JP2019042923A - 研磨装置、及び、処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置のスループット低下を抑制しつつ、主となる研磨の後に処理対象物の仕上げ処理を行う。【解決手段】研磨装置は、処理対象物に研磨具を接触させながら処理対象物と研磨具とを相対運動させることによって処理対象物を研磨する研磨ユニット３と、未研磨の処理対象物を研磨ユニット３に搬送し、及び／又は、研磨後の処理対象物を研磨ユニット３から搬送する第二の搬送ロボット６，７と、洗浄ユニット４と、を含む。洗浄ユニット４は、少なくとも１つの洗浄モジュール１９０，１９２と、処理対象物の仕上げ処理を行うバフ処理モジュール３００と、洗浄モジュール１９０，１９２とバフ処理モジュール３００との間で処理対象物を搬送する、第二の搬送ロボットと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、研磨装置、及び、処理方法に関するものである。

近年、処理対象物（例えば半導体ウェハなどの基板、又は基板の表面に形成された各種の膜）に対して各種処理を行うために処理装置が用いられている。処理装置の一例としては、処理対象物の研磨処理等を行うためのＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置が挙げられる。

ＣＭＰ装置は、処理対象物の研磨処理を行うための研磨ユニット、処理対象物の洗浄処理及び乾燥処理を行うための洗浄ユニット、及び、研磨ユニットへ処理対象物を受け渡すとともに洗浄ユニットによって洗浄処理及び乾燥処理された処理対象物を受け取るロード／アンロードユニット、などを備える。また、ＣＭＰ装置は、研磨ユニット、洗浄ユニット、及びロード／アンロードユニット内で処理対象物の搬送を行う搬送機構を備えている。ＣＭＰ装置は、搬送機構によって処理対象物を搬送しながら研磨、洗浄、及び乾燥の各種処理を順次行う（特許文献１）。

処理対象物の洗浄は、ロール状のスポンジ（以下ロールスポンジ）や小径のスポンジ（以下ペンシルスポンジ）を処理対象物に接触させることによって行われることが多い。スポンジは、ＰＶＡなどの軟質の素材である。さらに、このような軟質素材では除去できないような粘着性のパーティクルを除去したり、処理対象物表面のマイクロスクラッチを除去したりするために処理対象物表面をわずかに研磨するといった目的で、ＣＭＰ装置内に、仕上げ処理用のユニットを設けることが提案されている。仕上げ処理用のユニットは、ＰＶＡよりも比較的硬質な部材を処理対象物に接触させて仕上げ処理を行う。（特許文献２、３）

特開２０１０−５０４３６号公報 特開平８−７１５１１ 特開２００１−１３５６０４

しかしながら、従来技術のように仕上げユニットをＣＭＰ装置内に設けて仕上げ処理を行うと、処理工程が増加することにより、スループットが大きく低下するおそれがある。また、処理律速によって処理対象物に処理待ちが生じることもあり、特に処理対象物が金属膜の場合には、研磨後の処理対象物を薬液成分を含むウェットな状態で長く放置すると、金属膜表面で腐食が進むことで、処理性能にも影響が出る場合がある。

そのため、仕上げユニットを含むＣＭＰ装置は、上記課題を回避すべく、効率的に搬送を行うことができるように、搬送システムを含む装置の構成に改良の余地がある。

そこで、本願発明は、装置のスループット低下を抑制しつつ、主となる研磨の後に処理対象物の仕上げ処理を行うことができる研磨装置、及び、処理方法を実現することを課題とする。

本願発明の研磨装置の一形態は、上記課題に鑑みなされたもので、処理対象物に研磨具を接触させながら前記処理対象物と前記研磨具とを相対運動させることによって前記処理対象物を研磨する研磨ユニットと、未研磨の処理対象物を前記研磨ユニットに搬送し、及び／又は、研磨後の処理対象物を前記研磨ユニットから搬送する第一の搬送ロボットと、洗浄ユニットと、を含み、前記洗浄ユニットは、少なくとも１つの洗浄モジュールと、前記処理対象物の仕上げ処理を行うバフ処理モジュールと、前記洗浄モジュールと前記バフ処理モジュールとの間で前記処理対象物を搬送する、前記第一の搬送ロボットとは異なる第二の搬送ロボットと、を有することを特徴とする。

また、研磨装置の一形態において、前記洗浄ユニットは、前記洗浄モジュールを内部に有する洗浄室と、前記バフ処理モジュールを内部に有するバフ処理室と、前記洗浄室と前記バフ処理室の間に配置された搬送室と、を有し、前記第二の搬送ロボットは前記搬送室に配置されてもよい。

また、研磨装置の一形態において、前記搬送室内部の圧力は前記バフ処理室内部の圧力よりも高くされてもよい。

また、研磨装置の一形態において、前記バフ処理室に上下方向に２つのバフ処理モジュールが配置されてもよい。

また、研磨装置の一形態において、前記バフ処理モジュールは、前記処理対象物の処理面を上向きにして保持するバフテーブルと、前記処理対象物よりも小径であり、前記処理対象物に接触させて前記処理対象物の仕上げ処理を行うバフ部材と、前記バフ部材を保持するバフヘッドと、を有し、前記バフ部材を前記処理対象物に接触させ、バフ処理液を供給しつつ、前記処理対象物と前記バフ部材とを相対運動させることによって前記処理対象物の仕上げ処理を行うことができる。

また、研磨装置の一形態において、前記バフ処理モジュールは、前記バフ部材のコンディショニングを行うためのドレッサと、前記ドレッサを保持するためのドレステーブルと、
をさらに備え、前記バフ処理モジュールは、前記ドレステーブル及び前記バフヘッドを回転させ、前記バフ部材を前記ドレッサに接触させることによって、前記バフ部材のコンディショニングを行うことができる。

また、研磨装置の一形態において、前記バフ処理室に上下方向に２つのバフ処理モジュールが配置され、前記２つのバフ処理モジュールは、前記バフ部材又は仕上げ処理に用いられるバフ処理液のうち、少なくとも一方を互いに異なるものを用いることができる。

また、本願発明の処理方法の一形態は、処理対象物に研磨具を接触させながら前記処理対象物と前記研磨具とを相対運動させることによって前記処理対象物を研磨する研磨工程と、第一の搬送ロボットによって、前記研磨工程を実行するために未研磨の処理対象物を搬送し、及び／又は、前記研磨工程が終了した後の処理対象物を搬送する第一の搬送工程と、前記処理対象物を洗浄する洗浄工程と、前記処理対象物の仕上げ処理を行うバフ処理工程と、前記第一の搬送ロボットとは異なる第二の搬送ロボットによって、前記洗浄工程と前記バフ処理工程との間で前記処理対象物を搬送する、前記第一の搬送工程とは異なる第二の搬送工程と、を有することを特徴とする。

また、処理方法の一形態において、前記第二の搬送工程は、前記洗浄工程を実行する洗浄モジュールを内部に有する洗浄室と、前記バフ処理工程を実行するバフ処理モジュール
を内部に有するバフ処理室と、の間に配置された搬送室の内部の前記第二の搬送ロボットによって実行されてもよい。

また、処理方法の一形態において、前記搬送室内部の圧力は前記バフ処理室内部の圧力よりも高くされてもよい。

また、処理方法の一形態において、前記バフ処理工程は、前記バフ処理室に上下方向に配置された２つのバフ処理モジュールによって実行されてもよい。

また、処理方法の一形態において、前記バフ処理工程は、前記処理対象物の処理面を上向きにして保持するバフテーブルと、前記処理対象物よりも小径であり、前記処理対象物に接触させて前記処理対象物の仕上げ処理を行うバフ部材と、前記バフ部材を保持するバフヘッドと、を有するバフ処理モジュールによって実行され、前記バフ処理工程は、（Ａ）前記バフ部材を前記処理対象物に接触させ、バフ処理液を供給しつつ、前記処理対象物と前記バフ部材とを相対運動させることによって前記処理対象物のバフ処理を行うメインバフ工程と、（Ｂ）前記メインバフ工程後に前記処理対象物を洗浄する処理対象物洗浄工程と、（Ｃ）前記処理対象物洗浄工程後、次の処理対象物が前記バフ処理モジュールに入るまでに前記バフテーブルの洗浄を行うバフテーブル洗浄工程と、を備えることができる。

また、処理方法の一形態において、前記バフ処理工程は、前記バフ部材のコンディショニングを行うためのドレッサを保持するためのドレステーブル、及び、前記バフヘッドを回転させ、前記バフ部材を前記ドレッサに接触させることによって、前記バフ部材のコンディショニングを行う工程を更に含む、ことができる。

また、処理方法の一形態において、前記バフ処理工程は、前記バフ処理室に上下方向に配置された２つのバフ処理モジュールにおいて、前記バフ部材又は仕上げ処理に用いられるバフ処理液のうち、少なくとも一方を互いに異なるものを用いることによって実行されてもよい。

また、処理方法の一形態において、前記処理対象物洗浄工程は、（Ａ）純水を供給しつつ、バフ処理を行うことで、バフ処理液を除去するバフケミカル洗い流し工程、（Ｂ）前記メインバフ工程時とは異なるバフ処理液を供給しながらバフ処理を行うケミカルバフ処理工程、及び、（Ｃ）前記バフ部材を接触させず、前記ケミカルバフ処理工程で使用したバフ処理液又は純水を使用して前記処理対象物をリンス洗浄する工程、の少なくとも１つを含むことができる。

