JP6731827B2 - 基板研磨装置、基板処理装置、ドレッサディスク、ドレッサディスクの取り外し方法、ドレッサディスクの取り付け方法およびドレッサディスクの交換方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板研磨装置、基板処理装置、ドレッサディスク、ドレッサディスクの取り外し方法、ドレッサディスクの取り付け方法およびドレッサディスクの交換方法に関する。

近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の平坦度を必要とする。

そこで、半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の１手段として基板研磨装置により研磨することが行われている。従来、この種の基板研磨装置は、各々独立した回転数で回転する上面にクロス（研磨布）を貼り付けたターンテーブルと、トップリングとを有し、トップリングが一定の圧力をターンテーブルに与え、クロスとトップリングとの間に研磨対象物を介在させてクロス上面に研磨砥液を流下しつつ、研磨対象物の表面を平坦かつ鏡面に研磨している。

研磨が終了したとき、基板研磨装置のターンテーブル上に貼った研磨布上には、使用された砥液や研磨対象物の研磨屑が残留する。また、研磨が終了したときには研磨動作によって、研磨布の表面性状が劣化する場合がある。具体的には、発泡ポリウレタンからなる研磨布を用いる場合には、その表面の発泡気泡による細孔が砥粒で塞がれることや表面の細孔が目つぶれし、砥粒や砥液の保存状態や研磨布自体の研磨特性が変化すること等が考えられる。

上述のような不都合の発生を防ぐために、研磨動作が終了するたびに研磨布に性能を回復あるいは修正する処理を施すことが行われている。これは研磨布のドレッシングと呼ばれ、ドレッサディスクを用いて研磨布上の砥液や研磨屑を除去したり、研磨布表面の表面状態を回復させたりするものである。

特許第４２５９０４８号 特許第５５５２１２４号 特許第５９１９１５７号

しかしながら、ドレッサディスクを長時間に亘って使用すると、ドレッシング性能を保てなくなくなる。そのようなライフタイムを終えたドレッサディスクは交換が必要である。ドレッサディスクの交換時には、基板研磨装置の動作を停止した上で、オペレータが手動でドレッサディスクを取り外し、新しいドレッサディスクを装着していた。

近年、半導体ウエハの出荷枚数増加に伴い、生産装置も増加している。そして、量産中にライフタイムを終えたドレッサディスクを手動で交換するためには基板研磨装置を停止せざるを得ず、基板研磨装置の稼働率低下が近年特に顕在化してきている。

本開示はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、稼働率を高くすることができる基板研磨装置、基板処理装置、ドレッサディスク、ドレッサディスクの取り外し方法、ドレッサディスクの取り付け方法およびドレッサディスクの交換方法を提供することである。

一実施形態によれば、基板研磨装置におけるドレッサホルダの下面に着脱可能に保持された第１ドレッサディスクを、別の第２ドレッサディスクに交換する方法であって、前記第１ドレッサディスクおよび前記第２ドレッサディスクには凹部が設けられ、前記ドレッサホルダは、前記凹部に係合する突起が設けられ、当該方法は、前記第１ドレッサディスクの寿命が経過したか否かを判断する判断ステップと、前記第１ドレッサディスクの寿命が経過し、かつ、複数の基板から構成される１単位の基板群を処理し終えた後に、前記第１ドレッサディスクを前記ドレッサホルダから取り外す取り外しステップと、その後に、前記第２ドレッサディスクを前記ドレッサホルダに取り付ける取り付けステップと、を備え、前記取り外しステップは、前記第１ドレッサディスクを、前記第１ドレッサディスクの直径より大きな底面と、前記第１ドレッサディスクの直径より小さな間隔が設けられた上面との間に移動させる工程と、前記ドレッサホルダを上昇させて前記第１ドレッサディスクを前記ドレッサホルダから取り外す工程と、を含み、前記取り付けステップは、前記第２ドレッサディスクが載置された取り付け台の上方に、前記ドレッサホルダを移動させる工程と、前記ドレッサホルダを下降させて前記第２ドレッサディスクを前記ドレッサホルダに取り付ける工程と、を含む、基板研磨装置におけるドレッサディスクの交換方法が提供される。

前記判断ステップでは、前記ドレッサホルダに保持されたドレッサディスクが使用された積算時間、および、研磨した基板の積算枚数のうち少なくとも１つに基づいて、前記ドレッサディスクの寿命が経過したか否かを判断するのが望ましい。

別の実施形態によれば、基板研磨装置におけるドレッサホルダの下面に着脱可能に保持されたドレッサディスクを、前記ドレッサディスクの直径より大きな底面と、前記ドレッサディスクの直径より小さな間隔が設けられた上面との間に移動させる工程と、前記ドレッサホルダを上昇させて前記ドレッサディスクを前記ドレッサホルダから取り外す工程と、を備えるドレッサディスクの取り外し方法が提供される。
基板研磨装置を停止させることなくドレッサの自動取り外しが可能となり、基板研磨装置の稼働率が向上する。

