JP2019209410A - 研磨装置、及び研磨装置のための洗浄方法 - Google Patents

研磨装置、及び研磨装置のための洗浄方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の表面に、飛散して乾燥した研磨液によってスクラッチが発生することを低減した研磨装置を提供する。【解決手段】第1研磨ユニット300Aは、トップリング15の上部を包囲するトップリングヘッドカバー50の底部に向けて洗浄液を噴射可能なヘッド底部洗浄ノズル53,54,55と、トップリング15の揺動軸カバーに向けて洗浄液を噴射可能なヘッド底部洗浄ノズル54,55と、ドレッシング装置40の本体を包囲するドレッサ本体カバー70に向けて洗浄液を噴射可能なドレッサ洗浄ノズル57であって、ドレッシング装置40の揺動軸の近傍に配置されるドレッサ洗浄ノズル57と、研磨液供給ノズル10に向けて洗浄液を噴射可能な供給ノズル洗浄ノズル58と、アトマイザ49に向けて洗浄液を噴射可能なアトマイザ洗浄ノズル59,60と、研磨液供給機66に向けて洗浄液を噴射可能な供給機ノズル61を有する。【選択図】図5

Description

本発明は、研磨装置、及び研磨装置のための洗浄方法に関するものである。
ウェハの表面を研磨する研磨装置は、一般に、研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、ウェハを保持するトップリング(研磨ヘッド)とを備えている。そして、トップリングで保持したウェハを研磨パッドの研磨面に対して所定の圧力で押圧しつつ、研磨テーブルとトップリングとを相対運動させることにより、ウェハを研磨面に摺接させて、ウェハの表面を平坦かつ鏡面に研磨する。化学的機械研磨(CMP)にあっては、研磨時に、研磨パッド上に研磨液(スラリ)が供給される。
このように、研磨液を供給しながらウェハ等の基板の表面を研磨すると、研磨液が研磨テーブルの周辺に飛散する。研磨後には、研磨パッドの研磨面にアトマイザから洗浄液として、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)を霧状に噴霧して研磨面が洗浄される。この研磨面のアトマイザによる洗浄時にも研磨面上に残留した研磨液が研磨テーブルの周辺に飛散する。そして、この飛散した研磨液が研磨テーブルの周囲に配置されている種々の構成部品の外壁面や研磨装置を収納しているチャンバの内壁面等に付着し乾燥すると、この乾燥した研磨液が剥離して研磨テーブル上に落下し、基板にスクラッチを発生させる要因となる。従来の化学機械研磨装置では、このような問題を解決するため、研摩液が付着し固化しさらに脱落する前提で、研磨チャンバ内に浮遊してしまった粒子状物質を除去するため、洗浄液をチャンバ空間内に気流に載せて噴霧している(特許文献1参照)。
特開2015−196206号公報
本発明の一形態は、このような問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、研磨対象物(基板)の表面に、飛散した研摩液が乾燥して脱落し、スクラッチが発生することのないように、乾燥・固化・脱落する前に飛散した研摩液の付着を低減した研磨装置を提供することである。
また、本発明の他の一形態の目的は、研磨液が付着や固着をすることを低減した研磨装置を提供することである。
上記課題を解決するために、形態1では、研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押し付けるためのトップリングと、前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、前記研磨液供給ノズルに前記研磨液を供給するための研磨液供給機と、前記研磨パッドのコンディショニングを行うためのドレッシング装置と、洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するためのアトマイザと、を有する研磨装置において、前記トップリングの上部を包囲するトップリングヘッドカバーの底部に流体を供給可能なヘッド底部流体供給部、前記トップリングの揺動軸カバーに流体を供給可能な揺動軸カバー流体供給部、前記ドレッシング装置の本体を包囲するドレッサ本体カバーに流体を供給可能なドレッサ流体供給部であって、前記ドレッシング装
置の揺動軸の近傍に配置されるドレッサ流体供給部、前記研磨液供給ノズルに流体を供給可能な供給ノズル流体供給部、前記アトマイザのアームに流体を供給可能なアトマイザアーム流体供給部、前記アトマイザの回転部に流体を供給可能なアトマイザ回転部流体供給部、および、前記研磨液供給機に流体を供給可能な供給機流体供給部、のうちの少なくとも1つを有することを特徴とする研磨装置という構成を採っている。
本実施形態では、流体供給部(例えば、洗浄ノズル)を設けて、スラリ等を洗い流すことによりスクラッチを低減させる。従来の洗浄装置では洗えていない部位に対して、洗浄ノズルを設けることで、洗浄能力を向上させスラリ等の付着を低減させる。洗浄ノズルは、研磨テーブル上に、スクラッチの原因となる物質が落ちる可能性のある場所に向けて流体を供給可能(例えば、洗浄ノズルによって洗浄流体を噴射、あるいは噴霧(スプレー)可能)である。流体を供給する形態としては、流体を噴射する以外に、種々可能である。例えば、洗浄したい場所の上から、流体を垂れ流す形態も可能である。この場合、流体の飛散範囲を低減できる。
流体供給部は、スクラッチの原因となる物質が落ちる可能性のある場所に向けて流体を供給可能であるため、以下の効果もある。物質が落ちる可能性のある場所の外面を、供給された流体で湿潤状態に保つ。このように、流体で湿潤状態に保つことによって、研磨液が湿潤状態の表面に接触しても、その表面に研磨液が付着や固着してしまうことを低減できる。しかも研磨液が乾燥してしまうことを低減できる。結果として、飛散した研摩液が付着や固着をして、乾燥固化することが防止され、乾燥固化後に何らかの理由で脱落した固化研摩液による、スクラッチが発生することが低減する。流体を供給する形態としては、洗浄や、湿潤の維持が可能であれば任意の供給形態が可能である。
