(57)【要約】【課題】処理対象物の研磨処理面における研磨精度を向上させる。【解決手段】上側処理モジュール３００Ａは、ウェハＷより小径のパッド５０２をウェハＷに接触させながらウェハＷとパッド５０２とを相対運動させることによって研磨処理を行う。上側処理モジュール３００Ａは、研磨処理を行う前、又は、研磨処理を実施中、のウェハＷの研磨処理面の状態を検出する状態検出部９１０と、状態検出部９１０によって検出された研磨処理面の状態に応じて、ウェハＷの研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する制御部９２０と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物に前記処理対象物より小径のパッドを接触させながら前記処理対象物と前記パッドとを相対運動させることによって研磨処理を行う処理モジュールであって、
前記研磨処理を行う前、又は、前記研磨処理を実施中、の前記処理対象物の研磨処理面の状態を検出する状態検出部と、
前記状態検出部によって検出された研磨処理面の状態に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する制御部と、
を備える処理モジュール。
【請求項２】
請求項１の処理モジュールにおいて、
前記状態検出部は、処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、
前記制御部は、前記状態検出部によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、
処理モジュール。
【請求項３】
請求項２の処理モジュールにおいて、
前記状態検出部は、前記研磨処理を行う前の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する膜厚測定器を含み、
前記制御部は、前記膜厚測定器によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、
処理モジュール。
【請求項４】
請求項２の処理モジュールにおいて、
前記状態検出部は、前記研磨処理を実施中の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する渦電流センサ又は光学式センサのいずれか一つもしくはこれらの組み合わせを含み、
前記制御部は、前記渦電流センサ又は光学式センサによって検出された膜厚分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、
処理モジュール。
【請求項５】
請求項２の処理モジュールにおいて、
前記状態検出部は、前記研磨処理が行われた後に洗浄処理が行われた前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する膜厚測定器であり、
前記制御部は、前記膜厚測定器によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分を再度研磨処理させる、
処理モジュール。
【請求項６】
請求項２の処理モジュールにおいて、
前記状態検出部は、前記研磨処理を行った後の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する膜厚測定器をさらに含み、
前記制御部は、前記膜厚測定器によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の後続の処理対象物の一部分の研磨処理の条件を、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の一部分に対する研磨処理の条件から変更する、
処理モジュール。
【請求項７】
請求項２の処理モジュールにおいて、
前記処理対象物の研磨処理面のあらかじめ設定された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布が格納された記憶部、をさらに備え、
前記制御部は、前記状態検出部によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、前記記憶部に格納された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分に基づいて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、
処理モジュール。
【請求項８】
請求項２の処理装置において、
前記記憶部には、複数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量があらかじめ格納されており、
前記制御部は、前記状態検出部によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、前記記憶部に格納された複数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量と、に基づいて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、
処理モジュール。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項の処理モジュールにおいて、
前記処理対象物を保持するテーブルと、
前記パッドが取り付けられるヘッドと、
前記ヘッドを保持するアームと、を備え、
前記処理対象物に処理液を供給し、前記テーブル及び前記ヘッドを回転させ、前記パッドを前記処理対象物に接触させ、前記アームを揺動することによって、前記処理対象物を研磨処理する、
処理モジュール。
【請求項１０】
請求項９の処理モジュールにおいて、
前記パッドのコンディショニングを行うためのドレッサと、
前記ドレッサを保持するためのドレステーブルと、
をさらに備え、
前記ドレステーブル及び前記ヘッドを回転させ、前記パッドを前記ドレッサに接触させることによって、前記パッドのコンディショニングを行う、
処理モジュール。
【請求項１１】
前記処理対象物に対して研磨処理を行う研磨モジュールと、
前記処理対象物に対して研磨処理を行う請求項１〜１０のいずれか１項の処理モジュールと、
前記処理対象物に対して洗浄処理を行う洗浄モジュールと、
前記処理対象物に対して乾燥処理を行う乾燥モジュールと、
を備える、処理装置。
【請求項１２】
処理対象物に前記処理対象物より小径のパッドを接触させながら前記処理対象物と前記パッドとを相対運動させることによって研磨処理を行う処理方法であって、
前記研磨処理を行う前、又は、前記研磨処理を実施中、の前記処理対象物の研磨処理面の状態を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された研磨処理面の状態に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する制御工程と、
を備える処理方法。
【請求項１３】
請求項１２の処理方法において、
前記検出工程は、処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、
前記制御工程は、前記検出工程によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、
処理方法。
【請求項１４】
請求項１３の処理方法において、
前記検出工程は、前記研磨処理を行う前の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、
前記制御工程は、前記検出工程によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、
処理方法。
【請求項１５】
請求項１３の処理方法において、
前記検出工程は、前記研磨処理を実施中の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、
前記制御工程は、前記検出工程によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、
処理方法。
【請求項１６】
請求項１３の処理方法において、
前記検出工程は、前記研磨処理が行われた後に洗浄処理が行われた前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、
前記制御工程は、前記検出工程によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分を再度研磨処理させる、
処理方法。
【請求項１７】
請求項１３の処理方法において、
前記検出工程は、前記研磨処理を行った後の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、
前記制御工程は、前記検出工程によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の後続の処理対象物の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、
処理方法。
【請求項１８】
請求項１３の処理方法において、
前記制御工程は、前記検出工程によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、前記処理対象物の研磨処理面のあらかじめ設定された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分に基づいて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、
処理方法。
【請求項１９】
請求項１３の処理方法において、
前記制御部は、前記検出工程によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する
信号の分布と、複数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量と、に基づいて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、
処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理モジュール、処理装置、及び、処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、処理対象物（例えば半導体ウェハなどの基板、又は基板の表面に形成された各種の膜）に対して各種処理を行うために処理装置が用いられている。処理装置の一例としては、処理対象物の研磨処理等を行うためのＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置が挙げられる。
【０００３】
ＣＭＰ装置は、処理対象物の研磨処理を行うための研磨ユニット、処理対象物の洗浄処理及び乾燥処理を行うための洗浄ユニット、及び、研磨ユニットへ処理対象物を受け渡すとともに洗浄ユニットによって洗浄処理及び乾燥処理された処理対象物を受け取るロード／アンロードユニット、などを備える。また、ＣＭＰ装置は、研磨ユニット、洗浄ユニット、及びロード／アンロードユニット内で処理対象物の搬送を行う搬送機構を備えている。ＣＭＰ装置は、搬送機構によって処理対象物を搬送しながら研磨、洗浄、及び乾燥の各種処理を順次行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５０４３６号公報
