TWI801451B - 基板固持裝置及具備基板固持裝置之基板處理裝置 - Google Patents

基板固持裝置及具備基板固持裝置之基板處理裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種用以利用具備可移動的承台的移動機構的動力，以簡易的方法，正確地將基板定位於承台之裝置及方法。所提供的基板固持裝置係用以固持基板，該基板固持裝置係具有：基板承台，係用以支持基板；承台驅動機構，係用以使前述基板承台運動；定位銷，係用以將基板定位於前述基板承台上；第一彈推構件，係彈推前述定位銷；以及擋止構件，係可對於前述定位銷賦予對抗前述第一彈推構件的力；前述定位銷係構成為可藉由前述承台驅動機構而隨著前述基板承台運動，且構成為由於前述定位銷隨著前述基板承台運動而將前述基板定位於前述基板承台上。

Description

基板固持裝置及具備基板固持裝置之基板處理裝置
本發明係關於一種基板固持裝置及具備基板固持裝置之基板處理裝置。
半導體製造裝置中，對於處理對象物之基板Wf的圖案面施以某些處理(化學性、機械性的處理、測量等)時，會將基板Wf固定在處理基板Wf的機構的承台、台座等。此時，對於任意基板Wf，將其無偏差地固定於承台上的相同位置時，可對於任意基板Wf施以相同處理，而可將最終製品的品質保持於一定。最近的半導體製造裝置中，對於各製程的要求精度已達數nm的等級，為了達成對於基板Wf的正確位置進行正確處理，將基板Wf正確地定位至為重要。
已知一種對齊位置的方法，在將基板Wf與承台對齊位置時，以承台的中心為基準，而使基板Wf的中心與承台的中心一致。在此所謂的「承台的中心」，在承台為圓形時為承台的中心，另外，在承台不為圓形時，為承台的旋轉中心，或是將設置於承台以外的保持部的中心 設為當作對齊位置的基準之「承台的中心」。
例如，日本專利公開公報特開2003-133275號(專利文獻1)揭示一種使基板Wf的中心與承台的中心一致的方法，其係驅動設置於基板Wf的外周的複數個調整銷，藉由調整銷使基板Wf朝向承台的中心移動而使基板Wf的中心與承台的中心一致。另外，日本專利公開公報特開2013-65658號(專利文獻2)揭示一種使基板Wf的中心與承台的中心一致的方法，其係於基板Wf的外周設置引導件，該引導件係具備使承台中心方向變低的傾斜，基板Wf因重力的作用沿引導件的傾斜滑下而使基板Wf的中心與承台的中心一致。另外，亦有藉由配置於承台外周的預定位置的複數個銷來頂抵基板Wf，以將基板Wf定位於承台的方法。
半導體製程中，會用到用以進行基板Wf的研磨處理之化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)裝置。CMP裝置係具備：研磨單元，係用以進行處理對象物的研磨處理；洗淨單元，係用以進行處理對象物的洗淨處理及乾燥處理；以及裝載/卸載單元，係將處理對象物送交至研磨單元，並且接收經洗淨單元的洗淨處理及乾燥處理後的處理對象物。另外，CMP裝置係具備搬送機構，其係在研磨單元、洗淨單元及裝載/卸載單元內搬送處理對象物。CMP裝置係在藉由搬送機構搬送處理對象物的狀態下，依序進行研磨、洗淨及乾燥的各種處理。
最近的半導體製造裝置中，對於各製程的 要求精度已達數nm的等級，CMP也不例外。為了滿足此要求，CMP中會進行研磨及洗淨條件的最適化。然而，即使確定了最適當的條件，也無法避免由於構成要件的控制變動、耗材的隨時間經過的變化等而導致的研磨及洗淨性能的變化。另外，處理對象之半導體基板亦存在有不均的情況，例如，在CMP之前，形成於處理對象物的膜的膜厚、元件形狀等會存在有不均的情況。依據CMP時的處理條件、要藉由CMP研磨的膜層的下層的狀態等，有時會在基板面內發生局部研磨量的分佈不均。因此，在CMP中及CMP後，經研磨的膜的不均度、不完全的段差消除、甚至是原本應於研磨中完全除去的膜，會成為所謂的膜殘餘物之型態而顯在化。為了應對此種局部研磨量不均的情況，在基板的全面經CMP處理之後，利用部分研磨裝置來進行局部的殘留膜的研磨除去。此種部分研磨裝置係使用尺寸小於基板的研磨墊，此種部分研磨裝置中，為了研磨基板上的局部凸部，必須將小尺寸的研磨墊正確地推壓於基板上的凸部。因此，將基板正確地定位於承台至為重要。
[先前技術文獻]
專利文獻1 日本專利公開公報特開2003-133275號
專利文獻2 日本專利公開公報特開2013-65658號
如為專利文獻1所揭之驅動複數個調整銷 使基板Wf移動而使基板Wf的中心與承台的中心一致的方法的情況時，需要驅動調整銷的動力。因此，亦需有設置馬達等動力源的場所、動力源的控制機器、配線等的空間，使得裝置大型化。對現有的基板處理裝置等組裝定位機構的情況時，亦有難以確保動力源所需的空間之情況。此外，若為了基板Wf的定位而追加動力等，則成本會相應地增加。
如為專利文獻2所揭之於基板Wf的外周設置具備使承台中心方向變低的傾斜之引導件，基板Wf因重力的作用沿引導件的傾斜滑下而使基板Wf的中心與承台的中心一致的情況時，動作的可靠性將成為課題。基板Wf與引導件的滑動面發生某種異常(例如傷痕、污染等)的情況時，基板Wf會未如預期地沿著傾斜滑動而卡在中途等，而有無法對齊位置的疑慮。
此外，關於藉由配置於承台外周的預定位置的複數個銷來頂抵基板Wf，以將基板Wf定位於承台的方法，基板Wf與承台的中心可能由於基板的製造誤差而偏移。例如，直徑300mm的半導體基板的情況時，會有±0.2mm左右的誤差。因此，從單一側將基板Wf推抵向複數個銷時，承台的中心與基板Wf的中心可能由於基板Wf的誤差部分而偏離。
本發明之一目的在於提供一種利用具備可移動的承台的移動機構的動力，以簡單的方法將基板正確地定位於承台的裝置及方法。
依據型態1，提供一種基板固持裝置，係用以固持基板，該基板固持裝置係具有：基板承台，係用以支持基板；承台驅動機構，係用以使前述基板承台運動；定位銷，係用以將基板定位於前述基板承台上；第一彈推構件，係彈推前述定位銷；以及擋止構件，係可對於前述定位銷賦予對抗前述第一彈推構件的力；前述定位銷係構成為可藉由前述承台驅動機構而隨著前述基板承台運動，且構成為由於前述定位銷隨著前述基板承台運動而將前述基板定位於前述基板承台上。
依據型態2，於型態1之基板固持裝置中，更具有位置固定的基部構件；前述擋止構件係固定於前述基部構件。
依據型態3，於型態1或2之基板固持裝置中，更具有定位銷台；前述定位銷係固定於前述定位銷台；前述定位銷台係構成為可與前述基板承台卡合及解除卡合。
依據型態4，於型態3之基板固持裝置中，前述定位銷台係構成為可在垂直於前述基板承台的上表面的方向分離之(1)與前述基板承台卡合的卡合位置、以及(2)與前述基板承台解除卡合的解除卡合位置之間移動。
依據型態5，於型態4之基板固持裝置中，前述定位銷係具有基板支持部；且構成為前述定位銷台位於前述解除卡合位置時，前述定位銷係可藉由前述基板支 持部來支持基板。
依據型態6，於具備型態2的特徵之型態3至型態5中任一型態之基板固持裝置中，前述定位銷台係經由第二彈推構件連結於前述基部構件，前述第二彈推構件係構成為朝向與前述定位銷台隨著前述基板承台運動之方向的相反方向，彈推前述定位銷台。
依據型態7，於型態1至型態6中任一型態之基板固持裝置中，前述定位銷係藉由前述第一彈推構件向基板的中心方向被彈推。
依據型態8，於型態1至型態7中任一型態之基板固持裝置中，前述定位銷係設有三個以上。
依據型態9，於型態8之基板固持裝置中，前述定位銷係設有六個以上。
依據型態10，於型態1至型態9中任一型態之基板固持裝置中，前述基板承台係具備用以支持圓形的基板之圓形的上表面。
依據型態11，於型態10之基板固持裝置中，前述承台驅動機構係具有用以使前述基板承台旋轉的馬達；前述定位銷係構成為以使基板的中心與前述基板承台的旋轉中心一致之方式來將基板定位。
依據型態12，提供一種基板處理裝置，該基板處理裝置係具有如型態1至型態11中任一型態之基板固持裝置，且構成為對於由前述基板固持裝置所固持的基板施以處理。