形態2では、前記研磨装置の周囲に設けられた壁部の、前記研磨装置の内部に面した面、前記トップリングヘッドカバーの前記底部、前記ドレッシング装置のモータを包囲するドレッサモータカバー、前記研磨液供給ノズル、前記アトマイザの本体を包囲するアトマイザ本体カバー、前記アトマイザに設けた飛散防止カバー、および、前記研磨テーブルの外周に配置された飛散防止のための飛散防止カバー(ズームカバーとも呼ばれる。)、のうちの少なくとも1つに、前記研磨液の付着を防止するためのコーティングを設けたことを特徴とする形態1記載の研磨装置という構成を採っている。
本実施形態では、研磨液の付着を防止するためのコーティングを設けて、研磨装置内の機器のカバー等にスラリが固着し難くすることによりスクラッチを低減させる。すなわち、研磨装置内のカバー等に、スラリが固着しにくいコーティングを行い、スラリの付着や固着を低減することで、スラリの剥がれ落ちを低減して、スクラッチを低減させる。また、研磨装置内のカバー等に、スラリが固着しにくいコーティングを行うため、スラリの固着が低減することで、研磨装置内の清掃が容易になる。
形態3では、前記トップリングヘッドカバーの前記底部の表面、前記ドレッシング装置のモータを包囲するドレッサモータカバーの表面、前記研磨液供給ノズルの表面、および、前記研磨テーブルの外周に配置された飛散防止のための飛散防止カバーの表面、のうちの少なくとも1つが平滑であることを特徴とする形態1記載の研磨装置という構成を採っている。具体的には、(1)分割成形し組み立てていたものを一体成型する。(2)同じく、分割成形したものを組み立てる際に、その接合部に段差ができない構造にする。(3)あるいは、分割成形したものを組み立てる際の締結具を埋め込み式にし、表層部からの出っ張りをなくすか、埋め込みかつ蓋をして段差がないようにする等がある。本実施形態では、カバー類が平滑化(フラットサーフェース化)するため、研摩液が滞留したり、堆積することがなくなり、スラリが付着や固着をしにくくなる。スラリの付着や固着を低減することで、スラリの剥がれ落ちを低減して、スクラッチを低減させる。また、研磨装置内のカバ
ー等に、スラリが付着や固着をしにくくなるため、研磨装置内の清掃が容易になる。ここで、平滑とは、表面に凹凸がなく、なめらかなことを意味する。ただし、スラリの付着や固着防止を考慮の上で、表面の一部に、部品取付用の締結具等がありかつそれによる凹凸があることは妨げない。
形態4では、前記ヘッド底部流体供給部、前記揺動軸カバー流体供給部、前記ドレッサ流体供給部、前記供給ノズル流体供給部、アトマイザアーム流体供給部、前記アトマイザ回転部流体供給部、前記供給機流体供給部のうちの少なくとも1つからの前記流体の供給は、前記アトマイザが前記洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するとき、前記トップリングが前記基板を保持していて、かつ前記基板が前記研磨テーブル上にないとき、および、前記トップリングが前記基板を保持していないとき、のうちの少なくとも1つのときに行われることを特徴とする形態1ないし3のいずれか1項に記載の研磨装置という構成を採っている。
形態5では、研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押し付けるためのトップリングと、前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、前記研磨パッドのコンディショニングを行うためのドレッシング装置と、洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するためのアトマイザと、を有する研磨装置において、前記研磨装置の周囲に設けられた壁部の、前記研磨装置の内部に面した面、前記トップリングの上部を包囲するトップリングヘッドカバーの底部、前記ドレッシング装置のモータを包囲するドレッサモータカバー、前記研磨液供給ノズル、前記アトマイザの本体を包囲するアトマイザ本体カバー、前記アトマイザに設けた飛散防止カバー、および、前記研磨テーブルの外周に配置された飛散防止のための飛散防止カバー、のうちの少なくとも1つに、前記研磨液の付着を防止するためのコーティングを設けたことを特徴とする研磨装置という構成を採っている。
形態6では、前記コーティングは親水性であることを特徴とする形態2または5記載の研磨装置という構成を採っている。
形態7では、研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押し付けるためのトップリングと、前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、前記研磨パッドのコンディショニングを行うためのドレッシング装置と、を有する研磨装置において、前記トップリングの上部を包囲するトップリングヘッドカバーの底部の表面、前記ドレッシング装置のモータを包囲するドレッサモータカバーの表面、前記研磨液供給ノズルの表面、および、前記研磨テーブルの外周に配置された飛散防止のための飛散防止カバーの表面、のうちの少なくとも1つが平滑であることを特徴とする研磨装置という構成を採っている。
形態8では、研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押し付けるためのトップリングと、前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、前記研磨液供給ノズルに前記研磨液を供給するための研磨液供給機と、前記研磨パッドのコンディショニングを行うためのドレッシング装置と、洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するためのアトマイザと、を有する研磨装置のための洗浄方法において、前記トップリングの上部を包囲するトップリングヘッドカバーの底部に流体を供給すること、前記トップリングの揺動軸カバーに流体を供給すること、前記ドレッシング装置の揺動軸の近傍から、前記ドレッシング装置のカバーに流体を供給すること、前記研磨液供給ノズルに流体を供給すること、前記アトマイザのアームに流体を供給すること、前記アトマイザに設けた飛散防止カバーに向けて流体を供給すること、および、前記研磨液供給機に流体を供給すること、のうちの少なくとも1つを行うことを特徴とする洗浄方法という構成を採っている。
