TW202125616A - 研磨單元、基板處理裝置、及研磨方法 - Google Patents

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谷澤昭尋
小林賢一
眞継阿沙葵
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日商荏原製作所股份有限公司
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Abstract

[課題]本發明係使檢測基板從上方環形轉盤跳出之精度提高。 [解決手段]本發明之研磨單元300包含：貼合用於研磨基板WF之研磨墊352的研磨台350；用於保持基板WF並按壓於研磨墊352之上方環形轉盤302；用於發射光至在研磨墊352上之檢測區域372的光發射構件371；用於依據從檢測區域372所反射之光，檢測基板WF從上方環形轉盤302跳出之滑出檢測器370；及排除流入檢測區域372之研磨液的排除機構380。

Description

研磨單元、基板處理裝置、及研磨方法
本申請案係關於一種研磨單元、基板處理裝置、及研磨方法。本申請案主張依據2019年12月24日申請之日本特許申請編號第2019-233037號的優先權。包含日本特許申請編號第2019-233037號之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要之全部揭示內容整體援用於本申請案供參照。
製造半導體元件時，為了將基板表面平坦化而使用化學機械研磨（CMP）裝置。使用於製造半導體元件之基板多為圓板形狀。此外，不限於半導體元件，將CCL基板（銅箔積層（Copper Clad Laminate）基板）、PCB（印刷回路板(Printed Circuit Board)）基板、光罩基板、顯示面板等四方形之基板表面平坦化時平坦度的要求也提高。此外，對於PCB基板等配置了電子元件之封裝基板表面平坦化的要求也提高。
化學機械研磨裝置包含：保持基板之上方環形轉盤；及貼合了研磨墊之研磨台；並以藉由使上方環形轉盤及研磨台旋轉，而且將基板按壓於研磨墊來研磨基板之方式構成。此處，在研磨基板時，基板會從上方環形轉盤脫離而跳出上方環形轉盤之外側。另外，例如專利文獻1中揭示有使用光電感測器檢測基板之跳出。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第3761673號公報
（發明所欲解決之問題）
揭示於專利文獻1之技術係朝向設定於研磨墊上之檢測區域發射光，並依據從檢測區域反射之光的光量變化來檢測基板跳出者。亦即，由於研磨墊與基板之光的反射率不同，因此，當基板從上方環形轉盤脫離而出現於檢測區域時，來自檢測區域之反射光的光量變化，因此，若檢測出該變化，則判斷為基板從上方環形轉盤脫離。此外，專利文獻1中亦揭示有使用色差感測器進行基板之跳出檢測。
但是，記載於專利文獻1之技術中仍留有提高基板之跳出檢測精度的餘地。亦即，成為研磨裝置之處理對象的基板有各種各樣之厚度及母材（材質），由於反射光量之變動大，因此使用光量差之檢測方法可能會造成光電感測器錯誤檢測。此外，研磨裝置係使用漿液（研磨液）進行基板之研磨，不過，在研磨時會產生基板之切屑混入漿液，或是漿液因化學反應等而變色的情況。於是，即使使用色差感測器時，藉由切屑混入之漿液及變色之漿液流入檢測區域，可能造成感測器錯誤檢測。
因此，本申請案目的之一為使檢測基板從上方環形轉盤跳出之精度提高。 （解決問題之手段）
一種實施形態揭示一種研磨單元，係包含：研磨台，其係貼合用於研磨基板之研磨墊；上方環形轉盤，其係用於保持基板並按壓於研磨墊；光發射構件，其係用於發射光至研磨墊上之檢測區域；滑出檢測器，其係用於依據從前述檢測區域反射之光，檢測基板從前述上方環形轉盤跳出；及排除機構，其係用於排除流入前述檢測區域之研磨液。
以下，配合附圖說明本發明之基板處理裝置之實施形態。附圖中，在相同或類似之元件上註記相同或類似之參考符號，在各實施形態之說明中會省略關於相同或類似元件的重複說明。此外，各實施形態顯示之特徵只要彼此不矛盾，亦可適用於其他實施形態。
