KR20140095997A - 연마 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 연마 공정 사이에 행해지는 기판 수수 공정의 빈 시간을 최대한으로 이용하여 연마 테이블 위의 연마 패드의 클리닝을 행할 수 있는 연마 방법 및 장치를 제공한다.
(해결 수단) 미리 설정된 연마 레시피에 따라, 톱 링(301A)에 의해 연마 대상 기판을 연마 테이블(300A) 위의 연마 패드(305A)에 가압하여 기판의 피연마면을 연마하는 연마 공정과, 연마 패드에 세정액을 내뿜어 연마 패드 위의 이물질을 없애는 패드 세정 공정과, 연마 후의 기판을 기판 수수 위치에서 톱 링(301A)으로부터 이탈시켜 다음 연마 대상 기판을 톱 링에 장착하고, 다음 연마 대상 기판을 장착한 톱 링(301A)을 연마 테이블(300A)로 되돌려보낼 때까지의 기판 수수 공정을 포함하며, 연마 레시피의 종료를 검지한 후에 패드 세정 공정을 개시하고, 기판수수 공정 중에 있는 다음 대상 기판의 위치를 검지하여 연마 패드 세정 공정을 종료한다.

Description

연마 방법 및 장치{POLISHING METHOD AND APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 기판을 연마 테이블 위의 연마 패드에 가압하여, 기판의 피연마면과 연마 패드의 상대운동에 의해 기판의 피연마면을 연마하는 연마 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 고집적화·고밀도화에 따라, 회로의 배선이 점점 미세화되고, 다층 배선의 층수도 증가하고 있다. 회로의 미세화를 도모하면서 다층 배선을 실현하고자 하면, 하측 층의 표면 요철을 답습하면서 단차가 더 커지므로, 배선 층수가 증가함에 따라, 박막 형성에 있어서의 단차 형상에 대한 막 피복성(스텝 커버리지)이 나빠진다. 따라서, 다층 배선으로 하기 위해서는, 이 스텝 커버리지를 개선하고, 적당한 과정에서 평탄화 처리해야만 한다. 또, 광 리소그래피의 미세화와 함께 초점 심도가 얕아지기 때문에, 반도체 디바이스의 표면의 요철 단차가 초점 심도 이하에 들어가도록 반도체 디바이스 표면을 평탄화 처리할 필요가 있다.
따라서, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 반도체 디바이스 표면의 평탄화 기술이 점점 중요해지고 있다. 이 평탄화 기술 중 가장 중요한 기술은, 화학적 기계 연마(CMP(Chemical Mechanical Polishing))이다. 이 화학적 기계적 연마는, 연마 장치를 이용하여, 실리카(SiO2)나 세리아(CeO2) 등의 연마입자를 포함한 연마액(슬러리)을 연마 패드에 공급하면서 반도체 웨이퍼 등의 기판을 연마 패드에 슬라이딩 접촉시켜 연마를 행하는 것이다.
상술한 CMP 프로세스를 행하는 연마 장치는, 연마 패드를 갖는 연마 테이블과, 반도체 웨이퍼(기판)을 유지하기 위한 톱 링 또는 연마 헤드 등이라고 불리는 기판 유지 장치를 구비하고 있다. 이와 같은 연마 장치를 이용하여 반도체 웨이퍼(기판)의 연마를 행하는 경우에는, 기판 유지 장치에 의해 반도체 웨이퍼를 유지하면서, 연마액 공급 노즐로부터 연마액(슬러리)을 연마 패드에 공급하고, 반도체 웨이퍼를 연마 패드의 표면(연마면)에 대하여 소정의 압력으로 가압한다. 이 때, 연마 테이블과 기판 유지 장치를 회전시킴으로써 반도체 웨이퍼가 연마면에 슬라이딩 접촉하여, 반도체 웨이퍼의 표면이 평탄하고도 경면으로 연마된다.
연마 장치는, 상술한 바와 같이, 연마액 공급 노즐로부터 연마 패드 위에 연마액(슬러리)을 공급하면서 연마 테이블을 회전시킴으로써, 기판을 연마하는 것이기 때문에, 연마 패드 위에 공급된 슬러리의 미스트가 주위에 비산된다는 문제가 있다. 또, 기판의 연마 후에는 연마액 공급 노즐로부터 연마 패드 위에 순수(純水)를 공급하면서 연마 테이블을 회전시킴으로써, 물 폴리싱을 행하거나 세정을 행하거나 하기 때문에, 연마 패드 위에 공급된 순수 등의 미스트가 주위에 비산된다는 문제가 있다. 이와 같이 연마 장치 내는 슬러리, 순수 등의 미스트나 물방울이 비산되는 환경에 있어, 비산된 슬러리 등의 미스트는 연마 장치 내의 여러 가지 부분에 부착되고, 건조하면 연마입자가 응집되어 연마중에 연마 패드의 표면에 낙하하여, 기판 표면의 스크래치의 발생 원인이 된다.
이와 같이, CMP 처리에서는, 슬러리 등의 입자 응집에 의한 스크래치가 증가하는 리스크가 있어, 수율 저하의 요인으로도 되고 있다. 스크래치의 주된 원인은 응집된 연마입자의 연마 패드 위로의 탈락에 의한 것으로, 탈락한 연마입자를 연마 패드와 기판의 사이에 들어가지 않도록 하는 방법으로는, 일반적으로 드레싱 시의 대책을 생각할 수 있고, 예를 들어 드레싱 속도를 느리게 하거나, 드레싱 후에 아토마이저에 의해 액체와 기체의 혼합 유체 등으로 연마입자를 씻어내는 클리닝이 있다.
일본 공개특허 특개2007-75973호 공보
상술한 연마 패드 위에 있는 응집된 연마입자를 가능한 한 없애기 위해서는, 아토마이저에 의한 연마 패드의 클리닝 시간은 길수록 바람직하다. 그러나, 종래의 연마 장치에 있어서는, 드레싱 공정이나 아토마이저에 의한 연마 패드의 세정 공정은 연마 레시피에 설정되어 있었기 때문에, 아토마이저에 의한 연마 패드의 클리닝 시간을 길게 하기 위해서는 연마 레시피를 변경함으로써 클리닝 시간을 늘일 필요가 있어, 스루풋을 현저하게 저하시킨다는 문제가 있다.
본 발명자들은, 스루풋을 저하시키지 않고, 연마 패드(연마면)의 클리닝 시간을 길게 하기 위하여, 연마 레시피에 기초하여 연마 장치에서 실행되고 있는 각종 공정의 재검토를 행하는 과정에서 이하의 지견(知見)을 얻은 것이다. 즉, 1매의 반도체 웨이퍼 등의 기판을 연마한 후에는, 연마 후의 기판을 톱 링으로부터 이탈시켜 새로운 기판을 톱 링에 장착하는 기판 수수(授受) 공정이 있다.
