JP2016119333A - バフ処理装置、および、基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バフ処理において、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を充分に供給する。【解決手段】基板をバフ処理するためのバフ処理装置は、基板を支持し、回転可能に構成されたバフテーブルと、第１のバフパッドを取り付け可能な第１のバフヘッドであって、回転可能に構成されるとともに、バフテーブルに近づく方向およびバフテーブルから遠ざかる方向に移動可能に構成され、バフ処理用の処理液を基板に供給するための内部供給ラインが第１のバフヘッドの内部に形成された第１のバフヘッドと、第２のバフパッドを取り付け可能な環状の第２のバフヘッドであって、第１のバフヘッドの外側において第１のバフヘッドを取り囲むように配置され、回転可能に構成されるとともに、バフテーブルに近づく方向およびバフテーブルから遠ざかる方向に移動可能に構成された第２のバフヘッドと、を備える。【選択図】図９

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（下記の特許文献２）。

特開２０１０−５０４３６号公報 特開平８−７１５１１号公報

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、基板処理装置は、状況に応じて柔軟な処理を行えることが望ましい。さらに、基板処理装置において、処理レートを向上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第１のバフパッドを取り付け可能な第１のバフヘッドであって、回転可能に構成されるとともに、バフテーブルに近づく方向およびバフテーブルから遠ざかる方向に移動可能に構成され、バフ処理用の処理液を基板に供給するための内部供給ラインが第１のバフヘッドの内部に形成された第１のバフヘッドと、基板をバフ処理するための第２のバフパッドを取り付け可能な環状の第２のバフヘッドであって、第１のバフヘッドの外側において第１のバフヘッドを取り囲むように配置され、回転可能に構成されるとともに、バフテーブルに近づく方向およびバフテーブルから遠ざかる方向に移動可能に構成された第２のバフヘッドと、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。しかも、このバフ処理装置は、第１のバフヘッドの外側に第２のバフヘッドを備えているので、第２のバフヘッドに取り付けられる第２のバフパッドが基板と接触することによって、第１のバフヘッドの内部に形成された内部供給ラインから供給される処理液が第２のバフパッドの外部に流出することが抑制される。換言すれば、第２のバフパッドの内側領域にある程度の量の処理液を保持することができる。したがって、第１のバフパッドと基板との間に十分な量の処理液を満遍なく供給することができる。したがって、基板のダメージをいっそう抑制することができる。あるいは、洗浄効率を高めることができる。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、第２のバフヘッドは、第１のバフヘッドから独立してバフテーブルに近づく方向およびバフテーブルから遠ざかる方向に移動可能に構成される。かかる形態によれば、第１のバフヘッドおよび第２のバフヘッドの一方または両方を選択的に使用して、状況（例えば、工程、達成すべき品質など）に応じて柔軟な処理を行うことができる。

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、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、バフ処理装置専用に設けられてもよいし、化学機械研磨装置と兼用で設けられてもよい。

本発明の第４の形態によれば、第３の形態において、制御部は、バフ処理を行う際に、第１のバフヘッドを、第１のバフパッドを基板に接触させるための位置に配置し、第２のバフパッドを、第２のバフパッドを基板に接触させるための位置に配置し、少なくとも第１のバフパッドを回転させ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、バフ処理中に、第２のバフパッドの内側領域にある程度の量の処理液を保持することができる。したがって、第１のバフパッドと基板との間に十分な量の処理液を満遍なく供給することができる。したがって、基板のダメージをいっそう抑制することができる。

本発明の第５の形態によれば、第３または第４の形態において、制御部は、バフ処理後の洗浄を行う際に、第１のバフヘッドを、第１のバフパッドを基板に接触させるための位置に配置し、第２のバフパッドを、第２のバフパッドを基板に接触させないための位置に配置し、少なくとも第１のバフパッドを回転させ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、洗浄に使用された洗浄液を、速やかに第２のバフパッドの外側に排出することができる。このため、バフ処理によって生じた生成物（研磨除去物、または、洗浄除去物）の基板上からの排出を促進することができる。

本発明の第６の形態によれば、第３ないし第５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、第２のバフパッドを基板に接触させるための位置に配置し、内部供給ラインを介して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、バフ処理の開始前に、第２のバフパッドの内側領域にある程度の量の処理液を保持することができる。したがって、十分な量の処理液を基板上にプレロード（事前供給）して、基板のダメージを抑制でき、あるいは、洗浄効率を向上できる。

本発明の第７の形態によれば、第３ないし第６のいずれかの形態において、制御部は、第１のバフパッドが、第１のバフパッドを基板に接触させるための位置に配置されるとともに、第２のバフパッドが、第２のバフパッドを基板に接触させるための位置に配置され
た状態で、バフ処理を行う際に、第２のバフヘッドが第２のバフパッドを介して基板を押圧する第２の圧力が、第１のバフヘッドが第１のバフパッドを介して基板を押圧する第１の圧力と異なるように、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、第１のバフヘッドをバフ処理の目的で使用し、第２のバフヘッドを主に処理液保持の目的で使用することができる。例えば、第１のバフヘッドの圧力をバフ処理のために最適化しつつ、第２のバフヘッドの圧力を、処理液を保持するために必要な最低限の圧力に制御することができる。

本発明の第８の形態によれば、第１ないし第７のいずれかの形態において、第２のバフヘッドは、第１のバフヘッドから独立して回転可能に構成される。かかる形態によれば、いっそう柔軟なバフ処理を行うことができる。例えば、第１のバフヘッドの回転数をバフ処理のために最適化しつつ、第２のバフヘッドの回転数を、処理液の飛散抑制のために最適化することができる。