圖1係顯示一種實施形態之基板處理裝置1000的整體構成之俯視圖。圖1所示之基板處理裝置1000具有：裝載單元100、搬送單元200、研磨單元300、乾燥單元500、及卸載單元600。圖示之實施形態中，搬送單元200具有2個搬送單元200A、200B，研磨單元300具有2個研磨單元300A、300B。一種實施形態中，此等各單元可獨立地形成。藉由獨立地形成此等單元，可藉由任意組合各單元數可輕易形成不同構成之基板處理裝置1000。此外，基板處理裝置1000具備控制裝置900，基板處理裝置1000之各元件藉由控制裝置900控制。一種實施形態中，控制裝置900可由具備輸入輸出裝置、運算裝置、記憶裝置等之一般電腦構成。 ＜裝載單元＞
裝載單元100係用於將進行研磨及清洗等之處理前的基板WF導入基板處理裝置1000中的單元。一種實施形態中，裝載單元100係依據SMEMA（表面貼裝設備製造商協會(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)）之機械裝置介面規格（IPC-SMEMA-9851）而構成。
圖示之實施形態中，裝載單元100之搬送機構具有：複數個搬送軋輥202、及安裝搬送軋輥202之複數個軋輥軸桿204。圖1所示之實施形態中，各軋輥軸桿204上安裝有3個搬送軋輥202。基板WF配置於搬送軋輥202上，並藉由搬送軋輥202旋轉來搬送基板WF。軋輥軸桿204上之搬送軋輥202的安裝位置不拘，只要是可穩定地搬送基板WF的位置即可。但是，由於搬送軋輥202接觸於基板WF，因此應以搬送軋輥202接觸之方式配置於即使接觸於處理對象之基板WF仍無問題的區域。一種實施形態中，裝載單元100之搬送軋輥202可由導電性聚合物構成。一種實施形態中，搬送軋輥202經由軋輥軸桿204等而電性接地。此因，為了防止基板WF帶電而損傷基板WF上之電子元件等。此外，一種實施形態中，為了防止基板WF帶電，亦可在裝載單元100中設置電離器（無圖示）。 ＜搬送單元＞
圖1所示之基板處理裝置1000具備2個搬送單元200A、200B。2個搬送單元200A、200B可為相同構成，因此，以下一併作為搬送單元200來說明。
圖示之搬送單元200具備用於搬送基板WF之複數個搬送軋輥202。藉由使搬送軋輥202旋轉，可在指定方向搬送搬送軋輥202上之基板WF。搬送單元200之搬送軋輥202亦可由導電性聚合物而形成，亦可由非導電性之聚合物而形成。搬送軋輥202藉由無圖示之馬達而驅動。基板WF藉由搬送軋輥202搬送至基板交接位置。
一種實施形態中，搬送單元200具有清洗噴嘴284。清洗噴嘴284連接於無圖示之清洗液的供給源。清洗噴嘴284係以對藉由搬送軋輥202而搬送之基板WF供給清洗液的方式構成。 ＜乾燥單元＞
乾燥單元500係用於使基板WF乾燥之裝置。圖1所示之基板處理裝置1000中，乾燥單元500在被研磨單元300研磨後，使藉由搬送單元200之清洗部清洗後的基板WF乾燥。如圖1所示，乾燥單元500配置於搬送單元200之下游。
乾燥單元500具有用於朝向在搬送軋輥202上搬送之基板WF噴射氣體的噴嘴530。氣體例如可為壓縮之空氣或氮氣。藉由乾燥單元500將搬送之基板WF上的水滴吹散，可使基板WF乾燥。 ＜卸載單元＞
卸載單元600係用於將進行研磨及清洗等之處理後的基板WF搬出基板處理裝置1000外的單元。圖1所示之基板處理裝置1000中，卸載單元600收容經乾燥單元500乾燥後之基板。如圖1所示，卸載單元600配置於乾燥單元500之下游。一種實施形態中，卸載單元600係依據SMEMA（表面貼裝設備製造商協會(Surface Mount Equipment Manufacturers Association)）之機械裝置介面規格（IPC-SMEMA-9851）而構成。 ＜研磨單元＞
圖2係概略顯示一種實施形態之研磨單元300的構成之立體圖。圖1所示之基板處理裝置1000具備2個研磨單元300A、300B。2個研磨單元300A、300B可為相同構成，因此，以下一併作為研磨單元300來說明。
如圖2所示，研磨單元300具備：研磨台350；及構成保持研磨對象物之基板，並按壓於研磨台350上之研磨面的研磨頭之上方環形轉盤302。研磨台350經由台軸桿351而連結於配置在其下方之研磨台旋轉馬達（無圖示），並可在台軸桿351周圍旋轉。在研磨台350之上面貼合有研磨墊352，研磨墊352之表面352a構成研磨基板之研磨面。一種實施形態中，研磨墊352亦可經由用於可輕易從研磨台350剝離之層而貼合。此種層例如為矽層及氟系樹脂層等，亦可使用例如記載於日本特開2014-176950號公報等者。
