基板处理方法与流程

文档序号:19493992发布日期:2019-12-24 14:31阅读:264来源:国知局
基板处理方法与流程

本发明涉及一种对晶片等基板的表面进行处理的基板处理方法。



背景技术:

在晶片的表面(器件面)形成有半导体器件。当研磨屑等异物(颗粒)附着于这样的晶片时,晶片被污染,其结果是,半导体制造中的成品率会降低。因此,从成品率提高的观点出发,针对异物的晶片的表面状态的管理是重要的。

存在利用臂部而仅对晶片的周缘部进行保持来搬运晶片的方法。在这样的方法中,残存于晶片的周缘部的不需要的膜可能会在经过各种工序期间剥离而附着于晶片的表面,其结果是,成品率会降低。因此,从成品率提高的观点出发,除去在晶片的周缘部形成的不需要的膜是重要的。因此,基板处理装置有时具备对晶片的周缘部进行研磨而除去不需要的膜的斜面研磨装置。

当异物附着于晶片的背面(即,表面的相反侧的面)时,晶片与曝光装置的载物台基准面分离,或者晶片的表面相对于载物台基准面倾斜,其结果是产生布图(patterning)的偏移、焦距的偏移,其结果是成品率降低。因此,从成品率提高的观点出发,除去附着于晶片的背面的异物是重要的。因此,基板处理装置有时具备除去附着于晶片的背面的异物的背面研磨装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005-277050号公报

专利文献2:日本特开2009-154285号公报

发明所要解决的课题

近年,不断推进在晶片的表面形成的半导体器件的精密化。由于半导体器件的精密化,因此逐年要求提高针对异物向晶片附着的性能(颗粒性能)。为了使颗粒性能提高,考虑使基板处理装置的清洗能力提高。然而,最初若能够防止异物向晶片的附着,则装置整体中的颗粒性能提高,作为后工序的晶片的清洗变得容易。



技术实现要素:

因此,本发明的目的在于提供一种能够防止异物向晶片(基板)附着的基板处理方法。

用于解决课题的技术手段

一个方案是一种基板处理方法,其特征在于,具备:基板旋转工序,在保持基板的状态下使所述基板旋转;第一液体上侧供给工序,一边使所述基板旋转一边向所述基板的上表面供给第一液体;研磨工序,一边在使所述基板旋转的状态下供给所述第一液体一边将研磨带向所述基板按压;第二液体上侧供给工序,一边使所述基板旋转一边向所述基板的上表面供给第二液体;以及清洗工序,一边在使所述基板旋转的状态下供给所述第二液体一边将清洗带向所述基板按压,并且该清洗工序在所述研磨工序结束后结束,所述第二液体是导电性水、表面活性剂溶液和臭氧水中的任一种。

一个方案的特征在于,所述第一液体是纯水、导电性水、表面活性剂溶液和臭氧水中的任一种。

一个方案的特征在于,还具备第三液体上侧供给工序,在所述第二液体上侧供给工序结束后,一边使所述基板旋转一边将第三液体向所述基板的上表面供给,所述第三液体是纯水和导电性水中的任一种。

一个方案的特征在于,在所述研磨工序中,将所述研磨带向所述基板的周缘部按压,在所述清洗工序中,将所述清洗带向所述基板的周缘部按压。

一个方案的特征在于,所述基板的上表面是未形成器件的背面,在所述研磨工序中,将所述研磨带向所述基板的背面按压,在所述清洗工序中,将所述清洗带向所述基板的背面按压。

一个方案的特征在于,所述研磨带是在其表面具有第一磨粒的带,所述清洗带是在其表面不具有磨粒的带或者是在其表面具有第二磨粒的带。

一个方案的特征在于,所述第一磨粒是金刚石磨粒,所述第二磨粒是二氧化硅磨粒。

一个方案的特征在于,所述第二磨粒的粒径比所述第一磨粒的粒径小。

一个方案的特征在于,所述基板旋转工序、所述第一液体上侧供给工序、所述研磨工序、所述第二液体上侧供给工序及所述清洗工序在对所述基板进行了除电的状态下进行。

一个方案的特征在于,还具备:第一液体下侧供给工序,在所述第一液体上侧供给工序时,将与所述第一液体同一种类的液体向所述基板的下表面供给;以及第二液体下侧供给工序,在所述第二液体上侧供给工序时,将与所述第二液体同一种类的液体向所述基板的下表面供给。

发明效果

在第二液体上侧供给工序中,向基板供给能够有效地防止异物向基板附着的第二液体,一边供给第二液体一边将清洗带向基板按压。因此,能够可靠地防止在研磨工序中产生的异物向基板的附着。