また、処理方法の一形態において、前記バフ処理工程は、前記処理対象物洗浄工程中に、前記ドレッサの表面を洗浄する処理であるドレスリンス処理を開始することができる。

また、処理方法の一形態において、前記バフ処理工程は、前記バフ部材のコンディショニングを行う前又は後の少なくとも一方に、前記バフ部材が前記ドレッサに対向配置された状態で前記バフ部材を洗浄する処理であるパッドリンス処理を行うことができる。

かかる本願発明によれば、装置のスループット低下を抑制しつつ、主となる研磨の後に処理対象物の仕上げ処理を行うことができる研磨装置、及び、処理方法を実現することができる。

図１は、本実施形態の研磨装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、研磨モジュールを模式的に示す斜視図である。 図３Ａは、洗浄ユニットの平面図であり、図３Ｂは、洗浄ユニットの側面図である。 図４は、上側バフ処理モジュールの概略構成を示す図である。 図５は、本実施形態の研磨装置の処理方法の一例を示す図である。 図６は、本実施形態の研磨装置の処理方法の一例を示す図である。 図７は、本実施形態の処理方法の一例を示す図である。 図８は、パッドリンス処理の概要を示す図である。 図９は、パッドドレス処理の概要を示す図である。 図１０は、ドレスリンス処理の概要を示す図である。 図１１Ａは、バフパッドの構造の一例を示す図である。 図１１Ｂは、バフパッドの構造の一例を示す図である。 図１１Ｃは、バフパッドの構造の一例を示す図である。 図１１Ｄは、バフパッドの構造の一例を示す図である。 図１１Ｅは、バフパッドの構造の一例を示す図である。 図１１Ｆは、バフパッドの構造の一例を示す図である。 図１２は、バフアームによるバフパッドの揺動範囲について説明するための図である。 図１３は、バフアームの揺動速度の制御の概要を説明するための図である。 図１４は、バフアームの揺動速度の制御の一例を示す図である。 図１５は、バフアームの揺動態様のバリエーションを示す図である。

以下、本願発明の一実施形態に係る研磨装置、及び、処理方法、が図面に基づいて説明される。

＜研磨装置＞
図１は、本発明の一実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、処理対象物に処理を行うための研磨装置（ＣＭＰ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、及び洗浄ユニット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、研磨装置に電源を供給する電源供給部と、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＞
ロード／アンロードユニット２は、多数の処理対象物（例えば、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、研磨装置の幅方向（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、又は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及び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が敷設される。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（ローダー、搬送機構）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いる。上側のハンドは、処理されたウェハをウェハカセットに戻すときに使用される。下側のハンドは、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される。このように、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、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／アンロードユニット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／アンロードユニット２の内部は、研磨装置外部、研磨ユニット３、及び、洗浄ユニット４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨ユニット３は、研磨液としてスラリを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨ユニット３の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄ユニット４の内部圧力よりも低く維持される。ロード／アンロードユニット２には、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、又は、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）が設けられている。フィルタファンユニットからは、パーティクル、有毒蒸気、又は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。

＜研磨ユニット＞
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研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び、第４研磨モジュール３Ｄを備えている。第１研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び第４研磨モジュール３Ｄは、図１に示すように、研磨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研磨モジュール３Ａは、研磨面を有する研磨パッド（研磨具）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）の混合流体又は液体（例えば純水）を噴射して研磨面上のスラリや研磨生成物、及びドレッシングによる研磨パッド残渣を除去するアトマイザ３４Ａと、を備えている。

同様に、第２研磨モジュール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研磨モジュール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研磨モジュール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研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び第４研磨モジュール３Ｄは、互いに同一の構成を有しているので、以下、第１研磨モジュール３Ａについてのみ説明する。

図２は、第１研磨モジュール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及び研磨テーブル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た状態で、研磨対象であるウェハＷがトップリング３１Ａにより研磨パッド１０の研磨面に押圧されて研磨される。

＜搬送機構＞
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研磨モジュール３Ａ及び第２研磨モジュール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、研磨モジュール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研磨モジュール３Ｃ及び第４研磨モジュール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、研磨モジュール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。なお、第１リニアトランスポータ６、及び、第２リニアトランスポータ７は、未研磨のウェハＷを研磨ユニット３に搬送し、及び／又は、研磨後のウェハＷを研磨ユニット３から搬送する第一の搬送ロボットに対応する。

ウェハは、第１リニアトランスポータ６によって研磨モジュール３Ａ，３Ｂに搬送される。第１研磨モジュール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研磨モジュール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研磨モジュール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研磨モジュール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。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研磨モジュール３Ｃ及び／又は第４研磨モジュール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を経由して洗浄ユニット４に搬送される。

第１リニアトランスポータ６、第２リニアトランスポータ７は、特開２０１０−５０４３６号公報に記載されているように、それぞれ複数の搬送ステージ（図示せず）を有する。これにより、例えば未研磨のウェハを各搬送位置に搬送する搬送ステージと、研磨後のウェハを各搬送位置から搬送する搬送ステージと、を使い分けることができる。これによりウェハを速やかに搬送位置に搬送して研磨を開始し、研磨後のウェハを速やかに洗浄ユ
ニットに送ることができる。

＜洗浄ユニット＞
図３（ａ）は洗浄ユニット４を示す平面図であり、図３（ｂ）は洗浄ユニット４を示す側面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、洗浄ユニット４は、ここではロール洗浄室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及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及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（第１洗浄具）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及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及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（第２洗浄具）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。なお、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。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と洗浄ユニット４との間に位置している。

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及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及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及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２０７Ａ，２０７Ｂが設けられている。

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、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、及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、及び、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、及び、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、及び、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、及び、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又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。

バフ処理室３００には、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側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、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側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。第３搬送ロボット２１３は、上下二段のハンドを有している。なお、洗浄ユニット４の第１搬送ロボット２０９は、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、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、及び、仮置き台２０４の間でウェハＷを搬送する。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、上側乾燥モジュール２０５Ａ、下側乾燥モジュール２０５Ｂ、及び、仮置き台２０３の間でウェハＷを搬送する。第３搬送ロボット２１３は、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、上側バフ処理モジュール３００Ａ、下側バフ処理モジュール３００Ｂ、及び、仮置き台２０４の間でウェハＷを搬送する、第一の搬送ロボットとは異なる第二の搬送ロボットに対応する。

各室の圧力の関係は、バフ処理室３００＜第３搬送室１９５＞ロール洗浄室１９０＜第１搬送室１９１＞ペン洗浄室１９２＜第２搬送室１９３＞乾燥室１９４という関係になっている。すなわち、第１搬送室１９１、第２搬送室１９３、第３搬送室１９５はともに、それぞれ隣り合うバフ処理室３００、各洗浄室１９０、１９２、又は、乾燥室１９４よりも陽圧になっている。また、第１搬送室１９１は、研磨ユニット３よりも陽圧になっている。バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、乾燥室１９４のそれぞれ搬送室に面する壁面には、図示しないシャッターが設けられている。各搬送ロボット２０９、２１０、２１３は、シャッターが開いた時にバフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、又は、乾燥室１９４との間で基板を受け渡しするようになっている。これらのシャッターが開いた状態でも、上述の圧力関係は維持されるようになっているので、搬送ロボットによる基板の搬送により、常に搬送室から、バフ処理室３００、各洗浄室１９０、１９２、又は、乾燥室１９４へ向けた気流が生じる。これにより、バフ処理室３００、各洗浄室１９０、１９２、乾燥室１９４内の汚染された雰囲気は外に出ないようになっている。

特に、研磨ユニット３では研磨液を使用しており、バフ処理室３００についてもバフ処
理液として研磨液を使用することがある。よって、上記のような圧力バランスにすることで、研磨ユニット３内のパーティクル成分は第１搬送室１９１に流入せず、またバフ処理室３００内のパーティクル成分は第３搬送室に流入しない。このように、研磨液を使用するユニットあるいは処理室と隣接する搬送室の内圧を高めることにより、各搬送室、各洗浄室、乾燥室の清浄度を維持し、基板の汚染を防止することができる。なお、図３の例と異なり、研磨ユニット３、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、乾燥室１９４、及びバフ処理室３００がお互いに搬送室によって隔てられずに直接隣接する構成にした場合は、各室間の圧力バランスは、乾燥室１９４＞ロール洗浄室１９０及びペン洗浄室１９２＞バフ処理室３００≧研磨ユニット３とする。

次に、研磨ユニット３で研磨を終了したウェハをバフ処理、ロールスポンジによる洗浄、ペンシルスポンジによる洗浄、乾燥の順で処理する際の搬送について説明する。

まず、第１搬送ロボット２０９の下側ハンドが仮置き台１８０からウェハＷを受け取る。第１搬送ロボット２０９の下側ハンドは、ウェハＷを仮置き台２０４に載せる。第３搬送ロボット２１３の下側ハンドは、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００ＢのどちらかにウェハＷを搬送する。バフ処理後、第３搬送ロボット２１３の上側ハンドは、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ及び下側ロール洗浄モジュール２０１ＢのどちらかにウェハＷを搬送する。ロール洗浄後、第１搬送ロボット２０９の上側ハンドは、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ及び下側ペン洗浄モジュール２０２ＢにウェハＷを搬送する。ペン洗浄後、第２搬送ロボット２１０は、上側乾燥モジュール２０５Ａ及び下側乾燥モジュール２０５ＢのどちらかにウェハＷを搬送する。なお、ここで示したウェハＷの搬送ルートは一例であり、この搬送ルートには限定されない。例えば、ウェハＷを最初に上側バフ処理モジュール３００Ａ又は下側バフ処理モジュール３００Ｂに搬送する必要はない。例えば、ウェハＷをロール洗浄、バフ処理、ペン洗浄、乾燥、の順番に搬送することもできる。これら各モジュールの個々の洗浄能力の組合せで最終的にウェハＷ表面の清浄化を行うためである。