本発明の第９の形態によれば、第１ないし第８のいずれかの形態において、バフ処理装置は、さらに、第１のバフヘッドに取り付けられた第１のバフパッドと、第２のバフヘッドに取り付けられた第２のバフパッドと、を備える。第１のバフパッドと第２のバフパッドとは、特性が異なる。かかる形態によれば、いっそう柔軟なバフ処理を行うことができる。例えば、第１のバフパッドが、求められるバフ処理性能に基づいて決定され、第２のパッドとして、処理液の保持性能を高めるために、密着性の高い、すなわち、柔軟なバフパッドが使用されてもよい。あるいは、第２の形態と組み合わせることによって、基板の領域ごとに異なる特性のバフパッドを使用してバフ処理を行うことができる。

本発明の第１０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９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９のいずれかの形態と同様の効果を奏する。

本発明の第１１の形態によれば、バフ処理装置によって基板をバフ処理するためのバフ処理方法が提供される。この方法は、基板を支持するためのバフテーブルに基板を配置する工程と、バフ処理用の処理液を基板に供給するための内部供給ラインが形成された第１のバフヘッドに取り付けられた第１のバフパッドを基板に接触させるとともに、第１のバフヘッドの外側において第１のバフヘッドを取り囲むように配置された第２のバフヘッドに取り付けられた第２のバフパッドを基板に接触させた状態で、内部供給ラインから処理液を供給しつつバフ処理を行う工程と、を備える。かかる方法によれば、第１の形態と同様の効果を奏する。

本発明の第１２の形態によれば、バフ処理装置によって基板をバフ処理するためのバフ処理方法が提供される。この方法は、基板を支持するためのバフテーブルに基板を配置する工程と、バフ処理用の処理液を基板に供給するための内部供給ラインが形成された第１のバフヘッドの外側において第１のバフヘッドを取り囲むように配置された第２のバフヘッドに取り付けられた第２のバフパッドを基板に接触させた状態で、内部供給ラインから処理液を供給する工程と、処理液を供給する工程の後に、第１のバフヘッドに取り付けられた第１のバフパッドを基板に接触させつつバフ処理を行う工程と、を備える。かかる方法によれば、第６の形態と同様の効果を奏する。

本発明の第１３の形態によれば、第１１または１２に記載のバフ処理方法は、さらに、バフ処理の工程の後に、第１のバフパットを基板に接触させるとともに、第２のバフパッドを基板に接触させない状態で、内部供給ラインから洗浄液を供給しつつ洗浄を行う工程を備える。かかる形態によれば、第５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。 ミスト供給部の概略構成を示す図である。 バフヘッドの内部構造を示す概略図である。 バフヘッドの内部構造の代替例を示す概略図である。 液供給系統の一例を示す概略図である。 液供給系統の他の例を示す概略図である。 バフヘッドおよびバフパッドの詳細を示す断面図である。 バフパッドを下方から見た図である バフ処理の各工程におけるバフヘッドの制御例を示す図表である。 図１０に示す各工程におけるバフヘッドの状態を示す説明図である。 図１０に示す各工程におけるバフヘッドの状態を示す説明図である。 図１０に示す各工程におけるバフヘッドの状態を示す説明図である。 排液系統の一例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。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、バフパッド５０２のコンディショニング（目立て）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の処理面が上方を向くようにウェハＷを保持する。

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。バフヘッド５００の詳細については後述する。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。

バフ処理モジュール３００Ａは、後述する液供給系統７００からウェハ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。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。

バフ処理モジュール３００Ａは、図４に図示するように、バフ処理室３００の、バフ処理モジュール３００Ａが設けられる区画Ａ１内にミストＭＴを噴射するミスト供給部９００を有する。ミストＭＴは、常時供給されてもよく、または完結的に供給されても良い。ミストＭＴは、後述する液供給系統７００からウェハＷ上に供給された処理液が周囲に飛散して固着することを防ぐために、バフテーブル４００およびその周囲、バフヘッド５００、バフアーム６００、およびコンディショニング部８００のそれぞれの表面を湿らせることができるように構成されている。さらに、ミストＭＴがバフ処理モジュール３００Ａの外部に漏れることを防ぐために、モジュール３００Ａ内のミストＭＴを含んだ空気をウェハＷの搬送前に排気させる排気システムが設けられることが望ましい。

ミスト供給部９００は、バフ処理中のウェハＷの表面をも湿らせることができるように、バフ処理中もウェハＷの表面に向けてミストＭＴを噴射することができる。これにより、バフテーブル４００の回転によりウェハＷ上の処理液が外へ振り切られてウェハＷの表面が乾燥することを防ぐことができる。ミストＭＴの供給量は、ウェハＷ上の処理液が過度に薄められてバフ処理に悪影響がでることがないように調整されている。ただし、バフ処理モジュール３００Ａ内のウェハＷ以外の構造物の表面における処理液の固着を防ぐために洗浄を行う場合には、ミストＭＴに替えて純水のシャワーを供給するようにしても良い。