附图说明

图1的(a)及图1的(b)是表示作为基板的一例的晶片的周缘部的放大剖视图。

图2是表示研磨装置的一个实施方式的图。

图3是研磨头的放大图。

图4是表示研磨头对晶片的斜面部进行研磨的样子的图。

图5是表示从上侧液体供给装置及下侧液体供给装置朝向晶片供给的液体的图。

图6是表示由研磨装置执行的基板处理方法的一个实施方式的流程图。

图7是表示一个实施方式所涉及的基板处理方法的顺序的图。

图8是表示研磨工序时的研磨装置的图。

图9是表示清洗工序时的研磨装置的图。

图10是表示晶片的带电量的时间变化的图。

图11是表示其他实施方式所涉及的基板处理方法的顺序的图。

图12是表示又一其他实施方式所涉及的基板处理方法的顺序的图。

图13是表示具备上述的研磨装置的基板处理装置的俯视图。

图14是表示研磨装置的其他实施方式的示意图。

图15是表示处理头的内部构造的一例的图。

图16是从下观察处理头而得到的图。

图17是表示多个处理盒中的一个的示意图。

图18是表示按压部件及擦洗带配置于退避位置时的状态的示意图。

符号说明

1a、1b研磨头装配体

2a、2b带供给回收机构

3旋转保持机构

4保持台

5中空轴

6滚珠花键轴承

7连通管

8旋转接头

9真空管

10氮气供给管

12壳体

15升降机构

18轴承

20隔壁

21研磨室

23研磨带

24供给卷筒

25回收卷筒

29清洗带

30研磨头

31、32、33、34引导辊

36上侧液体供给装置

37、38下侧液体供给装置

40百叶板

41加压机构

43、44、45、46、47、48、49引导辊

50地线

60倾斜机构

61移动台

62引导件

63导轨

65底板

66连结板

67线性致动器

68接头

69动作控制部

100装卸部

101前装载部

103第一搬运机器人

106第二搬运机器人

107研磨装置

111第一晶片台

112第二晶片台

113动作控制器

115清洗单元

116干燥单元

117第三搬运机器人

118第四搬运机器人

210基板保持部

211辊

212辊旋转机构

227上侧液体供给装置

249处理头装配体

250处理头

251头轴

253外壳

257气缸

258头旋转机构

261擦洗带

263处理盒

264带卷取轴

265按压部件

267位置切换装置

268盒

269、270锥齿轮

272带卷取卷筒

290静压支承台

291基板支承面

292流体供给路径

294流体喷射口

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1的(a)及图1的(b)是表示作为基板的一例的晶片的周缘部的放大剖视图。更详细而言,图1的(a)是所谓的直线型的基板的剖视图,图1的(b)是所谓的圆型的基板的剖视图。在图1的(a)的晶片w中,斜面部是由上侧倾斜部(上侧斜面部)p、下侧倾斜部(下侧斜面部)q及侧部(顶部)r构成的晶片w的最外周面(由附图标记b表示)。

在图1的(b)的晶片w中,斜面部构成晶片w的最外周面,是具有弯曲的剖面的部分(由附图标记b表示)。顶边缘部是与斜面部b相比位于半径方向内侧的区域且与形成器件的区域d相比位于半径方向外侧的平坦部e1。底边缘部与顶边缘部位于相反侧,是与斜面部b相比位于半径方向内侧的平坦部e2。上述顶边缘部e1及底边缘部e2有时也统称为近边缘部。

图2是表示研磨装置的一个实施方式的图。在图2所示的实施方式中,研磨装置是对晶片w的周缘部进行研磨的斜面研磨装置。如图2所示,该研磨装置在其中央部具备将作为研磨对象物的晶片w水平地保持并使之旋转的旋转保持机构3。在图2中,示出旋转保持机构3保持着晶片w的状态。旋转保持机构3具备通过真空吸附来保持晶片w的背面的盘状的保持台4、连结于保持台4的中央部的中空轴5及使该中空轴5旋转的电动机m1。晶片w通过搬运机构的手(未图示)而以使晶片w的中心与中空轴5的轴心一致的方式载置于保持台4之上。

中空轴5由滚珠花键轴承(直动轴承)6支承为上下移动自如。在保持台4的上表面形成有槽4a,该槽4a与通过中空轴5并延伸的连通管7连接。连通管7经由安装于中空轴5的下端的旋转接头8而与真空管9连接。

连通管7也与用于使处理后的晶片w从保持台4脱离的氮气供给管10连接。通过切换上述的真空管9和氮气供给管10,从而使晶片w真空吸附于保持台4的上表面、与保持台4的上表面脱离。

中空轴5经由连结于中空轴5的带轮p1、安装于电动机m1的旋转轴的带轮p2及挂在上述带轮p1、p2的带b1而通过电动机m1旋转。电动机m1的旋转轴与中空轴5平行地延伸。通过这样地结构,保持于保持台4的上表面的晶片w通过电动机m1旋转。

滚珠花键轴承6是允许中空轴5在其长度方向上自由移动的轴承。滚珠花键轴承6固定于壳体12。因此,在本实施方式中,中空轴5构成为能够相对于壳体12上下直线动作,中空轴5与壳体12一体地旋转。中空轴5连结于气缸(升降机构)15,通过气缸15而中空轴5及保持台4能够上升及下降。

在壳体12与同心状地配置于其外侧的壳体14之间夹装有径向轴承18,壳体12通过轴承18而被支承为旋转自如。通过这样的结构,旋转保持机构3能够使晶片w绕着中心轴cr旋转,并且能够使晶片w沿着中心轴cr上升下降。

在保持于旋转保持机构3的晶片w的周围配置有多个(在本实施方式中为两个)研磨头装配体1a、1b。在研磨头装配体1a、1b的外侧设有带供给回收机构2a、2b。研磨头装配体1a、1b与带供给回收机构2a、2b由隔壁20隔离。

隔壁20的内部空间构成研磨室21,两个研磨头装配体1a、1b及保持台4配置于研磨室21内。另一方面,带供给回收机构2a、2b配置于隔壁20的外侧(即,研磨室21之外)。在隔壁20的上表面设有由百叶板40覆盖的开口20c。

