JP2001351958A

JP2001351958A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JP2001351958A
Application number: JP2000170636A
Authority: JP
Inventors: Hideo Saito; 日出夫齊藤; Taiyo Minoha; 太洋簑葉; Takahito Nakayama; 貴仁中山; Michio Nishibayashi; 道生西林
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体製造装置の内部にウエーハの検査装置
を組み込む際、装置の設置面積の拡大を最小限にとどめ
ることができる装置構成を提供する。【解決手段】アライナ１０は、ウエーハステージ１１
及び位置合わせ用センサ１５から構成され、半導体製造
装置内でウエーハ１を移送する際、その水平面内での位
置及び回転角度を調整する際に使用される。膜厚測定装
置２０は、反射分光方式の膜厚測定器２１及び送りネジ
機構２８から構成され、ウエーハステージ１１の上方に
配置される。アライナ１０及び膜厚測定装置２０は、共
通の制御装置３０によってコントロールされる。送りネ
ジ機構２８は、片持ち梁状にウエーハ１の上方に伸び、
送りネジのナット部分に膜厚測定器２１が取り付けられ
ている。膜厚測定器２１は、ウエーハ１の中心を通る直
線の上で径方向に移動し、ウエーハ１の表面の任意の位
置において膜厚測定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
係り、特に、装置の内部に処理前後におけるウエーハの
表面状態を測定する検査装置が組み込まれた半導体製造
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエーハの製造工程で、ウエーハ
表面を研磨するポリッシング装置、ウエーハ上に薄膜を
堆積する薄膜形成装置、あるいは、ウエーハ上に形成さ
れたパターンの表面の段差の平坦化を行うＣＭＰ装置
（ケミカル・メカニカル・ポリッシング装置）などの半
導体製造装置では、処理の前後においてウエーハの表面
状態（例えば、表面粗さ、パーティクル数、形成された
薄膜の膜厚など）の測定が行われる。通常、そのような
表面状態の測定には、半導体製造装置とは別に設けられ
た専用の検査装置が使用されている。そのため、測定の
都度、装置間でウエーハを搬送する必要があった。

【０００３】このような煩雑なオペレーションを改善す
るため、半導体製造装置の内部に検査ステーションを組
み込むことが提案されている（例えば、特開平０６−１
５１５５２号公報、特開平０７−０２９９５８号公
報）。しかし、そのような場合には、装置の設置面積が
拡大するともに、ウエーハの搬送が複雑になって処理時
間が長くなるなどの問題が生じる。

【０００４】また、減圧雰囲気などの特殊雰囲気を形成
する複数のチャンバを組み合わせて構成された半導体製
造装置においては、構成するチャンバの一つに検査装置
を組み込むこと（例えば、特開平０５−２７５３４３号
公報、特開平１１−３３０１８５号公報）、あるいは、
ウエーハの搬送経路上に検査装置を設置し、ウエーハが
通過する際にパーティクル数や膜厚などを測定すること
（特開Ｈ１０−２３３４２０）が提案されている。この
ような装置では、装置内の既存の構成を利用しているの
で、装置面積の拡大を抑えることができる。しかし、例
えば、膜厚の面内分布を測定するために検出部の駆動機
構を設けようした場合、特殊雰囲気中あるいは搬送経路
の途中に駆動機構を設けることになるので、空間的な制
約が厳しくなり、あるいは、搬送系の占有時間が長くな
るなどの問題がある。