仮置き台２０３は、例えば、ロール洗浄を行った後に、ペン洗浄を行わずに乾燥を行う場合に、第１搬送室１９１から第２搬送室１９３へのウェハＷの受け渡し台として用いることができる。仮置き台２０３は必要ない場合は設けなくともよい。

バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、及び、乾燥室１９４は、それぞれ上下に２つのモジュールを有してもよい。これにより、連続的に搬送されてくるウェハＷを上下の２つのモジュールに振り分けて複数のウェハＷを並行して処理してスループットを向上することができる。例えば、あるウェハＷは上側のモジュールのみを使って処理を行い、次のウェハＷは下側のモジュールのみを使って処理を行う。すなわち、本実施形態は、複数の洗浄ラインを有する。ここで、洗浄ラインとは、ウェハＷが投入される洗浄ユニットの内部において、１つのウェハＷが各モジュールによって洗浄される際の移動経路のことを指す。

第１リニアトランスポータ６、第２リニアトランスポータ７は、研磨ユニット３の各研磨モジュールで研磨を行うために、未研磨のウェハを各搬送位置に搬送し、研磨後のウェハを搬送位置から搬送する。一方、洗浄ユニット４内の各搬送ロボットは、仮置き台１８０からウェハを受け取り、バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、及び乾燥室１９４の間でウェハを搬送する。このように、第１リニアトランスポータ６及び第２リニアトランスポータ７と、洗浄ユニット４内の各搬送ロボットと、はその役割を分けている。このように各搬送機器が担う搬送動作を分担することで、搬送の待ち時間を減らし、スループットを向上させることができる。その結果、ウェハＷが搬送を待つために待機する間、薬液等による腐食が進行する問題を回避することができる。

上記のように、洗浄ユニット４は、バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、及び乾燥室１９４の隣接する室間に、内部に搬送ロボットを有する搬送室が存在している。各搬送ロボットは、隣接するモジュール間の搬送のみを行うので、ウェハＷの搬送が分業化され、搬送の待ち時間を減らし、スループットを向上させることができる。特に、バフ処理室３００、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、及び乾燥室１９４の処理時間を平準化することでスループットは一層向上する。

さらに、バフ処理室３００の上側バフ処理モジュール３００Ａと下側バフ処理モジュール３００Ｂでバフ処理液あるいはバフパッド（後述する）を異なるものを用いることができる。この場合、第一のバフ処理を上側バフ処理モジュール３００Ａで行い、第二のバフ処理を下側バフ処理モジュール３００Ｂで行うことも可能である。例えば、後述するバフ研磨処理とバフ洗浄処理を連続して行うことが可能となる。

なお、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、及び、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、及び、ペン洗浄室１９２の配置態様は、ウェハの品質及びスループットなどに応じて適宜選択し得る。また、本実施形態では、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂを備える例を示すが、これに限らず一方のバフ処理モジュールのみを備えていてもよい。また、本実施形態では、バフ処理室３００の他に、ウェハＷを洗浄するモジュールとしてロール洗浄モジュール、及び、ペン洗浄モジュールを挙げて説明したが、これに限らず、２流体ジェット洗浄（２ＦＪ洗浄）又はメガソニック洗浄を行うこともできる。２流体ジェット洗浄は、高速気体に乗せた微小液滴（ミスト）を２流体ノズルからウェハＷに向けて噴出させて衝突させ、微小液滴のウェハＷ表面への衝突で発生した衝撃波を利用してウェハＷ表面のパーティクル等を除去（洗浄）するものである。メガソニック洗浄は、洗浄液に超音波を加え、洗浄液分子の振動加速度による作用力をパーティクル等の付着粒子に作用させて除去するものである。以下、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂについて説明する。上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂは、同様の構成であるため、上側バフ処理モジュール３００Ａのみ説明する。

＜バフ処理モジュール＞
図４は、上側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、上側バフ処理モジュール３００Ａは、ウェハＷが設置されるバフテーブル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（第３洗浄具）５０２が取り付けられたバフヘッド５００と、バフヘッド５００を保持するバフアーム６００と、バフ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（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。図４に示すように、バフパッド（第３洗浄具）５０２は、ウェハＷよりも小径である。例えばウェハＷがΦ３００ｍｍである場合、バフパッド５０２は好ましくはΦ１００ｍｍ以下、より好ましくはΦ６０〜１００ｍｍであることが望ましい。これはバフパッドの径が大きいほどウェハとの面積比が小さくなるため、ウェハのバフ処理速度は増加する。一方で、ウェハ処理速度の面内均一性については、逆にバフパッドの径が小さくなるほど、面内均一性が向上する。これは、単位処理面積が小さくなるためであり、図４に示すような、バフパッド５０２をバフアーム６００によりウェハＷの面内で揺動等の相対運動をさせることでウェハ全面処理を行う方式において有利となる。なお、バフ処理液は、ＤＩＷ（純水）、洗浄薬液、及び、スラリのような研磨液、の少なくとも１つを含む。バフ処理の方式としては主に２種類あり、１つは処理対象であるウェハ上に残留するスラリや研磨生成物の残渣といった汚染物をバフパッドとの接触時に除去する方式、もう１つは上記汚染物が付着した処理対象を研磨等により
一定量除去する方式である。前者においては、バフ処理液は洗浄薬液やＤＩＷ、後者においては研磨液が好ましい。但し、後者においては、上記処理での除去量は例えば１０ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ以下であることが、ＣＭＰ後の被処理面の状態（平坦性や残膜量）の維持にとっては望ましく、この場合、通常のＣＭＰほどの除去速度が必要ない場合がある。そのような場合、適宜研磨液に対して希釈等の処理を行うことで処理速度の調整を行っても良い。また、バフパッド５０２は、例えば発泡ポリウレタン系のハードパッド、スウェード系のソフトパッド、又は、スポンジなどで形成される。バフパッドの種類は処理対象物の材質や除去すべき汚染物の状態に対して適宜選択すれば良い。例えば汚染物が処理対象物表面に埋まっている場合は、より汚染物に物理力を作用させやすいハードパッド、すなわち硬度や剛性の高いパッドをバフパッドとして使用しても良い。一方で処理対象物が例えばＬｏｗ−ｋ膜等の機械的強度の小さな材料である場合、被処理面のダメージ低減のために、ソフトパッドを使用しても良い。また、バフ処理液がスラリのような研磨液の場合、処理対象物の除去速度や汚染物の除去効率、ダメージ発生の有無は単にバフパッドの硬度や剛性だけでは決まらないため、適宜選択しても良い。また、これらのバフパッドの表面には、例えば同心円状溝やＸＹ溝、渦巻き溝、放射状溝といった溝形状が施されていても良い。また、バフパッドを例えばＰＶＡスポンジのような、バフ処理液が浸透可能なスポンジ状の材料を使用しても良い。これらにより、バフパッド面内でのバフ処理液の流れ分布の均一化やバフ処理で除去された汚染物の速やかな排出が可能となる。

バフテーブル４００は、ウェハＷを吸着する機構を有する。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周りに回転できるようになっている。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、ウェハＷに角度回転運動（角度が３６０°に満たない円弧運動）、又は、スクロール運動（オービタル運動、円軌跡運動とも呼ばれる）をさせるようになっていてもよい。バフパッド５０２は、バフヘッド５００のウェハＷに対向する面に取り付けられる。バフヘッド５００は、図示していない駆動機構によって回転軸Ｂ周りに回転できるようになっている。また、バフヘッド５００は、図示していない駆動機構によってバフパッド５０２をウェハＷの処理面に押圧できるようになっている。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の半径もしくは直径の範囲のバフヘッド５０２がウェハＷに接触する領域内で移動可能である。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なっている。

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するための部材である。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なっている。また、ドレステーブル８１０は、図示していない駆動機構によってドレッサ８２０にスクロール運動をさせるようになっていてもよい。ドレッサ８２０は、表面にダイヤモンドの粒子が電着固定された、又は、ダイヤモンド砥粒がバフパッドとの接触面の全面もしくは一部に配置されたダイヤドレッサ、樹脂製のブラシ毛がバフパッドとの接触面の全面もしくは一部に配置されたブラシドレッサ、又はこれらの組み合わせで形成される。

上側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。上側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。コンディショニング条件としては、コンディショニング荷重は８０Ｎ以下であればよく、４０Ｎ以下であることがバフパッド５０２の寿命の観点からなおよい。また、バフパッド５０２及びドレッサ８２０の回転数は５００ｒｐｍ以下での使用が望ましい。なお、本実施形態は、
ウェハＷの処理面及びドレッサ８２０のドレス面が水平方向に沿って設置される例を示すが、これに限定されない。例えば、上側バフ処理モジュール３００Ａは、ウェハＷの処理面及びドレッサ８２０のドレス面が鉛直方向に沿って設置されるように、バフテーブル４００及びドレステーブル８１０を配置することができる。この場合、バフアーム６００及びバフヘッド５００は、鉛直方向に配置されたウェハＷの処理面に対してバフパッド５０２を接触させてバフ処理を行い、鉛直方向に配置されたドレッサ８２０のドレス面に対してバフパッド５０２を接触させてコンディショニング処理を行うことができるように配置される。また、バフテーブル４００もしくはドレステーブル８１０のいずれか一方が鉛直方向に配置され、バフアーム６００に配置されたバフパッド５０２が各テーブル面に対して対向するようバフアーム６００の全部もしくは一部が回転しても良い。