形態9では、前記流体を供給することは、前記アトマイザが前記洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するとき、前記トップリングが前記基板を保持していて、かつ前記基板が前記研磨テーブル上にないとき、および、前記トップリングが前記基板を保持していないとき、のうちの少なくとも1つのときに行われることを特徴とする形態8記載の洗浄方法という構成を採っている。
形態10では、前記流体を供給することは、前記ドレッシング装置が、ドレッシング位置から、前記ドレッシング装置の退避位置に移動した後、および、前記研磨液供給機が、研磨液供給位置から、前記研磨液供給機の退避位置に移動した後、のうちの少なくとも1つのときに行われることを特徴とする形態8または9記載の研磨装置という構成を採っている。
図1は、基板処理装置の平面図である。 図2は、第1研磨ユニットの斜視図である。 トップリングヘッドを覆うトップリングヘッドカバーを備えた研磨装置の一実施形態を示す斜視図である。 図3に示す研磨装置の平面図である。 トップリングが研磨テーブルの側方の基板受渡し位置にあり、ドレッシング装置が研磨テーブルの側方の退避位置にあるときの、噴霧ノズルを示す平面図である。 図5の矢視A方向に見た噴霧ノズルを示す図である。 図5の矢視B方向に見た噴霧ノズルを示す図である。 図5の矢視C方向に見た噴霧ノズルを示す図である。 図5の矢視D方向に見た噴霧ノズルを示す図である。 図5の矢視E方向に見た噴霧ノズルを示す図である。 噴霧ノズルへの洗浄液の供給系統を示す図である。 コーティングを行う部品と、平滑化する部品を示す図である。 コーティングを行う部品と、平滑化する部品を示す図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同一または相当する部材には同一符号を付して重複した説明を省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
以下、本願発明の一実施形態の基板処理装置を図面に基づいて説明する。
<基板処理装置>
図1は、基板処理装置の平面図である。図1に示すように、基板処理装置1000は、ロード/アンロードユニット200と、研磨ユニット300と、洗浄ユニット400と、を備える。また、基板処理装置1000は、ロード/アンロードユニット200、研磨ユニット300、及び、洗浄ユニット400、の各種動作を制御するための制御ユニット500を備える。以下、ロード/アンロードユニット200、研磨ユニット300、及び、洗浄ユニット400、について説明する。
<ロード/アンロードユニット>
ロード/アンロードユニット200は、研磨及び洗浄などの処理が行われる前の基板を研磨ユニット300へ渡すとともに、研磨及び洗浄などの処理が行われた後の基板を洗浄ユニット400から受け取るためのユニットである。ロード/アンロードユニット200
は、複数(本実施形態では4台)のフロントロード部220を備える。フロントロード部220にはそれぞれ、基板をストックするためのカセット222が搭載される。
ロード/アンロードユニット200は、筐体100の内部に設置されたレール230と、レール230上に配置された複数(本実施形態では2台)の搬送ロボット240と、を備える。搬送ロボット240は、研磨及び洗浄などの処理が行われる前の基板をカセット222から取り出して研磨ユニット300へ渡す。また、搬送ロボット240は、研磨及び洗浄などの処理が行われた後の基板を洗浄ユニット400から受け取ってカセット222へ戻す。
<研磨ユニット>
研磨ユニット300は、基板の研磨を行うためのユニットである。研磨ユニット300は、第1研磨ユニット300A、第2研磨ユニット300B、第3研磨ユニット300C、及び、第4研磨ユニット300D、を備える。第1研磨ユニット300A、第2研磨ユニット300B、第3研磨ユニット300C、及び、第4研磨ユニット300D、は、互いに同一の構成を有する。したがって、以下、第1研磨ユニット300Aについてのみ説明する。
第1研磨ユニット300Aは、研磨テーブル320Aと、トップリング330Aと、を備える。研磨テーブル320Aは、図示していない駆動源によって回転駆動される。研磨テーブル320Aには、研磨パッド310Aが貼り付けられる。トップリング330Aは、基板を保持して研磨パッド310Aに押圧する。トップリング330Aは、図示していない駆動源によって回転駆動される。基板は、トップリング330Aに保持されて研磨パッド310Aに押圧されることによって研磨される。
次に、基板を搬送するための搬送機構について説明する。搬送機構は、リフタ370と、第1リニアトランスポータ372と、スイングトランスポータ374と、第2リニアトランスポータ376と、仮置き台378と、を備える。
リフタ370は、搬送ロボット240から基板を受け取る。第1リニアトランスポータ372は、リフタ370から受け取った基板を、第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3、及び、第4搬送位置TP4、の間で搬送する。第1研磨ユニット300A及び第2研磨ユニット300Bは、第1リニアトランスポータ372から基板を受け取って研磨する。第1研磨ユニット300A及び第2研磨ユニット300Bは、研磨した基板を第1リニアトランスポータ372へ渡す。
スイングトランスポータ374は、第1リニアトランスポータ372と第2リニアトランスポータ376との間で基板の受け渡しを行う。第2リニアトランスポータ376は、スイングトランスポータ374から受け取った基板を、第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6、及び、第7搬送位置TP7、の間で搬送する。第3研磨ユニット300C及び第4研磨ユニット300Dは、第2リニアトランスポータ372から基板を受け取って研磨する。第3研磨ユニット300C及び第4研磨ユニット300Dは、研磨した基板を第2リニアトランスポータ372へ渡す。研磨ユニット300によって研磨処理が行われた基板は、スイングトランスポータ374によって仮置き台378へ置かれる。
<洗浄ユニット>
