(57)【要約】【課題】ウェーハなどの基板の表面を適切に研磨することができる装置を提供する。【解決手段】研磨装置は、基板Ｗの表面を研磨するための複数の研磨具６１、および複数の研磨具６１にそれぞれ連結された複数の研磨具移動機構７１を有する研磨ヘッド５０と、研磨ヘッド５０をその軸心ＨＰを中心に回転させるヘッド回転機構５８とを備える。複数の研磨具移動機構７１は、複数の研磨具６１を研磨ヘッド５０の軸心ＨＰに垂直な方向にそれぞれ独立に移動させることが可能に構成されている。【選択図】図３
2018022740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を研磨するための複数の研磨具、および前記複数の研磨具にそれぞれ連結された複数の研磨具移動機構を有する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドをその軸心を中心に回転させるヘッド回転機構とを備え、
前記複数の研磨具移動機構は、前記複数の研磨具を前記研磨ヘッドの軸心に垂直な方向にそれぞれ独立に移動させることが可能に構成されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記基板の表面状態を検出する表面状態検出器と、
前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、選択された前記研磨レート分布に関連付けられた前記複数の研磨具の研磨位置を決定する動作制御部をさらに備え、
前記研磨具移動機構は、前記複数の研磨具を前記研磨位置までそれぞれ移動させ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】
前記表面状態検出器は、前記基板の表面上のパーティクルを計数するパーティクルカウンタであり、
前記動作制御部は、前記基板の表面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記表面状態検出器は、前記基板の表面形状を測定する表面形状測定器であり、
前記動作制御部は、前記基板の表面形状に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記研磨ヘッドは、前記複数の研磨具を前記軸心に沿ってそれぞれ独立に移動させることができる複数の軸方向アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項６】
研磨ヘッドの複数の研磨具を前記研磨ヘッドの軸心に垂直な方向に所定の研磨位置までそれぞれ移動させ、
前記複数の研磨具を前記研磨ヘッドの軸心を中心に回転させながら、前記複数の研磨具を前記基板の表面に押し付けて前記基板を研磨することを特徴とする研磨方法。
【請求項７】
基板の表面状態を検出し、
前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、
選択された前記研磨レート分布に関連付けられた前記研磨位置を決定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の研磨方法。
【請求項８】
前記基板の表面状態を検出する工程は、前記基板の表面上の前記パーティクルを計数する工程であり、
前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択する工程は、前記基板の表面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択する工程であることを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。
【請求項９】
前記基板の表面状態を検出する工程は、前記基板の表面形状を測定する工程であり、
前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択する工程は、前記基板の表面形状に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択する工程であることを特徴とする請求項７に記載の研磨方法。
【請求項１０】
表面状態検出器に指令を与えて、基板の表面状態を検出する動作を前記表面状態検出器に実行させるステップと、
前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するステップと、
選択された前記研磨レート分布に関連付けられた、研磨ヘッドの複数の研磨具の研磨位置を決定するステップと、
研磨具移動機構に指令を与えて、前記複数の研磨具を前記研磨ヘッドの軸心に垂直な方向に前記研磨位置まで移動させる動作を前記研磨具移動機構に実行させるステップと、
研磨部に指令を与えて、前記複数の研磨具を基板の表面に摺接させて該基板の表面を研磨する動作を前記研磨部に実行させるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハなどの基板の表面を研磨する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メモリー回路、ロジック回路、イメージセンサ（例えばＣＭＯＳセンサー）などのデバイスは、より高集積化されつつある。これらのデバイスを形成する工程においては、微粒子や塵埃などの異物がデバイスに付着することがある。デバイスに付着した異物は、配線間の短絡や回路の不具合を引き起こしてしまう。したがって、デバイスの信頼性を向上させるために、デバイスが形成されたウェーハを洗浄して、ウェーハ上の異物を除去することが必要とされる。
【０００３】
ウェーハの裏面（非デバイス面）にも、上述したような微粒子や粉塵などの異物が付着することがある。このような異物がウェーハの裏面に付着すると、ウェーハが露光装置のステージ基準面から離間したりウェーハ表面がステージ基準面に対して傾き、結果として、パターニングのずれや焦点距離のずれが生じることとなる。このような問題を防止するために、ウェーハの裏面に付着した異物を除去することが必要とされる。
【０００４】
最近では、光学式露光技術の他に、ナノインプリント技術を使ったパターンニング装置が開発されている。このナノインプリント技術は、パターンニング用の押型をウェーハに塗布された樹脂材料に押し付けることで配線パターンを転写する技術である。ナノインプリント技術では、押型とウェーハ間、およびウェーハとウェーハ間での汚れの転写を避けるために、ウェーハの表面に存在する異物を除去することが必要となる。そこで、ウェーハを下から高圧の流体で支持しつつ、研磨具を高荷重でウェーハに摺接させることで、ウェーハの表面をわずかに削り取る装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１２２００号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７２０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、異物の量は、通常、ウェーハの領域ごとに異なる。結果として、ウェーハの研磨後に、ウェーハのある領域には異物が残ってしまい、ウェーハの別の領域では必要以上にウェーハが削り取られてしまうことがある。
【０００７】
