JP2023111109A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハに破損が生じているか否かを判断することができる基板処理装置が提供される。【解決手段】基板処理装置は、光センサ３０２の投光動作および保持ステージ３００の回転動作を制御する制御装置５を備える。制御装置５は、基板Ｗを回転させた状態で、光センサ３０２を操作して、光センサ３０２からの光を基板Ｗに照射し、基板Ｗを通過する光の光量に基づいて、基板Ｗに生じた破損の有無を判断する。【選択図】図７

Description

本発明は、基板処理装置に関する。

ウェハなどの基板を処理する基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような基板処理装置では、ウェハは、様々な処理モジュールに搬送され、各処理モジュールで処理される。

基板処理装置は、その搬送ステージ上にウェハが存在しているか否かを検出する光センサを備えている。ウェハを各処理モジュールに搬送するとき、ウェハは、その存在が光センサによって検出された後に、次の処理モジュールに搬送される。

特開２０１６－２０７８６８号公報

ウェハを各処理モジュールに搬送するとき、割れや欠けなどの破損がウェハに生じる場合がある。ウェハに破損が生じた場合、破損したウェハの破片が処理モジュール内に残る可能性がある。この場合、ウェハの破片が処理モジュール内に残った状態で、後続のウェハが処理モジュール内で処理されると、ウェハの破片が処理中のウェハに衝突したり、後続のウェハが正常に搬送されずに、後続のウェハに不良が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、ウェハに破損が生じているか否かを判断することができる基板処理装置を提供することを目的とする。

一態様では、基板を処理する処理モジュールと、前記処理モジュールに搬送された前記基板を保持し、かつ前記基板を回転させる保持ステージと、前記処理モジュールに搬送された前記基板を検出する光センサと、前記光センサの投光動作および前記保持ステージの回転動作を制御する制御装置と、を備える基板処理装置が提供される。前記制御装置は、前記保持ステージを操作して、前記保持ステージに保持された前記基板を回転させ、前記基板を回転させた状態で、前記光センサを操作して、前記光センサからの光を前記基板に照射し、前記基板を通過する光の光量に基づいて、前記基板に生じた破損の有無を判断する。

一態様では、前記処理モジュールは、前記保持ステージに保持された前記基板を覆う、上下動可能なカバーを備えており、前記制御装置は、前記処理モジュールで前記基板を処理するとき、前記カバーを上昇させ、前記基板の処理後に、前記カバーを下降させ、前記カバーを下降させた後に、前記保持ステージに保持された前記基板を回転させつつ、前記光センサからの光を前記基板に照射して、前記基板に生じた破損の有無を判断する。
一態様では、前記制御装置は、前記カバーを上昇させる前に、前記保持ステージに保持された前記基板を回転させつつ、前記光センサからの光を前記基板に照射して、前記基板に生じた破損の有無を判断する。
一態様では、前記制御装置は、前記基板を回転させた状態で前記基板を通過する光の光量と、前記光センサからの光を前記基板の周縁部に形成されたノッチに照射したときの基準光量と、を比較し、前記基板を通過する光の光量が前記基準光量よりも大きいときに、前記基板に破損が生じていることを決定する。

一態様では、前記基板処理装置は、前記保持ステージに保持された前記基板を撮像する撮像装置と、前記保持ステージに保持された前記基板の表面側および裏面側に配置された表面側照明装置および裏面側照明装置と、を備え、前記制御装置は、前記表面側照明装置および前記裏面側照明装置を操作して、異なるタイミングで前記基板に光を照射し、前記撮像装置を操作して、前記基板に光が照射された各タイミングで、前記基板を撮像し、前記撮像された画像に基づいて、前記基板に生じた破損の有無を判断する。
一態様では、前記制御装置は、基準となる前記基板の輪郭に相当する仮想輪郭を記憶しており、前記撮像された画像と、前記仮想輪郭と、を比較して、前記基板に生じた破損の有無を判断する。
一態様では、前記処理モジュールは、前記基板を洗浄する洗浄モジュールを備えている。

一態様では、基板を搬送する搬送ロボットと、前記搬送ロボットに保持された前記基板を撮像する撮像装置と、前記搬送ロボットに保持された前記基板の表面側および裏面側に配置された表面側照明装置および裏面側照明装置と、前記撮像装置の動作と、前記表面側照明装置の動作および前記裏面側照明装置の動作と、を制御する制御装置と、を備える基板処理装置が提供される。前記制御装置は、前記表面側照明装置および前記裏面側照明装置を操作して、異なるタイミングで前記基板に光を照射し、前記撮像装置を操作して、前記基板に光が照射された各タイミングで、前記基板を撮像し、前記撮像された画像に基づいて、前記基板に生じた破損の有無を判断する。

一態様では、前記制御装置は、前記裏面側照明装置を操作して、前記基板の裏面側から光を照射し、前記撮像装置を操作して、前記基板の、前記搬送ロボットとの重なる第１領域を除く第２領域を撮像し、前記表面側照明装置を操作して、前記基板の表面側から光を照射し、前記撮像装置を操作して、前記第１領域を撮像する。
一態様では、前記制御装置は、基準となる前記基板の輪郭に相当する仮想輪郭を記憶しており、前記撮像された画像と、前記仮想輪郭と、を比較して、前記基板に生じた破損の有無を判断する。