液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に純水（ＤＩＷ）を供給するための純水ノズル７１０を備える。純水ノズル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（Ｃｈｅｍｉ）を供給するための薬液ノズル７２０を備える。薬液ノズル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。

上側バフ処理モジュール３００Ａは、バフアーム６００、バフヘッド５００、及び、バフパッド５０２を介して、ウェハＷの処理面に、純水、薬液、又はスラリ等の研磨液を選択的に供給できるようになっている。バフパッド５００には、少なくとも１つ以上の貫通穴が設けられ、本穴を通してバフ処理液を供給することができる。

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。また、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。分岐純水配管７１２ａ、分岐薬液配管７２２ａ、及び、研磨液供給源７３４に接続された研磨液配管７３２、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。研磨液配管７３２には、研磨液配管７３２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の第１端部は、分岐純水配管７１２ａ、分岐薬液配管７２２ａ、及び、研磨液配管７３２、の３系統の配管に接続される。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、及び、バフパッド５０２の中央を通って延伸する。液供給配管７４０の第２端部は、ウェハＷの処理面に向けて開口する。制御装置５は、開閉弁７１８、開閉弁７２８、及び、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、スラリ等の研磨液のいずれか１つ、又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。

上側バフ処理モジュール３００Ａは、液供給配管７４０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。なお、バフ処理における条件であるが、基本的には本処理はメカニカル作用によるディフェクト除去であるもの
の、一方でウェハＷへのダメージの低減を考慮して、圧力は３ｐｓｉ以下、好ましくは２ｐｓｉ以下が望ましい。また、ウェハＷ及びバフヘッド５００の回転数は、バフ処理液の面内分布を考慮して１０００ｒｐｍ以下であることが望ましい。また、バフヘッド５００の移動速度は、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。しかしながら、ウェハＷ及びバフヘッド５００の回転数及びバフヘッド５００の移動距離により、最適な移動速度の分布は異なるため、ウェハＷ面内でバフヘッド５００の移動速度は可変であることが望ましい。この場合の移動速度の変化方式としては、例えばウェハＷ面内での揺動距離を複数の区間に分割し、それぞれの区間に対して移動速度を設定できる方式が望ましい。また、バフ処理液流量としては、ウェハＷ及びバフヘッド５００が高速回転時も十分な処理液のウェハ面内分布を保つためには大流量が良い。しかしその一方で、処理液流量増加は処理コストの増加を招くため、流量としては１０００ｍｌ／ｍｉｎ以下、好ましくは５００ｍｌ／ｍｉｎ以下であることが望ましい。

ここで、バフ処理とは、バフ研磨処理とバフ洗浄処理の少なくとも一方を含むものである。

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との間にスラリ等の研磨液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、ロール洗浄室１９０において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、及び、ペン洗浄室１９２において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、汚染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、又は主研磨後のモフォロジー改善、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、又は、薬液と純水）を介在させることによりウェハＷ表面の汚染物を除去したり、処理面を改質したりする処理である。バフ洗浄処理は、ロール洗浄室１９０において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、及び、ペン洗浄室１９２において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。バフ洗浄処理によって、ＰＶＡスポンジなどの軟質素材では除去できないような粘着性のパーティクルや、基板表面に埋まりこんだ汚染物を除去することができる。

すなわち、本実施形態の研磨装置１０００は、複数の洗浄モジュールの一部の洗浄モジュール（上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂ）は、他の洗浄モジュール（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、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、及び、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂ）よりも高い圧力でウェハＷに洗浄具を接触させながらウェハＷと洗浄具とを相対運動させることによってウェハＷを洗浄する機能を有する。

以上のように、本実施形態の研磨装置１０００は、メカニカル作用の大きい洗浄モジュール（上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂ）を備えているので、洗浄能力の強化された研磨装置を実現することができる。

具体的には、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、及び、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂにおいて、ウェハＷにロールスポンジ（第１洗浄具）を押し付ける圧力は、通常は１ｐｓｉ未満である。

また、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、及び、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂにおいて、ウェハＷにペンシルスポンジ（第２洗浄具）を押し付ける圧力は、通常は１ｐｓｉ未満である。

これに対して、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂは、ウェハＷにバフパッド５０２（第３洗浄具）を例えば１〜３ｐｓｉで接触させながらウェハＷとバフパッド５０２とを相対運動させることによってウェハＷを洗浄する機能を有する。

したがって、本実施形態の研磨装置１０００は、従来の研磨装置に備えられている洗浄モジュールよりもメカニカル作用の大きい洗浄モジュール（上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂ）を備えているので、洗浄能力を強化することができる。

なお、研磨ユニット３内に上側バフ処理モジュール３００Ａ又は下側バフ処理モジュール３００Ｂを設けると、研磨ユニット３において処理時間の増加が生じ、ＷＰＨ（Ｗａｆｅｒ Ｐｅｒ Ｈｏｕｒ）に影響を与える場合がある。これに対して本実施形態では、洗浄ユニット４内に上側バフ処理モジュール３００Ａ及び下側バフ処理モジュール３００Ｂを設けているので、研磨ユニット３における律速を低減し、ＷＰＨの低下を抑制することができる。

＜全体フローチャート＞
次に、研磨装置１０００の処理方法について説明する。図５は、本実施形態の研磨装置１０００の処理方法の一例を示す図である。図５では、研磨装置１０００全体の処理方法の流れを簡単に説明する。

図５に示すように、処理対象物に対する処理方法は、まず、研磨ユニット３によってウェハＷの研磨を行う（ステップＳ１０１）。続いて、処理方法は、研磨ユニット３によって研磨されたウェハＷをバフ処理室３００へ搬送し、上側バフ処理モジュール３００Ａ、又は、下側バフ処理モジュール３００Ｂによって、ウェハＷの仕上げ研磨（ライトポリッシュ）を行う（ステップＳ１０２）。

続いて、処理方法は、上側バフ処理モジュール３００Ａ、又は、下側バフ処理モジュール３００Ｂによって、ウェハＷのバフ洗浄（第３洗浄工程）を行う（ステップＳ１０３）。ここで、処理方法は、複数の洗浄工程を含む。ウェハＷのバフ洗浄は、複数の洗浄工程の一部の洗浄工程であり、ウェハＷに洗浄具（バフパッド５０２）を接触させながらウェハＷと洗浄具とを相対運動させることによってウェハＷを洗浄する。バフ研磨（ステップＳ１０２）とバフ洗浄（ステップＳ１０３）は、１つのバフモジュール内で連続して行ってもよく、上下２つのバフモジュールを連続して使用して実現しても良い。

続いて、処理方法は、ウェハＷをロール洗浄室１９０へ搬送し、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ又は下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂによって、ウェハＷのロール洗浄（第１洗浄工程）を行う（ステップＳ１０４）。ロール洗浄は、バフ洗浄よりも低い圧力でウェハＷに洗浄具（ロールスポンジ）を接触させながらウェハＷと洗浄具とを相対運動させることによってウェハＷを洗浄する。

続いて、処理方法は、ウェハＷをペン洗浄室１９２へ搬送し、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ又は下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂによって、ウェハＷのペン洗浄（第２洗浄工程）を行う（ステップＳ１０５）。ペン洗浄は、バフ洗浄よりも低い圧力でウェハＷに洗浄具（ペンスポンジ）を接触させながらウェハＷと洗浄具とを相対運動させることによ
ってウェハＷを洗浄する。

続いて、処理方法は、ウェハＷを乾燥室１９４へ搬送し、上側乾燥モジュール２０５Ａ又は下側乾燥モジュール２０５ＢによってウェハＷの乾燥を行い（ステップＳ１０６）、ウェハＷを取り出して処理を終了する。

以上のように、本実施形態の処理方法は、複数の洗浄工程を備え、一部の洗浄工程は従来の処理方法に備えられている洗浄工程よりもメカニカル作用の大きい洗浄工程（バフ洗浄工程）を備えているので、従来に比べて洗浄能力を強化することができる。

なお、図５の例では、研磨ユニット３による研磨工程の後にバフ研磨工程を行う例を示したが、バフ研磨工程は必須ではなく、さらに、バフ洗浄工程、ロール洗浄工程、及び、ペン洗浄工程の順序は、任意に入れ替えることができる。

例えば、図６は、本実施形態の研磨装置１０００の処理方法の一例を示す図である。図６では、研磨装置１０００全体の処理方法の流れを簡単に説明する。

図６に示すように、処理方法は、まず、研磨ユニット３によってウェハＷの研磨を行う（ステップＳ２０１）。続いて、処理方法は、研磨ユニット３によって研磨されたウェハＷをロール洗浄室１９０へ搬送し、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ又は下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂによって、ウェハＷのロール洗浄（第１洗浄工程）を行う（ステップＳ２０２）。ロール洗浄は、ウェハＷに洗浄具（ロールスポンジ）を接触させながらウェハＷと洗浄具とを相対運動させることによってウェハＷを洗浄する。ここで、ロール洗浄をバフ洗浄よりも先に実施するのは、バフ処理モジュールへのスラリや研磨残渣の持ち込み低減による洗浄性能の維持のためである。バフ洗浄では従来の洗浄方式では除去が困難な汚染物の除去を目的とするため、従来洗浄にて除去可能である汚染物を事前に除去しておくことで、スラリや研磨残渣による逆汚染の影響を極小化できることで、洗浄性能が維持される。

