TWI433754B

TWI433754B - 研磨裝置

Info

Publication number: TWI433754B
Application number: TW97126892A
Authority: TW
Inventors: Masaya Seki; Tamami Takahashi; Hiroaki Kusa; Kenya Ito
Original assignee: Ebara Corp
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2014-04-11
Also published as: TW200911453A; JP2009039853A; JP5066011B2

Description

研磨裝置

本發明係有關一種研磨半導體晶圓等基板之研磨裝置，尤其有關一種使用研磨帶來研磨基板的缺口(notch)部之研磨裝置。

從提升半導體製造的良率觀點看來，半導體晶圓的周緣部的表面狀態管理近年來係受到矚目。在半導體製造步驟中，由於多數材料係於晶圓上成膜而層疊，因此係於不作為製品使用的周緣部形成不需要的材料或表面粗糙。近年來，使用手臂僅保持晶圓的周緣部來搬運晶圓之方法係為一般者。而在此種背景下，殘留於周緣部的不需要的物質會在經過各種步驟之期間剝離而附著於設備(device)表面，使良率降低。因此，以往係使用研磨裝置來研磨晶圓的周緣部而去除不需要的銅膜或表面粗糙。

一般係於基板的周緣部形成斜面(bevel)部與缺口部。所謂斜面部係指在基板的周緣部施以倒角(chamfer)的部分，且用以防止基板的缺角和微粒的產生等。所謂缺口部係指為了容易特定基板的方向(周方向的位置)而形成於基板周緣的切口。以下，說明使用於基板缺口部的研磨之習知的研磨裝置。

此種研磨裝置係在對研磨帶賦予張力(tension)的狀態下使該研磨帶的研磨面滑接於基板的缺口部，藉此研磨該缺口部。在研磨中，由於研磨帶會沿著缺口部的形狀而變形，因此研磨帶的寬度整體係密著於缺口部。然而，根據研磨帶的張力大小或研磨帶的彎曲反彈力的大小，研磨帶僅會接觸缺口部的一部分，因此研磨缺口部整體需要耗費很多時間。

日本專利公開公報第2004－241434號已揭示有一種研磨裝置，係將圓盤狀的輥從研磨帶的背側予以推壓，藉此研磨基板的缺口部。然而，在該研磨裝置中，由於上述輥會隨著研磨帶的移動而旋轉，因此會有研磨帶相對於輥橫向偏移之情形。此外，由於輥的外周長度會依每個輥存在些微的差異，因此該尺寸誤差會導致研磨帶的張力無法固定之問題。

本發明乃有鑑於上述問題點而研創者，其目的在於提供一種能將研磨帶扺接至基板的缺口部整體，且墊(pad)不會相對於研磨帶橫向偏移的研磨裝置。

為了達成上述目的，本發明的一態樣的研磨裝置係使研磨帶的研磨面與基板相對移動，藉此研磨基板的缺口部；該研磨裝置係具備有：基板保持部，係保持基板；研磨帶傳送機構，係將前述研磨帶朝研磨帶的長度方向傳送；以及研磨頭，係將前述研磨帶推壓至基板的缺口部；前述研磨頭係具有：兩個導引構件，係導引前述研磨帶的行進方向；以及背墊，係配置於前述研磨帶的背側，且具有環路形狀；前述背墊係以一邊維持前述環路形狀一邊可朝其長度方向行進之方式由複數個滑輪所保持。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，前述背墊係由配置成同心圓狀的複數個圓筒構件所構成。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，前述複數個滑輪中的至少一個滑輪為以可移動之方式構成的可動滑輪，並藉由使該可動滑輪移動來調整前述背墊的張力。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，復具備有往復運動機構，係使前述研磨頭沿著前述研磨帶的前述行進方向往復運動。

本發明的另一態樣的研磨裝置係使研磨帶的研磨面與基板相對移動，藉此研磨基板的缺口部；該研磨裝置係具備有：基板保持部，係保持基板；研磨帶傳送機構，係將前述研磨帶朝研磨帶的長度方向傳送；以及研磨頭，係將前述研磨帶推壓至基板的缺口部；前述研磨頭係具有：兩個導引構件，係導引前述研磨帶的行進方向；以及背墊，係配置於前述研磨帶的背面側，且以直線狀延伸；前述背墊係配置成與藉由前述兩個導引構件所導引的前述研磨帶的行進方向大致平行。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，前述背墊係具有不同之複數個橫剖面形狀。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，前述複數個橫剖面形狀中的至少一種橫剖面形狀係具有沿著缺口部形狀的形狀。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，前述複數個橫剖面形狀中的至少一種橫剖面形狀係具有圓弧狀的形狀。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，復具有往復運動機構，係使前述研磨頭沿著前述研磨帶的前述行進方向往復運動。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，復具備有：支持構件，係固定有前述背墊；支點構造，係將前述支持構件設成能以前述支持構件的一端或該一端附近的點為中心而旋轉；以及推壓構件，係將前述支持構件的另一端推壓至前述研磨帶。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，復具備有：支持構件，係固定有前述背墊；以及複數個推壓構件，係將前述支持構件朝前述研磨帶推壓。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，復具備有導引機構，係將前述支持構件的可動方向限制成朝前述研磨帶的方向。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，係具備有蓋體，係覆蓋前述支持構件與前述推壓構件。

