WO2016035499A1 - 研磨方法および研磨装置 - Google Patents

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WO2016035499A1
WO2016035499A1 PCT/JP2015/072185 JP2015072185W WO2016035499A1 WO 2016035499 A1 WO2016035499 A1 WO 2016035499A1 JP 2015072185 W JP2015072185 W JP 2015072185W WO 2016035499 A1 WO2016035499 A1 WO 2016035499A1
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WO
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polishing
cleaning
wafer
substrate
chemical
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/072185
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English (en)
French (fr)
Inventor
吉田　博
都章 山口
孝一 深谷
大介 蓑島
Original Assignee
株式会社 荏原製作所
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a polishing method and a polishing apparatus, and more particularly to a polishing method and a polishing apparatus for performing chemical treatment of a substrate before or during polishing of a substrate such as a semiconductor wafer.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the polishing of the wafer is performed by multistage polishing such as two-stage polishing or three-stage polishing using two or more polishing tables, and also in this case, the wafer is cleaned by a cleaning machine after the final stage polishing. .
  • Japanese Patent Laid-Open No. 1-18228 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-87760 JP 2005-277396 A Japanese Patent No. 3560051
  • the conventional polishing method and polishing apparatus described above have the following problems.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances.
  • a substrate wafer
  • a plurality of stages of polishing using a plurality of polishing tables foreign substances adhering in the preceding stage of the polishing process
  • a polishing method of the present invention is a polishing method in which a substrate to be polished is pressed against a polishing surface on a polishing table to polish the substrate.
  • a chemical solution cleaning process step for cleaning the substrate using a chemical solution between the plurality of stages of polishing processes is provided.
  • a pre-polishing chemical solution treatment step for treating a substrate with a chemical solution before performing the multi-stage polishing treatment.
  • a pre-cleaning chemical solution cleaning step for cleaning the substrate using a chemical solution after completion of the plurality of stages of all polishing processes and before cleaning by a cleaning machine.
  • the chemical cleaning step, the pre-polishing chemical processing step, and the pre-cleaning chemical cleaning step are at least one position of the plurality of polishing tables or below the swing movement path of the top ring. It is carried out at a position on the transfer path for transferring the substrate from the position or the top ring or the position where the substrate is transferred from the polishing unit to the cleaning unit.
  • the chemical cleaning process step performed at the position of the polishing table, a position below the swing movement path of the top ring, and a position where the substrate is attached to or detached from the top ring, the chemical process before polishing And the pre-cleaning chemical solution cleaning step is performed by immersing the substrate held by the top ring in the chemical solution, or by spraying the chemical solution from the nozzle onto the substrate held by the top ring, or
  • the present invention is characterized in that it is carried out by bringing a sponge or a polishing cloth into sliding contact with the substrate held by the ring.
  • the swing range is set so that the swing ranges of the plurality of top rings partially overlap, and one cleaning unit or one chemical treatment unit is located below the position where the swing movement paths of the top rings overlap.
  • a cleaning process step before and after polishing which allows the substrate held on one or more top rings by the one cleaning unit or one chemical processing unit to perform cleaning processing or chemical processing. It is characterized in that at least one step of the chemical solution treatment step is performed.
  • the pre-cleaning chemical cleaning step performed at a position on the transport path for transporting from the polishing unit to the cleaning unit holds the peripheral edge of the substrate and rotates the substrate while rotating the substrate. Or by scrubbing with a cleaning member while rotating the substrate while holding the peripheral edge of the substrate.
  • chemical cleaning is performed with the substrate tilted by a tilt mechanism.
  • the nozzle comprises a swingable nozzle or a two-fluid jet nozzle.
  • the pre-cleaning chemical solution cleaning step performed at a position on a transport path for transporting from the polishing unit to the cleaning unit is performed by immersing the substrate in a chemical solution while the substrate is inclined. It is characterized by.
  • the polishing apparatus of the present invention is a polishing apparatus that holds a substrate to be polished by a top ring and polishes the substrate by pressing the substrate against a polishing surface on the polishing table, and performs a plurality of polishing processes on the substrate.
  • at least one of the plurality of polishing tables is a chemical solution cleaning process dedicated table for performing a substrate cleaning process using a chemical solution.
  • the chemical solution cleaning dedicated table performs a substrate cleaning process using a chemical solution during the plurality of stages of polishing processing.
  • the substrate is held by the top ring, and the substrate is subjected to a chemical cleaning process on the chemical cleaning process dedicated table.
  • the chemical cleaning process dedicated table has at least one recess or tank for holding a chemical solution, and the substrate held by the top ring is used as the chemical solution held in the recess or the tank.
  • a chemical cleaning process is performed by dipping.
  • there are a plurality of the tanks on the chemical cleaning process dedicated table and the plurality of tanks can hold different chemical liquids, respectively, or at least one chemical liquid and DIW. Can be held respectively.
  • the chemical solution cleaning-dedicated table is capable of sequentially immersing the substrate held by the top ring in the chemical solution or DIW in the plurality of tanks by repeatedly rotating and stopping. It is characterized by being.
  • the top ring includes a top ring main body having a membrane for holding the substrate, and a retainer ring fixed to the top ring main body and disposed so as to surround the outer peripheral edge of the substrate.
  • the retainer ring has grooves on the lower surface of the retainer ring that are spaced apart from each other to allow the chemical solution to flow into the lower surface of the substrate, and the top ring body receives the chemical solution that has flowed into the lower surface of the substrate.
  • the groove provided on the lower surface of the retainer ring having a port for discharging is set so that the number of grooves in the part far from the port is larger than the number of grooves in the part near the port. It is characterized by being.
  • the temporary placement table provided at a position on the transport path for transporting from the polishing unit to the cleaning unit includes a cleaning mechanism for cleaning the substrate after polishing with the cleaning mechanism.
  • a rotation mechanism that rotates while holding the outer periphery of the substrate, a tilt mechanism that tilts the rotation mechanism, and a nozzle that is disposed above the substrate tilted by the tilt mechanism and injects a chemical liquid onto the substrate.
  • the nozzle comprises a swingable nozzle or a two-fluid jet nozzle.
  • a cleaning mechanism that is installed outside the plurality of polishing tables and that performs chemical cleaning on the polished substrate, the cleaning mechanism holding and tilting the substrate, and the substrate
  • An immersion mechanism for immersing the substrate in a chemical solution in an inclined state and a chemical solution supply unit that is disposed above the inclined substrate and supplies the chemical solution to the substrate are provided.
  • the present invention has the following effects. (1) Elimination of abrasives and components adhering to the wafer (substrate) after the first stage polishing eliminates the occurrence of wafer scratches and defects during the second stage polishing. Can do. (2) By removing the abrasive grains and components adhering to the wafer (substrate) after the second stage polishing, the generation of scratches and defects in the wafer during the third stage polishing or buffing process. It can be lost. (3) By performing the process for removing the natural oxide film at the stage before the main polishing, the wafer processing capability (WPH) can be improved. In addition, the in-plane uniformity can be accurately evaluated by removing the oxide film in advance.
  • WPH wafer processing capability
  • FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the first polishing unit.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing details of the cleaning unit shown in FIG. 1, FIG. 3A is a plan view, and FIG. 3B is a side view.
  • FIG. 4A is a flowchart illustrating an example of a wafer processing process by the polishing apparatus configured as illustrated in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 4B is a flowchart illustrating an example of a wafer processing process performed by the polishing apparatus configured as illustrated in FIGS. 1 to 3.
  • FIG. 5A is a flowchart showing another example of the wafer processing process by the polishing apparatus configured as shown in FIGS.
  • FIG. 5B is a flowchart showing another example of the wafer processing step by the polishing apparatus configured as shown in FIGS. 1 to 3.
  • FIGS. 6A to 6F are schematic views showing an example of a process for performing chemical treatment of a wafer on a table.
  • FIGS. 7A to 7F are schematic views showing another example of a process for performing chemical treatment of a wafer on a table.
  • FIGS. 8A to 8F are schematic views showing still another example of the step of performing chemical cleaning of the wafer on the table.
  • FIGS. 9A to 9F are schematic views showing still another example of a process for performing chemical treatment of a wafer on a table.
  • FIGS. 10A and 10B are views showing a configuration of a top ring suitable for performing chemical treatment of a wafer on a table.
  • FIG. 10A is a longitudinal sectional view of the top ring, and FIG. ) Is a plan view of a retainer ring provided on the top ring.
  • FIGS. 11A, 11B, and 11C are schematic views showing a configuration for performing chemical treatment of a wafer at a position other than the table position and the wafer attaching / detaching position.
  • FIGS. 12A and 12B are views showing a mode in which a cleaning nozzle for cleaning chemicals is provided between the linear transporter and the table.
  • FIG. 12A is a plan view, and FIG. These are the XII arrow directional views of Fig.12 (a).
  • FIG. 12C is a plan view showing an example in which the wafer held on the adjacent top ring is cleaned by one cleaning unit at a position below the swing movement path of the top ring.
  • FIGS. 13A and 13B are views showing a mode in which a cleaning nozzle for cleaning chemicals is provided on a linear transporter that functions as a wafer attachment / detachment position.
  • FIG. 13A is a plan view
  • FIG. FIG. 13B is a view taken along arrow XIII in FIG. 14 (a) and 14 (b) are views showing a mode in which a chemical cleaning sponge is provided between the linear transporter and the table
  • FIG. 14 (a) is a plan view
  • FIG. 14 (b) is a plan view.
  • FIG. 14A is a view taken in the direction of arrow XII in FIG. 14A
  • FIG. 14C is a diagram illustrating an aspect in which a chemical solution cleaning sponge is provided on the table.
  • FIGS. 15A, 15B, and 15C are schematic views illustrating an example of a configuration for performing chemical treatment of a wafer at a temporary placement table position.
  • FIGS. 16A, 16B, and 16C are schematic views showing another example of a configuration for performing chemical treatment of a wafer at a temporary placement table position.
  • FIGS. 17A, 17B, and 17C are schematic views showing still another example of a configuration for performing chemical treatment of a wafer at a temporary placement table position.
  • FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • this polishing apparatus includes a substantially rectangular housing 1, and the interior of the housing 1 is divided into a load / unload section 2, a polishing section 3, and a cleaning section 4 by partition walls 1a and 1b.
  • the load / unload unit 2, the polishing unit 3, and the cleaning unit 4 are assembled independently and exhausted independently.
  • the polishing apparatus has a control unit 5 that controls the wafer processing operation.
  • the load / unload unit 2 includes two or more (four in this embodiment) front load units 20 on which wafer cassettes for stocking a large number of wafers (substrates) are placed. These front load portions 20 are arranged adjacent to the housing 1 and are arranged along the width direction (direction perpendicular to the longitudinal direction) of the polishing apparatus.
  • the front load unit 20 can be equipped with an open cassette, a SMIF (Standard Manufacturing Interface) pod, or a FOUP (Front Opening Unified Pod).
  • SMIF and FOUP are sealed containers that can maintain an environment independent of the external space by accommodating a wafer cassette inside and covering with a partition wall.
  • a traveling mechanism 21 is laid along the front load unit 20 in the load / unload unit 2, and a transfer robot (loader) movable on the traveling mechanism 21 along the arrangement direction of the wafer cassettes. 22 is installed.
  • the transfer robot 22 can access the wafer cassette mounted on the front load unit 20 by moving on the traveling mechanism 21.
  • the transfer robot 22 has two hands on the upper and lower sides. The upper hand is used to return the processed wafer to the wafer cassette, and the lower hand is used to take out the unprocessed wafer from the wafer cassette. The upper and lower hands can be used properly. Further, the lower hand of the transfer robot 22 is configured to be able to reverse the wafer by rotating around its axis.
  • the load / unload unit 2 is an area where it is necessary to maintain the cleanest state, the inside of the load / unload unit 2 is at a higher pressure than any of the polishing apparatus outside, the polishing unit 3 and the cleaning unit 4. Always maintained.
  • the polishing unit 3 is the most dirty region because slurry is used as the polishing liquid. Therefore, a negative pressure is formed inside the polishing unit 3, and the pressure is maintained lower than the internal pressure of the cleaning unit 4.
  • the load / unload unit 2 is provided with a filter fan unit (not shown) having a clean air filter such as a HEPA filter, a ULPA filter, or a chemical filter. From the filter fan unit, particles, toxic vapor, Clean air from which toxic gases have been removed is constantly blowing out.
  • the polishing unit 3 is a region where the wafer is polished (flattened), and includes a first polishing unit 3A, a second polishing unit 3B, a third polishing unit 3C, and a fourth polishing unit 3D.
  • the first polishing unit 3A, the second polishing unit 3B, the third polishing unit 3C, and the fourth polishing unit 3D are arranged along the longitudinal direction of the polishing apparatus, as shown in FIG.
  • the first polishing unit 3A includes a polishing table 30A to which a polishing pad 10 having a polishing surface is attached, and polishing while holding the wafer and pressing the wafer against the polishing pad 10 on the polishing table 30A.
  • a top ring 31A for polishing a polishing liquid supply nozzle 32A for supplying a polishing liquid or a dressing liquid (for example, pure water) to the polishing pad 10, and a dresser 33A for dressing the polishing surface of the polishing pad 10.
  • an atomizer 34A for spraying a mixed fluid of liquid (for example, pure water) and gas (for example, nitrogen gas) or a liquid (for example, pure water) to the polishing surface in the form of a mist.
  • the second polishing unit 3B includes a polishing table 30B to which the polishing pad 10 is attached, a top ring 31B, a polishing liquid supply nozzle 32B, a dresser 33B, and an atomizer 34B.
  • 3C includes a polishing table 30C to which the polishing pad 10 is attached, a top ring 31C, a polishing liquid supply nozzle 32C, a dresser 33C, and an atomizer 34C.
  • the fourth polishing unit 3D includes the polishing pad 10 An attached polishing table 30D, a top ring 31D, a polishing liquid supply nozzle 32D, a dresser 33D, and an atomizer 34D are provided.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the first polishing unit 3A.
  • the top ring 31 ⁇ / b> A is supported by the top ring shaft 36.
  • a polishing pad 10 is affixed to the upper surface of the polishing table 30A, and the upper surface of the polishing pad 10 constitutes a polishing surface for polishing the wafer W. Note that fixed abrasive grains may be used in place of the polishing pad 10.
  • the top ring 31 ⁇ / b> A and the polishing table 30 ⁇ / b> A are configured to rotate around their axial centers as indicated by arrows.
  • the wafer W is held on the lower surface of the top ring 31A by vacuum suction.
  • the polishing liquid is supplied from the polishing liquid supply nozzle 32A to the polishing surface of the polishing pad 10, and the wafer W to be polished is pressed against the polishing surface by the top ring 31A and polished.
  • a first linear transporter 6 is disposed adjacent to the first polishing unit 3A and the second polishing unit 3B.
  • the first linear transporter 6 has four transfer positions along the direction in which the polishing units 3A and 3B are arranged (first transfer position TP1, second transfer position TP2, and third transfer in order from the load / unload unit side). This is a mechanism for transferring the wafer between the position TP3 and the fourth transfer position TP4.
  • a second linear transporter 7 is disposed adjacent to the third polishing unit 3C and the fourth polishing unit 3D.
  • the second linear transporter 7 has three transfer positions (a fifth transfer position TP5, a sixth transfer position TP6, and a seventh transfer in order from the load / unload unit side) along the direction in which the polishing units 3C and 3D are arranged. This is a mechanism for transporting the wafer between the positions TP7).
  • the wafer is transferred to the polishing units 3A and 3B by the first linear transporter 6.
  • the top ring 31A of the first polishing unit 3A moves between the polishing position and the second transport position TP2 by the swing operation of the top ring head 60. Accordingly, the wafer is transferred to the top ring 31A at the second transfer position TP2.
  • the top ring 31B of the second polishing unit 3B is moved between the polishing position and the third transfer position TP3 by the swing operation of the top ring head 60, and the delivery of the wafer to the top ring 31B is performed at the third transfer position. Performed at TP3.
  • the top ring 31C of the third polishing unit 3C moves between the polishing position and the sixth transfer position TP6 by the swing operation of the top ring head 60, and the wafer is transferred to the top ring 31C at the sixth transfer position TP6. Is called.
  • the top ring 31D of the fourth polishing unit 3D is moved between the polishing position and the seventh transfer position TP7 by the swing operation of the top ring head 60, and the wafer is transferred to the top ring 31D at the seventh transfer position TP7. Is called.
  • the lifter 11 for receiving a wafer from the transfer robot 22 is disposed at the first transfer position TP1.
  • the wafer is transferred from the transfer robot 22 to the first linear transporter 6 through the lifter 11.
  • a shutter (not shown) is provided in the partition wall 1a between the lifter 11 and the transfer robot 22, and when transferring the wafer, the shutter is opened so that the wafer is transferred from the transfer robot 22 to the lifter 11. It has become.
