JP2007301690A - Polishing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数に分割された各領域に基板を吸着保持するチャックを有して回動送りされるインデックステーブルと、この分割領域に合わせて形成され研磨機構が設けられた複数の研磨室と、搬送装置が設けられた搬送室とを備えた研磨装置に関する。 The present invention includes an index table that has a chuck for sucking and holding a substrate in each of the divided areas, and a plurality of polishing chambers that are formed in accordance with the divided areas and provided with a polishing mechanism. The present invention also relates to a polishing apparatus including a transfer chamber provided with a transfer device.
上記のようなインデックステーブルと複数の研磨室を備えた研磨装置として、例えば半導体ウエーハや液晶基板などの基板表面を超精密に研磨加工する研磨装置(CMP装置と称される)が知られている。CMP装置による研磨加工(CMP加工)は、チャックに吸着保持された基板と研磨装置の研磨ヘッドに装着された研磨パッドとを相対回転させながら加圧接触させ、ここに加工対象に応じたスラリーを供給して化学的・機械的な研磨作用を起こさせて研磨加工を行うように構成される。 As a polishing apparatus provided with the index table and a plurality of polishing chambers as described above, for example, a polishing apparatus (referred to as a CMP apparatus) for polishing a substrate surface such as a semiconductor wafer or a liquid crystal substrate with high precision is known. . In the polishing process (CMP process) by the CMP apparatus, the substrate adsorbed and held by the chuck and the polishing pad mounted on the polishing head of the polishing apparatus are brought into pressure contact with each other while rotating relative to each other, and a slurry corresponding to the processing target is applied thereto. It is configured to perform polishing by supplying a chemical and mechanical polishing action.
CMP加工は、ナノメートルオーダの超精密研磨加工である一方、その装置構成は機械的な回転機構および揺動機構を基本として構成されており、装置各部に何らかの変化が生じるとその変化が被加工物である基板表面に敏感に影響を与える。半導体デバイス製造では、CMP工程により平坦化された基板表面にさらにフォトリソグラフィ工程により上層の配線層が形成され、これを繰り返して多層の配線基板が形成されるため、CMP工程における微細な表面性状の変化が最終的なデバイス製品に与える影響が大きい。このため、CMP装置のような研磨装置では、装置の異常を検出する異常検出器が各部に設けられており、構成装置のいずれかに異常が発生したときに、研磨加工を停止するように構成されている。 The CMP process is a nanometer-order ultra-precision polishing process, but the device configuration is based on a mechanical rotation mechanism and a swing mechanism. If any change occurs in each part of the device, the change is processed. It has a sensitive effect on the substrate surface. In semiconductor device manufacturing, an upper wiring layer is formed by a photolithography process on the substrate surface flattened by the CMP process, and a multilayer wiring board is formed by repeating this process. The change has a significant impact on the final device product. For this reason, in a polishing apparatus such as a CMP apparatus, an abnormality detector that detects an abnormality of the apparatus is provided in each unit, and the polishing process is stopped when an abnormality occurs in any of the constituent apparatuses. Has been.
このような異常検出器を備えた従来の研磨装置として、異常検出器によって検出された異常内容が洗浄装置にかかる内容である場合に、洗浄装置の作動を停止させるが、研磨機構部については研磨加工を停止させることなく、実行中の研磨加工が終了するまで実行させた後に停止させるように構成されたものがある(例えば特許文献1を参照)。 As a conventional polishing apparatus equipped with such an abnormality detector, when the abnormality content detected by the abnormality detector is the content related to the cleaning device, the operation of the cleaning device is stopped. There is one that is configured to be stopped after being executed until the current polishing process is completed without stopping the process (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の研磨装置では、異常検出器によって検出された異常内容が研磨機構にかかる内容である場合には、研磨機構全体を作動停止させるように構成されていた。すなわち、複数の研磨室を有する研磨装置においても、いずれかの研磨室において装置異常が検出された場合には、全ての研磨室の研磨加工を一時停止させるように構成されていた。 However, the conventional polishing apparatus is configured to stop the operation of the entire polishing mechanism when the abnormal content detected by the abnormality detector is related to the polishing mechanism. That is, even in a polishing apparatus having a plurality of polishing chambers, when an abnormality in the apparatus is detected in any of the polishing chambers, the polishing process in all the polishing chambers is temporarily stopped.
確かに、研磨機構に異常が発生した場合には、被加工基板に与える影響が少ない段階で加工を停止させることが好ましい。しかしながら、CMP加工で用いるスラリーは凝固性を有するため研磨機構を停止させる前にスラリーを洗い流す必要があり、研磨加工を再始動させる際に複数の研磨室それぞれの加工条件を微調整する煩雑な作業が必要になる。一方、いずれかの研磨室において装置異常が発生した場合、例えば第1研磨室において装置異常が発生した場合に、ダメージを受けた基板をさらに第2,第3研磨室に回動送りして第3次加工まで実行させることは無駄なばかりでなく、基板に生じたダメージによっては後段の研磨室において研磨パッドやチャックに損傷を与えるおそれも生じる。 Certainly, when an abnormality occurs in the polishing mechanism, it is preferable to stop the processing at a stage where the influence on the substrate to be processed is small. However, since the slurry used in CMP processing has solidification properties, it is necessary to wash the slurry before stopping the polishing mechanism. When restarting the polishing processing, complicated operations for finely adjusting the processing conditions of each of the plurality of polishing chambers Is required. On the other hand, when an apparatus abnormality occurs in one of the polishing chambers, for example, when an apparatus abnormality occurs in the first polishing chamber, the damaged substrate is further rotated and sent to the second and third polishing chambers. It is not only unnecessary to perform the third processing, but depending on the damage caused to the substrate, the polishing pad and the chuck may be damaged in the subsequent polishing chamber.
