研磨装置及研磨方法
【专利摘要】一种研磨装置，具有：对基板(W)的周缘部进行研磨的周缘部研磨单元(9)；对基板(W)的平坦面进行研磨的CMP单元(111A)；对研磨后的基板(W)进行清洗的清洗单元(70,120)；以及搬运所述基板的搬运系统(121,122,125,128,129,130)，搬运系统是，将由周缘部研磨单元(9)及CMP单元(111A)中的一方研磨后的基板(W)搬运到清洗单元，将由清洗单元清洗后的基板(W)搬运到周缘部研磨单元(9)及CMP单元(111A)中的另一方。采用本发明，能够使晶片等基板不产生擦伤等的缺陷地进行多级研磨。
【专利说明】研磨装置及研磨方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对形成有器件的晶片等基板进行研磨的研磨装置及研磨方法，尤其涉及一种对基板的平坦面及周缘部进行研磨的多级研磨装置及多级研磨方法。
【背景技术】
[0002]在半导体器件的制造工序中，为了去除不需要的材料膜，而对晶片的表面及周缘部(也称为伞形部或边缘部)进行研磨。该晶片的研磨工序大致分为:对晶片的平坦表面进行研磨的工序、以及对晶片的周缘部进行研磨的工序。晶片的平坦面的研磨是通过一边将研磨液(浆料)供给到研磨垫等的研磨工具上，一边使晶片的表面与研磨工具滑动接触而进行的。这种采用浆料的研磨，被称为化学机械研磨(CMP)。晶片周缘部的研磨是通过一边将研磨液(通常为纯水)供给于晶片，一边使研磨带与晶片周缘部滑动接触而进行的。
[0003]专利文献1:日本专利特许第4655369号公报
[0004]专利文献2:日本专利特开2010-141218号公报
[0005]专利文献3:日本专利特开2008-42220号公报
[0006]发明所要解决的课题
[0007]如专利文献I至3所公开的那样，提出了几种对晶片的平坦面进行研磨，再对晶片的周缘部进行研磨的多级研磨方法。但是，在这种多级研磨中，在先前的研磨工序中所产生的研磨屑及/或浆料有时会给下一研 磨工序带来不良影响。例如，研磨屑有时会擦伤晶片。
【发明内容】
[0008]本发明是鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供一种能够使晶片等基板不会产生擦伤等的缺陷地进行多级研磨的研磨装置及研磨方法。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]为实现上述目的，本发明的一形态是一种对基板进行研磨的研磨装置，其特点是，具有:对所述基板的周缘部进行研磨的周缘部研磨单元；对所述基板的平坦面进行研磨的CMP单元；对研磨后的所述基板进行清洗的清洗单元；以及搬运所述基板的搬运系统，所述搬运系统如下述地动作:将由所述周缘部研磨单元及所述CMP单元中的一方研磨后的所述基板搬运到所述清洗单元，将由所述清洗单元清洗后的所述基板搬运到所述周缘部研磨单元及所述CMP单元中的另一方。
[0011]在本发明优选的形态中，其特点是，所述搬运系统如下述地动作:将由所述周缘部研磨单元及所述CMP单元中的所述另一方研磨后的所述基板搬运到所述清洗单元。
[0012]在本发明优选的形态中，其特点是，还具有对所述基板进行翻转的翻转机，所述翻转机配置在所述周缘部研磨单元与所述CMP单元之间。
[0013]在本发明优选的形态中，其特点是，还具有对由所述清洗单元清洗后的所述基板进行干燥的干燥单元。
[0014]在本发明优选的形态中，其特点是，所述清洗单元包括:第I清洗单元，所述第I清洗单元用于对由所述周缘部研磨单元研磨后的所述基板进行清洗；以及第2清洗单元，所述第2清洗单元用于对由所述CMP单元研磨后的所述基板进行清洗。
[0015]本发明的另一形态是一种对基板进行研磨的研磨方法，其特点是，进行第I研磨工序，所述第I研磨工序是对所述基板进行研磨的工序，在所述第I研磨工序后对所述基板进行清洗，进行第2研磨工序，所述第2研磨工序是对清洗后的所述基板进行研磨的工序，所述第I研磨工序是对所述基板的周缘部及平坦面中的一方进行研磨的工序，所述第2研磨工序是对所述基板的周缘部及平坦面中的另一方进行研磨的工序。
[0016]在本发明优选的形态中，还包含:在所述第2研磨工序后对所述基板进行清洗的工序。
[0017]在本发明优选的形态中，还包含:在所述第2研磨工序后对所述基板进行清洗，进一步对所述基板进行干燥的工序。
[0018]在本发明优选的形态中，在所述第I研磨工序后对所述基板进行清洗的工序与在所述第2研磨工序后对所述基板进行清洗的工序，由不同的清洗单元进行。