  • a swing transporter 12 is arranged between the first linear transporter 6, the second linear transporter 7, and the cleaning unit 4.
  • the swing transporter 12 has a hand that can move between the fourth transfer position TP4 and the fifth transfer position TP5, and transfers the wafer from the first linear transporter 6 to the second linear transporter 7. Is performed by the swing transporter 12.
  • the wafer is transferred to the third polishing unit 3C and / or the fourth polishing unit 3D by the second linear transporter 7. Further, the wafer polished by the polishing unit 3 is transferred to the cleaning unit 4 via the swing transporter 12.
  • a temporary placement table 180 for the wafer W installed on a frame (not shown) is disposed. As shown in FIG. 1, the temporary placement table 180 is disposed adjacent to the first linear transporter 6 and is positioned between the first linear transporter 6 and the cleaning unit 4.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams showing the details of the cleaning unit 4 shown in FIG. 1, FIG. 3 (a) is a plan view, and FIG. 3 (b) is a side view.
  • the cleaning unit 4 includes a first cleaning chamber 190, a first transfer chamber 191, a second cleaning chamber 192, a second transfer chamber 193, and a drying unit. It is partitioned into a chamber 194.
  • an upper primary cleaning module 201A and a lower primary cleaning module 201B arranged in the vertical direction are arranged.
  • the upper primary cleaning module 201A is disposed above the lower primary cleaning module 201B.
  • an upper secondary cleaning module 202A and a lower secondary cleaning module 202B arranged in the vertical direction are arranged.
  • the upper secondary cleaning module 202A is disposed above the lower secondary cleaning module 202B.
  • the primary and secondary cleaning modules 201A, 201B, 202A, and 202B are cleaning machines that clean a wafer using a cleaning liquid. Since these primary and secondary cleaning modules 201A, 201B, 202A, 202B are arranged along the vertical direction, there is an advantage that the footprint area is small.
  • a temporary wafer placement table 203 is provided between the upper secondary cleaning module 202A and the lower secondary cleaning module 202B.
  • an upper drying module 205A and a lower drying module 205B arranged in the vertical direction are arranged in the drying chamber 194.
  • the upper drying module 205A and the lower drying module 205B are isolated from each other.
  • Filter fan units 207 and 207 for supplying clean air into the drying modules 205A and 205B are provided above the upper drying module 205A and the lower drying module 205B, respectively.
  • the upper primary cleaning module 201A, the lower primary cleaning module 201B, the upper secondary cleaning module 202A, the lower secondary cleaning module 202B, the temporary placing table 203, the upper drying module 205A, and the lower drying module 205B are arranged on a frame (not shown). It is fixed via bolts.
  • a first transfer robot 209 that can move up and down is arranged, and in the second transfer chamber 193, a second transfer robot 210 that can move up and down is arranged.
  • the first transfer robot 209 and the second transfer robot 210 are movably supported by support shafts 211 and 212 extending in the vertical direction.
  • the first transfer robot 209 and the second transfer robot 210 have a drive mechanism such as a motor inside thereof, and are movable up and down along the support shafts 211 and 212.
  • the first transfer robot 209 has two upper and lower hands like the transfer robot 22. As shown by the dotted line in FIG. 3A, the first transfer robot 209 is disposed at a position where the lower hand can access the temporary table 180 described above. When the lower hand of the first transfer robot 209 accesses the temporary table 180, a shutter (not shown) provided on the partition wall 1b is opened.
  • the first transfer robot 209 moves the wafer W between the temporary placing table 180, the upper primary cleaning module 201A, the lower primary cleaning module 201B, the temporary placing table 203, the upper secondary cleaning module 202A, and the lower secondary cleaning module 202B. Operates to carry.
  • the first transfer robot 209 uses the lower hand when transferring the wafer before cleaning (the wafer to which the slurry is adhered), and uses the upper hand when transferring the cleaned wafer.
  • the second transfer robot 210 operates to transfer the wafer W between the upper secondary cleaning module 202A, the lower secondary cleaning module 202B, the temporary placement table 203, the upper drying module 205A, and the lower drying module 205B. Since the second transfer robot 210 transfers only the cleaned wafer, it has only one hand.
  • the transfer robot 22 shown in FIG. 1 takes out the wafer from the upper drying module 205A or the lower drying module 205B using the upper hand, and returns the wafer to the wafer cassette.
  • a shutter (not shown) provided on the partition wall 1a is opened.
  • the cleaning unit 4 includes two primary cleaning modules and two secondary cleaning modules, a plurality of cleaning lines for cleaning a plurality of wafers in parallel can be configured.
  • the “cleaning line” refers to a movement path when one wafer is cleaned by a plurality of cleaning modules inside the cleaning unit 4.
  • one wafer is transferred in the order of the first transfer robot 209, the upper primary cleaning module 201A, the first transfer robot 209, the upper secondary cleaning module 202A, the second transfer robot 210, and the upper drying module 205A.
  • the first transfer robot 209, the lower primary cleaning module 201B, the first transfer robot 209, the lower secondary cleaning module 202B, the second transfer robot 210, and the lower drying module 205B Can be transported in order. In this manner, a plurality of (typically two) wafers can be cleaned and dried almost simultaneously by two parallel cleaning lines.
  • a plurality of wafers can be cleaned and dried at a predetermined time difference in two parallel cleaning lines.
  • the advantages of cleaning at a predetermined time difference are as follows.
  • the first transfer robot 209 and the second transfer robot 210 are shared by a plurality of cleaning lines. For this reason, when a plurality of cleaning or drying processes are completed at the same time, these transfer robots cannot immediately transfer the wafer, which deteriorates the throughput.
  • the processed wafers can be quickly transferred by the transfer robots 209 and 210 by cleaning and drying a plurality of wafers with a predetermined time difference.
  • the slurry is adhered to the polished wafer, and it is not preferable to leave the wafer for a long time in that state. This is because copper as a wiring metal may be corroded by the slurry.
  • the cleaning unit 4 since two primary cleaning modules are provided, even if the preceding wafer is cleaned by either the upper primary cleaning module 201A or the lower primary cleaning module 201B, The wafer can be loaded into the primary cleaning module and cleaned. Accordingly, not only high throughput can be realized, but also the polished wafer can be immediately cleaned to prevent copper corrosion.
  • the wafer is transferred in the order of the first transfer robot 209, the upper primary cleaning module 201A, the first transfer robot 209, the temporary placing table 203, the second transfer robot 210, and the upper drying module 205A.
  • the secondary cleaning in the second cleaning chamber 192 can be omitted.
  • the wafer can be transferred to the upper secondary cleaning module 202A.
  • the first transfer robot 209 and the second transfer robot 210 can distribute the wafer to a predetermined cleaning line as necessary. The selection of such a cleaning line is determined by the control unit 5.
  • FIGS. 4A and 4B and FIGS. 5A and 5B a wafer processing process performed by the polishing apparatus configured as shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B and FIGS. 5A and 5B.
  • the polishing tables 30A, 30B, 30C, and 30D shown in FIG. 1 may be subjected only to the chemical treatment process and the cleaning process without performing the polishing process, so that the tables 30A, 30B, 30C, and 30D are simply Called.
  • 4A and 4B are flowcharts showing an example of a wafer processing process by the polishing apparatus configured as shown in FIGS. 1 to 3. As shown in FIG.
  • the wafer processing is started, and the wafer taken out from the wafer cassette of the front load unit 20 is transferred (moved) to the first polishing unit 3A by the transfer mechanism (step S1).
  • the wafer transferred to the first polishing unit 3A is held on the lower surface of the top ring 31A by vacuum suction (step S2).
  • the wafer held by the top ring 31A is processed by one of the following three steps.
  • the processing position is a position other than the table position and the wafer attachment / detachment position (described later).
  • the wafer is cleaned (step S3-2A) or Dip processing (step S3-2B), and after processing, the top ring 31A moves from the processing position to the position of the first linear transporter 6 (step S3-3).
  • (3) Third Processing Step The wafer held by the top ring 31A is cleaned (Step S3-1A) or Dip processing (Step S3-1B) at the wafer attachment / detachment position.
  • step S4 The wafer that has completed any of the first to third processing steps is detached from the top ring 31A (step S4). Thereafter, the wafer is transferred (moved) from the first polishing unit 3A to the second polishing unit 3B by the transfer mechanism (step S5). In the second polishing unit 3B, the wafer is held on the lower surface of the top ring 31B by vacuum suction (step S6). The top ring 31B holding the wafer moves from the position of the first linear transporter 6 to the position of the table 30B (step S7), and the top ring 31B descends (step S8). The wafer held by the top ring 31B is pressed against the polishing pad 10 on the table 30B and polished in the first stage (step S9).
  • the top ring 31B moves up (step S10), and then the top ring 31B moves from the processing position to the position of the first linear transporter 6 (step S11).
  • the wafer is detached from the top ring 31B (step S12).
  • the wafer is transferred (moved) from the second polishing unit 3B to the third polishing unit 3C by the transfer mechanism (step S13).
  • the wafer transferred to the third polishing unit 3C is held on the lower surface of the top ring 31C by vacuum suction (step S14).
  • the top ring 31C holding the wafer moves from the position of the second linear transporter 7 to the position of the table 30C (step S15), and the top ring 31C descends (step S16).
  • the wafer held by the top ring 31C is pressed against the polishing pad 10 on the table 30C and polished in the second stage (step S17).
  • the top ring 31C is raised (step S18), and then the top ring 31C is moved from the processing position to the position of the second linear transporter 7 (step S19).
  • the wafer is detached from the top ring 31C (step S20).
  • the wafer is transferred (moved) from the third polishing unit 3C to the fourth polishing unit 3D by the transfer mechanism (step S21).
  • the wafer transferred to the fourth polishing unit 3D is held on the lower surface of the top ring 31D by vacuum suction (step S22).
  • the top ring 31D holding the wafer moves from the position of the second linear transporter 7 to the position of the table 30D (step S23), and the top ring 31D descends (step S24).
  • the wafer held by the top ring 31D is polished (step S25A) or buffed (step S25B) at the third stage on the table 30D.
  • the top ring moves up (step S26), and the top ring 31D moves from the processing position to the position of the second linear transporter 7 (step S27).
  • the wafer is detached from the top ring 31D at the position of the second linear transporter 7 (step S28).
  • the polished wafer detached from the top ring 31D is transferred from the fourth polishing unit 3D to the cleaning machine (step S29).
  • the wafer is cleaned by a plurality of cleaning modules 201A, 201B, 202A, 202B (step S30).
  • the cleaned wafer is transferred (moved) by the transfer mechanism and returned to the wafer cassette of the front load unit 20 (step S31). In this way, the wafer processing is completed.
  • FIGS. 5A and 5B are flowcharts showing another example of the wafer processing process by the polishing apparatus configured as shown in FIGS.
  • the wafer processing is started, and the wafer taken out from the wafer cassette of the front load unit 20 is transferred (moved) to the first polishing unit 3A by the transfer mechanism (step S1).
  • the wafer transferred to the first polishing unit 3A is held on the lower surface of the top ring 31A by vacuum suction (step S2).
  • the top ring 31A holding the wafer moves to the position of the table 30A (step S3), and the top ring 31A descends (step S4).
  • the wafer is polished on the table 30A using an acidic slurry (step S5A) or using an alkaline slurry (step S5B).
  • the polished wafer is water-polished (step S6).
  • the wafer is cleaned by sliding the wafer against the polishing pad 10 while supplying DIW onto the polishing pad 10, and it is not necessary to completely remove deposits on the wafer. Can be done shortly.
  • the top ring 31A moves up (step S7), and the top ring 31A moves to the position of the first linear transporter 6 (step S8).
  • the wafer is detached from the top ring 31A (step S9).
  • the wafer is transferred (moved) from the first polishing unit 3A to the second polishing unit 3B by the transfer mechanism (step S10).
  • the wafer transferred (moved) to the second polishing unit 3B is held on the lower surface of the top ring 31B by vacuum suction (step S11).
  • the wafer held by the top ring 31B is processed by one of the following three steps.
  • step S12-1 The top ring 31B holding the wafer moves from the position of the first linear transporter 6 to the position of the table 30B (step S12-1), and the top ring 31B descends (step S12-2).
  • the wafer held by the top ring 31B is cleaned on the table 30B using a chemical solution and DIW (step S12-3).
  • step S12-4 After cleaning, the top ring 31B moves up (step S12-4), and the top ring 31B moves from the position of the table 30B to the position of the first linear transporter 6 (step S12-5).
  • Second Processing Step The top ring 31B holding the wafer moves from the position of the first linear transporter 6 to the processing position (step S12-1).
  • the processing position is a position other than the table position and the wafer attachment / detachment position (described later).
  • the wafer is cleaned using a chemical solution and DIW (step S12-2).
  • the top ring 31B moves from the processing position to the position of the first linear transporter 6 (step S12-3).
  • step S12-1 Third Processing Step
  • the wafer held by the top ring 31B is cleaned using a chemical solution and DIW at the wafer attachment / detachment position (step S12-1).
  • the wafer that has completed any of the first to third processing steps is detached from the top ring 31B (step S13). Thereafter, the wafer is transferred (moved) from the second polishing unit 3B to the third polishing unit 3C by the transfer mechanism (step S14).
  • the wafer transferred to the third polishing unit 3C is held on the lower surface of the top ring 31C by vacuum suction (step S15).
  • the top ring 31C holding the wafer moves to the processing position (step S16), and the top ring 31C is lowered (step S17).
  • the wafer is polished on the table 30C using an alkaline slurry (step S18A) or using an acidic slurry (step S18B).
  • step S19 the top ring 31C moves up (step S19), and the top ring 31C moves to the position of the second linear transporter 7 (step S20).
  • the wafer is detached from the top ring 31C at the position of the second linear transporter 7 (step S21).
  • the polished wafer detached from the top ring 31C is transferred from the third polishing unit 3C to the cleaning machine (step S22). Thereafter, the wafer is cleaned by a plurality of cleaning modules 201A, 201B, 202A, 202B (step S23). The cleaned wafer is transferred (moved) by the transfer mechanism and returned to the wafer cassette of the front load unit 20 (step S24). In this way, the wafer processing is completed.
  • FIGS. 6A to 6F are schematic views showing an example of a process for performing chemical treatment of a wafer on a table. 6A to 6F is applied to the Dip processing (step S3-3B) of the first processing step in FIG. 4A.
  • the table 30A of the first polishing unit 3A will be described, but other tables 30B, 30C, and 30D may be used.
  • Fig.6 (a) is typical sectional drawing of the table for chemical
  • the table 30 ⁇ / b> A is fixed by a table fixing ring 13.
  • the ring-shaped guide 14 is attached to the outside of the table 30A, and the polishing pad 10 is attached to the upper surface of the table 30A and the upper surface of the ring-shaped guide 14.
  • the upper surface of the ring-shaped guide 14 is an inclined surface 14a that is inclined obliquely upward from the inside in the radial direction toward the outside.
  • the ring-shaped guide 14 is shown as a perspective view on the right side. In a state where the ring-shaped guide 14 is attached to the outside of the table 30A, the inner diameter portion of the ring-shaped guide 14 is equal to the height of the table 30A, and the outer peripheral portion of the ring-shaped guide 14 is higher than the table 30A.
  • the outer peripheral portion of the ring-shaped guide 14 is high, so that the chemical solution can be held on the polishing pad surface portion.
  • the chemical solution Dip is performed by immersing the wafer W held by the top ring 31A in the held chemical solution portion.
  • FIG. 6 (b) to 6 (f) are diagrams showing steps in the case of performing chemical treatment using the table 30A having the configuration shown in FIG. 6 (a).
  • a chemical solution is supplied onto the polishing pad 10 from the chemical solution supply nozzle 15.
  • the top ring 31A that adsorbs the wafer W is moved to the processing position as shown in FIG.
  • FIG. 6 (d) the top ring 31A is lowered, and the wafer W is dipped (immersed) in the chemical solution.
  • the table 30A and the top ring 31A are not rotated.
  • the wafer W is attracted to the top ring 31 ⁇ / b> A, and the wafer W is processed while being lifted from the polishing pad 10.
  • the top ring 31A is raised, the wafer W is moved to the wafer attaching / detaching position, and the wafer after the chemical processing is detached from the top ring 31A to the next step. Transport.
  • the top ring 31A is raised, as shown in FIG. 6 (f)
  • the table 30A is rotated, and the chemical solution filled on the polishing pad is removed from the table through the inclined surface of the outer peripheral portion of the polishing pad 10 by centrifugal force. To discharge.
  • the rotation of the table 30A is stopped, and the chemical processing shown in FIGS. 6B to 6F is similarly performed.
  • FIGS. 7A to 7F are schematic views showing another example of a process for performing chemical treatment of a wafer on a table.
