JP2015205359A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 研磨後の基板の被研磨面に残渣として残っている金属膜を精度良く検出することのできる基板処理装置を提供する。【解決手段】 基板処理装置は、基板の被研磨面を研磨して被研磨面に形成された金属膜を除去する研磨部３と、研磨部３によって研磨された基板を洗浄して乾燥する洗浄部４と、研磨部３によって研磨された後に基板が一時的に置かれる仮置き台１８０を備えている。仮置き台１８０には、基板の被研磨面に残っている金属膜を検知するセンサ８、９が設けられている。【選択図】 図１

Description

本発明は、研磨後の基板の表面（被研磨面）に残っている金属膜の残渣を検出する基板処理装置に関する。

従来から、半導体ウェハなどの基板を研磨して基板上に形成された金属膜を除去する研磨部と、研磨部によって研磨された基板を洗浄して乾燥する洗浄部とを有する基板処理装置が知られている。研磨部では、例えば、研磨テーブルの上面に研磨パッドを貼り付けて研磨面を形成し、この研磨面に研磨ヘッド（基板保持機構）で保持した半導体ウェーハ等の基板の被研磨面を押圧接触させ、研磨面にスラリを供給しながら、研磨テーブルの回転と研磨ヘッドの回転による研磨面と被研磨面との相対運動により、被研磨面を平坦に研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ）が行われる。

このように、ＣＭＰ装置では、基板上に余剰に成膜した金属膜を研磨にて除去するが、装置の動作不良が発生した場合などに、研磨後の基板の表面（被研磨面）に除去しきれずに残渣として金属膜が残ることがある。そこで、従来、研磨テーブル内にセンサヘッドを設置（埋設）し、ウェハの研磨中、研磨テーブルとともにセンサヘッドを回転させて、ウェハの表面を横切りながら膜厚データを取得する装置が提案されていた（例えば特許文献１参照）。

特開２０１３−２２２８５６号公報

しかしながら、従来の装置においては、ウェハの下にセンサヘッドがきたときの膜厚データ（ウェハ全体ではなく一部の膜厚データ）しか取得することができず、また、研磨テーブルとともに回転しながら膜厚データを取得するため、膜厚の測定精度に限界があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、研磨後の基板の被研磨面に残渣として残っている金属膜を精度良く検出することのできる基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の基板処理装置は、基板の被研磨面を研磨して被研磨面に形成された金属膜を除去する研磨部と、研磨部によって研磨された基板を洗浄して乾燥する洗浄部と、研磨部によって研磨された後に基板が一時的に置かれる仮置き台と、を備えた基板処理装置であって、仮置き台には、基板の被研磨面に残っている金属膜を検知するセンサが設けられている。

この構成によれば、研磨後に基板が一時的に置かれる仮置き台にセンサが設けられている。したがって、仮置き台に置かれた基板の被研磨面に残渣として残っている金属膜を、仮置き台に設けられたセンサによって検知することができる。この場合、従来のように研磨テーブル内にセンサが設置（埋設）されている場合に比べて、研磨後の基板の被研磨面の金属膜を精度良く検出することができる。

また、本発明の基板処理装置では、仮置き台は、研磨部と洗浄部との間に設けられ、仮置き台には、研磨部によって研磨された基板が、洗浄部によって洗浄される前に一時的に置かれてもよい。

この構成によれば、研磨部と洗浄部との間の仮置き台にセンサが設けられている。したがって、研磨部によって研磨された基板が洗浄部によって洗浄される前に、仮置き台に置かれた基板の被研磨面の金属膜を、仮置き台に設けられたセンサによって精度良く検知することができる。

また、本発明の基板処理装置では、センサは、仮置き台に置かれた基板の被研磨面の全面の金属膜を検知できるように構成されてもよい。

この構成によれば、仮置き台に置かれた基板の被研磨面の全面の金属膜を、仮置き台に設けられたセンサによって検知することができる。したがって、従来のように研磨テーブルに埋設されたセンサでは基板の被研磨面の一部のみの金属膜の残渣しか検出できないのに比べて、基板の被研磨面の全面にわたって金属膜を精度良く検出することができる。