制御装置は、ウェハに生じた破損の有無を判断することができる。したがって、基板処理装置は、破損したウェハの破片に起因する基板処理装置の故障や後続のウェハに与える悪影響を排除することができる。

基板処理装置の一実施形態を示す平面図である。 図２（ａ）は洗浄部を示す平面図であり、図２（ｂ）は洗浄部を示す側面図である。 ウェハを処理する処理モジュールを示す図である。 図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、処理モジュールに搬送されるウェハを示す図である。 制御装置によるウェハに生じた破損の有無を判断するための制御フローを示す図である。 図６（ａ）および図６（ｂ）は、処理モジュールから搬出されるウェハを示す図である。 ウェハに生じた破損の有無を判断する様子を示す図である。 制御装置によるウェハに生じた破損の有無を判断するための制御フローを示す図である。 基板処理装置の他の実施形態を示す図である。 記憶装置に記憶された仮想輪郭と比較されたウェハを示す図である。 搬送室に配置された撮像装置と、表面側照明装置および裏面側照明装置と、を示す図である。 制御装置によるウェハに生じた破損の有無を判断するための制御フローを示す図である。 搬送ロボットに保持されたウェハを表面側から見た図である。 搬送ロボットに保持されたウェハを裏面側から見た図である。

以下、本発明に係る基板処理装置の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、基板処理装置の一実施形態を示す平面図である。図１に示すように、基板処理装置は、略矩形状のハウジング１を備えている。ハウジング１の内部は、隔壁１ａ，１ｂによってロード／アンロード部２と、研磨部３と、洗浄部４と、に区画されている。

ロード／アンロード部２、研磨部３、および洗浄部４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。基板処理装置は、基板処理動作を制御する制御装置５を備えている。ロード／アンロード部２は、多数のウェハ（基板）をストックするウェハカセットが載置される２つ以上（本実施形態では、４つ）のフロントロード部２０を備えている。

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ており、基板処理装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に沿って配列されている。フロントロード部２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。

ロード／アンロード部２には、フロントロード部２０の配列方向に沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な２台の搬送ロボット（ローダー）２２が設置されている。搬送ロボット２２は走行機構２１上を移動することによってフロントロード部２０に搭載されたウェハカセットにアクセスすることができる。

研磨部３は、ウェハの研磨（平坦化）が行われる領域であり、第１研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、および第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、および第４研磨モジュール３Ｄは、図１に示すように、基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。

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

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

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、基板処理装置は、第１研磨モジュール３Ａおよび第２研磨モジュール３Ｂに隣接して配置された第１リニアトランスポータ６を備えている。第１リニアトランスポータ６は、研磨モジュール３Ａ，３Ｂの配列方向に沿った４つの搬送位置（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）の間でウェハを搬送する機構である。

基板処理装置は、第３研磨モジュール３Ｃおよび第４研磨モジュール３Ｄに隣接して配置された第２リニアトランスポータ７を備えている。第２リニアトランスポータ７は、研磨モジュール３Ｃ，３Ｄの配列方向に沿った３つの搬送位置（第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７）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、そ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。

基板処理装置は、隔壁１ａに設けられたシャッタ（図示せず）を備えている。シャッタは、リフタ１１と搬送ロボット２２との間に配置されている。ウェハの搬送時には、シャッタが開かれて、ウェハが搬送ロボット２２からリフタ１１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、洗浄部４との間にはスイングトランスポータ１２が配置されている。

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および／または第４研磨モジュール３Ｄに搬送される。研磨部３で研磨されたウェハはスイングトランスポータ１２を経由して洗浄部４に搬送される。

図２（ａ）は洗浄部を示す平面図であり、図２（ｂ）は洗浄部を示す側面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、洗浄部４は、第１洗浄室１９０と、第１搬送室１９１と、第２洗浄室１９２と、第２搬送室１９３と、乾燥室１９４と、に区画されている。第１洗浄室１９０内には、縦方向に沿って配列された上側一次洗浄モジュール２０１Ａおよび下側一次洗浄モジュール２０１Ｂが配置されている。

上側一次洗浄モジュール２０１Ａは、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂの上方に配置されている。同様に、第２洗浄室１９２内には、縦方向に沿って配列された上側二次洗浄モジュール２０２Ａおよび下側二次洗浄モジュール２０２Ｂが配置されている。上側二次洗浄モジュール２０２Ａは下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの上方に配置されている。一次および二次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂは、洗浄液を用いてウェハを洗浄する洗浄機である。

上側二次洗浄モジュール２０２Ａと下側二次洗浄モジュール２０２Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０３が設けられている。乾燥室１９４内には、縦方向に沿って配列された上側乾燥モジュール２０５Ａおよび下側乾燥モジュール２０５Ｂが配置されている。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装置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２０９が配置され、第２搬送室１９３には、上下動可能な第２搬送ロボット２１０が配置されている。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、縦方向に延びる支持軸２１１，２１２にそれぞれ移動自在に支持されている。

