TWI702111B - 拋光處理裝置及基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種拋光組件及基板處理裝置，用於對基板進行拋光處理，該拋光組件具有：拋光台，該拋光台用於支承所述基板且該拋光台能夠旋轉；以及安裝有拋光墊的一個拋光頭，該拋光頭構成為能夠旋轉，且構成為能夠向靠近所述拋光台的方向及從該拋光台遠離的方向移動，所述拋光墊具備第1部位與第2部位，所述第2部位以在所述第1部位的外側包圍所述第1部位的方式配置，所述第1部位與所述第2部位的特性相互不同。通過該拋光組件及基板處理裝置能夠抑制基板的損傷地進行研磨，或者，能夠高效率地清洗去除粘性較大的異物等。

Description

拋光處理裝置及基板處理裝置
本發明涉及基板的拋光處理技術。
在半導體設備製造中，已知一種研磨基板的表面的化學機械研磨(CMP，Chemical Mechanical Polishing)裝置。具備CMP裝置的基板處理系統具備用於進行基板的研磨處理的研磨單元(CMP單元)、用於進行基板的清洗處理及乾燥處理的清洗單元，以及，向研磨單元交接基板並接收由清洗單元作清洗處理及乾燥處理後的基板的裝載/卸載單元等。在研磨單元中，在研磨台的上表面粘貼研磨墊而形成研磨面。該研磨單元將通過頂環保持的基板的被研磨面按壓到研磨面，向研磨面供給作為研磨液的漿料同時使研磨台與頂環旋轉。由此，研磨面與被研磨面滑動地相對移動，對被研磨面進行研磨。申請人還對如下技術申請了專利(下述的專利文獻2)：將精加工處理單元與主要的研磨部分開地設置在CMP裝置內，對基板進行少量追加研磨、清洗，其中該精加工處理單元對研磨後的基板，將比基板直徑小的接觸部件按壓到基板並相對於基板進行相對運動。
另外，CMP裝置有時也具備用於對處理對象物進行拋光處理的拋光處理單元。拋光處理單元具備設置處理對象物的拋光台和安裝有比處理對象物直徑小的拋光墊的拋光頭，通過使拋光墊與處理對象物接觸 並相對運動從而對處理對象物進行拋光處理。在此，為了實現拋光處理狀態的均一化，需要對拋光墊與處理對象物的接觸狀態進行控制。
對此，現有技術公開了如下技術：使用彈性部件將墊按壓到處理對象物。即，在現有技術中，將墊安裝到彈性部件，並對彈性部件的端部進行保持，在彈性部件的未安裝有墊的一側形成空間。並且，在現有技術中，在空間注入流體並使彈性部件向處理對象物側撓曲，從而將墊按壓到處理對象物。
另外，CMP裝置以除去研磨處理後的處理對象物表面的研磨液、研磨殘渣等為目的，有時也設置處理單元，該處理單元具備：設置處理對象物的台；安裝有比處理對象物直徑小的墊的頭；及對頭進行保持並在處理對象物面內進行水平運動的臂。處理單元通過使墊與處理對象物接觸並相對運動，從而對處理對象物進行規定的處理。
如下述專利文獻4所述，處理單元有時具有用於進行墊的倒角加工的砥石。砥石中與墊的角接觸的部分形成為規定曲率的曲面。處理單元使墊旋轉同時將墊的角按壓到砥石的曲面，從而進行墊的角的倒角加工。
專利文獻1：日本特開2010-50436號公報
專利文獻2：日本特開平8-71511號公報
專利文獻3：日本特開2001-237206號公報
專利文獻4：日本特開2001-310254號公報
在以往的精加工處理單元中，在基板與接觸於基板的接觸部件的界面中未充分供給處理液，例如研磨速度未充分提高，另外，清洗的效果也有改善的餘地。另外，希望基板處理裝置能夠根據情況進行靈活的處理。進一步，在基板處理裝置中，希望提高處理速度。
在上述的使用彈性部件將墊按壓到處理對象物的技術中，有墊與處理對象物的接觸狀態的精密控制的問題。
即，在現有技術中，通過在與彈性部件鄰接的空間注入流體使彈性部件向處理對象物側撓曲，從而將墊按壓到處理對象物。在此，在現有技術中，沒有對彈性部件的撓曲的部分(空間膨脹的部分)的側面進行的支承，因此，在空間注入流體將墊按壓到處理對象物同時使墊旋轉、擺動時，墊的位置沿處理對象物的面方向有可能產生位置偏移。若墊的位置偏移，則由位置偏移導致墊產生扭結、扭曲，產生墊的破損、接觸狀態的不均一化，墊與處理對象物的接觸位置產生偏移，其結果，通過墊與處理對象物的接觸來進行的處理的精度有可能變差。
因此，本申請發明以如下為一個課題：提供一種能夠對拋光處理中的拋光墊與處理對象物的接觸狀態進行精密控制的拋光頭，使對處理對象物的拋光處理的均一性提高。
專利文獻4所公開的技術未考慮抑制因處理對象物與墊的接觸壓力集中導致的處理速度的均一性的惡化，並且也未考慮均勻修正(conditioning)墊的與處理對象物接觸的接觸面。
即，若使拋光墊與處理對象物接觸並相對運動，則在與處理 對象物接觸的墊的接觸面的周緣部產生比其他部分高的壓力。換言之，在與處理對象物接觸的墊的接觸面的周緣部產生壓力集中。其結果，處理對象物的與墊的接觸面的周緣部接觸的部分與其他部分相比被過度處理，由此有可能有損於拋光處理速度的均一性。
另外，在專利文獻4所公開的技術中，砥石側為固定，通過墊側的旋轉、角度調整來實施倒角。在本方式中，在實施墊整個面的修正的情況下，由於砥石側為固定，因此即使砥石變大而與墊的接觸面的整個面接觸，僅由墊的旋轉難以使墊面內的相對速度分佈為一定。因此，難以均勻修正倒角部以外的墊的研磨面。在此，墊的研磨面的修正的不均一性影響到之後的研磨中研磨速度、平坦化性能這些研磨性能的不均一性。另外，在現有技術中，墊的倒角時真空吸引粉塵，但無法保證能夠完全吸引，有一部分可能流入墊面。另外，沒有具體記載該如何防止粉塵流入墊面。因此，在現有技術中，在墊的倒角部以外的清潔度的維持上有可能產生問題。
因此，本申請發明以如下為一個課題：抑制因與處理對象物接觸的拋光墊的壓力集中導致的在處理對象物面內的處理速度均一性的惡化，且均勻修正墊的與處理對象物接觸的接觸面。
本發明是為了解決上述課題的至少一部分而完成的，能夠作為以下方式實現。
〔方式1〕
根據本發明的方式1，提供一種用於對基板進行拋光處理的拋光墊。該拋光墊具備第1部位與第2部位，該第2部位以在比第1部位更外側包圍第1部位的方式配置。第1部位與第2部位的特性相互不同。
該拋光墊能夠在用於對基板進行拋光處理的拋光處理裝置中使用。拋光處理裝置能夠對在化學機械研磨裝置被處理後的基板進行後處理。根據作為該後處理裝置的拋光處理裝置，能夠在比化學機械研磨裝置小的研磨負荷下進行研磨處理，從而能夠抑制基板的損傷(缺陷)地進行精加工研磨，或者，能夠去除在化學機械研磨裝置產生的損傷。或者，與以往的輥形清洗、筆形清洗相比，能夠高效率地清洗去除粘性較大的異物等。並且，在拋光墊中，在第1部位與第2部位，即在內側與外側，物理特性及處理性能的至少一方不同，因此能夠進行更高度的拋光處理。另外，在本申請中，對基板進行拋光處理這一表述除對基板其本身進行拋光處理外，還包含對形成於基板上的特定部位的圖案等進行拋光處理。
〔方式2〕
根據本發明的方式2，在方式1中，所述特性包含材質、硬度、密度、單層及層疊的不同、厚度、溝槽形狀、壓縮率、孔密度、孔尺寸、發泡結構、撥水性、親水性中的至少一個。根據該方式，使用第1部位與第2部位之間的不同，能夠進行高度的拋光處理。
〔方式3〕
根據本發明的方式3，在方式2中，所述第2部位的肖氏硬度(Shore hardness)D比所述第1部位的肖氏硬度D小。根據該方式，第2部位與基板之間相比第1部位與基板之間，處理液更難以流通。因此，在通過第1部位的內部而從第1部位的中央部供給處理液的情況下，從第1部位朝向外側擴散的處理液容易保持在第2部位的內側。其結果，難以發生第1部位與基板之間的處理液不足，難以使基板受到損傷。或者，能夠提高拋光處理速度。
〔方式4〕
根據本發明的方式4，提供一種用於對基板進行拋光處理的拋光處理裝置。該拋光處理裝置具備：拋光台，該拋光台用於支承基板且該拋光台構成為能夠旋轉；及一個拋光頭，係安裝有方式1至方式3中任一方式的拋光墊的一個拋光頭，該拋光頭構成為能夠旋轉且能夠向靠近拋光台的方向及從拋光台遠離的方向移動，該拋光頭的內部形成有內部供給線路，該內部供給線路用於將拋光處理用的處理液供給到基板。第1部位及第2部位安裝於一個拋光頭。根據該拋光處理裝置，起到與方式1至方式3同樣的效果。
〔方式5〕
根據本發明的方式5，在方式4中，第1部位與第2部位隔開間隔地配置。根據該方式，能夠使處理液滯留在第1部位與第2部位之間。即，從第1部位朝向外側擴散的處理液容易保持在第2部位的內側。因此，難以發生第1部位與基板之間的處理液不足，基板難以受到損傷。或者，能夠提高拋光處理速度。
〔方式6〕
根據本發明的方式6，提供一種用於對基板進行拋光處理的拋光處理裝置。該拋光處理裝置具備：拋光台，該拋光台用於支承基板且該拋光台構成為能夠旋轉；第1拋光頭，該第1拋光頭安裝有方式1至方式3中任一方式的拋光墊的一部分，構成為能夠旋轉且構成為能夠向靠近拋光台的方向及從拋光台遠離的方向移動，該第1拋光頭的內部形成有內部供給線路，該內部供給線路用於將拋光處理用的處理液供給到基板；及環狀的第2拋光頭，該第2拋光頭安裝有方式1至方式3中任一方式的拋光墊的另一部分，以在第1拋光頭的外側包圍第1拋光頭的方式配置，構成為能夠旋轉且構成為能夠向靠近拋光台的方向及從拋光台遠離的方向移動。第1部位安裝於第1拋光頭，第2部位安裝於第2拋光頭。根據該拋光處理裝置，安裝於第2拋光頭的第2拋光墊與基板接觸，從而能夠抑制從形成於第1拋光頭的內部的內部供給線路供給的處理液流出到第2拋光墊的外部。換言之，能夠在第2拋光墊的內側區域保持一定程度量的處理液。因此，能夠遍及第1拋光墊與基板之間地供給充足量的處理液。因此，能夠進一步抑制基板的損傷。或者，能夠提高拋光處理效率。
〔方式7〕
根據本發明的方式7，提供一種基板處理裝置。該基板處理裝置具備化學機械研磨裝置與用於對在化學機械研磨裝置被處理後的基板進行後處理的方式4至方式6的任一方式的拋光處理裝置。根據該基板處理裝置，起到與方式1至方式6中任一方式相同的效果。
〔方式8〕
根據本發明的方式8，提供一種用於通過拋光處理裝置對基板進行拋光處理的拋光處理方法。該拋光處理方法具備如下工序：將拋光墊安裝到拋光頭的工序，該拋光墊具有墊第1部位和第2部位，該第2部位以在比墊第1部位更外側包圍墊第1部位的方式配置；在用於支承墊基板的拋光台配置墊基板的工序；從內部供給線路一邊供給墊處理液，一邊進行墊基板的拋光處理的工序，該內部供給線路設置於墊拋光頭及墊第1部位的內部，用於將拋光處理用的處理液供給到墊基板。墊第1部位與墊第2部位的特性相互不同。根據該方法，起到與方式4相同的效果。
〔方式9〕
根據本發明的方式9，提供一種用於通過拋光處理裝置對基板進行拋光處理的拋光處理方法。該拋光處理方法具備如下工序：在第1拋光頭安裝第1拋光墊，且在第2拋光頭安裝第2拋光墊的工序，該第1拋光墊形成有用於將拋光處理用的處理液供給到墊基板的內部供給線路，該第2拋光墊在墊第1拋光頭的外側以包圍該第1拋光頭的方式配置；在用於支承基板的拋光台配置墊基板的工序；一邊從墊內部供給線路供給墊處理液，一邊進行墊基板的拋光處理的工序。墊第1部位與墊第2部位的特性相互不同。根據該方法，起到與方式6相同的效果。
〔方式10〕
根據本發明的方式10，提供一種用於對基板進行拋光處理的拋光處理裝置。該拋光處理裝置具備：拋光台，該拋光台用於支承基板且該拋光台構成為能夠旋轉；第1拋光頭，該第1拋光頭能夠安裝用於對基板進行拋光處理的第1拋光墊，該第1拋光頭構成為能夠旋轉且構成為能夠向靠近拋光台的方向及從拋光台遠離的方向移動，該第1拋光頭的內部形成有內部供給線路，該內部供給線路用於將拋光處理用的處理液供給到基板；及環狀的第2拋光頭，該第2拋光頭能夠安裝用於對基板進行拋光處理的第2拋光墊，且以在第1拋光頭的外側包圍第1拋光頭的方式配置，構成為能夠旋轉且構成為能夠向靠近拋光台的方向及從拋光台遠離的方向移動。
根據該拋光處理裝置，能夠對在化學機械研磨裝置被處理後的基板進行後處理。根據拋光處理裝置，能夠抑制基板的損傷(缺陷)地進行精加工研磨，或者，能夠去除在化學機械研磨裝置產生的損傷。或者，與以往的輥形清洗、筆形清洗相比，能夠高效率地清洗去除粘性較大的異物等。並且，該拋光處理裝置在第1拋光頭的外側具備第2拋光頭，因此通過使安裝於第2拋光頭的第2拋光墊與基板接觸，從而能夠抑制從形成於第1拋光頭的內部的內部供給線路供給的處理液流出到第2拋光墊的外部。換言之，能夠在第2拋光墊的內側區域保持一定程度量的處理液。因此，能夠遍及第1拋光墊與基板之間地供給充足量的處理液。因此，能夠進一步抑制基板的損傷。或者，能夠提高清洗效率。另外，在本申請中，對基板進行拋光處理這一表述除對基板整體進行拋光處理外，還包含僅對基板上的特定部位進行拋光處理。
〔方式11〕
根據本發明的方式11，在方式10中，第2拋光頭獨立於第1拋光頭之外且構成為能夠向靠近拋光台的方向及從拋光台遠離的方向移動。根據該方式，能夠選擇性地使用第1拋光頭及第2拋光頭的一方或雙方，根據情況(例如，工序，應達成的品質等)進行靈活的處理。
〔方式12〕
根據本發明的方式12，在方式10或方式11中，具備以控制拋光處理裝置的動作的方式構成的控制部。控制部可以設置為拋光處理裝置專用，也可以設置為與化學機械研磨裝置共用。
〔方式13〕
根據本發明的方式13，在方式12中，控制部構成為：在進行拋光處理時，將第1拋光頭配置到用於使第1拋光墊與基板接觸的位置，將第2拋光頭配置到用於使第2拋光墊與基板接觸的位置，以至少使第1拋光墊旋轉的方式來控制拋光處理裝置。根據該方式，在拋光處理中，能夠在第2拋光墊的內側區域保持一定程度量的處理液。因此，能夠遍及第1拋光墊與基板之間地供給充足量的處理液。因此，能夠進一步抑制基板的損傷。
〔方式14〕
根據本發明的方式14，在方式12或方式13中，控制部構成為：在進行拋光處理後的清洗時，將第1拋光頭配置到用於使第1拋光墊與基板接觸的 位置，將第2拋光頭配置到用於不使第2拋光墊與基板接觸的位置，以至少使第1拋光墊旋轉的方式來控制拋光處理裝置。根據該方式，能夠將清洗所使用的清洗液迅速地排出到第2拋光墊的外側。因此，能夠促進在拋光處理中產生的生成物(研磨除去物或清洗除去物)的從基板上的排出。
〔方式15〕
根據本發明的方式15，在方式12至方式14的任一方式中，控制部構成為：在拋光處理開始前，將第2拋光墊配置到用於與基板接觸的位置，經由內部供給線路供給處理液。根據該方式，在拋光處理開始前，能夠在第2拋光墊的內側區域保持一定程度量的處理液。因此，能夠將充足量的處理液預加載(事先供給)到基板上，能夠抑制基板的損傷，或者，能夠提高清洗效率。
〔方式16〕
根據本發明的方式16，在方式12至方式15的任一方式中，控制部構成為：在第1拋光頭配置到用於使第1拋光墊與基板接觸的位置，且第2拋光頭配置到用於使第2拋光墊與基板接觸的位置的狀態下，在進行拋光處理時，以使第2拋光頭經由第2拋光墊對基板進行按壓的第2壓力與第1拋光頭經由第1拋光墊對基板進行按壓的第1壓力不同的方式，來控制拋光處理裝置。根據該方式，能夠以拋光處理的目的使用第1拋光頭，主要以處理液保持的目的使用第2拋光頭。例如，能夠為了拋光處理使第1拋光頭的壓力最適化，且將第2拋光頭的壓力控制為用於保持處理液所必須的最低限度的壓力。
〔方式17〕
根據本發明的方式17，在方式10至方式16的任一方式中，第2拋光頭獨立於第1拋光頭之外而構成為能夠旋轉。根據該方式，能夠進行更靈活的拋光處理。例如，能夠為了拋光處理使第1拋光頭的轉速最適化，為了處理液的飛散抑制而使第2拋光頭的轉速最適化。
〔方式18〕
根據本發明的方式18，在方式10至方式17的任一方式中，拋光處理裝置還具備安裝於第1拋光頭的第1拋光墊與安裝於第2拋光頭的第2拋光墊。第1拋光墊與第2拋光墊的特性不同。根據該方式，能夠進行更靈活的拋光處理。例如，基於所需求拋光處理性能來確定第1拋光墊，為了提高處理液的保持性能，也可以使用緊貼性高，即柔軟的拋光墊作為第2墊。或者，通過與方式11組合，從而能夠對基板的各區域使用不同特性的拋光墊來進行拋光處理。
〔方式19〕
根據本發明的方式19，提供一種基板處理裝置。該基板處理裝置具備化學機械研磨裝置與用於對在化學機械研磨裝置被處理後的基板進行後處理的方式10至方式18的任一方式的拋光處理裝置。根據該基板處理裝置，起到與方式10至方式18的任一方式相同的效果。
〔方式20〕
根據本發明的方式20，提供一種用於通過拋光處理裝置來對基板進行拋光處理的拋光處理方法。該方法具備以下工序：在用於支承基板的拋光台配置基板的工序；在使第1拋光墊與基板接觸，且使第2拋光墊與基板接觸的狀態下，一邊從內部供給線路供給處理液，一邊進行拋光處理的工序，其中，該第1拋光墊安裝於第1拋光頭，該第1拋光頭形成有用於將拋光處理用的處理液供給到基板的內部供給線路，該第2拋光頭以在第1拋光頭的外側包圍第1拋光頭的方式配置。根據該方法，起到與方式10相同的效果。
〔方式21〕
根據本發明的方式21，提供一種用於通過拋光處理裝置來對基板進行拋光處理的拋光處理方法。該方法具備以下工序：在用於支承基板的拋光台配置基板的工序；在使第2拋光墊與基板的接觸狀態下，從內部供給線路供給處理液的工序，其中，該第2拋光墊安裝於第2拋光頭，該第2拋光頭以在形成有用於將拋光處理用的處理液供給到基板的內部供給線路的第1拋光頭的外側包圍第1拋光頭的方式配置；在供給處理液的工序之後，一邊使安裝於第1拋光頭的第1拋光墊與基板接觸，一邊進行拋光處理的工序。根據該方法，起到與方式15相同的效果。
〔方式22〕
根據本發明的方式22，在方式20或方式21所述的拋光處理方法中，還具備以下工序：在拋光處理工序之後，在使第1拋光墊與基板接觸，且使第 2拋光墊不與基板接觸的狀態下，一邊從內部供給線路供給清洗液一邊進行清洗的工序。根據該方式，起到與方式14相同的效果。
〔方式23〕
根據本申請發明的方式23，一種拋光處理組件，具備：拋光台，該拋光台對處理對象物進行保持；拋光頭，該拋光頭安裝有拋光墊，該拋光墊用於通過與所述處理對象物接觸並相對運動從而對所述處理對象物進行拋光處理，所述拋光頭具備：彈性部件，該彈性部件安裝於所述拋光墊；按壓機構，該按壓機構能夠通過向所述彈性部件供給流體從而調整所述拋光墊對所述處理對象物的接觸力；及導向部件，該導向部件包圍所述彈性部件的側面整體。
〔方式24〕
根據本申請發明的方式24，在拋光處理組件的方式23中，所述導向部件能夠在向所述彈性部件供給了流體的狀態下包圍所述彈性部件的側面整體。
〔方式25〕
根據本申請發明的方式25，在方式23或方式24的拋光處理組件中，也可為，所述彈性部件包含袋體，該袋體的容積根據所述流體的供給量而改變，所述袋體包含所述流體相互不連通的複數個空間，所述按壓機構能夠獨立地向所述複數個空間供給所述流體。
〔方式26〕
根據本申請發明的方式26，在方式25的拋光處理組件中，所述複數個空間也可以同心圓狀地配置。
〔方式27〕
根據本申請發明的方式27，在方式23至方式26的任一方式的拋光處理組件中，所述拋光處理組件進一步具備支撐部件，所述支撐部件安裝於所述彈性部件的與所述處理對象物接觸側的面，所述拋光墊也可以經由所述支撐部件而安裝於所述彈性部件。
〔方式28〕
根據本申請發明的方式28，在方式23至方式27的任一方式的拋光處理組件中，所述拋光墊的直徑比所述處理對象物的直徑小，所述拋光組件進一步具備：驅動機構，該驅動機構能夠使所述拋光台旋轉；以及拋光臂，該拋光臂對所述拋光頭進行保持，並且該拋光臂能夠使所述拋光頭旋轉並沿所述處理對象物的板面擺動。
〔方式29〕
根據本申請發明的方式29，一種處理裝置，該處理裝置具備：對所述處理對象物進行研磨處理的研磨組件、對所述處理對象物進行拋光處理的方式23至方式28的任一拋光處理組件、對所述處理對象物進行清洗處理的 清洗組件及對所述處理對象物進行乾燥處理的乾燥組件。
〔方式30〕
根據本申請發明的方式30，一種處理組件，用於通過使處理對象物與直徑比所述處理對象物的直徑小的拋光墊接觸並相對運動從而對所述處理對象物進行規定的處理，其具備：保持所述處理對象物的拋光台；安裝所述拋光墊且將所述拋光墊按壓到所述處理對象物的頭；用於對所述頭進行保持，並在與所述處理對象物之間進行相對運動的臂；及用於對所述拋光墊的與所述處理對象物接觸的接觸面的周緣部進行倒角的倒角結構，所述倒角結構具備修正部，該修正部具有用於進行所述拋光墊的修正的修整工具及用於保持所述修整工具的修整工具台，通過所述修正部一邊修正所述拋光墊的接觸面一邊對所述接觸面的周緣部進行倒角。
〔方式31〕
根據本申請發明的方式31，在方式30的處理組件中，所述倒角結構能夠一邊通過所述修正部對所述拋光墊的接觸面進行修正，一邊通過對所述接觸面的周緣部以比該周緣部以外的部分更強的程度進行修正，從而對所述接觸面的周緣部進行倒角。
〔方式32〕
根據本申請發明的方式32，在方式30或方式31的處理組件中，所述倒角結構能夠具備突起，該突起形成於所述修整工具的與所述拋光墊接觸的 接觸面的，與所述拋光墊的所述周緣部接觸的部分。
〔方式33〕
根據本申請發明的方式33，在方式30或方式31的處理組件中，所述倒角結構也可以通過如下方式實現：在進行所述拋光墊的修正時，所述修整工具以所述拋光墊的所述周緣部與所述修整工具的與所述拋光墊接觸的接觸面的周緣部接觸的方式配置。
〔方式34〕
根據本申請發明的方式34，在方式30至方式33的任一方式的處理組件中，所述倒角結構具備：配置於所述頭與所述拋光墊之間的袋體；及能夠通過向所述袋體供給流體來調整所述袋體的壓力的按壓機構，所述袋體包含以使所述流體相互不連通的方式配置的複數個空間，所述按壓機構能夠以使所述複數個空間中的最外周的空間的壓力比其他空間的壓力高的方式調整所述複數個空間的壓力。
〔方式35〕
根據本申請發明的方式35，在方式30至方式34的任一方式的處理組件中，也可以通過向所述處理對象物供給處理液，使所述台及所述頭旋轉，使所述拋光墊與所述處理對象物接觸，使所述臂的拋光墊與所述處理對象物進行相對運動，從而來對所述處理對象物進行處理。
本發明除上述方式以外，用於對基板進行拋光處理的方法 等，能夠以各種各樣的方式實現。
1‧‧‧殼體
1a‧‧‧分隔壁
2‧‧‧裝載/卸載單元
3、3A、3B、3C、3D‧‧‧研磨單元
4‧‧‧清洗單元
5‧‧‧控制裝置
6、7‧‧‧線性傳送裝置
10‧‧‧研磨墊
11‧‧‧升降器
12‧‧‧擺動式傳送裝置
20‧‧‧前裝載部
21‧‧‧行進機構
22‧‧‧搬運用機器人
30A、30B、30C、30D‧‧‧研磨台
31A、31B、31C、31D‧‧‧頂環
32A、32B、32C、32D‧‧‧研磨液供給噴嘴
33A、33B、33C、33D‧‧‧修整工具
34A、34B、34C、34D‧‧‧噴霧器
36‧‧‧頂環旋轉軸
180‧‧‧暫置台
190‧‧‧輥形清洗室
191‧‧‧第1搬運室
192‧‧‧筆形清洗室