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、被加工基板および研磨機構を保護しつつ、煩雑な微調整作業を極力排除して高スループットを実現可能な研磨装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and provides a polishing apparatus capable of realizing a high throughput by protecting a substrate to be processed and a polishing mechanism and eliminating complicated fine adjustment as much as possible. For the purpose.
上記目的達成のため、本発明は、複数に分割された各領域に基板(例えば、実施形態におけるウエーハW)を着脱自在に吸着保持して回転駆動するチャックが設けられ、分割数に応じた角度ピッチで回動送りおよび位置決め停止されるインデックステーブルと、インデックステーブルの位置決め停止位置に合わせて形成されチャックに吸着保持されて回転駆動される基板の表面を研磨加工する研磨機構が設けられた複数の研磨室と、インデックステーブルの位置決め停止位置に合わせて形成され複数の研磨室において研磨加工が終了した加工済基板を搬出し未加工基板を搬入する搬送装置が設けられた搬送室と、上記インデックステーブル、複数の研磨機構および搬送装置の作動を制御する制御装置とを備え、搬送装置により搬入された未加工基板を、インデックステーブルにより順次回動送りして複数の研磨室で各研磨機構により同時に研磨加工し、加工済基板を搬送装置により搬出するように構成された研磨装置に関するものである。そのうえでこの研磨装置では、研磨装置の各部に設けられて当該各部の異常を検出する異常検出手段と、異常検出手段から入力された検出信号が各研磨室ごとに研磨加工を中止させる信号として予め設定された信号に該当するか否かを判断する判断手段とを備え、制御装置は、判断手段において研磨加工を中止させる信号に該当すると判断された研磨室について研磨加工を中止させ、他の研磨室における研磨加工は予め設定された研磨加工を終了するまで実行させた後に一時停止させるように構成される。 In order to achieve the above object, the present invention is provided with a chuck that detachably sucks and holds a substrate (for example, the wafer W in the embodiment) in each of the divided areas, and rotates according to the number of divisions. There are provided an index table that is rotated and fed at a pitch and stopped, and a polishing mechanism that polishes the surface of the substrate that is formed in accordance with the positioning stop position of the index table and is sucked and held by a chuck and driven to rotate. A polishing chamber, a transfer chamber provided in accordance with a positioning stop position of the index table, a transfer chamber provided with a transfer device for carrying out processed substrates that have been polished in a plurality of polishing chambers, and carrying in unprocessed substrates; and the index table A plurality of polishing mechanisms and a control device for controlling the operation of the conveying device, The substrate, with the forward next dynamic feed by the index table simultaneously polished by the polishing mechanism with multiple polishing chamber, relates the polishing apparatus constructed as to unload the transport device the processed substrate. In addition, in this polishing apparatus, an abnormality detecting means provided in each part of the polishing apparatus for detecting an abnormality of each part, and a detection signal input from the abnormality detecting means are set in advance as signals for stopping the polishing process for each polishing chamber. Determining means for determining whether or not the signal corresponds to the received signal, and the control device stops the polishing process for the polishing chamber determined to correspond to the signal for stopping the polishing process by the determining means, and the other polishing chamber The polishing process is performed until the preset polishing process is completed and then temporarily stopped.
本発明に係る研磨装置では、装置各部に設けられた異常検出手段から入力される検出信号が、各研磨室ごとに研磨加工を中止させる信号として予め設定された信号に該当するか否かを判断する判断手段が設けられており、制御装置は判断手段において研磨加工を中止させる信号に該当すると判断された研磨室についてのみ研磨加工を中止させ、他の研磨室における研磨加工は予め設定された研磨加工を終了するまで実行させた後に一時停止するように構成される。例えば第1研磨室、第2研磨室、第3研磨室を有する研磨装置において、装置異常が発生し異常検出信号が入力されたときに、判断手段は、当該信号が第1研磨室〜第3研磨室のそれぞれの研磨室について、研磨加工を停止すべき信号として予め設定された信号であるか否かを判断する。 In the polishing apparatus according to the present invention, it is determined whether or not the detection signal input from the abnormality detection means provided in each part of the apparatus corresponds to a signal preset as a signal for stopping the polishing process for each polishing chamber. The control unit stops the polishing process only for the polishing chamber determined to correspond to the signal for stopping the polishing process in the determination unit, and the polishing process in the other polishing chambers is a preset polishing process. It is constituted so that it is paused after being executed until the machining is finished. For example, in a polishing apparatus having a first polishing chamber, a second polishing chamber, and a third polishing chamber, when an apparatus abnormality occurs and an abnormality detection signal is input, the determination means outputs the signal from the first polishing chamber to the third polishing chamber. For each polishing chamber of the polishing chamber, it is determined whether or not the signal is set in advance as a signal to stop the polishing process.