第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、支持軸２１１，２１２に沿って上下に移動自在である。第１搬送ロボット２０９は、図２（ａ）の点線に示すように、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が仮置き台１８０にアクセスするときには、隔壁１ｂに設けられているシャッタ（図示せず）が開くようになっている。

第１搬送ロボット２０９は、仮置き台１８０、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０３、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、および下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの間でウェハＷを搬送するように動作する。

第２搬送ロボット２１０は、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、下側乾燥モジュール２０５Ｂの間でウェハＷを搬送するように動作する。

図１に示す搬送ロボット２２は、上側乾燥モジュール２０５Ａまたは下側乾燥モジュール２０５Ｂからウェハを取り出し、そのウェハをウェハカセットに戻す。搬送ロボット２２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）が開かれる。

ウェハは、ロード／アンロード部２、研磨部３、および洗浄部４をこの順に搬送される。ウェハを各処理モジュール（本実施形態では、研磨部３の研磨モジュール３Ａ乃至３Ｄ、洗浄部４の洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂなど）に搬送するとき、ウェハは、その存在が光センサによって検出された後に、次の処理モジュールに搬送される。

ウェハを各処理モジュールに搬送するとき、割れや欠けなどの破損がウェハに生じる場合がある。そこで、本実施形態では、制御装置５は、光センサによって検出された信号に基づいて、ウェハの存在の有無を判断するのみならず、ウェハに破損が生じているか否かをも判断することができる。以下、ウェハに生じた破損の有無を判断する制御装置５の構成について、図面を参照して説明する。

図３は、ウェハを処理する処理モジュールを示す図である。図３に示すように、基板処理装置は、ウェハＷを処理する処理モジュール３０１と、処理モジュール３０１に搬送されたウェハＷを保持し、かつウェハＷを回転させる保持ステージ３００と、処理モジュール３０１に搬送されたウェハＷを検出する光センサ３０２と、を備えている。

ウェハＷの有無を検出する光センサと、ウェハＷに生じた破損の有無を判断するための光センサと、を処理モジュール３０１内に配置した場合、いずれの光センサも、処理流体に耐性を有する構造を有していなければならない。そこで、本実施形態では、光センサ３０２は、ウェハＷの有無を検出する機能を有するのみならず、ウェハＷに生じた破損の有無を判断する機能をも有している。

本実施形態では、処理モジュール３０１は、洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂの少なくとも１つに相当する。しかしながら、処理モジュール３０１は、洗浄モジュールには限定されず、例えば、乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂの少なくとも１つに相当してもよく、または研磨モジュール３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの少なくとも１つに相当してもよい。

本実施形態では、保持ステージ３００は、ウェハＷの周縁部を保持するチャックを有する複数のピン３００ａを備えている。制御装置５は、保持ステージ３００に電気的に接続されており、保持ステージ３００に保持されたウェハＷを回転させるように構成されている。

光センサ３０２は、光を発する投光部３０２ａと、投光部３０２ａから発せられた光を受ける受光部３０２ｂと、を備えている。投光部３０２ａは、保持ステージ３００に保持されたウェハＷの裏面側に位置するように、保持ステージ３００の上端（すなわち、ピン３００ａ）よりも下方に配置されている。受光部３０２ｂは、保持ステージ３００に保持されたウェハＷの表面側に位置するように、保持ステージ３００の上端よりも上方に配置されている。

本実施形態では、投光部３０２ａおよび受光部３０２ｂは、ウェハＷの搬送方向（すなわち、水平方向）に対して、斜めに配置されている。一実施形態では、投光部３０２ａおよび受光部３０２ｂは、ウェハＷの搬送方向（すなわち、水平方向）に対して、垂直に配置されてもよい。

図３に示す実施形態では、ウェハＷは、その上面（すなわち、デバイス面）が上方を向いた状態で、保持ステージ３００に保持される。したがって、投光部３０２ａから発せられた光は、ウェハＷの裏面に照射される。

図３に示すように、処理モジュール３０１は、保持ステージ３００に保持されたウェハＷを覆う、上下動可能なカバー３１０を備えている。制御装置５は、カバー３１０を上下動させる上下動装置（図示しない）に電気的に接続されている。制御装置５は、ウェハＷが保持ステージ３００に保持されたことを示す信号の受信をトリガとして、カバー３１０を上昇させる。結果として、ウェハＷは、カバー３１０に取り囲まれ、この状態で、処理される。上記信号は、例えば、チャックの閉状態を示す信号である。この場合、上記信号は、保持ステージ３００から制御装置５に送られる。

光センサ３０２は、制御装置５に電気的に接続されている。制御装置５は、光センサ３０２（より具体的には、投光部３０２ａ）の投光動作（すなわち、光の照射の開始および停止）を制御するように構成されている。

