面區塊6係在與曝光裝置3之間，進行晶圓W的傳遞。又，在本發明之實施態樣中，係在介面區塊6內配置有拋光晶圓W的拋光單元20。例如，介面區塊6係內建有傳遞臂A8，並與曝光裝置3連接。傳遞臂A8係將配置於棚單元U11的晶圓W搬運至拋光單元20，並將藉由拋光單元20拋光後之晶圓W傳遞至曝光裝置3。傳遞臂A8係從曝光裝置3承接晶圓W，再送回棚單元U11。
控制裝置100例如控制塗佈顯影裝置2，而藉由以下步驟執行塗佈顯影處理。首先，控制裝置100控制傳遞臂A1，將載具C內的晶圓W搬運至棚單元U10，並控制升降臂A7，將此晶圓W配置於處理模組11用的格子。
接著，控制裝置100控制搬運臂A3，將棚單元U10的晶圓W搬運至處理模組11內的塗佈單元U1及熱處理單元U2。又，控制裝置100控制塗佈單元U1及熱處理單元U2，在此晶圓W的表面上形成下層膜。其後，控制裝置100控制搬運臂A3，將形成有下層膜之晶圓W送回棚單元U10，並控制升降臂A7，將此晶圓W配置於處理模組12用的格子。
接著，控制裝置100控制搬運臂A3，將棚單元U10之晶圓W搬運至處理模組12內的塗佈單元U1及熱處理單元U2。又，控制裝置100控制塗佈單元U1及熱處理單元U2，在此晶圓W之下層膜上形成光阻膜。其後，控制裝置100控制搬運臂A3，將晶圓W送回棚單元U10，並控制升降臂A7，將此晶圓W配置於處理模組13用的格子。
接著，控制裝置100控制搬運臂A3，將棚單元U10之晶圓W搬運至處理模組13內的各單元。又，控制裝置100控制塗佈單元U1及熱處理單元U2，在此晶圓W之光阻膜上形成上層膜。其後，控制裝置100控制搬運臂A3，將晶圓W搬運至棚單元U11。
接著，控制裝置100控制傳遞臂A8，將棚單元U11之晶圓W搬入拋光單元20，並將藉由拋光單元20拋光後之晶圓W送出至曝光裝置3。其後，控制裝置100控制傳遞臂A8，從曝光裝置3承接施加過曝光處理之晶圓W，再配置於棚單元U11中的處理模組14用之格子。
接著，控制裝置100控制搬運臂A3，將棚單元U11之晶圓W搬運至處理模組14內的各單元，並控制顯影單元U3及熱處理單元U4，對此晶圓W之光阻膜施加顯影處理。其後，控制裝置100控制搬運臂A3，將晶圓W送回棚單元U10，並控制升降臂A7及傳遞臂A1，將此晶圓W送回載具C內。以上，便完成塗佈顯影處理。
又，基板處理裝置的具體構成，並不限於以上所例示之塗佈顯影裝置2的構成。基板處理裝置只要包含拋光單元20及可控制該拋光單元20的控制裝置100，亦可為任意裝置。塗佈顯影裝置2亦可在藉由曝光裝置3所進行之曝光處理前，於任一時間點進行藉由拋光單元20所進行之晶圓W的拋光處理。例如，塗佈顯影裝置2亦可在藉由處理模組11、12中之塗佈單元U1及熱處理單元U2所進行之處理的前後，或是在藉由處理模組13中之塗佈單元U1及熱處理單元U2所進行之處理前，進行晶圓W的拋光處理。在塗佈顯影裝置2中，亦可在載具區塊4或處理模組11、12、13內配置有拋光單元20。
（拋光單元） 接著，參照圖3~圖5的（b），說明拋光單元20的詳細構成之一例。又，在圖4、圖5的（a）及圖5的（b）中，係省略圖3所示之元素的一部分。圖3所示之拋光單元20，係將晶圓W中之與形成光阻膜之表面相反側的背面（主面）加以拋光的裝置。拋光單元20係藉由滑動構件（例如磨石）拋光晶圓W的背面，藉此將晶圓W的背面粗糙化。拋光單元20例如亦可將形成為圓形之晶圓W的背面分成中心區域與外周區域，並藉由滑動構件拋光各區域。中心區域，係在俯視觀察下，藉由「具有從晶圓W之中心任意設定之半徑的圓」所區劃之區域，外周區域，係在俯視觀察下之晶圓W之中心區域以外的周緣區域。例如，中心區域的半徑亦可設定成晶圓W之半徑的1/3~1/2左右。中心區域的半徑，就一例而言約為60~70mm左右。
拋光單元20為了去除拋光時所產生的異物，會在將晶圓W之背面拋光後，清洗晶圓W的背面。在本發明之實施態樣中，只要未特別說明，在拋光處理中，係作為包含晶圓W之背面的拋光及清洗而進行說明。藉由拋光單元20所進行之拋光處理（拋光），例如，係為了在設於曝光裝置3之平台設置晶圓W時，減少晶圓W之背面與該平台之接觸面積而進行。拋光單元20包含：殼體21、基板固持機構30、切換部60及粗糙化機構70（拋光部）。
殼體21係將基板固持機構30、切換部60及粗糙化機構70加以收納。殼體21具有內部空間，其例如形成為略長方體狀。在殼體21之一端設有開口部，傳遞臂A8係將晶圓W搬入拋光單元20，或是將晶圓W從拋光單元20搬出。又，以下，為了方便說明，係將俯視觀察（從垂直方向上方觀察）下的殼體21之外緣中的長邊方向作為「前後方向」、將短邊方向作為「左右方向」而進行說明。
基板固持機構30係在進行晶圓W之拋光時，固持晶圓W的背面。具體而言，係在進行晶圓W之中心區域的拋光（以下，稱為「中心拋光」）時，固持晶圓W的外周區域，並在進行晶圓W之外周區域的拋光（以下，稱為「外周拋光」）時，固持晶圓W的中心區域，而使晶圓W旋轉。基板固持機構30包含旋轉固持部40及周緣固持部50。
旋轉固持部40係在進行晶圓W之外周拋光時，固持晶圓W之背面中的中心區域。旋轉固持部40亦可在俯視觀察下固定於既定位置。旋轉固持部40包含旋轉夾頭41、軸42及旋轉驅動部43（參照圖4）。
旋轉夾頭41係藉由吸附晶圓W之背面中的中心區域，而水平地支撐晶圓W。例如，旋轉夾頭41亦可藉由負壓而吸附晶圓W。軸42係與旋轉夾頭41的下方連接，並以在垂直方向上延伸的方式形成。旋轉驅動部43係透過軸42而使旋轉夾頭41旋轉。例如，旋轉驅動部43為旋轉致動器。旋轉驅動部43係使旋轉夾頭41環繞垂直的軸線Ax0旋轉。伴隨藉由旋轉驅動部43所進行之旋轉夾頭41的旋轉，被旋轉夾頭41所支撐的晶圓W亦環繞軸線Ax0旋轉。