具体的には、その検出信号が第1研磨室の研磨加工を停止すべき信号として予め設定されているが第2,第3研磨加工室については設定されていない場合、例えば、第1研磨室の研磨パッド駆動機構の異常であるような場合には、第1研磨室の研磨加工のみを中止させ、第2,第3研磨室の研磨加工は当該研磨室について予め設定された研磨加工が終了するまで実行させた後に一時停止させる。一方、検出信号が第1〜第3のいずれの研磨室についても研磨加工を停止すべき信号として設定されていない信号の場合、例えば基板を搬送する搬送装置の異常のような場合には、第1〜第3研磨室の各研磨室において研磨加工が終了するまで実行させた後に一時停止させる。すなわち、本発明の研磨装置では、実行中の研磨加工に直接的に影響を与え、真に研磨加工を停止させるべき研磨室の研磨加工のみが中止され、研磨加工を継続可能な研磨室については当該研磨室について予め設定された研磨加工を終了させた後に一時停止させる。 Specifically, when the detection signal is set in advance as a signal for stopping the polishing process in the first polishing chamber, but the second and third polishing chambers are not set, for example, the first polishing chamber If the polishing pad drive mechanism is abnormal, only the polishing process in the first polishing chamber is stopped, and the polishing process in the second and third polishing chambers is completed for the polishing chamber set in advance. Until it is done, and then pause. On the other hand, in the case where the detection signal is a signal that is not set as a signal to stop the polishing process in any of the first to third polishing chambers, for example, in the case of an abnormality in the transfer device that transfers the substrate, Each of the first to third polishing chambers is temporarily stopped after being executed until the polishing process is completed. That is, in the polishing apparatus of the present invention, the polishing chamber that has a direct influence on the polishing process that is being performed and that only stops the polishing process that should stop the polishing process is stopped. After the polishing process preset for the polishing chamber is finished, the polishing chamber is temporarily stopped.
このため、異常が発生した研磨室について、被加工基板に与える影響が少ない段階で加工を停止させて基板および研磨機構の保護を図ることができるとともに、他の研磨室については当該研磨室における研磨加工を正常に終了させることができ、再始動に際して加工条件の微調整などの繁雑な作業を行う必要がない。従って、被加工基板および研磨機構を適切に保護しつつ煩雑な微調整作業を排除して高スループットを実現可能な研磨装置を提供することができる。 For this reason, it is possible to protect the substrate and the polishing mechanism by stopping the processing of the polishing chamber in which the abnormality has occurred at a stage where the influence on the substrate to be processed is small, and polishing other polishing chambers in the polishing chamber. Machining can be completed normally, and there is no need to perform complicated operations such as fine adjustment of machining conditions during restart. Therefore, it is possible to provide a polishing apparatus capable of realizing a high throughput by appropriately protecting the substrate to be processed and the polishing mechanism and eliminating complicated fine adjustment work.
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。本発明を適用した研磨装置の構成例を図2に示しており、まずこの図を参照して研磨装置PMの全体構成から概要説明する。なお、図2中に付記した矢印付の点線は、この研磨装置PMにおける被加工基板である半導体ウエーハの流れを示す線である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows a configuration example of a polishing apparatus to which the present invention is applied. First, an outline of the overall configuration of the polishing apparatus PM will be described with reference to FIG. A dotted line with an arrow added in FIG. 2 is a line showing a flow of a semiconductor wafer which is a substrate to be processed in the polishing apparatus PM.
研磨装置PMは、大別的には、半導体ウエーハ(以下、ウエーハと称する)の搬入・搬出を行うカセットインデックス部1、研磨加工を行う研磨加工部2、研磨加工が終了したウエーハの洗浄を行う基板洗浄部3、及び研磨装置内でウエーハの搬送を行う搬送装置4(第1搬送ロボット41、第2搬送ロボット42)などからなり、各部はそれぞれ自動開閉式のシャッタで仕切られてクリーンチャンバが構成される。研磨装置PMの作動は、図示省略する制御装置により制御される。