洗浄ユニット400は、研磨ユニット300によって研磨処理が行われた基板の洗浄処理及び乾燥処理を行うためのユニットである。洗浄ユニット400は、第1洗浄室410と、第1搬送室420と、第2洗浄室430と、第2搬送室440と、乾燥室450と、を備える。
仮置き台378へ置かれた基板は、第1搬送室420を介して第1洗浄室410又は第2洗浄室430へ搬送される。基板は、第1洗浄室410又は第2洗浄室430において洗浄処理される。第1洗浄室410又は第2洗浄室430において洗浄処理された基板は、第2搬送室440を介して乾燥室450へ搬送される。基板は、乾燥室450において乾燥処理される。乾燥処理された基板は、搬送ロボット240によって乾燥室450から取り出されてカセット222へ戻される。
<第1研磨ユニット(研磨装置)の詳細構成>
次に、第1研磨ユニット300Aの詳細について説明する。図2は、第1研磨ユニット300Aの斜視図である。第1研磨ユニット300Aは、研磨パッド3に研磨液又はドレッシング液を供給するための研磨液供給ノズル10を備える。研磨液は、例えば、スラリである。ドレッシング液は、例えば、純水である。また、第1研磨ユニット300Aは、研磨パッド3のコンディショニングを行うためのドレッシング装置40を備える。また、第1研磨ユニット300Aは、液体、又は、液体と気体との混合流体、を研磨パッド3に向けて噴射するためのアトマイザ49を備える。液体は、例えば、純水である。気体は、例えば、窒素ガスである。
トップリング15は、トップリングシャフト16によって支持される。トップリング15は、図示していない駆動部によって、矢印ABで示すように、トップリングシャフト16の軸心周りに回転するようになっている。研磨テーブル5は、テーブルシャフト6に支持される。研磨テーブル5は、図示していない駆動部によって、矢印ACで示すように、テーブルシャフト6の軸心周りに回転するようになっている。
基板WFは、トップリング15の研磨パッド3と対向する面に真空吸着によって保持される。研磨時には、研磨液供給ノズル10から研磨パッド3の研磨面に研磨液が供給される。また、研磨時には、研磨テーブル5及びトップリング15が回転駆動される。基板WFは、トップリング15によって研磨パッド3の研磨面に押圧されることによって研磨される。
ウェハWFの研磨は次のようにして行われる。ウェハWFを保持したトップリング15は待機位置から研磨位置に移動される。トップリング15および研磨テーブル5をそれぞれ同じ方向に回転させ、研磨液供給機構10から研磨パッド3上に研磨液(スラリ)を供給する。この状態で、トップリング15はウェハWFを研磨パッド3の研磨面3aに押し付け、ウェハWと研磨面3aとを摺接させる。ウェハWFの表面は、研磨液の化学的作用と研磨液に含まれる砥粒の機械的作用により研磨される。このような第1研磨ユニット300AはCMP(Chemical Mechanical Polishing)装置と呼ばれている。
図3、4により第1研磨ユニット300Aについてさらに説明する。第1研磨ユニット300Aは、研磨パッド3の研磨面3aのドレッシング(またはコンディショニング)を行うドレッシング装置40をさらに備えている。ドレッシング装置40は、研磨パッド3に摺接されるドレッサ41と、ドレッサ41が固定されるドレッサシャフト43と、ドレッサシャフト43を支持するドレッサアーム45と、ドレッサシャフト43を介してドレッサ41を回転駆動するドレッサ回転機構(図示せず)とを備えている。ドレッサ回転機構はドレッサアーム45内に配置されている。ドレッサ41の下面にはダイヤモンド粒子などの砥粒(図示せず)が固定されており、これらの砥粒によって研磨面3aをドレッシングするドレッシング面が構成されている。
ドレッサアーム45は、ドレッサ旋回軸47に連結されており、このドレッサ旋回軸47を中心として旋回するようになっている。ドレッサアーム45が旋回すると、ドレッサ
41は研磨面3a上を研磨テーブル5の半径方向に揺動する。ドレッサ41は、研磨パッド3の研磨面3a上を揺動しながら回転し、研磨パッド3を僅かに削り取ることにより研磨面3aをドレッシングする。さらに、ドレッサ41は、ドレッサ旋回軸47の回転に伴って、図2に示すように、研磨テーブル5の上方のドレッシング位置と、研磨テーブル5の外側の待機位置(点線で示す)との間を移動する。
第1研磨ユニット300Aは、霧状の洗浄流体を研磨パッド3の研磨面3aに噴射して研磨面3aを洗浄するアトマイザ49をさらに備えている。アトマイザ49は、研磨パッド3(または研磨テーブル5)の半径方向に沿って延びている。洗浄流体は、洗浄液(通常は純水)と気体(例えば、窒素ガスなどの不活性ガス)との混合流体、または洗浄液のみから構成される。このような洗浄流体を研磨面3aに噴射することにより、研磨パッド3の研磨面3a上に残留する研磨屑および研磨液に含まれる砥粒が除去される。
図3は、トップリングヘッド(図示しない)を覆うトップリングヘッドカバー50を備えた本発明の一実施形態に係る第1研磨ユニット300Aを示す図である。図3に示すように、トップリングヘッドのほぼ全体はトップリングヘッドカバー50によって覆われている。トップリングヘッドカバー50は、楕円形の水平断面を有している。トップリングヘッドカバー50は、トップリングシャフト16、トップリングアーム(図示しない)、トップリング回転機構(図示しない)、およびトップリング昇降機構(図示しない)をその内部に収容し、さらにトップリング15の上部を覆う形状を有している。したがって、トップリング15の上部への研磨液の浸入、およびトップリング昇降機構等を含むトップリングヘッドへの研磨液の付着を防止することができる。
次に、図5〜11により、スラリ等を洗い流す噴霧ノズルを説明する。図5は、トップリング15が研磨テーブル5の側方の基板受渡し位置にあり、ドレッシング装置40が研磨テーブルの側方の退避位置にあるときの、噴霧ノズルを示す平面図である。図6は、図5の矢視A方向に見た噴霧ノズルを示す図である。図7は、図5の矢視B方向に見た噴霧ノズルを示す図である。図8は、図5の矢視C方向に見た噴霧ノズルを示す図である。図9は、図5の矢視D方向に見た噴霧ノズルを示す図である。図10は、図5の矢視E方向に見た噴霧ノズルを示す図である。
