JP6625461B2

JP6625461B2 - 研磨装置

Info

Publication number: JP6625461B2
Application number: JP2016058567A
Authority: JP
Inventors: 遊石井; 裕治八木; 章宏持田; 谷澤　昭尋; 昭尋谷澤
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2036-03-23
Also published as: JP2017174940A

Description

本発明は、ウェハなどの基板を研磨する装置に関し、特に基板の表面および裏面の両方を連続して研磨することができる装置に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、不要な材料膜を除去するために、ウェハの表面が研磨される。ウェハの表面の研磨は、研磨パッドなどの研磨具上にスラリーを供給しながら、ウェハの表面を研磨具に摺接させることにより行われる。このようなスラリーを用いた研磨は、化学機械的研磨（ＣＭＰ）と呼ばれる。

半導体デバイスを形成する工程において、微粒子や粉塵などの異物がウェハの裏面（非デバイス面）に付着することがある。異物がウェハの裏面に付着すると、ウェハが露光装置のステージ基準面から離間したりウェハ表面がステージ基準面に対して傾き、結果として、パターニングのずれや焦点距離のずれが生じることとなる。そこで、こういった問題を解決するために、ウェハの裏面の全体に付着した異物を高い除去率で除去することができる技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１４−１５０１７８号公報特開２０１４−１６７９９６号公報

本発明は、改良された研磨技術を提供するものであり、特に、ウェハなどの基板の表面および裏面の両方を連続して研磨することができる装置を提供するものである。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、基板の表面を研磨するＣＭＰユニットと、前記基板の裏面を研磨する裏面研磨ユニットと、研磨された前記基板を洗浄する洗浄ユニットと、予め設定された搬送ルートを記憶する動作制御部と、前記予め設定された搬送ルートに従って、前記基板を搬送する搬送システムを備え、前記動作制御部は、複数の搬送ルートを予め記憶しており、前記予め設定された搬送ルートは、前記複数の搬送ルートから選択された１つの搬送ルートであることを特徴とする研磨装置である。

本発明の好ましい態様は、前記複数の搬送ルートは、前記ＣＭＰユニット、前記裏面研磨ユニットの順に前記基板を搬送する第１の搬送ルートと、前記裏面研磨ユニット、前記ＣＭＰユニットの順に前記基板を搬送する第２の搬送ルートを含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１の搬送ルートは、前記ＣＭＰユニット、前記洗浄ユニット、前記裏面研磨ユニットの順に前記基板を搬送する搬送ルートであり、前記第２の搬送ルートは、前記裏面研磨ユニット、前記ＣＭＰユニット、前記洗浄ユニットの順に前記基板を搬送する搬送ルートであることを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記複数の搬送ルートは、前記ＣＭＰユニット、前記裏面研磨ユニット、前記洗浄ユニットの順に前記基板を搬送する搬送ルートを含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の搬送ルートは、前記裏面研磨ユニット、前記ＣＭＰユニット、前記洗浄ユニットの順に前記基板を搬送する搬送ルートを含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の搬送ルートは、前記基板を前記ＣＭＰユニットに搬送し、前記裏面研磨ユニットには前記基板を搬送しない搬送ルートと、前記基板を前記裏面研磨ユニットに搬送し、前記ＣＭＰユニットには前記基板を搬送しない搬送ルートを含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記裏面研磨ユニットは、前記基板の裏面の外周側領域を研磨する外周側裏面研磨ユニットと、前記基板の裏面の中心側領域を研磨する中心側裏面研磨ユニットから構成されることを特徴とする。

本発明の一参考例は、ＣＭＰユニットおよび裏面研磨ユニットを備えた研磨装置でウェハの表面および裏面の両方を連続して研磨する方法であって、前記ＣＭＰユニットで基板の表面を研磨し、次いで、前記裏面研磨ユニットで前記基板の裏面を研磨することを特徴とする方法である。
上記参考例の好ましい態様は、前記表面を研磨した後であって、かつ前記裏面を研磨する前に、前記研磨装置の洗浄ユニットで前記基板を洗浄することを特徴とする。
上記参考例の好ましい態様は、前記裏面を研磨した後に、前記研磨装置の洗浄ユニットで前記基板を洗浄することを特徴とする。

本発明の一参考例は、ＣＭＰユニットおよび裏面研磨ユニットを備えた研磨装置でウェハの表面および裏面の両方を連続して研磨する方法であって、前記裏面研磨ユニットで基板の裏面を研磨し、次いで、前記ＣＭＰユニットで前記基板の表面を研磨することを特徴とする方法である。
上記参考例の好ましい態様は、前記表面を研磨した後に、前記研磨装置の洗浄ユニットで前記基板を洗浄することを特徴とする。

本発明によれば、ウェハのなどの基板の表面（デバイスが形成されている面）の研磨と、基板の裏面の研磨の両方を連続して実行することができる。基板の表面を先に研磨し、次いで基板の裏面を研磨する実施形態によれば、次のような効果が得られる。ＣＭＰユニットで基板の表面を研磨しているときに、基板の裏面にスラリーが付着したり、あるいはトップリングの吸着痕が基板の裏面に形成されることがある。基板の裏面に残るスラリーや吸着痕は、ＣＭＰ工程の後に行われる露光工程に悪影響を及ぼすことがある。このようなスラリーや吸着痕は、従来のスポンジ洗浄具によるスクラブ洗浄では除去することが難しい。そこで、ＣＭＰユニットによって基板の表面を研磨した後に、基板の裏面を研磨することにより、基板の裏面からスラリーや吸着痕を除去することができる。

基板の裏面を先に研磨し、次いで基板の表面を研磨する実施形態によれば、次のような効果が得られる。ＣＭＰユニットで基板の表面を研磨しているときに、基板の裏面に付着しているパーティクルなどの汚染物が研磨パッドの研磨面上に落下して、基板の表面のスクラッチの原因になる可能性がある。そこで、ＣＭＰユニットによって基板の表面を研磨する前に、基板の裏面を研磨することによって、基板の裏面からパーティクルなどの汚染物を除去することができる。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、ウェハの断面図である。本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。ウェハの裏面の外周側領域を研磨するための外周側裏面研磨ユニットを示す模式図である。第１研磨ヘッドをウェハの半径方向外側に所定の速度で移動させる動作を示す図である。ウェハの裏面の中心側領域を研磨するための中心側裏面研磨ユニットを示す模式図である。中心側裏面研磨ユニットの平面図である。洗浄ユニットを示す斜視図である。乾燥ユニットを示す斜視図である。純水ノズルおよびＩＰＡノズルをウェハの半径方向に移動させる動作を示す図である。第１ＣＭＰユニットを示す斜視図である。ペンスポンジタイプの洗浄ユニットを示す斜視図である。研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの一例を示す図である。研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。研磨装置の他の実施形態を示す図である。研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの一例を示す図である。研磨装置のさらに他の実施形態を示す図である。研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの一例を示す図である。図２に示す研磨装置を用いてウェハを研磨したときのスループットを示す図である。図１８に示す研磨装置を用いてウェハを研磨したときのスループットを示す図である。

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。
図１（ａ）および図１（ｂ）は、基板の一例であるウェハの断面図である。より詳しくは、図１（ａ）はいわゆるストレート型のウェハの断面図であり、図１（ｂ）はいわゆるラウンド型のウェハの断面図である。本明細書では、ウェハ（基板）の表面とは、デバイスおよび配線（回路）が形成されている平坦な面をいい、ウェハ（基板）の裏面とは、デバイスおよび配線（回路）が形成されている面とは反対側の平坦な面をいう。ウェハの最外周面はベベル部と呼ばれる。ウェハの表面および裏面はベベル部の半径方向内側にある平坦な面である。

ウェハ裏面は、中心側領域と外周側領域とから構成される。中心側領域はウェハの中心を含む領域であり、外周側領域は中心側領域の半径方向外側に位置する領域である。中心側領域と外周側領域とは互いに隣接し、中心側領域と外周側領域とを組み合わせた領域は、ウェハの裏面全体に及ぶ。中心側領域は外周側領域に囲まれる。外周側領域はベベル部に隣接する。一例として、外周側領域の幅は十数ミリの円環状の領域であり、中心側領域はその内側の円形の領域である。

