基板處理裝置及基板異常的檢測方法
【專利摘要】本發明提供一種具備可檢測基板破裂、欠缺等異常的檢測部的基板處理裝置。另外，提供一種基板破裂等的異常的檢測方法。該基板處理裝置具備：研磨基板的研磨單元(3A～3D)；清洗研磨后的基板的清洗單元(73、74)；檢測基板異常的基板異常檢測部(40)；及將基板依次搬送至研磨單元(3A～3D)、基板異常檢測部40)及清洗單元(73、74)的基板搬送機構(6、12、77)；基板異常檢測部(40)具有：拍攝基板的攝像設備(42)；及將從攝像設備(42)獲得的信號與規定閾值進行比較，來判斷基板狀態的輸出監視部(45)。
【專利說明】
基板處理裝置及基板異常的檢測方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種處理晶片等基板的基板處理裝置，特別是涉及具備檢測基板破裂、欠缺等異常的功能的基板處理裝置。另外，本發明還涉及一種基板的破裂等異常的檢測方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著半導體組件高積體化、高密度化，電路配線更加微細化，多層配線的層數也增加。欲謀求電路微細化而實現多層配線時，由于階梯差沿襲下側層的表面凹凸而更大，因此，隨著配線層數增加，形成薄膜時對階梯差形狀的膜被覆性(階梯覆蓋)變差。因此，為了進行多層配線必須改善該階梯覆蓋，并以適當過程進行平坦化處理。另外，因為焦點深度隨著光微影術的微細化而變淺，所以需要對半導體組件表面實施平坦化處理，使半導體組件的表面凹凸階梯差縮小至焦點深度以下。
[0003]因此，半導體組件表面的平坦化技術在半導體組件制造工序中更加重要。該平坦化技術中，最為重要的技術是化學機械研磨(CMP(Chemical Mechanical Polishing))，該化學機械研磨是使用基板處理裝置，將包含二氧化硅(S12)或二氧化鈰(CeO2)等研磨粒的研磨液供給至研磨墊，并使晶片滑動接觸于研磨墊來進行研磨的。
[0004]上述進行CMP處理的基板處理裝置具備研磨單元，該研磨單元具有:具有研磨墊的研磨臺；及用于保持晶片(基板)的頂環。研磨臺與頂環分別構成為能夠旋轉。使這些研磨臺與頂環旋轉，而且在研磨墊上供給研磨液(漿料)。在該狀態下，通過利用頂環將晶片按壓于研磨墊上，而在晶片與研磨墊之間存在研磨液的狀態下研磨晶片。研磨后的晶片通過搬送機構搬送至清洗單元，利用該清洗單元清洗研磨后的晶片并使其干燥。
[0005]研磨單元將研磨后的晶片從研磨墊提起時，或是從頂環釋放研磨后的晶片時，會造成晶片裂開。上述的搬送機構中雖具備檢測該晶片搬送載臺上是否存在晶片的光傳感器，但是，只要該光傳感器的光軸不通過晶片的裂開部分，就無法檢測此種晶片的破裂。
[0006]當部分破損的晶片未被檢測出缺損而搬送至清洗單元時，在利用清洗單元實施了晶片清洗時，有時會導致晶片會粉碎。晶片粉碎時，晶片碎片會附著在配置于清洗單元的滾筒海綿等清洗工具上，而對此等清洗工具造成損壞。此外，還需要更換該清洗工具，導致基板處理裝置的運行成本(running cost)上升。
[0007]另外，使用附著有碎片的清洗工具清洗晶片時，不僅會污染晶片，還會造成晶片損傷(刮痕)。因而，晶片粉碎時，需要停止基板處理裝置的運轉而充分清掃基板處理裝置內部，以便可將散置于該基板處理裝置內的晶片碎片全部回收。但是，此種清掃花費非常長的時間，導致基板處理裝置的停機時間(downtime)增加。
[0008]【先前技術文獻】
[0009]【專利文獻】
[0010]專利文獻1:日本特開2010-50436號公報
【發明內容】
[0011](發明所要解決的問題)
[0012]本發明鑒于上述的過去問題而作出，目的在于提供一種具備可檢測基板破裂、欠缺等異常的檢測部的基板處理裝置。另外，本發明的目的在于提供一種基板破裂等異常的檢測方法。
[0013](用于解決問題的手段)
[0014]本發明的基板處理裝置的特征為具備:研磨單元，研磨基板;清洗單元，清洗研磨后的所述基板;基板異常檢測部，檢測所述基板的異常;及基板搬送機構，將所述基板依次搬送至所述研磨單元、所述基板異常檢測部、及所述清洗單元;所述基板異常檢測部具有:攝像設備，拍攝所述基板;及輸出監視部，將從所述攝像設備獲得的信號與規定閾值比較，來判斷基板的狀態。