周緣固持部50係在進行晶圓W的中心拋光時，固持晶圓W之背面中的外周區域。周緣固持部50具備兩個固定夾頭53。兩個固定夾頭53係藉由吸附晶圓W之背面中的外周區域，而水平地支撐晶圓W。例如，固定夾頭53亦可藉由負壓而吸附晶圓W。兩個固定夾頭53係以在左右方向上包夾旋轉夾頭41的方式，分別配置於旋轉夾頭41的左右。兩個固定夾頭53係在使晶圓W之中心位置與兩個固定夾頭53之中間位置於左右方向上一致的狀態下，配置成位於晶圓W的外周區域（周緣）。
切換部60係切換晶圓W的配置狀態。具體而言，切換部60係將晶圓W的配置狀態切換成「以進行晶圓W之中心拋光的方式配置晶圓W的狀態」，或是「以進行晶圓W之外周拋光的方式配置晶圓W的狀態」。在本發明之實施態樣中，切換部60係為了切換晶圓W的配置狀態，而使周緣固持部50移動。切換部60係將周緣固持部50的位置切換成「進行晶圓W之中心拋光的位置」，或是「進行晶圓W之外周拋光的位置」。又，在圖3及圖4中，係顯示進行晶圓W之外周拋光時的周緣固持部50之配置狀態。切換部60包含水平驅動機構61及升降驅動機構62。
水平驅動機構61係使固定夾頭53沿著前後方向往復移動。例如，水平驅動機構61包含線性致動器。水平驅動機構61係藉由使固定夾頭53移動，而使被固定夾頭53所支撐的晶圓W沿著前後方向移動。具體而言，水平驅動機構61係使固定夾頭53在「與旋轉夾頭41之間傳遞晶圓W的位置（以下，稱為「傳遞位置」）」與「進行晶圓W之中心拋光的位置（以下，稱為「中心拋光位置」）」之間移動。
升降驅動機構62係使固定夾頭53升降。例如，升降驅動機構62包含升降致動器。升降驅動機構62係使固定夾頭53在「低於旋轉夾頭41之高度（以下，稱為「待命高度」）」與「高於旋轉夾頭41之高度（以下，稱為「固持高度」）」之間升降。藉由升降驅動機構62而使固定夾頭53位於固持高度時，係由固定夾頭53固持晶圓W。藉由升降驅動機構62而使固定夾頭53位於待命高度時，係由旋轉夾頭41固持晶圓W。
粗糙化機構70係將晶圓W之背面加以粗糙化的機構。具體而言，係將被基板固持機構30所固持之晶圓W的背面加以拋光，並清洗拋光後之晶圓W的背面。粗糙化機構70包含：拋光機構71、清洗機構72及迴旋機構74。
拋光機構71係拋光晶圓W的背面。拋光機構71包含：拋光頭75、旋轉機構76、旋轉機構77及升降機構78。拋光頭75、旋轉機構76、旋轉機構77及升降機構78係從上方依此順序配置。拋光頭75係藉由與晶圓W接觸並滑動而拋光晶圓W的構件。拋光頭75例如形成為圓筒狀或圓柱狀。拋光頭75的詳細例子會在之後敘述。
旋轉機構76係支撐拋光頭75並使其旋轉。具體而言，旋轉機構76係使拋光頭75環繞垂直的軸線Ax1（第一軸）旋轉。旋轉機構76包含旋轉平台81及旋轉驅動部82（第一驅動部）。
旋轉平台81係支撐拋光頭75。旋轉平台81亦可形成為圓板狀。圓板狀之旋轉平台81的中心位置亦可與軸線Ax1大略一致。旋轉平台81中，支撐拋光頭75的表面（支撐面）係以沿著水平方向的方式配置。旋轉平台81的直徑，就一例而言約為60mm~70mm左右。旋轉平台81的直徑係大於拋光頭75的外徑Dh（參照圖5的（a））。在旋轉平台81上，係以使軸線Ax1（旋轉平台81的中心位置）與拋光頭75的中心位置彼此不同的方式，設置拋光頭75。拋光頭75的中心位置係相對於軸線Ax1偏心的位置。例如，在俯視觀察下，亦能以使拋光頭75之外緣與旋轉平台81之外緣大略一致的方式，將拋光頭75設置於旋轉平台81之支撐面中的周緣部。
旋轉驅動部82係使旋轉平台81環繞軸線Ax1旋轉。旋轉驅動部82係和旋轉平台81中之與支撐面相反側的背面連接。例如，旋轉驅動部82為旋轉致動器。藉由旋轉驅動部82使旋轉平台81旋轉，藉此使拋光頭75環繞軸線Ax1旋轉。拋光頭75的外徑Dh係小於環繞軸線Ax1之拋光頭75的可動範圍之直徑。所謂環繞軸線Ax1之拋光頭75的可動範圍，係指拋光頭75之拋光面（與晶圓W的接觸面）的至少一部分藉由旋轉機構76的驅動，而可到達的範圍。換言之，拋光頭75的外徑Dh係小於藉由旋轉驅動部82所生成之拋光頭75的移動軌跡之外緣的直徑。在拋光頭75位於旋轉平台81之周緣部的情況下，環繞軸線Ax1之拋光頭75的可動範圍（藉由旋轉驅動部82所生成之拋光頭75的移動軌跡）之外緣，係與旋轉平台81之外緣大略一致。
旋轉機構77係使軸線Ax1沿著「環繞與軸線Ax1平行之軸線Ax2（第二軸）的圓形軌道」移動。例如，旋轉機構77係支撐旋轉機構76並使其環繞軸線Ax2旋轉。藉由旋轉機構77而使旋轉機構76環繞軸線Ax2旋轉，藉此使拋光頭75一邊藉由旋轉機構76旋轉，一邊沿著以軸線Ax2為中心的圓形軌道移動。假使在將藉由旋轉機構76所進行之拋光頭75的旋轉動作停止的狀態下，使旋轉機構77驅動，則拋光頭75會沿著以軸線Ax2為中心的圓周旋轉。旋轉機構77包含旋轉平台83與旋轉驅動部84（第二驅動部）。
旋轉平台83係支撐旋轉機構76（旋轉驅動部82）。旋轉平台83亦可形成為圓板狀。圓板狀之旋轉平台83的中心位置亦可與軸線Ax2大略一致。在俯視觀察下，旋轉平台83的大小（面積）亦可大於旋轉機構76的旋轉平台81。旋轉平台83中，支撐旋轉機構76的表面（支撐面）係以沿著水平方向的方式配置。
旋轉驅動部84係使旋轉平台83環繞軸線Ax2旋轉。旋轉驅動部84係和旋轉平台83之與設置面相反側的背面連接。例如，旋轉驅動部84為旋轉致動器。藉由旋轉驅動部84使旋轉平台83旋轉，藉此使軸線Ax1沿著以軸線Ax2為中心的圓形軌道移動。