続いて、処理方法は、ウェハＷをバフ処理室３００へ搬送し、上側バフ処理モジュール３００Ａ、又は、下側バフ処理モジュール３００Ｂによって、ウェハＷのバフ洗浄（第３洗浄工程）を行う（ステップＳ２０３）。ウェハＷのバフ洗浄は、複数の洗浄工程の一部の洗浄工程であり、他の洗浄工程（ロール洗浄、ペン洗浄）よりも高い圧力でウェハＷに洗浄具（バフパッド５０２）を接触させながらウェハＷと洗浄具とを相対運動させることによってウェハＷを洗浄する。

続いて、処理方法は、ウェハＷをペン洗浄室１９２へ搬送し、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ又は下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂによって、ウェハＷのペン洗浄（第２洗浄工程）を行う（ステップＳ２０４）。ペン洗浄は、ウェハＷに洗浄具（ペンスポンジ）を接触させながらウェハＷと洗浄具とを相対運動させることによってウェハＷを洗浄する。

続いて、処理方法は、ウェハＷを乾燥室１９４へ搬送し、上側乾燥モジュール２０５Ａ又は下側乾燥モジュール２０５ＢによってウェハＷの乾燥を行い（ステップＳ２０５）、ウェハＷを取り出して処理を終了する。

＜バフモジュールフローチャート＞
次に、研磨装置１０００の上側バフ処理モジュール３００Ａにおける処理方法について詳細に説明する。図７は、本実施形態の処理方法の一例を示す図である。

図７に示すように、まず、バフテーブル４００側の処理として、処理方法は、ウェハＷ
をバフテーブル４００上に設置する（ステップＳ３０１）。なお、バフテーブル４００のステージには緩衝材が設けられる場合がある。このため、ウェハＷの吸着は、バフテーブル４００のステージを介して直接吸着する場合と、緩衝材を介して吸着する場合と、がある。緩衝材は、例えばポリウレタン、ナイロン、フッ素系ゴム、シリコーンゴム等の弾性材料から成り、粘着性樹脂層を介してバフテーブル４００のステージと密着している。緩衝材は弾性を有しているため、ウェハに傷がつくことを防いだり、バフテーブル４００の表面の凹凸のバフ処理への影響を緩和したりするものである。

続いて、処理方法は、バフ処理液のウェハ面上への先出し（プレロード）を行う（ステップＳ３０２）。例えば、バフ処理液をウェハＷの処理面内に予め供給することによって、ウェハＷの処理面上の液置換を行うことができる。液置換は、例えば研磨ユニット３で研磨した後や前段の洗浄処理においてウェハＷの表面に残留したＤＩＷなど、バフ処理前においてウェハＷの処理面に残留している液体と、バフ処理液と、を置換することである。例えば、バフ処理液が砥粒成分を含む研磨液の場合は、ＤＩＷと混ざって希釈されることにより、研磨液中に含まれる砥粒成分の凝集が生じることで、被処理面でのスクラッチ形成のリスクが増加する。よって、本先出処理を設けることで、凝集した砥粒成分をバフ処理前にウェハＷ外に排出することが可能性であり、よって上記のリスクの低減が可能である。また、バフ処理液をウェハＷの処理面内に予め供給することによって、バフ処理開始時のバフ性能を安定化させることができ、具体的には、バフ処理液不足による処理速度や洗浄能力の低下を抑制することが可能である。なお、本先出処理の方法としては、外部供給ノズル（薬液なら薬液ノズル７２０）による供給、もしくは分岐薬液配管７２２ａもしくは研磨液配管７３２を介して供給する方法がある。前者においては、外部供給ノズルを揺動させてバフ処理液の供給位置をウェハＷ面内で移動させても良い。また、後者については、例えばバフヘッド６００をウェハＷの回転中心の近傍に移動させ、バフパッド５０２をウェハＷに接触させない状態で、バフ処理液を供給する。なお、この際、バフヘッド６００をウェハＷの面内で移動させながら、バフ処理液を供給しても良い。移動の方式としては、例えば、円弧運動、直線運動、また単方向運動や往復動のいずれか及びそれらの組合せであり、また、ウェハＷ面内でのバフヘッド６００の移動速度については、プログラム運動による等速もしくは可変速運動のいずれを選択しても良い。

続いて、処理方法は、メインバフ処理を行う（ステップＳ３０３）。メインバフ処理においては、バフ処理液として、ＤＩＷ、洗浄薬液、又は、研磨液の少なくとも１つがウェハＷの処理面に供給される。洗浄薬液は、プロセスによって異なるが、例えば後段の洗浄で使用する薬液でメインバフ処理を行っても良い。この場合は、バフ処理のメカニカル作用(洗浄より高圧力、高回転)と相まって洗浄能力が増加する。研磨液は、プロセスによって異なるものを使用するが、例えば、研磨ユニット３で使用するスラリを希釈しても良い。砥粒成分を含む研磨液を供給した場合、研磨液中の砥粒によってウェハＷの処理面が研磨され、バフ処理前の研磨において発生したウェハＷの処理面のディフェクト（欠陥、不良）を除去することができる。

本状態で所定のバフパッド５０２とウェハＷとの圧力、バフパッド５０２及びウェハＷの回転数及びバフアーム６００のウェハＷ面上での移動パターン及び移動速度分布にてバフ処理が実施される。この圧力・回転数及び移動速度については、複数のステップから構成されていても良い。例えば第一のメインバフ処理のステップでは、高圧力条件でバフ処理を実施し、第二のバフ処理ステップでは第一のステップよりも低圧力で実施しても良い。これにより第一のステップにて除去すべき汚染物を集中的に除去し、第二のステップで仕上げを行うことができることで、効率の良いバフ処理を行うことが可能である。また、メインバフ処理の前後では、ＲａｍｐＵｐステップやＲａｍｐＤｏｗｎステップを導入しても良い。例えば、ＲａｍｐＵｐステップは、バフパッド５０２を後段のメインバフステップよりも低い圧力でウェハＷに接触させたり、バフヘッド５００及びバフテーブル４０
０を低速度で回転させたりするステップである。ＲａｍｐＵｐステップは、バフヘッド５００がタッチダウンしてバフ処理を開始する状態を想定し、いきなり高圧力／高回転でバフ処理を開始すると、スクラッチ発生などの可能性があり、これを回避する目的で導入するものである。続いて、メインバフ処理は、メインバフステップを行う。メインバフステップは、バフパッド５０２をＲａｍｐＵｐステップよりも高い圧力でウェハＷに接触させ、バフヘッド５００及びバフテーブル４００を高速度で回転させるステップである。また、ＲａｍｐＤｏｗｎステップは、バフパッド５０２をメインバフステップよりも低い圧力でウェハＷに接触させ、バフヘッド５００及びバフテーブル４００を低速度で回転させるステップである。また、このような圧力、回転条件下において、バフヘッド５００はウェハＷ面内にて水平運動を行う。ウェハＷ及びバフヘッド５００の回転数及びバフヘッド５００の移動距離により、最適な移動速度の分布は異なるため、ウェハＷ面内でバフヘッド５００の移動速度は可変であることが望ましい。この場合の移動速度の変化方式としては、例えばウェハＷ面内での揺動距離を複数の区間に分割し、それぞれの区間に対して移動速度を設定できる方式が望ましい。

ＲａｍｐＤｏｗｎステップは、特にバフ処理液が砥粒成分を含む研磨液の場合、後段のバフ処理液洗い流しのステップにおいて、スラリによっては希釈による砥粒凝集が生じ、スクラッチ（傷）源となる可能性がある。そこで、予めバフパッド５０２がウェハＷに加える圧力を下げることによって、特に次ステップ移行における過渡状態でのスクラッチ発生を抑制することができる。なお、ＲａｍｐＵｐステップとＲａｍｐＤｏｗｎステップは必須ではなく、省略することもできる。なお、メインバフ処理においてスラリを供給してウェハＷの処理面を研磨する場合、研磨量は、前述のように１０ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ以下である。

続いて、処理方法は、バフ処理液洗い流し処理を行う（ステップＳ３０４）。バフ処理液洗い流し処理では、メインバフ処理におけるバフ処理液をウェハＷの処理面（及びバフパッド５０２)から除去する処理である。バフ処理液洗い流し処理は、特に、後段にケミ
カルバフ処理がある場合は、メインバフ処理で用いられたバフ処理液が後段のケミカルバフ処理において混触するのを防止するために用いられる。バフ処理液洗い流し処理は、ウェハＷ上に純水を供給しながら、バフパッド５０２をウェハＷに接触させて、バフヘッド５００及びバフテーブル４００を回転させ、バフアーム６００を揺動させた状態で実施する。バフ条件(圧力、バフパッド、ウェハ回転数及びバフアームの移動条件)は、メインバフ処理と異なっていても良く、例えばバフパッド５０２のウェハＷへの圧力はメインバフ処理条件よりも小さい条件が好ましい。また、ウェハＷ上への純水供給は外部供給ノズルからの供給でも良いが、バフパッド内に設けた貫通穴を通しての供給もしくは外部供給ノズルとの併用がなお良い。これらは特にバフパッド５０２のウェハＷとの接触面からのバフ処理液の除去を効果的にする。