投光部３０２ａから発せられた光を受光部３０２ｂが受けると、受光部３０２ｂは、制御装置５に対して、検出信号を送るように構成されている。制御装置５が受光部３０２ｂから送られた検出信号を受けると、制御装置５は、ウェハＷが保持ステージ３００に保持されていないことを決定する。投光部３０２ａから発せられた光がウェハＷによって遮られると、受光部３０２ｂは投光部３０２ａから発せられた光を検出せず、制御装置５に対する検出信号の送信は停止される。制御装置５は、検出信号の送信の停止に基づいて、ウェハＷが保持ステージ３００に保持されたことを決定する。

図３に示すように、制御装置５は、プログラムを格納した記憶装置５ａと、プログラムに従って演算を実行する処理装置５ｂと、を備えている。コンピュータから構成された制御装置５は、記憶装置５ａに電気的に格納されたプログラムに従って動作する。プログラムは、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶され、記録媒体を介して制御装置５に提供される。または、プログラムは、インターネットまたはローカルエリアネットワークなどの通信ネットワークを介して通信装置（図示しない）から制御装置５に入力されてもよい。記録媒体は、ウェハＷに生じた破損の有無を判断するためのプログラムを記録している。

図４（ａ）乃至図４（ｃ）は、処理モジュールに搬送されるウェハを示す図である。図５は、制御装置によるウェハに生じた破損の有無を判断するための制御フローを示す図である。以下に示す実施形態では、第１搬送ロボット２０９によって、研磨部３で研磨処理されたウェハＷを洗浄部４の洗浄モジュール２０１Ａに搬送する例について、説明する。

図４（ａ）および図５のステップＳ１０１に示すように、制御装置５は、第１搬送ロボット２０９に保持されたウェハＷを処理モジュール３０１（本実施形態では、洗浄モジュール２０１Ａ）に搬送する前に、投光部３０２ａからの光の照射を開始し（投光ＯＮ）、ウェハＷの搬入動作を開始する。制御装置５は、光センサ３０２の受光部３０２ｂからの信号を受けることにより、ウェハＷの、処理モジュール３０１への搬送時において、別のウェハＷが保持ステージ３００に保持されていないことを決定する。受光部３０２ｂは、投光部３０２ａからの光の光量（強度）を検出するように構成されている。

図４（ｂ）に示すように、制御装置５は、処理モジュール３０１に設けられたシャッタ３０５を開き、第１搬送ロボット２０９を操作して、ウェハＷを処理モジュール３０１内に搬送する。光センサ３０２（より具体的には、投光部３０２ａ）から照射された光がウェハＷによって遮断されたとき、制御装置５は、処理モジュール３０１内にウェハＷが搬送されたことを決定し、投光部３０２ａからの光の照射を停止する（ステップＳ１０２参照）。

ウェハＷの搬入動作が完了した後（ステップＳ１０３参照）、制御装置５は、カバー３１０を上昇させて（ステップＳ１０４参照）、処理モジュール３０１におけるウェハＷの処理（本実施形態では、洗浄処理）を開始する（図４（ｃ）およびステップＳ１０５参照）。ウェハＷは、回転された状態で、ロールスポンジやペンスポンジなどの洗浄具（図示しない）によって処理される。

図６（ａ）および図６（ｂ）は、処理モジュールから搬出されるウェハを示す図である。図７は、ウェハに生じた破損の有無を判断する様子を示す図である。ウェハＷの処理が完了した後、制御装置５は、カバー３１０を下降させて、ウェハＷに生じた破損の有無を判断する（ステップＳ１０６および図６（ａ）参照）。より具体的には、制御装置５は、カバー３１０を下降させた後、投光部３０２ａからの光の照射を開始する（ステップＳ１０７参照）。投光部３０２ａからの光は、ウェハＷの周縁部に照射される。

図７に示すように、制御装置５は、光センサ３０２を操作して、光をウェハＷの周縁部に照射し、かつ保持ステージ３００を操作して、保持ステージ３００に保持されたウェハＷを回転させる（ステップＳ１０８参照）。割れや欠けなどの破損は、ウェハＷの周縁部に生じる場合が多い。したがって、制御装置５は、ウェハＷを回転させた状態で、ウェハＷの周縁部に光を照射することにより、ウェハＷに生じた破損の有無を判断することができる。

ウェハＷに破損が生じていない場合、ウェハＷを回転させても、ウェハＷの周縁部を通過する光の光量は変化せず、受光部３０２ｂによって検出される光の光量は変化しない。例えば、投光部３０２ａからの光は、ウェハＷの周縁部を通過せずに、受光部３０２ｂは、投光部３０２ａからの光を検出しない。言い換えれば、投光部３０２ａからの光は、受光部３０２ｂ側に漏れず、結果として、受光部３０２ｂは、投光部３０２ａからの光を検出しない。

ウェハＷに破損が生じている場合、ウェハＷを回転させることにより、ウェハＷの周縁部を通過する光の光量は変化する。ウェハＷの、破損が生じていない領域では、投光部３０２ａからの光はウェハＷの周縁部を通過せず、その一方で、ウェハＷの、破損が生じている領域では、投光部３０２ａからの光はウェハＷの周縁部を通過する。言い換えれば、投光部３０２ａからの光がウェハＷの破損部分を通じて受光部３０２ｂ側に漏れ、結果として、受光部３０２ｂは、投光部３０２ａからの光を検出する。

