KR20150117601A - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20150117601A
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polishing
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cleaning
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KR1020150037335A
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미츠노리 스기야마
구니마사 마츠시타
Original Assignee
가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때의 기판의 처리 효율을 향상시키는 것을 과제로 한다.
CMP 장치는, 기판을 연마하는 적어도 하나의 연마부를 포함하는 연마 유닛(3)과, 기판의 세정을 행하는 적어도 하나의 세정부를 포함하는 세정 유닛(4)과, 로드/언로드 유닛(2)과, 연마 유닛(3), 세정 유닛(4) 및 로드/언로드 유닛(2) 사이에서 기판을 반송하는 반송 유닛과, 반송 유닛에서의 기판의 반송을 제어하는 제어부(5)를 구비한다. 제어부(5)는, 연마 유닛이 복수의 연마부를 포함하거나 또는 세정 유닛이 복수의 세정부를 포함하는 경우에는, 연마부 또는 세정부를 테스트용으로 동작시키는 테스트 모드를 복수의 연마부의 일부 또는 복수의 세정부의 일부에 설정 가능하고, 테스트 모드가 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 기판을 반송시키고, 테스트 모드가 설정된 연마부 또는 세정부에 기판과는 상이한 테스트용 기판을 반송시킨다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판 처리 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 대하여 각종 처리를 행하기 위해 기판 처리 장치가 이용되고 있다. 기판 처리 장치의 일례로는, 기판의 연마 처리를 행하기 위한 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 장치를 들 수 있다.
CMP 장치는, 기판의 연마 처리를 행하기 위한 연마 유닛, 기판의 세정 처리 및 건조 처리를 행하기 위한 세정 유닛, 연마 유닛에 기판을 전달하고 세정 유닛에 의해 세정 처리 및 건조 처리된 기판을 수취하는 로드/언로드 유닛 등을 구비한다. 또한, CMP 장치는, 연마 유닛, 세정 유닛 및 로드/언로드 유닛 내에서 기판의 반송을 행하는 반송 유닛을 구비하고 있다. CMP 장치는, 반송 유닛에 의해 기판을 반송하면서 연마, 세정 및 건조의 각종 처리를 순차적으로 행한다.
그런데, 반송 유닛은, 연마 유닛이 복수의 연마부를 포함하고, 세정 유닛이 복수의 세정부를 포함하는 경우에는, 기판의 처리 효율을 최적화하기 위한 반송을 행하는 것이 알려져 있다. 즉, 반송 유닛은, 로드/언로드 유닛으로부터 연마 유닛에 기판을 반송할 때에는, 복수의 연마부 중 가장 빠르게 기판의 연마 처리를 행할 수 있는 연마부에 기판을 반송한다. 또한, 반송 유닛은, 연마 유닛으로부터 세정 유닛에 기판을 반송하는 경우에는, 복수의 세정부 중 가장 빠르게 기판의 세정 처리를 행할 수 있는 세정부에 기판을 반송한다.
여기서, 복수의 연마부의 일부 또는 복수의 세정부의 일부가 메인터넌스 등에 의해 사용할 수 없는 경우에는, 반송 유닛은, 메인터넌스 중이 아닌 연마부 또는 세정부에 기판을 반송한다. 또한, 반송 유닛은, 연마부 또는 세정부의 메인터넌스가 종료했다면, 메인터넌스가 종료한 연마부 또는 세정부가 정상적으로 동작하는지의 여부를 테스트하기 위해, 생산용 기판과는 상이한 테스트용 기판을 메인터넌스가 종료한 연마부 또는 세정부에 반송한다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2009-200476호 공보
그러나, 종래 기술은, 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때의 기판의 처리 효율을 향상시키는 것은 고려되어 있지 않았다.
즉, 종래에는, 연마부 또는 세정부의 메인터넌스가 종료한 경우에, 생산용 기판의 처리를 계속한 채로 메인터넌스가 종료한 연마부 또는 세정부의 테스트를 행하고자 하면, 생산용 기판이 테스트 대상의 연마부 또는 세정부에 반송될 우려가 있었다. 이 때문에, 종래 기술에서는, 연마부 또는 세정부의 테스트를 행할 때에는, 생산용 기판의 처리를 정지시킨 다음, 테스트 기판을 테스트 대상의 연마부 또는 세정부에 반송했다. 종래 기술에 의하면, 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때에는, 생산용 기판의 처리가 정지되기 때문에, 기판의 처리 효율이 악화될 우려가 있었다.
따라서, 본원발명은, 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때의 기판의 처리 효율을 향상시키는 것을 과제로 한다.