본 발명자들은, 기판 수수 공정 동안, 연마 테이블에서는 조금도 작업이 행해지지 않고 있는, 소위 빈 시간인 것에 착안하여, 이 빈 시간을 이용하여 연마 패드를 세정함으로써 클리닝 시간을 늘일 가능성을 검토하였다. 이 경우, 연마 레시피에, 「연마 레시피가 재실행될 때까지의 동안(시간) 연마 패드 클리닝 실행」이라는 레시피를 추가하는 것을 생각할 수 있는데, 제어부로부터 연마 레시피의 실행 명령이 이루어지면, 연마 레시피는 실행중이 되고, 연마 레시피 자신에서 연마 레시피가 종료되었음을 검지할 수 없기 때문에, 자기 자신이 실행중인 상태에서 연마 레시피 종료 필요 여부를 계속해서 확인하게 된다. 바꿔 말하면, 「연마 레시피가 재실행될 때까지의 동안」이라는 경우, 앞서의 연마 레시피의 종료를 검지할 수 없고, 다음의 연마 레시피의 개시도 검지할 수 없기 때문에 , 연마 패드 클리닝을 속행하지 않을 수 없는 상태가 계속된다. 따라서, 연마 레시피에 「연마 패드 클리닝」을 추가하는 경우에는, 클리닝 시간을 설정하지 않을 수 없게 되어, 결과적으로 스루풋을 저하시키게 된다.
또, 연마 레시피와는 별도로, 「연마 레시피가 종료 후, 소정 시간 연마 패드를 클리닝한다」는 설정을 미리 행해 두는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 연마 장치에는 여러 가지 기판이 흘러 오므로, 즉, 여러 가지 연마 레시피가 실행되므로, 연마 레시피 사이의 시간은 일정하지 않다. 따라서, 기판마다 연마 패드 클리닝 시간을 그때마다 설정하는 것은 번거롭고, 그때마다 설정하지 않게 되면, 각 연마 레시피 사이의 최소 간격을 설정하지 않을 수 없어, 연마 레시피 사이의 빈 시간을 최대한 유효 이용할 수는 없다.
본 발명은, 상술한 사정에 비추어 보아 이루어진 것으로, 연마 공정 사이에 행해지는 기판 수수 공정의 빈 시간을 최대한으로 이용하여 연마 테이블 위의 연마 패드의 클리닝을 행할 수 있는 연마 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 연마 방법은, 미리 설정된 연마 레시피에 따라, 톱 링에 의해 연마 대상 기판을 연마 테이블 위의 연마 패드에 가압하여 기판의 피연마면을 연마하는 연마 공정과, 상기 연마 패드에 세정액을 내뿜어 연마 패드 위의 이물질을 없애는 패드 세정 공정과, 연마 후의 기판을 기판 수수 위치에서 톱 링으로부터 이탈시켜 다음 연마 대상 기판을 톱 링에 장착하고, 다음 연마 대상 기판을 장착한 톱 링을 상기 연마 테이블로 되돌려보낼 때까지의 기판 수수 공정을 포함하며, 상기 연마 레시피의 종료를 검지한 후에 상기 패드 세정 공정을 개시하고, 상기 기판 수수 공정 중에 있는 다음 연마 대상 기판의 위치를 검지하여 상기 패드 세정 공정을 종료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 미리 설정된 연마 레시피에 따라, 톱 링에 의해 기판을 연마 테이블 위의 연마 패드에 가압하여 기판을 연마하는 연마 공정을 행한다. 그리고, 연마 후의 기판을 기판 수수 위치에 반송하여 연마 후의 기판을 톱 링으로부터 이탈시켜 다음 연마 대상 기판을 톱 링에 장착하고, 다음 연마 대상 기판을 장착한 톱 링을 연마 테이블에 되돌려보내는 기판 수수 공정을 행한다. 상기 연마 레시피의 종료를 검지한 후에 연마 패드에 대한 세정액의 내뿜기를 개시하여 패드 세정 공정을 개시한다. 이 패드 세정 공정은 상기 기판 수수 공정 중에 행한다. 그리고, 이 기판 수수 공정 중의 어느 것인가의 단계에 있어서, 다음 연마 대상 기판의 위치를 검지하여 패드 세정 공정을 종료한다. 예를 들어, 다음 연마 대상 기판이 기판 수수 위치에 도착하였음을 검지하여 패드 세정 공정을 종료한다. 다음 연마 대상 기판의 위치의 검지는, 기판을 직접 검지함으로써 행해도 되고, 톱 링 등의 위치를 검지하는 것에 의한 간접적인 검지여도 된다. 본 발명에 의하면, 연마 공정 사이에 행해지는 기판 수수 공정의 빈 시간을 최대한으로 이용하여 연마 테이블 위의 연마 패드(연마면)의 클리닝을 행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 상기 기판 수수 공정 중에 있는 다음 연마 대상 기판이 상기 기판 수수 위치에 도착하였음을 검지하여 상기 패드 세정 공정을 종료하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 연마 레시피의 종료 후에 패드 세정 공정을 개시하고, 기판 수수 공정 중에 있는 다음 연마 대상 기판이 상기 기판 수수 위치(푸셔)에 도 착하였음을 검지하여 상기 패드 세정 공정을 종료한다.
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 상기 연마 공정과 상기 패드 세정 공정에 있어서, 상기 연마 테이블의 회전 속도를 바꾸는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 연마 공정과 패드 세정 공정에 있어서 연마 테이블의 회전 속도를 바꾼다. 그리고, 패드 세정 공정에 있어서도, 연마 패드에 대한 세정액의 내뿜기(블로우)를 개시할 때에는 연마 패드를 저속으로 회전시키고, 그 후에, 연마 패드에 대한 세정액의 내뿜기를 계속하면서 연마 패드를 고속으로 회전시켜도 된다.
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 상기 연마 테이블의 회전 속도는, 연마 공정시보다 패드 세정 공정시 쪽이 높은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 상기 연마 공정은, 기판의 피연마면을 연마하는 연마 스텝과, 상기 연마 패드를 드레싱하는 드레싱 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 상기 연마 공정은, 기판의 피연마면을 연마하는 연마 스텝과, 상기 연마 패드를 드레싱하는 드레싱 스텝과, 상기 연마 패드에 세정액을 내뿜어 연마 패드 위의 이물질을 없애는 연마 패드 클리닝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 연마 공정 중에 행하는 연마 패드 클리닝에 뒤이어, 패드 세정 공정을 행할 수 있다. 따라서, 장시간의 연마 패드 클리닝을 확보할 수 있다.
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 적어도 두 개의 연마 테이블에서 기판을 연마하는 경우, 각 연마 테이블에서 상기 연마 레시피가 다른 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 두 개의 연마 테이블을 이용하여 기판의 2단 연마를 행하는 경우, 두 개의 테이블 사이에서 연마 레시피가 다르다. 연마 레시피가 다르면 연마 레시피에 필요로 하는 시간도 달라, 즉, 1단째의 연마를 행하는 연마 테이블의 연마 레시피의 소요 시간과 2단째의 연마를 행하는 연마 테이블의 연마 레시피의 소요시간은 달라, 각 테이블에 있어서의 연마 레시피 사이의 시간이 다르다. 따라서, 연마 레시피 사이에 행해지는 연마 패드 클리닝 시간도 각 테이블에서 다르다.