【特許文献２】特開２００９−１０７０８３号公報
【特許文献３】米国特許２０１３／０１２２６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昨今の半導体デバイスの製造における各工程への要求精度は既に数ｎｍのオーダに達しており、ＣＭＰもその例外ではない。この要求を満たすべく、ＣＭＰでは研磨及び洗浄条件の最適化が行われる。しかし、最適条件が決定しても、構成要素の制御バラつきや消耗材の経時変化による研磨及び洗浄性能の変化は避けられない。また、処理対象である半導体ウェハ自身も同様であり、例えばＣＭＰ前において処理対象膜の膜厚やデバイス形状のバラつきが存在する。これらのバラつきはＣＭＰ中及びＣＭＰ後においては残膜のバラつきや不完全な段差解消、更には本来完全に除去すべき膜の研磨においては膜残りといった形で顕在化する。このようなバラつきはウェハ面内ではチップ間やチップ間を横断した形で発生し、更にはウェハ間やロット間でも発生する。現状は、これらのバラつきをある閾値以内となるように、研磨中のウェハや研磨前のウェハに対する研磨及び洗浄条件の制御や閾値を超えたウェハに対するリワークを行っている。
【０００６】
しかし、従来方式において、これら研磨及び洗浄条件の制御やリワークは、基本的にはＣＭＰを実施する研磨ユニットにて行っている。この場合、ウェハ面に対して研磨パッドが全面接触していることがほとんどであり、一部が接触している場合でも、処理速度の維持の観点からは、研磨パッドとウェハとの接触面積は大きく取らざるを得ない。このような状況では、例えばウェハ面内の特定の領域にて閾値を超えるバラつきが発生したとしても、これをリワーク等で修正する際には、その接触面積の大きさが故にリワークが不要な部分に対しても研磨を施してしまうことになる。その結果として、本来求められる閾値の範囲に修正することが困難となる。従って、より小領域の研磨及び洗浄状態の制御が可能な構成でかつウェハ面内の任意の位置に対して、処理条件の制御やリワークといった再処理が施せる方法及び装置を提供することが求められる。
【０００７】
一方、他の従来技術では、処理対象物より小径の研磨パッドを用いて処理対象物の局所的な突出部を研磨することによって処理対象物の平坦化を図るものが知られている。しかしながら、この従来技術は、処理対象物に対して研磨処理を行った後に突出部を検出するものであるので、処理対象物にスラリ等の研磨液が残ったままになっており突出部が精度良く検出されないおそれがある。突出部が精度良く検出されない場合には、検出結果に基づいて実行される局所的な研磨による平坦化も精度良く実行されないおそれがある。
【０００８】
そこで、本願発明は、処理対象物の研磨処理面における処理精度を向上させることができる処理モジュール、処理装置、及び、処理方法を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の処理モジュールの一形態は、上記課題に鑑みなされたもので、処理対象物に前記処理対象物より小径のパッドを接触させながら前記処理対象物と前記パッドとを相対運動させることによって研磨処理を行う処理モジュールであって、前記研磨処理を行う前、又は、前記研磨処理を実施中、の前記処理対象物の研磨処理面の状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部によって検出された研磨処理面の状態に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する制御部と、を備える。
【００１０】
また、処理モジュールの一形態において、前記状態検出部は、処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、前記制御部は、前記状態検出部によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、ことができる。
【００１１】
また、処理モジュールの一形態において、前記状態検出部は、前記研磨処理を行う前の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する膜厚測定器を含み、前記制御部は、前記膜厚測定器によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、ことができる。
【００１２】
また、処理モジュールの一形態において、前記状態検出部は、前記研磨処理を実施中の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する渦電流センサ又は光学式センサを含み、前記制御部は、前記渦電流センサ又は光学式センサによって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、ことができる。
【００１３】
また、処理モジュールの一形態において、前記状態検出部は、前記研磨処理が行われた後に洗浄処理が行われた前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する膜厚測定器であり、前記制御部は、前記膜厚測定器によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分を再度研磨処理させる、ことができる。
【００１４】
また、処理モジュールの一形態において、前記状態検出部は、前記研磨処理を行った後の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する膜厚測定器をさらに含み、前記制御部は、前記膜厚測定器によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の後続の処理対象物の一部分の研磨処理の条件を、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の一部分に対する研磨処理の条件から変更する、ことができる。
【００１５】
また、処理モジュールの一形態において、前記処理対象物の研磨処理面のあらかじめ設定された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布が格納された記憶部、をさらに備え、前記制御部は、前記状態検出部によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、前記記憶部に格納された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分に基づいて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、ことができる。
【００１６】
また、処理モジュールの一形態において、前記記憶部には、複数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量があらかじめ格納されており、前記制御部は、前記状態検出部によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、前記記憶部に格納された複数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量と、に基づいて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、ことができる。
【００１７】
また、処理モジュールの一形態において、前記処理対象物を保持するテーブルと、前記パッドが取り付けられるヘッドと、前記ヘッドを保持するアームと、を備え、前記処理対象物に処理液を供給し、前記テーブル及び前記ヘッドを回転させ、前記パッドを前記処理対象物に接触させ、前記アームを揺動することによって、前記処理対象物を研磨処理する、ことができる。
【００１８】
また、処理モジュールの一形態において、前記パッドのコンディショニングを行うためのドレッサと、前記ドレッサを保持するためのドレステーブルと、をさらに備え、前記ドレステーブル及び前記ヘッドを回転させ、前記パッドを前記ドレッサに接触させることによって、前記パッドのコンディショニングを行う、ことができる。
【００１９】
本開示の処理装置の一形態は、前記処理対象物に対して研磨処理を行う研磨モジュールと、前記処理対象物に対して研磨処理を行う上記のいずれかの処理モジュールと、前記処理対象物に対して洗浄処理を行う洗浄モジュールと、前記処理対象物に対して乾燥処理を行う乾燥モジュールと、を備える。
【００２０】
本開示の処理方法の一形態は、処理対象物に前記処理対象物より小径のパッドを接触させながら前記処理対象物と前記パッドとを相対運動させることによって研磨処理を行う処理方法であって、前記研磨処理を行う前、又は、前記研磨処理を実施中、の前記処理対象物の研磨処理面の状態を検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された研磨処理面の状態に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する制御工程と、を備える。
【００２１】
また、処理方法の一形態において、前記検出工程は、処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、前記制御工程は、前記検出工程によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、ことができる。
【００２２】
また、処理方法の一形態において、前記検出工程は、前記研磨処理を行う前の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出することを含み、前記制御工程は、前記検出工程によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、ことができる。
【００２３】
また、処理方法の一形態において、前記検出工程は、前記研磨処理を実施中の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出することを含み、前記制
御工程は、前記検出工程によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、ことができる。
【００２４】
また、処理方法の一形態において、前記検出工程は、前記研磨処理が行われた後に洗浄処理が行われた前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出し、前記制御工程は、前記検出工程によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の研磨処理面の一部分を再度研磨処理させる、ことができる。
【００２５】