依據型態13，於型態12之基板處理裝置中，具有部分研磨裝置，該部分研磨裝置係對於由前述基板固持裝置所固持的基板施以部分研磨。
200‧‧‧洗淨機構
202‧‧‧洗淨頭
204‧‧‧洗淨構件
206‧‧‧洗淨頭保持臂
208‧‧‧沖洗嘴
400‧‧‧基板固持裝置
401‧‧‧承台
401a‧‧‧承台本體
401A‧‧‧轉軸(軸心)
401b‧‧‧第一卡合部
402‧‧‧定位銷
402a‧‧‧引導部
402b‧‧‧基板支持部
402c‧‧‧臂部
402d‧‧‧桿部
402e‧‧‧彈性構件抵接部
402f‧‧‧擋止構件抵接部
402z‧‧‧轉軸
403‧‧‧彈性構件
404‧‧‧銷台
404b‧‧‧第一卡合部
404c‧‧‧第二卡合部
405‧‧‧基部構件
405a‧‧‧擋止構件
405b‧‧‧彈性構件
405c‧‧‧第二卡合部
406‧‧‧台座
408‧‧‧檢測部
409‧‧‧軸承
410‧‧‧旋轉驅動機構
420‧‧‧狀態檢測部
431‧‧‧流體噴嘴
431A‧‧‧中心線
432‧‧‧噴射口
433‧‧‧流體測定器
435‧‧‧流體供給管
436‧‧‧壓力調整器
440‧‧‧位置檢測器
450‧‧‧缺口
500‧‧‧研磨頭
502‧‧‧研磨墊
503‧‧‧單位加工痕
504‧‧‧第一保持構件
506‧‧‧第二保持構件
508‧‧‧對位銷
510‧‧‧轉軸
600‧‧‧保持臂
602‧‧‧垂直驅動機構
620‧‧‧橫向驅動機構
702‧‧‧研磨液供給口
800‧‧‧調整部
810‧‧‧修整台
810A‧‧‧轉軸
820‧‧‧修整器
850‧‧‧第二調整部
852‧‧‧調整構件
900‧‧‧控制裝置
1000‧‧‧部分研磨裝置
1002‧‧‧基台面
1100‧‧‧基板處理系統
1200‧‧‧大徑研磨裝置
1300‧‧‧洗淨裝置
1400‧‧‧乾燥裝置
1500‧‧‧搬送機構
A‧‧‧角度
CP‧‧‧原點
O‧‧‧中心
T1‧‧‧距離
T2‧‧‧距離
R‧‧‧半徑
dw‧‧‧距離
Wf‧‧‧基板
Wf-1‧‧‧膜厚較厚部分
Wf-2‧‧‧其他部分
第1圖係顯示一實施型態之包含基板固持裝置的部分研磨裝置的構成的概略圖。
第2圖係顯示第1圖所示基板固持裝置的定位銷、銷台、基部構件及台座的立體圖。
第3A圖係顯示一實施型態之由擋止構件支持定位銷之狀態的立體圖。
第3B圖係顯示一實施型態之定位銷離開擋止構件之狀態的立體圖。
第4A圖係一實施型態之從下方所見部分研磨裝置的基板固持裝置的概略圖。
第4B圖係顯示一實施型態之從下方所見部分研磨裝置的基板固持裝置的概略圖，其顯示使承台及銷台從第4A圖的狀態向順時鐘方向旋轉後的狀態之圖。
第5A圖係顯示一實施型態之銷台位於第一位置(上段)之狀態的部分剖面圖。
第5B圖係顯示一實施型態之銷台位於第二位置(中段)之狀態的部分剖面圖。
第5C圖係顯示一實施型態之銷台位於第三位置(下段)之狀態的部分剖面圖。
第6A圖係一實施型態之從上方所見部分研磨裝置的基板固持裝置的概略圖。
第6B圖係顯示一實施型態之從上方所見部分研磨裝置的基板固持裝置的概略圖，且係顯示使承台及銷台從第6A圖的狀態向逆時鐘方向旋轉後的狀態之圖。
第7圖係顯示一實施型態之研磨頭中保持研磨墊之機構的概略圖。
第8A圖係說明一實施型態之使用部分研磨裝置之研磨控制的一例的概略圖。
第8B圖係說明一實施型態之使用部分研磨裝置之研磨控制的一例的概略圖。
第9A圖係顯示一實施型態之用以處理基板Wf的膜厚、凹凸、高度等相關資訊之控制電路的例。
第9B圖係顯示從第9A圖所示部分研磨用的控制部分割出基板表面狀態檢測用的控制部的電路圖。
第10圖係顯示一實施型態之搭載有部分研磨裝置之基板處理系統的概略圖。
第11圖係顯示一實施型態之第1圖所示檢測部408的示意圖。
第12圖係一實施型態之從橫向所見使第11圖所示流體噴嘴接近基板的周緣部時之狀態的圖。
第13圖係顯示一實施型態之作為流體測定器所量測的物理量之壓力的圖。
第14圖係顯示一實施型態之作為物理量之壓力的最 新測定值與上次測定值之差異量之沿著時間軸而變化的圖。
第15圖係顯示一實施型態之流體噴嘴、保持臂及承台的位置關係的平面圖。
以下，參照圖式說明本發明之包含基板固持裝置的部分研磨裝置的實施型態。圖式中，對於相同或相似的元件係標記相同或相似的參照符號，各實施型態的說明中，關於相同或相似的元件的重複說明會有省略的情況。此外，各實施型態所示特徵，只要是在無相互矛盾的情況下，就可適用於其他的實施型態。
第1圖係顯示一實施型態之包含基板固持裝置400的部分研磨裝置1000的構成的概略圖。如第1圖所示，部分研磨裝置1000係構成於基台面1002之上。部分研磨裝置1000可構成為獨立之單一裝置，或者，亦可構成為除了部分研磨裝置1000還包含使用大徑的研磨墊之大徑研磨裝置1200之基板處理系統1100的一部分的模組(參見第10圖)。部分研磨裝置1000係設置於未圖示的殼體內。殼體係具備未圖示的排氣機構，且構成為在研磨處理中，不使研磨液等暴露於殼體的外部。
如第1圖所示，部分研磨裝置1000係具備用以固持基板Wf的基板固持裝置400。基板固持裝置400係具備將基板Wf以面向上方之方式固持之承台401。承台401係具備旋轉驅動機構410，且構成為能以轉軸401A為 中心旋轉。一實施型態中，基板Wf可藉由未圖示的搬送裝置而放置於承台401。圖示的部分研磨裝置1000中的基板固持裝置400係於承台401的周圍配置有六個定位銷402(第1圖中僅可觀察到四個定位銷402)。六個定位銷402係分別藉由台座406安裝至環狀的銷台404。六個定位銷402係尺寸相同，且配置成徑向方向距環狀的銷台404為相等的距離。此外，圖示的實施型態中，六個定位銷402係沿著圓周方向等間隔地配置。惟，定位銷402的圓周方向的配置亦可不為等間隔。例如，以任意直徑分割環狀的銷台404時，可將定位銷402配置成兩個半體的定位銷402成為對稱的態樣，而不為等間隔。或者，亦可將定位銷402以任意間隔配置於圓周方向。銷台404係如後所述，構成為可沿著垂直於承台401的上表面的方向(z方向)移動。藉此，定位銷402可沿著垂直於承台401的上表面的方向(z方向)移動。此外，銷台404係如後所述，構成為可與承台401一起旋轉。藉此，定位銷402可沿著承台401的圓周方向移動。銷台404的下方係配置有基部構件405。基部構件405係與銷台404相異，構成為不與承台401一起旋轉。銷台404與基部構件405之間係藉由軸承409而連結(參見第5A至5C圖)，使得銷台404可相對於基部構件405旋轉。軸承409可為例如推力滾珠軸承、單排深溝滾珠軸承等任意的軸承。基部構件405係構成為藉由未圖示的驅動機構而可沿著垂直於承台401的上表面的方向(z方向)移動。銷台404係隔著軸承409配置於基部構件405之上， 因此，基部構件405沿著z方向移動時，其上的銷台404亦與基部構件405一起沿著z方向移動。一實施型態中，亦可使用滾針、滾珠、滑動構件等可引導旋轉運動的物件來取代軸承409。
