(57)【要約】【課題】ウェハのスループットを向上させる。【解決手段】本発明に係る研磨装置の自己診断方法は、研磨を行うためのウェハが外部から供給されるのを待つウェハ待ち状態であるか否かを判定し（ステップＳ１０２）、ウェハ待ち状態であると判定された場合に、ウェハ待ち状態であると判定されたときから所定時間が経過したか否かを判定し（ステップＳ１０３）、ウェハ待ち状態であると判定され、かつ所定時間が経過したと判定された場合に、装置の異常を発見するための自己診断処理を行う（ステップＳ１０６）。【選択図】図５
2008124402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給されたウェハに対して所定の処理を行う半導体製造装置において、
前記所定の処理を行うためのウェハが外部から供給されるのを待つウェハ待ち状態であるか否かを判定し、
前記ウェハ待ち状態であると判定された場合に、前記ウェハ待ち状態であると判定されたときから所定時間が経過したか否かを判定し、
前記ウェハ待ち状態であると判定され、かつ前記所定時間が経過したと判定された場合に、装置の異常を発見するための自己診断処理を行うことを特徴とする半導体製造装置の自己診断方法。
【請求項２】
前記自己診断処理において、前記半導体製造装置に用いられる流体の流量が適正であるか否かを判定する流量チェック処理が行われることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置の自己診断方法。
【請求項３】
前記自己診断処理において、前記半導体製造装置を駆動するための駆動部が適正に作動するか否かを判定する駆動系チェック処理が行われることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の半導体製造装置の自己診断方法。
【請求項４】
外部から供給されたウェハに対して所定の処理を行う半導体製造装置において、
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の半導体製造装置の自己診断方法を用いて、装置の自己診断が行われることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】
外部から供給されたウェハを着脱可能に保持するウェハ保持装置と、前記ウェハを研磨可能な研磨部材とを備え、前記ウェハ保持装置に保持されたウェハに前記研磨部材を当接させながら相対移動させて前記ウェハを研磨するように構成された研磨装置において、
前記研磨を行うためのウェハが外部から供給されるのを待つウェハ待ち状態であるか否かを判定し、
前記ウェハ待ち状態であると判定された場合に、前記ウェハ待ち状態であると判定されたときから所定時間が経過したか否かを判定し、
前記ウェハ待ち状態であると判定され、かつ前記所定時間が経過したと判定された場合に、装置の異常を発見するための自己診断処理を行うことを特徴とする研磨装置の自己診断方法。
【請求項６】
前記自己診断処理において、前記研磨装置に用いられる流体の流量が適正であるか否かを判定する流量チェック処理が行われることを特徴とする請求項５に記載の研磨装置の自己診断方法。
【請求項７】
前記自己診断処理において、前記研磨装置を駆動するための駆動部が適正に作動するか否かを判定する駆動系チェック処理が行われることを特徴とする請求項５もしくは請求項６に記載の研磨装置の自己診断方法。
【請求項８】
外部から供給されたウェハを着脱可能に保持するウェハ保持装置と、前記ウェハを研磨可能な研磨部材とを備え、前記ウェハ保持装置に保持されたウェハに前記研磨部材を当接させながら相対移動させて前記ウェハを研磨するように構成された研磨装置において、
請求項５から請求項７のうちいずれか一項に記載の研磨装置の自己診断方法を用いて、装置の自己診断が行われることを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置等に代表される半導体製造装置の自己診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハに対し所定の処理を行う半導体製造装置として、例えば、ウェハにおける層間絶縁膜上の金属膜を化学機械研磨法（ＣＭＰ法）で精密に研磨加工する研磨装置（ＣＭＰ装置と称される）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような研磨装置では、装置の異常を発見するための自己診断処理が行われている。
【特許文献１】特開２００２−９３７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来における研磨装置の自己診断は、ウェハが到着する毎（実際には、数ロット毎）に、自動運転による研磨加工の直前で必ず実施されていたため、ウェハのスループットを低下させる一因となっていた。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ウェハのスループットを向上させることが可能な半導体製造装置の自己診断方法および半導体製造装置、並びに研磨装置の自己診断方法および研磨装置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】
