(57)【要約】      （修正有）【課題】トップリングの下面で保持した基板を該トップリングの下面と共に効率的に洗浄できるようにして、研磨性能や、後の洗浄に使用される洗浄モジュールの洗浄性能を安定化させることができるようにする。【解決手段】研磨面を有する研磨テーブルと、研磨テーブル上方の研磨位置、研磨テーブル側方の位置、及び洗浄位置の間を移動自在で、リテーナリング４０で基板Ｗの外周部を囲繞しながら該基板Ｗを下面に保持して研磨面に向けて押圧するトップリング３１Ａと、洗浄位置に位置して回転中のトップリング３１Ａの下面に向けて洗浄液を噴射して該トップリング３１Ａで保持した基板Ｗをトップリング３１Ａの下面と共に洗浄する補助洗浄部１００とを有する。【選択図】図６
2014086666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面を有する研磨テーブルと、
前記研磨テーブル上方の研磨位置、前記研磨テーブル側方位置、及び洗浄位置の間を移動自在で、リテーナリングで基板の外周部を囲繞しながら該基板を下面に保持して前記研磨面に向けて押圧するトップリングと、
前記洗浄位置に位置して回転中の前記トップリングの下面に向けて洗浄液を噴射して該トップリングで保持した基板をトップリングの下面と共に洗浄する補助洗浄部とを有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記研磨テーブル側方位置は、前記研磨テーブル側方の基板受渡し位置で、前記洗浄位置は、前記研磨位置と前記基板受渡し位置との間に位置することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記補助洗浄部は、前記洗浄位置に位置する前記トップリングで保持した基板の外周部に沿った位置に位置する複数の噴射口を備えた第１洗浄ノズルを有することを特徴とする請求項１または２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記補助洗浄部は、前記洗浄位置に位置する前記トップリングで保持した基板の直径方向に沿った位置に位置する複数の噴射口を備えた第２洗浄ノズルを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記第１洗浄ノズルの噴射口は、基板の外周部に沿った位置に等間隔に配置され、前記第２洗浄ノズルの噴射口は、基板の直径方向に沿った位置に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記第１洗浄ノズルは半円状に形成され、前記第２洗浄ノズルは直線状に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の研磨装置。
【請求項７】
研磨テーブル側方に位置し、リテーナリングで基板の外周部を囲繞しながら該基板を下面に保持したトップリングを、研磨テーブル上方の研磨位置に移動させる途中、或いは研磨テーブル上方の研磨位置に位置し、前記リテーナリングで研磨後の基板の外周部を囲繞しながら該基板を下面に保持したトップリングを、研磨テーブル側方の位置に移動させる途中の少なくとも一方に、基板を保持したトップリングを洗浄位置に位置させ、回転中のトップリングの下面に向けて洗浄液を噴射して該トップリングで保持した基板をトップリングの下面と共に洗浄することを特徴とする研磨方法。
【請求項８】
前記研磨テーブル側方の位置は、基板受渡し位置であることを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置及び研磨方法に係り、特に半導体ウエハなどの基板の表面を研磨して平坦化する研磨装置及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の基板の表面を研磨する研磨装置は、一般に、ロード／アンロード部、研磨部及び洗浄部を有している。研磨部には、研磨パッドからなる研磨面を有する研磨テーブルと、基板を保持するトップリング（研磨ヘッド）とを有し、トップリングで保持した基板を研磨パッドの研磨面に対して所定の圧力で押圧しつつ、研磨テーブルとトップリングとを相対運動させることにより、基板を研磨面に摺接させて、基板の表面を平坦かつ鏡面に研磨するようにした研磨ユニットが備えられている。化学的機械研磨（ＣＭＰ）を行う研磨ユニットにあっては、基板の研磨時に、研磨液供給ノズルから研磨面に研磨液（スラリー）が供給される。このため、研磨後の基板表面やトップリングの基板保持面には研磨液や研磨かす等の研磨残渣物（パーティクル）が残る。
【０００３】
研磨後に基板表面に残った研磨残渣物（パーティクル）を除去するため、洗浄部には、基板表面の粗洗浄（一次洗浄）や仕上げ洗浄（二次洗浄）行う複数の洗浄モジュールが一般に備えられており、研磨後の基板は、搬送ロボット等で研磨部の研磨ユニットから洗浄部の洗浄モジュールに搬送されて順次洗浄され、洗浄後の基板は、ロード／アンロード部に戻される。
【０００４】
しかし、搬送ロボット等で研磨部の研磨ユニットから洗浄部の洗浄モジュールに搬送される研磨後の基板表面に多量の研磨残渣物（パーティクル）が付着していると、たとえ基板表面の粗洗浄を行う洗浄モジュールであっても、洗浄中に基板表面をパーティクルで傷付けたり、パーティクルが基板表面に再付着して洗浄性能が劣化したりすることがある。また、基板を研磨ユニットに搬送する間に、基板の表面にゴミ等が付着すると、研磨ユニットの研磨性能が劣化してしまう。
【０００５】