続いて、処理方法は、ケミカルバフ処理を行う（ステップＳ３０５）。ケミカルバフ処理は、メインバフ処理で使用したバフ処理液(特にスラリの場合)をウェハＷの処理面(及
びバフパッド５０２)から除去する処理である。また、ケミカルバフ処理は、除去対象の
ディフェクトがメインバフ処理のみで除去できない場合のアシストも兼ねる。なお、メインバフ処理で使用したバフ処理液が洗浄薬液の場合は、本ステップをスキップしても良い。同じ処理を重ねて行うことになるからである。また、メインバフ処理で使用したバフ処理液が洗浄薬液の場合であっても、メインバフ処理とは異なるバフ処理液を用いてケミカルバフ処理を行ってもよい。また、バフ条件(圧力、バフパッド、ウェハ回転数及びバフ
アームの移動条件)は、メインバフ処理と異なっても良い。例えば、バフパッド５０２の
ウェハＷへの圧力はメインバフ処理条件よりも小さい条件が好ましい。これによりウェハＷ上より除去されたバフ処理液の再付着を低減させることが可能である。

続いて、処理方法は、バフケミカル洗い流し処理を行う（ステップＳ３０６）。バフケミカル洗い流し処理は、ケミカルバフ処理で使用したバフ処理液をウェハＷの処理面（及びバフパッド５０２)から除去する処理である。バフケミカル洗い流し処理は、ウェハＷ
上に純水を供給しながら、バフパッド５０２をウェハＷに接触させて、バフヘッド５００及びバフテーブル４００を回転させ、バフアーム６００を揺動させた状態で実施する。バフ条件(圧力、バフパッド、ウェハ回転数及びバフアームの移動条件)は、メインバフ処理と異なっていても良い。なお、後段のケミカルリンス処理、又は、ＤＩＷリンス処理で十分な場合は、本ステップはスキップしても良い。

ステップＳ３０５又はステップＳ３０６の後、バフヘッド５００が上昇し、バフアーム６００が旋回することによって、バフパッド５０２はウェハＷの処理面から離脱する。この状態で、バフテーブル４００側の処理として、ＤＩＷリンス（ステップ３０８）を行うが、その前に、ケミカルリンス処理を行っても良い（ステップＳ３０７）。ケミカルリンス処理は、バフテーブル４００を回転させた状態で行われる。バフ処理液によってはケミカルバフ処理の後直ちにＤＩＷリンス処理に入った場合、ｐＨひいてはゼータ電位の変化によって、ケミカルバフ処理にてウェハＷの処理面から離脱したディフェクトが再付着する可能性がある。そのようなバフ処理液の場合は、本ステップの導入により、ゼータ電位を維持して離脱したディフェクトがウェハＷの径外に排出され、続くＤＩＷリンス処理における離脱したディフェクトの再付着のリスクを低減することができる。

続いて、処理方法は、ＤＩＷリンス処理を行う（ステップＳ３０８）。ＤＩＷリンス処理は、ケミカルバフ処理で使用したバフ処理液(特にスラリの場合)をウェハＷの処理面(
及びバフパッド５０２)から除去する処理である。ＤＩＷリンス処理は、バフテーブル４
００を回転させた状態で行われる。

続いて、処理方法は、バフテーブル４００におけるウェハＷの吸着を解除し、ウェハＷをバフテーブル４００から退出させる（ステップＳ３０９）。続いて、処理方法は、バフテーブル４００におけるウェハＷを設置するステージを洗浄処理する（ステップＳ３１０）。ここで、ステージの洗浄処理は、バフテーブル４００のステージを直接洗浄する場合と、緩衝材を洗浄する場合と、がある。バフテーブル４００のウェハＷステージ上のウェハＷの吸着面の洗浄を行うことで、ステージや緩衝剤表面の清浄化が可能となり、次に処理を行うウェハＷの処理面の反対側の裏面が汚染されるのを防止することができる。ステージの洗浄処理は、バフテーブル４００を回転させた状態でノズルより流体(ＤＩＷ、薬
液など)を供給することによって行われる。流体は、高圧流体(例えば、０．３ＭＰａ)で
あれば、メカニカル作用も加わり、さらに洗浄効果が向上する。また、ステージの洗浄処理は、ノズルから流体を供給する他に、洗浄効率を高めるため超音波又はキャビテーションを起こすものであってもよい。

バフテーブル４００側の処理としては、処理方法は、ステップＳ３１０の後に、別のウェハＷの処理を行う場合にはステップＳ３０１へ戻る。

続いて、ドレステーブル８１０側の処理を説明する。ステップＳ３０６の後、バフヘッド５００が上昇し、バフアーム６００が旋回することによって、バフパッド５０２はウェハＷの処理面から離脱してドレッサ８２０に対向配置される。この状態で、処理方法は、パッドリンス処理を行う（ステップＳ３１１）。図８は、パッドリンス処理の概要を示す図である。パッドリンス処理は、例えば、図８に示すように、ドレッサ８２０の上空でバフヘッド５００を回転させながら、ＤＩＷを下方から吹き付けてバフパッド５０２表面に付着した汚染物の粗洗浄を実施する。

続いて、パッドドレス処理を行う（ステップＳ３１２）。図９は、パッドドレス処理の
概要を示す図である。パッドドレス処理では、例えば、図９に示すように、バフアーム６００を介してバフヘッド５００及びバフパッド５０２の中央から処理液Ｒを供給しながらバフパッド５０２をドレッサ８２０へ加圧し、バフパッド５０２及びドレッサ８２０を回転させながらバフパッド５０２表面のコンディショニングを行う。コンディショニング条件としては、コンディショニング荷重は８０Ｎ以下であればよく、４０Ｎ以下であることがバフパッドの寿命の観点からなお良い。また、バフパッド５０２及びドレッサ８２０の回転数は５００ｒｐｍ以下での使用が望ましい。

続いて、パッドリンス処理を行う（ステップＳ３１３）。パッドリンス処理は、ステップＳ３１１と同様に、ドレッサ８２０の上空でバフヘッド５００を回転させながら、ＤＩＷを下方から吹き付けてバフパッド５０２表面を洗浄する。本ステップのパッドリンス処理は、パッドドレス処理の後のバフパッド５０２表面のドレス残渣を除去する処理である。

以上の処理によりバフパッド５０２表面のコンディショニングが完了し、バフパッド５０２は次ウェハのバフ処理を行うべく、ドレッサ８２０上からウェハＷ上にステップＳ３０２として移動しバフ処理が開始される。この間ドレステーブル８１０側では、ドレスリンス処理を行う（ステップＳ３２１）。図１０は、ドレスリンス処理の概要を示す図である。ドレスリンス処理は、バフアーム６００をドレッサ８２０上から退避させ、例えば、図１０に示すように、ドレステーブル８１０を回転させながらＤＩＷをドレッサ８２０に吹き付けることによってドレッサ８２０の表面を洗浄する処理である。

＜バフパッド＞
次に、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂで用いられるバフパッド５０２について説明する。

ウェハＷに比べて小径のバフパッド５０２を用いてバフ洗浄又はバフ研磨を行う際、バフパッド５０２の線速度を稼ぐためには、バフパッド５０２を高速回転させる必要性がある。この時、バフパッド５０２の中央から供給された処理液は、遠心力によって飛散しやすい状況にある。その一方で、バフパッド５０２をウェハＷに押し付けてバフ洗浄又はバフ研磨を行うので、処理液がバフパッド５０２内部に広がりにくく、ウェハＷの処理面に処理液が満遍なく行き届かないおそれがある。そこで、バフパッド５０２は、バフパッド５０２内部では処理液が循環しやすく、バフパッド５０２外部へ処理液が飛散し難いことが望ましい。よって、バフパッド表面には前述の溝形状や穴等が施されることが好ましく、以下ではその具体例を挙げる。

図１１Ａ〜図１１Ｆは、バフパッド５０２の構造の一例を示す図である。図１１Ａは、バフパッド５０２の処理面を模式的に示している。図１１Ａに示すように、バフパッド５０２の中央には、処理液を通流させるための開口５１０が形成される。また、図１１Ａに示すように、バフパッド５０２の処理面（ウェハＷの処理面に接触する面）には、開口５１０に連通し、放射状に延伸する複数の溝５３０が形成される。ここで、溝５３０は、バフパッド５０２の外周端５４０までは延びておらず、バフパッド５０２の外周端５４０より内側の外周部５５０まで延びている。すなわち、溝５３０の第１端部は開口５１０に連通し、溝５３０の第２端部はバフパッド５０２の処理面の外周部５５０に連通する。

このようなバフパッド５０２の形状であれば、放射状の溝５３０が形成されているので、処理液は遠心力によってバフパッド５０２内部に広がり易く、かつ、溝５３０がバフパッド５０２の外周端５４０までは延びておらず外周部５５０で止まっているので、バフパッド５０２外部へ処理液が飛散し難い。

図１１Ｂは、バフパッド５０２の処理面、及び、バフパッド５０２の処理面の一部（破線５５５部分）を拡大した様子を模式的に示している。図１１Ｂに示すように、バフパッド５０２の中央には、処理液を通流させるための開口５１０が形成される。また、図１１Ｂに示すように、バフパッド５０２の処理面には、開口５１０に連通し、放射状に延伸する複数の溝５３０が形成される。ここで、溝５３０は、バフパッド５０２の外周端５４０まで延びている。すなわち、溝５３０の第１端部は開口５１０に連通し、溝５３０の第２端部はバフパッド５０２の外周端５４０に連通する。この場合、拡大図に示すように、溝５３０は、バフパッド５０２の外周端５４０の近傍に、溝幅が他の箇所より狭くなった狭窄部５３５を有する。また、溝５３０の溝幅は、バフパッド５０２の外周端５４０に近づくにしたがってテーパ状に狭くなる。