そこで、本発明は、ウェーハなどの基板の表面を適切に研磨することができる装置および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】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、基板の表面を研磨するための複数の研磨具、および前記複数の研磨具にそれぞれ連結された複数の研磨具移動機構を有する研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドをその軸心を中心に回転させるヘッド回転機構とを備え、前記複数の研磨具移動機構は、前記複数の研磨具を前記研磨ヘッドの軸心に垂直な方向にそれぞれ独立に移動させることが可能に構成されていることを特徴とする研磨装置である。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記基板の表面状態を検出する表面状態検出器と、前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、選択された前記研磨レート分布に関連付けられた前記複数の研磨具の研磨位置を決定する動作制御部をさらに備え、前記研磨具移動機構は、前記複数の研磨具を前記研磨位置までそれぞれ移動させることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記表面状態検出器は、前記基板の表面上のパーティクルを計数するパーティクルカウンタであり、前記動作制御部は、前記基板の表面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するように構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記表面状態検出器は、前記基板の表面形状を測定する表面形状測定器であり、前記動作制御部は、前記基板の表面形状に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するように構成されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨ヘッドは、前記複数の研磨具を前記軸心に沿ってそれぞれ独立に移動させることができる複数の軸方向アクチュエータを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様は、研磨ヘッドの複数の研磨具を前記研磨ヘッドの軸心に垂直な方向に所定の研磨位置までそれぞれ移動させ、前記複数の研磨具を前記研磨ヘッドの軸心を中心に回転させながら、前記複数の研磨具を前記基板の表面に押し付けて前記基板を研磨することを特徴とする研磨方法である。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、基板の表面状態を検出し、前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、選択された前記研磨レート分布に関連付けられた前記研磨位置を決定する工程をさらに含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板の表面状態を検出する工程は、前記基板の表面上の前記パーティクルを計数する工程であり、前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択する工程は、前記基板の表面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択する工程であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板の表面状態を検出する工程は、前記基板の表面形状を測定する工程であり、前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択する工程は、前記基板の表面形状に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択する工程であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様は、表面状態検出器に指令を与えて、基板の表面状態を検出する動作を前記表面状態検出器に実行させるステップと、前記表面状態に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するステップと、選択された前記研磨レート分布に関連付けられた、研磨ヘッドの複数の研磨具の研磨位置を決定するステップと、研磨具移動機構に指令を与えて、前記複数の研磨具を前記研磨ヘッドの軸心に垂直な方向に前記研磨位置まで移動させる動作を前記研磨具移動機構に実行させるステップと、研磨部に指令を与えて、前記複数の研磨具を基板の表面に摺接させて該基板の表面を研磨する動作を前記研磨部に実行させるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の研磨具は、研磨ヘッドの軸心に垂直な方向に移動可能である。したがって、基板の表面状態を均一にするのに最適な位置に複数の研磨具を配置することが可能である。複数の研磨具は、研磨ヘッドの軸心を中心に回転しながら、基板の表面に摺接し、基板の表面を適切に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。
【図２】研磨モジュールの一実施形態を示す模式図である。
【図３】研磨ヘッドの底面図である。
【図４】研磨ヘッドの断面図である。
【図５】動作制御部の構成を示す模式図である。
【図６】静圧支持ステージの基板支持面の一実施形態を示す上面図である。
【図７】パーティクルカウンタにより作成されたパーティクルの分布の一例を示す図である。
【図８】データベースに含まれる複数の研磨レート分布を示す図である。
【図９】パーティクルの分布を、研磨レート分布と対比する様子を示す図である。
【図１０】ウェーハ上のパーティクルの分布の測定からウェーハの研磨までの工程を示すフローチャートである。
【図１１】研磨レシピに従って研磨されたウェーハの表面上のパーティクルの分布を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。
【図１３】ウェーハの表面形状の測定からウェーハの研磨までの工程を示すフローチャートである。
【図１４】研磨ヘッドの一実施形態を示す図である。
【図１５】図１４に示す研磨ヘッドの底面図である。
【図１６】粗研磨具と、仕上げ研磨具と、洗浄具とを備えた研磨ヘッドの一実施形態を示す底面図である。
【図１７】複数の粗研磨具と複数の仕上げ研磨具が交互に配置された研磨ヘッドの一実施形態を示す底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。この研磨装置は、基板の一例であるウェーハの表面を研磨し、洗浄し、乾燥させる一連の工程を行うことができる基板処理装置である。図１に示すように、研磨装置は、略矩形状のハウジング２を備えており、ハウジング２の内部は隔壁２ａ，２ｂによってロード／アンロード部１と、研磨部３と、洗浄部２０とに区画されている。研磨装置は、ウェーハの表面上のパーティクルを計数する表面状態検出器としてのパーティクルカウンタ７０と、処理動作を制御する動作制御部４を有している。研磨部３は、ロード／アンロード部１と洗浄部２０との間に配置されている。
【００１６】
ロード／アンロード部１は、多数のウェーハ（基板）を内部に収容したウェーハカセットが載置される複数のロードポート５を備えている。このロード／アンロード部１には、ロードポート５の並びに沿って移動可能なローダー（搬送ロボット）６が設置されている。ローダー６はロードポート５に搭載されたウェーハカセット内のウェーハにアクセスし、ウェーハをパーティクルカウンタ７０に搬送することができるように構成されている。さらに、ローダー６は、ウェーハを反転させる機能を有している。