【０００５】
このような目的達成のため、本発明に係る半導体製造装置の自己診断方法は、外部から供給されたウェハに対して所定の処理を行う半導体製造装置において、所定の処理を行うためのウェハが外部から供給されるのを待つウェハ待ち状態であるか否かを判定し、ウェハ待ち状態であると判定された場合に、ウェハ待ち状態であると判定されたときから所定時間が経過したか否かを判定し、ウェハ待ち状態であると判定され、かつ所定時間が経過したと判定された場合に、装置の異常を発見するための自己診断処理を行う。
【０００６】
また、上述の発明では、自己診断処理において、半導体製造装置に用いられる流体の流量が適正であるか否かを判定する流量チェック処理が行われることが好ましい。
【０００７】
また、上述の発明では、自己診断処理において、半導体製造装置を駆動するための駆動部が適正に作動するか否かを判定する駆動系チェック処理が行われることが好ましい。
【０００８】
さらに、本発明に係る半導体製造装置は、外部から供給されたウェハに対して所定の処理を行う半導体製造装置において、本発明に係る半導体製造装置の自己診断方法を用いて、装置の自己診断が行われることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る研磨装置の自己診断方法は、外部から供給されたウェハを着脱可能に保持するウェハ保持装置と、ウェハを研磨可能な研磨部材とを備え、ウェハ保持装置に保持されたウェハに研磨部材を当接させながら相対移動させてウェハを研磨するように構成された研磨装置において、研磨を行うためのウェハが外部から供給されるのを待つウェハ待ち状態であるか否かを判定し、ウェハ待ち状態であると判定された場合に、ウェハ待ち状態であると判定されたときから所定時間が経過したか否かを判定し、ウェハ待ち状態であると判定され、かつ所定時間が経過したと判定された場合に、装置の異常を発見するための自己診断処理を行う。
【００１０】
また、上述の発明では、自己診断処理において、研磨装置に用いられる流体の流量が適正であるか否かを判定する流量チェック処理が行われることが好ましい。
【００１１】
また、上述の発明では、自己診断処理において、研磨装置を駆動するための駆動部が適正に作動するか否かを判定する駆動系チェック処理が行われることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明に係る研磨装置は、外部から供給されたウェハを着脱可能に保持するウェハ保持装置と、ウェハを研磨可能な研磨部材とを備え、ウェハ保持装置に保持されたウェハに研磨部材を当接させながら相対移動させてウェハを研磨するように構成された研磨装置において、本発明に係る研磨装置の自己診断方法を用いて、装置の自己診断が行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ウェハのスループットを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について、半導体ウェハを３ステージの研磨工程で精密に平坦研磨するＣＭＰ装置（化学的機械的研磨装置）に適用した例について説明する。この研磨装置ＰＭは、その全体構成を平面図として図１に示すように、大別的には、半導体ウェハ（以下、ウェハＷと称する）の搬入（供給）・搬出を行うカセットインデックス部１、研磨加工を行う研磨加工部２、研磨加工が終了したウェハの洗浄を行う基板洗浄部３、及び研磨装置内でウェハＷの搬送を行う搬送装置４（第１搬送機構４１、第２搬送機構４２）などからなり、各部はそれぞれ自動開閉式のシャッタで仕切られてクリーンチャンバが構成される。研磨装置ＰＭの作動は、制御装置４００（図４を参照）により制御される。
【００１５】
カセットインデックス部１には、それぞれ複数枚のウェハＷを保持したカセット（キャリアとも称される）Ｃ1〜Ｃ4を載置するウェハ載置テーブル１２が設けられ、ウェハ載置テーブル１２の前方に第１搬送機構４１が配設されている。第１搬送機構４１は多関節アームを有する搬送装置であり、床面に設けられたリニアガイドに沿って移動自在な基台の上部に水平旋回及び昇降作動自在な旋回台が設けられ、この旋回台に取り付けられた多関節アームを伸縮させて、アーム先端部のウェハチャックでウェハＷの外周縁部を把持可能になっている。第１搬送機構４１によりセンドカセットＣ1，Ｃ2から取り出された研磨加工前の未加工ウェハＷは、基板洗浄部３内に設けられた未加工ウェハＷを搬送するための通路内で研磨加工部２の第２搬送機構４２に受け渡される。
【００１６】
研磨加工部２は、９０度ごとに回動送りされる円形のインデックステーブル２０を中心として４つのエリアに区分されており、未加工ウェハの搬入及び加工済ウェハの搬出を行う搬送ステージＳ0と、ウェハ表面の研磨加工を行う第１研磨ステージＳ1、第２研磨ステージＳ2、第３研磨ステージＳ3とから構成される。インデックステーブル２０は、これら４つのステージに対応して４分割されており、４分割されたインデックステーブル２０の各々の区画には、ウェハＷを裏面側から着脱自在に吸着保持するウェハチャック２００がテーブル上面に露出して配設されている。