193‧‧‧第2搬運室
194‧‧‧乾燥室
195‧‧‧第3搬運室
201A、201B‧‧‧輥形清洗組件
202A、202B‧‧‧筆形清洗組件
203、204‧‧‧暫置台
205A、205B‧‧‧乾燥組件
207‧‧‧過濾器風扇單元
209、210、213‧‧‧搬運用機器人
211‧‧‧支承軸
300‧‧‧拋光處理室
300A、300B‧‧‧拋光處理組件
400‧‧‧拋光台
500‧‧‧拋光頭
500a‧‧‧內頭(第1拋光頭)
500b‧‧‧外頭(第2拋光頭)
502‧‧‧拋光墊
502a‧‧‧第1部位(內墊、第1拋光墊)
502b‧‧‧第2部位(外墊、第2拋光墊)
504、504a、504b‧‧‧旋轉軸
506‧‧‧內部供給線路
509、510、511‧‧‧軸承
512、514‧‧‧促動器
521a、521b‧‧‧溝槽
530‧‧‧間隙
600‧‧‧拋光臂
700‧‧‧液供給系統
710‧‧‧純水外部噴嘴(外部噴嘴)
712‧‧‧純水配管
712a‧‧‧分支純水配管
714‧‧‧純水供給源
716‧‧‧開閉閥
718‧‧‧開閉閥
720‧‧‧藥液外部噴嘴
722‧‧‧藥液配管
722a‧‧‧分支藥液配管
724‧‧‧藥液供給源
726‧‧‧開閉閥
728‧‧‧開閉閥
730‧‧‧漿料外部噴嘴
732‧‧‧漿料配管
732a‧‧‧分支漿料配管
734‧‧‧漿料供給源
736‧‧‧開閉閥
740‧‧‧液供給配管
800‧‧‧修正部
810‧‧‧修整工具台
820‧‧‧修整工具
1000‧‧‧基板處理裝置
2-1‧‧‧殼體
2-1a‧‧‧分隔壁
2-2‧‧‧裝載/卸載單元
2-3、2-3A、2-3B、2-3C、2-3D‧‧‧研磨單元
2-4‧‧‧清洗單元
2-5‧‧‧控制裝置
2-6、2-7‧‧‧線性傳送裝置
2-10‧‧‧研磨墊
2-11‧‧‧升降器
2-12‧‧‧擺動式傳送裝置
2-20‧‧‧前裝載部
2-21‧‧‧行進機構
2-22‧‧‧搬運用機器人
2-30A、2-30B、2-30C、2-30D‧‧‧研磨台
2-31A、2-31B、2-31C、2-31D‧‧‧頂環
2-32A、2-32B、2-32C、2-32D‧‧‧研磨液供給噴嘴
2-33A、2-33B、2-33C、2-33D‧‧‧修整工具
2-34A、2-34B、2-34C、2-34D‧‧‧噴霧器
2-36‧‧‧頂環旋轉軸
2-180‧‧‧暫置台
2-190‧‧‧輥形清洗室
2-191‧‧‧第1搬運室
2-192‧‧‧筆形清洗室
2-193‧‧‧第2搬運室
2-194‧‧‧乾燥室
2-195‧‧‧第3搬運室
2-201A、2-201B‧‧‧輥形清洗組件
2-202A、2-202B‧‧‧筆形清洗組件
2-203、2-204‧‧‧暫置台
2-205A、2-205B‧‧‧乾燥組件
2-207‧‧‧過濾器風扇單元
2-209、2-210、2-213‧‧‧搬運用機器人
2-211‧‧‧支承軸
2-300‧‧‧拋光處理室
2-300A、2-300B‧‧‧拋光處理組件
2-400‧‧‧拋光台
2-500‧‧‧拋光頭
2-500a‧‧‧內頭(第1拋光頭)
2-500b‧‧‧外頭(第2拋光頭)
2-502‧‧‧拋光墊
2-502a‧‧‧內墊(第1拋光墊)
2-502b‧‧‧外墊(第2拋光墊)
2-504、2-504a、2-504b‧‧‧旋轉軸
2-506‧‧‧內部供給線路
2-507‧‧‧套結構
2-508‧‧‧開口
2-509、2-510、2-511‧‧‧軸承
2-512、2-514‧‧‧促動器
2-600‧‧‧拋光臂
2-700‧‧‧液供給系統
2-710‧‧‧處理液供給源
2-711‧‧‧處理液配管
2-712‧‧‧流量控制器
2-713‧‧‧開閉閥
2-714‧‧‧單向閥
2-715‧‧‧過濾器
2-720‧‧‧清洗液供給源
2-721‧‧‧清洗液配管
2-722‧‧‧流量控制器
2-723‧‧‧開閉閥
2-724‧‧‧單向閥
2-725‧‧‧過濾器
2-730‧‧‧處理液供給源
2-731‧‧‧處理液配管
2-732‧‧‧流量控制器
2-733‧‧‧開閉閥
2-734‧‧‧單向閥
2-735‧‧‧過濾器
2-740‧‧‧清洗液供給源
2-741‧‧‧清洗液配管
2-743‧‧‧開閉閥
2-750‧‧‧旋轉接頭
2-751‧‧‧地面
2-760‧‧‧排液系統
2-761‧‧‧配管
2-762‧‧‧分支配管
2-767‧‧‧開閉閥
2-800‧‧‧修正部
2-810‧‧‧修整工具台
2-820‧‧‧修整工具
2-900‧‧‧霧供給部
2-910‧‧‧罩蓋
2-920‧‧‧排氣系統
2-921‧‧‧過濾器
2-922‧‧‧排氣線路
2-923‧‧‧排液線路
2-930‧‧‧濕度傳感器
2-1000‧‧‧基板處理裝置
3-3‧‧‧研磨單元
3-4‧‧‧清洗單元
3-5‧‧‧控制裝置
3-10‧‧‧研磨墊
3-190‧‧‧輥形清洗室
3-192‧‧‧筆形清洗室
3-201A‧‧‧上側輥形清洗組件
3-201B‧‧‧下側輥形清洗組件
3-202A‧‧‧上側筆形清洗組件
3-202B‧‧‧下側筆形清洗組件
3-300‧‧‧拋光處理室
3-300A‧‧‧上側拋光處理組件
3-300B‧‧‧下側拋光處理組件
3-400‧‧‧拋光台
3-410‧‧‧驅動機構
3-500‧‧‧拋光頭
3-502‧‧‧拋光墊
3-510‧‧‧基座部件
3-520‧‧‧彈性部件
3-522‧‧‧側面
3-524‧‧‧內周空間
3-526‧‧‧外周空間
3-530‧‧‧按壓機構
3-540‧‧‧導向部件
3-542‧‧‧相對面
3-550‧‧‧拋光處理液流路
3-560‧‧‧支撐板
3-600‧‧‧拋光臂
4-300‧‧‧拋光處理室
4-300A‧‧‧上側拋光處理組件
4-300B‧‧‧下側拋光處理組件
4-400‧‧‧拋光台
4-500‧‧‧拋光頭
4-502‧‧‧拋光墊
4-502a‧‧‧接觸面
4-502b‧‧‧周緣部
4-520‧‧‧袋體
4-520-1、4-500-2、4-500-3‧‧‧空間
4-530‧‧‧按壓機構
4-600‧‧‧拋光臂
4-630‧‧‧連結部
4-800‧‧‧修正部
4-810‧‧‧修整工具台
4-820‧‧‧修整工具
4-820a‧‧‧突起
4-820b‧‧‧斜面
4-820c‧‧‧接觸面
4-820d‧‧‧周緣部
4-830a、4-830b‧‧‧接觸點
W‧‧‧晶圓
MT‧‧‧霧
圖1是表示作為本發明的一實施例的基板處理裝置的整體結構的概要俯視圖。
圖2是示意地表示研磨單元的立體圖。
圖3A是清洗單元的概要俯視圖。
圖3B是清洗單元的概要側視圖。
圖4是表示拋光處理組件的概要結構的圖。
圖5是表示拋光頭的內部結構的概要圖。
圖6A是表示拋光墊的結構的一例的說明圖。
圖6B是表示拋光墊的結構其他例的說明圖。
圖7是表示作為代替結構的拋光頭及拋光墊的詳細的剖視圖。
圖8是從下方觀察拋光墊的圖。
圖9是表示拋光處理的各工序中拋光頭的控制例的圖表。
圖10A是表示圖9所示各工序中拋光頭的狀態的說明圖。
圖10B是表示圖9所示各工序中拋光頭的狀態的說明圖。
圖10C是表示圖9所示各工序中拋光頭的狀態的說明圖。
圖11是表示作為本發明一實施例的基板處理裝置的整體結構的概要俯視圖。
圖12是示意地表示研磨單元的立體圖。
圖13A是清洗單元的概要俯視圖。
圖13B是清洗單元的概要側視圖。
圖14是表示拋光處理組件的概要結構的圖。
圖15是表示霧供給部的概要結構的圖。
圖16A是表示拋光頭的內部結構的概要圖。
圖16B是表示拋光頭的內部結構的代替例的概要圖。
圖17是表示液供給系統的一例的概要圖。
圖18是表示液供給系統的其他例的概要圖。
圖19是表示拋光頭及拋光墊的詳細的剖視圖。
圖20是從下方觀察拋光墊的圖。
圖21是表示拋光處理的各工序中拋光頭的控制例的圖表。
圖22A是表示圖21所示各工序中拋光頭的狀態的說明圖。
圖22B是表示圖21所示各工序中拋光頭的狀態的說明圖。
圖22C是表示圖21所示各工序中拋光頭的狀態的說明圖。
圖23是表示排液系統的一例的概要圖。
圖24是表示本實施方式的處理裝置的整體結構的俯視圖。
圖25是示意地表示研磨單元的立體圖。
圖26A是清洗單元的俯視圖，圖26B是清洗單元的側視圖。
圖27是表示上側拋光處理組件的概要結構的圖。
圖28是表示第1實施方式的拋光頭的結構的圖。
圖29是表示第2實施方式的拋光頭的其他實施方式的結構的圖。
圖30A是表示第3實施方式的拋光頭的其他實施方式的結構的圖，圖30B是拋光頭的俯視圖。
圖31是表示本實施方式的處理裝置的整體結構的俯視圖。
圖32是示意地表示研磨組件的立體圖。
圖33A是清洗單元的俯視圖，圖33B是清洗單元的側視圖。
圖34是表示上側拋光處理組件的概要結構的圖。
圖35是表示本實施方式的拋光處理組件的概要結構的圖。
圖36是示意地表示本實施方式的拋光墊的圖。
圖37A是示意地表示拋光處理組件的第1實施方式的圖，圖37B是拋光處理組件的第1實施方式的俯視圖。
圖38A是示意地表示拋光處理組件的第2實施方式的圖，圖38B是拋光處理組件的第2實施方式的俯視圖。
圖39A是示意地表示拋光處理組件的第3實施方式的圖，圖39B是拋光處理組件的第3實施方式的俯視圖。
以下，基於圖1~-圖10，對本申請發明的一實施方式的拋光處理裝置及基板處理裝置進行說明。
A.實施例：
圖1是表示本發明的一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。如圖1所示，基板處理裝置1000具備大致矩形的殼體(housing)1。殼體1的內部被分隔壁1a、1b劃分為裝載/卸載單元2、研磨單元3及清洗單元4。裝載/卸載單元2、研磨單元3及清洗單元4分別獨立組裝，獨立地排氣。另外，清洗單元4具備向基板處理裝置供給電源的電源供給部(省略圖示)和控制基板處理動作的控制裝置5。
裝載/卸載單元2具備兩個以上(在本實施方式中為四個)載放晶圓盒的前裝載部20，該晶圓盒貯存許多個晶圓(基板)。這些前裝載部20與殼體1相鄰配置，且沿基板處理裝置的寬度方向(與長度方向垂直的方向)排列。以在前裝載部20能夠搭載開放式匣盒(open cassette)、SMIF(Standard Manufacturing Interface：標準製造接口)盒或FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶圓盒)的方式構成。
另外，在裝載/卸載單元2，沿前裝載部20的排列配置有行進機構21。在行進機構21上設置兩台能夠沿晶圓盒的排列方向移動的搬運用機器人(conveying robot)22。搬運用機器人22構成為通過在行進機構21上移動，從而可對搭載於前裝載部20的晶圓盒進行存取。各搬運用機器人22將處理前的晶圓從晶圓盒取出，並將處理後的晶圓放回晶圓盒。
研磨單元3是進行晶圓的研磨(平坦化)的區域。研磨單元3具備第1研磨單元3A、第2研磨單元3B、第3研磨單元3C及第4研磨單元3D。如圖1所示，這些研磨單元3A~3D沿基板處理裝置的長度方向排列。
如圖1所示，第1研磨單元3A具備：研磨台30A，安裝有具有研磨面的研磨墊10；頂環31A，用於保持晶圓並將晶圓按壓到研磨台30A上的研磨墊1同時進行研磨；研磨液供給噴嘴32A，用於向研磨墊10供給研磨液、修整液(例如純水)；修整工具33A，用於進行研磨墊10的研磨面的修整；及噴霧器34A，將液體(例如純水)與氣體(例如氮氣)的混合流體或液體(例如純水)作成霧狀噴射到研磨面。
同樣，第2研磨單元3B具備研磨台30B、頂環31B、研磨液供給噴嘴32B、修整工具33B及噴霧器34B。第3研磨單元3C具備研磨台30C、 頂環31C、研磨液供給噴嘴32C、修整工具33C及噴霧器34C。第4研磨單元3D具備研磨台30D、頂環31D、研磨液供給噴嘴32D、修整工具33D及噴霧器34D。
第1研磨單元3A、第2研磨單元3B、第3研磨單元3C及第4研磨單元3D由於互相具有相同的結構，因此，以下僅對第1研磨單元3A進行說明。
圖2是示意地表示第1研磨單元3A的立體圖。頂環31A支承於頂環旋轉軸36。在研磨台30A的上表面貼附有研磨墊10。研磨墊10的上表面形成對晶圓W進行研磨的研磨面。另外，也能夠使用固結磨料代替研磨墊10。頂環31A及研磨台30A如箭頭所示，構成為繞其軸心旋轉。晶圓W通過真空吸附保持在頂環31A的下表面。在研磨時，研磨液從研磨液供給噴嘴32A供給到研磨墊10的研磨面，作為研磨對象的晶圓W由頂環31A按壓於研磨面並被研磨。
接著，對用於搬運晶圓的搬運機構進行說明。如圖1所示，與第1研磨單元3A及第2研磨單元3B相鄰而配置有第1線性傳送裝置6。第1線性傳送裝置6是在沿研磨單元3A、3B排列的方向的四個搬運位置(從裝載/卸載單元側開始依次為第1搬運位置TP1、第2搬運位置TP2、第3搬運位置TP3、第4搬運位置TP4)之間搬運晶圓的機構。
另外，與第3研磨單元3C及第4研磨單元3D相鄰而配置有第2線性傳送裝置7。第2線性傳送裝置7是在沿研磨單元3C、3D排列的方向的三個搬運位置(從裝載/卸載單元側開始依次為第5搬運位置TP5、第6搬運位置TP6、第7搬運位置TP7)之間搬運晶圓的機構。
晶圓通過第1線性傳送裝置6被搬運到研磨單元3A、3B。第1研磨單元3A的頂環31A通過頂環頭的擺動動作而在研磨位置與第2搬運位置TP2之間移動。從而，在第2搬運位置TP2進行晶圓向頂環31A的交接。同樣，第2研磨單元3B的頂環31B在研磨位置與第3搬運位置TP3之間進行移動，在第3搬運位置TP3進行晶圓向頂環31B的交接。第3研磨單元3C的頂環31C在研磨位置與第6搬運位置TP6之間進行移動，在第6搬運位置TP6進行晶圓向頂環31C的交接。第4研磨單元3D的頂環31D在研磨位置與第7搬運位置TP7之間進行移動，在第7搬運位置TP7進行晶圓向頂環31D的交接。
在第1搬運位置TP1配置有從搬運用機器人22接收晶圓用的升降器11。晶圓通過該升降器11而從搬運用機器人22被轉移到第1線性傳送裝置6。在第1線性傳送裝置6、第2線性傳送裝置7與清洗單元4之間配置有擺動式傳送裝置12。該擺動式傳送裝置12具有可在第4搬運位置TP4與第5搬運位置TP5之間移動的機械手。晶圓從第1線性傳送裝置6向第2線性傳送裝置7的交接由擺動式傳送裝置12進行。晶圓由第2線性傳送裝置7搬運到第3研磨單元3C及/或第4研磨單元3D。另外，由研磨單元3研磨後的晶圓經由擺動式傳送裝置12而被搬運到暫置台180。載放於暫置台180的晶圓被搬運到清洗單元4。
圖3A是表示清洗單元4的俯視圖，圖3B是表示清洗單元4的側視圖。如圖3A及圖3B所示，清洗單元4被劃分為輥形清洗室190、第1搬運室191、筆形清洗室192、第2搬運室193、乾燥室194、拋光處理室300及第3搬運室195。
在輥形清洗室190內配置有沿縱向排列的上側輥形清洗組件 201A及下側輥形清洗組件201B。上側輥形清洗組件201A配置於下側輥形清洗組件201B的上方。上側輥形清洗組件201A及下側輥形清洗組件201B是一邊將清洗液供給到晶圓的正反表面，一邊通過將旋轉的兩個海綿輥分別按壓晶圓的正反表面來清洗晶圓的清洗機。在上側輥形清洗組件201A與下側輥形清洗組件201B之間設置有晶圓的暫置台204。
在筆形清洗室192內配置有沿縱向排列的上側筆形清洗組件202A及下側筆形清洗組件202B。上側筆形清洗組件202A配置於下側筆形清洗組件202B的上方。上側筆形清洗組件202A及下側筆形清洗組件202B是清洗機，其一邊將清洗液供給到晶圓的表面，一邊通過將旋轉的筆形海綿按壓到晶圓的表面並在晶圓的直徑方向擺動來清洗晶圓。在上側筆形清洗組件202A與下側筆形清洗組件202B之間設置有晶圓的暫置台203。
在乾燥室194內配置有沿縱向排列的上側乾燥組件205A及下側乾燥組件205B。上側乾燥組件205A及下側乾燥組件205B相互隔離。在上側乾燥組件205A及下側乾燥組件205B的上部設置有過濾器風扇單元207、207，過濾器風扇單元207、207將清潔的空氣分別供給到乾燥組件205A、205B內。
在第1搬運室191配置有能夠上下動的第1搬運用機器人(搬運機構)209。在第2搬運室193配置有能夠上下動的第2搬運用機器人210。在第3搬運室195配置有能夠上下動的第3搬運用機器人(搬運機構)213。第1搬運用機器人209、第2搬運用機器人210及第3搬運用機器人213分別移動自如地支承於沿縱向延伸的支承軸211、212、214。第1搬運用機器人209、第2搬運用機器人210及第3搬運用機器人213構成為內部具有發動機等的驅 動機構，且能夠沿支承軸211、212、214上下移動。第1搬運用機器人209具有上下兩段的機械手。如圖3A中虛線所示，在第1搬運用機器人209中，其下側的機械手配置在能夠到達上述暫置台180的位置。
第1搬運用機器人209以在暫置台180、上側輥形清洗組件201A、下側輥形清洗組件201B、暫置台204、暫置台203、上側筆形清洗組件202A及下側筆形清洗組件202B之間搬運晶圓W的方式動作。在搬運清洗前的晶圓(附著有漿料的晶圓)時，第1搬運用機器人209使用下側的機械手，在搬運清洗後的晶圓時使用上側的機械手。
第2搬運用機器人210以在上側筆形清洗組件202A、下側筆形清洗組件202B、暫置台203、上側乾燥組件205A及下側乾燥組件205B之間搬運晶圓W的方式動作。第2搬運用機器人210僅搬運清洗後的晶圓，因此僅具備一個機械手。圖1所示搬運用機器人22使用上側的機械手從上側乾燥組件205A或下側乾燥組件205B取出晶圓，並將該晶圓放回晶圓盒。
在拋光處理室300具備有上側的拋光處理組件300A及下側的拋光處理組件300B。第3搬運用機器人213以在上側的輥形清洗組件201A、下側的輥形清洗組件201B、暫置台204、上側的拋光處理組件300A及下側的拋光處理組件300B之間搬運晶圓W的方式動作。
在本實施方式中，表示了在清洗單元4內，將拋光處理室300、輥形清洗室190及筆形清洗室192從離裝載/卸載單元2遠的位置起依序排列地配置的例子，但並不限定於此。拋光處理室300、輥形清洗室190及筆形清洗室192的配置方式可以根據晶圓的品質及生產量等進行適當選擇。上側的拋光處理組件300A及下側的拋光處理組件300B由於為相同的結 構，以下僅對上側的拋光處理組件300A進行說明。
圖4是表示上側的拋光處理組件的概要結構的圖。如圖4所示，拋光處理組件300A具備：拋光台400，用於支承作為基板的一種的晶圓W；拋光頭500，安裝有用於在晶圓W的處理面進行拋光處理的拋光墊502；拋光臂600，用於保持拋光頭500；液供給系統700，用於供給各種處理液；及修正部800，用於進行拋光墊502的修正(磨銳)。
拋光台400具有保持晶圓W的機構。在本實施例中，晶圓保持機構為真空吸附方式，但可以是任意的方式。例如，晶圓保持機構也可以是在晶圓W的周緣部的至少一處夾持晶圓W的正面及反面的夾持方式，也可以是在晶圓W的周緣部的至少一處對晶圓W的側面進行保持的輥夾(roller chuck)方式。在本實施例中，拋光台400以使晶圓W的加工面朝向上方的方式保持晶圓W。
另外，拋光台400以通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線A旋轉的方式構成。在拋光臂600通過構成為可旋轉的旋轉軸504而安裝有拋光頭500，在拋光頭500的與晶圓W(或者拋光台400)相對的面安裝有用於對晶圓W進行拋光處理的拋光墊502。拋光臂600以使拋光頭500繞旋轉軸線B旋轉的方式構成。另外，拋光墊502的面積比晶圓W(或者是拋光台400)的面積小，因此，為了能夠全面地對晶圓W進行拋光處理，拋光臂600以使拋光頭500能夠在如箭頭C所示的晶圓W的直徑方向上擺動的方式構成。另外，拋光臂600以能夠使拋光頭500擺動到拋光墊502與修正部800相對的位置為止的方式構成。拋光頭500構成為通過促動器(省略圖示)能夠向靠近拋光台400的方向及從拋光台400遠離的方向(本實施例中為上下)移動。 由此，能夠相對於晶圓W以規定的壓力按壓拋光墊502。該結構可以通過旋轉軸504的伸縮來實現，也可以通過拋光臂600的上下運動來實現。
液供給系統700具備用於對晶圓W的處理面供給純水(圖中表示為DIW)的純水外部噴嘴710。純水外部噴嘴710經由純水配管712連接於純水供給源714。在純水配管712設置有能夠開閉純水配管712的開閉閥716。控制裝置5能夠通過控制開閉閥716的開閉，在任意的時刻對晶圓W的處理面供給純水。
另外，液供給系統700具備用於給晶圓W的處理面供給藥液(圖中表示為Chemi)的藥液外部噴嘴720。藥液外部噴嘴720經由藥液配管722連接於藥液供給源724。在藥液配管722設置有能夠開閉藥液配管722的開閉閥726。控制裝置5能夠通過控制開閉閥726的開閉，在任意的時刻對晶圓W的處理面供給藥液。
另外，液供給系統700具備用於給晶圓W的處理面供給漿料(圖中表示為Slurry)的漿料外部噴嘴730。漿料外部噴嘴730經由漿料配管732連接於漿料供給源734。在漿料配管732設置能夠開閉漿料配管732的開閉閥736。控制裝置5能夠通過控制開閉閥736的開閉，在任意的時刻對晶圓W的處理面供給漿料。
在本實施例中，外部噴嘴710、720、730的位置均被固定，朝向預先規定的固定位置供給純水、藥液或漿料。這些處理液被供給到如下位置：通過晶圓W的旋轉從而處理液高效率地供給到拋光墊502的位置。外部噴嘴710、720、730也可以構成為各種處理液的兩種以上共通的一個或兩個噴嘴。另外，外部噴嘴也能夠以供給純水、藥液及漿料中的至少一種 的處理液的方式構成。
進一步，拋光處理組件300A以能夠經由拋光臂600、拋光頭500及拋光墊502向晶圓W的處理面選擇性地供給處理液(純水、藥液或漿料)的方式構成。即，從純水配管712中的純水供給源714與開閉閥716之間分支了分支純水配管712a。同樣，從藥液配管722中的藥液供給源724與開閉閥726之間分支了分支藥液配管722a。從漿料配管732中的漿料供給源734與開閉閥736之間分支了分支漿料配管732a。分支純水配管712a、分支藥液配管722a及分支漿料配管732a在液供給配管740匯流。在分支純水配管712a設置有能夠開閉分支純水配管712a的開閉閥718。在分支藥液配管722a設置有能夠開閉分支藥液配管722a的開閉閥728。在分支漿料配管732a設置有能夠開閉分支漿料配管732a的開閉閥736。
