(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを載置するステージと、前記ステージ上の前記ウエーハに圧力を加える加圧器とを含む検査部と、
プラテンと、前記ウエーハを装着して前記プラテンに押圧する研磨ヘッドとを含み、前記検査部により検査済みの前記ウエーハを研磨する研磨部と、
前記検査部から前記研磨部へ前記ウエーハを搬送する搬送部と、
を有するウエーハ研磨装置。
【請求項２】
前記検査部は、前記ウエーハの割れを判断する、カメラを含む判断部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のウエーハ研磨装置。
【請求項３】
前記ステージの径は、前記ウエーハの径より小さいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエーハ研磨装置。
【請求項４】
ウエーハを載置するステージと、前記ステージ上の前記ウエーハに圧力を加える押圧盤を有する加圧器とを含む検査部と、
前記検査部により検査済みの前記ウエーハを研磨する研磨部と、
を有し、
前記押圧盤の下面には、前記ウエーハを吸着するための吸気口が形成されていることを特徴とするウエーハ研磨装置。
【請求項５】
前記加圧器は、前記ステージを回転させる回転機構を有することを請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のウエーハ研磨装置。
【請求項６】
ウエーハステージ上にウエーハを載置する工程と、
前記ウエーハに圧力を加える工程と、
前記圧力により損傷が生じない前記ウエーハを研磨ヘッドに装着する工程と、
前記研磨ヘッドに装着された前記ウエーハを研磨用プラテン上で研磨する工程と、
を有することを特徴とするウエーハの研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハ研磨装置及びウエーハ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置は、複数の工程を経て半導体ウエーハに形成される。製造工程として、例えば、半導体ウエーハに溝を形成する工程、半導体ウエーハ上に絶縁膜、半導体膜、導電膜等の膜を形成する工程、半導体ウエーハ上の膜をパターニングする工程、膜を研磨する工程などがある。
【０００３】
従って、半導体ウエーハは、製造工程に応じて種々の処理装置に搬送される。そのような装置において、半導体ウエーハが機械に接触したり、成膜時或いはエッチング時にプラズマの異常放電に曝されたりするので、半導体ウエーハにダメージが生じることがある。
【０００４】
そのようなダメージを受けた半導体ウエーハは、研磨の際に加わる押圧力や遠心力などの外力により割れたり、欠けたりすることが希にあり、半導体ウエーハが粉々に粉砕すると、半導体片により研磨装置が損傷する。そのような粉砕片が及ぼす損傷は、研磨布、研磨ヘッド、目立て器等の損傷だけでなく、同時に隣で研磨されている他の半導体ウエーハにも悪影響を及ぼすので、研磨装置の復旧に時間がかかる。
【０００５】
研磨後の半導体ウエーハの割れの有無を検査する方法として、半導体ウエーハを搬送ロボットにより保持した状態で、半導体ウエーハの面に照明手段により光を照射し、さらに画像検出手段により画像を取り込んでモニターする方法が知られている（特許文献１）。
【０００６】
また、半導体ウエーハである基板上に金属膜が形成されている場合に、研磨テーブルに設置された渦電流センサの出力を監視し、基板の研磨中の研磨テーブルの回転による渦電流センサの出力の変化により基板の破損を検出することが知られている（特許文献２）。
【０００７】
また、化学機械研磨装置において、透明な石英ガラス製プラテンを使用し、プラテンの下方に撮像装置を配置し、撮像装置からの画像信号は画像処理装置により処理され、画像処理装置はウエーハの外形の部分的な変化を検出して欠陥を検出することが知られている。即ち、ウエーハが割れてある程度隙間が生じた場合や、割れて分割する場合や、エッジに欠けが生じる場合に、ウエーハの外形に変化が現れる。また、異常な研磨状態になる前には、ウエーハの中心が急に変化するので、その場合には、ウエーハにスリップアウトが生じる危険があることを知られるアラームを出すことが知られている（特許文献３）。
【０００８】
さらに、インゴッドから切断したウエーハの加工異常の発生を検知する方法として、研削過程でウエーハより発生するアコースティック・エミッションを検出し、その検出値に基づいてウエーハの加工異常発生を検出する方法が知られている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２３８４０５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０３６２９９号公報
【特許文献３】特開２００５−２５９９７９号公報
【特許文献４】特開２０００−０２４９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