【００１７】
研磨部３は、ウェーハの表面を研磨するための研磨モジュール７と、ウェーハが一時的に置かれる第１仮置き台１５および第２仮置き台１６と、ウェーハを研磨モジュール７、第１仮置き台１５、および第２仮置き台１６の間で搬送する搬送ロボット１８を備えている。研磨部３と洗浄部２０との間には、ウェーハを搬送するためのスイングトランスポータ２１が配置されている。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２１によって洗浄部２０に搬送される。
【００１８】
洗浄部２０は、研磨部３で研磨されたウェーハを洗浄するための第１洗浄モジュール２４、第２洗浄モジュール２５、および第３洗浄モジュール２６を備えており、さらに、これらの洗浄モジュール２４，２５，２６で洗浄されたウェーハを乾燥させる乾燥モジュール２７を備えている。洗浄部２０は、ウェーハを第１洗浄モジュール２４から第２洗浄モジュール２５に、第２洗浄モジュール２５から第３洗浄モジュール２６に、第３洗浄モジュール２６から乾燥モジュール２７に搬送するリニアトランスポータ３０をさらに備えている。
【００１９】
第１洗浄モジュール２４、第２洗浄モジュール２５、および第３洗浄モジュール２６は、同じタイプでもよく、または異なるタイプでもよい。本実施形態では、第１洗浄モジュール２４および第２洗浄モジュール２５は、ウェーハの両面に液体を供給しながら、２つのロールスポンジをウェーハの両面にそれぞれ摺接させるロールスポンジタイプであり、第３洗浄モジュール２６は、ウェーハの上面に液体を供給しながら、ペンスポンジをウェーハの上面に摺接させるペンスポンジタイプである。
【００２０】
本実施形態では、乾燥モジュール２７は、純水ノズルおよびＩＰＡノズルをウェーハの半径方向に移動させながら、純水ノズルおよびＩＰＡノズルから純水とＩＰＡ蒸気（イソプロピルアルコールとＮ２ガスとの混合気）をウェーハの上面に供給することでウェーハを乾燥させるＩＰＡタイプである。乾燥モジュール２７は、他のタイプの洗浄機であってもよい。例えば、ウェーハを高速で回転させるスピンドライタイプの乾燥機を使用することもできる。
【００２１】
次に、上述した研磨装置を用いてウェーハを研磨するときのウェーハの搬送ルートについて説明する。複数（例えば２５枚）のウェーハは、そのデバイス面が上を向いた状態で、ロードポート５上のウェーハカセット内に収容されている。ローダー６は、ウェーハカセットから１枚のウェーハを取り出し、ウェーハをパーティクルカウンタ７０に搬送する。ウェーハのデバイス面が研磨部３で研磨される場合には、ローダー６はウェーハを反転させずにパーティクルカウンタ７０に搬送する。ウェーハの裏面（非デバイス面）が研磨部３で研磨される場合には、ローダー６はウェーハを反転させ、その後パーティクルカウンタ７０に搬送する。パーティクルカウンタ７０は、ウェーハの表面の予め定められた領域ごとにパーティクルを計数し、ウェーハ面上のパーティクルの分布を生成する。
【００２２】
ローダー６は、ウェーハをパーティクルカウンタ７０から取り出し、研磨部３内の第１仮置き台１５に載置する。搬送ロボット１８はウェーハを第１仮置き台１５から取り出し、ウェーハを研磨モジュール７に搬入する。ウェーハの表面は研磨モジュール７によって研磨される。搬送ロボット１８は、研磨されたウェーハを研磨モジュール７から取り出し、第２仮置き台１６に載置する。スイングトランスポータ２１は、ウェーハを第２仮置き台１６から取り出し、洗浄部２０に配置されたリニアトランスポータ３０に渡す。
【００２３】
リニアトランスポータ３０は、ウェーハを第１洗浄モジュール２４、第２洗浄モジュール２５、および第３洗浄モジュール２６に順番に搬送する。ウェーハは、その研磨された面が上向きの状態で、これらの洗浄モジュール２４，２５，２６によって順次洗浄される。さらに、リニアトランスポータ３０は、洗浄されたウェーハを乾燥モジュール２７に搬送し、ここでウェーハが乾燥される。
【００２４】
ローダー６は、乾燥されたウェーハを乾燥モジュール２７から取り出し、ウェーハカセットに搬入する。ウェーハのデバイス面が研磨部３で研磨された場合には、ローダー６は乾燥されたウェーハを反転させずにウェーハカセットに搬送する。ウェーハの裏面（非デバイス面）が研磨部３で研磨された場合には、ローダー６は乾燥されたウェーハを反転させ、その後ウェーハカセットに搬送する。
【００２５】
次に、研磨モジュール７について、図２を参照して説明する。図２は、研磨モジュール７の一実施形態を示す模式図である。研磨モジュール７は、基板の一例であるウェーハＷを保持し、その軸心を中心として回転させる基板保持部１０と、この基板保持部１０に保持されたウェーハＷの第一の面Ａ１を研磨してウェーハＷの第一の面Ａ１からパーティクルを除去する研磨ヘッド組立体４９と、第一の面Ａ１とは反対側のウェーハＷの第二の面Ａ２を支持する基板支持ステージとしての静圧支持ステージ９０を有する支持構造体９１とを備えている。研磨ヘッド組立体４９は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの上側に配置されており、静圧支持ステージ９０は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの下側に配置されている。
【００２６】
一実施形態では、ウェーハＷの第一の面Ａ１は、デバイスが形成されていないウェーハＷの裏面、すなわち非デバイス面である。反対側の面であるウェーハＷの第二の面Ａ２は、デバイスが形成されている面、すなわちデバイス面である。一実施形態では、ウェーハＷの第一の面Ａ１はデバイス面であり、ウェーハＷの第二の面Ａ２は、デバイスが形成されていないウェーハＷの裏面である。デバイスが形成されていない裏面の例としては、シリコン面が挙げられる。本実施形態では、ウェーハＷは、その第一の面Ａ１が上向きの状態で、基板保持部１０に水平に保持される。
【００２７】
基板保持部１０は、ウェーハＷの周縁部を把持する複数のチャック１１と、これらチャック１１を介してウェーハＷを回転させる環状の中空モータ１２とを備えている。チャック１１は、中空モータ１２に固定されており、中空モータ１２によって基板保持部１０の軸心ＣＰを中心に回転される。ウェーハＷは、チャック１１によって水平に保持される。複数のチャック１１は、基板保持部１０の軸心ＣＰの周りに配置されており、基板保持部１０の軸心ＣＰから同じ距離に位置している。複数のチャック１１によってウェーハＷが保持されたとき、ウェーハＷの中心点は基板保持部１０の軸心ＣＰ上にある。
【００２８】
ウェーハＷを保持した全てのチャック１１は、中空モータ１２によって基板保持部１０の軸心ＣＰ、すなわちウェーハＷの軸心を中心に一体に回転される。一実施形態では、基板保持部１０は、チャック１１に代えて、自身の軸心を中心に回転することができる複数のローラーを備えてもよい。複数のローラーを備えた基板保持部１０によれば、ウェーハの周縁部はローラーに保持され、各ローラーが自身の軸心を中心に回転することによって、ウェーハはその軸心を中心に回転される。
【００２９】
基板保持部１０に保持されたウェーハＷの上方には、ウェーハＷの第一の面Ａ１にリンス液（例えば純水）を供給するリンス液供給ノズル６３が配置されている。このリンス液供給ノズル６３は、図示しないリンス液供給源に接続されている。リンス液供給ノズル６３は、ウェーハＷの中心を向いて配置されている。リンス液は、リンス液供給ノズル６３からウェーハＷの中心に供給され、回転するウェーハＷの遠心力によりリンス液はウェーハＷの第一の面Ａ１上を広がる。