[0015]本發明優選方式的特征為:所述攝像設備所獲得的信號由包含對應于基板的部位與對應于背景的部位的多個區域的信號構成，所述輸出監視部在來自至少一個所述區域的信號脫離閾值后，判斷為基板異常。
[0016]本發明優選方式的特征為:所述攝像設備由內置CMOS傳感器的相機構成。
[0017]本發明優選方式的特征為:所述基板搬送機構包含使基板移動的移動機構，在通過所述基板異常檢測部的輸出監視部檢測出基板異常后，至少進行I次所述移動機構的規定動作和所述基板異常檢測部的再檢測，在連續檢測出基板異常后，決定為基板異常。
[0018]本發明優選方式的特征為:所述移動機構在支撐基板的周緣部的夾盤與基板的周緣部之間形成了規定間隙的狀態下，使所述夾盤及所述基板移動。
[0019]本發明優選方式的特征為:所述移動機構的規定動作是上升、下降及反轉，或繞水平軸的旋轉，或繞垂直軸的旋轉。
[0020]本發明優選方式的特征為:所述基板異常檢測部包含光源。
[0021]本發明優選方式的特征為:所述光源是發出紅外區域的光的光源。
[0022]本發明優選方式的特征為:所述基板位于所述攝像設備與所述光源之間，拍攝時，所述光源投光于成為所述基板背景的區域。
[0023]本發明優選方式的特征為:所述光源僅在由所述攝像設備進行拍攝時亮燈。
[0024]本發明優選方式的特征為:在對所述基板進行拍攝之前，在基板面形成液體的膜。
[0025]本發明優選方式的特征為:所述基板異常是基板的破裂。
[0026]本發明的基板異常的檢測方法的特征為:通過相機來拍攝基板，從獲得的圖像設定多個檢查區域，多個檢查區域跨越相當于基板的圖像部分與相當于背景的圖像部分，所述多個檢查區域中，分別對規定閾值與從相當于基板的圖像部分及相當于背景的圖像部分求出的值進行比較，來判斷基板的狀態。
[0027](發明的效果)
[0028]采用本發明時，可檢測研磨后的基板的破裂、欠缺等異常。另外，由于是在基板搬送至清洗單元之前檢測基板破裂等異常，因而防止清洗單元造成基板粉碎。因此，可防止因基板破碎(二次破裂)導致零件損傷及清掃等復原作業時間增長。另外，也有防止因清掃不充分導致刮痕及其他基板破裂等二次受害的效果。
【附圖說明】
[0029]圖1是表示本發明一種實施方式的基板處理裝置的俯視圖。
[0030]圖2是示意表示第一研磨單元的立體圖。
[0031 ]圖3是表示搖擺輸送機的構造的立體圖。
[0032]圖4(a)是表示評估實驗I使用的基板異常檢測部的構成的示意圖，圖4(b)是由圖4(a)所示的相機拍攝到的圖像。
[0033]圖5(a)是表示評估實驗2使用的基板異常檢測部的構成的示意圖，圖5(b)是由圖5(a)所示的相機拍攝到的圖像。
[0034]圖6(a)是表示評估實驗3使用的基板異常檢測部的構成的示意圖，圖6(b)是由圖6(a)所示的相機拍攝到的圖像。
[0035]圖7(a)、圖7(b)是表示根據由圖3所示地構成的基板異常檢測部的相機所拍攝到的圖像來檢測晶片破裂的檢測方法的圖，圖7(a)表示正常晶片的情況，圖7(b)表示破裂晶片的情況。
[0036]圖8是表示用于確認并非由搖擺輸送機及基板異常檢測部進行的誤檢測的動作步驟的示意圖。
[0037]符號說明
[0038]I 殼體
[0039]IaUb 間隔壁
[0040]2裝載/卸載部[0041 ] 3研磨部
[0042]3A、3B、3C、3D 研磨單元
[0043]4清洗部
[0044]5動作控制部
[0045]6第一線性輸送機
[0046]7第二線性輸送機
[0047]10研磨墊
[0048]1a研磨面
[0049]11升降機
[0050]12搖擺輸送機[0051 ] 16頂環軸桿
[0052]19臺馬達
[0053]20前裝載部
[0054]21行駛機構
[0055]22搬送機器人
[0056]30a 臺軸
[0057]30A、30B、30C、30D 研磨臺
[0058]31A、31B、31C、31D 頂環
[0059]32A、32B、32C、32D研磨液供給噴嘴
[0060]33A、33B、33C、33D 修整器
[0061 ]34A、34B、34C、34D 霧化器
[0062]40基板異常檢測部
[0063]41 光源
[0064]42 相機
[0065]43 噴嘴
[0066]45輸出監視部
[0067]50、51監視相機
[0068]72緩沖載臺