図５は、ミスト供給部９００が設けられる具体的な例を示す。バフ処理モジュール３００Ａは、主に、カバー９１０の内部の湿度を調節するために、バフテーブル４００の外側に設けられたカバー９１０を備えている。カバーの縁に沿ってミスト供給部９００が設けられる。さらに、ミストＭＴを含んだ空気を排出するための排気システム９２０が設けられている。この排気システム９２０は、水分と気体を分離するフィルタ９２１と、排気ライン９２２と、ドレインライン９２３と、を備えている。また、カバー９１０の内部に湿度センサ９３０が設けられており、これによって、ミストＭＴの噴出量および噴出タイミングが自動調整される。

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。以下、本実施例におけるバフ処理モジュール３００Ａの構成およびバフ処理の詳細について説明する。

図６Ａは、バフヘッド５００の内部構造を示す概略図である。図６Ａにおいて、バフヘッド５００、シャフト５０４およびバフパッド５０２の構造は簡略化して図示されている。これらの詳細については、後述する。バフ処理モジュール３００Ａは、バフアーム６００、シャフト５０４、バフパッド５０２およびバフパッド５０２の内部を通ってバフ処理のための処理液を供給する経路を有している。具体的には、図６Ａに示すように、バフアーム６００、バフヘッド５００およびバフヘッド５００の内部には、内部供給ライン５０６が形成されている。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。かかる構成によれば、バフ処理中において、処理液は、内部供給ライン５０６を介してバフパッド５０２の中央部から供給され、バフヘッド５００の回転による遠心力と処理液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。

バフヘッド５００の外部に設けられたノズルからウェハＷに処理液を供給する場合には、バフテーブル４００の高速回転時に処理液がバフパッド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の外部で処理液を供給すると、処理液がバフパッド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、バフ処理レート（研磨レートまたは洗浄レート）が低下することになる。しかしながら、本実施例の内部供給ライン５０６から処理液を供給する構成によれば、上述したようにバフパッド５０２とウェハＷとの間で処理液が万遍なく広がるので、処理液不足に起因するバフ処理レートの低下を抑制できる。しかも、処理液不足が生じてウェハＷがダメージを受けることを抑制できる。

図６Ｂは、バフヘッド５００の内部構造の代替例を示す概略図である。この例では、図示するように、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５０７から、バフパッド５０２の処理面に分散配置された複数の開口５０８に向けて分岐している。かかる構成によっても、内部供給ライン５０６から供給される処理液がバフパッド５０２とウェハＷとの間で万遍なく広がることができる。図示する例では、複数の開口５０８は、径方向に分散配置されている。ただし、複数の開口５０８は、任意の分散形態を有していてもよい。例えば、複数の開口５０８は、バフパッド５０２の中央付近に周方向に分散配置されていてもよい。かかる構成によれば、遠心力を利用して、処理液をバフパッド５０２の処理面の全体に亘って広げることができる。

かかる内部供給ライン５０６からは、１つ以上の処理液を供給することができる。例えば、処理液は、スラリー、薬液、純水などとすることができる。

図７は、液供給系統７００の一例を示している。この例では、図示するように、液供給系統７００は、処理液供給源７１０，７３０と、洗浄液供給源７２０，７４０と、を備えている。処理液供給源７１０，７３０は、相互に種類が異なる処理液の供給源であり、例えば、処理液供給源７１０は、スラリー供給源であり、処理液供給源７３０は、薬液供給源である。処理液供給源７１０は、処理液配管７１１に接続されている。処理液配管７１１には、処理液供給源７１０から見て、流量コントローラ７１２、開閉弁７１３、逆止弁７１４が、この順に設けられている。洗浄液供給源７２０には、洗浄液配管７２１が接続
されている。洗浄液配管７２１には、開閉弁７２３が設けられており、開閉弁７２３よりも下流側（洗浄液供給源７２０と反対側）は、開閉弁７１３と逆止弁７１４との間で処理液配管７１１に接続されている。同様に、処理液供給源７３０は、処理液配管７３１に接続されている。処理液配管７３１には、処理液供給源７３０から見て、流量コントローラ７３２、開閉弁７３３、逆止弁７３４が、この順に設けられている。洗浄液供給源７４０には、洗浄液配管７４１が接続されている。洗浄液配管７４１には、開閉弁７４３が設けられており、開閉弁７４３よりも下流側は、開閉弁７３３と逆止弁７３４との間で処理液配管７３１に接続されている。

処理液配管７１１と処理液配管７３１とは、逆止弁７１４，７３４よりも下流側の地点７１６で１つのラインに統合された後、バフアーム６００の内部に形成された内部供給ライン５０６に接続されている。バフアーム６００の内部において、内部供給ライン５０６の途中には、ロータリージョイント７５０が設けられている。このロータリージョイント７５０によって、可動部（回転部）と静止部とが接続される。本実施例のように、ロータリージョイント７５０よりも上流側で、処理液配管７１１と洗浄液配管７４１とが統合されることにより、ロータリージョイント７５０を小型化することができる。また、バフアーム６００の外部で処理液配管７１１と洗浄液配管７４１とが統合されることにより、バフアーム６００を小型化することができる。

処理液Ｌ１，Ｌ２には、スラリーなど粘性の高い液が使用されるので、各配管およびロータリージョイント７５０に液が固着することを防止するために、洗浄液供給源７２０，７４０からこれらに洗浄液（例えば、純水、薬液）が流通される。かかる洗浄動作は、バフ処理モジュール３００Ａの運転状況に応じて、所定のタイミングで自動的に実施される。所定のタイミングは、例えば、アイドリング時、所定の時間間隔ごと、などとすることができる。供給された洗浄液は、バフヘッド５００を介して排出される。