본 발명의 바람직한 태양에 의하면, 하나의 연마 테이블에서 복수의 기판을 연속하여 연마하는 경우, 앞서의 기판을 연마하는 연마 레시피와 다음 기판을 연마하는 연마 레시피의 사이에, 상기 패드 세정 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 연마 장치는, 연마 방법을 실시하는 것이 가능한 연마 장치로서, 상기 연마 방법은, 미리 설정된 연마 레시피에 따라, 톱 링에 의해 연마 대상 기판을 연마 테이블 위의 연마 패드에 가압하여 기판의 피연마면을 연마하는 연마 공정과, 상기 연마 패드에 세정액을 내뿜어 연마 패드 위의 이물질을 없애는 패드 세정 공정과, 연마 후의 기판을 기판 수수 위치에서 톱 링으로부터 이탈시켜 다음 연마 대상 기판을 톱 링에 장착하고, 다음 연마 대상 기판을 장착한 톱 링을 상기 연마 테이블에 되돌려보낼 때까지의 기판 수수 공정을 포함하며, 상기 연마 레시피의 종료를 검지한 후에 상기 패드 세정 공정을 개시하고, 상기 기판 수수 공정 중에 있는 다음 연마 대상 기판의 위치를 검지하여 상기 패드 세정 공정을 종료하고, 상기 연마 장치는, 상기 패드 세정 공정을 행할지 여부를 설정 가능하게 하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 연마 장치의 제어부에, 연마 레시피와는 별도로, 패드 세정 공정을 행할지 여부를 설정하는 설정 모드가 있어, 이 설정 모드를 조작함으로써 연마 레시피 사이에 패드 세정 공정을 추가할 수 있다.
본 발명은 이하에 열거하는 효과를 나타낸다.
본 발명에 의하면, 연마 공정 사이에 행해지는 기판 수수 공정의 빈 시간을 최대한으로 이용하여 연마 테이블 위의 연마 패드(연마면)의 클리닝을 행할 수 있는다. 따라서, 이하에 열거하는 효과를 기대할 수 있다.
(1) 연마 레시피를 변경하지 않고, 또 연마 패드 클리닝 시간을 설정하지 않고, 연마 패드 클리닝 시간을 확보할 수 있다. 따라서, 스루풋을 저하시키지 않고, 원하는 연마 패드 클리닝 시간을 확보할 수 있다.
(2) 원하는 연마 패드 클리닝 시간을 확보할 수 있기 때문에, 연마 패드 위에 있는 응집된 연마입자를 가능한 한 없앨 수 있으므로, 연마 패드 위의 입자 응집에 기인하는 기판 표면의 스크래치의 발생을 비약적으로 줄일 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관련된 연마 장치의 전체 구성을 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 네 개의 연마 유닛 중 제 1 연마 유닛의 전체 구성을 나타낸 모식적 사시도이다.
도 3 (a), (b)는, 미리 설정된 연마 레시피에 기초하여 실행되는 레시피 프로세스에 대하여 종래 예와 본 발명을 비교한 타임 차트이다.
도 4는, 종래 예에 있어서의 연마 레시피에 기초하여 실행되는 레시피 프로세스의 순서를 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는, 본 발명의 「연마 레시피」 및 「연마 패드 클리닝」의 순서를 나타낸 플로우 차트이다.
도 6 (a)는, 두 개의 연마 테이블을 이용하여 2단 연마를 행하는 경우에 테이블 사이의 연마 레시피가 다른 경우를 나타낸 타임 차트이고, 도 6 (b)는, 웨이퍼 수수 위치에서 웨이퍼 세정 및 톱 링 세정을 행하는 경우와 행하지 않는 경우를 나타낸 타임 차트이다.
이하에, 본 발명에 관련된 연마 장치의 일 실시 형태에 대하여 도 1 내지도 6을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 도 1 내지 도 6에 있어서, 동일 또는 상당하는 구성 요소에는, 동일한 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다. 본 실시형태에 있어서는, 연마 대상 기판으로서 반도체 웨이퍼의 경우를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관련된 연마 장치의 전체 구성을 나타낸 평면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 연마 장치는, 대략 직사각형 형상의 하우징(1)을 구비하고 있고, 하우징(1)의 내부는 격벽(1a, 1b, 1c)에 의해서 로드/언로드부(2)와 연마부(3(3a,3b))와 세정부(4)로 구획되어 있다. 이들 로드/언로드부(2), 연마부(3a, 3b) 및 세정부(4)는 각각 독립적으로 조립되고, 독립적으로 배기되는 것이다.
로드/언로드부(2)는, 다수의 반도체 웨이퍼를 스톡하는 웨이퍼 카세트를 탑재하는 두 개 이상(본 실시 형태에서는 네 개)의 프론트 로드부(20)를 구비하고 있다. 이들 프론트 로드부(20)는, 연마 장치의 폭 방향(길이방향과 수직인 방향)에 인접하여 배열되어 있다. 프론트 로드부(20)에는 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 팟, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod)를 탑재할 수 있다. 여기서, SMIF, FOUP는 내부에 웨이퍼 카세트를 수납하고 격벽으로 덮음으로써, 외부공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.
또, 로드/언로드부(2)에는, 프론트 로드부(20)의 배열을 따라서 주행 기구(21)가 부설되어 있고, 이 주행 기구(21) 위에 웨이퍼 카세트의 배열 방향을 따라 이동 가능한 반송 로봇(22)이 설치되어 있다. 반송 로봇(22)은 주행 기구(21) 위를 이동함으로써 프론트 로드부(20)에 탑재된 웨이퍼 카세트에 액세스할 수 있게 되어 있다. 이 반송 로봇(22)은 상하에 두 개의 핸드를 구비하고 있고, 예를 들어, 상측의 핸드를 웨이퍼 카세트에 반도체 웨이퍼를 되돌려보낼 때에 사용하고, 하측의 핸드를 연마 전의 반도체 웨이퍼를 반송할 때에 사용하여, 상하의 핸드를 구분하여 사용할 수 있게 되어 있다.
로드/언로드부(2)는 가장 깨끗한 상태를 유지할 필요가 있는 영역이기 때문에, 로드/언로드부(2)의 내부는, 장치 외부, 연마부(3) 및 세정부(4) 중 어느 것보다 높은 압력으로 상시(常時) 유지되어 있다. 또, 반송 로봇(22)의 주행 기구(21)의 상부에는, HEPA 필터나 ULPA 필터 등의 클린 에어 필터를 갖는 필터 팬 유닛(도시 생략)이 설치되어 있고, 이 필터 팬 유닛에 의하여 파티클이나 유독 증기, 가스가 제거된 클린 에어가 상시 아래쪽을 향하여 내뿜어지고 있다.