出願人は、基板受渡し位置に位置するトップリングに向けて洗浄液を噴射してトップリングの下面等を洗浄するようにしたポリッシング装置を提案している（特許文献１参照）。また、ブロックで保持した研磨終了後の搬送中のワークに向けて洗浄液を噴射することで研磨後のワークの洗浄を迅速に行うようにした平面研磨装置（特許文献２参照）や、洗浄ノズルから研磨ヘッドの下面部に所望角度で洗浄液を噴射させることで、研磨ヘッド裏面側のリテーナリング及びウエハ裏面接触部に付着している残留付着物を洗浄去するようにした研磨ヘッド洗浄装置（特許文献３参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２５４０１７号公報
【特許文献２】特開昭６２−２２４５６３号公報
【特許文献３】特開２００８−２７２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
表面に多量の研磨残渣物が付着した基板が洗浄モジュールに持ち込まれないようにしたり、搬送の途中でゴミ等が付着した基板が研磨ユニットに持ち込まれないようにするためには、トップリングで保持した基板をトップリングと共に洗浄することが求められる。このため、基板受渡し位置に位置するトップリングの下面に向けて、基板受渡し位置に設置した洗浄ノズルから洗浄液を噴射することで、トップリングで保持した基板やトップリングの下面を洗浄することが行われている。
【０００８】
この基板受渡し位置には、基板の受渡しを行うための機構があり、基板受渡し位置に位置するトップリングで保持した基板の近傍の洗浄に適した位置に洗浄ノズルを配置することは一般に困難である。このため、基板やトップリングの下面の所望位置に向けて、最適な位置から洗浄液を噴射できず、十分な洗浄効果が得られないのが現状であった。
【０００９】
なお、特許文献１，３に記載の発明は、トップリングの下面で保持した基板をトップリングの下面と共に洗浄するようにしたものではなく、また特許文献２に記載の発明は、研磨終了後の搬送中のワークに向けて洗浄液を噴射するように構成されており、ワークを保持したブロック下面の洗浄について、何ら考慮されていない。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みて為されたもので、トップリングの下面で保持した基板を該トップリングの下面と共に効率的に洗浄できるようにして、研磨性能や、後の洗浄に使用される洗浄モジュールの洗浄性能を安定化させることができるようにした研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の研磨装置は、研磨面を有する研磨テーブルと、前記研磨テーブル上方の研磨位置、前記研磨テーブル側方位置、及び洗浄位置の間を移動自在で、リテーナリングで基板の外周部を囲繞しながら該基板を下面に保持して前記研磨面に向けて押圧するトップリングと、前記洗浄位置に位置して回転中の前記トップリングの下面に向けて洗浄液を噴射して該トップリングで保持した基板をトップリングの下面と共に洗浄する補助洗浄部とを有する。
【００１２】
このように、洗浄位置に位置する回転中のトップリングの下面に向けて補助洗浄部から洗浄液を噴射することで、例えば基板の受渡し機構等の存在に阻害されることなく、洗浄液を噴射する補助洗浄部を洗浄に最適な位置に設置して、トップリングの下面で保持した基板を該トップリングの下面と共に効率的に洗浄することができる。
【００１３】
本発明の好ましい一態様において、前記研磨テーブル側方位置は、前記研磨テーブル側方の基板受渡し位置で、前記洗浄位置は、前記研磨位置と前記基板受渡し位置との間に位置する。
これにより、トップリングを基板受渡し位置から研磨位置に移動させる途中で該トップリングで保持した基板をトップリングの下面と共に洗浄することができる。
【００１４】
本発明の好ましい一態様において、前記補助洗浄部は、前記洗浄位置に位置する前記トップリングで保持した基板の外周部に沿った位置に位置する複数の噴射口を備えた第１洗浄ノズルを有する。
【００１５】
これにより、トップリングで保持した基板の外周部と該外周部を囲繞するリテーナリングとの間に生じる隙間に向けて、第１洗浄ノズルの噴射口から洗浄液を噴射して、該隙間を効率的に洗浄することができる。
【００１６】
本発明の好ましい一態様において、前記補助洗浄部は、前記洗浄位置に位置する前記トップリングで保持した基板の直径方向に沿った位置に位置する複数の噴射口を備えた第２洗浄ノズルを有する。
これにより、トップリングで保持した基板の表面に向けて、第２洗浄ノズルの噴射口から洗浄液を噴射して、基板の全表面を効率的に洗浄することができる。
【００１７】
本発明の好ましい一態様において、前記第１洗浄ノズルの噴射口は、基板の外周部に沿った位置に等間隔に配置され、前記第２洗浄ノズルの噴射口は、基板の直径方向に沿った位置に等間隔に配置されている。
これにより、トップリングで保持した基板及びトップリングの下面をより均一に洗浄することができる。
【００１８】
本発明の好ましい一態様において、前記第１洗浄ノズルは半円状に形成され、前記第２洗浄ノズルは直線状に形成されている。
これにより、設置スペースに合わせて、第１洗浄ノズル及び第２洗浄ノズルを有する補助洗浄部の小型化を図ることができる。
【００１９】