また、本発明の基板処理装置では、センサは、渦電流式センサであってもよい。

この構成によれば、渦電流式センサを用いて、基板の被研磨面に残っている金属膜の残渣を精度良く検出することができる。

また、本発明の基板処理装置では、センサは、赤外線レーザー式センサであってもよい。

この構成によれば、赤外線レーザー式センサを用いて、基板の被研磨面に残っている金属膜の残渣を精度良く検出することができる。

また、本発明の基板処理装置では、センサは、赤外線カメラ式センサであってもよい。

この構成によれば、赤外線カメラ式センサを用いて、基板の被研磨面に残っている金属膜の残渣を精度良く検出することができる。

本発明によれば、研磨後の基板の被研磨面に残渣として残っている金属膜を精度良く検出することができる。

本発明の実施の形態における基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態におけるスイングトランスポータの構造を示す斜視図である。 （ａ）本発明の実施の形態における洗浄部を示す平面図である。 （ｂ）本発明の実施の形態における洗浄部を示す側面図である。 本発明の実施の形態における洗浄ラインの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態における洗浄ラインの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態における洗浄ラインの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態におけるセンサの一例を示す図である。 本発明の実施の形態におけるセンサの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態の基板処理装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）により基板を研磨する基板処理装置の場合を例示する。

図１は本発明の一実施形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、この基板処理装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、ハウジング１の内部は隔壁１ａ，１ｂによってロード／アンロード部２と研磨部３と洗浄部４とに区画されている。これらのロード／アンロード部２、研磨部３、および洗浄部４は、それぞれ独立に組み立てられる。また、基板処理装置は、基板処理動作を制御する制御部５を有している。

ロード／アンロード部２は、多数のウェハ（基板）をストックするウェハカセットが載置される２つ以上（本実施形態では４つ）のフロントロード部２０を備えている。これらのフロントロード部２０はハウジング１に隣接して配置され、基板処理装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に沿って配列されている。フロントロード部２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができるようになっている。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェ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２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な２台の搬送ロボット（ローダー）２２が設置されている。搬送ロボット２２は走行機構２１上を移動することによってフロントロード部２０に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。各搬送ロボット２２は上下に２つのハンドを備えており、上側のハンドを処理されたウェハをウェハカセットに戻すときに使用し、下側のハンドを処理前のウェハをウェハカセットから取り出すときに使用して、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。さらに、搬送ロボット２２の下側のハンドは、その軸心周りに回転することで、ウェハを反転させることができるように構成されている。

ロード／アンロード部２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部２の内部は、基板処理装置の外部、研磨部３、および洗浄部４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨部３は研磨液としてスラリーを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨部３の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄部４の内部圧力よりも低く維持されている。ロード／アンロード部２には、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、またはケミカルフィルタなどの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からはパーティクルや有毒蒸気、有毒ガスが除去されたクリーンエアが常時吹き出している。

研磨部３は、ウェハの研磨（平坦化）が行われる領域であり、第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、第４研磨ユニット３Ｄを備えている。これらの第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄは、図１に示すように、基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。この研磨部３で、ウェハの表面（被研磨面）を研磨して被研磨面に形成された金属膜を除去する処理が行われる。

図１に示すように、第１研磨ユニット３Ａは、研磨面を有する研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ａと、ウェハを保持しかつウェハを研磨テーブル３０Ａ上の研磨パッド１０に押圧しながら研磨するためのトップリング３１Ａと、研磨パッド１０に研磨液やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための研磨液供給ノズル３２Ａと、研磨パッド１０の研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ３３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ３４Ａとを備えている。

同様に、第２研磨ユニット３Ｂは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｂと、トップリング３１Ｂと、研磨液供給ノズル３２Ｂと、ドレッサ３３Ｂと、アトマイザ３４Ｂとを備えている。また、第３研磨ユニット３Ｃは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｃと、トップリング３１Ｃと、研磨液供給ノズル３２Ｃと、ドレッサ３３Ｃと、アトマイザ３４Ｃとを備えている。また、第４研磨ユニット３Ｄは、研磨パッド１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ｄと、トップリング３１Ｄと、研磨液供給ノズル３２Ｄと、ドレッサ３３Ｄと、アトマイザ３４Ｄとを備えている。