第2圖係顯示第1圖所示基板固持裝置400的定位銷402、銷台404、基部構件405及台座406的立體圖。第3A圖及第3B圖係將定位銷402附近放大顯示的立體圖。如圖所示，定位銷402分別具備圓柱狀的引導部402a。引導部402a係如後所述，構成為在將基板Wf定位於承台401上之際，向中心方向推壓基板Wf。此外，定位銷402係具備直徑大於引導部402a的基板支持部402b。如後所述，基板Wf係由六個定位銷402的基板支持部402b的上表面所支持。定位銷402更具備沿xy平面方向延伸的臂部402c及圓柱狀的桿部402d。引導部402a及基板支持部402b係經由臂部402c連結至圓柱狀的桿部402d。圓柱狀的桿部402d的中心軸係定義出定位銷402的轉軸402z，而構成為定位銷402分別能以轉軸402z為中心旋轉。如圖所示，圓柱狀的引導部402a及基板支持部402b的中心軸與轉軸402z構成為不一致。因此，定位銷402以轉軸402z為中心旋轉時，引導部402a及基板支持部402b可沿著平行於承台401的平面(xy平面)的方向移動。旋轉所致的引導部402a及基板支持部402b的運動方向，大致為承台401的半徑方向。圖示的定位銷402更具備彈性構件抵接部402e及擋止構件抵接部402f。如圖所示，銷台404固定有 台座406，且於台座406與定位銷402的彈性構件抵接部402e之間配置有作為彈推構件的彈性構件403。彈性構件403可為任意者，惟，一實施型態中，彈性構件403可為彈簧柱或螺旋彈簧。另外，圖示的實施型態中，係使用彈性構件403作為彈推構件，惟，就其他的實施型態而言，亦可使用磁鐵等彈性構件以外的彈推構件。彈性構件403係構成為朝向使定位銷402旋轉且引導部402a朝向承台401的內側移動的方向，彈推於定位銷402。如圖所示，基部構件405係對應於各定位銷402而具備六個擋止構件405a。各個定位銷402的擋止構件抵接部402f係構成為可抵接於對應的擋止構件405a。第3A圖係顯示了由擋止構件405a支持定位銷402之狀態。第3A圖所示的狀態下，擋止構件405a將抵抗彈性構件403的彈推力的力施加到定位銷402，而引導部402a處於移動到朝向承台401的外側的狀態。從第3A圖所示的狀態起，使銷台404向第2圖及第3A圖所見之逆時鐘方向旋轉時，定位銷402的擋止構件抵接部402f係與擋止構件405a分離，彈性構件抵接部402e受到彈性構件403的彈力推壓而使定位銷402旋轉，使得引導部402a及基板支持部402b向承台401的內側方向移動。第3B圖係顯示了此狀態。
第4A圖、第4B圖係從下方(z方向)所見之第1圖所示部分研磨裝置1000的基板固持裝置400的概略圖。第5A圖、第5B圖、第5C圖係沿承台401的半徑方向切出第1圖所示部分研磨裝置1000的基板固持裝置400 的部分剖面圖。第6A圖、第6B圖係從上方(-z方向)所見部分研磨裝置1000的基板固持裝置400的概略圖。如第4A圖及第4B圖所示，承台401係具備藉由旋轉驅動機構410之馬達來驅動旋轉的承台本體401a。承台本體401a係具備第一卡合部401b。一實施型態中，如第4A至4B圖、第5A至5C圖所示，第一卡合部401b係從承台本體401a向半徑方向外側延伸的突起部。此外，銷台404係具備與承台401的第一卡合部401b卡合的第一卡合部404b。如圖所示，銷台404的第一卡合部404b可為向半徑方向內側延伸的突起部。再者，銷台404係具備第二卡合部404c。一實施型態中，此第二卡合部404c係從環狀的銷台404向半徑方向外側延伸的突起部。此外，基部構件405係具備經由彈推構件之彈性構件405b而與銷台404的第二卡合部404c卡合的第二卡合部405c。彈性構件405b可為例如螺旋彈簧。彈性構件405b係配置成以朝向承台的旋轉方向之相反方向彈推銷台404。亦即，彈性構件405b係構成為將銷台404從第3B圖的狀態彈推向第3A圖的狀態。另外，圖示的實施型態中，係使用彈性構件405b作為彈推構件，惟，就其他的實施型態而言，亦可使用磁鐵等彈性構件以外的彈推構件。
承台401的第一卡合部401b與銷台404的第一卡合部404b卡合的狀態下，藉由旋轉驅動機構410使承台401旋轉時，銷台404也與承台401一起旋轉。第4B圖係顯示了從第4A圖的狀態起，使承台401及銷台404 向第4A、4B圖所見之順時鐘方向旋轉的狀態。對於承台401的驅動力停止時，銷台404係藉由彈性構件405b返回到原始位置，即第4A圖所示的位置。依此，可使用承台401的旋轉驅動機構410來使上述定位銷402移動。
第4A圖所示的狀態下，定位銷402係處於第3A圖所示的狀態，藉由基部構件405的擋止構件405a，定位銷402的引導部402a及基板支持件402b係移動到半徑方向外側之狀態。第6A圖係從上方觀看到此狀態的圖。如第6A圖所示，此狀態下，基板Wf係由六個定位銷402的基板支持部402b所支持。從此狀態起，如第4B圖所示，藉由使承台401旋轉而使得銷台404旋轉，各定位銷402係如第3B圖所示，離開擋止構件405a，定位銷402的引導部402a係藉由彈性構件403而向半徑方向內側移動。藉此，由定位銷402的基板支持部402b支持的基板Wf係藉由六個定位銷402的引導部402a向中心方向推壓，定位成為承台401的旋轉中心與基板Wf的中心一致。第6B圖係從上方觀看到此狀態的圖。
如上所述，銷台404可沿著垂直於承台401的上表面的方向移動，依此，可進行銷台404及承台401的卡合及解除卡合。第5A圖係顯示銷台404位於第一位置(上段)之狀態的部分剖面圖。如第5A圖所示，第一位置中，承台401的第一卡合部401b與銷台404的第一卡合部404b係在高度方向(z方向)分離而未卡合。因此，即使在此狀態下使承台401旋轉，旋轉力也不會傳達至銷台404。 另外，第一位置中，定位銷402的基板支持部402b係位在高於承台401的上表面的位置，在第一位置時，於未圖示的搬送機構與定位銷402之間進行基板Wf的授受。
第5B圖係顯示銷台404位於第二位置(中段)之狀態的部分剖面圖。如第5B圖所示，第二位置中，承台401的第一卡合部401b與銷台404的第一卡合部404b係位於相同的高度而可卡合。第二位置中，定位銷402的基板支持部402b係位在略低於承台401的上表面的位置，引導部402a係位在可接觸承台401上的基板Wf的周緣部的位置。因此，在此狀態下使承台401旋轉時，旋轉力係傳達至銷台404，如上所述，可使定位銷402移動而離開擋止構件405a。
第5C圖係顯示銷台404位於第三位置(下段)之狀態的剖面圖。如第5C圖所示，第三位置中，承台401的第一卡合部401b與銷台404的第一卡合部404b係在高度方向(z方向)分離而未卡合。因此，即使在此狀態下使承台401旋轉，旋轉力也不會傳達至銷台404。此外，第三位置中，定位銷402整體位在低於承台401上表面的位置。在第三位置中，對支持在承台401上的基板Wf進行部分研磨處理。
本實施型態之基板固持裝置400中，基板Wf對於承台401的配置及定位係如下地進行。首先，如第5A圖所示，將定位銷402移動到上段即第一位置。在此位置，以六個定位銷402的基板支持部402b來支持基板Wf 之方式，收取來自未圖示的搬送裝置的基板Wf。基板Wf載置於基板支持部402b上之後，定位銷402係下降到第5B圖所示的第二位置，將基板Wf暫置於承台401上。在此位置，如上所述，使承台401旋轉，藉由六個定位銷402，以基板Wf的中心與承台401的旋轉中心一致之方式，將基板Wf定位於承台401上。將基板Wf定位之後，藉由真空吸引等將基板Wf固定於承台401上。將基板Wf固定在承台401上之後，使定位銷402下降到第5C圖所示的下段即第三位置。可在此位置對固定在承台401上的基板Wf施以部分研磨等各種處理。
如上所述，本實施型態之基板固持裝置400中，基板Wf的定位係如後所述使用部分研磨裝置1000的承台401原本即具備的旋轉驅動機構410的動力。因此，不需要為了移動定位銷402而追加動力源。再者，由於本實施型態之定位銷402也用於基板Wf的授受，因此，並非僅為了定位功能而追加的零件。另外，由於主動地使定位銷402移動來進行基板的定位，因此，相較於如專利文獻2之藉由被動作用來定位基板的情況，提高了定位的可靠性。此外，本實施型態中，由於藉由可移動的複數個定位銷402來使基板Wf從外側向中心移動而定位，因而不會發生僅從單側推壓基板Wf來定位時發生之起因於基板尺寸的誤差造成的中心的偏移。