半導体ウエーハを研磨装置又は研削装置に取り付けた状態で、半導体ウエーハの欠けや割れを検出する場合には、研磨装置内で研削状態にあるために、研磨中に半導体ウエーハが割れ、研磨装置に破損が生じるおそれがある。また、半導体ウエーハが割れる原因が表面に現れずに内在している場合には、外観検査により割れを検出することができない。
【００１１】
本発明の目的は、表面に現れずに内在する研磨時の欠け、割れ等の原因を有するウエーハの研磨を防止するためのウエーハ研磨装置及びウエーハ検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本実施形態の１つの観点によれば、ウエーハを載置するステージと、前記ステージ上の前記ウエーハに圧力を加える加圧器とを含む検査部と、プラテンと、前記ウエーハを装着して前記プラテンに押圧する研磨ヘッドとを含み、前記検査部により検査済みの前記ウエーハを研磨する研磨部と、前記検査部から前記研磨部へ前記ウエーハを搬送する搬送部と、を有するウエーハ研磨装置が提供される。
発明の目的および利点は、請求の範囲に具体的に記載された構成要素および組み合わせによって実現され達成される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、典型例および説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない、と理解される。
【発明の効果】
【００１３】
本実施形態によれば、ウエーハに圧力を加えることにより、割れや欠けが潜在的に生じ易い半導体ウエーハに割れや欠けを実際に生じさせることができ、異常のあるウエーハを研磨対象から外し、異常の無いウエーハを次の研磨部に搬送することができる。従って、ウエーハの実際の研磨時に、研磨布、研磨ヘッド、目立て器等が損傷されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係るウエーハ研磨装置を示す平面図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、第１実施形態に係るウエーハ研磨装置のダメージ検査部による検査方法の一部を示す側断面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、第１実施形態に係るウエーハ研磨装置のダメージ検査部による検査方法の一部を示す側断面図である。
【図４Ａ】図４Ａ〜図４Ｃは、第１実施形態に係るウエーハ研磨装置のダメージ検査部による検査方法の一部を示す側断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄ〜図４Ｆは、第１実施形態に係るウエーハ研磨装置のダメージ検査部による検査方法の一部を示す側断面図である。
【図５Ａ】図５Ａ〜図５Ｃは、第２実施形態に係るウエーハ研磨装置のダメージ検査部による検査方法の一部を示す側断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄ〜図５Ｆは、第２実施形態に係るウエーハ研磨装置のダメージ検査部による検査方法の一部を示す側断面図である。
【図６Ａ】図６Ａ〜図６Ｃは、第３実施形態に係るウエーハ研磨装置のダメージ検査部による検査方法の一部を示す側断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｄ〜図６Ｆは、第３実施形態に係るウエーハ研磨装置のダメージ検査部による検査方法の一部を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。図面において、同様の構成要素には同じ参照番号が付されている。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１Ａ、図１Ｂは、実施形態に係るウエーハの研磨装置とその中で使用されるウエーハ搬送アームを例示する平面図である。
図１Ａにおいて、研磨装置１は、複数の半導体ウエーハＷを収容するウエーハ容器２を搬入、搬出するための複数のポート３を有している。各ポート３は、搬送部４を介して、ダメージ検査部５、研磨部６及び後処理部７に接続されている。また、研磨装置１は、搬送部４、ダメージ検査部５、研磨部６及び後処理部７について以下の動作を制御する制御部９を有している。
【００１７】
ダメージ検査部５は、図２Ａに例示するように、チャンバー５０内の底部に取り付けられるウエーハステージ５１と、チャンバー５０内の上部に取り付けられる駆動支持部５２と、ウエーハステージ５１の上方で駆動支持部５２により上下動可能に支持される押圧盤５３とを有している。
【００１８】
ウエーハステージ５１は、例えばステンレスから形成され、研磨前の半導体ウエーハＷを載置できる大きさの上面を有している。ウエーハステージ５１の上面は、図２Ａでは半導体ウエーハＷよりも小さく示されているが、同じ大きさであってもよいし、複数枚の半導体ウエーハＷが並べて載置される大きさであってもよい。また、押圧盤５３は、加圧器であり、例えばステンレスから形成され、ウエーハステージ５１に載置された状態の半導体ウエーハＷの全体を押圧できる大きさの下面を有している。