在研磨台350上方設置有研磨液供給噴嘴354，藉由該研磨液供給噴嘴354可在研磨台350上之研磨墊352上供給研磨液。此外，如圖2所示，研磨台350及台軸桿351中設有用於供給研磨液之通路353。通路353連通於研磨台350表面之開口部355。在對應於研磨台350之開口部355的位置，研磨墊352形成有貫穿孔357，通過通路353之研磨液從研磨台350之開口部355及研磨墊352的貫穿孔357供給至研磨墊352表面。另外，研磨台350之開口部355及研磨墊352的貫穿孔357亦可係1個或是複數個。此外，研磨台350之開口部355及研磨墊352的貫穿孔357之位置不拘，一種實施形態中，係配置於研磨台350之中心附近。
一種實施形態中，研磨單元300具備用於將液體、或液體與氣體之混合流體朝向研磨墊352噴射的霧化器358（參照圖1），不過圖2中並未顯示。從霧化器358噴射之液體例如係純水，氣體例如係氮氣。
上方環形轉盤302連接於上方環形轉盤軸桿18，該上方環形轉盤軸桿18藉由上下運動機構319可對搖動手臂360上下運動。藉由該上方環形轉盤軸桿18之上下運動，可使整個上方環形轉盤302對搖動手臂360上下運動來進行定位。上方環形轉盤軸桿18可藉由無圖示之上方環形轉盤旋轉馬達的驅動而旋轉。上方環形轉盤302藉由上方環形轉盤軸桿18之旋轉而以上方環形轉盤軸桿18為中心而旋轉。另外，在上方環形轉盤軸桿18之上端安裝有旋轉接頭323。
另外，在市場上可獲得各種研磨墊，例如有NITTAHAAS股份有限公司製之SUBA800（「SUBA」係註冊商標）、IC-1000、IC-1000/SUBA400（兩層布），FUJIMI Inc.公司製之Surfin xxx-5、Surfin 000等（「surfin」係註冊商標）。SUBA800、Surfin xxx-5、Surfin 000係以氨基甲酸乙酯樹脂固定纖維之不織布，IC-1000係硬質發泡聚氨酯（單層）。發泡聚氨酯形成有孔的（多孔質狀），其表面具有許多微細的凹處或是孔。
上方環形轉盤302可在其下面保持四方形之基板。搖動手臂360以支軸362為中心可回轉地構成。上方環形轉盤302藉由搖動手臂360之回轉，可在上述搬送單元200之基板交接位置與研磨台350的上方之間移動。藉由使上方環形轉盤軸桿18下降，而使上方環形轉盤302下降，可將基板按壓於研磨墊352之表面（研磨面）352a。此時，分別使上方環形轉盤302及研磨台350旋轉，並從設於研磨台350上方之研磨液供給噴嘴354及/或設於研磨台350之開口部355在研磨墊352上供給研磨液。因此，可將基板WF按壓於研磨墊352之研磨面352a來研磨基板表面。在基板WF研磨中，亦可以上方環形轉盤302通過研磨墊352之中心的方式（覆蓋研磨墊352之貫穿孔357的方式）固定手臂360或使其搖動。
使上方環形轉盤軸桿18及上方環形轉盤302上下運動之上下運動機構319具備：經由軸承321可旋轉地支撐上方環形轉盤軸桿18之橋接器28；安裝於橋接器28之滾珠螺桿32；藉由支柱130所支撐之支撐台29；及設於支撐台29上之伺服馬達38。支撐伺服馬達38之支撐台29經由支柱130而固定於搖動手臂360。
滾珠螺桿32具備：連結於伺服馬達38之螺絲軸32a；及該螺絲軸32a螺合之螺帽32b。上方環形轉盤軸桿18與橋接器28成為一體而上下運動。因此，驅動伺服馬達38時，橋接器28經由滾珠螺桿32而上下運動，藉此，上方環形轉盤軸桿18及上方環形轉盤302上下運動。研磨單元300具備作為檢測橋接器28至下面的距離，亦即橋接器28之位置的位置檢測部之測距感測器70。藉由該測距感測器70檢測橋接器28之位置，可檢測上方環形轉盤302的位置。測距感測器70與滾珠螺桿32、伺服馬達38一起構成上下運動機構319。另外，測距感測器70亦可係雷射式感測器、超音波感測器、過電流式感測器、或線位移式感測器。此外，測距感測器70、伺服馬達38等研磨單元內之各設備係構成藉由控制裝置900來控制。
