(57)【要約】【課題】本発明は、研磨後のウェーハを受取る搬送装置のチャック面をスラリーや研磨屑で汚染することがなく、また、研磨後のウェーハを洗浄する洗浄装置の洗浄効率を低下させることのない研磨装置、及び研磨方法を提供することを目的とする。【解決手段】研磨後の板状物Ｗを洗浄装置４０に搬送する前に、研磨ヘッド３３から板状物Ｗを受け取るとともに搬送装置６０に受け渡す受け渡し装置５０内で板状物Ｗの裏面をプリ洗浄装置７０でシャワー洗浄及びスクラブ洗浄し、板状物Ｗの裏面に付着していたスラリーや研磨屑を流し去るようにした。【選択図】      図２
2005074574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨ヘッドで板状物の裏面を保持して回転するとともに、スラリーを介在させながら前記板状物の表面を回転する研磨パッドに押圧して、前記板状物の表面を研磨する研磨装置であって、研磨後の前記板状物を洗浄する洗浄装置を備えた研磨装置において、
研磨後の前記板状物を前記洗浄装置に搬送する前に前記板状物の裏面を洗浄するプリ洗浄装置が設けられていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記プリ洗浄装置が、前記研磨ヘッドから板状物を受け取るとともに搬送装置に受け渡す受け渡し装置に設けられてい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】
前記プリ洗浄装置では、シャワー洗浄又はスクラブ洗浄、あるいはシャワー洗浄及びスクラブ洗浄を行うことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の研磨装置。
【請求項４】
研磨ヘッドで板状物の裏面を保持して回転するとともに、スラリーを介在させながら前記板状物の表面を回転する研磨パッドに押圧して、前記板状物の表面を研磨する研磨方法であって、研磨後の前記板状物を洗浄装置で洗浄する研磨方法において、
研磨後の前記板状物を洗浄装置に搬送する前に前記板状物の裏面をプリ洗浄することを特徴とする研磨方法。
【請求項５】
前記プリ洗浄を、前記研磨ヘッドから板状物を受け取るとともに搬送装置に受け渡す受け渡し装置内で行うことを特徴とする、請求項４に記載の研磨方法。
【請求項６】
前記プリ洗浄では、シャワー洗浄又はスクラブ洗浄、あるいはシャワー洗浄及びスクラブ洗浄を行うことを特徴とする、請求項４又は請求項５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、特に板状物の表面を研磨した後、研磨後の板状物を洗浄装置に搬入して洗浄する研磨装置及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体技術の発展により、デザインルールの微細化、多層配線化が進み、またコスト低減を進める上においてウエーハの大口径化も進行してきている。そのため、従来のようにパターンを形成した層の上にそのまま次の層のパターンを形成しようとした場合、前の層の凹凸のために次の層では良好なパターンを形成することが難しく、欠陥などが生じやすかった。
【０００３】
そこで、パターンを形成した層の表面を平坦化し、その後で次の層のパターンを形成することが行われている。この場合、ＣＭＰ（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing 化学的機械研磨）法によるウェーハの研磨装置が用いられている。
【０００４】
このＣＭＰ法によるウェーハの研磨装置として、表面に研磨パッドが貼付された円盤状の研磨定盤と、ウェーハの一面を保持してウェーハの他面を研磨パッドに当接させる研磨ヘッドとを有し、研磨定盤を回転させるとともに研磨ヘッドを回転させながらウェーハを研磨パッドに当接させ、研磨パッドとウェーハとの間に研磨剤であるスラリーを供給しながらウェーハの他面を研磨するＣＭＰ装置が、一般に広く知られている。
【０００５】
このＣＭＰ装置内にはウェーハを搬送する複数の搬送装置が組込まれ、ウェーハはこの複数の搬送装置によってＣＭＰ装置の各部に搬送されて研磨され、表面が平坦化される。また、１つの搬送装置と他の搬送装置との間のウェーハの受渡しのために、ウェーハ受渡しステージが組込まれている。
【０００６】
このウエーハ受渡しステージとして、ウェーハの径より僅かに大径の凹部を有し、凹部の底面に給水口が設けられたステージであって、搬送装置からウェーハを受取る時は凹部の底面で受けるとともに凹部の側面で位置決めをし、ウェーハを別の搬送装置に渡す時は凹部に給水し、ウェーハをフローティングさせて持ち上げるようにしたロードステージが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