The polishing apparatus PM is broadly classified into a cassette index unit 1 that carries in and out a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer), a polishing processing unit 2 that performs polishing, and a wafer that has been polished. The
カセットインデックス部1には、それぞれ複数枚のウエーハWを保持したカセット(キャリアとも称される)C1〜C4を載置するウエーハ載置テーブル12が設けられ、ウエーハ載置テーブル12の前方に第1搬送ロボット41が配設されている。第1搬送ロボット41は多関節アーム型のロボットであり、床面に設けられたリニアガイドに沿って移動自在な基台の上部に水平旋回及び昇降作動自在な旋回台が設けられ、この旋回台に取り付けられた多関節アームを伸縮させて、アーム先端部のウエーハチャックでウエーハWの外周縁部を把持可能になっている。第1搬送ロボット41によりセンドカセットC1,C2から取り出された研磨加工前の未加工ウエーハは、基板洗浄部3内に設けられた未加工ウエーハを搬送するための通路内で研磨加工部2の第2搬送ロボット42に受け渡される。
The cassette index portion 1 is provided with a wafer mounting table 12 on which cassettes (also referred to as carriers) C 1 to C 4 each holding a plurality of wafers W are mounted, and in front of the wafer mounting table 12. A
研磨加工部2は、円盤状のインデックステーブル20を中心として4つのエリアに区分されており、未加工ウエーハの搬入及び加工済ウエーハの搬出を行う搬送室24と、ウエーハの第1次研磨加工を行う第1研磨室21、第2次研磨加工を行う第2研磨室22、第3次研磨加工を行う第3研磨室23とから構成される。
The polishing unit 2 is divided into four areas centering on a disk-shaped index table 20, and includes a
インデックステーブル20は、上記4つのエリアに対応して4分割されており、各領域にウエーハWを着脱自在に吸着保持するウエーハチャック20cが設けられている。インデックステーブル20の内部には、4箇所のウエーハチャック20c,20c…をそれぞれ水平面内で回転させるチャック駆動機構が設けられており、各ウエーハチャック20cが制御装置から出力される制御信号に基づいて各々独立して回転制御される。インデックステーブル20は、テーブル全体を回転駆動するテーブル駆動機構により水平旋回自在に配設されており、制御装置から出力される制御信号に基づいて90度ピッチで回動送りされ、各ウエーハチャックが搬送室24、第1研磨室21、第2研磨室22、第3研磨室23に位置決め停止されるようになっている。
The index table 20 is divided into four parts corresponding to the above four areas, and a
搬送室24には、第2搬送ロボット42が設けられている。第2搬送ロボット42は、第1搬送ロボット41と同様の多関節アーム型のロボットであり、第1搬送ロボット41から受け取った未加工ウエーハを搬送室24に搬入し、この搬送室24に位置決め停止されたウエーハチャック20cに載置して吸着保持させる。
In the
第1研磨室21、第2研磨室22、第3研磨室23には、それぞれウエーハWの表面を研磨する研磨機構220と、研磨パッドの研磨面をドレッシングするドレッシング機構230とが設けられている。
The
各研磨室に設けられた研磨機構220は、図3に側面視の概要構成を示すように、研磨パッド221と、研磨パッドの研磨面221sを下向きの水平姿勢で吸着保持し研磨ヘッド駆動機構により水平面内に回転駆動される研磨ヘッド222、研磨ヘッド222を水平揺動及び昇降作動させるアーム駆動機構を備えた研磨アーム223、及び上述したウエーハチャック20cなどからなり、各部の作動が制御装置から出力される制御信号に基づいて制御される。研磨ヘッド222には、円環状の研磨パッド221の中心部にスラリーや純水等を供給するスラリー供給構造が設けられており、研磨加工時に、スラリー供給装置から加工目的に応じたスラリーが供給されるように構成されている。
As shown in the schematic side view of FIG. 3, the
研磨機構220によるウエーハの研磨加工は、研磨アーム223を水平揺動させて研磨ヘッド222をウエーハチャック20cの上方に位置させた状態で、研磨ヘッド222を回転させながら下降させ、ウエーハチャック20cに吸着保持されて回転されるウエーハWの表面に研磨パッド221を所定圧力で押圧させ、研磨ヘッドの中心部からスラリーを供給しながら研磨アーム223を揺動させることで行われる。
The wafer is polished by the
研磨ヘッド222の回転数、研磨パッド221のウエーハへの押圧力、ウエーハに対する揺動速度およびストローク、ウエーハチャック20cの回転数、研磨ヘッド222に供給するスラリーの種別や流量などの加工条件は、各研磨室21、22、23において行われる第1次〜第3次のプロセス内容に応じて各研磨室ごとに予め設定されており、各研磨室では、このようにして条件設定された制御フローに基づいて制御装置から各駆動機構等に出力される制御信号に従って研磨加工が同時並行して行われる。
The processing conditions such as the number of revolutions of the polishing
なお、研磨アーム223の先端部には、研磨加工中のウエーハの研磨状態を光学的に検出する終点検出器が取り付けられており、研磨加工中の膜厚減少などがリアルタイムで検出され研磨加工の終点をフィードバック制御可能になっている。また研磨加工の終段にはスラリー供給装置から純水が供給され、スラリーを洗い流すリンス洗浄が行われるようになっている。
An end point detector for optically detecting the polishing state of the wafer being polished is attached to the tip of the polishing
ドレッシング機構230は、ドレッシング工具231と、このドレッシング工具を上向きの水平姿勢で回転させる工具回転機構とを備えて構成され、所定の研磨サイクルごとに研磨ヘッドを水平揺動させて研磨パッド221をドレッシング工具231上に移動させ、研磨パッド221およびドレッシング工具231を相対回転させつつ、研磨パッドの研磨面221sをドレッシング面231sに当接させて、研磨面221sのドレッシングを行うようになっている。
The
インデックステーブル20は、同時並行して実行される第1〜第3研磨室の研磨加工が終了すると90度回動送りされ、搬送室24においてウエーハチャック20cに吸着保持された未加工ウエーハが、搬送室24から第1研磨室21→第2研磨室22→第3研磨室23に送られて各研磨室で順次第1次研磨加工、第2次研磨加工、第3次研磨加工され、第3研磨室23において研磨加工が終了した加工済ウエーハが搬送室24に送り出される。