このようなバフパッド５０２の形状であれば、放射状の溝５３０が形成されているので、処理液は遠心力によってバフパッド５０２内部に広がり易く、かつ、溝５３０に狭窄部５３５が形成されるか、溝５３０がテーパ状に狭まっているので、バフパッド５０２外部へ処理液が飛散し難い。

図１１Ｃは、バフパッド５０２の処理面を模式的に示している。図１１Ｃに示すように、バフパッド５０２の中央には、処理液を通流させるための開口５１０が形成される。また、図１１Ｃに示すように、バフパッド５０２の処理面には、開口５１０に連通し、放射状に延伸する複数の溝５３０が形成される。ここで、溝５３０は、放射状に延伸する溝５３０ａと、溝５３０ａから２本に分岐して放射状に延伸する溝５３０ｂと、を備える。また、溝５３０ｂは、バフパッド５０２の外周端５４０までは延びておらず、バフパッド５０２の外周端５４０より内側の外周部５５０まで延びている。すなわち、溝５３０の第１端部は開口５１０に連通し、溝５３０の第２端部はバフパッド５０２の処理面の外周部５５０に連通する。

このようなバフパッド５０２の形状であれば、放射状の溝５３０ａ，５３０ｂが形成されているので、処理液は遠心力によってバフパッド５０２内部に広がり易く、かつ、溝５３０がバフパッド５０２の外周端５４０までは延びておらず外周部５５０で止まっているので、バフパッド５０２外部へ処理液が飛散し難い。これに加えて、このようなバフパッド５０２の形状であれば、バフパッド５０２の外周部５５０では１本の溝５３０ａが２本の溝５３０ｂに分岐しているので、バフパッド５０２の内周部と外周部とで溝の分布を均等化することができる。

図１１Ｄは、バフパッド５０２の処理面を模式的に示している。図１１Ｄに示すように、バフパッド５０２の中央には、処理液を通流させるための開口５１０が形成される。また、図１１Ｄに示すように、バフパッド５０２の処理面には、溝５３０が形成される。溝５３０は、開口５１０に連通し、放射状に延伸する複数の溝５３０ｃと、バフパッド５０２に同心円状に形成された複数の溝５３０ｄと、を備える。溝５３０ｃは、バフパッド５０２の外周端５４０までは延びておらず、バフパッド５０２の外周端５４０より内側の外周部５５０まで延びている。すなわち、溝５３０ｃの第１端部は開口５１０に連通し、溝５３０ｃの第２端部はバフパッド５０２の処理面の外周部５５０に連通する。

このようなバフパッド５０２の形状であれば、放射状の溝５３０ｃが形成されているので、処理液は遠心力によってバフパッド５０２内部に広がり易く、かつ、溝５３０ｃがバフパッド５０２の外周端５４０までは延びておらず外周部５５０で止まっているので、バフパッド５０２外部へ処理液が飛散し難い。これに加えて、このようなバフパッド５０２の形状であれば、同心円状の溝５３０ｄが形成されているので、バフパッド５０２の内部に処理液が循環しやすい。

図１１Ｅは、バフパッド５０２の処理面を模式的に示している。図１１Ｅに示すように、バフパッド５０２の中央には、処理液を通流させるための開口５１０が形成される。また、図１１Ｅに示すように、バフパッド５０２の処理面には、エンボス加工による突状部５６０，５７０が形成される。バフパッド５０２の内周部には、突状部５６０が放射状に形成される。また、バフパッド５０２の外周部５５０には、外周部５５０を周方向に囲む突状部５７０が形成される。

このようなバフパッド５０２の形状であれば、放射状の突状部５６０が形成されているので、処理液は遠心力によってバフパッド５０２内部に広がり易く、かつ、外周部５５０を周方向に囲む突状部５７０が形成されているので、バフパッド５０２外部へ処理液が飛散し難い。

図１１Ｆは、バフパッド５０２の処理面を模式的に示している。図１１Ｆに示すように、バフパッド５０２の中央には、処理液を通流させるための開口５１０が形成される。また、図１１Ｆに示すように、バフパッド５０２の処理面には、開口５１０に連通し、放射状に延伸する複数の溝５３０が形成される。また、バフパッド５０２の外周部５５０には、外周部５５０を周方向に囲む数本の溝５８０（図１１Ｆでは、３本）が形成される。溝５３０は、バフパッド５０２の外周端５４０までは延びておらず、最も内周の溝５８０まで延びている。すなわち、溝５３０の第１端部は開口５１０に連通し、溝５３０の第２端部は溝５８０に連通する。

このようなバフパッド５０２の形状であれば、放射状の溝５３０が形成されているので、処理液は遠心力によってバフパッド５０２内部に広がり易く、かつ、溝５３０がバフパッド５０２の外周端５４０までは延びておらず溝５８０に連通しているので、処理液が溝５８０に溜まりバフパッド５０２外部へ処理液が飛散し難い。

＜バフアームの揺動＞
次に、上側バフ処理モジュール３００Ａ、及び、下側バフ処理モジュール３００Ｂにおいてバフ処理を行う際のバフアーム６００の揺動の詳細について説明する。

図１２は、バフアーム６００によるバフパッド５０２の揺動範囲について説明するための図である。バフアーム６００は、バフ処理の際に、図１２に示すように、バフパッド５０２がウェハＷと完全に重ならない位置まで（バフパッド５０２がウェハＷに対して１００％オーバーハングする位置まで）バフパッド５０２を往復揺動させることができる。ここで、バフパッド５０２とウェハＷとの重なり面積が小さくなると、バフパッド５０２がウェハＷの外周部で傾斜したりすることで、バフパッド５０２のウェハＷへの均一な接触が阻害される。そこで、図１２に示すように、バフテーブル４００の外側に、リング状のサポートガイド４１０を配置することができる。サポートガイド４１０は、図１２に示すようなリング状には限られず、バフパッド５０２が揺動する箇所を支持できる形状であればよい。また、サポートガイド４１０はウェハＷとともに相対運動を行っても良い。

バフパッド５０２をウェハＷからオーバーハングしないようにバフアーム６００を等速運動させた場合、ウェハＷの外周部は内周部に比べてバフパッド５０２の摺動距離が短くなり、バフ研磨においては除去速度の低下となる。これに対して、図１２に示すように、バフパッド５０２がウェハＷ及びバフテーブル４００と完全に重ならない位置まで（バフパッド５０２がウェハＷに対して１００％オーバーハングする位置まで）バフパッド５０２を往復揺動させることにより、ウェハＷの外周部及び内周部におけるバフパッド５０２の摺動距離を均等化することができる。

なお、サポートガイド４１０は、バフパッド５０２をウェハＷと完全に重ならない位置
まで揺動する場合に限られず、バフパッド５０２をウェハＷの外周端からはみ出して揺動する場合に設けることもできる。

また、サポートガイド４１０は、高さ方向の位置を制御可能とすることができる。これにより、例えば、バフパッド５０２をウェハＷからはみ出して揺動する場合には、ウェハＷの処理面の高さとほぼ一致するようにサポートガイド４１０の高さを調整することができる。また、例えば、サポートガイド４１０の高さをウェハＷの処理面の高さより高くなるように調整することによって、バフパッド５０２がウェハＷからはみ出すことを防止することができる。また、サポートガイド４１０の高さをウェハＷの処理面の高さより高くなるように調整することによって、バフ処理に用いる処理液をウェハＷの処理面に留めておくこともできる。

また、研磨装置１０００は、バフパッド５０２の揺動範囲を任意の複数の区間に分割し、区間ごとに、バフアーム６００の揺動速度、バフヘッド５００の回転速度、バフテーブル４００の回転速度、及び、バフパッド５０２のウェハＷへの押圧力の少なくとも１つ、を制御することができる。

図１３は、バフアームの揺動速度の制御の概要を説明するための図である。図１４は、バフアームの揺動速度の制御の一例を示す図である。図１３では、説明を簡略化するために、サポートガイドは図示していない。図１４において、横軸はバフヘッド５００の位置を示しており、縦軸はバフアームの揺動速度を示している。図１３，１４の例は、バフアーム６００の揺動速度を制御する例である。しかしながら、研磨装置１０００は、これに限らず、バフアーム６００の揺動速度、バフヘッド５００の回転速度、バフテーブル４００の回転速度、及び、バフパッド５０２のウェハＷへの押圧力、の少なくとも１つを区間ごとに制御することができる。

図１３の例は、バフアーム６００の揺動は、ウェハＷの中央と、バフパッド５０２がウェハＷ及びバフテーブル４００と完全に重ならない位置と、の間の範囲の往復運動である。図１３，１４に示すように、研磨装置１０００は、バフパッド５０２の揺動範囲を複数の区間（ｎ区間）に分割する。また、研磨装置１０００は、複数の区間ごとに、バフアーム６００の揺動速度をＶ１、Ｖ２、Ｖ３・・・Ｖｎ−１、Ｖｎと可変制御することができる。

バフアーム６００の揺動範囲の複数の区間ごとにバフアーム６００の揺動速度などを可変制御することによって、例えば、ウェハＷの内周部に比べて外周部においてバフパッド５０２の滞在時間を長くすることができる。これにより、ウェハＷの外周部及び内周部におけるバフパッド５０２の摺動距離、ひいては処理速度分布を均等化することができる。