かかる液供給系統７００では、開閉弁７１３，７２３，７３３，７４３を選択的に開閉することによって、処理液Ｌ１，Ｌ２および洗浄液のうちのいずれかが内部供給ライン５０６に供給される。１つの使用形態では、開閉弁７１３，７２３，７３３，７４３は、２つ以上が同時に開くことが禁止される。このように制御することによって、また、逆止弁７１４，７３４が設けられていることによって、配管７１１，７２１，７３１，７４１間でのクロスコンタミネーション、すなわち、１つの配管に他の配管で扱う液が混入することを防止することができる。かかる動作は、ソフトウェアを使用して、制御装置５によってインターロック制御されてもよい。他の使用形態では、配管７１１，７２１，７３１，７４１の２つ以上が同時に開くことが許容される。このように制御することによって、混合液を供給することができる。流量コントローラ７１２，７３２を制御することにより、混合液の混合比を調節することができる。

図８は、液供給系統７００の他の例を示している。この例では、処理液の１つとして純水が使用される。純水は、洗浄液として使用できるので、純水ラインと洗浄液ラインとが兼用されている。具体的には、処理液供給源７１０には、処理液配管７１１が接続されている。処理液配管７１１には、処理液供給源７１０から見て、流量コントローラ７１２、開閉弁７１３、フィルタ７１５、逆止弁７１４が設けられている。同様に、処理液供給源７３０には、処理液配管７３１が接続されている。処理液配管７３１には、処理液供給源７３０から見て、流量コントローラ７３２、開閉弁７３３、フィルタ７３５、逆止弁７３４が設けられている。また、洗浄液供給源（純水供給源）７２０には、洗浄液配管７２１が接続されている。洗浄液配管７２１には、洗浄液供給源７２０から見て、流量コントローラ７２２、開閉弁７２３、フィルタ７２５、逆止弁７２４が設けられている。処理液配管７１１，７３１および洗浄液配管７２１は、逆止弁７１４，７３４，７２４よりも下流側、かつ、バフアーム６００の外部において、１つのラインに統合された後、バフアーム
６００の内部に形成された内部供給ライン５０６に接続されている。

これらの液供給系統７００には、圧力または流量を検出センサが設けられていてもよい。制御装置５は、このセンサの結果に基づいて、各ラインの以上を監視して、必要に応じて警報による報知やインターロックを行うことができる。

図９は、図６Ａにおいて簡略表示したバフヘッド５００およびバフアーム６００の詳細を示している。図示するように、バフヘッド５００は、第１のバフヘッド５００ａと第２のバフヘッド５００ｂとを備えている。第１のバフヘッド５００ａは、中央に内部供給ライン５０６の開口が形成されたディスク形状を有している。第２のバフヘッド５００ｂは、環状の形状を有しており、第１のバフヘッド５００ａの径方向外側において第１のバフヘッド５００ａを取り囲むように配置されている。このため、第１のバフヘッド５００ａをインナーヘッド５００ａとも呼び、第２のバフヘッド５００ｂをアウターヘッド５００ｂとも呼ぶ。インナーヘッド５００ａとアウターヘッド５００ｂとは、間隔を隔てて配置されている。

インナーヘッド５００ａは、その上方に延在するシャフト５０４ａに連結されている。同様に、アウターヘッド５００ｂは、その上方に延在するシャフト５０４ｂに連結されている。シャフト５０４ｂは、中空円柱状の形状を有しており、軸受５０９，５１０を介してシャフト５０４ａの周りを取り囲んでいる。このシャフト５０４ｂは、軸受５１１を介して、バフアーム６００の静止部位に取り付けられている。

第１のバフヘッド５００ａの下面（シャフト５０４ａと反対の面）には、第１のバフパッド５０２ａ（インナーパッド５０２ａとも呼ぶ）が取り付けられている。第２のバフヘッド５００ｂの下面には、第２のバフパッド５０２ｂ（アウターパッド５０２ｂとも呼ぶ）が取り付けられている。図１０は、インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂを下方から見た図である。図示するように、インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂは、それぞれ、インナーヘッド５００ａとアウターヘッド５００ｂの下面に追従した形状を有している。本実施例では、インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂは、同一の特性を有している。つまり、インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂは、形状のみが異なっている。

シャフト５０４ａは、アクチュエータ５１２に接続されている。このアクチュエータ５１２によって、シャフト５０４ａおよびインナーヘッド５００ａは、回転可能、かつ、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（本実施例では、鉛直方向）に移動可能に構成されている。シャフト５０４ｂは、アクチュエータ５１４に接続されている。このアクチュエータ５１４によって、シャフト５０４ｂおよびアウターヘッド５００ｂは、回転可能、かつ、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（本実施例では、鉛直方向）に移動可能に構成されている。本実施例では、インナーヘッド５００ａおよびアウターヘッド５００ｂは、互いに独立して鉛直方向に移動可能に構成されている。さらに、本実施例では、インナーヘッド５００ａおよびアウターヘッド５００ｂは、互いに独立して回転可能に構成されている。すなわち、インナーヘッド５００ａおよびアウターヘッド５００ｂは、互いに異なる動作を行うことができる。

