JP2016111265A - バフ処理装置、および、基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板のダメージを抑制しつつ研磨を行う。あるいは、粘着性の大きな異物などを効率的に洗浄除去する。【解決手段】基板Ｗをバフ処理するためのバフ処理装置は、基板を支持するためのバフテーブル４００であって、回転可能に構成されたバフテーブルと、基板をバフ処理するためのバフパッド５０２を取り付け可能なバフヘッド５００であって、上記バフテーブルの上方に配置され、回転可能に構成されたバフヘッドと、バフ処理用の処理液を基板に供給するための処理液供給部と、バフテーブルによって基板を保持するための領域よりも外側において、周方向の全体に亘って、鉛直方向上方に向けて延在する壁部４０２であって、壁部の内側領域に処理液を貯留することが可能に構成された壁部と、を備える。【選択図】図６Ａ

Description

本発明は、基板のバフ処理技術に関する。

半導体デバイスの製造において、基板の表面を研磨する化学機械研磨（ＣＭＰ，Chemical Mechanical Polishing）装置が知られている。ＣＭＰ装置を備える基板処理システムは、基板の研磨処理を行うための研磨ユニット（ＣＭＰユニット）、基板の洗浄処理および乾燥処理を行うための洗浄ユニット、および、研磨ユニットへ基板を受け渡すとともに洗浄ユニットによって洗浄処理および乾燥処理された基板を受け取るロード／アンロードユニット、などを備える。研磨ユニットでは、研磨テーブルの上面に研磨パッドが貼り付けられて、研磨面が形成される。この研磨ユニットは、トップリングによって保持される基板の被研磨面を研磨面に押しつけ、研磨面に研磨液としてのスラリーを供給しながら、研磨テーブルとトップリングとを回転させる。これによって、研磨面と被研磨面とが摺動的に相対移動され、被研磨面が研磨される。さらに出願人は、基板を研磨後の基板に対して基板よりも小径の接触部材を基板に押し付けて相対運動させる仕上げ処理ユニットを、メインの研磨部とは別にＣＭＰ装置内に設けて、基板をわずかに追加研磨したり、洗浄したりすることを出願している。

特開２０１０−５０４３６号公報 特開平８−７１５１１

従来の仕上げ処理ユニットでは、基板と、基板に接触される接触部材と、の界面において処理液が充分に供給されず、例えば研磨速度を十分に上げられず、また、洗浄の効果にも改善の余地があった。また、処理液の消費量を低減することが望ましい。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

本発明の第１の形態によれば、基板をバフ処理するためのバフ処理装置が提供される。このバフ処理装置は、基板を支持するためのバフテーブルであって、回転可能に構成されたバフテーブルと、基板をバフ処理するためのバフパッドを取り付け可能なバフヘッドであって、上記バフテーブルの上方に配置され、回転可能に構成されたバフヘッドと、バフ処理用の処理液を基板に供給するための処理液供給部と、バフテーブルによって基板を保持するための領域よりも外側において、周方向の全体に亘って、鉛直方向上方に向けて延在する壁部であって、壁部の内側領域に処理液を貯留することが可能に構成された壁部と、を備える。

かかるバフ処理装置によれば、化学機械研磨装置で処理された基板の後処理を行うことができる。バフ処理装置によれば、基板のダメージ（ディフェクト）を抑制しつつ仕上げ研磨を行うことができ、あるいは、化学機械研磨装置で生じたダメージを除去することができる。あるいは、従来のロール洗浄やペン洗浄と比べて、粘着性の大きな異物などを効率的に洗浄除去することができる。さらに、このバフ処理装置によれば、内側領域に処理
液を貯留した状態でバフ処理を行うことができるので、バフパッドと基板との間に処理液を確実に存在させることができる。したがって、液膜切れが生じて基板がダメージを受けることを抑制できる。また、処理液が基板上から制限なく外部に流出する構成と比べて、処理液の消費量を低減しつつ、高い処理レートを確保できる。なお、本願において、基板をバフ処理するという表現には、基板全体をバフ処理することのほか、基板上の特定部位のみをバフ処理することが含まれる。

本発明の第２の形態によれば、第１の形態において、バフ処理装置は、さらに、バフヘッドが回転可能に取り付けられるバフアームであって、バフヘッドの位置を移動可能に構成されたバフアームを備える。処理液供給部は、処理液を供給するための処理液ノズルを備え、当該処理液ノズルがバフヘッドの移動軌跡以外の領域に向けて処理液を供給するように構成される。第１の形態によれば、内側領域に処理液を貯留した状態でバフ処理を行うことができるので、内側領域の任意の場所に処理液を供給することができる。例えば、バフパッドから遠い場所に処理液を供給しても、液膜切れが生じない。このため、第２の形態のように、バフヘッドの移動軌跡を避けた領域に向けて処理液を供給することが可能である。かかる第２の形態によれば、処理液供給部から供給される処理液がバフアームまたはバフヘッドに当たることがない。したがって、処理液がバフアームまたはバフヘッドに飛散して固着し、バフ処理中に固着物が基板上に落下することによって基板がダメージを受けることを抑制できる。

本発明の第３の形態によれば、第１または第２の形態において、処理液供給部は、バフヘッドの内部に形成された、処理液の内部供給ラインを備える。内部供給ラインは、バフパッドに形成された開口部から処理液を供給するように構成される。かかる形態によれば、内部供給ラインを介してバフパッドの中央部から処理液が供給されるので、遠心力と処理液の供給圧力とによって、処理液がバフパッドと基板との間で万遍なく広がることができる。

本発明の第４の形態によれば、第１ないし第３のいずれかの形態において、バフ処理装置は、さらに、内側領域から排出される処理液の量を調節することによって、内側領域に貯留される処理液の量を調節可能な貯留量調節部を備える。かかる形態によれば、状況に応じて柔軟に、処理液の貯留および排出を行うことができる。

本発明の第５の形態によれば、第４の形態において、貯留量調節部は、内側領域に貯留される処理液の全量を排出可能に構成される。かかる形態によれば、状況に応じて、処理液を内側領域に貯留することなく、バフ処理を行うことができる。また、処理後の基板やバフテーブルを洗浄する際に、洗浄水を適切に排出することができる。

本発明の第６の形態によれば、第４または第５の形態において、貯留量調節部は、壁部の少なくとも一部分を、鉛直運動、水平運動、または、回転運動させる機構を備える。かかる形態によれば、内側領域に貯留される処理液の量を好適に調節できる。

本発明の第７の形態によれば、第４ないし第６のいずれかの形態において、貯留量調節部は、内側領域に貯留された処理液を排出可能な排出経路と、排出経路を開閉可能な弁と、を備える。かかる形態によれば、内側領域に貯留される処理液の量を好適に調節できる。

本発明の第８の形態によれば、第４ないし第７のいずれかの形態において、バフ処理装置は、さらに、バフ処理装置の動作を制御するように構成された制御部を備える。制御部は、予め定められた設定に基づいて、内側領域に処理液を貯留するか否かを決定するように構成される。かかる形態によれば、状況に応じて適切に、内側領域に処理液が貯留され
た状態で行う処理と、内側領域に処理液が貯留されていない状態で行う処理と、を切り替えることができる。