在研磨处理时,搬运口20b由未图示的遮板(shutter)关闭。因此,通过利用未图示的风扇机构进行排气而在研磨室21的内部形成清洁空气的下降气流。在该状态下进行研磨处理,因此能够防止研磨液向上方飞溅,能够一边保持研磨室21的上部空间清洁一边进行研磨处理。

各个研磨头装配体1a、1b及带供给回收机构2a、2b具有相同的结构。此外,在本实施方式中,设置有两组研磨头装配体及带供给回收机构,但研磨头装配体的数量及带供给回收机构的数量在本实施方式中不被限定。

以下,对研磨头装配体1a及带供给回收机构2a进行说明。带供给回收机构2a具备将作为研磨件的研磨带23向研磨头装配体1a供给的供给卷筒24和将在晶片w的研磨中使用了的研磨带23回收的回收卷筒25。供给卷筒24与回收卷筒25上下排列。

研磨带23是长条带状的研磨件,其一面构成研磨面。研磨带23在卷绕于供给卷筒24的状态下设置于带供给回收机构2a。研磨带23的一端安装于回收卷筒25,通过回收卷筒25卷取供给到研磨头装配体1a的研磨带23而回收研磨带23。研磨头装配体1a具备用于使从带供给回收机构2a供给的研磨带23与晶片w的周缘部抵接的研磨头30。研磨带23被以使研磨带23的研磨面朝向晶片w的方式向研磨头30供给。

带供给回收机构2a具有多个引导辊31、32、33、34,被向研磨头装配体1a供给并被从研磨头装配体1a回收的研磨带23由这些引导辊31、32、33、34引导。研磨带23通过设置于隔壁20的开口部20a而被从带供给回收机构2a的供给卷筒24供给到研磨头30,使用了的研磨带23通过开口部20a而被回收到回收卷筒25。

研磨装置具备在晶片w的上表面的上方配置的上侧液体供给装置36和在晶片w的下表面的下方配置的下侧液体供给装置37、38。上侧液体供给装置36朝向保持于旋转保持机构3的晶片w的上表面中心供给液体。下侧液体供给装置37、38分别朝向晶片w的下表面(在本实施方式中为晶片w的背面)与保持台4的边界部(保持台4的外周部)供给液体。对于上侧液体供给装置36及下侧液体供给装置37、38的结构,在之后叙述。

研磨装置具备使研磨头30倾斜的倾斜机构60。倾斜机构60具备连结于研磨头30的电动机(未图示),通过该电动机顺时针及逆时针旋转规定的角度,从而研磨头30绕着与中心轴cr垂直的轴旋转规定的角度。

如图2所示,倾斜机构60搭载于板状的移动台61。移动台61经由引导件62及导轨63而与底板65移动自如地连结。导轨63沿着保持于旋转保持机构3的晶片w的半径方向直线延伸,从而移动台61能够沿着晶片w的半径方向直线移动。在移动台61安装有贯通底板65的连结板66,在连结板66经由接头68而安装有线性致动器67。线性致动器67直接或间接地固定于底板65。

作为线性致动器67,能够采用气缸、定位用电动机与滚珠丝杠的组合等。通过该线性致动器67、导轨63及引导件62,构成使研磨头30沿着晶片w的半径方向直线移动的移动机构。即,移动机构以沿着导轨63使研磨头30与晶片w近接及分离的方式动作。另一方面,带供给回收机构2a固定于底板65。

图3是研磨头30的放大图。如图3所示,研磨头30具备加压机构41,该加压机构41对研磨带23的背面加压而以规定的力将研磨带23的研磨面向晶片w加压。另外,研磨头30具备将研磨带23从供给卷筒24向回收卷筒25输送的带输送机构42。研磨头30具有多个引导辊43、44、45、46、47、48、49,这些引导辊以研磨带23在与晶片w的切线方向正交的方向上行进的方式引导研磨带23。

设置于研磨头30的带输送机构42具备带输送辊42a、带把持辊42b及使带输送辊42a旋转的电动机m2。电动机m2设置于研磨头30的侧面,在电动机m2的旋转轴连接有带输送辊42a。在带输送辊42a的大约半周上卷绕有研磨带23。在带输送辊42a的附近设置有带把持辊42b,带把持辊42b由未图示机构支承为向图3的nf所示的方向(朝向带输送辊42a的方向)产生力,构成为按压带输送辊42a。

图4是表示研磨头30对晶片w的斜面部进行研磨的样子的图。如图4所示,在对晶片w的周缘部进行研磨时,一边通过倾斜机构60使研磨头30的倾斜角度连续地变化一边通过加压机构41将研磨带23向晶片w的周缘部(例如,斜面部)压靠。在晶片w的研磨中,研磨带23通过带输送机构42而被以规定的速度输送。

在本实施方式中,如图2所示,在研磨头装配体1a设置有研磨带23,在研磨头装配体1b设置有与研磨带23不同的清洗带29。该清洗带29是用于除去由研磨产生的细微的异物的长条带状的清洗件,通过研磨头装配体1b的研磨头30的加压机构41而被向晶片w的周缘部(例如,斜面部)压靠。