次に、ウェハを搬送するための搬送機構について説明する。図１に示すように、第１研磨ユニット３Ａおよび第２研磨ユニット３Ｂに隣接して、第１リニアトランスポータ６が配置されている。この第１リニアトランスポータ６は、研磨ユニット３Ａ，３Ｂが配列する方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部側から順番に第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）の間でウェハを搬送する機構である。

また、第３研磨ユニット３Ｃおよび第４研磨ユニット３Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ７が配置されている。この第２リニアトランスポータ７は、研磨ユニット３Ｃ，３Ｄが配列する方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウェハを搬送する機構である。

ウェハは、第１リニアトランスポータ６によって研磨ユニット３Ａ，３Ｂに搬送される。上述したように、第１研磨ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。したがって、トップリング３１Ａへのウェハの受け渡しは第２搬送位置ＴＰ２で行われる。同様に、第２研磨ユニット３Ｂのトップリング３１Ｂは研磨位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、トップリング３１Ｂへのウェハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３研磨ユニット３Ｃのトップリング３１Ｃは研磨位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、トップリング３１Ｃへのウェハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４研磨ユニット３Ｄのトップリング３１Ｄは研磨位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、トップリング３１Ｄへのウェハの受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。

第１搬送位置ＴＰ１には、搬送ロボット２２からウェハを受け取るためのリフタ１１が配置されている。ウェハはこのリフタ１１を介して搬送ロボット２２から第１リニアトランスポータ６に渡される。リフタ１１と搬送ロボット２２との間に位置して、シャッタ（図示せず）が隔壁１ａに設けられており、ウェハの搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット２２からリフタ１１にウェハが渡されるようになっている。また、第１リニアトランスポータ６と、第２リニアトランスポータ７と、洗浄部４との間にはスイングトランスポータ１２が配置されている。このスイングトランスポータ１２は、第４搬送位置ＴＰ４と第５搬送位置ＴＰ５との間を移動可能なハンドを有しており、第１リニアトランスポータ６から第２リニアトランスポータ７へのウェハの受け渡しは、スイングトランスポータ１２によって行われる。ウェハは、第２リニアトランスポータ７によって第３研磨ユニット３Ｃおよび／または第４研磨ユニット３Ｄに搬送される。また、研磨部３で研磨されたウェハはスイングトランスポータ１２を経由して洗浄部４に搬送される。

図２はスイングトランスポータ１２の構造を示す斜視図である。スイングトランスポータ１２は、基板処理装置のフレーム１６０に設置されており、垂直方向に延びるリニアガイド１６１と、リニアガイド１６１に取り付けられたスイング機構１６２と、スイング機構１６２を垂直方向に移動させる駆動源としての昇降駆動機構１６５とを備えている。この昇降駆動機構１６５としては、サーボモータとボールねじを有するロボシリンダなどを採用することができる。スイング機構１６２にはスイングアーム１６６を介して反転機構１６７が連結されている。さらに反転機構１６７にはウェハＷを把持する把持機構１７０が連結されている。スイングトランスポータ１２の側方には、図示しないフレームに設置されたウェハＷの仮置き台１８０が配置されている。この仮置き台１８０は、図１に示すように、研磨部３と洗浄部４との間に設けられる。仮置き台１８０には、研磨部３によって研磨された後にウェハＷが一時的に置かれる。例えば、研磨部３によって研磨されたウェハＷが、洗浄部４によって洗浄される前に、仮置き台１８０に一時的に置かれる。この場合、仮置き台１８０は、第１リニアトランスポータ６に隣接して配置されており、第１リニアトランスポータ６と洗浄部４との間に位置している。

スイングアーム１６６は、スイング機構１６２の図示しないモータの駆動により該モータの回転軸を中心として旋回するようになっている。これにより、反転機構１６７および把持機構１７０が一体的に旋回運動し、把持機構１７０は、第４搬送位置ＴＰ４、第５搬送位置ＴＰ５、および仮置き台１８０の間を移動する。