【００１９】
ウエーハステージ５１の上面上には下側パッド５４が貼り付けられ、また、押圧盤５３の下面には上側パッド５５が貼り付けられている。
【００２０】
下側パッド５４は、研磨時に使用される研磨布と同等な構造、例えば、ポリウレタン材料をベースにして均一な微小発泡を持つ布から形成される。また、上側パッド５５は、ウエーハステージ５１上の半導体ウエーハＷを押圧盤５３により押圧した状態で半導体ウエーハＷを保護できる構造、例えば研磨布と同等な構造から形成される。なお、下側パッド５４と上側パッド５５は、それぞれ積層構造であってもよく、単層構造に限られるものではない。
理部７について以下の動作を制御する制御部９を有している。
【００２１】
半導体ウエーハＷをウエーハステージ５１上に載せたりウエーハステージ５１から取り出したりする治具として図１Ｂに例示するウエーハ搬送アーム８が使用される。ウエーハ搬送アーム８は、下面側に複数の吸気口８ａを有し、吸気口８ａはその内部に形成される空洞の吸気通路８ｂに接続されている。吸気通路８ｂは、制御部９により制御される吸引ポンプ（不図示）に接続されている。吸気口８ａの形状や位置は、吸引した半導体ウエーハＷに割れや欠けが生じている場合に、バランスの崩れにより半導体ウエーハＷを落下させやすくする形状を有し、例えば図１Ｂに示す孔、或いは直線、螺旋等の溝形状であってもよい。
【００２２】
チャンバー５０には、半導体ウエーハＷをウエーハ容器２から搬入したりウエーハ容器２に搬出したりするための開口部５６が形成されている。また、開口部５６には、開閉用のシャッター５７が取り付けられている。さらに、チャンバー５０内には、ウエーハステージ５１上に載置される半導体ウエーハＷの一方の面の全体を撮像できるカメラ５９が取り付けられている。
【００２３】
研磨部６は、図１Ａに示すように、面方向に回転可能な第１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６１ｃを有し、それらの上面は同じ高さになるように隣接して配置されている。
【００２４】
第１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６１ｃのそれぞれの上には研磨布６５ａ、６５ｂ、６５ｃが貼り付けられている。また、研磨布６５ａ、６５ｂ、６５ｃの上には、研磨布６５ａ、６５ｂ、６５ｃの目立てを行うドレッサー６６ａ、６６ｂ、６６ｃが置かれ、さらに研磨布６５ａ、６５ｂ、６５ｃの上方には、スラリーを供給する給液管６７ａ、６
７ｂ、６７ｃが配置されている。第１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６１ｃの側方には、ウエーハ交換部６２が配置されている。
【００２５】
研磨部６は、第１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６１ｃ及びウエーハ交換部６２の上方で回転する回転支持部６３を有している。回転支持部６３には、間隔をおいて第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが支持されている。第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、研磨布６５ａ、６５ｂ、６５ｃに対向する向きに支持されている。
【００２６】
回転支持部６３は、制御部９の制御により、第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄのそれぞれを第１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６１ｃ上の研磨布６５ａ、６５ｂ、６５ｃ上で回転させる回転機構を有している。即ち、回転支持部６３は、第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄの下面に取り付けられる半導体ウエーハＷを第１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６１ｃ上の研磨布６５ａ、６５ｂ、６５ｃに１対１で接触、押圧した状態で面方向に回転可能に支持する。
【００２７】
回動支持部６３は、第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄのそれぞれをウエーハ交換部６２、第１のプラテン６１ａ、第２のプラテン６１ｂ、第３のプラテン６１ｃの上に順に巡回させる回転構造を有している。ウエーハ交換部６２は、第１〜第４の研磨ヘッド６４ａのそれぞれの下面に半導体ウエーハＷを装着、離脱させる領域であり、制御部９の制御に従ってウエーハ搬送アーム８によって半導体ウエーハＷの装着・離脱操作が行われる。
【００２８】