液供給配管740與拋光臂600的內部、拋光頭500的中央內部及拋光墊502的中央內部連通。具體而言，如圖5所示，在拋光臂600、拋光頭500及拋光頭500的內部形成內部供給線路506，該內部供給線路506與液供給配管740連通。內部供給線路506朝向拋光台400的上表面(晶圓W的處理面)開口。根據該結構，在拋光處理中，能夠經由內部供給線路506從拋光墊502的中央部供給處理液，通過由拋光頭500的旋轉產生的離心力與處理液的供給壓力，能夠使處理液遍及拋光墊502與晶圓W之間地擴散。
在從設置於拋光頭500的外部的噴嘴對晶圓W供給處理液的情況下，在拋光台400高速旋轉時處理液有可能無法充分地遍及至拋光墊502的中央部。這是因為，高速旋轉導致離心力變大。另外，在對較大口徑(例如300mm)的晶圓W進行拋光處理的情況下，為了高效率地進行拋光 處理，拋光頭500的直徑也變得較大(例如100mm)。因此。若在拋光墊502的外部供給處理液的話，則處理液有可能無法充分遍及至拋光墊502的中央部。若發生這樣的現象的話，則拋光處理速度(研磨速度或清洗速度)會降低。然而，根據本實施例的從內部供給線路506供給處理液的結構，如上所述處理液遍及拋光墊502與晶圓W之間地進行擴散，因此能夠抑制由於處理液的不足導致的拋光處理速度的降低。並且，能夠抑制處理液的不足的產生而造成晶圓W受到損傷。
在本實施例中，內部供給線路506的開口部僅在拋光墊502的中央設置有一個，但也可以設置複數個開口部。例如，內部供給線路506也可以經由形成於拋光頭500內的水池套結構而朝向分散配置的複數個開口分支。複數個開口部也可以分散配置為它們的徑方向的位置不同。控制裝置5能夠通過控制開閉閥718、開閉閥728及開閉閥736的開閉，在任意的時刻對晶圓W的處理面供給純水、藥液、漿料中的任一者或它們的任意組合的混合液。從如上說明中可以明確，拋光處理組件300A具備外部噴嘴710、720、730與內部供給線路506的這兩個系統的處理液供給單元。能夠選擇性地使用這兩系統的任意一方或雙方。
拋光處理組件300A能夠通過如下方式對晶圓W進行拋光處理：經由外部噴嘴710、720、730與內部供給線路506中的至少一方對晶圓W供給處理液，且使拋光台400繞旋轉軸線A旋轉，將拋光墊502按壓到晶圓W的處理面，使拋光頭500一邊繞旋轉軸線B旋轉一邊在箭頭C方向上擺動。在本實施例中，該拋光處理組件300A的動作由控制裝置5進行控制。但是，拋光處理組件300A也可以由拋光處理組件300A專用的控制組件代替控制 裝置5來進行控制。另外，拋光處理時的拋光台400與拋光頭500的相對運動不限定於上述例，也可以由旋轉運動、平移運動、圓弧運動、往復運動、渦卷運動(scroll motion)、角度旋轉運動(僅轉動小於360度的規定的角度的運動)中的至少一個來實現。
在本申請中，拋光處理包含拋光研磨處理及拋光清洗處理的至少一方。拋光研磨處理是指如下處理：一邊使拋光墊502接觸晶圓W，一邊使晶圓W與拋光墊502相對運動，通過在晶圓W與拋光墊502之間介入漿料來對晶圓W的處理面進行研磨去除。拋光研磨處理通常是指，在以使晶圓的表面的凹凸平坦化，以及去除形成於凹槽(trench)、貫孔(via)內部以外的表面的多餘的膜為目的所進行的主研磨之後，進行的所謂的精加工研磨。拋光研磨的除去加工量例如為數nm~10幾nm左右。作為拋光墊502，例如能夠使用將發泡聚氨酯與無紡布層疊後的墊(具體而言，例如在市場上能夠獲得的IC1000(註冊商標)/SUBA(註冊商標)類)，絨面革狀的多孔性聚氨酯非纖維質墊(具體而言，例如，市場上能夠獲得的POLITEX(註冊商標))等。拋光研磨處理是如下處理：能夠對晶圓W施加比輥形清洗室190中通過由PVA(polyvinyl alcohol：聚乙烯醇)構成的海綿輥對晶圓W施加的物理作用力及筆形清洗室192中通過由PVA構成的筆形海綿對晶圓W施加的物理作用力強的物理作用力。通過拋光研磨處理，能夠實現具有擦傷等損傷的表層部或附著有異物的表層部的除去、研磨單元3中的未能由主研磨去除的部位的追加除去、以及主研磨後的微小區域的凹凸、遍及基板整體的膜厚分佈這樣的形貌(morphology)的改善。
拋光清洗處理是指如下的精加工處理：一邊使拋光墊502接 觸晶圓W，一邊使晶圓W與拋光墊502相對運動，通過使清洗處理液(藥液、純水或它們的混合物)介入晶圓W與拋光墊502之間來去除晶圓W表面的異物，對處理面進行改性。作為拋光墊502，使用上述的IC1000(註冊商標)/SUBA(註冊商標)類、POLITEX(註冊商標)等。拋光清洗處理是如下處理：能夠對晶圓W施加比輥形清洗室190中通過由PVA構成的海綿輥對晶圓W施加的物理作用力及筆形清洗室192中通過由PVA構成的筆形海綿對晶圓W施加的物理作用力強的物理作用力。通過拋光清洗處理，能夠高效率地清洗並去除僅使由PVA構成的海綿材料接觸無法去除的粘性較大的異物等。另外，為了本發明中的拋光清洗處理，能夠使用PVA海綿作為拋光墊。
通過採用該拋光處理作為化學機械研磨處理後的晶圓W的後處理，能夠抑制晶圓W的損傷(缺陷)並進行精加工研磨，或者，能夠去除化學機械研磨處理中產生的損傷。或者，與以往的輥形清洗、筆形清洗相比，能夠高效率地清洗去除粘性較大的異物等。
修正部800是用於修正(修整)拋光墊502的表面的部件。在本實施例中，修正部800配置於拋光台400的外部。作為替代方式，修正部800也可以移動到拋光台400的上方及拋光頭500的下方，來進行拋光墊502的修正。在該情況下，希望在搬出處理完成的晶圓W後進行修正。修正部800具備修整工具台810和設置於修整工具台810的修整工具820。修整工具台810以能夠通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線D旋轉的方式構成。修整工具820例如由金剛石修整工具、刷形修整工具、或它們的組合形成。
在進行拋光墊502的修正時，拋光處理組件300A使拋光臂600回旋直至拋光墊502與修整工具820相對的位置為止。拋光處理組件300A 使修整工具台810繞旋轉軸線D旋轉且使拋光頭500旋轉，將拋光墊502按壓到修整工具820，從而進行拋光墊502的修正。該修正動作例如能夠在將拋光處理後的晶圓W與接著要拋光處理的晶圓W的置換期間進行。
圖6A及圖6B表示拋光墊的結構的例的說明圖。在圖6A所示例中，拋光墊502具備第1部位502a與第2部位502b。第2部位502b配置為在比第1部位502a靠外側包圍第1部位502a的周圍。在該例中，第2部位502b無間隙地配置於第1部位502a的外周。在第1部位502a形成有從其中心的開口放射狀地形成的複數個溝槽521a。為了易於將從開口供給的供給液導向徑向外側，即，為了易於擴散到第1部位502a的整體而形成該溝槽521a。在第2部位502b沿其周方向形成有環狀的溝槽521b。為了捕捉朝向徑方向外側移動的供給液而使其難以流出到更外側而形成有該溝槽521b。如此，第1部位502a與第2部位502b具備不同的溝槽形狀。換言之，第1部位502a與第2部位502b的處理面的形狀不同。另外，溝槽521a、521b的形狀能夠根據其目的而做成任意的形狀。另外，也可以不形成溝槽521a、521b的至少一方。第1部位502a及第2部位502b可以一體地形成，也可以單獨形成。在單獨形成的情況下，第1部位502a及第2部位502b可以通過粘合劑等一體化，也可以為分開的獨立體。在為獨立體的情況下，第1部位502a及第2部位502b也可以分別安裝於拋光頭500。
在本實施例中，進一步，第1部位502a與第2部位502b的特性不同。具體而言，按如下方法選定第1部位502a與第2部位502b：使第2部位502b與晶圓W之間的供給液的流通的容易性小於第1部位502a與晶圓W之間的供給液的流通的容易性。該兩者的不同例如通過上述處理面的形狀以外 的各種各樣的物理特性的不同來提供。這樣的物理特性例如包括材質、硬度(例如肖氏硬度D)、密度、單層‧層疊(下層/上層的组合)、厚度、溝槽形状、壓缩率、孔密度(孔數)、孔尺寸、發泡結構(連續氣泡或獨立氣泡)、撥水性‧親水性等。根據該結構，從內部供給線路506供給的處理液難以流出到第2部位502b的外部。其結果，處理液遍及第1部位502a與晶圓W之間地擴散，因此能夠進一步抑制因處理液不足導致的拋光處理速度的降低。並且，能夠進一步抑制產生處理液不足而使晶圓W受到損傷的情況。
圖6B表示拋光墊502的其他的例。與圖6A不同，第1部位502a與第2部位502b分離。即，第1部位502a的外徑比第2部位502b的內徑小。由此，在第1部位502a與第2部位502b之間形成間隙530。使用該拋光墊502的話，則能夠使處理液滯留在間隙530，因此能夠進一步提高圖6A的結構的效果。
圖7是拋光頭500及拋光臂600的代替結構的概要圖。如圖所示，拋光頭500具備第1拋光頭500a與第2拋光頭500b。第1拋光頭500a具有在中央形成有內部供給線路506的開口的盤狀。第2拋光頭500b具有環狀的形狀，配置成在第1拋光頭500a的徑向外側包圍第1拋光頭500a。因此，也稱第1拋光頭500a為內頭500a，稱第2拋光頭500b為外頭500b。內頭500a與外頭500b隔開間隔地配置。
內頭500a連結於在其上方延伸的旋轉軸504a。同樣，外頭500b連結於在其上方延伸的旋轉軸504b。旋轉軸504b具有中空圓柱狀的形狀，經由軸承509、510而包圍旋轉軸504a的周圍。該旋轉軸504b經由軸承511，安裝於拋光臂600的靜止部位。
在第1拋光頭500a的下表面(與旋轉軸504a相反的面)安裝有第1拋光墊502a(也稱為內墊502a)。在第2拋光頭500b的下表面安裝有第2拋光墊502b(也稱為外墊502b)。圖8是從下方觀察內墊502a及外墊502b的圖。如圖所示，內墊502a及外墊502b分別具有模仿內頭500a與外頭500b的下表面的形狀。在本實施例中，在內墊502a及外墊502b未形成有溝槽。但是，如圖6A及圖6B所示，也可以形成有溝槽。在圖7及圖8所示的例中，在內墊502a及外墊502b也按如下方式選定第1部位502a與第2部位502b：使第2部位502b與晶圓W之間的供給液的流通的容易性小於第1部位502a與晶圓W之間的供給液的流通的容易性。
旋轉軸504a連接於促動器512。通過該促動器512，旋轉軸504a及內頭500a構成為能夠旋轉且能夠向靠近拋光台400的方向及從拋光台400遠離的方向(本實施例中為鉛直方向)移動。旋轉軸504b連接於促動器514。通過該促動器514，旋轉軸504b及外頭500b構成為能夠旋轉且能夠向靠近拋光台400的方向及從拋光台400遠離的方向(本實施例中為鉛直方向)移動。在本實施例中，內頭500a及外頭500b構成為相互獨立而能夠在鉛直方向上移動。進一步，在本實施例中，內頭500a及外頭500b構成為相互獨立而能夠旋轉。即，內頭500a及外頭500b能夠進行相互不同的動作。
圖9表示上述拋光處理組件300A所進行的拋光處理的各工序中的拋光頭500的控制例。圖10A~10C表示圖9所示各工序中的拋光頭500的狀態。如圖9所示，在該例中，當開始進行拋光處理時，首先，進行預加載處理(步驟S10)。預加載處理是指在晶圓W上事先供給處理液的處理。在預加載處理中，如圖9及圖10A所示，內頭500a以內墊502a不接觸晶圓W 的狀態而位於上升到上方的位置(以下也稱為上升位置)。即，內頭500a及內墊502a為退避到上方的狀態。另一方面，外頭500b位於用於使外墊502b與晶圓W接觸的位置(以下也稱為接觸位置)。即，外頭500b及外墊502b位於下降的位置。在該狀態下，從內部供給線路506供給處理液。由於外墊502b與晶圓W接觸，因此抑制處理液流出到第2拋光墊502b的外部。即，處理液的大部分保持在第2拋光墊502b的內側。根據該結構，在拋光處理開始時，充足量的處理液已經遍及內墊502a與晶圓W之間。其結果，能夠抑制在晶圓W產生擦傷而對晶圓W造成損傷。
在本實施例中，在步驟S10中，停止內頭500a及外頭500b的旋轉。進一步，也停止拋光台400即晶圓W的旋轉。在外墊502b的內側積蓄充足量的處理液L3後，使拋光台400旋轉。在拋光台400旋轉的同時內頭500a也開始旋轉，進一步使內頭500a開始下降，進入下一個步驟。如此，通過在拋光台400的旋轉停止的狀態下進行預加載處理，供給的處理液L3不會因離心力而飛散，而能夠使充足量的處理液L3遍及內墊502a與晶圓W之間。另外，也可以在使拋光台400旋轉的狀態下進行預加載處理。在該情況下，希望在外墊502b接觸晶圓W前開始從內部供給線路506供給處理液L3。由此，能夠防止在外墊502b與晶圓W接觸時處理液不足而在晶圓W產生損傷。在步驟S10的預加載處理中，外頭500b可以旋轉，也可以不旋轉。通過使外頭500b旋轉且由比正式研磨時(下述步驟S20)低的壓力與晶圓W接觸，能夠減輕外墊502b與晶圓W的摩擦。
預加載結束後，接著，實施輕磨光，即，實施拋光研磨處理(步驟S20)。也可以進行拋光清洗處理來代替拋光研磨處理。在步驟S20 中，如圖9及圖10B所示，內頭500a及外頭500b均位於接觸位置。即，一邊抑制處理液流出到外墊502b的外部，一邊實施拋光處理。根據該結構，在拋光處理中，在內墊502a與晶圓W之間遍及有充足量的處理液。因此，能夠抑制擦傷的產生。另外，即使在拋光台400較高速地旋轉的情況下，也能夠在內墊502a與晶圓W之間保持充足量的處理液，因此能夠提高拋光處理速度。
在步驟S20中，拋光處理是通過內墊502a來實現的，外墊502b對拋光處理性能貢獻不大。即，外墊502b主要用於在其內側區域保持處理液用。因此，控制裝置5根據所需求的拋光處理性能對內頭500a通過內墊502a對晶圓W作用的壓力進行最適化。另一方面，控制裝置5將外頭500b通過外墊502b對晶圓W作用的壓力控制為用於保持處理液所需的最低限度的壓力。例如，控制使外頭500b施加的壓力比內頭500a施加的壓力小。同樣，控制裝置5根據所需求的拋光處理性能來最適化內頭500a的轉速。另一方面，控制裝置5為了防止處理液的飛散而最適化外頭500b的轉速。例如，控制外頭500b為停止狀態或比內頭500a轉速小。外頭500b也可以不旋轉。
在步驟S20中，可以連續地進行從內部供給線路506的處理液的供給，也可以間歇性地進行。考慮從外墊502b流出的處理液的流出量，以在外墊502b的內側區域保持充足量的處理液的方式設定處理液的供給量及供給時刻即可。
作為替代方式，在拋光處理的後期，外頭500b也可以移動到上升位置。根據該結構，能夠促進由拋光處理產生的生成物向外部的流出。其結果，能夠抑制晶圓W由生成物受到損傷的情況。在該情況下，也可以 供給比拋光處理的前期多量的處理液。
拋光處理結束後，接著，從內部供給線路506供給清洗液(在此為純水)來進行液置換(步驟S30)。通過液置換能夠抑制拋光研磨處理中使用的漿料與化學清洗(步驟S40)中使用的藥液混合而產生反應生成物且該反應生成物對清洗造成不良影響的情況(例如對基板造成損傷)。在步驟S30中，如圖9及圖10C所示，內頭500a位於接觸位置，外頭500b上升而位於躲避位置。根據該結構，促進拋光研磨處理中使用的漿料及液置換所使用的清洗液的向外部的排出。因此，能夠促進由拋光處理產生的生成物的從晶圓W上的排出。
液置換結束後，接著，從內部供給線路506供給藥液來進行化學清洗(步驟S40)。如圖9所示，內頭500a及外頭500b的位置與步驟S30相同。但是，根據所需求的處理性能，外頭500b也可以位於接觸位置。並且，化學清洗結束後，則從內部供給線路506供給純水來進行純水清洗(水磨光)(步驟S50)。如圖9所示，內頭500a及外頭500b的位置與步驟S30相同。
如上述說明，根據拋光處理組件300A，能夠在各處理工序的每一個中良好地控制各種液的保持或排出，進行靈活的處理。
B.變形例：
B-1.變形例1：
拋光處理組件300A除內部供給線路506以外還可以具備在拋光頭500的外部設置的外部噴嘴作為處理液供給手段。在該情況下，外部噴嘴可以根據情況補充地使用，也可以使用來代替內部供給線路506。
B-2.變形例2：
在圖7所示結構中，內墊502a及外墊502b之間的特性的不同也可以是拋光處理性能的不同。例如，可以基於所需求的拋光處理性能來決定內墊502a，而作為外墊502b，為了提高處理液的保持性能，使用緊貼性高的，即柔軟的拋光墊。或者，作為內墊502a，可以採用具有適合拋光研磨處理及拋光清洗處理中的一方的特性的墊，作為外墊502b，採用具有適合另一方的特性的墊。根據該結構，通過選擇性地使用內墊502a及外墊502b的一方，不進行拋光墊的更換，就能夠進行與所需的品質對應的拋光處理。或者，能夠在晶圓W的各區域進行不同的處理，實現高精度的拋光處理。例如，能夠使用在表層配置硬質的發泡聚氨酯的墊作為內墊502a，使用絨面革狀的多孔性聚氨酯非纖維質墊作為外墊502b。或者，也可以在內墊502a及外墊502b分別使用同為絨面革狀但孔尺寸或孔密度不同的墊。
B-3.變形例3：
在圖7所示結構中，內墊502a及外墊502b也可不必構成為能夠相互獨立控制。即，內墊502a及外墊502b可以不構成為能夠獨立升降控制，也可以不構成為能夠獨立旋轉控制的控制。例如，即使在內墊502a及外墊502b不構成為能夠獨立升降控制的情況下，也能夠得到將處理液保持在外墊502b的內側區域的效果。在該情況下，在要促進處理液的排出的情況下，也可以暫時使內墊502a及外墊502b上升。
B-4.變形例4：
在上述的實施方式中，例示了保持晶圓W的處理面朝上來進行拋光處理的結構，但也可以保持晶圓W為任意的朝向。例如，也可以保持晶圓W使其處理面朝下。在該情況下，拋光台400與上述的實施方式逆向地配置，拋光頭500配置於比拋光台400靠下方。或者，也可以保持晶圓W使其處理面朝向水平方向。在該情況下，也可以也從外部噴嘴補充地供給處理液。例如，在圖7所示結構中，拋光台400配置為晶圓W的保持面朝向水平方向，拋光頭500構成為能夠在水平方向上移動。即使是在這些結構中，通過使外墊502b與晶圓W接觸，也能夠在外墊502b的內側區域保持處理液。
B-5.變形例5：
拋光處理組件300A、300B不限定於包含於清洗單元4的結構，也可以包含於研磨單元3。
以上，與圖1-圖10一起，基於若干實施例對本發明的實施方式進行了說明，但上述的發明的實施方式是為了便於理解本發明，而非限定本發明。本發明能夠不脫離其主旨地進行變更改良，且本發明理所當然包含其均等物。另外，在能夠解決上述課題的至少一部分的範圍或起到效果的至少一部分的範圍內，能夠進行申請專利範圍及說明書所記載的各結構要素的任意的組合或省略。
以下，基於圖11-圖23對本申請發明的一實施方式的拋光處理裝置及基板處理裝置進行說明。
A.實施例：
圖11是表示本發明的一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。如圖11所示，基板處理裝置2-1000具備大致矩形的殼體2-1。殼體2-1的內部被分隔壁2-1a、2-1b劃分為裝載/卸載單元2-2、研磨單元2-3及清洗單元2-4。裝載/卸載單元2-2，研磨單元2-3及清洗單元2-4分別獨立組裝，獨立地排氣。另外，清洗單元2-4具備向基板處理裝置供給電源的電源供給部(省略圖示)與控制基板處理動作的控制裝置2-5。
裝載/卸載單元2-2具備兩個以上(在本實施方式中為四個)載放晶圓盒的前裝載部2-20，該晶圓盒貯存許多個晶圓(基板)。這些前裝載部2-20與殼體2-1相鄰配置，且沿基板處理裝置的寬度方向(與長度方向垂直的方向)排列。以在前裝載部2-20能夠搭載開放式匣盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface：標準製造接口)盒或FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶圓盒)的方式構成。
另外，在裝載/卸載單元2-2，沿前裝載部2-20的排列而配置有行進機構2-21。在行進機構2-21上設置兩台能夠沿晶圓盒的排列方向移動的搬運用機器人2-22。搬運用機器人2-22構成為通過在行進機構2-21上移動，從而能夠對搭載於前裝載部2-20的晶圓盒進行存取。各搬運用機器人2-22將處理前的晶圓從晶圓盒取出，並將處理後的晶圓放回晶圓盒。
研磨單元2-3是進行晶圓的研磨(平坦化)的區域。研磨單元2-3具備第1研磨單元2-3A、第2研磨單元2-3B、第3研磨單元2-3C及第4研磨單元2-3D。如圖11所示，這些研磨單元2-3A~2-3D沿基板處理裝置的長度方向排列。
如圖11所示，第1研磨單元2-3A具備：研磨台2-30A，安裝有具有研磨面的研磨墊2-10；頂環2-31A，用於一邊保持晶圓並將晶圓按壓到研磨台2-30A上的研磨墊2-10，一邊對晶圓進行研磨；研磨液供給噴嘴2-32A，用於給研磨墊2-10供給研磨液、修整液(例如純水)；修整工具2-33A，用於進行研磨墊2-10的研磨面的修整；及噴霧器2-34A，將液體(例如純水)與氣體(例如氮氣)的混合流體或液體(例如純水)作成霧狀而噴射到研磨面。
同樣，第2研磨單元2-3B具備研磨台2-30B、頂環2-31B、研磨液供給噴嘴2-32B、修整工具2-33B及噴霧器2-34B。第3研磨單元2-3C具備研磨台2-30C、頂環2-31C、研磨液供給噴嘴2-32C、修整工具2-33C及噴霧器2-34C。第4研磨單元2-3D具備研磨台2-30D、頂環2-31D、研磨液供給噴嘴2-32D、修整工具2-33D及噴霧器2-34D。
第1研磨單元2-3A、第2研磨單元2-3B、第3研磨單元2-3C及第4研磨單元2-3D由於互相具有相同的結構，因此，以下僅對第1研磨單元2-3A進行說明。
圖12是示意地表示第1研磨單元2-3A的立體圖。頂環2-31A支承於頂環旋轉軸2-36。在研磨台2-30A的上表面貼附有研磨墊2-10。研磨墊2-10的上表面形成對晶圓W進行研磨的研磨面。另外，也能夠使用固結磨料代替研磨墊2-10。頂環2-31A及研磨台2-30A如箭頭所示，構成為繞其軸心旋轉。晶圓W通過真空吸附保持在頂環2-31A的下表面。在研磨時，研磨液從研磨液供給噴嘴2-32A供給到研磨墊2-10的研磨面，作為研磨對象的晶圓W通過頂環2-31A被按壓在研磨面上並被研磨。
接著，對用於搬運晶圓的搬運機構進行說明。如圖11所示，與第1研磨單元2-3A及第2研磨單元2-3B相鄰而配置有第1線性傳送裝置2-6。第1線性傳送裝置2-6是在沿研磨單元2-3A、2-3B排列的方向的四個搬運位置(從裝載/卸載單元側開始依次為第1搬運位置2-TP1、第2搬運位置2-TP2、第3搬運位置2-TP3、第4搬運位置2-TP4)之間搬運晶圓的機構。