本発明の研磨方法は、研磨テーブル側方の基板受渡し位置に位置し、リテーナリングで研磨前の基板の外周部を囲繞しながら該基板を下面に保持したトップリングを、研磨テーブル上方の研磨位置に移動させる途中、或いは研磨テーブル上方の研磨位置に位置し、前記リテーナリングで研磨後の基板の外周部を囲繞しながら該基板を下面に保持したトップリングを、研磨テーブル側方の基板受渡し位置に移動させる途中の少なくとも一方に、基板を保持したトップリングを基板受渡し位置と研磨位置との間の洗浄位置に位置させ、回転中のトップリングの下面に向けて洗浄液を噴射して該トップリングで保持した基板をトップリングの下面と共に洗浄する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、研磨位置と基板受渡し位置との間の洗浄位置に位置する回転中のトップリングの下面に向けて補助洗浄部から洗浄液を噴射することで、基板の受渡し機構等の存在に阻害されることなく、洗浄液を噴射する補助洗浄部を洗浄に最適な位置に設置して、トップリングの下面で保持した基板を該トップリングの下面と共に効率的に洗浄することができる。特に、洗浄位置に位置するトップリングで保持した基板の外周部に沿った位置に第１洗浄ノズルの複数の噴出口を位置させることで、トップリングで保持した基板の外周部と該外周部を囲繞するリテーナリングとの間に生じる隙間を効率的に洗浄することができる。これによって、研磨性能や、後の洗浄に使用される洗浄モジュールの洗浄性能を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の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】第１研磨ユニットを模式的に示す斜視図である。
【図３】トップリングの構造を模式的に示す断面図である。
【図４】第１研磨ユニットにおける研磨テーブル、トップリング及び補助研磨部の位置関係の概要を示す平面図である。
【図５】補助研磨部を示す斜視図である。
【図６】トップリングの下面に向けて洗浄液を噴射してトップリングで保持した基板表面をトップリングの下面と共に洗浄しているときの概要を示す断面図である。
【図７】第１研磨ユニットにおける研磨テーブル、トップリング及び補助研磨部の位置関係の他の例の概要を示す平面図である。
【図８】他の補助研磨部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の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、研磨部３及び洗浄部４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及び洗浄部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、基板処理動作を制御する制御部５を有している。
【００２３】
ロード／アンロード部２は、多数の半導体ウエハ等の基板をストックする基板カセットが載置される２つ以上（この例では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。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収納し、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。
【００２４】
ロード／アンロード部２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上に基板カセットの配列方向に沿って移動可能な２台の搬送ロボット（ローダー）２２が設置されている。搬送ロボット２２は、走行機構２１上を移動することによって、フロントロード部２０に搭載された基板カセットにアクセスできる。各搬送ロボット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基板を基板カセットに戻すときに使用し、下側のハンドを処理前の基板を基板カセットから取り出すときに使用することで、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。さらに、搬送ロボット２２の下側のハンドは、その軸心周りに回転することで、基板を反転させることができるように構成されている。
【００２５】
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及び洗浄部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。
【００２６】
研磨部３は、基板表面の研磨（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及び第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及び第４研磨ユニット３Ｄは、研磨装置の長手方向に沿って配列されている。
【００２７】
第１研磨ユニット３Ａは、研磨面を有する研磨パッド１０が取付けられた研磨テーブル３０Ａと、基板を保持しかつ基板を研磨テーブル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。
【００２８】
同様に、第２研磨ユニット３Ｂは、研磨パッド１０が取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とを備えている。第３研磨ユニット３Ｃは、研磨パッド１０が取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とを備えている。第４研磨ユニット３Ｄは、研磨パッド１０が取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。
【００２９】
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３Ａについて説明する。
【００３０】