図２は、本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。この研磨装置は、基板の一例であるウェハを多段研磨し、洗浄し、乾燥させる一連の工程を行うことができる多段研磨装置である。図２に示すように、研磨装置は、略矩形状のハウジング２を備えており、ハウジング２の内部は隔壁２ａ，２ｂ，２ｃによってロード／アンロード部１と、裏面研磨部３と、ＣＭＰ部９と、洗浄部１０とに区画されている。研磨装置は、処理動作を制御する動作制御部４を有している。ロード／アンロード部１、裏面研磨部３、およびＣＭＰ部９は、この順に直列に配列されており、裏面研磨部３は、ロード／アンロード部１とＣＭＰ部９との間に配置されている。

ロード／アンロード部１は、多数のウェハ（基板）を内部に収容したウェハカセットが載置される複数のロードポート５を備えている。このロード／アンロード部１には、ロードポート５の並びに沿って移動可能なローダー（搬送ロボット）６が設置されている。ローダー６はロードポート５に搭載されたウェハカセット内のウェハにアクセスできるようになっている。さらに、ローダー６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。

裏面研磨部３は、ウェハの裏面の外周側領域を研磨するための外周側裏面研磨ユニット７と、ウェハの裏面の中心側領域を研磨するための中心側裏面研磨ユニット８を備えている。裏面研磨部３には、裏面が研磨されたウェハを洗浄するための洗浄ユニット７０と、外周側裏面研磨ユニット７、中心側裏面研磨ユニット８、および洗浄ユニット７０との間でウェハを搬送する搬送ロボット６３とが配置されている。

さらに、２つの仮置き台６５，６６と、研磨されたウェハを乾燥させるための乾燥ユニット９０と、洗浄部１０で洗浄されたウェハを仮置き台６６に搬送するための搬送ロボット６４が、裏面研磨部３内に配置されている。搬送ロボット６４は、洗浄部１０と仮置き台６６との間に配置されている。仮置き台６５は、ローダー６と搬送ロボット６３との間に配置されている。ローダー６と搬送ロボット６３との間でのウェハの受け渡しは、仮置き台６５を介して行われる。

ウェハの裏面研磨は、ウェハの裏面の外周側領域を研磨する工程と、ウェハの裏面の中心側領域を研磨する工程とから構成される。図３は、ウェハの裏面の外周側領域を研磨するための外周側裏面研磨ユニット７を示す模式図である。この外周側裏面研磨ユニット７は、ウェハ（基板）Ｗを保持して回転させる第１基板保持部１２と、第１基板保持部１２に保持されているウェハＷの裏面に研磨具を押し当てる第１研磨ヘッド１４とを備えている。第１基板保持部１２は、ウェハＷを真空吸着により保持する基板ステージ１７と、基板ステージ１７を回転させるステージモータ１９とを備えている。

ウェハＷはその裏面が下向きの状態で基板ステージ１７上に載置される。基板ステージ１７の上面には溝１７ａが形成されており、この溝１７ａは真空ライン２０に連通している。真空ライン２０は図示しない真空源（例えば真空ポンプ）に接続されている。真空ライン２０を通じて基板ステージ１７の溝１７ａに真空が形成されると、ウェハＷは真空吸着により基板ステージ１７上に保持される。この状態でステージモータ１９は基板ステージ１７を回転させ、ウェハＷをその軸心を中心に回転させる。基板ステージ１７の直径はウェハＷの直径よりも小さく、ウェハＷの裏面の中心側領域は基板ステージ１７によって保持される。ウェハＷの裏面の外周側領域は、基板ステージ１７から外側にはみ出している。

第１研磨ヘッド１４は、基板ステージ１７に隣接して配置されている。より具体的には、第１研磨ヘッド１４は、露出している外周側領域に対向して配置されている。第１研磨ヘッド１４は、研磨具としての研磨テープ２２を支持する複数のローラー２３と、研磨テープ２２をウェハＷの裏面に押し付ける押圧部材２４と、押圧部材２４に押圧力を付与するアクチュエータとしてのエアシリンダ２５とを備えている。エアシリンダ２５は押圧部材２４に押圧力を与え、これにより押圧部材２４は研磨テープ２２をウェハＷの裏面に押し付ける。なお、研磨具として、研磨テープに代えて砥石を用いてもよい。

研磨テープ２２の一端は繰り出しリール３１に接続され、他端は巻取りリール３２に接続されている。研磨テープ２２は、繰り出しリール３１から第１研磨ヘッド１４を経由して巻取りリール３２に所定の速度で送られる。使用される研磨テープ２２の例としては、表面に砥粒が固定されたテープ、または硬質の不織布からなるテープなどが挙げられる。第１研磨ヘッド１４は、研磨ヘッド移動機構３５に連結されている。この研磨ヘッド移動機構３５は、第１研磨ヘッド１４をウェハＷの半径方向外側に移動させるように構成されている。研磨ヘッド移動機構３５は、例えばボールねじとサーボモータとの組み合わせから構成される。

基板ステージ１７に保持されたウェハＷの上方および下方には、ウェハＷに研磨液を供給する液体供給ノズル３７，３８が配置されている。研磨液としては、純水が好ましく使用される。これは、エッチング作用のある化学成分を含む薬液を使用すると、裏面に形成されている凹部が広がってしまうことがあるからである。

ウェハＷの裏面の外周側領域は次のようにして研磨される。基板ステージ１７に保持されたウェハＷをその軸心を中心としてステージモータ１９により回転させ、回転するウェハＷの表面および裏面に液体供給ノズル３７，３８から研磨液を供給する。この状態で、第１研磨ヘッド１４は研磨テープ２２をウェハＷの裏面に押し付ける。研磨テープ２２はウェハＷの裏面の外周側領域に摺接し、これにより外周側領域を研磨する。研磨ヘッド移動機構３５は、第１研磨ヘッド１４が研磨テープ２２をウェハＷの裏面に押し付けながら、図４の矢印に示すように、第１研磨ヘッド１４をウェハＷの半径方向外側に所定の速度で移動させる。このようにして、ウェハＷの裏面の外周側領域全体が研磨テープ２２によって研磨される。研磨中、研磨液はウェハＷの内側から外側に流れ、研磨屑は研磨液によってウェハＷから除去される。

図２に示すように、搬送ロボット６３は、外周側裏面研磨ユニット７と中心側裏面研磨ユニットの近くに配置されている。この搬送ロボット６３は、ウェハＷを反転させることができるように構成されている。ウェハＷの裏面の外周側領域が研磨された後、ウェハＷは搬送ロボット６３により外周側裏面研磨ユニット７から取り出される。搬送ロボット６３はウェハＷを反転させてその裏面を上向きにし、そして、ウェハＷを以下に説明する中心側裏面研磨ユニット８に搬送する。

図５は、ウェハＷの裏面の中心側領域を研磨するための中心側裏面研磨ユニット８を示す模式図であり、図６は中心側裏面研磨ユニット８の平面図である。中心側裏面研磨ユニット８は、ウェハＷを保持して回転させる第２基板保持部４２と、ウェハＷの裏面に研磨具４４を押し付ける第２研磨ヘッド４６とを備えている。第２基板保持部４２は、ウェハＷのベベル部を保持する複数のチャック４８と、これらチャック４８をウェハＷの軸心を中心に回転させる中空モータ５１とを備えている。各チャック４８はその上端にクランプ４９を備えており、このクランプ４９によりウェハＷのベベル部が把持される。クランプ４９がウェハＷのベベル部を把持した状態で中空モータ５１によってチャック４８を回転させることにより、図６の矢印Ａで示すようにウェハＷがその軸心を中心に回転する。

中心側裏面研磨ユニット８では、ウェハＷはその裏面が上向きの状態で第２基板保持部４２により保持される。チャック４８に保持されたウェハＷの表面（裏面とは反対側の面）は、基板支持部５２によって支持されている。この基板支持部５２は、連結部材５３によって中空モータ５１に連結されており、中空モータ５１によって基板支持部５２は第２基板保持部４２と一体に回転するようになっている。基板支持部５２は、ウェハＷの表面に接触する円形の上面を有している。この基板支持部５２の上面は、不織布またはバッキングフィルムなどの弾性材からなるシートから構成されおり、ウェハＷの表面に形成されているデバイスにダメージを与えないようになっている。基板支持部５２は、単にウェハＷの表面を支えているのみであり、ウェハＷを真空吸着などで保持はしていない。ウェハＷと基板支持部５２は一体に回転し、両者の相対速度は０である。

