JP2013070102A - Exhaust device of substrate processing apparatus, and system - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a utility such as power used when operation is stopped.SOLUTION: In the exhaust device of the substrate processing apparatus, a semiconductor wafer W is held between a polishing pad 16 and a top ring 18 mounted on a rotary surface plate 17 of a CMP device 1, and is relatively rotated to polish the wafer W. A rinse water flow rate regulating valve 13 is provided in a rinse water supply pipe 11, and pure water is intermittently supplied to the polishing pad 16 in a polishing portion 2 to maintain the polishing pad in a wet state. In a washing portion 3, the polished semiconductor wafer W is sandwiched between washing sponge rollers 26 and 27, and is washed and is conveyed. Rinse water flow rate regulating valves 14 and 14 are provided in rinse water supply pipes 12a and 12b, and pure water is intermittently supplied to the washing sponge rollers 26 and 27 to maintain the washing sponge rollers in a wet state. If a pure water supply interval is set to be t minutes and a pure water continuous supply period of time of each time is set to be dt seconds, the exhaust device satisfies the following expression (1): dt=20{1.6-exp(-0.01783t)} and the expression (2): 10≤t≤30.

Description

本発明は、化学的・機械的研磨装置（ＣＭＰ装置）等のような基材処理装置の稼動のために消費される電気、冷却水等の消耗的資源（ユーティリティ）の消費量を必要最小限のレベルまでに低減するようにした基材処理装置の排気装置とシステムに関する。   The present invention minimizes the consumption of consumable resources (utilities) such as electricity and cooling water consumed for the operation of a substrate processing apparatus such as a chemical / mechanical polishing apparatus (CMP apparatus). It is related with the exhaust apparatus and system of the base-material processing apparatus made to reduce to the level of.

基板処理装置として、ＣＭＰ装置を稼動させるためには、超純水や電気や冷却水などの消耗的資源（ユーティリティ）を消費することを要する。ＣＭＰ装置の実際の運転の都合によって、本来消費すべき必要最小限の量よりもはるかに多いユーティリティ量の消費がなされている場合もあり、稼動の便宜上許容されている。このように必要最小限の量を超えるユーティリティの消費が許容されるのには相当の理由がある。例えばＣＭＰ装置の機構部分の急激かつ頻繁な起動・停止がもたらす過負荷状態の回避、或は頻繁なユーティリティ量の増減に伴う安定運転状態からの逸脱の防止や、アイドリング状態からの復帰過程での想定以上の時間や動力等の浪費の抑止のためである。また、連続処理される研磨対象物の平坦性を確保するためにはユーティリティ消費量を削減することは現実的なものとしにくい事情があった。
しかしながら、正規の運転に必要な量を超えるユーティリティの消費は省資源・省エネルギー・環境保全等の観点から本来的に不適切であって、必要最小限のユーティリティ消費量による運転に移行すべきである。 In order to operate a CMP apparatus as a substrate processing apparatus, it is necessary to consume consumable resources (utilities) such as ultrapure water, electricity, and cooling water. Depending on the actual operation of the CMP apparatus, a much larger amount of utility may be consumed than the minimum necessary amount to be originally consumed, which is permitted for the convenience of operation. There are considerable reasons why consumption of utilities exceeding the minimum required amount is allowed. For example, avoiding an overload condition caused by rapid and frequent start / stop of the mechanical part of the CMP device, preventing a deviation from a stable operation state due to frequent increase / decrease in utility amount, or returning from an idling state This is to prevent waste of time, power, etc. beyond expectations. Moreover, in order to ensure the flatness of the polishing object to be continuously processed, it has been difficult to reduce utility consumption to be realistic.
However, utility consumption exceeding the amount required for regular operation is inherently inappropriate from the viewpoint of resource saving, energy saving, environmental conservation, etc., and should be shifted to operation with the minimum necessary utility consumption. .