另外，與第3研磨單元2-3C及第4研磨單元2-3D相鄰而配置有第2線性傳送裝置2-7。第2線性傳送裝置2-7是在沿研磨單元2-3C、2-3D排列的方向的三個搬運位置(從裝載/卸載單元側開始依次為第5搬運位置2-TP5、第6搬運位置2-TP6、第7搬運位置2-TP7)之間搬運晶圓的機構。
晶圓通過第1線性傳送裝置2-6被搬運到研磨單元2-3A、2-3B。第1研磨單元2-3A的頂環2-31A通過頂環頭的擺動動作在研磨位置與第2搬運位置2-TP2之間移動。因此，在第2搬運位置2-TP2進行晶圓向頂環2-31A的交接。同樣，第2研磨單元2-3B的頂環2-31B在研磨位置與第3搬運位置2-TP3之間進行移動，在第3搬運位置2-TP3進行晶圓向頂環2-31B的交接。第3研磨單元2-3C的頂環2-31C在研磨位置與第6搬運位置2-TP6之間進行移動，在第6搬運位置2-TP6進行晶圓向頂環2-31C的交接。第4研磨單元2-3D的頂環2-31D在研磨位置與第7搬運位置2-TP7之間進行移動，在第7搬運位置2-TP7進行晶圓向頂環2-31D的交接。
在第1搬運位置2-TP1配置有從搬運用機器人2-22接收晶圓用的升降器2-11。晶圓通過該升降器2-11而從搬運用機器人2-22被轉移到第1線性傳送裝置2-6。在第1線性傳送裝置2-6、第2線性傳送裝置2-7與清洗單元2-4之間配置有擺動式傳送裝置2-12。該擺動式傳送裝置2-12具有可在第4 搬運位置2-TP4與第5搬運位置2-TP5之間移動的機械手。晶圓從第1線性傳送裝置2-6向第2線性傳送裝置2-7的交接由擺動式傳送裝置2-12進行。晶圓由第2線性傳送裝置2-7搬運到第3研磨單元2-3C及/或第4研磨單元2-3D。另外，在研磨單元2-3被研磨後的晶圓經由擺動式傳送裝置2-12而被搬運到暫置台2-180。載放於暫置台2-180的晶圓被搬運到清洗單元2-4。
圖13A是表示清洗單元2-4的俯視圖，圖13B是表示清洗單元2-4的側視圖。如圖13A及圖13B所示，清洗單元2-4被劃分為輥形清洗室2-190、第1搬運室2-191、筆形清洗室2-192、第2搬運室2-193、乾燥室2-194、拋光處理室2-300及第3搬運室2-195。
在輥形清洗室2-190內配置有沿縱向排列的上側輥形清洗組件2-201A及下側輥形清洗組件2-201B。上側輥形清洗組件2-201A配置於下側輥形清洗組件2-201B的上方。上側輥形清洗組件2-201A及下側輥形清洗組件2-201B是一邊將清洗液供給到晶圓的正反表面，一邊通過將旋轉的兩個海綿輥分別按壓於晶圓的正反表面來清洗晶圓的清洗機。在上側輥形清洗組件2-201A與下側輥形清洗組件2-201B之間設置有晶圓的暫置台2-204。
在筆形清洗室2-192內配置有沿縱向排列的上側筆形清洗組件2-202A及下側筆形清洗組件2-202B。上側筆形清洗組件2-202A配置於下側筆形清洗組件2-202B的上方。上側筆形清洗組件2-202A及下側筆形清洗組件2-202B是一邊將清洗液供給到晶圓的表面，一邊通過將旋轉的筆形海綿按壓到晶圓的表面並在晶圓的直徑方向擺動來清洗晶圓的清洗機。在上側筆形清洗組件2-202A與下側筆形清洗組件2-202B之間設置有晶圓的暫置台2-203。
在乾燥室2-194內配置有沿縱向排列的上側乾燥組件2-205A及下側乾燥組件2-205B。上側乾燥組件2-205A及下側乾燥組件2-205B相互隔離。在上側乾燥組件2-205A及下側乾燥組件2-205B的上部設置有將清潔的空氣分別供給到乾燥組件2-205A、2-205B內的過濾器風扇單元2-207、2-207。
在第1搬運室2-191配置有能夠上下動的第1搬運用機器人(搬運機構)2-209。在第2搬運室2-193配置有能夠上下動的第2搬運用機器人2-210。在第3搬運室2-195配置有能夠上下動的第3搬運用機器人(搬運機構)2-213。第1搬運用機器人2-209、第2搬運用機器人2-210及第3搬運用機器人2-213分別移動自如地支承於沿縱向延伸的支承軸2-211、2-212、2-214。第1搬運用機器人2-209、第2搬運用機器人2-210及第3搬運用機器人2-213構成為內部具有發動機等驅動機構，且能夠沿支承軸2-211、2-212、2-214上下移動。第1搬運用機器人2-209具有上下兩段的機械手。如圖13A虛線所示，在第1搬運用機器人2-209中，其下側的機械手配置在能夠到達上述的暫置台2-180的位置。
第1搬運用機器人2-209以在暫置台2-180、上側輥形清洗組件2-201A、下側輥形清洗組件2-201B、暫置台2-204、暫置台2-203、上側筆形清洗組件2-202A及下側筆形清洗組件2-202B之間搬運晶圓W的方式動作。在搬運清洗前的晶圓(附著有漿料的晶圓)時，第1搬運用機器人2-209使用下側的機械手，在搬運清洗後的晶圓時使用上側的機械手。
第2搬運用機器人2-210以在上側筆形清洗組件2-202A、下側筆形清洗組件2-202B、暫置台2-203、上側乾燥組件2-205A及下側乾燥組件 2-205B之間搬運晶圓W的方式動作。第2搬運用機器人2-210由於僅搬運清洗後的晶圓，因此僅具備一個機械手。圖11所示搬運用機器人2-22使用上側的機械手從上側乾燥組件2-205A或下側乾燥組件2-205B取出晶圓，並將該晶圓放回晶圓盒。
在拋光處理室2-300具備上側的拋光處理組件2-300A及下側的拋光處理組件2-300B。第3搬運用機器人2-213以在上側的輥形清洗組件2-201A、下側的輥形清洗組件2-201B、暫置台2-204、上側的拋光處理組件2-300A及下側的拋光處理組件2-300B之間搬運晶圓W的方式動作。
在本實施方式中，表示了在清洗單元2-4內，將拋光處理室2-300、輥形清洗室2-190及筆形清洗室2-192從離裝載/卸載單元2-2遠的位置起依序排列的配置的例子，但並不限定於此。拋光處理室2-300、輥形清洗室2-190及筆形清洗室2-192的配置方式可以根據晶圓的品質及生成量等進行適當地選擇。上側的拋光處理組件2-300A及下側的拋光處理組件2-300B由於為相同的結構，以下僅對上側的拋光處理組件2-300A進行說明。
圖14是表示上側的拋光處理組件的概要結構的圖。如圖14所示，拋光處理組件2-300A具備：拋光台2-400，用於支承作為基板的一種的晶圓W；拋光頭2-500，安裝有用於在晶圓W的處理面進行拋光處理的拋光墊2-502；拋光臂2-600，用於保持拋光頭2-500；及修正部2-800，用於進行拋光墊2-502的修正(磨銳)。
拋光台2-400具有保持晶圓W的機構。在本實施例中，晶圓保持機構為真空吸附方式，但能夠是任意的方式。例如，晶圓保持機構也可以是在晶圓W的周緣部的至少一處夾持晶圓W的表面及反面的夾持方 式，也可以是在晶圓W的周緣部的至少一處對晶圓W的側面進行保持的輥夾方式。在本實施例中，拋光台2-400以使晶圓W的處理面朝向上方的方式保持晶圓W。
另外，拋光台2-400以通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線A旋轉的方式構成。在拋光臂2-600經由構成為可旋轉的旋轉軸2-504而安裝有拋光頭2-500，在拋光頭2-500的與晶圓W(或者是拋光台2-400)相對的面安裝有用於對晶圓W進行拋光處理的拋光墊2-502。後文敘述關於拋光頭2-500的詳細。拋光臂2-600以使拋光頭2-500繞旋轉軸線B旋轉的方式構成。另外，拋光墊2-502的面積比晶圓W(或者是拋光台2-400)的面積小，因此為了能夠全面地對晶圓W進行拋光處理，拋光臂2-600以使拋光頭2-500能夠如箭頭C所示地在晶圓W的直徑方向上擺動的方式構成。另外，拋光臂2-600以能夠使拋光頭2-500擺動到拋光墊2-502與修正部2-800相對的位置為止的方式構成。拋光頭2-500構成為通過促動器(省略圖示)能夠向靠近拋光台2-400的方向及從拋光台2-400遠離的方向(本實施例中為上下)移動。由此，能夠相對於晶圓W以規定的壓力按壓拋光墊2-502。該結構可以通過旋轉軸2-504的伸縮來實現，也可以通過拋光臂2-600的上下運動來實現。
拋光處理組件2-300A能夠通過如下方式對晶圓W進行拋光處理：從後述的液供給系統2-700對晶圓W供給處理液，且使拋光台2-400繞旋轉軸線A旋轉，將拋光墊2-502按壓到晶圓W的處理面，一邊使拋光頭2-500繞旋轉軸線B旋轉，一邊在箭頭C方向上擺動。另外，拋光處理時的拋光台2-400與拋光頭2-500的相對運動不限定於上述例子，也可以由旋轉運動、平移運動、圓弧運動、往復運動、渦卷運動、角度旋轉運動(僅轉動小於360 度的規定角度的運動)中的至少一個來實現。
在本申請中，拋光處理包含有拋光研磨處理及拋光清洗處理的至少一方。拋光研磨處理是指如下處理：一邊使拋光墊2-502接觸晶圓W，一邊使晶圓W與拋光墊2-502相對運動，通過在晶圓W與拋光墊2-502之間介入漿料來對晶圓W的處理面進行研磨除去。拋光研磨處理通常是指，在以使晶圓的表面的凹凸平坦化，去除形成於凹溝、貫孔內部以外的表面的多餘的膜為目的所進行的主研磨之後，進行的所謂的精加工研磨。拋光研磨的除去加工量例如為數nm~數10nm左右。作為拋光墊2-502，例如能夠使用將發泡聚氨酯與無紡布層疊的墊(具體而言，例如市場上能夠獲得的IC1000(註冊商標)/SUBA(註冊商標)類)，絨面革狀的多孔性聚氨酯非纖維質墊(具體而言，例如，市場上能夠獲得的POLITEX(註冊商標))等。拋光研磨處理是如下處理：能夠對晶圓W施加比輥形清洗室2-190中通過由PVA構成的海綿輥對晶圓W施加的物理作用力及筆形清洗室2-192中通過由PVA構成的筆形海綿對晶圓W施加的物理作用力強的物理作用力。通過拋光研磨處理，能夠實現具有擦傷等損傷的表層部或附著有異物的表層部的除去、研磨單元2-3中未能由主研磨去除的部位的追加除去、或者，主研磨後的微小區域的凹凸、遍及基板整體的膜厚分佈這樣的形貌的改善。
拋光清洗處理為如下的精加工處理：一邊使拋光墊2-502接觸晶圓W，一邊使晶圓W與拋光墊2-502相對運動，通過使清洗處理液(藥液、純水或它們的混合物)介入晶圓W與拋光墊2-502之間來去除晶圓W表面的異物或對處理面進行改性。作為拋光墊2-502，使用上述的IC1000(註冊商標)/SUBA(註冊商標)類、POLITEX(註冊商標)等。拋光清洗處 理是如下處理：能夠對晶圓W施加比輥形清洗室2-190中通過由PVA構成的海綿輥對晶圓W施加的物理作用力及筆形清洗室2-192中通過由PVA構成的筆形海綿對晶圓W施加的物理作用力強的物理作用力。通過拋光清洗處理，能夠高效率地清洗並去除僅使由PVA構成的海綿材料接觸而無法去除的粘性較大的異物等。另外，為了本發明中的拋光清洗處理，能夠使用PVA海綿作為拋光墊。
修正部2-800是用於修正(修整)拋光墊2-502的表面的部件。在本實施例中，修正部2-800配置於拋光台2-400的外部。作為替代方式，修正部2-800也可以移動到拋光台2-400的上方及拋光頭2-500的下方，來進行拋光墊2-502的修正。在該情況下，希望在搬出處理完成的晶圓W後進行修正。修正部2-800具備修整工具台2-810和設置於修整工具台2-810的修整工具2-820。修整工具台2-810以能夠通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線D旋轉的方式構成。修整工具2-820例如由金剛石修整工具、刷形修整工具、或由它們的組合形成。
在進行拋光墊2-502的修正時，拋光處理組件2-300A使拋光臂2-600回旋直到拋光墊2-502到與修整工具2-820相對的位置為止。拋光處理組件2-300A使修整工具台2-810繞旋轉軸線D旋轉且使拋光頭2-500旋轉，將拋光墊2-502按壓到修整工具2-820，從而進行拋光墊2-502的修正。該修正動作例如能夠在將拋光處理後的晶圓W與接著要拋光處理的晶圓W置換期間進行。
如圖14所示，拋光處理組件2-300A具有霧供給部2-900，該霧供給部2-900在拋光處理室2-300的設置有拋光處理組件2-300A的區域A1 內噴射霧MT。霧MT可以一直供給，或者也可以間歇地供給。為了防止從後述的液供給系統2-700供給到晶圓W上的處理液向周圍飛散並粘著，霧MT以能夠使拋光台2-400及其周圍、拋光頭2-500、拋光臂2-600及修正部2-800各自的表面濕潤的方式構成。進一步，為了防止霧MT洩漏到拋光處理組件300A的外部，希望設置排氣系統，該排氣系統在搬運晶圓W前對組件2-300A內的包含有霧MT的空氣進行排氣。
霧供給部2-900以能夠使拋光處理中的晶圓W的表面濕潤的方式，在拋光處理中也能夠朝向晶圓W的表面噴射霧MT。由此，能夠防止由拋光台2-400的旋轉導致晶圓W上的處理液向外甩出而使晶圓W的表面乾燥的情況。霧MT的供給量調整成不使晶圓W上的處理液被過度稀釋而對拋光處理產生不良影響的狀態。但是，在為了防止拋光處理組件2-300A內的晶圓W以外的結構物的表面上的處理液的粘著而進行清洗的情況下，也可以供給純水的沖淋來代替霧MT。
圖15表示設置有霧供給部2-900的具體的例。拋光處理組件2-300A主要具備罩蓋2-910，該罩蓋2-910是用於調整罩蓋2-910的內部的濕度而設置於拋光台2-400的外側。沿罩蓋的緣設置霧供給部2-900。進一步，設置用於排出含有霧MT的空氣的排氣系統2-920。該排氣系統2-920具備分離水分與氣體的過濾器2-921、排氣線路2-922及排液線路(drain line)2-923。另外，在罩蓋2-910的內部設置有濕度傳感器2-930，由此，自動調整霧MT的噴出量及噴出時刻。
根據以上說明的拋光處理組件2-300A，通過進行拋光處理作為化學機械研磨處理後的晶圓W的後處理，從而能夠抑制晶圓W的損傷 (缺陷)地進行精加工研磨，或者，能夠去除化學機械研磨處理中產生的損傷。或者，與以往的輥形清洗、筆形清洗相比，能夠高效率地清洗去除粘性較大的異物等。以下，對本實施例中的拋光處理組件2-300A的結構及拋光處理的詳細進行說明。
圖16A是表示拋光頭2-500的內部結構的概要圖。在圖16A中，將拋光頭2-500、旋轉軸2-504及拋光墊2-502的結構簡單化來圖示。在後文敘述關於它們的詳細。拋光處理組件2-300A具有通過拋光臂2-600、旋轉軸2-504、拋光墊2-502及拋光墊2-502的內部來供給用於拋光處理的處理液的路徑。具體而言，如圖16A所示，在拋光臂2-600、拋光頭2-500及拋光頭2-500的內部形成內部供給線路2-506。內部供給線路2-506朝向拋光台2-400的上表面(晶圓W的處理面)開口。根據該結構，在拋光處理中，處理液經由內部供給線路2-506從拋光墊2-502的中央部供給，通過由拋光頭2-500的旋轉產生的離心力與處理液的供給壓力，能夠使處理液遍及拋光墊2-502與晶圓W之間地擴散。
在從設置於拋光頭2-500的外部的噴嘴對晶圓W供給處理液的情況下，拋光台2-400高速旋轉時處理液有可能無法充分遍及到拋光墊2-502的中央部。這是因為，由於高速旋轉使離心力變大。另外，在對較大口徑(例如300mm)的晶圓W進行拋光處理的情況下，為了高效率地進行拋光處理，也使拋光頭500的直徑較大(例如100mm)。因此，若在拋光墊2-502的外部供給處理液，則處理液有可能無法充分遍及到拋光墊2-502的中央部。產生這些現象的話，則拋光處理速度(研磨速度或清洗速度)降低。然而，根據本實施例的從內部供給線路2-506供給處理液的結構，如上所述 處理液遍及拋光墊2-502與晶圓W之間，因此能夠抑制因處理液不足導致的拋光處理速度的降低。並且，能夠抑制產生處理液不足而晶圓W受到損傷的情況。
圖16B是表示拋光頭2-500的內部結構的代替例的概要圖。在該例中，如圖所示，內部供給線路2-506從形成於拋光頭2-500內的水池套(water pool jacket)結構2-507朝向分散配置於拋光墊2-502的處理面的複數個開口2-508分支。通過該結構，也能夠使從內部供給線路2-506供給的處理液遍及拋光墊2-502與晶圓W之間。在圖示的例中，複數個開口2-508分散配置於徑向。但是，複數個開口2-508也可以具有任意的分散方式。例如，複數個開口2-508也可以沿圓周方向分散配置於拋光墊2-502的中央付近。根據該結構，能夠利用離心力，使處理液遍及拋光墊2-502的處理面整體地進行擴散。
能夠從該內部供給線路2-506供給一種以上的處理液。例如，處理液能夠為漿料、藥液、純水等。
圖17表示液供給系統2-700的一例。在該例中，如圖所示，液供給系統2-700具備處理液供給源2-710、2-730及清洗液供給源2-720、2-740。處理液供給源2-710、2-730是相互種類不同的處理液的供給源，例如處理液供給源2-710是漿料供給源，處理液供給源2-730是藥液供給源。處理液供給源2-710連接於處理液配管2-711。在處理液配管2-711，從處理液供給源2-710開始觀察，依序設置有流量控制器2-712、開閉閥2-713、單向閥2-714。在清洗液供給源2-720連接有清洗液配管2-721。在清洗液配管2-721設置開閉閥723，比開閉閥2-723靠下游側(與清洗液供給源2-720相反的一 側)在開閉閥2-713與單向閥2-714之間與處理液配管2-711連接。同樣，處理液供給源730連接於處理液配管2-731。在處理液配管2-731，從處理液供給源2-730開始觀察，依序設置有流量控制器2-732、開閉閥2-733、單向閥2-734。在清洗液供給源2-740連接有清洗液配管2-741。在清洗液配管2-741設置有開閉閥2-743，比開閉閥2-743靠下游側，在開閉閥2-733與單向閥2-734之間與處理液配管2-731連接。
處理液配管2-711與處理液配管2-731在比單向閥2-714、2-734靠下游側的地點2-716合併為一個線路後，與形成於拋光臂2-600的內部的內部供給線路2-506連接。在拋光臂2-600的內部，在內部供給線路2-506的途中設置有旋轉接頭2-750。通過該旋轉接頭2-750連接可動部(旋轉部)與靜止部。如本實施例這樣，通過在比旋轉接頭2-750靠上游側使處理液配管2-711與清洗液配管2-741合併，從而能夠使旋轉接頭2-750小型化。另外，通過在拋光臂2-600的外部使處理液配管2-711與清洗液配管2-741合併，從而能夠使拋光臂2-600小型化。
在處理液2-L1、2-L2中由於使用漿料等粘性較高的液體，因此為了防止液體粘著在各配管及旋轉接頭2-750，從清洗液供給源2-720、2-740向它們流通清洗液(例如純水、藥液)。該清洗動作根據拋光處理組件2-300A的運轉情況，在規定的時刻自動實施。規定的時刻例如可以是空轉時、每隔規定的時間間隔等。供給的清洗液經由拋光頭2-500排出。
在該液供給系統2-700中，通過選擇性地使開閉閥2-713、2-723、2-733、2-743開閉，將處理液2-L1、2-L2及清洗液中的任一供給到內部供給線路2-506。在一種使用方式中，禁止同時打開開閉閥2-713、2-723、 2-733、2-743中的兩個以上。通過這樣控制及通過設置單向閥2-714、2-734，能夠防止配管2-711、2-721、2-731、2-741間的交叉污染，即能夠防止一個配管中混入其他配管所處理的液體。該動作也可以使用軟件而通過控制裝置5來進行互鎖控制。在其他使用方式中，允許配管2-711、2-721、2-731、2-741同時打開兩個以上。通過這樣控制，能夠供給混合液。通過控制流量控制器2-712、2-732，能夠調節混合液的混合比。
圖18表示供給系統2-700其他的例。在該例中，使用純水作為處理液的一種。純水能夠作為清洗液來使用，兼用作純水線路與清洗液線路。具體而言，在處理液供給源2-710連接有處理液配管2-711。從處理液供給源2-710觀察，在處理液配管2-711設置有流量控制器2-712、開閉閥2-713、過濾器2-715及單向閥2-714。同樣，在處理液供給源2-730連接有處理液配管2-731。從處理液供給源2-730觀察，在處理液配管2-731設置有流量控制器2-732、開閉閥2-733、過濾器2-735及單向閥2-734。另外，在清洗液供給源(純水供給源)2-720連接有清洗液配管2-721。從清洗液供給源2-720觀察，在清洗液配管2-721設置有流量控制器2-722、開閉閥2-723、過濾器2-725及單向閥2-724。處理液配管2-711、2-731及清洗液配管2-721在比單向閥2-714、2-734、2-724靠下游側且在拋光臂2-600的外部合併成一個線路後，與形成於拋光臂2-600的內部的內部供給線路2-506連接。
在這些液供給系統2-700也可以設置有檢測壓力或流量的傳感器。控制裝置2-5能夠基於該傳感器的結果，監視各線路的以上情況，根據需要發出警報來通知、互鎖。
圖19表示圖16A中簡要表示的拋光頭2-500及拋光臂2-600的 詳細。如圖所示，拋光頭2-500具備第1拋光頭2-500a與第2拋光頭2-500b。第1拋光頭2-500a具有在中央形成有內部供給線路2-506的開口的盤狀。第2拋光頭2-500b具有環狀的形狀，並在第1拋光頭2-500a的徑向外側以包圍第1拋光頭2-500a的方式配置。因此，也稱第1拋光頭2-500a為內頭2-500a，稱第2拋光頭2-500b為外頭2-500b。內頭2-500a與外頭2-500b隔開間隔地配置。
內頭2-500a連結於在其上方延伸的旋轉軸2-504a。同樣，外頭2-500b連結於在其上方延伸的旋轉軸2-504b。旋轉軸2-504b具有中空圓柱狀的形狀，經由軸承2-509、2-510包圍旋轉軸2-504a的周圍。該旋轉軸2-504b經由軸承2-511安裝於拋光臂2-600的靜止部位。
在第1拋光頭2-500a的下表面(與旋轉軸2-504a相反的面)安裝有第1拋光墊2-502a(也稱為內墊2-502a)。在第2拋光頭2-500b的下表面安裝有第2拋光墊2-502b(也稱為外墊502b)。圖20是從下方觀察內墊2-502a及外墊2-502b的圖。如圖所示，內墊2-502a及外墊2-502b分別具有模仿內頭2-500a與外頭2-500b的下表面的形狀。在本實施例中，內墊2-502a及外墊2-502b具有相同的特性。即內墊2-502a及外墊2-502b僅形狀不同。
旋轉軸2-504a連接於促動器2-512。通過該促動器2-512，旋轉軸2-504a及內頭2-500a構成為能夠旋轉且能夠向靠近拋光台2-400的方向及從拋光台2-400遠離的方向(本實施例中為鉛直方向)移動。旋轉軸2-504b連接於促動器2-514。通過該促動器2-514，旋轉軸2-504b及外頭2-500b構成為能夠旋轉且能夠向靠近拋光台2-400的方向及從拋光台2-400遠離的方向(本實施例中為鉛直方向)移動。在本實施例中，內頭2-500a及外頭2-500b構成為相互獨立而能夠在鉛直方向上移動。進一步，在本實施例中，內頭 2-500a及外頭2-500b構成為相互獨立而能夠旋轉。即，內頭2-500a及外頭2-500b能夠進行相互不同的動作。