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、基板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及び研磨テーブル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。基板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、研磨対象である基板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。
【００３１】
図３は、トップリング３１Ａの構造を模式的に示す断面図である。トップリング３１Ａは、トップリングシャフト３６の下端に自在継手３７を介して連結されている。自在継手３７は、トップリング３１Ａとトップリングシャフト３６との互いの傾動を許容しつつ、トップリングシャフト３６の回転をトップリング３１Ａに伝達するボールジョイントである。トップリング３１Ａは、略円盤状のトップリング本体３８と、トップリング本体３８の下部に配置されたリテーナリング４０とを備えている。トップリング本体３８は、金属やセラミックス等の強度および剛性が高い材料から形成されている。また、リテーナリング４０は、剛性の高い樹脂材またはセラミックス等から形成されている。
【００３２】
トップリング本体３８の下面に、基板Ｗに当接する円形の弾性パッド４２が取付けられている。弾性パッド４２とトップリング本体３８との間には、４つの圧力室（エアバッグ）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が設けられている。圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４には、それぞれ流体路５１，５２，５３，５４を介して、加圧空気等の加圧流体が供給され、あるいは真空引きがされるようになっている。中央の圧力室Ｐ１は円形であり、他の圧力室Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は環状である。これらの圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、同心上に配列されている。
【００３３】
圧力室Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の内部圧力は、圧力調整部により互いに独立して変化させることが可能であり、これにより、基板Ｗの４つの領域、すなわち、中央部、内側中間部、外側中間部、および周縁部に対する押圧力を独立に調整することができる。
【００３４】
基板Ｗは、研磨中に基板Ｗがトップリング３１Ａから飛び出さないように、トップリング３１Ａの下面に、基板Ｗの外周部をリテーナリング４０で囲繞されて保持される。弾性パッド４２の圧力室Ｐ３を構成する部位には開口が形成されており、圧力室Ｐ３に真空を形成することにより、基板Ｗがトップリング３１Ａに吸着保持される。また、この圧力室Ｐ３に窒素ガス、乾燥空気、圧縮空気等を供給することにより、基板Ｗがトップリング３１Ａからリリースされる。
【００３５】
リテーナリング４０とトップリング本体３８との間には弾性バッグ４６が配置されており、その弾性バッグ４６の内部には圧力室Ｐ６が形成されている。リテーナリング４０は、トップリング本体３８に対して相対的に上下動可能となっている。圧力室Ｐ６には、流体路５６が連通しており、加圧空気等の加圧流体が流体路５６を通じて圧力室Ｐ６に供給される。圧力室Ｐ６の内部圧力は、圧力調整部により調整可能となっている。したがって、基板Ｗに対する押圧力とは独立して、リテーナリング４０の研磨パッド１０に対する押圧力を調整することができる。
【００３６】
基板は、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及び第４研磨ユニット３Ｄのいずれかで研磨されてもよく、またはこれらの研磨ユニット３Ａ〜３Ｄから予め選択された複数の研磨ユニットで連続的に研磨されてもよい。例えば、基板を第１研磨ユニット３Ａ→第２研磨ユニット３Ｂの順で研磨してもよく、または基板Ｗを第３研磨ユニット３Ｃ→第４研磨ユニット３Ｄの順で研磨してもよい。さらに、基板を第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の順で研磨してもよい。いずれの場合でも、研磨ユニット３Ａ〜３Ｄのすべての研磨時間を平準化することで、スループットを向上させることができる。
【００３７】
第１研磨ユニット３Ａ及び第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）の間で基板を搬送する機構である。
【００３８】
第３研磨ユニット３Ｃ及び第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）の間で基板を搬送する機構である。
【００３９】
基板は、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、研磨テーブル３０Ａの上方の研磨位置と、研磨テーブル３０Ａの側方の第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への基板の受渡しは、第２搬送位置ＴＰ２で行われ、この第２搬送位置ＴＰ２が基板受渡し位置Ｔ（図４参照）となる。同様に、第２研磨ユニット３Ｂのトップリング３１Ｂは、研磨テーブル３０Ｂの上方の研磨位置と、研磨テーブル３０Ｂの側方の第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、トップリング３１Ｂへの基板の受渡しは、基板受渡し位置としての第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、研磨テーブル３０Ｃの研磨位置と、研磨テーブル３０Ｃの側方の第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、トップリング３１Ｃへの基板の受渡しは、基板受渡し位置としての第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、研磨テーブル３０Ｄの上方の研磨位置と、研磨テーブル３０Ｄの側方の第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、トップリング３１Ｄへの基板の受渡しは、基板受渡し位置としての第７搬送位置ＴＰ７で行われる。