圖示的實施型態中，定位銷402係六個，但亦可採用三個以上任意數量的定位銷402。惟，定位銷 402為三個時，基板Wf的定向平面、凹口部分的位置會有對應於定位銷402的情況，此情況下，會有無法正確地將基板Wf定位的可能性。因此，定位銷402的數量較佳為四個以上，或是如圖示的實施型態所示之六個以上。此外，圖示的實施型態中，係使承台401旋轉以使定位銷402離開擋止構件405a，藉由彈性構件403的力使定位銷402的引導部402a向內側方向移動，惟，相反地，亦可構成為藉由承台401的旋轉使定位銷402的引導部402a向內側方向移動，而藉由彈性構件403使定位銷402的引導部402a向外側方向移動。例如，將第3A圖和第3B圖所示定位銷402的臂部402c構成為向銷台404的圓周方向的相反側延伸時，可實現此實施型態。惟，此種實施型態中，由於定位銷402係藉由旋轉驅動機構410的旋轉而向內側移動，當旋轉驅動機構410發生異常而產生較大的力時，定位銷402可能會對基板Wf施加較大的力而使基板Wf破損。因此，藉由彈性構件403的力將定位銷402向內側彈推之圖示的實施型態為較佳。
回到第1圖所示部分研磨裝置1000的說明。第1圖所示部分研磨裝置1000係具備檢測部408。檢測部408係用以檢測出配置於承台401上的基板Wf的位置之構件。例如，可檢測出形成於基板Wf的凹口、定向平面、基板外周部等，而檢測出基板Wf之承台401上的位置。以凹口、定向平面的位置作為基準而可特定基板Wf上的任意點，藉此，可對期望的區域進行部分研磨。另外，依 據基板外周部的位置資訊，可獲得基板Wf的承台401上的位置資訊(例如，對於理想位置的偏移量)，因此，亦可依據本資訊，以控制裝置900來補正研磨墊502的移動位置。另外，要使基板Wf從承台401脫離時，將定位銷402移動到自承台401收取基板的位置(第5B圖)之後，解除承台401的真空吸引。然後，使定位銷402上升，使基板Wf移動到對於搬送裝置授受基板的位置(第5A圖)之後，未圖示的搬送裝置可收取定位銷402的基板Wf。基板Wf可於其後藉由搬送裝置搬送到進行後續處理的任意場所。
第11圖係顯示第1圖所示檢測部408的示意圖。檢測部408係具備：流體噴嘴431，係朝向基板的周緣部噴射流體；流體測定器433，係量測流體的物理量；流體供給管435，係對流體噴嘴431供給流體；壓力調整器436，係安裝於流體供給管435；以及位置檢測器440，係依據流體的物理量的變化，檢測出形成於基板Wf的周緣部的缺口的位置。流體噴嘴431係以其前端朝向承台401之方式，沿鉛直方向向下配置，並連接於流體供給管435。
本實施型態中，所要量測的流體的物理量為流體的壓力或流量，流體測定器433為壓力感測器或流量感測器之任一者。一實施型態中，流體測定器433可亦可兼備壓力感測器與流量感測器。流體測定器433係電性連接至位置檢測器440，將流體的物理量的測定值傳送到位置檢測器440。位置檢測器440係電性連接至控制裝置900。位置檢測器440係依據流體的測定值的變化，檢測出 基板Wf的缺口的位置，並將基板Wf的缺口的位置資訊傳送到控制裝置900。
如第11圖中的箭號所示，流體係從部分研磨裝置1000之外的流體供給源(未圖示)通過流體供給管435而供給至流體噴嘴431。流體供給源可為例如鋼瓶、設置部分研磨裝置1000的工廠的流體供給管線等。供給到流體供給管435的流體的壓力係藉由壓力調整器436安定化而保持於一定。本實施型態中，上述流體為純水等液體，惟，一實施型態中，上述流體亦可為清淨空氣、氮氣(N2)等氣體。
接著，詳細說明檢測部408的缺口檢測方法。首先，藉由六個定位銷402將基板Wf載置於承台401上的表面。基板Wf係藉由真空吸引等而固持在承台表面。接著，藉由旋轉驅動機構410使承台401與基板Wf一起旋轉。旋轉驅動機構410係例如可由步進馬達等伺服馬達構成。
在使基板Wf旋轉的情況下，藉由未圖示的噴嘴移動機構，使流體噴嘴431移動至基板Wf的周緣部上方。之後，藉由上述噴嘴移動機構使流體噴嘴431下降，如第12圖所示，使其接近旋轉中的基板Wf的周緣部。第12圖係從橫向所見使流體噴嘴431接近基板Wf的周緣部時之狀態的圖。承台401的軸心401A與流體噴嘴431的中心線431A之距離T2係等於或大於基板Wf的中心O到形成於基板Wf的周緣部的缺口450的最內側的端部的距 離T1，且小於基板Wf的半徑R。
流體噴嘴431係前端具有流體的噴射口432。使流體噴嘴431接近基板Wf的周緣部的狀態下，沿鉛直方向從流體噴嘴431向下噴射流體。亦即，將流體噴射到基板Wf的周緣部。流過流體供給管435的流體壓力等物理量係藉由流體測定器433量測。上述物理量係在流體噴射中，每隔預設單位時間量測。流體噴射中，由於承台401為旋轉狀態，故流體係噴射於基板Wf的周緣部的全周緣。流體測定器433係將流體的物理量的測定值傳送到位置檢測器440。流體的物理量的量測係進行至基板Wf旋轉達預定次數。基板Wf旋轉達預定次數之後，流體噴嘴431係停止噴射流體，流體測定器433係結束流體的物理量的量測。
若縮短流體噴嘴431的前端與基板Wf的表面之距離，則可提高缺口位置的檢測精度。本實施型態中，流體噴嘴431的前端到承台401的表面的距離dw係0.05mm至0.2mm加上基板Wf的厚度的距離。一實施型態中，可利用泵等將工廠的流體供給管線等流體供給源供給的流體升壓之後，流入壓力調整器436。若增加流體的壓力，則可提高缺口位置的檢測精度。
第13圖係作為流體測定器433所量測的物理量之壓力的圖。第13圖中，縱軸係表示流體的壓力，橫軸係表示測定時間。承台401的表面對於承台401的軸心401A並非完全垂直。因此，承台401的旋轉中，流體噴嘴 431的前端到基板Wf的周緣部的距離(流體噴嘴431的前端到基板Wf的表面的距離)係週期性地變動。流體的噴射中，流體的壓力會隨著上述距離的變動而變動。第13圖所示的例子中，以正弦波表示此種週期性的流體壓力的變動。
流體係從流體噴嘴431沿垂直方向向下噴射，因此，當定向平面、凹口等缺口隨著承台401的旋轉而到達流體噴嘴431的正下方時，流體的噴射流的至少一部分係通過基板Wf的缺口而不會沖擊到基板Wf。結果，流體的物理量急劇地變化(降低)。第13圖所示的例子中，壓力的急劇降低係表示基板Wf的缺口正位於流體噴嘴431的正下方。
第14圖係顯示流體測定器433所量測的物理量之壓力之差異量的圖。具體地，第14圖所示的圖表係顯示了作為物理量之壓力的最新測定值與上次測定值之差異量之沿著時間軸的變化。位置檢測器440係在每次從流體測定器433接收到物理量的最新的測定值時，算出物理量的最新測定值與上次測定值之差異量，並且將所算出的差異量與預設的閾值進行比較。位置檢測器440係依據上述比較結果來確認缺口的位置。缺口的位置可由承台401的軸心401A周圍的旋轉角度而特定出。換言之，缺口的位置能夠以承台401的軸心401A周圍的旋轉角度來表示。位置檢測器440係連接至旋轉驅動機構410，使得表示承台401的軸心401A周圍的旋轉角度的信號能從旋轉驅動 機構410傳送到位置檢測器440。
位置檢測器440係依據上述差異量達閾值時的承台401的旋轉角度來確認缺口的位置。本實施型態中，位置檢測器440係由差異量達閾值之時點的承台401的旋轉角度，確認所特定出的缺口的位置。一實施型態中，位置檢測器440亦可於上述差異量達閾值之時點的承台401的旋轉角度加上預設的角度而算出補正旋轉角度，並由此補正旋轉角度確認所特定出的缺口的位置。
承台401的表面對於承台401的軸心401A完全垂直時，流體的物理量不會呈現如第13圖所示的正弦波。此情況下，位置檢測器440亦可將物理量的測定值與預設的閾值進行比較，依據其比較結果來確認基板Wf的缺口的位置。一實施型態中，位置檢測器440係依據物理量的測定值達閾值時的承台401的旋轉角度來確認缺口的位置。