研磨され、表面が平坦化されたウェーハは、研磨ヘッドからこのロードステージ上に移され、このロードステージ上から別の搬送装置で洗浄装置へ搬送される。洗浄装置ではウェーハの表面及び裏面が洗浄され、リンスされ、そして乾燥される。
【特許文献１】特開２０００−１２４１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述の特許文献１に記載された従来のウェーハ加工装置では、表面が研磨されたウェーハは研磨ヘッドからロードステージに受け渡され、そこから次の搬送装置に移し替えられて洗浄装置まで搬送され、そこで洗浄と乾燥が行われるようになっている。
【０００９】
ところが、裏面で研磨ヘッドに保持されて表面を研磨されたウェーハは、研磨後に研磨ヘッドに保持されたまま表面側に純水が噴射されて、表面に付着していたスラリーや研磨屑が洗い流された状態でロードステージに受け渡されるが、ウェーハの裏面に回りこんだスラリーや研磨屑はそのままウェーハの裏面に付着したままになっている。
【００１０】
そのため、ロードステージから次の搬送手段に受け渡した時に、搬送手段のチャック面がスラリーや研磨屑で汚染されるという問題があった。また、搬送手段のチャック面に付着したスラリーや研磨屑が乾燥して固着した時に、このチャック面で次のウェーハをチャックするとチャックされたウェーハの裏面に傷が付くという問題もあった。更に、汚れの多いウェーハを洗浄装置に持ち込むことにより、洗浄装置の効率が低下するという問題もあった。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、研磨後のウェーハを受取る搬送装置のチャック面をスラリーや研磨屑で汚染することがなく、また、搬送装置のチャック面に固着したスラリーや研磨屑でウェーハの裏面に傷が付くことを防止でき、更に研磨後のウェーハを洗浄する洗浄装置の洗浄効率を低下させることのない研磨装置、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】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、研磨ヘッドで板状物の裏面を保持して回転するとともに、スラリーを介在させながら前記板状物の表面を回転する研磨パッドに押圧して、前記板状物の表面を研磨する研磨装置であって、研磨後の前記板状物を洗浄する洗浄装置を備えた研磨装置において、研磨後の前記板状物を前記洗浄装置に搬送する前に前記板状物の裏面を洗浄するプリ洗浄装置が設けられていることを特徴としている。
【００１３】
請求項１の発明によれば、研磨後の板状物を洗浄装置に搬送する前に板状物の裏面をプリ洗浄装置で洗浄し、板状物の裏面に付着していたスラリーや研磨屑を流し去るので、搬送装置のチャック面が汚染されることがない。また、搬送装置のチャック面に固着したスラリーや研磨屑で板状物の裏面に傷が付くことを防止でき、更に研磨後の板状物の洗浄装置の洗浄効率を低下させることがない。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記プリ洗浄装置が、前記研磨ヘッドから板状物を受け取るとともに搬送装置に受け渡す受け渡し装置に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項２の発明によれば、研磨ヘッドから板状物を受け取るとともに搬送装置に受け渡す受け渡し装置内で板状物の裏面をプリ洗浄するので、板状物の裏面が搬送装置のチャック面に接触する前に裏面に付着していたスラリーや研磨屑を流し去ることができ、搬送装置のチャック面を汚染することがない。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記プリ洗浄装置では、シャワー洗浄又はスクラブ洗浄、あるいはシャワー洗浄及びスクラブ洗浄を行うことを特徴としている。
【００１７】
請求項３の発明によれば、板状物の裏面がシャワー洗浄又はスクラブ洗浄、あるいはシャワー洗浄及びスクラブ洗浄でプリ洗浄されるので、裏面に付着していたスラリーや研磨屑を効率よく流し去ることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載の発明は、研磨ヘッドで板状物の裏面を保持して回転するとともに、スラリーを介在させながら前記板状物の表面を回転する研磨パッドに押圧して、前記板状物の表面を研磨する研磨方法であって、研磨後の前記板状物を洗浄装置で洗浄する研磨方法において、研磨後の前記板状物を洗浄装置に搬送する前に前記板状物の裏面をプリ洗浄することを特徴としている。