【００４０】
第１搬送位置ＴＰ１には、搬送ロボット２２から基板を受け取るためのリフタ１１が配置されている。基板は、このリフタ１１を介して搬送ロボット２２から第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、基板の搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット２２からリフタ１１に基板が渡される。また、第１リニアトランスポータ６、第２リニアトランスポータ７及び洗浄部４の間には、反転機能を有する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への基板の受渡しは、スイングトランスポータ１２によって行われる。基板は、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及び／または第４研磨ユニット３Ｄに搬送される。また、研磨部３で研磨された基板は、スイングトランスポータ１２を経由して洗浄部４に搬送される。
【００４１】
スイングトランスポータ１２の側方には、フレームに設置された基板の仮置き台１８０が配置されている。この仮置き台１８０は、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。仮置き台１８０に載置された基板は、次に説明する、洗浄部４の搬送ロボットによって洗浄部４に搬送される。
【００４２】
前述のように、第１研磨ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、研磨テーブル３０Ａの上方の研磨位置と、研磨テーブル３０Ａの側方の基板受渡し位置としての第２搬送位置ＴＰ２との間を移動するように構成されている。第１研磨ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、更に、研磨位置と基板受渡し位置としての第２搬送位置ＴＰ２との間の洗浄位置Ｃ（図４参照）に停止するように構成されており、このトップリング３１Ａの洗浄位置Ｃに対応する位置に補助洗浄部１００が配置されている。
【００４３】
同様に、第２洗浄ユニット３Ｂは、研磨テーブル３０Ｂの上方の研磨位置と研磨テーブル３０Ｂの側方の基板受渡し位置としての第３搬送位置ＴＰ３との間に位置する洗浄位置に停止するように構成されており、このトップリング３１Ｂの洗浄位置に対応する位置に補助洗浄部１００が配置されている。第３洗浄ユニット３Ｃは、研磨テーブル３０Ｃの上方の研磨位置と研磨テーブル３０Ｃの側方の基板受渡し位置としての第６搬送位置ＴＰ６との間に位置する洗浄位置に停止するように構成されており、このトップリング３１Ｃの洗浄位置に対応する位置に補助洗浄部１００が配置されている。第４洗浄ユニット３Ｄは、研磨テーブル３０Ｄの上方の研磨位置と研磨テーブル３０Ｄの側方の基板受渡し位置としての第７搬送位置ＴＰ７との間に位置する洗浄位置に停止するように構成されており、このトップリング３１Ｄの洗浄位置に対応する位置に、補助洗浄部１００が配置されている。
【００４４】
図４は、第１研磨ユニット３Ａの研磨テーブル３０Ａ、トップリング３１Ａ及びトップリング３１Ａの洗浄位置に対応する位置に配置される補助洗浄部１００の位置関係の概略を、トップリング３１Ａの研磨位置Ｐ、及び基板受渡し位置Ｔとしての第２搬送位置ＴＰ２と共に示す平面図である。なお、第２研磨ユニット３Ｂの研磨テーブル３０Ｂ、トップリング３１Ｂ及びトップリング３１Ｂの洗浄位置に対応する位置に配置される補助洗浄部１００の位置関係、第３研磨ユニット３Ｃの研磨テーブル３０Ｃ、トップリング３１Ｃ及びトップリング３１Ｃの洗浄位置に対応する位置に配置される補助洗浄部１００の位置関係、及び第４研磨ユニット３Ｄの研磨テーブル３０Ｄ、トップリング３１Ｄ及びトップリング３１Ｄの洗浄位置に対応する位置に配置される補助洗浄部１００の位置関係もほぼ同様であるので、それらの説明を省略する。
【００４５】
図４に示すように、トップリング３１Ａは、研磨テーブル３０Ａの上方の実線で示す研磨位置Ｐ、研磨テーブル３０Ａの側方の二点鎖線で示す基板受渡し位置Ｔとしての第２搬送位置ＴＰ２、及び研磨位置Ｐと基板受渡し位置Ｔとの間の二点差線で示す洗浄位置Ｃとの間を移動するように構成され、この洗浄位置Ｃに位置するトップリング３１Ａに対応する位置に補助洗浄部１００が配置されている。
【００４６】
つまり、補助洗浄部１００は、半円状に延びる第１洗浄ノズル１０２と、直線状に延びる第２洗浄ノズル１０４とを有しており、トップリング３１Ａが洗浄位置Ｃに位置する時、このトップリング３１Ａの下面に保持した基板Ｗの外周部に沿って第１洗浄ノズル１０２が位置し、基板Ｗの直径方向に沿って第２洗浄ノズル１０４が位置するように、洗浄位置Ｃに位置するトップリング３１Ａの下面に保持した基板Ｗの下方に配置されている。これにより、補助洗浄部１００を、基板の受渡しを行う機構等の存在に阻害されることなく、洗浄に適した位置に配置することができる。