研磨带23是在其表面具有第一磨粒的带,清洗带29是在其表面不具有磨粒的带,或者是在其表面具有与第一磨粒不同的第二磨粒的带。在一个实施方式中,在清洗带29为不具有磨粒的带的情况下,清洗带29可以由无纺布、聚氨酯、或者聚乙烯构成。

在一个实施方式中,在研磨带23具有金刚石磨粒作为第一磨粒,且清洗带29是具有第二磨粒的带的情况下,清洗带29可以具有二氧化硅磨粒作为第二磨粒。在其他实施方式中,清洗带29的第二磨粒的粒径可以小于研磨带23的第一磨粒的粒径。

如图2所示,研磨装置具备对其构成要素的动作进行控制的动作控制部69。动作控制部69对构成要素的动作进行控制,该构成要素包括配置于晶片w的周围的两个研磨头装配体1a、1b的倾斜机构60、加压机构41及带输送机构42、使各研磨头装配体移动的移动机构、上侧液体供给装置36及下侧液体供给装置37、38。

对于上侧液体供给装置36及下侧液体供给装置37、38的结构参照图2进行说明。上侧液体供给装置36构成为选择性地将至少包括纯水(diw)、导电性水(例如,碳酸水(co2水))、表面活性剂溶液(例如,溶解有螯合剂等表面活性剂的水溶液)及臭氧水(o3水)的多个种类的液体向晶片w的上表面供给。在本实施方式中,上侧液体供给装置36构成为将纯水、导电性水、表面活性剂溶液及臭氧水中与晶片w的处理工序相应地选择出的液体向晶片w的上表面上供给。

只要上侧液体供给装置36能够选择性地供给多个种类的液体,则上侧液体供给装置36的构造不被特别限定。在一个实施方式中,上侧液体供给装置36可以具备与能够供给的液体的种类对应的数量的液体供给管(未图示)。该多个液体供给管连结于以朝向晶片w的上表面的方式配置的单个供给喷嘴36a,在各液体供给管安装有开闭阀。具有这样的结构的上侧液体供给装置36能够从供给喷嘴36a选择性地供给应供给的液体。在其他实施方式中,上侧液体供给装置36也可以具备与能够供给的液体的种类对应的数量的供给喷嘴。在该情况下,各供给喷嘴连接于上述的各液体供给管。

下侧液体供给装置37、38具有与上侧液体供给装置36同样的结构。即,下侧液体供给装置37、38分别构成为选择性地将至少包括纯水(diw)、导电性水(例如,碳酸水(co2水))、表面活性剂溶液及臭氧水(o3水)的多个种类的液体向晶片w的下表面上供给。下侧液体供给装置37的供给喷嘴37a及下侧液体供给装置38的供给喷嘴38a以朝向晶片w的下表面与保持台4的边界部的方式配置。在本实施方式中,下侧液体供给装置37、38分别构成为将纯水、导电性水、表面活性剂溶液及臭氧水中与晶片w的处理工序相应地选择出的液体向晶片w的下表面上供给。

图5是表示从上侧液体供给装置36及下侧液体供给装置37、38朝向晶片w供给的液体的图。在图5中,研磨装置的构成要素简略地描绘,向晶片w供给的液体由虚线描绘。

如图5所示,晶片w通过旋转保持机构3而绕着中心轴cr旋转,上侧液体供给装置36将液体以层流的方式朝向晶片w的上表面供给。供给到晶片w的上表面的液体通过离心力而从晶片w的中心朝向晶片w的半径方向外侧地在晶片w的上表面上移动。该液体在晶片w的斜面部上移动,并很快移动至晶片w的下表面,在本实施方式中移动至底边缘部e2(参照图1)。这样,从上侧液体供给装置36供给的液体不仅覆盖晶片w的上表面的整体,也覆盖晶片w的底边缘部e2。

从下侧液体供给装置37、38供给到晶片w的下表面上的液体通过离心力而从晶片w的下表面与保持台4的边界部朝向晶片w的斜面部地在晶片w的下表面上移动,并与从上侧液体供给装置36供给的液体接触。其结果是,从上侧液体供给装置36供给的液体及从下侧液体供给装置37、38供给的液体覆盖除了由保持台4保持的晶片w的保持面之外的晶片w的表面整体。

动作控制部69将上侧液体供给装置36及下侧液体供给装置37、38的液体供给动作独立地控制。更具体而言,动作控制部69能够从多个种类的液体中选择应该从上侧液体供给装置36供给的液体,并且能够确定供给液体的时机。同样,动作控制部69能够从多个种类的液体中选择分别应该从下侧液体供给装置37、38供给的液体,并且能够确定供给液体的时机。

以下,对能够通过研磨来除去残存于晶片w的斜面部的不需要的膜并且能够可靠地防止由研磨产生的异物向晶片w附着的基板处理方法进行说明。这样的基板处理方法能够可靠地防止晶片w的污染,其结果是,能够提高研磨装置的可靠性及成品率。

图6是表示由研磨装置执行的基板处理方法的一个实施方式的流程图。如图6所示,研磨装置的动作控制部69执行如下工序:在通过旋转保持机构3保持晶片w的状态下使晶片w旋转的基板旋转工序(参照图6的步骤1);一边使晶片w旋转一边通过上侧液体供给装置36向晶片w的上表面供给第一液体的第一液体上侧供给工序(参照图6的步骤2);一边在使晶片w旋转的状态下供给第一液体一边通过研磨头30将研磨带23向晶片w按压的研磨工序(参照图6的步骤3);一边使晶片w旋转一边通过上侧液体供给装置36向晶片w的上表面供给第二液体的第二液体上侧供给工序(参照图6的步骤4);以及一边在使晶片w旋转的状态下供给第二液体一边通过研磨头30将清洗带29向晶片w按压并在研磨工序结束后结束的清洗工序(参照图6的步骤5)。