一種實施形態之研磨單元300具備修整研磨墊352之研磨面352a的修整單元356。如圖2所示，修整單元356具備：滑動接觸於研磨面352a之修整器50；連結修整器50之修整器軸桿51；用於升降驅動修整器軸桿51之空氣汽缸53；及旋轉自如地支撐修整器軸桿51之搖動手臂55。在修整器50之下部保持有修整構件50a，在該修整構件50a之下面電沈積針狀的鑽石粒子。空氣汽缸53配置於藉由支柱56所支撐的支撐台57上，此等支柱56固定於搖動手臂55。
搖動手臂55被無圖示之馬達驅動，並以支軸58為中心而回轉地構成。修整器軸桿51與研磨墊352相對配置，圖2係藉由無圖示之馬達驅動而旋轉，修整器50藉由該修整器軸桿51旋轉而在修整器軸桿51周圍旋轉。空氣汽缸53經由修整器軸桿51使修整器50上下運動，並將修整器50以指定之按壓力按壓於研磨墊352的研磨面352a。
研磨墊352之研磨面352a的修整進行如下。修整器50藉由空氣汽缸53按壓於研磨面352a，與此同時，從無圖示之純水供給噴嘴供給純水至研磨面352a。在該狀態下，修整器50在修整器軸桿51周圍旋轉，使修整構件50a之下面（鑽石粒子）滑動接觸於研磨面352a。如此，藉由修整器50削除研磨墊352來修整研磨面352a。 ＜滑出檢測器＞
圖3係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成俯視圖。圖4係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成側視圖。如圖3、圖4所示，研磨單元300包含用於檢測基板WF從上方環形轉盤302跳出之滑出檢測器370。在研磨墊352上之任意處設定用於進行滑出檢測的檢測區域372。滑出檢測器370安裝於在研磨墊352上伸展之滑出檢測用手臂374的前端，並與檢測區域372相對配置。滑出檢測器370包含用於對檢測區域372發射光之光發射構件371；及用於接收從檢測區域372反射之光的受光構件373而構成。另外，本實施形態係顯示滑出檢測器370含有光發射構件371，並在滑出檢測器370發射光的同時接收反射光之例，不過不限定於此。例如，光發射構件371亦可係與滑出檢測器370獨立之構件。滑出檢測器370係以依據藉由受光構件373所接收之光，亦即從檢測區域372反射之光，檢測基板WF從上方環形轉盤302跳出之方式構成。
更具體而言，滑出檢測器370可依據從檢測區域372反射之光的色變化來檢測基板WF從上方環形轉盤302跳出。亦即，滑出檢測器370在進行基板WF的研磨處理之前，對成為基準之研磨墊352的檢測區域372發射光，並依據從檢測區域372反射之光登錄研磨墊的基準色。滑出檢測器370在基板WF之研磨處理中，比較依據從研磨墊352之檢測區域372反射的光之色與基準色。
圖5係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成側視圖，且顯示基板WF滑出之狀態。如圖5所示，若基板WF從上方環形轉盤302脫離而侵入檢測區域372，則滑出檢測器370會檢測出與研磨墊352之基準色不同的顏色，因此，可檢測出基板WF從上方環形轉盤302跳出。
圖6係顯示依據色差檢測滑出之實驗結果圖。圖6中，橫軸表示研磨台350之旋轉數（RPM），縱軸顯示依據來自檢測區域372之反射光的色差靈敏度。所謂依據來自檢測區域372之反射光的色差靈敏度，是顯示依據來自檢測區域372之反射光的色對預先登錄之基準色的一致程度之值。與基準色完全一致時的靈敏度之值為999。滑出檢測器370在依據來自檢測區域372之反射光的色差靈敏度未達用於檢測滑出的臨限值時，可檢測出基板WF從上方環形轉盤302跳出。例如圖6中，研磨台350之旋轉數為10（RPM）時，若檢測區域372有研磨墊352時（基板WF尚未侵入時），依據來自檢測區域372之反射光的色差靈敏度係996，因而瞭解與基準色大致一致。另外，檢測區域372中有基板WF時，依據來自檢測區域372之反射光的色差靈敏度成為525。例如，用於檢測滑出之臨限值係700。此時，滑出檢測器370於基板WF從上方環形轉盤302脫離而侵入檢測區域372時，由於依據來自檢測區域372之反射光的色差靈敏度（525）未達臨限值（700），因此可檢測出基板WF滑出。