また、処理方法の一形態において、前記検出工程は、前記研磨処理を行った後の前記処理対象物の研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出することをさらに含み、前記制御工程は、前記検出工程によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、該膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出された処理対象物の後続の処理対象物の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる、ことができる。
【００２６】
また、処理方法の一形態において、前記制御工程は、前記検出工程によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、前記処理対象物の研磨処理面のあらかじめ設定された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分に基づいて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、ことができる。
【００２７】
また、処理方法の一形態において、前記制御部は、前記検出工程によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、複数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量と、に基づいて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する、ことができる。
【発明の効果】
【００２８】
かかる本願発明によれば、処理対象物の研磨処理面における研磨精度を向上させることができる処理モジュール、処理装置、及び、処理方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本実施形態の処理装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図２は、研磨モジュールを模式的に示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、洗浄ユニットの平面図であり、図３（ｂ）は、洗浄ユニットの側面図である。
【図４】図４は、上側処理モジュールの概略構成を示す図である。
【図５】図５は、一実施形態の上側処理モジュール３００Ａの構成を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、一実施形態の上側処理モジュール３００Ａの構成を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、一実施形態の上側処理モジュール３００Ａの構成を示す図である。
【図７】図７は、第１実施形態の処理方法のフローチャートである。
【図８】図８は、制御部９２０による制御の一例を説明するための概略図である。
【図９】図９は、制御部９２０による制御の一例を説明するための概略図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の処理方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は、第３実施形態の処理方法のフローチャートである。
【図１２】図１２は、一実施形態の上側処理モジュール３００Ａの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態の処理方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本開示の一実施形態に係る処理モジュール、処理装置、及び、処理方法、が図面に基づいて説明される。
【００３１】
＜処理装置＞
図１は、本開示の一実施形態に係る処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、処理対象物に処理を行うための処理装置（ＣＭＰ装置）１０００は、略矩形状のハウジング１を備える。ハウジング１の内部は、隔壁１ａ，１ｂによって、ロード／アンロードユニット２と、研磨ユニット３と、洗浄ユニット４と、に区画される。ロード／アンロードユニット２、研磨ユニット３、及び洗浄ユニット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、洗浄ユニット４は、処理装置に電源を供給する電源供給部と、処理動作を制御する制御装置５と、を備える。
【００３２】
＜ロード／アンロードユニット＞
ロード／アンロードユニット２は、多数の処理対象物（例えば、ウェハ（基板））をストックするウェハカセットが載置される２つ以上（本実施形態では４つ）のフロントロード部２０を備える。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、処理装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に沿って配列される。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、又はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができるようになっている。ここで、ＳＭＩＦ及びＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、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。
【００３３】
また、ロード／アンロードユニット２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設される。走行機構２１上には、ウェハ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、搬送機構）２２が設置される。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に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。各搬送ロボット２２は、上下に２つのハンドを備えている。上側のハンドは、処理されたウェハをウェハカセットに戻すときに使用される。下側のハンドは、処理前のウェハをウェハカセットから取り出すときに使用される。このように、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、ウェハを反転させることができるように構成されている。
【００３４】
ロード／アンロードユニット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／アンロードユニット２の内部は、処理装置外部、研磨ユニット３、及び、洗浄ユニット４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。研磨ユニット３は、研磨液としてスラリを用いるため最もダーティな領域である。したがって、研磨ユニット３の内部には負圧が形成され、その圧力は洗浄ユニット４の内部圧力よりも低く維持される。ロード／アンロードユニット２には、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、又は、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）が設けられている。フィルタファンユニットからは、パーティクル、有毒蒸気、又は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。
【００３５】
＜研磨ユニット＞
研磨ユニット３は、ウェハの研磨（平坦化）が行われる領域である。研磨ユニット３は、第１研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び、第４研磨モジュール３Ｄを備えている。第１研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び第４研磨モジュール３Ｄは、図１に示すように、処理
装置の長手方向に沿って配列される。
【００３６】
図１に示すように、第１研磨モジュール３Ａは、研磨面を有する研磨パッド（研磨具）１０が取り付けられた研磨テーブル３０Ａと、ウェハを保持して研磨テーブル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）の混合流体又は液体（例えば純水）を噴射して研磨面上のスラリや研磨生成物、及びドレッシングによるパッド残渣を除去するアトマイザ３４Ａと、を備えている。
【００３７】
同様に、第２研磨モジュール３Ｂは、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研磨モジュール３Ｃは、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研磨モジュール３Ｄは、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。
【００３８】
第１研磨モジュール３Ａ、第２研磨モジュール３Ｂ、第３研磨モジュール３Ｃ、及び第４研磨モジュール３Ｄは、互いに同一の構成を有しているので、以下、第１研磨モジュール３Ａについてのみ説明する。
【００３９】
図２は、第１研磨モジュール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に支持される。研磨テーブル３０Ａの上面には研磨パッド１０が貼付される。研磨パッド１０の上面は、ウェハＷを研磨する研磨面を形成する。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る。ウェハ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た状態で、研磨対象であるウェハＷがトップリング３１Ａにより研磨パッド１０の研磨面に押圧されて研磨される。
【００４０】
＜搬送機構＞
次に、ウェハを搬送するための搬送機構について説明する。図１に示すように、第１研磨モジュール３Ａ及び第２研磨モジュール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。第１リニアトランスポータ６は、研磨モジュール３Ａ，３Ｂが配列する方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロードユニット側から順番に第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）の間でウェハを搬送する機構である。
【００４１】
また、第３研磨モジュール３Ｃ及び第４研磨モジュール３Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ７が配置される。第２リニアトランスポータ７は、研磨モジュール３Ｃ，３Ｄが配列する方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロードユニット側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウェハを搬送する機構である。
【００４２】