ウエーハ容器２から取り出された半導体ウエーハＷは、ウエーハ交換部６２で第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄに順に装着され、さらに順送りで第１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６３の研磨府６５に押圧されて化学機械研磨（ＣＭＰ）が行われる。さらに、第３のプラテン６１ｃ上で研磨終了した半導体ウエーハＷは、ウエーハ交換部６２で離脱されてウエーハ容器２に戻される。
【００２９】
後処理部７は、研磨部６で研磨処理が済んだ半導体ウエーハＷを搭載したウエーハ容器２を搬送部４により搬入して半導体ウエーハＷを洗浄する洗浄機（不図示）と、洗浄した半導体ウエーハＷを乾燥させる乾燥機（不図示）を有している。
【００３０】
次に、上記の研磨装置１を使用して半導体ウエーハＷを検査及び研磨する方法について説明する。
まず、図１Ａに示す研磨装置１のポート３に格納されているウエーハ容器２は、搬送部４により搬送されてダメージ検査部５の横に置かれる。
【００３１】
次に、図２Ａに示すダメージ検査部５のシャッター５７を開く。続いて、ウエーハ容器２内の半導体ウエーハＷをウエーハ搬送アーム８により吸着して取り出す。この場合、半導体ウエーハＷの主面とは反対の面を吸着する。さらに、図２Ｂに示すように、開口部５６を通してウエーハ搬送アーム８を先端からチャンバー５０内に入れ、半導体ウエーハＷの主面をウエーハステージ５１上の下側パッド５４に対向させる。
【００３２】
続いて、図２Ｃに例示するように、ウエーハ搬送アーム８をウエーハステージ５１に近づけて半導体ウエーハＷの主面が下側パッド５４に乗った状態で、ウエーハ搬送アーム８による吸着を解く。その後に、ウエーハ搬送アーム８をウエーハステージ５１から上方に移動させ、半導体ウエーハＷを下側パッド５４上に残す。さらに、図３Ａに例示するように、ウエーハ搬送アーム８をチャンバー５０から外に出し、シャッター５７により開口部５６を閉じる。
【００３３】
続いて、図３Ｂに例示するように、駆動支持部５２を操作し、押圧盤５３を下げ、上側パッド５５を半導体ウエーハＷに当てて押圧する。この場合の押圧力は、研磨部６における研磨の押圧力以下の大きさにする。押圧力として、例えば３ＰＳＩ〜７ＰＳＩ（２．１×１０−３ＭＰａ〜４．９×１０−３ＭＰａ）とする。その押圧力により、半導体ウエーハＷは、研磨布６５と同等の硬さを持つ下側パッド５４に押圧されため、半導体ウエーハＷの厚さ方向には研磨時とほぼ同じ力が加わる。
【００３４】
これにより、半導体ウエーハＷに割れや欠けが生じない場合には、その半導体ウエーハＷを研磨部６により研磨しても割れや欠けが生じないと判断する。そこで、駆動支持部５２により押圧盤５３を上に引き上げた後に、図３Ｃに例示するように、チャンバー５０のシャッター５７を開いてウエーハ搬送アーム８を開口部５６からチャンバー５０の中に入れる。
【００３５】
さらに、ウエーハ搬送アーム８をウエーハステージ５１上の半導体ウエーハＷの主面とは反対側の面に接触させ、吸気口８ａを通して半導体ウエーハＷを吸着した後に上に移動して、図２Ｂに示したと同じ状態にする。この後に、ウエーハ搬送アーム８をチャンバー５０から後退させて半導体ウエーハＷをウエーハ容器２内に収納する。
【００３６】
さらに別の半導体ウエーハＷを検査する場合には、上記と同じ操作により、図４Ａに例示するように、半導体ウエーハＷを下側パッド５４上に載置した状態にし、さらにシャッター５７により開口部５６を閉じた状態にする。
【００３７】
続いて、図４Ｂに例示するように、制御部９により駆動支持部５２を操作し、上記に示した圧力値で押圧盤５３を半導体ウエーハＷに押圧する。半導体ウエーハＷに既にダメージが入っている場合には、押圧盤５３による押圧力により、半導体ウエーハＷには割れＸが生じる。
【００３８】
従って、制御部９により駆動支持部５２を操作して押圧盤５３を引き上げると、図４Ｃに示すように、割れＸが生じた半導体ウエーハＷは分離してウエーハステージ５１から落下する。なお、ウエーハステージ５１が半導体ウエーハＷと同じ大きさの場合には、割れた半導体ウエーハＷは落下しないが割れた状態に残される。
【００３９】
次に、図４Ｄに例示するように、シャッター５７を開いてウエーハ搬送アーム８をチャンバー５０内に入れた後に、図４Ｅに例示するように、ウエーハ搬送アーム８をウエーハステージ５１に近づけ吸気口８ａから半導体ウエーハＷを吸着する動作を行う。
【００４０】
その後に、図４Ｆに例示するように、吸引口８ａから吸気しながらウエーハ搬送アーム８を上昇させる。半導体ウエーハＷに割れや欠けが生じた場合には、ウエーハ搬送アーム８により半導体ウエーハＷを吸着できず割れの発生を検出できる。又は、半導体ウエーハＷの一部が吸着されても、バランスを崩して落下し、或いは半導体ウエーハＷの一部又は全部が吸着されずに残される。
【００４１】
欠けや割れが生じた半導体ウエーハＷがウエーハ搬送アーム８により吸着されても、半導体ウエーハＷの一部がウエーハステージ５１又はその周辺に残る。従って、カメラ５９による撮像データを制御部９により分析して欠けや割れの発生が判断され、ウエーハ搬送アーム８の吸着動作を停止させて吸着した半導体ウエーハＷを落下させる。