図１１は、上述したバフ処理モジュール３００Ａによるバフ処理の各工程におけるバフヘッド５００の制御例を示している。図１２Ａ〜１２Ｃは、図１１に示す各工程におけるバフヘッド５００の状態を示している。図１１に示すように、この例では、バフ処理が開始されると、まず、プリロード処理が行われる（ステップＳ１０）。プリロード処理とは、処理液をウェハＷ上に事前供給する処理である。プリロード処理では、図１１および図
１２Ａに示すように、インナーヘッド５００ａは、インナーパッド５０２ａ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）に位置している。つまり、インナーヘッド５００ａおよびインナーパッド５０２ａは、上方に退避した状態にある。一方、アウターヘッド５００ｂは、アウターパッド５０２ｂ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）に位置している。つまり、アウターヘッド５００ｂおよびアウターパッド５０２ｂは、下降した位置にある。この状態で、内部供給ライン５０６から処理液Ｌ３（図７に示す処理液Ｌ１、Ｌ２のいずれか、ここではスラリー）が供給される。アウターパッド５０２ｂは、ウェハＷに接触しているので、処理液Ｌ３が第２のバフパッド５０２ｂの外部に流出することが抑制される。つまり、処理液Ｌ３の大半は、第２のバフパッド５０２ｂの内側に保持される。かかる構成によれば、バフ処理の開始時には、既に、インナーパッド５０２ａとウェハＷとの間には、十分な量の処理液Ｌ３が満遍なく行き渡る。その結果、ウェハＷにスクラッチが生じてウェハＷにダメージを与えることを抑制することができる。

本実施例では、ステップＳ１０において、インナーヘッド５００ａおよびアウターヘッド５００ｂの回転は、停止されている。さらにバフテーブル４００すなわちウェハＷの回転も、停止されている。アウターパッド５０２ｂの内側に十分な量の処理液Ｌ３が蓄えられた後で、バフテーブル４００が回転される。バフテーブル４００の回転と同時にインナーヘッド５００ａも回転を開始し、さらにインナーヘッド５００ａが下降を開始して、次のステップに移行する。このように、バフテーブル４００の回転が停止した状態でプリロード処理を行うことで、供給した処理液Ｌ３が遠心力により飛散することなく、インナーパッド５０２ａとウェハＷとの間に十分な量の処理液Ｌ３を満遍なく行き渡らせることができる。また、プリロード処理を、バフテーブル４００を回転させた状態で行っても良い。その場合は、アウターパッド５０２ｂがウェハＷに接触する前に内部供給ライン５０６からの処理液Ｌ３の供給を開始することが望ましい。それによってアウターパッド５０２ｂとウェハＷが接触する際に処理液が不足してウェハＷにダメージが生じることを防ぐことができる。ステップＳ１０のプリロード処理において、アウターヘッド５００ｂは、回転してもよく、しなくても良い。アウターヘッド５００ｂを回転させ、本研磨時（下記ステップＳ２０）よりも低い圧力でウェハＷと接触させることで、アウターパッド５０２ｂとウェハＷとの摩擦を軽減することができる。

プリロードが完了すると、次に、ライトポリッシュ、すなわち、バフ研磨処理が実施される（ステップＳ２０）。バフ研磨処理に代えて、バフ洗浄処理が行われてもよい。ステップＳ２０では、図１１および図１２Ｂに示すように、インナーヘッド５００ａおよびアウターヘッド５００ｂは、いずれも接触位置に位置している。すなわち、処理液Ｌ３がアウターパッド５０２ｂの外部に流出することを抑制しながら、バフ処理が実施される。かかる構成によれば、バフ処理中に、インナーパッド５０２ａとウェハＷとの間に十分な量の処理液Ｌ３が満遍なく行き渡る。したがって、スクラッチの発生を抑制することができる。また、バフテーブル４００が比較的高速で回転する場合においても、インナーパッド５０２ａとウェハＷとの間に十分な量の処理液Ｌ３を保持できるので、バフ処理レートを向上することができる。

ステップＳ２０では、バフ処理は、インナーパッド５０２ａによって実現され、アウターパッド５０２ｂは、バフ処理性能に大きく寄与しない。つまり、アウターパッド５０２ｂは、主に、その内側領域に処理液Ｌ３を保持するために使用される。このため、制御装置５は、インナーヘッド５００ａがインナーパッド５０２ａを介してウェハＷに作用させる圧力を、求められるバフ処理性能に応じて最適化する。一方、制御装置５は、アウターヘッド５００ｂがアウターパッド５０２ｂを介してウェハＷに作用させる圧力を、処理液Ｌ３を保持するために必要な最低限の圧力に制御する。例えば、アウターヘッド５００ｂによる圧力は、インナーヘッド５００ａによる圧力よりも小さくなるように制御される。
同様に、制御装置５は、求められるバフ処理性能に応じて、インナーヘッド５００ａの回転数を最適化する。一方、制御装置５は、アウターヘッド５００ｂの回転数を、処理液Ｌ３の飛散防止のために最適化する。例えば、アウターヘッド５００ｂは、停止状態、または、インナーヘッド５００ａよりも小さい回転数で制御される。アウターヘッド５００ｂは、回転されなくてもよい。

ステップＳ２０において、内部供給ライン５０６からの処理液Ｌ３の供給は、連続的に行われてもよいし、間欠的に行われてもよい。処理液Ｌ３の供給量および供給タイミングは、アウターパッド５０２ｂからの処理液Ｌ３の流出量を考慮して、アウターパッド５０２ｂの内側領域に十分な量の処理液Ｌ３が保持されるように設定されればよい。

代替態様として、アウターヘッド５００ｂは、バフ処理の後期において、上昇位置に移動されてもよい。かかる構成とすれば、バフ処理によって生じた生成物の外部への流出を促すことができる。その結果、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。この場合、バフ処理の前期よりも多くの量の処理液Ｌ３が供給されてもよい。