본원발명의 기판 처리 장치의 일형태는, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 기판을 연마하는 적어도 하나의 연마부를 포함하는 연마 유닛과, 상기 연마 유닛에 의해 연마된 기판의 세정을 행하는 적어도 하나의 세정부를 포함하는 세정 유닛과, 상기 연마 유닛에 기판을 전달하고 상기 세정 유닛으로부터 기판을 수취하는 로드/언로드 유닛과, 상기 연마 유닛, 상기 세정 유닛 및 상기 로드/언로드 유닛 사이에서 기판을 반송하는 반송 유닛과, 상기 반송 유닛에서의 기판의 반송을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 연마 유닛이 상기 연마부를 복수 포함하거나 또는 상기 세정 유닛이 상기 세정부를 복수 포함하는 경우에는, 상기 연마부 또는 상기 세정부를 테스트용으로 동작시키는 테스트 모드를 상기 복수의 연마부의 일부 또는 상기 복수의 세정부의 일부에 설정 가능하고, 상기 반송 유닛에, 상기 테스트 모드가 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 상기 기판을 반송시키고, 상기 테스트 모드가 설정된 연마부 또는 세정부에 상기 기판과는 상이한 테스트용 기판을 반송시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 기판 처리 장치의 일형태에 있어서, 상기 제어부는, 상기 연마부 또는 상기 세정부가 메인터넌스 중인 것을 나타내는 메인터넌스 모드를 상기 복수의 연마부의 일부 또는 상기 복수의 세정부의 일부에 설정 가능하고, 상기 반송 유닛에, 상기 메인터넌스 모드가 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 상기 기판을 반송시킬 수 있다.
또한, 기판 처리 장치의 일형태에 있어서, 상기 제어부는, 상기 메인터넌스 모드가 설정된 상기 복수의 연마부의 일부 또는 상기 복수의 세정부의 일부의 메인터넌스가 종료했다면, 그 연마부 또는 세정부에 상기 테스트 모드를 설정할 수 있다.
또한, 기판 처리 장치의 일형태에 있어서, 상기 제어부는, 상기 테스트 모드 및 상기 메인터넌스 모드의 어느 것도 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 통상 모드를 설정 가능하고, 상기 반송 유닛에, 상기 통상 모드가 설정된 연마부 중 가장 빠르게 상기 기판의 연마 처리가 가능한 연마부에 상기 기판을 반송시키고, 상기 통상 모드가 설정된 세정부 중 가장 빠르게 상기 기판의 세정 처리가 가능한 세정부에 상기 기판을 반송시킬 수 있다.
이러한 본원발명에 의하면, 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때의 기판의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 실시형태의 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는, 연마부를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도 3a는, 세정 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 3b는, 세정 유닛을 나타내는 측면도이다.
도 4는, 연마부 및 세정부의 어느 처리부에도 메인터넌스 및 테스트가 행해지지 않은 통상 상태에서의 기판의 반송 제어를 나타내고 있다.
도 5는, 세정부가 메인터넌스 중인 메인터넌스 상태에서의 기판의 반송 제어를 나타내고 있다.
도 6은, 세정부(201B)의 메인터넌스 상태가 종료하고, 테스트 상태로 이행한 상태에서의 기판의 반송 제어를 나타내고 있다.
도 7은, 테스트 모드가 설정된 세정부에 테스트용 기판을 반송하는 상태에서의 기판의 반송 제어를 나타내고 있다.
도 8은, 생산용 기판을 반송하는 경우의 CMP 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면이다.
도 9는, 테스트용 기판을 반송하는 경우의 CMP 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면이다.
이하, 본원발명의 일실시형태에 따른 기판 처리 장치를 도면에 기초하여 설명한다. 이하에서는, 기판 처리 장치의 일례로서 CMP 장치를 설명하지만, 이것에 한정되지는 않는다. 또한, 이하에서는, 로드/언로드 유닛(2)과, 연마 유닛(3)과, 세정 유닛(4)을 구비하는 기판 처리 장치에 관해 설명하지만, 이것에 한정되지는 않는다.
우선, CMP 장치의 구성에 관해 설명하고, 그 후에, 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때의 기판의 처리 효율의 향상에 관해 설명한다.
<기판 처리 장치>
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 이 CMP 장치는, 대략 직사각형의 하우징(1)을 구비하고 있다. 하우징(1)의 내부는 격벽(1a, 1b)에 의해 로드/언로드 유닛(2)과 연마 유닛(3)과 세정 유닛(4)으로 구획되어 있다. 로드/언로드 유닛(2), 연마 유닛(3) 및 세정 유닛(4)은, 각각 독립적으로 조립되어 독립적으로 배기된다. 또한, 세정 유닛(4)은, 기판 처리 동작을 제어하는 제어부(5)를 갖고 있다. 제어부(5)는, 연마 유닛(3), 세정 유닛(4) 및 로드/언로드 유닛(2) 사이에서 기판을 반송하는 반송 유닛에서의 기판의 반송을 제어한다. 이 점에 관한 상세한 것은 후술한다.
<로드/언로드 유닛>
로드/언로드 유닛(2)은, 다수의 웨이퍼(기판)를 스톡하는 웨이퍼 카세트가 배치되는 2개 이상(본 실시형태에서는 4개)의 프론트 로드부(20)를 구비하고 있다. 이들 프론트 로드부(20)는 하우징(1)에 인접하여 배치되고, 기판 처리 장치의 폭방향(길이 방향과 수직인 방향)을 따라서 배열되어 있다. 프론트 로드부(20)에는, 오픈 카세트, SMIF(Standard Manufacturing Interface) 파드, 또는 FOUP(Front Opening Unified Pod) 등의, 웨이퍼를 저장하기 위한 캐리어를 탑재할 수 있게 되어 있다. 여기서, SMIF, FOUP는, 내부에 웨이퍼 카세트를 수납하고, 격벽으로 덮는 것에 의해, 외부 공간과는 독립된 환경을 유지할 수 있는 밀폐 용기이다.