[0019]发明的效果
[0020]采用本发明，在进行第I研磨工序后清洗基板，然后进行第2研磨工序。因此，第I研磨工序所产生的研磨屑及/或第I研磨工序所使用的浆料等从基板上被去除，可防止在第2研磨工序中产生擦伤等的缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1(a)及图1(b)是表示作为基板一例子的晶片的放大剖视图。
[0022]图2是表示本发明的实施方式的研磨装置的俯视图。
[0023]图3是表示周缘部研磨单元一例子的示意图。
[0024]图4是周缘部研磨单元的俯视图。
[0025]图5是研磨头的放大图。
[0026]图6 (a)至图6(c)是表示通过倾斜机构改变研磨头角度,并将研磨带按压于晶片的周缘部的状态的示图。
[0027]图7是表示第I清洗单元的立体图。
[0028]图8是表示干燥单元的立体图。
[0029]图9是表示使纯水喷嘴及IPA喷嘴沿晶片的径向从晶片的中心向外侧移动的状态的俯视图。
[0030]图10是表示第ICMP单元的立体图。
[0031]图11是表示第3清洗单元的立体图。
[0032]图12是表示晶片搬运路径的示图，所述晶片搬运路径表示第I实施方式的研磨方法。
[0033]图13是表示晶片搬运路径的示图，所述晶片搬运路径表示第2实施方式的研磨方法。
[0034]图14是表示晶片搬运路径的示图，所述晶片搬运路径表示第3实施方式的研磨方法。
[0035]图15是表示晶片搬运路径的示图，所述晶片搬运路径表示第5实施方式的研磨方法。
[0036]符号说明
[0037]I装载/卸载部
[0038]2壳体
[0039]2a、2b、2c 隔板
[0040]3周缘部研磨部
[0041]4动作控制部
[0042]5装载端口
[0043]6装载器 [0044]8CMP 部
[0045]9周缘部研磨单元
[0046]10清洗部
[0047]11研磨头装配体
[0048]12带供给机构
[0049]13基板保持机构
[0050]14保持载物台
[0051]15研磨带
[0052]20隔板
[0053]21研磨室
[0054]24供给卷轴
[0055]25卷绕卷轴
[0056]27联轴器
[0057]30研磨头
[0058]42带进给机构
[0059]43 ~49 导辊
[0060]50加压块
[0061]52气缸(促动器)
[0062]60臂部
[0063]61移动台
[0064]62导向件
[0065]63导轨
[0066]65底板
[0067]66连接板
[0068]67线性促动器
[0069]68接头
[0070]70第I清洗单元
[0071]71~74 保持辊
[0072]77、78 辊形海绵
[0073]80,81 旋转机构[0074]82升降驱动机构
[0075]85、86 纯水供给喷嘴
[0076]87、88 药液供给喷嘴
[0077]89导轨
[0078]90干燥单元
[0079]91基板保持部
[0080]92IPA 喷嘴
[0081]93纯水喷嘴
[0082]94臂部
[0083]95夹头
[0084]98电动机
[0085]100回旋轴
[0086]101 电动机
[0087]11IA~11 ID CMP 单元
[0088]112研磨垫
[0089]114A~114D 研磨台
[0090]115台用轴
[0091]116A~116D 顶环
[0092]117台用电动机
[0093]118A~118D 研磨液供给喷嘴
[0094]120第2清洗单元
[0095]121第I线性传送装置
[0096]122第2线性传送装置
[0097]123第I临时放置台
[0098]125第I搬运机械手
[0099]127第3清洗单元
[0100]128第2搬运机械手
[0101]129第3搬运机械手
[0102]131第2临时放置台
[0103]133缓存工位
[0104]141基板保持部
[0105]142笔形海绵
[0106]144臂部
[0107]145夹头
[0108]146纯水供给喷嘴
[0109]147药液供给喷嘴
[0110]148电动机
[0111]150回旋轴
[0112]151电动机【具体实施方式】
[0113]下面，参照说明书附图来对本发明的实施方式进行说明。
[0114]图1(a)及图1(b)是表示作为基板一例子的晶片的放大剖视图。更详细地说，图1(a)是所谓的直线型晶片的剖视图，图1(b)是所谓的圆型晶片的剖视图。在晶片的表面形成有由多层膜(例如器件)或单层膜所构成的构造体。晶片的周缘部是晶片最外侧的周面。该周缘部也被称为伞形部或边缘部。