第２研磨ヘッド４６は、ウェハＷの上方に配置されており、研磨具４４をウェハＷの裏面に押し付ける。使用される研磨具４４の例としては、砥粒が表面に固定された不織布、硬質の不織布、砥石、または上述した外周側裏面研磨ユニット７で使用される研磨テープなどが挙げられる。例えば、研磨具４４は、第２研磨ヘッド４６の軸心のまわりに配列された複数の研磨テープから構成してもよい。

第２研磨ヘッド４６は、ヘッドアーム５５によって支持されている。このヘッドアーム５５には図示しない回転装置が内蔵されており、この回転装置によって第２研磨ヘッド４６は矢印Ｂで示すようにその軸心を中心に回転する。ヘッドアーム５５の端部は揺動軸５６に固定されている。この揺動軸５６はモータなどの駆動機５７に連結されている。駆動機５７により揺動軸５６を所定の角度で回転させることにより、第２研磨ヘッド４６はウェハＷの上方の研磨位置とウェハＷの外側の待機位置との間を移動する。

第２研磨ヘッド４６に隣接して、ウェハＷの裏面に研磨液を供給する液体供給ノズル６１が配置されている。研磨液としては、純水が好ましく使用される。

ウェハＷの中心側領域は次のようにして研磨される。ウェハＷの裏面が上向きの状態でウェハＷのベベル部がチャック４８によって保持される。ウェハＷをその軸心を中心に中空モータ５１により回転させ、回転するウェハＷの裏面に液体供給ノズル６１から研磨液を供給する。この状態で、第２研磨ヘッド４６は研磨具４４を回転させながら、研磨具４４をウェハＷの裏面中心を含む中心側領域に押し付ける。研磨具４４は中心側領域と摺接し、これにより中心側領域を研磨する。研磨中は、研磨具４４がウェハＷの中心に接触した状態を保ちながら、第２研磨ヘッド４６をウェハＷの略半径方向に揺動させてもよい。このようにして、ウェハＷの裏面の中心側領域が研磨具４４によって研磨される。研磨中、研磨液はウェハＷの内側から外側に流れ、研磨屑は研磨液によってウェハＷから除去される。

外周側領域および中心側領域を含む裏面の全体は、外周側裏面研磨ユニット７および中心側裏面研磨ユニット８によって研磨される。上述した実施形態では、ウェハＷの裏面の外周側領域が先に研磨され、その後に裏面の中心側領域が研磨される。一実施形態では、ウェハＷの裏面の中心側領域を研磨した後に、裏面の外周側領域を研磨してもよい。

裏面の中心側領域が研磨された後、ウェハＷは搬送ロボット６３により中心側裏面研磨ユニット８から取り出される。搬送ロボット６３はウェハＷを反転させてその裏面を下向きにし、そして、ウェハＷを以下に説明する洗浄ユニット７０に搬送する。

図７は、洗浄ユニット７０を示す斜視図である。図７に示すように、洗浄ユニット７０は、ウェハＷを保持して回転させる４つの保持ローラー７１，７２，７３，７４と、ウェハＷの表面および裏面に接触するロールスポンジ（スクラブ洗浄具）７７，７８と、これらのロールスポンジ７７，７８を回転させる回転装置８０，８１と、ウェハＷの表面および裏面に純水を供給する純水供給ノズル８５，８６と、ウェハＷの表面および裏面に薬液を供給する薬液供給ノズル８７，８８とを備えている。保持ローラー７１，７２，７３，７４のうちの２つは、図示しない駆動機構（例えばエアシリンダ）によって、ウェハＷに近接および離間する方向に移動可能となっている。

上側のロールスポンジ７７を回転させる回転装置８０は、その上下方向の動きをガイドするガイドレール８９に取り付けられている。また、この回転装置８０は昇降装置８２に支持されており、回転装置８０および上側のロールスポンジ７７は昇降装置８２により上下方向に移動されるようになっている。なお、図示しないが、下側のロールスポンジ７８を回転させる回転装置８１もガイドレールに支持されており、昇降装置によって回転装置８１および下側のロールスポンジ７８が上下動するようになっている。なお、昇降装置８２としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構、またはエアシリンダが使用される。ウェハＷの洗浄時には、ロールスポンジ７７，７８は互いに近接する方向に移動してウェハＷの表面および裏面にそれぞれ接触する。

ウェハＷの洗浄は次のようにして行われる。ウェハＷは、その表面（デバイスが形成された面）が上を向いた状態で、保持ローラー７１，７２，７３，７４に保持され、回転される。次いで、薬液供給ノズル８７，８８からウェハＷの表面および裏面に薬液が供給される。この状態で、ロールスポンジ７７，７８がその水平に延びる軸心周りに回転してウェハＷの表面および裏面に摺接することによって、ウェハＷの表面および裏面をスクラブ洗浄する。スクラブ洗浄後、ロールスポンジ７７，７８を上方及び下方に移動させ、純水供給ノズル８５，８６からそれぞれウェハＷの表面および裏面に純水を供給し、ウェハＷの表面および裏面をリンスする。

図８は、乾燥ユニット９０を示す斜視図である。乾燥ユニット９０は、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部９１と、ＩＰＡノズル９２および純水ノズル９３と、これらＩＰＡノズル９２および純水ノズル９３を保持するノズルアーム９４とを備えている。ＩＰＡノズル９２は、ウェハＷの表面にＩＰＡ蒸気（イソプロピルアルコールとＮ_２ガスとの混合気）を供給するためのものであり、純水ノズル９３はウェハＷの表面の乾燥を防ぐために純水を供給するものである。これらＩＰＡノズル９２および純水ノズル９３はウェハＷの半径方向に沿って移動可能に構成されている。

基板保持部９１は、ウェハＷの周縁部を保持する複数の（図８では４つの）チャック９５を備えており、これらチャック９５でウェハＷを水平に保持する。チャック９５にはモータ９８が連結されており、チャック９５に保持されたウェハＷはモータ９８によってその軸心まわりに回転する。

ノズルアーム９４はウェハＷの上方に配置されている。ノズルアーム９４の一端には純水ノズル９３およびＩＰＡノズル９２が互いに隣接して配置され、ノズルアーム９４の他端には旋回軸１００が連結されている。この旋回軸１００にはノズルアーム９４を旋回させるアーム回転装置としてのモータ１０１が連結されている。アーム回転装置は、モータ１０１に加えて、減速ギヤなどを備えてもよい。モータ１０１は、旋回軸１００を所定の角度だけ回転させることにより、ノズルアーム９４をウェハＷの表面と平行な平面内で旋回させるようになっている。したがって、ノズルアーム９４の旋回により、これに固定された純水ノズル９３およびＩＰＡノズル９２がウェハＷの半径方向外側に移動する。

ウェハＷの乾燥は次のようにして行われる。ウェハＷは、その表面（デバイスが形成された面）が上を向いた状態で、基板保持部９１に保持される。基板保持部９１によりウェハＷを回転させ、純水ノズル９３およびＩＰＡノズル９２をウェハＷの中心部の上方位置に移動させる。そして、ＩＰＡノズル９２からＩＰＡ蒸気を、純水ノズル９３から純水をウェハＷの表面に向かって供給しながら、図９に示すように、純水ノズル９３およびＩＰＡノズル９２をウェハＷの半径方向にウェハＷの中心から外側に移動させる。純水ノズル９３はＩＰＡノズル９２の前方に位置している。したがって、ＩＰＡノズル９２は純水ノズル９３と同じ軌跡を描いて純水ノズル９３の後を追って移動する。このようにしてウェハＷの表面が乾燥される。その後、ウェハＷを高速回転させ、ウェハＷの裏面に付着している純水を振り落とす。このとき、ガスノズル（図示せず）から乾燥気体をウェハＷの裏面に吹き付けてもよい。

上述した乾燥ユニット９０はＩＰＡを用いた乾燥機であるが、他のタイプの洗浄機を用いてもよい。例えば、ウェハを高速で回転させるスピンドライタイプの乾燥機を使用することもできる。