【００４２】
ウエーハステージ５１上に半導体ウエーハＷの一部が残った場合には、残された半導体片を除去した後に、検査を再開する。なお、半導体ウエーハＷが割れた場合でも、ウエー
ハステージ５１は回転しないのでその上の下側パッド５４が損傷せず、下側パッド５４上に残された半導体片を除去することによりダメージ検査部５における検査が可能な状態となる。もとより、下側パッド５４が損傷した場合には交換することになる。
【００４３】
ウエーハ容器２内の全ての半導体ウエーハＷについて検査が終了した後に、ウエーハ容器２は、搬送部４により検査部６の入り口に搬送される。この場合、ウエーハ容器２内には、割れや欠けの無い半導体ウエーハＷだけが残されている。
【００４４】
続いて、回動支持部６３により時間的間隔をおいて第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄを回動させながら、ウエーハ搬送アーム８により半導体ウエーハＷを第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄの下面に順に装着する。さらに、第１のプラテン６１ａ、第２のプラテン６１ｂ、第３のプラテン６１ｃの順で、第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄにより半導体ウエーハＷを研磨布６５ａ、６５ｂ、６５ｃの表面で回転、押圧しながら研磨する。研磨時には、第１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６１ｃも同時に回転させる。
【００４５】
研磨を終えた半導体ウエーハＷは、ウエーハ搬送アーム８を使用し、第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄの下面から順に脱離させてウエーハ容器２内に戻す。この場合、離脱された研磨ヘッド６４ａ〜６１ｃにはさらに別な半導体ウエーハＷが装着されて１〜第３のプラテン６１ａ、６１ｂ、６１ｃ上に順に送られる。
【００４６】
そして、ウエーハ容器２内の全ての半導体ウエーハＷの研磨を終えた後に、搬送部４を介してウエーハ容器２を後処理装置７内に入れて、その中で半導体ウエーハＷを洗浄し、乾燥する。その後に、搬送部４を介してウエーハ容器２をポート３に戻す。これにより、ウエーハ容器２内の半導体ウエーハＷの一連の研磨が終了する。
【００４７】
上記のように本実施形態によれば、半導体ウエーハＷの研磨の前に、研磨時と同等またはそれ以下の圧力を半導体ウエーハＷに加えている。これにより、研磨により割れや欠けが生じやすい半導体ウエーハＷに予め積極的に割れや欠けを生じさせてウエーハ容器２に戻さないようにしている。これにより、研磨により割れない半導体ウエーハＷを研磨部６に供給して研磨処理を滞らせずに進めることができ、研磨処理効率を向上させることができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
本実施形態に係る研磨装置１は、図１に例示したと同様に、複数のポート３、搬送部４を介して、ダメージ検査部５、研磨部６及び後処理部７を有している。研磨部６、後処理部７は、例えば、第１実施形態と同様な構造を有している。
【００４９】
ダメージ検査部５は、図５Ａに例示するように、チャンバー５０内の底部に取り付けられるウエーハステージ５１と、チャンバー５０内の上部に取り付けられる駆動支持部５２と、ウエーハステージ５１の上方で駆動支持部５２により上下動可能に支持される押圧盤５３とを有している。ウエーハステージ５１は、第１実施形態と同様に、半導体ウエーハＷを載置できる大きさの上面を有し、その上面上には下側パッド５４が貼り付けられている。
【００５０】
押圧盤５３は、ウエーハステージ５１に載置された半導体ウエーハＷの全体を押圧できる大きさの下面を有している。その下面には、溝又は多数の孔の形状を持つ吸気口５３ａが形成されている。また、押圧盤５３の内部には、吸気口５３ａに接続される空気通路５３ｂが形成され、制御部９により制御される吸引ポンプ（不図示）に接続されている。押圧盤５３の下面には上側パッド５５が貼り付けられている。また、上側パッド５５には、
押圧盤５３の吸気口５３ａに通じる通気口５５ａが形成されている。
【００５１】
上側パッド５５は、空気を通し難く半導体ウエーハＷに傷を付け難い構造のものが採用される。また、上側パッド５５は、ウエーハステージ５１上の半導体ウエーハＷを押圧盤５３により押圧した状態で、半導体ウエーハＷを保護できる構造、例えば研磨布６５と同等な構造から形成される。
【００５２】
チャンバー５０には、外部のウエーハ容器２に対して半導体ウエーハＷを搬入したり搬出したりするための開口部５６が形成され、開口部５６には、開閉用のシャッター５７が取り付けられている。さらに、チャンバー５０内には、ウエーハステージ５１上に載置される半導体ウエーハＷの一方の面の全体を撮像できるカメラ５９が取り付けられている。