因此，檢測區域372中有研磨墊352（無基板WF）時與檢測區域372中有基板WF時，依據來自檢測區域372之反射光的色差靈敏度大幅不同情況下，滑出檢測器370可正確檢測基板WF從上方環形轉盤302跳出。如圖6之實驗結果所示，利用色差檢測滑出時，為判別藉由來自檢測區域372之反射光的色對作為基準色而登錄之色的差。因而，由於不易受到因基板WF之厚度不同造成收發光之反射角不同及因基板WF之材質不同（包含表面凹凸差之影響）造成反射光之光量差的影響，因此可有效檢測基板WF之滑出。
另外，當研磨墊352與基板WF之色接近或有外部干擾影響時，在檢測區域372中有研磨墊352（無基板WF）時與檢測區域372中有基板WF時，可能依據來自檢測區域372之反射光的色差靈敏度之差變小。此時，雖然設定用於檢測滑出之臨限值，儘管檢測區域372中有基板WF，仍有可能無法檢測基板WF從上方環形轉盤302跳出。
另外，滑出檢測器370亦可構成依據從檢測區域372反射之光的色變化與從檢測區域372反射之光量的變化，來檢測基板WF從上方環形轉盤302跳出。亦即，滑出檢測器370在進行基板WF的研磨處理之前，對成為基準之研磨墊352的檢測區域372發射光，登錄從檢測區域372反射之光的基準光量。滑出檢測器370在基板WF之研磨處理中，比較從研磨墊之檢測區域372反射的光之光量與預先登錄的基準光量。若基板WF從上方環形轉盤302脫離而侵入檢測區域372，由於檢測出與來自研磨墊352之反射光的光量不同之光量，因此，滑出檢測器370可檢測出基板WF從上方環形轉盤302跳出。
圖7係顯示依據色差及光量檢測滑出之實驗結果圖。圖7中，橫軸表示研磨台350之旋轉數（RPM），縱軸表示依據來自檢測區域372之反射光的色差及光量之靈敏度。所謂依據來自檢測區域372之反射光的色差及光量之靈敏度，是表示依據來自檢測區域372之反射光的色及光量對預先登錄之基準色及基準光量的一致程度之值。滑出檢測器370依據來自檢測區域372之反射光的色差及光量的靈敏度未達用於檢測滑出的臨限值時，可檢測出基板WF從上方環形轉盤302跳出。如圖7所示，依據色差及光量檢測滑出情況下，不論研磨台350之旋轉數為何，檢測區域372中有研磨墊352（無基板WF）時與檢測區域372中有基板WF時，依據來自檢測區域372之反射光的色差及光量之靈敏度大幅不同。因此，滑出檢測器370可正確檢測出基板WF從上方環形轉盤302跳出。 ＜排除機構＞
此外，如圖3所示，研磨單元300包含排除流入檢測區域372之研磨液的排除機構380。圖8係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成側視圖，且顯示使用排除機構排除研磨液之狀態。如圖8所示，排除機構380包含藉由對檢測區域372噴灑流體386，而排除流入檢測區域372之研磨液SL的淨化機構（淨化用噴嘴）384。流體例如可為水或與研磨墊352同色之研磨液等的液體、或是空氣或氮氣等氣體。
圖9係概略顯示研磨墊上之檢測區域與排除區域的關係之俯視圖。如圖9所示，淨化機構384可對包含檢測區域372且比檢測區域372大之區域的排除區域382從淨化機構384噴灑流體386。採用本實施形態時，可使檢測基板WF從上方環形轉盤302跳出之精度提高。亦即，使用與研磨墊352不同色之研磨液SL情況下，當該研磨液SL流入檢測區域372時，可能滑出檢測器370會錯誤檢測。此外，即使使用與研磨墊352相同色之研磨液SL時，包含研磨時產生之基板WF的切屑之研磨液SL或是因為化學反應等而變色之研磨液SL流入檢測區域372時，可能滑出檢測器370會錯誤檢測。另外，採用本實施形態時，藉由淨化機構384將流體386噴灑至檢測區域372，研磨液SL不致流入檢測區域372，因此可抑制滑出檢測器370發生錯誤檢測。另外，對於研磨墊352因長期使用而老化及研磨墊352藉由研磨處理而造成污染，在每片基板處理時，亦可使用霧化器358及修整器50之至少一方進行研磨墊352的調整。此外，可控制滑出檢測器370及排除機構380，僅在基板WF研磨中有效檢測基板WF之滑出。例如，在藉由研磨單元300之一連串程序中，亦有時修整器50為了調整研磨墊352而穿過檢測區域372。此種情況下，可控制滑出檢測器370及排除機構380之工作時序，避免滑出檢測器370進行錯誤檢測。