ＣＭＰ部９は、デバイスが形成されているウェハの表面を化学機械的に研磨する領域である。このＣＭＰ部９は、第１ＣＭＰユニット１１１Ａ、第２ＣＭＰユニット１１１Ｂ、第３ＣＭＰユニット１１１Ｃ、および第４ＣＭＰユニット１１１Ｄを備えている。第１ＣＭＰユニット１１１Ａは、研磨面を有する研磨パッド１１２が取り付けられた第１研磨テーブル１１４Ａと、ウェハを保持しかつウェハを第１研磨テーブル１１４Ａ上の研磨パッド１１２に押圧するための第１トップリング１１６Ａと、研磨パッド１１２に研磨液（スラリー）を供給するための第１研磨液供給ノズル１１８Ａとを備えている。

同様に、第２ＣＭＰユニット１１１Ｂは、研磨パッド１１２が取り付けられた第２研磨テーブル１１４Ｂと、第２トップリング１１６Ｂと、第２研磨液供給ノズル１１８Ｂとを備えており、第３ＣＭＰユニット１１１Ｃは、研磨パッド１１２が取り付けられた第３研磨テーブル１１４Ｃと、第３トップリング１１６Ｃと、第３研磨液供給ノズル１１８Ｃとを備えており、第４ＣＭＰユニット１１１Ｄは、研磨パッド１１２が取り付けられた第４研磨テーブル１１４Ｄと、第４トップリング１１６Ｄと、第４研磨液供給ノズル１１８Ｄとを備えている。

第１ＣＭＰユニット１１１Ａおよび第２ＣＭＰユニット１１１Ｂに隣接して、第１リニアトランスポータ１２１が配置されている。この第１リニアトランスポータ１２１は、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。また、第３ＣＭＰユニット１１１Ｃおよび第４ＣＭＰユニット１１１Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ１２２が配置されている。この第２リニアトランスポータ１２２は、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。

裏面研磨部３に配置された搬送ロボット６３は、第１搬送位置ＴＰ１に隣接している。ＣＭＰ部９で研磨されるウェハは、搬送ロボット６３によって第１リニアトランスポータ１２１に渡される。第１リニアトランスポータ１２１と搬送ロボット６３との間に位置して、シャッタ（図示せず）が隔壁２ｂに設けられている。ウェハの搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット６３が第１リニアトランスポータ１２１にウェハを渡すことができるようになっている。

ウェハは、その表面（デバイスが形成された面）が下を向くように搬送ロボット６３によって反転される。反転されたウェハは、搬送ロボット６３から第１リニアトランスポータ１２１に渡される。第１リニアトランスポータ１２１は、第１搬送位置ＴＰ１でウェハを受け取る。ウェハは、第１リニアトランスポータ１２１によって第１ＣＭＰユニット１１１Ａおよび／または第２ＣＭＰユニット１１１Ｂに搬送される。第１ＣＭＰユニット１１１Ａのトップリング１１６Ａは、そのスイング動作により第１研磨テーブル１１４Ａの上方位置と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。したがって、第１リニアトランスポータ１２１とトップリング１１６Ａとの間で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２ＣＭＰユニット１１１Ｂのトップリング１１６Ｂは研磨テーブル１１４Ｂの上方位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、第１リニアトランスポータ１２１とトップリング１１６Ｂとの間でのウェハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３ＣＭＰユニット１１１Ｃのトップリング１１６Ｃは研磨テーブル１１４Ｃの上方位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、第２リニアトランスポータ１２２とトップリング１１６Ｃとの間でのウェハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４ＣＭＰユニット１１１Ｄのトップリング１１６Ｄは研磨テーブル１１４Ｄの上方位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、第２リニアトランスポータ１２２とトップリング１１６Ｄとの間でのウェハの受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。

第１リニアトランスポータ１２１と、第２リニアトランスポータ１２２と、洗浄部１０との間にはスイングトランスポータ１３０が配置されている。ウェハは、スイングトランスポータ１３０によって第１リニアトランスポータ１２１から第２リニアトランスポータ１２２に搬送される。ウェハは、第２リニアトランスポータ１２２によって第３ＣＭＰユニット１１１Ｃおよび／または第４ＣＭＰユニット１１１Ｄに搬送される。

スイングトランスポータ１３０の側方には、図示しないフレームに設置されたバッファステーション１３３が配置されている。このバッファステーション１３３は、ＣＭＰ部９と洗浄部１０との間に位置している。スイングトランスポータ１３０は、第４搬送位置ＴＰ４、第５搬送位置ＴＰ５、およびバッファステーション１３３の間でウェハを搬送することができるように構成されている。さらに、スイングトランスポータ１３０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。

第１ＣＭＰユニット１１１Ａ、第２ＣＭＰユニット１１１Ｂ、第３ＣＭＰユニット１１１Ｃ、および第４ＣＭＰユニット１１１Ｄは同一の構成を有している。したがって、以下、第１ＣＭＰユニット１１１Ａについて説明する。図１０は、第１ＣＭＰユニット１１１Ａを示す斜視図である。図１０に示すように、第１ＣＭＰユニット１１１Ａは、研磨パッド１１２を支持する研磨テーブル１１４Ａと、ウェハＷを研磨パッド１１２に押し付けるトップリング１１６Ａと、研磨パッド１１２に研磨液（スラリー）を供給するための研磨液供給ノズル１１８Ａとを備えている。

研磨テーブル１１４Ａは、テーブル軸１１５を介してその下方に配置されるテーブルモータ１１７に連結されており、このテーブルモータ１１７により研磨テーブル１１４Ａが矢印で示す方向に回転されるようになっている。研磨パッド１１２は研磨テーブル１１４Ａの上面に貼付されており、研磨パッド１１２の上面がウェハＷを研磨する研磨面１１２ａを構成している。トップリング１１６Ａはトップリングシャフト１１９の下端に固定されている。トップリング１１６Ａは、その下面に真空吸着によりウェハＷを保持できるように構成されている。

ウェハＷの表面の研磨は次のようにして行われる。トップリング１１６Ａおよび研磨テーブル１１４Ａをそれぞれ矢印で示す方向に回転させ、研磨液供給ノズル１１８Ａから研磨パッド１１２上に研磨液（スラリー）を供給する。この状態で、トップリング１１６ＡによりウェハＷの表面（デバイスが形成された面）を研磨パッド１１２の研磨面１１２ａに押し付ける。ウェハＷの表面は、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用と研磨液の化学成分の化学的作用により研磨される。

図２に示すように、ＣＭＰユニット１１１Ａ〜１１１Ｄに隣接して、洗浄部１０が配置されている。この洗浄部１０は、洗浄ユニット１２０、洗浄ユニット１２３、洗浄ユニット１２７、および仮置き台１３１を備えている。洗浄ユニット１２０と洗浄ユニット１２３との間には搬送ロボット１２６が配置され、洗浄ユニット１２３と洗浄ユニット１２７との間には搬送ロボット１２８が配置され、洗浄ユニット１２７と仮置き台１３１との間には搬送ロボット１２９が配置されている。洗浄ユニット１２０、搬送ロボット１２６、洗浄ユニット１２３、搬送ロボット１２８、洗浄ユニット１２７、搬送ロボット１２９、および仮置き台１３１は、この順に直列に並んでいる。搬送ロボット１２８は、バッファステーション１３３の近くに配置されている。

洗浄ユニット１２０および洗浄ユニット１２３は洗浄ユニット７０と同一の構成を有しているので、その説明を省略する。洗浄ユニット１２７としては、ペンスポンジタイプの洗浄機または２流体ジェット洗浄機を使用することができる。図１１は、ペンスポンジタイプの洗浄ユニット１２７を示す斜視図である。図１１に示すように、この洗浄ユニット１２７は、ウェハＷを保持して回転させる基板保持部１４１と、ペンスポンジ１４２と、ペンスポンジ１４２を保持するアーム１４４と、ウェハＷの表面に純水を供給する純水供給ノズル１４６と、ウェハＷの表面に薬液を供給する薬液供給ノズル１４７とを備えている。ペンスポンジ１４２は、アーム１４４内に配置された回転装置（図示せず）に連結されており、ペンスポンジ１４２は鉛直方向に延びる中心軸線まわりに回転されるようになっている。