図９は、例えば３００ｍｍウエハ用ＣＭＰ装置が、従来、比較的長期間の停止状態で消費するユーティリティの種別と量とそれぞれの割合を示している。ここで、ユーティリティ量はＳＥＡＪ（社団法人日本半導体製造装置協会）の定義した換算係数を通常の数値（水であればＬ／分、気体であればＮｍ^３／分、放熱量であればｋｃａｌ／時等、慣用的に用いられる単位で表した数値）に乗じて求めた換算消費量ｋＷとして表示している。
図９で明らかなように、ＣＭＰ装置が長期間停止しているとき、消費量が最も多いユーティリティは超純水であって、その消費量は１．７６ｋＷと停止状態での全ユーティリティ消費量４．４３ｋＷの４０％程度を占めている。
一方、運転・稼動中の全ユーティリティ消費量は下記非特許文献１によると、８．８６ｋＷとなっているので、長期停止期間中にも、稼動中のユーティリティ消費量の５０％のユーティリティを消費しているといえる。これは省資源・省エネルギー・環境保全等重視の視点から見ると無視出来ないユーティリティの浪費である。従って、長期停止中において、必要最小限のユーティリティ量だけを消費するような運転方法へ改善することが切望される。
さらに、ユーティリティの消費を、実際の稼動水準を満足するために、各機構・部分が必要とする最小限量に調整するためのユーティリティ供給プログラム及び／又は専用のセンサなどの計測手段と制御機構などを組込んだＣＭＰ装置としておくことが望ましい。 FIG. 9 shows, for example, the types and amounts of utilities conventionally consumed by a 300 mm wafer CMP apparatus in a relatively long-term stop state, and the ratios thereof. Here, the utility amount is a conversion factor defined by SEAJ (Japan Semiconductor Manufacturing Equipment Association) as a normal value (L / min for water, Nm ³ / min for gas, kcal / min for heat dissipation). The value is expressed as the converted consumption kW obtained by multiplying the value by the unit conventionally used such as time).
As is apparent from FIG. 9, when the CMP apparatus has been stopped for a long period of time, the utility with the largest consumption is ultrapure water, and its consumption is 1.76 kW, and the total utility consumption 4 in the stopped state. It accounts for about 40% of .43kW.
On the other hand, the total utility consumption during operation and operation is 8.86 kW according to Non-Patent Document 1 below, and therefore, even during long-term shutdown periods, 50% of utility consumption during operation is consumed. It can be said that. This is a waste of utilities that cannot be ignored from the viewpoint of emphasizing resource saving, energy saving and environmental conservation. Accordingly, there is an urgent need to improve the operation method so that only the minimum necessary utility amount is consumed during a long-term stoppage.
In addition, utility supply programs and / or measuring means such as dedicated sensors and control mechanisms to adjust utility consumption to the minimum amount required by each mechanism / part in order to satisfy actual operating levels. It is desirable to have a built-in CMP apparatus.

ところで、従来、ＣＭＰ装置においては、回転定盤上に研磨（摩）パッドが取り付けられている。研磨対象物である半導体ウエハ等は研磨パッド上に配設され、トップリングと回転定盤との間に保持される。研磨パッド上には研磨材を含む研磨砥液が供給されると共に純水または超純水からなるインナリンス水が例えば１Ｌ／分の流量で供給されている（ここでは、３００ｍｍの半導体ウエハを研磨する場合の流量である）。そして、半導体ウエハの研磨に際して、回転している回転定盤に対して回転するトップリングは所定の圧力を加え、研磨パッドに接触した半導体ウエハの表面は化学的研磨と機械的研磨の組合せによって平坦且つ鏡面に研磨される。
研磨中において、半導体ウエハが研磨パッドと研磨液によって化学的及び機械的に研磨されるために、その研磨屑であるパーティクルとしてＳｉＯ_２粉やＣｕ粉等が発生して研磨パッドに付着することになる。このようなパーティクルが研磨パッド上に付着して乾燥などの原因で固着すると、その後に搬入されてくるウエハに傷をつけるおそれがあるため、リンス水を常時供給することで研磨パット上の乾燥を予防すると共に研磨パッド上からパーティクル等を常時流出させる必要があった。 Conventionally, in a CMP apparatus, a polishing pad is attached on a rotating surface plate. A semiconductor wafer or the like, which is an object to be polished, is disposed on the polishing pad and held between the top ring and the rotating surface plate. On the polishing pad, a polishing abrasive liquid containing an abrasive is supplied, and inner rinse water made of pure water or ultrapure water is supplied at a flow rate of, for example, 1 L / min (here, a 300 mm semiconductor wafer is polished). Flow rate in case). When polishing a semiconductor wafer, the top ring rotating against the rotating surface plate applies a predetermined pressure, and the surface of the semiconductor wafer in contact with the polishing pad is flattened by a combination of chemical polishing and mechanical polishing. And it is polished to a mirror surface.
During polishing, since the semiconductor wafer is chemically and mechanically polished by the polishing pad and the polishing liquid, SiO ₂ powder, Cu powder, etc. are generated and adhered to the polishing pad as particles that are polishing scraps. Become. If such particles adhere to the polishing pad and stick due to drying, etc., there is a risk of scratching the wafer that is subsequently carried in, so the rinse pad is always supplied to dry the polishing pad. It was necessary to prevent particles and the like from flowing out of the polishing pad at all times.