本發明的另一態樣的研磨裝置係具備有：基板保持部，係保持基板；第一研磨單元，係將研磨帶壓扺至基板以研磨基板的周緣部；第二研磨單元，係將研磨帶壓扺至基板以研磨基板的周緣部；以及外罩(housing)，係收容前述第一研磨單元與前述第二研磨單元；前述第一研磨單元係具有上述研磨頭；前述第一研磨單元與前述第二研磨單元係構成為能以與前述基板保持部所保持的基板表面平行之方式移動。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，前述第二研磨單元係具有上述研磨頭。

在本發明較佳態樣的研磨裝置中，前述第二研磨單元係具有研磨頭，該研磨頭係將前述研磨帶壓扺至基板的斜面部以研磨該斜面部。

本發明的另一態樣為一種基板處理裝置，係具備有：上述研磨裝置以及洗淨模組，該洗淨模組係洗淨由上述研磨裝置所研磨的基板。

依據本發明，由於能藉由背墊使研磨帶的研磨面滑接至缺口部整體，因此能提升研磨速度。此外，由於藉由兩個導引構件來導引研磨帶的行進方向，因此能防止背墊相對於研磨帶橫向偏移。

以下參照圖式說明本發明的實施形態。

第1圖係顯示本發明第一實施形態的研磨裝置之平面圖。第2圖係第1圖所示的研磨裝置的剖面圖。

如第1圖與第2圖所示，本實施形態的研磨裝置係具備有：晶圓工作台單元(基板保持部)20，係具有用以保持晶圓W之晶圓工作台23；工作台移動機構30，係使晶圓工作台單元20朝與晶圓工作台23上表面(晶圓保持面)平行的方向移動；以及缺口研磨單元40，係研磨保持於晶圓工作台23的晶圓W的缺口部V。

晶圓工作台單元20、工作台移動機構30、以及缺口研磨單元40係收容於外罩11內。該外罩11係藉由隔板14 區劃成上室(研磨室)15與下室(機械室)16這兩個空間。上述晶圓工作台23與缺口研磨單元40係配置於上室15內，而工作台移動機構30係配置於下室16內。於上室15的側壁形成開口部12，該開口部12係藉由以未圖示的驅動缸所驅動的擋門(shutter)13而封閉。

晶圓W係通過開口部12而搬入/搬出至外罩11的內外。晶圓W的搬運係藉由例如搬運機器人這種習知的晶圓搬運機構(未圖示)來進行。於晶圓工作台23之上表面形成複數條溝26。於晶圓工作台23之下部固定有垂直延伸的第一中空軸(shaft)27A，溝26係經由第一中空軸27A與管31而連通於未圖示的真空泵。

第一中空軸27A係藉由軸承28而以可旋轉的方式被支持，並經由皮帶輪p1、p2以及皮帶b1而連結至馬達m1。第一中空軸27A係經由旋轉接頭(rotary joint)32連接至管31。當驅動真空泵時，於溝26形成真空，藉此將晶圓W保持於晶圓工作台23之上表面。晶圓W係在保持於晶圓工作台23上表面的狀態下，藉由馬達m1而旋轉。亦即，在本實施形態中，藉由馬達m1、皮帶輪p1、p2、皮帶b1、以及第一中空軸27A來構成使晶圓工作台23旋轉之工作台旋轉機構。

上述管31係通過第二中空軸27B的內部而連結至上述真空泵。該第二中空軸27B係垂直延伸而與第一中空軸27A平行地配置。保持於晶圓工作台23上表面的晶圓W的周緣部係位於第二中空軸27B的延長線上。第二中空軸 27B係藉由圓筒狀的軸台29以可旋轉的方式被支持。軸台29係通過形成於隔板14的貫通孔17而延伸。第一中空軸27A係經由旋轉手臂36而連結至第二中空軸27B。

軸台29的下端係固定於支持板34。支持板34係固定於第一可動板33A的下表面。第一可動板33A上表面係經由第一線性導件(linear guide)35A而連結至第二可動板33B之下表面。藉此，第一可動板33A係可相對於第二可動板33B相對移動。第二可動板33B之上表面係經由相對於第一線性導件35A垂直延伸的第二線性導件35B而連結至隔板14之下表面。藉此，第二可動板33B係可相對於隔板14相對移動。藉由此種配置，第二中空軸27B、第一中空軸27A、以及晶圓工作台23係可朝與該晶圓工作台23之上表面平行的方向移動。

於第一可動板33A連結有滾珠螺桿b2，該滾珠螺桿b2係連結至馬達m2。當使馬達m2旋轉時，第一可動板33A會沿著第一線性導件35A的長度方向移動。同樣地，於第二可動板33B連結有未圖示的滾珠螺桿，於該滾珠螺桿連結有馬達m3。當使馬達m3旋轉時，第二可動板33B會沿著第二線性導件35B的長度方向移動。因此，工作台移動機構30係由第一可動板33A、第一線性導件35A、第二可動板33B、第二線性導件35B、未圖示的滾珠螺桿、滾珠螺桿b2、以及馬達m2、m3所構成。在第2圖中，係以箭頭Y顯示藉由工作台移動機構30的馬達m2所進行的晶圓工作台23的移動方向。