基板保持部１４１は、ウェハＷの周縁部を保持する複数の（図１１では４つの）チャック１４５を備えており、これらチャック１４５でウェハＷを水平に保持する。チャック１４５にはモータ１４８が連結されており、チャック１４５に保持されたウェハＷはモータ１４８によってその軸心まわりに回転する。

アーム１４４はウェハＷの上方に配置されている。アーム１４４の一端にはペンスポンジ１４２が連結され、アーム１４４の他端には旋回軸１５０が連結されている。この旋回軸１５０にはアーム１４４を旋回させるアーム回転装置としてのモータ１５１が連結されている。アーム回転装置は、モータ１５１に加えて、減速ギヤなどを備えてもよい。モータ１５１は、旋回軸１５０を所定の角度だけ回転させることにより、アーム１４４をウェハＷの表面と平行な平面内で旋回させるようになっている。したがって、アーム１４４の旋回により、これに支持されたペンスポンジ１４２がウェハＷの半径方向外側に移動する。

ウェハＷは次のようにして洗浄される。ウェハＷは、その表面（デバイスが形成された面）が上を向いた状態で、基板保持部１４１のチャック１４５に保持される。基板保持部１４１は、ウェハＷをその軸心まわりに回転させる。次いで、薬液供給ノズル１４７からウェハＷの表面に薬液が供給される。この状態で、ペンスポンジ１４２がその鉛直に延びる軸心周りに回転しながらウェハＷの表面に摺接し、さらにウェハＷの半径方向に揺動する。薬液の存在下でペンスポンジ１４２がウェハＷの表面に摺接することにより、ウェハＷがスクラブ洗浄される。スクラブ洗浄後、純水供給ノズル１４６からウェハＷの表面に純水が供給され、これによりウェハＷがリンスされる。

上述したように、洗浄ユニット１２７として２流体ジェット洗浄機を使用してもよい。２流体ジェット洗浄機は、少量のＣＯ_２ガス（炭酸ガス）を溶解させた純水（ＤＩＷ）とＮ_２ガスとを混合し、その混合流体をウェハの表面に吹き付ける洗浄機である。このタイプの洗浄機は、微小な液滴と衝撃エネルギーでウェハ上の微小なパーティクルを除去することができる。特に、Ｎ_２ガスの流量および純水の流量を適切に調整することにより、ダメージのないウェハ洗浄を実現することができる。さらに、炭酸ガスを溶解させた純水を用いることにより、静電気が原因とされるウェハの腐食の影響が緩和される。

洗浄部１０の動作は次の通りである。搬送ロボット１２８は、バッファステーション１３３上に載置されているウェハ（研磨されたウェハ）を取り出し、洗浄ユニット１２３の下方に配置された仮置き台（図示せず）にウェハを置く。搬送ロボット１２６は、この仮置き台からウェハを取り出し、洗浄ユニット１２０に搬送する。ウェハは洗浄ユニット１２０によって洗浄される。搬送ロボット１２６は、ウェハを洗浄ユニット１２０から洗浄ユニット１２３に搬送する。ウェハは洗浄ユニット１２３によってさらに洗浄される。搬送ロボット１２８は、ウェハを洗浄ユニット１２３から洗浄ユニット１２７に搬送する。ウェハは洗浄ユニット１２７によってさらに洗浄される。搬送ロボット１２９は、ウェハを洗浄ユニット１２７から仮置き台１３１に搬送する。

上述したローダー６、搬送ロボット６３、第１リニアトランスポータ１２１、第２リニアトランスポータ１２２、スイングトランスポータ１３０、搬送ロボット１２６、搬送ロボット１２８、搬送ロボット１２９、および搬送ロボット６４は、ウェハを搬送する搬送システムを構成する。この搬送システムおよび上述した各ユニットの動作は、動作制御部４によって制御される。

次に、上述した研磨装置を用いてウェハを研磨するときのウェハの搬送ルートについて図１２を参照して説明する。図１２は、研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの一例を示す図である。図１２に示す搬送ルートは、ウェハをＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂ、洗浄ユニット１２０，１２３，１２７、裏面研磨ユニット７，８、洗浄ユニット７０、乾燥ユニット９０の順に搬送するルートである。この搬送ルートは動作制御部４に予め記憶されている。

複数（例えば２５枚）のウェハは、その表面が上を向いた状態で、ロードポート５上のウェハカセット内に収容されている。ローダー６は、ウェハカセットから１枚のウェハを取り出し、仮置き台６５の上にウェハを載置する。搬送ロボット６３は、仮置き台６５からウェハを取り出し、ウェハの表面が下を向くようにウェハを反転させる。搬送ロボット６３は、さらに、ウェハを第１リニアトランスポータ１２１に搬送する。

第１リニアトランスポータ１２１は、反転されたウェハを第１搬送位置ＴＰ１で受け取り、ウェハを第２搬送位置ＴＰ２に搬送する。第１ＣＭＰユニット１１１Ａの第１トップリング１１６Ａは、第２搬送位置ＴＰ２にあるウェハを保持し、ウェハを第１研磨テーブル１１４Ａの上方位置に搬送する。そして第１トップリング１１６Ａは、回転する第１研磨テーブル１１４Ａ上の研磨パッド１１２にウェハの表面を押し付けてウェハの表面を研磨する。

研磨されたウェハは、第１トップリング１１６Ａによって第２搬送位置ＴＰ２に戻され、さらに第１リニアトランスポータ１２１によって第２搬送位置ＴＰ２から第３搬送位置ＴＰ３に搬送される。第２ＣＭＰユニット１１１Ｂの第２トップリング１１６Ｂは、第３搬送位置ＴＰ３にあるウェハを保持し、ウェハを第２研磨テーブル１１４Ｂの上方位置に搬送する。そして第２トップリング１１６Ｂは、回転する第２研磨テーブル１１４Ｂ上の研磨パッド１１２にウェハの表面を押し付けてウェハの表面をさらに研磨する。

研磨されたウェハは、第２トップリング１１６Ｂによって第３搬送位置ＴＰ３に戻され、さらに第１リニアトランスポータ１２１によって第３搬送位置ＴＰ３から第４搬送位置ＴＰ４に搬送される。ウェハは、スイングトランスポータ１３０によって第４搬送位置ＴＰ４から取り出され、研磨された表面が上を向くようにスイングトランスポータ１３０によってウェハが反転される。さらに、ウェハは、スイングトランスポータ１３０によってバッファステーション１３３の上に載置される。

ウェハは、搬送ロボット１２８によってバッファステーション１３３から洗浄ユニット１２３の下方にある仮置き台（図示せず）に搬送される。搬送ロボット１２６は、洗浄ユニット１２３の下方にある仮置き台からウェハを取り出し、洗浄ユニット１２０に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２０によって洗浄される。搬送ロボット１２６は、ウェハを洗浄ユニット１２０から洗浄ユニット１２３に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２３によってさらに洗浄される。搬送ロボット１２８は、ウェハを洗浄ユニット１２３から洗浄ユニット１２７に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２７によってさらに洗浄される。搬送ロボット１２９は、ウェハを洗浄ユニット１２７から仮置き台１３１に搬送する。

搬送ロボット６４は、仮置き台１３１からウェハを取り出し、仮置き台６６にウェハを置く。搬送ロボット６３は、ウェハを仮置き台６６から外周側裏面研磨ユニット７に搬送する。外周側裏面研磨ユニット７は、図３および図４を参照して説明したように、ウェハの裏面の外周側領域を研磨する。搬送ロボット６３は、ウェハを外周側裏面研磨ユニット７から取り出し、ウェハの裏面が上を向くようにウェハを反転させる。そして、搬送ロボット６３は、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に搬送する。中心側裏面研磨ユニット８は、図５および図６を参照して説明したように、ウェハの裏面の中心側領域を研磨する。このようにして、ウェハの裏面の全体が裏面研磨ユニット７，８によって研磨される。