また、下記特許文献１に記載されたポリッシング装置によれば、研磨中に砥粒を含む研磨液のミストや研磨粉等が発生し、空中に飛散することがある。また、研磨後の半導体ウエハを洗浄するための洗浄部においても洗浄に用いる有機溶剤や酸系の洗浄液が蒸発気化する。しかも、研磨部や洗浄部には開閉用の扉が設けられているから、扉の開閉を検知するセンサを設けて扉が閉じられている時は内部からの排気量を低減し、扉が開けられている時は内部からの排気量を増大させるようにした。
そのため、扉の開閉を検知して、扉の開放及び閉鎖に応じて排気量を増減調整することによって、扉の開閉に関わらず内部の研磨液のミストや研削屑、或いは気化した洗浄液等を含む空気を清浄な雰囲気のクリーンルーム内に流出しないようにする必要があった。また、これにより排気設備のランニングコストを低減するようにしていた。一方、半導体工場においては半導体製造装置相互の関係をも考慮したコストダウンが求められているが、ユーティリティ量に着目した取り組みはなされてこなかった。スループットを向上させようとすれば、常時ユーティリティを使用することが必要とされるとも考えられ、ダウンタイムの存在を前提としての取り組みはなされずらかったということもある。 Moreover, according to the polishing apparatus described in Patent Document 1 below, mist or polishing powder of polishing liquid containing abrasive grains may be generated during polishing and scattered in the air. In addition, the organic solvent and acid cleaning liquid used for cleaning also evaporate in the cleaning section for cleaning the polished semiconductor wafer. In addition, the door for opening and closing is provided in the polishing part and the cleaning part, so when the door is closed by providing a sensor that detects the opening and closing of the door, the amount of exhaust from the inside is reduced and the door is opened. Increased the amount of exhaust from the inside when it is.
Therefore, by detecting the opening and closing of the door and adjusting the amount of exhaust depending on the opening and closing of the door, it includes mist and grinding debris in the internal polishing liquid, or vaporized cleaning liquid regardless of the opening and closing of the door It was necessary to prevent air from flowing into a clean room with a clean atmosphere. This also reduces the running cost of the exhaust equipment. On the other hand, semiconductor factories are required to reduce costs in consideration of the relationship between semiconductor manufacturing equipment, but no effort has been made to pay attention to the amount of utilities. In order to improve the throughput, it may be necessary to use a utility at all times, and it may be difficult to make efforts based on the existence of downtime.

特開平１１−２３５６６０号公報JP 11-235660 A

エバラ時報１９６号（２００２年７月）Ebara Times Report 196 (July 2002)

ところで、ＣＭＰ装置が長期停止状態にある場合でも、研磨パッドに付着したパーティクルの乾燥を防ぐために、稼働時と同様に研磨パッドにリンス水を連続して供給しなければならないため、上述したようにリンス水が消費され続けるという不具合があった。
同様に、特許文献１に記載されたＣＭＰ装置においても、研磨液のミストや研削屑、或いは気化した洗浄液等を含む空気が外部に排出されないように、扉の開閉を検知して研磨部や洗浄部内の排気量を増減調整しているが、稼働中であっても長期稼働停止中であっても連続的に排気しているから、ランニングコストの低減や電気消費量の低減は十分とはいえなかった。 By the way, even when the CMP apparatus is in a long-term stop state, in order to prevent drying of particles adhering to the polishing pad, it is necessary to continuously supply rinsing water to the polishing pad as in the operation. There was a problem that rinse water continued to be consumed.
Similarly, in the CMP apparatus described in Patent Document 1, the opening and closing of the door is detected so that the air containing the mist of the polishing liquid, the grinding dust, or the vaporized cleaning liquid is not discharged to the outside. Although the amount of exhaust in the department is adjusted to increase or decrease, exhaust is continuously performed even during operation or long-term operation stoppage, so it is sufficient to reduce running costs and electricity consumption. There wasn't.