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４の発明において、前記プリ洗浄を、前記研磨ヘッドから板状物を受け取るとともに搬送装置に受け渡す受け渡し装置内で行うことを特徴とし、請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５の発明において、前記プリ洗浄では、シャワー洗浄又はスクラブ洗浄、あるいはシャワー洗浄及びスクラブ洗浄を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、研磨後の板状物を洗浄装置に搬送する前に板状物の裏面をプリ洗浄装置で洗浄し、板状物の裏面に付着していたスラリーや研磨屑を流し去るので、搬送装置のチャック面が汚染されることがない。また、搬送装置のチャック面に固着したスラリーや研磨屑で板状物の裏面に傷が付くことを防止でき、更に研磨後の板状物を洗浄する洗浄装置の洗浄効率を低下させることがない。
【００２１】
また、研磨ヘッドから板状物を受け取るとともに搬送装置に受け渡す受け渡し装置内で板状物の裏面をプリ洗浄するので、板状物の裏面が搬送装置のチャック面に接触する前に裏面に付着していたスラリーや研磨屑を流し去ることができ、搬送装置のチャック面を汚染することがない。
【００２２】
また、板状物の裏面がシャワー洗浄又はスクラブ洗浄、あるいはシャワー洗浄及びスクラブ洗浄でプリ洗浄されるので、裏面に付着していたスラリーや研磨屑を効率よく流し去ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下添付図面に従って本発明に係る研磨装置及び研磨方法の最良の実施の形態について詳説する。尚各図において、同一の部材については同一の番号又は記号を付している。
【００２４】
図１、及び図２は、本発明に係る研磨装置の実施の形態を説明する構成図で、図１は平面図、図２は正面図である。
【００２５】
研磨装置１０は、板状物であるウェーハＷを収納するウェーハ収納部２０、ウェーハＷを研磨する研磨部３０、研磨されたウェーハＷを洗浄、及び乾燥する洗浄装置４０、ウェーハＷの搬送時にウェーハＷの受け渡しを行う受け渡し装置５０、ウェーハＷの搬送装置６０、及びウェーハＷの裏面をプリ洗浄するプリ洗浄装置７０等で構成されている。
【００２６】
ウェーハ収納部２０には、多数枚のウェーハＷを収納した供給カセット２１と、研磨されたウェーハＷを収納する収納カセット２２とが格納されている。
【００２７】
研磨部３０は、図１及び図２に示すように、上面に研磨パッド３２が貼付され、図示しない駆動装置によって回転される研磨定盤３１、ウェーハＷの裏面を保持して回転されるとともにウェーハＷの表面を研磨パッド３２に押圧させる研磨ヘッド３３、研磨パッド３２上面に揺動しながら研磨スラリーを供給するスラリーノズル３４等で構成されている。  
【００２８】
研磨ヘッド３３は、研磨部３０の研磨位置とウェーハＷの受け渡し装置５０の受け渡し位置との間を移動可能で、受け渡し装置５０上でウェーハＷを受取るとともに、研磨後のウェーハＷを受け渡し装置５０に受け渡す。
【００２９】
洗浄装置４０では、研磨後のウェーハＷのアルカリ洗浄、酸洗浄、リンス、及びスピン乾燥をおこなう。受け渡し装置５０は、内径がウェーハＷの外径より僅かに大径のウェーハカップ５１を有しており、搬送装置６０からウェーハＷを受け取って研磨ヘッド３３に受け渡すとともに、研磨後のウェーハＷを研磨ヘッド３３から受け取り、搬送装置６０に受け渡す。
【００３０】
ウェーハカップ５１には純水が貯留され、ウェーハＷを受け取る時は水面上で衝撃を抑制して受け取る。また、ウェーハＷを受け渡す時は貯留した純水を排水し、ウェーハカップ５１の底部に設けられた複数の支持部材５１Ａ、５１Ａ、…でウェーハＷを支持した状態で受け渡すようになっている。支持部材５１Ａは、円周上等間隔に６個乃至子８個配設するのが好ましい。
【００３１】
搬送装置６０は、先端に吸着パッド６２が取付けられた多間接アーム６１を有し、吸着パッド６２のチャック面６２ＡでウェーハＷを吸着し、供給カセット２１、受け渡し装置５０、洗浄装置４０、及び収納カセット２２間でウェーハＷを搬送する。
【００３２】
受け渡し装置５０の上方にはプリ洗浄装置７０が設けられている。プリ洗浄装置７０はシャワーノズル７１と回転ブラシ７２とを有しており、シャワーノズル７１はウェーハＷの径方向に往復移動するとともに、先端から下方に向けて純水を噴射する。
【００３３】
また、ブラシ７２は円筒形状のナイロンブラシ又はスポンジで形成され、軸芯から純水を湧出させながら回転するとともにウェーハＷの径方向に往復移動する。なお、ブラシ７２は円筒形状に限らず、カップ型ブラシであってもよい。
【００３４】
このプリ洗浄装置７０は、受け渡し装置５０に保持されたウェーハＷの裏面にシャワーノズル７１から純水を噴射しながらシャワーノズル７１を往復移動させてシャワー洗浄するとともに、回転ブラシ７２を回転させながら裏面に当接させて往復移動させウェーハＷの裏面をスクラブする。このように、プリ洗浄装置７０によるシャワー洗浄及びスクラブ洗浄でウェーハＷの裏面に付着しているスラリーや研磨屑が洗い流される。