연마부(3)는, 반도체 웨이퍼의 연마가 행해지는 영역이며, 제 1 연마 유닛(30A)과 제 2 연마 유닛(30B)을 내부에 갖는 제 1 연마부(3a)와, 제 3 연마 유닛(30C)과 제 4 연마 유닛(30D)을 내부에 갖는 제 2 연마부(3b)를 구비하고 있다. 이들 제 1 연마 유닛(30A), 제 2 연마 유닛(30B), 제 3 연마 유닛(30C) 및 제 4 연마 유닛(30D)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 장치의 길이방향을 따라 배열되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 연마 유닛(30A)은, 연마 패드(연마면)을 갖는 연마 테이블(300A)과, 반도체 웨이퍼를 유지하고 또한 반도체 웨이퍼를 연마 테이블(300A) 위의 연마 패드에 대하여 가압하면서 연마하기 위한 톱 링(301A)과, 연마 테이블(300A) 위의 연마 패드에 연마액이나 드레싱액(예를 들어, 물)을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐(302A)과, 연마 테이블(300A) 위의 연마 패드의 드레싱을 행하기 위한 드레싱 장치(303A)와, 액체(예를 들어, 순수)와 기체(예를 들어, 질소)의 혼합 유체 또는 액체(예를 들어, 순수)를 안개 상태로 하여 하나 또는 복수의 노즐로부터 연마 패드에 분사하는 아토마이저(304A)를 구비하고 있다. 또, 마찬가지로, 제 2 연마 유닛(30B)은 연마 테이블(300B)과 톱 링(301B)과 연마액 공급 노즐(302B)과 드레싱 장치(303B)와 아토마이저(304B)를 구비하고 있으며, 제 3 연마 유닛(30C)은 연마 테이블(300C)과 톱 링(301C)과 연마액 공급 노즐(302C)과 드레싱 장치(303C)와 아토마이저(304C)를 구비하고 있고, 제 4 연마 유닛(30D)은, 연마 테이블(300D)과 톱 링(301D)과 연마액 공급 노즐(302D)과 드레싱 장치(303D)와 아토마이저(304D)를 구비하고 있다.
제 1 연마부(3a)의 제 1 연마 유닛(30A) 및 제 2 연마 유닛(30B)과 세정부(4) 사이에는, 길이방향을 따른 네 개의 반송 위치(로드/언로드부(2) 측으로부터 차례로 제 1 반송 위치(TP1), 제 2 반송 위치(TP2), 제 3 반송 위치(TP3), 제 4 반송 위치(TP4)라 함) 사이에서 웨이퍼를 반송하는 제 1 리니어 트랜스포터(5)가 배치되어 있다. 이 제 1 리니어 트랜스포터(5)의 제 1 반송 위치(TP1)의 위쪽에는, 로드/언로드부(2)의 반송 로봇(22)으로부터 수취한 웨이퍼를 반전하는 반전기(31)가 배치되어 있고, 그 아래쪽에는 상하로 승강 가능한 리프터(32)가 배치되어 있다. 또, 제 2 반송 위치(TP2)의 아래쪽에는 상하로 승강 가능한 푸셔(33)가, 제 3 반송 위치(TP3)의 아래쪽에는 상하로 승강 가능한 푸셔(34)가 각각 배치되어 있다. 또한, 제 3 반송 위치(TP3)와 제 4 반송 위치(TP4) 사이에는 셔터(12)가 설치되어 있다.
또, 제 2 연마부(3b)에는, 제 1 리니어 트랜스포터(5)에 인접하여, 길이방향을 따른 세 개의 반송 위치(로드/언로드부(2) 측으로부터 차례로 제 5 반송 위치(TP5), 제 6 반송 위치(TP6), 제 7 반송 위치(TP7)라 함) 사이에서 웨이퍼를 반송하는 제 2 리니어 트랜스포터(6)가 배치되어 있다. 이 제 2 리니어 트랜스포터(6)의 제 6 반송 위치(TP6)의 아래쪽에는 푸셔(37)가, 제 7 반송 위치(TP7)의 아래쪽에는 푸셔(38)가 배치되어 있다. 또한, 제 5 반송 위치(TP5)와 제 6 반송 위치(TP6) 사이에는 셔터(13)가 설치되어 있다.
연마시에는 슬러리를 사용하는 것을 생각하면 알 수 있는 바와 같이, 연마부(3)는 가장 더러운(오염된) 영역이다. 따라서, 본 실시형태에서는 연마부(3) 내의 파티클이 외부에 비산되지 않도록, 각 연마 테이블의 주위로부터 배기가 행해지고 있고, 연마부(3)의 내부의 압력을 장치 외부, 주위의 세정부(4), 로드/언로드부(2)보다 부압(負壓)으로 함으로써 파티클의 비산을 방지하고 있다. 또, 통상, 연마 테이블의 아래쪽에는 배기 덕트(도시 생략)가, 위쪽에는 필터(도시 생략)가 각각 설치되고, 이들 배기 덕트 및 필터를 거쳐 청정화된 공기가 분출되어, 다운 플로우가 형성된다.
각 연마 유닛(30A, 30B, 30C, 30D)은 각각 격벽으로 칸막이되어 밀폐되어 있고, 밀폐된 각각의 연마 유닛(30A, 30B, 30C, 30D)으로부터 개별적으로 배기가 행해지고 있다. 따라서, 반도체 웨이퍼는, 밀폐된 연마 유닛(30A, 30B, 30C, 30D) 내에서 처리되어 슬러리의 분위기의 영향을 받지 않기 때문에, 양호한 연마를 실현할 수 있다. 각 연마 유닛(30A, 30B, 30C, 30D) 사이의 격벽에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 리니어 트랜스포터(5, 6)가 지나가기 위한 개구가 만들어져 있다. 이 개구에는 각각 셔터를 설치하여, 웨이퍼가 통과할 때에만 셔터를 열도록 해도 된다.
세정부(4)는, 연마 후의 반도체 웨이퍼를 세정하는 영역이며, 웨이퍼를 반전하는 반전기(41)와, 연마 후의 반도체 웨이퍼를 세정하는 네 개의 세정기(42∼45)와, 반전기(41) 및 세정기(42∼45)의 사이에서 웨이퍼를 반송하는 반송 유닛(46)을 구비하고 있다. 이들 반전기(41) 및 세정기(42∼45)는 길이방향을 따라 직렬로 배치되어 있다. 또, 이들 세정기(42∼45)의 상부에는, 클린 에어 필터를 갖는 필터 팬 유닛(도시 생략)이 설치되어 있고, 이 필터 팬 유닛에 의해 파티클이 제거된 클린 에어가 상시 아래쪽을 향하여 내뿜어지고 있다. 또, 세정부(4)의 내부는, 연마부(3)로부터의 파티클의 유입을 방지하기 위하여 연마부(3)보다 높은 압력으로 상시 유지되고 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 리니어 트랜스포터(5)와 제 2 리니어 트랜스포터(6) 사이에는, 제 1 리니어 트랜스포터(5), 제 2 리니어 트랜스포터(6), 및 세정부(4)의 반전기(41)의 사이에서 웨이퍼를 반송하는 스윙 트랜스포터(웨이퍼 반송 기구)(7)가 배치되어 있다. 이 스윙 트랜스포터(7)는, 제 1 리니어 트랜스포터(5)의 제 4 반송 위치(TP4)로부터 제 2 리니어 트랜스포터(6)의 제 5 반송 위치(TP5)로, 제 2 리니어 트랜스포터(6)의 제 5 반송 위치(TP5)로부터 반전기(41)로, 제 1 리니어 트랜스포터(5)의 제 4 반송 위치(TP4)로부터 반전기(41)에 각각 웨이퍼를 반송할 수 있게 되어 있다.