图7是表示一个实施方式所涉及的基板处理方法的顺序的图。首先,当晶片w被搬运到保持台4的上方的规定的位置时,保持台4上升,晶片w被吸附保持于保持台4的上表面。其后,保持着晶片w的保持台4下降至规定的研磨位置,旋转保持机构3使晶片w与保持台4一起旋转。上侧液体供给装置36在晶片w的旋转的同时向晶片w的上表面供给第一液体(第一液体上侧供给工序)。

第一液体是纯水、导电性水、表面活性剂溶液和臭氧水中的任一种。研磨装置在第一液体上侧供给工序时也可以执行将与第一液体同一种类的液体从下侧液体供给装置37、38向晶片w的下表面供给的工序(第一液体下侧供给工序)。在图7所示的实施方式中,第一液体是纯水。这样,晶片w的表面整体由液体覆盖。在一个实施方式中,从下侧液体供给装置37、38供给的液体的流量小于从上侧液体供给装置36供给的液体的流量。

在图7所示的实施方式中,第一液体上侧供给工序与基板旋转工序同时开始。在一个实施方式中,也可以在开始了第一液体上侧供给工序后开始基板旋转工序,在其他实施方式中,也可以在开始了基板旋转工序后开始第一液体上侧供给工序。研磨工序在通过第一液体上侧供给工序(及第一液体下侧供给工序)将晶片w以第一液体覆盖之后开始。

图8是表示研磨工序时的研磨装置的图。如图8所示,覆盖晶片w的第一液体防止由晶片w的研磨产生的异物(颗粒)向晶片w的表面的附着并且与异物一起向晶片w的半径方向外侧移动。第一液体对晶片w的斜面部与研磨带23的接触部分进行冷却及润滑,进而与研磨带23的行进一起将异物从晶片w除去。在第一液体下侧供给工序中供给的液体能够防止异物向晶片w的下表面的附着,并且通过覆盖晶片w的下表面而能够防止水痕(watermark)向晶片w的下表面形成。

如图7所示,基板旋转工序及第一液体上侧供给工序在执行研磨工序期间持续进行。晶片w的研磨在第一液体向晶片w的供给及晶片w的旋转持续的状态下开始。晶片w的旋转及液体的供给持续至晶片w的处理(包括研磨工序及清洗工序)结束为止。因此,对于供给到晶片w的液体,直至晶片w的处理结束为止持续作用离心力,液体能够通过离心力将异物向晶片w外冲刷。

图9是表示清洗工序时的研磨装置的图。若在规定时间的期间执行了研磨工序已执行了规定时间,则研磨头装配体1a使研磨带23从晶片w分离而结束研磨工序。如图9所示,研磨头装配体1b的研磨头30使清洗带29与晶片w接触而开始清洗工序。在一个实施方式中,清洗带29被按压于与基于研磨带23的晶片w的研磨部位相同的部位。

在本实施方式中,供给第二液体的第二液体上侧供给工序在第一液体上侧供给工序结束的同时开始,清洗工序在第二液体上侧供给工序的开始的同时开始。在一个实施方式中,清洗工序也可以在第二液体上侧供给工序的开始后开始。在其他实施方式中,清洗工序也可以在第二液体上侧供给工序开始前开始。在该情况下,清洗工序也可以与研磨工序同时开始。

在一个实施方式中,如图7的虚线箭头所示,可以在第一液体上侧供给工序结束后开始基于清洗带29的清洗工序,并且使基于研磨带23的研磨工序在规定时间的期间持续。该规定的时间比清洗工序的执行时间短。

在本实施方式中,第二液体上侧供给工序在第一液体上侧供给工序结束的同时开始,因此晶片w的上表面通过第一液体及第二液体而一直维持润湿的状态。第二液体是导电性水、表面活性剂溶液和臭氧水中的任一种(参照图7)。

晶片w有时会在研磨工序时带电。由晶片w的研磨产生的异物可能会通过静电而附着于带电的晶片w的表面。通过向晶片w供给碳酸水等导电性水而能够防止晶片w的带电,即,能够对晶片w进行除电。因此,导电性水能够防止由静电引起的异物向晶片w的附着。由于向晶片w供给的碳酸水存在能够高效地防止带电的规定的碳酸浓度范围,因此碳酸水在处于该规定的碳酸浓度范围内的状态下向晶片w供给。

图10是表示晶片的带电量的时间变化的图。在图10中,横轴表示时间[sec],纵轴表示带电量[v]。图10中的黑圆点的记号表示一边向晶片供给纯水(diw)一边使晶片以第一旋转速度旋转时的带电量。白圆点的记号表示一边向晶片供给碳酸水(co2水)一边使晶片以第一旋转速度旋转时的带电量。

