TWI742023B - 基板處理裝置、從基板處理裝置之真空吸附台脫附基板之方法、以及將基板載置於基板處理裝置之真空吸附台之方法 - Google Patents

基板處理裝置、從基板處理裝置之真空吸附台脫附基板之方法、以及將基板載置於基板處理裝置之真空吸附台之方法 Download PDF

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Abstract

本發明的目的之一為藉由頂銷(Lift Pin)不致對基板造成損傷而從工作台脫附基板。本發明一種實施形態提供一種基板處理裝置，其具備：可載置基板之真空吸附台；及沿著真空吸附台外周而配置之複數個頂銷；複數個頂銷分別具備：包含可引導基板外周端面之基板引導面的前端部；及包含從基板引導面延伸於頂銷之徑向外側的基板保持面之基端部；複數個頂銷可在以下位置停止：將複數個頂銷之基板引導面配置於比真空吸附台的吸附面位於下方之下端位置；將複數個頂銷之基板保持面配置於比真空吸附台的吸附面位於上方之上端位置；及下端位置與上端位置之間的中間位置；在中間位置，複數個頂銷之基板引導面配置於比真空吸附台的吸附面位於上方，複數個頂銷之基板保持面配置於比真空吸附台的吸附面位於 下方。

Description

基板處理裝置、從基板處理裝置之真空吸附台脫附基板之方法、以及 將基板載置於基板處理裝置之真空吸附台之方法
本發明係關於一種半導體晶圓等基板之處理裝置、從基板處理裝置之真空吸附台脫附基板之方法、以及將基板載置於基板處理裝置之真空吸附台之方法。
在半導體元件之製造中，習知有研磨晶圓WF等基板表面之化學機械研磨(CMP：Chemical Mechanical Polishing)裝置。CMP裝置係在研磨台上面貼合研磨墊而形成研磨面。該CMP裝置將被上方環形轉盤(top ring)保持之基板的被研磨面按壓於研磨面，並對研磨面供給作為研磨液之漿液(slurry)，同時使研磨台與上方環形轉盤旋轉。藉此，使研磨面與被研磨面滑動地相對移動來研磨被研磨面。
代表性之CMP裝置，係研磨台或研磨墊比被研磨之基板大，基板被上方環形轉盤以被研磨面朝下方式保持而研磨者。研磨後之基 板藉由使聚乙烯醇(PVA)等海綿材料旋轉，同時接觸於基板來洗淨，進一步乾燥。
本案申請人曾就將基板研磨後，使直徑比基板小之接觸部件按壓於研磨後的基板進行相對運動之加工處理單元，設於與主要研磨部之外的CMP裝置中，以將基板少許追加研磨、洗淨之技術提出申請(專利文獻1、2)。
在加工處理單元中，為了使接觸部件以高壓力接觸以提高洗淨效果、或提高研磨速度，需要以接觸基板整個背面之工作台保持基板。
具體而言，係在工作台之支撐面形成有與連接於真空源之流體通路連通的複數個開口部，基板通過此等開口部而真空吸附於工作台。此外，基板亦可經由例如由具有彈性之發泡聚氨酯形成的底墊材料而吸附於工作台。此時，在底墊材料中對應於工作台開口部的位置設置貫穿孔。
再者，將基板載置於工作台時或是從工作台取下基板時，可使用沿著工作台之外周而配置之複數個可伸縮的頂銷。具體而言，係頂銷在比工作台之支撐面位於上方的位置，亦即在上端位置，支撐被搬送機器人搬送之基板之下面而接收。然後，頂銷下降至在比工作台之支撐面位於下方的位置，且係在基板洗淨或研磨中不妨礙工作台旋轉之位置，亦即下降至下端位置。頂銷下降中，當頂銷通過工作台時，基板載置於工作台的支撐面。在工作台上之處理結束後，頂銷從下端位置向上端位置上升。頂銷上升中，當頂銷通過工作台時頂銷抵接於基板下面，支撐其下面而提起。頂銷到達上端位置時，搬送機器人以從下撈起之方式提起基板，而將基板從頂銷轉交搬送機器人。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開平9-92633號公報
[專利文獻2]日本特開平8-71511號公報
如此，在工作台與搬送機器人之間進行基板之接收/轉交時，頂銷通常在2個位置，亦即在上端位置與下端位置之間連續地(換言之，不停止地)移動，並在其移動中將基板載置於工作台或從工作台取下。此時，特別是從工作台取下基板時，即使停止對工作台之支撐面導入真空後，基板仍不易從支撐面剝落，而可能因頂銷對基板造成損傷。這主要是受到存在於基板與支撐面之間的水分或(使用底墊材料(backing material)時)底墊材料的影響。
本發明一種實施形態可提供一種基板處理裝置，其頂銷不致對基板造成損傷，而可將基板從工作台脫附。此外，本發明一種實施形態可提供一種基板之脫附方法，其頂銷不致對基板造成損傷，而可將基板從工作台脫附。
本發明一種實施形態提供一種基板處理裝置，其具備：真空吸附台，其係可載置基板；及複數個頂銷，其係沿著真空吸附台之外周而配置；且複數個頂銷分別具備：前端部，其係包含可引導基板外周端面之基板引導面；及基端部，其係包含從基板引導面延伸於頂銷之徑向外側的 基板保持面；複數個頂銷可在以下位置停止：將複數個頂銷之基板引導面配置於比真空吸附台的吸附面位於下方之下端位置；將複數個頂銷之基板保持面配置於比真空吸附台的吸附面位於上方之上端位置；及下端位置與上端位置之間的中間位置；在中間位置，複數個頂銷之基板引導面配置於比真空吸附台的吸附面位於上方，複數個頂銷之基板保持面配置於比真空吸附台的吸附面位於下方。採用該構成，在基板與真空吸附台的吸附面之間進行真空破壞的期間，可將頂銷保持於下端位置與上端位置之間的中間位置。在中間位置由於可藉由頂銷之基板引導面包圍基板之外周，因此可防止已脫附之基板對吸附面橫向滑移。因此，不致因頂銷對基板造成損傷而可從真空吸附台脫附基板。
