處理模塊、處理裝置及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理模塊、處理裝置及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為了對處理對象物(例如半導(dǎo)體晶圓等基板，或者形成于基板表面的各種膜)進(jìn)行各種處理，而使用處理裝置。作為處理裝置的一例，可列舉用以進(jìn)行處理對象物的研磨處理等的CMP(化學(xué)機(jī)械拋光Chemical Mechanical Polishing)裝置。
[0003]CMP裝置包括用以進(jìn)行處理對象物的研磨處理的研磨單元、用以進(jìn)行處理對象物的清洗處理及干燥處理的清洗單元、以及向研磨單元傳遞處理對象物并接收經(jīng)清洗單元清洗處理及干燥處理后的處理對象物的裝載/卸載單元等。此外，CMP裝置包括在研磨單元、清洗單元及裝載/卸載單元內(nèi)進(jìn)行處理對象物的輸送的輸送機(jī)構(gòu)。CMP裝置一邊利用輸送機(jī)構(gòu)輸送處理對象物，一邊依序進(jìn)行研磨、清洗及干燥各種處理。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]【專利文獻(xiàn)1】日本專利特開2010-50436號公報
[0007]【專利文獻(xiàn)2】日本專利特開2009-107083號公報
[0008]【專利文獻(xiàn)3】美國專利2013/0122613號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]近來，對于半導(dǎo)體裝置制造中的各工序的要求精度已經(jīng)達(dá)到數(shù)nm等級，CMP也不例外。為了滿足該要求，就CMP而言，進(jìn)行研磨及清洗條件的優(yōu)化。但即便確定了最佳條件，也無法避免因構(gòu)成要素的控制偏差或者耗材的經(jīng)時變化所導(dǎo)致的研磨及清洗性能的變化。此外，作為處理對象的半導(dǎo)體晶圓本身也是同樣的情況，例如，在進(jìn)行CMP之前，存在處理對象膜的膜厚或裝置形狀的偏差。這些偏差在CMP過程中及CMP之后以余膜不均或者階差消除不完全的形式顯現(xiàn)出來，進(jìn)而，在原本應(yīng)當(dāng)完全去除的膜的研磨中以膜殘留的形式顯現(xiàn)出來。這種偏差在晶圓面內(nèi)產(chǎn)生于芯片之間或者以橫穿芯片的形式產(chǎn)生，進(jìn)而，在晶圓之間或者批次之間也會產(chǎn)生?，F(xiàn)狀為，對針對研磨過程中的晶圓或者研磨之前的晶圓的研磨及清洗條件進(jìn)行控制，或者對超過閾值的晶圓進(jìn)行再加工，以使這些偏差處于某一閾值以內(nèi)。
[0011]但在以往方式中，這些研磨及清洗條件的控制或再加工基本上是利用實施CMP的研磨單元來進(jìn)行的。在該情況下，研磨墊幾乎整面接觸于晶圓面，即便在一部分接觸的情況下，出于維持處理速度的觀點(diǎn)，研磨墊與晶圓的接觸面積也不得不取得較大。在這種情況下，例如，即便只是在晶圓面內(nèi)的特定區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了超過閾值的偏差，在通過再加工等對該偏差進(jìn)行修正時，也會因研磨墊的接觸面積的大小而導(dǎo)致對無需再加工的部分也實施了研磨。其結(jié)果為，難以修正為原本要求的閾值范圍。因此，業(yè)界尋求提供如下方法及裝置:其構(gòu)成為能控制更小區(qū)域的研磨及清洗狀態(tài)，并且能對晶圓面內(nèi)的任意位置實施處理條件的控制或再加工等再處理。
[0012]另一方面，就其他以往技術(shù)而言，已知有通過使用直徑小于處理對象物的研磨墊對處理對象物的局部性突出部進(jìn)行研磨來謀求處理對象物的平坦化的技術(shù)。然而，由于該以往技術(shù)在對處理對象物進(jìn)行研磨處理之后要對突出部進(jìn)行檢測，因此存在在研磨漿等研磨液殘留于處理對象物上的狀態(tài)下無法精度較佳地檢測突出部的擔(dān)憂。在無法精度較佳地檢測突出部的情況下，存在平坦化也無法精度較佳地實行的擔(dān)憂，該平坦化是通過根據(jù)檢測結(jié)果來實行的局部性研磨來達(dá)成的。
[0013]因此，本申請發(fā)明的課題在于實現(xiàn)一種可提高處理對象物的研磨處理面的處理精度的處理模塊、處理裝置及處理方法。
[0014]解決問題的技術(shù)手段
[0015]本揭示的處理模塊的一種形態(tài)是鑒于上述問題而成，通過一邊使直徑小于處理對象物的研磨墊接觸所述處理對象物，一邊使所述處理對象物與所述研磨墊相對運(yùn)動來進(jìn)行研磨處理，該處理模塊包括:狀態(tài)檢測部，其對進(jìn)行所述研磨處理之前或者所述研磨處理實施過程中的所述處理對象物的研磨處理面的狀態(tài)進(jìn)行檢測；以及控制部，其根據(jù)由所述狀態(tài)檢測部檢測到的研磨處理面的狀態(tài)對處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件進(jìn)行控制。
[0016]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，所述狀態(tài)檢測部可對處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測，所述控制部可根據(jù)由所述狀態(tài)檢測部檢測到的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布對處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件進(jìn)行控制。
[0017]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，所述狀態(tài)檢測部可包括對進(jìn)行所述研磨處理之前的所述處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測的膜厚測定器，所述控制部可根據(jù)由所述膜厚測定器檢測到的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，使已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件不同于其他部分的研磨處理的條件。
[0018]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，所述狀態(tài)檢測部可包括對所述研磨處理實施過程中的所述處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測的渦流傳感器或光學(xué)傳感器，所述控制部可根據(jù)由所述渦流傳感器或光學(xué)傳感器檢測到的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，使已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件不同于其他部分的研磨處理的條件。
[0019]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，所述狀態(tài)檢測部可為對在進(jìn)行所述研磨處理之后進(jìn)行過清洗處理的所述處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測的膜厚測定器，所述控制部可根據(jù)由所述膜厚測定器檢測到的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，使已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的研磨處理面的一部分再次進(jìn)行研磨處理。