本発明は、このような実情に鑑みて、稼働停止時における電力等のユーティリティを低減するようにした基板処理装置の排気装置とシステムを提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an exhaust apparatus and a system for a substrate processing apparatus that reduce utilities such as electric power when operation is stopped.

本発明による基板処理装置の排気装置は、回転可能な回転定盤に研磨パッドを取り付けて、研磨パッドとトップリングとの間に基板を保持して研磨パッド上に研磨液を供給しながら処理するようにした基板処理装置の排気装置であって、基板処理装置に設けられていて内部の圧力を検知する圧力変換器と、基板処理装置の内部を排気する排気ダクトと、排気ダクトに設けられていて排気ダクトの開閉と排気量を制御する排気流量調整弁とを備え、圧力変換器で検知した内部圧力と外部圧力との差圧が所定の範囲内か否かを判別すると共に差圧が所定の範囲より小さい場合に排気流量調整弁を開弁して基板処理装置内を排気するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、基板処理装置の停止状態において、圧力変換器で検知する内部の圧力が外部の外気圧力に対して、差圧が所定の範囲に維持できれば排気装置の排気流量調整弁を閉弁して排気を停止させ、差圧が所定の範囲より小さい場合には排気装置を作動して排気させることで差圧を大きく調整することで、研磨液のミストや研磨屑、或いは洗浄液のミスト等が浮遊する内部の空気が外部に流出することを抑止できると共に、排気装置を間欠作動させることで済むから電力の消費量を削減できる。
なお、基板処理装置は、気密に仕切られた研磨部であってもよく、この場合には内部の研磨液のミストや研磨屑等が浮遊する研磨部の内部空気が外部に流出することを抑止できると共に、排気装置を間欠作動させることで電力の消費量を削減できる。 The exhaust apparatus of the substrate processing apparatus according to the present invention attaches a polishing pad to a rotatable rotating surface plate, holds the substrate between the polishing pad and the top ring, and performs processing while supplying the polishing liquid onto the polishing pad. An exhaust apparatus for a substrate processing apparatus configured as described above, which is provided in the substrate processing apparatus and detects an internal pressure, an exhaust duct for exhausting the inside of the substrate processing apparatus, and an exhaust duct. An exhaust flow rate adjustment valve that controls the opening and closing of the exhaust duct and the exhaust amount, and determines whether or not the differential pressure between the internal pressure and the external pressure detected by the pressure converter is within a predetermined range and the differential pressure is predetermined. The exhaust flow rate adjusting valve is opened to exhaust the inside of the substrate processing apparatus when it is smaller than the above range.
According to the present invention, when the substrate processing apparatus is stopped, the exhaust flow rate adjustment valve of the exhaust apparatus is closed if the internal pressure detected by the pressure transducer can be maintained within a predetermined range with respect to the outside air pressure. If the differential pressure is smaller than the specified range, the exhaust system is operated and exhausted to adjust the differential pressure so that the differential pressure is greatly adjusted. As a result, it is possible to prevent the internal air in which the air is floating from flowing out to the outside, and it is possible to reduce the power consumption because the exhaust device is operated intermittently.
Note that the substrate processing apparatus may be an airtightly partitioned polishing unit, and in this case, the internal air of the polishing unit in which the mist of the internal polishing liquid or polishing dust floats is prevented from flowing out to the outside. In addition, power consumption can be reduced by intermittently operating the exhaust device.