本發明一種實施形態提供一種從基板處理裝置之真空吸附台脫附基板之方法，其包含：準備複數個頂銷以及使複數個頂銷在後述位置停止，該複數個頂銷係沿著真空吸附台之外周配置，且分別具備：前端部，其係包含可引導基板外周端面之基板引導面；及基端部，其係包含從基板引導面延伸於頂銷之徑向外側的基板保持面；前述「使複數個頂銷在後述位置停止」之「後述位置」係複數個頂銷不妨礙真空吸附台旋轉之下端位置、複數個頂銷在比真空吸附台之吸附面位於上方保持基板的上端位置、及下端位置與上端位置之間的中間位置；該脫附基板的方法包含以下工序：使複數個頂銷從下端位置向中間位置上升之工序；停止向真空吸附台之吸附面導入負壓的工序；在真空吸附台之吸附面供給流體的工序；及真空吸附台之吸附面的壓力等於或超過指定壓力時，使複數個頂銷從中間位置向上端位置上升之工序。採用該構成，在基板與真空吸附台的吸附面 之間進行真空破壞的期間，可將頂銷保持於下端位置與上端位置之間的中間位置。因此，例如藉由頂銷之基板引導面包圍基板之外周，可抑制已脫附之基板對吸附面橫向滑移。因此，不致因頂銷對基板造成損傷而可從真空吸附台脫附基板。
本發明一種實施形態提供一種將基板載置於基板處理裝置之真空吸附台之方法，其包含：準備複數個頂銷以及使複數個頂銷在後述位置停止，該複數個頂銷係沿著真空吸附台之外周配置，分別具備：前端部，其係包含可引導基板外周端面之基板引導面；及基端部，其係包含從基板引導面延伸於頂銷之徑向外側的基板保持面；前述「使複數個頂銷在後述位置停止」之「後述位置」係複數個頂銷不妨礙真空吸附台旋轉之下端位置、複數個頂銷在比真空吸附台之吸附面位於上方保持基板的上端位置、及下端位置與上端位置之間的中間位置；該方法包含以下工序：使複數個頂銷從上端位置向中間位置下降之工序；對真空吸附台之吸附面導入負壓的工序；及真空吸附台之吸附面的壓力等於或低於指定壓力時，使複數個頂銷從中間位置向下端位置下降之工序。採用該構成，特別是在真空吸附台之吸附面上存在水分等情況下，向吸附面導入負壓時可抑制基板橫向滑移。
4A‧‧‧旋轉軸
48‧‧‧頂銷
48-1‧‧‧基板引導面
48-1a‧‧‧錐形部
48-2‧‧‧基板保持面
300A‧‧‧拋光處理裝置
400‧‧‧拋光台(真空吸附台)
402‧‧‧支撐面(吸附面)
404‧‧‧開口部
410‧‧‧真空通路
412‧‧‧壓力感測器
450‧‧‧底墊材料
452‧‧‧貫穿孔
454‧‧‧缺口部
500‧‧‧頂銷驅動裝置
600‧‧‧頂銷保持部件
601‧‧‧環狀本體部
602‧‧‧頂銷保持部
603‧‧‧基部
714‧‧‧純水供給源
716‧‧‧真空源
724-2‧‧‧藥劑供給源
744‧‧‧氮源
750,752,754,756‧‧‧開關閥
800‧‧‧頂板
900‧‧‧頂銷保持部件驅動裝置
901‧‧‧升降桿
902‧‧‧基部板
903‧‧‧第一活塞氣缸裝置
903-1‧‧‧第一氣缸部
903-2‧‧‧第一活塞部
903-1a‧‧‧上室
903-1b‧‧‧下室
903-2a‧‧‧活塞本體部
903-2b‧‧‧活塞本體部
903-2c‧‧‧活塞桿部
904‧‧‧第二活塞氣缸裝置
904-1‧‧‧第二氣缸部
904-2‧‧‧第二活塞部
904-1a‧‧‧上室
904-1b‧‧‧下室
904-2a‧‧‧活塞本體部
904-2b‧‧‧活塞本體部
904-2c‧‧‧活塞桿部
906‧‧‧中間板
907‧‧‧第一槓桿部分
908‧‧‧第二槓桿部分
909‧‧‧支點部
WF‧‧‧晶圓(基板)
第一圖係顯示本發明一種實施形態之基板處理裝置範例的概略剖面圖，且係顯示載置有基板之真空吸附台及其周邊部的圖。
第二圖係顯示對基板配置頂銷之俯視圖。
第三圖係顯示真空吸附台之吸附面的圖。
第四A圖係沿著第二圖之B-B線的概略剖面圖，且係顯示頂銷之下端位置的圖。
第四B圖係沿著第二圖之B-B線的概略剖面圖，且係顯示頂銷之中間位置的圖。
第四C圖係沿著第二圖之B-B線的概略剖面圖，且係顯示頂銷之上端位置的圖。
第五A圖係頂銷驅動裝置之側視圖，且係頂銷在下端位置時之圖。
第五B圖係頂銷驅動裝置之前視圖，且係頂銷在下端位置時之圖。
第六A圖係頂銷驅動裝置之側視圖，且係頂銷在中間位置時之圖。
第六B圖係頂銷驅動裝置之前視圖，且係頂銷在中間位置時之圖。
第七A圖係頂銷驅動裝置之側視圖，且係頂銷在上端位置時之圖。
第七B圖係頂銷驅動裝置之前視圖，且係頂銷在上端位置時之圖。
第八圖係顯示構成頂銷驅動裝置之活塞氣缸裝置的工作原理之概略圖。
第九圖係本發明一種實施形態用於從真空吸附台脫附基板之工序圖。
第十圖係本發明一種實施形態用於將基板載置於真空吸附台之工序圖。
以下，參照圖式說明本發明之基板處理裝置的一種實施形態。本實施形態係記載拋光(buffing)處理裝置300A作為基板處理裝置之例。但是，本發明之基板處理裝置不限於拋光處理裝置，只要是具備：可載置基板之真空吸附台、及沿著真空吸附台外周而配置之複數個頂銷者即可。