[0069]73第一清洗單元
[0070]74第二清洗單元[0071 ]75干燥單元
[0072]77第一搬送機器人
[0073]78第二搬送機器人
[0074]100 框架
[0075]101線性導軌
[0076]102搖擺機構
[0077]105升降驅動機構
[0078]106搖擺支臂
[0079]107反轉機構
[0080]108旋轉軸[0081 ]HO把持機構
[0082]111把持支臂
[0083]112 夾盤
[0084]113開關機構
[0085]TPl第一搬送位置
[0086]TP2第二搬送位置
[0087]TP3第三搬送位置
[0088]TP4第四搬送位置
[0089]TP5第五搬送位置
[0090]TP6第六搬送位置[0091 ]TP7第七搬送位置
[0092]V 晶片
【具體實施方式】
[0093]以下，參照圖1至圖8來說明本發明的基板處理裝置的實施方式。圖1至圖8中，在同一或相當的組件上注記同一符號并省略重復的說明。
[0094]圖1是表示本發明一種實施方式的基板處理裝置的構成俯視圖。該基板處理裝置是能夠研磨、清洗、干燥晶片等基板的復合裝置。如圖1所示，基板處理裝置具備矩形狀的殼體1，殼體I的內部由間隔壁la、lb劃分成裝載/卸載部2、研磨部3、及清洗部4。基板處理裝置具有控制晶片處理動作的動作控制部5。
[0095]裝載/卸載部2具備裝載了儲存多個晶片(基板)的基板盒的前裝載部20。該裝載/卸載部2沿著前裝載部20的一側敷設有行駛機構21，在該行駛機構21上設置有可沿著基板盒的排列方向移動的搬送機器人(裝載機)22。搬送機器人22能夠通過在行駛機構21上移動而對搭載于前裝載部20的基板盒進行存取。
[0096]研磨部3是進行晶片研磨的區域，該研磨部3具備:第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、第四研磨單元3D。如圖1所示，第一研磨單元3A具備:安裝了具有研磨面的研磨墊10的第一研磨臺30A;用于保持晶片且將晶片按壓于研磨臺30A上的研磨墊10來研磨的第一頂環31A;用于在研磨墊1上供給研磨液(例如漿料)或修整液(例如純水)的第一研磨液供給噴嘴32A;用于進行研磨墊10的研磨面的修整的第一修整器33A;及將液體(例如純水)與氣體(例如氮氣)的混合流體形成霧狀而噴射于研磨面上的第一霧化器34A。
[0097]同樣地，第二研磨單元3B具備:安裝了研磨墊10的第二研磨臺30B、第二頂環31B、第二研磨液供給噴嘴32B、第二修整器33B、及第二霧化器34B;第三研磨單元3C具備:安裝了研磨墊10的第三研磨臺30C、第三頂環31C、第三研磨液供給噴嘴32C、第三修整器33C、及第三霧化器34C;第四研磨單元3D具備:安裝了研磨墊10的第四研磨臺30D、第四頂環31D、第四研磨液供給噴嘴32D、第四修整器33D、及第四霧化器34D。
[0098]由于第一研磨單元3A、第二研磨單元3B、第三研磨單元3C、及第四研磨單元3D彼此具有相同構成，因此，以下參照圖2對第一研磨單元3A進行說明。圖2是示意表示第一研磨單元3A的立體圖。另外，圖2中省略修整器33A及霧化器34A的圖示。
[00"] 研磨臺30A經由臺軸30a連接于配置在其下方的臺馬達19，研磨臺30A能夠通過該臺馬達19而向箭頭所示的方向旋轉。在研磨臺30A的上表面貼附有研磨墊10，研磨墊10的上表面構成研磨晶片W的研磨面10a。頂環31A連接于頂環軸桿16的下端。頂環31A構成為，能夠通過真空吸引而在其下表面保持晶片W。頂環軸桿16通過未圖示的上下移動機構而上下移動。
[0100]如下所示地進行晶片W的研磨。使頂環31A及研磨臺30A分別向箭頭所示的方向旋轉，并從研磨液供給噴嘴32A向研磨墊10上供給研磨液(漿料)。在該狀態下，頂環31A將晶片W按壓于研磨墊10的研磨面10a。晶片W表面通過研磨液中包含的研磨粒的機械性作用與研磨液的化學性作用而研磨。研磨結束后，由修整器33A(參照圖1)進行研磨面1a的修整(調整)，進一步從霧化器34A(參照圖1)供給高壓流體至研磨面10a，除去殘留于研磨面1a的研磨肩及研磨粒等。