バフ処理が完了すると、次に、内部供給ライン５０６から洗浄液（ここでは、純水）が供給されて液置換が行われる（ステップＳ３０）。液置換によって、バフ研磨処理で用いるスラリーと、ケミカル洗浄（ステップＳ４０）で用いる薬液と、が混合されて反応生成物が生成され、当該反応生成物が洗浄に悪影響を与えること（例えば、基板にダメージを与えること）を抑制できる。ステップＳ３０では、図１１および図１２Ｃに示すように、インナーヘッド５００ａは接触位置に位置しており、アウターヘッド５００ｂは上昇されて上昇位置に位置している。かかる構成によれば、バフ研磨処理で用いるスラリーおよび液置換に使用された洗浄液の外部への排出が促進される。このため、バフ処理によって生じた生成物のウェハＷ上からの排出を促進することができる。

液置換が完了すると、次に、内部供給ライン５０６から薬液が供給されて、ケミカル洗浄が行われる（ステップＳ４０）。インナーヘッド５００ａおよびアウターヘッド５００ｂの位置は、図１１に示すように、ステップＳ３０と同じである。ただし、求められる処理性能によっては、アウターヘッド５００ｂは、接触位置にあってもよい。そして、ケミカル洗浄が完了すると、内部供給ライン５０６から純水が供給されて、純水洗浄（水ポリッシュ）が行われる（ステップＳ５０）。インナーヘッド５００ａおよびアウターヘッド５００ｂの位置は、図１１に示すように、ステップＳ３０と同じである。ステップＳ５０の水ポリッシュの替わりに、あるいは水ポリッシュの後に、インナーヘッド５００ａを上昇させるとともに、アウターヘッド５００ｂを下降させて、さらにバフテーブル４００を回転させることで、アウターパッド５０２ｂの内部に純水を溜めながらウェハＷを洗浄しても良い。

以上説明したように、バフ処理モジュール３００Ａによれば、各処理工程ごとに各種液の保持または排出を好適に制御して、柔軟な処理を行うことができる。

上述のステップＳ３０（液置換工程）においては、ウェハＷ上にバフパッド５０２が存在する状況下で、液置換が実施された。ただし、代替態様として、バフアーム６００を旋回させてバフヘッド５００をコンディショニング部８００に配置してもよい。この場合、バフヘッド５００は、コンディショニング部８００で洗浄される。この間、ウェハＷ上には、液置換または乾燥防止のために、洗浄液（代表的には純水）が供給されてもよい。また、コンディショニング部８００においてバフパッド５０２に向けて洗浄液を供給し、バフパッドを洗浄することが望ましい。バフヘッド５００をコンディショニング部８００に位置させた状態で内部供給ライン５０６から洗浄液を供給することで、内部供給ライン５０６の配管内を速やかに液置換することができる。また、処理液Ｌ３としてスラリーを使
用する場合に、バフパッド５０２がウェハＷと接触した状態で液置換工程を行うと、ｐＨの急激な変化によりスラリーが凝集し、基板がダメージを受ける可能性があるが、本代替態様ではその可能性を排除することができる。

上述したバフ処理の各工程では、種々の液が排出される。排出液には、例えば、酸性液やアルカリ性液が含まれる。例えば、上記ステップＳ２０では、供給液としてスラリーが供給され、酸性液が排出される。上記ステップＳ３０では、純水が供給されて、酸性液（ステップＳ２０で残留した酸性液と純水との混合物）が排出される。上記ステップＳ４０では、薬液が供給され、アルカリ性液が排出される。上記ステップＳ５０では、純水が供給され、初期段階では、アルカリ性液（ステップ４０で残留したアルカリ性液と純水との混合物）が排出され、残留したアルカリ性液が全て流された段階で、一般液（中性液）が排出される。このような各種排出液は、分別回収することが望ましい。

図１３は、このような排出液を分別回収するための排液系統の一例を示す概略図である。図示するように、排液系統７６０は、配管７６１と、配管７６１から分岐する分岐配管７６２，７６３，７６４と、分岐配管７６２，７６３，７６４にそれぞれ設けられた開閉弁７６７，７６８，７６９と、ｐＨセンサ７７０と、を備えている。分岐配管７６２，７６３，７６４は、それぞれ、アルカリ性排液、酸性排液、一般排液を回収するラインである。床面７５１に排出された排出液は、配管７６１に流入し、開閉弁７６７，７６８，７６９の開閉状態に応じて、選択的に、分岐配管７６２，７６３，７６４のいずれか１つを介して回収される。

開閉弁７６７，７６８，７６９の開閉状態は、制御装置５によって制御される。制御装置５は、ユーザから入力された動作指示に基づいて、開閉弁７６７，７６８，７６９、すいわち、回収先を制御してもよい。あるいは、制御装置５は、バフ処理の各工程に応じて、すなわち、内部供給ライン５０６から供給される液の種類および供給タイミングに応じて、開閉弁７６７，７６８，７６９を自動的に制御してもよい。あるいは、制御装置５は、ｐＨセンサ７７０による検出結果に応じて、開閉弁７６７，７６８，７６９を制御してもよい。さらに、制御装置５は、バフ処理の各工程に応じて、すなわち、内部供給ライン５０６から供給される液の種類および供給タイミングから想定される排液の種類と、ｐＨセンサ７７０による検出結果と、の整合性を判定してもよい。制御装置５は、これらが不整合であると判定した場合には、警報による報知やインターロックを行ってもよい。バフ処理モジュール３００Ａからの排出液の分別回収は、上記の分別に替えて、スラリー、薬液、一般液（多くは純水）を別々に回収するようにしても良い。