第一圖係顯示拋光處理裝置300A中之載置有晶圓(換言之，基板)WF之拋光台(buff table)(換言之，真空吸附台)400及其周邊部的概略圖。第一圖所示之拋光處理裝置300A可作為進行半導體晶圓等基板之研磨處理的CMP裝置之一部分或CMP裝置內的1個單元而構成。一例為拋光處理裝置300A可組裝於具有研磨單元、洗淨單元、基板搬送機構的CMP裝置，拋光處理裝置300A可使用於在CMP裝置中主要研磨後的細部加工處理。
本說明書中所謂拋光處理，係包含拋光研磨處理與拋光洗淨處理中之至少一方者。
所謂拋光研磨處理，係使拋光墊對基板接觸，同時使基板與拋光墊相對運動，並使漿液介在基板與拋光墊之間，藉以研磨除去基板之處理面的處理。拋光研磨處理係可對基板施加比使用海綿材料(例如PVA海綿材料)等藉由物理性作用洗淨基板時施加於基板之物理性作用力更強的物理性作用力之處理。因而，拋光墊例如可使用使發泡聚氨酯與不織布疊層而成之墊，具體而言可使用市場上可獲得之IC1000(商標)/SUBA(註冊商標)系，或使用麂皮狀多孔性聚氨酯非纖維質墊，具體而言可使用市場上可獲得之POLITEX(註冊商標)等。藉由拋光研磨處理可實現除去附著有刮傷等損傷或污染物的表層部、追加除去無法藉由主要研磨單元中的主研磨除去之部位、或是改善在主要研磨後微小區域之凹凸或包含整個基板的膜厚分布等表面形貌(morphology)。
所謂拋光洗淨處理，係使拋光墊對基板接觸，同時使基板與拋光墊相對運動，藉由在基板與拋光墊之間含有洗淨處理液(藥劑，或藥 劑與純水)而除去基板表面的污染物，或是改善處理面性質之處理。拋光洗淨處理係可對基板施加比使用海綿材料等藉由物理性作用洗淨基板時施加於基板之物理性作用力更強的物理性作用力之處理。因而，拋光墊例如可使用上述之IC1000(商標)/SUBA(註冊商標)系、或POLITEX(註冊商標)等。再者，本發明之拋光處理裝置300A中，亦可使用PVA海綿作為拋光墊。
拋光台400具有用於支撐晶圓WF之支撐面(換言之，吸附面)402。支撐面402具有可使用於吸附晶圓WF之真空通路410的開口部404。真空通路410連接於真空源(Vac)716可使晶圓WF真空吸附於支撐面402。晶圓WF亦可經由底墊材料450而吸附於拋光台400。底墊材料450例如可由具有彈性之發泡聚氨酯而形成。或是底墊材料450亦可是矽膠。底墊材料450作為拋光台400與晶圓WF間之緩衝材料，可防止對晶圓WF造成損傷，或是緩和拋光台400表面凹凸對拋光處理之影響。底墊材料450可藉由黏著膠帶而安裝於拋光台400表面。底墊材料450可利用習知者，並可使用在對應於拋光台400之開口部404的位置設有貫穿孔452者。
另外，本說明書中，經由底墊材料450將晶圓WF安裝於拋光台400時，在安裝了底墊材料450狀態下底墊材料450的表面成為支撐晶圓WF的「支撐面」，不經由底墊材料450而在拋光台400上直接吸附晶圓WF時，拋光台表面成為支撐晶圓WF之「支撐面」。以下，僅稱「支撐面」或「拋光台之支撐面」時，為包含此兩者的情況者。
再者，拋光台400具有頂銷48作為拋光台400上之搬送機構，其係用於接收藉由無圖示之搬送機器人而搬送的晶圓WF，並將晶圓WF載 置於拋光台400。頂銷48沿著拋光台400之外周配置有複數個。頂銷48可伸縮。頂銷48在突出狀態下支撐晶圓WF之外周部而接收，之後頂銷48後退，將晶圓WF載置於拋光台400的支撐面402。拋光處理結束後，頂銷48突出並支撐晶圓WF外周部而提起，搬送機器人從下撈起晶圓WF。本實施形態係頂銷48伸縮時，頂銷48可在後述之上端位置、中間位置及下端位置之間階段性移動。
此外，拋光台400可藉由無圖示之驅動機構在旋轉軸4A周圍旋轉。
如上述，拋光台400具備導入用於使晶圓WF真空吸附於支撐面402的負壓之真空通路410。該真空通路410可進一步連接於用於使晶圓WF脫附而使用的氮源(N2)744、及洗淨拋光台400之支撐面402時可任意選擇利用的純水供給源(DIW)714及藥劑供給源(Chemi)724-2。使晶圓WF從拋光台400脫附時，亦可從純水供給源714供給純水，亦可供給純水與氮的混合物。在拋光台400之真空通路410中，於供給負壓、純水、藥劑及氮氣的配管中分別設置開關閥756、750、752、754。藉由使用無圖示之控制裝置控制開關閥756、750、752、754的開關，可在任意時間通過拋光台400之真空通路410對支撐面402供給負壓、純水、藥劑及氮氣。如第一圖所示，可在配管上設置用於測定真空通路410中之壓力的壓力感測器412。
第二圖係顯示第一圖所示之複數個頂銷48對晶圓WF配置的俯視圖。如第二圖所示，本實施形態係沿著晶圓WF外周等間隔配置複數個(圖示之例為4個)頂銷48。頂銷48具備：包含可引導晶圓WF外周端面之基板引導面48-1的前端部；及包含從基板引導面48-1沿著頂銷48徑向外側可 抵接於晶圓WF下面的基板保持面48-2之基端部。基板引導面48-1係包含錐形(tapered)部48-1a(參照第四A圖等)之實質為圓筒狀的外周面。頂銷48為了防止晶圓WF帶電，例如可由碳纖維強化PEEK(聚醚醚酮：polyetheretherketone)樹脂而形成。
晶圓WF載置於拋光台400的支撐面402。第三圖係顯示拋光台400之支撐面402的圖。如第三圖所示，支撐面402上形成有複數個開口部404(使用底墊材料450情況下，連通於開口部404的貫穿孔452)。此等複數個開口部連通於第一圖所示的真空通路410，在晶圓WF拋光處理中，係以經由真空通路410在晶圓WF與支撐面402之間導入負壓的方式構成。