【００１７】
各チャック２００は、インデックステーブル２０に回転自在に支持されるとともに、インデックステーブル２０の内部に設けられた電動モータやエアモータ等の駆動手段（図示せず）により高速回転および停止保持が自在に構成されている。なお、各チャック２００の直径はウェハＷの直径よりもわずかに小径に形成されており、ウェハチャック２００に保持されたウェハＷの外周端部を把持することができるようになっている。
【００１８】
搬送ステージＳ0には、第２搬送機構４２が設けられている。第２搬送機構４２により研磨加工部２に搬入されたウェハＷは、第２搬送機構４２により搬送され、搬送ステージＳ0に位置決めされたウェハチャック２００に搬入載置されて吸着保持される。
【００１９】
第１研磨ステージＳ1、第２研磨ステージＳ2、第３研磨ステージＳ3には、それぞれウェハチャック２００に吸着保持されたウェハＷの表面を研磨する表面研磨機構２２と、研磨パッドの研磨面をドレッシングするドレッシング機構２３とが設けられている。
【００２０】
表面研磨機構２２は、図２に概要構成を示すように、研磨パッド２２０と、研磨パッドの研磨面２２０ｓを下向きの水平姿勢で保持し回転させる研磨ヘッド２２２、研磨ヘッド２２２を水平揺動及び昇降作動させる研磨アーム２２３、およびウェハＷを表面上向きの水平姿勢で回転させる上記ウェハチャック２００などからなり、各ステージで行われるプロセス内容に応じた加工条件でウェハ表面が研磨加工される。なお、研磨パッド２２０の直径は、研磨対象であるウェハＷの直径よりも小さく設定されている。
【００２１】
表面研磨機構２２によるウェハ表面の研磨加工は、研磨アーム２２３を水平揺動させて研磨ヘッド２２２をウェハチャックの上方に位置させた状態で、研磨ヘッド２２２を回転させながら下降させ、ウェハチャック２００に吸着保持されて回転されるウェハＷの表面（被研磨面Ｗｓ）に研磨パッド２２０の研磨面２２０ｓを所定圧力で押圧させ、研磨ヘッドの中心部からスラリーを供給しながら研磨アーム２２３を揺動させることで行われ、ウェハＷの表面全体が平坦に研磨加工される。
【００２２】
なお、各表面研磨機構２２で用いられる研磨パッド２２０は、層間絶縁膜ＣＭＰ、メタルＣＭＰ等の加工プロセス、回路パターンの微細度、第１次研磨（粗研磨）〜第３次研磨（仕上げ研磨）等の加工段階などに応じて、適宜なパッドが選択して装着される。また研磨ヘッド２２２には、中心を貫通して円環状の研磨パッド２２０の中心部にスラリーを供給するスラリー供給構造が設けられており、研磨加工時には、スラリー供給装置から加工目的に応じたスラリーが供給されるようになっている。
【００２３】
また、各ステージの壁部におけるウェハチャック２００の近傍にはそれぞれ、所定の給水ノズルを有する洗浄水供給装置２２５（図１を参照）が設けられており、ウェハチャック２００に保持されたウェハＷの表面に、必要に応じて洗浄水供給装置２２５から洗浄用の純水が供給されるようになっている。また、研磨アーム２２３の先端部には、研磨ヘッド２２２を回転させるためのヘッド回転機構２２６および、研磨ヘッド２２２を上下移動させるためのヘッド上下機構２２７が内蔵され、研磨アーム２２３の基端部には、研磨アーム２２３を揺動させるためのアーム揺動機構２２８が内蔵されている。
【００２４】
ドレッシング機構２３は、ドレッシング工具２３０と、ドレッシング工具２３０を上向きの水平姿勢で上下移動させるドレッシング上下機構２３１とを有して構成される。そして、研磨アーム２２３を揺動させることにより回転する研磨ヘッド２２２をドレッシング工具２３０の上方に移動させた状態で、ドレッシング上下機構２３１によりドレッシング工具２３０を上昇させてドレッシング面２３０ｓを相対回転する研磨パッド２２０の研磨面２２０ｓに当接させ、ドレッシング用水供給装置２３２のノズルからドレッシング加工部に純水を供給して研削屑等を洗い流しながら、研磨面２２０ｓをドレッシングするようになっている。
【００２５】
インデックステーブル２０は、図１に示すように、第１〜第３研磨ステージＳ1、Ｓ2、Ｓ3における研磨加工が終了すると９０度回動送りされ、ウェハチャック２００に吸着保持されたウェハＷが、搬送ステージＳ0から順次第１研磨ステージＳ1→第２研磨ステージＳ2→第３研磨ステージＳ3に送られて各研磨ステージでＣＭＰ加工され、第３研磨ステージＳ3での研磨加工が終了したウェハＷが搬送ステージＳ0に送り出される。搬送ステージＳ0に送り出されて、吸着保持が解除された加工済ウェハＷは、第２搬送機構４２によって研磨加工部２から基板洗浄部３に搬送される。
【００２６】
基板洗浄部３は、第１洗浄室３１、第２洗浄室３２、第３洗浄室３３及び乾燥室３４の４室構成からなり、表裏両面の研磨加工が終了して第２搬送機構４２により搬入された加工済ウェハＷが、第１洗浄室３１→第２洗浄室３２→第３洗浄室３３→乾燥室３４に順次送られて研磨加工部２で付着したスラリーや研磨摩耗粉等の除去洗浄が行われる。各洗浄室における洗浄方法は種々の構成例があるが、例えば、第１洗浄室３１では回転ブラシによる両面洗浄、第２洗浄室３２では超音波加振下での表面ペンシル洗浄、第３洗浄室３３では純水によるスピナー洗浄、乾燥室３４では窒素雰囲気下における乾燥処理が行われる。なお、第１洗浄室３１の下方には、未加工ウェハＷを搬送するための通路が設置されている。