本實施形態係顯示排除機構380包含淨化機構384之例，不過不限定於此。圖10係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成側視圖，且顯示使用排除機構排除研磨液之狀態。排除機構380亦可包含藉由吸引流入檢測區域372之研磨液SL而排除流入檢測區域372之研磨液SL的吸引機構（吸引噴嘴）388。此時，吸引機構388可藉由對排除區域382進行吸引來排除流入檢測區域372之研磨液SL。
其次，說明本實施形態之包含檢測基板WF滑出的研磨方法之過程。圖11係檢測基板WF滑出之流程圖。如圖11所示，研磨方法，首先，係上方環形轉盤302移動至接收基板WF之研磨位置（步驟S101）。繼續，研磨方法開始檢測滑出（檢測步驟S102）。具體而言，研磨方法開始滑出檢測器370之收發光。繼續，研磨方法開始淨化滑出檢測區域（排除步驟S103）。具體而言，研磨方法對排除區域382從淨化機構（淨化用噴嘴）384噴灑流體。
繼續，研磨方法開始研磨基板WF（研磨步驟S104）。亦即，研磨方法使研磨台350旋轉，而且使上方環形轉盤302旋轉，將保持於上方環形轉盤302之基板WF按壓於研磨墊352。繼續，研磨方法判定是否檢測出基板WF滑出（步驟S105）。研磨方法藉由滑出檢測器370檢測出基板WF滑出時（步驟S105，是（Yes）），安全地停止基板處理裝置1000的運轉（步驟S106）。
另外，研磨方法藉由滑出檢測器370並未檢測出基板WF滑出時（步驟S105，否（No）），經過指定的研磨時間後結束基板WF之研磨（步驟S107）。繼續，研磨方法停止淨化滑出檢測區域（步驟S108）。繼續，研磨方法停止滑出檢測器370之收發光而停止檢測滑出（步驟S109）。繼續，研磨方法使上方環形轉盤302將基板WF送交搬送單元200（步驟S110）。
繼續，研磨方法統計研磨單元300中之累積研磨處理數（步驟S111）。繼續，研磨方法判定所統計之累積研磨處理數是否到達預設的研磨處理數（臨限值）（步驟S112）。研磨方法於統計之累積研磨處理數並未超過預設之研磨處理數（臨限值）時（步驟S112，否），返回步驟S101，對其次處理對象之基板WF反覆處理。另外，研磨方法於統計之累積研磨處理數超過預設之研磨處理數（臨限值）時（步驟S112，是），重設滑出檢測器370之基準色，並且自動進行基準色之再登錄（步驟S113）。亦即，滑出檢測器370將現在的研磨墊352視為基準之研磨墊，並對該研磨墊352之檢測區域372發射光，並依據從檢測區域372反射之光登錄研磨墊的基準色。研磨方法於步驟S113之後，返回步驟S101，對其次處理對象之基板WF反覆處理。另外，上述各處理步驟之順序亦可變更，亦可同時執行。
圖12係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的修改例之構成俯視圖。如圖12所示，亦可在研磨墊352上設定複數個檢測區域372。此時，滑出檢測器370及排除機構380亦可分別對應於研磨墊352上之複數個檢測區域372而設置複數個。本實施形態即使基板WF從上方環形轉盤302向任何方向跳出時，皆可精確檢測基板WF之跳出。
圖13係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的修改例之構成俯視圖。如圖13所示，滑出檢測器370及排除機構380亦可安裝於上方環形轉盤302。亦即，檢測區域372可設定在研磨墊352上之任意處，不過宜對上方環形轉盤302設定於研磨墊352之旋轉方向下游側附近。此因，由於基板WF從上方環形轉盤302脫離時，基板WF多從上方環形轉盤302向研磨墊352之旋轉方向下游側跳出，因此可立刻檢測出基板WF從上方環形轉盤302跳出。但是，在研磨中，藉由搖動手臂360而使上方環形轉盤302在研磨墊352上搖動時，由於檢測區域372之位置亦移動，因此需要對應於檢測區域372之移動而使滑出檢測器370及排除機構380移動的機構，導致研磨單元300之構成複雜化。另外，採用本實施形態時，由於將滑出檢測器370及排除機構380安裝於上方環形轉盤302，因此滑出檢測器370及排除機構380配合上方環形轉盤302之搖動亦搖動。因此，採用本實施形態時，可以簡單構造立刻檢測出基板WF從上方環形轉盤302跳出。