把持機構１７０は、ウェハＷを把持する一対の把持アーム１７１を有している。それぞれの把持アーム１７１の両端には、ウェハＷの外周縁を把持するチャック１７２が設けられている。これらのチャック１７２は把持アーム１７１の両端から下方に突出して設けられている。さらに把持機構１７０は、一対の把持アーム１７１をウェハＷに近接および離間する方向に移動させる開閉機構１７３を備えている。

ウェハＷを把持する場合には、把持アーム１７１を開いた状態で、把持アーム１７１のチャック１７２がウェハＷと同一平面内に位置するまで把持機構１７０を昇降駆動機構１６５により下降させる。そして、開閉機構１７３を駆動して把持アーム１７１を互いに近接する方向に移動させ、把持アーム１７１のチャック１７２でウェハＷの外周縁を把持する。この状態で、昇降駆動機構１６５により把持アーム１７１を上昇させる。

反転機構１６７は、把持機構１７０に連結された回転軸１６８と、この回転軸１６８を回転させるモータ（図示せず）とを有している。モータにより回転軸１６８を駆動させることにより、把持機構１７０は、その全体が１８０度回転し、これにより把持機構１７０に把持されたウェハＷが反転する。このように、把持機構１７０全体が反転機構１６７により反転するので、従来必要であった把持機構と反転機構との間のウェハの受け渡しを省くことができる。なお、ウェハＷを第４搬送位置ＴＰ４から第５搬送位置ＴＰ５に搬送するときは、反転機構１６７はウェハＷを反転させず、被研磨面が下を向いた状態でウェハＷが搬送される。一方、ウェハＷを第４搬送位置ＴＰ４または第５搬送位置ＴＰ５から仮置き台１８０に搬送するときは、研磨された面が上を向くように反転機構１６７によってウェハＷが反転させられる。

仮置き台１８０は、ベースプレート１８１と、このベースプレート１８１の上面に固定された複数の（図２では２本の）垂直ロッド１８２と、ベースプレート１８１の上面に固定された１つの逆Ｌ字型の水平ロッド１８３とを有している。水平ロッド１８３は、ベースプレート１８１の上面に接続された垂直部１８３ａと、この垂直部１８３ａの上端から把持機構１７０に向かって水平に延びる水平部１８３ｂとを有している。水平部１８３ｂの上面にはウェハＷを支持するための複数の（図２では２つの）ピン１８４が設けられている。垂直ロッド１８２の上端にも、ウェハＷを支持するためのピン１８４がそれぞれ設けられている。これらのピン１８４の先端は同一水平面内に位置している。水平ロッド１８３は、垂直ロッド１８２よりもウェハＷの旋回移動の中心（すなわち、スイング機構１６２のモータの回転軸）に近い位置に配置されている。

反転機構１６７により反転させられた把持機構１７０は、ウェハＷを把持したまま、水平ロッド１８３の水平部１８３ｂとベースプレート１８１との間の隙間に進入し、全てのピン１８４がウェハＷの下方に位置したときに、スイング機構１６２による把持機構１７０の旋回が停止される。この状態で把持アーム１７１を開くことでウェハＷが仮置き台１８０に載置される。仮置き台１８０に載置されたウェハＷは、次に説明する、洗浄部４の搬送ロボットによって洗浄部４に搬送される。

図３（ａ）は洗浄部４を示す平面図であり、図３（ｂ）は洗浄部４を示す側面図である。この洗浄部４では、研磨部３によって研磨されたウェハＷを洗浄して乾燥する処理が行われる。図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、洗浄部４は、第１洗浄室１９０と、第１搬送室１９１と、第２洗浄室１９２と、第２搬送室１９３と、乾燥室１９４とに区画されている。第１洗浄室１９０内には、縦方向に沿って配列された上側一次洗浄モジュール２０１Ａおよび下側一次洗浄モジュール２０１Ｂが配置されている。上側一次洗浄モジュール２０１Ａは下側一次洗浄モジュール２０１Ｂの上方に配置されている。同様に、第２洗浄室１９２内には、縦方向に沿って配列された上側二次洗浄モジュール２０２Ａおよび下側二次洗浄モジュール２０２Ｂが配置されている。上側二次洗浄モジュール２０２Ａは下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの上方に配置されている。一次および二次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂは、洗浄液を用いてウェハを洗浄する洗浄機である。これらの一次および二次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂは垂直方向に沿って配列されているので、フットプリント面積が小さいという利点が得られる。