图10中的黑色菱形的记号表示一边向晶片纯水(diw)一边使晶片以比第一旋转速度高的第二旋转速度旋转时的带电量。白色菱形的记号表示一边向晶片供给碳酸水(co2水)一边使晶片以第二旋转速度旋转时的带电量。由图10可知,在使用碳酸水作为向晶片供给的液体的情况下,晶片的带电量与使用纯水的情况的带电量相比受到抑制。因此,为了抑制晶片的带电,与纯水相比优选使用碳酸水。

在一个实施方式中,如图2所示,研磨装置可以具备连接于旋转接头8的地线50。该地线50接地,从而能够通过保持台4及中空轴5对晶片w进行除电。通过连接地线50,晶片w的处理所需的工序(更具体而言,至少包括基板旋转工序、第一液体上侧供给工序、研磨工序、第二液体上侧供给工序及清洗工序)在除去了晶片w所带有的静电的状态下,即,在对晶片w进行了除电的状态下进行。

表面活性剂溶液通过表面活性剂溶液所含有的表面活性剂的作用而涂布晶片w的表面,从而能够防止异物向晶片w的表面的附着。对于表面活性剂溶液,存在发挥其涂布效果的规定的浓度范围,因此表面活性剂溶液在处于该规定的浓度范围内的状态下向晶片w供给。

臭氧水通过其向晶片w的供给而使晶片w的表面具有亲水性,从而能够将异物从晶片w的表面除去。由于臭氧水存在使晶片w的表面具有亲水性的规定的浓度范围,因此臭氧水在处于该规定的浓度范围内的状态下向晶片w供给。

这样,上侧液体供给装置36在第二液体上侧供给工序中将能够有效地防止异物向晶片w附着的第二液体向晶片w供给,研磨头30一边供给第二液体一边将清洗带29向晶片w按压。因此,研磨装置能够可靠地防止在研磨工序中产生的异物向晶片w的附着。

在本实施方式中,上侧液体供给装置36在第一液体上侧供给工序中供给比较廉价的纯水,并在第二液体上侧供给工序中供给具有比第一液体高的清洗效果的表面活性剂溶液、导电性水或臭氧水。这样的组合能够减少晶片w的处理所需要的成本并且能够可靠地防止异物向晶片w的附着。

在一个实施方式中,动作控制部69在第二液体上侧供给工序时也可以执行将与第二液体同一种类的液体从下侧液体供给装置37、38向晶片w的下表面供给的工序(第二液体下侧供给工序)。如上所述,表面活性剂溶液、导电性水及臭氧水分别具有用于高效地清洗晶片w的最适当的浓度范围。通过使在第二液体下侧供给工序中供给的液体的种类与在第二液体上侧供给工序中供给的第二液体的种类相同,从而第二液体的浓度不被稀释,第二液体的性质不变化。因此,第二液体能够充分地发挥其效果。

如图7所示,动作控制部69可以在第二液体上侧供给工序结束后执行将纯水和导电性水中的任一种即第三液体向晶片w的上表面供给的第三液体上侧供给工序。第三液体上侧供给工序是对晶片w进行冲洗的上侧冲洗工序。

在一个实施方式中,第三液体上侧供给工序可以在由第二液体上侧供给工序供给的第二液体为表面活性剂溶液的情况下执行。通过这样的结构,第三液体能够完全除去残留于晶片w上的表面活性剂溶液。尤其是,在第三液体为导电性水的情况下,第三液体能够除去表面活性剂溶液并对晶片w进行除电。在其他实施方式中,在第二液体为导电性水的情况下,也可以使用纯水作为第三液体。

在图7中,第一液体上侧供给工序的时间与第二液体上侧供给工序的时间是相同的,第三液体上侧供给工序的时间比第一液体上侧供给工序的时间及第二液体上侧供给工序的时间短。然而,这些时间在本实施方式中不受限定,也可以基于晶片w的处理条件等要素确定。

在一个实施方式中,动作控制部69可以执行将与第三液体同一种类的液体从下侧液体供给装置37、38向晶片w的下表面供给的工序(第三液体下侧供给工序)。第三液体下侧供给工序是对晶片w进行冲洗的下侧冲洗工序。

当研磨装置中的晶片w的处理结束时,动作控制部69使研磨头装配体1a、1b移动至规定的退避位置,通过气缸15使晶片w与保持台4及中空轴5一起上升至搬运位置。晶片w在该搬运位置从保持台4脱离,通过搬运机构而被搬出到研磨室21之外。

图11是表示其他实施方式所涉及的基板处理方法的顺序的图。未特别说明的本实施方式的结构及动作与参照图7说明了的实施方式相同,因此省略其重复的说明。

在图11所示的实施方式中,在第一液体上侧供给工序中使用的第一液体是表面活性剂溶液、导电性水和臭氧水中的任一种,在第二液体上侧供给工序中使用的第二液体是与第一液体同一种类的液体。在第三液体上侧供给工序中使用的第三液体是纯水或者导电性水。因此,在第一液体上侧供给工序及第二液体上侧供给工序中,同一种类的液体被向晶片w供给。在一个实施方式中,在第一液体及第二液体为臭氧水的情况下,第三液体优选为纯水。

在使用表面活性剂溶液作为第一液体的情况下,在晶片w的斜面部形成的不需要的膜等异物在第一液体的存在下通过研磨带23除去。通过表面活性剂溶液与研磨带23的组合,第一液体能够将异物从研磨带23除去,因此异物不残存于研磨带23。其结果是,抑制研磨带23的堵塞,从而研磨带23的研磨能力得以维持。