[0115]图2是表示本发明的实施方式的研磨装置的俯视图。该研磨装置是能够进行对晶片进行多级研磨、清洗、干燥的一系列工序的多级研磨装置。如图2所示，研磨装置具有大致矩形的壳体2，壳体2的内部被隔板2a、2b、2c划分为:装载/卸载部1、周缘部研磨部3、CMP部8以及清洗部10。研磨装置具有对处理动作进行控制的动作控制部4。装载/卸载部1、周缘部研磨部3及CMP部8按此顺序而串联排列，周缘部研磨部3配置在装载/卸载部I与CMP部8之间。
[0116]装载/卸载部I具有多个装载端口 5，该多个装载端口 5载置有将许多晶片(基板)收纳于内部的晶片盒。在该装载/卸载部I上设置有能够沿装载端口 5移动的装载器(搬运机械手)6。装载器6可对搭载于装载端口 5的晶片盒内的晶片进行存取。
[0117]周缘部研磨部3是对晶片周缘部进行研磨的区域。该周缘部研磨部3具有:对晶片的周缘部进行研磨的周缘部研磨单元9 ;对晶片的上下表面进行清洗的第I清洗单元70 ；对晶片进行干燥的干燥单元90 ;暂时放置晶片的第I临时放置台123 ;在这些单元9、70、90及第I临时放置台123之间搬运晶片的第I搬运机械手125。
[0118]图3是表示周缘部研磨单元9的一例子的示意图，图4是图3所示的周缘部研磨单元9的俯视图。该周缘部研磨单元9具有将晶片W保持成水平并使其旋转的基板保持机构13。基板保持机构13具有:利用真空吸附对晶片W进行保持的保持载物台14、以及使保持载物台14旋转的电动机(未图示)。
[0119]在由基板保持机构13保持的晶片W的周缘部附近配置有研磨头装配体11。在研磨头装配体11的背面侧设有研磨带供给机构12。研磨头装配体11与研磨带供给机构12被隔板20隔开。隔板20的内部空间形成研磨室21，研磨头装配体11及保持载物台14配置在研磨室21内。另一方面，研磨带供给机构12配置在隔板20的外侧(即研磨室21外)。
[0120]研磨带供给机构12具有:将研磨带15供给于研磨头装配体11的供给卷轴24、以及卷绕晶片W的研磨所使用的研磨带15的卷绕卷轴25。在供给卷轴24及卷绕卷轴25上分别通过联轴器27连接有电动机M2 (图4仅表示与供给卷轴24连接的联轴器27和电动机M2)。由这些电动机M2将规定张力赋予研磨带15。
[0121]研磨头装配体11具有研磨头30，所述研磨头30用于使由研磨带供给机构12供给的研磨带15与晶片W的周缘部抵接。研磨带15具有固定有磨粒的研磨面,研磨带15以其研磨面朝向晶片W的状态被支承在研磨头30上。研磨带15经由设在隔板20上的开口部20a而从供给卷轴24被供给到研磨头30上，使用后的研磨带15经由开口部20a而被卷绕在卷绕卷轴25上。在基板保持机构13的上方配置有研磨水供给喷嘴40。作为研磨水的纯水，从该研磨水供给喷嘴40被供给到晶片W的中心。
[0122]图5是研磨头30的放大图。该研磨头30具有将研磨带15从供给卷轴24送到卷绕卷轴25的带进给机构42。该带进给机构42构成为一边由两个棍夹着研磨带15,—边利用电动机M3而使一方的辊旋转，由此使研磨带15在其长度方向上前进。此外，研磨头30具有多个导辊43、44、45、46、47、48、49，这些导辊对研磨带15进行导向以使研磨带15在与晶片W切线方向正交的方向上前进。
[0123]研磨头30还具有:配置在研磨带15背面侧的背侧块(加压块)50、以及使该背侧块50向晶片W移动的气缸(促动器)52。研磨带15对晶片W按压的压力，由供给到气缸52的气压控制。
[0124]如图4所示，研磨头30固定在臂部60的一端上，臂部60构成为，绕与晶片W的切线平行的轴Ct旋转自如。臂部60的另一端通过带轮pl、p2及传动带bl与电动机M4连接。通过电动机M4绕顺时针及逆时针旋转规定角度，从而臂部60绕轴Ct旋转规定角度。在本实施方式中，相对于晶片W的表面而使研磨头30倾斜的倾斜机构，由电动机M4、臂部60、带轮pl、p2及传动带bl构成。利用该倾斜机构,通过使研磨头30以研磨点(研磨带15与晶片W的接触点)为中心旋转规定角度，从而可改变研磨带15与晶片W的接触角度。