【００２７】
基板洗浄部３で洗浄された加工済ウェハＷは、第１搬送機構４１により基板洗浄部から取り出され、ウェハ載置テーブル１２上に載置されたレシーブカセットＣ3，Ｃ4の所定スロット、またはセンドカセットＣ1，Ｃ2の空きスロットに収容される。
【００２８】
次に、以上のように構成される研磨装置ＰＭを用いたウェハＷの研磨方法について、図３を追加参照しながら説明する。ここで、図３は、カセットインデックス部１のセンドカセットＣ1に収容された未加工ウェハＷが、研磨加工部２で順次研磨処理され、基板洗浄部３で洗浄処理され、カセットインデックス部１のレシーブカセットＣ4に収納されるまでのウェハＷの流れを点線と矢印を付して示したものである。なお、研磨装置ＰＭの作動は制御装置４００（図４を参照）によって制御され、制御装置は予め設定された制御プログラムに基づいて各部の作動制御を行う。
【００２９】
研磨装置ＰＭで研磨加工プログラムがスタートされると、第１搬送機構４１がセンドカセットＣ1の位置に移動し、旋回台を水平旋回及び昇降作動させるとともに多関節アームを伸長作動させてウェハチャックでスロット内の未加工ウェハＷを取り出し、旋回台を１８０度旋回作動させて第１洗浄室３１の下方に設置されている通路に向かい、この通路内で研磨加工部２側の第２搬送機構４２に未加工ウェハＷを受け渡す。
【００３０】
第１搬送機構４１から未加工ウェハＷを受け取った第２搬送機構４２は、未加工ウェハＷを研磨加工部２に搬入する。そして未加工ウェハＷは、第２搬送機構４２により表面研磨機構２２に搬送され、搬送ステージＳ0に位置決め停止されたインデックステーブル２０のウェハチャック２００上に搬入載置される。ウェハＷが載置されると、ウェハチャック２００がウェハＷの裏面を真空吸着して保持し、第２搬送機構４２は退避する。
【００３１】
表面研磨機構２２の第１研磨ステージＳ1〜第３研磨ステージＳ3において研磨加工が開始される。このような３段階の研磨ステージにおいて行われるウェハ表面の研磨加工については、既に公知であるため（例えば、本出願人による特開2002−93759号公報）、本明細書においては詳細説明を省略し、以下簡潔に説明する。
【００３２】
第２搬送機構４２が退避すると、インデックステーブル２０が時計回りに９０度回動されてウェハチャック２００に吸着保持されたウェハＷが第１研磨ステージＳ1に位置決めされ、同時に研磨アーム２２３が揺動されて研磨ヘッド２２２がウェハ上に移動する。そして研磨ヘッド２２２とウェハチャック２００とが反対方向に回転起動するとともに研磨ヘッド２２２が下降し、研磨パッド２２０（研磨面）をウェハ表面（被研磨面）に押圧させて第１次研磨加工を行う。研磨加工中には研磨ヘッド２２２の軸心からスラリーを供給しながら研磨パッド２２０がウェハの回転中心と外周端部との間を往復動するように研磨アーム２２３を揺動作動させ、ウェハ表面を均一に平坦研磨する。
【００３３】
第１次研磨加工が終了すると、制御装置はインデックステーブル２０を時計回りにさらに９０度回動させ、第１次研磨加工が終了したウェハを第２研磨ステージＳ2に、搬送ステージＳ0で待機されたウェハを第１研磨ステージＳ1に位置決めする。そして、第１及び第２研磨ステージでそれぞれ研磨ヘッド２２２を下降させて、第１次研磨加工と第２次研磨加工とを同時に並行して行う。
【００３４】
第２次研磨加工が終了すると、制御装置は第１次研磨加工が終了したか否かを確認し、第１次研磨加工が終了している場合に、インデックステーブル２０を時計回りにさらに９０度回動させて、第２次研磨加工が終了したウェハを第３研磨ステージＳ3に、第１次研磨加工が終了したウェハを第２研磨ステージＳ2に、搬送ステージで待機されたウェハを第１研磨ステージＳ1に位置決めし、それぞれ研磨ヘッド２２２を下降させて、第１，第２，第３次研磨加工を同時並行して行わせる。
【００３５】
第３次研磨加工が終了すると、制御装置は第１次研磨加工及び第２次研磨加工が終了したか否かを確認し、全ての研磨加工が終了している場合に、インデックステーブル２０を時計回りにさらに９０度回動させて、第３次研磨加工が終了したウェハを搬送ステージＳ0に、他のステージに位置したウェハも前述同様に各１段ずつ移動させて位置決めする。
【００３６】
インデックステーブル２０が位置決め停止され、第１〜第３研磨ステージを経て表面研磨が終了したウェハが搬送ステージＳ0に位置決めされると、第２搬送機構４２がウェハチャック２００上で真空吸着が解除された加工済ウェハの外周縁部を把持して上昇及び旋回作動し、リニアガイドに沿って水平移動して基板洗浄部３に搬送する。また加工済ウェハの搬送後に第１搬送機構４１から未加工ウェハを受け取って研磨加工部２に搬入する。
【００３７】
基板洗浄部３では、第１洗浄室３１で回転ブラシによる両面洗浄、第２洗浄室３２で超音波加振下での表面ペンシル洗浄、第３洗浄室３３で純水によるスピナー洗浄、乾燥室３４で窒素雰囲気下における乾燥処理が行われる。そして、このようにして洗浄された完成品ウェハは、カセットインデックス部１の第１搬送機構４１によって基板洗浄部３から取り出され、レシーブカセットＣ4の指定スロットに収納される。