도 2는, 도 1에 나타낸 네 개의 연마 유닛 중 제 1 연마 유닛(30A)의 전체 구성을 나타낸 모식적 사시도이다. 다른 연마 유닛(30B∼30D)도 제 1 연마 유닛(30A)과 동일한 구성이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 연마 유닛(30A)은 연마 테이블(300A)과, 연마 대상물인 반도체 웨이퍼를 유지하여 연마 테이블 위의 연마 패드에 가압하는 톱 링(301A)을 구비하고 있다. 연마 테이블(300A)은, 테이블 축을 개재하여 그 아래쪽에 배치되는 연마 테이블 회전 모터(도시 생략)에 연결되어 있고, 테이블 축의 주위로 회전 가능하게 되어 있다. 연마 테이블(300A)의 상면에는 연마 패드(305A)가 첩부(貼付)되어 있고, 연마 패드(305A)의 표면이 반도체 웨이퍼를 연마하는 연마면을 구성하고 있다. 연마 패드(305A)로는 로델사 제의 SUBA800, IC-1000, IC-1000/SUBA400(2층 클로스) 등이 이용되고 있다. SUBA800은 섬유를 우레탄 수지로 다진 부직포이다. IC-1000은 경질(硬質)의 발포 폴리우레탄이며, 그 표면에 다수의 미세한 구멍을 가진 패드로서, 퍼포레이트 패드라고도 불리고 있다. 연마 테이블(300A)의 위쪽에는 연마액 공급 노즐(302A)이 설치되어 있고, 이 연마액 공급 노즐(302A)에 의해서 연마 테이블(300A) 위의 연마 패드(305A)에 연마액(슬러리)이 공급되게 되어 있다.
톱 링(301A)은 샤프트(311)에 접속되어 있고, 샤프트(311)는 지지 아암(312)에 대하여 상하 이동하게 되어 있다. 샤프트(311)의 상하 이동에 의해, 지지 아암(312)에 대하여 톱 링(301A)의 전체를 상하 이동시켜 위치 결정하게 되어 있다. 샤프트(311)는 톱 링 회전 모터(도시 생략)의 구동에 의해 회전하게 되어 있다. 샤프트(311)의 회전에 의해, 톱 링(301A)이 샤프트(311)의 주위로 회전하게 되어 있다.
톱 링(301A)은, 그 하면에 반도체 웨이퍼를 유지할 수 있게 되어 있다. 지지 아암(312)은 샤프트(313)을 중심으로 하여 선회 가능하게 구성되어 있고, 톱 링(301A)을 웨이퍼 수수 위치(푸셔(33))에 선회시켜, 푸셔(33)(도 1 참조)에 반송된 반도체 웨이퍼를 진공 흡착한다. 그리고, 하면에 반도체 웨이퍼를 유지한 톱 링(301A)은, 지지 아암(312)의 선회에 의해 웨이퍼 수수 위치(푸셔(33))로부터 연마 테이블(300A)의 위쪽으로 이동 가능하게 되어 있다. 톱 링(301A)은, 하면에 반도체 웨이퍼를 유지하여 반도체 웨이퍼를 연마 패드(305A)의 표면에 가압한다. 이때, 연마 테이블(300A) 및 톱 링(301A)을 각각 회전시켜, 연마 테이블(300A)의 위쪽에 설치된 연마액 공급 노즐(302A)로부터 연마 패드(305A) 위에 연마액(슬러리)을 공급한다. 연마액에는 연마입자로서 실리카(SiO2)나 세리아(CeO2)를 포함한 연마액이 이용된다. 제 1 연마 유닛(30A)에 의한 연마 스텝은 이하와 같이 행해진다. 연마액을 연마 패드(305A) 위에 공급하면서, 톱 링(301A)에 의해 반도체 웨이퍼를 연마 패드(305A)에 가압하여 반도체 웨이퍼와 연마 패드(305A)를 상대 이동시켜 반도체 웨이퍼 상의 절연막이나 금속막 등을 연마한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 드레싱 장치(303A)는, 드레서 아암(316)과, 드레서 아암(316)의 선단에 회전이 자유롭게 부착된 드레서(317)와, 드레서 아암(316)의 타단에 연결되는 드레서 헤드(318)를 구비하고 있다. 드레서(317)의 하부는 드레싱 부재(317a)에 의해 구성되고, 드레싱 부재(317a)는 원형의 드레싱 면을 갖고 있고, 드레싱 면에는 경질의 입자가 전착(電着) 등에 의해 고정되어 있다. 이 경질의 입자로서는, 다이아몬드 입자나 세라믹 입자 등을 들 수 있다. 드레서 아암(316) 내에는 도시 생략한 모터가 내장되어 있고, 이 모터에 의해 드레서(317)가 회전하게 되어 있다. 드레서 헤드(318)는 샤프트(319)에 의해 지지되어 있다.
연마 패드(305A)의 표면(연마면)의 드레싱 스텝은 이하와 같이 행해진다. 연마 테이블(300A)를 회전시킴과 함께, 모터에 의해 드레서(317)를 회전시키고, 뒤이어 승강 기구에 의해 드레서(317)를 하강시켜, 드레서(317)의 하면의 드레싱 부재(317a)를 회전하는 연마 패드(305A)의 연마면에 슬라이딩 접촉시킨다. 그 상태에서, 드레서 아암(316)을 요동(스윙)시킴으로써, 그 선단에 위치하는 드레서(317)는, 연마 패드(305A)의 연마면의 외주 단(端)으로부터 중심부까지 가로지르도록 이동할 수 있다. 이 요동 동작에 의해, 드레싱 부재(317a)는 연마 패드(305A)의 연마면을, 그 중심을 포함하는 전체에 걸쳐 드레싱 할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 연마 유닛(30A)은, 액체(예를 들어, 순수)와 기체(예를 들어, 질소)의 혼합 유체 또는 액체(예를 들어, 순수)를 안개 상태로 하여 하나 또는 복수의 노즐로부터 연마 패드(305A)에 분사하는 아토마이저(304A)를 구비하고 있다. 아토마이저(304A)는, 연마 패드(305A)의 위쪽에 배치되고, 연마 패드(305A)의 표면(연마면)과 평행하게 연마 패드(305A)의 대략 반경 방향으로 연장되도록 배치되어 있다.