또한, 로드/언로드 유닛(2)에는, 프론트 로드부(20)의 배열을 따라서 주행 기구(21)가 부설되어 있고, 이 주행 기구(21) 상에 웨이퍼 카세트의 배열 방향을 따라서 이동 가능한 2대의 반송 로보트(로더, 반송 기구)(22)가 설치되어 있다. 반송 로보트(22)는 주행 기구(21) 상을 이동함으로써 프론트 로드부(20)에 탑재된 웨이퍼 카세트에 액세스할 수 있도록 되어 있다. 각 반송 로보트(22)는 상하에 2개의 핸드를 구비하고 있다. 상측의 핸드는, 처리된 웨이퍼를 웨이퍼 카세트에 복귀시킬 때에 사용된다. 하측의 핸드는, 처리전의 웨이퍼를 웨이퍼 카세트로부터 취출할 때에 사용된다. 이와 같이, 상하의 핸드를 구별하여 사용할 수 있게 되어 있다. 또한, 반송 로보트(22)의 하측의 핸드는, 그 축심 둘레에 회전시킴으로써, 웨이퍼를 반전시킬 수 있도록 구성되어 있다.
로드/언로드 유닛(2)은 가장 깨끗한 상태를 유지할 필요가 있는 영역이므로, 로드/언로드 유닛(2)의 내부는, CMP 장치 외부, 연마 유닛(3) 및 세정 유닛(4)의 어느 것보다도 높은 압력으로 항상 유지되고 있다. 연마 유닛(3)은 연마액으로서 슬러리를 이용하기 때문에 가장 더러운 영역이다. 따라서, 연마 유닛(3)의 내부에는 부압이 형성되고, 그 압력은 세정 유닛(4)의 내부 압력보다 낮게 유지되고 있다. 로드/언로드 유닛(2)에는, HEPA 필터, ULPA 필터 또는 케미컬 필터 등의 클린 에어 필터를 갖는 필터팬 유닛(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 이 필터팬 유닛으로부터는 파티클이나 유독 증기, 유독 가스가 제거된 클린 에어가 항상 분출되고 있다.
<연마 유닛>
연마 유닛(3)은, 웨이퍼의 연마(평탄화)가 행해지는 영역이다. 연마 유닛(3)은, 제1 연마부(3A), 제2 연마부(3B), 제3 연마부(3C) 및 제4 연마부(3D)를 구비하고 있다. 이들 제1 연마부(3A), 제2 연마부(3B), 제3 연마부(3C) 및 제4 연마부(3D)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 처리 장치의 길이 방향을 따라서 배열되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 연마부(3A)는, 연마면을 갖는 연마 패드(10)가 부착된 연마 테이블(30A)을 구비한다. 제1 연마부(3A)는, 웨이퍼를 유지하고 또한 웨이퍼를 연마 테이블(30A) 상의 연마 패드(10)에 압박하면서 연마하기 위한 톱링(31A)을 구비한다. 제1 연마부(3A)는, 연마 패드(10)에 연마액이나 드레싱액(예컨대 순수)을 공급하기 위한 연마액 공급 노즐(32A)을 구비한다. 제1 연마부(3A)는, 연마 패드(10)의 연마면의 드레싱을 행하기 위한 드레서(33A)를 구비한다. 제1 연마부(3A)는, 액체(예컨대 순수)와 기체(예컨대 질소 가스)의 혼합 유체 또는 액체(예컨대 순수)를 안개형으로 하여 연마면에 분사하는 아토마이저(34A)를 구비하고 있다.
마찬가지로, 제2 연마부(3B)는, 연마 패드(10)가 부착된 연마 테이블(30B)과, 톱링(31B)과, 연마액 공급 노즐(32B)과, 드레서(33B)와, 아토마이저(34B)를 구비하고 있다. 제3 연마부(3C)는, 연마 패드(10)가 부착된 연마 테이블(30C)과, 톱링(31C)과, 연마액 공급 노즐(32C)과, 드레서(33C)와, 아토마이저(34C)를 구비하고 있다. 제4 연마부(3D)는, 연마 패드(10)가 부착된 연마 테이블(30D)과, 톱링(31D)과, 연마액 공급 노즐(32D)과, 드레서(33D)와, 아토마이저(34D)를 구비하고 있다.
제1 연마부(3A), 제2 연마부(3B), 제3 연마부(3C) 및 제4 연마부(3D)는, 서로 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 이하 제1 연마부(3A)에 관해 설명한다.
도 2는, 제1 연마부(3A)를 모식적으로 나타내는 사시도이다. 톱링(31A)은, 톱링 샤프트(36)에 지지되어 있다. 연마 테이블(30A)의 상면에는 연마 패드(10)가 접착되어 있다. 연마 패드(10)의 상면은 웨이퍼(W)를 연마하는 연마면을 구성한다. 또, 연마 패드(10) 대신에 고정 지립을 이용할 수도 있다. 톱링(31A) 및 연마 테이블(30A)는, 화살표로 나타낸 바와 같이, 그 축심 둘레에 회전하도록 구성되어 있다. 웨이퍼(W)는, 톱링(31A)의 하면에 진공 흡착에 의해 유지된다. 연마시에는, 연마액 공급 노즐(32A)로부터 연마 패드(10)의 연마면에 연마액이 공급되고, 연마 대상인 웨이퍼(W)가 톱링(31A)에 의해 연마면에 압박되어 연마된다.