【００３８】
以上の作動が順次繰り返して行われ、第１枚目のウェハの研磨加工完了後はインデックステーブル２０の回動間隔ごとに、表面及び裏面が平坦に研磨されたウェハがカセットＣ4に収納される。インデックステーブル２０の回動間隔は、３つのステージに分割された研磨加工時間によって規定され、例えば第１次研磨加工の時間間隔ごとに完成ウェハが連続生産される。また、ドレッシング機構２３によるドレッシングが各研磨ステージにおいて各研磨加工の行われる前に毎回行われ、研磨パッド表面（研磨面２２０ｓ）の目詰まりが修正されて平坦度が確保される。
【００３９】
ところで、研磨装置ＰＭでは、上述のような研磨加工が開始される前に、装置の異常を発見するための自己診断が行われる。具体的には、自己診断処理において、研磨装置ＰＭに用いられる流体の流量が適正であるか否かを判定する流量チェック処理と、研磨装置ＰＭを駆動するための駆動部が適正に作動するか否かを判定する駆動系チェック処理とが行われる。本実施形態において、流量チェック処理の対象となる流体は、洗浄水供給装置２２５およびドレッシング用水供給装置２３２で用いられる純水と、乾燥室３４で用いられる窒素ガスである。また、駆動系チェック処理の対象となる駆動部は、ヘッド上下機構２２７、アーム揺動機構２２８、およびドレッシング上下機構２３１である。
【００４０】
図４に研磨装置ＰＭにおける制御システムの一部を示す。制御装置４００は、カセットインデックス部１、研磨加工部２、基板洗浄部３、および搬送装置４等にそれぞれ制御信号を出力して、各装置の作動を制御するように構成されるが、図４には、流量チェック処理および駆動系チェック処理の対象となる構成部分が示されている。
【００４１】
図４に示すように、洗浄水供給装置２２５は、配管を介して研磨装置ＰＭの外部に設けられた純水供給部４０１と繋がっており、純水供給部４０１から洗浄水供給装置２２５に純水が供給されるようになっている。洗浄水供給装置２２５と純水供給部４０１とを繋ぐ管路には、第１の流体制御バルブ４１０および第１の流量計４１１が配設される。第１の流体制御バルブ４１０は、制御装置４００と電気的に接続され、制御装置４００からの制御信号に応じてバルブの開閉制御を行うようになっている。第１の流量計４１１は、制御装置４００と電気的に接続され、純水供給部４０１から洗浄水供給装置２２５に供給される純水の流量を制御装置４００へ出力するようになっている。
【００４２】
ドレッシング用水供給装置２３２は、洗浄水供給装置２２５と同様に純水供給部４０１と繋がっており、純水供給部４０１からドレッシング用水供給装置２３２に純水が供給されるようになっている。ドレッシング用水供給装置２３２と純水供給部４０１とを繋ぐ管路には、第２の流体制御バルブ４１２および第２の流量計４１３が配設される。第２の流体制御バルブ４１２は、制御装置４００と電気的に接続され、制御装置４００からの制御信号に応じてバルブの開閉制御を行うようになっている。第２の流量計４１３は、制御装置４００と電気的に接続され、純水供給部４０１からドレッシング用水供給装置２３２に供給される純水の流量を制御装置４００へ出力するようになっている。
【００４３】
乾燥室３４は、配管を介して研磨装置ＰＭの外部に設けられた（窒素ガスボンベ等の）窒素供給部４０２と繋がっており、窒素供給部４０２から乾燥室３４に窒素ガスが供給されるようになっている。乾燥室３４と窒素供給部４０２とを繋ぐ管路には、第３の流体制御バルブ４１４および第３の流量計４１５が配設される。第３の流体制御バルブ４１４は、制御装置４００と電気的に接続され、制御装置４００からの制御信号に応じてバルブの開閉制御を行うようになっている。第３の流量計４１５は、制御装置４００と電気的に接続され、窒素供給部４０２から乾燥室３４に供給される窒素ガスの流量を制御装置４００へ出力するようになっている。
【００４４】
また、ヘッド上下機構２２７、アーム揺動機構２２８、およびドレッシング上下機構２３１は、制御装置４００と電気的に接続される。ヘッド上下機構２２７は、研磨ヘッド２２２を上下移動させるためのエアシリンダ（図示せず）や電空レギュレータ（図示せず）等を有して構成され、制御装置４００から（電空レギュレータ等に）出力される制御信号に応じてヘッド上下機構２２７の作動が制御される。なお、研磨アーム２２３における研磨ヘッド２２２の近傍には、研磨ヘッド２２２が所定のヘッド上昇位置に位置するか否かを検出するヘッド用上昇センサ４２０および、研磨ヘッド２２２がヘッド上昇位置よりも下側に位置する所定のヘッド下降位置に位置するか否かを検出するヘッド用下降センサ４２１が設けられており、各センサの検出信号が制御装置４００へ出力されるようになっている。
【００４５】
アーム揺動機構２２８は、研磨アーム２２３を揺動させるための電動モータ（図示せず）等を有して構成され、制御装置４００から（電動モータ等に）出力される制御信号に応じてヘッド上下機構２２７の作動が制御される。なお、研磨アーム２２３の近傍には、研磨アーム２２３がウェハチャック２００側に近い所定の第１揺動位置に位置するか否かを検出する第１揺動センサ４２２および、研磨アーム２２３がドレッシング機構２３側に近い所定の第２揺動位置に位置するか否かを検出する第２揺動センサ４２３が設けられており、各センサの検出信号が制御装置４００へ出力されるようになっている。