【０００５】一方、半導体製造装置では、ウエーハの水
平面内での位置及び向きを調整するために、アライナが
広く使用されている。このアライナは、ウエーハの中心
位置及び基準方位を一定に揃えるためのウエーハステー
ジを備え、カセットからウエーハを抜き出す際あるいは
カセット内へウエーハを収納する際、ウエーハの搬送を
確実に行うため、または、装置内でのウエーハに対する
処理の安定性を確保するために使用されている。アライ
ナのウエーハステージは、水平方向（ＸＹ方向）及び回
転方向（θ方向）の位置決めを行うために高度な制御機
能を有しているにも拘わらず、これまで、ウエーハのア
ライメント作業のみにしか使用されていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
ウエーハの検査装置が内部に組み込まれた半導体製造装
置の問題点に鑑み成されたもので、本発明は、半導体製
造装置の内部にウエーハの検査装置を組み込む際、装置
の設置面積の拡大を最小限にとどめ、且つ、ウエーハの
検査を効率良く行うことができる装置構成を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造装置
は、ウエーハステージを備え、装置内でウエーハを移載
する途中でこのウエーハステージ上にウエーハを置いて
水平面内での位置及び回転角度の調整を行うアライナ
と、前記ウエーハステージ上に保持されたウエーハの上
方または下方に配置され、ウエーハの表面状態を検出す
るウエーハ検査装置と、前記アライナを制御して、ウエ
ーハの位置及び回転角度の調整を行うとともに、前記ウ
エーハ検査装置を制御して、ウエーハの表面状態の検出
結果を取り込む制御装置と、を備えたことを特徴とす
る。

【０００８】本発明の半導体製造装置によれば、装置内
に設けられているアライナにウエーハ検査装置を組み込
むことによって、設置面積の拡大を伴うことなく、アラ
イナが備えている高度な位置決め機能を利用してウエー
ハの検査を装置内で実施することが可能になる。

【０００９】好ましくは、前記ウエーハ検査装置は、ウ
エーハの表面状態を検出する検出器と、この検出器をウ
エーハの表面に対して平行な面内でウエーハの直径方向
に移動する移動機構とを備える。

【００１０】前記ウエーハ検査装置として代表的なもの
は、ウエーハの表面に堆積された薄膜の厚さを検出する
光学式の膜厚検出器である。

【００１１】好ましくは、この膜厚検出器を、ウエーハ
の表面に光を照射するとともにウエーハの表面から反射
された光を受ける対物光学系部分と、この対物光学系部
分に対して光学的に接続され、光源及び反射光の解析部
を収容する本体部分とに分離して構成し、前記移動機構
には前記対物光学系部分のみを搭載する。

【００１２】例えば、基板ウエーハ検査装置は、ウエー
ハの表面位置を測定する非接触式の距離検出器と、この
距離検出器をウエーハの表面に対して平行な面内でウエ
ーハの直径方向に移動する移動機構とを備える。

【００１３】なお、このような非接触式の距離検出器
を、対にしてウエーハの上下に配置すれば、ウエーハの
厚みあるいはその変化を測定することができる。

【００１４】なお、前記アライナに、その上に支持され
るウエーハの高さが互いに異なる二つウエーハステージ
を設けることもできる。その場合には、第一のウエーハ
ステージと第二のウエーハステージを、支持されるウエ
ーハの水平面内における中心位置を互いにずらして配置
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に基づく半導体製造
装置の各種の例について図面を用いて説明する。

【００１６】（例１）図１に、本発明に基づく半導体製
造装置のアライナ及びその周辺部分の概略構成の一例を
示す。図中、１０はアライナ、２０は膜厚測定装置（ウ
エーハ検査装置）、３０は制御装置を表す。

【００１７】この例では、アライナ１０の上方に反射分
光方式の膜厚測定装置２０が配置されている。アライナ
１０は、ウエーハステージ１１及び位置合わせ用センサ
１５などから構成される。膜厚測定装置２０は、膜厚測
定器２１及び支持アーム２７などから構成される。アラ
イナ１０及び膜厚測定装置２０は、共通の制御装置３０
によってコントロールされる。なお、実際の装置では、
防塵用のカバーや、周囲の照明による影響を取り除くた
めの遮光カバーなどを設置する必要があるが、図１にお
いては、アライナ１０及びその周辺部分の構造を明確に
するため、それらについては省略されている。