  • 7A to 7F is applied to the Dip process (step S3-3B) of the first process step in FIG. 4A.
  • Fig.7 (a) is typical sectional drawing of the table for chemical
  • a guide 16 made of a disc having an H-shaped cross section is attached on the table 30A. At this time, the guide 16 covers the surface of the table 30A.
  • the upper surface of the outer periphery of the guide 16 is an inclined surface 16a that is inclined obliquely upward from the inside in the radial direction toward the outside.
  • the guide 16 is shown as a perspective view on the right side.
  • the chemical solution is supplied from the chemical solution supply nozzle 15 to the upper surface of the guide 16, the chemical solution can be held.
  • the chemical solution Dip is performed by immersing the wafer W held by the top ring 31A in the held chemical solution portion.
  • FIG. 7 (b) to 7 (f) are diagrams showing steps in the case of performing a chemical treatment using the table 30A having the configuration shown in FIG. 7 (a).
  • the chemical liquid is supplied onto the guide 16 from the chemical liquid supply nozzle 15.
  • the top ring 31A that has adsorbed the wafer W is moved to the processing position as shown in FIG.
  • FIG. 7D the top ring 31A is lowered, and the wafer is dipped (immersed) in the chemical solution.
  • the table 30A and the top ring 31A are not rotated.
  • the wafer W is in a state of being attracted to the top ring 31 ⁇ / b> A, and the wafer W is processed while being lifted from the upper surface of the guide 16.
  • the top ring 31A is raised, the wafer W is moved to the wafer attaching / detaching position, and the wafer after the chemical processing is detached from the top ring 31A to the next step.
  • Transport When the top ring 31A is raised, the table 30A is rotated as shown in FIG. 7 (f), and the chemical solution filled on the guide 16 is discharged out of the table through the inclined surface 16a by centrifugal force.
  • the rotation of the table 30A is stopped, and the chemical processing shown in FIGS. 7B to 7F is performed in the same manner.
  • FIGS. 8A to 8F are schematic views showing still another example of the step of performing chemical cleaning of the wafer on the table.
  • 8A to 8F is applied to the Dip process (step S3-3B) of the first process step in FIG. 4A.
  • Fig.8 (a) is typical sectional drawing of the table for chemical
  • a guide 17 made of a disk having an H-shaped cross section is attached on the table 30A. At this time, the guide 17 covers the surface of the table 30A.
  • a guide 17 is shown as a perspective view on the right side.
  • the chemical solution Dip is performed by immersing the wafer W held by the top ring 31A in the held chemical solution portion.
  • FIG. 8 (b) to 8 (f) are diagrams showing steps in the case of performing chemical treatment using the table 30A having the configuration shown in FIG. 8 (a).
  • the chemical solution is supplied from the chemical solution supply nozzle 15 onto the guide 17.
  • the top ring 31A that has adsorbed the wafer W is moved to the processing position.
  • the top ring 31A is lowered, and the wafer is dipped (immersed) in the chemical solution.
  • the table 30A and the top ring 31A are not rotated.
  • the wafer W is in a state of being attracted to the top ring 31 ⁇ / b> A, and the wafer W is processed while being lifted from the upper surface of the guide 17.
  • the top ring 31A is raised, the wafer W is moved to the wafer attaching / detaching position, and the wafer after the chemical processing is detached from the top ring 31A to the next step.
  • Transport When the top ring 31A is raised, as shown in FIG. 8 (f), the chemical solution supply nozzle 15 is lowered, and the chemical solution filled on the guide 17 is sucked by a pump or the like using the chemical solution supply nozzle 15 to remove it from the table. To discharge. For the next wafer, the chemical treatment shown in FIGS. 8B to 8F is similarly performed.
  • FIGS. 9A to 9F are schematic views showing still another example of a process for performing chemical treatment of a wafer on a table.
  • 9A to 9F is applied to the cleaning process (step S12-3) using the chemical liquid and DIW in the first processing process of FIG. 5A.
  • Fig.9 (a) is typical sectional drawing of the table for chemical
  • a disk-shaped base 18 is fixed on the table 30 ⁇ / b> B, and a plurality of cylindrical container-shaped Dip tanks 19 are provided on the base 18.
  • a plurality of Dip tanks need to be distinguished from each other they will be described using subscripts 1, 2, and 3.
  • three Dip tanks including a first Dip tank 19-1, a second Dip tank 19-2, and a third Dip tank 19-3 are provided.
  • the cylindrical container-shaped Dip tank is illustrated in the illustrated example, it may be divided into two or more Dip tanks by a partition.
  • FIG. 9 (b) to 9 (f) are diagrams showing steps in the case of performing a chemical treatment using the table having the configuration shown in FIG. 9 (a).
  • the first chemical liquid is supplied from the chemical liquid supply nozzle 15 to the first Dip tank 19-1.
  • the top ring 31B that has adsorbed the wafer W is moved to the processing position as shown in FIG. Is rotated (120 degrees) to the position of the first chemical treatment.
  • the top ring 31B is lowered to dip (immerse) the wafer in the first chemical in the first dip tank 19-1.
  • the table 30B and the top ring 31B are not rotated.
  • the wafer W is in a state of being attracted to the top ring 31B, and the wafer W is processed in a state where it is floated from the bottom surface of the Dip tank.
  • DIW is supplied from the chemical supply nozzle 15 to the second Dip tank 19-2.
  • the top ring 31B is lowered, and the top ring 31B is rotated around its own axis while the wafer is immersed in DIW in the second Dip tank 19-2. Wash.
  • the chemical liquid discharge nozzle 23 is lowered to discharge the first chemical liquid in the first Dip tank 19-1.
  • the second chemical solution is supplied from the chemical solution supply nozzle 15 to the third Dip tank 19-3.
  • the top ring 31B is once raised, and the table 30B is rotated (120 degrees) to the position of the second chemical treatment.
  • the top ring 31B is lowered, and the wafer is dipped (immersed) in the second chemical solution.
  • FIGS. 10A and 10B are views showing a configuration of a top ring suitable for performing chemical treatment of a wafer on a table.
  • FIG. 10A is a longitudinal sectional view of the top ring
  • FIG. ) Is a plan view of a retainer ring provided on the top ring.
  • the process of performing chemical treatment on a wafer using the top ring shown in FIGS. 10A and 10B is applied to the cleaning process (step S12-3) using the chemical and DIW in the first treatment process of FIG. 5A. As shown in FIG.
  • the top ring 31 ⁇ / b> B includes a substantially disc-shaped top ring main body 32, and a retainer ring 33 is fixed to the lower surface of the outer periphery of the top ring main body 32.
  • a membrane 34 is stretched on the lower surface of the top ring body 32 at a position on the inner side in the radial direction of the retainer ring 33, and a pressure chamber 35 is formed between the membrane 34 and the lower surface of the top ring body 32.
  • a large number of grooves 33 g are formed on the lower surface of the retainer ring 33.
  • the top ring body 32 is provided with a discharge port 32 ⁇ / b> P that communicates with the space between the inner peripheral surface of the top ring main body 32 and the outer peripheral surface of the membrane 34.
  • the discharge port 32P is connected to a vacuum source (Vac).
  • Vac vacuum source
  • the retainer ring grooves 33g are not arranged at equal intervals, but a portion close to the discharge port 32P is sparse and a portion far from the discharge port 32P is densely arranged.
  • the membrane 34 is raised by setting the pressure chamber 35 to a negative pressure, and the wafer is lifted from the upper surface of the table. By making it up, the chemical solution can easily hit the wafer surface.
  • the retainer ring 33 is provided with a large number of retainer ring grooves 33g on the lower surface, and the retainer ring grooves 33g are not arranged at regular intervals but densely arranged at a portion far from the discharge port 32P.
  • the chemical solution is efficiently drawn in from a large number of retainer ring grooves 33g formed in a portion far from the discharge port 32P and is brought into contact with the wafer surface while being sucked by the negative pressure from the discharge port 32P toward the discharge port 32P. Then, the air is quickly discharged from the discharge port 32P on the side where the number of the retainer ring grooves 33g is small. Thereby, inflow of the chemical liquid to the wafer surface and discharge of the chemical liquid after processing can be promoted, and the etching effect can be enhanced.
  • FIGS. 11A, 11B, and 11C are schematic views showing a configuration for performing chemical treatment of a wafer at a position other than the table position and the wafer attaching / detaching position.
  • the positions other than the table position and the wafer attachment / detachment position are, for example, positions below the moving path of the top ring that performs the swing operation.
  • 11 (a), 11 (b), and 11 (c) the cleaning process (step S3-2A) or Dip process (step S3-2B) in the second process step of FIG. 4A and the second process process of FIG. This is applied to the cleaning in step S12-2.
  • 11A, 11B, and 11C show a case where the present invention is applied to the second processing step in FIG. 4A.
  • FIG. 11A is a perspective view showing an aspect provided with a bowl-shaped treatment tank 41 for cleaning chemicals.
  • a supply pipe 42 is connected to the bottom surface of the bowl-shaped treatment tank 41, and the mixing ratio (dilution rate) and flow rate from the bottom surface of the bowl-shaped treatment tank 41 by the supply pipe 42. It is possible to supply a liquid mixture of a chemical solution and DIW that can be freely changed. In addition, you may supply the chemical
  • the top ring 31A is lowered in a state where the liquid mixture of the chemical liquid and DIW is filled in the bowl-shaped processing tank 41, and the wafer is dip (immersed) in the liquid mixture of the chemical liquid and DIW.
  • the chemical cleaning process can be performed.
  • FIG. 11 (b) is a perspective view showing an aspect provided with a bowl-shaped treatment tank 43 for cleaning chemicals.
  • a bowl-shaped treatment tank 43 which is an upright guide 43g, 43g by bending both ends of a flat plate is arranged inclined downward.
  • a supply pipe 44 is disposed at one end of the bowl-shaped processing tank 43, and a chemical liquid and DIW mixed liquid whose mixing ratio (dilution rate) and flow rate can be freely changed are supplied to the processing tank 43 through the supply pipe 44. Be able to. In addition, you may supply the chemical
  • the mixed solution of the chemical solution and DIW supplied to one end side of the bowl-shaped treatment tank 43 flows to the other end side along the inclined surface of the bowl-shaped treatment tank 43.
  • the top ring 31A is lowered in a state where the liquid mixture of the chemical liquid and DIW is poured into the bowl-shaped processing tank 43, and the wafer is dipped (immersed) in the liquid mixture of the chemical liquid and DIW.
  • the chemical cleaning process can be performed.
  • FIG. 11 (c) is a perspective view showing an aspect provided with a nozzle 45 for cleaning chemicals.
  • a nozzle 45 having a nozzle port facing upward is provided, and a liquid mixture of a chemical solution and DIW is supplied to the nozzle 45 from a supply pipe 46.
  • a liquid mixture of DIW and DIW that can freely change the mixing ratio (dilution ratio) and flow rate is sprayed from the nozzle 45 toward the wafer.
  • a chemical cleaning process can be performed.
  • FIGS. 12A and 12B are views showing a mode in which a cleaning nozzle for cleaning chemicals is provided between the linear transporter and the table.
  • FIG. 12A is a plan view, and FIG. These are the XII arrow directional views of Fig.12 (a).
  • the configuration shown in FIGS. 12A and 12B is applied to the cleaning in the second processing step of FIG. 4A (step S3-2A) and the cleaning in the second processing step of FIG. 5A (step S12-2).
  • FIGS. 12A and 12B show a case where the present invention is applied to the second processing step of FIG. 4A.
  • a cleaning nozzle 47 is provided between the first linear transporter 6 and the table 30A.
  • the cleaning nozzle 47 is configured by forming a plurality of nozzle holes 48h on the upper surface of a rectangular cylindrical main body portion 48, and the main body portion 48 has a length substantially the same as the diameter of the top ring 31A in the horizontal direction. It extends to.
  • the cleaning nozzle 47 is disposed below the movement path of the top ring that is moved by the swing operation of the top ring head 60.
  • the top ring 31A stops above the cleaning nozzle 47 while moving between the first linear transporter 6 and the table 30A. During this stop, the liquid mixture of DIW and DIW is sprayed from the cleaning nozzle 47 to clean the wafer with chemical liquid. It is supposed to be. While the liquid mixture of the chemical liquid and DIW is sprayed from the cleaning nozzle 47 toward the wafer, the top ring 31A rotates around its own axis, whereby the entire surface of the wafer is cleaned with the chemical liquid.
  • FIG. 12C is a plan view showing an example in which the wafer held on the adjacent top ring is cleaned by one cleaning unit at a position below the swing movement path of the top ring.
  • the example shown in FIG. 12 (c) shows a mode in which a chemical solution cleaning unit is provided between two adjacent tables 30A (or 30C) and 30B (or 30D), but there are two adjacent tables and a linear transporter. A chemical solution cleaning unit may be provided between them.
  • a cleaning nozzle 47 is provided as a chemical cleaning unit.
  • the configuration of the cleaning nozzle 47 and the cleaning method using the cleaning nozzle 47 are as described in the description of FIG. Moreover, you may install a chemical processing unit in the location of a chemical cleaning unit.
  • one cleaning unit or one chemical treatment unit is installed below the position where the swing movement paths of the top rings overlap. It is possible to perform a cleaning process or a chemical process on a wafer held on one or more top rings.
  • FIGS. 13A and 13B are views showing a mode in which a cleaning nozzle for cleaning a chemical solution is provided at the position of the linear transporter functioning as a wafer attaching / detaching position.
  • FIG. 13A is a plan view and FIG. FIG. 13B is a view taken along arrow XIII in FIG.
  • the configurations shown in FIGS. 13A and 13B are applied to the cleaning in the third processing step in FIG. 4A (step S3-1A) and the cleaning in the third processing step in FIG. 5A (step S12-1).
  • FIGS. 13A and 13B show a case where it is applied to the third processing step of FIG. 4A. As shown in FIGS.
  • a cleaning nozzle 49 is provided at the position of the first linear transporter 6.
  • the cleaning nozzle 49 is configured by fixing a plurality of cleaning nozzles 51 on the upper surface of the rectangular parallelepiped main body 50.
  • the plurality (two in the illustrated example) of the cleaning nozzles 51 fan-shaped a mixture of a chemical solution and DIW. It is configured to spray toward the wafer so as to spread.
  • the top ring 31A swings from the table side to the linear transporter side, and when the top ring 31A is stopped on the linear transporter side, the liquid mixture of DIV and DIW is sprayed from the cleaning nozzle 51 to perform chemical cleaning of the wafer. ing. While the liquid mixture of the chemical liquid and DIW is sprayed from the cleaning nozzle 51 toward the wafer, the top ring 31A rotates around its own axis, whereby the entire surface of the wafer is cleaned with the chemical liquid.
  • FIGS. 14A and 14B are views showing a mode in which a chemical cleaning sponge 52 is provided between the linear transporter and the table.
  • FIG. 14A is a plan view
  • FIG. FIG. 15 is a view on arrow XIV in FIG.
  • the configurations shown in FIGS. 14A and 14B are applied to the cleaning in the second processing step (step S3-2A) in FIG. 4A and the cleaning in the second processing step in FIG. 5A (step S12-2).
  • FIGS. 14A and 14B show a case where the present invention is applied to the second processing step of FIG. 4A.
  • a chemical cleaning sponge 52 is provided between the first linear transporter 6 and the table 30A.
  • FIG. 14A a chemical cleaning sponge 52 is provided between the first linear transporter 6 and the table 30A.
  • the columnar sponge 52 is rotated about its own axis by a plurality of rollers 53 installed on the outer periphery of the sponge 52. As a result, the upper surface of the sponge 52 comes into sliding contact with the wafer.
  • a liquid supply path 52 a is formed at the center of the sponge 52.
  • a liquid supply unit 54 is disposed below the sponge 52. The liquid mixture of the chemical liquid and DIW is supplied to the liquid supply path 52a of the sponge 52 via the liquid supply section 54, and is supplied to the sliding contact surface between the sponge 52 and the wafer from the upper opening of the liquid supply path 52a.
  • the slurry abrasive grains can be removed by the physical removal action by the sponge 52 and the flowing water cleaning with the liquid supplied from the center of the sponge, and the carry-in to the subsequent stage of the slurry abrasive grains can be reduced.
  • the sponge 52 may be replaced with a polishing cloth.
  • FIG. 14 (c) is a perspective view showing an aspect in which a chemical cleaning sponge 52 is provided on the table.
  • a sponge 52 for cleaning chemicals is provided on the table 30A.
  • the configuration of the sponge 52 shown in FIG. 14C is the same as that shown in FIG. Even when the sponge 52 is installed on the table, it is possible to remove slurry abrasive grains by physical removal action by the sponge and washing with flowing water supplied from the center of the sponge, and to reduce carry-on to the subsequent stage of the slurry abrasive grains. it can.