도 2에 나타낸 아토마이저(304A)에 의한 연마 패드(305A)의 세정 공정(연마 패드 클리닝)은 이하와 같이 행해진다. 연마 테이블(300A)를 회전시키면서, 하나 또는 복수의 노즐로부터 액체와 기체의 혼합 유체 또는 액체를 연마 패드(305A)에 분사함으로써, 연마 패드 위의 이물질(응집된 연마입자나 연마 부스러기 등)을 없앤다.
도 3 (a), (b)는, 미리 설정된 연마 레시피에 기초하여 실행되는 레시피 프로세스에 대하여 종래 예와 본 발명을 비교한 타임 차트이다.
도 3 (a)는, 종래 예에 있어서의 연마 레시피에 기초하여 실행되는 레시피 프로세스를 나타낸다. 도 3 (a)에 나타낸 바와 같이, 연마 레시피에는, 연마 스텝과 드레싱 스텝과 연마 패드 클리닝(소정의 클리닝 시간이 설정되어 있음)으로 이루어지는 레시피 프로세스가 설정되어 있다. 연마 스텝, 드레싱 스텝 및 연마 패드 클리닝은 도 2에 있어서 설명한 바와 같이 실행된다. 연마 레시피가 종료되면, 연마 후의 반도체 웨이퍼를 톱 링으로부터 이탈시켜 새로운 반도체 웨이퍼를 톱 링에 장착하는 웨이퍼 수수 공정이 행하여지나, 이 웨이퍼 수수 공정 동안, 연마 테이블은 빈 시간이 된다. 따라서, 도 3 (a)에서는, 웨이퍼 수수 공정용의 빈 시간으로 표시되어 있다. 또한, 연마 스텝이 종료된 시점에서, 웨이퍼 수수 행정(行程)을 개시해도 된다. 이 경우, 연마 레시피의 나머지 스텝인, 드레싱 스텝, 연마 패드 클리닝이 웨이퍼 수수 공정과 병행하여 실행된다. 웨이퍼 수수 공정은, 연마 장치 내의 반송 시퀀스 내에 편성되어 있고, 연마 레시피로서는 설정되어 있지 않다. 제어부에서 연마 레시피의 종료를 검지하면, 웨이퍼 수수 공정이 개시된다. 웨이퍼 수수 공정이 종료되면(구체적으로는, 연마 후의 반도체 웨이퍼를 톱 링으로부터 이탈시켜 웨이퍼 수수 위치에 주고받고, 웨이퍼 수수 위치에 주고받아진 연마 후의 반도체 웨이퍼가 다음의 웨이퍼 수수 위치에 반송되고, 다음 연마 대상인 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 수수 위치에 온 것을 검지하면), 다음 반도체 웨이퍼에 대한 연마 레시피가 재실행되어, 연마 스텝과 드레싱 스텝과 연마 패드 클리닝으로 이루어지는 레시피 프로세스가 재실행된다(제어부에서 웨이퍼 수수 공정의 종료를 검지하면, 다음의 반도체 웨이퍼를 위한 연마 레시피가 실행된다).
도 3 (b)는, 본 발명에 있어서의 연마 레시피에 기초하여 실행되는 레시피 프로세스를 나타낸다. 도 3 (b)에 나타낸 바와 같이, 연마 레시피에는, 연마 스텝과 드레싱 스텝으로 이루어지는 레시피 프로세스가 설정되어 있다. 연마 스텝 및 드레싱 스텝은, 도 2에 있어서 설명한 바와 같이 실행된다. 연마 레시피가 종료되면(제어부에서 연마 레시피의 종료를 검지하면), 도 3 (a)에 나타낸 종래 예와 마찬가지로 웨이퍼 수수 공정이 행하여지나, 이 웨이퍼 수수 공정 동안, 연마 테이블은 빈 시간이 된다. 또한, 연마 스텝이 종료된 시점에서, 웨이퍼 수수 행정을 개시해도 된다. 이 경우, 연마 레시피의 나머지 스텝인 드레싱 스텝이 웨이퍼 수수 공정과 병행하여 실행된다. 도 3 (b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 웨이퍼 수수 공정용의 테이블 빈 시간을 이용하여 「연마 패드 클리닝」을 실행한다. 그리고, 웨이퍼 수수 공정이 종료되면(구체적으로는, 연마 후의 반도체 웨이퍼를 톱 링으로부터 이탈시켜 웨이퍼 수수 위치에 주고받고, 웨이퍼 수수 위치에 주고받아진 연마 후의 반도체 웨이퍼가 다음의 웨이퍼 수수 위치에 반송되고, 다음 연마 대상인 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 수수 위치에 온 것을 제어부에서 검지하면), 「연마 패드 클리닝」을 종료하고, 다음의 반도체 웨이퍼에 대한 연마 레시피가 재실행된다.
본 발명의 「연마 패드 클리닝」은, 연마 테이블(300A)을 회전시키면서, 아토마이저(304A)로부터 액체와 기체의 혼합 유체 또는 액체를 연마 패드(305A)에 분사(블로우)함으로써 행한다. 아토마이저(304A)의 블로우를 개시한 후에, 연마 테이블(300A)의 회전 속도를 올려 높은 회전 속도로 해도 되고, 연마 테이블(300A)의 회전 속도는 그대로여도 된다. 또, 아토마이저(304A)에 의한 블로우와 드레서(317)에 의한 드레싱을 병행하여 행해도 된다. 웨이퍼 수수 공정이 종료되면, 연마 레시피가 재실행된다.
또한, 로트 변경 등의 대기 중에는, 연마 테이블은 빈 시간이 되므로, 이 빈 시간을 이용하여 연마 패드 클리닝을 행해도 된다.
도 4는, 종래 예에 있어서의 연마 레시피에 기초하여 실행되는 레시피 프로세스의 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, CMP 프로세스가 시작되어 연마 레시피가 개시되면, 도 3 (a)에 나타낸 연마 스텝과 드레싱 스텝과 연마 패드 클리닝으로 이루어지는 레시피 프로세스가 실행된다. 다음으로, 연마 레시피가 종료되었는지 여부를 판단한다. 연마 레시피가 종료된 경우, 연마 테이블은 빈 시간이 된다. 다음으로, 다음 연마 대상인 새로운 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 수수 위치에 도착했는지 여부를 판단하고, 도착한 경우에는 연마 레시피 개시의 스텝으로 되돌아간다. 다음 연마 대상인 새로운 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 수수 위치에 도착했는지 여부를 판단하는 단계에서, 새로운 웨이퍼가 도착하기 전에, 이미 연마 레시피가 종료되어 웨이퍼 수수 공정 중에 있는 연마 후의 반도체 웨이퍼가 최후의 웨이퍼인지 여부를 판단한다. 연마 후의 웨이퍼가 최후의 웨이퍼인 경우에는, 새로운 웨이퍼가 연마 테이블에 이송되어 올 일이 없기 때문에, 연마 레시피를 종료한다.