<반송 유닛>
다음으로, 웨이퍼를 반송하기 위한 반송 기구(반송 유닛)에 관해 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 연마부(3A) 및 제2 연마부(3B)에 인접하여 제1 리니어 트랜스포터(6)가 배치되어 있다. 이 제1 리니어 트랜스포터(6)는, 연마부(3A, 3B)가 배열되는 방향을 따른 4개의 반송 위치(로드/언로드 유닛측으로부터 순서대로 제1 반송 위치(TP1), 제2 반송 위치(TP2), 제3 반송 위치(TP3), 제4 반송 위치(TP4)로 함)의 사이에서 웨이퍼를 반송하는 기구이다.
또한, 제3 연마부(3C) 및 제4 연마부(3D)에 인접하여 제2 리니어 트랜스포터(7)가 배치되어 있다. 이 제2 리니어 트랜스포터(7)는, 연마부(3C, 3D)가 배열되는 방향을 따른 3개의 반송 위치(로드/언로드 유닛측으로부터 순서대로 제5 반송 위치(TP5), 제6 반송 위치(TP6), 제7 반송 위치(TP7)로 함)의 사이에서 웨이퍼를 반송하는 기구이다.
웨이퍼는, 제1 리니어 트랜스포터(6)에 의해 연마부(3A, 3B)에 반송된다. 제1 연마부(3A)의 톱링(31A)은, 톱링 헤드의 스윙 동작에 의해 연마 위치와 제2 반송 위치(TP2)의 사이를 이동한다. 따라서, 톱링(31A)에 대한 웨이퍼의 전달은 제2 반송 위치(TP2)에서 행해진다. 마찬가지로, 제2 연마부(3B)의 톱링(31B)은 연마 위치와 제3 반송 위치(TP3)의 사이를 이동한다. 톱링(31B)에 대한 웨이퍼의 전달은 제3 반송 위치(TP3)에서 행해진다. 제3 연마부(3C)의 톱링(31C)은 연마 위치와 제6 반송 위치(TP6)의 사이를 이동한다. 톱링(31C)에 대한 웨이퍼의 전달은 제6 반송 위치(TP6)에서 행해진다. 제4 연마부(3D)의 톱링(31D)은 연마 위치와 제7 반송 위치(TP7)의 사이를 이동한다. 톱링(31D)에 대한 웨이퍼의 전달은 제7 반송 위치(TP7)에서 행해진다.
제1 반송 위치(TP1)에는, 반송 로보트(22)로부터 웨이퍼를 수취하기 위한 리프터(11)가 배치되어 있다. 웨이퍼는 이 리프터(11)를 통해 반송 로보트(22)로부터 제1 리니어 트랜스포터(6)에 전달된다. 리프터(11)와 반송 로보트(22) 사이에 위치하여, 셔터(도시하지 않음)가 격벽(1a)에 설치되어 있다. 웨이퍼의 반송시에는 셔터가 개방되어 반송 로보트(22)로부터 리프터(11)에 웨이퍼가 전달되도록 되어 있다. 또한, 제1 리니어 트랜스포터(6)와, 제2 리니어 트랜스포터(7)와, 세정 유닛(4)의 사이에는 스윙 트랜스포터(12)가 배치되어 있다. 이 스윙 트랜스포터(12)는, 제4 반송 위치(TP4)와 제5 반송 위치(TP5)의 사이를 이동 가능한 핸드를 갖고 있다. 제1 리니어 트랜스포터(6)로부터 제2 리니어 트랜스포터(7)로의 웨이퍼의 전달은, 스윙 트랜스포터(12)에 의해 행해진다. 웨이퍼는, 제2 리니어 트랜스포터(7)에 의해 제3 연마부(3C) 및/또는 제4 연마부(3D)에 반송된다. 또한, 연마 유닛(3)에 의해 연마된 웨이퍼는 스윙 트랜스포터(12)를 경유하여 세정 유닛(4)에 반송된다.
<세정 유닛>
도 3a는 세정 유닛(4)을 나타내는 평면도이다. 도 3b는 세정 유닛(4)을 나타내는 측면도이다. 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 세정 유닛(4)은, 제1 세정실(190)과, 제1 반송실(191)과, 제2 세정실(192)과, 제2 반송실(193)과, 건조실(194)로 구획되어 있다. 제1 세정실(190) 내에는, 세로 방향을 따라서 배열된 상측 1차 세정 모듈(세정부)(201A) 및 하측 1차 세정 모듈(세정부)(201B)이 배치되어 있다. 상측 1차 세정 모듈(201A)은 하측 1차 세정 모듈(201B)의 상측에 배치되어 있다. 마찬가지로, 제2 세정실(192) 내에는, 세로 방향을 따라서 배열된 상측 2차 세정 모듈(세정부)(202A) 및 하측 2차 세정 모듈(세정부)(202B)이 배치되어 있다. 상측 2차 세정 모듈(202A)은 하측 2차 세정 모듈(202B)의 상측에 배치되어 있다. 1차 및 2차 세정 모듈(201A, 201B, 202A, 202B)은, 세정액을 이용하여 웨이퍼를 세정하는 세정기이다. 이들 1차 및 2차 세정 모듈(201A, 201B, 202A, 202B)은 수직 방향을 따라서 배열되어 있기 때문에, 풋프린트 면적이 작다고 하는 이점을 얻을 수 있다.