  • FIGS. 15A, 15 ⁇ / b> B, and 15 ⁇ / b> C are schematic diagrams illustrating an example of a configuration for performing chemical treatment of a wafer in the temporary placement table 180.
  • the configurations shown in FIGS. 15A, 15B, and 15C are applied to the pre-cleaning chemical solution cleaning step.
  • FIG. 15A is a front view showing an aspect of a processing unit having a tilt mechanism installed outside the table. As shown in FIG. 15A, the processing unit includes a stage 61 on which the wafer W is placed, and the stage 61 can be tilted by a tilt mechanism. A chemical solution or DIW is supplied from the liquid supply unit 62 to the upper end portion side of the tilted stage 61.
  • a stopper or the like for preventing the wafer from sliding down is provided on the lower end side of the tilted stage 61.
  • the wafer W is processed in the following procedure. After the wafer W is placed on the stage 61, the stage 61 is tilted, and a chemical solution, DIW, or the like is supplied to the tilted upper end portion of the stage 61 to perform a chemical cleaning process on the wafer. After the processing, the stage 61 is returned to the horizontal level.
  • the liquid on the wafer can be effectively discharged by tilting the wafer. It becomes possible to reduce the amount of the liquid which stays by improving the discharge property of the liquid.
  • FIG. 15B is a front view showing an aspect of a processing unit having a rotation mechanism (roller type).
  • the peripheral edge of the wafer W is supported by a plurality of roller-type rotation mechanisms 65.
  • Each roller type rotation mechanism 65 is supported by a spindle 66.
  • the wafer W can be rotated about its own axis in a horizontal posture by the rotation of each roller type rotation mechanism 65.
  • a liquid supply unit 68 having a plurality of nozzles 67 is disposed above the wafer W.
  • the wafer W is processed in the following procedure.
  • the outer peripheral edge of the wafer W is supported by a plurality of roller-type rotation mechanisms 65 to rotate the wafer W, and a liquid such as a chemical solution or DIW is flowed from the plurality of nozzles 67 onto the wafer W to process the wafer.
  • a liquid such as a chemical solution or DIW
  • DIW is flowed from the plurality of nozzles 67 onto the wafer W to process the wafer.
  • FIG. 15C is a front view illustrating an aspect of a processing unit having a rotation mechanism (chuck type).
  • the peripheral portion of the wafer W is supported by a plurality of chucks 70.
  • Each chuck 70 is supported by a rotatable stage 71.
  • the wafer W is held by the chuck 70 and can rotate about its own axis in a horizontal posture by the rotation of the stage 71.
  • the chuck 70 and the stage 71 constitute a chuck type rotation mechanism.
  • a liquid supply unit 73 having a plurality of nozzles 72 is disposed.
  • the wafer W is processed in the following procedure.
  • the outer peripheral edge of the wafer W is supported by a plurality of chuck-type rotation mechanisms to rotate the wafer W, and a liquid such as a chemical solution or DIW is flowed from the plurality of nozzles 72 onto the wafer W to process the wafer.
  • a liquid such as a chemical solution or DIW
  • the wafer rotation speed can be made wider than the roller-type rotation mechanism, and the process margin can be widened. It works.
  • FIGS. 16A, 16 ⁇ / b> B, and 16 ⁇ / b> C are schematic diagrams illustrating another example of a configuration for performing chemical treatment on a wafer in the temporary placement table 180.
  • the configuration shown in FIGS. 16A, 16B, and 16C is applied to the pre-cleaning chemical solution cleaning step.
  • FIG. 16A is a front view showing an aspect of a processing unit having a tilt mechanism for tilting the rotation mechanism in addition to the rotation mechanism (chuck type).
  • the peripheral edge of the wafer W is supported by a plurality of chucks 70.
  • Each chuck 70 is supported by a rotatable stage 71.
  • the stage 71 can be tilted by a tilt mechanism.
  • the wafer W is held by the chuck 70 and is rotatable around its own axis in a posture inclined by the rotation of the stage 71.
  • the chuck 70 and the stage 71 constitute a chuck type rotation mechanism.
  • a liquid supply unit 73 having a plurality of nozzles 72 is disposed above the wafer W.
  • the wafer W is processed in the following procedure.
  • the outer periphery of the wafer W is held by a plurality of chucks 70 and the stage 71 is tilted.
  • the stage 71 is rotated to rotate the wafer W, and a liquid such as a chemical solution or DIW is flowed from the plurality of nozzles 72 onto the wafer W to process the wafer.
  • a liquid such as a chemical solution or DIW
  • FIG. 16B is a front view showing an aspect of a processing unit having a supply nozzle swinging mechanism in addition to a rotating mechanism (chuck type).
  • the peripheral portion of the wafer W is supported by a plurality of chucks 70.
  • Each chuck 70 is supported by a rotatable stage 71.
  • the wafer W is held by the chuck 70 and can be rotated around its own axis by the rotation of the stage 71.
  • a liquid supply unit 76 having a nozzle 75 that can be swung by a swinging mechanism is disposed.
  • the wafer W is processed in the following procedure.
  • the outer periphery of the wafer W is held by a plurality of chucks 70, the stage 71 is rotated to rotate the wafer W, and the nozzle 75 is swung by a rocking mechanism, and a liquid such as a chemical or DIW is transferred from the nozzle 75 onto the wafer W.
  • a liquid such as a chemical or DIW is transferred from the nozzle 75 onto the wafer W.
  • the wafer W In the case of a fixed nozzle, the position where it is sprayed from the nozzle and hits the wafer is fixed, but in the case of a swingable nozzle 75, the setting of the swing range and swing speed of the nozzle 75 can be adjusted in each process. It is possible to create a process margin.
  • FIG. 16C is a front view showing a mode of a processing unit having an immersion mechanism in addition to a chuck-type wafer holding mechanism and a tilt mechanism.
  • the peripheral edge of the wafer W is supported by a plurality of chucks 70.
  • Each chuck 70 is supported by a stage 78.
  • the stage 78 has an immersion mechanism for immersing the wafer and can be tilted by a tilt mechanism.
  • a liquid supply unit 80 having a plurality of nozzles 79 is disposed above the wafer W.
  • the wafer W is processed in the following procedure.
  • the outer peripheral edge of the wafer W is held by a plurality of chucks 70 and the stage 78 is tilted by a tilt mechanism.
  • a liquid such as a chemical solution or DIW is supplied from a plurality of nozzles 79 to the immersion mechanism of the stage 78 to immerse the wafer in the liquid. In this way, the wafer is immersed in the liquid on the stage 78. By continuing to flow the liquid, the liquid can be prevented from staying, and after the treatment, the liquid can be discharged from the drain port 78p, and the clean chemical liquid and DIW can be continuously supplied.
  • FIGS. 17A, 17 ⁇ / b> B, and 17 ⁇ / b> C are schematic diagrams illustrating still another example of a configuration for performing chemical treatment on a wafer in the temporary placement table 180.
  • the configuration shown in FIGS. 17A, 17B, and 17C is applied to the pre-cleaning chemical solution cleaning step.
  • FIG. 17A is a front view showing a mode of a processing unit having a swing mechanism of a two-fluid jet nozzle in addition to a rotating mechanism (roller type).
  • the peripheral edge of the wafer W is supported by a plurality of roller-type rotation mechanisms 65.
  • Each roller type rotation mechanism 65 is supported by a stage 82.
  • the wafer W can be rotated around its own axis in a horizontal posture by the rotation of the stage 82.
  • a liquid supply unit 84 having a two-fluid jet nozzle 83 that can be swung by a swinging mechanism is installed above the wafer W.
  • the wafer W is processed in the following procedure.
  • the wafer W is rotated by supporting the outer peripheral edge of the wafer W by a plurality of roller-type rotating mechanisms 65, and a liquid such as a chemical solution or DIW is supplied onto the wafer W from the two-fluid jet nozzle 83 to process the wafer.
  • the two-fluid jet nozzle 83 is swung to remove as much slurry as possible before going to the next-stage cleaning module. Thereby, the cleaning load of the cleaning module can be reduced.
  • FIG. 17B is a front view showing a mode of a processing unit having a slit nozzle that can be swung in addition to a rotation mechanism (chuck type).
  • the peripheral portion of the wafer W is supported by a plurality of chucks 70.
  • Each chuck 70 is supported by a rotatable stage 71.
  • the wafer W is held by the chuck 70 and can rotate about its own axis in a horizontal posture by the rotation of the stage 71.
  • a liquid supply part 86 having a swingable slit nozzle 85 is disposed.
  • the wafer W is processed in the following procedure.
  • the wafer W is rotated by holding the outer peripheral edge of the wafer W by a plurality of chucks 70, and a liquid such as a chemical solution or DIW is flowed onto the wafer W from a swingable slit nozzle 85 to process the wafer.
  • a liquid such as a chemical solution or DIW is flowed onto the wafer W from a swingable slit nozzle 85 to process the wafer.
  • the entire surface of the wafer can be rinsed by swinging the slit nozzle 85. Since the entire wafer surface can be wetted, the slurry discharging effect is improved.