図5に示すように、第1研磨ユニット300Aは、チャンバ72を有する。チャンバ72の内部には、第1研磨ユニット300Aを構成する各部、すなわち、研磨面64を有する研磨パッド3を支持するための研磨テーブル5と、基板WFを保持して研磨面64に押し付けるためのトップリング15と、研磨パッド3に研磨液を供給するための研磨液供給ノズル10と、研磨液供給ノズル10に研磨液を供給するための研磨液供給機66と、研磨パッド3のコンディショニングを行うためのドレッシング装置40と、洗浄流体を研磨パッド3に向けて噴射するためのアトマイザ49が収容されている。チャンバ72の内部には、トップリングヘッドカバー50も収容されている。
第1研磨ユニット300Aは、第1研磨ユニット300Aを構成する各部に純水等の洗浄液を噴霧する以下の噴霧ノズルを有する。これらの噴霧ノズルはチャンバ72の内部に配置されている。噴霧ノズルとしては、以下のものがある。すなわち、
1.トップリング15の上部を包囲するトップリングヘッドカバー50の底部に向けて純水等の洗浄液(洗浄流体)を噴射可能なヘッド底部洗浄ノズル53,54,55(ヘッド底部流体供給部)
ヘッド底部洗浄ノズル53は、図6に示すように、トップリングヘッドカバー50のトップリング15側の底部を洗浄する。ヘッド底部洗浄ノズル54,55は、図8,7にそれぞれ示すように、トップリングヘッドカバー50の側部の底部を洗浄する。
2.ヘッド底部洗浄ノズル54,55は、トップリング15の揺動軸カバー19に向けて
洗浄液を噴射可能な揺動軸カバー流体供給部の機能を兼ねている。図7,8では揺動軸19は揺動軸カバーで覆われているため、揺動軸と揺動軸カバーを同一の参照符号19で示すこととする。
3.ドレッシング装置40の本体を包囲するドレッサ本体カバー70(図9参照)に向けて洗浄液を噴射可能なドレッサ洗浄ノズル57、62(ドレッサ流体供給部)であって、ドレッシング装置40の揺動軸の近傍に配置されるドレッサ洗浄ノズル57と、ドレッシング装置40の下面の近傍に配置されるドレッサ洗浄ノズル62
ドレッサ洗浄ノズル57は、ドレッサ本体カバー70の上面を洗浄し、ドレッサ洗浄ノズル62は、ドレッサ本体カバー70の下面を洗浄する。
4.研磨液供給ノズル10に向けて洗浄液を噴射可能な供給ノズル洗浄ノズル58(供給ノズル流体供給部)
供給ノズル洗浄ノズル58は、図5、10に示ように、研磨液供給ノズル10の上方から洗浄液を噴射する。
5.アトマイザ49に向けて洗浄液を噴射可能なアトマイザ洗浄ノズル59(アトマイザアーム流体供給部),60(アトマイザ回転部流体供給部)
アトマイザ洗浄ノズル59は、アトマイザ49のアーム78を洗浄し、アトマイザ洗浄ノズル60は、アトマイザ49の回転部80を洗浄する。(図10参照)
6.研磨液供給機66に向けて洗浄液を噴射可能な供給機ノズル61(供給機流体供給部)
供給機ノズル61は、図10に示すように、研磨液供給機66の、研磨テーブル5に面する側を洗浄する。
7.トップリング15の上面に向けて洗浄液を噴射可能なトップリング上面洗浄ノズル51(図6参照)
8.トップリングヘッドカバー50の側部に向けて洗浄液を噴射可能なヘッド側部洗浄ノズル52
ヘッド底部洗浄ノズル53は、トップリングヘッドカバー50のトップリング15側の側部を洗浄する。(図7参照)
9.ドレッサ本体カバー70の前面(モータが配置されている側)と側面に向けて洗浄液を噴射可能なドレッサ洗浄ノズル56であって、待機位置にあるときのドレッサのモータの近傍に配置されるドレッサ洗浄ノズル56
ドレッサ洗浄ノズル56は、ドレッサ本体カバー70の前面の側面とモータの周囲を洗浄する。(図9参照)
ノズル51〜62が噴射する噴射物の噴射状態(噴射方向、噴射領域、スプレー角度)は、ノズルの番号に「a」をつけて示す。例えば、トップリング上面洗浄ノズル51が噴射する噴射物の噴射状態は、51aにより図示する。上述したノズル51〜62は洗浄液を広い領域に噴霧することができるスプレーノズルであることが好ましい。
これらのノズル51〜62は、チャンバ72内に配置する支柱(図示せず)、またはチャンバ72の壁部74,76に設置される。なお、図5〜10におけるノズルの個数は例示であり、図示するものより多くてもよい。また、図5〜10に複数個表示されるものは、図示するものより少なくてもよい。例えば、ヘッド底部洗浄ノズル53は1個が図示されているが、複数個のヘッド底部洗浄ノズル53があってもよい。また、ドレッサ洗浄ノズル56は3個が表示されているが、2個以下、または4個以上でもよい。
本実施形態においては、ノズル53〜55,57〜62をすべて備えているが、ノズル53〜55,57〜62をすべて備える必要はない。ノズル53〜55,57〜62のうちの少なくとも1つを備えることとしてもよい。ノズル51,52,56についても、それらのうちの少なくとも1つを備えることとしてもよい。
上述したノズル51〜62の、洗浄液の噴霧開始及び停止を含む動作は、制御ユニット500によって制御される。制御ユニット500は、ノズル51〜62のうちの少なくとも1つからの洗浄液の噴射を以下の時に行う。すなわち、(1)アトマイザ49が洗浄液を研磨パッド3に向けて噴射するとき、(2)トップリング15が基板WFを保持していて、かつ基板WFが研磨テーブル5の上にないとき(トップリング15が基板受渡し位置もしくは待機位置にある時)、および、(3)トップリング15が基板を保持していないとき(トップリング14が基板受渡し位置もしくは待機位置にある時)、のうちの少なくとも1つのときに噴射が行われる。
ノズル51〜62のうちの少なくとも1つからの洗浄液の噴射が行われる期間、すなわち洗浄時間は、上記(1),(2),(3)のうちのいずれかの行為(複数の行為が同時に可能なときは複数の行為)が行われている間である。具体的には、洗浄時間の長さは、上記(1),(2),(3)のうちのいずれかの行為が行われている時間と同一の長さ、もしくはそれより少ない長さである。