ウェハは、第１リニアトランスポータ６によって研磨モジュール３Ａ，３Ｂに搬送される。第１研磨モジュール３Ａのトップリング３１Ａは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第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へのウェハの受け渡しは第２搬送位置ＴＰ２で行われる。同様に、第２研磨モジュー
ル３Ｂのトップリング３１Ｂは研磨位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、トップリング３１Ｂへのウェハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３研磨モジュール３Ｃのトップリング３１Ｃは研磨位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、トップリング３１Ｃへのウェハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４研磨モジュール３Ｄのトップリング３１Ｄは研磨位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、トップリング３１Ｄへのウェハの受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。
【００４３】
第１搬送位置ＴＰ１には、搬送ロボット２２からウェハを受け取るためのリフタ１１が配置されている。ウェハは、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、ウェハ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にウェハが渡されるようになっている。また、第１リニアトランスポータ６と、第２リニアトランスポータ７と、洗浄ユニット４と、の間にはスイングトランスポータ１２が配置されている。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いる。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へのウェハの受け渡しは、スイングトランスポータ１２によって行われる。ウェハは、第２リニアトランスポータ７によって第３研磨モジュール３Ｃ及び／又は第４研磨モジュール３Ｄに搬送される。また、研磨ユニット３で研磨されたウェハはスイングトランスポータ１２を経由して洗浄ユニット４に搬送される。
【００４４】
＜洗浄ユニット＞
図３（ａ）は洗浄ユニット４を示す平面図であり、図３（ｂ）は洗浄ユニット４を示す側面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、洗浄ユニット４は、ここではロール洗浄室１９０と、第１搬送室１９１と、ペン洗浄室１９２と、第２搬送室１９３と、乾燥室１９４と、処理室３００と、第３搬送室１９５と、に区画されている。なお、研磨ユニット３、ロール洗浄室１９０、ペン洗浄室１９２、乾燥室１９４、及び処理室３００の各室間の圧力バランスは、乾燥室１９４＞ロール洗浄室１９０及びペン洗浄室１９２＞処理室３００≧研磨ユニット３とすることができる。研磨ユニットでは研磨液を使用しており、処理室についても処理液として研磨液を使用することがある。よって、上記のような圧力バランスにすることで、特に研磨液中の砥粒と言ったパーティクル成分の洗浄及び乾燥室への流入を防止することが可能であり、よって洗浄及び乾燥室の清浄度維持が可能となる。
【００４５】
ロール洗浄室１９０内には、縦方向に沿って配列された上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ及び下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂが配置されている。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａは、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂの上方に配置されている。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ及び下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂは、洗浄液をウェハの表裏面に供給しながら、回転する２つのロールスポンジ（第１洗浄具）をウェハの表裏面にそれぞれ押し付けることによってウェハを洗浄する洗浄機である。上側ロール洗浄モジュール２０１Ａと下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０４が設けられている。
【００４６】
ペン洗浄室１９２内には、縦方向に沿って配列された上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ及び下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂが配置されている。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａは、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂの上方に配置されている。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ及び下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂは、洗浄液をウェハの表面に供給しながら、回転するペンシルスポンジ（第２洗浄具）をウェハの表面に押し付けてウェハの径方向に揺動することによってウェハを洗浄する洗浄機である。上側ペン洗浄モジュール２０２Ａと下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂとの間には、ウェハの仮置き台２０３が設けられている。
【００４７】
乾燥室１９４内には、縦方向に沿って配列された上側乾燥モジュール２０５Ａ及び下側乾燥モジュール２０５Ｂが配置されている。上側乾燥モジュール２０５Ａ及び下側乾燥モジュール２０５Ｂは、互いに隔離されている。上側乾燥モジュール２０５Ａ及び下側乾燥モジュール２０５Ｂの上部には、清浄な空気を乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂ内にそれぞれ供給するフィルタファンユニット２０７Ａ，２０７Ｂが設けられている。
【００４８】
上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂ、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、及び下側乾燥モジュール２０５Ｂは、図示しないフレームにボルトなどを介して固定される。
【００４９】
第１搬送室１９１には、上下動可能な第１搬送ロボット（搬送機構）２０９が配置される。第２搬送室１９３には、上下動可能な第２搬送ロボット２１０が配置される。第３搬送室１９５には、上下動可能な第３搬送ロボット（搬送機構）２１３が配置される。第１搬送ロボット２０９、第２搬送ロボット２１０、及び、第３搬送ロボット２１３は、縦方向に延びる支持軸２１１，２１２，２１４にそれぞれ移動自在に支持されている。第１搬送ロボット２０９、第２搬送ロボット２１０、及び、第３搬送ロボット２１３は、内部にモータなどの駆動機構を有しており、支持軸２１１，２１２，２１４に沿って上下に移動自在となっている。第１搬送ロボット２０９は、搬送ロボット２２と同様に、上下二段のハンドを有している。第１搬送ロボット２０９は、図３（ａ）の点線で示すように、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。
【００５０】
第１搬送ロボット２０９は、仮置き台１８０、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０４、仮置き台２０３、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、及び、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂ、の間でウェハＷを搬送するように動作する。洗浄前のウェハ（スラリが付着しているウェハ）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、洗浄後のウェハを搬送するときは上側のハンドを用いる。
【００５１】
第２搬送ロボット２１０は、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂ、仮置き台２０３、上側乾燥モジュール２０５Ａ、及び、下側乾燥モジュール２０５Ｂ、の間でウェハＷを搬送するように動作する。第２搬送ロボット２１０は、洗浄されたウェハ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、上側のハンドを用いて上側乾燥モジュール２０５Ａ又は下側乾燥モジュール２０５Ｂからウェハを取り出し、そのウェハをウェハカセットに戻す。搬送ロボット２２の上側ハンドが乾燥モジュール２０５Ａ，２０５Ｂ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。
【００５２】
処理室３００には、上側処理モジュール３００Ａ、及び、下側処理モジュール３００Ｂが備えられる。第３搬送ロボット２１３は、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂ、仮置き台２０４、上側処理モジュール３００Ａ、及び、下側処理モジュール３００Ｂ、の間でウェハＷを搬送するように動作する。
【００５３】
なお、本実施形態では、洗浄ユニット４内において、処理室３００、ロール洗浄室１９０、及び、ペン洗浄室１９２、を、ロード／アンロードユニット２から遠い方から順番に並べて配置する例を示したが、これには限られない。処理室３００、ロール洗浄室１９０、及び、ペン洗浄室１９２の配置態様は、ウェハの品質及びスループットなどに応じて適
宜選択し得る。また、本実施形態では、上側処理モジュール３００Ａ、及び、下側処理モジュール３００Ｂを備える例を示すが、これに限らず一方の処理モジュールのみを備えていてもよい。また、本実施形態では、処理室３００の他に、ウェハＷを洗浄するモジュールとしてロール洗浄モジュール、及び、ペン洗浄モジュールを挙げて説明したが、これに限らず、２流体ジェット洗浄（２ＦＪ洗浄）又はメガソニック洗浄を行うこともできる。２流体ジェット洗浄は、高速気体に乗せた微小液滴（ミスト）を２流体ノズルからウェハＷに向けて噴出させて衝突させ、微小液滴のウェハＷ表面への衝突で発生した衝撃波を利用してウェハＷ表面のパーティクル等を除去（洗浄）するものである。メガソニック洗浄は、洗浄液に超音波を加え、洗浄液分子の振動加速度による作用力をパーティクル等の付着粒子に作用させて除去するものである。以下、上側処理モジュール３００Ａ、及び、下側処理モジュール３００Ｂについて説明する。上側処理モジュール３００Ａ、及び、下側処理モジュール３００Ｂは、同様の構成であるため、上側処理モジュール３００Ａのみ説明する。