  • the length of the slit nozzle may be set to a length corresponding to the radius of the wafer. Further, when the wafer is not rotated, the length of the slit nozzle may be set to the length corresponding to the diameter of the wafer.
  • FIG. 17C is a front view showing a mode of a processing unit having a scrub cleaning sponge in addition to the rotation mechanism (roller type).
  • the peripheral edge of the wafer W is supported by a plurality of roller-type rotation mechanisms 65.
  • Each roller-type rotation mechanism 65 is supported by the stage 71.
  • the wafer W can be rotated around its own axis in a horizontal posture by the rotation of the stage 71.
  • a disc-shaped sponge 87 for scrub cleaning is disposed above the wafer W.
  • the wafer W is processed in the following procedure.
  • the outer periphery of the wafer W is supported by a plurality of roller-type rotating mechanisms 65, the wafer W is rotated, and a liquid such as a chemical solution or DIW is supplied onto the wafer W through the inside of a scrub cleaning sponge 87 to scrub the wafer. Wash.
  • a liquid such as a chemical solution or DIW
  • the slurry can be removed as much as possible before going to the cleaning module. Thereby, the cleaning load of the cleaning module can be reduced.
  • each processing unit shown in (b) and (c) can be implemented at the top ring mechanism.
  • the wafer may be held by the top ring so as to face down, and a nozzle or a scrub cleaning sponge may be disposed below the top ring.
  • the present invention can be used in a polishing method and a polishing apparatus for performing chemical treatment on a substrate before or during polishing of a substrate such as a semiconductor wafer.

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Abstract

　本発明は、半導体ウェーハ等の基板の研磨の前段階や研磨間において基板の薬液処理を行う研磨方法および研磨装置に関するものである。　研磨テーブル上の研磨面に研磨対象の基板を押圧して基板を研磨する研磨方法において、基板を複数の研磨テーブルを用いて複数段の研磨処理を行う場合に、複数段の研磨処理の間に薬液を用いて基板を洗浄処理する薬液洗浄処理ステップを設けた。

Description

研磨方法および研磨装置
　本発明は、研磨方法および研磨装置に係り、特に半導体ウェーハ等の基板の研磨の前段階や研磨間において基板の薬液処理を行う研磨方法および研磨装置に関するものである。
　近年、半導体デバイスの高集積化・高密度化に伴い、回路の配線がますます微細化し、多層配線の層数も増加している。回路の微細化を図りながら多層配線を実現しようとすると、下側の層の表面凹凸を踏襲しながら段差がより大きくなるので、配線層数が増加するに従って、薄膜形成における段差形状に対する膜被覆性（ステップカバレッジ）が悪くなる。したがって、多層配線にするためには、このステップカバレッジを改善し、然るべき過程で平坦化処理しなければならない。また光リソグラフィの微細化とともに焦点深度が浅くなるため、半導体デバイスの表面の凹凸段差が焦点深度以下に収まるように半導体デバイス表面を平坦化処理する必要がある。
　従って、半導体デバイスの製造工程においては、半導体デバイス表面の平坦化技術がますます重要になっている。この平坦化技術のうち、最も重要な技術は、化学的機械研磨（ＣＭＰ（Chemical　Mechanical　Polishing））である。この化学的機械研磨は、研磨装置を用いて、シリカ（ＳｉＯ２）やセリア（ＣｅＯ２）等の砥粒を含んだ研磨液（スラリー）を研磨パッドに供給しつつ半導体ウェーハなどの基板を研磨テーブル上の研磨パッドに摺接させて研磨を行うものである。
　研磨装置は、上記ＣＭＰプロセスによって半導体ウェーハ（基板）の研磨を行い、研磨後に洗浄機においてウェーハを洗浄している。ウェーハの研磨は、２以上の研磨テーブルを用いて２段研磨や３段研磨等の多段研磨を行う場合が多くあり、この場合も、最終段の研磨後に洗浄機においてウェーハの洗浄を行っている。
特開平１－１８２２８号公報 特開２００４－８７７６０号公報 特開２００５－２７７３９６号公報 特許第３５６００５１号公報
　上述した従来の研磨方法および研磨装置には、以下に列挙するような問題がある。
　（１）研磨前のウェーハ上の膜表面には自然酸化膜が生成されており、研磨初期には、この自然酸化膜の除去には研磨レートが低い為、研磨処理に時間を要し全体の処理量が少ない。また、Ｃｕ膜研磨においては、ウェーハ表面の自然酸化膜除去には研磨斑が見られる為、面内均一性結果に影響があるという問題がある。
　（２）研磨前のウェーハ上に異物が付着した状態にて研磨を実施すると、この異物によりウェーハにスクラッチが発生する。
　（３）１段目の研磨後、ウェーハ上にスラリー砥粒及び成分が付着した状態にて２段目の研磨を実施すると、砥粒影響及び、スラリー間の化学変化（アルカリ性から酸性、酸性からアルカリ性）により生成される生成物によりウェーハにスクラッチ及びディフェクト（Defect）が発生する。
　（４）２段目の研磨後、ウェーハ上にスラリー砥粒及び成分が付着した状態にて３段目の研磨またはバフ処理を実施すると、砥粒影響及び、スラリー間の化学変化（アルカリ性から酸性、酸性からアルカリ性）によりウェーハにスクラッチ、コンタミネーション、反応生成物が発生する。
　（５）全研磨処理終了後、ウェーハに付着した、スラリー砥粒及び成分の除去が不十分な場合、洗浄工程での洗浄部材への汚染を引き起こし、洗浄能力の低下及び洗浄部材の寿命の低下につながる。また、洗浄ユニットにおいて効果的な洗浄を行うには処理時間を要し、スループットへ影響を与えている。
　本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、基板（ウェーハ）を複数の研磨テーブルを用いて複数段の研磨処理を行う場合に、前段の研磨処理において付着した異物を後段の研磨処理や洗浄処理に持ち込むことを防止することができる研磨方法および研磨装置を提供することを目的とする。
　上述の目的を達成するため、本発明の研磨方法は、研磨テーブル上の研磨面に研磨対象の基板を押圧して基板を研磨する研磨方法において、前記基板を複数の研磨テーブルを用いて複数段の研磨処理を行う場合に、前記複数段の研磨処理の間に薬液を用いて基板を洗浄処理する薬液洗浄処理ステップを設けたことを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記複数段の研磨処理を行う前に、薬液を用いて基板を処理する研磨前薬液処理ステップを設けたことを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記複数段の全研磨処理終了後であって洗浄機による洗浄の前に、薬液を用いて基板を洗浄処理する洗浄前薬液洗浄ステップを設けたことを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記薬液洗浄処理ステップ、前記研磨前薬液処理ステップおよび前記洗浄前薬液洗浄ステップは、前記複数の研磨テーブルの少なくとも１つの位置又はトップリングのスイング移動経路の下方の位置又はトップリングから基板を着脱する位置又は研磨ユニットから洗浄ユニットまで搬送する搬送経路上の位置において実施することを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記研磨テーブルの位置、前記トップリングのスイング移動経路の下方の位置及び前記トップリングから基板を着脱する位置において実施する前記薬液洗浄処理ステップ、前記研磨前薬液処理ステップおよび前記洗浄前薬液洗浄ステップは、トップリングにより保持された基板を薬液に浸すことにより実施するか、またはトップリングにより保持された基板にノズルから薬液を噴射することにより実施するか、またはトップリングにより保持された基板にスポンジ又は研磨布を摺接させることにより実施することを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、複数のトップリングのスイング範囲が一部重なるようにスイング範囲を設定し、トップリングのスイング移動経路が重なる位置の下方に１つの洗浄ユニットまたは１つの薬液処理ユニットを設置し、前記１つの洗浄ユニットまたは１つの薬液処理ユニットにより１つ以上のトップリングに保持された基板の洗浄処理または薬液処理を行うことを可能にし、研磨前及び研磨後における洗浄処理ステップ、薬液処理ステップの少なくとも１つのステップを実施することを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記研磨ユニットから洗浄ユニットまで搬送する搬送経路上の位置において実施する前記洗浄前薬液洗浄ステップは、基板の周縁部を保持して基板を回転させつつノズルから薬液を噴射することにより実施するか、または基板の周縁部を保持して基板を回転させつつ洗浄部材でスクラブすることにより実施することを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記基板をチルト機構により傾けた状態で薬液洗浄を行うことを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記ノズルは、揺動可能なノズル又は２流体ジェットノズルからなることを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記研磨ユニットから洗浄ユニットまで搬送する搬送経路上の位置において実施する前記洗浄前薬液洗浄ステップは、基板を傾斜させた状態で薬液に浸漬させることにより実施することを特徴とする。
　本発明の研磨装置は、研磨対象の基板をトップリングにより保持し、研磨テーブル上の研磨面に基板を押圧して研磨する研磨装置において、前記基板に複数段の研磨処理を施す複数の研磨テーブルを備え、前記複数の研磨テーブルのうち少なくとも１つを、薬液を用いて基板の洗浄処理を行うための薬液洗浄処理専用テーブルとすることを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記薬液洗浄処理専用テーブルは、前記複数段の研磨処理の間に、薬液を用いて基板の洗浄処理を行うことを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記基板を前記トップリングにより保持し、前記薬液洗浄処理専用テーブル上で基板の薬液洗浄処理を行うようにしたことを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記薬液洗浄処理専用テーブルは、薬液を保持する少なくとも１つの凹部又は槽を有し、前記トップリングにより保持された基板を前記凹部又は槽に保持された薬液に浸して薬液洗浄処理を行うことを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記薬液洗浄処理専用テーブル上の前記槽は複数個あり、前記複数の槽は、異なった薬液をそれぞれ保持可能であるか、または少なくとも１種類の薬液とＤＩＷとをそれぞれ保持可能であることを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記薬液洗浄処理専用テーブルは、回転と停止を繰り返すことにより、前記トップリングにより保持された基板を前記複数の槽内の薬液又はＤＩＷに順次浸すことが可能であることを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記トップリングは、基板を保持するメンブレンを有したトップリング本体と、該トップリング本体に固定されるとともに基板の外周縁を囲むように配置されたリテーナリングとを有し、前記リテーナリングは、リテーナリング下面に、薬液を基板の下面に流入させるために互いに間隔をおいて設けられた溝を有し、前記トップリング本体は基板の下面に流入した薬液を排出するためのポートを有し、前記リテーナリングの下面に設けられた溝は、前記ポートから遠い部分の溝の個数が前記ポートに近い部分の溝の個数に比べて多くなるように設定されていることを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、研磨ユニットから洗浄ユニットまで搬送する搬送経路上の位置に設けられた仮置き台において、研磨後の基板を薬液洗浄する洗浄機構を備え、前記洗浄機構は、基板の外周縁を保持して回転させる回転機構と、前記回転機構を傾斜させるチルト機構と、前記チルト機構によって傾斜した基板の上方に配置され、基板に薬液を噴射するノズルとを備えたことを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記ノズルは、揺動可能なノズル又は２流体ジェットノズルからなることを特徴とする。
　本発明の好ましい態様によれば、前記複数の研磨テーブルの外側に設置され、研磨後の基板を薬液洗浄する洗浄機構を備え、前記洗浄機構は、基板を保持して傾斜させるチルト機構と、基板を傾斜させた状態で薬液に浸漬させる浸漬機構と、前記傾斜した基板の上方に配置され基板に薬液を供給する薬液供給部とを備えたことを特徴とする。
　本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
　（１）１段目の研磨後のウェーハ（基板）に付着した砥粒および成分を確実に除去することによって、２段目の研磨時でのウェーハのスクラッチ、ディフェクト（Defect）の発生を無くすことができる。
　（２）２段目の研磨後のウェーハ（基板）に付着した砥粒および成分を確実に除去することによって、３段目の研磨またはバフ処理でのウェーハのスクラッチ、ディフェクト（Defect）の発生を無くすことができる。
　（３）自然酸化膜除去を目的とした工程をメイン研磨前の段階にて実施することにより、ウェーハ処理能力（ＷＰＨ）の改善が可能となる。また、事前に酸化膜除去を行うことにより、正確な面内均一性評価が可能となる。
　（４）ウェーハ表面（基板表面）に付着した異物除去を目的とした洗浄工程をメイン研磨前に実施することにより、ウェーハのスクラッチ発生を無くすことができる。
　（５）研磨終了後にウェーハ洗浄（基板洗浄）を目的とした処理を最終テーブルにて実施することにより、洗浄工程での洗浄部材への汚染を低減することが可能となる。また、初期洗浄を実施することにより、洗浄ユニットでの洗浄時間短縮が可能となる。
図１は本発明の一実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、第１研磨ユニットを模式的に示す斜視図である。 図３（ａ），（ｂ）は図１に示す洗浄部の詳細を示す図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は側面図である。 図４Ａは、図１乃至図３に示すように構成された研磨装置によるウェーハ処理工程の一例を示すフローチャートである。 図４Ｂは、図１乃至図３に示すように構成された研磨装置によるウェーハ処理工程の一例を示すフローチャートである。 図５Ａは、図１乃至図３に示すように構成された研磨装置によるウェーハ処理工程の他の例を示すフローチャートである。 図５Ｂは、図１乃至図３に示すように構成された研磨装置によるウェーハ処理工程の他の例を示すフローチャートである。 図６（ａ）～（ｆ）は、テーブル上においてウェーハの薬液処理を行う工程の一例を示す模式図である。 図７（ａ）～（ｆ）は、テーブル上においてウェーハの薬液処理を行う工程の他の例を示す模式図である。 図８（ａ）～（ｆ）は、テーブル上においてウェーハの薬液洗浄を行う工程の更に他の例を示す模式図である。 図９（ａ）～（ｆ）は、テーブル上においてウェーハの薬液処理を行う工程の更に他の例を示す模式図である。 図１０（ａ），（ｂ）はテーブル上においてウェーハの薬液処理を行う際に好適なトップリングの構成を示す図であり、図１０（ａ）はトップリングの縦断面図、図１０（ｂ）はトップリングに設けられたリテーナリングの平面図である。 図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、テーブル位置およびウェーハ着脱位置以外の位置においてウェーハの薬液処理を行う構成を示す模式図である。 図１２（ａ），（ｂ）は、リニアトランスポータとテーブルとの間に薬液洗浄用の洗浄ノズルを備えた態様を示す図であり、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のXII矢視図である。図１２（ｃ）は、トップリングのスイング移動経路の下方の位置において、一つの洗浄ユニットにより隣接するトップリングに保持されているウェーハの洗浄を行う一例を示す平面図である。 図１３（ａ），（ｂ）は、ウェーハ着脱位置として機能するリニアトランスポータ上に薬液洗浄用の洗浄ノズルを備えた態様を示す図であり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のXIII矢視図である。 図１４（ａ），（ｂ）は、リニアトランスポータとテーブルとの間に薬液洗浄用のスポンジを備えた態様を示す図であり、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のXII矢視図であり、図１４（ｃ）は、テーブル上において薬液洗浄用スポンジを備えた態様を示す図である。 図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、仮置き台位置においてウェーハの薬液処理を行う構成の例を示す模式図である。 図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、仮置き台位置においてウェーハの薬液処理を行う構成の他の例を示す模式図である。 図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、仮置き台位置においてウェーハの薬液処理を行う構成の更に他の例を示す模式図である。
　以下、本発明に係る研磨方法および研磨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は本発明の一実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、この研磨装置は、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。また、研磨装置は、ウェーハ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、多数のウェーハ（基板）をストックするウェー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。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、研磨装置の幅方向（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ようになっている。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェー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。