於支持板34固定有馬達m4。該馬達m4係經由皮帶輪p3、p4、以及皮帶b3而連結至第二中空軸27B。馬達m4係以使第二中空軸27B交互地朝順時鐘方向與逆時鐘方向旋轉達預定角度之方式動作。藉此，從上方觀之，晶圓工作台23上的晶圓W會以第二中空軸27B為中心在水平面內迴轉(swing)。後述的研磨點係位於第二中空軸27B的延長線上。因此，馬達m4、皮帶輪p3、p4、以及皮帶b3係構成用以使晶圓W以研磨點為中心旋轉之旋轉機構。

如第2圖所示，缺口研磨單元40係具備有：研磨頭42，係將研磨帶41推壓至晶圓W的缺口部；供給捲筒(reel)45a，係供給研磨帶41至研磨頭42，以及回收捲筒45b，係捲繞從研磨頭42拉出的研磨帶41。供給捲筒45a與回收捲筒45b係收容於設置在研磨裝置外罩11的捲筒室46。

研磨頭42係具有研磨帶傳送機構43。該研磨帶傳送機構43係具備有研磨帶傳送輥與保持輥，於研磨帶傳送輥與保持輥之間夾著研磨帶41，藉此把持研磨帶41，且能藉由使研磨帶傳送輥旋轉來傳送研磨帶41。研磨帶41係藉由研磨帶傳送機構43而從供給捲筒45a被拉出，並朝向研磨頭42。研磨頭42係使研磨帶41的研磨面接觸至晶圓W的缺口部。接著，與缺口部接觸後，研磨帶41會被捲繞至回收捲筒45b。如第2圖所示，於晶圓W的上方與下方分別配置有研磨液供給噴嘴58，而對晶圓W供給研磨液或冷卻水等。

研磨裝置復具備有配置在外罩11內的晶圓夾持機構80。該晶圓夾持機構80係構成為夾取藉由上述晶圓搬運機構搬入至外罩11內的晶圓W並予以載置至晶圓工作台23，以及從晶圓工作台23夾取晶圓W並予以交付至上述晶圓搬運機構。此外，第1圖僅顯示晶圓夾持機構80的一部分。

第3圖係顯示晶圓夾持機構的夾持手之平面圖。如第3圖所示，晶圓夾持機構80係具有：第一夾持手81，係具有複數個壓抵件83；以及第二夾持手82，係具有複數個壓抵件83。該等第一及第二夾持手81、82係藉由未圖示的開閉機構而朝彼此接近及遠離的方向(以箭頭T所示)移動。此外，第一及第二夾持手81、82係藉由未圖示的夾持移動機構朝與晶圓工作台23所保持的晶圓W表面垂直之方向移動。

晶圓搬運機構的手100係將晶圓W搬運至第一及第二夾持手81、82之間的位置。接著，當使第一及第二夾持手81、82朝彼此接近的方向移動時，該等第一及第二夾持手81、82的壓抵件83會接觸晶圓W的周緣部。藉此，晶圓W會被第一及第二夾持手81、82夾持。此時的構成為晶圓W的中心與晶圓工作台23的中心(晶圓工作台23的旋轉軸)會一致。因此，第一及第二夾持手81、82亦會作為定中心(centering)機構而發揮作用。

第4圖係顯示第2圖的研磨頭42的放大圖。如第4圖所示，研磨頭42係具備有：兩個導引輥57a、57b，係導引研磨帶41的行進方向；以及背墊50，係配置於研磨帶41的背側。導引輥57a、57b係配置於研磨頭42的前端，且配置於研磨點(晶圓W與研磨帶41的接觸點)的上方及下方。藉由此種配置，研磨帶41係藉由導引輥而被導引至與晶圓工作台23所保持的晶圓W表面垂直的方向。此外，研磨面為研磨帶41之與晶圓W相對向側的表面。

背墊50係具有環路形狀(環狀)，並由複數個滑輪59a、59b、59c、59d、59e所保持。因此，背墊50係可朝背墊50的長度方向自由移動。這些滑輪59a至59e係以可旋轉之方式安裝於基台61。滑輪59d係以可調整位置之方式構成的可動滑輪，藉由使該滑輪59d移動而可調整背墊50的張力。滑輪59a、59b係與導引輥57a、57b相同，配置於研磨點的上方及下方，並分別接近導引輥57a、57b而配置。藉由此種配置，背墊50的一部分係以與導引輥57a、57b所導引的研磨帶41的行進方向平行之方式以直線狀延伸。