[0125]研磨头30通过倾斜机构与移动台61连接。移动台61通过导向件62及导轨63而移动自如地与底板65连接。导轨63沿保持于基板保持机构13的晶片W的径向而直线延伸，从而移动台61构成为能够沿晶片W的径向直线移动。在移动台61上安装有贯通底板65的连接板66，在连接板66上通过接头68而安装有线性促动器67。线性促动器67直接或间接地固定在底板65上。作为线性促动器67，可采用气缸或电动机与滚珠丝杠的组合
坐寸ο
[0126]通过线性促动器67、导轨63和导向件62构成使研磨头30在晶片W的径向上直线移动的研磨头移动机构。即，研磨头移动机构沿导轨63使研磨头30接近、离开晶片W地动作。另一方面，研磨带供给机构12固定在底板65上。
[0127]晶片W的周缘部的研磨如下进行。基板保持机构13使晶片W绕其轴心旋转，研磨水供给喷嘴40将作为研磨水的纯水供给到晶片W的中心部。在该状态下，利用研磨头30将研磨带15按压于晶片W的周缘部。晶片W的周缘部利用与研磨带15的滑动接触而被研磨。如图6(a)至图6(c)所示，也可一边利用倾斜机构来改变研磨头30的角度，一边将研磨带15按压于晶片W的周缘部。
[0128]图7是表示第I清洗单元70的立体图。如图7所示，第I清洗单元70具有:保持晶片W并使其旋转的四个保持辊71、72、73、74 ;与晶片W上下表面接触的辊形海绵(清洗工具)77、78 ;使这些辊形海绵77、78旋转的旋转机构80、81 ;将纯水供给到晶片W的上下表面的纯水供给喷嘴85、86 ;以及将药液供给到晶片W的上下表面的药液供给喷嘴87、88。保持辊71、72、73、74，利用未图示的驱动机构(例如气缸)能够在接近及离开晶片W的方向上移动。
[0129]使上侧的辊形海绵77旋转的旋转机构80安装在对其上下方向的动作进行导向的导轨89上。另外，该旋转机构80被升降驱动机构82支承，旋转机构80及上侧的辊形海绵77利用升降驱动机构82而在上下方向上移动。另外，虽未图示，但是下侧的辊形海绵78旋转的旋转机构81被导轨支承，旋转机构81及下侧的辊形海绵78利用升降驱动机构而进行上下移动。另外，作为升降驱动机构，使用例如采用了滚珠丝杠的电动机驱动机构或气缸。在清洗晶片W时，辊形海绵77、78向互相接近的方向移动并与晶片W的上下表面接触。[0130]晶片W的清洗如下进行。晶片W被保持辊71、72、73、74保持并旋转。接着，从药液供给喷嘴87、88将药液供给到晶片W的上表面及下表面。在该状态下，辊形海绵77、78绕沿其水平延伸的轴心旋转，并与晶片W的上下表面接触，由此对晶片W的上下表面进行摩擦清洗。摩擦清洗后，使辊形海绵77、78向上方及向下方移动，从纯水供给喷嘴85、86分别将纯水供给到晶片W的上表面、下表面，对晶片W的上下表面进行冲洗。
[0131]图8是表示干燥单元90的立体图。干燥单元90具有:保持晶片W并使其旋转的基板保持部91 ; IPA喷嘴92及纯水喷嘴93 ；以及对这些IPA喷嘴92及纯水喷嘴93进行保持的臂部94。IPA喷嘴92的作用是，用于向晶片W表面供给IPA蒸气(异丙醇与氮气的混合气体)，纯水喷嘴93的用途是，供给纯水以防止晶片W的表面的干燥。这些IPA喷嘴92及纯水喷嘴93构成为，能够沿晶片W的径向移动。
[0132]基板保持部91具有多个对晶片W的周缘部进行保持的(图8中为四个)夹头95，用这些夹头95将晶片W保持成水平。电动机98与夹头95连接，由夹头95保持的晶片W通过电动机98而绕其轴心旋转。
[0133]臂部94配置在晶片W的上方。在臂部94的一端互相相邻地配置有纯水喷嘴93及IPA喷嘴92，在臂部94的另一端连接有回转轴100。在该回旋轴100上，连接有作为使臂部94回转的臂部旋转机构的电动机101。臂部旋转机构除了电动机101外，也可具有减速齿轮等。电动机101通过使回旋轴100旋转规定角度，从而使壁部94在与晶片W平行的平面内进行回旋。因此，通过壁部94的回旋，固定在其上的纯水喷嘴93及IPA喷嘴92就向晶片W的径向外侧移动。
[0134]晶片W的干燥如下进行。利用基板保持部91使晶片W旋转，并使纯水喷嘴93及IPA喷嘴92移动到晶片W的中心部的上方位置。然后，从IPA喷嘴92向晶片W表面供给IPA蒸气，从纯水喷嘴93向晶片W表面供给纯水，同时如图9所示，使纯水喷嘴93及IPA喷嘴92沿晶片W的径向从晶片W中心向外侧移动。纯水喷嘴93位于IPA喷嘴92的前方。因此，IPA喷嘴92以与纯水喷嘴93相同的轨迹而跟在纯水喷嘴93之后进行移动。这样，晶片W的表面被干燥。然后，使晶片W高速旋转，甩落附着在晶片W背面上的纯水。此时，也可从气体喷嘴(未图示)向晶片W背面喷出干燥气体。