[0101]返回圖1，鄰接于第一研磨單元3A及第二研磨單元3B配置有第一線性輸送機6。該第一線性輸送機6是在4個搬送位置(第一搬送位置TP1、第二搬送位置TP2、第三搬送位置TP3、第四搬送位置TP4)之間搬送晶片的機構。另外，鄰接于第三研磨單元3C及第四研磨單元3D配置有第二線性輸送機7。該第二線性輸送機7是在3個搬送位置(第五搬送位置TP5、第六搬送位置TP6、第七搬送位置TP7)之間搬送晶片的機構。
[0102]晶片由第一線性輸送機6搬送至研磨單元3A、3B。第一研磨單元3A的頂環31A通過其搖擺動作而在研磨臺30A的上方位置與第二搬送位置TP2之間移動。因此，頂環31A與第一線性輸送機6之間的晶片交接在第二搬送位置TP2進行。
[0103]同樣地，第二研磨單元3B的頂環31B在研磨臺30B的上方位置與第三搬送位置TP3之間移動，頂環31B與第一線性輸送機6之間的晶片交接在第三搬送位置TP3進行。第三研磨單元3C的頂環31C在研磨臺30C的上方位置與第六搬送位置TP6之間移動，頂環31C與第二線性輸送機7之間的晶片交接在第六搬送位置TP6進行。第四研磨單元3D的頂環31D在研磨臺30D的上方與第七搬送位置TP7之間移動，頂環31D與第二線性輸送機7之間的晶片交接在第七搬送位置TP7進行。
[0104]研磨單元間的晶片交接機構不限定于上述的例，例如也可在保持了晶片狀態下，通過頂環直接移動至其他研磨單元來搬送晶片。晶片也可由4個研磨單元3A?3D的全部研磨，也可由研磨單元3A?3D中的I個或多個研磨單元(例如第一研磨單元3A及第二研磨單元3B)來研磨。
[0105]鄰接于第一搬送位置TPl配置有用于從搬送機器人22接收晶片的升降機11。晶片經由該升降機11而從搬送機器人22送交至第一線性輸送機6。位于升降機11與搬送機器人22之間，在間隔壁Ia上設有快門(未圖示)，晶片搬送時打開快門，可從搬送機器人22送交晶片至升降機11。
[0106]在第一線性輸送機6、第二線性輸送機7、與清洗部4之間配置有搖擺輸送機12。晶片從第一線性輸送機6至第二線性輸送機7的搬送由搖擺輸送機12進行。晶片由第二線性輸送機7搬送至第三研磨單元3C及/或第四研磨單元3D。
[0107]在搖擺輸送機12的側方配置有設置于未圖示的框架上的晶片的緩沖載臺72。如圖1所示，該緩沖載臺72鄰接于第一線性輸送機6而配置，且位于第一線性輸送機6與清洗部4之間。搖擺輸送機12在第四搬送位置TP4、第五搬送位置TP5及緩沖載臺72之間搬送晶片。
[0108]經研磨單元3A、3B研磨后的晶片W由第一線性輸送機6搬送至第四搬送位置TP4。進一步，晶片W由搖擺輸送機12從第四搬送位置TP4搬送至處于第五搬送位置TP5上方的基板異常檢測位置(后述)，在該基板異常檢測位置進行該晶片W的破裂等的異常檢測。經研磨單元3C、3D研磨后的晶片W由第二線性輸送機7搬送至第五搬送位置TP5。進一步，晶片W由搖擺輸送機12搬送至處于第五搬送位置TP5上方的上述基板異常檢測位置，并在該基板異常檢測位置進行該晶片W的破裂等的異常檢測。
[0109]進行異常檢測后，晶片由搖擺輸送機12裝載于緩沖載臺72上。緩沖載臺72上的晶片由清洗部4的第一搬送機器人77搬送至清洗部4。如圖1所示，清洗部4具備:使用清洗液及滾筒海綿(未圖示)等清洗研磨后的晶片的第一清洗單元73及第二清洗單元74;及將清洗后的晶片干燥的干燥單元75。第一搬送機器人77以如下方式動作:將晶片從緩沖載臺72搬送至第一清洗單元73，進一步從第一清洗單元73搬送至第二清洗單元74。在第二清洗單元74與干燥單元75之間配置有第二搬送機器人78。該第二搬送機器人78以如下方式動作:將晶片從第二清洗單元74搬送至干燥單元75。
[0110]圖3是表示本發明一種實施方式的搖擺輸送機12的構造的立體圖。搖擺輸送機12具備:設置于基板處理裝置的框架100上并沿鉛直方向延伸的線性導軌101;安裝于線性導軌101的搖擺機構102;及作為使搖擺機構102沿鉛直方向移動的驅動源的升降驅動機構105。該升降驅動機構105可采用具有伺服馬達與滾珠螺桿的ROBO汽缸(R0B0 Cylinder)等。在搖擺機構102上經由搖擺支臂106連結有反轉機構107。進一步在反轉機構107上連結有把持晶片W的把持機構110。
[0111]搖擺支臂106由搖擺機構102的未圖標的馬達驅動，以該馬達的旋轉軸為中心而回轉。由此，反轉機構107及把持機構110—體地回轉移動，把持機構110在第四搬送位置TP4、第五搬送位置TP5、及緩沖載臺72之間移動。