【００５４】
＜処理モジュール＞
図４は、上側処理モジュールの概略構成を示す図である。図４に示すように、上側処理モジュール３００Ａは、ウェハＷが設置されるテーブル４００と、ウェハＷの処理面に処理を行うためのパッド（第３洗浄具）５０２が取り付けられたヘッド５００と、ヘッド５００を保持するアーム６００と、処理液を供給するための処理液供給系統７００と、パッド５０２のコンディショニング（目立て）を行うためのコンディショニング部８００と、を備える。図４に示すように、パッド（第３洗浄具）５０２は、ウェハＷよりも小径である。例えばウェハＷがΦ３００ｍｍである場合、パッド５０２は好ましくはΦ１００ｍｍ以下、より好ましくはΦ６０〜１００ｍｍであることが望ましい。これはパッドの径が大きいほどウェハとの面積比が小さくなるため、ウェハの処理速度は増加する。一方で、ウェハ処理速度の面内均一性については、逆にパッドの径が小さくなるほど、面内均一性が向上する。これは、単位処理面積が小さくなるためであり、図４に示すような、パッド５０２をアーム６００によりウェハＷの面内で揺動等の相対運動をさせることでウェハ全面処理を行う方式において有利となる。なお、処理液は、ＤＩＷ（純水）、洗浄薬液、及び、スラリのような研磨液、の少なくとも１つを含む。処理の方式としては主に２種類あり、１つは処理対象であるウェハ上に残留するスラリや研磨生成物の残渣といった汚染物をパッドとの接触時に除去する方式、もう１つは上記汚染物が付着した処理対象を研磨等により一定量除去する方式である。前者においては、処理液は洗浄薬液やＤＩＷ、後者においては研磨液が好ましい。但し、後者においては、上記処理での除去量は例えば１０ｎｍ未満、好ましくは５ｎｍ以下であることが、ＣＭＰ後の被処理面の状態（平坦性や残膜量）の維持にとっては望ましく、この場合、通常のＣＭＰほどの除去速度が必要ない場合がある。そのような場合、適宜研磨液に対して希釈等の処理を行うことで処理速度の調整を行っても良い。また、パッド５０２は、例えば発泡ポリウレタン系のハードパッド、スウェード系のソフトパッド、又は、スポンジなどで形成される。ここで、ウェハ面内でのバラつき低減のための制御やリワークにおいては、パッド５０２とウェハＷとの接触領域が小さいほど、種々のバラつきに対応が可能となる。よってパッド径は小径であることが望ましく、具体的にはΦ７０ｍｍ以下であり、好ましくはΦ５０ｍｍ以下である。パッドの種類は処理対象物の材質や除去すべき汚染物の状態に対して適宜選択すれば良い。例えば汚染物が処理対象物表面に埋まっている場合は、より汚染物に物理力を作用させやすいハードパッド、すなわち硬度や剛性の高いパッドをパッドとして使用しても良い。一方で処理対象物が例えばＬｏｗ−ｋ膜等の機械的強度の小さな材料である場合、被処理面のダメージ低減のために、ソフトパッドを使用しても良い。また、処理液がスラリのような研磨液の場合、処理対象物の除去速度や汚染物の除去効率、ダメージ発生の有無は単にパッドの硬度や剛性だけでは決まらないため、適宜選択しても良い。また、これらのパッドの表面には、例えば同心円状溝やＸＹ溝、渦巻き溝、放射状溝といった溝形状が施されていても良い。更に、��ッドを貫通する穴を少なくとも１つ以上パッド内に設け、本穴を通して
処理液を供給しても良い。また、パッドを例えばＰＶＡスポンジのような、処理液が浸透可能なスポンジ状の材料を使用しても良い。これらにより、パッド面内での処理液の流れ分布の均一化や処理で除去された汚染物の速やかな排出が可能となる。
【００５５】
テーブル４００は、ウェハＷを吸着する機構を有し、ウェハＷを保持する。また、テーブル４００は、駆動機構４１０によって回転軸Ａ周りに回転できるようになっている。また、テーブル４００は、駆動機構４１０によって、ウェハＷに角度回転運動、又は、スクロール運動をさせるようになっていてもよい。パッド５０２は、ヘッド５００のウェハＷに対向する面に取り付けられる。ヘッド５００は、図示していない駆動機構によって回転軸Ｂ周りに回転できるようになっている。また、ヘッド５００は、図示していない駆動機構によってパッド５０２をウェハＷの処理面に押圧できるようになっている。アーム６００は、ヘッド５００を矢印Ｃに示すようにウェハＷの半径もしくは直径の範囲内で移動可能である。また、アーム６００は、パッド５０２がコンディショニング部８００に対向する位置までヘッド５００を揺動できるようになっている。
【００５６】
コンディショニング部８００は、パッド５０２の表面をコンディショニングするための部材である。コンディショニング部８００は、ドレステーブル８１０と、ドレステーブル８１０に設置されたドレッサ８２０と、を備える。ドレステーブル８１０は、図示していない駆動機構によって回転軸Ｄ周りに回転できるようになっている。また、ドレステーブル８１０は、図示していない駆動機構によってドレッサ８２０にスクロール運動をさせるようになっていてもよい。ドレッサ８２０は、表面にダイヤモンドの粒子が電着固定された、又は、ダイヤモンド砥粒がパッドとの接触面の全面もしくは一部に配置されたダイヤドレッサ、樹脂製のブラシ毛がパッドとの接触面の全面もしくは一部に配置されたブラシドレッサ、又はこれらの組み合わせで形成される。
【００５７】
上側処理モジュール３００Ａは、パッド５０２のコンディショニングを行う際には、パッド５０２がドレッサ８２０に対向する位置になるまでアーム６００を旋回させる。上側処理モジュール３００Ａは、ドレステーブル８１０を回転軸Ｄ周りに回転させるとともにヘッド５００を回転させ、パッド５０２をドレッサ８２０に押し付けることによって、パッド５０２のコンディショニングを行う。なお、コンディショニング条件は、コンディショニング荷重を８０Ｎ以下とすることが好ましい。また、コンディショニング荷重は、パッド５０２の寿命の観点を考慮すると、４０Ｎ以下であることがより好ましい。また、パッド５０２及びドレッサ８２０の回転数は、５００ｒｐｍ以下での使用が望ましい。
【００５８】
なお、本実施形態は、ウェハＷの処理面及びドレッサ８２０のドレス面が水平方向に沿って設置される例を示すが、これに限定されない。例えば、上側処理モジュール３００Ａは、ウェハＷの処理面及びドレッサ８２０のドレス面が鉛直方向に沿って設置されるように、テーブル４００及びドレステーブル８１０を配置することができる。この場合、アーム６００及びヘッド５００は、鉛直方向に配置されたウェハＷの処理面に対してパッド５０２を接触させて処理を行い、鉛直方向に配置されたドレッサ８２０のドレス面に対してパッド５０２を接触させてコンディショニング処理を行うことができるように配置される。また、テーブル４００もしくはドレステーブル８１０のいずれか一方が鉛直方向に配置され、アーム６００に配置されたパッド５０２が各テーブル面に対して垂直になるようアーム６００の全部もしくは一部が回転しても良い。
【００５９】
処理液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に純水（ＤＩＷ）を供給するための純水ノズル７１０を備える。純水ノズル７１０は、純水配管７１２を介して純水供給源７１４に接続される。純水配管７１２には、純水配管７１２を開閉することができる開閉弁７１６が設けられる。制御装置５は、開閉弁７１６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面に純水を供給することができる。
【００６０】
また、処理液供給系統７００は、ウェハＷの処理面に薬液（Ｃｈｅｍｉ）を供給するための薬液ノズル７２０を備える。薬液ノズル７２０は、薬液配管７２２を介して薬液供給源７２４に接続される。薬液配管７２２には、薬液配管７２２を開閉することができる開閉弁７２６が設けられる。制御装置５は、開閉弁７２６の開閉を制御することにより、任意のタイミングでウェハＷの処理面に薬液を供給することができる。
【００６１】
上側処理モジュール３００Ａは、アーム６００、ヘッド５００、及び、パッド５０２を介して、ウェハＷの処理面に、純水、薬液、又はスラリ等の研磨液を選択的に供給できるようになっている。
【００６２】
すなわち、純水配管７１２における純水供給源７１４と開閉弁７１６との間からは分岐純水配管７１２ａが分岐する。また、薬液配管７２２における薬液供給源７２４と開閉弁７２６との間からは分岐薬液配管７２２ａが分岐する。分岐純水配管７１２ａ、分岐薬液配管７２２ａ、及び、研磨液供給源７３４に接続された研磨液配管７３２、は、液供給配管７４０に合流する。分岐純水配管７１２ａには、分岐純水配管７１２ａを開閉することができる開閉弁７１８が設けられる。分岐薬液配管７２２ａには、分岐薬液配管７２２ａを開閉することができる開閉弁７２８が設けられる。研磨液配管７３２には、研磨液配管７３２を開閉することができる開閉弁７３６が設けられる。
【００６３】
液供給配管７４０の第１端部は、分岐純水配管７１２ａ、分岐薬液配管７２２ａ、及び、研磨液配管７３２、の３系統の配管に接続される。液供給配管７４０は、アーム６００の内部、ヘッド５００の中央、及び、パッド５０２の中央を通って延伸する。液供給配管７４０の第２端部は、ウェハＷの処理面に向けて開口する。制御装置５は、開閉弁７１８、開閉弁７２８、及び、開閉弁７３６、の開閉を制御することにより、任意のタイミングで、ウェハＷの処理面に純水、薬液、スラリ等の研磨液のいずれか１つ、又はこれらの任意の組み合わせの混合液を供給することができる。
【００６４】
上側処理モジュール３００Ａは、液供給配管７４０を介してウェハＷに処理液を供給するとともにテーブル４００を回転軸Ａ周りに回転させ、パッド５０２をウェハＷの処理面に押圧し、ヘッド５００を回転軸Ｂ周りに回転させながら矢印Ｃ方向に揺動することによって、ウェハＷに処理を行うことができる。なお、処理における条件であるが、基本的には本処理はメカニカル作用によるディフェクト除去であるものの、一方でウェハＷへのダメージの低減を考慮して、圧力は３ｐｓｉ以下、好ましくは２ｐｓｉ以下が望ましい。また、ウェハＷ及びヘッド５００の回転数は、処理液の面内分布を考慮して１０００ｒｐｍ以下であることが望ましい。また、ヘッド５００の移動速度は、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下である。しかしながら、ウェハＷ及びヘッド５００の回転数及びヘッド５００の移動距離により、最適な移動速度の分布は異なるため、ウェハＷ面内でヘッド５００の移動速度は可変であることが望ましい。この場合の移動速度の変化方式としては、例えばウェハＷ面内での移動距離を複数の区間に分割し、それぞれの区間に対して移動速度を設定できる方式が望ましい。また、処理液流量としては、ウェハＷ及びヘッド５００が高速回転時も十分な処理液のウェハ面内分布を保つためには大流量が良い。しかしその一方で、処理液流量増加は処理コストの増加を招くため、流量としては１０００ｍｌ／ｍｉｎ以下、好ましくは５００ｍｌ／ｍｉｎ以下であることが望ましい。
【００６５】
ここで、上側処理モジュール３００Ａによって行われる処理とは、研磨処理と洗浄処理の少なくとも一方を含むものである。
【００６６】
上側処理モジュール３００Ａによって行われる研磨処理とは、研磨ユニット３によって主研磨処理が行われた後のウェハＷに対してパッド５０２を接触させながら、ウェハＷと
