JP2007220810A - Ｃｍｐ装置の状態把握方法、及びｃｍｐ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テスト基板の絶縁膜の研磨速度を速め、ＣＭＰ装置の状態や状態変化を的確に把握できるＣＭＰ装置の状態把握方法、及びＣＭＰ装置を提供すること。
【解決手段】 研磨液供給ノズル５から研磨テーブル１の研磨面に研磨液１０１を供給すると共に、研磨ヘッド３で保持した基板４を該研磨面に押圧し、該研磨面と該基板４の相対的運動で該基板４を研磨するＣＭＰ装置において、セリアスラリーを収容するスラリータンク７と、純水又は添加剤を収容する複数の添加物タンク６、８を備え、スラリータンク７から研磨液供給ノズルに供給するセリアスラリーに複数の添加物タンクの一つ又は複数から純水又は添加剤を添加し混合した研磨液を研磨テーブル１の研磨面に供給するように構成し、装置立ち上げ時の状態把握のためのテスト基板研磨時の研磨液の組成と、製品基板を研磨する製品研磨時の研磨液の組成を変える。
【選択図】図１

Description

本発明は絶縁膜が形成されたテスト基板を研磨してＣＭＰ装置の状態を把握するＣＭＰ装置の状態把握方法、ＣＭＰ装置に関するものである。

従来、多くのＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）装置のＣＭＰプロセスにおいて、製品基板を研磨する前のＣＭＰ装置の状態を把握する（Ｄａｉｌｙ ｃｈｅｃｋ）ために、表面に酸化ベタ膜が形成されたテスト基板、所謂酸化ベタ膜基板を製品基板（パターンウエハ）を加工（研磨）する時と同じ濃度・流量等のスラリーを用いて該基板表面の酸化ベタ膜を研磨している。ここでテスト基板として酸化ベタ膜が形成された基板を使用するのは、該酸化ベタ膜が形成された酸化ベタ膜基板は、パターンが形成された製品基板（パターンウエハ）に比べて、価格が安価であるためである。この酸化ベタ膜が形成されたテスト基板を研磨し、研磨された酸化ベタ膜の面内均一性及び研磨レートによりＣＭＰ装置の状態の良否を判断している。

従来、ＣＭＰ装置の状態を把握できるＱＣ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）のテスト基板の研磨にシリカ系の酸化膜研磨用スラリーを使用する場合、スラリー成分（スラリー濃度・流量、添加剤添加量等）を含めてテスト基板の研磨条件を製品基板の研磨条件と同一として実施している。シリカ系の酸化膜研磨用スラリーでは製品基板とテスト基板の研磨特性が略同一であるため、テスト基板の酸化ベタ膜の研磨結果で製品基板の研磨状態を予測することが可能であった。

ＣＭＰの目的は、半導体製造装置において種々の膜を積層する過程で発生する凹凸面を研磨して平坦化し、その後に続く膜の積層を容易にして半導体製品の品質向上と歩留まり向上に寄与させることにある。従って、ＣＭＰの平坦化特性は重要な性能の一つである。近年、酸化膜のＣＭＰでは平坦化特性を改善するため研磨粒子に酸化セリュウム（セリア）を用い、界面活性剤などの添加剤を混合したスラリーが使用されるようになっはている。その作用と特性は、例えば特許文献１に開示されている。
特開平８−２２９７０号公報

ＣＭＰ装置立ち上げ時や日常点検では、装置が正常に機能しているかを判定するＱＣを行うが、ＱＣに用いる基板（ウエハ）としてパターンウエハを使うと高価であり、通常は例えば酸化シリコン等からなるブランケットウエハ（酸化ベタ膜基板）をテスト基板として用いてＱＣを行う。製品基板は凹凸段差があり、また複数の材料が表面に露出しているが、ブランケットウエハは元々凹凸段差が無いため、研磨特性が異なる場合がある。

特に、セリアスラリーはパターンの凹凸の平坦化を主眼にしているため、パターンウエハとブランケットウエハの研磨特性が著しく異なる。即ち、パターンウエハの研磨では、表面凹凸の凸部を選択的に研磨し、平坦化後は研磨速度が極端に低下（セルフストップ機能）するように調合している。従って、ブランケットウエハの酸化ベタ膜のような平坦な表面膜の研磨速度は極めて遅く、所定時間の研磨量が少なく、面内均一性が著しく悪い。特にウエハ周辺部と中央部で大きく研磨速度が異なる場合が多く、ＣＭＰ装置が「正常」な状態でも、ブラケットウエハの面内均一性が悪いため、ＣＭＰ装置の状態が「異常」と判断されてしまうことがあった。