トップリングヘッドカバー50、ドレッシング装置40、アトマイザ49の洗浄の順番に関しては、すなわち、ノズル51〜62の開閉の順番に関しては、以下の通りである。ノズル51〜62の開く順番については、第1研磨ユニット300A内で、高さ方向に、上部に残留する研磨液に噴射するノズル51〜62から、下部に残留する研磨液に噴射するノズル51〜62へと順次開くことが好ましい。ノズル51〜62の閉める順番については、上部に残留する研磨液に噴射するノズル51〜62から、下部に残留する研磨液に噴射するノズル51〜62へと順次閉めることが好ましい。なぜならば、より上部に残留する研磨液に洗浄液を噴射するノズルによって、研磨液を洗い流し、研磨液が下側に流れて行き、その研磨液を、下部を洗浄するノズルでさらに流し去ることができるからである。下部を洗浄するノズルは、下部のピンポイントの目的の箇所に噴射しているだけでなく、上部から流れ落ちてきた研磨液も流し去るという、2重の作業を行うことになる。なお、トップリングヘッドカバー50、ドレッシング装置40、アトマイザ49の洗浄の順番は、上記の順番に限られるものではなく、任意の順番が可能である。例えば、順番を付けずに、全てのノズル51〜62の開閉を同時に行ってもよい。
洗浄液の噴射は、ドレッシング装置40がドレッシング位置にあるときは、ドレッシング位置からドレッシング装置40の退避位置に移動させた後に行うことが好ましい。また洗浄液の噴射は、研磨液供給ノズル10が研磨液供給位置にあるときは、研磨液供給位置から研磨液供給ノズル10の退避位置に移動させた後に行うことが好ましい。
ノズル51〜62のうちの少なくとも1つからの洗浄液の噴射が行われる期間、すなわち洗浄時間は、(1)ドレッシング装置40が退避位置にある間、および/または(2)研磨液供給ノズル10が退避位置にある間である。具体的には、洗浄時間の長さは、上記(1)、および/または(2)の時間と同一の長さ、もしくはそれより少ない長さである。これにより、従来はメンテナンス時に行っていた洗浄作業を、退避動作毎に行うため、飛散した研摩液が乾燥して脱落し、その脱落した固化研摩液にてスクラッチが発生することが低減する。すなわち、乾燥・固化・脱落する前に、飛散した研摩液の付着を低減することができる。
洗浄液の供給系統を図11により説明する。本図の場合、洗浄液の供給源86は、アトマイザ49の洗浄液の供給源86と同一である。なお、洗浄液の供給源86は、アトマイザ49の洗浄液の供給源86と異なってもよい。供給源86からノズル51〜58,61〜62への供給は、配管88によって行われる。供給源86からアトマイザ洗浄ノズル59,60への供給は、配管88とは異なる配管90(点線で示す)によって行われる。本図には、ノズル51〜62以外のノズルも示す。ノズル51〜62以外のノズルとは、配
管90に設けられたノズル92である。
ノズル51〜62への洗浄液の供給は、アトマイザ49への洗浄液の供給と同じタイミングで行ってもよい。ドレッシング装置40の洗浄は、スラリを供給していない状態で、トップリング15が基板受渡し位置にあって、かつ、ドレッシング装置40が退避位置にあるときに行うことが好ましい。トップリングヘッドカバー50の洗浄は、トップリング15が基板WFを保持していないときに行うことが好ましい。制御ユニット500は、制御ライン84を介して弁94を開閉することにより、配管88,配管90への洗浄液の供給を制御する。弁94は、空気圧で動作する空気式弁又は電磁弁のいずれでもよい。
次に、図12,13により、第1研磨ユニット300Aの周囲に設けられた壁部72の、第1研磨ユニット300Aの内部に面した面74、トップリングヘッドカバー50の底部96、ドレッシング装置40のモータを包囲するドレッサモータカバー98、研磨液供給ノズル10、アトマイザ49の本体を包囲するアトマイザ本体カバー104、アトマイザ49に設けた飛散防止カバー106、および、研磨テーブル5の外周に配置された飛散防止のためのズームカバー108に、研磨液の付着を防止するためのコーティングを設けた実施形態について説明する。なお、アトマイザ本体カバー104と飛散防止カバー106は、アトマイザ49のアーム78に設けられている。
図12は、第1研磨ユニット300Aの平面図であり、図13は、図12の第1研磨ユニット300Aを、図12に示す矢視A方向から見た側面図である。面74、底部96、ドレッサモータカバー98、研磨液供給ノズル10、アトマイザ本体カバー104、飛散防止カバー106,ズームカバー108のすべてにコーティングを設けている。ズームカバー108は、研磨テーブル5の外周に配置され、研磨液が研磨液供給ノズル10から供給されて研磨が行われているときに、研磨テーブル5から外部に研磨液が飛散することを低減するものである。ズームカバー108は、重力方向に上下することが可能であり、研磨が行われているときは、上方に位置し、研磨が行われていないときは、下方に位置する。
第1研磨ユニット300Aの内部に面した面74のうち、搬送部(すなわち、第1リニアトランスポータ372と、スイングトランスポータ374と、第2リニアトランスポータ376と、仮置き台378)が設置されている領域110はコーティングを設けなくてもよい。搬送部が設置されている領域112はコーティングを設ける。第1研磨ユニット300Aの天井には、コーティングを設けなくてもよい。コーティングは親水性であることが好ましい。親水性のコーティング材料としては、フッ素とシリコン系有機化合物との混合材、ケイ酸塩化合物等の一般的に知られた材料で良い。コーティングは撥水性でもよい。撥水性のコーティング材料としては、シリコン、フッ素樹脂等の一般的に知られた材料で良い。
本実施形態においては、面74、底部96、ドレッサモータカバー98、研磨液供給ノズル10、アトマイザ本体カバー104、飛散防止カバー106,ズームカバー108のすべてにコーティングを設けているが、これらのすべてにコーティングを設けなくてもよい。面74、底部96、ドレッサモータカバー98、研磨液供給ノズル10、アトマイザ本体カバー104、飛散防止カバー106,ズームカバー108のうちの少なくとも1つに研磨液の付着を防止するためのコーティングを設けることとしてもよい。
本実施形態において、トップリングヘッドカバー50の底部の表面96、ドレッシング装置40のモータを包囲するドレッサモータカバー98の表面、研磨液供給ノズル10の表面、および、研磨テーブル5の外周に配置された飛散防止のためのズームカバー108の表面は平滑である。本実施形態においては、表面96、ドレッサモータカバー98の表
面、研磨液供給ノズル10の表面、ズームカバー108の表面のすべてが平滑であるが、これらのすべてが平滑である必要はない。表面96、ドレッサモータカバー98の表面、研磨液供給ノズル10の表面、ズームカバー108の表面のうちの少なくとも1つを平滑としてもよい。