　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上にウェーハカセットの配列方向に沿って移動可能な搬送ロボット（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に搭載されたウェーハカセットにアクセスできるようになっている。搬送ロボット２２は上下に２つのハンドを備えており、上側のハンドを処理されたウェーハをウェーハカセットに戻すときに使用し、下側のハンドを処理前のウェーハをウェーハカセットから取り出すときに使用して、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、ウェーハを反転させることができるように構成されている。
　ロード／アンロード部２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部２の内部は、研磨装置外部、研磨部３、および洗浄部４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨部３は研磨液としてスラリーを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨部３の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄部４の内部圧力よりも低く維持されている。ロード／アンロード部２には、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、またはケミカルフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットからはパーティクルや有毒蒸気、有毒ガスが除去されたクリーンエアが常時吹き出している。
　研磨部３は、ウェーハの研磨（平坦化）が行われる領域であり、第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、第４研磨ユニット３Ｄを備えている。これらの第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄは、図１に示すように、研磨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研磨ユニット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、ウェーハを保持しかつウェーハを研磨テーブル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研磨ユニット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とを備えており、第３研磨ユニット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とを備えており、第４研磨ユニット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。
　第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄは、互いに同一の構成を有しているので、以下、第１研磨ユニット３１Ａについて説明する。
　図２は、第１研磨ユニット３Ａを模式的に示す斜視図である。トップリング３１Ａは、トップリングシャフト３６に支持されている。研磨テーブル３０Ａの上面には研磨パッド１０が貼付されており、この研磨パッド１０の上面はウェーハＷを研磨する研磨面を構成する。なお、研磨パッド１０に代えて固定砥粒を用いることもできる。トップリング３１Ａおよび研磨テーブル３０Ａは、矢印で示すように、その軸心周りに回転するように構成されている。ウェーハＷは、トップリング３１Ａの下面に真空吸着により保持される。研磨時には、研磨液供給ノズル３２Ａから研磨パッド１０の研磨面に研磨液が供給され、研磨対象であるウェーハＷがトップリング３１Ａにより研磨面に押圧されて研磨される。
　次に、ウェー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、第１研磨ユニット３Ａおよび第２研磨ユニット３Ｂに隣接して、第１リニアトランスポータ６が配置されている。この第１リニアトランスポータ６は、研磨ユニット３Ａ，３Ｂが配列する方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部側から順番に第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とする）の間でウェーハを搬送する機構である。
　また、第３研磨ユニット３Ｃおよび第４研磨ユニット３Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ７が配置されている。この第２リニアトランスポータ７は、研磨ユニット３Ｃ，３Ｄが配列する方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウェーハを搬送する機構である。
　ウェーハは、第１リニアトランスポータ６によって研磨ユニット３Ａ，３Ｂに搬送される。第１研磨ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、トップリングヘッド６０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へのウェーハの受け渡しは第２搬送位置ＴＰ２で行われる。同様に、第２研磨ユニット３Ｂのトップリング３１Ｂは、トップリングヘッド６０のスイング動作により研磨位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、トップリング３１Ｂへのウェーハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３研磨ユニット３Ｃのトップリング３１Ｃは、トップリングヘッド６０のスイング動作により研磨位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、トップリング３１Ｃへのウェーハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４研磨ユニット３Ｄのトップリング３１Ｄは、トップリングヘッド６０のスイング動作により研磨位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、トップリング３１Ｄへのウェーハの受け渡しは第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からウェーハを受け取るためのリフタ１１が配置されている。ウェーハはこのリフタ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。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、ウェーハ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にウェーハが渡されるようになっている。また、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。この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おり、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へのウェーハの受け渡しは、スイングトランスポータ１２によって行われる。ウェーハは、第２リニアトランスポータ７によって第３研磨ユニット３Ｃおよび／または第４研磨ユニット３Ｄに搬送される。また、研磨部３で研磨されたウェー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。
　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ウェーハＷ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、第１リニアトランスポータ６に隣接して配置されており、第１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。
　図３（ａ），（ｂ）は図１に示す洗浄部４の詳細を示す図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は側面図である。図３（ａ）および図３（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ーハを洗浄する洗浄機である。これらの一次および二次洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂ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。
　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、ウェーハの仮置き台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。これら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ユニット２０７，２０７が設けられている。上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、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、および下側乾燥モジュール２０５Ｂは、図示しないフレームにボルトなどを介して固定されている。
　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、その内部にモータなどの駆動機構を有しており、支持軸２１１，２１２に沿って上下に移動自在となっている。第１搬送ロボット２０９は、搬送ロボット２２と同様に、上下二段のハンドを有している。第１搬送ロボット２０９は、図３（ａ）の点線が示すように、その下側のハンドが上述した仮置き台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の下側のハンドが仮置き台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、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂの間でウェーハＷを搬送するように動作する。洗浄前のウェーハ（スラリーが付着しているウェーハ）を搬送するときは、第１搬送ロボット２０９は、下側のハンドを用い、洗浄後のウェーハを搬送するときは上側のハンドを用いる。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の間でウェーハＷを搬送するように動作する。第２搬送ロボット２１０は、洗浄されたウェーハのみを搬送するので、１つのハンドのみを備えている。図１に示す搬送ロボット２２は、その上側のハンドを用いて上側乾燥モジュール２０５Ａまたは下側乾燥モジュール２０５Ｂからウェーハを取り出し、そのウェーハをウェーハカセットに戻す。搬送ロボット２２の上側ハンドが乾燥モジュール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）が開くようになっている。
　洗浄部４は、２台の一次洗浄モジュールおよび２台の二次洗浄モジュールを備えているので、複数のウェーハを並列して洗浄する複数の洗浄ラインを構成することができる。「洗浄ライン」とは、洗浄部４の内部において、一つのウェーハが複数の洗浄モジュールによって洗浄される際の移動経路のことである。例えば、１つのウェーハを、第１搬送ロボット２０９、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、第１搬送ロボット２０９、上側二次洗浄モジュール２０２Ａ、第２搬送ロボット２１０、そして上側乾燥モジュール２０５Ａの順で搬送し、これと並列して、他のウェーハを、第１搬送ロボット２０９、下側一次洗浄モジュール２０１Ｂ、第１搬送ロボット２０９、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂ、第２搬送ロボット２１０、そして下側乾燥モジュール２０５Ｂの順で搬送することができる。このように２つの並列する洗浄ラインにより、複数（典型的には２枚）のウェーハをほぼ同時に洗浄および乾燥することができる。
　また、２つの並列する洗浄ラインにおいて、複数のウェーハを所定の時間差を設けて洗浄および乾燥することもできる。所定の時間差で洗浄することの利点は次の通りである。第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０は、複数の洗浄ラインで兼用されている。このため、複数の洗浄または乾燥処理が同時に終了した場合には、これらの搬送ロボットが即座にウェーハを搬送できず、スループットを悪化させてしまう。このような問題を回避するために、複数のウェーハを所定の時間差で洗浄および乾燥することによって、処理されたウェーハを速やかに搬送ロボット２０９，２１０によって搬送することができる。
　研磨されたウェーハにはスラリーが付着しており、その状態でウェーハを長い時間放置することは好ましくない。これは、配線金属としての銅がスラリーによって腐食することがあるからである。この洗浄部４によれば、２台の一次洗浄モジュールが設けられているので、先行するウェーハが上側一次洗浄モジュール２０１Ａまたは下側一次洗浄モジュール２０１Ｂのいずれかで洗浄されている場合でも、他方の一次洗浄モジュールにウェーハを搬入してこれを洗浄することができる。したがって、高スループットを実現できるだけでなく、研磨後のウェーハを直ちに洗浄して銅の腐食を防止することができる。
　また、一次洗浄のみが必要な場合は、ウェーハを、第１搬送ロボット２０９、上側一次洗浄モジュール２０１Ａ、第１搬送ロボット２０９、仮置き台２０３、第２搬送ロボット２１０、そして上側乾燥モジュール２０５Ａの順で搬送することができ、第２洗浄室１９２での二次洗浄を省略することができる。さらに、下側二次洗浄モジュール２０２Ｂが故障中のときには、上側二次洗浄モジュール２０２Ａにウェーハを搬送することができる。このように、第１搬送ロボット２０９および第２搬送ロボット２１０により、必要に応じてウェーハを所定の洗浄ラインに振り分けることができる。このような洗浄ラインの選定は制御部５によって決定される。
　次に、図１乃至図３に示すように構成された研磨装置によるウェーハ処理工程について図４Ａ，４Ｂ及び図５Ａ，５Ｂを参照して説明する。以下の説明においては、図１に示す研磨テーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄにおいて研磨工程を行わないで薬液処理工程や洗浄工程のみを行う場合があるので、単にテーブル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄと称する。
　図４Ａ，４Ｂは、図１乃至図３に示すように構成された研磨装置によるウェーハ処理工程の一例を示すフローチャートである。図４Ａに示すように、ウェーハの処理を開始し、フロントロード部２０のウェーハカセットから取り出されたウェーハは、搬送機構により第１研磨ユニット３Ａに搬送（移動）される（ステップＳ１）。第１研磨ユニット３Ａに搬送されたウェーハはトップリング３１Ａの下面に真空吸着により保持される（ステップＳ２）。トップリング３１Ａにより保持されたウェーハは、以下の３つの工程のいずれかによって処理される。
（１）第１処理工程
　ウェーハを保持したトップリング３１Ａは第１リニアトランスポータ６の位置からテーブル３０Ａの位置に移動し（ステップＳ３－１）、トップリング３１Ａが下降し（ステップＳ３－２）、ウェーハはテーブル３０Ａ上で薬液研磨（ステップＳ３－３Ａ）またはＤｉｐ処理（ステップＳ３－３Ｂ）される。処理後に、トップリングは上昇し（ステップＳ３－４）、トップリング３１Ａはテーブル３０Ａの位置から第１リニアトランスポータ６の位置に移動する（ステップＳ３－５）。
（２）第２処理工程
　ウェーハを保持したトップリング３１Ａは第１リニアトランスポータ６の位置から処理位置に移動する（ステップＳ３－１）。処理位置はテーブル位置およびウェーハ着脱位置以外の位置である（後述する）。処理位置においてウェーハは洗浄（ステップＳ３－２Ａ）またはＤｉｐ処理（ステップＳ３－２Ｂ）され、処理後にトップリング３１Ａは処理位置から第１リニアトランスポータ６の位置に移動する（ステップＳ３－３）。
（３）第３処理工程
　トップリング３１Ａにより保持されたウェーハは、ウェーハ着脱位置において洗浄（ステップＳ３－１Ａ）またはＤｉｐ処理（ステップＳ３－１Ｂ）される。
　上記第１～第３処理工程のいずれかを終了したウェーハは、トップリング３１Ａから離脱される（ステップＳ４）。その後、ウェーハは搬送機構により第１研磨ユニット３Ａから第２研磨ユニット３Ｂに搬送（移動）される（ステップＳ５）。第２研磨ユニット３Ｂにおいて、ウェーハはトップリング３１Ｂの下面に真空吸着により保持される（ステップＳ６）。ウェーハを保持したトップリング３１Ｂは第１リニアトランスポータ６の位置からテーブル３０Ｂの位置に移動し（ステップＳ７）、トップリング３１Ｂが下降する（ステップＳ８）。トップリング３１Ｂにより保持されたウェーハはテーブル３０Ｂ上の研磨パッド１０に押圧されて１段目の研磨がなされる（ステップＳ９）。１段目の研磨が終了すると、トップリング３１Ｂは上昇し（ステップＳ１０）、その後トップリング３１Ｂは処理位置から第１リニアトランスポータ６の位置に移動する（ステップＳ１１）。第１リニアトランスポータ６の位置においてウェーハはトップリング３１Ｂから離脱される（ステップＳ１２）。次に、ウェーハは搬送機構により第２研磨ユニット３Ｂから第３研磨ユニット３Ｃに搬送（移動）される（ステップＳ１３）。
　図４Ｂに示すように、第３研磨ユニット３Ｃに搬送されたウェーハはトップリング３１Ｃの下面に真空吸着により保持される（ステップＳ１４）。ウェーハを保持したトップリング３１Ｃは第２リニアトランスポータ７の位置からテーブル３０Ｃの位置に移動し（ステップＳ１５）、トップリング３１Ｃが下降する（ステップＳ１６）。トップリング３１Ｃにより保持されたウェーハはテーブル３０Ｃ上の研磨パッド１０に押圧されて２段目の研磨がなされる（ステップＳ１７）。２段目の研磨が終了すると、トップリング３１Ｃは上昇し（ステップＳ１８）、その後トップリング３１Ｃは処理位置から第２リニアトランスポータ７の位置に移動する（ステップＳ１９）。第２リニアトランスポータ７の位置においてウェーハはトップリング３１Ｃから離脱される（ステップＳ２０）。次に、ウェーハは搬送機構により第３研磨ユニット３Ｃから第４研磨ユニット３Ｄに搬送（移動）される（ステップＳ２１）。
　図４Ｂに示すように、第４研磨ユニット３Ｄに搬送されたウェーハはトップリング３１Ｄの下面に真空吸着により保持される（ステップＳ２２）。ウェーハを保持したトップリング３１Ｄは第２リニアトランスポータ７の位置からテーブル３０Ｄの位置に移動し（ステップＳ２３）、トップリング３１Ｄが下降する（ステップＳ２４）。トップリング３１Ｄにより保持されたウェーハはテーブル３０Ｄ上で３段目の研磨（ステップＳ２５Ａ）またはバフ処理（ステップＳ２５Ｂ）される。処理後に、トップリングは上昇し（ステップＳ２６）、トップリング３１Ｄは処理位置から第２リニアトランスポータ７の位置に移動する（ステップＳ２７）。第２リニアトランスポータ７の位置においてウェーハはトップリング３１Ｄから離脱される（ステップＳ２８）。トップリング３１Ｄから離脱した研磨後のウェーハは第４研磨ユニット３Ｄから洗浄機に搬送される（ステップＳ２９）。その後、ウェーハは、複数台の洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂによって洗浄される（ステップＳ３０）。洗浄後のウェーハは搬送機構により搬送（移動）されてフロントロード部２０のウェーハカセットに戻される（ステップＳ３１）。このようにしてウェーハ処理が完了する。
　図５Ａ，５Ｂは、図１乃至図３に示すように構成された研磨装置によるウェーハ処理工程の他の例を示すフローチャートである。図５Ａに示すように、ウェーハの処理を開始し、フロントロード部２０のウェーハカセットから取り出されたウェーハは、搬送機構により第１研磨ユニット３Ａに搬送（移動）される（ステップＳ１）。第１研磨ユニット３Ａに搬送されたウェーハはトップリング３１Ａの下面に真空吸着により保持される（ステップＳ２）。ウェーハを保持したトップリング３１Ａはテーブル３０Ａの位置に移動し（ステップＳ３）、トップリング３１Ａが下降する（ステップＳ４）。ウェーハはテーブル３０Ａ上で酸性スラリーを用いて研磨されるか（ステップＳ５Ａ）またはアルカリ性スラリーを用いて研磨される（ステップＳ５Ｂ）。研磨後のウェーハはウォーターポリッシュされる（ステップＳ６）。ウォーターポリッシュは、研磨パッド１０上にＤＩＷを供給しつつウェーハを研磨パッド１０に摺接させてウェーハの洗浄を行うものであり、ウェーハ上の付着物は完全に除去する必要が無い為、洗浄時間を短く行う事が出来る。その後、トップリング３１Ａは上昇し（ステップＳ７）、トップリング３１Ａは第１リニアトランスポータ６の位置に移動する（ステップＳ８）。第１リニアトランスポータ６の位置においてウェーハはトップリング３１Ａから離脱される（ステップＳ９）。次に、ウェーハは搬送機構により第１研磨ユニット３Ａから第２研磨ユニット３Ｂに搬送（移動）される（ステップＳ１０）。
　図５Ａに示すように、第２研磨ユニット３Ｂに搬送（移動）されたウェーハはトップリング３１Ｂの下面に真空吸着により保持される（ステップＳ１１）。トップリング３１Ｂにより保持されたウェーハは、以下の３つの工程のいずれかによって処理される。