【００３０】
研磨ヘッド組立体４９は、基板保持部１０に保持されたウェーハＷの第一の面Ａ１を研磨してウェーハＷの第一の面Ａ１からパーティクルを除去する研磨ヘッド５０を有している。研磨ヘッド５０はヘッドシャフト５１に連結されている。このヘッドシャフト５１は、研磨ヘッド５０をその軸心ＨＰを中心として回転させるヘッド回転機構５８に連結されている。さらに、ヘッドシャフト５１には、研磨ヘッド５０に下向きの荷重を付与する荷重付与装置としてのエアシリンダ５７が連結されている。研磨ヘッド５０は、ウェーハＷの第一の面Ａ１を研磨するための複数の研磨具６１を備えている。研磨ヘッド５０の下面は、これら研磨具６１から構成された研磨面である。研磨ヘッド組立体４９は、研磨ヘッド５０、ヘッドシャフト５１、ヘッド回転機構５８、エアシリンダ５７を少なくとも含む。
【００３１】
本実施形態では、研磨具６１は、砥粒を含んだ研磨層が片面に形成された研磨テープから構成されている。研磨テープの両端は、図示しない２つのリールに保持されており、２つのリールの間を延びる研磨テープの下面がウェーハＷの第一の面Ａ１に接触可能となっている。一実施形態では、研磨具６１は、スポンジ、不織布、発泡ポリウレタン、または固定砥粒であってもよい。
【００３２】
図３は、研磨ヘッド５０の底面図であり、図４は、研磨ヘッド５０の断面図である。研磨具６１は、研磨ヘッド５０の半径方向に延びており、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰまわりに等間隔に配列されている。本実施形態では、３つの研磨具６１が設けられている。研磨ヘッド５０がその軸心ＨＰを中心に回転すると、３つの研磨具６１も同様に軸心ＨＰを中心に回転する。研磨ヘッド５０は、軸心ＨＰを中心に回転しながら研磨具６１をウェーハＷの第一の面Ａ１に摺接させて、該第一の面Ａ１を研磨する。
【００３３】
研磨ヘッド５０は、３つの研磨具６１にそれぞれ連結された３つの研磨具移動機構７１をさらに備えている。研磨具移動機構７１は、研磨ヘッド５０のハウジング５２に固定されている。本実施形態では、各研磨具移動機構７１は、研磨具６１に連結されたボールねじ７２と、ボールねじ７２を回転させるサーボモータ７３を備える。サーボモータ７３はハウジング５２に固定されている。ボールねじ７２は、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰに垂直な方向に延びている。研磨具移動機構７１は、３つの研磨具６１を研磨ヘッド５０の軸心ＨＰに垂直な方向にそれぞれ独立に移動させることが可能に構成されている。
【００３４】
本実施形態では、研磨具６１は、図３及び図４の矢印に示すように、研磨ヘッド５０の半径方向に移動される。図示しないが、研磨具６１を移動可能に保持するリニアガイドを設けてもよい。本実施形態では、３つの研磨具６１および対応する３つの研磨具移動機構７１が設けられているが、２組、または４組以上の研磨具６１および対応する研磨具移動機構７１が設けられてもよい。
【００３５】
研磨具移動機構７１を含む研磨モジュール７の動作は、動作制御部４によって制御される。本実施形態では、動作制御部４は、専用のコンピュータまたは汎用のコンピュータから構成される。図５は、動作制御部４の構成を示す模式図である。動作制御部４は、プログラムやデータなどが格納される記憶装置１１０と、記憶装置１１０に格納されているプログラムに従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）などの処理装置１２０と、データ、プログラム、および各種情報を記憶装置１１０に入力するための入力装置１３０と、処理結果や処理されたデータを出力するための出力装置１４０と、インターネットなどのネットワークに接続するための通信装置１５０を備えている。
【００３６】
記憶装置１１０は、処理装置１２０がアクセス可能な主記憶装置１１１と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置１１２を備えている。主記憶装置１１１は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、補助記憶装置１１２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）またはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などのストレージ装置である。
【００３７】
入力装置１３０は、キーボード、マウスを備えており、さらに、記録媒体からデータを読み込むための記録媒体読み込み装置１３２と、記録媒体が接続される記録媒体ポート１３４を備えている。記録媒体は、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、光ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ）や、半導体メモリー（例えば、ＵＳＢフラッシュドライブ、メモリーカード）である。記録媒体読み込み装置１３２の例としては、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブなどの光学ドライブや、カードリーダーが挙げられる。記録媒体ポート１３４の例としては、ＵＳＢ端子が挙げられる。記録媒体に記録されているプログラムおよび／またはデータは、入力装置１３０を介して動作制御部４に導入され、記憶装置１１０の補助記憶装置１１２に格納される。出力装置１４０は、ディスプレイ装置１４１、印刷装置１４２を備えている。
【００３８】
図２に戻り、研磨ヘッド５０は、ウェーハＷの直径よりも小さい直径を有している。研磨ヘッド５０の軸心ＨＰは、基板保持部１０の軸心ＣＰからずれている。したがって、研磨ヘッド５０は、基板保持部１０に保持されたウェーハＷに対して偏心している。回転している研磨具６１の下面から構成される研磨ヘッド５０の研磨面は、基板保持部１０の軸心ＣＰ上にある。
【００３９】
支持構造体９１は、ウェーハＷを支持するための静圧支持ステージ９０を備えている。この静圧支持ステージ９０は、チャック１１に保持されたウェーハＷの第二の面Ａ２（第一の面Ａ１とは反対側の面）を支持する基板支持ステージの一実施形態である。本実施形態では、静圧支持ステージ９０は、チャック１１に保持されたウェーハＷの第二の面Ａ２に流体を接触させてウェーハＷを流体で支持するように構成されている。静圧支持ステージ９０は、チャック１１に保持されたウェーハＷの第二の面Ａ２に近接した基板支持面９０ａを有している。
【００４０】
静圧支持ステージ９０は、基板支持面９０ａに形成された複数の流体噴射口９４と、流体排出口９４にそれぞれ接続された複数の流体供給路９２と、複数の流体供給路９２にそれぞれ取り付けられた複数の流量調節弁１０６をさらに備えている。各流体供給路９２を通る流体の流量は、各流量調節弁１０６によって調節されるようになっている。流量調節弁１０６の動作は、処理制御部４によって制御される。
【００４１】