本発明による基板処理装置の排気装置は、洗浄剤を用いて基板を洗浄する洗浄手段を備え、洗浄手段に純水または／及び超純水を供給しながら処理するようにした基板処理装置の排気装置であって、基板処理装置に設けられていて内部の圧力を検知する圧力変換器と、基板処理装置の内部を排気する排気ダクトと、排気ダクトに設けられていて排気ダクトの開閉と排気量を制御する排気流量調整弁とを備え、圧力変換器で検知した内部圧力と外部圧力との差圧が所定の範囲内か否かを判別すると共に差圧が所定の範囲より小さい場合に排気流量調整弁を開弁して基板処理装置内を排気するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、基板処理装置の停止状態において、圧力変換器で検知する内部の圧力が外部の外気圧力に対して、差圧が所定の範囲に維持できれば排気装置の排気流量調整弁を閉弁して排気を停止させ、差圧が所定の範囲より小さい場合には排気装置を作動して排気させることで差圧を大きく調整することで、洗浄剤のミスト等が浮遊する内部の空気が外部に流出することを抑止できると共に、排気装置を間欠作動させることで済むから電力の消費量を削減できる。 An exhaust apparatus for a substrate processing apparatus according to the present invention includes a cleaning unit that cleans a substrate using a cleaning agent, and exhausts the substrate processing apparatus that performs processing while supplying pure water and / or ultrapure water to the cleaning unit. A pressure converter that is provided in the substrate processing apparatus and detects an internal pressure; an exhaust duct that exhausts the interior of the substrate processing apparatus; and an opening and closing and an exhaust amount of the exhaust duct that are provided in the exhaust duct. An exhaust flow rate adjusting valve for controlling the exhaust flow rate, and whether or not the differential pressure between the internal pressure detected by the pressure transducer and the external pressure is within a predetermined range, and if the differential pressure is smaller than the predetermined range, The adjustment valve is opened to evacuate the substrate processing apparatus.
According to the present invention, when the substrate processing apparatus is stopped, the exhaust flow rate adjustment valve of the exhaust apparatus is closed if the internal pressure detected by the pressure transducer can be maintained within a predetermined range with respect to the outside air pressure. If the differential pressure is smaller than the specified range, the exhaust system is activated and exhausted to adjust the differential pressure to a large level. It is possible to suppress the flow out to the outside, and it is possible to reduce power consumption because it is only necessary to operate the exhaust device intermittently.

なお、基板処理装置は、気密に仕切られた洗浄部であってもよく、この場合には洗浄液のミスト等が浮遊する洗浄部の内部空気が外部に流出することを抑止できると共に、排気装置を間欠作動させることで済むから電力の消費量を削減できる。
また、所定の範囲が−３０Ｐａ〜−１２．５Ｐａの範囲とされたことが好ましい。 The substrate processing apparatus may be a hermetically partitioned cleaning unit. In this case, the internal air of the cleaning unit in which the mist of the cleaning liquid floats can be prevented from flowing out, and the exhaust device can be Since only intermittent operation is required, power consumption can be reduced.
Moreover, it is preferable that the predetermined range is a range of -30 Pa to -12.5 Pa.

更に、本発明によるシステムは、第1半導体製造装置、第２半導体製造装置及び研磨装置を有する半導体を製造するためのシステムにおいて、第1半導体製造装置、第２半導体製造装置及び研磨装置におけるユーティリティ量をモニタリングして、参照データと各装置のユーティリティ量とを比較し、制御信号を生成して、これにより第1半導体製造装置、第２半導体製造装置及び研磨装置のユーティリティ量をフィードバック制御するホストコンピュータを有することを特徴とする。   Furthermore, the system according to the present invention is a system for manufacturing a semiconductor having a first semiconductor manufacturing apparatus, a second semiconductor manufacturing apparatus, and a polishing apparatus, and a utility amount in the first semiconductor manufacturing apparatus, the second semiconductor manufacturing apparatus, and the polishing apparatus. A computer that compares the reference data with the utility amount of each device, generates a control signal, and thereby feedback-controls the utility amount of the first semiconductor manufacturing device, the second semiconductor manufacturing device, and the polishing device It is characterized by having.