第5A圖至第5D圖係顯示背墊50的剖面例之圖。第5A圖係顯示背墊50由軟性的圓筒構件所構成的單重構造之例。第5B圖係顯示背墊50由配置成同心狀的兩個圓筒構件50a、50b所構成的雙重壁構造之例。在此例中，內側的圓筒構件50a係由硬質的材料所形成，而外側的圓筒構件50b係由軟質的材料所構成。藉由此種構成，能一邊藉由外側的軟性圓筒構件50a使研磨帶41沿著缺口部的形狀變形，一邊藉由內側的硬質圓筒構件50a將研磨帶41抵接至缺口部。第5C圖係顯示雙重壁構造的變形例，為以皮膜50d覆蓋圓筒構件50c外周面的構造。於圓筒構件50c的內部注入經過加壓的氣體或液體等加壓流體。第5D圖係顯示三重壁構造之例，為組合第5B圖所示的構成與第5C圖所示的構成之例。作為構成背墊50的材料之例，可列舉矽橡膠、矽海綿、以及氟橡膠等彈性材料。

缺口研磨單元40係具備有往復運動機構，係使研磨頭42沿著導引輥57a、57b所導引的研磨帶41的行進方向直線性地往復運動。第6圖係用以說明往復運動機構的上面圖，第7A圖至第7D圖係第6圖的Ⅶ－Ⅶ線的剖面圖。

如第6圖所示，研磨頭42係固定於可動手臂71的一端部，而於可動手臂71的另一端部配置有凸輪軸(cam shaft)72。可動手臂71係經由線性導件74而由支持手臂73所支持，藉由線性導件74，可動手臂71係以相對於支持手臂73進行直線運動之方式而被導引。於支持手臂73安裝有用以驅動凸輪軸72的馬達M1，馬達M1的旋轉軸係經由皮帶輪p11、p12與皮帶b10而連結至凸輪軸72。馬達M1的旋轉軸與凸輪軸72係藉由固定於支持手臂73的軸承75A、75B而以可旋轉的方式被支持。凸輪軸72係具有從軸承75B的中心線偏心的偏心軸72a。於該偏心軸72a的前端安裝有凸輪76。凸輪76係嵌入形成於可動手臂71端部的ㄈ字形的溝77(參照第7A圖)。

在此種構成中，當旋轉馬達M1時，係經由皮帶輪p11、p12、以及皮帶b10來旋轉凸輪軸72。由於偏心軸72a 係對於軸承75B的中心線進行偏心旋轉，因此安裝於偏心軸72a的凸輪76亦會偏心旋轉。結果，如第7A圖至第7D圖所示，藉由凸輪76在溝77內偏心旋轉，可動手臂71係進行直線往復運動，安裝在可動手臂71前端的研磨頭42亦會進行直線往復運動。

此外，支持手臂73係以能令研磨頭42與往復運動機構整體一體性地相對於晶圓W表面呈傾斜之方式由第6圖所示的支持軸78所支持。支持軸78係以可轉動之方式由固定在缺口研磨單元40的外罩97的軸承75C所支持。支持軸78係經由皮帶輪p13、p14、以及皮帶b11而連結至作為動力源的馬達M2的旋轉軸。研磨點係位於支持軸78的中心線Lt上。因此，藉由馬達M2使支持軸78旋轉，藉此能以研磨點為中心使研磨頭42與往復運動機構整體旋轉(亦即使其傾斜)。在本實施形態中，以研磨點為中心使研磨頭42傾斜之傾斜機構係由支持軸78、皮帶輪p13、p14、皮帶b11、以及馬達M2所構成。

供給捲筒45a與回收捲筒45b係以使研磨帶41不會鬆弛之方式，使用未圖示的馬達對研磨帶41賦予適當的張力。研磨帶傳送機構43係以一定的速度將研磨帶41從供給捲筒45a傳送至回收捲筒45b。研磨帶傳送速度係每分鐘數毫米至數十毫米(例如30mm/min至50mm/min)。另一方面，研磨頭42朝上下進行往復運動的速度係每分鐘數百次之高速。因此，相對於研磨頭42的往復運動的速度，幾乎能夠忽略研磨帶傳送速度。

作為研磨帶41者，能使用於屬於研磨面的單面將例如鑽石粒子或氮化矽(SiC)粒子的研磨粒接著於基底薄膜(base film)的研磨帶41。接著於研磨帶41的研磨粒係根據晶圓W的種類或所要求的性能來選擇，係可使用例如平均粒徑為0.1 μm至5.0 μm範圍的鑽石粒子或SiC粒子。此外，亦可為未接著研磨粒的帶狀研磨布。此外，就基底薄膜而言，係能使用例如由具有聚酯(polyester)、聚氨酯(polyurethane)、以及聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)等可撓性材料所構成的薄膜。

接著，說明上述構成的研磨裝置的動作。晶圓W係藉由未圖示的晶圓搬運機構，通過開口部12被搬入至外罩11內。晶圓夾持機構80係從晶圓搬運機構的手100(參照第3圖)夾取晶圓W，並藉由第一及第二夾持手81、82把持晶圓W。晶圓搬運機構的手100係將晶圓W授受至第一及第二夾持手81、82後，移動至外罩11外，接著，擋門18會封閉外罩11。已保持晶圓W的晶圓夾持機構80係使晶圓W下降而載置於晶圓工作台23之上表面。接著，驅動未圖示的真空泵，使晶圓W被吸附於晶圓工作台23之上表面。