【００４７】
図５は、補助洗浄部１００を示す斜視図で、図６は、補助洗浄部１００からトップリング３１Ａの下面に向けて洗浄液を噴射してトップリング３１Ａで保持した基板Ｗの表面（下面）をトップリング３１Ａの下面と共に洗浄しているときの概要を示す断面図である。
【００４８】
図５及び図６に示すように、第１洗浄ノズル１０２は、半円状に屈曲した支持板１０６の上面に、上方に向けた噴射口１０８をそれぞれ有する複数（図示では７個）のノズル部材１１０を、支持板１０６の円周方向に沿った等間隔で配置して構成されており、この各ノズル部材１１０は、洗浄液供給ライン１１２にそれぞれ接続されている。第２洗浄ノズル１０４は、横断面矩形状で、内部に洗浄液供給ライン１１２に連通する洗浄液流通孔１１４を有し長尺状に延びるノズル本体１１６の上面に、洗浄液流通孔１１４にそれぞれ連通する複数（図示では９個）の噴射口１１８を、ノズル本体１１６の長さ方向に沿った等間隔で設けて構成されている。
【００４９】
この例では、第１洗浄ノズル１０２の噴射口１０８や第２噴射ノズル１０４の噴射口１１８から噴射される洗浄液として、霧状にした液体（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）が使用されている。そして、第１洗浄ノズル１０２の噴射口１０８から第１洗浄ノズル１０２の円周方向に沿って扇状に拡がる洗浄液が噴射され、第２洗浄ノズル１０４の噴射口１１８から第２洗浄ノズル１０４の長さ方向に沿って扇状に拡がる洗浄液が噴射されるようになっている。
【００５０】
また、第１洗浄ノズル１０２の各ノズル部材１１０の上面、及び第２洗浄ノズル１０４のノズル本体１１６の上面は、研磨テーブル３０Ａの上面と同一平面上に並び、これらの上方をトップリング３１Ａが通過するようになっている。
【００５１】
第１洗浄ノズル１０２の噴射口１０８は、図６に示すように、洗浄位置Ｃに位置するトップリング３１Ａで保持した基板Ｗの外周部に沿った位置に配置されている。これにより、トップリング３１Ａで保持した基板Ｗの外周部と該外周部を囲繞するリテーナリング４０との間に生じる隙間に向けて、第１洗浄ノズル１０２の噴射口１０８から洗浄液を噴射して、該隙間を効率的に洗浄することができる。
【００５２】
また、第２洗浄ノズル１０４の噴射口１１８は、洗浄位置Ｃに位置するトップリング３１Ａで保持した基板Ｗの直径方向に沿った位置に配置されている。これにより、トップリング３１Ａで保持した基板Ｗの表面（下面）に向けて、第２洗浄ノズル１０４の噴射口１１８から洗浄液を噴射して、基板Ｗの全表面を効率的に洗浄することができる。
【００５３】
この例によれば、下面に基板Ｗを保持したトップリング３１Ａが洗浄位置Ｃに位置する時に、トップリング３１Ａを回転させながら、第１洗浄ノズル１０２の噴射口１０８及び第２洗浄ノズル１０４の噴射口１１８からトップリング３１Ａの下面、すなわち上方に向けて洗浄液を噴射することで、第１洗浄ノズル１０２の噴射口１０８から噴射される洗浄液で主に基板Ｗの外周部と該外周部を囲繞するリテーナリング４０との間に生じる隙間を洗浄し、第２洗浄ノズル１０４の噴射口１１８から噴射される洗浄液で主に基板Ｗの表面（下面）を洗浄することができる。
【００５４】
この洗浄は、研磨位置Ｐと基板受渡し位置Ｔとの間の洗浄位置Ｃに位置するトップリング３１Ａで保持した基板Ｗに対して行われ、これによって、この洗浄に使用される第１洗浄ノズル１０２及び第２洗浄ノズル１０４を有する補助洗浄部１００を、基板の受渡し機構等の存在に阻害されることなく、洗浄に最適な位置に設置して、トップリング３１Ａの下面で保持した基板Ｗを該トップリング３１Ａの下面と共に効率的に洗浄することができる。
【００５５】
この例では、トップリング３１Ａが洗浄位置Ｃに位置するとき、トップリング３１Ａが研磨テーブル３０Ａの側方の該研磨テーブル３０Ａと上下に互いに重ならない位置に位置するように洗浄位置Ｃが設定され、補助洗浄部１００は、第１洗浄ノズル１０２が研磨テーブル３０Ａ側に位置するように配置されている。
【００５６】
図７に示すように、トップリング３１Ａが洗浄位置Ｃに位置するとき、トップリング３１Ａの一部が研磨テーブル３０Ａの一部と上下に互いに重なる位置に位置するように洗浄位置Ｃを設定し、補助洗浄部１００を、第２洗浄ノズル１０４が研磨テーブル３０Ａ側に位置して、研磨テーブル３０Ａと互いに干渉しない位置に配置してもよい。これにより、補助洗浄部１００が占める面積を更に小さくすることができる。この例にあっても、第１洗浄ノズル１０２の各ノズル部材１１０の上面、及び第２洗浄ノズル１０４のノズル本体１１６の上面は、研磨テーブル３０Ａの上面と同一平面上に並び、これらの上方をトップリング３１Ａが通過するようになっている。
【００５７】
また、例えば十分な設置スペースが確保されている場合に、図８に示すように、２つの円弧状の第１洗浄ノズル１０２を、直線状に延びる第２洗浄ノズル１０４を挟んで、互いに円形となるように配置して、洗浄性能を向上させた補助洗浄部１００を構成するようにしても良い。
【００５８】
洗浄部４は、この例では、第１洗浄室１９０、第１搬送室１９１、第２洗浄室１９２、第２搬送室１９３及び乾燥室１９４とに区画されている。第１洗浄室１９０内には、２台の一次洗浄モジュール２０１が上下に配置されている。同様に、第２洗浄室１９２内には、２台の二次洗浄モジュール２０２が上下に配置されている。一次洗浄モジュール２０１及び二次洗浄モジュール２０２は、洗浄液を用いて基板を洗浄する洗浄機であり、上下に配置することで、フットプリントを小さくすることができる。第２洗浄室１９２内には、基板仮置用の基板ステーション（図示せず）が設けられている。
【００５９】