一實施型態中，檢測部408可在基板Wf及承台401朝第一方向(例如，順時鐘方向)旋轉的狀態下，對基板Wf的周緣部噴射流體，並以參照第11圖至第14圖說明之方法檢測出基板Wf的缺口的第一位置，並在基板Wf及承台401朝第一方向的相反方向之第二方向(例如，逆時鐘方向)旋轉的狀態下，對基板Wf的周緣部噴射流體，並以參照第11圖至第14圖說明之方法檢測出基板Wf的缺口的第二位置，並且將第一位置與第二位置的平均決定為基板Wf的上述缺口的位置。第一位置及第二位置可由 基板Wf的旋轉角度特定出，且第一位置與第二位置的平均可由基板Wf的旋轉角度來表示。如此，藉由使基板Wf朝兩方向旋轉，可更正確地檢測缺口的位置。
如上所述，檢測部408係藉由測定壓力或流量之屬於流體的物理量來檢測出基板Wf的缺口的位置。壓力及流量不會因研磨製程中使用的漿料、水滴的影響而變動，不會因測定環境的不同而實質地變動。結果，檢測部408可正確地檢測出缺口的位置。
第15圖係顯示流體噴嘴431、保持臂600及承台401的位置關係的平面圖。承台401的軸心401A與承台401的表面交叉的點係定義為承台401的原點CP。第15圖所示的XY坐標系統係定義於承台401的表面上的虛擬坐標系統，其具有原點CP。XY坐標系統的X軸係通過原點CP的部分研磨裝置1000的X方向的水平線，XY坐標系統的Y軸係通過原點CP並垂直於X軸的水平線。X軸的方向亦即部分研磨裝置1000的X方向係研磨頭500的移動方向。
角度A係從原點CP延伸，並且由垂直於流體噴嘴431的中心線431A之線段與X軸所成的角度。此角度A係預先量測並記憶於控制裝置900。保持臂600係沿著Y軸配置。研磨頭500係配置在軸心401A上且配置在原點CP的上方。
使研磨頭500及流體噴嘴431退出到承台401的外側之後，未圖示的搬送裝置係將基板Wf載置於六 個定位銷402(參見第1圖)的上端。之後，六個定位銷402下降到上述中段(第5B圖)，將基板Wf載置於承台401。如上所述，藉由六個定位銷402進行基板Wf的定位，使基板Wf的原點O與承台401的原點CP一致。然後，藉由真空吸引等將基板Wf固定於承台401之台面。
將基板Wf固定於承台401之台面後，將六個定位銷402下降到上述下段(第5C圖)。之後，使流體噴嘴431移動到第15圖所示的位置。之後，藉由旋轉驅動機構410(參見第1圖)使承台401旋轉到其旋轉原點。承台401的旋轉原點係指承台401的旋轉角度的基準點。
接著，旋轉驅動機構410係使承台401朝預設的方向旋轉預設次數。控制裝置900係在使承台401旋轉的同時，啟動檢測部408。檢測部408係藉由上述缺口檢測方法檢測出缺口450的位置。亦即，在基板Wf及承台401旋轉的狀態下，由流體噴嘴431對基板Wf的周緣部噴射流體，位置檢測器440係依據流體的物理量(壓力或流量)的變化來檢測出缺口450的位置。位置檢測器440係將表示所檢測出的缺口450的位置之信號傳送到控制裝置900。基板Wf旋轉達預設的次數時，旋轉驅動機構410係停止承台401的旋轉，並使承台401回到其旋轉原點。檢測部408係停止從流體噴嘴431噴射流體。
部分研磨裝置1000的承台401係具備旋轉驅動機構410，構成為能夠以轉軸401A為中心旋轉。在此，「旋轉」係指朝一定方向連續地移動，以及在未滿一圈的 預定角度的範圍內朝任意方向移動。另外，就其他的實施型態而言，承台401亦可具備使所固持的基板Wf直線運動之移動機構。
第1圖所示的部分研磨裝置1000係具備研磨頭500。研磨頭500係保持研磨墊502。第7圖係顯示研磨頭500中保持研磨墊502之機構的概略圖。如第7圖所示，研磨頭500係具備第一保持構件504及第二保持構件506。研磨墊502係保持在第一保持構件504與第二保持構件506之間。如圖所示，第一保持構件504、研磨墊502、及第二保持構件506皆為圓板形狀。第一保持構件504及第二保持構件506的直徑係小於研磨墊502的直徑。因此，研磨墊502保持於第一保持構件504及第二保持構件506的狀態下，研磨墊502係從第一保持構件504及第二保持構件506的邊緣露出。另外，第一保持構件504、研磨墊502、及第二保持構件506皆於中心具備開口部，該開口部中插入有轉軸510。在第一保持構件504的研磨墊502一側的表面，設有朝研磨墊502一側突出的一個或複數個對位銷508。另一方面，研磨墊502中，在對應於對位銷508的位置設有貫通孔，並且，在第二保持構件506的研磨墊502一側的表面形成有接受對位銷508的凹部。因此，藉由轉軸510使第一保持構件504及第二保持構件506旋轉時，研磨墊502可不滑脫而與保持構件504、506一體地旋轉。
第1圖所示實施型態中，研磨頭500係將 研磨墊502保持成為研磨墊502的圓板形狀的側面朝向基板Wf。另外，研磨墊502的形狀不限於圓板形狀，而可使用尺寸小於基板Wf的任意形狀的研磨墊502。第1圖所示的部分研磨裝置1000係具備保持研磨頭500的保持臂600。保持臂600係具備相對於基板Wf使研磨墊502沿著第一運動方向來運動的第一驅動機構。在此所謂的「第一運動方向」係指用以研磨基板Wf的研磨墊502的運動，在第1圖的部分研磨裝置1000中，係指研磨墊502的旋轉運動。因此，第一驅動機構可由例如一般的馬達來構成。研磨墊502係在基板Wf與研磨墊502的接觸部分，與基板Wf的表面平行地移動(研磨墊502的切線方向，第1圖中的x方向)，因此，即使研磨墊502旋轉運動，「第一運動方向」亦可認為是一定的直線方向。
第1圖所示實施型態之部分研磨裝置1000可縮小研磨墊502與基板Wf的接觸面積而可僅研磨基板Wf的一部分。另外，研磨墊502與基板Wf的接觸面積係取決於研磨墊502的直徑及厚度。就一例而言，研磨墊502的直徑Φ可製成為約50mm至約300mm，研磨墊502的厚度可製成為約1mm至約10mm左右的範圍。
一實施型態中，第一驅動機構可在研磨中改變研磨墊502的旋轉速度。因改變旋轉速度而能夠調整研磨速度，藉此，即使是基板Wf上的被處理區域的必須研磨量較大的情況下，亦能夠效率良好地進行研磨。此外，例如，即使是研磨中，研磨墊502的損耗大而使得研磨墊 502的直徑產生變化的情況時，可進行旋轉速度的調整來維持研磨速度。另外，第1圖所示的實施型態中，第一驅動機構係使圓板形狀的研磨墊502旋轉運動者，惟，其他的實施型態中，研磨墊502的形狀亦可使用其他的形狀，並且，第一驅動機構可構成為使研磨墊502直線運動者。另外，直線運動亦包含直線的往復運動。
第1圖所示的部分研磨裝置1000係具備用以使保持臂600沿著垂直於基板Wf表面的方向(第1圖中的z方向)移動的垂直驅動機構602。藉由垂直驅動機構602，研磨頭500及研磨墊502可與保持臂600一同沿著垂直於基板Wf表面的方向移動。在局部地研磨基板Wf時，垂直驅動機構602亦發揮將研磨墊502按壓於基板Wf的按壓機構。第1圖所示的實施型態中，垂直驅動機構602係利用馬達及滾珠螺桿的機構，惟，就其他的實施型態而言，亦可為空壓式或液壓式的驅動機構、利用彈簧的驅動機構等。另外，就一實施型態而言，用於研磨頭500的垂直驅動機構602，亦可使用粗動用與微動用之相異的驅動機構。例如，粗動用的驅動機構可為利用馬達的驅動機構，進行研磨墊502對於基板Wf的按壓的微動用的驅動機構可為使用氣缸的驅動機構。此情況下，可在監視研磨墊502的按壓力之情況下調整氣缸內的空氣壓力，以控制研磨墊502對基板Wf的按壓力。另外，相反地，亦可利用氣缸作為粗動用的驅動機構，而利用馬達作為微動用的驅動機構。此情況下，可在監視微動用的馬達的轉矩之情況下控制馬 達，以控制研磨墊502對基板Wf的按壓力。另外，就其他的驅動機構而言，亦可使用壓電元件，能夠以施加到壓電元件的電壓來調整移動量。另外，將垂直驅動機構602區分為微動用與粗動用時，微動用的驅動機構可設於保持臂600的保持研磨墊502的位置，亦即，第1圖的例子中的保持臂600的前端。