Ｂ．変形例：
Ｂ−１．変形例１：
バフ処理モジュール３００Ａは、処理液供給手段として、内部供給ライン５０６に加えて、バフヘッド５００の外部に設けられた外部ノズルを備えていてもよい。この場合、外部ノズルは、状況に応じて、補完的に使用されてもよいし、内部供給ライン５０６の代わりに使用されてもよい。

Ｂ−２．変形例２：
インナーパッド５０２ａとアウターパッド５０２ｂとは、異なる特性を有していてもよい。例えば、アウターパッド５０２ｂとウェハＷとの間での供給液の流通のしやすさが、インナーパッド５０２ａとウェハＷとの間での供給液の流通のしやすさよりも小さくなるように、インナーパッド５０２ａとアウターパッド５０２ｂとが選定されてもよい。かかる両者の違いは、例えば、種々の物理特性の違いによって提供される。こうした物理特性には、例えば、材質、硬度（例えばシェア硬度Ｄ）、密度、単層・積層（下層/上層の組み合わせ）、厚さ、溝形状、圧縮率、ポア密度(ポア数)、ポアサイズ、発泡構造(連続気
泡または独立気泡)、撥水性、親水性などが含まれる。あるいは、インナーパッド５０２ａとアウターパッド５０２ｂとは、バフ処理性能（研磨または洗浄の能力、効率）が異なるように選定されてもよい。かかる構成によれば、いっそう柔軟な態様でバフ処理を行うことができる。例えば、インナーパッド５０２ａが、求められるバフ処理性能に基づいて決定され、アウターパッド５０２ｂとして、処理液の保持性能を高めるために、密着性の高い、すなわち、柔軟なバフパッドが使用されてもよい。あるいは、インナーパッド５０２ａとして、バフ研磨処理およびバフ洗浄処理のうちの一方に適した特性を有するパッドが採用され、アウターパッド５０２ｂとして、他方に適した特性を有するパッドが採用されてもよい。かかる構成によれば、インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂの一方を選択的に使用することによって、バフパッドの付け替えを行うことなく、求められる品質に応じたバフ処理を行うことができる。あるいは、ウェハＷの領域ごとに異なる処理を行い、高精度のバフ処理を実現することができる。例えば、インナーパッド５０２ａとして硬質の発砲ポリウレタンを表層に配置したパッドを用いて、アウターパッド５０２ｂとしてスウェード状の多孔性ポリウレタン非繊維質パッドを用いることができる。あるいは、同じスウェード状のパッドであって、ポアサイズあるいはポア密度の異なるものをインナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂにそれぞれ用いても良い。

Ｂ−３．変形例３：
インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂは、必ずしも、互いに独立制御可能に構成されていなくてもよい。つまり、インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂは、独立昇降制御可能に構成されていなくてもよいし、独立回転制御の制御可能に構成されていなくてもよい。例えば、インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂが独立昇降制御可能に構成されていない場合であっても、処理液をアウターパッド５０２ｂの内側領域に保持する効果が得られる。この場合、処理液の排出を促進したい場合には、一時的に、インナーパッド５０２ａおよびアウターパッド５０２ｂを上昇させてもよい。

Ｂ−４．変形例４：
上述の実施形態では、ウェハＷの処理面を上向きに保持してバフ処理を行う構成を例示したが、ウェハＷは、任意の向きに保持されてもよい。例えば、ウェハＷは、その処理面が下向きとなるように保持されてもよい。この場合、バフテーブル４００は、上述の実施形態とは逆向きに配置され、バフヘッド５００は、バフテーブル４００よりも下方に配置される。あるいは、ウェハＷは、その処理面が水平方向を向くように保持されてもよい。この場合、バフテーブル４００は、ウェハＷの保持面が水平方向を向くように配置され、バフヘッド５００は、水平方向に移動可能に構成される。これらの構成であっても、アウターパッド５０２ｂをウェハＷと接触させることによって、アウターパッド５０２ｂの内側領域に処理液を保持することができる。

Ｂ−５．変形例５：
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…第１搬送室
１９２…ペン洗浄室
１９３…第２搬送室
１９４…乾燥室
１９５…第３搬送室
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
２０９，２１０，２１３…搬送ロボット
２１１…支持軸
３００…バフ処理室
３００Ａ，３００Ｂ…バフ処理モジュール
４００…バフテーブル
５００…バフヘッド
５００ａ…インナーヘッド（第１のバフヘッド）
５００ｂ…アウターヘッド（第２のバフヘッド）
５０２…バフパッド
５０２ａ…インナーパッド（第１のバフパッド）
５０２ｂ…アウターパッド（第２のバフパッド）
５０４，５０４ａ，５０４ｂ…シャフト
５０６…内部供給ライン
５０７…ジャケット構造
５０８…開口
５０９，５１０，５１１…軸受
５１２，５１４…アクチュエータ
６００…バフアーム
７００…液供給系統
７１０…処理液供給源
７１１…処理液配管
７１２…流量コントローラ
７１３…開閉弁
７１４…逆止弁
７１５…フィルタ
７２０…洗浄液供給源
７２１…洗浄液配管
７２２…流量コントローラ
７２３…開閉弁
７２４…逆止弁
７２５…フィルタ
７３０…処理液供給源
７３１…処理液配管
７３２…流量コントローラ
７３３…開閉弁
７３４…逆止弁
７３５…フィルタ
７４０…洗浄液供給源
７４１…洗浄液配管
７４３…開閉弁
７５０…ロータリージョイント
７５１…床面
７６０…排液系統
７６１…配管
７６２…分岐配管
７６７…開閉弁
８００…コンディショニング部
８１０…ドレステーブル
８２０…ドレッサ
９００…ミスト供給部
９１０…カバー
９２０…排気システム
９２１…フィルタ
９２２…排気ライン
９２３…ドレインライン
９３０…湿度センサ
１０００…基板処理装置
Ｗ…ウェハ
ＭＴ…ミスト