此外，在拋光台400之外周部，在對應於頂銷48之位置形成有複數個圓弧狀的缺口部454。使用底墊材料450情況下，在底墊材料450中對應於拋光台400之缺口部454的位置形成同樣的缺口部。各缺口部454至少可容納頂銷48之基板保持面48-2的一部分，藉此，容許頂銷48對拋光台400升降。另外，缺口部454之形狀並無特別限制，可為任意形狀。
另外，本實施形態係設定晶圓WF之半徑與拋光台400的半徑實質上相等。因此，缺口部454中僅容納基板保持面48-2。但是，依晶圓WF之半徑及缺口部454與頂銷48的尺寸，缺口部454除了頂銷48的基板保持面48-2之外，亦可容納基板引導面48-1。
本實施形態之複數個頂銷48在拋光處理中不致妨礙拋光台400之旋轉，並可在各頂銷48全部配置於拋光台400之缺口部454外側的下端位置、複數個頂銷48在比拋光台400之支撐面402位於上方而保持晶圓WF的上端位置、以及下端位置與上端位置之間的中間位置進行之間階段性移動 (亦即，可在下端位置、上端位置及中間位置停止)。
第四A圖至第四C圖係沿著第二圖之B-B線的概略剖面圖，且分別顯示頂銷48之下端位置、中間位置、上端位置。在第四A圖所示之下端位置，係缺口部454中不存在頂銷48的部分，因此在拋光處理中不致妨礙拋光台400的旋轉。在第四B圖所示之中間位置，頂銷48之基板引導面48-1延伸至比拋光台400的支撐面402位於上方之位置，頂銷48之基板保持面48-2位於缺口部454中。基板引導面48-1與拋光台400的旋轉軸4A(參照第一圖)之間的距離設定成與晶圓WF之半徑相等或是比晶圓WF半徑稍大。晶圓WF之外周端面與基板引導面48-1之間的間隙若大，晶圓WF旋轉時會偏心。因此，應儘量縮小晶圓WF之外周端面與基板引導面48-1之間的間隙。藉此，可藉由複數個頂銷48之基板引導面48-1包圍載置於拋光台400之支撐面402的晶圓WF外周(參照第二圖)。但是，在中間位置，基板保持面48-2亦可不在缺口部454中。
頂銷48從拋光台400取出晶圓WF時，及將晶圓WF載置於拋光台400時，於一定時間的期間皆保持於第四B圖所示的中間位置。具體而言，從拋光台400取出晶圓WF時，頂銷48在通過第一圖所示之真空通路410向晶圓WF與支撐面402之間停止導入負壓後一直保持於中間位置，直至真空通路410中之壓力(亦即支撐面402中之壓力)等於或超過指定壓力為止。此外，將晶圓WF載置於拋光台400時，頂銷48在經由第一圖所示之真空通路410向拋光台400的支撐面402開始導入負壓後一直保持於中間位置，直至真空通路410中之壓力(亦即支撐面402中之壓力)等於或低於指定壓力為止。
在第四C圖所示之上端位置，係以可將晶圓WF轉交無圖示之搬送機器人的方式，藉由頂銷48將晶圓WF保持於比拋光台400之支撐面402位於上方。
本實施形態之基板處理裝置具備使複數個頂銷48對拋光台400上升或下降的頂銷驅動裝置500。第五A圖至第七B圖中顯示頂銷驅動裝置500之一例。第五A圖、第五B圖係頂銷48在下端位置之圖，且分別係頂銷驅動裝置500之側視圖、前視圖。第六A圖、第六B圖係頂銷48在中間位置之圖，且分別係頂銷驅動裝置500之側視圖、前視圖。第七A圖、第七B圖係頂銷48在上端位置之圖，且分別係頂銷驅動裝置500之側視圖、前視圖。
頂銷驅動裝置500具備：沿著拋光台400之外周配置且安裝複數個頂銷48的頂銷保持部件600；及使頂銷保持部件600對拋光台400上升或下降之頂銷保持部件驅動裝置900(以下稱保持部件驅動裝置900)。另外，第五A圖至第七B圖係以二點鏈線顯示拋光台400及頂板800。頂板800係構成形成收容拋光台400之空間的底壁之部件。另外，第五A圖至第七B圖中，拋光台400之旋轉機構等省略圖示。
頂銷保持部件600具備：沿著拋光台400外周之環狀本體部601；固定於環狀本體部601之圓筒狀的頂銷保持部602；及基部603。複數個頂銷48之基端部分別可藉由螺絲固定等而固定於對應之頂銷保持部602的內側(參照第四A圖至第四C圖)。
保持部件驅動裝置900具備複數個(本實施形態係3個)升降桿901。各升降桿901之一端固定於頂銷保持部件600的基部603，並通過形成於頂板800之開口部(無圖示)而延伸於下方。複數個升降桿901可在頂 板800之開口部中滑動，且可對拋光台400上下方向移動。各升降桿901之下端部固定於基部板902。因此，藉由使基部板902升降，可使升降桿901、頂銷保持部件600及頂銷48對拋光台400上下運動。基於此目的，本實施形態之保持部件驅動裝置900具備：安裝於頂板800且彼此並聯配置的第一活塞氣缸裝置903及第二活塞氣缸裝置904。
第一活塞氣缸裝置903具備固定於頂板800之(亦即對拋光台400固定位置之)第一氣缸部903-1。此外，第一活塞氣缸裝置903具備配置於第一氣缸部903-1且對拋光台400可在接近或離開方向滑動的第一活塞部903-2。
第二活塞氣缸裝置904具備：第二氣缸部904-1；及配置於第二氣缸部904-1且可對拋光台400在接近或離開方向滑動之第二活塞部904-2。另外，第五A圖、第六A圖及第七A圖係從第一活塞氣缸裝置903側觀看頂銷驅動裝置500之圖。因此，第五A圖、第六A圖及第七A圖關於第二活塞氣缸裝置904僅圖示第二活塞部904-2。