第1圖所示的部分研磨裝置1000中，具備有用以使保持臂600沿著橫方向(第1圖中的y方向)移動的橫向驅動機構620。藉由橫向驅動機構620，研磨頭500及研磨墊502可與保持臂600一同沿著橫方向移動。另外，此橫方向(y方向)係垂直於上述第一運動方向且平行於基板表面的第二運動方向。因此，部分研磨裝置1000係使研磨墊502沿第一運動方向(x方向)移動而研磨基板Wf，並且同時使研磨墊502沿垂直相交之第二運動方向(y方向)運動，而可使基板Wf的加工痕形狀更均勻化。如上所述，第1圖所示的部分研磨裝置1000中，在研磨墊502之與基板Wf的接觸區域，線性速度為一定。然而，由於研磨墊502的形狀、材質或有不均的情況，因此，研磨墊502與基板Wf的接觸狀態不均時，會發生基板Wf的加工痕形狀的不均，特別是在研磨墊502與基板Wf的接觸面，在垂直於第一運動方向的方向，會發生研磨速度的不均。惟，研磨中，使研磨墊502沿著與第一運動方向垂直的方向移動時，可緩和研磨不均，而可使加工痕形狀更均勻。另外，第1圖所示的實施型態中，橫向驅動機構620係利用馬達 及滾珠螺桿的機構。此外，第1圖所示的實施型態中，橫向驅動機構620係使保持臂600連同垂直驅動機構602一起移動之構成。另外，第二運動方向即使未確實地垂直於第一運動方向，若是具有垂直於第一運動方向的分量的方向，則亦可達成使加工痕形狀均勻之效果。
第1圖所示的實施型態之部分研磨裝置1000係具備研磨液供給口702。研磨液供給口702係流體性連接於研磨液例如漿料的供給源(未圖示)。此外，第1圖所示的實施型態之部分研磨裝置1000中，研磨液供給口702係保持於保持臂600。因此，可有效地通過研磨液供給口702將研磨液僅供給到基板Wf上的研磨區域。
第1圖所示的實施型態之部分研磨裝置1000係具備用以洗淨基板Wf的洗淨機構200。第1圖所示的實施型態中，洗淨機構200係具備：洗淨頭202、洗淨構件204、洗淨頭保持臂206、及沖洗嘴208。洗淨構件204係用以在使基板Wf旋轉的情況下接觸於基板而將部分研磨後的基板Wf洗淨的構件。就一實施型態而言，洗淨構件204可由PVA海綿形成。然而，洗淨構件204亦可具備取代PVA海綿或追加設置之用以實現超音波洗淨、高壓水洗淨、雙流體洗淨之洗淨噴嘴。洗淨構件204係保持於洗淨頭202。此外，洗淨頭202係保持於洗淨頭保持臂206。洗淨頭保持臂206係具備用以使洗淨頭202及洗淨構件204旋轉的驅動機構。該驅動機構可由例如馬達等構成。此外，洗淨頭保持臂206係具備用以於基板Wf的平面範 圍內搖動的搖動機構。洗淨機構200係具備沖洗嘴208。沖洗嘴208係連接到未圖示的洗淨液供給源。洗淨液可為例如純水，藥液等。第1圖的實施型態中，沖洗嘴208可安裝於洗淨頭保持臂206。沖洗嘴208係具備用以在保持於洗淨頭保持臂206的狀態下於基板Wf的平面範圍內搖動的搖動機構。
第1圖所示的實施型態之部分研磨裝置1000係具備用以進行研磨墊502的狀態調整的調整部800。調整部800係配置於承台401之外。調整部800係具備保持修整器820的修整台810。第1圖的實施型態中，修整台810能以轉軸810A為中心旋轉。第1圖的部分研磨裝置1000中，將研磨墊502推壓於修整器820，並使研磨墊502及修整器820旋轉，而可進行研磨墊502的狀態調整。另外，就其他的實施型態而言，修整台810亦可構成為不旋轉運動而進行直線運動(包含往復運動)。另外，第1圖的部分研磨裝置1000中，調整部800主要在基板Wf的某一點的部分研磨結束而要進行下一點或下一基板的部分研磨之前，用以進行研磨墊502的狀態調整。在此，修整器820係例如可由：(1)於表面電性沉積固定鑽石粒子之鑽石修整器；(2)於與研磨墊的接觸面的全面或一部分配置鑽石磨粒之鑽石修整器；及(3)於與研磨墊的接觸面的全面或一部分配置樹脂製的刷毛之刷毛修整器；(4)該等修整器之任一者，或該等修整器的任何組合所形成。
第1圖所示的實施型態之部分研磨裝置 1000係具備第二調整部850。第二調整部850係用以在研磨墊502正在研磨基板Wf之期間，進行研磨墊502的狀態調整。因此，第二調整部850亦可稱為原位調整器(in-situ調整器)。第二調整部850係在研磨墊502的附近保持於保持臂600。第二調整部850係具備用以朝向對於研磨墊502推壓調整構件852的方向使調整構件852移動之移動機構。第1圖的實施型態中，調整構件852係在研磨墊502的附近保持成為沿x方向與研磨墊502分離，且構成為可藉由移動機構使調整構件852沿x方向移動。另外，調整構件852係構成為可藉由未圖示的驅動機構進行旋轉運動或直線運動。因此，研磨墊502正在研磨基板Wf之期間，使調整構件852在進行旋轉運動等的情況下推壓於研磨墊502，而可在基板Wf的研磨中進行研磨墊502的狀態調整。
第1圖所示的實施型態中，部分研磨裝置1000係具備控制裝置900。部分研磨裝置1000的各種驅動機構係連接於控制裝置900，控制裝置900可控制部分研磨裝置1000的動作。此外，控制裝置係具備計算基板Wf的被研磨區域中的目標研磨量之演算部。控制裝置900係構成為根據由演算部所計算出的目標研磨量來控制研磨裝置。另外，控制裝置900可藉由在具備記憶裝置、CPU、輸入輸出機構等的一般的電腦中安裝預定程序而構成。
此外，一實施型態中，第1圖中雖未圖示，部分研磨裝置1000可具備用以檢測基板Wf的被研磨面的 狀態之狀態檢測部420(參見第9A圖、第9B圖)。狀態檢測部420就一例而言，可為濕式線上厚度監測器(Wet In-line Thickness Monitor；Wet-ITM)。Wet-ITM中，檢測頭係以非接觸狀態位於基板Wf之上，於基板Wf的整個表面上移動，而可檢測(量測)出形成於基板Wf上的膜的膜厚分布(或膜厚的相關資訊的分布)。除了Wet-ITM之外，狀態檢測部420可使用任意方式的檢測器。例如，就可利用的檢測方式而言，可採用習知的渦電流式、光學式等非接觸式的檢測方式，另外，亦可採用接觸式的檢測方式。就接觸式的檢測方式而言，例如可採用電阻式的檢測，其係準備具有可通電的探針的檢測頭，在使探針接觸於基板Wf而通電的狀態下，於基板Wf的平面範圍內掃描，以檢測出膜電阻的分布。此外，就其他的接觸式的檢測方式而言，亦可採用段差檢測方式，其係在使探針接觸於基板Wf表面的狀態下，於基板Wf的平面範圍內掃描並監測探針的上下移動，藉以檢測出表面的凹凸分布。接觸式及非接觸式的任意檢測方式中，檢測的輸出係膜厚或相當於膜厚的信號。光學式的檢測中，除了投射向基板Wf表面的光的反射光量之外，可依據基板Wf表面的色調的差異來辨認膜厚差異。另外，檢測基板Wf上的膜厚之際，以在使基板Wf旋轉的狀態下或是使檢測器沿半徑方向搖動的狀態下來進行膜厚的檢測為較佳。藉此，可獲得基板Wf全面的膜厚、段差等表面狀態的資訊。此外，以檢測部408檢測出的凹口、定向平面等的位置為基準時，膜厚等資料 不僅可相關聯於半徑方向的位置，亦可相關聯於圓周方向的位置，藉此，可獲得基板Wf上的膜厚、段差或與其相關的信號分布。此外，進行部分研磨之際，可依據此位置資料來控制承台401及保持臂600的動作。
上述狀態檢測部420係連接於控制裝置900，以控制裝置900來處理狀態檢測部420檢測到的信號。用於狀態檢測部420的檢測器的控制裝置900可使用與控制承台401、研磨頭500、及保持臂600的動作的控制裝置900相同的硬體，亦可使用另外的硬體。控制承台401、研磨頭500、及保持臂600的動作的控制裝置900與用於檢測器的控制裝置900為個別的硬體時，可分散用於基板Wf的研磨處理與基板Wf的表面狀態的檢測及後續的信號處理的硬體資源，整體而言，可使處理高速化。