上側二次洗浄モジュール２０２Ａと下側二次洗浄モジュール２０２Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０３が設けられている。乾燥室１９４内には、縦方向に沿って配列された上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂが配置されている。これら上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂは互いに隔離されている。上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂの上部には、清浄な空気を乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂ内にそれぞれ供給するフィルタファンユニット２０７，２０７が設けられている。上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、および下側乾燥モジュール２０５Ｂは、図示しないフレームにボルトなどを介して固定されている。

第１搬送室１９１には、上下動可能な第１搬送ロボット２０９が配置され、第２搬送室１９３には、上下動可能な第２搬送ロボット２１０が配置されている。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、縦方向に延びる支持軸２１１，２１２にそれぞれ移動自在に支持されている。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、その内部にモータなどの駆動機構を有しており、支持軸２１１，２１２に沿って上下に移動自在となっている。第１搬送ロボット２０９は、搬送ロボット２２と同様に、上下二段のハンドを有している。第１搬送ロボット２０９は、図３（ａ）の点線が示すように、その下側のハンドが上述した仮置き台１８０にアクセス可能な位置に配置されている。第１搬送ロボット２０９の下側のハンドが仮置き台１８０にアクセスするときには、隔壁１ｂに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。

第１搬送ロボット２０９は、仮置き台１８０、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０３、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの間でウェハＷを搬送するように動作する。洗浄前のウェハ（スラリーが付着しているウェハ）を搬送するときは、第１搬送ロボット２０９は、下側のハンドを用い、洗浄後のウェハを搬送するときは上側のハンドを用いる。第２搬送ロボット２１０は、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、下側乾燥モジュール２０５Ｂの間でウェハＷを搬送するように動作する。第２搬送ロボット２１０は、洗浄されたウェハのみを搬送するので、１つのハンドのみを備えている。図１に示す搬送ロボット２２は、その上側のハンドを用いて上側乾燥モジュール２０５Ａまたは下側乾燥モジュール２０５Ｂからウェハを取り出し、そのウェハをウェハカセットに戻す。搬送ロボット２２の上側ハンドが乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂにアクセスするときには、隔壁１ａに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。

洗浄部４は、２台の一次洗浄モジュールおよび２台の二次洗浄モジュールを備えているので、複数のウェハを並列して洗浄する複数の洗浄ラインを構成することができる。「洗浄ライン」とは、洗浄部４の内部において、一つのウェハが複数の洗浄モジュールによって洗浄される際の移動経路のことである。例えば、図４に示すように、１つのウェハを、第１搬送ロボット２０９、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、第１搬送ロボット２０９、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、第２搬送ロボット２１０、そして上側乾燥モジュール２０５Ａの順で搬送し（洗浄ライン１参照）、これと並列して、他のウェハを、第１搬送ロボット２０９、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、第１搬送ロボット２０９、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、第２搬送ロボット２１０、そして下側乾燥モジュール２０５Ｂの順で搬送することができる（洗浄ライン２参照）。このように２つの並列する洗浄ラインにより、複数（典型的には２枚）のウェハをほぼ同時に洗浄および乾燥することができる。

また、２つの並列する洗浄ラインにおいて、複数のウェハを所定の時間差を設けて洗浄および乾燥することもできる。所定の時間差で洗浄することの利点は次の通りである。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、複数の洗浄ラインで兼用されている。このため、複数の洗浄または乾燥処理が同時に終了した場合には、これらの搬送ロボットが即座にウェハを搬送できず、スループットを悪化させてしまう。このような問題を回避するために、複数のウェハを所定の時間差で洗浄および乾燥することによって、処理されたウェハを速やかに搬送ロボット２０９，２１０によって搬送することができる。

研磨されたウェハにはスラリーが付着しており、その状態でウェハを長い時間放置することは好ましくない。これは、配線金属としての銅がスラリーによって腐食することがあるからである。この洗浄部４によれば、２台の一次洗浄モジュールが設けられているので、先行するウェハが上側一次洗浄モジュール２０１Ａまたは下側一次洗浄モジュール２０１Ｂのいずれかで洗浄されている場合でも、他方の一次洗浄モジュールにウェハを搬入してこれを洗浄することができる。したがって、高スループットを実現できるだけでなく、研磨後のウェハを直ちに洗浄して銅の腐食を防止することができる。