本発明の第９の形態によれば、第４ないし第７のいずれかの形態において、バフ処理装置は、さらに、バフ処理装置の動作を制御するように構成された制御部と、内側領域に貯留された処理液の液面レベルを検出するように構成されたセンサと、を備える。制御部は、センサによる検出結果に基づいて、処理液の液面レベルを、設定されたレベルに調節するように貯留量調節部を制御するように構成される。かかる形態によれば、状況に応じて、適切な量の処理液を内側領域に貯留することができる。例えば、バフテーブルを比較的高速で回転させた場合、遠心力により処理液が基板の外周方向に移動して基板外周付近の液面レベルが上がりやすい。このような場合、基板外周付近の液面レベルをセンサにより検出し、貯留量調整部が液面レベルを下げることによって、処理液の飛散を抑制できる。

本発明の第１０の形態によれば、第８または第９の形態において、制御部は、所定のタイミングで、内側領域に貯留された処理液の全量を排出し、処理液供給部から新たに供給される処理液を貯留するように、貯留量調節部を制御するように構成される。かかる形態によれば、バフ処理によって生じた研磨生成物（除去物）または洗浄生成物（除去物）を貯留された処理液とともに排出し、これらの生成物を含まない新鮮な処理液を使用して、バフ処理を継続することができる。したがって、これらの生成物によって基板がダメージを受けることを抑制できる。

本発明の第１１の形態によれば、第８ないし第１０のいずれかの形態において、制御部は、処理液供給部からの処理液の供給と、内側領域に貯留された処理液の一部の排出と、を同時に行うことによって、内側領域に貯留された処理液を連続的に入れ替えるようにバフ処理装置を制御するように構成される。かかる形態によれば、処理液が連続的に入れ替えられるので、研磨生成物または洗浄生成物が濃縮されることを抑制できる。また、処理液の供給および排出を行いながらバフ処理を行うことができるので、スループットが高い。

本発明の第１２の形態によれば、第８または第９の形態において、制御部は、バフ処理の前期において、内側領域に処理液が貯留された状態でバフ処理を実施し、バフ処理の後期において、内側領域に貯留された処理液を排出した後にバフ処理を実施するようにバフ処理装置を制御するように構成される。かかる形態によれば、研磨生成物または洗浄生成物の濃度が比較的低い前期においては、バフテーブルを比較的高速に回転させて研磨レートまたは洗浄レートを向上させ、これらの生成物の濃度が比較的高い後期においては、生成物が含まれる処理液を排出した状態でバフ処理を行い、基板がダメージを受けることを抑制することができる。前期においては、内側領域に処理液が貯留された状態でバフ処理が行われるので、バフテーブルを比較的高速に回転させた場合であっても、バフパッドと基板との間に満遍なく処理液を存在させることができる。

本発明の第１３の形態によれば、第８ないし第１２のいずれかの形態において、制御部は、バフ処理の開始前において、内側領域に処理液を貯留するようにバフ処理装置を制御するように構成される。かかる形態によれば、バフパッドと基板との間における処理液が不足しがちとなるバフ処理開始時において、十分な量の処理液をこれらの間に行き渡らせることができる。したがって、基板がダメージを受けることを抑制できる。しかも、壁部を有していない構成（つまり、供給された処理液が堰き止められることなく流出する構成）と比べて、処理液をプレロード（事前供給）する時間を短縮することができ、スループットが向上する。

本発明の第１４の形態によれば、第１ないし第１３のいずれかの形態において、バフ処
理装置は、さらに、洗浄液を内側領域内に供給するための洗浄液供給部を備える。かかる形態によれば、洗浄液を内側領域内に貯留した後に排出することによって、壁部に付着した処理液を洗い流すことができる。したがって、壁部に付着した処理液が基板に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

本発明の第１５の形態によれば、第１ないし第１４のいずれかの形態において、バフ処理装置は、さらに、壁部に向けて洗浄液を噴射可能なノズル機構を備える。かかる形態によれば、壁部に付着した処理液を効率的に洗い流すことができる。

本発明の第１６の形態によれば、第１ないし第１５のいずれかの形態において、バフ処理装置は、さらに、壁部の内側領域に貯留される処理液の温度を調整可能な温度調節部を備える。かかる形態によれば、バフ処理のプロセス性能を温度条件の面で最適化することができる。

本発明の第１７の形態によれば、基板処理装置が提供される。この基板処理装置は、化学機械研磨装置と、化学機械研磨装置で処理された基板の後処理を行うための第１ないし第１６のいずれかの形態のバフ処理装置と、を備える。かかる基板処理装置によれば、第１ないし第１６のいずれかの形態と同様の効果を奏する。

本発明の第１８の形態によれば、基板をバフ処理するためのバフ処理方法が提供される。このバフ処理方法は、基板をバフテーブル上に配置する工程と、基板の配置領域よりも外側において周方向の全体に亘って鉛直方向上方に向けて延在する壁部の内側領域に処理液を貯留する工程と、内側領域に処理液を貯留した状態で、バフテーブル上に配置された基板をバフ処理する工程と、を備える。かかるバフ処理方法によれば、第１の形態と同様の効果を奏する。

本発明の一実施例としての基板処理装置の全体構成を示す概略平面図である。 研磨ユニットを模式的に示す斜視図である。 洗浄ユニットの概略平面図である。 洗浄ユニットの概略側面図である。 バフ処理モジュールの概略構成を示す図である。 バフヘッドの内部構成を示す概略図である。 バフ処理の概略を示す説明図である。 バフ処理の概略を示す説明図である。 処理液を排出するための構造の例を示す概略図である。 処理液を排出するための構造の他の例を示す概略図である。 処理液を排出するための構造の他の例を示す概略図である。 処理液を排出するための構造の他の例を示す概略図である。 処理液を排出するための構造の他の例を示す概略図である。 バフ処理の手順の一例を示す模式図である。 バフテーブルの変形形態を示す概略図である。

Ａ．実施例：
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、基板処理装置１０００は、略矩形状のハウジング１を備える。ハウジング１の内部は、隔壁１ａ，１ｂによって、ロード／アンロードユニット２と、研磨ユニット３と、洗浄ユニット４と、に区画される。ロード／アンロードユニット２、研磨ユニット３および洗浄ユニット４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。また、洗
浄ユニット４は、基板処理装置に電源を供給する電源供給部（図示省略）と、基板処理動作を制御する制御装置５と、を備える。

ロード／アンロードユニット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構成されている。

また、ロード／アンロードユニット２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が配置される。走行機構２１上には、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２２が設置される。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構成されている。各搬送ロボット２２は、処理前のウェハをウェハカセットから取り出すとともに、処理されたウェハをウェハカセットに戻す。

研磨ユニット３は、ウェハの研磨（平坦化）が行われる領域である。研磨ユニット３は、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を備えている。これらの研磨ユニット３Ａ〜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、ウェハを保持して研磨テーブル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。第３研磨ユニット３Ｃは、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。第４研磨ユニット３Ｄは、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。

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、互いに同一の構成を有しているので、以下、第１研磨ユニット３Ａについてのみ説明する。

図２は、第１研磨ユニット３Ａを模式的に示す斜視図である。トップリング３１Ａは、トップリングシャフト３６に支持される。研磨テーブル３０Ａの上面には研磨パッド１０が貼付される。研磨パッド１０の上面は、ウェハＷを研磨する研磨面を形成する。なお、研磨パッド１０に代えて固定砥粒を用いることもできる。トップリング３１Ａおよび研磨テーブル３０Ａは、矢印で示すように、その軸心周りに回転するように構成される。ウェハＷは、トップリング３１Ａの下面に真空吸着により保持される。研磨時には、研磨液供給ノズル３２Ａから研磨パッド１０の研磨面に研磨液が供給され、研磨対象であるウェハＷがトップリング３１Ａにより研磨面に押圧されて研磨される。