此外，就狀態檢測部420的檢測時機而言，可在基板Wf的研磨前、研磨中及/或研磨後。獨立地搭載狀態檢測部420時，不論是研磨前、研磨後，或是研磨中，若為研磨處理的空檔，則不干擾保持臂600的動作。惟，為了盡可能地不延遲基板Wf的處理中的膜厚或與膜厚相關的信號，基板Wf的處理中，與研磨頭500的處理同時地進行基板Wf的膜厚的檢測之際，係對應於保持臂600的動作，使狀態檢測部420進行掃描。另外，關於基板Wf表面的狀態檢測，本實施型態中，係於部分研磨裝置1000內搭載有狀態檢測部420，但例如部分研磨裝置1000中的研磨處理會花費時間時，從生產性的觀點來看， 此檢測部亦可配置為部分研磨裝置1000以外的檢測單元。例如，關於ITM，Wet-ITM雖有效於處理實施中的量測，但關於其以外的處理前或處理後的膜厚或相當於膜厚的信號的取得，並不需要必定搭載於部分研磨裝置1000。亦可於部分研磨模組之外搭載ITM，而於基板Wf出入部分研磨裝置1000之際實施量測。此外，亦可依據此狀態檢測部420取得的膜厚或與膜厚、凹凸、高度相關的信號來判定基板Wf的各研磨區域的研磨終點。
另外，第8A圖係說明一實施型態之使用部分研磨裝置1000之研磨控制的一例的概略圖。第8A圖係從基板Wf上方所見的概略圖，其顯示相較於其他部分Wf-2膜厚較厚部分Wf-1隨機地形成的例子。此外，第8A圖中，研磨墊502係具有略矩形的單元加工痕503。單元加工痕503的大小係對應於研磨墊502與基板Wf的接觸面積。如第8A圖所示，在基板Wf的處理面中，相較於其他部分Wf-2膜厚較厚部分Wf-1隨機地形成。此時，控制裝置900係藉由承台401的驅動機構使基板Wf進行角度旋轉運動，而可使基板Wf的膜厚較厚部分Wf-1的研磨量大於其他部分Wf-2的研磨量。例如，控制裝置900係能夠以基板Wf的凹口、定向平面、或雷射標記作為基準而確認基板Wf的膜厚較厚部分Wf-1的位置，並以此位置位於研磨頭500的搖動範圍之方式，藉由承台401的驅動機構使基板Wf進行角度旋轉運動。具體而言，第1圖、第3圖所示部分研磨裝置1000係具備檢測基板Wf的凹口、定 向平面、及雷射標記之至少一者的檢測部408，使研磨頭500沿半徑方向旋轉並且使承台401的基板Wf旋轉達任意預定角度，而到達由所檢測出的基板Wf的凹口、定向平面、或雷射標記，以及狀態檢測部420所檢測出的基板Wf的表面狀態的分布而算出的研磨位置。另外，Wf-2的區域為期望的膜厚時，控制裝置900可僅研磨Wf-1。此外，研磨Wf-1與Wf-2二者以達所期望的膜厚時，可將研磨頭500控制成在基板Wf的膜厚較厚部分Wf-1位於研磨頭500的搖動範圍的期間，使研磨頭500的轉速大於其他部分Wf-2時的轉速。此外，控制裝置900可將研磨頭500控制成在基板Wf的膜厚較厚部分Wf-1位於研磨頭500的搖動範圍的期間，使研磨墊502的按壓力大於其他部分Wf-2時的按壓力。此外，控制裝置900可將保持臂600的搖動速度控制為在基板Wf的膜厚較厚部分Wf-1位於研磨頭500的搖動範圍的期間，使研磨時間(研磨墊502的滯留時間)大於其他部分Wf-2時的研磨時間。此外，控制裝置900可控制為在研磨墊502成為位於基板的膜厚較厚部分Wf-1之上時，在使承台401停止的狀態下使研磨頭500旋轉，而僅研磨基板Wf的膜厚較厚部分Wf-1。藉此，部分研磨裝置1000可使用控制裝置900將研磨處理面研磨成平面。
第8B圖係說明使用部分研磨裝置之研磨控制的一例的概略圖。第8B圖係從基板Wf上方所見的概略圖，其顯示相較於其他部分Wf-2膜厚較厚部分Wf-1形成 同心圓狀的例子。此外，第8B圖中，研磨墊502係具有略矩形的單元加工痕503。單元加工痕503的大小係對應於研磨墊502與基板Wf的接觸面積。如第8B圖所示，在基板Wf的處理面中，相較於其他部分Wf-2膜厚較厚部分Wf-1形成同心圓狀。此時，控制裝置900係在使承台401旋轉的同時，使保持臂600沿著基板Wf的半徑方向移動而進行研磨。另外，Wf-2的區域為期望的膜厚時，可僅研磨基板Wf的Wf-1的區域。此外，研磨Wf-1與Wf-2二者以達所期望的膜厚時，可將研磨頭500的轉速控制成在Wf-1大於Wf-2。此外，控制裝置900可將保持臂600的搖動速度控制為在Wf-1中的研磨時間(研磨墊502的滯留時間)大於Wf-2中的研磨時間。藉此，控制裝置900可將基板Wf的研磨處理面研磨成平面。
第9A圖係顯示一實施型態之用以處理基板Wf的膜厚、凹凸、高度等相關資訊之控制電路的例。首先，部分研磨用的控制部係結合由人機介面(Human Machine Interface；HMI)所設定的研磨處理程序與參數，決定基本的部分研磨處理程序。此時，部分研磨處理程序與參數也可使用從主機下載到部分研磨裝置1000者。接著，程序伺服器係結合基本的部分研磨處理程序與程序處理的研磨處理資訊，而產生因將要處理的各基板Wf而異之基本的部分研磨處理程序。部分研磨程序伺服器係結合：因將要處理的各基板Wf而異之部分研磨處理程序、部分研磨用資料庫內記憶的基板表面形狀資料、與類似基板相關的以往 的研磨後的基板表面形狀等資料、事先取得的對應於研磨條件的各參數的研磨速度資料，而產生因各基板而異的部分研磨處理程序。此時，記憶於部分研磨用資料庫的基板表面形狀資料，可使用部分研磨裝置1000內量測到的該基板Wf的資料，亦可使用預先從主機(HOST)下載到部分研磨裝置1000的資料。部分研磨程序伺服器係將其部分研磨處理程序經由程序伺服器或直接傳送到部分研磨裝置1000。部分研磨裝置1000係按照接收到的部分研磨處理程序進行基板Wf的部分研磨。
第9B圖係顯示從第9A圖所示部分研磨用的控制部分割出基板表面狀態檢測用的控制部時的電路圖。將處理大量資料的基板表面狀態檢測用的控制部自部分研磨用的控制部分離時，減少了部分研磨用的控制部的資料處理負荷，而可期待程序作業的建立時間、部分研磨處理程序的產生所需的處理時間等的減少，可使部分研磨模組整體的總處理量提高。
上述實施型態之部分研磨裝置1000中，可使用以研磨基板Wf的研磨墊502藉由第一驅動機構沿著第一運動方向移動。第一運動方向係指研磨墊502在研磨墊502與基板Wf的接觸區域中移動的方向。例如，研磨墊502為圓板形狀，旋轉運動時，研磨墊502的第一運動方向係成為在研磨墊502與板Wf的接觸區域中研磨墊502的切線方向。另外，上述實施方式之部分研磨裝置1000中，藉由橫向驅動機構620，可使研磨墊502沿著垂直於 第一運動方向且具有平行於基板Wf表面的方向的分量的第二運動方向運動。如上所述，在基板Wf的研磨中，使研磨墊502沿第二運動方向運動時，可使基板Wf的加工痕形狀更均勻。研磨中的研磨墊502之第二運動方向的移動量為任意者，惟，可從各種觀點來決定第二運動方向的移動量。
第10圖係顯示一實施型態之搭載有部分研磨裝置1000之基板處理系統1100的概略圖。如第10圖所示，基板處理系統1100係具備部分研磨裝置1000、大徑研磨裝置1200、洗淨裝置1300、乾燥裝置1400、控制裝置器900、及搬送機構1500。基板處理系統1100的部分研磨裝置1000可為具備上述任意特徵之部分研磨裝置1000。大徑研磨裝置1200係使用具備面積大於成為研磨對象之基板Wf的研磨墊來研磨基板的研磨裝置。就大徑研磨裝置1200而言，可使用習知的CMP裝置。另外，關於洗淨裝置1300、乾燥裝置1400及搬送機構1500，亦可採用任意習知者。控制裝置900不僅是控制上述部分研磨裝置1000，亦可控制基板處理系統1100整體的動作。第10圖所示的實施型態中，部分研磨裝置1000與大徑研磨裝置1200係結合於一個基板處理系統1100。因此，由於結合了以部分研磨裝置1000進行之部分研磨；以大徑研磨裝置1200進行之基板Wf整體的研磨；以及以狀態檢測部420進行之基板Wf的表面狀態的檢測，而可進行各式各樣的研磨處理。另外，以部分研磨裝置1000進行之部分研磨， 可僅研磨基板Wf的一部分而非基板Wf的表面整體，或者，在部分研磨裝置1000進行基板Wf的表面整體的研磨處理中，可改變基板Wf表面的一部分的研磨條件來進行研磨。