之後，晶圓工作台23與晶圓W會藉由工作台移動機構30而移動至研磨頭42的附近。接著，藉由馬達m1使晶圓工作台23旋轉，而使晶圓W的缺口部與研磨頭42相對向。接著，開始將研磨液從研磨液供給噴嘴58供給至晶圓W。在研磨液的供給流量達到預定值的時間點，藉由工作台移動機構30使晶圓W移動至與研磨帶41接觸的位置。接著，藉由往復運動機構使研磨頭42往復運動。藉此，使研磨帶41朝研磨帶41的行進方向擺動(oscillate)，而使研磨帶41的研磨面滑接至缺口部。藉此，研磨晶圓W的缺口部。依據需要，亦可藉由傾斜機構使研磨頭42以缺口部(研磨點)為中心傾斜，或藉由旋轉機構使研磨頭42以缺口部為中心旋轉。

研磨中，研磨帶41的背面與背墊50係彼此接觸，背墊50係從研磨帶41的背面側將研磨帶41推壓至晶圓W的缺口部。此時，研磨帶41與背墊50係沿著缺口部的形狀變形彎曲，藉此研磨帶41的研磨面會接觸至缺口部整體。因此，能縮短缺口部研磨所需的時間。此外，由於研磨中隨著研磨帶傳送機構43所傳送的研磨帶41的動作，背墊50係藉由與研磨帶41的摩擦而移動，因此研磨帶41不會承受過度的負載。因此，能防止研磨帶41的切斷。由於研磨帶41的行進方向係藉由導引輥57a、57b所導引，因此防止背墊50相對於研磨帶41橫向偏移。由於藉由調整滑輪59d的位置能預先調整背墊50的張力，因此能消除因背墊50製品間的尺寸誤差所導致的張力差異。

在本實施形態中，背墊50、滑輪59a至59e以及基台61係構成一個單元的背墊組合件。該背墊組合件係構成為可被附接與脫離。因此，藉由更換背墊裝配即可將舊的背墊更換成新的背墊。此外，亦可將背墊更換成以下所示其他實施形態型式的背墊。

接著，參照第8圖說明本發明的第二實施形態。第8圖係顯示本發明第二實施形態的研磨裝置的研磨頭之放大圖。第9A圖係顯示第8圖A－A線的剖面圖、C－C線的剖面圖、以及E－E線的剖面圖。第9B圖係顯示第8圖的B－B線的剖面圖以及D－D線的剖面圖。由於本實施形態未說明的構成與動作係與上述第一實施形態相同，因此省略重複的說明。

如第8圖所示，本實施形態的研磨頭65係具有直線狀延伸的棒狀背墊60以及貫穿該背墊60的芯棒(支持構件)63。芯棒63的兩端部係分別由上部固持具67與下部固持具68所保持，上部固持具67與下部固持具68係分別以軸67a、68b為中心而可旋轉。背墊60係配置成與藉由導引輥57a、57b所導引的研磨帶41的行進方向(長度方向)平行。背墊60係由矽橡膠、矽海綿、或氟橡膠等彈性材料所構成。

如第9A圖與第9B圖所示，背墊60係具有根據上下方向位置而不同的橫剖面形狀(相對於研磨帶41的行進方向垂直的剖面形狀)。更具體而言，在背墊60的中央部與兩端部中，推壓面(將研磨帶41推壓至缺口部之面)係具有略尖的橫剖面形狀，而形成為沿著缺口部形狀的形狀。另一方面，在端部與中央部之中間部中，推壓面係具有平緩的圓弧狀之橫剖面形狀。亦即，背墊60的中央部與兩端部係具有比中央部與兩端部以外的部分還尖的推壓面。

依據此種構成，當藉由往復運動機構使研磨頭65往復運動時，用以推壓晶圓W的背墊60的橫剖面形狀會在第9A圖所示的形狀與第9B圖所示的形狀間連續地變化。因此，背墊60係能將研磨帶41扺接至缺口部整體。此外，在藉由上述傾斜機構使研磨頭65傾斜的情形中，亦能使背墊60的橫剖面形狀追隨外觀變化的缺口部的形狀。並且，由於研磨中背墊60會追隨缺口部的形狀而變形，因此能確實地將研磨帶41的研磨面推壓至缺口部整體。在此實施形態中，背墊60的橫剖面形狀雖根據背墊60縱方向的位置而連續變化，但亦可構成為間歇性地變化。

第10圖係顯示本發明第二實施形態的研磨裝置的研磨頭的其他例子的放大圖。第11A圖係顯示第10圖的A－A線的剖面圖、C－C線的剖面圖、以及E－E線的剖面圖。第11B圖係顯示第10圖的B－B線的剖面圖以及D－D線的剖面圖。如第11A圖所示，此例的背墊70的中央部與兩端部係具有比第9A圖所示的背墊60還尖的推壓面。因此，推壓面的前端部係可確實地將研磨帶41扺接至缺口部最深的部分。

接著，參照第12圖說明本發明的第三實施形態。第12圖係顯示本發明的第三實施形態的研磨裝置的研磨頭之放大圖。由於本實施形態未說明的構成與動作係與上述第二實施形態相同，因此省略重複的說明。