前記ドレッサホルダの下面に保持されたドレッサディスクを、前記上面の斜め上方に移動させる工程と、前記ドレッサディスクを前記上面と前記底面との間の高さまで下降させる工程と、を備え、その後に、前記ドレッサホルダの下面に保持されたディスクを前記底面と前記上面との間に移動させるのが望ましい。

別の実施形態によれば、凹部が設けられたドレッサディスクが載置された取り付け台の上方に、前記凹部に係合する突起が設けられたドレッサホルダを移動させる工程と、前記ドレッサホルダを下降させて前記ドレッサディスクを前記ドレッサホルダに取り付ける工程と、を備える、基板研磨装置におけるドレッサディスクの取り付け方法が提供される。
基板研磨装置を停止させることなくドレッサの自動取り付けが可能となり、基板研磨装置の稼働率が向上する。

前記取り付け台の上方に前記ドレッサホルダが移動された後、前記凹部の直上に前記突起が位置するよう、前記ドレッサディスクを回転させる工程を備え、その後に、前記ドレッサホルダを下降させるのが望ましい。

別の実施形態によれば、基板を研磨する研磨パッドを有する研磨ユニットと、前記研磨パッドをドレッシングするドレッサディスクを、着脱可能に下面に保持するドレッサホルダと、前記ドレッサホルダに保持された前記ドレッサディスクを取り外すための取り外し台と、前記ドレッサホルダに別のドレッサディスクを取り付けるための取り付け台と、前記ドレッサホルダを移動させるための制御を行う制御部と、を備え、前記制御部が、前記取り外し台において前記ドレッサホルダを上昇させることで、前記ドレッサホルダに保持されたドレッサディスクが取り外され、前記取り付け台において前記ドレッサホルダを下降させることで、前記取り付け台に載置された別のドレッサディスクが前記ドレッサホルダに取り付けられる、基板研磨装置が提供される。

ドレッサホルダがドレッサディスクを下面に保持する。そのため、取り外し台においてドレッサホルダが上昇することによって、ドレッサディスクをドレッサホルダから取り外すことができる。また、取り付け台においてドレッサホルダが下降することによって、新たなドレッサディスクをドレッサホルダに取り付けることができる。
このように、基板研磨装置を停止することなくドレッサディスクを交換できるため、基板研磨装置の稼働率が向上する。

前記取り外し台は、前記ドレッサディスクより小さな間隙が設けられた面を有し、前記ドレッサホルダに保持された前記ドレッサディスクが前記面の下方に位置する状態で前記ドレッサホルダが上昇することで、前記面によって前記ドレッサディスクが前記ドレッサホルダから取り外されるのが望ましい。
さらに望ましくは、前記ドレッサホルダには、切り欠きが設けられ、それにより、前記ドレッサホルダが上昇する際、前記ドレッサホルダは前記面と接触しない。

前記取り付け台には、前記別のドレッサディスクを位置決めするための突起が設けられるのが望ましい。

前記ドレッサホルダの下面には、下方を向いた突起が設けられ、前記取り付け台に載置された別のドレッサディスクには、上方が開口した凹部が設けられ、前記別のドレッサホルダの突起が前記ドレッサディスクの凹部の上方にある状態で前記ドレッサホルダが下降することで、前記突起が前記凹部に嵌まって前記別のドレッサディスクが前記ドレッサホルダに取り付けられるのが望ましい。

前記制御部は、前記ドレッサホルダに保持されたドレッサディスクの寿命が経過したか否かを判断して、前記ドレッサディスクの寿命が経過し、かつ、複数の基板から構成される１単位の基板群を処理し終えた後に、前記ドレッサディスクを取り外して別のドレッサディスクを取り付けるよう制御するのが望ましい。

別の実施形態によれば、上記の基板研磨装置と、研磨後の基板を洗浄するための基板洗浄装置と、洗浄後の基板を乾燥させるための基板乾燥装置と、を備える基板処理装置が提供される。

別の実施形態によれば、基板研磨装置用のドレッサディスクであって、複数の突起を有するドレッサホルダの下面に磁気力によって取り付け可能であり、前記複数の突起がそれぞれ挿入される複数の凹部が設けられたドレッサディスクが提供される。

ドレッサホルダの下面に磁気力によってドレッサディスクを取り付け可能としたことで、ドレッサディスクの自動交換が容易となる。また、突起が凹部に挿入されることで、位置合わせが容易となる。よって、このようなドレッサディスクを有する基板研磨装置の稼働率を向上させることができる。

