处理模块、处理装置及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种处理模块、处理装置及处理方法。
【背景技术】
[0002]近年来，为了对处理对象物(例如半导体晶圆等基板，或者形成于基板表面的各种膜)进行各种处理，而使用处理装置。作为处理装置的一例，可列举用以进行处理对象物的研磨处理等的CMP(化学机械抛光Chemical Mechanical Polishing)装置。
[0003]CMP装置包括用以进行处理对象物的研磨处理的研磨单元、用以进行处理对象物的清洗处理及干燥处理的清洗单元、以及向研磨单元传递处理对象物并接收经清洗单元清洗处理及干燥处理后的处理对象物的装载/卸载单元等。此外，CMP装置包括在研磨单元、清洗单元及装载/卸载单元内进行处理对象物的输送的输送机构。CMP装置一边利用输送机构输送处理对象物，一边依序进行研磨、清洗及干燥各种处理。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]【专利文献1】日本专利特开2010-50436号公报
[0007]【专利文献2】日本专利特开2009-107083号公报
[0008]【专利文献3】美国专利2013/0122613号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]近来，对于半导体装置制造中的各工序的要求精度已经达到数nm等级，CMP也不例外。为了满足该要求，就CMP而言，进行研磨及清洗条件的优化。但即便确定了最佳条件，也无法避免因构成要素的控制偏差或者耗材的经时变化所导致的研磨及清洗性能的变化。此外，作为处理对象的半导体晶圆本身也是同样的情况，例如，在进行CMP之前，存在处理对象膜的膜厚或装置形状的偏差。这些偏差在CMP过程中及CMP之后以余膜不均或者阶差消除不完全的形式显现出来，进而，在原本应当完全去除的膜的研磨中以膜残留的形式显现出来。这种偏差在晶圆面内产生于芯片之间或者以横穿芯片的形式产生，进而，在晶圆之间或者批次之间也会产生。现状为，对针对研磨过程中的晶圆或者研磨之前的晶圆的研磨及清洗条件进行控制，或者对超过阈值的晶圆进行再加工，以使这些偏差处于某一阈值以内。
[0011]但在以往方式中，这些研磨及清洗条件的控制或再加工基本上是利用实施CMP的研磨单元来进行的。在该情况下，研磨垫几乎整面接触于晶圆面，即便在一部分接触的情况下，出于维持处理速度的观点，研磨垫与晶圆的接触面积也不得不取得较大。在这种情况下，例如，即便只是在晶圆面内的特定区域内产生了超过阈值的偏差，在通过再加工等对该偏差进行修正时，也会因研磨垫的接触面积的大小而导致对无需再加工的部分也实施了研磨。其结果为，难以修正为原本要求的阈值范围。因此，业界寻求提供如下方法及装置:其构成为能控制更小区域的研磨及清洗状态，并且能对晶圆面内的任意位置实施处理条件的控制或再加工等再处理。
[0012]另一方面，就其他以往技术而言，已知有通过使用直径小于处理对象物的研磨垫对处理对象物的局部性突出部进行研磨来谋求处理对象物的平坦化的技术。然而，由于该以往技术在对处理对象物进行研磨处理之后要对突出部进行检测，因此存在在研磨浆等研磨液残留于处理对象物上的状态下无法精度较佳地检测突出部的担忧。在无法精度较佳地检测突出部的情况下，存在平坦化也无法精度较佳地实行的担忧，该平坦化是通过根据检测结果来实行的局部性研磨来达成的。
[0013]因此，本申请发明的课题在于实现一种可提高处理对象物的研磨处理面的处理精度的处理模块、处理装置及处理方法。
[0014]解决问题的技术手段
[0015]本揭示的处理模块的一种形态是鉴于上述问题而成，通过一边使直径小于处理对象物的研磨垫接触所述处理对象物，一边使所述处理对象物与所述研磨垫相对运动来进行研磨处理，该处理模块包括:状态检测部，其对进行所述研磨处理之前或者所述研磨处理实施过程中的所述处理对象物的研磨处理面的状态进行检测；以及控制部，其根据由所述状态检测部检测到的研磨处理面的状态对处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件进行控制。
[0016]此外，在处理模块的一种形态中，所述状态检测部可对处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测，所述控制部可根据由所述状态检测部检测到的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布对处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件进行控制。
[0017]此外，在处理模块的一种形态中，所述状态检测部可包括对进行所述研磨处理之前的所述处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测的膜厚测定器，所述控制部可根据由所述膜厚测定器检测到的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，使已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件不同于其他部分的研磨处理的条件。
[0018]此外，在处理模块的一种形态中，所述状态检测部可包括对所述研磨处理实施过程中的所述处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测的涡流传感器或光学传感器，所述控制部可根据由所述涡流传感器或光学传感器检测到的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，使已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件不同于其他部分的研磨处理的条件。
[0019]此外，在处理模块的一种形态中，所述状态检测部可为对在进行所述研磨处理之后进行过清洗处理的所述处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测的膜厚测定器，所述控制部可根据由所述膜厚测定器检测到的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，使已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的研磨处理面的一部分再次进行研磨处理。