도 5는, 본 발명의 「연마 레시피」 및 「연마 패드 클리닝」의 순서를 나타낸 플로우 차트이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, CMP 프로세스가 시작되어 연마 레시피를 개시하면, 도 3 (b)에서 나타낸 연마 스텝과 드레싱 스텝으로 이루어지는 레시피 프로세스가 실행된다. 본 발명에 있어서는, 연마 레시피를 실행하고 있는 단계를 연마 공정(레시피 프로세스)이라고 부른다. 이 연마 공정은, 연마 스텝과 드레싱 스텝 이외에, 아토마이저에 의한 연마 패드 클리닝(소정의 클리닝 시간이 설정되어 있음)을 포함하는 경우도 있다. 다음으로, 연마 레시피가 종료되었는지 여부를 판단한다. 연마 레시피가 종료된 경우, 연마 테이블은 빈 시간이 되고, 이 빈 시간을 이용하여 연마 패드 클리닝을 개시한다. 연마 패드 클리닝은, 도 3 (b)에 있어서 설명한 바와 같이 실행된다. 본 발명에 있어서는, 연마 패드 클리닝을 실행하고 있는 단계를 패드 세정 공정이라고 부른다. 다음 연마 대상인 새로운 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 수수 위치(푸셔)에 도착하였음을 검지하면, 연마 패드 클리닝을 정지한다.
도 5에 나타낸 플로우 차트에 있어서는, 연마 레시피의 종료를 검지한 후에 연마 패드 클리닝, 즉 패드 세정 공정을 개시한다. 그리고, 다음 연마 대상인 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 수수 위치에 도착하였음을 검지하여 연마 패드 클리닝을 정지, 즉 패드 세정 공정을 종료한다. 그러나, 연마 후의 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 수수 위치에서 톱 링으로부터 이탈시켜 다음 연마 대상인 반도체 웨이퍼를 톱 링에 장착하고, 다음 연마 대상인 반도체 웨이퍼를 장착한 톱 링을 연마 테이블로 되돌려보낼 때까지의 웨이퍼 수수 공정 중 어느 것인가의 단계에 있어서, 다음 연마 대상인 반도체 웨이퍼의 위치를 검지하여 연마 패드 클리닝을 정지, 즉 연마 패드 세정 공정을 종료해도 된다. 또한, 다음 연마 대상인 반도체 웨이퍼의 위치의 검지는, 웨이퍼를 직접 검지함으로써 행해도 되고, 톱 링의 위치 등을 검지하는 것에 의한 간접적인 검지여도 된다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 다음 연마 대상인 새로운 반도체 웨이퍼가 웨이퍼 수수 위치에 도착하였는지 여부를 판단하는 단계에서, 새로운 웨이퍼가 도착하기 전에, 이미 연마 레시피가 종료되어 웨이퍼 수수 공정 중에 있는 연마 후의 반도체 웨이퍼가 최후의 웨이퍼인지 여부를 판단한다. 연마 후의 웨이퍼가 최후의 웨이퍼인 경우에는, 새로운 웨이퍼가 연마 테이블에 이송되어 올 일이 없기 때문에, 연마 패드 클리닝을 소정 시간 속행한다. 그리고, 소정 시간 경과 후에 연마 패드 클리닝을 종료한다.
도 3 (b) 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의하면, 연마 레시피와는 별도로, 연마 패드 클리닝의 공정을 설정할 수 있기 때문에, 연마 패드 클리닝 시간을 가변으로 할 수 있다. 즉, 연마 패드 클리닝 시간(예를 들어, 수십 초나 수 분 등)을 설정하는 것이 아니라, 연마 레시피의 종료부터 다음 연마 레시피를 재실행할 때까지의 동안, 연마 패드 클리닝을 실행할 수 있다. 상술한 바와 같이, 연마 패드 클리닝은, 연마 레시피 사이에 행해지는 웨이퍼 수수 공정의 테이블 빈 시간을 이용하여 행하기 때문에, 연마 패드 클리닝 시간은 일정하지 않고 가변이 된다.
다음으로, 연마 패드 클리닝 시간이 일정하게 되지 않는 이유를 구체 예를 들어 설명한다. 도 6 (a)는, 두 개의 연마 테이블을 이용하여 2단 연마(연마 테이블(300A)에서 웨이퍼를 연마 후, 연마 테이블(300A)에서 연마한 웨이퍼를 계속해서 연마 테이블(300B)에서 연마함)를 행하는 경우에 테이블 사이의 연마 레시피가 다른 경우를 나타낸 타임 차트이다. 도 6 (a)에 있어서, 안쪽이 흰 양쪽 화살표로 나타낸 구간은, 웨이퍼 수수 공정(반송) 중에 행하는 연마 패드 클리닝의 시간이다. 도 6 (a)에 나타낸 바와 같이, 연마 테이블(300A)과 연마 테이블(300B)(도 1 참조)을 이용하여 2매의 웨이퍼(Wf1과 Wf2)를 2단 연마하는 경우, 두 개의 테이블 사이에서 연마 레시피가 다르다. 연마 레시피가 다르면 연마 레시피에 필요로 하는 시간도 다르다. 즉, 1단째의 연마를 행하는 연마 테이블(300A)의 연마 레시피(레시피 A)의 소요 시간은 2단째의 연마를 행하는 연마 테이블(300B)의 연마 레시피(레시피 B)의 소요 시간보다 길다. 이와 같이, 연마 테이블(300A)와 연마 테이블(300B)에서는 연마 레시피 사이의 시간이 다르고, 따라서, 연마 레시피 사이에 행해지는 연마 패드 클리닝 시간(안쪽이 흰 양쪽 화살표로 나타낸 구간)도 각 테이블에서 다르다.
도 6 (b)는, 웨이퍼 수수 위치에서 웨이퍼 세정 및 톱 링 세정을 행하는 경우와 행하지 않는 경우를 나타낸 타임 차트이다. 도 6 (b)에서는 2매의 웨이퍼(Wf1과 Wf2)의 처리를 나타낸다. 도 6 (b)에 있어서, 안쪽이 흰 양쪽 화살표로 나타낸 구간은, 웨이퍼 수수 공정(반송) 중에 행하는 연마 패드 클리닝의 시간이다. 연마 후의 반도체 웨이퍼는 톱 링에 유지되어 웨이퍼 수수 위치(푸셔)까지 반송되고, 이 위치에 있어서 톱 링에 의해 웨이퍼를 유지한 상태에서 웨이퍼에 대하여 아래로부터 순수 등을 내뿜음으로써 웨이퍼를 세정하는 경우가 있고, 이 세정을 웨이퍼 세정(Wf 세정)이라고 한다. 그리고, 세정 후의 웨이퍼를 톱 링으로부터 이탈시킨 후에, 톱 링에 대하여 아래로부터 순수 등을 내뿜음으로써 톱 링을 세정하는 경우가 있고, 이 세정을 톱 링 세정(TR 세정)이라고 한다.