[0112]把持機構110具有把持晶片W的一對把持支臂111ο在各個把持支臂111的兩端設有把持晶片W邊緣(即晶片W的周緣部)的夾盤112。這些夾盤112從把持支臂111兩端突出于下方而設置。把持機構110進一步具備使一對把持支臂111在接近或離開晶片W的方向上移動的開關機構113。
[0113]晶片W以如下方式被把持。在打開把持支臂111的狀態下，由升降驅動機構105使把持機構110下降直至把持支臂111的夾盤112位于與晶片W同一平面內。并且，驅動開關機構113使把持支臂111在彼此接近的方向移動，并以把持支臂111的夾盤112把持晶片W邊緣。夾盤112把持晶片W時，在夾盤112與晶片W邊緣之間形成有規定間隙。即，晶片W在未被夾盤112完全限制，而在夾盤112的槽(未圖示)中松動地嵌合的狀態下把持。在該狀態下，通過升降驅動機構105使把持支臂111上升。
[0114]反轉機構107具有:連結于把持機構110的旋轉軸108;及使該旋轉軸108旋轉的旋轉致動器(未圖示)。旋轉致動器可采用利用空氣壓等流體壓進行動作的流體壓式的旋轉致動器。也可取代流體壓式的旋轉致動器，而使用具備用于使旋轉軸108旋轉的馬達的馬達驅動式旋轉致動器。通過旋轉致動器驅動旋轉軸108，整個把持機構110旋轉180度，由此被把持機構110把持的晶片W反轉。
[0115]把持機構110在把持晶片W狀態下移動至緩沖載臺72，通過打開把持支臂111而將晶片W裝載于緩沖載臺72上。裝載于緩沖載臺72的晶片W由清洗部4的第一搬送機器人77搬送至清洗部4。本實施方式的基板處理裝置將晶片W依次搬送至研磨部3、線性輸送機6及/或
7、搖擺輸送機12、緩沖載臺72、及清洗部4。
[0116]在圖2所示的研磨單元3A中，從研磨墊10提起研磨后的晶片W時，或是在上述搬送位置從頂環31A釋放晶片W時，會造成晶片W的一部分破裂。因此，如圖3所示，本實施方式的基板處理裝置設置用于檢測晶片的破裂等異常的基板異常檢測部40。以下說明該基板異常檢測部40。
[0117]本發明人以通過使用相機拍攝晶片檢測晶片的破裂為技術思想，而進行圖4至圖6所示的評估實驗I?3。該評估實驗I?3通過搖擺輸送機12的把持機構110在以水平姿態把持晶片W狀態下進彳丁實驗，但是，圖4至圖6省略了把持機構110的圖不。另外，評估實驗I?3中，在圖1所示的裝置內，設有搖擺輸送機12的部位的底面是背景(Background)，但是圖4至圖6中將背景(Background)模式化圖示為帶狀。
[0118]圖4(a)是表示該評估實驗I使用的基板異常檢測部40的構成的示意圖。如圖4(a)所示，基板異常檢測部40具備:配置于晶片W斜上方，將紅外區域的光投光于晶片W的光源41;及配置于晶片W上方，從上方拍攝晶片W的相機42。光源41是在獲得CMOS組件的分光靈敏度特性的400nm?100nm波長區域，為了防止形成于晶片W上的銅配線等金屬部的光腐蝕，以發出長波長的光的方式構成。實驗中使用發出940nm波長的光的光源。相機42使用內置CMOS傳感器的相機。
[0119]如圖4(a)所示地構成的基板異常檢測部40中，從光源41將紅外區域的光投光于晶片W時，來自晶片W的反射光及來自晶片W上的水滴的漫反射光入射于相機42而進行拍攝。
[0120]圖4(b)表示由圖4(a)所示的相機42所拍攝的圖像。從圖4(b)所示的圖像可知，晶片被拍攝成黑色圓形的圖像部分，在該黑色圓形的圖像部分中，晶片W上的水滴漫反射而拍攝成白點。因而，這些白點成為對比度的障礙，會造成誤檢測。因為研磨的后的晶片上附著有研磨液，所以判斷為評估實驗I的構成不優選。
[0121]圖5(a)是表示評估實驗2使用的基板異常檢測部40的構成的示意圖。如圖5(a)所示，基板異常檢測部40對圖4(a)所示的基板異常檢測部40增設在晶片W上供給純水(DIW)，而在晶片W上形成水膜的噴嘴43。這樣一來，通過從噴嘴43供給純水(DIW)而在晶片W上形成水膜，可防止來自晶片上水滴的漫反射。圖5(a)所示的評估實驗2使用的光源41及相機42，與圖4(a)所示的評估實驗I使用的光源41及相機42分別是同樣的構成。
[0122]如圖5(a)所示地構成的基板異常檢測部40中，從光源41將紅外區域的光投光于形成有水膜的晶片W時，從整個晶片W上的水膜均勻的反射光入射于相機42而拍攝。