第一活塞氣缸裝置903之第一活塞部903-2固定於中間板906，中間板906上固定有第二活塞氣缸裝置904之第二氣缸部904-1的下端部。換言之，第二活塞氣缸裝置904之第二氣缸部904-1係經由中間板906而固定於第一活塞氣缸裝置903的第一活塞部903-2。因此，第二氣缸部904-1可與第一活塞部903-2一體地上下運動。第二活塞部904-2之活塞桿部904-2c貫穿中間板906，而在中間板906下方配置活塞本體部904-2b(參照第八圖)。
第二活塞部904-2之活塞本體部904-2b經由槓桿部件(省略符號)而操作性地連結於基部板902。具體而言，槓桿部件具備：配置於第 二活塞部904-2側之第一槓桿部分907；及配置於基部板902側之第二槓桿部分908；在第一槓桿部分907與第二槓桿部分908之間設有支點部909。本實施形態之支點部909固定於頂板800的支柱。
第一槓桿部分907鉸接於第二活塞部904-2之活塞本體部904-2b。藉由第一槓桿部分907之端部被活塞本體部904-2b壓下，槓桿部件在支點部909周圍轉動。藉此，第二槓桿部分908之基部板902側的端部上升。第二槓桿部分908之基部板902側的端部鉸接於基部板902。因此，藉由第二槓桿部分908以支點部909為支點向上轉動而將基部板902推上去。
本實施形態藉由組合第一活塞氣缸裝置903與第二活塞氣缸裝置904，可使頂銷48在上端位置、中間位置及下端位置之間階段性移動。第八圖係顯示第一及第二活塞氣缸裝置903、904之工作原理的概略圖。
如第八圖所示，第一活塞氣缸裝置903與第二活塞氣缸裝置904彼此並聯配置，第一活塞氣缸裝置903之第一氣缸部903-1的上壁固定於頂板800。
第一活塞氣缸裝置903之第一氣缸部903-1內部，藉由活塞本體部903-2a分割成上室903-1a與下室903-1b。上室903-1a及下室903-1b分別藉由無圖示之流體供給口供給工作流體(例如空氣)。
從活塞本體部903-2a延伸之活塞桿部903-2c貫穿第一氣缸部903-1之底壁而延伸於下方，在活塞桿部903-2c之下端部固定有活塞本體部903-2b。在活塞本體部903-2b之下面一體地固定有中間板906。
另外，第二活塞氣缸裝置904之第二氣缸部904-1內部，藉由活塞本體部904-2a分割成上室904-1a與下室904-1b。上室904-1a及下室 904-1b中分別藉由無圖示之流體供給口供給工作流體(例如空氣)。
第二氣缸部904-1之底壁構成一體地固定於中間板906，且與中間板906一體地移動。從活塞本體部904-2a延伸之活塞桿部904-2c貫穿第二氣缸部904-1之底壁及中間板906而延伸於下方。在活塞桿部904-2c之下端部固定有活塞本體部904-2b。
本實施形態係將第一氣缸部903-1之內徑設定成比第二氣缸部904-1的內徑大。
使用上述第一活塞氣缸裝置903與第二活塞氣缸裝置904，例如可以如下之方法使頂銷48升降。在第五A圖、第五B圖所示之頂銷48的下端位置，第一活塞氣缸裝置903及第二活塞氣缸裝置904皆處於非工作狀態。亦即，第一活塞氣缸裝置903及第二活塞氣缸裝置904皆處於收縮狀態，而第一及第二活塞部903-2、904-2皆在上側位置。
在第六A圖、第六B圖所示之頂銷48的中間位置，僅第一活塞氣缸裝置903處於工作狀態。亦即，僅第一活塞氣缸裝置903處於伸長狀態，而第二活塞氣缸裝置904處於收縮狀態。另外，本實施形態如上述，第一氣缸部903-1之內徑設定成比第二氣缸部904-1的內徑大。藉此，即使供給至第一氣缸部903-1之上室903-1a的工作流體與供給至第二氣缸部904-1之上室904-1a的工作流體之供給壓力相等時，作用於第二氣缸部904-1上壁之流體壓力不致妨礙第一活塞氣缸裝置903的伸長。但是，亦可彼此相等地設定第一氣缸部903-1之內徑與第二氣缸部904-1的內徑。此時，藉由在供給至上室903-1a之工作流體與供給至上室904-1a的工作流體之間設供給壓力差可獲得與上述同樣之效果。
藉由活塞本體部903-2b下降而使中間板906及第二氣缸部904-1下降，並且鉸接於活塞本體部904-2b之第一槓桿部分907的端部被壓下。藉此，槓桿部件在支點部909周圍轉動，第二槓桿部分908之端部將基部板902推上去。因此，升降桿901及固定於升降桿901之頂銷保持部件600上升而將頂銷48提起至中間位置。
在第七A圖、第七B圖所示之頂銷48的上端位置，第一活塞氣缸裝置903及第二活塞氣缸裝置904皆處於工作狀態。亦即，第一活塞氣缸裝置903及第二活塞氣缸裝置904皆處於伸長狀態。藉此，第一槓桿部分907的端部被壓下到最大限度，而第二槓桿部分908之端部將基部板902推上到最大限度。如此升降桿901及頂銷保持部件600進一步上升，而將頂銷48提起至上端位置。
另外，上述實施形態中頂銷48在下端位置與中間位置之間的上下運動係藉由第一活塞氣缸裝置903的輸出而進行，頂銷48在中間位置與上端位置之間的上下運動係藉由第二活塞氣缸裝置904之輸出而進行。因而，藉由個別調整各個活塞氣缸裝置之活塞的伸縮速度，可個別調整頂銷48在下端位置與中間位置之間的移動速度、以及頂銷48在中間位置與上端位置之間的移動速度，不致損傷基板而可使其靈活地上下運動。