图12是表示又一其他实施方式所涉及的基板处理方法的顺序的图。未特别说明的本实施方式的结构及动作与参照图7及图11说明了的实施方式相同,因此省略其重复的说明。

在图12所示的实施方式中,在第一液体上侧供给工序中使用的第一液体为导电性水,在第二液体上侧供给工序中使用的第二液体为表面活性剂溶液。在第三液体上侧供给工序中使用的第三液体为纯水或者导电性水。

图13是表示具备上述的研磨装置的基板处理装置的俯视图。如图13所示,基板处理装置具有装卸部100,该装卸部100具备载置有存放大量晶片的晶片盒的四个前装载部101。在前装载部101能够搭载开盖盒、smif(standardmanufacturinginterface:标准机械界面)盒或者foup(frontopeningunifiedpod:前开式统集盒)。smif、foup是能够在内部收纳晶片盒并通过以隔壁进行覆盖而保有与外部空间独立的环境的密闭容器。

在装卸部100设置有能够沿着前装载部101的排列方向移动的第一搬运机器人(装载机)103。第一搬运机器人103能够访问(access)搭载于各前装载部101的晶片盒而将晶片从晶片盒取出。

基板处理装置还具备第二搬运机器人106、与该搬运机器人106相邻配置的多个研磨装置107、配置于第二搬运机器人106的两侧的第一晶片台111及第二晶片台112、对基板处理装置的整体的动作进行控制的动作控制器113。研磨装置107相当于上述的实施方式所示的斜面研磨装置,动作控制器113相当于上述的动作控制部69。

基板处理装置还具备对由研磨装置107处理后的晶片进行清洗的清洗单元115及对清洗后的晶片进行干燥的干燥单元116。在清洗单元115,相邻地配置有第三搬运机器人117,在干燥单元116,相邻地配置有第四搬运机器人118。

基板处理装置的动作如下。晶片通过第一搬运机器人103而被从晶片盒取出,并载置于第一晶片台111之上。第二搬运机器人106接收第一晶片台111上的晶片,并将晶片搬入两台研磨装置107中的任一个。

研磨装置107依照上述的动作序列对晶片的斜面部进行处理。处理后的晶片通过第二搬运机器人106而被从研磨装置107向第二晶片台112搬运。此外,晶片通过第三搬运机器人117而被从第二晶片台112向清洗单元115搬运,并由清洗单元115清洗。该清洗单元115中的清洗是作为后工序的清洗。其后,晶片通过第四搬运机器人118而被从清洗单元115向干燥单元116搬运,由干燥单元116进行干燥。在晶片的干燥后,晶片通过第一搬运机器人103而被向晶片盒运送,返回晶片盒内的原位置。

在上述的实施方式中,对基于斜面研磨装置的基板处理方法进行了说明,但该方法不限定于斜面研磨装置。在以下所示的实施方式中,参照附图对基于背面研磨装置研磨晶片w的背面(未形成器件的面)的基板处理方法进行说明。

图14是表示研磨装置的其他实施方式的示意图。未特别说明的本实施方式的结构及动作与上述的实施方式相同,因此省略其重复的说明。

研磨装置具备:基板保持部210,该基板保持部210保持晶片w并使晶片w以其轴心为中心旋转;处理头装配体249,该处理头装配体249对保持于该基板保持部210的晶片w的上表面进行处理而从晶片w的上表面除去异物;以及静压支承台290,该静压支承台290是对与上表面相反侧的晶片w的下表面进行支承的基板支承台。处理头装配体249配置在保持于基板保持部210的晶片w的上侧,静压支承台290配置在保持于基板保持部210的晶片w的下侧。

在本实施方式中,晶片w的上表面是未形成器件的晶片w的背面,即非器件面,作为相反侧的面的晶片w的下表面是形成有器件的面,即器件面。作为非器件面的例子,例举硅面。作为器件面的例子,例举涂布有光刻胶的面。在本实施方式中,晶片w以其上表面朝上的状态水平地保持于基板保持部210。

基板保持部210具备能够与晶片w的周缘部接触的多个辊211和使这些辊211以各自的轴心为中心旋转的辊旋转机构212。在本实施方式中,设置有四个辊211。也可以设置不少于五个的辊211。在一个实施方式中,辊旋转机构212具备电动机、带及带轮等。辊旋转机构212构成为使四个辊211以同一速度向相同方向旋转。在晶片w的上表面的处理中,晶片w的周缘部由辊211把持。晶片w被水平地保持,通过辊211的旋转而使晶片w以其轴心为中心旋转。

在保持于基板保持部210的晶片w的上方,配置有具有与上述的上侧液体供给装置36相同结构的上侧液体供给装置227。因此,省略上侧液体供给装置227的详细说明。

处理头装配体249具有处理头250,该处理头250对保持于基板保持部210的晶片w的上表面进行处理而从晶片w的上表面除去异物、伤痕。处理头250连结于头轴251。该头轴251与用来使处理头250以其轴心为中心旋转的头旋转机构258连结。此外,作为对处理头250赋予朝下的负荷的负荷赋予装置的气缸257与头轴251连结。处理头250具备作为用于对晶片w的上表面进行处理的处理件的多个擦洗带261。处理头250的下表面是由这些擦洗带261构成的处理面。处理头装配体249至少包括处理头250、头轴251、头旋转机构258及气缸257。