このように、ウェハＷに破損が生じている場合には、受光部３０２ｂによって検出される光の光量は、ウェハＷの回転に応じて変化する。制御装置５は、受光部３０２ｂによって検出された光の光量に基づいて、ウェハＷに生じた破損の有無を判断することができる。

制御装置５は、ウェハＷを１回転させて、ウェハＷに生じた破損の有無を判断してもよく、ウェハＷを複数回（少なくとも２回転）、回転させてウェハＷに生じた破損の有無を判断してもよい。ウェハＷを複数回、回転させることにより、ウェハＷの周縁部を通過する光の光量は周期的に変化する。制御装置５は、周期的に変化する光の光量に応じた信号を受光部３０２ｂから受けることにより、ウェハＷに破損が生じていることを決定する。ウェハＷを複数回、回転させることにより、制御装置５は、ウェハＷの破損を確実に決定することができる。

このようにして、制御装置５は、受光部３０２ｂから送られる信号に基づいて、ウェハＷに破損が生じているか否かを判断する（ステップＳ１０９参照）。制御装置５は、ウェハＷに破損が生じていないと決定した場合には（ステップＳ１０９の「ＮＯ」参照）、ウェハＷの、処理モジュール３０１からの搬出動作を開始する。

ウェハＷを搬出させる場合には、第１搬送ロボット２０９は、シャッタ３０５を通じて、保持ステージ３００に保持されたウェハＷにアクセスする。その後、第１搬送ロボット２０９は、ウェハＷを保持ステージ３００から受け取り、ウェハＷを処理モジュール３０１の外部に搬出する。

図６（ｂ）に示すように、制御装置５は、シャッタ３０５の閉止をトリガとして、投光部３０２ａからの光を照射して、ウェハＷの取りこぼしを判断してもよい。より具体的には、シャッタ３０５が閉じられると、投光部３０２ａは光を照射し、受光部３０２ｂは投光部３０２ａからの光を検出する。制御装置５は、受光部３０２ｂからの信号を受けると、ウェハＷが保持ステージ３００に保持されていないことを決定する。

制御装置５は、ウェハＷに破損が生じていると決定した場合には（ステップＳ１０９の「ＹＥＳ」参照）、エラー信号を発報し（ステップＳ１１０参照）、作業者にウェハＷの破損を知らせる。作業者は、制御装置５によって発報されたエラー信号に基づいて、基板処理装置の動作を停止し、破損したウェハＷを取り除く。

本実施形態によれば、制御装置５は、ウェハＷに生じた破損の有無を判断することができる。したがって、基板処理装置は、破損したウェハＷの破片に起因する基板処理装置の故障や後続のウェハＷに与える悪影響を排除することができる。

上述した実施形態では、制御装置５は、光センサ３０２からの光の照射を開始した後に（ステップＳ１０７参照）、ウェハＷを回転させている（ステップＳ１０８参照）。一実施形態では、制御装置５は、ウェハＷを回転させ、その後に、ウェハＷの破損の判断を目的とする光の照射を開始してもよい。

ウェハＷは、ウェハＷが回転された状態で洗浄される。したがって、一実施形態では、制御装置５は、ウェハＷの回転が継続された状態で、カバー３１０を下降させ、ウェハＷの破損の判断を目的とする光の照射を開始してもよい。この場合、制御装置５は、ウェハＷの回転速度を、ウェハＷを洗浄するための第１回転速度から、ウェハＷの破損を判断するための第２回転速度に変更してもよい。例えば、第２回転速度は、第１回転速度よりも低い回転速度である。

本実施形態では、制御装置５は、ウェハＷの処理後に、ウェハＷの破損の有無を判断するが、一実施形態では、制御装置５は、ウェハＷの処理前に（およびウェハＷの処理後）、ウェハＷの破損の有無を判断してもよい。より具体的には、制御装置５は、カバー３１０を上昇させる前に、保持ステージ３００に保持されたウェハＷを回転させつつ、光センサ３０２からの光をウェハＷに照射して、ウェハＷに生じた破損の有無を判断してもよい。

ウェハＷは、その位置決め部位としてのノッチＮｔを有している場合がある（図７参照）。この場合であっても、制御装置５は、ノッチＮｔをウェハＷの破損と判断することなく、確実にウェハＷの破損の有無を判断することができる。

図８は、制御装置によるウェハに生じた破損の有無を判断するための制御フローを示す図である。制御装置５の記憶装置５ａは、光センサ３０２からの光をウェハＷの周縁部に形成されたノッチＮｔに照射したときの基準光量を記憶している。

図８のステップＳ２０１およびステップＳ２０２に示すように、制御装置５（より具体的には、処理装置５ｂ）は、ウェハＷを回転させた状態でウェハＷの周縁部を通過する光の光量（すなわち、現在光量）と、記憶装置５ａに記憶された基準光量と、を比較する。制御装置５は、ウェハＷの周縁部を通過する光の光量が基準光量よりも大きいときに（ステップＳ２０２の「ＹＥＳ」参照）、ウェハＷに破損が生じていることを決定する（ステップＳ２０３参照）。この場合、制御装置５は、エラー信号を発報してもよい。