另外，上述實施形態係使用活塞氣缸裝置作為保持部件驅動裝置900，不過頂銷保持部件600亦可藉由馬達驅動。
第九圖係顯示本發明一種實施形態之從拋光台400脫附晶圓WF的工序一例。該例係在拋光處理結束後，在第五A圖及第五B圖所示之下端位置，使沿著拋光台400外周而配置之複數個頂銷48向第六A圖及第六B 圖所示的中間位置上升(工序100)。在頂銷48保持於中間位置的狀態下，停止通過真空通路410向拋光台400的支撐面402導入負壓(工序101)。之後，以指定壓力(例如0.2MPa)將純水經由真空通路410供給至拋光台400的支撐面402(工序102)。純水的供給在適當決定的一定時間之期間內(例如3~5秒鐘)進行，在此期間測定真空通路410中之壓力(亦即支撐面402中之壓力)。確認測定壓力等於或超過指定壓力(例如等於或超過大氣壓)(工序103)時，停止供給純水(工序104)。之後，以指定壓力(例如0.08MPa)將氮氣經由真空通路410供給至拋光台400的支撐面402(工序105)。氮氣之供給在一定時間之期間內(例如3~5秒鐘)進行，在此期間測定真空通路410中之壓力(亦即支撐面402中之壓力)。確認測定壓力等於或超過指定壓力(例如等於或超過大氣壓)(工序106)時，使頂銷48上升至第七A圖及第七B圖所示的上端位置(工序107)。頂銷48上升中，氮氣持續供給至拋光台400之支撐面402。當頂銷48定位於上端位置時，停止氮氣之供給(工序108)。
純水之供給壓力及供給時間不限於上述之例。此外，氮氣之供給壓力及供給時間亦不限於上述之例。此外，上述之例係使用純水及氮氣作為破壞真空用之流體，不過亦可僅供給純水及氮氣的其中一方。此外，亦可使用淨化乾燥空氣來取代氮氣。
藉由將純水及/或氮氣供給至拋光台400之支撐面402，而破壞拋光台400之支撐面402與晶圓WF之間的真空狀態。此時，從支撐面402脫附之晶圓WF藉由噴出純水及/或氮氣而處於從支撐面402浮起的狀態。此時，若無本實施形態之頂銷，則晶圓WF有可能對拋光台400之支撐面402橫 向滑移。採用本實施形態時，藉由配置於中間位置之頂銷48的基板引導面48-1，可在基板引導面48-1與晶圓WF的外周端面之間保留少許間隙，而包圍晶圓WF之外周(參照第二圖)。因此，已脫附之晶圓WF不致超過基板引導面48-1與晶圓WF外周端面之間少許間隙的大小而對支撐面402橫向滑移。如此，採用本發明一種實施形態時，在晶圓WF與支撐面402之間進行真空破壞中，頂銷48保持於下端位置與上端位置之間的中間位置。因此，不致因頂銷48對晶圓WF造成損傷，而可從拋光台400脫附晶圓WF。
採用本發明一種實施形態時，即使在拋光台400上載置晶圓WF之工序中，仍可使沿著拋光台400外周而配置之複數個頂銷48在下端位置、上端位置、及中間位置之間階段性移動。第十圖顯示本發明一種實施形態之在拋光台400上載置晶圓WF時的工序一例。該例係在第七A圖及第七B圖所示之上端位置，沿著拋光台400之外周而配置的複數個頂銷48從搬送機器人接收晶圓WF後，向第六A圖及第六B圖所示的中間位置下降(工序200)。另外，頂銷48從搬送機器人接收晶圓WF時，有可能在頂銷48之前端部發生晶圓WF的少許位置偏差。即使在此種狀況，由於頂銷48之基板引導面48-1具有錐形部48-1a，因此仍可藉由錐形部48-1a引導晶圓WF而將晶圓WF載置於基板保持面48-2上的適當位置。其次，在複數個頂銷48保持於中間位置的狀態下，係經由真空通路410將負壓導入拋光台400之支撐面402(工序201)。確認真空通路410中之壓力(亦即支撐面402中之壓力)已達到指定壓力以下(工序202)時，使複數個頂銷48從中間位置向第五A圖及第五B圖所示的下端位置下降(工序203)。該例特別是在支撐面402上存在水分時等，可抑制晶圓WF在支撐面402上橫向滑移。
另外，本實施形態之頂銷關於拋光台之旋轉方向係在固定的位置，不與拋光台旋轉一起旋轉。但是，另外實施形態亦可採用使頂銷與拋光台一體地旋轉的機構。
本案發明包含以下樣態。
1. 一種基板處理裝置，其具備：真空吸附台，其係可載置基板；及複數個頂銷，其係沿著真空吸附台之外周而配置；且複數個頂銷分別具備：前端部，其係包含可引導基板外周端面之基板引導面；及基端部，其係包含從基板引導面延伸於頂銷之徑向外側的基板保持面；複數個頂銷可在以下位置停止：將複數個頂銷之基板引導面配置於比真空吸附台的吸附面位於下方之下端位置；將複數個頂銷之基板保持面配置於比真空吸附台的吸附面位於上方之上端位置；及下端位置與上端位置之間的中間位置；在中間位置，複數個頂銷之基板引導面配置於比真空吸附台的吸附面位於上方，複數個頂銷之基板保持面配置於比真空吸附台的吸附面位於下方。
2. 如上述1.之基板處理裝置，其中真空吸附台備有真空通路，其係用於將負壓導入真空吸附台之吸附面；複數個頂銷在向真空吸附台之吸附面停止導入負壓後一直保持於中間位置，直到真空通路中之壓力等於或超過指定壓力為止。
3. 如上述2.之基板處理裝置，其中複數個頂銷在向真空吸附台之吸附面開始導入負壓後一直保持於中間位置，直到真空通路中之壓力等於或低於指定壓力為止。