【００１８】アライナ１０のウエーハステージ１１は、
３本の平行移動軸１２及びそれらの中心部に配置された
回転移動軸１３から構成される。平行移動軸１２は、上
下方向の位置を切り替えることができる。基準状態にお
いて、ウエーハ１は回転移動軸１３の上に保持される。
なお、回転移動軸１３の上端部にはフランジ部が形成さ
れ、このフランジ部には、ウエーハ１を保持するための
真空吸着機構（図示せず）が設けられている。また、位
置合わせ用センサ１５は、ウエーハ１の周縁部を臨む位
置に配置され、ウエーハ１の輪郭５を検出するようにな
っている。

【００１９】先ず、平行移動軸１２を下方に後退させた
状態で、ウエーハ１を回転移動軸１３の上に置く。回転
移動軸１３を回転させながら位置合わせ用センサ１５に
よりウエーハ１の輪郭を読み取り、回転移動軸１３に対
するウエーハ１の偏心量及び偏心方向を求める。次に、
回転移動軸１３を回転させて、ウエーハ１の偏心方向を
平行移動軸１２の水平面内（ＸＹ面内）における移動方
向に一致させた後、平行移動軸１２を上方に突き出し
て、平行移動軸１２の上にウエーハ１を受け取る。次
に、平行移動軸１２を上記偏心量だけ水平移動させて、
ウエーハ１の中心を回転移動軸１３の中心に一致させ
る。次に、平行移動軸１２を下方に後退させて、ウエー
ハ１を再び回転移動軸１３の上に置く。なお、上記偏心
量が大きいときには、上記動作を二回以上繰り返すこと
もある。こうして心合わせを行った後、位置合わせ用セ
ンサ１５で読み取った偏心方向に基づいて回転移動軸１
３を回転させ、オリエンテーションフラット（またはノ
ッチ）により与えられているウエーハ１の基準方位を所
定の基準方向に一致させる。

【００２０】ウエーハ１の上方には、片持ち梁状に支持
アーム２７が伸び、その先端に膜厚測定器２１が取り付
けられている。この膜厚測定器２１からウエーハ１の表
面に向けて光線を照射し、その反射光を検出することに
よって、ウエーハ１の表面に形成されている薄膜の厚さ
を測定する。

【００２１】アライナ１０の動作及び膜厚測定装置２０
によるデータ取り込みは、共通の制御装置３０によって
コントロールされる。制御装置３０は、位置合わせ用セ
ンサ１５からの出力に基づいて、上記のように、ウエー
ハ１の中心を回転移動軸１３の中心軸に一致させるとと
もに、ウエーハ１の基準方位を所定の基準方向に一致さ
せる。

【００２２】ウエーハ１の位置及び回転角度を基準状態
に一致させた後、制御装置３０は、回転移動軸１３を駆
動してウエーハ１を回転させ、膜厚測定器２１の正面
に、ウエーハ１の表面の予め設定されている測定個所を
合わせ、薄膜の膜厚を測定する。通常、複数の測定個所
が設定される。その場合、回転移動軸１３を断続的に回
転させながら、各位置で膜厚の測定を行う。

【００２３】このようにして得られた膜厚のデータは、
制御装置３０内で処理され、必要に応じて上位の管理シ
ステム（図示せず）へ転送される。なお、このデータの
処理には、光学的データから膜厚値への変換、当該半導
体処理装置における処理前後での膜厚の差の値の計算、
膜厚データの保存などが含まれる。

【００２４】膜厚の測定終了後、ウエーハ１の回転角度
を前記の基準方向に戻す。次いで、他の搬送機器（図示
せず）を用いて、ウエーハステージ上１１からウエーハ
１を持ち上げ、ウエーハの処理室またはカセット（図示
せず）へ移送する。