また、一次洗浄のみが必要な場合は、図５に示すように、ウェハを、第１搬送ロボット２０９、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、第１搬送ロボット２０９、仮置き台２０３、第２搬送ロボット２１０、そして上側乾燥モジュール２０５Ａの順で搬送することができ、第２洗浄室１９２での二次洗浄を省略することができる。さらに、図６に示すように、例えば、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂが故障中のときには、上側二次洗浄モジュール２０２Ａにウェハを搬送することができる。このように、第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０により、必要に応じてウェハを所定の洗浄ラインに振り分けることができる。このような洗浄ラインの選定は制御部５によって決定される。

各洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂは、故障を検知する検知器（図示せず）を有している。洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂのいずれかに故障が生じたとき、検知器がこれを検知して制御部５に信号を送るようになっている。制御部５は、故障した洗浄モジュールを回避する洗浄ラインを選定し、現在の洗浄ラインを新たに選定された洗浄ラインに切り替える。なお、本実施形態では、２台の一次洗浄モジュールと２台の二次洗浄モジュールが設けられているが、本発明はこれに限らず、一次洗浄モジュールおよび／または二次洗浄モジュールを３台以上としてもよい。

また、第１洗浄室１９０に仮置き台を設けてもよい。例えば、仮置き台２０３と同様に、上側一次洗浄モジュール２０１Ａと下側一次洗浄モジュール２０１Ｂとの間に仮置き台を設置することができる。ある洗浄モジュールが故障した場合は、２枚のウェハを仮置き台１８０（図３（ａ）参照）と第１洗浄室１９０内の仮置き台に搬送することができる。

一次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂに使用される洗浄液の濃度と、二次洗浄モジュール２０２Ａ，２０２Ｂに使用される洗浄液の濃度は異ならせてもよい。例えば、一次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂに使用される洗浄液の濃度を、二次洗浄モジュール２０２Ａ，２０２Ｂに使用される洗浄液の濃度よりも高くする。通常、洗浄効果は、洗浄液の濃度と洗浄時間にほぼ比例すると考えられる。したがって、一次洗浄で濃度の高い洗浄液を用いることにより、ウェハの汚れがひどい場合であっても、一次洗浄の時間と二次洗浄の時間とをほぼ等しくすることができる。

つぎに、本実施の形態の基板処理装置の特徴的な構成について、図面８を参照して説明する。本実施の形態の基板処理装置では、仮置き台１８０に、ウェハＷの表面（被研磨面）に残っている金属膜を検知するセンサが設けられている。

図７は、本実施の形態におけるセンサの一例を示す図である。図７に示すように、センサ８は、仮置き台１８０に置かれたウェハの表面（被研磨面）の全面を覆うように配置されており、被研磨面の全面の金属膜を検知できるように構成されている。また、図８に示すように、バータイプのセンサ９を用いてもよい。この場合、センサ９は、ロボット（図示せず）によってウェハの表面（被研磨面）の上を全面にわたって移動できるように構成される。センサ７、８は、例えば、渦電流式センサである。また、センサとして、赤外線レーザー式センサや赤外線カメラ式センサを用いることもできる。

そして、センサ７、８でウェハＷの表面（被研磨面）に残っている金属膜を検知した結果、異常が検知された場合（例えば、検知された金属膜の厚さが所定の基準値より大きい場合など）には、異常が検知されたウェハＷの識別情報を制御部５に送って、洗浄・乾燥の工程後にそのウェハをさらに次の工程に進まないようにする（例えば、そのウェハを抜き出して廃棄処分にする）。また、異常が検知された場合には、二次被害を防止するために、研磨テーブル３０Ａ〜Ｄへの次のウェハＷの搬送を停止する処置を行ってもよい。