藉由旋轉機構76、77的旋轉驅動，在俯視觀察下，拋光頭75會在以旋轉平台83之外緣所區劃之區域的整個區域中移動。因為即使藉由旋轉機構76之旋轉，旋轉平台81亦不會移動，故旋轉平台81為自轉，但因為拋光頭75的中心位置係相對於軸線Ax1偏心的位置，故拋光頭75為公轉。因為旋轉平台81的中心（軸線Ax1）係相對於軸線Ax2偏心的位置，故藉由旋轉機構77的旋轉，旋轉平台81會一邊自轉一邊環繞軸線Ax2公轉。
拋光機構71中，軸線Ax2係位於環繞軸線Ax1之拋光頭75的可動範圍內。如圖3所示，可在旋轉機構76（旋轉平台81）上設置單一個拋光頭75。或是，亦可在旋轉機構76上設置複數拋光頭75。在拋光機構71中，拋光頭75亦能以「在俯視觀察下以軸線Ax1為中心而呈非對稱的方式」設於旋轉機構76。在俯視觀察下之拋光頭75的大小（以拋光頭75之外緣所區劃之區域的面積），亦可小於旋轉平台81。藉由此構成，在晶圓W拋光時的某個瞬間，與晶圓W接觸之滑動構件（拋光頭75）的所有接觸部分之最大寬度，係小於環繞軸線Ax1之拋光頭75的可動範圍之外緣。
升降機構78係使旋轉機構77升降。升降機構78係支撐旋轉機構77。例如，升降機構78包含升降致動器。藉由升降機構78而使旋轉機構76、77升降，藉此使被旋轉機構76所支撐的拋光頭75升降。
清洗機構72係清洗藉由拋光機構71拋光後之晶圓W的背面。清洗機構72包含：清洗頭79、旋轉機構96、旋轉機構97及升降機構98。由於旋轉機構96、97及升降機構98係分別與旋轉機構76、77及升降機構78具有相同的功能及構成，故省略說明。又，軸線Ax4、Ax5係分別與拋光機構71中的軸線Ax1、Ax2對應。清洗頭79係藉由在晶圓W滑動，而去除附著於晶圓W之背面的微粒。例如，清洗頭79係由刷具構成。清洗頭79在俯視觀察下，亦可具有與旋轉機構96（旋轉平台）大略相同的大小（面積）。
迴旋機構74切換以下之狀態：將拋光機構71配置於對晶圓W之背面進行拋光處理用之位置的狀態、及將清洗機構72配置於該位置的狀態。迴旋機構74係使拋光機構71及清洗機構72沿著「以和軸線Ax1（軸線Ax2）平行之軸線Ax3（第三軸）為中心的圓形軌道」移動。換言之，迴旋機構74係將以軸線Ax3為中心的圓周之一部分作為移動軌跡，而使軸線Ax2及軸線Ax5移動。藉由迴旋機構74使拋光機構71沿著以軸線Ax3為中心的圓形軌道移動，藉此使拋光頭75沿著以軸線Ax3為中心的圓形軌道移動。假使在停止藉由旋轉機構76、77所進行之拋光頭75的旋轉動作的狀態下，使迴旋機構74驅動，則拋光頭75會沿著以軸線Ax3為中心的圓周旋轉。
在晶圓W配置於旋轉夾頭41的狀態下，軸線Ax0（旋轉固持部40的旋轉中心）與軸線Ax3（迴旋機構74的迴旋中心），係分開可在該晶圓W之外周區域配置拋光機構71及清洗機構72之間隔的程度，在旋轉機構76最接近旋轉夾頭41的狀態下，軸線Ax0與軸線Ax3的距離L，係設定成使旋轉機構76之旋轉平台81的周緣部之一部分與晶圓W的中心區域重疊。在軸線Ax0~Ax3於前後方向上依序排列的情況下，軸線Ax0與軸線Ax3的距離L，係滿足式（1）的條件。亦即，距離L係小於將距離L1與兩倍距離L2的値相加所得之距離。藉由距離L滿足式（1）之條件，在旋轉機構76最接近旋轉夾頭41的狀態下，當藉由旋轉機構76使旋轉平台81旋轉時，拋光頭75會在橫跨晶圓W之中心區域與外周區域的範圍中移動。 L＜L1＋2×L2・・・（1） L1：軸線Ax2與軸線Ax3的距離 L2：環繞軸線Ax1之拋光頭75的可動範圍之直徑
迴旋機構74包含迴旋平台86及迴旋驅動部87（第三驅動部）。迴旋平台86係使拋光機構71及清洗機構72環繞軸線Ax3之周向並列並支撐。換言之，在迴旋平台86上，拋光機構71及清洗機構72係彼此分開配置。迴旋平台86亦可形成為圓板狀。圓板狀的迴旋平台86之中心位置亦可與軸線Ax3大略一致。在俯視觀察下，迴旋平台86的大小（面積）亦可大於旋轉機構77的旋轉平台83。在迴旋平台86上，設有拋光機構71及清洗機構72的升降機構78、98。迴旋平台86中，支撐升降機構78的表面（支撐面）係以沿著水平方向的方式配置。
迴旋驅動部87係使迴旋平台86環繞軸線Ax3旋轉。迴旋驅動部87係與迴旋平台86之和支撐面相反側的背面連接。例如，迴旋驅動部87為旋轉致動器。藉由迴旋驅動部87使迴旋平台86沿著以軸線Ax3為中心的圓周移動，藉此，迴旋驅動部87會使軸線Ax2、Ax5沿著該圓周移動。
在圖4中，係顯示當軸線Ax1、Ax2、Ax3在一直線上排列時的示意性的拋光單元20之側視圖。軸線Ax1與軸線Ax2的間隔D1亦可短於軸線Ax2與軸線Ax3的間隔D2。軸線Ax1與軸線Ax2的間隔D1亦可在環繞軸線Ax1之拋光頭75的可動範圍之半徑以下。例如，在本發明之實施態樣中，旋轉平台83的半徑亦可小於旋轉平台81的直徑。
圖5的（a）及圖5的（b）係例示拋光頭75之更詳細之構成的圖式。拋光頭75在進行晶圓W的拋光處理時，係與晶圓W的背面接觸並相對於晶圓W滑動。拋光頭75亦可由磨石構成。例如，拋光頭75亦可為鑽石磨石。亦可使用粒度60000的鑽石作為鑽石磨石。
拋光頭75亦可形成為中空圓柱狀，亦即在俯視觀察下呈環狀（圓環狀）。環狀的拋光頭75之中心位置係由環中心界定。環狀的拋光頭75在俯視觀察下，只要形成為實質上包圍環中心即可，即使缺少圓環形狀之一部分亦可。就缺少一部分的圓環狀而言，環狀的拋光頭75亦可藉由「沿著環中心之周圍而隔著間隔配置的複數（例如6個以上）之柱體」構成。又，拋光頭75亦可形成為實心圓柱狀。
拋光頭75的外徑Dh亦可為晶圓W之半徑的3%~8%左右的大小。例如，外徑Dh亦可為5mm~12mm。或是，外徑Dh亦可為6mm~11mm。或是，外徑Dh亦可為8mm~10mm。拋光頭75的厚度Th亦可為外徑Dh的1/3~1/2左右。在拋光頭75形成為環狀的情況下，該拋光頭75的內徑亦可為外徑Dh的1/3~2/3左右。拋光頭75的外徑Dh亦可由拋光頭75之與晶圓W的接觸面亦即頂面的外徑界定。