[0123]圖5(b)表示由圖5(a)所示的相機42拍攝的圖像。從圖5(b)所示的圖像可知，因為并沒有從晶片上漫反射的光，所以晶片被拍攝成黑色圓形的圖像部分。但是，因為背景也變成稍暗的圖像部分，所以晶片的圖像部分與背景的圖像部分的對比度不明顯。另外，圖像中矩形白色的圖像部分是對應于把持晶片的把持機構110的開關機構113的圖像部分。這樣一來，雖然晶片的圖像部分與背景的圖像部分的對比度并不明顯，但是，由于兩圖像部分的亮度有些差異，因此仍可以圖像處理來識別晶片與背景，所以判斷為能夠使用評估實驗2的構成檢測晶片的破裂。
[0124]圖6(a)是表示評估實驗3使用的基板異常檢測部40的構成的示意圖。如圖6(a)所示，基板異常檢測部40具備:配置于晶片W下側，彼此隔以間隔而配置的2個光源41、41;及配置于晶片W上方，從上方拍攝晶片W的相機42 ο 2個光源41、41構成為，以向斜下方投射光的方式傾斜來照射背景。光源41的角度如箭頭所示可變更。圖6(a)所示的評估實驗3使用的光源41及相機42，與圖4(a)所示的評估實驗I使用的光源41及相機42分別是同樣的構成。
[0125]如圖6(a)所示地構成的基板異常檢測部40中，在從2個光源41、41將紅外區域的光投光于背景的狀態下相機42從上方拍攝晶片W。
[0126]圖6(b)表示由圖6(a)所示的相機42拍攝的圖像。從圖6(b)所示的圖像可知，因為晶片被拍攝成黑色圓形的圖像部分，背景被拍攝成帶白色的圖像部分，所以晶片與背景的對比度明顯。因此，判斷為使用評估實驗3的構成時，可準確地檢測晶片的破裂。另外，圖像中矩形灰色的圖像部分是對應于把持晶片的把持機構110的開關機構113的圖像部分。
[0127]根據以上的評估實驗I?3，因為評估實驗3的構成中的晶片與背景的對比度最明顯，而且完全沒有漫反射，也不需要形成水膜，所以實際機器中安裝的基板異常檢測部40采用評估實驗3的構成。即，如圖3所示，在由把持機構110把持的晶片W下側配置2個光源41、41，并在晶片W上方配置相機42。相機42連接于輸出監視部45。圖3中，由把持機構110把持的晶片W的位置是所述基板異常檢測位置。2個光源41、41形成長條立方體狀，且具有與晶片W的直徑相等或比其長的長度。從垂直方向觀看晶片W與2個光源41、41時，2個光源41、41以中間夾著晶片W的方式平行地配置。2個光源41、41構成為，以向斜下方投射光的方式傾斜地照射背景，從而能夠由2個光源41、41寬廣照射晶片下側的背景。各光源41沿水平方向排列發出紅外區域的光的多數個LED而構成。另外，相機42由內置CMOS傳感器的相機構成，相機42的光軸與晶片W的中心或概略中心一致。各光源41以其投光角度能夠變更的方式通過支撐構件(未圖示)支撐于裝置框架上。另外，相機42通過安裝構件(未圖示)而固定于裝置的頂部。
[0128]如上所述地構成的基板異常檢測部40中，晶片W由搖擺輸送機12搬送至基板異常檢測位置(圖3所示的位置)時，動作控制部5(參照圖1)傳送動作信號至相機42。相機42接收到該動作信號時，對光源41、41傳送ON信號。由此，光源41、41與相機42同步工作，光源41、41僅在相機42拍攝的時間(瞬間)亮燈。光源41、41在相機42不動作時熄燈。這樣一來，通過將光源41、41的亮燈時間抑制在必要的最小限度，來防止銅配線等金屬部的光腐蝕。另外，也可構成使晶片W從圖3所示的狀態反轉，并在使把持機構110的開關機構113位于晶片W下側的狀態下由相機42拍攝晶片W。
[0129]圖7(a)、圖7(b)是表示藉由從如圖3所示地構成的基板異常檢測部40的相機42所拍攝的圖像檢測晶片破裂的檢測方法的圖，圖7(a)表示正常的晶片，圖7(b)表示破裂的晶片。
[0130]如圖7(a)、圖7(b)所示，沿著相當于晶片的黑色圓形的圖像部分周緣部設定多個矩形的檢查區域。圖7(a)、圖7(b)所示的例中，沿著黑色圓形的圖像部分的上下周緣部分別設定5個矩形的檢查區域。各檢查區域跨越相當于晶片的黑色圖像部分與相當于背景的帶白色圖像部分而設定。相鄰接的2個檢查區域形成彼此重疊的區域，避免在檢查區域間遺漏檢查。