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。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／アンロードユニット側から順番に第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が配置される。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／アンロードユニット側から順番に第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。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、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。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、洗浄ユニット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。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いる。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、研磨ユニット３で研磨されたウェハはスイングトランスポータ１２によって仮置き台１８０に搬送される。仮置き台１８０に載置されたウェハは、洗浄ユニット４に搬送される。

図３Ａは洗浄ユニット４を示す平面図であり、図３Ｂは洗浄ユニット４を示す側面図である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、洗浄ユニット４は、ロール洗浄室１９０と、第１搬送室１９１と、ペン洗浄室１９２と、第２搬送室１９３と、乾燥室１９４と、バフ処理室３００と、第３搬送室１９５と、に区画されている。

ロール洗浄室１９０内には、縦方向に沿って配列された上側ロール洗浄モジュール２０１Ａおよび下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂが配置されている。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａは、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂの上方に配置されている。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａおよび下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂは、洗浄液をウェハの表裏面に供給しながら、回転する２つのロールスポンジをウェハの表裏面にそれぞれ押し付けることによってウェハを洗浄する洗浄機である。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａと下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０４が設けられている。

ペン洗浄室１９２内には、縦方向に沿って配列された上側ペン洗浄モジュール２０２Ａおよび下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂが配置されている。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａは、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂの上方に配置されている。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａおよび下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂは、洗浄液をウェハの表面に供給しながら、回転するペンシルスポンジをウェハの表面に押し付けてウェハの径方向に揺動することによってウェハを洗浄する洗浄機である。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａと下側ペン洗浄モジュール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。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。

第１搬送室１９１には、上下動可能な第１搬送ロボット（搬送機構）２０９が配置される。第２搬送室１９３には、上下動可能な第２搬送ロボット２１０が配置される。第３搬送室１９５には、上下動可能な第３搬送ロボット（搬送機構）２１３が配置される。第１搬送ロボット２０９、第２搬送ロボット２１０、および、第３搬送ロボット２１３は、縦方向に延びる支持軸２１１，２１２，２１４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、第２搬送ロボット２１０、および、第３搬送ロボット２１３は、内部にモータなどの駆動機構を有しており、支持軸２１１，２１２，２１４に沿って上下に移動可能に構成されている。第１搬送ロボット２０９は、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３Ａに点線で示すように、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は、仮置き台１８０、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０４、仮置き台２０３、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、および、下側ペン洗浄モジュール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、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、下側ペン洗浄モジュール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、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、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。

バフ処理室３００には、上側のバフ処理モジュール３００Ａ、および、下側のバフ処理モジュール３００Ｂが備えられる。第３搬送ロボット２１３は、上側のロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側のロール洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０４、上側のバフ処理モジュール３００Ａ、および、下側のバフ処理モジュール３００Ｂ、の間でウェハＷを搬送するように動作する。

本実施形態では、洗浄ユニット４内において、バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、および、ペン洗浄室１９２、を、ロード／アンロードユニット２から遠い方から順番に並べて配置する例を示したが、これには限られない。バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、および、ペン洗浄室１９２の配置態様は、ウェハの品質およびスループットなどに応じて適宜選択し得る。上側のバフ処理モジュール３００Ａおよび下側のバフ処理モジュ
ール３００Ｂは、同様の構成であるため、以下では、上側のバフ処理モジュール３００Ａについてのみ説明する。

図４は、上側のバフ処理モジュールの概略構成を示す図である。図４に示すように、バフ処理モジュール３００Ａは、基板の一種としてのウェハＷを支持するためのバフテーブル４００と、ウェハＷの処理面にバフ処理を行うためのバフパッド５０２が取り付けられたバフヘッド５００と、バフヘッド５００を保持するためのバフアーム６００と、各種処理液を供給するための液供給系統７００と、バフパッド５０２のコンディショニングを行うためのコンディショニング部８００と、を備える。

バフテーブル４００は、ウェハＷを保持する機構を有している。ウェハ保持機構は、本実施例では、真空吸着方式であるが、任意の方式とすることができる。例えば、ウェハ保持機構は、ウェハＷの周縁部の少なくとも１ヶ所においてウェハＷの表面および裏面をクランプするクランプ方式であってもよいし、ウェハＷの周縁部の少なくとも１ヶ所においてウェハＷの側面を保持するローラチャック方式であってもよい。本実施例においては、バフテーブル４００は、ウェハＷの加工面が上方を向くようにウェハＷを保持する。

バフテーブル４００の外周部には、周方向の全体に亘って、バフテーブル４００から鉛直方向上方に向けて延在する壁部４０２が設けられている。壁部４０２は、リング形状を有しており、水平方向において閉じられている。壁部４０２の高さは、バフテーブル４００上に保持された際のウェハＷの上面よりも高く設定されている。例えば、ウェハＷの上面に対する壁部４０２の高さは、数ｃｍとすることができる。この壁部４０２の詳細については後述する。

また、バフテーブル４００は、図示していない駆動機構によって回転軸Ａ周りに回転するように構成されている。バフアーム６００には、回転可能に構成されたシャフト５０４を介してバフヘッド５００が取り付けられている。バフヘッド５００の、ウェハＷ（または、バフテーブル４００）に対向する面には、ウェハＷをバフ処理するためのバフパッド５０２が取り付けられる。バフアーム６００は、バフヘッド５００を回転軸Ｂ周りに回転させるように構成されている。また、バフパッド５０２の面積は、ウェハＷ（または、バフテーブル４００）の面積よりも小さいので、ウェハＷを満遍なくバフ処理できるように、バフアーム６００は、バフヘッド５００を矢印Ｃに示すようにウェハＷの径方向に揺動できるように構成されている。また、バフアーム６００は、バフパッド５０２がコンディショニング部８００に対向する位置までバフヘッド５００を揺動できるように構成されている。バフヘッド５００は、アクチュエータ（図示省略）によってバフテーブル４００に近づく方向およびバフテーブル４００から遠ざかる方向に（本実施例では、上下に）移動可能に構成されている。これにより、ウェハＷに対してバフパッド５０２を所定の圧力で押圧することができる。かかる構成は、シャフト５０４の伸縮によって実現されてもよいし、バフアーム６００の上下運動によって実現されてもよい。

液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に純水（図中では、ＤＩＷと表示）を供給するための純水外部ノズル７１０を備える。純水外部ノズル７１０は、純水配管７１２を介して純水供給源７１４に接続される。純水配管７１２には、純水配管７１２を開閉することができる開閉弁７１６が設けられる。制御装置５は、開閉弁７１６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面に純水を供給することができる。

また、液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に薬液（図中では、Ｃｈｅｍｉと表示）を供給するための薬液外部ノズル７２０を備える。薬液外部ノズル７２０は、薬液配管７２２を介して薬液供給源７２４に接続される。薬液配管７２２には、薬液配管７２２を開閉することができる開閉弁７２６が設けられる。制御装置５は、開閉弁７２６の開閉を制
御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面に薬液を供給することができる。

また、液供給系統７００は、ウェハＷの処理面にスラリー（図中では、Ｓｌｕｒｒｙと表示）を供給するためのスラリー外部ノズル７３０を備える。スラリー外部ノズル７３０は、スラリー配管７３２を介してスラリー供給源７３４に接続される。スラリー配管７３２には、スラリー配管７３２を開閉することができる開閉弁７３６が設けられる。制御装置５は、開閉弁７３６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面にスラリーを供給することができる。