상측 2차 세정 모듈(202A)과 하측 2차 세정 모듈(202B) 사이에는, 웨이퍼의 임시 배치대(203)가 설치되어 있다. 건조실(194) 내에는, 세로 방향을 따라서 배열된 상측 건조 모듈(205A) 및 하측 건조 모듈(205B)이 배치되어 있다. 이들 상측 건조 모듈(205A) 및 하측 건조 모듈(205B)은 서로 격리되어 있다. 상측 건조 모듈(205A) 및 하측 건조 모듈(205B)의 상부에는, 청정한 공기를 건조 모듈(205A, 205B) 내에 각각 공급하는 필터팬 유닛(207, 207)이 설치되어 있다. 상측 1차 세정 모듈(201A), 하측 1차 세정 모듈(201B), 상측 2차 세정 모듈(202A), 하측 2차 세정 모듈(202B), 임시 배치대(203), 상측 건조 모듈(205A) 및 하측 건조 모듈(205B)은, 도시하지 않은 프레임에 볼트 등을 통해 고정되어 있다.
제1 반송실(191)에는, 상하 이동 가능한 제1 반송 로보트(반송 기구)(209)가 배치되어 있다. 제2 반송실(193)에는, 상하 이동 가능한 제2 반송 로보트(210)가 배치되어 있다. 제1 반송 로보트(209) 및 제2 반송 로보트(210)는, 세로 방향으로 연장되는 지지축(211, 212)에 각각 이동 가능하게 지지되어 있다. 제1 반송 로보트(209) 및 제2 반송 로보트(210)는, 그 내부에 모터 등의 구동 기구를 갖고 있다. 제1 반송 로보트(209) 및 제2 반송 로보트(210)는, 지지축(211, 212)을 따라서 상하로 이동 가능하게 되어 있다. 제1 반송 로보트(209)는, 반송 로보트(22)와 마찬가지로 상하 2단의 핸드를 갖고 있다. 제1 반송 로보트(209)는, 도 3a의 점선이 나타낸 바와 같이, 그 하측의 핸드가 전술한 임시 배치대(180)에 액세스 가능한 위치에 배치되어 있다. 제1 반송 로보트(209)의 하측의 핸드가 임시 배치대(180)에 액세스할 때에는, 격벽(1b)에 설치되어 있는 셔터(도시하지 않음)가 개방되도록 되어 있다.
제1 반송 로보트(209)는, 임시 배치대(180), 상측 1차 세정 모듈(201A), 하측 1차 세정 모듈(201B), 임시 배치대(203), 상측 2차 세정 모듈(202A), 하측 2차 세정 모듈(202B)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하도록 동작한다. 세정전의 웨이퍼(슬러리가 부착되어 있는 웨이퍼)를 반송할 때에는, 제1 반송 로보트(209)는 하측의 핸드를 이용하고, 세정후의 웨이퍼를 반송할 때에는 상측의 핸드를 이용한다. 제2 반송 로보트(210)는, 상측 2차 세정 모듈(202A), 하측 2차 세정 모듈(202B), 임시 배치대(203), 상측 건조 모듈(205A), 하측 건조 모듈(205B)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하도록 동작한다. 제2 반송 로보트(210)는 세정된 웨이퍼만을 반송하기 때문에, 하나의 핸드만을 구비하고 있다. 도 1에 나타내는 반송 로보트(22)는, 그 상측의 핸드를 이용하여 상측 건조 모듈(205A) 또는 하측 건조 모듈(205B)로부터 웨이퍼를 취출하고, 그 웨이퍼를 웨이퍼 카세트로 복귀시킨다. 반송 로보트(22)의 상측 핸드가 건조 모듈(205A, 205B)에 액세스할 때에는, 격벽(1a)에 설치되어 있는 셔터(도시하지 않음)가 개방되도록 되어 있다.
<테스트 실행 중의 기판의 처리 효율의 향상>
다음으로, 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때의 기판의 처리 효율의 향상에 관해 설명한다. 도 4∼도 7은, 제어부(5)에 의한 기판의 반송 제어에 관해 설명하기 위한 도면이다. 또, 도 4∼도 7은, 설명을 간략화하기 위해, CMP 장치의 구성을 간략화하여 나타내고 있다.
즉, 도 4∼도 7에서는, 로드/언로드 유닛(2)을 대표하여 2개의 프론트 로드부(20)를 나타내고 있다. 또한, 도 4∼도 7에서는, 로드/언로드 유닛(2)으로부터 연마 유닛(3)에 기판을 반송하는 반송 유닛을 대표하여 제1 리니어 트랜스포터(6)를 나타내고 있다. 또한, 도 4∼도 7에서는, 연마 유닛(3)을 대표하여 2개의 연마부(3A, 3B)를 나타내고 있다. 또한, 도 4∼도 7에서는, 연마 유닛(3)으로부터 세정 유닛(4)에 기판을 반송하는 반송 유닛을 대표하여 제1 반송 로보트(209)를 나타내고 있다. 또한, 도 4∼도 7에서는, 세정 유닛(4)을 대표하여 2개의 세정부(201A, 201B)를 나타내고 있다. 이들은 어디까지나 설명을 간략화하기 위한 도시이다.