[0131]在輸出監視部45(參照圖3)中預先設定有閾值，該閾值是在各檢查區域相當于晶片的黑色圖像部分與相當于背景的帶白色圖像部分的面積比。輸出監視部45根據拍攝的圖像算出在各檢查區域相當于晶片的黑色圖像部分與相當于背景的帶白色圖像部分的面積比，將算出的面積比與預設的閾值進行比較，來判定晶片有無破裂。圖7(a)、圖7(b)中，以一根棒(一根桿)表示在各檢查區域算出的面積比。圖中，各桿上側白色部分與相當于晶片的黑色圖像部分的面積對應，下側灰色部分與相當于背景的帶白色圖像部分的面積對應。當在某個檢查區域內晶片破裂時，因為黑色圖像部分的面積比帶白色圖像部分的面積小，所以上側白色部分降低，最后低于預設的閾值而檢測晶片的破裂。圖7(b)中，在從下側左起第二個檢查區域檢測出破裂。另外，因為在晶片上形成有切口，所以用于檢測破裂的閾值被設定成面積比切口大時可判定為破裂的值。
[0132]即使在通過圖7(a)、圖7(b)所示的檢測方法檢測晶片的破裂時，由于這可能是誤檢測，所以搖擺輸送機12及基板異常檢測部40進行確認這并非誤檢測的動作。
[0133]圖8是表示用于確認并非藉由搖擺輸送機12及基板異常檢測部40進行的誤檢測的動作步驟的示意圖。圖8中，晶片W使用白色與黑色表示可識別反轉動作。
[0134]如圖8(a)所示，點亮光源41通過相機42拍攝在基板異常檢測位置的晶片W，進行圖7(a)、圖7(b)所示的處理來檢測晶片的破裂。光源41僅在攝像時亮燈。檢測晶片的破裂后，如圖8 (b)所示，通過把持機構110使晶片W上升。
[0135]其次，如圖8(c)所示，通過把持機構110使晶片W反轉，進一步如圖8(d)所示，通過把持機構110使晶片W再反轉。的后，如圖8(e)所示，通過把持機構110使晶片W下降至基板異常檢測位置后，點亮光源41并通過相機42拍攝晶片W，進行圖7(a)、圖7(b)所示的處理，進行晶片的破裂再檢測。反復進行2次圖8(a)?圖8(e)的工序，當連續3次檢測晶片的破裂時，判定為晶片實際發生破裂。另外，檢測次數可任意設定。這樣一來，通過搖擺輸送機12及基板異常檢測部40來確認并非誤檢測的動作，由此，因為把持晶片W的夾盤112與晶片W之間有間隙，所以可防止由移動晶片W造成的誤檢測。
[0136]其次，說明基板異常檢測部40與基板處理裝置的各單元的關系。在研磨單元3A?3D中晶片容易產生破裂。當由清洗部4清洗破裂的晶片(即部分缺損的晶片)時，會造成晶片粉碎。因此，優選在搬送晶片至清洗部4的前檢測晶片的破裂。基于這樣的理由，晶片W按照研磨單元3A(及3B?3D)、基板異常檢測部40、及清洗單元73、74的順序被搬送。本實施方式中，按照該順序搬送晶片W的基板搬送機構由第一線性輸送機6(及第二線性輸送機7)、搖擺輸送機12、及第一搬送機器人77構成。基板異常檢測部40配置于研磨單元3A?3D與清洗單元73、74之間。
[0137]本實施方式的基板異常檢測部40配置于第五搬送位置TP5的上方，但是也可在其他位置設置基板異常檢測部40。例如，也可將基板異常檢測部40設置于緩沖載臺72或第一線性輸送機6的上方。
[0138]當基板異常檢測部40檢測出晶片破裂時，動作控制部5停止研磨單元3A?3D及基板搬送機構(第一線性輸送機6、第二線性輸送機7、搖擺輸送機12、及第一搬送機器人77)的運轉。作業人員從基板處理裝置取出破裂的晶片，由此防止將破裂的晶片搬送至清洗部4。從基板處理裝置取出晶片后，基板處理裝置再度開始運轉。
[0139]當基板異常檢測部40檢測出晶片W破裂時，搖擺輸送機12也可以將該破裂的晶片放置于圖1所示的緩沖載臺72上，之后，動作控制部5停止研磨單元3A?3D及基板搬送機構的運轉。另外，也可以與作為第一緩沖載臺的緩沖載臺72分開地另行設置暫時放置晶片的第二緩沖載臺(未圖示)，在該第二緩沖載臺上放置破裂的晶片之后，動作控制部5停止研磨單元3A?3D及基板搬送機構的運轉。也可以在將破裂的晶片放置于該第二緩沖載臺之后，維持該狀態，而繼續運轉研磨單元3A?3D及基板搬送機構。第二緩沖載臺例如可以配置于清洗部4中配置的第一清洗單元73或第二清洗單元74的上方或下方。
[0140]如圖1所示，本發明的基板處理裝置中，為了能夠監視從研磨墊10提起研磨后的晶片W時的狀態，在研磨臺30A附近設置有監視相機50。另外，為了能夠監視從頂環31A釋放晶片W時的狀態，在晶片釋放位置設置有監視相機51。也可在其他的研磨臺的附近或其他晶片釋放位置設置監視相機，但是省略圖示。這樣一來，通過設置監視相機50、51，當設置于搖擺輸送機12的部位的基板異常檢測部40檢測晶片的破裂時，可基于來自基板異常檢測部40的檢測信號，在監視相機50、51中重現檢測時起規定時間前以后，例如檢測時I分鐘前以后的晶片搬送狀況。由此，能夠掌握晶片破裂的瞬間，從而采取防止晶片破裂的對策。