図６は、静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａの一実施形態を示す上面図である。本実施形態では、３つの流体噴射口９４が設けられている。各流体噴射口９４は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの周方向に延びる凹部である。これら流体噴射口９４は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの半径方向に沿って配列されている。したがって、それぞれの流体噴射口９４に供給される流体の流量を調節することによって、ウェーハＷの第二の面Ａ２の半径方向に異なる複数の領域を、異なる静圧で支持することができる。一実施形態では、複数の流体噴射口９４は、基板支持面９０ａの全体に均一に分布する複数の開口部であってもよい。
【００４２】
図２に示すように、静圧支持ステージ９０は、ステージ昇降機構９８に連結されている。このステージ昇降機構９８により静圧支持ステージ９０はその基板支持面（上面）９０ａがウェーハＷの下面（第二の面Ａ２）に近接した位置に達するまで上昇されるようになっている。静圧支持ステージ９０は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの下方に配置され、基板支持面９０ａはウェーハＷの第二の面Ａ２から僅かに離れている。流体供給路９２は、図示しない流体供給源に接続されている。本実施形態の基板支持面９０ａは円形であるが、四角形または他の形状を有していてもよい。
【００４３】
動作制御部４が流量調節弁１０６を開くと、流体（例えば、純水などの液体）は流体供給路９２を通じて複数の流体噴射口９４に供給され、基板支持面９０ａとウェーハＷの第二の面Ａ２との間の空間は流体で満たされる。ウェーハＷは、基板支持面９０ａとウェーハＷの第二の面Ａ２との間に存在する流体によって支持される。ウェーハＷと静圧支持ステージ９０とは非接触に保たれ、ウェーハＷと静圧支持ステージ９０との間のクリアランスは５０μｍ〜５００μｍとされる。
【００４４】
静圧支持ステージ９０は、流体を介してウェーハＷの第二の面Ａ２を非接触に支持することができる。したがって、ウェーハＷの第二の面Ａ２にデバイスが形成されている場合には、静圧支持ステージ９０は、デバイスを破壊することなくウェーハＷを支持することができる。静圧支持ステージ９０に使用される流体としては、非圧縮性流体である純水などの液体、または空気や窒素などの圧縮性流体である気体を用いてもよい。純水が使用される場合、流体供給路９２に接続される流体供給源として、研磨モジュール７が設置されている工場に設置された純水供給ラインを使用することができる。
【００４５】
研磨ヘッド５０の下面（研磨面）と静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａは、同心状に配置される。さらに、研磨ヘッド５０の下面と静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａは、ウェーハＷに関して対称的に配置される。すなわち、研磨ヘッド５０の下面と静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａはウェーハＷを挟むように配置されており、研磨ヘッド５０からウェーハＷに加えられる荷重は、研磨ヘッド５０の真下から静圧支持ステージ９０によって支持される。したがって、研磨ヘッド５０は、大きな荷重をウェーハＷの第一の面Ａ１に加えることができる。
【００４６】
研磨ヘッド５０は、その下面の端部がウェーハＷの中心上に位置するように配置されることが好ましい。本実施形態では、研磨ヘッド５０の下面の直径は、ウェーハＷの半径よりも小さい。一実施形態では、研磨ヘッド５０の下面の直径は、ウェーハＷの半径と同じか、ウェーハＷの半径よりも大きくてもよい。本実施形態では、基板支持面９０ａの直径は研磨ヘッド５０の下面の直径よりも大きいが、基板支持面９０ａの直径は研磨ヘッド５０の下面の直径と同じでもよく、あるいは研磨ヘッド５０の下面の直径よりも小さくてもよい。
【００４７】
次に、研磨モジュール７の動作について説明する。研磨されるウェーハＷは、搬送ロボット１８（図１参照）により基板保持部１０に渡される。ウェーハＷは、第一の面Ａ１が上向きの状態で、基板保持部１０のチャック１１により把持され、さらに中空モータ１２によりウェーハＷの軸心を中心に回転される。流体（例えば、純水などの液体）は、流体供給路９２を通じて複数の流体噴射口９４に供給され、静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａとウェーハＷの第二の面Ａ２との間の空間は流体で満たされる。ウェーハＷは、基板支持面９０ａとウェーハＷの第二の面Ａ２との間を流れる流体によって支持される。
【００４８】
リンス液供給ノズル６３は、リンス液をウェーハＷの中心に供給し、リンス液は回転するウェーハＷの遠心力によりウェーハＷの第一の面Ａ１上を広がる。ヘッド回転機構５８は、研磨ヘッド５０をその軸心ＨＰを中心にウェーハＷと同じ方向に回転させる。そして、エアシリンダ５７は、回転する研磨ヘッド５０をウェーハＷの第一の面Ａ１に対して押し付ける。研磨ヘッド５０は、リンス液がウェーハＷの第一の面Ａ１上に存在する状態で、研磨具６１をウェーハＷの第一の面Ａ１に摺接させ、第一の面Ａ１を研磨する。
【００４９】
動作制御部４は、基板保持部１０、リンス液供給ノズル６３、研磨ヘッド組立体４９、パーティクルカウンタ７０、静圧支持ステージ９０に電気的に接続されている。基板保持部１０、リンス液供給ノズル６３、研磨ヘッド組立体４９、パーティクルカウンタ７０、静圧支持ステージ９０の動作は動作制御部４によって制御される。
【００５０】
本実施形態では、研磨装置は、ウェーハの表面状態を検出する表面状態検出器として、パーティクルカウンタ７０を備えている。パーティクルカウンタ７０は、ウェーハの表面に存在するダストや異物などのパーティクルを計数することができる装置である。このパーティクルカウンタ７０は、ウェーハの中心から異なる半径位置にある複数の領域内のそれぞれに存在するパーティクルを計数し、パーティクルの分布を作成することが可能に構成されている。パーティクルカウンタ７０は、ウェーハの表面に光線を導き、パーティクルの存在に起因した散乱光を検出することによりパーティクルを検出する散乱光タイプのものであってもよいし、ウェーハの表面の画像を生成し、画像に現れたウェーハの表面形状に基づいてパーティクルを計数する別のタイプのものであってもよい。このようなパーティクルカウンタ７０は、市場で入手することができる。
【００５１】
図７は、パーティクルカウンタ７０により作成されたパーティクルの分布の一例を示す図である。図７において、縦軸はパーティクルの数を表し、横軸はウェーハの中心からの半径方向の距離を表している。図７から分かるように、通常、パーティクルは、ウェーハの表面上に不均一に分布している。
【００５２】
パーティクルカウンタ７０は動作制御部４に接続されている。パーティクルカウンタ７０によって取得されたパーティクルの数およびパーティクルの位置（すなわち、ウェーハの中心からの距離）を含む測定データは、パーティクルカウンタ７０から動作制御部４に送られる。動作制御部４は、複数の研磨レート分布および対応する複数の研磨レシピからなるデータベースを記憶装置１１０内に予め格納している。図８は、データベースに含まれる複数の研磨レート分布を示す図である。研磨レート分布は、ウェーハの半径方向に沿ったウェーハの研磨レート（除去レートともいう）の分布であり、研磨レートプロファイルとも言える。
【００５３】