なお、図１２では、バフパッド５０２がウェハＷの両端において１００％オーバーハングするまでバフアーム６００を直線的に揺動する例を示した。また、図１３では、バフパッド５０２をウェハＷの中央からウェハＷの一方の端において１００％オーバーハングする位置までバフアーム６００を直線的に揺動する例を示した。しかしながら、バフアーム６００の揺動は、これらには限られない。

図１５は、バフアーム６００の揺動態様のバリエーションを示す図である。図１５においては、説明を簡略化するために、サポートガイドは省略している。

図１５に示すように、バフアーム６００は、バフパッド５０２を直線運動によって往復移動させてもよいし、直線運動によって一方向にのみ移動させてもよい。また、バフアーム６００は、バフパッド５０２を円弧運動によって往復移動させてもよいし、円弧運動に
よって一方向にのみ移動させてもよい。ここで、バフアーム６００は、直線運動、及び、円弧運動を行う際には、ウェハＷの中心に対して、例えば±１０ｍｍの範囲を通過するようにバフパッド５０２を移動させるのがよい。

また、図１５に示すように、バフアーム６００は、ウェハＷの両端の間でバフパッド５０２を移動させてもよいし、ウェハＷの中央と端部との間でバフパッド５０２を移動させてもよい。この場合にも、バフアーム６００は、ウェハＷの中心に対して、例えば±１０ｍｍの範囲を通過するようにバフパッド５０２を移動させるのがよい。

３ 研磨ユニット
４ 洗浄ユニット
５ 制御装置
１０ 研磨パッド
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 上側ロール洗浄モジュール
２０１Ｂ 下側ロール洗浄モジュール
２０２Ａ 上側ペン洗浄モジュール
２０２Ｂ 下側ペン洗浄モジュール
２０５Ａ 上側乾燥モジュール
２０５Ｂ 下側乾燥モジュール
３００ バフ処理室
３００Ａ 上側バフ処理モジュール
３００Ｂ 下側バフ処理モジュール
４００ バフテーブル
４１０ サポートガイド
５００ バフヘッド
５０２ バフパッド
５１０ 開口
５３０，５３０ａ，５３０ｂ，５３０ｃ，５３０ｄ，５８０ 溝
５３５ 狭窄部
５４０ 外周端
５５０ 外周部
５６０，５７０ 突状部
６００ バフアーム
７００ 液供給系統
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 研磨装置
Ｗ ウェハ

Claims (17)

1. 処理対象物に研磨具を接触させながら前記処理対象物と前記研磨具とを相対運動させることによって前記処理対象物を研磨する研磨ユニットと、
   洗浄ユニットと、
   未研磨の処理対象物を前記研磨ユニットに搬送し、及び／又は、研磨後の処理対象物を前記研磨ユニットから前記洗浄ユニットへ搬送する第一の搬送ロボットと、を含み、
   前記洗浄ユニットは、
   少なくとも１つの洗浄モジュールと、
   前記処理対象物の仕上げ処理を行うバフ処理モジュールと、
   前記洗浄モジュールと前記バフ処理モジュールとの間で前記処理対象物を搬送する、前記第一の搬送ロボットとは異なる第二の搬送ロボットと、を有することを特徴とする、
   研磨装置。
2. 請求項１の研磨装置において、
   前記洗浄ユニットは、
   前記洗浄モジュールを内部に有する洗浄室と、
   前記バフ処理モジュールを内部に有するバフ処理室と、
   前記洗浄室と前記バフ処理室の間に配置された搬送室と、を有し、
   前記第二の搬送ロボットは前記搬送室に配置されること特徴とする、
   研磨装置。
3. 請求項２の研磨装置において、
   前記搬送室内部の圧力は前記バフ処理室内部の圧力よりも高くされることを特徴とする、
   研磨装置。
4. 請求項２の研磨装置において、
   前記バフ処理室に上下方向に２つのバフ処理モジュールが配置されることを特徴とする、
   研磨装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項の研磨装置において、
   前記バフ処理モジュールは、
   前記処理対象物の処理面を上向きにして保持するバフテーブルと、
   前記処理対象物よりも小径であり、前記処理対象物に接触させて前記処理対象物の仕上げ処理を行うバフ部材と、
   前記バフ部材を保持するバフヘッドと、を有し、
   前記バフ部材を前記処理対象物に接触させ、バフ処理液を供給しつつ、前記処理対象物と前記バフ部材とを相対運動させることによって前記処理対象物の仕上げ処理を行うことを特徴とする、
   研磨装置。
6. 請求項５の研磨装置において、
   前記バフ処理モジュールは、
   前記バフ部材のコンディショニングを行うためのドレッサと、
   前記ドレッサを保持するためのドレステーブルと、
   をさらに備え、
   前記バフ処理モジュールは、
   前記ドレステーブル及び前記バフヘッドを回転させ、前記バフ部材を前記ドレッサに接
   触させることによって、前記バフ部材のコンディショニングを行うことを特徴とする、
   研磨装置。
7. 請求項５又は６の研磨装置において、
   前記バフ処理室に上下方向に２つのバフ処理モジュールが配置され、
   前記２つのバフ処理モジュールは、前記バフ部材又は仕上げ処理に用いられるバフ処理液のうち、少なくとも一方を互いに異なるものを用いることを特徴とする、
   研磨装置。
8. 処理対象物に研磨具を接触させながら前記処理対象物と前記研磨具とを相対運動させることによって前記処理対象物を研磨する研磨工程と、
   前記処理対象物を洗浄する洗浄工程と、
   前記処理対象物の仕上げ処理を行うバフ処理工程と、
   第一の搬送ロボットによって、前記研磨工程を実行するために未研磨の処理対象物を搬送し、及び／又は、前記研磨工程が終了した後の処理対象物を前記洗浄工程又は前記バフ処理工程へ搬送する第一の搬送工程と、
   前記第一の搬送ロボットとは異なる第二の搬送ロボットによって、前記洗浄工程と前記バフ処理工程との間で前記処理対象物を搬送する、前記第一の搬送工程とは異なる第二の搬送工程と、を有することを特徴とする、
   処理方法。
9. 請求項８の処理方法において、
   前記第二の搬送工程は、前記洗浄工程を実行する洗浄モジュールを内部に有する洗浄室と、前記バフ処理工程を実行するバフ処理モジュールを内部に有するバフ処理室と、の間に配置された搬送室の内部の前記第二の搬送ロボットによって実行される、
   処理方法。
10. 請求項９の処理方法において、
    前記搬送室内部の圧力は前記バフ処理室内部の圧力よりも高くされることを特徴とする、
    処理方法。
11. 請求項９の処理方法において、
    前記バフ処理工程は、前記バフ処理室に上下方向に配置された２つのバフ処理モジュールによって実行されることを特徴とする、
    処理方法。
12. 請求項８〜１１のいずれか１項の処理方法において、
    前記バフ処理工程は、
    前記処理対象物の処理面を上向きにして保持するバフテーブルと、
    前記処理対象物よりも小径であり、前記処理対象物に接触させて前記処理対象物の仕上げ処理を行うバフ部材と、
    前記バフ部材を保持するバフヘッドと、を有するバフ処理モジュールによって実行され、
    前記バフ処理工程は、
    （Ａ）前記バフ部材を前記処理対象物に接触させ、バフ処理液を供給しつつ、前記処理対象物と前記バフ部材とを相対運動させることによって前記処理対象物のバフ処理を行うメインバフ工程と、
    （Ｂ）前記メインバフ工程後に前記処理対象物を洗浄する処理対象物洗浄工程と、
    （Ｃ）前記処理対象物洗浄工程後、次の処理対象物が前記バフ処理モジュールに入るまで
    に前記バフテーブルの洗浄を行うバフテーブル洗浄工程と、
    を備えることを特徴とする、
    処理方法。
13. 請求項１２の処理方法において、
    前記バフ処理工程は、
    前記バフ部材のコンディショニングを行うためのドレッサを保持するためのドレステーブル、及び、前記バフヘッドを回転させ、前記バフ部材を前記ドレッサに接触させることによって、前記バフ部材のコンディショニングを行う工程を更に含むことを特徴とする、
    処理方法。
14. 請求項１２又は１３の処理方法において、
    前記バフ処理工程は、
    前記バフ処理室に上下方向に配置された２つのバフ処理モジュールにおいて、前記バフ部材又は仕上げ処理に用いられるバフ処理液のうち、少なくとも一方を互いに異なるものを用いることによって実行されることを特徴とする、
    処理方法。
15. 請求項１２又は１３の処理方法において、
    前記処理対象物洗浄工程は、
    （Ａ）純水を供給しつつ、バフ処理を行うことで、バフ処理液を除去するバフケミカル洗い流し工程、
    （Ｂ）前記メインバフ工程時とは異なるバフ処理液を供給しながらバフ処理を行うケミカルバフ処理工程、及び、
    （Ｃ）前記バフ部材を接触させず、前記ケミカルバフ処理工程で使用したバフ処理液又は純水を使用して前記処理対象物をリンス洗浄する工程、
    の少なくとも１つを含むことを特徴とする、処理方法
16. 請求項１２乃至１５のいずれか１項の処理方法において、
    前記バフ処理工程は、
    前記処理対象物洗浄工程中に、前記ドレッサの表面を洗浄する処理であるドレスリンス処理を開始することを特徴とする、
    処理方法。
17. 請求項１２乃至１６のいずれか１項の処理方法において、
    前記バフ処理工程は、
    前記バフ部材のコンディショニングを行う前又は後の少なくとも一方に、前記バフ部材が前記ドレッサに対向配置された状態で前記バフ部材を洗浄する処理であるパッドリンス処理を行うことを特徴とする、
    処理方法。