如第12圖所示，本實施形態的研磨頭90係具備有背墊91，該背墊91係具有圓形的剖面形狀。芯棒63的下部係與上述第二實施形態相同，係固定在以軸68a為中心而可旋轉的下部固持具68。另一方面，芯棒63的上部係鬆弛地嵌合至形成在上部固持具92的孔92a。因此，背墊91整體係以軸68a為支點而可旋轉達預定角度。於芯棒63的上部安裝有彈簧固持具94。於彈簧固持具94與上部固持具92之間配置有彈簧(推壓構件)95。藉由該彈簧95，將背墊91朝研磨帶41彈壓。

在本實施形態中，能藉由彈簧95而正確地調整背墊91對研磨帶41之缺口部賦予的推壓力。此外，以研磨點為中心將彈簧95與支點(軸68a)大致對稱性地配置，藉此能以小彈簧95獲得大的推壓力。因此，能將研磨頭90整體予以小型化。此外，支點(軸68a)的位置並不限定於芯棒63的下端附近，亦可在芯棒63下端直接設置成為支點的軸。此外，在本實施形態中亦可使用上述第二實施形態的背墊。

接著，參照第13A圖至第13C圖說明本發明的第四實施形態。第13A圖係顯示本發明第四實施形態的研磨裝置的研磨頭之放大圖。由於本實施形態未說明的構成與動作係與上述第二實施形態相同，因此省略重複的說明。

如第13A圖所示，本實施形態的研磨頭101係具備背墊102，該背墊102係具有矩形的剖面。背墊102係固定於朝上下延伸的支持構件63。支持構件63的兩端係由兩個彈簧(推壓構件)95所保持。這些彈簧95係分別由彈簧固持具94所保持。亦即，支持構件63與彈簧固持具94係藉由彈簧95而彼此連結，背墊102係藉由彈簧95而朝研磨帶41彈壓。此外，彈簧95的數目並不限定於兩個，亦可為三個以上。

於支持構件63連結有直線運動導引機構103。該直線運動導引機構103係將支持構件63的可動方向(亦即，背墊102的可動方向)限制成朝研磨帶41的方向。亦即，背墊102與支持構件63係藉由彈簧95而朝研磨帶41推壓，且其動作為直線性地動作。

彈簧固持具94及直線運動導引機構103係固定於基台61。該基台61的位置係藉由定位銷105而固定。支持構件63及兩個彈簧95係由蓋體104所覆蓋。詳細而言，支持構件63的前面與側面以及彈簧95的側面係隔著微小的間隙而由蓋體104所覆蓋。蓋體104係固定於彈簧固持具94。

第13B圖係第13A圖所示的蓋體的正面圖。第13C圖係從上方觀看時第13A圖所示的研磨裝置的一部分的剖面圖。如第13B圖與第13C圖所示，於蓋體104的前面形成有比背墊102稍大的矩形狀的孔104a。背墊102係貫穿該孔104a而朝研磨帶41延伸，背墊102係可相對於蓋體104移動。

依據此種構成，能減少研磨頭101在進行直線往復運動(擺動(oscillation)運動)時施加於晶圓W的荷重的變動。因此，能進行良好的研磨。藉由設置蓋體104，能防止從直線運動導引機構103等滑動構件所產生的微小灰塵附著至晶圓W，而可進行乾淨的研磨。

接著，參照第14A圖至第14C圖說明本發明的第五實施形態。第14A圖係顯示本發明第五實施形態的研磨裝置的研磨頭107之放大圖。第14B圖係第14A圖所示的蓋體的正面圖。第14C圖係從上方觀看時第14A圖所示的研磨裝置的一部分的剖面圖。由於本實施形態未說明的構成與動作係與上述第四實施形態相同，因此省略重複的說明。

於支持構件63的上端與下端分別形成凸部63a。這些凸部63a係嵌合至形成在彈簧固持具94的凹部94a。如第14C圖所示，凹部94a係朝研磨帶41延伸之長孔，而凸部63a係以可滑動的方式嵌合至凹部94a。亦即，支持構件63的可動方向係藉由凸部63a與凹部94a而限制成朝研磨帶41的方向。因此，凸部63a與凹部94a係構成用以將支持構件63的可動方向限制成朝研磨帶41的方向之導引機構。

接著，參照第15圖說明本發明的第六實施形態。第15圖係顯示本發明的第六實施形態的研磨裝置的一部分之平面圖。由於本實施形態未說明的構成與動作係與上述第一至第五實施形態相同，因此省略重複的說明。

如第15圖所示，本實施形態的研磨裝置係具備有配置在外罩11(參照第2圖)內的第一缺口研磨單元40A與第二缺口研磨單元40B。第一缺口研磨單元40A係具有第一實施形態的研磨頭42與未圖示的供給捲筒以及回收捲筒。第二缺口研磨單元40B係具有第二實施形態的研磨頭65與未圖示的供給捲筒以及回收捲筒。第一及第二缺口研磨單元40A、40B係能以與晶圓工作台23(參照第2圖)上的晶圓W表面平行之方式移動，且任一個研磨頭42、65皆可進出至晶圓W的缺口部V。第15圖係顯示第一缺口研磨單元40A配置於研磨位置，而第二缺口研磨單元40B在預定的待機位置待機的狀態。