研磨レート分布は、研磨具６１の研磨位置によって変わる。例えば、３つの研磨具６１が研磨ヘッド５０の中心側に位置している場合は、ウェーハの中心側の研磨レートは高くなる。データベースに含まれる研磨レシピは、対応する研磨レート分布を達成することができる研磨具６１の研磨位置を規定する。したがって、複数の研磨レート分布と複数の研磨レシピとは、一対一の関係にある。複数の研磨レシピ（それぞれ研磨具６１の研磨位置を含む）は、複数の研磨レート分布にそれぞれ予め関連付けられており、複数組の研磨レート分布と研磨レシピがデータベースとして動作制御部４の記憶装置１１０に格納されている。データベースに含まれる複数の研磨レート分布および対応する複数の研磨レシピは、研磨されるウェーハと同じまたは近い構成を持つ複数のウェーハの研磨結果から得ることができ、あるいはウェーハの研磨シミュレーションの結果から得ることができる。例えば、研磨具６１の摺動距離のシミュレーション結果から、データベースを作成してもよい。
【００５４】
本実施形態では、研磨レシピは、研磨具６１の研磨位置を含む。これは、上述したように、研磨具６１の研磨位置を変えることによって、ウェーハの半径方向に沿った研磨レート（除去レート）の分布を変えることが可能であるからである。研磨具６１の研磨位置は、研磨具移動機構７１によって変えることができる。
【００５５】
動作制御部４は、パーティクルカウンタ７０から送られた測定データに示されるパーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、選択された研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定するように構成されている。本実施形態においては、パーティクルの分布は、ウェーハの表面状態に相当する。パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布を選択する工程は、次のようにして行われる。動作制御部４は、ウェーハの半径方向に配列された複数の比較点において、上記パーティクルの分布と各研磨レート分布との間における差を算出する。この差は、パーティクルの数と研磨レートとの差であり、研磨時間に相当する。つまり、差が大きいほど、研磨時間は長くなる。動作制御部４は、上記比較点で得られた複数の差のうち、最も大きな差を決定する。決定された最も大きな差は、その研磨レート分布の偏差を表す。
【００５６】
図９は、パーティクルの分布を、研磨レート分布と対比する様子を示す図である。図９において、符号ＴＤは、パーティクルカウンタ７０から送られた測定データに示されるパーティクルの分布を表し、符号Ｄ（ｎ）は、データベースに含まれるＮ個の研磨レート分布のうちのｎ番目の研磨レート分布を表している。記号ｎは、自然数からなる識別番号である。図９において、ｔ（ｎ）は、パーティクルの分布と研磨レート分布Ｄ（ｎ）との間の差の中で最も大きな差、すなわち研磨レート分布Ｄ（ｎ）の偏差を表している。
【００５７】
図１０は、ウェーハの表面（第一の面Ａ１）上のパーティクルの分布の測定からウェーハの研磨までの工程を示すフローチャートである。研磨されるウェーハはパーティクルカウンタ７０に搬送され、ここでウェーハの上面（第一の面Ａ１）上のパーティクルの分布が測定される（ステップ１）。パーティクルカウンタ７０によって取得されたパーティクルの数およびパーティクルの位置を含む測定データは、パーティクルカウンタ７０から動作制御部４に送られる。
【００５８】
ステップ２では、識別番号ｎを１とする。ステップ３では、動作制御部４は、ウェーハの半径方向に沿って配列する複数の比較点において、ステップ１で得られたパーティクルの分布と研磨レート分布Ｄ（ｎ）との間の差を算出し、算出された複数の差の中で最も大きな差である研磨レート分布Ｄ（ｎ）の偏差ｔ（ｎ）を決定する。ステップ４では、識別番号ｎの数値をｎ＋１の数値に置き換える。動作制御部４は、データベースに含まれる全ての研磨レート分布（Ｄ（１）〜Ｄ（Ｎ））について偏差（ｔ（１）〜ｔ（Ｎ））を決定し（ステップ５）、偏差が最も小さい研磨レート分布を決定する（ステップ６）。このステップ６で決定された研磨レート分布は、パーティクルカウンタ７０によって測定されたパーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布である。
【００５９】
動作制御部４は、ステップ６で決定された研磨レート分布に予め関連付けられた、対応する研磨レシピを決定し（ステップ７）、研磨具移動機構７１を作動させて、決定された研磨レシピに含まれる研磨位置まで研磨具６１を移動させる（ステップ８）。研磨ヘッド５０は、自身の軸心ＨＰを中心に回転し、複数の研磨具６１をウェーハの表面（第一の面Ａ１）に摺接させて、ウェーハを研磨する（ステップ９）。ウェーハの研磨中、ウェーハは基板保持部１０により回転され、ウェーハの表面（第一の面Ａ１）には、リンス液供給ノズル６３からリンス液（例えば純水）が供給される。上述したように、複数の研磨レート分布と複数の研磨レシピとは、一対一の関係にあるので、研磨レート分布が決定されれば、対応する研磨レシピ、すなわち研磨具６１の研磨位置は一意に決定される。
【００６０】
図１１は、研磨レシピに従って研磨されたウェーハの表面上のパーティクルの分布を示す図である。図１１に示すように、ウェーハの表面全体に亘って概ね均一にパーティクルが除去されているのが分かる。
【００６１】
本実施形態によれば、複数の研磨具６１は、研磨ヘッド５０の軸心に垂直な方向に移動可能である。したがって、ウェーハの表面状態、すなわちパーティクル分布を均一にするのに最適な位置に複数の研磨具６１を配置することが可能である。複数の研磨具６１は、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰを中心に回転しながら、ウェーハの表面に摺接し、ウェーハの表面を適切に研磨することができる。
【００６２】
本実施形態では、研磨レシピは、研磨具６１の研磨位置を含む。一実施形態では、研磨レシピは、静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａ内の異なる領域、すなわち複数の流体噴射口９４に供給される流体の流量をさらに含んでもよい。図２および図６から分かるように、ウェーハＷの第二の面Ａ２を支持する流体の圧力分布は、複数の流体噴射口９４に供給される流体の流量を調節することによって変えることができる。流体の流量は、図２に示す流量調節弁１０６によって変えることが可能である。
【００６３】
動作制御部４は、記憶装置１１０に電気的に格納されたプログラムに従って動作する。すなわち、動作制御部４は、パーティクルカウンタ７０に指令を与えて、ウェーハの表面上のパーティクルを計数する動作をパーティクルカウンタ７０に実行させるステップ（図１０のステップ１参照）と、ウェーハの表面上のパーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するステップ（図１０のステップ２〜６参照）と、選択された研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定するステップ（図１０のステップ７参照）と、研磨具移動機構７１に指令を与えて、決定された研磨レシピに含まれる所定の研磨位置まで研磨具６１を移動させる動作を研磨具移動機構７１に実行させるステップ（図１０のステップ８参照）と、研磨モジュール７に指令を与えて、研磨具６１をウェーハの表面に摺接させて該ウェーハの表面を研磨する動作を研磨モジュール７に実行させるステップ（図１０のステップ９参照）を実行する。
【００６４】
これらステップを動作制御部４に実行させるためのプログラムは、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、記録媒体を介して動作制御部４に提供される。または、プログラムは、インターネットなどの通信ネットワークを介して動作制御部４に提供されてもよい。