乾燥室１９４内には、２台の乾燥モジュール２０５が上下に配置されている。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は、上下二段のハンドを有している。第１搬送ロボット２０９は、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。
【００６０】
第１搬送ロボット２０９は、仮置き台１８０、一次洗浄モジュール２０１、基板ステーション、二次洗浄モジュール２０２の間で基板Ｗを搬送するように動作する。洗浄前の基板（スラリーが付着している基板）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、洗浄後の基板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、二次洗浄モジュール２０２、基板ステーション、乾燥モジュール２０５の間で基板を搬送するように動作する。第２搬送ロボット２１０は、洗浄された基板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乾燥モジュール２０５から基板を取出し、その基板を基板カセットに戻す。搬送ロボット２２の上側ハンドが乾燥モジュール２０５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。
【００６１】
この例では、一次洗浄モジュール２０１及び二次洗浄モジュール２０２として、ロールスポンジ型の洗浄機を使用している。また、２台の一次洗浄モジュール２０１と２台の二次洗浄モジュール２０２を備えているが、一次洗浄モジュールおよび／または二次洗浄モジュールを３台以上としてもよい。
【００６２】
なお、一次洗浄モジュール２０１及び二次洗浄モジュール２０２は、同一のタイプの洗浄モジュールでもよく、または異なるタイプの洗浄モジュールでもよい。例えば、一次洗浄モジュール２０１を一対のロールスポンジで基板の上下面をスクラブ洗浄するタイプの洗浄機とし、二次洗浄モジュール２０２をペンシルスポンジ型洗浄機または２流体ジェットタイプの洗浄機とすることもできる。２流体ジェットタイプの洗浄機は、少量のＣＯ２ガス（炭酸ガス）を溶解させた純水（ＤＩＷ）とＮ２ガスとを混合し、その混合流体を基板の表面に吹き付ける洗浄機である。このタイプの洗浄機は、微小な液滴と衝撃エネルギーで基板上の微小なパーティクルを除去することができる。特に、Ｎ２ガスの流量および純水の流量を適切に調整することにより、ダメージのない基板洗浄を実現することができる。さらに、炭酸ガスを溶解させた純水を用いることにより、静電気が原因とされる基板の腐食の影響が緩和される。
【００６３】
次に、フロントロード部２０に載置された基板カセットから１枚の基板を取出し、この取出した基板の表面を研磨部３の第１洗浄ユニット３Ａで研磨した後、洗浄部４で洗浄してフロントロード部２０に載置された基板カセットに戻す一連の動作について説明する。
【００６４】
先ず、搬送ロボット２２は、フロントロード部２０に載置された基板カセットから１枚の基板を取出し、表面が下を向くように基板を反転させた後、リフタ１１を介して、基板を第１リニアトランスポータ６に受渡す。第１リニアトランスポータ６は、第１搬送位置ＴＰ１に位置する基板を第２搬送位置ＴＰ２（基板受渡し位置Ｔ）に搬送する。
【００６５】
第１洗浄ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、第２搬送位置ＴＰ２（基板受渡し位置Ｔ）で第１リニアトランスポータ６から基板Ｗを受取り、洗浄位置Ｃに移動する。この洗浄位置Ｃに位置するトップリング３１Ａを回転させて基板Ｗを回転させながら、この下面に向けて、前述のように、第１洗浄ノズル１０２の噴射口１０８及び第２洗浄ノズル１０４の噴射口１１８から洗浄液を噴射して、トップリング３１Ａの下面で保持した基板Ｗの表面（下面）をトップリング３１Ａの下面と共に洗浄する。
【００６６】
次に、第１洗浄ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、洗浄位置Ｃから研磨位置Ｐに移動する。そして、トップリング３１Ａを下降させて基板Ｗを研磨パッド１０の表面（研磨面）に押圧する。このとき、トップリング３１Ａ及び研磨テーブル３０Ａをそれぞれ回転させ、研磨テーブル３０Ａの上方に設けられた研磨液供給ノズル３２Ａから研磨パッド１０上に研磨液を供給する。このように、基板Ｗを研磨パッド１０の研磨面に摺接させて基板Ｗの表面を研磨する。
【００６７】
研磨終了後、第１洗浄ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、研磨位置Ｐから洗浄位置Ｃに移動し、前述と同様に、回転中のトップリング３１Ａの下面に向けて、第１洗浄ノズル１０２の噴射口１０８及び第２洗浄ノズル１０４の噴射口１１８から洗浄液を噴射して、トップリング３１Ａの下面で保持した基板Ｗの表面（下面）をトップリング３１Ａの下面と共に洗浄する。
【００６８】
なお、この例では、第１研磨ユニット３Ａで基板の研磨を行う前後でトップリング３１Ａの下面で保持した基板Ｗの表面（下面）をトップリング３１Ａの下面と共に洗浄し、これによって、第１研磨ユニット３Ａへの搬送中に基板Ｗの表面等に付着したゴミ等を事前に洗浄して、研磨ユニット３Ａの研磨性能を安定させるとともに、表面に多量の研磨残渣物が付着した基板が洗浄モジュール２０１，２０２に持ち込まれないようにして、後の洗浄に使用される洗浄モジュール２０１，２０２の洗浄性能を安定化させるようにしている。第１研磨ユニット３Ａで基板の研磨を行う前または後の一方のみで、トップリング３１Ａの下面で保持した基板Ｗの表面（下面）をトップリング３１Ａの下面と共に洗浄して、第１研磨ユニット３Ａの研磨性能または後の洗浄に使用される洗浄モジュール２０１，２０２の洗浄性能の一方を安定化させるようにしていも良い。