そのため、ブランケットウエハの酸化ベタ膜を研磨してその研磨速度と面内均一性から研磨装置の状態をチェックする際、スラリー特性により研磨性能が悪いため、ＣＭＰ装置が正常に機能しているかを判定することが困難になるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、テスト基板の絶縁膜の研磨速度を速め、ＣＭＰ装置の状態や状態変化を的確に把握できるＣＭＰ装置の状態把握方法、ＣＭＰ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、面上に絶縁膜が形成されたテスト基板を研磨してＣＭＰ装置の状態を把握するＣＭＰ装置の状態把握方法において、前記テスト基板研磨時に、パターンが形成された製品基板研磨時に用いる研磨液とは組成の異なる研磨液を用いて前記テスト基板の研磨を行うことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＣＭＰ装置の状態把握方法において、前記組成の異なる研磨液とは、純水によるスラリー希釈倍率が前記製品基板研磨時に用いる研磨液のスラリ−希釈倍率と異なることを特徴とする。

請求項１に記載のＣＭＰ装置の状態把握方法において、前記組成の異なる研磨液とは、スラリーに添加する添加剤の濃度が前記製品基板研磨時に用いる研磨液のスラリ−に添加する添加剤の濃度と異なることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のＣＭＰ装置の状態把握方法において、前記組成の異なる研磨液とは、スラリーに添加する添加剤の濃度が前記製品基板研磨時に用いる研磨液のスラリ−に添加する添加剤の濃度より低いことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載のＣＭＰ装置の状態把握方法において、前記組成の異なる研磨液とは、スラリーに添加する添加剤の種類が前記製品基板研磨時に用いる研磨液のスラリーに添加する添加剤とは異なることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、ＣＭＰ装置の状態確認のために製品基板と異なるテスト基板を研磨して該ＣＭＰ装置の状態を把握するＣＭＰ装置の状態把握方法において、前記テスト基板を製品基板研磨時に用いる研磨条件と異なる研磨条件で研磨することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、研磨テーブル、研磨ヘッド、研磨液供給ノズルを備え、研磨液供給ノズルから前記研磨テーブルの研磨面に研磨液を供給すると共に、前記研磨ヘッドで保持した基板を該研磨面に押圧し、該研磨面と該基板の相対的運動により該基板を研磨するＣＭＰ装置において、スラリーを収容するスラリータンクと、純水又は添加剤を収容する複数の添加物タンクを備え、前記スラリータンクから前記研磨液供給ノズルに供給するスラリーに前記複数の添加物タンクの一つ又は複数から純水又は添加剤を添加し混合し、該混合した混合スラリーを前記研磨液として前記研磨テーブルの研磨面に供給するように構成し、装置立ち上げ時や日常点検での状態把握のためのテスト基板研磨時の研磨液の組成と、製品基板を研磨する製品研磨時の研磨液の組成を変えることを特徴とする。

請求項１乃至５に記載の発明によれば、テスト基板を研磨するときに、製品基板研磨時に用いる研磨液とは組成の異なる研磨液、即ちテスト基板の研磨特性に合わせて研磨液組成、例えば純水によるスラリーの希釈倍率、スラリーに添加した添加剤の濃度、スラリーに添加する添加剤の濃度の異なる研磨液で研磨を行い、ＣＭＰ装置の状態を把握するので、無駄な「異常」判断を減らし、必要充分なＣＭＰ装置の運転状況を確認できる。

請求項６に記載の発明によれば、テスト基板を研磨するときに、製品基板研磨時と異なるテスト基板の研磨特性に合わせて研磨条件を設定するので、無駄な「異常」判断を減らし、必要充分なＣＭＰ装置の運転状況を確認できる。