The index table 20 is rotated 90 degrees when the polishing processes of the first to third polishing chambers executed in parallel are completed, and the unprocessed wafer attracted and held by the
すなわちインデックステーブル20が回動送りされるごとに未加工ウエーハが第1研磨室21に搬入されるとともに、研磨加工を完了した加工済ウエーハが第3研磨室23から搬送室24に搬出される。搬送室24に送り出された加工済ウエーハは、第2搬送ロボット42の作動と同期してウエーハチャック20cによる吸着保持が解除され、第2搬送ロボット42によって研磨加工部2から基板洗浄部3に搬送される。
That is, each time the index table 20 is rotated and fed, the unprocessed wafer is carried into the
なお、搬送室24には、研磨機構220と同様に水平揺動可能なアーム243と、アームの先端部に水平面内で回転自在に配設されたブラシ241とを有するチャック洗浄機構240が設けられており、加工済ウエーハが第2搬送ロボット42によって搬出されたときに、アーム243を水平旋回させてブラシ241をウエーハチャック20c上に移動させ、インデックステーブル20に設けられたウエーハ保湿用の純水供給ノズル245から純水を供給させながらブラシ241を回転させて、ウエーハチャック20cの上面をブラシ洗浄するように構成される。
The
基板洗浄部3は、第1洗浄室31、第2洗浄室32、第3洗浄室33及び乾燥室34の4室構成からなり、研磨加工が終了して第2搬送ロボット42により搬入された加工済ウエーハが、第1洗浄室31→第2洗浄室32→第3洗浄室33→乾燥室34に順次送られて研磨加工部2で付着したスラリや研磨摩耗粉等の除去洗浄が行われる。各洗浄室における洗浄方法は種々の構成例があるが、例えば、第1洗浄室31では回転ブラシによる両面洗浄、第2洗浄室32では超音波加振下での表面ペンシル洗浄、第3洗浄室33では純水によるスピナー洗浄、乾燥室34では窒素雰囲気下における乾燥処理が行われる。第1洗浄室31の下方には、未加工ウエーハを研磨加工部2に搬送するための通路が設置されている。
The
基板洗浄部3で洗浄された加工済ウエーハは、第1搬送ロボット41により基板洗浄部から取り出され、ウエーハ載置テーブル12上に載置されたレシーブカセットC3,C4の所定スロット、またはセンドカセットC1,C2の空きスロットに収容される。
The processed wafers cleaned by the
このように概要構成される研磨装置PMにおいて、装置各部に当該各部の異常を検出する異常検出手段が設けられ、制御装置は異常検出手段において検出された異常内容に応じて各部の作動規制を行うように構成されている。図1にこのようなインターロック機能を達成するための制御構成を概略ブロック図として示しており、以下この図を参照しながら制御装置6におけるインターロック制御部60の構成および作用について説明する。
In the polishing apparatus PM configured as described above, each part of the apparatus is provided with an abnormality detection means for detecting an abnormality of each part, and the control device regulates the operation of each part according to the abnormality content detected by the abnormality detection means. It is configured as follows. FIG. 1 shows a schematic block diagram of a control configuration for achieving such an interlock function. Hereinafter, the configuration and operation of the
インターロック制御部60には、第1〜第3研磨室、搬送室、第1〜第3洗浄室31〜33、第1及び第2搬送装置41,42、及びカセットインデックス部1の各部に設けられて当該各部の異常を検出する異常検出手段50から検出信号が入力されており、異常検出手段50から入力された検出信号に応じて各部の制御対象70に対して所定の規制作動を行うように構成される。また制御装置6と接続されて種々の加工プログラムの選択やパラメータ設定、実施中の加工ステップを表示する表示装置(例えばCRTや液晶表示パネル)80にアラーム表示を行うように構成されている。
The
異常検出手段50は、第1研磨室21における制御対象71の異常を検出する第1研磨室異常検出手段51、第2研磨室22における制御対象72の異常を検出する第2研磨室異常検出手段52、第3研磨室23における制御対象73の異常を検出する第3研磨室異常検出手段53、搬送室24における制御対象74の異常を検出する搬送室異常検出手段54、基板洗浄部3における制御対象75の異常を検出する基板洗浄部異常検出手段55、搬送装置4における制御対象76の異常を検出する搬送装置異常検出手段56、カセットインデックス部1における制御対象77の異常を検出するカセットインデックス部異常検出手段57、周辺機器における制御対象78の異常を検出する周辺機器異常検出手段58等からなる。
The abnormality detection means 50 is a first polishing chamber abnormality detection means 51 that detects an abnormality of the
第1〜第3研磨室21〜23の異常を検出する各異常検出手段51〜53は、各研磨室に設けられまたは各研磨室に位置した制御対象71〜73の不正常な状態を検出可能な種々の検出手段を用いることができる。例えば、制御対象71〜73のひとつである研磨機構220のアーム駆動機構に設けられて研磨アーム223が所定の揺動角度範囲を越えて揺動したことを検出するフォトインタラプタ、同様に制御対象71〜73であるウエーハチャック20cのウエーハ着脱機構に設けられて真空吸着ラインが所定の真空圧を超えて上昇したことを検出する圧力スイッチ、スラリー供給装置の供給ラインに設けられてスラリーの供給量または供給圧力が所定値以下になったことを検出するフロースイッチまたは圧力スイッチ、など種々の公知の検出器が例示される。
Each abnormality detecting means 51 to 53 for detecting abnormality in the first to
また各研磨機構220におけるアーム駆動機構や研磨ヘッド駆動機構、チャック駆動機構、ドレッシング機構、などの各駆動軸の作動を制御するサーボコントロールユニットにおけるアラーム出力部も異常検出手段を構成し、各サーボモータの過電流やエンコーダ異常、パラメータ設定された所定回転数や加減速パターンの範囲を超えた場合などのサーボアラーム等が異常検出信号としてインターロック制御部60に入力される。