粗糙化機構70亦可更包含緩衝構件92及安裝構件93。緩衝構件92係夾設在拋光頭75與旋轉平台81之間。緩衝構件92係以比拋光頭75柔軟的構件所構成。緩衝構件92在對拋光頭75施加往下方的力時，具有沿垂直方向伸縮變形之程度的硬度。例如，緩衝構件92亦可由海綿或是橡膠構成。緩衝構件92在晶圓W之背面包含翹曲的情況下，會進行伸縮以使拋光頭75可跟隨於該翹曲。緩衝構件92係形成為環狀。緩衝構件92的外徑亦可與外徑Dh相同程度，緩衝構件92的內徑亦可小於拋光頭75的內徑。緩衝構件92的厚度Ts亦可小於拋光頭75的厚度Th。厚度Ts例如亦可在厚度Th的1/3以下，亦可在厚度Th的一半以下。例如，拋光頭75之外徑Dh的最大値，亦可透過驗證「是否為可藉由緩衝構件92之伸縮而跟隨於晶圓W之翹曲的大小」來加以設定。拋光頭75之外徑Dh的最小値，亦可透過驗證「在晶圓W拋光時，拋光頭75是否不會相對於晶圓W之背面傾斜」來加以設定。
安裝構件93係將拋光頭75及緩衝構件92安裝於旋轉平台81。安裝構件93包含軸部93c、及形成於軸部93c之兩端的凸緣部93a、93b。軸部93c係通過緩衝構件92與旋轉平台81之周緣部的孔。凸緣部93a、93b係在垂直方向上夾住旋轉平台81與緩衝構件92。藉此，緩衝構件92會被固持於旋轉平台81上。又，凸緣部93a的頂面係與拋光頭75的底面黏接。藉此，拋光頭75會被固持於旋轉平台81上。安裝構件93亦可由兩個構件構成。在安裝構件93中，係在垂直方向上形成有貫通的孔。藉此，可藉由環狀的拋光頭75及安裝構件93各自的孔構成在垂直方向上下開口的穿通孔，而使拋光時所產生的拋光渣從該穿通孔往下方排出。
（控制裝置100） 如以上構成之拋光單元20，係由控制裝置100加以控制。控制裝置100係執行以下控制：中心拋光控制，使拋光頭75拋光晶圓W的中心區域；及外周拋光控制，拋光頭75拋光晶圓W的外周區域。
例如，控制裝置100係由一個或是複數控制用電腦構成。例如，如圖6所示，控制裝置100包含電路120。電路120包含：一個或是複數處理器121、記憶體122、儲存裝置123及輸入輸出埠124。儲存裝置123例如為硬碟等，包含電腦可讀取之記錄媒體。記錄媒體儲存有用於使拋光單元20執行後述基板處理步驟之程式。記錄媒體亦可為非揮發性的半導體記憶體、磁氣碟片及光碟等可取出之媒體。記憶體122係暫時儲存從儲存裝置123之記錄媒體載入的程式、及由處理器121所執行的運算結果。處理器121係與記憶體122協同而執行上述程式，藉此構成上述各功能模組。輸入輸出埠124係依照來自處理器121的指令，而在基板固持機構30、切換部60及粗糙化機構70之間，進行電訊號的輸入輸出。
又，控制裝置100的硬體構成，不必限定於藉由程式而構成各功能模組者。例如，控制裝置100的各功能模組，亦可藉由專用的邏輯電路或是將其整合後之ASIC（Application Specific Integrated Circuit：特殊應用積體電路）而構成。
在控制裝置100的儲存裝置123中，亦可儲存有對晶圓W之拋光動作指令及清洗動作指令。例如，在拋光動作指令中，亦可包含：與中心拋光有關的動作指令、與外周拋光有關的動作指令、及與清洗動作有關的動作指令。在與中心拋光有關的動作指令中，亦可包含與旋轉機構76、77之旋轉速度及拋光時間有關的資訊。在與外周拋光有關的動作指令中，亦可包含與旋轉機構76、77之旋轉速度、晶圓W（旋轉驅動部43）之旋轉速度、以及藉由迴旋驅動部87所移動之移動速度。
[基板處理方法] 接著，就基板處理方法之一例而言，參照圖7，說明在拋光單元20中執行的拋光及清洗之處理步驟例子。又，在初始狀態中，固定夾頭53係作為配置於待命位置及待命高度而進行說明。
如圖7所示，控制裝置100首先執行步驟S01、S02。在步驟S01中，控制裝置100係控制傳遞臂A8，將拋光處理之對象亦即晶圓W搬入拋光單元20。例如，控制裝置100係藉由傳遞臂A8而使晶圓W載置於旋轉夾頭41。接著，在步驟S02中，控制裝置100係藉由升降驅動機構62而使固定夾頭53從待命高度升高至固持高度，藉此使晶圓W載置於固定夾頭53上之後，再使晶圓W的外周區域固持於固定夾頭53。其後，如圖8的（a）所示，控制裝置100係藉由水平驅動機構61而使固定夾頭53從待命位置移動至中心拋光位置。
接著，控制裝置100執行步驟S03。在步驟S03中，控制裝置100係執行中心拋光控制，該中心拋光控制係令粗糙化機構70拋光由周緣固持部50固持之晶圓W的中心區域。例如，控制裝置100係在使晶圓W固持於周緣固持部50的狀態下，一邊藉由旋轉機構76、77使拋光頭75旋轉驅動，一邊使拋光頭75在晶圓W的中心區域滑動。中心拋光控制的細節係在之後敘述。
接著，控制裝置100執行步驟S04。在步驟S04中，控制裝置100係執行中心清洗控制，該中心清洗控制係令粗糙化機構70清洗由周緣固持部50固持之晶圓W的中心區域。例如，控制裝置100係在使晶圓W固持於周緣固持部50的狀態下，一邊藉由旋轉機構96、97使清洗頭79旋轉驅動，一邊使清洗頭79在晶圓W的中心區域滑動。中心清洗控制中的清洗頭79之驅動步驟，係與中心拋光控制中的拋光頭75之驅動步驟相同。控制裝置100在清洗頭79的驅動中，亦可藉由未圖示的清洗水供給部將清洗水供給至晶圓W的背面。