[0141]以上說明了本發明的實施方式，但是本發明并非限定于上述實施方式，在記載于權利要求書、說明書以及附圖的技術思想范圍內可形成各種變形。
【主權項】
1.一種基板處理裝置，其特征在于，具備: 研磨單元，研磨基板； 清洗單元，清洗研磨后的所述基板； 基板異常檢測部，檢測所述基板的異常;及 基板搬送機構，將所述基板依次搬送至所述研磨單元、所述基板異常檢測部、及所述清洗單元； 所述基板異常檢測部具有: 攝像設備，拍攝所述基板;及 輸出監視部，將從所述攝像設備獲得的信號與規定閾值比較，來判斷基板的狀態。2.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述攝像設備所獲得的信號由包含對應于基板的部位與對應于背景的部位的多個區域的信號構成， 所述輸出監視部在來自至少一個所述區域的信號脫離閾值后，判斷為基板異常。3.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述攝像設備由內置CMOS傳感器的相機構成。4.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述基板搬送機構包含使基板移動的移動機構，在通過所述基板異常檢測部的輸出監視部檢測出基板異常后，至少進行I次所述移動機構的規定動作和所述基板異常檢測部的再檢測，在連續檢測出基板異常后，決定為基板異常。5.如權利要求4所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述移動機構在支撐基板的周緣部的夾盤與基板的周緣部之間形成了規定間隙的狀態下，使所述夾盤及所述基板移動。6.如權利要求4所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述移動機構的規定動作是上升、下降及反轉，或繞水平軸的旋轉，或繞垂直軸的旋轉。7.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述基板異常檢測部包含光源。8.如權利要求7所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述光源是發出紅外區域的光的光源。9.如權利要求7或8所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述基板位于所述攝像設備與所述光源之間，拍攝時，所述光源投光于成為所述基板的背景的區域。10.如權利要求9所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述光源僅在由所述攝像設備進行拍攝時亮燈。11.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于， 在對所述基板進行拍攝之前，在基板面形成液體的膜。12.如權利要求1所述的基板處理裝置，其特征在于， 所述基板異常是基板的破裂。13.一種基板異常的檢測方法，其特征在于， 通過相機來拍攝基板， 從獲得的圖像設定多個檢查區域，多個檢查區域跨越相當于基板的圖像部分與相當于背景的圖像部分， 在所述多個檢查區域中，分別對規定閾值和根據相當于基板的圖像部分及相當于背景的圖像部分求出的值進行比較，來判斷基板的狀態。
【文檔編號】H01L21/67GK106067435SQ201610251284
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月21日 公開號201610251284.0, CN 106067435 A, CN 106067435A, CN 201610251284, CN-A-106067435, CN106067435 A, CN106067435A, CN201610251284, CN201610251284.0
【發明人】小松三教, 丸山徹, 磯野佳宣, 柳博明
【申請人】株式會社荏原制作所