In addition, an alarm output unit in a servo control unit that controls the operation of each drive shaft such as an arm drive mechanism, a polish head drive mechanism, a chuck drive mechanism, and a dressing mechanism in each
搬送室24の異常を検出する搬送室異常検出手段54は、搬送室24に設けられまたは搬送室に位置決めされた制御対象74の異常を検出する検出手段であり、例えば、制御対象であるチャック洗浄機構240に設けられてアームの揺動角度が所定の角度範囲を超えたことを検出するフォトインララプタ、ウエーハチャック20cの真空吸着ラインが所定真空圧まで到達しないこと、あるいは大気圧に開放されないことを検出する圧力スイッチ、ウエーハ搬出後にウエーハチャック20cを洗浄する純水供給ラインに設けられて純水供給ノズル245への純水供給量が所定値未満であることを検出するフロースイッチ等が例示される。
The transfer chamber abnormality detection means 54 for detecting an abnormality in the
基板洗浄部3(第1〜第3洗浄室31〜33及び乾燥室34)における制御対象75の異常を検出する基板洗浄部異常検出手段55は、例えば、制御対象75のひとつである回転ブラシ駆動機構に設けられた駆動モータの過電流を検出する過電流検出器、他の制御対象75である超音波振動子の過熱を検出するサーマルスイッチ、スピナー洗浄の純水供給ラインに設けられて純水供給量が所定値未満であることを検出するフロースイッチ、乾燥窒素を吹き付ける窒素供給ラインの供給量または供給圧が所定値未満であることを検出するフロースイッチまたは圧力スイッチなどの検出器が例示される。
The substrate cleaning unit abnormality detection means 55 that detects an abnormality of the
搬送装置4(第1,第2搬送ロボット41,42)の異常を検出する搬送装置異常検出手段56は、制御対象76である第1搬送ロボット41,第2搬送ロボット42の異常を検出する検出器であり、例えば、これらの搬送ロボット41,42における旋回台の旋回角度が所定角度を超えて揺動したことを検出する近接スイッチや、多関節アームの伸長量が所定量未満であることを検出するリミットスイッチ、アーム先端部のウエーハチャックにウエーハが把持されているか否かを検出するフォトインタラプタ、搬送ロボットの各区同軸の異常を検出するサーボコントロールユニット等が例示される。
The conveyance device abnormality detection means 56 that detects abnormality of the conveyance device 4 (first and
カセットインデックス部1の異常を検出するカセットインデックス部異常検出手段57は、制御対象77であるカセットインデックス部各部の異常を検出する検出器であり、例えば、制御フローにおいて指定されたウエーハ載置テーブルの所定位置にセンドカセットまたはレシーブカセットがセットされているか否かを検出するカセット検出器等が例示される。
The cassette index part abnormality detecting means 57 for detecting an abnormality in the cassette index part 1 is a detector for detecting an abnormality in each part of the cassette index part which is the
周辺機器における制御対象78の異常を検出する周辺機器異常検出手段58は、例えば制御対象であるスラリー供給装置や冷却水供給装置、クリーンチャンバを形成するための除塵装置、各室間を仕切るシャッタの開閉機構等の各部に設けられた種々の検出器、例えば既述したリミットスイッチやフォトインタラプタ、近接スイッチ、フロースイッチ、過電流検出器、圧力スイッチなどの検出器が用いられる。そして、以上のような各制御対象に設けられた異常検出手段50の検出信号が制御装置6のインターロック制御部60に入力されている。
Peripheral device abnormality detection means 58 for detecting an abnormality of the
インターロック制御部60は、異常検出手段50において検出される異常内容に応じて予め作動規制すべき制御対象70が設定記憶された記憶部61、異常検出手段50から検出信号が入力されたときに、制御対象70の作動を規制する信号として記憶部61に設定された信号に該当するか否かを判断する判断部62、判断部62においていずれかの制御対象71〜78について作動を規制する信号であると判断されたときに、制御対象に指令信号を出力する作動制御部65に規制信号を出力して該当する制御対象71〜78の作動を規制する規制信号出力部63などから構成される。
The
本インターロック制御部60では、作動規制の対象が各研磨室21〜23ごとに記憶部61に設定記憶されており、判断部62では異常検出手段50から検出信号が入力されたときに、研磨加工を中止させる信号として記憶部61に設定された信号に該当するか否かを各研磨室21,22,23ごとに判断する。そして、規制信号出力部63は、判断部62において研磨加工を中止させる信号に該当すると判断された研磨室についてのみ作動制御部65に規制信号を出力して研磨加工を中止させ、他の研磨室における研磨加工は予め設定された制御フローに基づく研磨加工を終了するまで実行させた後、一時停止させるように構成される。
In the
すなわち、異常検出手段50から入力された検出信号が、研磨加工に直接的に影響し研磨加工を中止させるべき内容の検出信号であるが、それが一部の研磨室に固有の異常検出信号であるような場合には、当該一部の研磨室についてのみ該当する制御対象について作動を規制すべき検出信号として記憶手段61に設定記憶され、他の研磨室の制御対象については作動規制すべき検出信号として設定されていない。 That is, the detection signal input from the abnormality detection means 50 is a detection signal that directly affects the polishing process and should be stopped, but this is an abnormality detection signal unique to some polishing chambers. In some cases, the detection means whose operation is to be restricted for the control object corresponding to only some of the polishing chambers is set and stored in the storage means 61, and the detection that should be restricted for the control objects of other polishing chambers. It is not set as a signal.