裏面が研磨されたウェハは、搬送ロボット６３によって中心側裏面研磨ユニット８から取り出され、ウェハの裏面が下を向くようにウェハが反転される。搬送ロボット６３は、ウェハを洗浄ユニット７０に搬送し、ここでウェハの表面および裏面が洗浄される。洗浄されたウェハは、搬送ロボット６３によって乾燥ユニット９０に搬送され、ここでウェハが乾燥される。乾燥されたウェハは、ローダー６によって乾燥ユニット９０からウェハカセットの元の位置に戻される。このようにして、ウェハの表面研磨、洗浄、裏面研磨、洗浄、乾燥がこの順に行われる。

図１３は、研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。この搬送ルートも同様に、動作制御部４に予め記憶されている。図１３に示す搬送ルートが図１２に示す搬送ルートと異なる点は、ＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂに代えて、ＣＭＰユニット１１１Ｃ，１１１Ｄにウェハが搬送される点である。すなわち、第１リニアトランスポータ１２１は、反転されたウェハを搬送ロボット６３から受け取り、ウェハを第１搬送位置ＴＰ１から第４搬送位置ＴＰ４に搬送する。スイングトランスポータ１３０は、ウェハを第４搬送位置ＴＰ４から第２リニアトランスポータ１２２の第５搬送位置ＴＰ５に搬送する。第２リニアトランスポータ１２２は、ウェハをさらに第５搬送位置ＴＰ５から第６搬送位置ＴＰ６に搬送する。

第３ＣＭＰユニット１１１Ｃの第３トップリング１１６Ｃは、第６搬送位置ＴＰ６にあるウェハを保持し、ウェハを第３研磨テーブル１１４Ｃの上方位置に搬送する。そして第３トップリング１１６Ｃは、回転する第３研磨テーブル１１４Ｃ上の研磨パッド１１２にウェハの表面を押し付けてウェハの表面を研磨する。研磨されたウェハは、第３トップリング１１６Ｃによって第６搬送位置ＴＰ６に戻され、さらに第２リニアトランスポータ１２２によって第６搬送位置ＴＰ６から第７搬送位置ＴＰ７に搬送される。第４ＣＭＰユニット１１１Ｄの第４トップリング１１６Ｄは、第７搬送位置ＴＰ７にあるウェハを保持し、ウェハを第４研磨テーブル１１４Ｄの上方位置に搬送する。そして第４トップリング１１６Ｄは、回転する第４研磨テーブル１１４Ｄ上の研磨パッド１１２にウェハの表面を押し付けてウェハの表面をさらに研磨する。

研磨されたウェハは、第４トップリング１１６Ｄによって第７搬送位置ＴＰ７に戻され、さらに第２リニアトランスポータ１２２によって第７搬送位置ＴＰ７から第５搬送位置ＴＰ５に搬送される。ウェハは、スイングトランスポータ１３０によって第５搬送位置ＴＰ５から取り出され、研磨された表面が上を向くようにスイングトランスポータ１３０によってウェハが反転される。さらに、ウェハは、スイングトランスポータ１３０によってバッファステーション１３３の上に載置される。バッファステーション１３３上に載置された後のウェハの流れは、図１２に示す搬送ルートと同じであるので、その重複する説明を省略する。

図１４は、研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。この搬送ルートは、ウェハを裏面研磨ユニット７，８、洗浄ユニット７０、ＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂ、洗浄ユニット１２０，１２３，１２７、乾燥ユニット９０の順に搬送するルートである。図１４に示す搬送ルートは動作制御部４に予め記憶されている。

ローダー６は、ウェハカセットから１枚のウェハを取り出し、仮置き台６５の上にウェハを載置する。搬送ロボット６３は、仮置き台６５からウェハを取り出し、ウェハを外周側裏面研磨ユニット７に搬送する。外周側裏面研磨ユニット７は、図３および図４を参照して説明したように、ウェハの裏面の外周側領域を研磨する。搬送ロボット６３は、ウェハを外周側裏面研磨ユニット７から取り出し、ウェハの裏面が上を向くようにウェハを反転させる。そして、搬送ロボット６３は、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に搬送する。中心側裏面研磨ユニット８は、図５および図６を参照して説明したように、ウェハの裏面の中心側領域を研磨する。このようにして、ウェハの裏面の全体が裏面研磨ユニット７，８によって研磨される。

裏面が研磨されたウェハは、搬送ロボット６３によって中心側裏面研磨ユニット８から取り出され、ウェハの表面が上を向くようにウェハが反転される。搬送ロボット６３は、ウェハを洗浄ユニット７０に搬送し、ここでウェハの表面および裏面が洗浄される。洗浄されたウェハは、搬送ロボット６３によって洗浄ユニット７０から取り出され、ウェハの表面が下を向くようにウェハが反転される。さらに、ウェハは、搬送ロボット６３によってＣＭＰ部９の第１リニアトランスポータ１２１に搬送される。ＣＭＰ部９および洗浄部１０でのウェハの流れは、図１２に示す搬送ルートと同じであるので、その重複する説明を省略する。

洗浄部１０で洗浄されたウェハは、搬送ロボット６４によって仮置き台６６に搬送される。さらに、ウェハは、搬送ロボット６３によって仮置き台６６から乾燥ユニット９０に搬送され、ここでウェハが乾燥される。乾燥されたウェハは、ローダー６によって乾燥ユニット９０からウェハカセットの元の位置に戻される。このようにして、ウェハの裏面研磨、洗浄、表面研磨、洗浄、乾燥がこの順に行われる。

図１５は、研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。図１５に示す搬送ルートが図１４に示す搬送ルートと異なる点は、ＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂに代えて、ＣＭＰユニット１１１Ｃ，１１１Ｄにウェハが搬送される点である。その他のウェハの流れは図１４に示す搬送ルートと同じであるので、その重複する説明を省略する。図１５に示す搬送ルートも同様に動作制御部４に予め記憶されている。

図１６は、研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。図１６に示すように、ウェハは、裏面研磨部３に搬送されるが、ＣＭＰ部９および洗浄部１０には搬送されない。したがって、ウェハの表面は研磨されない。図１６に示す搬送ルートによれば、ウェハは、裏面研磨ユニット７，８、洗浄ユニット７０、乾燥ユニット９０の順に搬送される。図１６に示す搬送ルートも同様に、動作制御部４に予め記憶されている。

上述した図１２乃至図１６に示す搬送ルートでは、ウェハは、外周側裏面研磨ユニット７に搬送され、次いで中心側裏面研磨ユニット８に搬送されるが、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に先に搬送し、次いでウェハを外周側裏面研磨ユニット７に搬送してもよい。この場合は、搬送ロボット６３は、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に搬送する前に、裏面が上を向くようにウェハを反転させる。

図１７は、研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの他の例を示す図である。図１７に示すように、ウェハは、ＣＭＰ部９および洗浄部１０に搬送されるが、裏面研磨ユニット７，８には搬送されない。したがって、ウェハの裏面は研磨されない。図１７に示す搬送ルートによれば、ウェハは、ＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂ、洗浄ユニット１２０、洗浄ユニット１２３、洗浄ユニット１２７、乾燥ユニット９０の順に搬送される。図１７に示す搬送ルートも同様に、動作制御部４に予め記憶されている。ＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂに代えて、ＣＭＰユニット１１１Ｃ，１１１Ｄにウェハを搬送してもよい。

図１８は、研磨装置の他の実施形態を示す図である。図２に示す符号と同一の符号が付されたユニットは、図２に示す実施形態の各ユニットと同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態が図２に示す実施形態と異なる点は、ＣＭＰ部９が２つのＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂのみを備えている点と、裏面研磨部３には洗浄ユニット７０が配置されていない点と、乾燥ユニット９０が洗浄部１０内に配置されている点と、ＣＭＰ部９は、ロード／アンロード部１と裏面研磨部３との間に配置されている点である。

図１８に示す研磨装置を用いてウェハを研磨するときのウェハの搬送ルートについて図１９を参照して説明する。図１９は、図１８に示す研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの一例を示す図である。この例の搬送ルートによれば、ウェハはＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂ、裏面研磨ユニット７，８、洗浄ユニット１２０，１２３，１２７、乾燥ユニット９０の順に搬送される。この搬送ルートは動作制御部４に予め記憶されている。

図１９に示すように、ローダー６は、ウェハカセットから１枚のウェハを取り出し、ウェハの表面が下を向くようにウェハを反転させる。ローダー６は、さらに、ウェハをリニアトランスポータ１２１に搬送する。リニアトランスポータ１２１は、反転されたウェハを第１搬送位置ＴＰ１で受け取り、ウェハを第２搬送位置ＴＰ２に搬送する。