本実施例においては、外部ノズル７１０，７２０，７３０は、いずれも位置が固定されており、予め定められた固定位置に向けて、純水、薬液またはスラリーを供給する。これらの処理液は、ウェハＷの回転によってバフパッド５０２に処理液が効率よく供給される位置に供給される。外部ノズル７１０，７２０，７３０は、各種処理液の２つ以上に共通の１つまたは２つのノズルとして構成されてもよい。また、外部ノズルは、純水、薬液およびスラリーのうちの少なくとも１種類の処理液を供給するように構成されていてもよい。

バフ処理モジュール３００Ａは、さらに、バフアーム６００、バフヘッド５００、および、バフパッド５０２を介して、ウェハＷの処理面に、処理液（純水、薬液、またはスラリー）を選択的に供給できるように構成されている。すなわち、純水配管７１２における純水供給源７１４と開閉弁７１６との間からは分岐純水配管７１２ａが分岐する。同様に、薬液配管７２２における薬液供給源７２４と開閉弁７２６との間からは分岐薬液配管７２２ａが分岐する。スラリー配管７３２におけるスラリー供給源７３４と開閉弁７３６との間からは分岐スラリー配管７３２ａが分岐する。分岐純水配管７１２ａ、分岐薬液配管７２２ａおよび分岐スラリー配管７３２ａは、液供給配管７４０に合流する。分岐純水配管７１２ａには、分岐純水配管７１２ａを開閉することができる開閉弁７１８が設けられる。分岐薬液配管７２２ａには、分岐薬液配管７２２ａを開閉することができる開閉弁７２８が設けられる。分岐スラリー配管７３２ａには、分岐スラリー配管７３２ａを開閉することができる開閉弁７３６が設けられる。

液供給配管７４０は、バフアーム６００の内部、バフヘッド５００の中央内部、および、バフパッド５０２の中央内部と連通している。具体的には、図５に示すように、バフアーム６００、バフヘッド５００およびバフパッド５０２の内部には、内部供給ライン５０６が形成されており、この内部供給ライン５０６は液供給配管７４０と連通している。内部供給ライン５０６は、バフテーブル４００の上面（ウェハＷの処理面）に向けて開口している。本実施例では、内部供給ライン５０６の開口部は、バフパッド５０２の中央に１つのみ設けられているが、複数の開口部が設けられていてもよい。例えば、内部供給ライン５０６は、バフヘッド５００内に形成されたウォータープール・ジャケット構造によって、分散配置された複数の開口に向けて分岐していてもよい。複数の開口部は、それらの径方向の位置が異なるように分散配置されていてもよい。制御装置５は、開閉弁７１８、開閉弁７２８、および、開閉弁７３６、の開閉を制御することにより、任意のタイミングで、ウェハＷの処理面に純水、薬液、スラリーのいずれか１つ、またはこれらの任意の組み合わせの混合液を供給することができる。以上の説明から明らかなように、バフ処理モジュール３００Ａは、外部ノズル７１０，７２０，７３０と、内部供給ライン５０６と、の２系統の処理液供給手段を備えている。これらの２系統のいずれか一方または両方は、選択的に使用することができる。

バフ処理モジュール３００Ａは、外部ノズル７１０，７２０，７３０と、内部供給ライン５０６と、のうちの少なくとも一方を介してウェハＷに処理液を供給するとともにバフ
テーブル４００を回転軸Ａ周りに回転させ、バフパッド５０２をウェハＷの処理面に押圧し、バフヘッド５００を回転軸Ｂ周りに回転させながら矢印Ｃ方向に揺動することによって、ウェハＷにバフ処理を行うことができる。本実施例では、かかるバフ処理モジュール３００Ａの動作は、制御装置５によって制御される。ただし、バフ処理モジュール３００Ａは、制御装置５に代えて、バフ処理モジュール３００Ａ専用の制御モジュールによって制御されてもよい。なお、バフ処理の際のバフテーブル４００とバフヘッド５００との相対運動は、上述の例に限らず、回転運動、並進運動、円弧運動、往復運動、スクロール運動、角度回転運動（３６０度未満の所定の角度だけ回転する運動）のうちの少なくとも１つによって実現されてもよい。

本願において、バフ処理には、バフ研磨処理およびバフ洗浄処理の少なくとも一方が含まれる。バフ研磨処理とは、ウェハＷに対してバフパッド５０２を接触させながら、ウェハＷとバフパッド５０２とを相対運動させ、ウェハＷとバフパッド５０２との間にスラリーを介在させることによりウェハＷの処理面を研磨除去する処理である。バフ研磨処理は、通常、ウェハの表面の凹凸を平坦化したり、トレンチやビア内部以外の表面に形成された余分な膜を除去したりといった目的で行う主研磨の後に、いわゆる仕上げ研磨を行うものである。バフ研磨の除去加工量は、例えば数nm〜10数nm程度である。パフパッド５０２としては、例えば、発砲ポリウレタンと不織布とを積層したパッド（具体的には、例えば、市場で入手できるＩＣ１０００（登録商標）／ＳＵＢＡ（登録商標）系）や、スウェード状の多孔性ポリウレタン非繊維質パッド（具体的には、例えば、市場で入手できるＰＯＬＩＴＥＸ（登録商標））などを用いることができる。バフ研磨処理は、ロール洗浄室１９０においてＰＶＡからなるロールスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、および、ペン洗浄室１９２においてＰＶＡからなるペンスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力よりも強い物理的作用力をウェハＷに対して加えることができる処理である。バフ研磨処理によって、スクラッチ等のダメージを有する表層部または異物が付着した表層部の除去、研磨ユニット３における主研磨で除去できなかった箇所の追加除去、または、主研磨後の、微小領域の凹凸や基板全体に渡る膜厚分布といったモフォロジーの改善を実現することができる。

バフ洗浄処理とは、ウェハＷに対してバフパッド５０２を接触させながら、ウェハＷとバフパッド５０２を相対運動させ、ウェハＷとバフパッド５０２との間に洗浄処理液（薬液、純水、または、これらの混合物）を介在させることによりウェハＷ表面の異物を除去したり、処理面を改質したりする仕上げ処理である。バフパッド５０２としては、上述のＩＣ１０００（登録商標）／ＳＵＢＡ（登録商標）系やＰＯＬＩＴＥＸ（登録商標）などが用いられる。バフ洗浄処理は、ロール洗浄室１９０においてＰＶＡからなるロールスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、および、ペン洗浄室１９２においてＰＶＡからなるペンスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力よりも強い物理的作用力をウェハＷに対して加えることができる処理である。バフ洗浄処理によれば、ＰＶＡからなるスポンジ材料を接触させるだけでは除去できないような、粘着性の大きな異物などを効率的に洗浄除去することができる。また、本発明におけるバフ洗浄処理のために、バフパッドとしてＰＶＡスポンジを用いることも可能である。