接著，控制裝置100執行步驟S05。在步驟S05中，控制裝置100係藉由切換部60，使由周緣固持部50（固定夾頭53）固持之晶圓W移動。例如，如圖8的（b）所示，控制裝置100係藉由使切換部60的水平驅動機構61驅動，而使固持晶圓W之固定夾頭53從中心拋光位置移動至傳遞位置。接著，控制裝置100係解除由固定夾頭53所進行之晶圓W的吸附，並驅動升降驅動機構62，而使固定夾頭53從固持高度下降至待命高度。藉此，晶圓W會載置於旋轉夾頭41。控制裝置100在晶圓W載置於旋轉夾頭41後，使晶圓W吸附於旋轉夾頭41。藉此，旋轉固持部40會固持晶圓W之背面的中心區域。在步驟S05中，切換部60係在以下狀態進行切換：軸線Ax2配置於固持在周緣固持部50之晶圓W的中心區域的狀態、及軸線Ax2配置於固持在旋轉固持部40之晶圓W的外周區域的狀態。
接著，控制裝置100執行步驟S06。在步驟S06中，控制裝置100係執行外周拋光控制，該控制係藉由粗糙化機構70拋光藉由旋轉固持部40旋轉之晶圓W的外周區域。例如，控制裝置100係一邊藉由旋轉固持部40使晶圓W旋轉，一邊使拋光頭75在晶圓W的背面滑動，藉此拋光晶圓W的外周區域。外周拋光控制的細節係在之後敘述。
接著，控制裝置100執行步驟S07。在步驟S07中，控制裝置100係執行外周清洗控制，該外周清洗控制係令粗糙化機構70清洗藉由旋轉固持部40旋轉之晶圓W的外周區域。例如，控制裝置100係一邊藉由旋轉固持部40使晶圓W旋轉，一邊使清洗頭79在晶圓W的背面滑動，藉此清洗晶圓W的外周區域。外周清洗控制中的清洗頭79之驅動步驟（使清洗頭79滑動的方法），係與外周拋光控制中的拋光頭75之驅動步驟相同。控制裝置100亦可在使清洗頭79相對於晶圓W滑動的期間，藉由未圖示的清洗水供給部將清洗水供給至晶圓W的背面。
接著，控制裝置100執行步驟S08。在步驟S08中，控制裝置100係將已完成拋光及清洗（拋光處理）的晶圓W從拋光單元20搬出。例如，控制裝置100係藉由控制傳遞臂A8，而將搬出對象的晶圓W從拋光單元20搬出至外部。藉由執行以上步驟S01~08，便完成包含對一片晶圓W之拋光處理的一連串處理。控制裝置100係對每片晶圓W重複執行步驟S01~S08。
在圖9的（a）中，係顯示了表示中心拋光控制之一例的流程圖。在中心拋光控制中，首先，控制裝置100執行步驟S31。在步驟S31中，例如，控制裝置100係藉由迴旋機構74使軸線Ax2移動，藉此將軸線Ax2（拋光機構71）配置於起始位置。控制裝置100亦能以使拋光機構71位於固持在固定夾頭53之晶圓W之中心區域的方式，將拋光機構71配置於起始位置。在拋光機構71配置於起始位置的狀態下，軸線Ax2與固持於固定夾頭53之晶圓W的中心亦可大略一致。
接著，控制裝置100執行步驟S32。在步驟S32中，例如，控制裝置100係開始藉由旋轉機構76、77所進行之拋光頭75的旋轉驅動。亦即，控制裝置100係以軸線Ax1為中心而使拋光頭75旋轉，並使軸線Ax1（旋轉平台81）沿著以軸線Ax2為中心的圓形軌道移動。例如，控制裝置100係基於儲存於儲存裝置123的旋轉動作指令，而驅動旋轉驅動部82、84，使旋轉平台81、83分別以既定旋轉速度（轉速）旋轉。
接著，控制裝置100執行步驟S33、S34。在步驟S33中，例如，控制裝置100係一邊使拋光頭75旋轉驅動，一邊藉由升降機構78使拋光頭75上升，直到拋光頭75與晶圓W的背面接觸為止。拋光頭75係一邊旋轉驅動一邊與晶圓W接觸，藉此，拋光頭75會相對於晶圓W滑動而拋光晶圓W的背面。在步驟S34中，例如，控制裝置100係停此藉由旋轉機構76、77所進行之旋轉，藉此停止拋光頭75的旋轉驅動。例如，控制裝置100亦可在拋光頭75與晶圓W接觸並經過既定時間後，停止拋光頭75的旋轉驅動。
在圖9的（b）中，係顯示了表示外周拋光控制之一例的流程圖。在外周拋光控制中，首先，控制裝置100執行步驟S61。在步驟S61中，例如，控制裝置100係藉由迴旋機構74及旋轉機構76、77而將拋光頭75配置於起始位置。例如，起始位置亦能以使軸線Ax1與軸線Ax3的間隔D3大於軸線Ax2與軸線Ax3的間隔D2，並使拋光頭75的至少一部分與晶圓W的中心區域重疊的方式設定。起始位置亦能以使拋光頭75成為最遠離軸線Ax3的方式設定。又，步驟S61亦可與上述步驟S05的處理並行進行。
接著，控制裝置100執行步驟S62。在步驟S62中，例如，控制裝置100係開始藉由旋轉驅動部43所進行之晶圓W的旋轉。控制裝置100係基於儲存於儲存裝置123的動作指令，而藉由旋轉驅動部43使晶圓W以既定旋轉速度旋轉。
接著，控制裝置100執行步驟S63。在步驟S63中，例如，控制裝置100係藉由升降機構78使拋光頭75升高，直到拋光頭75與晶圓W接觸為止。在此例中，控制裝置100係在將藉由旋轉機構76、77所進行之拋光頭75的旋轉驅動停止的狀態下，使拋光頭75升高，而使其與旋轉中的晶圓W之外周區域接觸。
接著，控制裝置100執行步驟S64、65。在步驟S64中，控制裝置100控制迴旋機構74及旋轉機構76、77（粗糙化機構70），以使拋光頭75沿著橫貫晶圓W之外周區域的軌跡移動。所謂橫貫晶圓W之外周區域的軌跡（以下，稱為「橫貫軌跡」），係指從晶圓W之中心區域的任意點，延伸至晶圓W之外的區域（以下，稱為「晶圓外區域」）的線。控制裝置100亦可在使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動時，控制粗糙化機構70，以保持在軸線Ax1與軸線Ax3之間隔D3大於軸線Ax2與軸線Ax3之間隔D2的狀態。例如，控制裝置100亦可在將藉由旋轉機構76、77所進行之旋轉驅動停止的狀態下，驅動迴旋機構74，以使拋光頭75沿著橫貫軌道移動。由於在步驟S61中，已將拋光機構71（軸線Ax1、Ax2）配置成間隔D3大於間隔D2的狀態，故只要將旋轉機構76、77固定，便可維持間隔D3大於間隔D2的狀態。