請求項７に記載の発明によれば、スラリータンクから研磨液供給ノズルに供給するスラリーに複数の添加物タンクの一つ又は複数から純水又は添加剤を添加し混合し、該混合した混合スラリーを研磨液として研磨テーブルの研磨面に供給するように構成し、装置立ち上げ時の状態把握のためのテスト基板研磨時の研磨液の組成と、製品基板を研磨する製品研磨時の研磨液の組成を変えるので、ＣＭＰ装置の状態を把握が容易に実施でき、且つ無駄な「異常」判断を減らし、必要充分なＣＭＰ装置の運転状況を確認できる。

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る状態把握方法を実施するＣＭＰ装置の概略構成を示す図である。ここでは、スラリーと、純水（ＤＩＷ）や添加剤を別々に準備し、使用時に混合して研磨液として使用するタイプのＣＭＰ装置を例に説明する。図１において、１は上面に研磨パッド２が貼り付けられている研磨テーブル（プラテン）であり、３は基板４を保持する研磨ヘッドである。５は研磨パッド上に研磨液１０１を供給する研磨液供給ノズルである。６は純水（ＤＩＷ）又は添加剤Ｂを収容する第１添加物収容タンク、７はセリアスラリーを収容するスラリータンク、８は添加剤Ａを収容する第２添加物収容タンクである。

９、１０、１１はそれぞれポンプであり、第１添加物収容タンク６に収容されているＤＩＷ又は添加剤Ｂはポンプ９により配管１２を通って研磨液供給ノズル５に供給されるようになっており、スラリータンク７に収容されているセリアスラリーはポンプ１０により配管１３を通って研磨液供給ノズル５に供給されるようになっており、第２添加物収容タンク８に収容されている添加剤Ａはポンプ１１により配管１４を通って研磨液供給ノズル５に供給されるようになっている。

上記構成のＣＭＰ装置において、パターンが形成された製品基板（パターンウエハ）を研磨する場合は、スラリータンク７からポンプ１０により所定流量のセリアスラリーを、第２添加物収容タンク８から所定流量の添加剤Ａを研磨液供給ノズル５に供給し、該研磨液供給ノズル５でセリアスラリーと添加剤Ａを混合してなる混合スラリーを研磨液１０１として矢印Ｄ方向に回転する研磨テーブル１の研磨パッド２の上面に供給すると共に、矢印Ｅ方向に回転する研磨ヘッド３に基板４として製品基板を保持し、基板４を研磨パッド２上面に押圧し、研磨パッド２と製品基板である基板４の相対運動により基板４の表面を研磨する。

ＣＭＰ装置の立ち上げに際し、ＣＭＰ装置の状態を把握するＱＣを行う場合は、研磨ヘッド３に基板４としてテスト基板（酸化ベタ膜基板）を保持し、該基板４を研磨テーブル１の研磨パッド２上面に押圧し、研磨パッド２とテスト基板である基板４の相対運動により基板４の表面を研磨する。このとき使用する研磨液は、研磨液供給ノズル５にスラリータンク７のセリアスラリーをポンプ１０により所定流量供給すると共に、第１添加物収容タンク６のＤＩＷ又は添加剤Ｂ（研磨レートを向上させる添加剤）を所定流量供給して混合し、更に第２添加物収容タンク８からポンプ１１により供給される添加剤Ａの流量を製品基板研磨時より少なくし、それらを混合した研磨液１０１を研磨パッド２の上面に供給する。なお、この場合添加剤Ａの流量を少なくする代わりに、第２添加物収容タンク８に収容する添加剤Ａにその濃度が低いものを用い、該濃度の低い添加剤Ａを供給するようにしてもよい。テスト基板の研磨の際に供給するスラリーとしては、製品ウエハの研磨時と比べて、（ａ）添加剤Ａの濃度を少なくするか、（ｂ）添加剤Ａの流量を少なくするか、（ｃ）添加剤Ｂを新たに添加するか、（ｄ）（ａ）又は（ｂ）と（ｃ）の両方行うかの３通りが考えられる。

ＣＭＰ装置の研磨液供給部を上記のように構成することにより、ＱＣを行う場合と、製品基板の研磨の場合とで研磨液１０１の組成を換えて実施することが容易となる。なお、市販のスラリーの中には、予めセリアと添加剤が混合されて添加剤量が調整できないものもあるが、ＤＩＷや別種の添加剤を加えることにより、テスト基板を研磨するＱＣの場合の研磨液１０１の組成を変え、その特性を変えることができる。