圖21表示上述拋光處理組件2-300A所進行的拋光處理的各工序中的拋光頭2-500的控制例。圖22A~22C表示圖21所示各工序中的拋光頭2-500的狀態。如圖21所示，在該例中，若拋光處理開始，則首先進行預加載處理(步驟S2-10)。預加載處理是指在晶圓W上事先供給處理液的處理。在預加載處理中，如圖21及圖22A所示，內頭2-500a以內墊2-502a不接觸晶圓W的狀態而位於上升到上方的位置(以下也稱為上升位置)。即，內頭2-500a及內墊2-502a為退避到上方的狀態。另一方面，外頭2-500b位於用於使外墊2-502b與晶圓W接觸的位置(以下也稱為接觸位置)。即，外頭2-500b及外墊2-502b位於下降的位置。在該狀態下，從內部供給線路2-506供給處理液L2-3(圖17所示處理液2-L1、2-L2的任一，在此為漿料)。外墊2-502b由於與晶圓W接觸，因此抑制了處理液2-L3流出到第2拋光墊2-502b的外部。即，處理液2-L3的大部分保持在第2拋光墊2-502b的內側。根據該結構，在拋光處理開始時，充足量的處理液2-L3已經遍及內墊2-502a與晶圓W之間。其結果，能夠抑制在晶圓W產生擦傷而對晶圓W造成損傷。
在本實施例中，在步驟S2-10中，停止內頭2-500a及外頭2-500b的旋轉。還停止拋光台2-400即晶圓W的旋轉。在外墊2-502b的內側積蓄了充足量的處理液2-L3後，使拋光台2-400旋轉。在拋光台2-400旋轉的同時也開始使內頭2-500a旋轉，進一步使內頭2-500a開始下降而進入下一個步驟。如此，通過在拋光台2-400的旋轉停止的狀態下進行預加載處理，供給的處理液2-L3不會因離心力飛散，而能夠使充足量的處理液2-L3遍及內墊 2-502a與晶圓W之間。另外，也可以在使拋光台2-400旋轉的狀態下進行預加載處理。在該情況下，希望在外墊2-502b接觸晶圓W前開始從內部供給線路2-506的處理液2-L3的供給。由此，能夠防止在外墊2-502b與晶圓W接觸時處理液不足而在晶圓W產生損傷。在步驟S2-10的預加載處理中，外頭2-500b可以旋轉，也可以不旋轉。通過使外頭2-500b旋轉且以比正式研磨時(下述步驟S2-20)低的壓力與晶圓W接觸，由此能夠減輕外墊2-502b與晶圓W的摩擦。
預加載處理結束後，接著，實施輕磨光，即，實施拋光研磨處理(步驟S2-20)。也可以進行拋光清洗處理來代替拋光研磨處理。在步驟S2-20中，如圖21及圖22B所示，內頭2-500a及外頭2-500b均位於接觸位置。即，一邊抑制處理液2-L3流出到外墊2-502b的外部，一邊實施拋光處理。根據該結構，在拋光處理中，使充足量的處理液遍及內墊2-502a與晶圓W之間。因此，能夠抑制擦傷的產生。另外，即使在拋光台2-400較高速地旋轉的情況下，也能夠在內墊2-502a與晶圓W之間保持充足量的處理液，因此能夠提高拋光處理速度。
在步驟S2-20中，拋光處理是通過內墊2-502a來實現的，外墊2-502b對拋光處理性能的貢獻不多。即，外墊2-502b主要用於在其內側區域保持處理液2-L3。因此，控制裝置2-5根據所需求的拋光處理性能使內頭2-500a通過內墊2-502a對晶圓W作用的壓力最適化。另一方面，控制裝置2-5將外頭2-500b通過外墊2-502b對晶圓W作用的壓力控制為用於保持處理液2-L3所需的最低限度的壓力。例如，控制使外頭2-500b施加的壓力比內頭2-500a施加的壓力小。同樣，控制裝置2-5根據所需求的拋光處理性能來最 適化內頭2-500a的轉速。另一方面，控制裝置2-5為了防止處理液的飛散而最適化外頭2-500b的轉速。例如，控制外頭2-500b為停止狀態或比內頭2-500a小的轉速。外頭2-500b也可以不旋轉。
在步驟S2-20中，可以連續地進行從內部供給線路2-506的處理液的供給，也可以間歇性地進行。考慮從外墊2-502b流出的處理液的流出量2-L3，以在外墊2-502b的內側區域保持充足量的處理液2-L3的方式設定處理液的供給量及供給時刻即可。
作為替代方式，在拋光處理的後期，外頭2-500b也可以移動到上升位置。根據該結構，能夠促進由拋光處理產生的生成物向外部的流出。其結果，能夠抑制晶圓W由生成物而受到損傷的情況。在該情況下，也可以供給比拋光處理的前期多量的處理液2-L3。
拋光處理結束後，接著，從內部供給線路2-506供給清洗液(在此為純水)來進行液置換(步驟S2-30)。通過液置換，能夠抑制拋光研磨處理中使用的漿料與化學清洗(步驟S2-40)中使用的藥液混合而產生反應生成物而該反應生成物對清洗造成不良影響的情況(例如對基板造成損傷)。在步驟S2-30中，如圖21及圖22C所示，內頭2-500a位於接觸位置，外頭2-500b上升而位於上升位置。根據該結構，促進了拋光研磨處理中使用的漿料及液置換所使用的清洗液的向外部的排出。因此，能夠促進通過拋光處理產生的生成物的從晶圓W上的排出。
液置換結束後，接著，從內部供給線路2-506供給藥液來進行化學清洗(步驟S2-40)。如圖21所示，內頭2-500a及外頭2-500b的位置與步驟S2-30相同。但是，根據所需求的處理性能，外頭2-500b也可以位於接 觸位置。並且，化學清洗結束後，從內部供給線路2-506供給純水來進行純水清洗(水磨光)(步驟S2-50)。如圖21所示，內頭2-500a及外頭2-500b的位置與步驟S2-30相同。代替步驟S2-50的水磨光或在水磨光後，還可以使內頭2-500a上升，且使外頭2-500b下降，進一步使拋光台2-400旋轉，從而在外墊2-502b的內部一邊存積純水一邊清洗晶圓W。
如上述說明，根據拋光處理組件2-300A，能夠在各處理工序的每一個工序中良好地控制各種液的保持或排出，進行靈活的處理。
上述的步驟S2-30(液置換工序)中，在晶圓W上存在拋光墊2-502的情況下，實施液置換。但是，作為替代方式，也可以使拋光臂2-600回旋並將拋光頭2-500配置到修正部2-800。在該情況下，在修正部2-800清洗拋光頭2-500。在此期間，為了液置換或防止乾燥，也可以在晶圓W上供給清洗液(代表性為純水)。另外，希望在修正部2-800朝向拋光墊2-502供給清洗液，清洗拋光墊。通過在使拋光頭2-500位於修正部2-800的狀態下從內部供給線路2-506供給清洗液，從而能夠在內部供給線路2-506的配管內迅速地進行液置換。另外，在使用漿料作為處理液2-L3的情況下，若在拋光墊2-502接觸晶圓W的狀態下進行液置換工序，則有pH急劇地變化導致漿料凝聚、基板受到損傷的可能性，但本替代方式能夠排除該可能性。
在上述的拋光處理的各工序中，排出各種各樣的液體。在排出液中例如包含酸性液、鹼性液。例如，在上述步驟S2-20中，供給漿料作為供給液，排出酸性液。在上述步驟S2-30中，供給純水，排出酸性液(在步驟S2-20中殘留的酸性液與純水的混合物)。在上述步驟S2-40中，供給藥液，排出鹼性液。在上述步驟S2-50中，供給純水，在初期階段，排出鹼性 液(步驟S2-40中殘留的鹼性液與純水的混合物)，在殘留的鹼性液全部流出後的階段，排出一般液(中性液)。希望分類回收這樣的各種排出液。
圖23是用於分類回收這樣的排出液的排液系統的一例的概要圖。如圖所示，排液系統2-760具備：配管2-761；從配管2-761分支的分支配管2-762、2-763、2-764；分別設置於分支配管2-762、2-763、2-764的開閉閥2-767、2-768、2-769；及pH傳感器2-770。分支配管2-762、2-763、2-764分別為回收鹼性排液、酸性排液、一般排液的線路。排出到地面2-751的排出液流入配管2-761，根據開閉閥2-767、2-768、2-769的開閉狀態，選擇性地經由分支配管2-762、2-763、2-764的任一被回收。
開閉閥2-767、2-768、2-769的開閉狀態由控制裝置2-5控制。控制裝置2-5可以基於從用戶輸入的動作指示來控制開閉閥2-767、2-768、2-769即可以控制回收目的地。或者，控制裝置2-5也可以根據拋光處理的各工序，即根據從內部供給線路2-506供給的液體的種類及供給時刻來自動地控制開閉閥2-767、2-768、2-769。或者，控制裝置2-5也可以根據pH傳感器2-770的檢測結果來控制開閉閥2-767、2-768、2-769。進一步，控制裝置2-5還可以根據拋光處理的各工序，即從內部供給線路2-506供給的液體的種類及供給時刻而估計的排液的種類和pH傳感器2-770的檢測結果的一致性來判斷。在控制裝置2-5判定它們為不一致的情況下，也可以發出警報進行通知、互鎖。從拋光處理組件2-300A的排出液的分類回收也可以分別回收漿料、藥液及一般液(大多為純水)來代替上述的分類。
B.變形例：
B-1.變形例1：
拋光處理組件2-300A除內部供給線路2-506以外還可以具備在拋光頭2-500的外部設置的外部噴嘴作為處理液供給手段。在該情況下，外部噴嘴可以根據情況補充地使用，也可以使用來代替內部供給線路506。
B-2.變形例2：
內墊2-502a及外墊2-502b也可以具有不同的特性。例如，也可以按如下方法選定內墊2-502a與外墊2-502b：使外墊2-502b與晶圓W之間的供給液的流通的容易性小於內墊2-502a與晶圓W之間的供給液的流通的容易性。該兩者的不同例如由各種各樣的物理特性的不同而提供。這樣的物理特性例如包括材質、硬度(例如肖氏硬度D)、密度、單層‧層疊(下層/上層的组合)、厚度、溝槽形状、壓缩率、孔密度(孔數)、孔尺寸、發泡結構(連續氣泡或獨立氣泡)、撥水性‧親水性等。或者，也可以選定內墊2-502a與外墊2-502b使它們的拋光處理性能(研磨或清洗的能力、效率)不同。根據該結構，能夠由更靈活的方式進行拋光處理。例如，可以基於所需求的拋光處理性能來決定內墊2-502a，而作為外墊2-502b，為了提高處理液的保持性能，使用緊貼性高，即柔軟的拋光墊。或者，作為內墊2-502a，可以採用具有適合拋光研磨處理及拋光清洗處理中的一方的特性的墊，作為外墊2-502b，採用具有適合另一方的特性的墊。根據該結構，通過選擇性地使用內墊2-502a及外墊2-502b的一方，不用進行拋光墊的更換，就能夠進行與所需求品質對應的拋光處理。或者，能夠在晶圓W的各區域進行不同的處理，實現高精度的拋光處理。例如，能夠使用在表層配置硬質的發泡聚氨酯的墊作為內 墊2-502a，使用絨面革狀的多孔性聚氨酯非纖維質墊作為外墊2-502b。或者，也可以在內墊2-502a及外墊2-502b分別使用同為絨面革狀但孔尺寸或孔密度不同的墊。
B-3.變形例3：
內墊2-502a及外墊2-502b可以不必構成為能夠相互獨立控制。即，內墊2-502a及外墊2-502b可以不構成為能夠獨立升降控制，也可以不構成為能夠獨立旋轉控制的控制。例如，即使在內墊2-502a及外墊2-502b不構成為能夠獨立升降控制的情況下，也能夠得到將處理液保持在外墊2-502b的內側區域的效果。在該情況下，在要促進處理液的排出的情況下，也可以暫時使內墊2-502a及外墊2-502b上升。
B-4.變形例4：
在上述的實施方式中，例示了將晶圓W的處理面保持為朝上來進行拋光處理的結構，但也可以保持晶圓W為任意的朝向。例如，也可以保持晶圓W使其處理面朝下。在該情況下，拋光台2-400與上述的實施方式逆向配置，拋光頭2-500配置於比拋光台2-400靠下方。或者，也可以保持晶圓W使其處理面朝向水平方向。在該情況下，拋光台2-400配置為保持晶圓W的保持面朝向水平方向，拋光頭2-500構成為能夠在水平方向上移動。即使是在這些結構中，通過使外墊2-502b與晶圓W接觸，也能夠在外墊2-502b的內側區域保持處理液。
B-5.變形例5：
拋光處理組件2-300A、2-300B不限定於包含於清洗單元2-4的結構，也可以包含於研磨單元2-3。
以上，與圖11-圖23一起，基於若干實施例對本發明的實施方式進行了說明，但上述發明的實施方式是為了便於理解本發明，而非限定本發明。本發明能夠不脫離其主旨進行變更改良，且本發明理所當然包含其均等物。另外，在能夠解決上述課題的至少一部分的範圍或起到效果的至少一部分的範圍內，能夠進行申請專利範圍及說明書所記載的各結構要素的任意的組合或省略。
以下，基於圖24-圖30對本申請發明的一實施方式的處理裝置及處理方法進行說明。
<處理裝置>
圖24是表示本發明的一實施方式的處理裝置的整體結構的俯視圖。如圖24所示，對處理對象物進行各種處理的處理裝置(CMP裝置)3-1000具備大致矩形的殼體3-1。殼體3-1的內部被分隔壁3-1a、3-1b劃分為裝載/卸載單元3-2、研磨單元3-3及清洗單元3-4。裝載/卸載單元3-2，研磨單元3-3及清洗單元3-4分別獨立組裝，獨立地排氣。另外，清洗單元3-4具備給基板處理裝置供給電源的電源供給部(省略圖示)與控制基板處理動作的控制裝置3-5。
<裝載/卸載單元>
裝載/卸載單元3-2具備兩個以上(在本實施方式中為四個)載放晶圓盒的前裝載部3-20，該晶圓盒貯存許多個處理對象物(例如晶圓(基板))。這些前裝載部3-20與殼體3-1相鄰配置，且沿基板處理裝置的寬度方向(與長度方向垂直的方向)排列。以在前裝載部3-20能夠搭載開放式匣盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface：標準製造接口)盒或FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶圓盒)的方式構成。在此，SMIF及FOUP是通過在內部收納晶圓盒並由分隔壁覆蓋，從而能夠保持獨立於外部空間之外的環境的密閉容器。
另外，在裝載/卸載單元3-2上，沿前裝載部3-20的排列敷設有行進機構3-21。在行進機構3-21上設置兩台能夠沿晶圓盒的排列方向移動的搬運用機器人(裝載機、搬運機構)3-22。搬運用機器人3-22構成為通過在行進機構3-21上移動，從而能夠對搭載於前裝載部3-20的晶圓盒進行存取。各搬運用機器人3-22在上下具備兩個機械手。在將處理後的晶圓放回晶圓盒時使用上側的機械手，在將處理前的晶圓從晶圓盒取出時使用下側的機械手。這樣，能夠分開使用上下的機械手。進一步，搬運用機器人3-22的下側的機械手構成為能夠使晶圓反轉。
裝載/卸載單元3-2由於是需要保持為最潔淨的狀態的區域，因此裝載/卸載單元3-2的內部一直維持比處理裝置外部、研磨單元3-3、及清洗單元3-4均高的壓力。研磨單元3-3因使用漿料作為研磨液而是最髒的區域。因此，在研磨單元3-3的內部形成負壓，維持該壓力比清洗單元3-4的內部壓力低。在裝載/卸載單元3-2設置有過濾器風扇單元(未圖示)，該過濾器風扇單元(未圖示)具有HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter) 過濾器、ULPA(Ultra Low Penetration Air Filter)過濾器、或化學過濾器等潔淨空氣過濾器。從過濾器風扇單元一直吹出去除微粒、有毒蒸氣或有毒氣體後的潔淨空氣。
<研磨單元>
研磨單元3-3是進行晶圓的研磨(平坦化)的區域。研磨單元3-3具備第1研磨單元3-3A、第2研磨單元3-3B、第3研磨單元3-3C及第4研磨單元3-3D。如圖24所示，第1研磨單元3-3A、第2研磨單元3-3B、第3研磨單元3-3C及第4研磨單元3-3D沿基板處理裝置的長度方向排列。
如圖24所示，第1研磨單元3-3A具備：研磨台3-30A，安裝有具有研磨面的研磨墊(研磨工具)3-10；頂環3-31A，用於一邊保持晶圓並將晶圓按壓到研磨台3-30A上的研磨墊3-10，一邊對晶圓進行研磨；研磨液供給噴嘴3-32A，用於給研磨墊3-10供給研磨液、修整液(例如純水)；修整工具3-33A，用於進行研磨墊3-10的研磨面的修整；及噴霧器3-34A，噴射液體(例如純水)與氣體(例如氮氣)的混合流體或液體(例如純水)來去除研磨面上的漿料、研磨生成物及修整所產生的研磨墊殘渣。
同樣，第2研磨單元3-3B具備研磨台3-30B、頂環3-31B、研磨液供給噴嘴3-32B、修整工具3-33B及噴霧器3-34B。第3研磨單元3-3C具備研磨台3-30C、頂環3-31C、研磨液供給噴嘴3-32C、修整工具3-33C及噴霧器3-34C。第4研磨單元3-3D具備研磨台3-30D、頂環3-31D、研磨液供給噴嘴3-32D、修整工具3-33D及噴霧器3-34D。
第1研磨單元3-3A、第2研磨單元3-3B、第3研磨單元3-3C及 第4研磨單元3-3D由於互相具有相同的結構，因此，以下僅對第1研磨單元3-3A進行說明。
圖25是示意地表示第1研磨單元3-3A的立體圖。頂環3-31A支承於頂環旋轉軸3-36。在研磨台3-30A的上表面貼附有研磨墊3-10。研磨墊3-10的上表面形成對晶圓W進行研磨的研磨面。另外，也能夠使用固結磨料代替研磨墊3-10。頂環3-31A及研磨台3-30A如箭頭所示，構成為繞其軸心旋轉。晶圓W通過真空吸附保持在頂環3-31A的下表面。在研磨時，以從研磨液供給噴嘴3-32A將研磨液供給到研磨墊3-10的研磨面的狀態，作為研磨對象的晶圓W被頂環3-31A按壓在研磨墊3-10的研磨面並被研磨。
<搬運機構>
接著，對用於搬運晶圓的搬運機構進行說明。如圖24所示，與第1研磨單元3-3A及第2研磨單元3-3B相鄰而配置有第1線性傳送裝置3-6。第1線性傳送裝置3-6是在沿研磨單元3-3A、3-3B排列的方向的四個搬運位置(從裝載/卸載單元側開始依次為第1搬運位置3-TP1、第2搬運位置3-TP2、第3搬運位置3-TP3、第4搬運位置3-TP4)之間搬運晶圓的機構。
另外，與第3研磨單元3-3C及第4研磨單元3-3D相鄰而配置有第2線性傳送裝置3-7。第2線性傳送裝置3-7是在沿研磨單元3-3C、3-3D排列的方向的三個搬運位置(從裝載/卸載單元側開始依次為第5搬運位置3-TP5、第6搬運位置3-TP6、第7搬運位置3-TP7)之間搬運晶圓的機構。
晶圓通過第1線性傳送裝置3-6被搬運到研磨單元3-3A、3-3B。第1研磨單元3-3A的頂環3-31A通過頂環頭的擺動動作在研磨位置與 第2搬運位置3-TP2之間移動。從而，在第2搬運位置3-TP2進行晶圓向頂環3-31A的交接。同樣，第2研磨單元3-3B的頂環3-31B在研磨位置與第3搬運位置3-TP3之間進行移動，在第3搬運位置3-TP3進行晶圓向頂環3-31B的交接。第3研磨單元3-3C的頂環3-31C在研磨位置與第6搬運位置3-TP6之間進行移動，在第6搬運位置3-TP6進行晶圓向頂環3-31C的交接。第4研磨單元3-3D的頂環3-31D在研磨位置與第7搬運位置3-TP7之間進行移動，在第7搬運位置3-TP7進行晶圓向頂環3-31D的交接。
在第1搬運位置3-TP1配置有從搬運用機器人3-22接收晶圓用的升降器3-11。晶圓通過該升降器3-11而從搬運用機器人3-22被交接到第1線性傳送裝置3-6。閘門(未圖示)位於升降器3-11與搬運用機器人3-22之間，並設置於分隔壁3-1a，在晶圓搬運時打開閘門將晶圓從搬運用機器人3-22交接到升降器3-11。另外，在第1線性傳送裝置3-6、第2線性傳送裝置3-7與清洗單元3-4之間配置有擺動式傳送裝置3-12。該擺動式傳送裝置3-12具有可在第4搬運位置3-TP4與第5搬運位置3-TP5之間移動的機械手。晶圓從第1線性傳送裝置3-6向第2線性傳送裝置3-7的交接由擺動式傳送裝置3-12進行。晶圓由第2線性傳送裝置3-7搬運到第3研磨單元3-3C及/或第4研磨單元3-3D。另外，由研磨單元3-3研磨後的晶圓經由擺動式傳送裝置3-12而被搬運到清洗單元3-4。
<清洗單元>
圖26(a)是表示清洗單元3-4的俯視圖，圖26(b)是表示清洗單元3-4的側面圖。如圖26(a)及圖26(b)所示，清洗單元3-4在此被劃分為輥形 清洗室3-190、第1搬運室3-191、筆形清洗室3-192、第2搬運室3-193、乾燥室3-194、拋光處理室3-300及第3搬運室3-195。另外，能夠使研磨單元3-3、輥形清洗室3-190、筆形清洗室3-192、乾燥室3-194及拋光處理室3-300的各室間的壓力平衡是乾燥室3-194>輥形清洗室3-190及筆形清洗室3-192>拋光處理室3-300≧研磨單元3-3。在研磨單元中使用研磨液，在拋光處理室中有時也使用研磨液作為拋光處理液。由此，通過成為如上所述的壓力平衡，特別地能夠防止研磨液中的磨料這樣的微粒成分流入清洗及乾燥室，由此能夠位置清洗及乾燥室的清潔度。
在輥形清洗室3-190內配置沿縱向排列的上側輥形清洗組件3-201A及下側輥形清洗組件3-201B。上側輥形清洗組件3-201A配置於下側輥形清洗組件3-201B的上方。上側輥形清洗組件3-201A及下側輥形清洗組件3-201B是一邊將清洗液供給到晶圓的正反面，一邊通過旋轉的兩個海綿輥分別按壓晶圓的正反面來清洗晶圓的清洗機。在上側輥形清洗組件3-201A與下側輥形清洗組件3-201B之間設置有晶圓的暫置台3-204。
在筆形清洗室3-192內配置有沿縱向排列的上側筆形清洗組件3-202A及下側筆形清洗組件3-202B。上側筆形清洗組件3-202A配置於下側筆形清洗組件3-202B的上方。上側筆形清洗組件3-202A及下側筆形清洗組件3-202B是一邊將清洗液供給到晶圓的表面，一邊通過旋轉的筆形海綿按壓晶圓的表面並在晶圓的直徑方向擺動來清洗晶圓的清洗機。在上側筆形清洗組件3-202A與下側筆形清洗組件3-202B之間設置晶圓的暫置台3-203。
在乾燥室3-194內配置沿縱向排列的上側乾燥組件3-205A及 下側乾燥組件3-205B。上側乾燥組件3-205A及下側乾燥組件3-205B相互隔離。在上側乾燥組件3-205A及下側乾燥組件3-205B的上部設置分別將清潔的空氣供給到乾燥組件3-205A、3-205B內的過濾器風扇單元3-207A、3-207B。
上側輥形清洗組件3-201A、下側輥形清洗組件3-201B、上側筆形清洗組件3-202A、下側筆形清洗組件3-202B、暫置台3-203、上側乾燥組件3-205A及下側乾燥組件3-205B經由螺栓等固定於未圖示的框架。