コンディショニング部８００は、バフパッド５０２の表面をコンディショニング（ドレッシング）するための部材である。本実施例では、コンディショニング部８００は、バフテーブル４００の外部に配置されている。代替態様として、コンディショニング部８００は、バフテーブル４００の上方かつバフヘッド５００の下方に移動して、バフパッド５０２のコンディショニングを行ってもよい。この場合、コンディショニングは、処理済みのウェハＷを搬出した後に行われることが望ましい。コンディショニング部８００は、ドレステーブル８１０と、ドレステーブル８１０に設置されたドレッサ８２０と、を備える。ドレステーブル８１０は、図示していない駆動機構によって回転軸Ｄ周りに回転できるよ
うに構成されている。ドレッサ８２０は、例えば、ダイヤモンドドレッサ、ブラシドレッサ、またはこれらの組み合わせで形成される。

バフ処理モジュール３００Ａは、バフパッド５０２のコンディショニングを行う際には、バフパッド５０２がドレッサ８２０に対向する位置になるまでバフアーム６００を旋回させる。バフ処理モジュール３００Ａは、ドレステーブル８１０を回転軸Ｄ周りに回転させるとともにバフヘッド５００を回転させ、バフパッド５０２をドレッサ８２０に押し付けることによって、バフパッド５０２のコンディショニングを行う。かかるコンディショニング動作は、例えば、バフ処理されたウェハＷを、次にバフ処理すべきウェハＷと置き換える間に行うことができる。

以上説明したバフ処理モジュール３００Ａによれば、化学機械研磨処理されたウェハＷの後処理としてバフ処理を行うことによって、ウェハＷのダメージ（ディフェクト）を抑制しつつ仕上げ研磨を行うことができ、あるいは、化学機械研磨処理で生じたダメージを除去することができる。あるいは、従来のロール洗浄やペン洗浄と比べて、粘着性の大きな異物などを効率的に洗浄除去することができる。特に、本実施例では、上述した壁部４０２によって、バフパッド５０２とウェハＷとの間に処理液を確実に存在させることができる。このため、液膜切れが生じてウェハＷがダメージを受けることを抑制できる。あるいは、洗浄効率を向上することができる。以下、壁部４０２を利用したバフ処理について説明する。

図６Ａ，６Ｂは、バフ処理の概略を示す説明図である。図６Ａは、バフ処理モジュール３００Ａの概略側面図であり、図６Ｂは、バフ処理モジュール３００Ａの上面図である。図示する例では、バフ処理モジュール３００Ａは、外部ノズル７１０，７２０，７３０の少なくとも１つから処理液Ｌ１を供給しつつ、バフアーム６００（ひいてはバフヘッド５００）を揺動させて、バフ処理を行う。図６Ａに示すように、バフテーブル４００の外周部には壁部４０２が設けられているので、外部ノズル７１０，７２０，７３０の少なくとも１つから供給された処理液Ｌ１は、壁部４０２の内側領域に貯留されていく。このため、バフパッド５０２とウェハＷとの間に処理液を確実に存在させることができる。処理液Ｌ１が連続的または間欠的に供給され続ける場合、内側領域の容量を超える処理液Ｌ１は、壁部４０２をオーバーフローして壁部４０２の外部に流出する。外部ノズル７１０，７２０，７３０から処理液Ｌ１が供給される構成に代えて、または、加えて、バフヘッド５００に形成された内部供給ライン５０６から処理液Ｌ１が供給されてもよい。

かかる構成によれば、壁部４０２の内側領域に処理液Ｌ１を貯留した状態でバフ処理を行うことができるので、内側領域のいずれの場所に処理液Ｌ１を供給しても、例えば、バフパッド５０２から遠い場所に処理液Ｌ１を供給しても、バフパッド５０２とウェハＷとの間での液膜切れが生じない。このため、本実施例では、バフパッド５０２の揺動軌跡を避けた領域ＡＲに向けて、外部ノズル７１０，７２０，７３０の少なくとも１つから処理液Ｌ１を供給する。図６Ｂでは、バフパッド５０２の中心の軌跡ＴＲを図示している。かかる構成によれば、外部ノズル７１０，７２０，７３０から供給される処理液Ｌ１がバフアーム６００またはバフヘッド５００に当たることがない。したがって、処理液Ｌ１がバフアーム６００またはバフヘッド５００に飛散して固着し、バフ処理中に固着物がウェハＷ上に落下することによってウェハＷがダメージを受けることを抑制できる。

図７Ａに示すように、本実施例においては、壁部４０２は、その全体がアクチュエータ４０６によって鉛直運動可能に構成されている。具体的には、壁部４０２は、その高さの全体に亘ってバフテーブル４００に形成された凹部に収容されることができる。図７Ａでは、壁部４０２が凹部に完全に収容された際の位置を点線で図示している。これによって、壁部４０２の高さは、ゼロから図７に実線で示す最高高さまで任意の高さに調整するこ
とができる。壁部４０２の内側領域に処理液Ｌ１が貯留されている場合において、壁部４０２の高さが低くなる方向に壁部４０２が移動させると、貯留された処理液Ｌ１は、壁部４０２を超える分だけ外部に排出される。勿論であるが、壁部４０２の高さがゼロになるまで壁部４０２が移動されると、貯留された処理液Ｌ１の全量（ここでの全量とは、実質的に全量であることをいい、ウェハＷ上に液膜が残留する場合も含まれる）が外部に排出される。すなわち、壁部４０２の鉛直移動によって、壁部４０２の内側領域に貯留可能な処理液の量を調節することができる。このため、本実施例では、壁部４０２の高さを変更させるためのアクチュエータ４０６を貯留量調節部４０６とも呼ぶ。

また、図７Ａに示すように、バフ処理モジュール３００Ａは、壁部４０２の内側領域に貯留された処理液Ｌ１の液面レベルを検出するためのセンサ４２０を備えている。制御装置５は、センサ４２０の検出結果を用いて、壁部４０２の内側領域に貯留された処理液Ｌ１の液面レベルを調節することができる。液面レベルの調節は、処理液Ｌ１の供給量を調節すること、および、壁部４０２の高さを調節すること、の少なくとも一方によって行うことができる。かかる構成によれば、状況に応じて、適切な量の処理液Ｌ１を内側領域に貯留することができる。このような制御の具体例については後述する。

図７Ｂ〜７Ｅは、壁部４０２の内側領域に貯留可能な処理液の量を調節するためのいくつかの代替態様を示している。壁部４０２を上方から見た状態を示す図７Ｂに示す例では、壁部４０２は、第１部分４０２ａと第２部分４０２ｂとを備えている。第１部分４０２ａおよび第２部分４０２ｂは、いずれも、略半円形状を有しており、それらの端部同士がオーバラップして配置されることによって、水平方向において閉じられている（すなわち、内側領域に処理液Ｌ１を貯留可能に構成されている）。第１部分４０２ａは、その位置が固定されている。一方、第２部分４０２ｂは、貯留量調節部４０６（図示省略）によって水平移動（水平回転運動）するように構成されている。図示するように第２部分４０２ｂが回転することによって、第１部分４０２ａと第２部分４０２ｂとの間に水平方向の開口が形成される。壁部４０２の内側領域に処理液Ｌ１が貯留されている場合、この開口から処理液Ｌ１が外部に流出する。この開口が形成される時間を調節することによって、処理液Ｌ１の液面レベル、すなわち、貯留量を調節することができる。