[0020]此外，在处理模块的一种形态中，所述状态检测部可还包括对进行所述研磨处理之后的所述处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测的膜厚测定器，所述控制部可根据由所述膜厚测定器检测到的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，从针对已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的一部分的研磨处理的条件变更为已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的后续处理对象物的一部分的研磨处理的条件。
[0021]此外，在处理模块的一种形态中，可还包括存储有所述处理对象物的研磨处理面的预先设定好的目标膜厚或者相当于目标膜厚的信号的分布的存储部，所述控制部可根据由所述状态检测部检测到的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布与所述存储部中所存储的目标膜厚或者相当于目标膜厚的信号的分布的差分，对处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件进行控制。
[0022]此外，在处理模块的一种形态中，所述存储部中可预先存储有针对多个研磨处理的各个条件的研磨量，所述控制部可根据由所述状态检测部检测到的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布、以及所述存储部中所存储的针对多个研磨处理的条件中的每一个的研磨量，对处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件进行控制。
[0023]此外，在处理模块的一种形态中，可包括保持所述处理对象物的工作台、安装有所述研磨垫的头部以及保持所述头部的臂部，可通过对所述处理对象物供给处理液，使所述工作台及所述头部旋转，使所述研磨垫接触所述处理对象物并摆动所述臂部来对所述处理对象物进行研磨处理。
[0024]此外，在处理模块的一种形态中，可还包括用以进行所述研磨垫的调整的修整器以及用以保持所述修整器的修整台，可通过使所述修整台及所述头部旋转并使所述研磨垫接触所述修整器来调整所述研磨垫。
[0025]本揭示的处理装置的一种形态包括对所述处理对象物进行研磨处理的研磨模块、对所述处理对象物进行研磨处理的上述任一种处理模块、对所述处理对象物进行清洗处理的清洗模块、以及对所述处理对象物进行干燥处理的干燥模块。
[0026]本揭示的处理方法的一种形态通过一边使直径小于处理对象物的研磨垫接触所述处理对象物，一边使所述处理对象物与所述研磨垫相对运动来进行研磨处理，该处理方法包括对进行所述研磨处理之前或者所述研磨处理实施过程中的所述处理对象物的研磨处理面的状态进行检测的检测工序，以及根据通过所述检测工序检测到的研磨处理面的状态对处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件进行控制的控制工序。
[0027]此外，在处理方法的一种形态中，所述检测工序可对处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测，所述控制工序可根据通过所述检测工序检测到的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，对处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件进行控制。
[0028]此外，在处理方法的一种形态中，所述检测工序可包括对进行所述研磨处理之前的所述处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测的操作，所述控制工序可根据通过所述检测工序检测到的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，使已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件不同于其他部分的研磨处理的条件。
[0029]此外，在处理方法的一种形态中，所述检测工序可包括对所述研磨处理实施过程中的所述处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测的操作，所述控制工序可根据通过所述检测工序检测到的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，使已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件不同于其他部分的研磨处理的条件。
[0030]此外，在处理方法的一种形态中，所述检测工序可对在进行所述研磨处理之后进行过清洗处理的所述处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测，所述控制工序可根据通过所述检测工序检测到的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，使已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的研磨处理面的一部分再次进行研磨处理。
[0031]此外，在处理方法的一种形态中，所述检测工序可还包括对进行所述研磨处理之后的所述处理对象物的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布进行检测的操作，所述控制工序可根据通过所述检测工序检测到的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布，使已检测出该膜厚或者相当于膜厚的信号的分布的处理对象物的后续处理对象物的一部分的研磨处理的条件不同于其他部分的研磨处理的条件。
[0032]此外，在处理方法的一种形态中，所述控制工序可根据通过所述检测工序检测到的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布与所述处理对象物的研磨处理面的预先设定好的目标膜厚或者相当于目标膜厚的信号的分布的差分，对处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件进行控制。
[0033]此外，在处理方法的一种形态中，所述控制部可根据通过所述检测工序检测到的研磨处理面的膜厚或者相当于膜厚的信号的分布、以及针对多个研磨处理的条件中的每一个的研磨量，对处理对象物的研磨处理面的一部分的研磨处理的条件进行控制。
[0034]发明的效果
[0035]通过这样的本申请发明，能够实