図２は研磨液供給ノズル５の概念構成を示す図で、図２（ａ）は従来例を、図２（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ本実施形態で使用したものを示す。従来は図２（ａ）に示すように、一端に研磨液供給口５−１ａを設けたノズル管５−１の他端にセリアスラリーを供給する配管１３と添加剤Ａを供給する配管１４を合流させた構成で、セリアスラリーに添加剤Ａを添加してなる研磨液１０１をテスト基板研磨時と製品基板研磨時にも使用していた。本実施形態例では、図２（ｂ）に示すように、一端に研磨液供給口５−１ａを設けたノズル管５−１の他端に添加剤Ａを供給する配管１４と混合スラリー管５−２の一端を合流させ、更に混合スラリー管５−２の他端にＤＩＷ又は添加剤Ｂを供給する配管１２とセリアスラリーを供給する配管１３の一端を合流させた構成、又は図２（ｃ）に示すように、ノズル管５−１の途中にセリアスラリーを供給する配管１３の一端を合流させると共に、その上流側の他端にＤＩＷ又は添加剤Ｂを供給する配管１２と添加剤Ａを供給する配管１４の一端を合流させた構成を採用している。

図２（ｂ）、（ｃ）において、配管１２を通して供給されるＤＩＷ又は添加剤Ｂの流量が少なかったり、添加剤Ｂの粘度が高かったりした場合は配管１２の径Ｄ１２を小さくしたり、混合スラリー管５−２の長さＬを長くすることにより、ＤＩＷ又は添加剤Ｂとセリアスラリーの混合状態をよくすることができる。また、合流部Ｆにチャンバやオリフィスを設けて混合状態を良好にできる。

図３、図４はセリアスラリーに添加する添加剤の量を変えて、酸化ベタ膜が形成されたテスト基板（ブランケットウエハ）を６０秒研磨した例を示す図であり、同図において縦軸は研磨レートを横軸は基板位置を示す。図３は添加剤の添加流量が３ｃｃ／ｍｉｎ、図４は添加剤の添加流量が１０ｃｃ／ｍｉｎである。なお、製品基板の研磨時は、添加剤を６〜１０ｍｌ／ｍｉｎ供給することが多い。図から明らかなように、添加剤の添加流量が１０ｃｃ／ｍｉｎと多い図４においては、テスト基板の周辺部で研磨速度が高いが、周辺部以外では研磨速度が極めて小さく、添加流量が３ｃｃ／ｍｉｎと少ない図３と比較して、研磨速度が２０％程度しかなくＣＭＰ装置の状態を判断するのが困難である。ＱＣの場合のテスト基板の研磨速度は、少なくとも製品基板（パターンウエハ）の研磨速度の５０％以上確保することが望ましい。また、テスト基板の面内均一性σは、図３では５．２％、図４では６２％である。製品基板研磨時の添加剤流量で酸化ベタ膜を研磨すると、面内均一性が悪化し、面内均一性の管理値自体が大きくなり管理幅も大きくなる。管理値幅が大きいと装置に何らかの異常が発生しても異常を発見できなくなる可能性がある。

図３及び図４に示すように、ＱＣを行う場合に添加する添加剤流量の最適化を行うことにより、管理値の幅を狭めることが可能となり、ＣＭＰ装置やその他の状態変化を容易にチェックすることが可能となり製品基板の研磨に際し、製品の品質向上が図れる。セリアスラリーに添加する添加剤Ｂとしては有機化合物、例えば高分子ポリカルボン酸アンモニウム塩又は高分子ポリスルホン酸アンモニウム塩であることが好ましい。また、これらの有機化合物に含まれる親水基としては、−ＣＯＯＨ（カルボキシル基）、−ＣＯＯＭ（Ｍ：スルホン基の水素原子と置換した塩を形成し得る原子、例えば−Ｎａ、−ＮＨ₄）等がある。特に、これらの親水基のうち、−ＣＯＯＭ、−ＳＯ₃Ｈ、ＳＯ₃Ｍが水によく溶解するので好ましい（特開平８−２２９７０号公報の段落番号００１９の記載参照）。