【００４６】
ドレッシング上下機構２３１は、ドレッシング工具２３０を上下移動させるためのエアシリンダ（図示せず）や電空レギュレータ（図示せず）等を有して構成され、制御装置４００から（電空レギュレータ等に）出力される制御信号に応じてドレッシング上下機構２３１の作動が制御される。なお、ドレッシング工具２３０の近傍には、ドレッシング工具２３０が所定の工具上昇位置に位置するか否かを検出するドレッシング用上昇センサ４２４および、ドレッシング工具２３０が工具上昇位置よりも下側に位置する所定の工具下降位置に位置するか否かを検出するドレッシング用下降センサ４２５が設けられており、各センサの検出信号が制御装置４００へ出力されるようになっている。
【００４７】
さて、このような研磨装置ＰＭの自己診断方法について、図５に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。なお、以下に述べる各処理は、別途説明がない限り制御装置４００により行われる。まず、ステップＳ１０１において、後述する環境保持処理を行うための環境保持起動タイマーをクリアする（０にする）とともに、自己診断処理が行われると設定される自己診断実行済みフラグをクリアする。
【００４８】
次に、ステップＳ１０２において、研磨加工を行うためのウェハＷ（カセット）がウェハ載置テーブル１２に到着したか否か、すなわち、ウェハＷが外部から供給されるのを待つウェハ待ち状態であるか否かを判定する。ウェハＷが到着している場合（Ｙｅｓの場合）、ウェハ待ち状態でないと判定され、処理が終了するとともに、所定のレシピで研磨装置ＰＭによるウェハＷの研磨加工が開始される。一方、ウェハＷが到着していない場合（Ｎｏの場合）、ウェハ待ち状態であると判定され、ステップＳ１０３に進む。
【００４９】
ステップＳ１０３において、環境保持起動タイマーが規定時間を経過したか否かを判定する。なお、規定時間は、環境保持処理を定期的に行うために適宜設定された時間である。規定時間を経過していない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ１０２に戻り、規定時間を経過した場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ１０４に進む。
【００５０】
ステップＳ１０４において、装置内の環境を一定に保つための環境保持処理を実行する。環境保持処理では、例えば研磨パッド２２０の保湿処理等が行なわれる。なお、研磨パッド２２０の保湿処理は、各研磨ステージＳ1〜Ｓ3に配設されたパッド交換台（図示せず）に純水を満たし、研磨アーム２２３を用いて研磨パッド２２０（研磨ヘッド２２２）をパッド交換台まで移動させて、パッド交換台において純水を満たした部分に研磨パッド２２０の一部を接触させることにより行われる。そして、環境保持処理が終了すると、環境保持起動タイマーをクリアしてステップＳ１０５に進む。
【００５１】
ステップＳ１０５において、自己診断処理が実行済みであるか否か、すなわち、自己診断実行済みフラグが設定されているか否かを判定する。自己診断処理が実行済みである場合（Ｙｅｓの場合）、ステップＳ１０２に戻り、自己診断処理が実行済みでない場合（Ｎｏの場合）、ステップＳ１０６に進む。
【００５２】
そして、ステップＳ１０６において、装置の異常を発見するための自己診断処理を実行し、ステップＳ１０２に戻る。なおこのとき、自己診断処理が終了すると、自己診断実行済みフラグが設定される。上述から分かるように、環境保持起動タイマーが規定時間を経過して環境保持処理を実行した後に、自己診断処理が実行されるが、ステップＳ１０１において環境保持起動タイマーおよび自己診断実行済みフラグをクリアしているため、実際には、ウェハ待ち状態であると判定されてから所定時間（環境保持起動タイマーの規定時間に環境保持処理の処理時間を加えた時間にほぼ等しい）が経過した後に、自己診断処理が実行されることになる。
【００５３】
前述したように、自己診断処理では、流量チェック処理および駆動系チェック処理が行われる。そこでまず、流量チェック処理について、図６に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。流量チェック処理ではまず、ステップＳ２０１において、調査対象となる流体のバルブを開放する。本実施形態では、調査対象が洗浄水供給装置２２５で用いられる純水である場合、第１の流体制御バルブ４１０を開放する。同様に、調査対象がドレッシング用水供給装置２３２で用いられる純水である場合、第２の流体制御バルブ４１２を開放する。また同様に、調査対象が乾燥室３４で用いられる窒素ガスである場合、第３の流体制御バルブ４１４を開放する。
【００５４】