在第1搬運室3-191配置有能夠上下動的第1搬運用機器人(搬運機構)3-209。在第2搬運室3-193配置有能夠上下動的第2搬運用機器人3-210。在第3搬運室3-195配置有能夠上下動的第3搬運用機器人(搬運機構)3-213。第1搬運用機器人3-209、第2搬運用機器人3-210及第3搬運用機器人3-213分別移動自如地支承於沿縱向延伸的支承軸3-211、3-212、3-214。第1搬運用機器人3-209、第2搬運用機器人3-210及第3搬運用機器人3-213構成為內部具有發動機等的驅動機構，且能夠沿支承軸3-211、3-212、3-214上下移動自如。第1搬運用機器人3-209與搬運用機器人3-22同樣具有上下兩段的機械手。如圖26(a)虛線所示，在第1搬運用機器人3-209中，其下側的機械手配置於能夠到達上述暫置台3-180的位置。第1搬運用機器人3-209的下側的機械手到達暫置台3-180時，打開設置於分隔壁3-1b的閘門(未圖示)。
第1搬運用機器人3-209以在暫置台3-180、上側輥形清洗組件3-201A、下側輥形清洗組件3-201B、暫置台3-204、暫置台3-203、上側筆形清洗組件3-202A及下側筆形清洗組件3-202B之間搬運晶圓W的方式動 作。在搬運清洗前的晶圓(附著有漿料的晶圓)時，第1搬運用機器人3-209使用下側的機械手，在搬運清洗後的晶圓時使用上側的機械手。
第2搬運用機器人3-210以在上側筆形清洗組件3-202A、下側筆形清洗組件3-202B、暫置台3-203、上側乾燥組件3-205A及下側乾燥組件3-205B之間搬運晶圓W的方式動作。第2搬運用機器人3-210由於僅搬運清洗後的晶圓，因此僅具備一個機械手。圖24所示搬運用機器人3-22使用上側的機械手從上側乾燥組件3-205A或下側乾燥組件3-205B取出晶圓，並將該晶圓放回晶圓盒。搬運用機器人3-22的上側機械手到達乾燥組件3-205A、3-205B時，打開設置於分隔壁3-1a的閘門(未圖示)。
在拋光處理室3-300具備上側拋光處理組件3-300A及下側拋光處理組件3-300B。第3搬運用機器人3-213以在上側的輥形清洗組件3-201A、下側的輥形清洗組件3-201B、暫置台3-204、上側拋光處理組件3-300A及下側拋光處理組件3-300B之間搬運晶圓W的方式動作。
另外，在本實施方式中，例示了在清洗單元3-4內，將拋光處理室3-300、輥形清洗室3-190及筆形清洗室3-192按從離裝載/卸載單元3-2遠的位置起依序排列地配置的例子，但不限定於此。拋光處理室3-300、輥形清洗室3-190及筆形清洗室3-192的配置方式能夠根據晶圓的品質及生產量等適當地選擇。另外，在本實施方式中，例示了具備上側拋光處理組件3-300A及下側拋光處理組件3-300B的例子，但不限定於此，也可以僅具備一方的拋光處理組件。另外，在本實施方式中，除拋光處理室3-300外，例舉了輥形清洗組件及筆形清洗組件作為清洗晶圓W的組件進行了說明，但不限定於此，還能夠進行雙流體噴射清洗(2FJ清洗)或兆聲波清洗。雙流 體噴射清洗是使承載於高速氣體的微小液滴(霧)從雙流體噴嘴朝向晶圓W噴出並衝撞，利用由微小液滴向晶圓W表面的衝撞所產生的衝擊波來去除晶圓W表面的微粒等(清洗)。兆聲波清洗是對清洗液施加超聲波，使由清洗液分子的振動加速度所產生的作用力作用到微粒等附著粒子來去除微粒。以下，對上側拋光處理組件3-300A及下側拋光處理組件3-300B進行說明。由於上側拋光處理組件3-300A及下側拋光處理組件3-300B為相同結構，因此僅對上側拋光處理組件3-300A進行說明。
<拋光處理組件>
圖27是表示上側拋光處理組件的概要結構的圖。如圖27所示，上側拋光處理組件3-300A具備：拋光台3-400，設置有晶圓W；拋光頭3-500，安裝有用於與晶圓W接觸並相對運動從而對晶圓W進行拋光處理的拋光墊3-502；拋光臂3-600，對拋光頭3-500進行保持；液供給系統3-700，用於供給拋光處理液；及修正部3-800，用於進行拋光墊3-502的修正(磨銳)。如圖27所示，拋光墊3-502比晶圓W直徑小。在例如晶圓W為Φ 300mm的情況下，希望拋光墊3-502較佳為Φ 100mm以下，更佳為Φ 60~100mm。這是因為拋光墊的直徑越大，與晶圓的面積比就越小，因此增加了晶圓的拋光處理速度。另一方面，關於晶圓處理速度的面內均一性，反而是拋光墊的直徑越小，面內均一性越提高。這是因為單位處理面積變小，如圖27所示那樣，在通過拋光臂3-600使拋光墊3-502在晶圓W的面內進行擺動等的相對運動從而進行晶圓整個面處理的方式中變得有利。另外，拋光處理液至少包含DIW(純水)、清洗藥液及漿料這樣的研磨液中的一種。拋光處理的方式 主要有兩種，一種是將在作為處理對象的晶圓上殘留的漿料、研磨生成物的殘渣這樣的污染物在與拋光墊接觸時除去的方式，另一種是將附著有上述污染物的處理對象通過研磨等除去一定量的方式。在前者，拋光處理液較佳為清洗藥液、DIW，在後者，較佳為研磨液。但是，在後者，對於CMP後的被處理面的狀態(平坦性、殘膜量)的維持來說，希望在上述處理中的除去量例如少於10nm，較佳為5nm以下，在該情況下，有時不需要通常的CMP程度的除去速度。在這樣的情況下，也可以通過適當對研磨液進行稀釋等處理從而進行處理速度的調整。另外，拋光墊3-502例如由發泡聚氨酯類的硬墊、絨面革類的軟墊或者海綿等形成。拋光墊的種類根據處理對象物的材質、要除去的污染物的狀態適當選擇即可。例如在污染物埋入處理對象物表面的情況下，也可以使用更容易對污染物作用物理力的硬墊，即硬度、剛性較高的墊作為拋光墊。另一方面，在處理對象物為例如低介電質(Low-k)膜等機械強度較小的材料的情況下，為了降低被處理面的損傷，也可以使用軟墊。另外，在拋光處理液為如漿料這樣的研磨液的情況下，由於僅靠拋光墊的硬度、剛性不能確定處理對象物的除去速度、污染物的除去效率、損傷發生的有無，因此也可以適當選擇。另外，在這些拋光墊的表面也可以實施例如同心圓狀溝槽、XY溝槽、螺旋溝槽、放射狀溝槽這樣的溝槽形狀。進一步，也可以在拋光墊內設置至少一個以上貫通拋光墊的孔，通過該孔供給拋光處理液。另外，也可以使用例如PVA海綿這樣的拋光處理液能夠浸透的海綿狀的材料作為拋光墊。由此，能夠使在拋光墊面內的拋光處理液的流動分佈均一化並迅速排出拋光處理中除去的污染物。
拋光台3-400具有吸附晶圓W的機構，來保持晶圓W。另外，拋光台3-400能夠通過驅動機構3-410繞旋轉軸線A旋轉。另外，拋光台3-400也可以通過驅動機構3-410使晶圓W進行角度旋轉運動或渦卷運動。拋光墊3-502安裝於拋光頭3-500的與晶圓W相對的面。拋光頭3-500能夠通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線B旋轉。另外，拋光頭3-500能夠通過未圖示的驅動機構將拋光墊3-502按壓到晶圓W的處理面。拋光臂3-600能夠使拋光頭3-500如箭頭C所示地在晶圓W的半徑或直徑的範圍內移動。另外，拋光臂3-600能夠將拋光頭3-500擺動至拋光墊3-502與修正部3-800相對的位置為止。
修正部3-800是用於修正拋光墊3-502的表面的部件。修正部3-800具備修整工具台3-810和設置於修整工具台3-810的修整工具3-820。修整工具台3-810能夠通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線D旋轉。另外，修整工具台3-810也可以通過未圖示的驅動機構使修整工具3-820進行渦卷運動。修整工具3-820由在表面電沉積固定有金剛石的粒子的或金剛石磨料配置於與拋光墊接觸的接觸面的整個面或局部的金剛石修整工具、樹脂製的刷毛配置於與拋光墊接觸的接觸面的整個面或局部的刷形修整工具或者它們的組合形成。
上側拋光處理組件3-300A在進行拋光墊3-502的修正時使拋光臂3-600回旋直到到達拋光墊3-502與修整工具3-820相對的位置為止。上側拋光處理組件3-300A通過使修整工具台3-810繞旋轉軸線D旋轉且使拋光頭3-500回旋，將拋光墊3-502按壓到修整工具3-820來進行拋光墊3-502的修正。另外，修正條件較佳為使修正負荷在80N以下。另外，從墊3-502的壽 命的觀點考慮的話，修正負荷更佳為40N以下。另外，希望墊3-502及修整工具3-820的轉速在500rpm以下。
另外，在本實施方式中，表示了晶圓W的處理面及修整工具3-820的修整面沿水平方向設置的例子，但不限定於此。例如，上側拋光處理組件3-300A能夠以使晶圓W的處理面及修整工具3-820的修整面沿鉛直方向設置的方式來配置拋光台3-400及修整工具台3-810。在該情況下，拋光臂3-600及拋光頭3-500配置為能夠使拋光墊3-502與配置於鉛直方向的晶圓W的處理面接觸來進行拋光處理，且使配置於鉛直方向的修整工具3-820的修整面與拋光墊3-502接觸來進行修正處理。另外，也可以是拋光台3-400或修整工具台3-810任一方配置於鉛直方向，以配置於拋光臂3-600的拋光墊3-502相對於各檯面垂直的方式使拋光臂3-600的全部或一部分旋轉。
液供給系統3-700具備用於對晶圓W的處理面供給純水(DIW)的純水噴嘴3-710。純水噴嘴3-710經由純水配管3-712連接於純水供給源3-714。在純水配管3-712設置有能夠開閉純水配管3-712的開閉閥3-716。控制裝置3-5通過控制開閉閥3-716的開閉，能夠在任意的時刻對晶圓W的處理面供給純水。
另外，液供給系統3-700具備用於給晶圓W的處理面供給藥液(Chemi)的藥液噴嘴3-720。藥液噴嘴3-720經由藥液配管3-722連接於藥液供給源3-724。在藥液配管3-722設置有能夠開閉藥液配管3-722的開閉閥3-726。控制裝置3-5通過控制開閉閥3-726的開閉，能夠在任意的時刻對晶圓W的處理面供給藥液。
上側拋光處理組件300A能夠經由拋光臂3-600、拋光頭3-500 及拋光墊3-502向晶圓W的處理面選擇性地供給純水、藥液或漿料等研磨液。
即，從純水配管3-712中的純水供給源3-714與開閉閥3-716之間分支了分支純水配管3-712a。另外，從藥液配管3-722中的藥液供給源3-724與開閉閥3-726之間分支了分支藥液配管3-722a。分支純水配管3-712a、分支藥液配管3-722a及連接於研磨液供給源3-734的研磨液配管3-732匯流於液供給配管3-740。在分支純水配管3-712a設置有能夠開閉分支純水配管3-712a的開閉閥3-718。在分支藥液配管3-722a設置有能夠開閉分支藥液配管3-722a的開閉閥3-728。在研磨液配管3-732設置有能夠開閉研磨液配管3-732的開閉閥3-736。
液供給配管3-740的第1端部連接於分支純水配管3-712a、分支藥液配管3-722a及研磨液配管3-732這三系統的配管。液供給配管3-740通過拋光臂3-600的內部、拋光頭3-500的中央及拋光墊3-502的中央而延伸。液供給配管3-740的第2端部朝向晶圓W的處理面開口。控制裝置3-5能夠通過控制開閉閥3-718、開閉閥3-728及開閉閥3-736的開閉，在任意的時刻向晶圓W的處理面供給純水、藥液、漿料等研磨液的任一種或它們的任意的組合的混合液。
上側拋光處理組件3-300A能夠經由液供給配管3-740向晶圓W供給處理液且使拋光台3-400繞旋轉軸線A旋轉，將拋光墊3-502按壓到晶圓W的處理面，並使拋光頭3-500一邊繞旋轉軸線B旋轉一邊在箭頭C方向上擺動，由此對晶圓W進行拋光處理。另外，作為拋光處理中的條件，雖然基本上本處理是通過機械作用除去缺陷，但另一方面考慮對晶圓W的損傷的降低，希望壓力在3psi以下，較佳為在2psi以下。另外，考慮拋光處理液 的面內分佈，希望晶圓W及頭3-500的轉速為1000rpm以下。另外，拋光頭3-500的移動速度為300mm/sec以下。然而，由於根據晶圓W及頭3-500的轉速及拋光頭3-500的移動距離，最適當的移動速度的分佈不同，因此希望晶圓W面內的拋光頭3-500的移動速度是可變的。作為該情況下的移動速度的變化方式，希望例如為如下方式：能夠將晶圓W面內的移動距離分割成複數個區間，對各個區間設定移動速度。另外，作為拋光處理液流量，為了晶圓W及頭3-500在高速旋轉時也保持充足的處理液的晶圓面內分佈，大流量較好。然而另一方面，由於處理液流量增加導致處理成本的增加，因此希望流量在1000ml/min以下，較佳為在500ml/min以下。
在此，拋光處理是指包含拋光研磨處理與拋光清洗處理的至少一方的處理。
拋光研磨處理是指如下處理：一邊使拋光墊3-502接觸晶圓W，一邊使晶圓W與拋光墊3-502相對運動，通過在晶圓W與拋光墊3-502之間介入漿料等研磨液來對晶圓W的處理面進行研磨除去。拋光研磨處理是如下處理：能夠對晶圓W施加比輥形清洗室3-190中通過海綿輥對晶圓W施加的物理作用力及筆形清洗室3-192中通過筆形海綿對晶圓W施加的物理作用力強的物理作用力。通過拋光研磨處理，能夠實現附著了污染物的表層部的除去、研磨單元3-3中未能由主研磨去除的部位的追加除去、以及主研磨後的形貌改善。
拋光清洗處理為如下處理：一邊使拋光墊3-502接觸晶圓W，一邊使晶圓W與拋光墊3-502相對運動，通過使清洗處理液(藥液或藥液與純水)介入晶圓W與拋光墊3-502之間來去除晶圓W表面的污染物，對 處理面進行改性。拋光清洗處理是如下處理：能夠對晶圓W施加比輥形清洗室3-190中通過海綿輥對晶圓W施加的物理作用力及筆形清洗室3-192中通過筆形海綿對晶圓W施加的物理作用力強的物理作用力。
<拋光頭的第1實施方式>
接著，對拋光頭3-500的詳細進行說明。圖28是表示第1實施方式的拋光頭3-500的結構的圖。圖28示意地表示拋光頭3-500的縱剖面。如圖28所示，拋光頭3-500具備基座部件3-510、彈性部件3-520、按壓機構3-530及導向部件3-540。
彈性部件3-520安裝於基座部件3-510的晶圓W側的面。另外，在彈性部件3-520的晶圓W側的面安裝有拋光墊3-502。按壓機構3-530是與彈性部件3-520連通，且能夠通過向彈性部件3-520供給流體(例如空氣、N2等)來調整拋光墊3-502對晶圓W的接觸力的部件。彈性部件3-520如例如空氣囊這樣，包含根據按壓機構3-530提供的流體的供給量而改變容積的袋體。
導向部件3-540是包圍彈性部件3-520的側面3-522整體的環狀的部件。具體而言，導向部件3-540是在向彈性部件3-520供給了流體的狀態下包圍彈性部件3-520的側面3-522整體的環狀的部件。更具體而言，導向部件3-540是在向彈性部件3-520供給流體而將拋光墊3-502按壓在晶圓W的狀態下包圍彈性部件3-520的側面3-522整體的環狀的部件。另外，導向部件3-540不限定於環狀的形狀。導向部件3-540也可以是由例如在向彈性部件3-520供給了流體的狀態下空開適當的間隔而包圍彈性部件3-520的側面 3-522整體的複數個部件形成。
在本實施方式中，如圖28所示，在拋光頭3-500形成有基座部件3-510、彈性部件3-520及貫通拋光墊3-502的中央的拋光處理液流路3-550。拋光處理液流路3-550與上述液供給配管3-740連通。通過設置拋光處理液流路3-550，能夠經由拋光頭3-500對晶圓W的處理面供給拋光處理所使用的各種的處理液。然而，處理液的供給不限定於從拋光頭3-500的內部供給，也能夠從拋光頭3-500的外部進行供給。在該情況下，在基座部件3-510、彈性部件3-520及拋光墊3-502也可以不形成有拋光處理液流路3-550。另外，彈性部件3-520的側面3-522是指彈性部件3-520的面中，除安裝於基座部件3-510的面、與拋光處理液流路3-550相對的面及安裝有拋光墊3-502的面以外的面。
如本實施方式這樣，通過設置導向部件3-540，能夠使墊與處理對象物而進行的處理的精度提高。即，一邊在彈性部件3-520注入流體而將拋光墊3-502按壓到晶圓W，一邊使拋光墊3-502旋轉、擺動時，拋光墊3-502的位置沿晶圓W的面方向有可能位置偏移。在該情況下，因拋光墊3-502的扭結、扭曲而造成拋光墊3-502的破損、拋光墊3-502的與晶圓W的接觸狀態的不均一化，其結果，與拋光處理中在拋光墊面內進而在晶圓W面內的拋光處理狀態的不均一性(例如拋光清洗中缺陷的除去性能的不均一性，拋光研磨中處理對象物的除去量的面內分佈的不均一性)相關聯。
與此相對，在本實施方式中，由於設置導向部件3-540，導向部件3-540支承彈性部件3-520的側面3-522整體，因此能夠防止在對彈性部件3-520加壓而進行拋光處理時的拋光墊3-502的橫向偏移。由於能夠防止 拋光墊3-502的橫向偏移，因此拋光頭3-500能夠使拋光墊3-502與晶圓W在所希望的位置接觸，另外能夠避免因上述的拋光墊的扭結、扭曲而造成的破損、接觸狀態的不均一化。其結果，晶圓W面內的拋光處理狀態的均一性得到提高。
作為如本實施方式的保持拋光墊3-502的拋光頭的機構，還考慮設置萬向節(gimbal)機構，該萬向節機構使拋光墊3-502模仿晶圓W的處理面或修整工具3-820的修整面。然而，在本實施方式中，由於採用通過對彈性部件3-520加壓將拋光墊3-502按壓到晶圓W的結構，因此也可以不設置萬向節功能，使拋光頭3-500的結構簡單化。
另外，作為一例，能夠使導向部件3-540的內徑相對於彈性部件3-520的外徑為+3mm以內。由此，能夠防止對彈性部件3-520加壓時的橫向膨脹引起的與導向部件3-540的摩擦及因摩擦造成妨礙彈性部件3-520的上下動。另外，能夠使導向部件3-540的與晶圓W相對的面3-542為與晶圓W的處理面成非接觸狀態。例如，導向部件3-540以在進行拋光處理時導向部件3-540的相對面3-542與晶圓W之間的距離為1~3mm(拋光墊3-502的厚度以下)的方式安裝於基座部件3-510。另外，為了抑制因使用了藥液的拋光化學處理而造成的腐蝕及為了即使與晶圓W接觸的情況下也難以對晶圓W造成損傷，導向部件3-540能夠由例如樹脂材料(PPS(Polyphenylene sulfide)、PEEK(Poly Ether Ether Ketone)、氟系樹脂等)形成。
<拋光頭的第2實施方式>
接著，對拋光頭3-500的其他實施方式進行說明。圖29是表示第2實施方 式的拋光頭3-500的其他實施方式的結構的圖。圖29示意地表示拋光頭3-500的縱剖面。圖29的拋光頭3-500與圖28所示的拋光頭3-500相比，不同之處在於增加了支撐部件(例如支撐板3-560)。其他的結構由於與圖28所示的拋光頭3-500相同，因此省略說明。
如圖29所示，在彈性部件3-520的晶圓W側的面安裝有支撐板3-560，在支撐板3-560的晶圓W側的面安裝有拋光墊3-502。換言之，拋光墊3-502經由支撐板3-560安裝於彈性部件3-520的晶圓W側的面。關於該情況下的彈性部件3-520與支撐板3-560的固定及支撐板3-560與拋光墊3-502的固定，除利用粘接劑來固定以外，還能夠例舉在彈性部件3-520、拋光墊3-502的外周部預先形成例如環狀的固定部位來固定本部位的方法。在本方法中，能夠通過使本部位在設置於環狀的壓板、支撐板3-560側的收納部滑動來進行固定。
在該實施方式中，在支撐板3-560的中央形成用於形成拋光處理液流路3-550的孔。另外，在該實施方式中，導向部件3-540也是在向彈性部件3-520供給了流體的狀態下包圍彈性部件3-520的側面3-522整體的環狀的部件。具體而言，導向部件3-540是在向彈性部件3-520供給流體而將拋光墊3-502按壓在晶圓W的狀態下包圍彈性部件3-520的側面3-522整體的環狀的部件。
根據本實施方式，起到與圖28的拋光頭3-500同樣的效果，且通過設置支撐板3-560，能夠提高彈性部件3-520與拋光墊3-502的緊貼性。由此，能夠防止在使拋光墊3-502旋轉、擺動時的因扭曲引起拋光墊3-502與彈性部件3-520之間產生剝離的情況。為了防止在加壓彈性部件3-520時的 膜膨脹被阻礙，支撐板3-560的厚度例如能夠為1mm左右。另外，支撐板3-560也可以由不鏽鋼等金屬製形成，在由於使用了藥液的拋光化學處理而有產生腐蝕的可能性的情況下也可以由樹脂材料(PPS、PEEK、氟系樹脂等)形成。另外，支撐板3-560在由粘接劑與彈性部件3-520及拋光墊3-502固定的情況下較好的是有與這些部件的粘附性。另外，在本實施方式中，表示了支撐板3-560作為支撐部件的一例，但支撐部件的形狀不限定於板狀。
<拋光頭的第3實施方式>
接著，對拋光頭3-500的其他的實施方式進行說明。圖30是表示第3實施方式的拋光頭3-500的其他實施方式的結構的圖。圖30A示意地表示拋光頭3-500的縱剖面，圖30B是示意地表示彈性部件520的俯視圖。本實施方式與圖29的拋光頭3-500相比，不同之處在於彈性部件3-520的袋體的內部被分割成複數個空間。由於其他的結構與圖29所示的拋光頭3-500相同，因此省略說明。
如圖30所示，彈性部件3-520的袋體包含流體相互不連通的複數個空間3-524、3-526。具體而言，彈性部件3-520的袋體例如具有：配置成同心圓狀的、靠近拋光處理液流路3-550側的內周空間3-524與位於內周空間3-524的外側的外周空間3-526。在該情況下，按壓機構3-530能夠向複數個空間3-524、3-526獨立地供給流體。按壓機構3-530例如能夠通過獨立地控制內周空間3-524與外周空間3-526的流體的供給量，從而個別地控制拋光墊3-502的外周側的按壓力與內周側的按壓力。其結果，根據本實施方式的拋光頭3-500，能夠控制拋光墊3-502面內的對晶圓W的按壓分佈，因此能 夠實現晶圓W的處理面中的拋光處理的均一化。
另外，在圖30的例中，表示了彈性部件3-520的袋體被分隔成兩個空間3-524、3-526的例子，但空間的個數不限定於此。例如，彈性部件3-520的袋體也可以分隔成同心圓狀地配置的三個以上的複數個空間。另外，在圖30的例中，表示了彈性部件3-520的袋體被分隔成同心圓狀的內周空間3-524與外周空間3-526的例子，但空間的分隔方法不限定於此。
以上，與圖24~圖30一起基於若干實施例對本發明的實施方式進行了說明，但上述發明的實施方式是為了便於理解本發明，而非限定本發明。本發明能夠不脫離其主旨地進行變更改良，且本發明理所當然包含其均等物。另外，在能夠解決上述課題的至少一部分的範圍或起到效果的至少一部分的範圍內，能夠進行申請專利範圍及說明書所記載的各結構要素的任意的組合或省略。
以下，基於圖31~圖39對本申請發明的一實施方式的處理組件進行說明。另外，在以下的實施方式中，例舉拋光處理組件作為處理組件的一例進行說明。然而，本申請發明不限定於此，能夠適用於通過使處理對象物與墊接觸並相對運動從而對處理對象物進行規定的處理的處理組件。