（１）第１処理工程
　ウェーハを保持したトップリング３１Ｂは第１リニアトランスポータ６の位置からテーブル３０Ｂの位置に移動し（ステップＳ１２－１）、トップリング３１Ｂが下降し（ステップＳ１２－２）、トップリング３１Ｂによって保持されたウェーハは薬液とＤＩＷを用いてテーブル３０Ｂ上で洗浄される（ステップＳ１２－３）。洗浄後に、トップリング３１Ｂは上昇し（ステップＳ１２－４）、トップリング３１Ｂはテーブル３０Ｂの位置から第１リニアトランスポータ６の位置に移動する（ステップＳ１２－５）。
（２）第２処理工程
　ウェーハを保持したトップリング３１Ｂは第１リニアトランスポータ６の位置から処理位置に移動する（ステップＳ１２－１）。処理位置はテーブル位置およびウェーハ着脱位置以外の位置である（後述する）。処理位置においてウェーハは薬液とＤＩＷを用いて洗浄される（ステップＳ１２－２）。処理後にトップリング３１Ｂは処理位置から第１リニアトランスポータ６の位置に移動する（ステップＳ１２－３）。
（３）第３処理工程
　トップリング３１Ｂにより保持されたウェーハは、ウェーハ着脱位置において薬液とＤＩＷを用いて洗浄される（ステップＳ１２－１）。
　上記第１～第３処理工程のいずれかを終了したウェーハは、トップリング３１Ｂから離脱される（ステップＳ１３）。その後、ウェーハは搬送機構により第２研磨ユニット３Ｂから第３研磨ユニット３Ｃに搬送（移動）される（ステップＳ１４）。
　図５Ｂに示すように、第３研磨ユニット３Ｃに搬送されたウェーハはトップリング３１Ｃの下面に真空吸着により保持される（ステップＳ１５）。ウェーハを保持したトップリング３１Ｃは処理位置に移動し（ステップＳ１６）、トップリング３１Ｃが下降する（ステップＳ１７）。ウェーハはテーブル３０Ｃ上でアルカリ性スラリーを用いて研磨されるか（ステップＳ１８Ａ）または酸性スラリーを用いて研磨される（ステップＳ１８Ｂ）。研磨後に、トップリング３１Ｃは上昇し（ステップＳ１９）、トップリング３１Ｃは第２リニアトランスポータ７の位置に移動する（ステップＳ２０）。第２リニアトランスポータ７の位置においてウェーハはトップリング３１Ｃから離脱される（ステップＳ２１）。トップリング３１Ｃから離脱した研磨後のウェーハは第３研磨ユニット３Ｃから洗浄機に搬送される（ステップＳ２２）。その後、ウェーハは、複数台の洗浄モジュール２０１Ａ，２０１Ｂ，２０２Ａ，２０２Ｂによって洗浄される（ステップＳ２３）。洗浄後のウェーハは搬送機構により搬送（移動）されてフロントロード部２０のウェーハカセットに戻される（ステップＳ２４）。このようにしてウェーハ処理が完了する。
　図６（ａ）～（ｆ）は、テーブル上においてウェーハの薬液処理を行う工程の一例を示す模式図である。図６（ａ）～（ｆ）に示すウェーハの薬液処理を行う工程は、図４Ａの第１処理工程のＤｉｐ処理（ステップＳ３－３Ｂ）に適用される。以下の説明においては、テーブルは、第１研磨ユニット３Ａのテーブル３０Ａの場合を説明するが、他のテーブル３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄであってもよい。
　図６（ａ）は薬液処理用のテーブルの模式的断面図である。図６（ａ）に示すように、テーブル３０Ａはテーブル固定リング１３により固定されている。テーブル３０Ａの外側にリング状ガイド１４を取付け、テーブル３０Ａの上面およびリング状ガイド１４の上面に研磨パッド１０を張り付ける。リング状ガイド１４の上面は、半径方向内側から外側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜面１４ａになっている。図６（ａ）において右側の部分にはリング状ガイド１４が斜視図として示されている。テーブル３０Ａの外側にリング状ガイド１４を取り付けた状態において、リング状ガイド１４の内径部はテーブル３０Ａの高さと同等であり、リング状ガイド１４の外周部はテーブル３０Ａよりも高い状態である。したがって、研磨パッド１０の上面に薬液供給ノズル１５から薬液を供給すると、リング状ガイド１４の外周部が高い為、研磨パッド表面部に薬液を保持することが可能となる。この保持された薬液部にトップリング３１Ａにより保持されたウェーハＷを浸すことにより薬液Ｄｉｐを行う。
　図６（ｂ）～（ｆ）は、図６（ａ）に示す構成のテーブル３０Ａを用いて薬液処理を行う場合の工程を示す図である。図６（ｂ）に示すように、薬液供給ノズル１５から研磨パッド１０上に薬液を供給する。薬液供給ノズル１５からの薬液供給により研磨パッド１０の凹部が薬液で満たされたら、図６（ｃ）に示すように、ウェーハＷを吸着したトップリング３１Ａを処理位置に移動させる。次に、図６（ｄ）に示すように、トップリング３１Ａを下降させ、ウェーハＷを薬液にＤｉｐする（浸す）。この時、テーブル３０Ａおよびトップリング３１Ａは回転させない。ウェーハＷはトップリング３１Ａに吸着された状態であり、ウェーハＷは研磨パッド１０から浮かせた状態で処理を行う。薬液処理が終了したら、図６（ｅ）に示すように、トップリング３１Ａを上昇させて、ウェーハＷをウェーハ着脱位置に移動させ、薬液処理後のウェーハをトップリング３１Ａから離脱させて次工程に搬送する。トップリング３１Ａを上昇させたら、図６（ｆ）に示すように、テーブル３０Ａを回転させ、研磨パッド上に満たされた薬液を遠心力により研磨パッド１０の外周部の傾斜面を介してテーブル外へ排出する。次のウェーハ処理時にはテーブル３０Ａの回転を停止し、図６（ｂ）～図６（ｆ）に示す薬液処理を同様に行う。
　図７（ａ）～（ｆ）は、テーブル上においてウェーハの薬液処理を行う工程の他の例を示す模式図である。図７（ａ）～（ｆ）に示すウェーハの薬液処理を行う工程は、図４Ａの第１処理工程のＤｉｐ処理（ステップＳ３－３Ｂ）に適用される。
　図７（ａ）は薬液処理用のテーブルの模式的断面図である。図７（ａ）に示すように、テーブル３０Ａの上に断面Ｈ状の円板からなるガイド１６を取付ける。この時、ガイド１６はテーブル３０Ａの表面を覆う。ガイド１６の外周部上面は、半径方向内側から外側に向かって斜め上方に傾斜した傾斜面１６ａになっている。図７（ａ）において右側の部分にはガイド１６が斜視図として示されている。ガイド１６の上面に薬液供給ノズル１５から薬液を供給すると、薬液を保持することが可能となる。この保持された薬液部にトップリング３１Ａにより保持されたウェーハＷを浸すことにより薬液Ｄｉｐを行う。
　図７（ｂ）～（ｆ）は、図７（ａ）に示す構成のテーブル３０Ａを用いて薬液処理を行う場合の工程を示す図である。図７（ｂ）に示すように、薬液供給ノズル１５からガイド１６上に薬液を供給する。薬液供給ノズル１５からの薬液供給によりガイド１６の凹部が薬液で満たされたら、図７（ｃ）に示すように、ウェーハＷを吸着したトップリング３１Ａを処理位置に移動させる。次に、図７（ｄ）に示すように、トップリング３１Ａを下降させ、ウェーハを薬液にＤｉｐする（浸す）。この時、テーブル３０Ａおよびトップリング３１Ａは回転させない。ウェーハＷはトップリング３１Ａに吸着された状態であり、ウェーハＷはガイド１６の上面から浮かせた状態で処理を行う。薬液処理が終了したら、図７（ｅ）に示すように、トップリング３１Ａを上昇させて、ウェーハＷをウェーハ着脱位置に移動させ、薬液処理後のウェーハをトップリング３１Ａから離脱させて次工程に搬送する。トップリング３１Ａを上昇させたら、図７（ｆ）に示すように、テーブル３０Ａを回転させ、ガイド１６上に満たされた薬液を遠心力により傾斜面１６ａを介してテーブル外へ排出する。次のウェーハ処理時にはテーブル３０Ａの回転を停止し、図７（ｂ）～図７（ｆ）に示す薬液処理を同様に行う。
　図８（ａ）～（ｆ）は、テーブル上においてウェーハの薬液洗浄を行う工程の更に他の例を示す模式図である。図８（ａ）～（ｆ）に示すウェーハの薬液処理を行う工程は、図４Ａの第１処理工程のＤｉｐ処理（ステップＳ３－３Ｂ）に適用される。
　図８（ａ）は薬液処理用のテーブルの模式的断面図である。図８（ａ）に示すように、テーブル３０Ａの上に断面Ｈ状の円板からなるガイド１７を取付ける。この時、ガイド１７はテーブル３０Ａの表面を覆う。図８（ａ）において右側の部分にはガイド１７が斜視図として示されている。ガイド１７の上面に薬液供給ノズル１５から薬液を供給すると、薬液を保持することが可能となる。この保持された薬液部にトップリング３１Ａにより保持されたウェーハＷを浸すことにより薬液Ｄｉｐを行う。
　図８（ｂ）～（ｆ）は、図８（ａ）に示す構成のテーブル３０Ａを用いて薬液処理を行う場合の工程を示す図である。図８（ｂ）に示すように、薬液供給ノズル１５からガイド１７上に薬液を供給する。薬液供給ノズル１５からの薬液供給によりガイド１７の凹部が薬液で満たされたら、図８（ｃ）に示すように、ウェーハＷを吸着したトップリング３１Ａを処理位置に移動させる。次に、図８（ｄ）に示すように、トップリング３１Ａを下降させ、ウェーハを薬液にＤｉｐする（浸す）。この時、テーブル３０Ａおよびトップリング３１Ａは回転させない。ウェーハＷはトップリング３１Ａに吸着された状態であり、ウェーハＷはガイド１７の上面から浮かせた状態で処理を行う。薬液処理が終了したら、図８（ｅ）に示すように、トップリング３１Ａを上昇させて、ウェーハＷをウェーハ着脱位置に移動させ、薬液処理後のウェーハをトップリング３１Ａから離脱させて次工程に搬送する。トップリング３１Ａを上昇させたら、図８（ｆ）に示すように、薬液供給ノズル１５を下降させ、薬液供給ノズル１５を用いてポンプ等によりガイド１７上に満たされた薬液を吸引してテーブル外へ排出する。次のウェーハについても、図８（ｂ）～図８（ｆ）に示す薬液処理を同様に行う。
　図９（ａ）～（ｆ）は、テーブル上においてウェーハの薬液処理を行う工程の更に他の例を示す模式図である。図９（ａ）～（ｆ）に示すウェーハの薬液処理を行う工程は、図５Ａの第１処理工程における薬液とＤＩＷによる洗浄処理（ステップＳ１２－３）に適用される。
　図９（ａ）は、薬液処理用のテーブルの模式的断面図である。図９（ａ）に示すように、テーブル３０Ｂの上に円板状のベース１８が固定され、ベース１８上には円筒容器状の複数のＤｉｐ槽１９が設けられている。以下においては、複数のＤｉｐ槽について、それぞれ峻別する必要があるときには添字１，２，３を用いて説明する。図９（ｂ）に示すように、本実施形態においては、第１Ｄｉｐ槽１９－１、第２Ｄｉｐ槽１９－２および第３Ｄｉｐ槽１９－３からなる３つのＤｉｐ槽が設けられている。なお、図示例では円筒容器状のＤｉｐ槽が図示されているが、仕切りによって２つ以上のＤｉｐ槽に分割するようにしてもよい。トップリング３１Ｂにより保持されたウェーハをＤｉｐ槽１９に浸す場合には、テーブル３０Ｂを回転させて位置決め機構によりテーブル３０Ｂの角度を位置決めした後に、トップリング３１Ｂを下降させて、複数のＤｉｐ槽のいずれか一つを選択可能とする。
　図９（ｂ）～（ｆ）は、図９（ａ）に示す構成のテーブルを用いて薬液処理を行う場合の工程を示す図である。図９（ｂ）に示すように、薬液供給ノズル１５から第１Ｄｉｐ槽１９－１に第１薬液を供給する。薬液供給ノズル１５からの薬液供給により第１Ｄｉｐ槽１９－１が薬液で満たされたら、図９（ｃ）に示すように、ウェーハＷを吸着したトップリング３１Ｂを処理位置に移動させるとともに、テーブル３０Ｂを第１薬液処理の位置に回転（１２０度）させる。次に、図９（ｄ）に示すように、トップリング３１Ｂを下降させ、ウェーハを第１Ｄｉｐ槽１９－１内の第１薬液にＤｉｐする（浸す）。この時、テーブル３０Ｂおよびトップリング３１Ｂは回転させない。ウェーハＷはトップリング３１Ｂに吸着された状態であり、ウェーハＷはＤｉｐ槽の底面から浮かせた状態で処理を行う。このとき、第２Ｄｉｐ槽１９－２には、薬液供給ノズル１５からＤＩＷを供給する。薬液処理が終了したら、図９（ｅ）に示すように、トップリング３１Ｂを上昇させ、テーブル３０Ｂを回転（１２０度）させ、第２Ｄｉｐ槽１９－２を処理位置に移動させる。次に、図９（ｆ）に示すように、トップリング３１Ｂを下降させて、ウェーハを第２Ｄｉｐ槽１９－２内のＤＩＷに浸しつつトップリング３１Ｂを自身の軸心回りに回転させてウェーハの洗浄を行う。一方、第１Ｄｉｐ槽１９－１では薬液排出ノズル２３を下降させ、第１Ｄｉｐ槽１９－１内の第１薬液の排出を行う。また、第３Ｄｉｐ槽１９－３には、薬液供給ノズル１５から第２薬液を供給する。その後、トップリング３１Ｂを一旦上昇させ、テーブル３０Ｂを第２薬液処理の位置に回転（１２０度）させる。その後、トップリング３１Ｂを下降させ、ウェーハを第２薬液にＤｉｐする（浸す）。
　図１０（ａ），（ｂ）はテーブル上においてウェーハの薬液処理を行う際に好適なトップリングの構成を示す図であり、図１０（ａ）はトップリングの縦断面図、図１０（ｂ）はトップリングに設けられたリテーナリングの平面図である。図１０（ａ），（ｂ）に示すトップリングを用いてウェーハの薬液処理を行う工程は、図５Ａの第１処理工程における薬液とＤＩＷによる洗浄処理（ステップＳ１２－３）に適用される。
　図１０（ａ）に示すように、トップリング３１Ｂは、略円盤状のトップリング本体３２を備え、トップリング本体３２の外周部下面にはリテーナリング３３が固定されている。リテーナリング３３の半径方向内側の位置において、トップリング本体３２の下面にはメンブレン３４が張設されており、メンブレン３４とトップリング本体３２の下面との間に圧力室３５が形成されている。
　図１０（ｂ）に示すように、リテーナリング３３の下面には多数の溝３３ｇが形成されている。また、図１０（ａ）に示すように、トップリング本体３２には、トップリング本体３２の内周面とメンブレン３４の外周面との間の空間に連通する排出ポート３２Ｐが設けられている。排出ポート３２Ｐは真空源（Ｖａｃ）に接続されている。図１０（ｂ）に示すように、リテーナリング溝３３ｇは、等配間隔に配置しないで、排出ポート３２Ｐに近い部分を疎に排出ポート３２Ｐから遠い部分を密に配置している。
　図１０（ａ），（ｂ）に示すように構成されたトップリング３１Ｂによりウェーハの薬液処理をする際には、圧力室３５を負圧にしてメンブレン３４を上昇させ、ウェーハをテーブル上面からリフトアップすることにより、ウェーハ表面に薬液が当たりやすくする。リテーナリング３３には下面に多数のリテーナリング溝３３ｇが設けられており、リテーナリング溝３３ｇは等配間隔ではなく排出ポート３２Ｐから遠い部分が密に配置されている。そのため、薬液は、排出ポート３２Ｐから遠い部分に形成された多数のリテーナリング溝３３ｇから効率的に流入してウェーハ表面に接触しながら、排出ポート３２Ｐから負圧により吸引されて排出ポート３２Ｐに向かって流れ（矢印参照）、リテーナリング溝３３ｇの数が少ない側にある排出ポート３２Ｐから速やかに排出される。これにより、薬液のウェーハ表面への流入および処理後の薬液の排出を促進することができ、エッチング効果を高めることができる。
　図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、テーブル位置およびウェーハ着脱位置以外の位置においてウェーハの薬液処理を行う構成を示す模式図である。テーブル位置およびウェーハ着脱位置以外の位置としては、例えば、スイング動作を行うトップリングの移動経路の下方の位置である。図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す構成は、図４Ａの第２処理工程における洗浄（ステップＳ３－２Ａ）またはＤｉｐ処理（ステップＳ３－２Ｂ）および図５Ａの第２処理工程における洗浄（ステップＳ１２－２）に適用される。図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）においては、図４Ａの第２処理工程に適用される場合を示す。
　図１１（ａ）は、薬液洗浄用の桶状の処理槽４１を備えた態様を示す斜視図である。図１１（ａ）に示すように、桶状の処理槽４１の底面には供給配管４２が接続されており、供給配管４２によって桶状の処理槽４１の底面から混合比（希釈率）と流量を自由に変えられる薬液とＤＩＷの混合液を供給することができるようになっている。なお、それぞれ流量が調整可能な薬液とＤＩＷを別系統で供給してもよい。図１１（ａ）に示すように、薬液とＤＩＷの混合液を桶状の処理槽４１に満たした状態でトップリング３１Ａを下降させ、ウェーハを薬液とＤＩＷの混合液にＤｉｐする（浸す）ことにより、薬液洗浄処理を行うことができる。
　図１１（ｂ）は、薬液洗浄用の樋状の処理槽４３を備えた態様を示す斜視図である。図１１（ｂ）に示すように、平板の両端が折曲されることにより直立したガイド４３ｇ，４３ｇになっている樋状の処理槽４３が下方に傾斜して配置されている。樋状の処理槽４３の一端部には供給配管４４が配置されており、供給配管４４によって処理槽４３に混合比（希釈率）と流量を自由に変えられる薬液とＤＩＷの混合液を供給することができるようになっている。なお、それぞれ流量が調整可能な薬液とＤＩＷを別系統で供給してもよい。樋状の処理槽４３の一端部側に供給された薬液とＤＩＷの混合液は、樋状の処理槽４３の傾斜面に沿って他端部側に流れるようになっている。図１１（ｂ）に示すように、薬液とＤＩＷの混合液を樋状の処理槽４３に流した状態でトップリング３１Ａを下降させ、ウェーハを薬液とＤＩＷの混合液にＤｉｐする（浸す）ことにより、薬液洗浄処理を行うことができる。
　図１１（ｃ）は、薬液洗浄用のノズル４５を備えた態様を示す斜視図である。図１１（ｃ）に示すように、ノズル口が上方に向いているノズル４５が設けられており、ノズル４５には供給配管４６から薬液とＤＩＷの混合液が供給される。ウェーハを保持したトップリング３１Ａがノズル４５の上方に位置したときに、ノズル４５から混合比（希釈率）と流量を自由に変えられる薬液とＤＩＷの混合液をウェーハに向かって噴射することにより、薬液洗浄処理を行うことができる。なお、それぞれ流量が調整可能な薬液とＤＩＷを別系統で噴射してもよい。
　図１２（ａ），（ｂ）は、リニアトランスポータとテーブルとの間に薬液洗浄用の洗浄ノズルを備えた態様を示す図であり、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のXII矢視図である。図１２（ａ），（ｂ）に示す構成は、図４Ａの第２処理工程における洗浄（ステップＳ３－２Ａ）および図５Ａの第２処理工程における洗浄（ステップＳ１２－２）に適用される。図１２（ａ），（ｂ）においては、図４Ａの第２処理工程に適用される場合を示す。図１２（ａ），（ｂ）に示すように、第１リニアトランスポータ６とテーブル３０Ａとの間には洗浄ノズル４７が設けられている。洗浄ノズル４７は、四角筒状の本体部４８の上面に複数のノズル孔４８ｈを形成して構成されており、本体部４８はトップリング３１Ａの直径と略同一の長さを有するように水平方向に延びている。洗浄ノズル４７は、トップリングヘッド６０のスイング動作により移動するトップリングの移動経路の下方に配置されている。トップリング３１Ａは第１リニアトランスポータ６とテーブル３０Ａ間で移動する間に洗浄ノズル４７の上方で停止し、この停止中に洗浄ノズル４７から薬液とＤＩＷの混合液を噴射してウェーハを薬液洗浄するようになっている。洗浄ノズル４７から薬液とＤＩＷの混合液をウェーハに向かって噴射している間、トップリング３１Ａが自身の軸心の回りに回転することによりウェーハの全面が薬液洗浄される。
　図１２（ｃ）は、トップリングのスイング移動経路の下方の位置において、一つの洗浄ユニットにより隣接するトップリングに保持されているウェーハの洗浄を行う一例を示す平面図である。図１２（ｃ）で示す例は、隣接する２つのテーブル３０Ａ（又は３０Ｃ），３０Ｂ（又は３０Ｄ）間に薬液洗浄ユニットを備えた態様を示すが、隣接する２つのテーブルとリニアトランスポータとの間に薬液洗浄ユニットを備えてもよい。図１２（ｃ）において、薬液洗浄ユニットとして洗浄ノズル４７が設けられている。洗浄ノズル４７の構成及び洗浄ノズル４７による洗浄方法は、図１２（ａ）の説明において述べたとおりである。また、薬液洗浄ユニットの箇所に薬液処理ユニットを設置してもよい。
　このように隣り合うトップリングのスイング範囲が一部重なるようにスイング範囲を設定することにより、トップリングのスイング移動経路が重なる位置の下方に１つの洗浄ユニットまたは１つの薬液処理ユニットを設置して１つ以上のトップリングに保持されているウェーハの洗浄処理または薬液処理をすることが可能である。
　図１３（ａ），（ｂ）は、ウェーハ着脱位置として機能するリニアトランスポータの位置に薬液洗浄用の洗浄ノズルを備えた態様を示す図であり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のXIII矢視図である。図１３（ａ），（ｂ）に示す構成は、図４Ａの第３処理工程における洗浄（ステップＳ３－１Ａ）および図５Ａの第３処理工程における洗浄（ステップＳ１２－１）に適用される。図１３（ａ），（ｂ）においては、図４Ａの第３処理工程に適用される場合を示す。図１３（ａ），（ｂ）に示すように、第１リニアトランスポータ６の位置に洗浄ノズル４９が設けられている。洗浄ノズル４９は直方体状の本体部５０の上面に複数の洗浄ノズル５１を固定して構成されており、複数（図示例では２個）の洗浄ノズル５１は、薬液とＤＩＷの混合液を扇形に広がるようにウェーハに向かって噴射するように構成されている。トップリング３１Ａがテーブル側からリニアトランスポータ側にスイング動作し、トップリング３１Ａがリニアトランスポータ側において停止中に洗浄ノズル５１から薬液とＤＩＷの混合液を噴射してウェーハを薬液洗浄するようになっている。洗浄ノズル５１から薬液とＤＩＷの混合液をウェーハに向かって噴射している間、トップリング３１Ａが自身の軸心の回りに回転することによりウェーハの全面が薬液洗浄される。