【００６５】
一実施形態では、研磨装置は、ウェーハの表面状態を検出する表面状態検出器として、パーティクルカウンタ７０に代えて、表面形状測定器を備えてもよい。図１２は、研磨装置の一実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、上述した図１に示す実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の研磨装置は、表面状態検出器として表面形状測定器１０７を備えている。表面形状測定器１０７は、ウェーハの第一の面（図２の符号Ａ１参照）の表面形状を測定することができる装置である。例えば、SMICS社のARCscanを表面形状測定器１０７に使用することができる。本実施形態においては、ウェーハの表面形状は、ウェーハの表面状態に相当する。
【００６６】
図１３は、ウェーハの表面形状の測定からウェーハの研磨までの工程を示すフローチャートである。研磨されるウェーハは表面形状測定器１０７に搬送され、ここでウェーハの上面（第一の面Ａ１）の表面形状が測定される（ステップ１）。表面形状測定器１０７によって取得された表面形状を含む測定データは、表面形状測定器１０７から動作制御部４に送られる。
【００６７】
ステップ２では、識別番号ｎを１とする。ステップ３では、動作制御部４は、ウェーハの半径方向に沿って配列する複数の比較点において、ステップ１で得られた表面形状と研磨レート分布Ｄ（ｎ）との間の差を算出し、算出された複数の差の中で最も大きな差である研磨レート分布Ｄ（ｎ）の偏差ｔ（ｎ）を決定する。ステップ４では、識別番号ｎの数値をｎ＋１の数値に置き換える。動作制御部４は、データベースに含まれる全ての研磨レート分布（Ｄ（１）〜Ｄ（Ｎ））について偏差（ｔ（１）〜ｔ（Ｎ））を決定し（ステップ５）、偏差が最も小さい研磨レート分布を決定する（ステップ６）。このステップ６で決定された研磨レート分布は、表面形状測定器１０７によって測定されたウェーハの表面形状に最も類似する研磨レート分布である。
【００６８】
動作制御部４は、ステップ６で決定された研磨レート分布に予め関連付けられた、対応する研磨レシピを決定し（ステップ７）、研磨具移動機構７１を作動させて、決定された研磨レシピに含まれる研磨位置まで研磨具６１を移動させる（ステップ８）。研磨ヘッド５０は、自身の軸心ＨＰを中心に回転し、複数の研磨具６１をウェーハの表面（第一の面Ａ１）に摺接させて、ウェーハを研磨する（ステップ９）。ウェーハの研磨中、ウェーハは基板保持部１０により回転され、ウェーハの表面（第一の面Ａ１）には、リンス液供給ノズル６３からリンス液（例えば純水）が供給される。
【００６９】
本実施形態によれば、ウェーハの表面状態、すなわちウェーハの表面形状を均一にするのに最適な位置に複数の研磨具６１を配置することが可能である。複数の研磨具６１は、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰを中心に回転しながら、ウェーハの表面に摺接し、ウェーハの表面を適切に研磨することができる。
【００７０】
動作制御部４は、記憶装置１１０に電気的に格納されたプログラムに従って動作する。すなわち、動作制御部４は、表面形状測定器１０７に指令を与えて、ウェーハの表面形状を測定する動作を表面形状測定器１０７に実行させるステップ（図１３のステップ１参照）と、ウェーハの表面形状に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するステップ（図１３のステップ２〜６参照）と、選択された研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定するステップ（図１３のステップ７参照）と、研磨具移動機構７１に指令を与えて、決定された研磨レシピに含まれる所定の研磨位置まで研磨具６１を移動させる動作を研磨具移動機構７１に実行させるステップ（図１３のステップ８参照）と、研磨モジュール７に指令を与えて、研磨具６１をウェーハの表面に摺接させて該ウェーハの表面を研磨する動作を研磨モジュール７に実行させるステップ（図１３のステップ９参照）を実行する。
【００７１】
図１４は、研磨ヘッド５０の一実施形態を示す図である。本実施形態の研磨ヘッド５０は、その軸心ＨＰを中心に回転可能であることは、上述した実施形態と同じである。特に説明しない本実施形態の他の構成も、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１４に示すように、研磨ヘッド５０は、複数の研磨具６１を研磨ヘッド５０の軸心ＨＰに沿ってそれぞれ独立に移動させることができる複数の軸方向アクチュエータ６５を備えている。各軸方向アクチュエータ６５は、研磨具６１と、該研磨具６１に連結された研磨具移動機構７１に接続されており、各軸方向アクチュエータ６５は、各組の研磨具６１および研磨具移動機構７１を同時に研磨ヘッド５０の軸心ＨＰに沿って移動させることが可能である。軸方向アクチュエータ６５としては、エアシリンダ、サーボモータとボールねじ機構との組み合わせ、圧電素子などを使用することができる。
【００７２】
複数の研磨具６１は、異なるタイプの研磨具であってもよい。例えば、複数の研磨具６１は、ウェーハの粗研磨を実行するための粗研磨具と、ウェーハの仕上げ研磨を実行するための仕上げ研磨具を含んでもよい。さらに、複数の研磨具６１のうちの１つを洗浄具に置き換えてもよい。洗浄具は、砥粒を含まない部材から構成されており、例えば、クリーンニングテープ、スポンジ、不織布、発泡ポリウレタンなどから構成される。
【００７３】
図１５は、複数の研磨具６１と、１つの洗浄具６６とを備えた研磨ヘッド５０の一実施形態を示す底面図である。研磨具６１と洗浄具６６は、それぞれ軸方向アクチュエータ６５に取り付けられている。本実施形態では、２つの研磨具６１が設けられている。これら、研磨具６１および洗浄具６６は、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰの周りに等間隔で配列されている。
【００７４】
この研磨ヘッド５０を用いたウェーハの処理は、次のようにして行われる。研磨ヘッド５０を回転させながら、２つの研磨具６１および洗浄具６６を支持している３つの軸方向アクチュエータ６５を動作させ、研磨具６１および洗浄具６６をウェーハの表面に摺接させる。ウェーハの表面は、２つの研磨具６１によって研磨されながら、洗浄具６６によって洗浄される。上述したウェーハの研磨および洗浄は、リンス液供給ノズル６３からリンス液（例えば純水）をウェーハの表面上に供給しながら実行される。本実施形態によれば、ウェーハの研磨と洗浄を同時に行うことができる。したがって、高効率なウェーハ処理を達成することができる。一実施形態では、アクチュエータ６５を動作させることにより、研磨具６１または洗浄具６６の一方のみをウェーハの表面に摺接させてもよい。具体的には、研磨具６１をウェーハの表面に摺接させ、その後に洗浄具６６をウェーハの表面に摺接させてもよい。
【００７５】
図１６は、粗研磨具６１Ａと、仕上げ研磨具６１Ｂと、洗浄具６６とを備えた研磨ヘッド５０の一実施形態を示す底面図である。粗研磨具６１Ａと、仕上げ研磨具６１Ｂと、洗浄具６６は、それぞれ軸方向アクチュエータ６５に取り付けられている。粗研磨具６１Ａと、仕上げ研磨具６１Ｂと、洗浄具６６は、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰの周りに等間隔で配列されている。