上記セリアスラリーを使用する研磨対象物として、ＴＥＯＳ、熱酸化膜、ＢＰＳＧ膜などで、適用工程はＳＴＩ（シャロートレンチアイソレーション）、ＩＬＤ（層間絶縁膜）等がある。ＣＭＰ装置によるテスト基板の研磨は、製品基板（パターンウエハ）とは異なる安価なテスト基板（酸化ベタ膜基板）を使用して研磨を行い、製品基板の研磨において、通常の運転状況が得られるかを確認する作業（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）のために行う。ここでは、テスト基板として酸化シリコンのブランケットウエハ（表面に単一な材料からなる層が形成された基板）を使用した。テスト基板としては、製品基板に使用する金属や酸化膜と同じ物質のものでもよいし、安価に入手しやすい酸化シリコンのテスト基板を使用してもよい。

図５はセリアスラリーに界面活性剤を添加剤として添加流量を変化させて酸化Ｓｉブランケットウエハを研磨した場合の研磨レートの変化を示す図であり、縦軸は研磨レートを横軸は基板位置を示す。図５において、セリアスラリーの流量１９０ｍｌ／ｍｉｎに対して、Ａは添加剤を添加しない場合、Ｂは添加剤を２．０ｍｌ／ｍｉｎ添加した場合、Ｃは添加剤を３．０ｍｌ／ｍｉｎ添加した場合、Ｄは添加剤を４．０ｍｌ／ｍｉｎ添加した場合、Ｅは添加剤を６．０ｍｌ／ｍｉｎ添加した場合、Ｆは添加剤を８．０ｍｌ／ｍｉｎ添加した場合、Ｇは添加剤を１２．０ｍｌ／ｍｉｎ添加した場合、Ｈは添加剤を１５．０ｍｌ／ｍｉｎ添加した場合をそれぞれ示す。図６は図５に示す結果より、添加剤である界面活性の混合割合に対する研磨レートと面内均一性の関係を示す図で、図６においてＡは研磨レートを、Ｂは面内均一性をそれぞれ示す。

図５及び図６から、テスト基板として酸化Ｓｉブランケットウエハ、スラリーとしてセリアスラリー、添加剤として界面活性剤を用いてテスト研磨を行った場合、面内均一性から流量１９０ｍｌ／ｍｉｎのセリアスラリーに流量は２〜６ｍｌ／ｍｉｎの添加剤を添加するのが好適であることが確認できる。なお、製品ウエハを研磨する際には通常、本実験で用いたのと同じ界面活性剤を約６〜１０ｍｌ／ｍｉｎ供給する。

次に、本発明に係る状態把握方法を実施するＣＭＰ装置を説明する。図７はＣＭＰ装置の全体構成を示す平面図である。ＣＭＰ装置は、矩形状のハウジング３１を備えており、該ハウジング３１の内部は隔壁３２、３３、３４によってロード／アンロード部４０と研磨部５０と洗浄部６０とに区画されている。これらのロード／アンロード部４０、研磨部５０、及び洗浄部６０は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気されるものである。

ロード／アンロード部４０は、多数の半導体ウエハをストックするウエハカセットを載置する２つ以上（図では３つ）のフロントロード部４１を備えている。これらのフロントロード部４１は、ＣＭＰ装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に隣接して配列されている。フロントロード部４１には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ボッド、又はＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）を搭載することができる。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウエハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

また、ロード／アンロード部４０には、フロントロード部４１の並びに沿って走行機構４２が敷設されており、この走行機構４２上にウエハカセットの配列方向に沿って移動可能な第１搬送機構としての第１搬送ロボット４３が設置されている。第１搬送ロボット４３は走行機構４２を移動することによってフロントロード部４１に搭載されたウエハカセットにアクセスできるようになっている。この第１搬送ロボット４３は上下に２つのハンドを備えており、例えば、上側のハンドをウエハカセットに半導体ウエハを戻すときに使用し、下側のハンドを研磨前の半導体ウエハを搬送するときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。

研磨部５０は、半導体ウエハの研磨が行われる領域であり、第１研磨ユニット５１−１と第２研磨ユニット５１−２とを内部に有する第１研磨部５１と、第３研磨ユニット５２−１と第４研磨ユニット５２−２とを内部に有する第２研磨部５２とを備えている。これらの第１研磨ユニット５１−１、第２研磨ユニット５１−２、第３研磨ユニット５２−１、及び第４研磨ユニット５２−２は装置の長手方向に沿って配列されている。