<處理裝置>
圖31是表示本發明的一實施方式的處理裝置的整體結構的俯視圖。如圖31所示，對處理對象物進行各種處理的處理裝置(CMP裝置)4-1000具備大致矩形的殼體4-1。殼體4-1的內部被分隔壁4-1a、4-1b劃分為裝載/卸載 單元4-2、研磨單元4-3及清洗單元4-4。裝載/卸載單元4-2，研磨單元4-3及清洗單元4-4分別獨立組裝，獨立地排氣。另外，清洗單元4-4具備給處理裝置供給電源的電源供給部與控制處理動作的控制裝置4-5。
<裝載/卸載單元>
裝載/卸載單元4-2具備兩個以上(在本實施方式中為四個)載放晶圓盒的前裝載部4-20，該晶圓盒貯存許多個處理對象物(例如晶圓(基板))。這些前裝載部4-20與殼體4-1相鄰配置，且沿基板處理裝置的寬度方向(與長度方向垂直的方向)排列。在前裝載部4-20能夠搭載開放式匣盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface：標準製造接口)盒或FOUP(Front Opening Unified Pod：前開式晶圓盒)。在此，SMIF及FOUP是通過在內部收納晶圓盒並由分隔壁覆蓋，從而能夠保持獨立於外部空間之外的環境的密閉容器。
另外，在裝載/卸載單元4-2上，沿前裝載部4-20的排列敷設有行進機構4-21。在行進機構4-21上設置有兩台能夠沿晶圓盒的排列方向移動的搬運用機器人(裝載機、搬運機構)4-22。搬運用機器人4-22構成為通過在行進機構4-21上移動，從而對搭載於前裝載部4-20的晶圓盒進行存取。各搬運用機器人4-22在上下具備兩個機械手。在將處理後的晶圓放回晶圓盒時使用上側的機械手。在將處理前的晶圓從晶圓盒取出時使用下側的機械手。這樣，能夠分開使用上下的機械手。進一步，搬運用機器人4-22的下側的機械手構成為能夠使晶圓反轉。
裝載/卸載單元4-2由於是需要保持為最潔淨的狀態的區 域，因此裝載/卸載單元4-2的內部一直維持比處理裝置外部、研磨單元4-3、及清洗單元4-4均高的壓力。研磨單元4-3由於使用漿料作為研磨液而是最髒的區域。因此，在研磨單元4-3的內部形成負壓，且該壓力被維持成低於清洗單元4-4的內部壓力。在裝載/卸載單元4-2設置有過濾器風扇單元(未圖示)，該過濾器風扇單元(未圖示)具有HEPA過濾器、ULPA過濾器、或化學過濾器等潔淨空氣過濾器。從過濾器風扇單元一直吹出去除微粒、有毒蒸氣或有毒氣體後的潔淨空氣。
<研磨單元>
研磨單元4-3是進行晶圓的研磨(平坦化)的區域。研磨單元4-3具備第1研磨單元4-3A、第2研磨單元4-3B、第3研磨單元4-3C及第4研磨單元4-3D。如圖31所示，第1研磨單元4-3A、第2研磨單元4-3B、第3研磨單元4-3C及第4研磨單元4-3D沿處理裝置的長度方向排列。
如圖31所示，第1研磨單元4-3A具備：研磨台4-30A，安裝有具有研磨面的研磨墊(研磨工具)4-10；頂環4-31A，用於一邊保持晶圓並將晶圓按壓到研磨台4-30A上的研磨墊4-10，一邊對晶圓進行研磨；研磨液供給噴嘴4-32A，用於給研磨墊4-10供給研磨液、修整液(例如純水)；修整工具4-33A，用於進行研磨墊4-10的研磨面的修整；及噴霧器4-34A，噴射液體(例如純水)與氣體(例如氮氣)的混合流體或液體(例如純水)來去除研磨面上的漿料、研磨生成物及修整所產生的研磨墊殘渣。
同樣，第2研磨單元4-3B具備研磨台4-30B、頂環4-31B、研磨液供給噴嘴4-32B、修整工具4-33B及噴霧器4-34B。第3研磨單元4-3C具 備研磨台4-30C、頂環4-31C、研磨液供給噴嘴4-32C、修整工具4-33C及噴霧器4-34C。第4研磨單元4-3D具備研磨台4-30D、頂環4-31D、研磨液供給噴嘴4-32D、修整工具4-33D及噴霧器4-34D。
第1研磨單元4-3A、第2研磨單元4-3B、第3研磨單元4-3C及第4研磨單元4-3D由於互相具有相同的結構，因此，以下僅對第1研磨單元4-3A進行說明。
圖32是示意地表示第1研磨單元4-3A的立體圖。頂環4-31A支承於頂環旋轉軸4-36。在研磨台4-30A的上表面貼附有研磨墊4-10。研磨墊4-10的上表面形成對晶圓W進行研磨的研磨面。另外，也能夠使用固結磨料代替研磨墊4-10。頂環4-31A及研磨台4-30A如箭頭所示，構成為繞其軸心旋轉。晶圓W通過真空吸附保持在頂環4-31A的下表面。在研磨時，在研磨液從研磨液供給噴嘴4-32A供給到研磨墊4-10的研磨面的狀態下，作為研磨對象的晶圓W被頂環4-31A按壓在研磨墊4-10的研磨面並被研磨。
<搬運機構>
接著，對用於搬運晶圓的搬運機構進行說明。如圖31所示，與第1研磨單元4-3A及第2研磨單元4-3B相鄰而配置有第1線性傳送裝置4-6。第1線性傳送裝置4-6是在沿研磨單元4-3A、4-3B排列的方向的四個搬運位置(從裝載/卸載單元側開始依次為第1搬運位置4-TP1、第2搬運位置4-TP2、第3搬運位置4-TP3、第4搬運位置4-TP4)之間搬運晶圓的機構。
另外，與第3研磨單元4-3C及第4研磨單元4-3D相鄰而配置有第2線性傳送裝置4-7。第2線性傳送裝置4-7是在沿研磨單元4-3C、4-3D排 列的方向的三個搬運位置(從裝載/卸載單元側開始依次為第5搬運位置4-TP5、第6搬運位置4-TP6、第7搬運位置4-TP7)之間搬運晶圓的機構。
晶圓通過第1線性傳送裝置4-6被搬運到研磨單元4-3A、4-3B。第1研磨單元4-3A的頂環4-31A通過頂環頭的擺動動作在研磨位置與第2搬運位置4-TP2之間移動。因此，在第2搬運位置4-TP2進行晶圓向頂環4-31A的交接。同樣，第2研磨單元4-3B的頂環4-31B在研磨位置與第3搬運位置4-TP3之間進行移動，在第3搬運位置4-TP3進行晶圓向頂環4-31B的交接。第3研磨單元4-3C的頂環4-31C在研磨位置與第6搬運位置4-TP6之間進行移動，在第6搬運位置4-TP6進行晶圓向頂環4-31C的交接。第4研磨單元4-3D的頂環4-31D在研磨位置與第7搬運位置4-TP7之間進行移動，在第7搬運位置4-TP7進行晶圓向頂環4-31D的交接。
在第1搬運位置4-TP1配置有從搬運用機器人4-22接收晶圓用的升降器4-11。晶圓通過該升降器4-11而從搬運用機器人4-22被交接到第1線性傳送裝置4-6。閘門(未圖示)位於升降器4-11與搬運用機器人4-22之間，並設置於分隔壁4-1a，在晶圓搬運時打開閘門將晶圓從搬運用機器人4-22傳遞到升降器3-11。另外，在第1線性傳送裝置4-6、第2線性傳送裝置4-7與清洗單元4-4之間配置有擺動式傳送裝置4-12。該擺動式傳送裝置4-12具有可在第4搬運位置4-TP4與第5搬運位置4-TP5之間移動的機械手。晶圓從第1線性傳送裝置4-6向第2線性傳送裝置4-7的交接由擺動式傳送裝置4-12進行。晶圓由第2線性傳送裝置4-7搬運到第3研磨單元4-3C及/或第4研磨單元4-3D。在研磨單元4-3被研磨的晶圓經由擺動式傳送裝置4-12被搬運到清洗單元4-4。另外，在擺動式傳送裝置4-12的側方配置有設置於未圖 示的框架的晶圓W的暫置台4-180。暫置台4-180與第1線性傳送裝置4-6相鄰地配置，且位於第1線性傳送裝置4-6與清洗單元4-4之間。
第1線性傳送裝置4-6、第2線性傳送裝置4-7如日本特開2010-50436號公報所記載，分別具有複數個搬運台(未圖示)。由此，例如能夠將未研磨的晶圓搬運到各搬運位置的搬運台與將研磨後的晶圓從各搬運位置搬運的搬運台分開使用。由此能夠將晶圓迅速搬運到搬運位置開始研磨，且能夠將研磨後的晶圓迅速送到清洗單元。
<清洗單元>
圖33(a)是表示清洗單元4-4的俯視圖，圖33(b)是表示清洗單元4-4的側面圖。如圖33(a)及圖33(b)所示，清洗單元4-4在此被劃分為輥形清洗室4-190、第1搬運室4-191、筆形清洗室4-192、第2搬運室4-193、乾燥室4-194、拋光處理室4-300及第3搬運室4-195。另外，能夠使研磨單元4-3、輥形清洗室4-190、筆形清洗室4-192、乾燥室4-194及拋光處理室4-300的各室間的壓力平衡是乾燥室4-194>輥形清洗室4-190及筆形清洗室4-192>拋光處理室4-300≧研磨單元4-3。在研磨單元中使用研磨液，在拋光處理室中有時也使用研磨液作為拋光處理液。由此，通過成為如上所述的壓力平衡，特別地能夠防止研磨液中的磨料這樣的微粒成分流入清洗及乾燥室，由此能夠維持清洗及乾燥室的清潔度。
在輥形清洗室4-190內配置有沿縱向排列的上側輥形清洗組件4-201A及下側輥形清洗組件4-201B。上側輥形清洗組件4-201A配置於下側輥形清洗組件4-201B的上方。上側輥形清洗組件4-201A及下側輥形清洗 組件4-201B是一邊將清洗液供給到晶圓的正反面，一邊通過旋轉的兩個海綿輥(第1清洗工具)分別按壓晶圓的正反面來清洗晶圓的清洗機。在上側輥形清洗組件4-201A與下側輥形清洗組件4-201B之間設置晶圓的暫置台4-204。
在筆形清洗室4-192內配置有沿縱向排列的上側筆形清洗組件4-202A及下側筆形清洗組件4-202B。上側筆形清洗組件4-202A配置於下側筆形清洗組件4-202B的上方。上側筆形清洗組件4-202A及下側筆形清洗組件4-202B是一邊將清洗液供給到晶圓的表面，一邊通過旋轉的筆形海綿(第2清洗工具)按壓晶圓的表面並在晶圓的直徑方向擺動來清洗晶圓的清洗機。在上側筆形清洗組件4-202A與下側筆形清洗組件4-202B之間設置晶圓的暫置台4-203。
在乾燥室4-194內配置有沿縱向排列的上側乾燥組件4-205A及下側乾燥組件4-205B。上側乾燥組件4-205A及下側乾燥組件4-205B相互隔離。在上側乾燥組件4-205A及下側乾燥組件4-205B的上部設置將清潔的空氣分別供給到乾燥組件4-205A、4-205B內的過濾器風扇單元4-207A、4-207B。
上側輥形清洗組件4-201A、下側輥形清洗組件4-201B、上側筆形清洗組件4-202A、下側筆形清洗組件4-202B、暫置台4-203、上側乾燥組件4-205A及下側乾燥組件4-205B經由螺栓等固定於未圖示的框架。
在第1搬運室4-191配置有能夠上下動的第1搬運用機器人(搬運機構)4-209。在第2搬運室4-193配置有能夠上下動的第2搬運用機器人4-210。在第3搬運室4-195配置有能夠上下動的第3搬運用機器人(搬運機 構)4-213。第1搬運用機器人4-209、第2搬運用機器人4-210及第3搬運用機器人4-213分別移動自如地支承於沿縱向延伸的支承軸4-211、4-212、4-214。第1搬運用機器人4-209、第2搬運用機器人4-210及第3搬運用機器人4-213構成為內部具有發動機等的驅動機構，且能夠沿支承軸4-211、4-212、4-214上下移動自如。第1搬運用機器人4-209與搬運用機器人4-22同樣具有上下兩段的機械手。如圖33(a)虛線所示，在第1搬運用機器人4-209，其下側的機械手配置於能夠到達上述暫置台4-180的位置。第1搬運用機器人4-209的下側的機械手到達暫置台4-180時，打開設置於分隔壁4-1b的閘門(未圖示)。
第1搬運用機器人4-209以在暫置台4-180、上側輥形清洗組件4-201A、下側輥形清洗組件4-201B、暫置台4-204、暫置台4-203、上側筆形清洗組件4-202A及下側筆形清洗組件4-202B之間搬運晶圓W的方式動作。在搬運清洗前的晶圓(附著有漿料的晶圓)時，第1搬運用機器人4-209使用下側的機械手，在搬運清洗後的晶圓時使用上側的機械手。
第2搬運用機器人4-210以在上側筆形清洗組件4-202A、下側筆形清洗組件4-202B、暫置台4-203、上側乾燥組件4-205A及下側乾燥組件4-205B之間搬運晶圓W的方式動作。第2搬運用機器人4-210僅搬運清洗後的晶圓，因此僅具備一個機械手。圖31所示搬運用機器人4-22使用上側的機械手從上側乾燥組件4-205A或下側乾燥組件4-205B取出晶圓，並將該晶圓放回晶圓盒。搬運用機器人4-22的上側機械手到達乾燥組件4-205A、4-205B時，打開設置於分隔壁4-1a的閘門(未圖示)。
在拋光處理室4-300具備上側拋光處理組件4-300A及下側拋光處理組件4-300B。第3搬運用機器人4-213以在上側輥形清洗組件4-201A、 下側輥形清洗組件4-201B、暫置台4-204、上側拋光處理組件4-300A及下側拋光處理組件4-300B之間搬運晶圓W的方式動作。第3搬運用機器人4-213具有上下兩段的機械手。
另外，在本實施方式中，例示了在清洗單元4-4內，將拋光處理室4-300、輥形清洗室4-190及筆形清洗室4-192從離裝載/卸載單元4-2遠的位置起依序排列地配置的例子，但不限定於此。拋光處理室4-300、輥形清洗室4-190及筆形清洗室4-192的配置方式能夠根據晶圓的品質及生產量等適當地選擇。另外，在本實施方式中，例示了具備上側拋光處理組件4-300A及下側拋光處理組件4-300B的例，但不限定於此，也可以僅具備一方的拋光處理組件。另外，在本實施方式中，除拋光處理室4-300外，例舉了輥形清洗組件及筆形清洗組件作為清洗晶圓W的組件進行了說明，但不限定於此，還能夠進行雙流體噴射清洗(2FJ清洗)或百萬赫茲聲波(megasonic)清洗。雙流體噴射清洗是使承載於高速氣體的微小液滴(霧)從雙流體噴嘴朝向晶圓W噴出並衝撞，利用由微小液滴向晶圓W表面的衝撞所產生的衝擊波來去除晶圓W表面的微粒等(清洗)。兆聲波清洗是對清洗液施加超聲波，使清洗液分子的振動加速度所產生的作用力作用於微粒(particle)等附著粒子來去除微粒。以下，對上側拋光處理組件4-300A及下側拋光處理組件4-300B進行說明。由於上側拋光處理組件4-300A及下側拋光處理組件4-300B為相同結構，因此僅對上側拋光處理組件4-300A進行說明。
<拋光處理組件>
圖34是表示上側拋光處理組件的概要結構的圖。如圖34所示，上側拋 光處理組件4-300A具備：拋光台4-400，設置有晶圓W；拋光頭4-500，安裝有用於對晶圓W的處理面進行拋光處理的拋光墊4-502；拋光臂4-600，經由連結部4-630對拋光頭4-500進行保持，該連結部4-630連接於拋光頭4-500的未安裝有拋光墊4-502的面；液供給系統4-700，用於供給拋光處理液；及修正部4-800，用於進行拋光墊4-502的修正(磨銳)。另外，拋光處理組件4-300A具備倒角結構，該倒角結構用於對拋光墊4-502的與晶圓W接觸的接觸面的周緣部進行倒角，關於倒角結構的詳細見後述。如圖34所示，拋光墊(第3清洗工具)4-502比晶圓W直徑小。在例如晶圓W為Φ 300mm的情況下，希望拋光墊4-502較佳為Φ 100mm以下，更佳為Φ 60~100mm。這是因為拋光墊的直徑越大，與晶圓的面積比就越小，增加了晶圓的拋光處理速度。另一方面，關於晶圓處理速度的面內均一性，反而是拋光墊的直徑越小，面內均一性越提高。這是因為單位處理面積變小，如圖34所示那樣，在通過拋光臂4-600使拋光墊4-502在晶圓W的面內進行擺動等相對運動從而進行晶圓整個面處理的方式中變得有利。
另外，拋光處理液至少包含DIW(純水)、清洗藥液及漿料這樣的研磨液中的一種。拋光處理的方式主要有兩種。一種是將在作為處理對象的晶圓上殘留的漿料、研磨生成物的殘渣這樣的污染物在與拋光墊接觸時除去的方式，另一種是將附著有上述污染物的處理對象通過研磨等而除去一定量的方式。在前者，拋光處理液較佳為清洗藥液、DIW，在後者較佳為研磨液。但是，在後者，對於CMP後的被處理面的狀態(平坦性、殘膜量)的維持來說，希望在上述處理中的除去量例如少於10nm，較佳為5nm以下，在該情況下，有時不需要通常程度的CMP的除去速度。在這樣的 情況下，也可以通過適當對研磨液進行稀釋等處理從而進行處理速度的調整。另外，拋光墊4-502例如由發泡聚氨酯類的硬墊、絨面革類的軟墊或者海綿等形成。
拋光墊的種類根據處理對象物的材質、要除去的污染物的狀態適當選擇即可。例如在污染物埋入處理對象物表面的情況下，也可以使用更容易對污染物作用物理力的硬墊，即硬度、剛性較高的墊作為拋光墊。另一方面，在處理對象物為例如低介電質(Low-k)膜等機械強度較小的材料的情況下，為了降低被處理面的損傷，也可以使用軟墊。另外，在拋光處理液為如漿料這樣的研磨液的情況下，由於僅靠拋光墊的硬度、剛性不能確定處理對象物的除去速度、污染物的除去效率、損傷發生的有無，因此也可以適當選擇。另外，在這些拋光墊的表面也可以實施例如同心圓狀溝槽、XY溝槽、螺旋溝槽、放射狀溝槽這樣的溝槽形狀。進一步，也可以在拋光墊內設置至少一個以上貫通拋光墊的孔，通過本孔而供給拋光處理液。另外，也可以使用例如PVA海綿這樣的拋光處理液能夠浸透的海綿狀的材料作為拋光墊。由此，能夠使拋光墊面內的拋光處理液的流動分佈均一化，能夠迅速排出拋光處理中除去的污染物。
拋光台4-400具有吸附晶圓W的機構。另外，拋光台4-400能夠通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線A旋轉。另外，拋光台4-400也可以通過未圖示的驅動機構使晶圓W進行角度旋轉運動(角度不滿360°的圓弧運動)或渦卷運動(也稱為軌道運動、圓軌跡運動)。拋光墊4-502安裝於拋光頭4-500的與晶圓W相對的面。拋光頭4-500能夠通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線B旋轉。另外，拋光頭4-500能夠通過未圖示的驅動機構將拋光墊4-502 按壓在晶圓W的處理面。拋光臂4-600能夠使拋光頭4-500如箭頭C所示地在晶圓W的半徑或直徑的範圍內移動。另外，拋光臂4-600能夠使拋光頭4-500擺動至拋光墊4-502與修正部4-800相對的位置為止。
修正部4-800是用於修正拋光墊4-502的表面的部件。修正部4-800具備修整工具台4-810與設置於修整工具台4-810的修整工具4-820。修整工具台4-810能夠通過未圖示的驅動機構繞旋轉軸線D旋轉。另外，修整工具台4-810也可以通過未圖示的驅動機構使修整工具4-820進行渦卷運動。修整工具4-820由在表面電沉積固定有金剛石的粒子的或金剛石磨料配置於與拋光墊接觸的接觸面的整個面或局部的金剛石修整工具、樹脂製的刷毛配置於與拋光墊接觸的接觸面的整個面或局部的刷形修整工具或者它們的組合形成。
上側拋光處理組件4-300A在進行拋光墊4-502的修正時使拋光臂4-600回旋直到拋光墊4-502與修整工具4-820相對的位置為止。上側拋光處理組件4-300A通過使修整工具台4-810繞旋轉軸線D旋轉且使拋光頭4-500回旋，將拋光墊4-502按壓在修整工具4-820來進行拋光墊4-502的修正。作為修正條件，修正負荷為80N以下即可，從拋光墊4-502的壽命的觀點看為40N以下更好。另外，希望拋光墊4-502及修整工具4-820的轉速在500rpm以下使用。另外，在修正時在拋光墊4-502與修整工具4-820間供給流體。在此，作為流體，能夠例舉DIW、晶圓清洗所使用的清洗液等藥液。由此能夠將拋光墊4-502的修正中產生的墊殘渣、拋光處理中附著於拋光墊4-502表面的生成物迅速排出到系統外。進一步，通過對修正處理後的拋光墊4-502表面進一步實施上述的由DIW、藥液進行的漂洗(rinse)處理，從而 維持拋光墊4-502表面的清潔度。另外，在本實施方式中，表示了晶圓W的處理面及修整工具4-820的磨光面沿水平方向設置的例子，但不限定於此。例如，上側拋光處理組件4-300A能夠以使晶圓W的處理面及修整工具4-820的修整面沿鉛直方向設置的方式來配置拋光台4-400及修整工具台4-810。在該情況下，拋光臂4-600及拋光頭4-500配置為能夠使拋光墊4-502與配置於鉛直方向的晶圓W的處理面接觸來進行拋光處理，且能夠使拋光墊4-502與配置於鉛直方向的修整工具4-820的修整面接觸來進行修正處理。另外，也可以是拋光台4-400或修整工具台4-810任一方配置於鉛直方向，以配置於拋光臂4-600的拋光墊4-502與各檯面相對的方式使拋光臂4-600的全部或一部分旋轉。
液供給系統4-700具備用於對晶圓W的處理面供給純水(DIW)的純水噴嘴4-710。純水噴嘴4-710經由純水配管4-712連接於純水供給源4-714。在純水配管4-712設置有能夠開閉純水配管4-712的開閉閥4-716。控制裝置4-5能夠通過控制開閉閥4-716的開閉，在任意的時刻對晶圓W的處理面供給純水。
另外，液供給系統4-700具備用於給晶圓W的處理面供給藥液(Chemi)的藥液噴嘴4-720。藥液噴嘴4-720經由藥液配管4-722連接於藥液供給源4-724。在藥液配管4-722設置有能夠開閉藥液配管4-722的開閉閥4-726。控制裝置4-5能夠通過控制開閉閥4-726的開閉，在任意的時刻對晶圓W的處理面供給藥液。
上側拋光處理組件4-300A能夠經由拋光臂4-600、連結部4-630、拋光頭4-500及拋光墊4-502向晶圓W的處理面選擇性地供給純水、 藥液或漿料等研磨液。在拋光墊4-502設置有至少一個以上的貫通孔，能夠通過本孔供給拋光處理液
即，從純水配管4-712中的純水供給源4-714與開閉閥4-716之間分支了分支純水配管4-712a。同樣，從藥液配管4-722中的藥液供給源4-724與開閉閥4-726之間分支了分支藥液配管4-722a。分支純水配管4-712a、分支藥液配管4-722a及連接於研磨液供給源4-734的研磨液配管4-732匯流於液供給配管4-740。在分支純水配管4-712a設置有能夠有開閉分支純水配管4-712a的開閉閥4-718。在分支藥液配管4-722a設置能夠開閉分支藥液配管4-722a的開閉閥4-728。在研磨液配管4-732設置有能夠開閉研磨液配管4-732的開閉閥4-736。
液供給配管4-740的第1端部連接於分支純水配管4-712a、分支藥液配管4-722a及研磨液配管4-732這三系統的配管。液供給配管4-740通過拋光臂4-600的內部、連結部4-630的內部、拋光頭4-500的中央及拋光墊4-502的中央而延伸。液供給配管4-740的第2端部朝向晶圓W的處理面開口。控制裝置4-5能夠通過控制開閉閥4-718、開閉閥4-728及開閉閥4-736的開閉，在任意的時刻向晶圓W的處理面供給純水、藥液、漿料等研磨液的任一種或它們的任意的組合的混合液。