4. 如上述1.至3.中任一項之基板處理裝置，其中具備：第一活塞氣缸裝置，其係用於使複數個頂銷從下端位置上升至中間位置；及第 二活塞氣缸裝置，其係用於使複數個頂銷從中間位置上升至上端位置。
5. 如上述1.至3.中任一項之基板處理裝置，其中基板處理裝置備有頂銷驅動裝置，其係使複數個頂銷對真空吸附台上升或下降；頂銷驅動裝置備有：頂銷保持部件，其係沿著真空吸附台之外周配置且安裝複數個頂銷；及頂銷保持部件驅動裝置，其係使頂銷保持部件對真空吸附台上升或下降；頂銷保持部件驅動裝置備有第一活塞氣缸裝置及第二活塞氣缸裝置；複數個頂銷藉由第一活塞氣缸裝置及第二活塞氣缸裝置中之任何一方工作而移動至中間位置。
6. 如上述5.之基板處理裝置，其中第一活塞氣缸裝置備有：第一氣缸部，其係對真空吸附台位置固定；及第一活塞部，其係配置於第一氣缸部且可在對真空吸附台接近或離開之方向滑動；第二活塞氣缸裝置備有：第二氣缸部，其係對第一活塞部位置固定；及第二活塞部，其係配置於第二氣缸部，且可在對真空吸附台接近或離開之方向滑動；第一氣缸部之內徑比第二氣缸部的內徑大；複數個頂銷藉由第一活塞氣缸裝置之工作而移動至中間位置。
7. 如上述1.至6.中任一項之基板處理裝置，其中基板處理裝置係拋光處理裝置，且真空吸附台係拋光台。
8. 一種從基板處理裝置之真空吸附台脫附基板之方法，其包含使沿著真空吸附台之外周而配置的複數個頂銷在以下位置停止：複數個頂銷不妨礙真空吸附台旋轉之下端位置、複數個頂銷在比真空吸附台之吸附面位於上方保持基板的上端位置、及下端位置與上端位置之間的中間位置；該脫附基板之方法包含以下工序：使複數個頂銷從下端位置向中間 位置上升之工序；停止向真空吸附台之吸附面導入負壓的工序；對真空吸附台之吸附面供給流體的工序；及真空吸附台之吸附面的壓力等於或超過指定壓力時，使複數個頂銷從中間位置向上端位置上升之工序。
9. 一種將基板載置於基板處理裝置之真空吸附台之方法，其包含使沿著真空吸附台之外周而配置的複數個頂銷在以下位置停止：複數個頂銷不妨礙真空吸附台旋轉之下端位置、複數個頂銷在比真空吸附台之吸附面位於上方保持基板的上端位置、及下端位置與上端位置之間的中間位置；該方法包含以下工序：使複數個頂銷從上端位置向中間位置下降之工序；對真空吸附台之吸附面導入負壓的工序；及真空吸附台之吸附面的壓力等於或低於指定壓力時，使複數個頂銷從中間位置向下端位置下降之工序。
10. 如上述8.之方法，其中基板處理裝置係拋光處理裝置，且真空吸附台係拋光台。
11. 如上述9.之方法，其中基板處理裝置係拋光處理裝置，且真空吸附台係拋光台。
以上係說明本發明之幾個實施形態，不過上述發明之實施形態係為了容易理解本發明者，而並非限定本發明者。本發明在不脫離其旨趣之範圍內可變更及改良，並且本發明當然包含其均等物。此外，在可解決上述問題之至少一部分的範圍，或是在可發揮至少一部分之效果的範圍內，可組合或省略申請專利範圍及說明書所記載之各元件。
本申請案依據2015年12月7日申請之日本發明專利申請編號第2015-238395號申請案而主張優先權。包含日本發明專利申請編號第 2015-238395號申請案之說明書、申請專利範圍、圖式及摘要在內的全部揭示內容，全部以參照之方式援用於本申請案。包含日本特開平9-92633號公報(專利文獻1)及日本特開平8-71511號公報(專利文獻2)之各個說明書、申請專利範圍、圖式及摘要在內的全部揭示內容，全部以參照之方式援用於本申請案。
(產業上之可利用性)
本發明可廣泛適用於具備：可載置基板之真空吸附台、及沿著真空吸附台外周而配置之複數個頂銷的基板處理裝置。
4A‧‧‧旋轉軸
48‧‧‧頂銷
300A‧‧‧拋光處理裝置
400‧‧‧拋光台(真空吸附台)
402‧‧‧支撐面(吸附面)
404‧‧‧開口部
410‧‧‧真空通路
412‧‧‧壓力感測器
450‧‧‧底墊材料
452‧‧‧貫穿孔
714‧‧‧純水供給源
716‧‧‧真空源
724-2‧‧‧藥劑供給源
744‧‧‧氮源
750,752,754,756‧‧‧開關閥
WF‧‧‧晶圓(基板)

Claims (11)

  1. 一種基板處理裝置，其具備：真空吸附台，其係具有可載置基板的吸附面；及複數個頂銷，其係沿著前述真空吸附台之外周而配置；且前述複數個頂銷分別具備：前端部，其係包含相對前述真空吸附台之吸附面垂直且可引導基板外周端面之基板引導面；及基端部，其係包含從前述基板引導面之下端朝向前述真空吸附台之中心延伸的基板保持面；前述基板保持面以在與基板接觸的狀態載置基板的方式構成；前述複數個頂銷可在以下位置停止：將前述複數個頂銷之基板引導面配置於比前述真空吸附台的吸附面位於下方之下端位置；將前述複數個頂銷之基板保持面配置於比前述真空吸附台的吸附面位於上方之上端位置；及前述下端位置與前述上端位置之間的中間位置；在前述中間位置，前述複數個頂銷之基板引導面配置於比前述真空吸附台的吸附面位於上方，前述複數個頂銷之基板保持面，以前述真空吸附台之吸附面與前述基板保持面之間有間隙的方式，配置於比前述真空吸附台的吸附面位於下方；前述真空吸附台備有真空通路，其係用於將負壓導入前述真空吸附台之吸附面；前述複數個頂銷在向前述真空吸附台之吸附面停止導入負壓後一直保持於前述中間位置，直到前述真空通路中之壓力等於或超過指定壓力為止；在前述上端位置及前述中間位置之各位置，前述複數個頂銷之基板 引導面包圍載置於前述真空吸附台的基板之外周端面。