此外，研磨頭並不限定於兩個，亦可為三個以上。此外，亦可從上述第一至第五實施形態中選擇任一個研磨頭來使用。藉由令第一缺口研磨單元40A與第二缺口研磨單元40B使用研磨面粗糙度分別不同的研磨帶，即可進行不同型式的研磨。例如，能藉由第一缺口研磨單元40A將晶圓W的缺口部予以粗研磨，接著藉由第二缺口研磨單元40B將缺口部予以細研磨。因此，能在一個研磨室內進行不同型式的研磨。

接著，參照第16圖說明本發明的第七實施形態。第16圖係顯示本發明第七實施形態的研磨裝置的一部分的平面圖。第17圖係第16圖所示的研磨裝置的側面圖。由於本實施形態未說明的構成與動作係與上述第一至第五實施形態相同，因此省略重複的說明。

如第16圖與第17圖所示，本實施形態的研磨裝置係具備有配置在外罩11(參照第2圖)內的缺口研磨單元40與斜面研磨單元110。缺口研磨單元40係具有第一實施形態的研磨頭42與未圖示的供給捲筒以及回收捲筒。斜面研磨單元110係具有：研磨頭112，係將研磨帶111的研磨面抵接至晶圓W的斜面部並研磨該斜面部；未圖示的供給捲筒，係將研磨帶111供給至研磨頭112；以及未圖示的回收捲筒，係回收供給至研磨頭112的研磨帶111。

缺口研磨單元40與斜面研磨單元110係形成為可相對於晶圓工作台23上的晶圓表面W平行地移動。此外，缺口研磨單元40亦可從上述第一至第五實施形態中選擇之任一個研磨頭來使用。依據本實施形態，能在一個研磨室內進行缺口部的研磨與斜面部的研磨。

接著，參照第18圖說明具有上述研磨裝置的基板處理裝置。如第18圖所示，本基板處理裝置係具有裝載/卸載單元120，該裝載/卸載單元120係載置用以收容複數個晶圓W之晶圓匣125。該裝載/卸載單元120係設置於外罩130的側壁130a。於外罩130內配置有第一搬運機器人140A，該第一搬運機器人140A係從晶圓匣125取出晶圓W。

本基板處理裝置復具有：一次研磨模組(研磨裝置)150A，係從上述第一至第七實施形態中所選擇；二次研磨模組(研磨裝置)150B，係從上述第一至第七實施形態中所選擇；一次洗淨模組160A，係洗淨經過研磨的晶圓W；以及二次洗淨模組160B，係清洗(rinse)經過一次洗淨模組160A所洗淨的基板，並使基板乾燥。這些模組150A、150B、160A、160B係收容於外罩130內。

一次洗淨模組160A係一邊供給洗淨液(例如純水)至晶圓W的表面，一邊使進行旋轉的海綿滑接至晶圓的周緣部(缺口部及斜面部)，以洗淨晶圓W的周緣部之裝置。二次洗淨模組160B係藉由夾持機構來把持晶圓W，並一邊使晶圓W旋轉一邊將清洗液(例如純水)供給至晶圓W，之後以高速使晶圓W旋轉而使晶圓W乾燥之裝置。

於外罩130的內部設置有第二搬運機器人140B。該第二搬運機器人140B係配置於令其手(未圖示)可到達一次研磨模組150A、二次研磨模組150B、一次洗淨模組160A、以及二次洗淨模組160B的位置。於第一搬運機器人140A與第二搬運機器人140B之間配置有暫置台145。

接著，說明上述構成的基板處理裝置的動作。首先，第一搬運機器人140A係從晶圓匣125取出一片晶圓W，並放置於暫置台145。第二搬運機器人140B係保持暫置台145上的晶圓W，並搬入至一次研磨模組150A。在一次研磨模組150A中，係對晶圓W的缺口部(及斜面部)進行一次研磨。第二搬運機器人140B係從一次研磨模組150A取出經過研磨的晶圓W，並搬入至二次研磨模組150B。在二次研磨模組150B中，係對晶圓W的缺口部(及斜面部)進行二次研磨。

第二搬運機器人140B係從二次研磨模組150B取出經過研磨的晶圓W，並搬入至一次洗淨模組160A。在一次洗淨模組160A中，係洗淨晶圓W的周緣部(缺口部及斜面部)。第二搬運機器人140B係從一次洗淨模組160A取出經過洗淨的晶圓W，並搬入二次洗淨模組160B。在二次洗淨模組160B中，係洗淨晶圓W並使其乾燥。第二搬運機器人140B係從二次洗淨模組160B取出經過乾燥的晶圓W，並放置於暫置台145。第一搬運機器人140A係保持暫置台145上的晶圓W，並將晶圓W搬回至晶圓匣125內。如此，進行晶圓W一連串的處理。

在上述說明的實施形態中，係以本技術領域具有通常知識者能實施本發明為目的來進行說明。因此，本發明並未限定於上述實施形態，只要在本發明的技術思想範圍內即可以各種不同的形態來實施。

(產業上的可利用性)