在此，說明本基板處理系統1100中的部分研磨方法。首先，檢測出作為研磨對象物之基板Wf的表面狀態。表面狀態係指形成於基板Wf上的膜的膜厚、表面的凹凸的相關資訊(位置、大小、高度等)等，可由上述狀態檢測部420檢測出。接著，對應於所檢測到的基板Wf的表面狀態，作成研磨程序。在此，研磨程序係由複數個處理步驟所構成，就各步驟的參數而言，可舉例如部分研磨裝置1000中的處理時間、研磨墊502對於基板Wf、配置於修整台810的修整器820等之接觸壓力或荷重、研磨墊502、基板Wf的轉速、研磨頭500的移動態樣及移動速度、研磨墊處理液的選擇及流量、修整台810的轉速、研磨終點的檢測條件等。另外，部分研磨中，必須依據由上述狀態檢測部420取得的基板Wf面內的膜厚、凹凸相關資訊等來決定基板Wf面內的研磨頭500的動作。例如，關於基板Wf面內的各研磨區域中的研磨頭500的滯留時間，就對應於此決定的參數而言，可舉例如相當於所期望的膜厚、凹凸狀態的目標值、上述研磨條件中的研磨速度等。在此，關於研磨速度，由於因研磨條件而有所不同，因此，可將其以資料庫記憶於控制裝置900內，而在設定研磨條件時自動地計算出。在此，可事先取得對應於基礎的各參數的研磨速度，並記憶為資料庫。由此等參數及所 取得的基板Wf面內的膜厚、凹凸相關資訊，可算出研磨頭500在基板Wf面內的滯留時間。此外，如後所述，由於前置量測、部分研磨、整體研磨，洗淨之路徑係因基板Wf的狀態、使用的處理液等的不同而相異，因此，亦可進行此等構成要素的搬送路徑的設定。此外，亦可進行基板Wf面內的膜厚、凹凸資料等取得條件的設定。另外，如後所述，處理後的基板Wf狀態未達容許程度時，必須實施再研磨，惟，亦可設定其情況時的處理條件(再研磨的反覆次數等)。之後，按照所作成的研磨程序進行部分研磨及整體研磨。另外，在本例及以下說明的其他例子中，可在任意時機進行基板Wf的洗淨。例如，部分研磨與整體研磨所使用的處理液相異，部分研磨的處理液對於整體研磨的污染也不容忽視時，為了防止此種情況，可在部分研磨及整體研磨之個別的研磨處理後，進行基板Wf的洗淨。此外，相反地，處理液為相同的處理液、處理液的混合可忽略等情況之處理液時，可在進行部分研磨及整體研磨雙方之後，進行基板Wf的洗淨。
上述實施型態中，已經說明了基板固持裝置400利用於部分研磨裝置1000的例子，但基板固持裝置400亦可使用於部分研磨裝置1000以外的基板處理裝置。例如，可使用於研磨基板的周緣部的研磨裝置。
以上已依據數個例子說明了本發明的實施型態，但上述發明的實施型態係用以使本發明容易理解者而並非用以限定本發明。本發明可在不脫離其意旨的情況 下進行變更、改良，並且本發明當然亦包含其均等物。另外，在可解決上述課題的至少一部分的範圍，或是達成效果的至少一部分的範圍，亦可任意組合或省略申請專利範圍及說明書中記載的各構成元件。
200‧‧‧洗淨機構
202‧‧‧洗淨頭
204‧‧‧洗淨構件
206‧‧‧洗淨頭保持臂
208‧‧‧沖洗嘴
400‧‧‧基板固持裝置
401‧‧‧承台
401A‧‧‧轉軸(軸心)
402‧‧‧定位銷
404‧‧‧銷台
405‧‧‧基部構件
406‧‧‧台座
408‧‧‧檢測部
410‧‧‧旋轉驅動機構
500‧‧‧研磨頭
502‧‧‧研磨墊
510‧‧‧轉軸
600‧‧‧保持臂
602‧‧‧垂直驅動機構
620‧‧‧橫向驅動機構
702‧‧‧研磨液供給口
800‧‧‧調整部
820‧‧‧修整器
850‧‧‧第二調整部
852‧‧‧調整構件
900‧‧‧控制裝置
1000‧‧‧部分研磨裝置
1002‧‧‧基台面

Claims (14)

  1. 一種基板固持裝置，係用以固持基板，該基板固持裝置係具有：基板承台，係用以支持基板；承台驅動機構，係用以使前述基板承台旋轉；定位銷，係用以將基板定位於前述基板承台上；第一彈推構件，係彈推前述定位銷；以及擋止構件，係可對於前述定位銷賦予對抗前述第一彈推構件的力；前述定位銷係構成為可藉由前述承台驅動機構而隨著前述基板承台旋轉，且構成為由於前述定位銷隨著前述基板承台旋轉而將前述基板定位於前述基板承台上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之基板固持裝置，更具有位置固定的基部構件；前述擋止構件係固定於前述基部構件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之基板固持裝置，更具有定位銷台；前述定位銷係固定於前述定位銷台；前述定位銷台係構成為可與前述基板承台卡合及解除卡合。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之基板固持裝置，其中，前述定位銷台係構成為可在垂直於前述基板承台的上表面的方向分離之(1)與前述基板承台卡合的卡合 位置、以及(2)與前述基板承台解除卡合的解除卡合位置之間移動。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之基板固持裝置，其中，前述定位銷係具有基板支持部；且構成為前述定位銷台位於前述解除卡合位置時，前述定位銷係可藉由前述基板支持部來支持基板。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之基板固持裝置，更具有位置固定的基部構件；前述擋止構件係固定於前述基部構件；且具有定位銷台；前述定位銷係固定於前述定位銷台；前述定位銷台係構成為可與前述基板承台卡合及解除卡合；前述定位銷台係經由第二彈推構件連結於前述基部構件，前述第二彈推構件係構成為朝向與前述定位銷台隨著前述基板承台旋轉之方向相反之方向，彈推前述定位銷台。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之基板固持裝置，其中，前述定位銷係藉由前述第一彈推構件向基板的中心方向被彈推。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之基板固持裝置，其中，前述定位銷係設有三個以上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之基板固持裝置，其中，前述定位銷係設有六個以上。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之基板固持裝置，其中，前述基板承台係具備用以支持圓形的基板之圓形的上表面。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之基板固持裝置，其中，前述承台驅動機構係具有用以使前述基板承台旋轉的馬達；前述定位銷係構成為以使基板的中心與前述基板承台的旋轉中心一致之方式來將基板定位。
  12. 一種基板處理裝置，係具有如申請專利範圍第1項所述之基板固持裝置，且構成為對於由前述基板固持裝置所固持的基板施以處理。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之基板處理裝置，係具有部分研磨裝置，該部分研磨裝置係對於由前述基板固持裝置所固持的基板施以部分研磨。
  14. 一種基板固持裝置，係用以固持基板，該基板固持裝置係具有：基板承台，係用以支持基板；承台驅動機構，係用以使前述基板承台運動；定位銷，係用以將基板定位於前述基板承台上；第一彈推構件，係彈推前述定位銷；以及擋止構件，係可對於前述定位銷賦予對抗前述第一彈推構件的力；前述定位銷係構成為可藉由前述承台驅動機構而隨著前述基板承台運動，且構成為由於前述定位銷隨著 前述基板承台運動而將前述基板定位於前述基板承台上；該基板固持裝置更具有位置固定的基部構件；前述擋止構件係固定於前述基部構件；且該基板固持裝置具有定位銷台；前述定位銷係固定於前述定位銷台；前述定位銷台係構成為可與前述基板承台卡合及解除卡合；前述定位銷台係經由第二彈推構件連結於前述基部構件，前述第二彈推構件係構成為朝向與前述定位銷台隨著前述基板承台運動之方向相反之方向，彈推前述定位銷台。
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