控制裝置100亦可在使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動時，將藉由旋轉機構76、77所進行之拋光頭75的驅動，與藉由迴旋機構74所進行之驅動加以組合，而調整拋光頭75的移動軌跡。又，控制裝置100亦可在使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動時，將藉由旋轉機構76及旋轉機構77中之至少一者所進行之旋轉動作重複進行。此情況下，拋光頭75會一邊在與橫貫軌跡平行的方向及垂直方向上擺動，一邊沿著橫貫軌跡移動。接著，在步驟S65中，當藉由迴旋機構74所進行之拋光頭75沿著橫貫軌跡之移動，從晶圓W之中心區域往晶圓外區域，而結束單程之移動時，控制裝置100會停止晶圓W的旋轉驅動。
又，在外周拋光控制中，控制裝置100亦可控制迴旋機構74及旋轉機構76、77，以使拋光頭75沿著橫貫軌跡，而從晶圓外區域往中心區域僅移動單程之移動。或是，控制裝置100亦可控制迴旋機構74及旋轉機構76、77，以使拋光頭75沿著橫貫軌跡，而在晶圓W的中心區域與晶圓外區域之間往復移動。在使拋光頭75沿著橫貫軌跡而往復移動的情況下，控制裝置100亦可在使從晶圓外區域往中心區域移動之拋光頭75，往晶圓外區域折返時，在未與晶圓W重疊之位置上，使拋光頭75的移動方向反轉。藉此，可抑制「起因於折返時之拋光頭75在移動方向上的反轉動作，導致拋光頭75在晶圓W的特定位置長時間滯留」之情形。
此處，參照圖10，說明在上述步驟S64之外周拋光時的沿著橫貫軌跡之拋光頭75的移動動作，亦包含其他動作的例子。在圖10的表所示之三個例子中，均例示了使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動時的動作。控制裝置100亦可使拋光頭75以移動速度維持在既定範圍的方式，沿著橫貫軌跡移動。例如，控制裝置100亦可使拋光頭75（軸線Ax1）以移動速度固定的方式，沿著橫貫軌跡移動。
在圖10中的「公轉動作」所示之動作中，控制裝置100係驅動控制旋轉驅動部84，而使拋光頭75環繞軸線Ax2旋轉動作，藉此使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動。例如，在粗糙化機構70未包含清洗機構72的情況下，粗糙化機構70亦可未包含迴旋機構74。此情況下，控制裝置100亦可藉由控制旋轉機構76、77，而使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動。
在圖10中的「迴旋動作」所示之動作中，控制裝置100係驅動控制迴旋驅動部87，而使拋光機構71以軸線Ax3為迴旋中心進行迴旋動作，藉此使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動。此迴旋動作係與上述步驟S64中的控制裝置100之處理對應。
在圖10中的「直線前進動作」所示之動作中，係使拋光頭75（軸線Ax2）在晶圓W的半徑方向上，略直線狀地移動，藉此使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動。亦即，此情況下，橫貫軌跡與晶圓W的半徑方向係大略一致。為了進行此動作，例如，拋光單元20亦可包含用於使拋光機構71在前後方向上移動的直線前進移動機構，以代替迴旋機構74。此直線前進移動機構亦可包含：移動平台，用於支撐拋光機構71；及直線前進驅動部（第三驅動部），使該移動平台（軸線Ax2）在前後方向上往復移動。例如，控制裝置100亦可在外周拋光控制的執行時，藉由控制「以拋光頭75、旋轉機構76、77及上述直線前進驅動部所構成之拋光部」，而使拋光頭75（軸線Ax2）沿著橫貫軌跡移動。例如，直線前進移動機構中，移動平台亦可配置成支撐升降機構78。
如圖10所示，公轉動作、迴旋動作及直線前進動作，係依此順序更接近「沿著晶圓W之半徑方向的軌跡」。控制裝置100亦可藉由控制迴旋機構74及旋轉機構77，而將公轉動作與迴旋動作加以組合，而使拋光頭75之移動更接近沿著晶圓W之半徑方向的軌跡。
（本發明之實施態樣的效果） 依本發明之實施態樣的塗佈顯影裝置2具備粗糙化機構70，其包含：拋光頭75，用於拋光晶圓W的主面；旋轉驅動部82，使拋光頭75繞晚軸線Ax1旋轉；及旋轉驅動部84，使軸線Ax1沿著環繞與軸線Ax1平行之軸線Ax2的圓形軌道移動。拋光頭75的中心位置係與軸線Ax1不同。與環繞軸線Ax1的拋光頭75之可動範圍的直徑相比，拋光頭75的外徑較小。
例如，一般認為係藉由具有與旋轉平台81相同程度之面積的實心圓柱狀之拋光頭，而拋光晶圓W的背面。在此構成中，於拋光時的某個瞬間中，拋光頭與晶圓W接觸的面積會變得較大，導致在拋光頭內容易產生取決於對晶圓W之接觸條件的拋光程度為不同的位置。在晶圓W包含有翹曲的情況下，拋光頭可能無法跟隨該翹曲。就其結果而言，會有產生拋光程度彼此不同之拋光不均勻的疑慮。相對於此，在上述塗佈顯影裝置2中，由於和藉由旋轉驅動部82所生成之拋光頭75的移動軌跡之外緣的直徑相比，拋光頭75的外徑Dh較小，故拋光頭75較不會與晶圓W不均勻接觸。因此，在拋光頭75內，能以大略均一的接觸條件與晶圓W接觸，而拋光晶圓W。其結果，在塗佈顯影裝置2中，可減少拋光晶圓W時所產生的拋光不均勻。
再者，在塗佈顯影裝置2中，拋光頭75的中心位置係相對於軸線Ax1偏心的位置。藉此，即使係較不會不均勻接觸之較小外徑的拋光頭75，相較於使拋光頭75的中心位置與軸線Ax1大略一致的情況，亦可使拋光頭75在較廣的範圍移動。因此，可同時實現拋光條件之均勻性與生產效率兩者。又，由於即使在使拋光頭75的中心位置與軸線Ax1大略一致的情況下，亦如上述至少對於拋光不均勻的減少有其效用，故拋光頭75的中心位置相對於軸線Ax1偏心之條件並非必要。