Claims (13)

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第１のバフパッドを取り付け可能な第１のバフヘッドであって、回転可能に構成されるとともに、前記バフテーブルに近づく方向および該バフテーブルから遠ざかる方向に移動可能に構成され、前記バフ処理用の処理液を前記基板に供給するための内部供給ラインが前記第１のバフヘッドの内部に形成された第１のバフヘッドと、
   前記基板をバフ処理するための第２のバフパッドを取り付け可能な環状の第２のバフヘッドであって、前記第１のバフヘッドの外側において前記第１のバフヘッドを取り囲むように配置され、回転可能に構成されるとともに、前記バフテーブルに近づく方向および該バフテーブルから遠ざかる方向に移動可能に構成された第２のバフヘッドと
   を備えたバフ処理装置。
2. 請求項１に記載のバフ処理装置であって、
   前記第２のバフヘッドは、前記第１のバフヘッドから独立して前記バフテーブルに近づく方向および前記バフテーブルから遠ざかる方向に移動可能に構成された
   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、
   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た
   バフ処理装置。
4. 請求項３に記載のバフ処理装置であって、
   前記制御部は、前記バフ処理を行う際に、
   前記第１のバフヘッドを、該第１のバフパッドを前記基板に接触させるための位置に配置し、
   前記第２のバフパッドを、該第２のバフパッドを前記基板に接触させるための位置に配置し、
   少なくとも前記第１のバフパッドを回転させる
   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。
5. 請求項３または請求項４に記載のバフ処理装置であって、
   前記制御部は、前記バフ処理後の洗浄を行う際に、
   前記第１のバフヘッドを、該第１のバフパッドを前記基板に接触させるための位置に配置し、
   前記第２のバフパッドを、該第２のバフパッドを前記基板に接触させないための位置に配置し、
   少なくとも前記第１のバフパッドを回転させる
   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。
6. 請求項３ないし請求項５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、前記第２のバフパッドを該第２のバフパッドを前記基板に接触させるための位置に配置し、前記内部供給ラインを介し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。
7. 請求項３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、
   前記制御部は、前記第１のバフパッドが、該第１のバフパッドを前記基板に接触させるための位置に配置されるとともに、前記第２のバフパッドが、該第２のバフパッドを前記基板に接触させるための位置に配置された状態で、バフ処理を行う際に、前記第２のバフヘッドが前記第２のバフパッドを介して前記基板を押圧する第２の圧力が、前記第１のバフヘッドが前記第１のバフパッドを介して前記基板を押圧する第１の圧力と異なるように、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。
8. 請求項１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、
   前記第２のバフヘッドは、前記第１のバフヘッドから独立して回転可能に構成された
   バフ処理装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のバフ処理装置であって、
   前記第１のバフヘッドに取り付けられた前記第１のバフパッドと、
   前記第２のバフヘッドに取り付けられた前記第２のバフパッドと
   をさらに備え、
   前記第１のバフパッドと前記第２のバフパッドとは、特性が異なる
   バフ処理装置。
10. 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９のいずれか一項に記載のバフ処理装置と
    を備えた基板処理装置。
11. バフ処理装置によって基板をバフ処理するためのバフ処理方法であって、
    基板を支持するためのバフテーブルに前記基板を配置する工程と、
    バフ処理用の処理液を前記基板に供給するための内部供給ラインが形成された第１のバフヘッドに取り付けられた第１のバフパッドを前記基板に接触させるとともに、前記第１のバフヘッドの外側において該第１のバフヘッドを取り囲むように配置された第２のバフヘッドに取り付けられた第２のバフパッドを前記基板に接触させた状態で、前記内部供給ラインから前記処理液を供給しつつバフ処理を行う工程と
    を備えるバフ処理方法。
12. バフ処理装置によって基板をバフ処理するためのバフ処理方法であって、
    基板を支持するためのバフテーブルに前記基板を配置する工程と、
    バフ処理用の処理液を前記基板に供給するための内部供給ラインが形成された第１のバフヘッドの外側において該第１のバフヘッドを取り囲むように配置された第２のバフヘッドに取り付けられた第２のバフパッドを前記基板に接触させた状態で、前記内部供給ラインから前記処理液を供給する工程と、
    前記処理液を供給する工程の後に、前記第１のバフヘッドに取り付けられた第１のバフパッドを前記基板に接触させつつバフ処理を行う工程と
    を備えるバフ処理方法。
13. 請求項１１または請求項１２に記載のバフ処理方法であって、
    さらに、前記バフ処理の工程の後に、前記第１のバフパットを前記基板に接触させるとともに、前記第２のバフパッドを前記基板に接触させない状態で、前記内部供給ラインから洗浄液を供給しつつ洗浄を行う工程を備える
    バフ処理方法。

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