図5〜10に示す第1研磨ユニット300Aのための洗浄方法は以下のように行われる。トップリング15の上部を包囲するトップリングヘッドカバー50の底部に向けてヘッド底部洗浄ノズル53,54,55から洗浄液を噴射する。トップリング15の揺動軸カバー19に向けてヘッド底部洗浄ノズル54,55から洗浄液を噴射する。ドレッシング装置40の揺動軸の近傍から、ドレッサ洗浄ノズル57によってドレッシング装置40のカバー19に向けて洗浄液を噴射する。
供給ノズル洗浄ノズル58から研磨液供給ノズル10に向けて洗浄液を噴射する。アトマイザ49に向けてアトマイザ洗浄ノズル59から洗浄液を噴射する。研磨液供給機66に向けて供給機ノズル61から洗浄液を噴射する。なお、これらのすべての工程を行わなくてもよい。これらの工程のうちの少なくとも1つを行うこととしてもよい。
既述のように、本発明の一実施形態としては、以下のことが含まれる。すなわち、(1)図5〜10に示されるように、研磨作業、アトマイザ49による研磨パッド310Aの洗浄作業、および、ドレッシング装置40による研磨パッド310Aのドレッシング作業によって飛散する研摩液が、研磨テーブル5の周囲に配置されている種々の構成部品の外表面であって、特にその作業時に研磨テーブル5の上部に向き合う部分の外表面と、研磨テーブル5の半径方向外側にありその構成部品を鉛直方向等に支える支柱となる部品の、高さ方向で研磨テーブル5の上部に剥き出しとなる外表面や、さらに第1研磨ユニット300Aのチャンバ52の内壁等に、研摩液が付着しないように、あるいは付着した研摩液が固化する前に洗い流せるように、ノズル51〜62により洗浄液を噴射(又は、噴霧(スプレー))する。
(2)また、研磨テーブル5の周囲に配置されている種々の構成部品の外表面であって、特にその作業時に研磨テーブル5の上部に向き合う部分の外表面と、研磨テーブル5の半径方向外側にありその構成部品を鉛直方向等に支える支柱となる部品の高さ方向で研磨テーブル5の上部に剥き出しとなる外表面や、さらに第1研磨ユニット300Aのチャンバ52の内壁等をコーティングしたり、平滑化したりする。
(1)の洗浄により、図5〜10に示されるように、研磨作業時、アトマイザ49による研磨パッド洗浄作業時、ドレッシング装置40による研磨パッド310Aのドレッシング作業時に、研磨テーブル5に向き合う面に向けてピンポイントで洗浄液を掛けることができる。
さらに図12,13に示されるように、研磨作業時、アトマイザ49による研磨パッド310Aの洗浄作業時、ドレッシング装置40による研磨パッド310Aのドレッシング作業時に、研磨テーブル5に向き合う面を構成する内・外壁面をコーティングしたり、凹凸のない平滑面に仕上げる。さらに、第1研磨ユニット300A内で、研摩液が掛かる面を含む壁面の材料を研摩液が付着・固着しづらいものとした。なお、コーティングや塗膜を設けることではなく、研摩液が付着・固着しづらい材質のもので構成部品の外表面や第1研磨ユニット300Aのチャンバ52の内壁面を製作しても良い。
コーティングあるいは平滑化することで、研摩液が付着・固着しづらい平滑面に仕上げられたことから、仮に研摩液が付着しても、研摩液が乾燥固着する前に、ノズル51〜62から対象領域にピンポイントで洗浄液が噴射(又は、噴霧(スプレー))され、より容易に
研摩液を洗浄し、あるいは脱落させることができる。
以上、本発明の実施形態の例について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、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、その均等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。
WF…基板
10…研磨液供給ノズル
40…ドレッシング装置
49…アトマイザ
50…トップリングヘッドカバー
51…トップリング上面洗浄ノズル
52…チャンバ
52…ヘッド側部洗浄ノズル
53…ヘッド底部洗浄ノズル
54…ヘッド底部洗浄ノズル
55…ヘッド底部洗浄ノズル
56…ドレッサ洗浄ノズル
57…ドレッサ洗浄ノズル
58…供給ノズル洗浄ノズル
59…アトマイザ洗浄ノズル
60…アトマイザ洗浄ノズル
61…供給機ノズル
62…ドレッサ洗浄ノズル
66…研磨液供給機
70…ドレッサ本体カバー
72…チャンバ
74…壁部
98…ドレッサモータカバー
104…アトマイザ本体カバー
106…飛散防止カバー
108…ズームカバー
300…研磨ユニット

Claims (10)

  1. 研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
    基板を保持して前記研磨面に押し付けるためのトップリングと、
    前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、
    前記研磨液供給ノズルに前記研磨液を供給するための研磨液供給機と、
    前記研磨パッドのコンディショニングを行うためのドレッシング装置と、
    洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するためのアトマイザと、を有する研磨装置において、
    前記トップリングの上部を包囲するトップリングヘッドカバーの底部に流体を供給可能なヘッド底部流体供給部、
    前記トップリングの揺動軸カバーに流体を供給可能な揺動軸カバー流体供給部、
    前記ドレッシング装置の本体を包囲するドレッサ本体カバーに流体を供給可能なドレッサ流体供給部であって、前記ドレッシング装置の揺動軸の近傍に配置されるドレッサ流体供給部、
    前記研磨液供給ノズルに流体を供給可能な供給ノズル流体供給部、
    前記アトマイザのアームに流体を供給可能なアトマイザアーム流体供給部、
    前記アトマイザの回転部に流体を供給可能なアトマイザ回転部流体供給部、および、
    前記研磨液供給機に流体を供給可能な供給機流体供給部、のうちの少なくとも1つを有することを特徴とする研磨装置。
  2. 前記研磨装置の周囲に設けられた壁部の、前記研磨装置の内部に面した面、