【００６９】
次に、第１洗浄ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、洗浄位置Ｃから第２搬送位置ＴＰ２（基板受渡し位置Ｔ）に移動し、ここで、研磨後の基板を第１リニアトランスポータ６に受渡す。第１リニアトランスポータ６は、研磨後の基板を第３搬送位置ＴＰ３を経由して第４搬送位置ＴＰ４に搬送する。
【００７０】
スイングトランスポータ１２は、第４搬送位置ＴＰ４に位置する基板を第１リニアトランスポータ６から受取り、表面が上を向くように基板を反転させた後、仮置き台１８０に搬送して載置する。
【００７１】
第１搬送ロボット２０９は、仮置き台１８０に載置された基板を保持し、第２搬送室１９１内の基板ステーションに搬送し、その後、一次洗浄モジュール２０１に搬送するか、または直接一次洗浄モジュール２０１に搬送する。第１搬送ロボット２０９は、一次洗浄モジュール２０１で一次洗浄（粗洗浄）された基板を一次洗浄モジュール２０１から受取り、二次洗浄モジュール２０２に搬送する。
【００７２】
第２搬送ロボット２１０は、二次洗浄モジュール２０２で二次洗浄（仕上げ洗浄）された基板を二次洗浄モジュール２０１から受取り、乾燥モジュール２０５に搬送する。そして、搬送ロボット２２は、乾燥モジュール２０５で乾燥させた基板を乾燥モジュール２０５から受取り、フロントロード部２０に載置された基板カセットに戻す。
【００７３】
上記の例では、研磨テーブル３０Ａの上方の研磨位置Ｐと研磨テーブル３０Ａの側方の基板受渡し位置Ｔとの間に洗浄位置Ｃを設け、この洗浄位置Ｃに対応する位置に補助洗浄部１００を配置しているが、研磨テーブル３１Ａの側方であって基板受渡し位置Ｔとは異なる場所に、例えばバフ研磨用の別の研磨テーブル（図示せず）を設置し、研磨テーブル３０Ａの上方の研磨位置Ｐと図示しない別の研磨テーブル上方の研磨位置との間に洗浄位置を設けて、この洗浄位置に対応する位置に補助洗浄部１００を配置してもよい。
【００７４】
本発明の研磨装置によれば、研磨位置Ｐと基板受渡し位置Ｔとの間の洗浄位置Ｃに位置する回転中の第１研磨ユニット３Ａのトップリング３１Ａの下面に向けて洗浄液を噴射することで、基板の受渡し機構等の存在に阻害されることなく、洗浄液を噴射する補助洗浄部１００を洗浄に最適な位置に設置して、トップリング３１Ａの下面で保持した基板Ｗを該トップリング３１Ａの下面と共に効率的に洗浄することができる。特に、洗浄位置Ｃに位置するトップリング３１Ａで保持した基板Ｗの外周部に沿った位置に第１洗浄ノズル１０２の複数の噴出口１０８を位置させることで、トップリング３１Ａで保持した基板Ｗの外周部と該外周部を囲繞するリテーナリング４０との間に生じる隙間を効率的に洗浄することができる。これにより、第１研磨ユニット３Ａの研磨性能や、後の洗浄に使用される洗浄モジュール２０１，２０２の洗浄性能を安定化させることができる。
【００７５】
これまで本発明の好ましい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、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７６】
２      ロード／アンロード部
３      研磨部
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ  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
１２      スイングトランスポータ
２１      走行機構
２２      搬送ロボット
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ    研磨テーブル
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ    トップリング
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ    研磨液供給ノズル
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ    ドレッサ
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ    アトマイザ
３６      トップリングシャフト
４０      リテーナリング
４２      弾性パッド
１００    補助洗浄部
１０２    第１洗浄ノズル
１０４    第２洗浄ノズル
１０８    噴射口
１１０    ノズル部材
１１２    洗浄液供給ライン
１１４    洗浄液流通孔
１１６    ノズル本体
１１８    噴射口
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
２０１    一次洗浄モジュール
２０２    二次洗浄モジュール
２０５    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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014086666.tif 000007
【図６】
2014086666.tif 000008
【図７】
2014086666.tif 000009
【図８】
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