制御装置５は、ウェハＷの周縁部を通過する光の光量が基準光量よりも大きくないときに（ステップＳ２０２の「ＮＯ」参照）、ウェハＷに破損が生じていないことを決定する（ステップＳ２０４参照）。

図９は、基板処理装置の他の実施形態を示す図である。図９に示すように、基板処理装置は、保持ステージ３００に保持されたウェハＷを撮像する撮像装置３２０と、保持ステージ３００に保持されたウェハＷの表面側および裏面側に配置された表面側照明装置３２１および裏面側照明装置３２２と、を備えている。表面側照明装置３２１は、ウェハＷの表面に向けて光を照射し、裏面側照明装置３２２は、ウェハＷの裏面に向けて光を照射する。一実施形態では、基板処理装置は、上述した光センサ３０２をさらに備えてもよい。一実施形態では、基板処理装置は、処理モジュール３０１内に配置された光センサ３０２のみならず、処理モジュール３０１内に配置された撮像装置３２０をも備えてもよい。

制御装置５は、撮像装置３２０、表面側照明装置３２１、および裏面側照明装置３２２に電気的に接続されている。制御装置５は、表面側照明装置３２１および裏面側照明装置３２２を操作して、異なるタイミングでウェハＷに光を照射する。その後、制御装置５は、撮像装置３２０を操作して、ウェハＷに光が照射された各タイミングで、ウェハＷを撮像する。制御装置５は、撮像された画像に基づいて、ウェハＷに生じた破損の有無を判断する。

本実施形態では、撮像装置３２０は、ウェハＷの上方に配置されているが、ウェハＷの下方に配置されてもよく、一実施形態では、撮像装置３２０は、ウェハＷの上方および下方に配置されてもよい。

図１０は、記憶装置に記憶された仮想輪郭と比較されたウェハを示す図である。制御装置５の記憶装置５ａは、基準となるウェハＷの輪郭に相当する仮想輪郭ＩＣＲを記憶している（図１０の点線参照）。仮想輪郭ＩＣＲは、破損が生じていない基準となるウェハＷの輪郭である。

図１０では、図面を見やすくするため、仮想輪郭ＩＣＲは、ウェハＷよりも大きなサイズを有しているが、仮想輪郭ＩＣＲは、ウェハＷと同一のサイズを有してもよい。本実施形態では、ウェハＷは円形状を有しているため、仮想輪郭ＩＣＲは仮想的な円形状を有している。一実施形態では、ウェハＷが四角形状を有している場合には、仮想輪郭ＩＣＲは、仮想的な四角形状を有している。

制御装置５の処理装置５ｂは、撮像された画像と、仮想輪郭ＩＣＲと、を比較して、ウェハＷに生じた破損の有無を判断する。例えば、制御装置５は、仮想輪郭ＩＣＲと撮像されたウェハＷの画像とを重ね合わせ、仮想輪郭ＩＣＲで囲まれた領域内における隙間Ｇの大きさが所定の基準サイズよりも大きい場合に、ウェハＷに破損が生じていることを決定してもよい。基準サイズは、ノッチＮｔによって形成された隙間の大きさに基づいて決定されてもよい。

図１１は、搬送室に配置された撮像装置と、表面側照明装置および裏面側照明装置と、を示す図である。図１１に示すように、基板処理装置は、搬送ロボット２０９と、撮像装置（例えば、カメラ）３２０と、表面側照明装置３２１および裏面側照明装置３２２と、制御装置５と、を備えている。

図１１に示す実施形態では、撮像装置３２０と、表面側照明装置３２１および裏面側照明装置３２２と、は、搬送ロボット２０９を収容する第１搬送室１９１内に配置されている。一実施形態では、撮像装置３２０と、表面側照明装置３２１および裏面側照明装置３２２と、は、搬送ロボット２１０を収容する第２搬送室１９３内に配置されてもよい。

図１２は、制御装置によるウェハに生じた破損の有無を判断するための制御フローを示す図である。図１２のステップＳ３０１に示すように、ウェハＷの、処理モジュール３０１からの搬出動作が完了した後、制御装置５は、表面側照明装置３２１および裏面側照明装置３２２を操作して、異なるタイミングで、搬送ロボット２０９に保持されたウェハＷに光を照射する（ステップＳ３０２参照）。

その後、制御装置５は、撮像装置３２０を操作して、ウェハＷに光が照射された各タイミングで、ウェハＷを撮像し（ステップＳ３０３参照）、撮像された画像に基づいて、ウェハＷに生じた破損の有無を判断する。