以上，係就一些本發明之實施形態作說明，不過，上述發明之實施形態係為了容易理解本發明者，而並非限定本發明者。本發明在不脫離其旨趣情況下可變更、改良，並且本發明當然包含其等效物。此外，在可解決上述問題之至少一部分的範圍，或是可達到效果之至少一部分的範圍內，申請專利範圍及說明書中記載之各元件可任意組合或省略。
本申請案之一種實施形態揭示一種研磨單元，係包含：研磨台，其係貼合用於研磨基板之研磨墊；上方環形轉盤，其係用於保持基板並按壓於研磨墊；光發射構件，其係用於發射光至研磨墊上之檢測區域；滑出檢測器，其係用於依據從前述檢測區域反射之光，檢測基板從前述上方環形轉盤跳出；及排除機構，其係用於排除流入前述檢測區域之研磨液。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨單元，其中前述滑出檢測器係依據從前述檢測區域反射之光的色變化，檢測基板從前述上方環形轉盤跳出。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨單元，其中前述滑出檢測器係依據從前述檢測區域反射之光的色變化、以及從前述檢測區域反射之光的光量變化，檢測基板WF從前述上方環形轉盤跳出。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨單元，其中前述排除機構包含淨化機構，其係藉由對前述檢測區域噴灑流體，來排除流入前述檢測區域之研磨液。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨單元，其中前述排除機構包含吸引機構，其係藉由吸引流入前述檢測區域之研磨液，來排除流入前述檢測區域之研磨液。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨單元，其中前述光發射構件、前述滑出檢測器及前述排除機構係分別對前述研磨墊上之複數個檢測區域而設。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨單元，其中前述光發射構件、前述滑出檢測器及前述排除機構係安裝於前述上方環形轉盤。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種基板處理裝置，其中包含：上述任何一項之研磨單元，其係用於研磨基板；搬送單元，其係用於搬送基板；及乾燥單元，其係用於使基板乾燥。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨方法，係包含：研磨步驟，其係在用於研磨基板之研磨墊上流動研磨液，來研磨基板；檢測步驟，其係發射光至前述研磨墊上之檢測區域，並且依據從前述檢測區域反射之光檢測基板從前述上方環形轉盤跳出；及排除步驟，其係排除流入前述檢測區域之研磨液。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨方法，其中前述檢測步驟係依據從成為基準之研磨墊的前述檢測區域反射之光的基準色、與研磨處理中從研磨墊之前述檢測區域反射的光色之差，檢測基板從前述上方環形轉盤跳出。
再者，本申請案之一種實施形態揭示一種研磨方法，其中進一步包含以下步驟：統計基板之累計研磨處理數；及前述累計研磨處理數超過臨限值時，進行前述基準色之登錄。
18:上方環形轉盤軸桿 28:橋接器 29:支撐台 32:滾珠螺桿 32a:螺絲軸 32b:螺帽 38:伺服馬達 50:修整器 50a:修整構件 51:修整器軸桿 53:空氣汽缸 55:搖動手臂 56:支柱 57:支撐台 58:支軸 70:測距感測器 100:裝載單元 130:支柱 200,200A,200B:搬送單元 202:搬送軋輥 204:軋輥軸桿 284:清洗噴嘴 300,300A,300B:研磨單元 302:上方環形轉盤 319:上下運動機構 321:軸承 323:旋轉接頭 350:研磨台 351:台軸桿 352:研磨墊 352a:研磨面 353:通路 354:研磨液供給噴嘴 355:開口部 356:修整單元 357:貫穿孔 358:霧化器 360:搖動手臂 362:支軸 370:滑出檢測器 371:光發射構件 372:檢測區域 373:受光構件 374:滑出檢測用手臂 380:排除機構 382:排除區域 384:淨化機構（淨化用噴嘴） 386:流體 388:吸引機構（吸引噴嘴） 500:乾燥單元 530:噴嘴 600:卸載單元 900:控制裝置 1000:基板處理裝置 SL:研磨液 WF:基板