基板研磨装置の稼働率を高くすることができる。

第１の実施形態に係る基板研磨装置３Ａを有する基板処理装置の概略平面図。 第１の実施形態に係る基板研磨装置３Ａの概略側面図。 ドレッサホルダ４２の水平方向断面図。 ドレッサホルダ４２およびドレッサディスク４１の分解斜視図。 取り外し台４６の斜視図。 ドレッサディスク４１の取り外し手順を説明するフローチャート。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図。 取り付け台４７の上面図。 図１１ＡのＰ−Ｐ断面図。 ドレッサディスク４１の取り付け手順を示すフローチャート。 ドレッサディスク４１の取り付け工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り付け工程を順に示す図。 ドレッサディスク４１の取り付け工程を順に示す図。 基板処理装置による処理フローを説明する図。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る基板研磨装置３Ａ〜３Ｄを有する基板処理装置の概略平面図である。図１に示すように、この基板処理装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、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。これらのロード／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。研磨部３では基板の研磨が行われる。洗浄部４では研磨された基板の洗浄および乾燥が行われる。また、基板処理装置は基板処理動作を制御する制御部５を有している。

ロード／アンロード部２は、多数の基板（例えば半導体ウエハ）をストックする基板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。これらのフロントロード部２０はハウジング１に隣接して配置され、基板処理装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に沿って配列されている。

また、ロード／アンロード部２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上に基板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に搭載された基板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。そして、処理された基板を基板カセットに戻すときに上側のハンドを使用し、処理前の基板を基板カセットから取り出すときに下側のハンドを使用して、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、その軸心周りに回転することで、基板を反転させることができるように構成されている。

研磨部３は、基板の研磨（平坦化）および洗浄が行われる領域であり、例えばロード／アンロード部２側から順に並んだ４つの基板研磨装置３Ａ〜３Ｄを備えている。基板研磨装置３Ａ〜３Ｄの構成については、後に詳しく説明する。

洗浄部４は、基板の洗浄および乾燥が行われる領域であり、ロード／アンロード部２とは反対側から順に洗浄室１９０と、搬送室１９１と、洗浄室１９２と、搬送室１９３と、乾燥室１９４とに区画されている。

洗浄室１９０内には、垂直方向に沿って配列された２つの一次基板洗浄装置２０１（図１には１つのみ図示される）が配置されている。同様に、洗浄室１９２内には、垂直方向に沿って配列された２つの二次基板洗浄装置２０２（図１には１つのみ図示される）が配置されている。一次基板洗浄装置２０１および二次基板洗浄装置２０２は、洗浄液を用いて基板を洗浄する洗浄機である。これらの一次基板洗浄装置２０１および二次基板洗浄装置２０２は垂直方向に沿って配列されているので、フットプリント面積が小さいという利点が得られる。

乾燥室１９４内には、縦方向に沿って配列された２つの基板乾燥装置２０３（図１には１つのみ図示される）が配置されている。これら２つの基板乾燥装置２０３は互いに隔離されている。基板乾燥装置２０３の上部には、清浄な空気を基板乾燥装置２０３内にそれぞれ供給するフィルタファンユニットが設けられている。

なお、以下では基板処理装置が制御部５を備えて基板研磨装置３Ａ〜３Ｄなどを制御する例を示すが、基板研磨装置３Ａ〜３Ｄのそれぞれが制御部を備えていてもよい。

次に、基板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、基板研磨装置３Ａ，３Ｂに隣接して、リニアトランスポータ６が配置されている。このリニアトランスポータ６は、これら基板研磨装置３Ａ，３Ｂが配列する方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順に搬送位置ＴＰ１〜ＴＰ４とする）の間で基板を搬送する。

また、基板研磨装置３Ｃ，３Ｄに隣接して、リニアトランスポータ７が配置されている。このリニアトランスポータ７は、これら基板研磨装置３Ｃ，３Ｄが配列する方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順に搬送位置ＴＰ５〜ＴＰ７とする）の間で基板を搬送する。

基板は、リニアトランスポータ６によって基板研磨装置３Ａ，３Ｂに搬送される。基板研磨装置３Ａへの基板の受け渡しは搬送位置ＴＰ２で行われる。研磨装置３Ｂへの基板の受け渡しは搬送位置ＴＰ３で行われる。基板研磨装置３Ｃへの基板の受け渡しは搬送位置ＴＰ６で行われる。基板研磨装置３Ｄへの基板の受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。

搬送位置ＴＰ１には、搬送ロボット２２から基板を受け取るためのリフタ１１が配置されている。基板はこのリフタ１１を介して搬送ロボット２２から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、基板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に基板が渡されるようになっている。

また、リニアトランスポータ６，７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。このスイングトランスポータ１２は、搬送位置ＴＰ４，ＴＰ５との間を移動可能なハンドを有しており、リニアトランスポータ６からリニアトランスポータ７への基板の受け渡しは、スイングトランスポータ１２によって行われる。