在塗佈顯影裝置2中，拋光頭75的外徑Dh為5mm~12mm。藉由使外徑Dh在12mm以下，可抑制拋光頭75在不均勻接觸之狀態下與晶圓W接觸（滑動）之情形。又，藉由使外徑Dh在5mm以上，可抑制「拋光頭75與晶圓W接觸時，拋光頭75相對於晶圓W之背面過度傾斜，導致拋光頭75與晶圓W不均勻接觸之情形」。其結果，可減少拋光晶圓W時所產生的拋光不均勻。
在塗佈顯影裝置2中，拋光頭75係形成為環狀。因此，在抑制拋光時的拋光頭之傾斜的同時，和具有相同外徑之實心圓柱狀之拋光頭相比，可減少拋光頭75中的晶圓W之接觸面積。藉此，由於可使拋光頭75的整個拋光面更強固地與晶圓W接觸，故可更減少拋光晶圓W時所產生的拋光不均勻。
在塗佈顯影裝置2中，軸線Ax1與軸線Ax2之間隔D1，係在環繞軸線Ax1的拋光頭75之可動範圍的半徑以下。此情況下，在進行中心拋光時，可藉由旋轉機構76、77使拋光頭75旋轉驅動，而在不使軸線Ax2移動的情況下，拋光晶圓W之中心區域的整個區域。其結果，可使晶圓W的生產效率提高。
塗佈顯影裝置2更包含：旋轉固持部40，固持晶圓W的中心區域並使晶圓W旋轉；周緣固持部50，固持晶圓W的外周區域；及控制裝置100，執行以下控制：中心拋光控制，一邊使晶圓W固持於周緣固持部50，一邊藉由拋光頭75拋光晶圓W的中心區域；及外周拋光控制，一邊藉由旋轉固持部40使晶圓W旋轉，一邊令拋光頭75拋光晶圓W的外周區域。在外周拋光控制中，控制裝置100係控制粗糙化機構70，以使拋光頭75沿著橫貫外周區域的軌跡移動。於情況下，由於係在拋光頭75不會停留於晶圓W的半徑方向上某一處的情況下，進行外周拋光，故可減少拋光晶圓W時的拋光不均勻。
粗糙化機構70更包含使軸線Ax2移動的迴旋驅動部87，或是直線前進移動機構。在使拋光頭75沿著橫貫外周區域的軌跡移動時，控制裝置100係控制粗糙化機構70，藉由迴旋驅動部87或是直線前進移動機構，而使軸線Ax2移動。此情況下，由於和藉由旋轉機構76、77而使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動相比，拋光頭75會以更接近晶圓W之半徑方向的軌跡移動，故可更減少拋光不均勻。
迴旋驅動部87係使軸線Ax2沿著「環繞與軸線Ax2平行之軸線Ax3的圓形軌道」移動。此情況下，由於係藉由迴旋驅動部87而使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動，故可簡化拋光單元20的構造。又，在上述實施態樣中，係使用將拋光機構71及清洗機構72的配置位置加以切換的迴旋驅動部87，而使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動。因此，可更簡化拋光單元20的構造。
在塗佈顯影裝置2中，使拋光頭75沿著橫貫外周區域的軌跡移動時，控制裝置100係控制迴旋機構74及旋轉機構76、77，以保持在軸線Ax1與軸線Ax3之間隔D3大於軸線Ax2與軸線Ax3之間隔D2的狀態。此情況下，由於以軸線Ax3為中心之圓形軌道中的拋光頭75之移動軌跡的半徑較大，故可使藉由迴旋機構74所進行之拋光頭75的移動，更接近晶圓W的半徑方向。因此，可更減少該半徑方向上的拋光程度之落差。
在塗佈顯影裝置2中，使拋光頭75沿著橫貫外周區域的軌跡移動時，控制裝置100係控制旋轉機構76、77，以藉由旋轉驅動部84使軸線Ax1移動。在使用旋轉機構77而使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動的情況下，例如，在進行外周拋光時，可不需要迴旋機構74而簡化拋光單元20的構造。或是，在除了迴旋機構74之外，亦使用旋轉機構77而使拋光頭75沿著橫貫軌跡移動的情況下，可調整拋光頭75的移動軌跡，以更接近晶圓W之半徑方向。
圖11係顯示了對晶圓W之背面的拋光處理之評價結果之一例。在比較例中，關於拋光頭，係使用具有「與藉由旋轉驅動部82所生成之拋光頭的移動軌跡之外緣大略相同的外徑（65mm）」的拋光頭而進行驗證。在實施例中，關於拋光頭，係使用具有「小於藉由旋轉驅動部82所生成之拋光頭的移動軌跡之外緣的外徑（9mm）」的拋光頭75而進行驗證。又，在比較例中，係藉由公轉動作而使拋光頭沿著半徑方向移動，在實施例中，係藉由迴旋動作而使拋光頭沿著半徑方向移動，而進行驗證。又，比較例及實施例均分別以相同條件，對兩片晶圓W驗證拋光處理結果。
關於驗證方法，係取得拋光後之晶圓W的被拋光面之影像資訊，並從該影像資訊沿著晶圓W的半徑方向而取得表示拋光程度的指標値。在比較例中，吾人發現當確認到一片晶圓W中的指標値之變化時，指標値會在半徑方向上變動。又，吾人發現當將第一片晶圓W與第二片晶圓W加以比較時，在不同之晶圓W間，彼此之指標値的差異較大，且指標値的變化傾向係彼此不同。相對於此，在實施例中，吾人發現當確認到一片晶圓W中的指標値之變化時，和比較例相比，指標値在半徑方向上的變動較小。又，吾人發現，在第一片晶圓W與第二片晶圓W之間，和比較例相比，指標値之變化傾向的差異較小。亦即，吾人發現上述塗佈顯影裝置2（拋光單元20）對於拋光不均勻的減少係有其效用。
以上，雖說明了實施態樣，但本發明不一定限定於上述實施態樣，而係可在不脫離其主旨的範圍內，進行各式各樣的變更。例如，處理對象之基板並不限於半導體晶圓，例如亦可為玻璃基板、遮罩基板、FPD（Flat Panel Display：平面顯示器）等。