次に、ステップＳ２０２において、調査対象となる流体の流量を一定期間（例えば、１０秒）、一定間隔（例えば、０．２秒毎）でモニタする。このとき、調査対象が洗浄水供給装置２２５で用いられる純水である場合、第１の流量計４１１で純水の流量が測定される。同様に、調査対象がドレッシング用水供給装置２３２で用いられる純水である場合、第２の流量計４１３で純水の流量が測定される。また同様に、調査対象が乾燥室３４で用いられる窒素ガスである場合、第３の流量計４１５で窒素ガスの流量が測定される。
【００５５】
次に、ステップＳ２０３において、調査対象となる流体のバルブを閉鎖する。このとき、調査対象が洗浄水供給装置２２５で用いられる純水である場合、第１の流体制御バルブ４１０を閉鎖する。同様に、調査対象がドレッシング用水供給装置２３２で用いられる純水である場合、第２の流体制御バルブ４１２を閉鎖する。また同様に、調査対象が乾燥室３４で用いられる窒素ガスである場合、第３の流体制御バルブ４１４を閉鎖する。
【００５６】
次に、ステップＳ２０４において、ステップＳ２０２で取得した流体の時系列の流量が適正な値か否かを判定する。具体的には、以下の３つの項目について判定を行う。第１に、流体の流量が規定流量範囲に入っているか否かを判定する。第２に、バルブを開放してから規定流量に達するまでの時間が適切か否かを判定する。第３に、規定流量に達してからの流量変動が適切か否かを判定する。
【００５７】
次に、ステップＳ２０５において、流量の正常・異常を判断する。具体的には、ステップＳ２０４における全ての項目で流量が適正であると判定された場合、調査対象となる流体の流量は正常であると判断する。一方、ステップＳ２０４における全ての項目で１つでも流量が適正でないと判定された場合、調査対象となる流体の流量は異常であると判断し、アラーム等の警報作動を行う。
【００５８】
そして、ステップＳ２０６において、調査対象となる全ての流体の流量（すなわち、各純水および窒素ガスの流量）についてチェックを行ったか否かを判定する。判定結果がＮｏの場合、ステップＳ２０１に戻り、判定結果がＹｅｓの場合、流量チェック処理を終了する。
【００５９】
続いて、駆動系チェック処理について、図７に示すフローチャートを参照しながら以下に説明する。駆動系チェック処理ではまず、ステップＳ３０１において、調査対象となる駆動部を駆動させて、駆動時間を取得する。具体的には、調査対象がヘッド上下機構２２７である場合、ヘッド上下機構２２７を駆動させて、研磨ヘッド２２２を前述のヘッド上昇位置からヘッド下降位置まで下降させ、研磨ヘッド２２２がヘッド上昇位置からヘッド下降位置までに達する時間を取得する。このとき、研磨ヘッド２２２の位置（ヘッド上昇位置およびヘッド下降位置）は、ヘッド用上昇センサ４２０およびヘッド用下降センサ４２１で検出される。
【００６０】
同様に、調査対象がアーム揺動機構２２８である場合、アーム揺動機構２２８を駆動させて、研磨アーム２２３を前述の第１揺動位置から第２揺動位置まで揺動させ、研磨アーム２２３が第１揺動位置から第２揺動位置までに達する時間を取得する。このとき、研磨アーム２２３の位置（第１揺動位置および第２揺動位置）は、第１揺動センサ４２２および第２揺動センサ４２３で検出される。
【００６１】
また同様に、調査対象がドレッシング上下機構２３１である場合、ドレッシング上下機構２３１を駆動させて、ドレッシング工具２３０を前述の工具下降位置から工具上昇位置まで上昇させ、研磨ヘッド２２２が工具下降位置から工具上昇位置までに達する時間を取得する。このとき、研磨ヘッド２２２の位置（工具上昇位置および工具下降位置）は、ドレッシング用上昇センサ４２４およびドレッシング用下降センサ４２５で検出される。
【００６２】
次に、ステップＳ３０２において、ステップＳ３０１とは逆方向に駆動部を駆動させて、駆動時間を取得する。具体的には、調査対象がヘッド上下機構２２７である場合、研磨ヘッド２２２をヘッド下降位置からヘッド上昇位置まで上昇させ、研磨ヘッド２２２がヘッド下降位置からヘッド上昇位置までに達する時間を取得する。同様に、調査対象がアーム揺動機構２２８である場合、研磨アーム２２３を第２揺動位置から第１揺動位置まで揺動させ、研磨アーム２２３が第２揺動位置から第１揺動位置までに達する時間を取得する。また同様に、調査対象がドレッシング上下機構２３１である場合、ドレッシング工具２３０を工具上昇位置から工具下降位置まで下降させ、研磨ヘッド２２２が工具上昇位置から工具下降位置までに達する時間を取得する。
【００６３】
次に、ステップＳ３０３において、ステップＳ３０１およびステップＳ３０２の動作を複数回（例えば、１０回）繰り返す。
【００６４】
次に、ステップＳ３０４において、各ステップで取得した駆動部の駆動時間が適正な値か否かを判定する。具体的には、以下の３つの項目について判定を行う。第１に、駆動時間の最小値が規定範囲に入っているか否かを判定する。第２に、駆動時間の最大値が規定範囲に入っているか否かを判定する。第３に、駆動時間の平均値が規定範囲に入っているか否かを判定する。
【００６５】
次に、ステップＳ３０５において、調査対象となる駆動部の正常・異常を判断する。具体的には、ステップＳ３０４における全ての項目で駆動時間が適正であると判定された場合、調査対象となる駆動部は正常であると判断する。一方、ステップＳ３０４における全ての項目で１つでも駆動時間が適正でないと判定された場合、調査対象となる駆動部は異常であると判断し、アラーム等の警報作動を行う。