例えば、第2研磨室22に設けられた研磨機構220における、研磨アーム223が所定の揺動角度範囲を越えて揺動したオーバートラベルの検出信号や制御軸のサーボアラーム等は、この第2研磨室22において実行中の研磨加工に直接的に影響を及ぼすため、第2研磨室22の研磨機構220(制御対象72)について作動を規制すべき検出信号として設定記憶されているが、第1研磨室21および第3研磨室23の研磨機構220(制御対象71,73)については、実行中の研磨加工に直接的な影響がなく研磨機構を作動規制すべき検出信号として設定記憶されていない。
For example, in the
従って、判断部62は、第2研磨室22の研磨機構220について作動を規制すべき検出信号に該当すると判断して、規制信号出力部63から当該第2研磨室22の研磨機構220(制御対象72)に対する規制信号を作動制御部65に出力して研磨加工を中止させるが、第1研磨室21および第3研磨室23の研磨機構220,220(制御対象71,73)については規制信号を出力せずに実行中の研磨加工を継続させ、両研磨室において予め設定された研磨加工を終了させた後に一時停止させる。このとき表示装置80には、発生した異常内容と作動規制した制御対象がアラーム表示されるとともに、第2研磨室22における研磨加工を途中で中止した旨、および停止中の加工ステップが表示される。
Accordingly, the
また、異常検出手段50において検出される異常の内容が、第1研磨室21〜第3研磨室23において実行中のいずれの研磨加工にも直接的に影響を与える内容でない場合、このような検出信号は研磨室21〜23について研磨加工を中止させるべき信号として記憶部61に設定されていない。
Further, when the content of the abnormality detected by the abnormality detection means 50 is not the content that directly affects any polishing process being performed in the
例えば、研磨加工部2における搬送室24においてウエーハが載置されたウエーハチャックの真空吸着ラインが所定真空度まで到達しないウエーハ吸着保持の異常検出信号や、チャック洗浄機構240に関する異常検出信号、搬送装置異常検出手段56やカセットインデックス部異常検出手段57において検出される検出信号等は、いずれの研磨室21,22,23についても実行中の研磨加工に直接的に影響を及ぼす内容の異常検出信号でなく、これらの検出信号は、それぞれ該当する制御対象74,76,77(例えばチャック駆動機構、チャック洗浄機構240、第1,第2搬送ロボット41,42)等について作動を規制すべき検出信号として記憶部61に設定記憶されているが、第1〜第3研磨室21〜23の研磨加工を中止させるべき信号としては設定されていない。
For example, a wafer suction holding abnormality detection signal in which the vacuum chucking line of the wafer chuck on which the wafer is placed in the
従って、入力された信号が実行中の研磨加工に直接影響を与えない上記のような異常検出信号である場合には、第1〜第3研磨室21〜23において実行中の第1次〜第3次研磨加工が継続して行われ、全研磨室21〜23において予め設定された制御フローに基づく研磨加工が終了された後に一時停止される。表示装置80には、発生した異常内容および作動規制した制御対象がアラーム表示されるとともに、停止中の加工ステップが表示される。
Therefore, when the input signal is an abnormality detection signal as described above that does not directly affect the polishing process being performed, the first to third processes being executed in the first to
一方、異常検出手段50において検出される異常の内容が、第1〜第3研磨室21〜23において実行中の研磨加工の全てに直接的に影響を与える内容である場合、このような検出信号は研磨室21〜23についてそれぞれ研磨加工を中止させるべき信号として記憶部61に設定されている。
On the other hand, when the content of the abnormality detected by the abnormality detection means 50 is the content that directly affects all of the polishing processes being performed in the first to
例えば、所定の回動角度位置に位置決め停止されたインデックステーブル20の回動をロックするロックピンがロック位置から外れたことを検出する異常検出信号や、各研磨室21〜23にスラリーを供給するスラリー供給装置において電源が断となる異常を検出した検出信号等は、いずれの研磨室についても実行中の研磨加工に直接的に影響を及ぼす内容の異常検出信号であり、これらの検出信号は、それぞれ該当する制御対象(例えばインデックステーブル駆動機構、スラリー供給装置)等について作動を規制すべき検出信号として記憶部61に設定記憶されるとともに、第1〜第3研磨室の研磨加工を中止させるべき信号として記憶部61に設定記憶されている。
For example, an abnormality detection signal for detecting that a lock pin that locks the rotation of the index table 20 positioned and stopped at a predetermined rotation angle position is removed from the lock position, and slurry is supplied to each of the polishing
従って、入力された検出信号が実行中の研磨加工全体に直接影響を与える上記のような異常検出信号である場合には、第1〜第3研磨室21〜23において実行中の第1次〜第3次研磨加工が中止されその状態で一時停止される。表示装置80には発生した異常内容と作動規制した制御対象がアラーム表示されるとともに、第1〜第3研磨室21〜23において研磨加工を途中で中止した旨、および停止中の加工ステップが表示される。
Accordingly, when the input detection signal is an abnormality detection signal as described above that directly affects the entire polishing process being performed, the first to third processes being performed in the first to
このように、本発明の研磨装置PMでは、実行中の研磨加工に直接的に影響を与え、真に研磨加工を停止させるべき研磨室の研磨加工のみが中止され、研磨加工を継続可能な研磨室については当該研磨室について予め設定された研磨加工を終了させた後に一時停止される。このため、異常が発生した研磨室について、ウエーハに与える影響が少ない段階で加工を停止させてウエーハおよび研磨機構の保護を図ることができるとともに、他の研磨室については当該研磨室における研磨加工を正常に終了させることができ、再始動に際して加工条件の微調整などの繁雑な作業を行う必要がない。従って、被加工基板および研磨機構を適切に保護しつつ煩雑な微調整作業を排除して高スループットを実現可能な研磨装置を提供することができる。 