【００３５】
次に、前述のように構成された研磨装置１０の作用について説明する。ウェーハ収納部２０には研磨すべきウェーハＷが複数枚収納された供給カセット２１と、研磨後のウェーハＷを収納する空の収納カセット２２がセットされる。
【００３６】
次に最初のウェーハＷが搬送装置６０によって供給カセット２１から取出され、受け渡し装置５０に受け渡される。受け渡し装置５０のウェーハカップ５１には純水が貯留されており、水面でウェーハを柔らかく受取るとともにウェーハＷのセンタリングを行う。この時、ウェーハＷの研磨すべき表面側が下向きで水面と接している。
【００３７】
次にウェーハカップ５１内の純水が排出され、ウェーハＷはウェーハカップ５１底部に設けられた複数の支持部材５１Ａ、５１Ａ、…に支持される。ここで研磨ヘッド３３が受け渡し装置５０の上方へ移動し、ウェーハＷの裏面を吸着保持して研磨パッド３２上面まで移動する。
【００３８】
研磨ヘッド３３が受け渡し装置５０からウェーハＷを受取る時は、ウェーハカップ５１内の純水が排出されているのでウェーハＷには純水による表面張力が働かず、スムーズに受取ることができる。
【００３９】
ここでウェーハＷは回転する研磨パッドに自転しながら押圧され、表面が研磨される。研磨にあたっては、揺動するスラリーノズル３４から研磨材を含有した薬液スラリーが研磨パッド３２上面に供給され、ウェーハＷの表面がＣＭＰ法で化学機械研磨されて平坦化される。研磨が終了すると、図示しない純水ノズルから研磨されたウェーハＷの表面に純水が噴射され、スラリーや研磨屑を表面から流し去る。
【００４０】
次に、研磨ヘッド３３は受け渡し装置５０の上方へ移動し、吸着を解除して、純水が貯留されたウェーハカップ５１内に研磨されたウェーハＷを受け渡す。ウェーハＷは研磨終了後、研磨ヘッド３３に保持された状態のまま純水洗浄されて表面のスラリーや研磨屑が除去されているが、研磨中に研磨ヘッド３３のウェーハ吸着面とウェーハＷの裏面との僅かな隙間に侵入したスラリーや研磨屑は除去されていないので、受け渡し装置５０に受け渡されたウェーハＷの裏面にはスラリーや研磨屑が付着したままになっている。
【００４１】
ここで、プリ洗浄装置７０が起動する。即ちシャワーノズル７１がウェーハＷの径方向に往復運動しながら純水をウェーハＷの裏面に噴射してシャワー洗浄するとともに、回転ブラシ７２が軸芯から純水を湧出させながら回転と往復運動をしてスクラブ洗浄し、ウェーハＷの裏面に付着していたスラリーや研磨屑を洗い流す。
【００４２】
次にウェーハカップ５１内の純水が排出されてウェーハＷが複数の支持部材５１Ａ、５１Ａ、…に支持された状態で搬送装置６０の吸着パッド６２に吸着され、洗浄装置４０内に搬送される。
【００４３】
この時ウェーハＷの裏面はプリ洗浄装置７０によって洗浄されているので、搬送装置６０の吸着パッド６２の吸着面６２Ａを汚染することがない。また大量の汚れを洗浄装置４０内に持ち込むことも防止される。
【００４４】
洗浄装置４０では、ウェーハＷの表面及び裏面の両面に対してアルカリ薬液を供給しながらＰＶＡ（ポリビニルアルコール）ブラシによるスクラブ洗浄とリンス、酸性薬液とブラシによるスクラブ洗浄とリンス、金属汚染除去のためのケミカルスピン洗浄、及び超音波を付加した純水メガソニックスピン洗浄と窒素ガスによるスピンドライ等、が行われ、ウェーハＷは完全に洗浄され、乾燥される。この洗浄装置４０では、ウェーハＷが極力汚れの少ない状態で搬入されるので、洗浄効率が高い。
【００４５】
洗浄装置４０で完全に洗浄され、乾燥されたウェーハＷは、最後に搬送装置６０によって収納カセット２２に収納される。なお、搬送装置６０の吸着パッド６２は前もって図示しない洗浄ノズルから噴射された純水で清浄にされ、洗浄されたウェーハＷを汚染しないようになっている。以上が本発明に係る研磨装置１０における１枚のウェーハＷの流れである。
【００４６】
なお、前述の実施の形態では、プリ洗浄装置７０の構成をシャワー洗浄用のシャワーノズル７１及びスクラブ洗浄用の回転ブラシ７２とで構成したが、本発明はこれに限らず、シャワーノズル７１及び回転ブラシ７２のどちらか一方のみであってもよく、また、シャワー洗浄又はスクラブ洗浄に限らずメガソニック洗浄等のその他の洗浄手段を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る研磨装置を表わす平面図
【図２】本発明の実施の形態に係る研磨装置を表わす部分正面図
【符号の説明】
【００４８】
１０…研磨装置、３２…研磨パッド、３３…研磨ヘッド、４０…洗浄装置、５０…受け渡し装置、６０…搬送装置、７０…プリ洗浄装置、Ｗ…ウェーハ（板状物）
【図１】
2005074574.tif 000003
【図２】
2005074574.tif 000004