基板は、リニアトランスポータ７によって基板研磨装置３Ｃおよび／または基板研磨装置３Ｄに搬送される。また、研磨部３で研磨された基板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。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基板の仮置き台１８０が配置されている。この仮置き台１８０は、図１に示すように、リニアトランスポータ６に隣接して配置されており、リニアトランスポータ６と洗浄部４との間に位置している。

続いて、基板研磨装置３Ａ〜３Ｄについて詳しく説明する。基板研磨装置３Ａ〜３Ｄの構成は共通しているので、以下では基板研磨装置３Ａについて説明する。

図２は、第１の実施形態に係る基板研磨装置３Ａの概略側面図である。
基板研磨装置３Ａは、基板Ｗを研磨する研磨ユニット３０として、トップリング３１と、下部にトップリング３１が連結されたトップリングシャフト３２と、研磨パッド３３Ａを有する研磨テーブル３３と、研磨液を研磨テーブル３３上に供給するノズル３４と、トップリングアーム３５と、旋回軸３６とを有する。

トップリング３１は真空吸着により基板Ｗを下面に保持する。
トップリングシャフト３２は、一端にトップリング３１の上面中央が連結され、他端にトップリングアーム３５が連結される。制御部５の制御に応じて昇降機構（不図示）がトップリングシャフト３２を昇降させることで、トップリング３１に保持された基板Ｗの下面が研磨パッド３３Ａに接触したり離れたりする。また、制御部５の制御に応じてモータ（不図示）がトップリングシャフト３２を回転させることでトップリング３１が回転し、これによって保持された基板Ｗも回転する。

研磨テーブル３３の上面には研磨パッド３３Ａが設けられる。研磨テーブル３３の下面は回転軸に接続されており、研磨テーブル３３は回転可能となっている。研磨液がノズル３４から供給され、研磨パッド３３Ａに基板Ｗの下面が接触した状態で基板Ｗおよび研磨テーブル３３が回転することで、基板Ｗが研磨される。

トップリングアーム３５は、一端にトップリングシャフト３２が回転自在に連結され、他端に旋回軸３６が連結される。制御部５の制御に応じてモータ（不図示）が旋回軸３６を回転させることでトップリングアーム３５が揺動し、トップリング３１が研磨パッド３３Ａ上と、基板受け渡し位置である搬送位置ＴＰ２（図１）との間を行き来する。

また、基板研磨装置３Ａは、ドレッシングユニット４０として、ドレッサディスク４１と、ドレッサホルダ４２と、ドレッサシャフト４３と、ドレッサアーム４４と、旋回軸４５と、取り外し台４６と、取り付け台４７とを有する。

ドレッサディスク４１は断面が円形であり、その下面がドレッシング面である。ドレッシング面にはダイヤモンド粒子などが固定されている。ドレッサディスク４１が研磨パッド３３Ａに接触してその表面を削ることによって、研磨パッド３３Ａをドレッシング（コンディショニング）する。

ドレッサホルダ４２は、断面がドレッサディスク４１と直径がほぼ等しい円形であり、その下面にドレッサディスク４１を着脱可能に保持する。なお、ドレッサホルダ４２の直径は、ドレッサシャフト４３の直径より大きい。ここで、ドレッサホルダ４２がドレッサディスク４１を保持する様子を説明する。

図３は、ドレッサホルダ４２の水平方向断面図である。図示のように、ドレッサホルダ４２の周縁部には、複数の磁石４２ａが埋設されている。ドレッサディスク４１は磁性材料を含んでおり、磁石４２ａの磁気力によってドレッサディスク４１はドレッサホルダ４２に着脱可能に取り付けられる。また、ドレッサディスク４１には、対向する位置に２つの切り欠き４２ｂが設けられている。この点は後述する。

図４は、ドレッサホルダ４２およびドレッサディスク４１の分解斜視図である。図示のように、ドレッサホルダ４２の下面には、下方に向かって延びる複数の突起４２ｃが設けられている。突起４２ｃの先端はテーパー状であるのが望ましい。一方、ドレッサディスク４１の上面には、上方が開口した複数の凹部４１ａが設けられている。凹部４１ａはドレッサディスク４１の廻り止め穴として機能する。つまり、ドレッサホルダ４２の突起４２ｃがドレッサディスク４１の凹部４１ａに挿入されて嵌まることで、ドレッサディスク４１の空転を防止できる。

なお、磁気力によってドレッサホルダ４２がドレッサディスク４１を保持する例を示すが、嵌め合い機構など別の仕組みによって保持してもよい。

図２に戻り、ドレッサシャフト４３は、一端にドレッサホルダ４２の上面中央が連結され、他端にドレッサアーム４４が連結される。制御部５の制御に応じて昇降機構（不図示）がドレッサシャフト４３やドレッサホルダ４２を昇降させることで、ドレッサディスク４１が研磨パッド３３Ａに接触したり離れたりする。また、制御部５の制御に応じてモータ（不図示）がドレッサシャフト４３を回転させることで、ドレッサホルダ４２やドレッサディスク４１が回転する。