【００５３】
次に、研磨装置１による半導体ウエーハＷの検査、研磨について説明する。
まず、図１Ａに示す研磨装置１のポート３に格納されているウエーハ容器２を搬送部４によりダメージ検査部５の横に搬送する。そして、研磨部６による半導体ウエーハＷの研磨の前に、半導体ウエーハＷの割れや欠けの発生についてダメージ検査部５を使用して検査する。次に、図５Ａに示すダメージ検査部５のシャッター５７を開く。
【００５４】
さらに、図５Ｂに示すように、ウエーハ容器２内の半導体ウエーハＷをウエーハ搬送アーム８１の上に載せ、開口部５６を通してウエーハ搬送アーム８１を先端からチャンバー５０内に入れ、半導体ウエーハＷを押圧盤５３の下面に対向して配置する。この場合、半導体ウエーハＷの主面は下になる。ウエーハ搬送アーム８１には、周囲がウエーハ支持部に囲まれた凹部８１ａが形成されている。
【００５５】
続いて、図５Ｃに例示するように、ウエーハ搬送アーム８１を上昇させて押圧盤５３の上側パッド５５に半導体ウエーハＷを押し当てる。この状態で、押圧盤５３の空気通路５３ｂを通してその下面の吸気口５３ａと上側パッド５５の通気口５５ａを通して半導体ウエーハＷを吸着する。
【００５６】
その後に、ウエーハ搬送アーム８１を降下させた後に、チャンバー５０の開口部５６を通してウエーハ搬送アーム８１を抜き出す。続いて、図５Ｄに例示するように、開口部５６のシャッター５７を閉じる。
【００５７】
続いて、図５Ｅに例示するように、制御部９により駆動支持部５２を操作し、押圧盤５３を下げ、上側パッド５５を介して半導体ウエーハＷを下側パッド５４に当てる。そして、押圧盤５３による吸引を解く。これにより、半導体ウエーハＷは、押圧盤５３により拘束されずにウエーハステージ５１上に載置される。
【００５８】
続いて、制御部９の操作により押圧盤５３により半導体ウエーハＷをウエーハステージ５１に押圧する。この場合の押圧力は、研磨部６における研磨の押圧力と同じかそれ以下にする。その押圧力により、半導体ウエーハＷは、研磨布６５と同等の硬さを持つ下側パッド５４に押圧されため、半導体ウエーハＷの厚さ方向には研磨時とほぼ同じ力が加わる。
【００５９】
従って、制御部９により駆動支持部５２を操作し、吸引口５３ａからの吸気により半導体ウエーハＷを押圧盤５３により吸着操作した後に、押圧盤５３を上昇させる。半導体ウエーハＷに割れや欠けが生じていない場合には、半導体ウエーハＷは押圧盤５３により吸着されて上昇する。
【００６０】
その後に、チャンバー５０のシャッター５７を開いてウエーハ搬送アーム８１をチャン
バー５０内に入れ、押圧盤５３に吸着されている半導体ウエーハＷに当て、その状態で押圧盤５３は半導体ウエーハＷの吸引を解く。さらに、ウエーハ搬送アーム８１の位置を調整した後に開口部５６から後退させ、ウエーハ容器２に戻す。
【００６１】
さらに別の半導体ウエーハＷを検査する場合には、図５Ａ〜図５Ｃに例示したように、上記と同じウエーハ搬送アーム８１の操作により押圧盤５３の下に半導体ウエーハＷを押しつけた状態で、半導体ウエーハＷを押圧盤５３により吸着する。
【００６２】
続いて、図５Ｄ、図５Ｅに示すように、ウエーハ搬送アーム８１を外部に出した後に、シャッター５７を閉じ、さらに押圧盤５３を降下させて下側パッド５４上に半導体ウエーハＷを載せ、押圧盤５３による半導体ウエーハＷの吸引を解く。続いて、駆動支持部５２を操作し、上記に示した圧力値で押圧盤５３を半導体ウエーハＷに押圧する。半導体ウエーハＷに外観から見えないダメージが入っている場合には、押圧盤５３による押圧力により、半導体ウエーハＷには割れ又は欠けが生じる。
【００６３】
割れ又は欠けが生じる場合には、押圧盤５５の吸引口５５ａから吸気しながら、駆動支持部５２を操作して押圧盤５５を引き上げる。これにより、図５Ｆに例示するように、割れが生じた半導体ウエーハＷは吸着できず、或いはバランスが崩れて分離してウエーハステージ５１から落下し、割れを検出する。なお、ウエーハステージ５１が半導体ウエーハＷと同じ大きさの場合には、割れた半導体ウエーハＷはウエーハステージ５１上に残される。
【００６４】
カメラ５９による撮像データに基づいて、半導体ウエーハＷに割れや欠けが生じている場合には、押圧盤５３の吸引口５３ａからの吸気を停止させる。これにより、ウエーハ搬送アーム８１により吸着していた半導体ウエーハＷの片がチャンバー５０内の底部に落下する。
【００６５】
半導体ウエーハＷが割れた場合でも、ウエーハステージ５１は回転してないので、下側パッド５４は損傷せず、下側パッド５４上に残された半導体片を除去することによりダメージ検査部５における検査が可能な状態となる。なお、下側パッド５４が傷ついた場合には交換する。
【００６６】
その後に、ウエーハステージ５１上に残された半導体ウエーハＷの割れ又は欠けた片を除去した後に、検査を再開する。ウエーハ容器２内の全ての半導体ウエーハＷについて検査が終了した後に、第１実施形態と同様に、ウエーハ容器２に収められた半導体ウエーハＷは研磨部６により研磨され、その後に後処理部７により洗浄、乾燥されてポート３に戻される。