【００２５】（例２）図２に、本発明に基づく半導体製
造装置のアライナ及びその周辺部分の概略構成の他の例
を示す。先の例（図１）では、膜厚測定器２１の位置が
固定されているので、ウエーハ１の中心から一定の距離
にある部分の膜厚しか測定することができない。これに
対して、この例では、以下のように、膜厚測定器２１を
ウエーハ１の直径に沿って移動できるように構成し、ウ
エーハ１表面の全域において膜厚測定を可能にしてい
る。その他の構成については、先に図１に示した例と共
通である。

【００２６】アライナ１０は、先の例と同様に、ウエー
ハステージ１１及び位置合わせ用センサ１５などから構
成されている。膜厚測定装置２０は、膜厚測定器２１及
び送りネジ機構２８などから構成されている。アライナ
１０及び膜厚測定装置２０は、共通の制御装置３０によ
ってコントロールされる。

【００２７】送りネジ機構２８は、片持ち梁状にウエー
ハ１の上方に伸び、送りネジのナット部分に、膜厚測定
器２１が取り付けられている。これによって、膜厚測定
器２１は、回転移動軸１３の中心（従って、ウエーハ１
の中心）を通る直線の上でウエーハ１の径方向に移動す
ることができる。

【００２８】この様に構成することにより、ウエーハ１
の表面の膜厚測定位置に関し、半径方向の位置合わせを
送りネジ機構２８によって行い、周方向の位置合わせを
回転移動軸１３によって行うことができる。従って、ウ
エーハ１の表面全域の任意の位置において膜厚測定を行
うことが可能になる。

【００２９】（例３）図３に、本発明に基づく半導体製
造装置のアライナ及びその周辺部分の概略構成の他の例
を示す。この例では、膜厚測定器が対物光学系部分２２
と本体部分２３に分離されて構成されている。その他の
構成については、先に図２に示した例と共通である。

【００３０】対物光学系部分２２は、送りネジ機構２８
に搭載され、ウエーハ１の直径に沿って直線移動するこ
とができる。本体部分２３は、送りネジ機構２８の後端
部の近傍に固定されている。対物光学系部分２２は、光
軸３１上を直線移動し、本体部分２３と対物光学系部分
２２は、この光軸３１上で光学的に接続されている。即
ち、膜厚測定用の照射光は、光軸３１上を通って本体部
分２３から対物光学系部分２２へ送られ、ウエーハ１の
表面からの反射光は、光軸３１上を通って対物光学系部
分２２から本体部分２３へ送られる。

【００３１】（例４）図４に、本発明に基づく半導体製
造装置のアライナ及びその周辺部分の概略構成の他の例
を示す。この例でも、先に図３に示した例と同様に膜厚
測定器が対物光学系部分２２と本体部分２３とに分離さ
れて構成されている。その他の構成については、先に図
２に示した例と共通である。

【００３２】対物光学系部分２２は、送りネジ機構２８
に搭載され、ウエーハ１の直径に沿って直線移動するこ
とができる。本体部分２３は、アライナ１０から離れた
部分に設置され、本体部分２３と対物光学系部分２２の
間は、光ファイバ４１を介して接続されている。

【００３３】なお、図３及び図４に示した例のように、
膜厚測定器を本体部分２３と対物光学系部分２２とに分
離して構成することによって、本体部分２３を半導体製
造装置のベースに対して固定し、その本体部分２３の中
に、例えば分光機構などの精密光学系を収容することが
できる。これによって、高精度で且つ安定性が高い測定
を実現することができる。また、可動部分である対物光
学系部分２２については、平行光を使用する方式ではミ
ラー及びその光軸補正機構を設けるだけで済み、また、
対物レンズを使用する方式でも対物レンズ及び自動焦点
合わせのための昇降機構を設けるだけで済むので、対物
光学系部分２２及びその駆動系を小型化することができ
る。これによって、半導体製造装置全体を小型化するこ
とができる。