또한, 도 4∼도 7은, 복수의 세정부 중의 하나의 세정부(201B)가 메인터넌스를 행한 후, 테스트를 행하는 경우의 기판 반송의 제어의 예를 나타낸다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 복수의 연마부 중의 하나의 연마부가 메인터넌스를 행한 후 테스트를 행하는 경우도, 동일한 기판 반송의 제어를 행할 수 있다. 또한, 본 실시형태는, 연마 유닛(3)이 복수의 연마부를 포함하고, 세정 유닛(4)이 복수의 세정부를 포함하는 예를 나타내고 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 예컨대, 연마 유닛(3)이 하나의 연마부를 포함하고, 세정 유닛(4)이 복수의 세정부를 포함하는 경우, 또는 연마 유닛(3)이 복수의 연마부를 포함하고 세정 유닛(4)이 하나의 세정부를 포함하는 경우라 하더라도, 동일한 기판 반송의 제어를 행할 수 있다.
도 4는, 연마부 및 세정부의 어느 처리부에도 메인터넌스 및 테스트가 행해지지 않은 통상 상태에서의 기판의 반송 제어를 나타내고 있다. 이 경우, 제어부(5)는, 연마부(3A), 연마부(3B), 세정부(201A) 및 세정부(201B)에 「통상 모드」를 설정한다. 즉, 제어부(5)는, 테스트 모드 및 메인터넌스 모드의 어느 것도 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 통상 모드를 설정 가능하다.
프론트 로드부(20)에는 모두 생산용 기판이 설치된다. 프론트 로드부(20)에 설치된 생산용 기판은, 제1 리니어 트랜스포터(6)에 의해 연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 반송된다. 여기서, 제어부(5)는, 제1 리니어 트랜스포터(6)에, 통상 모드가 설정된 연마부(3A, 3B) 중 가장 빠르게 생산용 기판의 연마 처리가 가능한 연마부에 생산용 기판을 반송시킨다.
연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 의해 연마된 생산용 기판은, 제1 반송 로보트(209)에 의해 세정부(201A) 또는 세정부(201B)에 반송된다. 여기서, 제어부(5)는, 제1 반송 로보트(209)에, 통상 모드가 설정되고 세정부(201A, 201B) 중 가장 빠르게 생산용 기판의 세정 처리가 가능한 세정부에 생산용 기판을 반송시킨다.
도 5는, 세정부(201B)가 메인터넌스 중인 메인터넌스 상태에서의 기판의 반송 제어를 나타내고 있다. 이 경우, 제어부(5)는, 연마부(3A), 연마부(3B) 및 세정부(201A)를 「통상 모드」로 설정한 채로, 세정부(201B)에, 세정부(201B)가 메인터넌스 중인 것을 나타내는 모드인 「메인터넌스 모드」를 설정한다. 즉, 제어부(5)는, 「메인터넌스 모드」를 복수의 세정부의 일부에 설정 가능하기 때문에, 세정부(201B)를 「통상 모드」로부터 「메인터넌스 모드」로 전환한다.
프론트 로드부(20)에는 모두 생산용 기판이 설치된다. 프론트 로드부(20)에 설치된 생산용 기판은, 제1 리니어 트랜스포터(6)에 의해 연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 반송된다. 여기서, 제어부(5)는, 제1 리니어 트랜스포터(6)에, 통상 모드가 설정된 연마부(3A, 3B) 중 가장 빠르게 생산용 기판의 연마 처리가 가능한 연마부에 생산용 기판을 반송시킨다.
연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 의해 연마된 생산용 기판은, 제1 반송 로보트(209)에 의해 세정부(201A)에 반송된다. 즉, 제어부(5)는, 메인터넌스 모드가 설정되어 있지 않은 세정부에 생산용 기판을 반송시킨다.
도 6은, 세정부(201B)의 메인터넌스 상태가 종료하고, 테스트 상태로 이행한 상태에서의 기판의 반송 제어를 나타내고 있다. 이 경우, 제어부(5)는, 연마부(3A), 연마부(3B) 및 세정부(201A)를 「통상 모드」로 설정한 채로, 세정부(201B)에, 세정부(201B)를 테스트용으로 동작시키는 모드인 「테스트 모드」를 설정한다. 즉, 제어부(5)는, 「테스트 모드」를 복수의 세정부의 일부에 설정 가능하기 때문에, 세정부(201B)를 「메인터넌스 모드」로부터「테스트 모드」로 전환한다. 이와 같이, 제어부(5)는, 메인터넌스 모드가 설정된 복수의 세정부의 일부의 메인터넌스가 종료했다면, 이 세정부에 테스트 모드를 설정할 수 있다.
프론트 로드부(20)의 한쪽에는 생산용 기판이 설치된다. 또한, 프론트 로드부(20)의 다른쪽에는 기판이 설치되지 않는다. 프론트 로드부(20)의 한쪽에 설치된 생산용 기판은, 제1 리니어 트랜스포터(6)에 의해 연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 반송된다. 여기서, 제어부(5)는, 제1 리니어 트랜스포터(6)에, 통상 모드가 설정된 연마부(3A, 3B) 중 가장 빠르게 생산용 기판의 연마 처리가 가능한 연마부에 생산용 기판을 반송시킨다.
연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 의해 연마된 생산용 기판은, 제1 반송 로보트(209)에 의해 세정부(201A)에 반송된다. 즉, 제어부(5)는, 테스트 모드가 설정되어 있지 않은 세정부에 생산용 기판을 반송시킨다.