【００６７】
上記のように本実施形態によれば、研磨の前に、研磨時と同様の圧力を半導体ウエーハＷに加えることにより、研磨により割れや欠けが生じやすい半導体ウエーハＷを予め積極的に割れや欠けを生じさせてウエーハ容器２に戻さないようにしている。これにより、損傷が生じにくい半導体ウエーハＷを選択して研磨部６により研磨処理すると、研磨を滞らせずに進めることができ、研磨効率を向上することができる。
【００６８】
また、本実施形態によれば、半導体ウエーハＷに割れや欠けが生じた場合に、ウエーハ搬送アーム８１のチャンバー５０内への挿入を省略することができ、ウエーハステージ５１上に残された半導体ウエーハＷの片の除去を早くすることができる。
【００６９】
（第３の実施の形態）
本実施形態に係る研磨装置１は、図１に例示したと同様に、複数のポート３、搬送部４
を介して、ダメージ検査部５、研磨部６及び後処理部７を有している。研磨部６、後処理部７は、例えば、第１実施形態と同様な構造を有している。
【００７０】
ダメージ検査部５は、図６Ａに例示するように、チャンバー５０内の底部に取り付けられる回転可能なウエーハステージ５８を有している。ウエーハステージ５８は、上面に半導体ウエーハＷよりも厚い凹部５８ａを有している。また、凹部５８ａの縁部にはウエーハ支持部５８ｂが上方に突出して形成されている。ウエーハステージ５８の裏面の中心には、モータを含む回転機構５８ｃの回転軸５８ｄが接続されている。回転機構５８ｃは、ウエーハステージ５８に遠心力、振動等の圧力を加える加圧器である。
【００７１】
チャンバー５０には、外部のウエーハ容器２に対して半導体ウエーハＷを搬入したり搬出したりするための開口部５６が形成され、開口部５６には、開閉用のシャッター５７が取り付けられている。さらに、チャンバー５０内には、ウエーハステージ５１上に載置される半導体ウエーハＷの一方の面の全体を撮像できるカメラ５９が取り付けられている。
【００７２】
次に、研磨装置１による半導体ウエーハＷの検査、研磨について説明する。
まず、図１Ａに示す研磨装置１のポート３に格納されているウエーハ容器２を搬送部４によりダメージ検査部５の横に搬送する。そして、研磨部６による半導体ウエーハＷの研磨の前に、半導体ウエーハＷの割れや欠けの発生についてダメージ検査部５を使用して検査する。
【００７３】
次に、図６Ａに示すダメージ検査部５のシャッター５７を開く。続いて、ウエーハ容器２内の半導体ウエーハＷをウエーハ搬送アーム８により吸着して取り出す。この場合、半導体ウエーハＷの主面を下にする。さらに、図６Ｂに示すように、開口部５６を通してウエーハ搬送アーム８を先端からチャンバー５０内に入れ、半導体ウエーハＷの主面をウエーハステージ５８の凹部５８ａに対向させる。
【００７４】
続いて、図６Ｃに例示するように、ウエーハ搬送アーム８をウエーハステージ５８に近づけて半導体ウエーハＷの縁部がウエーハステージ５８のウエーハ支持部５８ｂに接触した状態で、ウエーハ搬送アーム８の吸引を解く。その後に、ウエーハ搬送アーム８をウエーハステージ５１から上方に移動させ、半導体ウエーハＷをウエーハステージ５８上に残す。さらに、ウエーハ搬送アーム８をチャンバー５０から外に出し、開口部５６をシャッター５７により閉じる。
【００７５】
次に、図６Ｄに例示するように、回転部５８ｃによりウエーハステージ５８を回転することにより半導体ウエーハＷに遠心力と回転振動による圧力を加える。その回転数は、研磨部６の第１〜第４の研磨ヘッド６４ａ〜６４ｄの回転数と同じかそれ以下、例えば約３０００ｒｐｍとする。
【００７６】
半導体ウエーハＷが既にダメージを受けている場合には、図６Ｅに例示するように、応力により半導体ウエーハＷには割れ又は欠けが生じ、割れや欠けにより生じた半導体片は、凹部５８ａに落下する。
【００７７】
続いて、図６Ｆに示すように、シャッター５７を明けて開口部５６を通してウエーハ搬送アーム８をチャンバー５０内に入れ、半導体ウエーハＷを吸着する。この場合、ウエーハ搬送アーム８は、割れた半導体ウエーハＷがウエーハ支持部５８ｂから凹部５８ａ内に傾いているので、吸着ができない。また、半導体ウエーハＷを吸着できたとしても割れや欠けによりバランスが取れないために、半導体ウエーハＷはウエーハ支持部５８ｂから直ぐに落下する。これにより、吸着エラーで割れが検出できる。また、半導体ウエーハＷに割れや欠けが生じている場合には、カメラ５９による撮像に基づいて、制御部９がウエー
ハ搬送アーム８の吸引を停止させてもよい。
【００７８】
半導体ウエーハＷに割れや欠けが生じている場合には、ウエーハステージ５８上に半導体ウエーハＷの半導体片を除去した後に、別の半導体ウエーハＷについて検査を再開する。なお、半導体ウエーハＷが割た場合でも、ウエーハステージ５８の上にはパッドが形成されていないので、その損傷を考慮する必要がなく、ウエーハステージ５８上の半導体片を除去することによりダメージ検査部５における次の検査が可能な状態となる。