[0020]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，所述狀態(tài)檢測部可還包括對進(jìn)行所述研磨處理之后的所述處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測的膜厚測定器，所述控制部可根據(jù)由所述膜厚測定器檢測到的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，從針對已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的一部分的研磨處理的條件變更為已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的后續(xù)處理對象物的一部分的研磨處理的條件。
[0021]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，可還包括存儲有所述處理對象物的研磨處理面的預(yù)先設(shè)定好的目標(biāo)膜厚或者相當(dāng)于目標(biāo)膜厚的信號的分布的存儲部，所述控制部可根據(jù)由所述狀態(tài)檢測部檢測到的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布與所述存儲部中所存儲的目標(biāo)膜厚或者相當(dāng)于目標(biāo)膜厚的信號的分布的差分，對處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件進(jìn)行控制。
[0022]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，所述存儲部中可預(yù)先存儲有針對多個研磨處理的各個條件的研磨量，所述控制部可根據(jù)由所述狀態(tài)檢測部檢測到的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布、以及所述存儲部中所存儲的針對多個研磨處理的條件中的每一個的研磨量，對處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件進(jìn)行控制。
[0023]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，可包括保持所述處理對象物的工作臺、安裝有所述研磨墊的頭部以及保持所述頭部的臂部，可通過對所述處理對象物供給處理液，使所述工作臺及所述頭部旋轉(zhuǎn)，使所述研磨墊接觸所述處理對象物并擺動所述臂部來對所述處理對象物進(jìn)行研磨處理。
[0024]此外，在處理模塊的一種形態(tài)中，可還包括用以進(jìn)行所述研磨墊的調(diào)整的修整器以及用以保持所述修整器的修整臺，可通過使所述修整臺及所述頭部旋轉(zhuǎn)并使所述研磨墊接觸所述修整器來調(diào)整所述研磨墊。
[0025]本揭示的處理裝置的一種形態(tài)包括對所述處理對象物進(jìn)行研磨處理的研磨模塊、對所述處理對象物進(jìn)行研磨處理的上述任一種處理模塊、對所述處理對象物進(jìn)行清洗處理的清洗模塊、以及對所述處理對象物進(jìn)行干燥處理的干燥模塊。
[0026]本揭示的處理方法的一種形態(tài)通過一邊使直徑小于處理對象物的研磨墊接觸所述處理對象物，一邊使所述處理對象物與所述研磨墊相對運(yùn)動來進(jìn)行研磨處理，該處理方法包括對進(jìn)行所述研磨處理之前或者所述研磨處理實施過程中的所述處理對象物的研磨處理面的狀態(tài)進(jìn)行檢測的檢測工序，以及根據(jù)通過所述檢測工序檢測到的研磨處理面的狀態(tài)對處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件進(jìn)行控制的控制工序。
[0027]此外，在處理方法的一種形態(tài)中，所述檢測工序可對處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測，所述控制工序可根據(jù)通過所述檢測工序檢測到的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，對處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件進(jìn)行控制。
[0028]此外，在處理方法的一種形態(tài)中，所述檢測工序可包括對進(jìn)行所述研磨處理之前的所述處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測的操作，所述控制工序可根據(jù)通過所述檢測工序檢測到的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，使已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件不同于其他部分的研磨處理的條件。
[0029]此外，在處理方法的一種形態(tài)中，所述檢測工序可包括對所述研磨處理實施過程中的所述處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測的操作，所述控制工序可根據(jù)通過所述檢測工序檢測到的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，使已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件不同于其他部分的研磨處理的條件。
[0030]此外，在處理方法的一種形態(tài)中，所述檢測工序可對在進(jìn)行所述研磨處理之后進(jìn)行過清洗處理的所述處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測，所述控制工序可根據(jù)通過所述檢測工序檢測到的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，使已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的研磨處理面的一部分再次進(jìn)行研磨處理。
[0031]此外，在處理方法的一種形態(tài)中，所述檢測工序可還包括對進(jìn)行所述研磨處理之后的所述處理對象物的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布進(jìn)行檢測的操作，所述控制工序可根據(jù)通過所述檢測工序檢測到的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布，使已檢測出該膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布的處理對象物的后續(xù)處理對象物的一部分的研磨處理的條件不同于其他部分的研磨處理的條件。
[0032]此外，在處理方法的一種形態(tài)中，所述控制工序可根據(jù)通過所述檢測工序檢測到的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布與所述處理對象物的研磨處理面的預(yù)先設(shè)定好的目標(biāo)膜厚或者相當(dāng)于目標(biāo)膜厚的信號的分布的差分，對處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件進(jìn)行控制。
[0033]此外，在處理方法的一種形態(tài)中，所述控制部可根據(jù)通過所述檢測工序檢測到的研磨處理面的膜厚或者相當(dāng)于膜厚的信號的分布、以及針對多個研磨處理的條件中的每一個的研磨量，對處理對象物的研磨處理面的一部分的研磨處理的條件進(jìn)行控制。
[0034]發(fā)明的效果
[0035]通過這樣的本申請發(fā)明，能夠?qū)?