【００３４】（例５）図５に、本発明に基づく半導体製
造装置のアライナ及びその周辺部分の概略構成の他の例
を示す。この例では、ウエーハステージ５１は、回転及
び水平面内での移動が可能な支持軸５３と、上下方向の
位置の切り替えが可能な３本のピン５２によって構成さ
れている。また、先の各例において使用されている光学
式の膜厚測定器に代わって、非接触式の距離検出器が膜
厚測定器として使用されている。

【００３５】ウエーハステージ１１の上に置かれたウエ
ーハ１の下側には、送りネジ機構２８が配置されてい
る。送りネジのナット部分に、Ｕ字型の移動フレーム５
５が取り付けられている。Ｕ字型の移動フレーム５５
は、ウエーハ１を上下から挟むように構成されていて、
その両先端部に非接触式の距離検出器５６ａ及び５６ｂ
がそれぞれウエーハの表面及び裏面に向けて取り付けら
れている。

【００３６】先ず、３本のピン５２を下方に後退させた
状態で、ウエーハ１を支持軸５３の上に置く。支持軸５
３を回転させながら位置合わせ用センサ１５によりウエ
ーハ１の輪郭を読み取り、支持軸５３に対するウエーハ
１の偏心量及び偏心方向を求める。次に、支持軸５３を
回転させて、ウエーハ１の偏心方向を支持軸５３の水平
面内（ＸＹ面内）における移軸方向に一致させた後、３
本のピン５２を上方に突き出して、ピン５２の上にウエ
ーハ１を受け取る。次に、支持軸５３を上記偏心量だけ
水平移動させて、ウエーハ１の中心を支持軸５３の中心
に一致させる。次に、ピン５２を下方に後退させて、ウ
エーハ１を再び支持軸５３の上に置く。なお、上記偏心
量が大きいときは、上記動作を二回以上繰り返すことも
ある。こうして心合わせを行った後、位置合わせ用セン
サ１５で読み取った偏心方向に基づいて支持軸５３を回
転させ、オリエンテーションフラット（またはノッチ）
により与えられているウエーハ１の基準方位を所定の基
準方向に一致させる。

【００３７】次いで、距離検出器５６ａ及び５６ｂを用
いてウエーハの表面及び裏面の位置を測定することによ
って、ウエーハ１の厚さまたは厚さの変化を測定する。
従って、当該半導体処理装置における処理の前後で、ウ
エーハ１の厚さの変化を測定することによって、ウエー
ハ１の表面に形成された薄膜の膜厚を測定することがで
きる。

【００３８】この構成の場合、送りネジ機構２８を用い
て移動フレーム５５をウエーハ１の半径方向に移動する
とともに、支持軸５３を用いてウエーハ１を回転させる
ことによって、ウエーハ１の各部の膜厚を測定すること
ができる。

【００３９】なお、この構成の場合、移動フレーム５５
と支持軸５３との間に干渉が生ずるので、ウエーハ１の
中心部分における膜厚の測定はできない。但し、ピン５
２及び支持軸５３を用いて、ウエーハ１の中心を支持軸
５３の中心からずらせば、ウエーハ１の中心部分におけ
る膜厚の測定を行うことも可能である。

【００４０】（例６）図６に、本発明に基づく半導体製
造装置のアライナ及びその周辺部分の概略構成の他の例
を示す。この例では、二つのウエーハステージ６１ａ、
６１ｂが設けられ、中心をずらして上下二段に配置され
ている。膜厚測定装置２０は、先に図２に示した例と同
様に、膜厚測定器２１及び送りネジ機構２８などから構
成されている。

【００４１】このように、ウエーハステージを上下二段
に配置する理由は、半導体製造装置に二つのアライナを
組み込む必要がある場合、二つのウエーハステージによ
る占有面積を最小限にとどめることにある。