[0135]上述的干燥单元90是采用了 IPA的干燥机，但也可使用其它类型的清洗机。例如，也可使用使晶片高速旋转的自旋干燥型的干燥机。
[0136]CMP部8是对晶片的平坦面(以下仅称为表面)进行化学机械研磨的区域。该CMP部8具有:第ICMP单元111A、第2CMP单元111B、第3CMP单元IllC以及第4CMP单元111D。第ICMP单元IllA具有:安装有研磨垫112的第I研磨台114A，所述研磨垫112具有研磨面；第I顶环116A，所述第I顶环用于对晶片进行保持并将晶片按压到第I研磨台114A上的研磨垫112上；以及第I研磨液供给喷嘴118A，所述第I研磨液供给喷嘴118A用于将研磨液(衆料)供给到研磨垫112上。
[0137]同样，第2CMP单元IllB具有:安装有研磨垫112的第2研磨台114B、第2顶环116B、以及第2研磨液供给喷嘴118B，第3CMP单元IllC具有:安装有研磨垫112的第3研磨台114C、第3顶环116C、以及第3研磨液供给喷嘴118C，第4CMP单元IllD具有:安装有研磨垫112的第4研磨台114D、第4顶环116D、以及第4研磨液供给喷嘴118D。
[0138]与第ICMP单元IllA及第2CMP单元IllB相邻地配置有第I线性传送装置121。该第I线性传送装置121是在四个搬运位置(第I搬运位置TP1、第2搬运位置TP2、第3搬运位置TP3和第4搬运位置TP4)之间搬运晶片的机构。另外，与第3CMP单元IllC及第4CMP单元IllD相邻地配置有第2线性传送装置122。该第2线性传送装置122是在三个搬运位置(第5搬运位置TP5、第6搬运位置TP6和第7搬运位置TP7)之间搬运晶片的机构。
[0139]与第I搬运位置TPl相邻地配置有用于从装载器6接收晶片的翻转机124。晶片通过该翻转机124从装载器6被交接到第I线性传送装置121。位于翻转机124与装载器6之间，在隔板2b上设有闸门(未图示)，在搬运晶片时，闸门打开，晶片从装载器6被交接到翻转机124。
[0140]晶片利用翻转机124而翻转，以使被研磨的面朝下。翻转后的晶片从翻转机124被交接到第I线性传送装置121，然后被第I线性传送装置121搬运到CMP单元111AU11B。第ICMP单元IllA的顶环116A通过其摆动动作而在第I研磨台114A的上方位置与第2搬运位置TP2之间进行移动。因此，晶片向顶环116A的交接在第2搬运位置TP2进行。
[0141]同样，第2CMP单元IllB的顶环116B在研磨台114B的上方位置与第3搬运位置TP3之间进行移动，晶片向顶环116B的交接在第3搬运位置TP3进行。第3CMP单元IllC的顶环116C在研磨台114C的上方位置与第6搬运位置TP6之间进行移动，晶片向顶环116C的交接在第6搬运位置TP6进行。第4CMP单元IllD的顶环116D在研磨台114D的上方位置与第7搬运位置TP7之间进行移动，晶片向顶环116D的交接在第7搬运位置TP7进行。
[0142]第I线性传送装置121、第2线性传送装置122以及清洗部10之间配置有摆动式传送装置130。晶片通过摆动式传送装置130从第I线性传送装置121被搬运到第2线性传送装置122。晶片被第2线性传送装置122搬运到第3CMP单元IllC及/或第4CMP单元IllD0
[0143]在摆动式传送装置130的侧方，配置有设置在未图示的框架上的缓存工位133。该缓存工位133与第I线性传送装置121相邻配置，且位于第I线性传送装置121与清洗部10之间。摆动式传送装置130在第4搬运位置TP4、第5搬运位置TP5以及缓存工位133之间搬运晶片。
[0144]第ICMP单元111A、第2CMP单元111B、第3CMP单元IllC及第4CMP单元IllD具有互相相同的结构。因此，下面对第ICMP单元IllA进行说明。图10是表示第ICMP单元IllA的立体图。如图10所示，第ICMP单元IllA具有:对研磨垫112进行支承的研磨台114A ;将晶片W按压在研磨垫112上的顶环116A ；以及用于将研磨液(浆料)供给到研磨垫112上的研磨液供给喷嘴118A。
[0145]研磨台114A通过台用轴115与配置在其下方的台用电动机117连接,通过该台用电动机117，研磨台114A向箭头所示的方向旋转。研磨垫112贴附在研磨台114A的上表面上，研磨垫112的上表面构成对晶片W进行研磨的研磨面112a。顶环116A固定在顶环旋转轴119的下端上。顶环116A的下表面构成为能够利用真空吸附而对晶片W进行保持。