パッド５０２を相対運動させ、ウェハＷとパッド５０２との間にスラリ等の研磨液を介在させることによりウェハＷの処理面を研磨除去（仕上げ研磨）する処理である。上側処理モジュール３００Ａによって行われる研磨処理は、ロール洗浄室１９０においてロールスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、及び、ペン洗浄室１９２においてペンスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、よりも強い物理的作用力をウェハＷに対して加えることができる処理である。研磨処理によって、汚染物が付着した表層部の除去、研磨ユニット３における主研磨で除去できなかった箇所の追加除去、又は主研磨後のモフォロジー改善、を実現することができる。
【００６７】
上側処理モジュール３００Ａによって行われる洗浄処理とは、ウェハＷに対してパッド５０２を接触させながら、ウェハＷとパッド５０２を相対運動させ、ウェハＷとパッド５０２との間に洗浄処理液（薬液、又は、薬液と純水）を介在させることによりウェハＷ表面の汚染物を除去したり、処理面を改質したりする処理である。上側処理モジュール３００Ａによって行われる洗浄処理は、ロール洗浄室１９０においてロールスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、及び、ペン洗浄室１９２においてペンスポンジによってウェハＷに加える物理的作用力、よりも強い物理的作用力をウェハＷに対して加えることができる処理である。
【００６８】
＜リワーク、フィードバック＞
次に、ウェハＷのリワーク、及び、フィードバックについて説明する。図５は、一実施形態の上側処理モジュール３００Ａの構成を示す図である。なお、図５では、説明を簡略化するために、処理液供給系統７００及びコンディショニング部８００などの構成の図示を省略している。
【００６９】
図５に示すように、上側処理モジュール３００Ａは、ウェハＷの研磨処理面の状態を検出する状態検出部９１０と、状態検出部９１０によって検出された研磨処理面の状態に応じて、ウェハＷの研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する制御部９２０と、を備える。
【００７０】
具体的には、状態検出部９１０は、ウェハＷの研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出する。制御部９２０は、状態検出部９１０によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、ウェハＷの研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する。例えば、制御部９２０は、状態検出部９１０によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に基づいて、ウェハＷの研磨処理面のうち他の部分よりも膜厚が大きい一部分があることを認識したとする。この場合、制御部９２０は、膜厚が大きい一部分とパッド５０２が接触する際のヘッド５００の回転数を他の部分より大きく制御することができる。また、制御部９２０は、膜厚が大きい一部分とパッド５０２が接触する際のヘッド５００のウェハＷへの押圧力を他の部分より大きく制御してもよい。また、制御部９２０は、膜厚が大きい一部分とパッド５０２が接触する時間（研磨時間）が他の部分より長くなるように、アーム６００の揺動速度を制御してもよい。
【００７１】
＜第１実施形態＞
より具体的に、ウェハＷのリワーク、及び、フィードバックについて説明する。図６（Ａ）は、一実施形態の上側処理モジュール３００Ａの構成を示す図である。なお、図６（Ａ）では、説明を簡略化するために、処理液供給系統７００及びコンディショニング部８００などの構成の図示を省略している。
【００７２】
図６（Ａ）に示すように、上側処理モジュール３００Ａは、状態検出部９１０の一態様として、Ｗｅｔ−ＩＴＭ（Ｉｎ−ｌｉｎｅ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｍｏｎｉｔｏｒ）９１
２を備える。Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２は、検出ヘッドがウェハ上に非接触状態にて存在し、ウェハ全面を移動することで、ウェハＷの膜厚分布（又は膜厚に関連する情報の分布）を検出（測定）することができる。具体的には、検出ヘッドがウェハＷの中心を通過するような軌跡を移動しながら、ウェハＷ上の膜厚分布を検出する。検出方式としては、後述の渦電流式や光学式のような非接触式の検出方式を採用することができ、また、接触式の検出方式を採用しても良い。接触式の検出方式としては、例えば通電可能なプローブを備えた検出ヘッドを用意し、ウェハＷにプローブを接触させて通電させた状態でウェハＷ面内を走査させることで、膜抵抗の分布を検出する電気抵抗式の検出を採用することができる。また、他の接触式の検出方式として、ウェハＷ表面にプローブを接触させた状態でウェハＷ面内を走査させ、プローブの上下動をモニタリングすることで表面の凹凸の分布を検出する段差検出方式を採用することもできる。接触式および非接触式のいずれの検出方式においても、検出される出力は膜厚もしくは膜厚に相当する信号である。光学式の検出においては、投光した光の反射光量の他に、ウェハＷ表面の色調の差異より膜厚差異を認識しても良い。
【００７３】
検出ヘッドの配置例を図６（Ｂ）に示す。本例では、検出ヘッド５００−２は、処理モジュール３００内でバフアーム６００とは独立に搭載されている。検出ヘッド５００−２はアーム６００−２に搭載される。アーム６００−２は円弧状に搖動可能に構成され、それいより検出ヘッド５００２−がウェハＷの中心を通過する軌道（点線部）を移動可能である。検出ヘッド５００−２はバフアーム６００とは独立に動作可能である。検出ヘッド５００２は、ウェハＷ上を走査することで、ウェハＷ上の膜厚分布又は膜厚に関連する信号を取得するように構成される。なお、ウェハＷ上の膜厚の検出に際しては、ウェハＷを回転させながら、また、検出ヘッド５００−２を半径方向に搖動させながら膜厚を検出することが望ましい。これによりウェハＷ全面における膜厚情報を得ることが可能となる。なお、後述のように、ウェハＷのノッチ、オリエンタルフラット、及び、レーザーマーカーの少なくとも１つを基準位置として検知する、ウェハＷとは非接触に配置される検知部５１０−２を処理モジュールの中または外に設け、また、テーブル４００を所定位置より角度回転可能なように、回転角度検知機構を駆動機構４１０に搭載しても良い。検知部５１０−２は、テーブル４００と一緒には回転しないように配置される。検知部５１０−２により、ウェハＷのノッチ、オリエンタルフラット、及び、レーザーマーカーの少なくとも１つの位置を検知することで、検出ヘッド５００−２で検出する膜厚等のデータを半径方向の位置のみでなく、周方向の位置とも関連付けることができる。すなわち、このような駆動機構４１０及びウェハＷの位置に関する指標に基づきウェハＷをテーブル４００の所定位置に配置させることで、上記基準位置に対するウェハＷの膜厚又は膜厚に関連する信号の分布を得ることが可能となる。また、本例では検出ヘッド５００−２は、バフアーム６００とは独立に搭載されているが、検出ヘッド５００−２をバフアーム６００に取り付け、バフアーム６００の動作を利用して膜厚又は膜厚に関連する信号を取得するように構成しても良い。また、検出タイミングとしては、本実施形態ではウェハＷの処理前であるが、後述のように処理中、処理後であっても良い。検出ヘッド５００−２が独立に搭載されている場合、処理前、処理後、もしくは処理中であっても処理のインターバルであれば、検出ヘッド５００−２はバフヘッド６００の動作と干渉しない。ただし、ウェハＷの処理における膜厚又は膜厚に関係する信号をなるべく時間遅れがないよう、ウェハＷの処理中に、バフヘッド６００による処理と同時にウェハＷの膜厚の検出を行う際は、バフヘッド６００の動作に応じて、検出ヘッド５００−２を走査させるようにする。なお、ＩＴＭについては、処理実施中における計測においてはＷｅｔ−ＩＴＭが有効であるが、それ以外処理前もしくは処理後における膜厚又は膜厚に相当する信号の取得においては、処理モジュール３００Ａに搭載されている必要は必ずしもない。処理モジュール外、例えばロード／アンロード部にＩＴＭを搭載し、ウェハのＦＯＵＰ等からの出し入れの際に測定を実施しても良く、これは以降の実施形態においても同様である。
【００７４】
また、上側処理モジュール３００Ａは、複数の研磨処理の条件（パッド５０２のウェハＷへの圧力、ヘッド５００の回転数、パッド５０２のウェハＷへの接触時間）それぞれに対する研磨量があらかじめ格納されたデータベース（記憶部）９３０を備える。また、データベース９３０には、ウェハＷの研磨処理面の目標膜厚分布があらかじめ設定され格納されている。
【００７５】
図７は、第１実施形態の処理方法のフローチャートである。図７に示すように、まず、処理方法は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２を用いて、上側処理モジュール３００Ａによって研磨処理が行われる前のウェハＷの膜厚分布（又は膜厚に相当する信号の分布）を事前に検出（測定）する（ステップＳ１０１）。
【００７６】
続いて、処理方法は、制御部９２０を用いて、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出されたウェハＷの膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出されたウェハＷの研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる（ステップＳ１０２）。例えば、制御部９２０は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出されたウェハＷの膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、データベース９３０に格納された研磨処理の条件に対する研磨量と、に基づいて、テーブル４００、ヘッド５００、又は、アーム６００を制御する。また、制御部９２０は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出されたウェハＷの膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、データベース９３０に格納された研磨処理の条件に対する研磨量と、データベース９３０に格納された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、に基づいて、テーブル４００、ヘッド５００、又は、アーム６００を制御することもできる。
【００７７】