　図１４（ａ），（ｂ）は、リニアトランスポータとテーブルとの間に薬液洗浄用のスポンジ５２を備えた態様を示す図であり、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のXIV矢視図である。図１４（ａ），（ｂ）に示す構成は、図４Ａの第２処理工程における洗浄（ステップＳ３－２Ａ）および図５Ａの第２処理工程における洗浄（ステップＳ１２－２）に適用される。図１４（ａ），（ｂ）においては、図４Ａの第２処理工程に適用される場合を示す。図１４（ａ）に示すように、第１リニアトランスポータ６とテーブル３０Ａとの間には薬液洗浄用のスポンジ５２が設けられている。図１４（ｂ）に示すように、円柱状のスポンジ５２は、スポンジ５２の外周部に設置された複数のローラ５３により自身の軸心回りに回転するようになっている。これにより、スポンジ５２の上面がウェーハに摺接するようになっている。また、スポンジ５２の中心には液体供給路５２ａが形成されている。スポンジ５２の下方には液体供給部５４が配置されている。薬液とＤＩＷの混合液は、液体供給部５４を介してスポンジ５２の液体供給路５２ａに供給され、液体供給路５２ａの上部開口からスポンジ５２とウェーハの摺接面に供給される。これにより、スポンジ５２による物理的な除去作用とスポンジ中心から供給される液体による流水洗浄により、スラリー砥粒を除去し、スラリー砥粒の後段への持ち込み低減を図ることができる。なお、スポンジ５２は研磨布に置き換えても良い。
　図１４（ｃ）は、テーブル上に薬液洗浄用のスポンジ５２を備えた態様を示す斜視図である。図１４（ｃ）に示すように、テーブル３０Ａ上に薬液洗浄用のスポンジ５２が設けられている。図１４（ｃ）に示すスポンジ５２の構成は、図１４（ｂ）に示すものと同様である。テーブル上にスポンジ５２を設置した場合もスポンジによる物理的な除去作用とスポンジ中心から供給される液体による流水洗浄により、スラリー砥粒を除去し、スラリー砥粒の後段への持ち込み低減を図ることができる。
　図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、仮置き台１８０においてウェーハの薬液処理を行う構成の例を示す模式図である。図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す構成は、洗浄前薬液洗浄ステップに適用される。
　図１５（ａ）は、テーブルの外側に設置されたチルト機構を有した処理部の態様を示す正面図である。図１５（ａ）に示すように、処理部はウェーハＷを載せるステージ６１を備えており、ステージ６１はチルト機構により傾けることができるようになっている。傾けたステージ６１の上端部側には、薬液やＤＩＷが液体供給部６２から供給される。なお、傾けたステージ６１の下端部側には、ウェーハが滑り落ちることを防止するストッパ等が設けられている。ウェーハＷは次の手順で処理される。ウェーハＷをステージ６１上に載置した後に、ステージ６１を傾け、傾いたステージ６１の上端部側に薬液やＤＩＷ等の液を流してウェーハの薬液洗浄処理を行う。処理後にステージ６１を水平に戻す。このように、ウェーハを傾けることで、ウェーハ上の液体を効果的に排出することができる。液体の排出性が上がることで、滞留する液体の量を軽減することが可能となる。
　図１５（ｂ）は、回転機構（コロ型）を有した処理部の態様を示す正面図である。図１５（ｂ）に示すように、ウェーハＷの周縁部は複数のコロ型の回転機構６５によって支持されている。各コロ型の回転機構６５はスピンドル６６に支持されている。ウェーハＷは各コロ型の回転機構６５の回転により水平な姿勢で自身の軸心の回りに回転可能になっている。ウェーハＷの上方には、複数のノズル６７を有した液体供給部６８が配置されている。ウェーハＷは次の手順で処理される。ウェーハＷの外周縁を複数のコロ型の回転機構６５により支持してウェーハＷを回転させ、複数のノズル６７からウェーハＷ上に薬液やＤＩＷ等の液体を流してウェーハの処理を行う。
　このようにコロ型の回転機構６５により、ウェーハ上の液体を効果的に排出することができる。液体の排出性が上がることで、滞留する液体の量を軽減することが可能となる。回転機構６５はコロ型を採用することで、ウェーハ外周まで洗い流すことが出来る。
　図１５（ｃ）は、回転機構（チャック型）を有した処理部の態様を示す正面図である。図１５（ｃ）に示すように、ウェーハＷの周縁部は複数のチャック７０によって支持されている。各チャック７０は回転可能なステージ７１に支持されている。ウェーハＷは、チャック７０により保持されてステージ７１の回転により水平な姿勢で自身の軸心の回りに回転可能になっている。チャック７０とステージ７１はチャック型の回転機構を構成する。ウェーハＷの上方には、複数のノズル７２を有した液体供給部７３が配置されている。ウェーハＷは次の手順で処理される。ウェーハＷの外周縁を複数のチャック型の回転機構により支持してウェーハＷを回転させ、複数のノズル７２からウェーハＷ上に薬液やＤＩＷ等の液体を流してウェーハの処理を行う。
　このようにチャック型の回転機構を採用することにより、コロ型の回転機構よりもウェーハの回転数（回転速度）に幅が出来、プロセスマージンを広げることが可能であり、チルト機構などにも応用が利く。
　図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、仮置き台１８０においてウェーハの薬液処理を行う構成の他の例を示す模式図である。図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す構成は、洗浄前薬液洗浄ステップに適用される。
　図１６（ａ）は、回転機構（チャック型）に加えて回転機構を傾斜させるチルト機構を有した処理部の態様を示す正面図である。図１６（ａ）に示すように、ウェーハＷの周縁部は複数のチャック７０によって支持されている。各チャック７０は回転可能なステージ７１に支持されている。ステージ７１はチルト機構により傾斜可能になっている。ウェーハＷは、チャック７０により保持されてステージ７１の回転により傾斜した姿勢で自身の軸心の回りに回転可能になっている。チャック７０とステージ７１はチャック型の回転機構を構成する。ウェーハＷの上方には、複数のノズル７２を有した液体供給部７３が配置されている。ウェーハＷは次の手順で処理される。ウェーハＷの外周縁を複数のチャック７０により保持して、ステージ７１を傾ける。そして、ステージ７１を回転させてウェーハＷを回転させ、複数のノズル７２からウェーハＷ上に薬液やＤＩＷ等の液体を流してウェーハの処理を行う。このようにチャック型回転機構によりウェーハを回転させるとともに、チルト機構によりウェーハを傾けることにより、ウェーハ上の液体を効果的に排出することができる。液体の排出性がさらに上がることで、滞留する液体の量を更に軽減することが可能となる。
　図１６（ｂ）は、回転機構(チャック型）に加えて供給ノズル揺動機構を有した処理部の態様を示す正面図である。図１６（ｂ）に示すように、ウェーハＷの周縁部は複数のチャック７０によって支持されている。各チャック７０は回転可能なステージ７１に支持されている。ウェーハＷは、チャック７０により保持されてステージ７１の回転により自身の軸心の回りに回転可能になっている。ウェーハＷの上方には揺動機構によって揺動可能なノズル７５を有した液体供給部７６が配置されている。ウェーハＷは次の手順で処理される。ウェーハＷの外周部を複数のチャック７０により保持し、ステージ７１を回転させてウェーハＷを回転させ、揺動機構によってノズル７５を揺動させつつノズル７５からウェーハＷ上に薬液やＤＩＷ等の液体を流してウェーハＷの処理を行う。固定ノズルの場合、ノズルから噴射されてウェーハに当たる位置が固定されてしまうが、揺動可能なノズル７５の場合、各プロセスにおいてノズル７５の揺動範囲や揺動速度等の設定を調節できるため、プロセスマージンを作り出すことが可能である。
　図１６（ｃ）は、チャック型のウェーハ保持機構およびチルト機構に加えて浸漬機構を有した処理部の態様を示す正面図である。図１６（ｃ）に示すように、ウェーハＷの周縁部は複数のチャック７０によって支持されている。各チャック７０はステージ７８に支持されている。ステージ７８はウェーハを浸漬させる浸漬機構を有するとともにチルト機構により傾斜可能になっている。ウェーハＷの上方には、複数のノズル７９を有した液体供給部８０が配置されている。ウェーハＷは、次の手順で処理される。ウェーハＷの外周縁を複数のチャック７０により保持してチルト機構によりステージ７８を傾ける。複数のノズル７９からステージ７８の浸漬機構に薬液やＤＩＷ等の液体を供給してウェーハを液体に浸漬させる。このように、ステージ７８上でウェーハを液体に浸漬させる。液体を流し続けることで液体の滞留を抑え、処理後はドレンポート７８ｐから液体を排出し、常にクリーンな薬液やＤＩＷを供給し続けることができる。
　図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、仮置き台１８０においてウェーハの薬液処理を行う構成の更に他の例を示す模式図である。図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す構成は、洗浄前薬液洗浄ステップに適用される。
　図１７（ａ）は、回転機構（コロ型）に加えて２流体ジェットノズルの揺動機構を有した処理部の態様を示す正面図である。図１７（ａ）に示すように、ウェーハＷの周縁部は複数のコロ型の回転機構６５によって支持されている。各コロ型の回転機構６５は、ステージ８２に支持されている。ウェーハＷは、ステージ８２の回転により水平な姿勢で自身の軸心の回りに回転可能になっている。ウェーハＷの上方には、揺動機構により揺動可能になっている２流体ジェットノズル８３を有した液体供給部８４が設置されている。ウェーハＷは、次の手順で処理される。ウェーハＷの外周縁を複数のコロ型の回転機構６５により支持してウェーハＷを回転させ、２流体ジェットノズル８３からウェーハＷ上に薬液やＤＩＷ等の液体を供給してウェーハの処理を行う。このとき２流体ジェットノズル８３を揺動させることで、次段の洗浄モジュールへ行くまでにできるだけスラリーを除去する。これにより、洗浄モジュールの洗浄負荷の低減を図ることができる。
　図１７（ｂ）は、回転機構（チャック型）に加えて揺動可能なスリットノズルを有した処理部の態様を示す正面図である。図１７（ｂ）に示すように、ウェーハＷの周縁部は複数のチャック７０によって支持されている。各チャック７０は、回転可能なステージ７１に支持されている。ウェーハＷは、チャック７０により保持されてステージ７１の回転により水平な姿勢で自身の軸心の回りに回転可能になっている。ウェーハＷの上方には、揺動可能なスリットノズル８５を有した液体供給部８６が配置されている。ウェーハＷは、次の手順で処理される。ウェーハＷの外周縁を複数のチャック７０により保持してウェーハＷを回転させ、揺動可能なスリットノズル８５からウェーハＷ上に薬液やＤＩＷ等の液体を流してウェーハの処理を行う。スリットノズル８５をスイングさせることでウェーハ全面をリンスすることができる。ウェーハ全面を濡らすことができるためスラリーの排出効果が上がる。スリットノズルを揺動させない場合には、スリットノズルの長さをウェーハの半径分の長さにすればよい。また、ウェーハを回転させない場合は、スリットノズルの長さをウェーハの直径分の長さにすればよい。
　図１７（ｃ）は、回転機構（コロ型）に加えてスクラブ洗浄用のスポンジを有した処理部の態様を示す正面図である。図１７（ｃ）に示すように、ウェーハＷの周縁部は複数のコロ型の回転機構６５によって支持されている。各コロ型の回転機構６５は、ステージ７１に支持されている。ウェーハＷは、ステージ７１の回転により水平な姿勢で自身の軸心の回りに回転可能になっている。ウェーハＷの上方には、スクラブ洗浄用の円板状のスポンジ８７が配置されている。ウェーハＷは、次の手順で処理される。ウェーハＷの外周縁を複数のコロ型の回転機構６５により支持してウェーハＷを回転させ、スクラブ洗浄用のスポンジ８７の内部を通してウェーハＷ上に薬液やＤＩＷ等の液体を供給してウェーハのスクラブ洗浄を行う。このようにスポンジでスクラブ洗浄することにより、洗浄モジュールへ行くまでにできるだけスラリーを除去することができる。これにより、洗浄モジュールの洗浄負荷の低減を図ることができる。
　図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）乃至図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す各処理部の態様において（ただし、図１６（ｃ）の態様を除く）、ウェーハをフェイスアップ（Face　Up）して処理することを前提としているが、ウェーハをフェイスダウン（Face　Down）することにより、図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）乃至図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す各処理部の態様（図１６（ｃ）の態様を除く）は、トップリング機構の箇所で実施可能である。すなわち、ウェーハをトップリングにより保持しフェイスダウンとし、ノズルやスクラブ洗浄用のスポンジをトップリングの下方に配置すればよい。
　これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
　本発明は、半導体ウェーハ等の基板の研磨の前段階や研磨間において基板の薬液処理を行う研磨方法および研磨装置に利用可能である。
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　第１研磨ユニット
３Ｂ　第２研磨ユニット
３Ｃ　第３研磨ユニット
３Ｄ　第４研磨ユニット
４　洗浄部
５　制御部
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
１３　テーブル固定リング
１４　リング状ガイド
１４ａ　傾斜面
１５　薬液供給ノズル
１６，１７　ガイド
１６ａ　傾斜面
１８　ベース
１９　Ｄｉｐ槽
１９－１　第１Ｄｉｐ槽
１９－２　第２Ｄｉｐ槽
１９－３　第３Ｄｉｐ槽
２０　フロントロード部
２１　走行機構
２２　搬送ロボット
２３　薬液排出ノズル
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ　研磨テーブル
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ　トップリング
３２　トップリング本体
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ　研磨液供給ノズル
３２Ｐ　排出ポート
３３　リテーナリング
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ　ドレッサ
３３ｇ　リテーナリング溝
３４　メンブレン
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ　アトマイザ
３５　圧力室
３６　トップリングシャフト
４１　桶状の処理槽
４２　供給配管
４３　樋状の処理槽
４３ｇ　ガイド
４４　供給配管
４５　ノズル
４６　供給配管
４７　洗浄ノズル
４８　本体部
４８ｈ　ノズル孔
４９　洗浄ノズル
５０　本体部
５１　洗浄ノズル
５２　スポンジ
５２ａ　液体供給路
５３　ローラ
５４　液体供給部
６０　トップリングヘッド
６１　ステージ
６５　コロ型の回転機構
６６　スピンドル
６７　ノズル
６８　液体供給部
７０　チャック
７１　ステージ
７２　ノズル
７３　液体供給部
７５　ノズル
７６　液体供給部
７８　ステージ
７８ｐ　ドレンポート
８０　液体供給部
８２　ステージ
８３　２流体ジェットノズル
８５　スリットノズル
８６　液体供給部
８７　スポンジ
１８０　仮置き台
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
２０９　第１搬送ロボット
２１０　第２搬送ロボット
２１１，２１２　支持軸
ＴＰ１　第１搬送位置
ＴＰ２　第２搬送位置
ＴＰ３　第３搬送位置
ＴＰ４　第４搬送位置
ＴＰ５　第５搬送位置
ＴＰ６　第６搬送位置
ＴＰ７　第７搬送位置

Claims (16)

  1. 　研磨テーブル上の研磨面に研磨対象の基板を押圧して基板を研磨する研磨方法において、
    　前記基板を複数の研磨テーブルを用いて複数段の研磨処理を行う場合に、前記複数段の研磨処理の間に薬液を用いて基板を洗浄処理する薬液洗浄処理ステップを設けたことを特徴とする研磨方法。
  2. 　前記複数段の研磨処理を行う前に、薬液を用いて基板を処理する研磨前薬液処理ステップを設けたことを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
  3. 　前記複数段の全研磨処理終了後であって洗浄機による洗浄の前に、薬液を用いて基板を洗浄処理する洗浄前薬液洗浄ステップを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の研磨方法。
  4. 　前記薬液洗浄処理ステップ、前記研磨前薬液処理ステップおよび前記洗浄前薬液洗浄ステップは、前記複数の研磨テーブルの少なくとも１つの位置又はトップリングのスイング移動経路の下方の位置又はトップリングから基板を着脱する位置又は研磨ユニットから洗浄ユニットまで搬送する搬送経路上の位置において実施することを特徴とする請求項３に記載の研磨方法。
  5. 　前記研磨テーブルの位置、前記トップリングのスイング移動経路の下方の位置及び前記トップリングから基板を着脱する位置において実施する前記薬液洗浄処理ステップ、前記研磨前薬液処理ステップおよび前記洗浄前薬液洗浄ステップは、トップリングにより保持された基板を薬液に浸すことにより実施するか、またはトップリングにより保持された基板にノズルから薬液を噴射することにより実施するか、またはトップリングにより保持された基板にスポンジ又は研磨布を摺接させることにより実施することを特徴とする請求項４に記載の研磨方法。
  6. 　複数のトップリングのスイング範囲が一部重なるようにスイング範囲を設定し、トップリングのスイング移動経路が重なる位置の下方に１つの洗浄ユニットまたは１つの薬液処理ユニットを設置し、前記１つの洗浄ユニットまたは１つの薬液処理ユニットにより１つ以上のトップリングに保持された基板の洗浄処理または薬液処理を行うことを可能にし、研磨前及び研磨後における洗浄処理ステップ、薬液処理ステップの少なくとも１つのステップを実施することを特徴とする請求項１または２に記載の研磨方法。
  7. 　前記研磨ユニットから洗浄ユニットまで搬送する搬送経路上の位置において実施する前記洗浄前薬液洗浄ステップは、基板の周縁部を保持して基板を回転させつつノズルから薬液を噴射することにより実施するか、または基板の周縁部を保持して基板を回転させつつ洗浄部材でスクラブすることにより実施することを特徴とする請求項４に記載の研磨方法。
  8. 　前記基板をチルト機構により傾けた状態で薬液洗浄を行うことを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。
  9. 　前記ノズルは、揺動可能なノズル又は２流体ジェットノズルからなることを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。
  10. 　研磨対象の基板をトップリングにより保持し、研磨テーブル上の研磨面に基板を押圧して研磨する研磨装置において、
    　前記基板に複数段の研磨処理を施す複数の研磨テーブルを備え、
    　前記複数の研磨テーブルのうち少なくとも１つを、薬液を用いて基板の洗浄処理を行うための薬液洗浄処理専用テーブルとすることを特徴とする研磨装置。
  11. 　前記薬液洗浄処理専用テーブルは、前記複数段の研磨処理の間に、薬液を用いて基板の洗浄処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の研磨装置。
  12. 　前記基板を前記トップリングにより保持し、前記薬液洗浄処理専用テーブル上で基板の薬液洗浄処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の研磨装置。
  13. 　前記薬液洗浄処理専用テーブルは、薬液を保持する少なくとも１つの凹部又は槽を有し、前記トップリングにより保持された基板を前記凹部又は槽に保持された薬液に浸して薬液洗浄処理を行うことを特徴とする請求項１２に記載の研磨装置。
  14. 　前記薬液洗浄処理専用テーブル上の前記槽は複数個あり、
    　前記複数の槽は、異なった薬液をそれぞれ保持可能であるか、または少なくとも１種類の薬液とＤＩＷとをそれぞれ保持可能であることを特徴とする請求項１３に記載の研磨装置。
  15. 　前記薬液洗浄処理専用テーブルは、回転と停止を繰り返すことにより、前記トップリングにより保持された基板を前記複数の槽内の薬液又はＤＩＷに順次浸すことが可能であることを特徴とする請求項１４に記載の研磨装置。
  16. 　前記トップリングは、基板を保持するメンブレンを有したトップリング本体と、該トップリング本体に固定されるとともに基板の外周縁を囲むように配置されたリテーナリングとを有し、
    　前記リテーナリングは、リテーナリング下面に、薬液を基板の下面に流入させるために互いに間隔をおいて設けられた溝を有し、
    　前記トップリング本体は基板の下面に流入した薬液を排出するためのポートを有し、
    　前記リテーナリングの下面に設けられた溝は、前記ポートから遠い部分の溝の個数が前記ポートに近い部分の溝の個数に比べて多くなるように設定されていることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の研磨装置。
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