上側拋光處理組件4-300A能夠經由液供給配管4-740向晶圓W供給處理液且使拋光台4-400繞旋轉軸線A旋轉，將拋光墊4-502按壓在晶圓W的處理面，並使拋光頭4-500一邊繞旋轉軸線B旋轉，一邊在箭頭C方向上擺動，從而進行對晶圓W的拋光處理。另外，雖然作為拋光處理中的條件，基本上本處理是通過機械作用除去缺陷，但另一方面考慮對晶圓W的 損傷的降低，希望壓力在3psi以下，較佳為在2psi以下。另外，考慮拋光處理液的面內分佈，希望晶圓W及拋光頭4-500的轉速為1000rpm以下。另外，拋光頭4-500的移動速度為300mm/sec以下。然而，根據晶圓W及拋光頭4-500的轉速及拋光頭4-500的移動距離，最適當的移動速度的分佈是不同的，因此希望在晶圓W面內拋光頭4-500的移動速度是可變的。作為該情況下的移動速度的變化方式，希望例如為如下方式：能夠將晶圓W面內的擺動距離分割成複數個區間，對各個區間設定移動速度。另外，作為拋光處理液流量，為了在晶圓W及拋光頭4-500高速旋轉時也保持充足的處理液的晶圓面內分佈，大流量較好。然而另一方面，由於處理液流量增加導致處理成本的增加，因此希望流量在1000ml/min以下，較佳為在500ml/min以下。
在此，作為拋光處理，包含拋光研磨處理與拋光清洗處理的至少一方。
拋光研磨處理是指如下處理：一邊使拋光墊4-502接觸晶圓W，一邊使晶圓W與拋光墊4-502相對運動，通過在晶圓W與拋光墊4-502之間介入漿料等研磨液來對晶圓W的處理面進行研磨除去。拋光研磨處理是如下處理：能夠對晶圓W施加比輥形清洗室4-190中通過海綿輥對晶圓W施加的物理作用力及筆形清洗室4-192中通過筆形海綿對晶圓W施加的物理作用力強的物理作用力。通過拋光研磨處理，能夠實現附著有污染物的表層部的除去、研磨單元4-3中未能由主研磨去除的部位的追加除去、或主研磨後的形貌改善。
拋光清洗處理為如下處理：一邊使拋光墊4-502接觸晶圓W，一邊使晶圓W與拋光墊4-502相對運動，通過使清洗處理液(藥液或藥 液與純水)介入晶圓W與拋光墊4-502之間來去除晶圓W表面的污染物，對處理面進行改性。拋光清洗處理是如下處理：能夠對晶圓W施加比輥形清洗室4-190中通過海綿輥對晶圓W施加的物理作用力及筆形清洗室4-192中通過筆形海綿對晶圓W施加的物理作用力強的物理作用力。通過拋光清洗處理，能夠去除無法由PVA海綿等軟質材料來去除的粘性的微粒或埋入基板表面的污染物。
圖35是表示本實施方式的拋光處理組件的概要結構的圖。另外，以下的說明以拋光處理組件(上側拋光處理組件)4-300A為例進行說明，但不限定於此。
如圖35所示，本實施方式的拋光處理組件4-300A具備拋光臂4-600。拋光臂4-600是如下敘述的臂：沿拋光台4-400的晶圓W設置面延伸，且能夠以拋光台4-400的外部的軸4-610為支點沿拋光台4-400的晶圓W設置面轉動。
拋光處理組件4-300A具備安裝有比晶圓W直徑小的拋光墊4-502的拋光頭4-500。拋光頭4-500保持於拋光臂4-600的與軸4-610相反側的端部4-620。
拋光臂4-600能夠沿晶圓W的處理面水平運動。例如，在進行拋光處理時，在使拋光墊4-502與晶圓W接觸的狀態下，拋光臂4-600能夠在晶圓W的中央部與周緣部之間擺動。
另外，如圖35所示，為了對拋光墊4-502進行修正，拋光臂4-600能夠在修整工具4-820與晶圓W之間水平運動。
另外，作為水平運動的種類，有直線動、圓弧運動。另外， 作為運動方向，例如有從晶圓W的中心側向周緣部或其反方向的一方向運動，或以晶圓W中心側或周緣部側為起點的在晶圓半徑或直徑的範圍內的往復運動。另外，在水平運動時，各拋光臂的運動速度也可以是在運動範圍內能夠變更的。這是因為拋光墊的滯留時間的分佈影響晶圓W的處理速度的分佈。作為該情況下的移動速度的變化方式，例如希望為如下方式：能夠將晶圓W面內的擺動距離分割成複數個區間，對各個區間設定移動速度。
<本實施方式的拋光墊>
接著，對本實施方式的拋光墊4-502進行詳細地說明。圖36是示意地表示本實施方式的拋光墊的圖。
如圖36所示，在拋光頭4-500安裝有拋光墊4-502，該拋光墊4-502比晶圓W直徑小，且對與晶圓W接觸的接觸面4-502a的周緣部4-502b(角部)實施了倒角。換言之，本實施方式的拋光墊4-502的直徑比晶圓W的直徑小，且對與晶圓W接觸的接觸面4-502a的周緣部4-502b(角部)實施了倒角。
通過如本實施方式這樣對拋光墊4-502的周緣部4-502b實施倒角，從而在晶圓W與拋光墊4-502接觸時，抑制了周緣部的壓力集中，從而使拋光墊4-502內的壓力分佈均一化，由此晶圓W面內的拋光處理速度的均一性得到提高。即，若使未對周緣部實施倒角的拋光墊與晶圓W接觸並相對運動，則在拋光墊的接觸面的周緣部產生比其他部分高的壓力。換言之，在拋光墊的接觸面的周緣部產生壓力集中。其結果，由於晶圓W的與 拋光墊的接觸面的周緣部接觸的部分與其他部分相比被過度地拋光處理(例如拋光研磨處理)，因此有可能有損於拋光處理的均一性。
與此相對，根據本實施方式，由於對拋光墊4-502的周緣部4-502b(角部)實施了倒角，因此即使使拋光墊與晶圓W接觸並相對運動，也難以在周緣部4-502b產生壓力集中。其結果，在晶圓W與拋光墊4-502的接觸中，能夠抑制在周緣部的壓力集中，抑制因該壓力集中引起的在晶圓W面內的拋光處理速度的均一性的惡化。
另外，周緣部4-502b的倒角通過將周緣部4-502b加工成C面、R面或錐面等來實現。以下，對周緣部4-502b的倒角加工的方式進行說明。
<第1實施方式>
接著，對第1實施方式的處理組件進行說明。圖37是示意地表示拋光處理組件的第1實施方式的圖。圖37A是從側面示意地描繪拋光處理組件的第1實施方式的圖，圖37B是從上面示意地描繪拋光處理組件的第1實施方式的圖。第1實施方式的拋光處理組件4-300A是在圖34所示拋光處理組件4-300A進一步具備用於對拋光墊4-502的接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角的倒角結構4-900的實施方式。
如圖37所示，拋光處理組件(上側拋光處理組件)4-300A具備用於對拋光墊4-502的接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角的倒角結構4-900。倒角結構4-900具備修正部4-800，該修正部4-800具有修整工具4-820及用於保持修整工具4-820的修整工具台4-810。另外，修整工具4-820 是用於通過與拋光墊4-502接觸並相對運動來進行拋光墊4-502的修正。倒角結構4-900一邊通過修正部4-800對拋光墊4-502的接觸面進行修正，一邊對接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角。另外，倒角結構4-900一邊通過修正部4-800對拋光墊4-502的接觸面4-502a進行修正，一邊對接觸面4-502a的周緣部4-502b以比該周緣部以外的部分更強的程度進行修正，由此對接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角。
具體而言，倒角結構4-900具備突起4-820a，該突起4-820a形成於修整工具4-820的與拋光墊4-502接觸的接觸面4-820C的與拋光墊4-502的周緣部4-502b接觸的部分。換言之，修整工具4-820在與拋光墊4-502的周緣部4-502b接觸的部分形成有突起4-820a。具體而言，突起4-820a環狀地形成於修整工具4-820的與拋光墊4-502接觸的接觸面4-820c的周緣部4-820d。另外，突起4-820a具有從接觸面4-820c朝向徑向外側傾斜地立起的斜面4-820b。斜面4-820b相對於修整工具台4-810的旋轉軸線D傾斜。
在進行拋光墊4-502的修正(磨銳)時，修整工具台4-810繞旋轉軸線D旋轉。另一方面，在進行拋光墊4-502的修正(磨銳)時，拋光臂4-600一邊使拋光頭4-500(連結部4-630)繞旋轉軸線B旋轉，一邊使拋光頭4-500向靠近修整工具4-820的方向移動。由此，拋光墊4-502的周緣部4-502b與修整工具4-820的突起4-820a(斜面4-820b)接觸。從而，在拋光墊4-502的周緣部4-502b形成與突起4-820a的斜面4-820b對應形狀的面。其結果，如圖36所示對拋光墊4-502的周緣部4-502b實施倒角。
因此，根據本實施方式，即使使拋光墊4-502與晶圓W接觸並相對運動，在周緣部4-502b也抑制了壓力集中。其結果，能夠抑制在晶圓 W與拋光墊4-502的接觸中在周緣部的壓力集中，且抑制因該壓力集中引起的拋光處理速度的在晶圓W面內的均一性的惡化。另外，在本實施方式中，在進行拋光墊4-502整個面的修正中，是特別地加強邊緣部的修正來進行倒角的方式，是修整工具4-820自身也進行旋轉運動的方式。由此，能夠在修正時使拋光墊4-502面內的相對運動速度均一化，因此能夠維持拋光墊4-502面內的修正的均一性，且同時能夠對拋光墊4-502的邊緣部實施倒角。進一步，在本實施方式中，如上所述，在拋光墊4-502的修正中，實施DIW、藥液的供給，且在修正後還進行漂洗處理，因此能夠維持拋光墊4-502表面的清潔度。
另外，在圖37中，表示了在修整工具4-820的接觸面4-820c的周緣部4-820d形成環狀的突起4-820a的例。然而，不限定於此，突起4-820a只要是在進行拋光墊4-502的修正(磨銳)時，形成於與拋光墊4-502的周緣部4-502b接觸的部分即可。
<第2實施方式>
接著，對第2實施方式的處理組件進行說明。圖38是示意地表示拋光處理組件的第2實施方式的圖。圖38A是從側面示意地描繪拋光處理組件的第2實施方式的圖，圖38B是從上面示意地描繪拋光處理組件的第2實施方式的圖。第2實施方式的拋光處理組件4-300A是在圖34所示拋光處理組件4-300A進一步具備用於對拋光墊4-502的接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角的倒角結構4-900的實施方式。
如圖38所示，拋光處理組件(上側拋光處理組件)4-300A 具備用於對拋光墊4-502的接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角的倒角結構4-900。與第1實施方式相同，倒角結構4-900具備修正部4-800，該修正部4-800具有修整工具4-820及用於保持修整工具4-820的修整工具台4-810。另外，與第1實施方式相同，倒角結構4-900一邊通過修正部4-800對拋光墊4-502的接觸面進行修正，一邊對接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角。另外，倒角結構4-900一邊通過修正部4-800對拋光墊4-502的接觸面4-502a進行修正，一邊對接觸面4-502a的周緣部4-502b以比該周緣部以外的部分更強的程度進行修正，由此對接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角。
在此，修整工具4-820能夠配置為在進行拋光墊4-502的修正時，拋光墊4-502的周緣部4-502b和修整工具4-820的與拋光墊4-502接觸的接觸面4-820c的周緣部4-820d交叉並接觸。換言之，修整工具4-820配置為拋光墊4-502的一部分從修整工具4-802突出(懸於……之上)。
根據本實施方式，拋光墊4-502的周緣部4-502b如圖36所示地被實施倒角。即，若使未對周緣部實施倒角的拋光墊與晶圓W接觸並相對運動，則與在拋光墊的周緣部產生壓力集中相同，在使拋光墊4-502與修整工具4-820接觸並相對運動的情況下，也在雙方的周緣部產生壓力集中。根據本實施方式，如圖38B所示，拋光墊4-502的周緣部4-502b與修整工具4-820的周緣部4-820d在兩處接觸點4-830a、4-830b接觸。因此，拋光墊4-502在兩處接觸點4-830a、4-830b的壓力集中特別大，修整工具4-820的修正(磨銳)量變大。其結果，拋光墊4-502的周緣部4-502b如圖36所示地被實施倒角。
因此，根據本實施方式，即使使拋光墊4-502與晶圓W接觸 並相對運動，由於周緣部4-502b實施了倒角而難以產生壓力集中。其結果，能夠抑制因晶圓W與拋光墊4-502的接觸的壓力集中而引起的拋光處理速度的在晶圓W面內的均一性的惡化。另外，在本實施方式中，在進行拋光墊4-502整個面的修正中，是特別地加強邊緣部的修正來進行倒角的方式，是修整工具4-820自身也進行旋轉運動的方式。由此，能夠在修正時使拋光墊4-502面內的相對運動速度均一化，因此能夠維持拋光墊4-502面內的修正的均一性，且同時能夠對拋光墊4-502的邊緣部實施倒角。進一步，在本實施方式中，如上所述，在拋光墊4-502的修正中，實施DIW、藥液的供給，且在修正後還進行漂洗處理，因此能夠維持拋光墊4-502表面的清潔度。
另外，在圖38中，表示了拋光墊4-502的周緣部4-502b與修整工具4-820的周緣部4-820d在兩處接觸點4-830a、4-830b接觸的例。然而，並不限定於此，例如，也可以通過使拋光頭4-500的旋轉軸線B向修整工具台4-810的旋轉軸線D的方向移動，從而使拋光墊4-502的周緣部4-502b與修整工具4-820的周緣部4-820d在一處接觸點接觸。
<第3實施方式>
接著，對第3實施方式的處理組件進行說明。圖39是示意地表示拋光處理組件的第3實施方式的圖。圖39A是從側面示意地描繪拋光處理組件的第3實施方式的圖，圖39B是從上面示意地描拋光處理組件的第2實施方式的圖。第3實施方式的拋光處理組件4-300A是在圖34所示的拋光處理組件4-300A進一步具備用於對拋光墊4-502的接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角的倒角結構4-900的實施方式。
如圖39所示，拋光處理組件(上側拋光處理組件)4-300A具備用於對拋光墊4-502的接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角的倒角結構4-900。與第1實施方式相同，倒角結構4-900具備修正部4-800，該修正部4-800具有修整工具4-820及用於保持修整工具4-820的修整工具台4-810。另外，與第1實施方式相同，倒角結構4-900一邊通過修正部4-800對拋光墊4-502的接觸面進行修正，一邊對接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角。另外，倒角結構4-900一邊通過修正部4-800對拋光墊4-502的接觸面4-502a進行修正，一邊對接觸面4-502a的周緣部4-502b以比該周緣部以外的部分更強的程度進行修正，由此對接觸面4-502a的周緣部4-502b實施倒角。
具體而言，倒角結構4-900具備配置於拋光頭4-500與拋光墊4-502之間的袋體4-520及通過向袋體4-520供給流體而能夠調整袋體4-520的壓力的按壓機構4-530。
袋體4-520如例如空氣囊(air bag)這樣根據按壓機構4-530產生的流體的供給壓力而產生壓力變化。按壓機構4-530是與袋體4-520連通，且通過向袋體4-520供給流體(例如空氣、N2等)從而能夠調整拋光墊4-502的對晶圓W的接觸力的分佈的部件。
如圖39所示，袋體4-502包含以流體相互不連通的方式配置成同心圓狀的複數個空間4-520-1、4-520-2、4-520-3。另外，空間4-520-0在此是與液供給配管4-740連通，且用於給晶圓W的處理面供給純水、藥液、漿料等研磨液的任一種或它們的的任意組合的混合液的開口，但在不通過拋光頭4-500側供給這些液體的情況下，也可以與其他的空間相同，作為通過流體供給來進行壓力調整的空間來使用。
按壓機構4-530能夠獨立地向複數個空間4-520-1、4-520-2、4-520-3供給流體。具體而言，按壓機構4-530能夠以使複數個空間4-520-1、4-520-2、4-520-3中的，最外周的空間4-520-3的壓力比其他空間4-520-1、4-520-2的壓力高的方式調整複數個空間的容積。按壓機構4-530例如能夠通過獨立地控制向複數個空間4-520-1、4-520-2、4-520-3的流體的供給量，從而使最外周的空間4-520-3的壓力比其他的空間4-520-1、4-520-2的壓力高。
根據本實施方式，拋光墊4-502的周緣部4-502b如圖36所示地被實施倒角。即，若最外周的空間4-520-3的壓力比其他空間4-520-1、4-520-2的壓力高，則與最外周的空間4-520-3對應的拋光墊4-502的周緣部4-502b與其他部分相比，特別地通過修整工具4-820而修正(磨銳)量變大。其結果，拋光墊4-502的周緣部4-502b如圖36所示地被實施倒角。
因此，根據本實施方式，即使使拋光墊與晶圓W接觸並相對運動，由於周緣部4-502b實施了倒角而難以產生壓力集中。其結果，能夠抑制因晶圓W與拋光墊4-502的接觸壓力集中而引起的拋光處理速度的在晶圓W面內的均一性的惡化。另外，在本實施方式中，在進行拋光墊4-502整個面的修正中，是特別地加強邊緣部的修正來進行倒角的方式，是修整工具4-820自身也進行旋轉運動的方式。由此，能夠在修正時使拋光墊4-502面內的相對運動速度均一化，因此能夠維持拋光墊4-502面內的修正的均一性，且同時能夠對拋光墊4-502的邊緣部實施倒角。進一步，在本實施方式中，如上所述，在拋光墊4-502的修正中，實施DIW、藥液的供給，且在修正後還進行漂洗處理，因此能夠維持拋光墊4-502表面的清潔度。
另外，在圖39中，表示了將袋體4-520分隔成三個的複數個 的空間4-520-1、4-520-2、4-520-3的例子，但分隔袋體4-520的空間的個數不限定於此。另外，第3實施方式的拋光處理組件4-300A可以單獨地實施，也可以組合第1實施方式及第2實施方式來實施。
以上，與圖31~圖39一起，基於若干實施例對本發明的實施方式進行了說明，但上述發明的實施方式是為了便於理解本發明，而非限定本發明。本發明能夠不脫離其主旨地進行變更改良，且本發明理所當然包含其均等物。另外，在能夠解決上述課題的至少一部分的範圍或起到效果的至少一部分的範圍內，能夠進行申請專利範圍及說明書所記載的各結構要素的任意的組合或省略。
502‧‧‧拋光墊
502a‧‧‧第1部位
502b‧‧‧第2部位
521a、521b‧‧‧溝槽

Claims (13)

  1. 一種拋光組件，用於對基板進行拋光處理，該拋光組件具有：拋光台，該拋光台用於支承所述基板且該拋光台能夠旋轉；以及安裝有拋光墊的一個拋光頭，該拋光頭構成為能夠旋轉，且構成為能夠向靠近所述拋光台的方向及從該拋光台遠離的方向移動，所述拋光墊具備第1部位與第2部位，所述第2部位在所述第1部位的外側以包圍所述第1部位的方式配置，所述第1部位與所述第2部位的特性相互不同，前述拋光頭係具備：彈性部件，該彈性部件安裝有所述拋光墊；按壓機構，該按壓機構通過向所述彈性部件供給流體從而能夠調整所述拋光墊對所述基板的接觸力；及導向部件，該導向部件包圍所述彈性部件的側面整體，前述導向部件的與前述基板相對的面係構成為與前述基板的處理面成非接觸狀態，且前述導向部件係以樹脂材料構成。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的拋光組件，其中，所述特性包含材質、硬度、密度、單層及層疊的不同、厚度、溝槽形狀、壓縮率、孔密度、孔尺寸、發泡結構、撥水性、親水性中的至少一個。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的拋光組件，其中，所述第2部位的肖氏硬度D比所述第1部位的肖氏硬度D小。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的拋光組件，其中，在所述拋光頭的內部形成有內部供給線路，該內部供給線路用於將 所述拋光處理用的處理液供給到所述基板。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的拋光組件，其中，所述第1部位及所述第2部位安裝於所述拋光頭，所述第1部位與所述第2部位隔開間隔地配置。
  6. 一種拋光組件，用於對基板進行拋光處理，該拋光組件具備：拋光台，該拋光台用於支承所述基板且該拋光台能夠旋轉；以及安裝有拋光墊的拋光頭，用來藉由與處理對象物接觸而相對運動來對所述處理對象物進行拋光處理，前述拋光頭係具備：彈性部件，該彈性部件安裝有所述拋光墊；按壓機構，該按壓機構通過向所述彈性部件供給流體從而能夠調整所述拋光墊對所述基板的接觸力；及導向部件，該導向部件包圍所述彈性部件的側面整體，前述導向部件的與前述基板相對的面係構成為與前述基板的處理面成非接觸狀態，且前述導向部件係以樹脂材料構成。
  7. 根據申請專利範圍第1項或第6項所述的拋光組件，其中，所述導向部件在向所述彈性部件供給了流體的狀態下包圍所述彈性部件的側面整體。
  8. 根據申請專利範圍第1項或第6項所述的拋光組件，其中，所述彈性部件包含袋體，所述袋體的容積根據所述流體的供給量而變化，所述袋體包含所述流體相互不連通的複數個空間，所述按壓機構能夠獨立地向所述複數個空間供給所述流體。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的拋光組件，其中，所述複數個空間同心圓狀地配置。
  10. 根據申請專利範圍第1項或第6項所述的拋光組件，其中，所述拋光組件進一步具備支撐部件，所述支撐部件安裝於所述彈性部件的與所述基板接觸之側的面，所述拋光墊經由所述支撐部件而安裝於所述彈性部件。
  11. 根據申請專利範圍第1項所述的拋光組件，其中，所述拋光墊的直徑比所述基板的直徑小，所述拋光組件進一步具備：驅動機構，該驅動機構能夠使所述拋光台旋轉；以及拋光臂，該拋光臂對所述拋光頭進行保持，並且該拋光臂能夠使所述拋光頭旋轉並沿所述基板的板面擺動。
  12. 一種基板處理裝置，該基板處理裝置具備：化學機械研磨組件；以及用於對在所述化學機械研磨組件被處理後的基板進行後處理的申請專利範圍第1項所述的拋光組件。
  13. 一種基板處理裝置，該基板處理裝置具備：化學機械研磨組件；以及用於對在所述化學機械研磨組件被處理後的基板進行後處理的申請專利範圍第6項所述的拋光組件。
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