続いて、処理方法は、変更された研磨処理条件で研磨処理を実施する（ステップＳ１０３、（フィードバック））。例えば、制御部９２０は、ウェハＷの研磨処理面のうち他の部分よりも膜厚が大きい一部分があることを認識したとする。この場合、制御部９２０は、膜厚が大きい一部分とパッド５０２が接触する際のヘッド５００の回転数を他の部分より大きくすることができる。また、制御部９２０は、膜厚が大きい一部分とパッド５０２が接触する際のヘッド５００のウェハＷへの押圧力を他の部分より大きくしてもよい。また、制御部９２０は、膜厚が大きい一部分とパッド５０２が接触する時間（研磨時間）が他の部分より長くなるように、アーム６００の揺動を制御してもよい。なお、上側処理モジュール３００Ａによって研磨処理が行われる前のウェハＷの膜厚分布（又は膜厚に相当する信号の分布）を事前に検出（測定）したデータ（ステップＳ１０１）は、次以降の、研磨モジュールで研磨するウェハＷの研磨条件を調整することに使用しても良い。
【００７８】
ここで、制御部９２０による制御の一例を説明する。図８は、制御部９２０による制御の一例を説明するための概略図である。
【００７９】
図８に示すように、ウェハＷの処理面において、他の部分Ｗ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗ−１が同心円状に形成されていたとする。この場合、制御部９２０は、ヘッド５００の揺動範囲をＡ，Ｂ，Ｃと分割したとすると、揺動範囲Ｃにおけるヘッド５００の回転数が揺動範囲Ａ，Ｂと比べて大きくなるように、ヘッド５００を制御することができる。また、制御部９２０は、揺動範囲Ｃにおけるパッド５０２の押圧力が揺動範囲Ａ，Ｂと比べて大きくなるように、ヘッド５００を制御することができる。また、制御部９２０は、揺動範囲Ｃにおける研磨時間（パッド５０２の滞在時間）が揺動範囲Ａ，Ｂと比べて大きくなるように、アーム６００の揺動速度を制御することができる。これにより、制御部９２０は、研磨処理面をフラットに研磨することができる。
【００８０】
また、図９は、制御部９２０による制御の一例を説明するための概略図である。図９に示すように、ウェハＷの処理面において、他の部分Ｗ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗ−
１がランダムに形成されていたとする。この場合、制御部９２０は、駆動機構４１０によってウェハＷに角度回転運動をさせることによって、ウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１の研磨量を他の部分Ｗ−２の研磨量より大きくすることができる。例えば、制御部９２０は、ウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１の位置をウェハのノッチ、オリエンタルフラット、又は、レーザーマーカーを基準として把握し、本位置がヘッド５００の揺動範囲に位置するように、駆動機構４１０によってウェハＷに角度回転運動をさせることができる。具体的には、上側処理モジュール３００Ａは、ウェハＷのノッチ、オリエンタルフラット、及び、レーザーマーカーの少なくとも１つを検知する検知部５１０−２（図６（Ｂ）参照）を備え、ウェハＷのノッチ、オリエンタルフラット、又は、レーザーマーカーがヘッド５００の揺動範囲に位置するようにウェハＷを任意の所定角度だけ回転させる。なお、本例ではノッチ等の検知部５１０−２は処理モジュール内にあるが、処理モジュール外であっても、把握された位置情報が処理モジュールにて参照可能である場合（例えば検知部から処理モジュールまでの間で搬送等の運動が入ったとしても、ノッチ等の位置が最終的にある同一位置なるような場合）はモジュール外に検知部を設けても良い。制御部９２０は、ウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１がヘッド５００の揺動範囲に位置している間、ヘッド５００の回転数が他の部分Ｗ−２と比べて大きくなるように、ヘッド５００を制御することができる。また、制御部９２０は、ウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１がヘッド５００の揺動範囲に位置している間、パッド５０２の押圧力が他の部分Ｗ−２と比べて大きくなるように、ヘッド５００を制御することができる。また、制御部９２０は、ウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１がヘッド５００の揺動範囲に位置している間の研磨時間（パッド５０２の滞在時間）が他の部分Ｗ−２と比べて大きくなるように、アーム６００の揺動速度を制御することができる。これにより、制御部９２０は、研磨処理面をフラットに研磨することができる。
【００８１】
＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態の処理方法のフローチャートである。処理方法は、まず、所定の研磨処理条件で研磨処理を実施する（ステップＳ２０１）。
【００８２】
続いて、処理方法は、ウェハＷに対して洗浄処理を実施する（ステップＳ２０２）。ここで、洗浄処理とは、上側処理モジュール３００Ａ、下側処理モジュール３００Ｂ、上側ロール洗浄モジュール２０１Ａ、下側ロール洗浄モジュール２０１Ｂ、上側ペン洗浄モジュール２０２Ａ、及び、下側ペン洗浄モジュール２０２Ｂの少なくとも１つによってウェハＷを洗浄する処理である。
【００８３】
続いて、処理方法は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２を用いて、洗浄処理が実施された後のウェハＷの膜厚分布（又は膜厚に相当する信号の分布）を検出（測定）する（ステップＳ２０３）。なお、上述の通り、ＩＴＭについては、処理実施中における計測においてはＷｅｔ−ＩＴＭが有効である。しかしながら、それ以外の処理前もしくは処理後における膜厚又は膜厚に相当する信号の取得においては、処理モジュール３００Ａに搭載されている必要は必ずしもない。処理モジュール外、例えばロード／アンロード部にＩＴＭを搭載し、ウェハのＦＯＵＰ等からの出し入れの際に測定を実施することができる。すなわち、Ｗｅｔ−ＩＴＭは、Ｄｒｙでない状態で測定するＩＴＭである。したがって、上側処理モジュール３００Ａ内で処理中に膜厚又は膜厚に相当する信号の取得する場合には、Ｗｅｔ−ＩＴＭが使用される。一方、上側処理モジュール３００Ａでの処理前又は処理後のＤｒｙな環境で膜厚又は膜厚に相当する信号の取得する場合には、Ｗｅｔ−ＩＴＭ、及び、ＩＴＭのいずれかが使用される。
【００８４】
続いて、処理方法は、制御部９２０を用いて、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、この膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出されたウェハＷの研磨処理面の一部分を再度研磨処理させる（ステップＳ２０４（
リワーク））。
【００８５】
具体的には、データベース９３０には、ウェハＷの研磨処理面の目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布があらかじめ設定され格納されている。制御部９２０は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、データベース９３０に格納された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分に基づいて、ウェハＷの研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御することができる。また、データベース９３０には、複数の研磨処理の条件（パッド５０２のウェハＷへの圧力、ヘッド５００の回転数、パッド５０２のウェハＷへの接触時間）それぞれに対する研磨量があらかじめ格納されていてもよい。この場合、制御部９２０は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、データベース９３０に格納された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分、及び、データベース９３０に格納された数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量、に基づいて、ウェハＷの研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御することができる。
【００８６】
例えば、洗浄処理が実施された後、図８に示すように、他の部分Ｗ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗ−１が同心円状に残っていたとする。この場合、制御部９２０は、揺動範囲Ｃにおいて再度研磨処理を実施することによって研磨処理面をフラットに研磨することができる。
【００８７】
また、例えば、洗浄処理が実施された後、図９に示すように、他の部分Ｗ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗ−１がランダムに残っていたとする。この場合、制御部９２０は、ウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１の位置をウェハのノッチ、オリエンタルフラット、又は、レーザーマーカーを基準として把握し、本位置がヘッド５００の揺動範囲に位置するように、駆動機構４１０によってウェハＷに角度回転運動をさせることができる。また、制御部９２０は、パッド５０２がウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１と対向するように、アーム６００の揺動を制御する。そして、制御部９２０は、パッド５０２がウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１と対向した状態で、研磨処理を実施することによって研磨処理面をフラットに研磨することができる。特に、本実施形態では、研磨処理が実行された後に洗浄処理が実行されたウェハＷの膜厚分布を検出するので、研磨処理で使用されるスラリ等の研磨液が除去された状態のウェハＷの膜厚分布を検出する。したがって、本実施形態によれば、ウェハＷの膜厚分布を精度良く得ることができる。その結果、ウェハＷの膜厚分布に基づいて実行されるウェハＷの研磨面のリワークの精度を向上させることができる。
【００８８】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態の処理方法のフローチャートである。処理方法は、まず、所定の研磨処理条件で研磨処理を実施する（ステップＳ３０１）。
【００８９】
続いて、処理方法は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２を用いて、上側処理モジュール３００Ａによって研磨処理を行った後のウェハＷの膜厚分布（又は膜厚に相当する信号の分布）を検出（測定）する（ステップＳ３０２）。
【００９０】
続いて、処理方法は、制御部９２０を用いて、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、この膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出されたウェハＷの後続の処理対象物の一部分の研磨処理の条件を、この膜厚分布が検出されたウェハＷの一部分に対する研磨処理の条件から変更する（ステップＳ３０３、（フィードバック））。
【００９１】