    前記トップリングヘッドカバーの前記底部、
    前記ドレッシング装置のモータを包囲するドレッサモータカバー、
    前記研磨液供給ノズル、
    前記アトマイザの本体を包囲するアトマイザ本体カバー、
    前記アトマイザに設けた飛散防止カバー、および、
    前記研磨テーブルの外周に配置された飛散防止のための飛散防止カバー、のうちの少なくとも1つに、前記研磨液の付着を防止するためのコーティングを設けたことを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
  3. 前記トップリングヘッドカバーの前記底部の表面、
    前記ドレッシング装置のモータを包囲するドレッサモータカバーの表面、
    前記研磨液供給ノズルの表面、および、
    前記研磨テーブルの外周に配置された飛散防止のための飛散防止カバーの表面、のうちの少なくとも1つが平滑であることを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
  4. 前記ヘッド底部流体供給部、前記揺動軸カバー流体供給部、前記ドレッサ流体供給部、前記供給ノズル流体供給部、アトマイザアーム流体供給部、前記アトマイザ回転部流体供給部、前記供給機流体供給部のうちの少なくとも1つからの前記流体の供給は、
    前記アトマイザが前記洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するとき、
    前記トップリングが前記基板を保持していて、かつ前記基板が前記研磨テーブル上にないとき、および、
    前記トップリングが前記基板を保持していないとき、のうちの少なくとも1つのときに行われることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の研磨装置。
  5. 研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
    基板を保持して前記研磨面に押し付けるためのトップリングと、
    前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、
    前記研磨パッドのコンディショニングを行うためのドレッシング装置と、
    洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するためのアトマイザと、を有する研磨装置において、
    前記研磨装置の周囲に設けられた壁部の、前記研磨装置の内部に面した面、
    前記トップリングの上部を包囲するトップリングヘッドカバーの底部、
    前記ドレッシング装置のモータを包囲するドレッサモータカバー、
    前記研磨液供給ノズル、
    前記アトマイザの本体を包囲するアトマイザ本体カバー、
    前記アトマイザに設けた飛散防止カバー、および、
    前記研磨テーブルの外周に配置された飛散防止のための飛散防止カバー、のうちの少なくとも1つに、前記研磨液の付着を防止するためのコーティングを設けたことを特徴とする研磨装置。
  6. 前記コーティングは親水性であることを特徴とする請求項2または5記載の研磨装置。
  7. 研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
    基板を保持して前記研磨面に押し付けるためのトップリングと、
    前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、
    前記研磨パッドのコンディショニングを行うためのドレッシング装置と、を有する研磨装置において、
    前記トップリングの上部を包囲するトップリングヘッドカバーの底部の表面、
    前記ドレッシング装置のモータを包囲するドレッサモータカバーの表面、
    前記研磨液供給ノズルの表面、および、
    前記研磨テーブルの外周に配置された飛散防止のための飛散防止カバーの表面、のうちの少なくとも1つが平滑であることを特徴とする研磨装置。
  8. 研磨面を有する研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、基板を保持して前記研磨面に押し付けるためのトップリングと、前記研磨パッドに研磨液を供給するための研磨液供給ノズルと、前記研磨液供給ノズルに前記研磨液を供給するための研磨液供給機と、前記研磨パッドのコンディショニングを行うためのドレッシング装置と、洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するためのアトマイザと、を有する研磨装置のための洗浄方法において、
    前記トップリングの上部を包囲するトップリングヘッドカバーの底部に流体を供給すること、
    前記トップリングの揺動軸カバーに流体を供給すること、
    前記ドレッシング装置の揺動軸の近傍から、前記ドレッシング装置のカバーに流体を供給すること、
    前記研磨液供給ノズルに流体を供給すること、
    前記アトマイザのアームに流体を供給すること、
    前記アトマイザに設けた飛散防止カバーに向けて流体を供給すること、および、
    前記研磨液供給機に流体を供給すること、のうちの少なくとも1つを行うことを特徴とする洗浄方法。
  9. 前記流体を供給することは、
    前記アトマイザが前記洗浄流体を前記研磨パッドに向けて噴射するとき、
    前記トップリングが前記基板を保持していて、かつ前記基板が前記研磨テーブル上にないとき、および、
    前記トップリングが前記基板を保持していないとき、のうちの少なくとも1つのときに行われることを特徴とする請求項8記載の洗浄方法。
  10. 前記流体を供給することは、
    前記ドレッシング装置が、ドレッシング位置から、前記ドレッシング装置の退避位置に移動した後、および、
    前記研磨液供給機が、研磨液供給位置から、前記研磨液供給機の退避位置に移動した後、のうちの少なくとも1つのときに行われることを特徴とする請求項8または9記載の研磨装置。
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