도 6 (b)에 있어서, 상측의 타임 차트는 웨이퍼 세정 및 톱 링 세정 없음인 경우를 나타내고, 하측의 타임 차트는 웨이퍼 세정 및 톱 링 세정 있음인 경우를 나타낸다. 도 6 (b)의 상하의 타임 차트로부터 알 수 있는 바와 같이, 웨이퍼 세정 및 톱 링 세정 있음인 경우에는, 웨이퍼 세정 및 톱 링 세정 없음인 경우에 비하여 웨이퍼 세정 및 톱 링 세정 부분만큼 웨이퍼 수수 공정 시간이 길어진다. 따라서, 이 웨이퍼 수수 공정 동안에 행해지는 연마 패드 클리닝 시간(안쪽이 흰 양쪽 화살표로 나타낸 구간)도 길어져 있다.
지금까지 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 기술적 사상의 범위 내에 있어서 여러 가지 다른 형태로 실시되어도 된다는 것은 말할 것까지도 없다.
1 : 하우징
1a, 1b, 1c : 격벽
2 : 로드/언로드부
3, 3a, 3b : 연마부
4 : 세정부
5 : 트랜스포터, 제 1 리니어 트랜스포터
6 : 리니어 트랜스포터, 제 2 리니어 트랜스포터
7 : 스윙 트랜스포터
12, 13 : 셔터
20 : 프론트 로드부
21 : 주행기구
22 : 반송 로봇
30A∼30D : 연마 유닛
31, 41 : 반전기
32 : 리프터
33, 34, 37, 38 : 푸셔
42∼45 : 세정기
46 : 반송 유닛
300A∼300D : 연마 테이블
301A∼301D : 톱 링
302A∼302D : 연마액 공급 노즐
303A∼303D : 드레싱 장치
304A∼304D : 아토마이저
305A : 연마 패드
311, 313, 319 : 샤프트
312 : 지지 아암
316 : 드레서 아암
317 : 드레서
317a : 드레싱 부재
318 : 드레서 헤드
TP1 : 제 1 반송 위치
TP2 : 제 2 반송 위치
TP3 : 제 3 반송 위치
TP4 : 제 4 반송 위치
TP5 : 제 5 반송 위치
TP6 : 제 6 반송 위치
TP7 : 제 7 반송 위치

Claims (16)

  1. 미리 설정된 연마 레시피에 따라, 톱 링에 의해 연마 대상 기판을 연마 테이블 위의 연마 패드에 가압하여 기판의 피연마면을 연마하는 연마 공정과,
    상기 연마 패드에 세정액을 내뿜어 연마 패드 위의 이물질을 없애는 패드 세정 공정과,
    연마 후의 기판을 기판 수수 위치에서 톱 링으로부터 이탈시켜 다음 연마 대상 기판을 톱 링에 장착하고, 다음 연마 대상 기판을 장착한 톱 링을 상기 연마 테이블에 되돌려보낼 때까지의 기판 수수 공정을 포함하며,
    상기 연마 레시피의 종료를 검지한 후에 상기 패드 세정 공정을 개시하고, 상기 기판 수수 공정 중에 있는 다음 연마 대상 기판의 위치를 검지하여 상기 패드 세정 공정을 종료하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 수수 공정 중에 있는 다음 연마 대상 기판이 상기 기판 수수 위치에 도착하였음을 검지하여 상기 패드 세정 공정을 종료하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 공정과 상기 패드 세정 공정에 있어서, 상기 연마 테이블의 회전 속도를 바꾸는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연마 테이블의 회전 속도는, 연마 공정시보다 패드 세정 공정시 쪽이 높은 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 공정은, 기판의 피연마면을 연마하는 연마 스텝과, 상기 연마 패드를 드레싱하는 드레싱 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 연마 공정은, 기판의 피연마면을 연마하는 연마 스텝과, 상기 연마 패드를 드레싱 하는 드레싱 스텝과, 상기 연마 패드에 세정액을 내뿜어 연마 패드 위의 이물질을 없애는 연마 패드 클리닝을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    적어도 두 개의 연마 테이블에서 기판을 연마하는 경우, 각 연마 테이블에서 상기 연마 레시피가 다른 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    하나의 연마 테이블에서 복수의 기판을 연속하여 연마하는 경우, 앞서의 기판을 연마하는 연마 레시피와 다음 기판을 연마하는 연마 레시피의 사이에, 상기 패드 세정 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
  9. 연마 방법을 실시하는 것이 가능한 연마 장치로서,
    상기 연마 방법은,
    미리 설정된 연마 레시피에 따라, 톱 링에 의해 연마 대상 기판을 연마 테이블 위의 연마 패드에 가압하여 기판의 피연마면을 연마하는 연마 공정과,
    상기 연마 패드에 세정액을 내뿜어 연마 패드 위의 이물질을 없애는 패드 세정 공정과,
    연마 후의 기판을 기판 수수 위치에서 톱 링으로부터 이탈시켜 다음 연마 대상 기판을 톱 링에 장착하고, 다음 연마 대상 기판을 장착한 톱 링을 상기 연마 테이블로 되돌려보낼 때까지의 기판 수수 공정을 포함하며,
    상기 연마 레시피의 종료를 검지한 후에 상기 패드 세정 공정을 개시하고, 상기 기판 수수 공정 중에 있는 다음 연마 대상 기판의 위치를 검지하여 상기 패드 세정 공정을 종료하고,
    상기 연마 장치는, 상기 패드 세정 공정을 행할지 여부를 설정 가능하게 하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 수수 공정 중에 있는 다음 연마 대상 기판이 상기 기판 수수 위치에 도착하였음을 검지하여 상기 패드 세정 공정을 종료하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 연마 공정과 상기 패드 세정 공정에 있어서, 상기 연마 테이블의 회전 속도를 바꾸는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 연마 테이블의 회전 속도는, 연마 공정시보다 패드 세정 공정시 쪽이 높은 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 연마 공정은, 기판의 피연마면을 연마하는 연마 스텝과, 상기 연마 패드를 드레싱하는 드레싱 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 연마 공정은, 기판의 피연마면을 연마하는 연마 스텝과, 상기 연마 패드를 드레싱 하는 드레싱 스텝과, 상기 연마 패드에 세정액을 내뿜어 연마 패드 위의 이물질을 없애는 연마 패드 클리닝을 포함하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    적어도 두 개의 연마 테이블에서 기판을 연마하는 경우, 각 연마 테이블에서 상기 연마 레시피가 다른 것을 특징으로 하는 연마 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    하나의 연마 테이블에서 복수의 기판을 연속하여 연마하는 경우, 앞서의 기판을 연마하는 연마 레시피와 다음 기판을 연마하는 연마 레시피의 사이에, 상기 패드 세정 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
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