[0146]晶片W的表面的研磨如下进行。使顶环116A及研磨台114A分别向箭头所示的方向旋转，从研磨液供给喷嘴118A将研磨液(浆料)供给到研磨垫112上。在该状态下，通过顶环116A将晶片W按压在研磨垫112的研磨面112a上。晶片W的表面利用研磨液所含的磨粒的机械性作用和研磨液所含的化学成分的化学性作用而被研磨。[0147]如图2所示，与CMP单元IllA~IllD相邻地配置有--第2清洗单元120、第3清洗单元127、以及第2临时放置台131。在第2清洗单元120与第3清洗单元127之间配置有第2搬运机械手128，在第3清洗单元127与第2临时放置台131之间配置有第3搬运机械手129。这些第2清洗单元120、第2搬运机械手128、第3清洗单元127，以及第2临时放置台131按此顺序串联排列。由于第2清洗单元120具有与第I清洗单元70相同的结构，因此省略其说明。
[0148]作为第3清洗单元127，可使用笔形海绵型的清洗机或双流体喷射清洗机。图11是表示笔形海绵型的第3清洗单元127的立体图。如图11所示，该第3清洗单元127具有:保持晶片W并使其旋转的基板保持部141、笔形海绵142、保持笔形海绵142的臂部144、将纯水供给到晶片W的上表面的纯水供给喷嘴146、以及将清洗液(药液)供给到晶片W的上表面的药液供给喷嘴147。笔形海绵142与配置在臂部144内的旋转机构(未图示)连接，笔形海绵142就绕沿铅垂方向延伸的中心轴线旋转。
[0149]基板保持部141具有对晶片W的周缘部进行保持的多个(图11中为四个)夹头145，用这些夹头145将晶片W保持成水平。在夹头145与电动机148连接，由夹头145保持的晶片W通过电动机148而绕其轴心旋转。
[0150]臂部144配置在晶片W的上方。在臂部144的一端连接有笔形海绵142，在臂部144的另一端连接有回旋轴150。在该回旋轴150上连接有使臂部144回旋的作为臂部旋转机构的电动机151。臂部旋转机构除了电动机151外，也可具有减速齿轮等。电动机151通过使回旋轴150旋转规定角度，从而使臂部144在与晶片W平行的平面内进行回旋。因此，利用臂部144的回旋，由其支承的笔形海绵142向晶片W的径向外侧移动。
[0151]晶片W如下那样被清洗。首先，使晶片W绕其轴心旋转。接着，从药液供给喷嘴147将清洗液供给到晶片W的上表面。在该状态下，笔形海绵142绕铅垂延伸的轴心旋转并与晶片W的上表面滑动接触，再沿晶片W的径向摆动。在有清洗液的状态下，通过笔形海绵142与晶片W的上表面滑动接触，从而对晶片W进行摩擦清洗。摩擦清洗后，从纯水供给喷嘴146向晶片W供给纯水，由此冲洗晶片W。
[0152]如上所述，作为第3清洗单元127也可使用双流体喷射清洗机。双流体喷射清洗机是将溶解了少量CO2气体(二氧化碳气体)的纯水(DIW)与N2气体予以混合，并将混合流体喷向晶片的表面的清洗机。该类型的清洗机可通过微小的液滴和冲击能量去除晶片上的微小颗粒。尤其，通过适当调整N2气体的流量及纯水的流量，从而可实现无损伤的晶片清洗。此外，通过使用溶解了碳酸气体的纯水，从而缓和静电引起的对晶片的腐蚀影响。
[0153]第2搬运机械手128如此动作:将放置在缓存工位133上的晶片(研磨后的晶片)搬运到第2清洗单元120，再将由第2清洗单元120清洗后的晶片搬运到第3清洗单元127。第3搬运机械手129如此动作:将被第3清洗单元127清洗了的晶片搬运到第2临时放置台 131。
[0154]上述的第I搬运机械手125、第2搬运机械手128、第3搬运机械手129、第I线性传送装置121、第2线性传送装置122、以及摆动式传送装置130，构成搬运晶片的搬运系统。该搬运系统及上述的各单元的动作由动作控制部4控制。
[0155]接着，参照图12，对采用上述的研磨装置研磨晶片(基板)的方法的第I实施方式进行说明。图12是表示晶片搬运路径的示图，所述晶片搬运路径表示第I实施方式的研磨方法。装载器6从晶片盒取出一块晶片，并将晶片放置在第I临时放置台123上。第I搬运机械手125将晶片从第I临时放置台123搬运到周缘部研磨单元9。周缘部研磨单元9按照上述的研磨动作对晶片的周缘部进行研磨。研磨后的晶片被第I搬运机械手125搬运到第I清洗单元70，并在此处对晶片进行清洗。清洗后的晶片被第I搬运机械手125从第I清洗单元70被取出，并被搬运到翻转机124。