【００４２】下側に配置されたウエーハステージ６１ｂ
は、先に図５に示した例と同様に、それぞれ、回転及び
水平面内での移動が可能な支持軸６３ｂと、上下方向の
位置の切り替えが可能な３本のピン６２ｂによって構成
されている。上側に配置されたウエーハステージ６１ａ
は、同様に、回転及び水平面内での移動が可能な支持軸
６３ａと、上下方向の位置の切り替えが可能な３本のピ
ン６２ａによって構成されている。上下のウエーハステ
ージ６１ａ、６１ｂの支持軸６３ａ、６３ｂは、水平面
内で位置が互いにずれた状態で配置されている。水平面
内での支持軸６３ａ、６３ｂの間の距離は、支持軸６３
ａの上部の半径以上に設定されている。このように配置
することによって、下側のウエーハステージ６１ｂ上に
ウエーハ１を保持して、その表面に形成された薄膜の膜
厚を測定する際、膜厚検出器２１の光軸が上側の支持軸
６３ａによって遮られることを避けている。また、水平
面内での支持軸６３ａ、６３ｂの間の距離をウエーハ１
の半径を若干上回る程度に設定すれば、上側のウエーハ
ステージ６１ａにウエーハ１がある状態でも下側のウエ
ーハステージ６１ｂにより測定することができる。

【００４３】なお、二つのウエーハステージの支持軸６
３ａ、６３ｂを、同一の中心軸上に重ねて配置すること
もできる。その場合、下側のウエーハステージ６１ｂ上
にウエーハ１を保持した状態で、ウエーハ１の中心部分
の膜厚を測定する場合には、下側のウエーハステージの
支持軸６３ｂを用いて、ウエーハ１の中心を上側のウエ
ーハステージ６１ａの外側へずらして測定を行う。

【００４４】この例のように、上下二段のウエーハステ
ージ６１ａ、６１ｂを設けた場合、処理形態や制御方法
に応じて、上下のウエーハステージ６１ａ、６１ｂを使
い分けることができる。例えば、当該半導体装置におけ
る処理前後での膜厚比較を行う場合、下側のウエーハス
テージ６１ｂを測定用バッファとして用いることができ
る。これによって、一台の膜厚測定装置２０で二枚のウ
エーハの膜厚測定を連続的に実施することができる。

【００４５】（例７）次に、アライナ部分にウエーハ検
査装置が組み込まれた半導体製造装置の例について説明
する。

【００４６】図７は、本発明に基づくＣＭＰ装置（ケミ
カル・メカニカル・ポリッシング装置）のレイアウトの
一例である。ウエーハの表面に形成されたパターンの表
面の段差を取り除く際、ＣＭＰ装置が使用される。その
場合、研磨前後での薄膜の膜厚測定値が重要な管理デー
タとなる。従って、この例では、アライナの部分に膜厚
測定装置を組み込んで、研磨の前後で薄膜の膜厚測定を
行っている。

【００４７】図中、７６はカセットステーション、７７
は研磨ユニット部、７８は洗浄ユニット部である。カセ
ットステーション７６内には、ウエーハカセット７９
ａ、７９ｂ、搬送用ロボット７３、アライナ７１が配置
されている。アライナ７１の上方には膜厚測定装置（図
示せず）が組み込まれている。研磨ユニット部７７に
は、ターンテーブル７４ａ、ポリッシングヘッド７４
ｂ、終点検知装置７５が配置されている。

【００４８】ウエーハは、ウエーハカセット７９ａ（ま
たは７９ｂ）に収容された状態で、カセットステーショ
ン７６に搬入される。ウエーハは、搬送ロボット７３に
よってウエーハカセット７９ａ（または７９ｂ）から抜
き出され、アライナ７１の上に置かれる。アライナ７１
上で、ウエーハの位置及び向きの調整が行われる。次い
で、ウエーハをアライナ７１の上に保持した状態で、研
磨前の膜厚分布が膜厚測定装置を用いて測定される。

【００４９】膜厚分布の測定終了後、ウエーハは、搬送
ロボット７３によってアライナ７１の上から取り出さ
れ、研磨ユニット部７７内へ送られる。ウエーハは、研
磨ユニット部７７内での研磨の終了後、洗浄ユニット部
７８へ送られ、その表面の洗浄及び乾燥が行われる。