【００７９】
一方、半導体ウエーハＷに割れ、欠けが生じていない場合には、チャンバー５０内に入れたウエーハ搬送アーム８の吸引口８ａにより半導体ウエーハＷが吸着され、そのまま、チャンバー５０の外のウエーハ容器２内に戻される。
【００８０】
ウエーハ容器２内の全ての半導体ウエーハＷについて検査が終了した後に、ウエーハ容器２に収められた半導体ウエーハＷは第１実施形態と同様に研磨部６により研磨され、その後に後処理部７により洗浄、乾燥されてポート３に戻される。
【００８１】
上記のように本実施形態によれば、半導体ウエーハＷの研磨の前に、回転による遠心力や振動等の圧力を半導体ウエーハＷに与える。これにより、外観から解らない割れや欠けが生じやすい半導体ウエーハＷに実際に割れや欠けを生じさせてウエーハ容器２に戻さないようにしている。これにより、損傷が生じにくい半導体ウエーハＷだけを研磨部６に供給することができ、研磨処理を滞らせずに進め、使用効率を向上することができる。
【００８２】
ここで挙げた全ての例および条件的表現は、発明者が技術促進に貢献した発明および概念を読者が理解するのを助けるためのものであり、ここで具体的に挙げたそのような例および条件に限定することなく解釈すべきであり、また、明細書におけるそのような例の編成は本発明の優劣を示すこととは関係ない。本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、それに対して種々の変更、置換および変形を施すことができると理解すべきである。
【００８３】
次に、本発明の実施形態について特徴を付記する。
（付記１）ウエーハを載置するステージと、前記ステージ上の前記ウエーハに圧力を加える加圧器とを含む検査部と、前記検査部により検査済みの前記ウエーハを研磨する研磨部と、を有するウエーハ研磨装置。
（付記２）前記加圧器により前記研磨前のウエーハに加える前記圧力は、前記研磨部での研磨時にウエーハに加える圧力以下の大きさである付記１に記載のウエーハ研磨装置。
（付記３）前記加圧器は、前記ステージ上の前記ウエーハを押圧する押圧盤を有することを特徴とする付記１又は付記２に記載のウエーハ研磨装置。
（付記４）前記押圧盤の下面には、前記ウエーハを吸着するための吸気口が形成されている付記３に記載のウエーハ研磨装置。
（付記５）前記ステージ上には、パッドが貼り付けられている付記１乃至付記４のいずれか１つに記載のウエーハ研磨装置。
（付記６）前記パッドは、前記研磨部の研磨用プラテン上に貼り付けられる研磨布と同一材料から形成される付記５に記載のウエーハ研磨装置。
（付記７）前記加圧器は、前記ステージを回転させる回転機構を有する付記１又は付記２に記載のウエーハ研磨装置。
（付記８）前記ステージの上面は、前記ウエーハの周縁を支持するウエーハ支持部と、前記ウエーハ支持部に囲まれる領域に形成される凹部とを有する付記７に記載のウエーハ研磨装置。
（付記９）前記検査部は、前記ウエーハを吸着して搬送する搬送アームを有する付記１乃至付記８に記載のウエーハ研磨装置。
（付記１０）ウエーハステージ上にウエーハを載置する工程と、前記ウエーハに圧力を加える工程と、前記圧力により損傷が生じない前記ウエーハを研磨ヘッドに装着する工程と、前記研磨ヘッドに装着された前記ウエーハを研磨用プラテン上で研磨する工程と、を有することを特徴とするウエーハの研磨方法。
（付記１１）前記ウエーハへの圧力は、押圧盤により前記ウエーハに押圧力を加えるか、回転により前記ウエーハに遠心力を加えるかのいずれかである付記１０に記載の研磨方法。
【符号の説明】
【００８４】
１  研磨装置
２  ウエーハ容器
３  ポート
４  搬送部
５  ダメージ検査部
６  研磨部
７  後処理部
８  ウエーハ搬送アーム
９  制御部
５０  チャンバー
５１  ウエーハステージ
５２  駆動支持部
５３  押圧盤
５４  下側パッド
５５  上側パッド
５６  開口部
５７  シャッター
５８  ウエーハステージ
５８ａ  凹部
５８ｂ  ウエーハ支持部
５８ｃ  回転機構
５８ｄ  回転軸
５９  カメラ
６１ａ、６１ｂ、６１ｃ  プラテン
６２  ウエーハ交換部
６３  回転支持部
６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ  研磨ヘッド
６５  研磨布
６６  ドレッサー
６７  給液管
８１  ウエーハ搬送アーム８１
【図１】
0005790362.tif 000002
【図２】
0005790362.tif 000003
【図３】
0005790362.tif 000004
【図４Ａ】
0005790362.tif 000005
【図４Ｄ】
0005790362.tif 000006
【図５Ａ】
0005790362.tif 000007
【図５Ｄ】
0005790362.tif 000008
【図６Ａ】
0005790362.tif 000009
【図６Ｄ】
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