壁部４０２を上方から見た状態を示す図７Ｃに示す例では、壁部４０２は、第１部分４０２ｃと第２部分４０２ｄとを備えている。第１部分４０２ｃおよび第２部分４０２ｄは、いずれも、円弧形状を有しており、それらの端部同士がオーバラップして配置されることによって、水平方向において閉じられている。第２部分４０２ｄは、第１部分４０２ｃよりも全長が短い。第１部分４０２ｃは、その位置が固定されている。一方、第２部分４０２ｄは、貯留量調節部４０６（図示省略）によって鉛直移動可能に構成されている。かかる構成によれば、図７Ａに示した構成と同様の効果を奏する。しかも、図７Ａの構成と比べて可動部分が小さくなるので、アクチュエータ４０６を小型化できる。さらに、排水を特定の方向のみに導けるので、排水の集水を効率的に行うことができる。つまり、小さい集水設備によって、排水を排水処理設備（図示省略）に導くことができる。第２部分４０２ｄは、鉛直運動に代えて、図７Ｂに示した構成と同様に、水平運動（水平回転運動）してもよい。あるいは、第２部分４０２ｄは、図７Ｄに示すように、その鉛直方向の上端を中心として回転運動してもよい。第２部分４０２ｄは、その鉛直方向の下端を中心として回転運動してもよい。勿論、これらの各種運動の２つ以上が組み合わされてもよい。

図７Ｅに示す例では、壁部４０２は、固定的に設けられている。一方で、バフ処理モジュール３００Ａは、アクチュエータ４０６に代えて、排出経路４０８と弁４１０とを備えている。排出経路４０８は、バフテーブル４００の上面に形成された開口４０４からバフテーブル４００を鉛直方向に貫通して、排水処理設備に連通している。弁４１０は、排出経路４０８の流通状態を開閉する。弁４１０は、開口４０４の付近に設けられていてもよ
い。かかる例では、弁４１０を開くことにより、壁部４０２の内側領域に貯留された処理液Ｌ１を排出することができる。弁４１０の開閉状態を制御することによって、処理液Ｌ１の液面レベルを調節することも可能である。バフ処理によって生じる研磨生成物または洗浄生成物は、貯留された処理液Ｌ１中に沈殿する場合が多いので、図７Ｅに示すように、バフテーブル４００の上面、すなわち、処理液Ｌ１の貯留空間の最下部から排水することによって、これらの生成物を効率的に排出することができる。その結果、これらの生成物に起因してウェハＷがダメージを受けることを抑制できる。ただし、開口部は、壁部４０２に形成されていてもよい。この場合、開口部は、壁部４０２の最下部の近傍に設けられてもよいし、それよりも上方に設けられてもよい。上述した種々の形態は、組み合わせて使用されてもよい。

図８は、センサ４２０を利用して、処理液の貯留制御を行う場合のバフ処理の手順の一例を示している。この例では、バフ処理の一形態としてのバフ研磨処理が実施される。図示するように、バフ処理が開始されると、まず、壁部４０２がバフテーブル４００から上方に向けて延在する状態で、純水外部ノズル７１０、薬液外部ノズル７２０およびスラリー外部ノズル７３０の少なくとも１つから処理液Ｌ１がプレロードされる（ステップＳ１０）。ここでは、処理液Ｌ１としてスラリーがスラリー外部ノズル７３０から供給される。これによって、壁部４０２の内側領域において、処理液Ｌ１が所定の液面レベルまで貯留される。外部ノズル７１０，７２０，７３０に代えて、または、加えて、内部供給ライン５０６から処理液Ｌ１が供給されてもよい。このように、処理液Ｌ１を予め貯留することによって、バフパッド５０２とウェハＷとの間における処理液が不足しがちとなるバフ処理開始時において、十分な量の処理液Ｌ１をこれらの間に行き渡らせることができる。その結果、バフ処理の初期段階においてウェハＷがダメージを受けることを抑制できる。しかも、壁部４０２を有していない構成（つまり、供給された処理液Ｌ１が堰き止められることなく流出する構成）と比べて、処理液Ｌ１をプレロードする時間を短縮することができ、スループットが向上する。

次に、バフパッド５０２がウェハＷに接触しないように上方に上昇した位置（以下、上昇位置とも呼ぶ）からバフパッド５０２をウェハＷに接触させるための位置（以下、接触位置とも呼ぶ）までバフヘッド５００が移動するとともにバフテーブル４００およびバフヘッド５００が回転し、バフ処理が開始される（ステップＳ２０）。図示するように、バフ処理の前期では、壁部４０２の内側領域に処理液Ｌ１が貯留された状態でバフ処理が実施される。壁部４０２は、処理液Ｌ１の貯留壁としてのほか、飛散防止壁としても機能する。バフ処理の開始以降、外部ノズル７１０，７２０，７３０からの処理液Ｌ１の供給は停止されてもよいし、連続的または間欠的に継続されてもよい。処理液Ｌ１の供給が停止される場合には、処理液Ｌ１の使用量を低減することができる。一方、処理液Ｌ１の供給が継続される場合には、一部の処理液Ｌ１が壁部４０２からオーバーフローし、処理液Ｌ１が少しずつ入れ替えられるようにしてもよい。図７Ｅに示した構成を採用する場合には、オーバーフローに代えて、一部の処理液Ｌ１が排出経路４０８を介して排出されることによって処理液Ｌ１が順次入れ替えられてもよい。これにより、研磨生成物の濃縮が低減される。前期では、バフテーブル４００は、比較的高速で回転される。

そして、バフ処理の後期では、壁部４０２がバフテーブル４００内に完全に退避し、貯留されていた処理液Ｌ１の全量が排出される。このとき、外部ノズル７１０，７２０，７３０からの処理液Ｌ１の供給が停止されるとともに、内部供給ライン５０６からの処理液Ｌ１の供給が開始される。処理液Ｌ１は、バフヘッド５００の回転に伴う遠心力と処理液Ｌ１の供給圧力とによって、バフパッド５０２とウェハＷとの間で万遍なく広がることができる。後期では、バフテーブル４００は、前期よりも低速で回転されることが望ましい。

かかるステップＳ２０では、前期において、バフテーブル４００が高速回転されることにより、研磨レートを向上することができる。具体的には、バフテーブル４００に壁部４０２が設けられていない場合、外部ノズル７１０，７２０，７３０から処理液Ｌ１を供給すると、つまり、バフパッド５０２の外部で処理液Ｌ１を供給すると、バフテーブル４００の高速回転時に処理液Ｌ１がバフパッド５０２の中央部まで十分に行き渡らないおそれがある。これは、高速回転によって遠心力が大きくなることに起因する。また、比較的大口径（例えば、３００ｍｍ）のウェハＷに対してバフ処理を行う場合、効率的にバフ処理を行うために、バフヘッド５００の径も比較的大きくなる（例えば、１００ｍｍ）。このため。バフパッド５０２の外部で処理液Ｌ１を供給すると、処理液Ｌ１がバフパッド５０２の中央部まで十分に行き渡らないおそれがある。これらの事象が生じると、研磨レートが低下することになる。しかしながら、本実施例の構成によれば、壁部４０２の内側領域に処理液Ｌ１が貯留された状態でバフ処理が行われるので、バフパッド５０２の中央部まで十分な量の処理液Ｌ１が行き渡ることを促進できる。さらに、バフテーブル４００に壁部４０２が設けられていない場合は、ウェハＷ上に供給された処理液Ｌ１に対する、研磨に寄与しないままウェハＷの外へ流れ出てしまう処理液Ｌ１の割合が少なくない。しかし、壁部４０２を設けたことにより、供給した処理液Ｌ１が効率的に使われ、少ない供給量で、最大限の研磨レートを得ることができる。加えて、研磨処理前のプレロードに用いる処理液Ｌ１の量も少なくでき、処理液Ｌ１の消費量を抑えるとともに、スループットも上げることができる。