圖1係顯示一種實施形態之基板處理裝置的整體構成俯視圖。 圖2係概略顯示一種實施形態之研磨單元的構成立體圖。 圖3係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成俯視圖。 圖4係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成側視圖。 圖5係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成側視圖，且顯示基板滑出之狀態。 圖6係顯示依據色差檢測滑出之實驗結果圖。 圖7係顯示依據色差及光量檢測滑出之實驗結果圖。 圖8係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成側視圖，且顯示使用排除機構排除研磨液之狀態。 圖9係概略顯示研磨墊上之檢測區域與排除區域的關係之俯視圖。 圖10係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的構成側視圖，且顯示使用排除機構排除研磨液之狀態。 圖11係基板之滑出檢測的流程圖。 圖12係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的修改例之構成俯視圖。 圖13係概略顯示包含滑出檢測器及排除機構之研磨單元的修改例之構成俯視圖。
18:上方環形轉盤軸桿
300:研磨單元
302:上方環形轉盤
350:研磨台
352:研磨墊
370:滑出檢測器
371:光發射構件
372:檢測區域
373:受光構件
374:滑出檢測用手臂
380:排除機構
384:淨化機構
WF:基板

Claims (11)

  1. 一種研磨單元，係包含： 研磨台，其係貼合用於研磨基板之研磨墊； 上方環形轉盤，其係用於保持基板並按壓於研磨墊； 光發射構件，其係用於發射光至研磨墊上之檢測區域； 滑出檢測器，其係用於依據從前述檢測區域反射之光，檢測基板從前述上方環形轉盤跳出；及 排除機構，其係用於排除流入前述檢測區域之研磨液。
  2. 如請求項1之研磨單元，其中前述滑出檢測器係依據從前述檢測區域反射之光的色變化，檢測基板從前述上方環形轉盤跳出。
  3. 如請求項2之研磨單元，其中前述滑出檢測器係依據從前述檢測區域反射之光的色變化、以及從前述檢測區域反射之光的光量變化，檢測基板從前述上方環形轉盤跳出。
  4. 如請求項1之研磨單元，其中前述排除機構包含淨化機構，其係藉由對前述檢測區域噴灑流體，來排除流入前述檢測區域之研磨液。
  5. 如請求項1之研磨單元，其中前述排除機構包含吸引機構，其係藉由吸引流入前述檢測區域之研磨液，來排除流入前述檢測區域之研磨液。
  6. 如請求項1之研磨單元，其中前述光發射構件、前述滑出檢測器及前述排除機構係分別針對前述研磨墊上之複數個檢測區域而設置。
  7. 如請求項1之研磨單元，其中前述光發射構件、前述滑出檢測器及前述排除機構係安裝於前述上方環形轉盤。
  8. 一種基板處理裝置，其中包含： 請求項1之研磨單元，其係用於研磨基板； 搬送單元，其係用於搬送基板；及 乾燥單元，其係用於使基板乾燥。
  9. 一種研磨方法，係包含： 研磨步驟，其係在用於研磨基板之研磨墊上流動研磨液，來研磨基板； 檢測步驟，其係發射光至前述研磨墊上之檢測區域，並且依據從前述檢測區域反射之光檢測基板從前述上方環形轉盤跳出；及 排除步驟，其係排除流入前述檢測區域之研磨液。
  10. 如請求項9之研磨方法，其中前述檢測步驟係依據從成為基準之研磨墊的前述檢測區域反射之光的基準色、與研磨處理中從研磨墊之前述檢測區域反射的光色之差，檢測基板從前述上方環形轉盤跳出。
  11. 如請求項10之研磨方法，其中進一步包含以下步驟： 統計基板之累計研磨處理數；及 前述累計研磨處理數超過臨限值時，進行前述基準色之登錄。
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