【００７６】
図１６に示す研磨ヘッド５０を用いたウェーハの処理は、次のようにして行われる。粗研磨具６１Ａを支持している軸方向アクチュエータ６５を動作させ、粗研磨具６１Ａをウェーハの表面に向かって移動させる。仕上げ研磨具６１Ｂおよび洗浄具６６は、退避位置にある。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、粗研磨具６１Ａのみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を粗研磨具６１Ａで粗研磨する。ウェーハの粗研磨中、仕上げ研磨具６１Ｂおよび洗浄具６６は、ウェーハには接触していない。
【００７７】
次に、粗研磨具６１Ａおよび仕上げ研磨具６１Ｂを支持している軸方向アクチュエータ６５を動作させ、粗研磨具６１Ａをウェーハから離間させるとともに、仕上げ研磨具６１Ｂをウェーハの表面に向かって移動させる。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、仕上げ研磨具６１Ｂのみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を仕上げ研磨具６１Ｂで仕上げ研磨する。
【００７８】
次に、仕上げ研磨具６１Ｂおよび洗浄具６６を支持している軸方向アクチュエータ６５を動作させ、仕上げ研磨具６１Ｂをウェーハから離間させるとともに、洗浄具６６をウェーハの表面に向かって移動させる。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、洗浄具６６のみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を洗浄具６６で洗浄する。上述したウェーハの粗研磨、仕上げ研磨、および洗浄は、リンス液供給ノズル６３からリンス液（例えば純水）をウェーハの表面上に供給しながら実行される。本実施形態によれば、ウェーハを基板保持部１０から取り出すことなく、ウェーハの粗研磨、仕上げ研磨、および洗浄を連続して行うことができる。したがって、処理スペースを小さくでき、さらに高スループットが実現される。ウェーハの粗研磨および／または仕上げ研磨をしながら、洗浄具６６でウェーハの表面を洗浄してもよい。
【００７９】
図１７は、複数の粗研磨具６１Ａと複数の仕上げ研磨具６１Ｂが交互に配置された研磨ヘッド５０の一実施形態を示す底面図である。図１７に示す実施形態では、２つの粗研磨具６１Ａと２つの仕上げ研磨具６１Ｂが交互に配置されている。粗研磨具６１Ａと仕上げ研磨具６１Ｂは、それぞれ軸方向アクチュエータ６５に取り付けられている。２つの粗研磨具６１Ａおよび２つの仕上げ研磨具６１Ｂは、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰの周りに等間隔で配列されている。
【００８０】
図１７に示す研磨ヘッド５０を用いたウェーハの処理は、次のようにして行われる。まず、２つの粗研磨具６１Ａを支持している２つの軸方向アクチュエータ６５を動作させ、粗研磨具６１Ａをウェーハの表面に向かって移動させる。仕上げ研磨具６１Ｂは、退避位置にある。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、２つの粗研磨具６１Ａのみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を粗研磨具６１Ａで粗研磨する。ウェーハの粗研磨中、仕上げ研磨具６１Ｂは、ウェーハには接触していない。
【００８１】
次に、粗研磨具６１Ａおよび仕上げ研磨具６１Ｂを支持している軸方向アクチュエータ６５を動作させ、２つの粗研磨具６１Ａをウェーハから離間させるとともに、２つの仕上げ研磨具６１Ｂをウェーハの表面に向かって移動させる。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、２つの仕上げ研磨具６１Ｂのみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を仕上げ研磨具６１Ｂで仕上げ研磨する。上述したウェーハの粗研磨、および仕上げ研磨は、リンス液供給ノズル６３からリンス液（例えば純水）をウェーハの表面上に供給しながら実行される。本実施形態によれば、より多くの研磨具によってウェーハが研磨されるので、スループットをさらに向上することができる。
【００８２】
図１４乃至図１７に示す実施形態は、図１０および図１３のフローチャートで説明したウェーハの研磨に適用することができる。
【００８３】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１      ロード／アンロード部
２      ハウジング
３      研磨部
４      動作制御部
５      ロードポート
６      ローダー（搬送ロボット）
７      研磨モジュール
１０      基板保持部
１１      チャック
１２      中空モータ
１５      第１仮置き台
１６      第２仮置き台
１８      搬送ロボット
２０      洗浄部
２１      スイングトランスポータ
２４      第１洗浄モジュール
２５      第２洗浄モジュール
２６      第３洗浄モジュール
２７      乾燥モジュール
３０      リニアトランスポータ
４９      研磨ヘッド組立体
５０      研磨ヘッド
５１      ヘッドシャフト
５２      ハウジング
５８      ヘッド回転機構
５７      エアシリンダ
６１      研磨具
６３      リンス液供給ノズル
７０      パーティクルカウンタ
７１      研磨具移動機構
７２      ボールねじ
７３      サーボモータ
９０      静圧支持ステージ
９０ａ    基板支持面
９１      支持構造体
９２      流体供給路
９４      流体噴射口
９８      ステージ昇降機構
１０６    流量調節弁
１０７    表面形状測定器
１１０    記憶装置
１１１    主記憶装置
１１２    補助記憶装置
１２０    処理装置
１３０    入力装置
１３２    記録媒体読み込み装置
１３４    記録媒体ポート
１４０    出力装置
１４１    ディスプレイ装置
１４２    印刷装置
１５０    通信装置
【図１】
2018022740.tif 000003
【図２】
2018022740.tif 000004
【図３】
2018022740.tif 000005
【図４】
2018022740.tif 000006
【図５】
2018022740.tif 000007
【図６】
2018022740.tif 000008
【図７】
2018022740.tif 000009
【図８】
2018022740.tif 000010
【図９】
2018022740.tif 000011
【図１０】
2018022740.tif 000012
【図１１】
2018022740.tif 000013
【図１２】
2018022740.tif 000014
【図１３】
2018022740.tif 000015
【図１４】
2018022740.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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