【００５０】乾燥の終了後、ウエーハは、搬送ロボット
７３によって再びカセットステーション７６内に戻さ
れ、アライナ７１の上に置かれる。アライナ７１上で、
ウエーハの位置及び向きの調整が行われた後、ウエーハ
をアライナ７１の上に保持した状態で、研磨後の膜厚分
布が膜厚測定装置を用いて測定される。研磨後の膜厚分
布の測定が終了したウエーハは、搬送ロボット７３によ
ってウエーハカセット７９ａ（または７９ｂ）の中に戻
される。

【００５１】このようにして得られた膜厚分布のデータ
は、アライナの制御装置３０（図１）へ送られる。必要
に応じて、膜厚分布のデータは、更にＣＭＰ装置の制御
装置（図示せず）に転送され、ＣＭＰ装置の条件設定の
修正に使用される。また、膜厚分布のデータは、更に上
位の品質管理システムに転送され、管理データとして使
用される。

【００５２】このように、ＣＭＰ装置においてアライナ
部分に膜厚測定装置を組み込むことによって、以下の様
な効果が得られる。即ち、（ａ）研磨の終了後、短時間
で膜厚の測定データを得ることができるとともに、膜厚
の合否判定を行うことができる、（ｂ）研磨前後の膜厚
の差から研磨量を求め、研磨量の合否判定を行うことが
できる、（ｃ）研磨前の膜厚データに基づき研磨条件を
フィードフォワード式に調整することができる、（ｄ）
研磨量のデータに基づき研磨条件をフィードバック式に
修正することができる。

【００５３】なお、この例の様に、研磨ユニット部７７
に研磨終了の状態を検知する終点検知装置７５が設けら
れている場合には、アライナ７１部で得られたデータに
基づき、終点検知装置７５の設定を変更することも可能
である。

【００５４】なお、以上において、半導体製造装置のア
ライナ部分に、ウエーハ検査装置として光学式の膜厚測
定装置または非接触式の距離測定器を組み込んだ例につ
いて説明したが、これらの他に、電気抵抗、電気容量、
レーザ測長または熱的特性（変位、振動）による膜厚測
定装置、基板厚みの検査装置、光学式の表面欠陥検査装
置、表面異物検査装置、触針式の表面形状測定装置、表
面段差測定装置などを、同様な方法で組み込むことがで
きる。

【００５５】例えば、図５に示した構成は、ウエーハの
研磨装置において、ウエーハの厚みの分布を測定する場
合にも適用することができる。

【００５６】また、リファレンスチップを用いて較正デ
ータを適宜、採取しながら測定を行い、測定値の誤差や
ウエーハ面内での測定点の位置決め誤差を修正する場合
には、そのための補助的装置を追加することもできる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の半導体製造装置によれば、装置
内に設けられているアライナにウエーハの検査装置を組
み込むことによって、設置面積の拡大を伴うことなく、
アライナが備えている高度な位置決め機能を利用して装
置内でウエーハの検査を実施することが可能になる。ま
た、半導体製造装置における処理プロセスの前後で、短
時間でウエーハの状態を把握することができるので、半
導体製造装置の性能を高め、当該装置で処理されるウエ
ーハの品質を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく半導体製造装置のアライナ及び
その周辺部分の概略構成の一例を示す図。