又，上述具體例亦包含以下構成。 （附記1） 一種基板處理裝置，具備拋光部，該拋光部包含：拋光頭，用於拋光基板的主面；第一驅動部，使該拋光頭環繞第一軸旋轉；及第二驅動部，使該第一軸沿著環繞與該第一軸平行之第二軸的圓形軌道移動；該拋光頭的外徑為5mm~12mm。 （附記2） 如附記1所記載的基板處理裝置，其中，該拋光頭外徑為6~11mm。 （附記3） 如附記2所記載的基板處理裝置，其中，該拋光頭的外徑為8~10mm。
1:基板處理系統 2:塗佈顯影裝置(基板處理裝置) 3:曝光裝置 4:載具區塊 5:處理區塊 6:介面區塊 11~14:處理模組 20:拋光單元 21:殼體 30:基板固持機構 40:旋轉固持部 41:旋轉夾頭 42:軸 43:旋轉驅動部 50:周緣固持部 53:固定夾頭 60:切換部 61:水平驅動機構 62:升降驅動機構 70:粗糙化機構 71:拋光機構 72:清洗機構 74:迴旋機構 75:拋光頭 76,77,96,97:旋轉機構 78,98:升降機構 79:清洗頭 81,83:旋轉平台 82,84:旋轉驅動部 86:迴旋平台 87:迴旋驅動部 92:緩衝構件 93:安裝構件 93a,93b:凸緣部 93c:軸部 100:控制裝置 120:電路 121:處理器 122:記憶體 123:儲存裝置 124:輸入輸出埠 A1,A8:傳遞臂 A3:搬運臂 A7:升降臂 Ax0,Ax1,Ax2,Ax3,Ax4,Ax5:軸線 C:載具 D1~D3:間隔 Dh:外徑 S01~S08,S31~S34,S61~S65:步驟 Th,Ts:厚度 U1:塗佈單元 U2,U4:熱處理單元 U3:顯影單元 U10,U11:棚單元 W:晶圓
圖1係顯示依本發明之一個例示實施態樣之基板處理系統之概略構成的圖式。 圖2係顯示依本發明之一個例示實施態樣之基板處理裝置之內部構成的示意圖。 圖3係顯示例示拋光裝置之概略構成的示意俯視圖。 圖4係顯示例示拋光裝置之概略構成的示意側視圖。 圖5的（a）及圖5的（b）係顯示拋光頭之構成例的示意圖。 圖6係例示控制裝置之硬體構成的方塊圖。 圖7係顯示藉由拋光裝置所進行之處理步驟之一例的流程圖。 圖8的（a）係用於說明中心拋光之一例的圖式。圖8的（b）係用於說明外周拋光之一例的圖式。 圖9的（a）係顯示中心拋光控制之一例的流程圖。圖9的（b）係顯示外周拋光控制之一例的流程圖。 圖10係用於說明沿著橫貫外周區域之軌跡的拋光頭之動作例的圖式。 圖11係用於說明藉由基板處理裝置所進行之拋光處理結果之一例的圖式。
20:拋光單元
21:殼體
30:基板固持機構
40:旋轉固持部
41:旋轉夾頭
43:旋轉驅動部
50:周緣固持部
53:固定夾頭
60:切換部
61:水平驅動機構
62:升降驅動機構
70:粗糙化機構
71:拋光機構
72:清洗機構
74:迴旋機構
75:拋光頭
76,77,96,97:旋轉機構
79:清洗頭
98:升降機構
Ax0,Ax1,Ax2,Ax3,Ax4,Ax5:軸線
W:晶圓

Claims (10)

  1. 一種基板處理裝置，具備拋光部，該拋光部包含： 拋光頭，用於拋光基板的主面； 第一驅動部，使該拋光頭環繞第一軸旋轉；及 第二驅動部，使該第一軸沿著環繞與該第一軸平行之第二軸的圓形軌道移動； 該拋光頭的中心位置與該第一軸不同； 和環繞該第一軸的該拋光頭之可動範圍的直徑相比，該拋光頭的外徑較小。
  2. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中， 該拋光頭的外徑為5mm~12mm。
  3. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中， 該拋光頭係形成為環狀。
  4. 如請求項1所述之基板處理裝置，其中， 該第一軸與該第二軸之間隔，係在該可動範圍的半徑以下。
  5. 如請求項1所述之基板處理裝置，更具備： 旋轉固持部，固持著該基板的中心區域並使該基板旋轉； 周緣固持部，固持該基板的外周區域；及 控制部，執行以下控制：中心拋光控制，一邊將該基板固持於該周緣固持部，一邊藉由該拋光頭拋光該基板的該中心區域；及外周拋光控制，一邊藉由該旋轉固持部使該基板旋轉，一邊令該拋光頭拋光該基板的該外周區域； 在該外周拋光控制中，該控制部係控制該拋光部，以使該拋光頭沿著橫貫該外周區域的軌跡移動。
  6. 如請求項5所述之基板處理裝置，其中， 該拋光部更包含第三驅動部，用於使該第二軸移動； 在使該拋光頭沿著橫貫該外周區域的軌跡移動時，該控制部控制該拋光部，藉由該第三驅動部使該第二軸移動。
  7. 如請求項6所述之基板處理裝置，其中， 該第三驅動部，使該第二軸沿著環繞與該第二軸平行之第三軸的圓形軌道移動。
  8. 如請求項7所述之基板處理裝置，其中， 在使該拋光頭沿著橫貫該外周區域的軌跡移動時，該控制部控制該拋光部，以保持在該第一軸與該第三軸之間隔大於該第二軸與該第三軸之間隔的狀態。
  9. 如請求項6所述之基板處理裝置，其中， 該第三驅動部係設置成可使其他處理機構與該拋光頭一起移動，該其他處理機構係用於進行與藉由該拋光頭所進行之對基板之主面的拋光不同時間點的基板處理； 該控制部控制該第三驅動部，以使該其他處理機構移動至用於進行與該拋光不同時間點之基板處理的位置。
  10. 如請求項5至9中任一項所述之基板處理裝置，其中， 在使該拋光頭沿著橫貫該外周區域的軌跡移動時，該控制部控制該拋光部，以藉由該第二驅動部使該第一軸移動。
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TWI824785B (zh) * 2021-10-26 2023-12-01 日商斯庫林集團股份有限公司 基板處理方法及基板處理系統

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