As described above, in the polishing apparatus PM of the present invention, the polishing process that directly affects the polishing process being performed and only the polishing process of the polishing chamber that should stop the polishing process is stopped, and the polishing process can be continued. The chamber is temporarily stopped after the polishing process preset for the polishing chamber is finished. For this reason, it is possible to protect the wafer and the polishing mechanism by stopping the processing of the polishing chamber where the abnormality has occurred at a stage where the influence on the wafer is small, and for other polishing chambers, polishing processing in the polishing chamber is performed. The process can be completed normally, and there is no need to perform complicated operations such as fine adjustment of machining conditions upon restart. Therefore, it is possible to provide a polishing apparatus capable of realizing a high throughput by appropriately protecting the substrate to be processed and the polishing mechanism and eliminating complicated fine adjustment work.
なお、以上説明した実施形態では研磨加工部2に三つの研磨室21,22,23を形成した構成例を示したが、研磨室は二室または四室以上であってもよく、被加工基板は半導体ウエーハの他、石英基板やガラス基板、セラミック基板等であっても同様に適用し同様の効果を得ることができる。
In the above-described embodiment, the configuration example in which the three polishing
W ウエーハ(基板) 2 研磨加工部
3 基板洗浄部 6 制御装置
20 インデックステーブル 20c ウエーハチャック
21 第1研磨室 22 第2研磨室
23 第3研磨室 24 搬送室
41 第1搬送ロボット(搬送装置) 42 第2搬送ロボット(搬送装置)
50 異常検出手段 60 インターロック制御部
62 判断手段 70 制御対象
220 研磨機構 PM 研磨装置
W Wafer (Substrate) 2
50
Claims (1)
前記インデックステーブルの位置決め停止位置に合わせて形成され、前記チャックに吸着保持されて回転駆動される前記基板の表面を研磨加工する研磨機構が設けられた複数の研磨室と、
前記インデックステーブルの位置決め停止位置に合わせて形成され、前記複数の研磨室において研磨加工が終了した加工済基板を搬出し、未加工基板を搬入する搬送装置が設けられた搬送室と、
前記インデックステーブル、前記複数の研磨機構および前記搬送装置の作動を制御する制御装置とを備え、
前記搬送装置により搬入された未加工基板を、前記インデックステーブルにより順次回動送りして前記複数の研磨室で各研磨機構により同時に研磨加工し、加工済基板を前記搬送装置により搬出するように構成された研磨装置において、
前記研磨装置の各部に設けられて当該各部の異常を検出する異常検出手段と、
前記異常検出手段から入力された検出信号が、前記各研磨室ごとに研磨加工を中止させる信号として予め設定された信号に該当するか否かを判断する判断手段とを備え、
前記制御装置は、前記判断手段において研磨加工を中止させる信号に該当すると判断された研磨室について研磨加工を中止させ、他の研磨室における研磨加工は予め設定された研磨加工を終了するまで実行させた後に一時停止させるように構成したことを特徴とする研磨装置。 An index table that is provided with a chuck that detachably sucks and holds the substrate in each of the divided areas, and that is rotated and fed at an angular pitch corresponding to the number of divisions, and an index table,
A plurality of polishing chambers provided with a polishing mechanism for polishing the surface of the substrate that is formed in accordance with the positioning stop position of the index table and is sucked and held by the chuck and driven to rotate;
A transfer chamber provided in accordance with a positioning stop position of the index table, provided with a transfer device for carrying out processed substrates that have been polished in the plurality of polishing chambers, and carrying in unprocessed substrates;
A control device for controlling the operation of the index table, the plurality of polishing mechanisms and the transport device;
The raw substrate carried in by the transfer device is sequentially rotated and fed by the index table, and polished by each polishing mechanism in the plurality of polishing chambers, and the processed substrate is carried out by the transfer device. In the polished polishing apparatus,
An abnormality detection means provided in each part of the polishing apparatus for detecting an abnormality of each part;
A determination means for determining whether the detection signal input from the abnormality detection means corresponds to a signal set in advance as a signal for stopping polishing for each polishing chamber;
The control device stops the polishing process for the polishing chamber determined to correspond to the signal for stopping the polishing process by the determination means, and executes the polishing process in the other polishing chamber until the preset polishing process is completed. A polishing apparatus characterized in that the apparatus is temporarily stopped after the operation.
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