図１２に示す実施形態では、上述した実施形態と同様に、制御装置５は、撮像された画像と、仮想輪郭ＩＣＲと、を比較して、ウェハＷに生じた破損の有無を判断してもよい（ステップＳ３０４参照）。その後、制御装置５は、ウェハＷに生じた破損の有無を判断し（ステップＳ３０５参照）、ウェハＷに破損が生じていないと決定した場合には（ステップＳ３０５の「ＮＯ」参照）、制御フローを終了する。制御装置５は、ウェハＷに破損が生じていると決定した場合には（ステップＳ３０５の「ＹＥＳ」参照）、エラー信号を発報する（ステップＳ３０６参照）。

図１３は、搬送ロボットに保持されたウェハを表面側から見た図である。図１４は、搬送ロボットに保持されたウェハを裏面側から見た図である。図１１乃至図１４に示す実施形態では、撮像装置３２０は、搬送ロボット２０９に保持されたウェハＷを撮像するように構成されている。したがって、ウェハＷは、搬送ロボット２０９のハンド３３０と重なる第１領域Ｒ１（図１４の網掛け参照）と、ハンド３３０からはみ出した第２領域Ｒ２（図１３の網掛け参照）と、を備えている。

したがって、撮像装置３２０は、裏面側照明装置３２２から光を照射した状態で、搬送ロボット２０９に保持されたウェハＷを撮像すると、制御装置５は、第２領域Ｒ２の鮮明な画像を取得することができる。その一方で、第１領域Ｒ１は、ハンド３３０と重なって撮像されるため、制御装置５は、第１領域Ｒ１の鮮明な画像を取得することができない場合がある。

そこで、撮像装置３２０は、裏面側照明装置３２２からの光の照射を停止し、かつ表面側照明装置３２１から光を照射した状態で、搬送ロボット２０９に保持されたウェハＷを撮像する。このような撮像により、制御装置５は、第１領域Ｒ１（および第２領域Ｒ２）の鮮明な画像を取得することができる。制御装置５は、取得した第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の画像（より具体的には、ウェハＷの、領域Ｒ１，Ｒ２における周縁部の画像）に基づいて、ウェハＷに生じた破損の有無を判断する。

このように、制御装置５は、裏面側照明装置３２２および撮像装置３２０を操作して、ウェハＷの、搬送ロボット２０９との重なる第１領域Ｒ１を除く第２領域Ｒ２を撮像し、表面側照明装置３２１および撮像装置３２０を操作して、第１領域Ｒ１を撮像する。

一実施形態では、制御装置５は、図５に示す制御フローにより、ウェハＷを処理モジュール３０１から搬出した後、図１２に示す制御フローを行ってもよい。ウェハＷの処理中、処理モジュール３０１の内部に配置された各種装置（例えば、光センサ３０２）は、処理流体（処理液、処理ガスなど）に曝されるため、各種装置は、処理流体に耐性を有する構造を有している。しかしながら、搬送ロボット２０９は、ウェハＷの処理中において、処理モジュール３０１の外部に配置されるため、搬送ロボット２０９は、処理流体に耐性を有する構造を有する必要はない。

一実施形態では、基板処理装置は、図３乃至図８に示す実施形態における光センサ３０２と、図９に示す実施形態における撮像装置３２０（および表面側照明装置３２１、裏面側照明装置３２２）と、を備えてもよい。このような構成により、制御装置５は、光センサ３０２によって検出された信号と、撮像装置３２０によって撮像された画像と、に基づいて、ウェハＷに生じた破損の有無を判断することができる。したがって、基板処理装置は、破損したウェハＷの破片に起因する基板処理装置の故障や後続のウェハＷに与える悪影響をより確実に排除することができる。

光センサ３０２は、局所的に、光線をウェハＷの周縁部に照射するため、制御装置５は、ウェハＷの周縁に生じた、２次元的な破損を決定するように構成されている。実際には、ウェハＷの破損が生じる前の処理時（工程時）における衝撃や加工による僅かな傷が成長し、結果として、その後の処理時に検出可能な破損が生じる場合がある。このように、ウェハＷの破損は、ウェハＷの周縁部以外の部位に生じる可能性がある。

撮像装置３２０は、処理モジュール３０１から搬出されたウェハＷの周縁部のみならず、ウェハＷの全面を撮像するように構成されている。したがって、制御装置５は、ウェハＷに生じた破損の有無のみならず、次工程における処理時に生じるおそれのある破損の原因となる僅かな傷の有無をも判断することができる。結果として、制御装置５は、ウェハＷの破損に起因する事故を未然に防止することができる。

制御装置５は、ウェハＷを処理した後に、光センサ３０２によって検出された信号に基づいて、ウェハＷの周縁部における破損の有無を判断する。その後、制御装置５は、撮像装置３２０によって撮像された画像に基づいて、ウェハＷの全面における破損の有無と、破損の原因となる僅かな傷の有無と、を判断する。このような二段階における判断により、基板処理装置は、破損したウェハＷの破片に起因する基板処理装置の故障や後続のウェハＷに与える悪影響をより確実に排除することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