図７に示すように、第１研磨ユニット５１−１は、研磨面を有する研磨テーブル５３Ａと、半導体ウエハを保持し且つ半導体ウエハを研磨テーブル５３Ａに対して押圧しながら研磨するための基板保持機構としてのトップリング（図１の研磨ヘッド３）５４Ａと、研磨テーブル５３Ａに研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給する研磨液供給ノズル５５Ａと、研磨テーブル５３Ａのドレッシングを行うドレッサ５６Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体を霧状にして１又は複数のノズルから研磨テーブル５３Ａの研磨面に噴射するアトマイザ５７Ａとを備えている。

また、同様に、第２研磨ユニット５１−２は、研磨テーブル５３Ｂと、トップリング５４Ｂと、研磨液供給ノズル５５Ｂと、ドレッサ５６Ｂと、アトマイザ５７Ｂとを備えており、第３研磨ユニット５２−１は、研磨テーブル５３Ｃと、トップリング５４Ｃと、研磨液供給ノズル５５Ｃと、ドレッサ５６Ｃと、アトマイザ５７Ｃとを備えており、第４研磨ユニット５２−２は、研磨テーブル５３Ｄと、トップリング５４Ｄと、研磨液供給ノズル５５Ｄと、ドレッサ５６Ｄと、アトマイザ５７Ｄとを備えている。上記研磨液供給ノズル５５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄはそれぞれ図１に示すように第１添加物収容タンク６、スラリータンク７、第２添加物収容タンク８を備え、テスト基板を研磨してＱＣを行う場合と製品基板を研磨する場合とで、研磨液の組成を変えることができるようになっている。

第１研磨部５１の第１研磨ユニット５１−１及び第２研磨ユニット５１−２と洗浄部６０との間には、長手方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部４０側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウエハを搬送する第２（直動）搬送機構としての第１リニアトランスポータ７１が配置されている。この第１リニアトランスポータ７１の第１搬送位置ＴＰ１の上方には、ロード／アンロード部４０の第１搬送ロボット４３から受け取ったウエハを反転する反転機７２が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ７３が配置されている。

また、第２搬送位置ＴＰ２の下方には上下に昇降可能なプッシャ７４が、第３搬送位置ＴＰ３の下方には上下に昇降可能なプッシャ７５が、第４搬送位置ＴＰ４の下方には上下に昇降可能なリフタ７６がそれぞれ配置されている。

また、第２研磨部５２には、第１リニアトランスポータ７１に隣接して、長手方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部４０側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間で半導体ウエハを搬送する第２（直動）搬送機構としての第２リニアトランスポータ７７が配置されている。この第２リニアトランスポータ７７の第５搬送位置ＴＰ５の下方には上下に昇降可能なリフタ７８が、第６搬送位置ＴＰ６の下方には上下に昇降可能なプッシャ８０が、第７搬送位置ＴＰ７の下方には上下に昇降可能なプッシャ８１がそれぞれ配置されている。

洗浄部６０は、研磨後の半導体ウエハを洗浄する領域であり、第２搬送ロボット６１と、該第２搬送ロボット６１から受け取った半導体ウエハを反転する反転機６８と、研磨後の半導体ウエハを洗浄する４つの洗浄機６４〜６７と、反転機６８及び洗浄機６４〜６７の間でウエハを搬送する第３搬送機構としての搬送ユニット６２とを備えている。これらの第２搬送ロボット６１、反転機６８、及び洗浄機６４〜６７は、長手方向に沿って直列に配置されている。また、これらの洗浄機６４〜６７の上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、洗浄部６０の内部は、研磨部５０からのパーティクルの流入を防止するために研磨部５０よりも高い圧力に常時維持されている。

次に、上記構成のＣＭＰ装置おいて、半導体ウエハ（製品基板）を研磨する処理について説明する。半導体ウエハをシリーズ処理する場合には、半導体ウエハは、フロントロード部４１のウエハカセットから第１搬送ロボット４３の上側ハンドで取り出され、反転機７２に渡され反転される。該反転された半導体ウエハは第１リニアトランスポータ７１の第１搬送位置でリフタ７３により第１リニアトランスポータ７１に渡され、第２搬送位置ＴＰ２に移送され、該第２搬送位置ＴＰ２でプッシャ７４に渡され、ここでトップリング５４Ａに渡され、該トップリング５４Ａで研磨テーブル５３Ａの研磨面に押圧され、研磨される。