도 7은, 테스트 모드가 설정된 세정부(201B)에 테스트용 기판을 반송하는 상태에서의 기판의 반송 제어를 나타내고 있다. 이 경우, 제어부(5)는, 연마부(3A), 연마부(3B) 및 세정부(201A)를 「통상 모드」로 설정한 채이고, 세정부(201B)를 「테스트 모드」로 설정한 채이다.
프론트 로드부(20)의 한쪽에는 생산용 기판이 설치된다. 또한, 프론트 로드부(20)의 다른쪽에는 테스트용 기판이 설치된다. 프론트 로드부(20)의 한쪽에 설치된 생산용 기판은, 제1 리니어 트랜스포터(6)에 의해 연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 반송된다. 여기서, 제어부(5)는, 제1 리니어 트랜스포터(6)에, 통상 모드가 설정된 연마부(3A, 3B) 중 가장 빠르게 생산용 기판의 연마 처리가 가능한 연마부에 생산용 기판을 반송시킨다.
연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 의해 연마된 생산용 기판은, 제1 반송 로보트(209)에 의해 세정부(201A)에 반송된다. 즉, 제어부(5)는, 테스트 모드가 설정되어 있지 않은 세정부에 생산용 기판을 반송시킨다.
한편, 프론트 로드부(20)의 다른쪽에 설치된 테스트용 기판은, 제1 리니어 트랜스포터(6)에 의해 연마부(3A) 또는 연마부(3B)에 반송된다. 또, 테스트용 기판은, 테스트 모드가 설정된 세정부(201)의 테스트를 위한 기판이다. 따라서, 테스트용 기판은, 연마부(3A) 또는 연마부(3B) 중의 어느 하나를 통과하여 제1 반송 로보트(209)에 반송되어도 좋고, 또는, 연마부(3A) 또는 연마부(3B)를 통과하지 않고 제1 반송 로보트(209)에 반송되어도 좋다.
테스트용 기판은, 제1 반송 로보트(209)에 의해 세정부(201B)에 반송된다. 즉, 제어부(5)는, 테스트 모드가 설정된 세정부에 생산용 기판과는 상이한 테스트용 기판을 반송시킨다. 또, 세정부(201B)의 테스트가 종료하고, 테스트 결과에 문제가 없으면, 도 4의 상태로 되돌아간다.
<플로우차트>
다음으로, 본 실시형태의 CMP 장치의 처리의 흐름에 관해 설명한다. 도 8은, 생산용 기판을 반송하는 경우의 CMP 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면이다. 도 9는, 테스트용 기판을 반송하는 경우의 CMP 장치의 처리 플로우를 나타내는 도면이다. 또, 도 8, 9는, 도 4∼도 7과 마찬가지로, 복수의 세정부 중의 하나의 세정부가 메인터넌스를 행한 후, 테스트를 행하는 경우의 기판 반송의 제어의 예를 나타낸다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 생산용 기판 반송에 관해서는, 우선 제어부(5)는, 반송 유닛에, 프론트 로드부(20)로부터 연마 유닛(3)에 생산용 기판을 반송시킨다(단계 S101). 구체적으로는, 제어부(5)는, 반송 유닛에, 통상 모드가 설정된 복수의 연마부 중 가장 빠르게 생산용 기판의 연마 처리가 가능한 연마부에 생산용 기판을 반송시킨다.
계속해서, 제어부(5)는, 생산용 기판이 반송된 연마부에 생산용 기판을 연마시킨다(단계 S102). 계속해서, 제어부(5)는, 연마부에서의 연마 처리가 종료했는지의 여부를 판정한다(단계 S103). 제어부(5)는, 연마부에서의 연마 처리가 종료하지 않았다고 판정한 경우에는(단계 S103, No), 단계 S102의 처리로 되돌아간다.
한편, 제어부(5)는, 연마부에서의 연마 처리가 종료했다고 판정한 경우에는(단계 S103, Yes), 반송 유닛에, 복수의 세정부 중 통상 모드가 설정되어 있는 세정부에 생산용 기판을 반송시킨다(단계 S104). 구체적으로는, 제어부(5)는, 통상 모드가 설정되어 있는 세정부가 복수 있는 경우에는, 반송 유닛에, 복수의 세정부 중 가장 빠르게 생산용 기판의 세정 처리가 가능한 세정부에 생산용 기판을 반송시킨다.
계속해서, 제어부(5)는, 생산용 기판이 반송된 세정부에 생산용 기판을 세정시킨다(단계 S105). 계속해서, 제어부(5)는, 세정부에서의 세정 처리가 종료했는지의 여부를 판정한다(단계 S106). 제어부(5)는, 세정부에서의 세정 처리가 종료하지 않았다고 판정한 경우에는(단계 S106, No), 단계 S105의 처리로 되돌아간다.
한편, 제어부(5)는, 세정부에서의 세정 처리가 종료했다고 판정한 경우에는(단계 S106, Yes), 반송 유닛에 세정부로부터 프론트 로드부에 생산용 기판을 반송시켜(단계 S107), 처리를 종료한다.
다음으로, 도 9에 나타낸 바와 같이, 테스트용 기판에 관해서는, 우선 제어부(5)는, 반송 유닛에, 프론트 로드부(20)로부터 연마 유닛(3)에 생산용 기판을 반송시킨다(단계 S201).
계속해서, 제어부(5)는, 반송 유닛에, 복수의 세정부 중 테스트 모드가 설정되어 있는 세정부에 테스트용 기판을 반송시킨다(단계 S202).