このような本実施の形態の基板処理装置によれば、研磨後にウェハＷが一時的に置かれる仮置き台１８０にセンサ７、８が設けられている。したがって、仮置き台１８０に置かれたウェハＷの表面（被研磨面）に残渣として残っている金属膜を、仮置き台１８０に設けられたセンサ７、８によって検知することができる。この場合、従来のように研磨テーブル内にセンサが設置（埋設）されている場合に比べて、研磨後のウェハＷの表面（被研磨面）の金属膜を精度良く検出することができる。

また、本実施の形態では、研磨部３と洗浄部４との間の仮置き台１８０にセンサ７、８が設けられている。したがって、研磨部３によって研磨されたウェハＷが洗浄部４によって洗浄される前に、仮置き台１８０に置かれたウェハＷの被研磨面の金属膜（残渣として残っている金属膜）を、仮置き台１８０に設けられたセンサ７、８によって精度良く検知することができる。

また、本実施の形態では、仮置き台１８０に置かれたウェハＷの被研磨面の全面の金属膜を、仮置き台１８０に設けられたセンサ７、８によって検知することができる。したがって、従来のように研磨テーブルに埋設されたセンサではウェハＷの被研磨面の一部のみの金属膜の残渣しか検出できないのに比べて、ウェハＷの被研磨面の全面にわたって金属膜の残渣を精度良く検出することができる。

例えば、センサ７、８は、渦電流式センサである。その場合、渦電流式センサを用いて、ウェハＷの被研磨面に残っている金属膜の残渣を精度良く検出することができる。また、センサ７、８は、赤外線レーザー式センサや赤外線カメラ式センサであってもよい。その場合、赤外線レーザー式センサや赤外線カメラ式センサを用いて、ウェハＷの被研磨面に残っている金属膜の残渣を精度良く検出することができる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

以上のように、本発明にかかる基板処理装置は、研磨後の基板の被研磨面に残渣として残っている金属膜を精度良く検出することができるという効果を有し、化学機械研磨（ＣＭＰ）装置等として用いられ、有用である。

１ ハウジング
２ ロード／アンロード部
３ 研磨部
３Ａ 第１研磨ユニット
３Ｂ 第２研磨ユニット
３Ｃ 第３研磨ユニット
３Ｄ 第４研磨ユニット
４ 洗浄部
５ 制御部
６ 第１リニアトランスポータ
７ 第２リニアトランスポータ
８ センサ
９ センサ
１０ 研磨パッド
１１ リフタ
１２ スイングトランスポータ
２０ フロントロード部
２１ 走行機構
２２ 搬送ロボット（ローダー）
３０Ａ〜３０Ｄ 研磨テーブル
３１Ａ〜３１Ｄ トップリング
３２Ａ〜３２Ｄ 研磨液供給ノズル
３３Ａ〜３３Ｄ ドレッサ
３４Ａ〜３４Ｄ アトマイザ
ＴＰ１ 第１搬送位置
ＴＰ２ 第２搬送位置
ＴＰ３ 第３搬送位置
ＴＰ４ 第４搬送位置
ＴＰ５ 第５搬送位置
ＴＰ６ 第６搬送位置
ＴＰ７ 第７搬送位置
１８０ 仮置き台
１９０ 第１洗浄室
１９１ 第２洗浄室
１９２ 第３洗浄室
１９３ 第４洗浄室
２０３ 仮置き台

Claims (6)

1. 基板の被研磨面を研磨して前記被研磨面に形成された金属膜を除去する研磨部と、
   前記研磨部によって研磨された前記基板を洗浄して乾燥する洗浄部と、
   前記研磨部によって研磨された後に前記基板が一時的に置かれる仮置き台と、
   を備えた基板処理装置であって、
   前記仮置き台には、前記基板の被研磨面に残っている金属膜を検知するセンサが設けられていることを特徴とする基板処理装置。
2. 前記仮置き台は、前記研磨部と前記洗浄部との間に設けられ、
   前記仮置き台には、前記研磨部によって研磨された前記基板が、前記洗浄部によって洗浄される前に一時的に置かれる、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記センサは、前記仮置き台に置かれた前記基板の被研磨面の全面の金属膜を検知できるように構成されている、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記センサは、渦電流式センサである、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記センサは、赤外線レーザー式センサである、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記センサは、赤外線カメラ式センサである、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板処理装置。