[0156]翻转机124使晶片翻转，以使形成有器件等构造体的表面向下。第I线性传送装置121接收翻转后的晶片，并将晶片搬运到第2搬运位置TP2。将晶片保持在第ICMP单元IllA的第I顶环116A的下表面上，将晶片搬运到第I研磨台114A的上方位置，然后将其按压在旋转的第I研磨台114A上的研磨垫112上而对晶片的表面(平坦面)进行研磨。研磨后的晶片被第I线性传送装置121从第2搬运位置TP2搬运到第3搬运位置TP3，通过第2CMP单元IllB同样地对晶片表面进行研磨。
[0157]被周缘部研磨单元9、第ICMP单元111A、以及第2CMP单元IllB研磨后的晶片，通过摆动式传送装置130被放置在缓存工位133上。晶片进一步被第2搬运机械手128从缓存工位133搬运到第2清洗单元120，通过第2清洗单元120对晶片进行清洗。
[0158]清洗后的晶片被第2搬运机械手128从第2清洗单元120取出，并被搬运到第3清洗单元127。晶片再由第3清洗单元127清洗。清洗后的晶片被第3搬运机械手129从第3清洗单元127取出，并被放置在第2临时放置台131上。此外，晶片被第I搬运机械手125搬运到干燥单元90，在此处对晶片进行干燥。干燥后的晶片被第I搬运机械手125从干燥单元90取出，并被放置在第I临时放置台123上。然后，晶片被装载器6从第I临时放置台123搬运到晶片盒。这样，就按如下顺序进行晶片的周缘部研磨(第I研磨工序)、一次清洗、晶片的平坦面研磨(第2研磨工序)、二次清洗、三次清洗以及干燥。
[0159]图13是表示晶片搬运路径的示图，所述晶片搬运路径表示第2实施方式的研磨方法。第2实施方式的不同于第I实施方式的地方是，由第3CMP单元IllC及第4CMP单元IllD研磨晶片。即，周缘部被研磨后的晶片，以如下顺序被搬运:被第I线性传送装置121搬运到第4搬运位置TP4，被摆动式传送装置130搬运到第2线性传送装置122，再被搬运到第3CMP单元IllC及第4CMP单元111D，依次对晶片的平坦面进行研磨。研磨后的晶片，与第I实施方式相同地进行清洗以及干燥。
[0160]图14是表示晶片搬运路径的示图，所述晶片搬运路径表示第3实施方式的研磨方法。装载器6从晶片盒取出一块晶片，并将晶片放置在第I临时放置台123上。第I搬运机械手125从第I临时放置台123取出晶片，并将其搬运到翻转机124。
[0161]翻转机124使晶片翻转，以使形成有器件等构造体的表面向下。翻转后的晶片与第I实施方式相同，由第ICMP单元IllA及第2CMP单元IllB依次进行研磨。由第ICMP单元IllA及第2CMP单元IllB研磨后的晶片，通过摆动式传送装置130被放置在缓存工位133上。晶片被第2搬运机械手128从缓存工位133搬运到第2清洗单元120，且晶片由第2清洗单元120清洗。
[0162]清洗后的晶片，被第2搬运机械手128从第2清洗单元120取出，并被搬运到第3清洗单元127。晶片通过第3清洗单元127进一步进行清洗。清洗后的晶片被第3搬运机械手129从第3清洗单元127取出，并被放置在第2临时放置台131上。此外，晶片被第I搬运机械手125搬运到周缘部研磨单元9。[0163]周缘部研磨单元9按照上述的研磨动作对晶片的周缘部进行研磨。研磨后的晶片被第I搬运机械手125搬运到第I清洗单元70，在此处对晶片进行清洗。清洗后的晶片被第I搬运机械手125从第I清洗单元70取出，并被搬运到干燥单元90。晶片由干燥单元90干燥。干燥后的晶片被第I搬运机械手125从干燥单元90取出，并被放置在第I临时放置台123上。然后，晶片被装载器6从第I临时放置台123搬运到晶片盒。这样，按如下顺序进行晶片的平坦面研磨(第I研磨工序)、一次清洗、二次清洗、晶片的周缘部研磨(第2研磨工序)、三次清洗以及干燥。
[0164]图15是表示晶片搬运路径的示图，所述晶片搬运路径表示第4实施方式的研磨方法。第4实施方式的不同于第3实施方式的地方是，由第3CMP单元IllC及第4CMP单元IllD对晶片进行研磨。即，晶片按如下顺序被搬运:被第I线性传送装置121搬运到第4搬运位置TP4，被摆动式传送装置130搬运到第2线性传送装置122，再被搬运到第3CMP单元IllC及第4CMP单元111D，晶片的平坦面依次被研磨。研磨后的晶片与第3实施方式相同，被搬运到清洗部10，由第2清洗单元120及第3清洗单元127清洗。此外，晶片的周缘部由周缘部研磨单元9研磨，然后清洗、干燥晶片。
[0165]采用上述的第I至第4实施方式，在进行第I研磨工序后，清洗晶片，然后进行第2研磨工序。因此，第I研磨工序所产生的研磨屑及/或第I研磨工序所使用的浆料等从晶片上被去除，从而防止在第2研磨工序中产生的擦伤等的缺陷。