ドレッサアーム４４は、一端にドレッサシャフト４３が回転自在に連結され、他端に旋回軸４５が連結される。制御部５の制御に応じてモータ（不図示）が旋回軸４５を回転させることでドレッサアーム４４が揺動し、ドレッサ５１が研磨パッド３３Ａ上と、取り外し台４６と、取り付け台４７との間を行き来する。

ドレッサホルダ４２に保持されたドレッサディスク４１を取り外すための取り外し台４６と、別のドレッサディスク４１が載置されてこれをドレッサホルダ４２に取り付けるための取り付け台４７とを設ける点が本実施形態の特徴の１つである。これらは研磨テーブル３３から離れた位置、より具体的には、旋回軸４５を中心とする円周上に配置される。

続いて、このような基板研磨装置３Ａにおけるドレッサディスク４１の取り外しを説明する。
取り外し台４６は、ドレッサディスク４１を取り外す動作の際に欠け等が生じにくいように、丈夫な材質からなっており、例えば、ＳＵＳや強化性プラスチック等から構成することができる。また、取り外し台４６の下部には、図示しないパン等を設けることができ、取り外したドレッサディスク４１が落下等してしまい、割れたり破損したりすることのないようにされている。さらに、取り付け台４７は、ドレッサディスク４１に物理的な衝撃による傷などの発生といった影響をできるだけ与えず、また、研磨処理を行う研磨パッド３３Ａに接触するドレッサディスク４１を金属で汚染して間接的に研磨処理に悪影響を及ぼすことなどが無いように、ＰＰ等のプラスチックから構成することができる。

図５は、取り外し台４６の斜視図である。取り外し台４６は、底面４６ａと、底面４６ａから鉛直方向に延びる２つの側面４６ｂ１，４６ｂ２と、上面４６ｃとを有する。

底面４６ａの直径（あるいは幅）はドレッサディスク４１の直径より大きく、言い換えると、側面４６ｂ１，４６ｂ２間の距離ｄ１はドレッサディスク４１の直径より大きい。

また、上面４６ｃには、幅ｄ２の間隙が設けられている。より具体的には、上面４６ｃは各側面４６ｂ１，４６ｂ２から水平方向内側に延びる肩部４６ｃ１，４６ｃ２を有し、これらの距離がｄ２である。距離ｄ２は、ドレッサホルダ４２における切り欠き４２ｂ（図３）間の距離より大きく、かつ、ドレッサディスク４１の直径より小さい。肩部４６ｃ１，４６ｃ２は、ドレッサディスク４１を取り外すためのチャックとも言える。

図６は、ドレッサディスク４１の取り外し手順を説明するフローチャートである。また、図７Ａ〜図１０Ｂは、ドレッサディスク４１の取り外し工程を順に示す図である。

まず、旋回軸４５が旋回して、ドレッサディスク４１が取り外し台４６の斜め上方に位置するよう、ドレッサアーム４４が移動する（ステップＳ１、図７Ａおよび図７Ｃの上面図）。この状態では、ドレッサディスク４１は鉛直方向において取り外し台４６の肩部４６ｃ１，４６ｃ２より高い位置にある（図７Ｂの斜視図）。

続いて、ドレッサシャフト４３が下降する（ステップＳ２）。これにより、ドレッサディスク４１は、鉛直方向において肩部４６ｃ１，４６ｃ２より低く底面４６ａより高い位置にあるが、底面４６ａの直上にあるわけではない（図８の斜視図）。

その後、旋回軸４５が取り外し台４６側に旋回して、ドレッサディスク４１が取り外し台４６内に位置するよう、ドレッサアーム４４が移動する（ステップＳ３、図９Ａの上面図）。これにより、ドレッサディスク４１は底面４６ａの直上に位置し、ドレッサディスク４１の外周の一部が肩部４６ｃ１，４６ｃ２の直下に位置する（図９Ｂの斜視図）。また、肩部４６ｃ１，４６ｃ２の先端の直下にドレッサホルダ４２の切り欠き４２ｂが位置する（図９Ｃの上面図）。

そして、ドレッサシャフト４３が低速で上昇する（ステップＳ４）。肩部４６ｃ１，４６ｃ２間の距離ｄ２は切り欠き４２ｂ間の距離より大きいため、肩部４６ｃ１，４６ｃ２はドレッサホルダ４２とは接触しない（図１０Ａ）。すなわち、肩部４６ｃ１，４６ｃ２とドレッサホルダ４２とが接触しないよう、切り欠き４２ｂの大きさ、位置、形状および／または肩部４６ｃ１，４６ｃ２の幅や長さが定められる。