【図２】本発明に基づく半導体製造装置のアライナ及び
その周辺部分の概略構成の他の例を示す図。

【図３】本発明に基づく半導体製造装置のアライナ及び
その周辺部分の概略構成の他の例を示す図。

【図４】本発明に基づく半導体製造装置のアライナ及び
その周辺部分の概略構成の他の例を示す図。

【図５】本発明に基づく半導体製造装置のアライナ及び
その周辺部分の概略構成の他の例を示す図。

【図６】本発明に基づく半導体製造装置のアライナ及び
その周辺部分の概略構成の他の例を示す図。

【図７】本発明に基づくＣＭＰ装置のレイアウトの一例
を示す図。

【符号の説明】

１・・・ウエーハ、１０・・・アライナ、１１・・・ウエーハステージ、１２・・・平行移動軸、１３・・・回転移動軸、１５・・・位置合わせ用センサ、２０・・・膜厚測定装置、２１・・・膜厚測定器、２２・・・対物光学系部分（膜厚測定器の）、２３・・・本体部分（膜厚測定器の）、２７・・・アーム、２８・・・送りネジ装置、３０・・・制御装置、３１・・・光軸、４１・・・光ファイバ、５１、６１ａ、６１ｂ・・・ウエーハステージ、５２、６２ａ、６２ｂ・・・ピン、５３、６３ａ、６３ｂ・・・支持軸、５５・・・移動フレーム、５６ａ、５６ｂ・・・非接触式の距離検出器、７１・・・アライナ、７３・・・搬送用ロボット、７４ａ・・・ターンテーブル、７４ｂ・・・ポリッシングヘッド、７５・・・終点検知装置、７６・・・カセットステーション、７７・・・研磨ユニット部、７８・・・洗浄ユニット部、７９ａ、７９ｂ・・・ウエーハカセット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中山貴仁静岡県沼津市大岡2068の３東芝機械株式会社内 (72)発明者西林道生静岡県沼津市大岡2068の３東芝機械株式会社内Ｆターム(参考） 4M106 AA01 BA04 CA38 CA48 CA50 DA15 DH03 DH31 DJ03 DJ07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウエーハステージを備え、装置内でウエ
ーハを移載する途中でこのウエーハステージ上にウエー
ハを置いて水平面内での位置及び回転角度の調整を行う
アライナと、前記ウエーハステージ上に保持されたウエーハの上方ま
たは下方に配置され、ウエーハの表面状態を検出するウ
エーハ検査装置と、前記アライナを制御して、ウエーハの位置及び回転角度
の調整を行うとともに、前記ウエーハ検査装置を制御し
て、ウエーハの表面状態の検出結果を取り込む制御装置
と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】前記ウエーハ検査装置は、ウエーハの表面状態を検出する検出器と、この検出器をウエーハの表面に対して平行な面内でウエ
ーハの直径方向に移動する移動機構と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造
装置。
【請求項３】前記ウエーハ検査装置は、ウエーハの表面に堆積された薄膜の厚さを検出する光学
式の膜厚検出器と、この膜厚検出器をウエーハの表面に対して平行な面内で
ウエーハの直径方向に移動する移動機構と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造
装置。
【請求項４】前記膜厚検出器は、ウエーハの表面に光
を照射するとともにウエーハの表面から反射された光を
受ける対物光学系部分と、この対物光学系部分に対して
光学的に接続され光源及び反射光の解析部を収容する本
体部分とに分離されて構成され、前記移動機構には前記対物光学系部分のみが搭載されて
いることを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装
置。
【請求項５】基板ウエーハ検査装置は、ウエーハの表面位置を測定する非接触式の距離検出器
と、この距離検出器をウエーハの表面に対して平行な面内で
ウエーハの直径方向に移動する移動機構と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造
装置。
【請求項６】基板ウエーハ検査装置は、ウエーハの上下からウエーハの表面及び裏面の位置を測
定する一対の非接触式の距離検出器と、この一対の非接触式の距離検出器をウエーハの表面に対
して平行な面内でウエーハの直径方向に移動する移動機
構と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体製造
装置。
【請求項７】前記アライナは、その上に支持されるウ
エーハの高さが互いに異なる二つウエーハステージを備
え、第一のウエーハステージと第二のウエーハステージは、
支持されるウエーハの水平面内における中心位置を互い
にずらして配置されていることを特徴とする請求項１に
記載の半導体製造装置。