一方、処理液Ｌ１中の生成物の濃度が比較的高濃度になる後期では、処理液Ｌ１が排出された状態でバフ処理が行われるので、生成物によってウェハＷがダメージを受けることを抑制できる。しかも、バフテーブル４００が低速回転されるので、バフパッド５０２の全体に亘って処理液Ｌ１が広がりやすい。この効果は、処理液Ｌ１がバフパッド５０２の中央から供給されることによって、さらに促進される。このように、本実施例では、前期と後期とで異なる態様でバフ処理を実施することによって、バフ研磨処理の研磨レートと、ウェハＷの品質とを両立させている。前期と後期の時間的長さは、研磨レートとウェハＷの品質とを考慮して、適宜設定することができる。

こうしてバフ洗浄工程が終了すると、次に、内部供給ライン５０６を介してウェハＷに純水ＤＩＷが供給され、純水置換が行われる（ステップＳ３０）。この際、壁部４０２は、バフテーブル４００内に完全に退避したままである。これにより、ウェハＷ上の純水が速やかに排出されるので、壁部４０２が上方に延在する場合と比べて、置換効率が向上する。

次に、バフパッド５０２が上方に上昇し、薬液外部ノズル７２０からウェハＷに処理液Ｌ２（ここでは、洗浄薬液）が供給され、ウェハＷがリンス（洗浄）される（ステップＳ４０）。この際、壁部４０２は、バフテーブル４００内に完全に退避したままである。これにより、ウェハＷ上の純水が速やかに排出されるので、壁部４０２が上方に延在する場合と比べて、洗浄効率が向上する。

次に、ウェハＷが搬出され（ステップＳ５０）、その後、バフテーブル４００内に完全に退避していた壁部４０２が上方に移動されるとともに、純水外部ノズル７１０からバフテーブル４００上に純水ＤＩＷが供給される（ステップＳ６０）。これにより、壁部４０２の内部に純水ＤＩＷが貯留され、壁部４０２が洗浄される。かかる工程によれば、壁部４０２に付着した処理液Ｌ１，Ｌ２が、次回処理されるウェハＷに悪影響を及ぼすことを抑制できる。かかる壁部４０２の洗浄に代えて、または、加えて、洗浄水を噴射するノズル機構を設けて、当該ノズル機構によって洗浄液が壁部４０２に向けて噴射されてもよい。かかる構成によれば、より効率的に壁部４０２の洗浄を行うことができる。

次に、壁部４０２が再びバフテーブル４００内に完全に退避するとともに、純水外部ノズル７１０からバフテーブル４００上に純水ＤＩＷが供給される（ステップＳ７０）。これによって、バフテーブル４００が洗浄（リンス）される。壁部４０２は退避しているので、バフテーブル４００上の純水ＤＩＷが速やかに排出され、洗浄効率が向上する。そして、次に処理されるべきウェハＷが、バフテーブル４００上に搬入され（ステップＳ８０）、上記のステップＳ１０に戻る。なお、これまでバフ処理における処理液の貯留制御について、バフ研磨処理の例を用いて説明したが、バフ洗浄処理においても上記のような処理液の貯留制御は有効である。例えば、バフ洗浄の前半では処理液を貯留して処理液の消費量を抑え、後半は新鮮な処理液を使用してより洗浄性の高いバフ洗浄を行うことができる。なお、バフ洗浄に用いる処理液と、ウェハＷのリンス（図８におけるステップＳ４０）で用いる処理液は、同じものを用いてもよく、また、異なるものを用いても良い。

上述したバフ処理方法は、一例であり、制御装置５は、予め定められた設定に基づいて、壁部４０２の内側領域に処理液を貯留するか否かを決定し、種々のバフ処理方法を実現することができる。例えば、制御装置５は、バフテーブル４００の回転速度に応じて、壁部４０２の高さを制御してもよい。具体的には、制御装置５は、回転速度が高いほど、壁部４０２の高さが高くなるようにアクチュエータ４０６を制御してもよい。あるいは、制御装置５は、バフテーブル４００を所定以上の速度で回転させる（研磨レートまたは洗浄レートを上げる）場合には、センサ４２０を使用して、バフテーブル４００を所定未満の速度で回転させる場合よりも処理液Ｌ１の液面レベルが低くなるように、液面レベルを管理してもよい。これらの構成によれば、処理液の飛散量を低減することができる。すなわち、比較的低速回転の場合は処理液Ｌ１の飛散の可能性が少ないので、比較的高い液面レベルまで処理液Ｌ１が溜まることを許容できる。高速回転の場合は、飛散の可能性が高まるので、液面レベルが比較的低く抑えられるように、処理液Ｌ１の供給量を抑えるか、あるいは、処理液Ｌ１を供給しつつ、例えば図７Ｅに示したような排出経路４０８および弁４１０で液面レベルを調整する。

あるいは、制御装置５は、バフ処理の途中の所定のタイミングでバフ処理を一旦中断し、壁部４０２の内側領域に貯留された処理液の全量を排出し、その後、新たに供給される処理液を貯留して、バフ処理を再開してもよい。かかる構成によれば、バフ処理によって生じた生成物を貯留された処理液とともに排出し、これらの生成物を含まない新鮮な処理液を使用して、バフ処理を継続することができる。したがって、これらの生成物によってウェハＷがダメージを受けることを抑制できる。

Ｂ．変形例：
Ｂ−１．変形例１：
バフ処理モジュール３００Ａは、壁部４０２の内側領域に貯留される処理液の温度を調整する温度調節部を備えていてもよい。例えば、図９に示すように、バフテーブル４００の内部に、温度調節器４１２が設けられていてもよい。温度調節器４１２は、温度調節用ウォータージャケットであってもよい。代替的に、温度調節部は、ウェハＷに供給される前の供給液の温度を調節してもよい。プロセス性能は、処理液の温度に依存するので、かかる構成によれば、プロセス性能を温度条件の面で最適化することができる。

Ｂ−２．変形例２：
バフ処理モジュール３００Ａは、処理液を供給する手段として、外部ノズル７１０，７２０，７３０と内部供給ライン５０６とのうちのいずれか一方のみを備えていてもよい。壁部４０２の内側に処理液を貯留できるため、バフ処理モジュール３００Ａが外部ノズルのみを備えている場合であっても、ウェハＷとバフパッド５０２との界面に十分に処理液を供給できる。この場合、内部供給ライン５０６に付随して設けられるロータリージョイントなどの複雑な機構が不要となるので、装置構成を簡素化できる。

Ｂ−３．変形例３：
壁部４０２は、バフテーブル４００よりも外側に配置されていてもよい。この場合の一態様として、壁部４０２は、バフテーブル４００の近傍に配置されてもよい。そして、バフ処理（例えば、図８に示したバフ処理の後期）中に、バフテーブル４００に保持されるウェハＷの上面の位置と、壁部４０２の上面の位置と、を一致させた状態で、バフヘッド５００の一部分が壁部４０２上に位置するように、ウェハＷのエッジ部がバフ処理されてもよい。かかる構成によれば、エッジ部と、その内側部分と、を均一の圧力でバフ処理することができる。