さらにドレッサシャフト４３が上昇すると、ドレッサディスク４１の上面外周の一部が肩部４６ｃ１，４６ｃ２と当接する（図１０Ｂ）。またさらにドレッサシャフト４３が上昇することで肩部４６ｃ１，４６ｃ２がドレッサディスク４１の上面外周に引っ掛かり、ドレッサディスク４１がドレッサホルダ４２から外れる（図１０Ｃ）。取り外されたドレッサディスク４１は底面４６ａ上に載置される。

このように、ドレッサホルダ４２がドレッサディスク４１を下面に保持する仕組みであるため、取り外し台４６においてドレッサホルダ４２が上昇することによって、オペレータによる手動操作なく、自動的にドレッサディスク４１をドレッサホルダ４２から取り外すことができる。なお図示していないが、使用済みディスク保管棚と、取り外されたドレッサディスク４１を該使用済ディスク保管棚に搬送する搬送機構を取り外し台４６に隣接して設け、使用済のドレッサディスク４１を速やかに退避させるようにしてもよい。

続いて、ドレッサディスク４１が取り外された基板研磨装置３Ａに対する、新たなドレッサディスク４１の取り付けを説明する。

図１１Ａは取り付け台４７の上面図であり、図１１Ｂは図１１ＡのＰ−Ｐ断面図である。図示のように、上から見ると取り付け台４７は円環状となっており、その上面は傾斜している。そして、この取り付け台４７には新たにドレッサホルダ４２に取り付けられるドレッサディスク４１が予め載置される。取り付け台４７の上面が傾斜していることで、ドレッサディスク４１の位置決めが容易となる。

また、取り付け台４７には、互いに対向する位置に２つの突起４７ａが設けられている。この突起４７ａは載置されるドレッサディスク４１用の位置決めピンとして機能する。すなわち、新しいドレッサディスク４１は、その外周が突起４７ａの内面と接するように位置決めして、取り付け台４７に載置される。そして、ドレッサディスク４１をドレッサホルダ４２に取り付ける際には、その切り欠き４２ｂで突起４７ａを避けるようにする。このようにして、ドレッサホルダ４２の突起４２ｃを、ドレッサディスク４１に形成された凹部４１ａに嵌めることができる（図４参照）。

図１２は、ドレッサディスク４１の取り付け手順を示すフローチャートである。新たなドレッサディスク４１の取り付けは、典型的には図６に示す手順によって古いドレッサディスク４１を取り外した後に行われる。また、図１３Ａ〜図１４は、ドレッサディスク４１の取り付け工程を順に示す図である。

まず、旋回軸４５が旋回して、ドレッサホルダ４２が取り付け台４７の上方に位置するよう、ドレッサアーム４４が移動する（ステップＳ１１、図１３Ａの上面図）。

その後、モータ（不図示）の駆動により、ドレッサホルダ４２の突起４２ｃがドレッサディスク４１の凹部４１ａの直上に位置するよう、ドレッサホルダ４２が回転する（ステップＳ１２、図１３Ｂの斜視図）。

続いて、ドレッサシャフト４３が下降する（ステップＳ１３）。これにより、ドレッサホルダ４２の突起４２ｃがドレッサディスク４１の凹部４１ａに嵌まり、かつ、磁石４２ａの磁気力によって、ドレッサディスク４１がドレッサホルダ４２に保持される（図１４）。

このように、ドレッサホルダ４２がドレッサディスク４１を下面に保持する仕組みであるため、取り付け台４７においてドレッサホルダ４２が下降することによって、オペレータによる手動操作なく、自動的に新たなドレッサディスク４１をドレッサホルダ４２に取り付けることができる。

なお図示していないが、新たなドレッサディスク４１をストックするための棚や、該棚から取り付け台４７にドレッサディスク４１を搬送する搬送機構を取り付け台４７に隣接して設けてもよい。
この搬送機構は、取り外した使用済みのドレッサディスク４１を自動的に搬出して、次いで、ドレッサディスク４１がストックされた棚から新たなドレッサディスク４１を搬送して、取り付け台４７にこれを載せるようにしてもよい。また、この搬送機構は、使用済みのドレッサディスク４１を搬送するハンドと、新たなドレッサディスク４１を搬送するためのハンドを２つ有するようにして、ディスクの搬入および搬出動作にあたり、新たなドレッサディスク４１を汚染させないように構成してもよい。

以上説明したように、第１の実施形態ではオペレータによる手動操作なく、古いドレッサディスク４１をドレッサホルダ４２から取り外したり、新しいドレッサディスク４１をドレッサホルダ４２に取り付けたりすることができる。そのため、基板研磨装置３Ａの稼働率を高くすることができる。