１ ハウジング
１ａ，１ｂ 隔壁
２ ロード／アンロード部
３ 研磨部
３Ａ～３Ｄ 研磨モジュール
４ 洗浄部
５ 制御装置
５ａ 記憶装置
５ｂ 処理装置
６ 第１リニアトランスポータ
７ 第２リニアトランスポータ
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
３１Ａ～３１Ｄ トップリング
３２Ａ～３２Ｄ 研磨液供給ノズル
３３Ａ～３３Ｄ ドレッサ
３４Ａ～３４Ｄ アトマイザ
１９０ 第１洗浄室
１９１ 第１搬送室
１９２ 第２洗浄室
１９３ 第２搬送室
１９４ 乾燥室
２０１Ａ 上側一次洗浄モジュール
２０１Ｂ 下側一次洗浄モジュール
２０２Ａ 上側二次洗浄モジュール
２０２Ｂ 下側二次洗浄モジュール
２０３ 仮置き台
２０５Ａ 上側乾燥モジュール
２０５Ｂ 下側乾燥モジュール
２０７ フィルタファン装置
２０９ 第１搬送ロボット
２１０ 第２搬送ロボット
２１１，２１２ 支持軸
３００ 保持ステージ
３００ａ ピン
３０１ 処理モジュール
３０２ 光センサ
３０２ａ 投光部
３０２ｂ 受光部
３０５ シャッタ
３１０ カバー
３２０ 撮像装置
３２１ 表面側照明装置
３２２ 裏面側照明装置
３３０ ハンド

Claims (10)

1. 基板を処理する処理モジュールと、
   前記処理モジュールに搬送された前記基板を保持し、かつ前記基板を回転させる保持ステージと、
   前記処理モジュールに搬送された前記基板を検出する光センサと、
   前記光センサの投光動作および前記保持ステージの回転動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記保持ステージを操作して、前記保持ステージに保持された前記基板を回転させ、
   前記基板を回転させた状態で、前記光センサを操作して、前記光センサからの光を前記基板に照射し、
   前記基板を通過する光の光量に基づいて、前記基板に生じた破損の有無を判断する、基板処理装置。
2. 前記処理モジュールは、前記保持ステージに保持された前記基板を覆う、上下動可能なカバーを備えており、
   前記制御装置は、
   前記処理モジュールで前記基板を処理するとき、前記カバーを上昇させ、
   前記基板の処理後に、前記カバーを下降させ、
   前記カバーを下降させた後に、前記保持ステージに保持された前記基板を回転させつつ、前記光センサからの光を前記基板に照射して、前記基板に生じた破損の有無を判断する、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記制御装置は、
   前記カバーを上昇させる前に、前記保持ステージに保持された前記基板を回転させつつ、前記光センサからの光を前記基板に照射して、前記基板に生じた破損の有無を判断する、請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記制御装置は、
   前記基板を回転させた状態で前記基板を通過する光の光量と、前記光センサからの光を前記基板の周縁部に形成されたノッチに照射したときの基準光量と、を比較し、
   前記基板を通過する光の光量が前記基準光量よりも大きいときに、前記基板に破損が生じていることを決定する、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
5. 前記基板処理装置は、
   前記保持ステージに保持された前記基板を撮像する撮像装置と、
   前記保持ステージに保持された前記基板の表面側および裏面側に配置された表面側照明装置および裏面側照明装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記表面側照明装置および前記裏面側照明装置を操作して、異なるタイミングで前記基板に光を照射し、
   前記撮像装置を操作して、前記基板に光が照射された各タイミングで、前記基板を撮像し、
   前記撮像された画像に基づいて、前記基板に生じた破損の有無を判断する、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 前記制御装置は、
   基準となる前記基板の輪郭に相当する仮想輪郭を記憶しており、
   前記撮像された画像と、前記仮想輪郭と、を比較して、前記基板に生じた破損の有無を判断する、請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記処理モジュールは、前記基板を洗浄する洗浄モジュールを備えている、請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
8. 基板を搬送する搬送ロボットと、
   前記搬送ロボットに保持された前記基板を撮像する撮像装置と、
   前記搬送ロボットに保持された前記基板の表面側および裏面側に配置された表面側照明装置および裏面側照明装置と、
   前記撮像装置の動作と、前記表面側照明装置の動作および前記裏面側照明装置の動作と、を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記表面側照明装置および前記裏面側照明装置を操作して、異なるタイミングで前記基板に光を照射し、
   前記撮像装置を操作して、前記基板に光が照射された各タイミングで、前記基板を撮像し、
   前記撮像された画像に基づいて、前記基板に生じた破損の有無を判断する、基板処理装置。
9. 前記制御装置は、
   前記裏面側照明装置を操作して、前記基板の裏面側から光を照射し、
   前記撮像装置を操作して、前記基板の、前記搬送ロボットとの重なる第１領域を除く第２領域を撮像し、
   前記表面側照明装置を操作して、前記基板の表面側から光を照射し、
   前記撮像装置を操作して、前記第１領域を撮像する、請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記制御装置は、
    基準となる前記基板の輪郭に相当する仮想輪郭を記憶しており、
    前記撮像された画像と、前記仮想輪郭と、を比較して、前記基板に生じた破損の有無を判断する、請求項８または請求項９に記載の基板処理装置。

Images