【００６６】
そして、ステップＳ３０６において、調査対象となる全ての駆動部（すなわち、ヘッド上下機構２２７、アーム揺動機構２２８、およびドレッシング上下機構２３１）についてチェックを行ったか否かを判定する。判定結果がＮｏの場合、ステップＳ３０１に戻り、判定結果がＹｅｓの場合、処理を終了する。
【００６７】
なお、研磨加工を行うためのウェハＷ（カセット）が到着してウェハ待ち状態でないと判定されると、研磨加工が開始される直前に上述した自己診断処理が行われ、所定のレシピで研磨装置ＰＭによるウェハＷの研磨加工が開始されるが、その際、ウェハ待ち状態のときに自己診断処理が実行済みであれば、研磨加工が開始される直前に行われる自己診断処理が省略される。
【００６８】
この結果、本実施形態に係る研磨装置の自己診断方法および研磨装置によれば、ウェハ待ち状態のときに自己診断処理を実行することで、ウェハＷ（カセット）が到着した直後の自己診断処理を省略することが可能になることから、ウェハＷのスループットを向上させることができる。また、ウェハ待ち状態のときに自己診断処理を実行するため、装置の異常を早く発見することができる。さらに、装置が自己診断を行うことで、オペレータの手間を省くことができる。
【００６９】
また、自己診断処理において流量チェック処理を行うことで、研磨装置ＰＭに用いられる流体（各純水および窒素ガス）の流量の異常を早く発見することができる。
【００７０】
また、自己診断処理において駆動系チェック処理を行うことで、研磨装置ＰＭを構成する駆動部（ヘッド上下機構２２７、アーム揺動機構２２８、およびドレッシング上下機構２３１）の異常を早く発見することができる。
【００７１】
なお、上述の実施形態において、ウェハＷの研磨を行う研磨装置ＰＭを例に説明しているが、これに限られるものではなく、例えば、ウェハに所定のマスクパターンを転写する露光装置（ステッパー）等、外部から供給されたウェハに対して所定の処理を行う半導体製造装置に対しても、本発明を適用することが可能である。
【００７２】
また、上述の実施形態において、環境保持処理を実行した後に自己診断処理を実行しているが、これに限られるものではなく、環境保持処理の実行中に（もしくは環境保持処理と同時に）自己診断処理を実行するようにしてもよい。
【００７３】
さらに、上述の実施形態において、流量チェック処理の対象となる流体は、洗浄水供給装置２２５およびドレッシング用水供給装置２３２で用いられる純水と、乾燥室３４で用いられる窒素ガスであるが、これに限られるものではなく、例えば、ヘッド上下機構２２７のエアシリンダ（図示せず）に用いられる空気やスラリー等、研磨装置ＰＭに用いられる流体に対してこのような処理を行うことが可能である。
【００７４】
また、上述の実施形態において、駆動系チェック処理の対象となる駆動部は、ヘッド上下機構２２７、アーム揺動機構２２８、およびドレッシング上下機構２３１であるが、これに限られるものではなく、例えば、研磨ヘッド２２２を回転させるためのヘッド回転機構２２６等、研磨装置ＰＭを駆動するための駆動部に対してこのような処理を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】研磨装置の全体構成例を示す平面図である。
【図２】表面研磨機構およびドレッシング機構を模式的に示す概要構成図である。
【図３】研磨装置におけるウェハの流れを示す説明図である。
【図４】研磨装置における制御システムの一部を示すブロック図である。
【図５】研磨装置の自己診断方法を示すフローチャートである。
【図６】流量チェック処理を示すフローチャートである。
【図７】駆動系チェック処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
ＰＭ  研磨装置（半導体製造装置）
Ｗ  ウェハ                          Ｗｓ  被研磨面
２２  表面研磨機構                    ３４  乾燥室
２００  ウェハチャック（ウェハ保持装置）
２２０  研磨パッド（研磨部材）          ２２２  研磨ヘッド
２２３  研磨アーム                      ２２５  洗浄水供給装置
２２７  ヘッド上下機構                  ２２８  アーム揺動機構
２３０  ドレッシング工具                ２３１  ドレッシング上下機構
２３２  ドレッシング用水供給装置
４００  制御装置
４０１  純水供給部                      ４０２  窒素供給部
【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】
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【図６】
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【図７】
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