本發明係可利用於使用研磨帶來研磨基板的缺口部之研磨裝置。

11、97、130‧‧‧外罩

12‧‧‧開口部

13、18‧‧‧擋門

14‧‧‧隔板

15‧‧‧上室(研磨室)

16‧‧‧下室(機械室)

17‧‧‧貫穿孔

20‧‧‧晶圓工作台單元(基板保持部)

23‧‧‧晶圓工作台

26‧‧‧溝

27A‧‧‧第一中空軸

27B‧‧‧第二中空軸

28、75A、75B、75C‧‧‧軸承

29‧‧‧軸台

30‧‧‧工作台移動機構

31‧‧‧管

32‧‧‧旋轉接頭

33A‧‧‧第一可動板

33B‧‧‧第二可動板

34‧‧‧支持板

35A‧‧‧第一線性導件

35B‧‧‧第二線性導件

36‧‧‧旋轉手臂

40‧‧‧缺口研磨單元

40A‧‧‧第一缺口研磨單元

40B‧‧‧第二缺口研磨單元

41、111‧‧‧研磨帶

42、65、90、101、107‧‧‧研磨頭

43‧‧‧研磨帶傳送機構

45a‧‧‧供給捲筒

45b‧‧‧回收捲筒

46‧‧‧捲筒室

50、60、70、91、102‧‧‧背墊

50a、50b、50c‧‧‧圓筒構件

50d‧‧‧皮膜

57a、57b‧‧‧導引輥

58‧‧‧研磨液供給噴嘴

59a、59b、59c、59d、59e‧‧‧滑輪

61‧‧‧基台

63‧‧‧芯棒(支持構件)

63a‧‧‧凸部

67、92‧‧‧上部固持具

67a、68a、68b‧‧‧軸

68‧‧‧下部固持具

71‧‧‧可動手臂

72‧‧‧凸輪軸

72a‧‧‧偏心軸

73‧‧‧支持手臂

74‧‧‧線性導件

76‧‧‧凸輪

77‧‧‧ㄈ字形的溝

78‧‧‧支持軸

80‧‧‧晶圓夾持機構

81‧‧‧第一夾持手

82‧‧‧第二夾持手

83‧‧‧壓抵件

92a、104a‧‧‧孔

94‧‧‧彈簧固持具

94a‧‧‧凹部

95‧‧‧彈簧(推壓構件)

100‧‧‧晶圓搬運機構的手

103‧‧‧直線運動導引機構

104‧‧‧蓋體

105‧‧‧定位銷

110‧‧‧斜面研磨單元

120‧‧‧裝載/卸載單元

125‧‧‧晶圓匣

130a‧‧‧側壁

140A‧‧‧第一搬運機器人

140B‧‧‧第二搬運機器人

145‧‧‧暫置台

150A‧‧‧一次研磨模組

150B‧‧‧二次研磨模組

160A‧‧‧一次洗淨模組

160B‧‧‧二次洗淨模組

b1、b3、b10、b11‧‧‧皮帶

b2‧‧‧滾珠螺桿

Lt‧‧‧中心線

p1、p2、p3、p4、p11、p12、p13、p14‧‧‧皮帶輪

m1、m2、m3、m4、M1、M2‧‧‧馬達

W‧‧‧晶圓

第1圖係顯示本發明一實施形態的研磨裝置的平面圖。

第2圖係第1圖所示的研磨裝置的剖面圖。

第3圖係顯示晶圓夾持機構的夾持手之平面圖。

第4圖係顯示第2圖的研磨頭的放大圖。

第5A圖至第5D圖係顯示背墊的剖面例之圖。

第6圖係用以說明往復運動機構之上面圖。

第7A圖至第7D圖係第6圖的Ⅶ－Ⅶ線的剖面圖。

第8圖係顯示本發明第二實施形態的研磨裝置的研磨頭之放大圖。

第9A圖係顯示第8圖的A－A線、C－C線、以及E－E線的剖面圖；第9B圖係顯示第8圖的B－B線的剖面圖及D－D線的剖面圖。

第10圖係顯示本發明第二實施形態的研磨裝置的研磨頭之另一例的放大圖。

第11A圖係顯示第10圖的A－A線的剖面圖、C－C線的剖面圖、以及E－E線的剖面圖；第11B圖係顯示第10圖的B－B線的剖面圖及D－D線的剖面圖。

第12圖係顯示本發明第三實施形態的研磨裝置的研磨頭之放大圖。

第13A圖係顯示本發明第四實施形態的研磨裝置的研磨頭之放大圖；第13B圖係第13A圖所示的蓋體的正面圖；第13C圖係從上方觀看時之第13A圖所示的研磨裝置的局部剖面圖。

第14A圖係顯示本發明第五實施形態的研磨裝置的研磨頭之放大圖；第14B圖係第14A圖所示的蓋體的正面圖；第14C圖係從上方觀看時之第14A圖所示的研磨裝置的局部剖面圖。

第15圖係顯示本發明第六實施形態的研磨裝置的一部分之平面圖。

第16圖係顯示本發明第七實施形態的研磨裝置的一部分之平面圖。

第17圖係第16圖所示的研磨裝置的側面圖。

第18圖係顯示具備有上述研磨裝置的基板處理裝置之示意圖。

11‧‧‧外罩