[0166]采用上述的第I至第3实施方式，使用四个CMP单元11IA?11ID中的两个来进行两个步骤的CMP。晶片的搬运路径可适当变更。例如，既可将晶片按顺序地搬运到第ICMP单元111A、第3CMP单元111C，或者也可将晶片按顺序地搬运到第2CMP单元111B、第3CMP单元IllC0
[0167]也可使用全部的四个CMP单元IllA?IllD来进行四个步骤的CMP。例如，也可将晶片按顺序地搬运到CMP单元IllA?IllD并对晶片进行连续研磨。也可将晶片仅搬运到四个CMP单元IllA?IllD中的某一个并对晶片进行研磨。例如，也可将晶片仅搬运到第ICMP单元IllA并进行一个步骤的CMP。此外，也可采用四个CMP单元IllA?IllD中的三个来进行三个步骤的CMP。例如，既可将晶片按顺序地搬运到第ICMP单元111A、第2CMP单元IllB及第3CMP单元111C，或者也可将晶片按顺序地搬运到第ICMP单元111A、第3CMP单元IllC及第4CMP单元111D。也可在仅实行CMP或仅实行周缘部研磨的搬运路径中搬运
曰
曰曰/T ο
[0168]在上述的实施方式中，虽然周缘部研磨单元9使用研磨带而对晶片周缘部进行研磨，但也可代替研磨带而使用砂轮对晶片周缘部进行研磨。
[0169]上述的实施方式，是以本发明所属的【技术领域】中具有通常知识的人员能实施本发明为目的而描述的。上述实施方式的各种变形例若是技术人员就当然可实施，本发明的技术思想还可适用于其它的实施方式。因此，本发明不限于所描述的实施方式，应是由基于权利要求书所定义的技术思想的最广泛的范围来解释的。
【权利要求】
1.一种对基板进行研磨的研磨装置，该研磨装置的特征在于，具有: 对所述基板的周缘部进行研磨的周缘部研磨单元； 对所述基板的平坦面进行研磨的CMP单元； 对研磨后的所述基板进行清洗的清洗单元；以及 搬运所述基板的搬运系统， 所述搬运系统如下述地动作:将由所述周缘部研磨单元及所述CMP单元中的一方研磨后的所述基板搬运到所述清洗单元，将由所述清洗单元清洗后的所述基板搬运到所述周缘部研磨单元及所述CMP单元中的另一方。
2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述搬运系统如下述地动作:将由所述周缘部研磨单元及所述CMP单元中的所述另一方研磨后的所述基板搬运到所述清洗单元。
3.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，还具有对所述基板进行翻转的翻转机，所述翻转机配置在所述周缘部研磨单元与所述CMP单元之间。
4.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，还具有对由所述清洗单元清洗后的所述基板进行干燥的干燥单元。
5.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述清洗单元包括:第I清洗单元，所述第I清洗单元用于对由所述周缘部研磨单元研磨后的所述基板进行清洗；以及第2清洗单元，所述第2清洗 单元用于对由所述CMP单元研磨后的所述基板进行清洗。
6.一种对基板进行研磨的研磨方法，该研磨方法的特征在于， 进行第I研磨工序，所述第I研磨工序是对所述基板进行研磨的工序， 在所述第I研磨工序后对所述基板进行清洗， 进行第2研磨工序，所述第2研磨工序是对清洗后的所述基板进行研磨的工序， 所述第I研磨工序是对所述基板的周缘部及平坦面中的一方进行研磨的工序，所述第2研磨工序是对所述基板的周缘部及平坦面中的另一方进行研磨的工序。
7.如权利要求6所述的研磨方法，其特征在于，还包含:在所述第2研磨工序后对所述基板进行清洗的工序。
8.如权利要求6所述的研磨方法，其特征在于，还包含:在所述第2研磨工序后对所述基板进行清洗，进一步对所述基板进行干燥的工序。
9.如权利要求7所述的研磨方法，其特征在于，在所述第I研磨工序后对所述基板进行清洗的工序与在所述第2研磨工序后对所述基板进行清洗的工序，由不同的清洗单元进行。
【文档编号】H01L21/304GK104015109SQ201410072543
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2013年2月28日
【发明者】中尾秀高, 矶部壮一, 胜冈诚司, 松田尚起 申请人:株式会社荏原制作所