（第２の実施形態）
次に説明する第２の実施形態は、ドレッサディスク４１の交換タイミングに関する。

図１５は、基板処理装置による処理フローを説明する図である。基板研磨装置３Ａは基板の研磨を行う（ステップＳ２１）。このとき、基板処理装置の制御部５は、ドレッサディスク４１を取り付けてからの経過時間Ｔ１、ドレッサディスク４１の積算使用時間Ｔ２および／または基板の積算処理枚数Ｌを計測する（ステップＳ２２）。

制御部５は、経過時間Ｔ１、積算使用時間Ｔ２および／または積算処理枚数Ｌに基づいて、ドレッサディスク４１の寿命が経過したか否かを判断する（ステップＳ２３）。一例として、制御部５は、経過時間Ｔ１が設定上限Ｔ１ｍａｘを超えたか、積算使用時間Ｔ２が予め定めた使用上限設定時間Ｔ２ｍａｘを超えたか、積算処理枚数Ｌが予め定めた処理上限設定枚数Ｌｍａｘを超えた場合に、寿命が経過したと判断してもよい。
寿命を超えていないと判断された場合（ステップＳ２３のＮＯ）、基板研磨装置３Ａは基板の研磨を続行する（ステップＳ２１）。

一方、寿命を超えたと判断された場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）に、同一ロットの基板研磨中にドレッサディスク４１の交換を行うか否かが予め設定されている。同一ロットの基板研磨中にドレッサディスク４１の交換を行う設定の場合（ステップＳ２４のＹＥＳ）、直ちにドレッサディスク４１を自動交換する（ステップＳ２５）

一方、そうでない設定の場合（ステップＳ２４のＮＯ）、同一ロットの全基板群の処理が完了するまではドレッサディスク４１を交換することなく基板の研磨を継続し（ステップＳ２６，Ｓ２７のＮＯ）、同一ロット内の全基板群の処理が完了した後（ステップＳ２７のＹＥＳ）にドレッサディスク４１の自動交換を行う（ステップＳ２５）。１ロットは例えば１つのＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）にある基板群（例えば２５枚）として定義される。

このようにすることで、ＦＯＵＰを取り付けるダウンタイムにドレッサディスク４１の交換を行うことができ、基板処理装置の稼働率低下を低減できる。また、１ロット内の複数の基板群を単位として同一条件で処理することができる。

ドレッサディスク４１の自動交換が完了すると（ステップＳ２５）、次の基板研磨が行われる（ステップＳ２１）。

なお、経過時間Ｔ１、積算使用時間Ｔ２および積算処理枚数Ｌの管理や寿命を超えたか否かの判断は、基板処理装置における制御部５が行ってもよいし、ホストＰＣで行ってもよい。

このように、第２の実施形態では、適切なタイミングでドレッサディスク４１を自動交換することができる。

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
２ ロード／アンロード部
３ 研磨部
３Ａ〜３Ｄ 基板研磨装置
３０ 研磨ユニット
３３Ａ 研磨パッド
４０ ドレッシングユニット
４１ ドレッサディスク
４１ａ 凹部
４２ ドレッサホルダ
４２ａ 磁石
４２ｂ 切り欠き
４２ｃ 突起
４３ ドレッサシャフト
４４ ドレッサアーム
４５ 旋回軸
４６ 取り外し台
４６ａ 底面
４６ｂ１，４６ｂ２ 側面
４６ｃ 上面
４６ｃ１，４６ｃ２ 肩部
４７ 取り付け台
４７ａ 突起
４ 洗浄部
５ 制御部
２０１ 一次基板洗浄装置
２０２ 二次基板洗浄装置
２０３ 基板乾燥装置

Claims (12)