第１ＣＭＰユニット１１１Ａの第１トップリング１１６Ａは、第２搬送位置ＴＰ２にあるウェハを保持し、ウェハを第１研磨テーブル１１４Ａの上方位置に搬送する。そして第１トップリング１１６Ａは、回転する第１研磨テーブル１１４Ａ上の研磨パッド１１２にウェハの表面を押し付けてウェハの表面を研磨する。研磨されたウェハは、第１トップリング１１６Ａによって第２搬送位置ＴＰ２に戻され、さらにリニアトランスポータ１２１によって第２搬送位置ＴＰ２から第３搬送位置ＴＰ３に搬送される。第２ＣＭＰユニット１１１Ｂの第２トップリング１１６Ｂは、第３搬送位置ＴＰ３にあるウェハを保持し、ウェハを第２研磨テーブル１１４Ｂの上方位置に搬送する。そして第２トップリング１１６Ｂは、回転する第２研磨テーブル１１４Ｂ上の研磨パッド１１２にウェハの表面を押し付けてウェハの表面をさらに研磨する。

研磨されたウェハは、第２トップリング１１６Ｂによって第３搬送位置ＴＰ３に戻され、さらにリニアトランスポータ１２１によって第３搬送位置ＴＰ３から第４搬送位置ＴＰ４に搬送される。ウェハは、スイングトランスポータ１３０によって第４搬送位置ＴＰ４から取り出され、研磨された表面が上を向くようにスイングトランスポータ１３０によってウェハが反転される。さらに、ウェハは、スイングトランスポータ１３０によって裏面研磨部３の仮置き台６５の上に載置される。ウェハは、搬送ロボット６３によって仮置き台６５から外周側裏面研磨ユニット７に搬送される。一実施形態では、スイングトランスポータ１３０はウェハを反転させずに、搬送ロボット６３が研磨された表面が上を向くようにウェハを反転させてもよい。

外周側裏面研磨ユニット７は、図３および図４を参照して説明したように、ウェハの裏面の外周側領域を研磨する。搬送ロボット６３は、ウェハを外周側裏面研磨ユニット７から取り出し、ウェハの裏面が上を向くようにウェハを反転させる。そして、搬送ロボット６３は、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に搬送する。中心側裏面研磨ユニット８は、図５および図６を参照して説明したように、ウェハの裏面の中心側領域を研磨する。このようにして、ウェハの裏面の全体が裏面研磨ユニット７，８によって研磨される。

裏面が研磨されたウェハは、搬送ロボット６３によって中心側裏面研磨ユニット８から取り出され、ウェハの表面が上を向くようにウェハが反転され、仮置き台６５の上に置かれる。さらに、ウェハは、スイングトランスポータ１３０によってバッファステーション１３３の上に載置される。一実施形態では、搬送ロボット６３はウェハを反転させずに、スイングトランスポータ１３０がウェハをその表面が上を向くように反転させてもよい。

ウェハは、搬送ロボット１２８によってバッファステーション１３３から洗浄ユニット１２３の下方にある仮置き台（図示せず）に搬送される。搬送ロボット１２６は、洗浄ユニット１２３の下方にある仮置き台からウェハを取り出し、洗浄ユニット１２０に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２０によって洗浄される。搬送ロボット１２６は、ウェハを洗浄ユニット１２０から洗浄ユニット１２３に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２３によってさらに洗浄される。搬送ロボット１２８は、ウェハを洗浄ユニット１２３から洗浄ユニット１２７に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２７によってさらに洗浄される。搬送ロボット１２９は、ウェハを洗浄ユニット１２７から乾燥ユニット９０に搬送する。洗浄されたウェハは乾燥ユニット９０によって乾燥される。乾燥されたウェハは、ローダー６によって乾燥ユニット９０からウェハカセットの元の位置に戻される。このようにして、ウェハの表面研磨、裏面研磨、洗浄、乾燥がこの順に行われる。

上述した図１９に示す搬送ルートでは、ウェハは、外周側裏面研磨ユニット７に搬送され、次いで中心側裏面研磨ユニット８に搬送されるが、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に先に搬送し、次いでウェハを外周側裏面研磨ユニット７に搬送してもよい。

図２０は、研磨装置のさらに他の実施形態を示す図である。図２に示す符号と同一の符号が付されたユニットは、図２に示す実施形態の各ユニットと同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態が図１８に示す実施形態と異なる点は、裏面研磨部３は、ロード／アンロード部１とＣＭＰ部９との間に配置されている点である。

図２０に示す研磨装置を用いてウェハを研磨するときのウェハの搬送ルートについて図２１を参照して説明する。図２１は、図２０に示す研磨装置内を搬送されるウェハの搬送ルートの一例を示す図である。この例の搬送ルートによれば、ウェハは、裏面研磨ユニット７，８、ＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂ、洗浄ユニット１２０，１２３，１２７、乾燥ユニット９０の順に搬送される。この搬送ルートは動作制御部４に予め記憶されている。

図２１に示すように、ローダー６は、ウェハカセットから１枚のウェハを取り出し、裏面研磨部３の仮置き台６５の上に載置する。ウェハは、搬送ロボット６３によって仮置き台６５から外周側裏面研磨ユニット７に搬送される。外周側裏面研磨ユニット７は、図３および図４を参照して説明したように、ウェハの裏面の外周側領域を研磨する。搬送ロボット６３は、ウェハを外周側裏面研磨ユニット７から取り出し、ウェハの裏面が上を向くようにウェハを反転させる。そして、搬送ロボット６３は、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に搬送する。中心側裏面研磨ユニット８は、図５および図６を参照して説明したように、ウェハの裏面の中心側領域を研磨する。このようにして、ウェハの裏面の全体が裏面研磨ユニット７，８によって研磨される。

裏面が研磨されたウェハは、その表面は下向きのままで、搬送ロボット６３によって中心側裏面研磨ユニット８からリニアトランスポータ１２１に搬送される。リニアトランスポータ１２１は、ウェハを第１搬送位置ＴＰ１で受け取り、ウェハを第２搬送位置ＴＰ２に搬送する。

研磨されたウェハは、第２トップリング１１６Ｂによって第３搬送位置ＴＰ３に戻され、リニアトランスポータ１２１によって第３搬送位置ＴＰ３から第１搬送位置ＴＰ１に搬送される。ウェハは、スイングトランスポータ１３０によって第１搬送位置ＴＰ１から取り出され、研磨された表面が上を向くようにスイングトランスポータ１３０によってウェハが反転される。さらに、ウェハは、スイングトランスポータ１３０によってバッファステーション１３３の上に載置される。

ウェハは、搬送ロボット１２８によってバッファステーション１３３から洗浄ユニット１２３の下方にある仮置き台（図示せず）に搬送される。搬送ロボット１２６は、洗浄ユニット１２３の下方にある仮置き台からウェハを取り出し、洗浄ユニット１２０に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２０によって洗浄される。搬送ロボット１２６は、洗浄ユニット１２０によって洗浄されたウェハを洗浄ユニット１２３に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２３によってさらに洗浄される。搬送ロボット１２８は、洗浄ユニット１２３によって洗浄されたウェハを洗浄ユニット１２７に搬送する。ウェハは、洗浄ユニット１２７によってさらに洗浄される。搬送ロボット１２９は、洗浄ユニット１２７によって洗浄されたウェハを乾燥ユニット９０に搬送する。洗浄されたウェハは乾燥ユニット９０によって乾燥される。乾燥されたウェハは、ローダー６によって乾燥ユニット９０からウェハカセットの元の位置に戻される。このようにして、ウェハの裏面研磨、表面研磨、洗浄、乾燥がこの順に行われる。

上述した図２１に示す搬送ルートでは、ウェハは、外周側裏面研磨ユニット７に搬送され、次いで中心側裏面研磨ユニット８に搬送されるが、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に先に搬送し、次いでウェハを外周側裏面研磨ユニット７に搬送してもよい。この場合は、搬送ロボット６３は、ウェハを中心側裏面研磨ユニット８に搬送する前に、裏面が上を向くようにウェハを反転させる。