研磨された半導体ウエハはトップリング５４Ａから第２搬送位置ＴＰ２でプッシャ７４に渡され、ここで第１リニアトランスポータ７１に渡され、第３搬送位置ＴＰ３に移送され、プッシャ７５に渡され、ここでトップリング５４Ｂに渡され、該トップリング５４Ｂで研磨テーブル５３Ｂの研磨面に押圧され、研磨される。該研磨された半導体ウエハは第３搬送位置ＴＰ３でプッシャ７５により第１リニアトランスポータ７１に渡され、第４搬送位置ＴＰ４に移送され、ここでリフタ７６により第２搬送ロボット６１に渡され、該第２搬送ロボット６１から第５搬送位置ＴＰ５にあるリフタ７８に渡され、該リフタ７８より第２リニアトランスポータ７７に渡され、第６搬送位置ＴＰ６に移送され、ここでプッシャ８０によりトップリング５４Ｃに渡され、該トップリング５４Ｃで研磨テーブル５３Ｃの研磨面に押圧され、研磨される。

研磨された半導体ウエハはトップリング５４Ｃから第６搬送位置ＴＰ６でプッシャ８０により第２リニアトランスポータ７７に渡され、第７搬送位置ＴＰ７に移送され、ここでプッシャ８１でトップリング５４Ｄに渡され、該プッシャ８１で研磨テーブル５３Ｄの研磨面に押圧され、研磨される。研磨された半導体ウエハは第７搬送位置ＴＰ７でトップリング５４Ｄからプッシャ８１に渡され、該プッシャ８１から第２リニアトランスポータ７７に渡され、第５搬送位置ＴＰ５に移送され、リフタ７８により第２搬送ロボット６１に渡される。該第２搬送ロボット６１から反転機６８に渡され反転され、搬送ユニット６２のチャッキングユニットに渡される。半導体ウエハは、チャッキングユニット、１次洗浄機６４、チャッキングユニット、２次洗浄機６５、チャッキングユニット、３次洗浄機６６、チャッキングユニット、４次洗浄機６７と移送され、洗浄及び乾燥される。続いて第１搬送ロボット４３の上側ハンドでフロントロード部４１のウエハカセットに収容される。なお、ＱＣを行う場合のテスト基板（ブランケットウエハ）を研磨処理は、研磨液の組成が異なるだけで、その手順は上記製品基板の研磨処理と同一であるから、その説明は省略する。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記例では研磨液はセリアスラリー（シリカスラリー）にＤＩＷ又は添加剤を添加・混合したものを用いたが、これに限定されるものではなく、これとは異なる種類のスラリーを用いてもよく、要は製品基板とは異なる被膜が形成されているテスト基板を研磨して装置の状態を把握し易く、状態判断に誤りがないようない組成の研磨液であればよい。

また、ＣＭＰ装置の状態を把握する状態把握方法は、研磨液の組成を変えるだけではなく、例えば研磨液の温度を変える等、テスト基板を製品基板研磨時の研磨条件と異なる研磨条件で研磨し、装置の状態を正しく、且つ容易に判断できる研磨条件であれば、この研磨条件を製品基板研磨時と変えるか、又は新たに付加してよい。

本発明に係る状態把握方法を実施するＣＭＰ装置の概略構成例を示す図である。 研磨液供給ノズルの概念構成を示す図である。 セリアスラリーに所定量の添加剤を添加してテスト基板を研磨した場合の研磨レートを示す図である。 セリアスラリーに所定量の添加剤を添加してテスト基板を研磨した場合の研磨レートを示す図である。 セリアスラリーに添加する添加剤の量を変化させてテスト基板を研磨した場合の研磨レートを示す図である。 図５から得た添加剤の添加量に対する研磨レートと研磨面の面内均一性の変化を示す図である。 本発明に係る状態把握方法を実施するＣＭＰ装置の構成例を示す平面図である。