1. 基板研磨装置におけるドレッサホルダの下面に着脱可能に保持された第１ドレッサディスクを、別の第２ドレッサディスクに交換する方法であって、
   前記第１ドレッサディスクおよび前記第２ドレッサディスクには凹部が設けられ、
   前記ドレッサホルダは、前記凹部に係合する突起が設けられ、
   当該方法は、
   前記第１ドレッサディスクの寿命が経過したか否かを判断する判断ステップと、
   前記第１ドレッサディスクの寿命が経過し、かつ、複数の基板から構成される１単位の基板群を処理し終えた後に、前記第１ドレッサディスクを前記ドレッサホルダから取り外す取り外しステップと、
   その後に、前記第２ドレッサディスクを前記ドレッサホルダに取り付ける取り付けステップと、を備え、
   前記取り外しステップは、
   前記第１ドレッサディスクを、前記第１ドレッサディスクの直径より大きな底面と、前記第１ドレッサディスクの直径より小さな間隔が設けられた上面との間に移動させる工程と、
   前記ドレッサホルダを上昇させて前記第１ドレッサディスクを前記ドレッサホルダから取り外す工程と、を含み、
   前記取り付けステップは、
   前記第２ドレッサディスクが載置された取り付け台の上方に、前記ドレッサホルダを移動させる工程と、
   前記ドレッサホルダを下降させて前記第２ドレッサディスクを前記ドレッサホルダに取り付ける工程と、を含む、基板研磨装置におけるドレッサディスクの交換方法。
2. 前記判断ステップでは、前記ドレッサホルダに保持されたドレッサディスクが使用された積算時間、および、研磨した基板の積算枚数のうち少なくとも１つに基づいて、前記ドレッサディスクの寿命が経過したか否かを判断する、請求項１に記載のドレッサディスクの交換方法。
3. 基板研磨装置におけるドレッサホルダの下面に着脱可能に保持されたドレッサディスクを、前記ドレッサディスクの直径より大きな底面と、前記ドレッサディスクの直径より小さな間隔が設けられた上面との間に移動させる工程と、
   前記ドレッサホルダを上昇させて前記ドレッサディスクを前記ドレッサホルダから取り外す工程と、を備えるドレッサディスクの取り外し方法。
4. 前記ドレッサホルダの下面に保持されたドレッサディスクを、前記上面の斜め上方に移動させる工程と、
   前記ドレッサディスクを前記上面と前記底面との間の高さまで下降させる工程と、を備え、
   その後に、前記ドレッサホルダの下面に保持されたディスクを前記底面と前記上面との間に移動させる、請求項３に記載のドレッサディスクの取り外し方法。
5. モータが、旋回軸を旋回させることで、凹部が設けられたドレッサディスクが載置された取り付け台の上方に、前記凹部に係合する突起が設けられたドレッサホルダを移動させる工程と、
   昇降機構が、前記ドレッサホルダを下降させて前記ドレッサディスクを前記ドレッサホルダに取り付ける工程と、を備える、基板研磨装置におけるドレッサディスクの取り付け方法。
6. 前記取り付け台の上方に前記ドレッサホルダが移動された後、前記凹部の直上に前記突起が位置するよう、前記ドレッサディスクを回転させる工程を備え、
   その後に、前記ドレッサホルダを下降させる、請求項５に記載のドレッサディスクの取り付け方法。
7. 基板を研磨する研磨パッドを有する研磨ユニットと、
   前記研磨パッドをドレッシングするドレッサディスクを、着脱可能に下面に保持するドレッサホルダと、
   前記ドレッサホルダに保持された前記ドレッサディスクを取り外すための取り外し台と、
   前記ドレッサホルダに別のドレッサディスクを取り付けるための取り付け台と、
   前記ドレッサホルダを移動させるための制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部が、
   前記取り外し台において前記ドレッサホルダを上昇させることで、前記ドレッサホルダに保持されたドレッサディスクが取り外され、
   前記取り付け台において前記ドレッサホルダを下降させることで、前記取り付け台に載置された別のドレッサディスクが前記ドレッサホルダに取り付けられ、
   前記取り外し台は、前記ドレッサディスクより小さな間隙が設けられた面を有し、
   前記ドレッサホルダに保持された前記ドレッサディスクが前記面の下方に位置する状態で前記ドレッサホルダが上昇することで、前記面によって前記ドレッサディスクが前記ドレッサホルダから取り外される、基板研磨装置。
8. 前記ドレッサホルダには、切り欠きが設けられ、それにより、前記ドレッサホルダが上昇する際、前記ドレッサホルダは前記面と接触しない、請求項７に記載の基板研磨装置。
9. 前記取り付け台には、前記別のドレッサディスクを位置決めするための突起が設けられる、請求項７または８に記載の基板研磨装置。
10. 前記ドレッサホルダの下面には、下方を向いた突起が設けられ、
    前記取り付け台に載置された別のドレッサディスクには、上方が開口した凹部が設けられ、
    前記別のドレッサホルダの突起が前記ドレッサディスクの凹部の上方にある状態で前記ドレッサホルダが下降することで、前記突起が前記凹部に嵌まって前記別のドレッサディスクが前記ドレッサホルダに取り付けられる、請求項９に記載の基板研磨装置。
11. 前記制御部は、前記ドレッサホルダに保持されたドレッサディスクの寿命が経過したか否かを判断して、前記ドレッサディスクの寿命が経過し、かつ、複数の基板から構成される１単位の基板群を処理し終えた後に、前記ドレッサディスクを取り外して別のドレッサディスクを取り付けるよう制御する、請求項７乃至１０のいずれかに記載の基板研磨装置。
12. 請求項７乃至１１のいずれかに記載の基板研磨装置と、
    研磨後の基板を洗浄するための基板洗浄装置と、
    洗浄後の基板を乾燥させるための基板乾燥装置と、を備える基板処理装置。