Ｂ−４．変形例４：
バフ処理モジュール３００Ａ，３００Ｂは、洗浄ユニット４に含まれる構成に限らず、研磨ユニット３に含まれてもよい。

以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

１…ハウジング
１ａ…隔壁
２…ロード／アンロードユニット
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…研磨ユニット
４…洗浄ユニット
５…制御装置
６，７…リニアトランスポータ
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
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ…研磨テーブル
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ…トップリング
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ…研磨液供給ノズル
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ…ドレッサ
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ…アトマイザ
３６…トップリングシャフト
１８０…仮置き台
１９０…ロール洗浄室
１９１，１９３，１９５…第１搬送室
１９２…ペン洗浄室
１９４…乾燥室
２０１Ａ，２０１Ｂ…ロール洗浄モジュール
２０２Ａ，２０２Ｂ…ペン洗浄モジュール
２０３，２０４…仮置き台
２０５Ａ，２０５Ｂ…乾燥モジュール
２０７…フィルタファンユニット
２０９，２１０…搬送ロボット
２１１…支持軸
２１３…第３搬送ロボット
３００Ａ専用…バフ処理モジュール
３００…バフ処理室
３００Ａ，３００Ｂ…バフ処理モジュール
４００…バフテーブル
４０２…壁部
４０２ａ，４０２ｃ…第１部分
４０２ｂ，４０２ｄ…第２部分
４０４…開口
４０６…貯留量調節部
４０６…アクチュエータ
４０８…排出経路
４１０…弁
４１２…温度調節器
４２０…センサ
５００…バフヘッド
５０２…バフパッド
５０４…シャフト
５０６…内部供給ライン
６００…バフアーム
７００…液供給系統
７１０…純水外部ノズル
７１０…外部ノズル
７１２…純水配管
７１２ａ…分岐純水配管
７１４…純水供給源
７１６，７１８…開閉弁
７２０…薬液外部ノズル
７２２…薬液配管
７２２ａ…分岐薬液配管
７２４…薬液供給源
７２６，７２８…開閉弁
７３０…スラリー外部ノズル
７３２…スラリー配管
７３２ａ…分岐スラリー配管
７３４…スラリー供給源
７３６…開閉弁
７４０…液供給配管
８００…コンディショニング部
８１０…ドレステーブル
８２０…ドレッサ
１０００…基板処理装置
Ｗ…ウェハ
Ｌ１，Ｌ２…処理液
ＤＩＷ…純水

Claims (18)

1. 基板をバフ処理するためのバフ処理装置であって、
   前記基板を支持するためのバフテーブルであって、回転可能に構成されたバフテーブルと、
   前記基板をバフ処理するためのバフパッドを取り付け可能なバフヘッドであって、上記バフテーブルの上方に配置され、回転可能に構成されたバフヘッドと、
   前記バフ処理用の処理液を前記基板に供給するための処理液供給部と、
   前記バフテーブルによって前記基板を保持するための領域よりも外側において、周方向の全体に亘って、鉛直方向上方に向けて延在する壁部であって、該壁部の内側領域に前記処理液を貯留することが可能に構成された壁部と
   を備えるバフ処理装置。
2. 請求項１に記載のバフ処理装置であって、
   さらに、前記バフヘッドが回転可能に取り付けられるバフアームであって、前記バフヘッドの位置を移動可能に構成されたバフアームを備え、
   前記処理液供給部は、前記処理液を供給するための処理液ノズルを備え、該処理液ノズルが前記バフヘッドの移動軌跡を避けた領域に向けて前記処理液を供給するように構成された
   バフ処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のバフ処理装置であって、
   前記処理液供給部は、前記バフヘッドの内部に形成された、処理液の内部供給ラインを備え、
   前記内部供給ラインは、前記バフパッドに形成された開口部から前記処理液を供給するように構成された
   バフ処理装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
   さらに、前記内側領域から排出される前記処理液の量を調節することによって、前記内側領域に貯留される前記処理液の量を調節可能な貯留量調節部を備える
   バフ処理装置。
5. 請求項４に記載のバフ処理装置であって、
   前記貯留量調節部は、前記内側領域に貯留される前記処理液の全量を排出可能に構成された
   バフ処理装置。
6. 請求項４または請求項５に記載のバフ処理装置であって、
   前記貯留量調節部は、前記壁部の少なくとも一部分を、鉛直運動、水平運動、または、回転運動させる機構を備える
   バフ処理装置。
7. 請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
   前記貯留量調節部は、
   前記内側領域に貯留された前記処理液を排出可能な排出経路と、
   前記排出経路を開閉可能な弁と
   を備えるバフ処理装置。
8. 請求項４ないし請求項７のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
   さらに、前記バフ処理装置の動作を制御するように構成された制御部を備え、
   前記制御部は、予め定められた設定に基づいて、前記内側領域に前記処理液を貯留するか否かを決定するように構成された
   バフ処理装置。
9. 請求項４ないし請求項７のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
   前記バフ処理装置の動作を制御するように構成された制御部と、
   前記内側領域に貯留された前記処理液の液面レベルを検出するように構成されたセンサと
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記センサによる検出結果に基づいて、前記処理液の液面レベルを、設定されたレベルに調節するように前記貯留量調節部を制御するように構成された
   バフ処理装置。
10. 請求項８または請求項９に記載のバフ処理装置であって、
    前記制御部は、所定のタイミングで、前記内側領域に貯留された前記処理液の全量を排出し、前記処理液供給部から新たに供給される処理液を貯留するように、前記貯留量調節部を制御するように構成された
    バフ処理装置。
11. 請求項８ないし請求項１０のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    前記制御部は、前記処理液供給部からの前記処理液の供給と、前記内側領域に貯留された前記処理液の一部の排出と、を同時に行うことによって、前記内側領域に貯留された前記処理液を連続的に入れ替えるように前記バフ処理装置を制御するように構成された
    バフ処理装置。
12. 請求項８または請求項９に記載のバフ処理装置であって、
    前記制御部は、
    前記バフ処理の前期において、前記内側領域に前記処理液が貯留された状態で前記バフ処理を実施し、
    前記バフ処理の後期において、前記内側領域に貯留された前記処理液を排出した後に前記バフ処理を実施する
    ように前記バフ処理装置を制御するように構成された
    バフ処理装置。
13. 請求項８ないし請求項１２のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    前記制御部は、前記バフ処理の開始前において、前記内側領域に前記処理液を貯留するように前記バフ処理装置を制御するように構成された
    バフ処理装置。
14. 請求項１ないし請求項１３のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    さらに、洗浄液を前記内側領域内に供給するための洗浄液供給部を備えた
    バフ処理装置。
15. 請求項１ないし請求項１４のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    さらに、前記壁部に向けて洗浄液を噴射可能なノズル機構を備えた
    バフ処理装置。
16. 請求項１ないし請求項１５のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
    さらに、前記壁部の前記内側領域に貯留される前記処理液の温度を調整可能な温度調節
    部を備えた
    バフ処理装置。
17. 基板処理装置であって、
    化学機械研磨装置と、
    前記化学機械研磨装置で処理された基板の後処理を行うための請求項１ないし請求項１６のいずれか一項に記載のバフ処理装置と
    を備えた基板処理システム。
18. 基板をバフ処理するためのバフ処理方法であって、
    前記基板をバフテーブル上に配置する工程と、
    前記基板の配置領域よりも外側において周方向の全体に亘って鉛直方向上方に向けて延在する壁部の内側領域に処理液を貯留する工程と、
    前記内側領域に前記処理液を貯留した状態で、前記バフテーブル上に配置された前記基板をバフ処理する工程と
    を備えるバフ処理方法。

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