符号の説明

１ 研磨テーブル（プラテン）
２ 研磨パッド
３ 研磨ヘッド
４ 基板
５ 研磨液供給ノズル
６ 第１添加物収容タンク
７ スラリータンク
８ 第２添加物収容タンク
９ ポンプ
１０ ポンプ
１１ ポンプ
１２ 配管
１３ 配管
１４ 配管
３１ ハウジング
３２ 隔壁
３３ 隔壁
３４ 隔壁
４０ ロード／アンロード部
４１ フロントロード部
４２ 走行機構
４３ 第１搬送ロボット
５０ 研磨部
５１ 第１研磨部
５２ 第２研磨部
５３Ａ 研磨テーブル
５３Ｂ 研磨テーブル
５３Ｃ 研磨テーブル
５３Ｄ 研磨テーブル
５４Ａ トップリング
５４Ｂ トップリング
５４Ｃ トップリング
５４Ｄ トップリング
５５Ａ 研磨液供給ノズル
５５Ｂ 研磨液供給ノズル
５５Ｃ 研磨液供給ノズル
５５Ｄ 研磨液供給ノズル
５６Ａ ドレッサ
５６Ｂ ドレッサ
５６Ｃ ドレッサ
５６Ｄ ドレッサ
５７Ａ アトマイザ
５７Ｂ アトマイザ
５７Ｃ アトマイザ
５７Ｄ アトマイザ
６０ 洗浄部
６１ 第２搬送ロボット
６２ 搬送ユニット
６４ 洗浄機
６５ 洗浄機
６６ 洗浄機
６７ 洗浄機
７１ 第１リニアトランスポータ
７２ 反転機
７３ リフタ
７４ プッシャ
７５ プッシャ
７６ リフタ
７７ 第２リニアトランスポータ
７８ リフタ
８０ プッシャ
８１ プッシャ

Claims (7)

1. 面上に絶縁膜が形成されたテスト基板を研磨してＣＭＰ装置の状態を把握するＣＭＰ装置の状態把握方法において、
   前記テスト基板研磨時に、パターンが形成された製品基板研磨時に用いる研磨液とは組成の異なる研磨液を用いて前記テスト基板の研磨を行うことを特徴とするＣＭＰ装置の状態把握方法。
2. 請求項１に記載のＣＭＰ装置の状態把握方法において、
   前記組成の異なる研磨液とは、純水によるスラリー希釈倍率が前記製品基板研磨時に用いる研磨液のスラリ−希釈倍率と異なることを特徴とするＣＭＰ装置の状態把握方法。
3. 請求項１に記載のＣＭＰ装置の状態把握方法において、
   前記組成の異なる研磨液とは、スラリーに添加する添加剤の濃度が前記製品基板研磨時に用いる研磨液のスラリ−に添加する添加剤の濃度と異なることを特徴とするＣＭＰ装置の状態把握方法。
4. 請求項３に記載のＣＭＰ装置の状態把握方法において、
   前記組成の異なる研磨液とは、スラリーに添加する添加剤の濃度が前記製品基板研磨時に用いる研磨液のスラリ−に添加する添加剤の濃度より低いことを特徴とするＣＭＰ装置の状態把握方法。
5. 請求項１に記載のＣＭＰ装置の状態把握方法において、
   前記組成の異なる研磨液とは、スラリーに添加する添加剤の種類が前記製品基板研磨時に用いる研磨液のスラリーに添加する添加剤とは異なることを特徴とするＣＭＰ装置の状態把握方法。
6. ＣＭＰ装置の状態確認のために製品基板と異なるテスト基板を研磨して該ＣＭＰ装置の状態を把握するＣＭＰ装置の状態把握方法において、
   前記テスト基板を製品基板研磨時に用いる研磨条件と異なる研磨条件で研磨することを特徴とするＣＭＰ装置の状態把握方法。
7. 研磨テーブル、研磨ヘッド、研磨液供給ノズルを備え、研磨液供給ノズルから前記研磨テーブルの研磨面に研磨液を供給すると共に、前記研磨ヘッドで保持した基板を該研磨面に押圧し、該研磨面と該基板の相対的運動により該基板を研磨するＣＭＰ装置において、
   スラリーを収容するスラリータンクと、純水又は添加剤を収容する複数の添加物タンクを備え、前記スラリータンクから前記研磨液供給ノズルに供給するスラリーに前記複数の添加物タンクの一つ又は複数から純水又は添加剤を添加し混合し、該混合した混合スラリーを前記研磨液として前記研磨テーブルの研磨面に供給するように構成し、
   装置立ち上げ時や日常点検での状態把握のためのテスト基板研磨時の研磨液の組成と、製品基板を研磨する製品研磨時の研磨液の組成を変えることを特徴とするＣＭＰ装置。

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