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中前述複數個頂銷在向前述真空吸附台之吸附面開始導入負壓後一直保持於前述中間位置，直到前述真空通路中之壓力等於或低於指定壓力為止。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中具備：第一活塞氣缸裝置，其係用於使前述複數個頂銷從前述下端位置上升至前述中間位置；及第二活塞氣缸裝置，其係用於使前述複數個頂銷從前述中間位置上升至前述上端位置。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中前述基板處理裝置備有頂銷驅動裝置，其係使前述複數個頂銷對前述真空吸附台上升或下降；前述頂銷驅動裝置備有：頂銷保持部件，其係沿著前述真空吸附台之外周配置且安裝前述複數個頂銷；及頂銷保持部件驅動裝置，其係使前述頂銷保持部件對前述真空吸附台上升或下降；前述頂銷保持部件驅動裝置備有第一活塞氣缸裝置及第二活塞氣缸裝置；前述複數個頂銷藉由前述第一活塞氣缸裝置及前述第二活塞氣缸裝置中之任何一方工作而移動至前述中間位置。
  5. 如申請專利範圍第4項之基板處理裝置，其中前述第一活塞氣缸裝置備有：第一氣缸部，其係對前述真空吸附台位置固定；及第一活塞部，其係配置於前述第一氣缸部且可在對前述真空吸附台接近或離開之方向滑動； 前述第二活塞氣缸裝置備有：第二氣缸部，其係對前述第一活塞部位置固定；及第二活塞部，其係配置於前述第二氣缸部，且可在對前述真空吸附台接近或離開之方向滑動；前述第一氣缸部之內徑比前述第二氣缸部的內徑大；前述複數個頂銷藉由前述第一活塞氣缸裝置之工作而移動至前述中間位置。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之基板處理裝置，其中前述基板處理裝置係拋光(buffing)處理裝置，且前述真空吸附台係拋光台。
  7. 一種從基板處理裝置之真空吸附台脫附基板之方法，其包含：準備複數個頂銷以及使前述複數個頂銷在後述位置停止，前述複數個頂銷係沿著前述真空吸附台之外周配置，且分別具備：前端部，其係包含可引導基板外周端面之基板引導面；及基端部，其係包含從前述基板引導面延伸於頂銷之徑向外側的基板保持面；前述「使前述複數個頂銷在後述位置停止」之「後述位置」係前述複數個頂銷不妨礙前述真空吸附台旋轉之下端位置、前述複數個頂銷在比前述真空吸附台之吸附面位於上方保持基板的上端位置、及前述下端位置與前述上端位置之間的中間位置；前述脫附基板之方法包含以下工序：使前述複數個頂銷從前述下端位置向前述中間位置上升之工序；停止向前述真空吸附台之吸附面導入負壓的工序；對前述真空吸附台之吸附面供給流體的工序；及前述真空吸附台之吸附面的壓力等於或超過指定壓力時，使前述複 數個頂銷從前述中間位置向前述上端位置上升之工序。
  8. 一種將基板載置於基板處理裝置之真空吸附台之方法，其包含：準備複數個頂銷以及使前述複數個頂銷在後述位置停止，該複數個頂銷係沿著前述真空吸附台之外周配置，分別具備：前端部，其係包含可引導基板外周端面之基板引導面；及基端部，其係包含從前述基板引導面延伸於頂銷之徑向外側的基板保持面；前述「使前述複數個頂銷在後述位置停止」之「後述位置」係前述複數個頂銷不妨礙前述真空吸附台旋轉之下端位置、前述複數個頂銷在比前述真空吸附台之吸附面位於上方保持基板的上端位置、及前述下端位置與前述上端位置之間的中間位置；前述方法包含以下工序：使前述複數個頂銷從前述上端位置向前述中間位置下降之工序；對前述真空吸附台之吸附面導入負壓的工序；及前述真空吸附台之吸附面的壓力等於或低於指定壓力時，使前述複數個頂銷從前述中間位置向前述下端位置下降之工序。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中前述基板處理裝置係拋光處理裝置，且前述真空吸附台係拋光台。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中前述基板處理裝置係拋光處理裝置，且前述真空吸附台係拋光台。
  11. 一種基板處理裝置，其具備：真空吸附台，其係可載置基板；及複數個頂銷，其係沿著前述真空吸附台之外周而配置；前述複數個頂銷分別具備：前端部，其係包含可引導基板外周端面之基 板引導面；及基端部，其係包含從前述基板引導面延伸於前述頂銷之徑向外側的基板保持面；前述複數個頂銷可在以下位置停止：將前述複數個頂銷之基板引導面配置於比前述真空吸附台的吸附面位於下方之下端位置；將前述複數個頂銷之基板保持面配置於比前述真空吸附台的吸附面位於上方之上端位置；及前述下端位置與前述上端位置之間的中間位置；在前述中間位置，前述複數個頂銷之基板引導面配置於比前述真空吸附台的吸附面位於上方，前述複數個頂銷之基板保持面配置於比前述真空吸附台的吸附面位於下方；前述基板處理裝置具備：第一活塞氣缸裝置，其係用於使前述複數個頂銷從前述下端位置上升至前述中間位置；及第二活塞氣缸裝置，其係用於使前述複數個頂銷從前述中間位置上升至前述上端位置。
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