図１８乃至図２１に示す実施形態でも、ＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂにウェハを搬送するが、裏面研磨ユニット７，８には搬送しない搬送ルート、または裏面研磨ユニット７，８にウェハを搬送するが、ＣＭＰユニット１１１Ａ，１１１Ｂには搬送しない搬送ルートに従って搬送システムがウェハを搬送してもよい。

図２２は、図２に示す研磨装置を用いてウェハを研磨したときのスループットを示す図であり、図２３は、図１８に示す研磨装置を用いてウェハを研磨したときのスループットを示す図である。図２２には、ウェハを、ＣＭＰユニット、裏面研磨ユニットで研磨した場合のスループットを示すグラフと、ウェハを４つのＣＭＰユニットのみで研磨した場合のスループットを示すグラフが描かれている。図２３には、ウェハを、ＣＭＰユニット、裏面研磨ユニットで研磨した場合のスループットを示すグラフと、ウェハを２つのＣＭＰユニットのみで研磨した場合のスループットを示すグラフが描かれている。図２２および図２３の対比から分かるように、図１８に示す研磨装置は２つのＣＭＰユニットを持つため、これらＣＭＰユニットのみで研磨した場合のスループットは、４つのＣＭＰユニットを持つ図２に記載の研磨装置のスループットの約半分であるが、ウェハを図１８に示すＣＭＰユニットおよび裏面研磨ユニットで研磨した場合のスループットは、図２に示す研磨装置のスループットと同等である。したがって、図１８に示す研磨装置は、よりコンパクトなサイズで、ウェハの表面および裏面の両方を高いスループットで研磨することができる。

上述した搬送ルートは、図１３乃至図２１に示すように、予め設定された搬送ルートであり、これら搬送ルートは動作制御部４に予め記憶されている。動作制御部４はこれら複数の搬送ルートから１つの搬送ルートを選択し、研磨装置の搬送システムは選択された搬送ルートに従ってウェハを搬送する。図１２乃至図１７に示す実施形態では、研磨装置の搬送システムは、ローダー６、搬送ロボット６３、第１リニアトランスポータ１２１、第２リニアトランスポータ１２２、スイングトランスポータ１３０、搬送ロボット１２６、搬送ロボット１２８、搬送ロボット１２９、および搬送ロボット６４から構成される。図１８乃至図２１に示す実施形態では、研磨装置の搬送システムは、ローダー６、搬送ロボット６３、リニアトランスポータ１２１、スイングトランスポータ１３０、搬送ロボット１２６、搬送ロボット１２８、および搬送ロボット１２９から構成される。

上述した各実施形態によれば、ウェハの表面（デバイスが形成されている面）の研磨と、ウェハの裏面の研磨の両方を連続して実行することができる。ウェハの表面を先に研磨し、次いでウェハの裏面を研磨する実施形態によれば、次のような効果が得られる。ＣＭＰユニットでウェハの表面を研磨しているときに、ウェハの裏面にスラリーが付着したり、あるいはトップリングの吸着痕がウェハの裏面に形成されることがある。ウェハの裏面に残るスラリーや吸着痕は、ＣＭＰ工程の後に行われる露光工程に悪影響を及ぼすことがある。このようなスラリーや吸着痕は、従来のスポンジ洗浄具によるスクラブ洗浄では除去することが難しい。そこで、ＣＭＰユニットによってウェハの表面を研磨した後に、ウェハの裏面を研磨することにより、ウェハの裏面からスラリーや吸着痕を除去することができる。

ウェハの裏面を先に研磨し、次いでウェハの表面を研磨する実施形態によれば、次のような効果が得られる。ＣＭＰユニットでウェハの表面を研磨しているときに、ウェハの裏面に付着していたパーティクルなどの汚染物が研磨パッドの研磨面上に落下して、ウェハの表面のスクラッチの原因になる可能性がある。そこで、ＣＭＰユニットによってウェハの表面を研磨する前に、ウェハの裏面を研磨することによって、ウェハの裏面からパーティクルなどの汚染物を除去することができる。

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。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に解釈されるものである。

１ロード／アンロード部
２ハウジング
２ａ，２ｂ，２ｃ隔壁
３裏面研磨部
４動作制御部
５ロードポート
６ローダー（搬送ロボット）
７外周側裏面研磨ユニット
８中心側裏面研磨ユニット
９ＣＭＰ部
１０洗浄部
１２第１基板保持部
１４第１研磨ヘッド
１７基板ステージ
１９ステージモータ
２０真空ライン
２２研磨テープ（研磨具）
２３ローラー
２４押圧部材
２５エアシリンダ
３１繰り出しリール
３２巻取りリール
３５研磨ヘッド移動機構
３７，３８液体供給ノズル
４２第２基板保持部
４４研磨具
４６第２研磨ヘッド
４８チャック
４９クランプ
５１中空モータ
５２基板支持部
５３連結部材
５５ヘッドアーム
５６揺動軸
５７駆動機
６１液体供給ノズル
６３，６４搬送ロボット
６５，６６仮置き台
７０洗浄ユニット
７１〜７４保持ローラー
７７，７８ロールスポンジ
８０，８１回転装置
８２昇降装置
８５，８６純水供給ノズル
８７，８８薬液供給ノズル
８９ガイドレール
９０乾燥ユニット
９１基板保持部
９２ＩＰＡノズル
９３純水ノズル
９４ノズルアーム
９５チャック
９８モータ
１００旋回軸
１０１モータ
１１１Ａ〜１１１ＤＣＭＰユニット
１１２研磨パッド
１１４Ａ〜１１４Ｄ研磨テーブル
１１５テーブル軸
１１６Ａ〜１１６Ｄトップリング
１１７テーブルモータ
１１８Ａ〜１１８Ｄ研磨液供給ノズル
１２０洗浄ユニット
１２１第１リニアトランスポータ
１２２第２リニアトランスポータ
１２３洗浄ユニット
１２６搬送ロボット
１２７洗浄ユニット
１２８搬送ロボット
１２９搬送ロボット
１３１仮置き台
１３３バッファステーション
１４１基板保持部
１４２ペンスポンジ
１４４アーム
１４５チャック
１４６純水供給ノズル
１４７薬液供給ノズル
１４８モータ
１５０旋回軸
１５１モータ

Claims

基板の表面を研磨するＣＭＰユニットと、
前記基板の裏面を研磨する裏面研磨ユニットと、
研磨された前記基板を洗浄する洗浄ユニットと、
予め設定された搬送ルートを記憶する動作制御部と、
前記予め設定された搬送ルートに従って、前記基板を搬送する搬送システムを備え、
前記動作制御部は、複数の搬送ルートを予め記憶しており、前記予め設定された搬送ルートは、前記複数の搬送ルートから選択された１つの搬送ルートであることを特徴とする研磨装置。
前記複数の搬送ルートは、
前記ＣＭＰユニット、前記裏面研磨ユニットの順に前記基板を搬送する第１の搬送ルートと、
前記裏面研磨ユニット、前記ＣＭＰユニットの順に前記基板を搬送する第２の搬送ルートを含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
前記第１の搬送ルートは、前記ＣＭＰユニット、前記洗浄ユニット、前記裏面研磨ユニットの順に前記基板を搬送する搬送ルートであり、
前記第２の搬送ルートは、前記裏面研磨ユニット、前記ＣＭＰユニット、前記洗浄ユニットの順に前記基板を搬送する搬送ルートであることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
前記複数の搬送ルートは、前記ＣＭＰユニット、前記裏面研磨ユニット、前記洗浄ユニットの順に前記基板を搬送する搬送ルートを含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
前記複数の搬送ルートは、前記裏面研磨ユニット、前記ＣＭＰユニット、前記洗浄ユニットの順に前記基板を搬送する搬送ルートを含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
前記複数の搬送ルートは、
前記基板を前記ＣＭＰユニットに搬送し、前記裏面研磨ユニットには前記基板を搬送しない搬送ルートと、
前記基板を前記裏面研磨ユニットに搬送し、前記ＣＭＰユニットには前記基板を搬送しない搬送ルートを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の研磨装置。
前記裏面研磨ユニットは、前記基板の裏面の外周側領域を研磨する外周側裏面研磨ユニットと、前記基板の裏面の中心側領域を研磨する中心側裏面研磨ユニットから構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の研磨装置。