具体的には、データベース９３０には、ウェハＷの研磨処理面の目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布があらかじめ設定され格納されている。上側処理モジュール３００
Ａは、第１の研磨処理の条件にて研磨処理を実施する。制御部９２０は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、データベース９３０に格納された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分に基づいて、第１の研磨処理の条件を第２の研磨処理の条件に変更する。また、データベース９３０には、複数の研磨処理の条件（パッド５０２のウェハＷへの圧力、ヘッド５００の回転数、パッド５０２のウェハＷへの接触時間）それぞれに対する研磨量があらかじめ格納されていてもよい。この場合、制御部９２０は、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、データベース９３０に格納された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分、及び、データベース９３０に格納された数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量、に基づいて、第１の研磨処理の条件を第２の研磨処理の条件に変更することができる。
【００９２】
例えば、あるウェハＷに対して第１の研磨処理の条件にて研磨処理を行った後、図８に示すように、他の部分Ｗ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗ−１が同心円状に残っていたとする。この場合、後続のウェハＷに対しても、同様の傾向で膜厚が厚い一部分Ｗ−１が同心円状に残る可能性がある。そこで、制御部９２０は、後続のウェハＷに対しては、同心円状の膜厚が厚い一部分Ｗ−１が形成されないように、揺動範囲Ｃにおけるヘッド５００の回転数が第１の研磨処理の条件と比べて大きい第２の研磨処理の条件を設定することができる。また、制御部９２０は、揺動範囲Ｃにおけるパッド５０２の押圧力が第１の研磨処理の条件と比べて大きい第２の研磨処理の条件を設定することができる。また、制御部９２０は、揺動範囲Ｃにおける研磨時間（パッド５０２の滞在時間）が第１の研磨処理の条件と比べて大きい第２の研磨処理の条件を設定することができる。これによって、制御部９２０は、後続のウェハＷにおける研磨処理面をフラットに研磨することができる。なお、制御部９２０は、第２の研磨処理の条件にて研磨処理を行った後、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３を繰り返し、Ｗｅｔ−ＩＴＭ９１２によって検出された膜厚分布と、データベース９３０に格納された目標膜厚分布と、の差分に基づいて、研磨処理の条件を順次変更することができる。
【００９３】
＜第４実施形態＞
図１２は、一実施形態の上側処理モジュール３００Ａの構成を示す図である。なお、図１２では、説明を簡略化するために、処理液供給系統７００及びコンディショニング部８００などの構成の図示を省略している。
【００９４】
図１２に示すように、上側処理モジュール３００Ａは、状態検出部９１０の一態様として、研磨処理を実施中のウェハＷの研磨処理面の膜厚分布（又は膜厚に相当する信号の分布）を検出（測定）する渦電流センサ９１４及び光学式センサ９１６を備える。なお、本実施形態では、渦電流センサ９１４及び光学式センサ９１６の両方を備える例を示すが、いずれか一方のみが備えられていてもよい。
【００９５】
渦電流センサ９１４は、ウェハＷの研磨処理面に対向して配置される。渦電流センサ９１４は、ウェハＷの研磨処理面に近接して配置されたセンサコイルに高周波電流を流してウェハＷに渦電流を発生させ、ウェハＷの研磨処理領域の厚みに応じた渦電流又は合成インピーダンスの変化に基づいてウェハＷの膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を検出するセンサである。渦電流センサ９１４によって検出された膜厚分布は、制御部９２０へ入力される。
【００９６】
光学式センサ９１６は、ウェハＷの研磨処理面に対向して配置される。光学式センサ９１６は、ウェハＷの研磨処理面に向けて光を照射し、ウェハＷの研磨処理面で反射するか、ウェハＷを透過した後に反射する反射光を受光し、受光した光に基づいてウェハＷの膜厚分布を検出するセンサである。光学式センサ９１６によって検出された膜厚又は膜厚に
相当する信号の分布は、制御部９２０へ入力される。
【００９７】
図１３は、第４実施形態の処理方法のフローチャートである。処理方法は、まず、所定の研磨処理条件で研磨処理を実施する（ステップＳ４０１）。
【００９８】
続いて、処理方法は、渦電流センサ９１４又は光学式センサ９１６を用いて、上側処理モジュール３００Ａによって研磨処理を行っている最中のウェハＷの膜厚分布（又は膜厚に関連する情報の分布）を検出（測定）する（ステップＳ４０２）。なお、渦電流センサ９１４及び光学式センサ９１６はそれぞれ独立もしくは同一のアーム（たとえば図６（Ｂ）のアーム６００−２）に固定され、本アームがウェハＷ上を移動することで、ウェハＷ面内の膜厚もしくは膜厚に相当する信号の分布を得ても良い。また、別の形態として、渦電流センサ９１４及び光学式センサ９１６はアーム６００に搭載され、アーム６００の移動の際に同時にウェハＷ面内の膜厚もしくは膜厚に相当する信号の分布を得ても良い。
【００９９】
続いて、処理方法は、制御部９２０を用いて、渦電流センサ９１４又は光学式センサ９１６によって検出された膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、この膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出されたウェハＷの研磨処理面の一部分の研磨処理の条件を他の部分の研磨処理の条件と異ならせる（ステップＳ４０３、（フィードバック））。
【０１００】
具体的には、データベース９３０には、ウェハＷの研磨処理面の目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布があらかじめ設定され格納されている。制御部９２０は、渦電流センサ９１４又は光学式センサ９１６によって検出された研磨処理面の膜厚分布と、データベース９３０に格納された目標膜厚分布と、の差分に基づいて、ウェハＷの研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御することができる。また、データベース９３０には、複数の研磨処理の条件（パッド５０２のウェハＷへの圧力、ヘッド５００の回転数、パッド５０２のウェハＷへの接触時間）それぞれに対する研磨量があらかじめ格納されていてもよい。この場合、制御部９２０は、渦電流センサ９１４又は光学式センサ９１６によって検出された研磨処理面の膜厚又は膜厚に相当する信号の分布と、データベース９３０に格納された目標膜厚又は目標膜厚に相当する信号の分布と、の差分、及び、データベース９３０に格納された数の研磨処理の条件それぞれに対する研磨量、に基づいて、ウェハＷの研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御することができる。状態検出部９１０によって検出されたウェハＷの膜厚又は膜厚に相当する信号の分布を、上位のホストコンピュータ（工場にある様々な半導体製造装置と接続し管理しているコンピューター）に送信し、ホストコンピュータに蓄積してもよい。そして、研磨装置側から送信されたウェハＷの膜厚又は膜厚に相当する信号の分布に応じて、ホストコンピュータで、ホストコンピュータのデータベースに格納された研磨処理の条件に対する研磨量と、に基づいて、膜厚又は膜厚に相当する信号の分布が検出されたウェハＷの処理モジュールでの研磨処理条件を決め、当該研磨装置の制御部に送信してもよい。
【０１０１】
例えば、上側処理モジュール３００Ａによって研磨処理が実施されている最中に、図８に示すように、他の部分Ｗ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗ−１が同心円状に形成されていたとする。この場合、制御部９２０は、揺動範囲Ｃにおける研磨量が揺動範囲Ａ，Ｂにおける研磨量より大きくなるように、ヘッド５００又はアーム６００を制御することによって、研磨処理面をフラットに研磨することができる。
【０１０２】
また、例えば、上側処理モジュール３００Ａによって研磨処理が実施されている最中に、図９に示すように、他の部分Ｗ−２に比べて膜厚が厚い一部分Ｗ−１がランダムに形成されていたとする。この場合、制御部９２０は、ウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１の位置をウェハのノッチ、オリエンタルフラット、又は、レーザーマーカーを基準として把握する。制御部９２０は、ウェハＷの膜厚が厚い一部分Ｗ−１がヘッド５００の揺動範囲に
位置してパッド５０２と対向するタイミングにおいて、研磨量が他の部分における研磨量より大きくなるように、ヘッド５００又はアーム６００を制御することによって、研磨処理面をフラットに研磨することができる。
【０１０３】
以上のとおり、本願の種々の実施形態によれば、処理対象物の研磨処理面の状態を検出する状態検出部と、状態検出部によって検出された研磨処理面の状態に応じて、処理対象物の研磨処理面の一部分における研磨処理の条件を制御する制御部と、を備えているので、処理対象物の研磨処理面の状態に応じた研磨を行うことができる。その結果、本願の種々の実施形態によれば、処理対象物の研磨処理面における処理精度を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
３  研磨ユニット
４  洗浄ユニット
３００  処理室
３００Ａ  上側処理モジュール
３００Ｂ  下側処理モジュール
４００  テーブル
４１０  駆動機構
５００  ヘッド
５００−２  検出ヘッド
５１０−２  検知部
５０２  パッド
６００  アーム
６００−２  アーム
８００  コンディショニング部
８１０  ドレステーブル
８２０  ドレッサ
９１０  状態検出部
９１２  Ｗｅｔ−ＩＴＭ
９１４  渦電流センサ
９１６  光学式センサ
９２０  制御部
９３０  データベース（記憶部）
Ｗ  ウェハ
【図１】
2016058724.tif 000003
【図２】
2016058724.tif 000004
【図３】
2016058724.tif 000005
【図４】
2016058724.tif 000006
【図５】
2016058724.tif 000007
【図６Ａ】
2016058724.tif 000008
【図６Ｂ】
2016058724.tif 000009
【図７】
2016058724.tif 000010
【図８】
2016058724.tif 000011
【図９】
2016058724.tif 000012
【図１０】
2016058724.tif 000013
【図１１】
2016058724.tif 000014
【図１２】
2016058724.tif 000015
【図１３】
2016058724.tif 000016