静压支承台290是对保持于辊211的晶片w的下表面进行支承的基板支承台的一个实施方式。在本实施方式中,静压支承台290构成为使流体与保持于辊211的晶片w的下表面接触而利用流体对晶片w进行支承。静压支承台290具有接近保持于辊211的晶片w的下表面的基板支承面291。此外,静压支承台290具备形成于基板支承面291的多个流体喷射口294和连接于流体喷射口294的流体供给路径292。静压支承台290配置在保持于基板保持部210的晶片w的下方,基板支承面291与晶片w的下表面稍微分离。流体供给路径292连接于未图示的流体供给源。

处理头250优选以使其下表面的端部位于晶片w的中心上的方式配置。处理头250的下表面的直径优选与晶片w的半径相同或比晶片w的半径大。在本实施方式中,基板支承面291的直径比处理头250的下表面的直径大,但基板支承面291的直径也可以与处理头250的下表面的直径相同,或者也可以比处理头250的下表面的直径小。

图15是表示处理头250的内部构造的一例的图。图16是从下方观察处理头250而得到的图。处理头250具备外壳253;配置于外壳253内的多个(在图15中为三个)处理盒263;分别连结于这些处理盒263的多个带卷取轴264;以及连结于带卷取轴264的电动机m3。处理盒263可拆卸地设置于外壳253的内部。在一个实施方式中,处理头250也可以具备不少于四个的处理盒263。多个带卷取轴264的一端分别连结于多个处理盒263,在多个带卷取轴264的另一端分别固定有多个锥齿轮269。这些锥齿轮269与连结于电动机m3的锥齿轮270啮合。

多个擦洗带261分别为多个处理盒263所具备。这些擦洗带261绕着处理头250的轴心等间隔地排列。处理头250一边以其轴心为中心旋转一边使多个擦洗带261与晶片w的上表面接触,对该上表面进行处理。

图17是表示多个处理盒263中的一个的示意图。如图17所示,处理盒263具备将擦洗带261向晶片w的上表面推压的按压部件265;构成为能够将按压部件265的位置在处理位置与退避位置之间切换的位置切换装置267;以及收容擦洗带261、按压部件265及位置切换装置267的盒268。位置切换装置267是使按压部件265沿上下方向移动的致动器。在本实施方式中,使用气缸作为位置切换装置267。上述的动作控制部69(参照图2)对位置切换装置267的动作进行控制。

各处理盒263具备放出擦洗带261的带放出卷筒271和卷取在晶片w的处理中使用了的擦洗带261的带卷取卷筒272。带放出卷筒271、带卷取卷筒272配置于盒268内。带卷取卷筒272连结于图15及图17所示的带卷取轴264的一端。因此,带卷取卷筒272能够通过图15所示的电动机m3驱动而卷取擦洗带261。

电动机m3、锥齿轮269、270及带卷取轴264构成将擦洗带261从带放出卷筒271向带卷取卷筒272输送的带输送机构。擦洗带261从带放出卷筒271被沿图17的箭头的方向放出,通过按压部件265的下表面而由带卷取卷筒272卷取。按压部件265将擦洗带261向下方按压,并使擦洗带261与晶片w的上表面接触而对该上表面进行处理。

图17表示按压部件265及擦洗带261配置于处理位置时的状态。该处理位置是擦洗带261与晶片w的上表面接触的位置。图18是表示按压部件265及擦洗带261配置于退避位置时的状态的示意图。该退避位置是擦洗带261从晶片w的上表面分离的位置。位置切换装置267通过使按压部件265在处理位置与退避位置之间移动而能够将按压部件265及擦洗带261的位置在处理位置与退避位置之间切换。

位置切换装置267能够将按压部件265及擦洗带261维持于退避位置。此外,多个位置切换装置267能够彼此独立地进行动作。因此,多个位置切换装置267能够使多个擦洗带261中的至少一个与晶片w的上表面接触,并且另一方面使其他的擦洗带261从晶片w的上表面分离。

图14至图18所示的实施方式中的背面研磨装置也能够与上述的实施方式中的研磨装置同样地执行基板处理方法。即,处理头250具备如下两种处理盒263:具备相当于上述的研磨带23的擦洗带261的处理盒263和具备相当于上述的清洗带29的擦洗带261的处理盒263。以下,有时将相当于研磨带23的擦洗带261称为研磨带261,将相当于清洗带29的擦洗带261称为清洗带261。

通过这样的结构,动作控制部69对位置切换装置267进行操作而将按压部件265的位置在处理位置与退避位置之间切换。动作控制部69可以基于在图7、图11及图12所示的实施方式中说明的基板处理方法的顺序而使研磨带261及/或者清洗带261与晶片w的上表面接触,或者从上表面分离。简而言之,动作控制部69能够在研磨工序中将研磨带261向晶片w的上表面按压,并在清洗工序中将清洗带261向晶片w的上表面按压。这样,图14至图18所示的实施方式中的背面研磨装置能够取得与上述的实施方式中的研磨装置(斜面研磨装置)相同的效果。

上述的实施方式是以具有本发明所属的技术领域中的通常知识的人员能够实施本发明为目的而记载的。本领域技术人员当然能够实施上述实施方式的各种变形例,且本发明的技术思想也能适用于其他实施方式。因此,本发明不限定于记载的实施方式,能够解释为基于由请求保护的范围定义的技术思想的最大范围。

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