계속해서, 제어부(5)는, 테스트용 기판이 반송된 세정부에, 테스트용 기판을 세정시킨다(단계 S203). 계속해서, 제어부(5)는, 세정부에서의 세정 처리가 종료했는지의 여부를 판정한다(단계 S204). 제어부(5)는, 세정부에서의 세정 처리가 종료하지 않았다고 판정한 경우에는(단계 S204, No), 단계 S203의 처리로 되돌아간다.
한편, 제어부(5)는, 세정부에서의 세정 처리가 종료했다고 판정한 경우에는(단계 S204, Yes), 반송 유닛에, 세정부로부터 프론트 로드부에 테스트용 기판을 반송시켜(단계 S205), 처리를 종료한다.
이상, 본 실시형태에 의하면, 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때의 기판의 처리 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 종래에는, 연마부 또는 세정부의 메인터넌스가 종료한 경우에, 생산용 기판의 처리를 계속한 채로 메인터넌스가 종료한 연마부 또는 세정부의 테스트를 행하고자 하면, 생산용 기판이 테스트 대상의 연마부 또는 세정부에 반송될 우려가 있었다. 이 때문에, 종래 기술에서는, 연마부 또는 세정부의 테스트를 행할 때에는, 생산용 기판의 처리를 정지시킨 다음, 테스트 기판을 테스트 대상의 연마부 또는 세정부에 반송했다. 종래 기술에 의하면, 연마부 또는 세정부의 테스트를 실행하고 있을 때에는, 생산용 기판의 처리가 정지되기 때문에, 기판의 처리 효율이 악화될 우려가 있었다.
이에 비해, 본 실시형태에서는, 제어부(5)는, 연마부 또는 세정부를 테스트용으로 동작시키는 테스트 모드를 복수의 연마부의 일부 또는 복수의 세정부의 일부에 설정 가능하다. 또한, 제어부(5)는, 테스트 모드가 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 생산용 기판을 반송시키고, 테스트 모드가 설정된 연마부 또는 세정부에 생산용 기판과는 상이한 테스트용 기판을 반송시킨다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 생산용 기판은 테스트 대상이 아닌 연마부 또는 세정부에 반송되고, 테스트용 기판은 테스트 대상의 연마부 또는 세정부에 반송된다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 생산용 기판이 테스트 대상의 연마부 또는 세정부에 반송되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 실시형태에 의하면, 연마부 또는 세정부의 메인터넌스가 종료한 경우에, 생산용 기판의 처리를 계속한 채로 메인터넌스가 종료한 연마부 또는 세정부의 테스트를 행할 수 있다.
2 : 언로드 유닛
3 : 연마 유닛
3A : 연마부
3B : 연마부
3C : 연마부
3D : 연마부
4 : 세정 유닛
5 : 제어부
6 : 제1 리니어 트랜스포터
7 : 제2 리니어 트랜스포터
201A : 상측 1차 세정 모듈(세정부)
201B : 하측 1차 세정 모듈(세정부)
W : 웨이퍼

Claims (4)

  1. 기판을 연마하는 적어도 하나의 연마부를 포함하는 연마 유닛과,
    상기 연마 유닛에 의해 연마된 기판의 세정을 행하는 적어도 하나의 세정부를 포함하는 세정 유닛과,
    상기 연마 유닛에 기판을 전달하고 상기 세정 유닛으로부터 기판을 수취하는 로드/언로드 유닛과,
    상기 연마 유닛, 상기 세정 유닛 및 상기 로드/언로드 유닛 사이에서 기판을 반송하는 반송 유닛과,
    상기 반송 유닛에서의 기판의 반송을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 연마 유닛이 상기 연마부를 복수 포함하거나 또는 상기 세정 유닛이 상기 세정부를 복수 포함하는 경우에는, 상기 연마부 또는 상기 세정부를 테스트용으로 동작시키는 테스트 모드를 상기 복수의 연마부의 일부 또는 상기 복수의 세정부의 일부에 설정 가능하고, 상기 반송 유닛에, 상기 테스트 모드가 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 상기 기판을 반송시키고, 상기 테스트 모드가 설정된 연마부 또는 세정부에 상기 기판과는 상이한 테스트용 기판을 반송시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 연마부 또는 상기 세정부가 메인터넌스 중인 것을 나타내는 메인터넌스 모드를 상기 복수의 연마부의 일부 또는 상기 복수의 세정부의 일부에 설정 가능하고, 상기 반송 유닛에, 상기 메인터넌스 모드가 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 상기 기판을 반송시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 메인터넌스 모드가 설정된 상기 복수의 연마부의 일부 또는 상기 복수의 세정부의 일부의 메인터넌스가 종료했다면, 그 연마부 또는 세정부에 상기 테스트 모드를 설정하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 테스트 모드 및 상기 메인터넌스 모드의 어느 것도 설정되어 있지 않은 연마부 또는 세정부에 통상 모드를 설정 가능하고, 상기 반송 유닛에, 상기 통상 모드가 설정된 연마부 중 가장 빠르게 상기 기판의 연마 처리가 가능한 연마부에 상기 기판을 반송시키고, 상기 통상 모드가 설정된 세정부 중 가장 빠르게 상기 기판의 세정 처리가 가능한 세정부에 상기 기판을 반송시키는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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