上述のように、本発明による基板処理装置の排気装置では、基板処理装置（研磨部や洗浄部）内の圧力を外部圧力よりも所定圧だけ低い低圧に維持することで、排気ダクトによって連続的に排気運転をする必要がなく間欠的に基板処理装置（研磨部や洗浄部）内を排気して外部より低圧に維持することで、内部に浮遊するミストや研磨粉、揮発した洗浄液やミスト等が外部（例えば清浄な雰囲気のクリーンルームや大気圧の部屋等）に流出するのを防止して排気ダクトを通して排気されて回収され、基板処理装置の外部から取り込む清浄空気を抑えて外部環境の汚染を防止すると共に、内部に取り込む清浄空気と排気用電力を低減できる。   As described above, in the exhaust apparatus of the substrate processing apparatus according to the present invention, the pressure in the substrate processing apparatus (polishing section or cleaning section) is maintained at a low pressure that is lower than the external pressure by a predetermined pressure, so that the exhaust duct continuously The substrate processing equipment (polishing unit and cleaning unit) is intermittently evacuated and maintained at a lower pressure than the outside, so that mist and polishing powder floating inside, volatilized cleaning liquid and mist, etc. Is prevented from flowing out to the outside (for example, a clean room having a clean atmosphere or an atmospheric pressure room) and exhausted through the exhaust duct and collected, and the clean air taken in from the outside of the substrate processing apparatus is suppressed to prevent contamination of the external environment. While preventing, the clean air taken in and the electric power for exhaust can be reduced.

本発明の実施形態によるＣＭＰ装置の要部構成の説明図である。It is explanatory drawing of the principal part structure of the CMP apparatus by embodiment of this invention. 本実施形態におけるＣＭＰ装置の運転制御手段のブロック図である。It is a block diagram of the operation control means of the CMP apparatus in this embodiment. リンス水の供給タイミングと供給量との関係を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the relationship between the supply timing of rinse water, and supply amount. ＣＭＰ装置の待機モードと運転モードとの選択を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows selection of the standby mode and operation mode of CMP apparatus. 研磨パッドへのリンス水の供給時間間隔と給水継続時間と総給水量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the supply time interval of the rinse water to a polishing pad, water supply continuation time, and total water supply. ＣＭＰ装置における回転定盤が冷却水によって温度が下降する状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which the temperature of the rotation surface plate in a CMP apparatus falls with cooling water. 複数の研磨装置を１台のホストコンピュータで統括的に制御する半導体製造装置の研磨システムを示す図である。It is a figure which shows the grinding | polishing system of the semiconductor manufacturing apparatus which controls a some grinding | polishing apparatus centrally by one host computer. 複数の半導体製造装置を１台のホストコンピュータで統括的に制御する半導体製造装置エンジニアリングシステムを示す図である。It is a figure which shows the semiconductor manufacturing apparatus engineering system which controls a several semiconductor manufacturing apparatus centrally with one host computer. ＣＭＰ装置の長期停止状態において消費するユーティリティの量と割合を示す図である。It is a figure which shows the quantity and ratio of the utility consumed in the long-term stop state of CMP apparatus.

本発明の実施形態によるＣＭＰ装置１は基板処理装置であり、図１に示すように、研磨対象物である半導体ウエハＷ（基板）を研磨する研磨部２と、研磨後のウエハＷを洗浄する洗浄部３と、ウエハＷを収容するカセット４（４ａ、４ｂ、…）とを設けていて外部との間でカセット４を搬送する搬送部５とを備えている。これら研磨部２と洗浄部３と搬送部５とは、例えばクリーンルーム等の外部における周囲環境に対してそれぞれ気密に仕切られたルームとして互いに分離した状態で区画されている。
そして、研磨部２と洗浄部３とはそれぞれ排気ダクト６、７に個別に連通しており、各排気ダクト６、７は排気流量調整弁８、９を介して図示しない共通排気ラインに接続され、共通排気ラインは図示しない排気装置に接続されている。なお、搬送部５にも排気ダクトを接続してもよい。 A CMP apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is a substrate processing apparatus. As shown in FIG. 1, a polishing unit 2 that polishes a semiconductor wafer W (substrate) that is an object to be polished, and a wafer W that has been polished are cleaned. The cleaning unit 3 and the cassette 4 (4a, 4b,...) That stores the wafer W are provided, and the transfer unit 5 that transfers the cassette 4 to and from the outside is provided. The polishing unit 2, the cleaning unit 3, and the transport unit 5 are partitioned in a state of being separated from each other as air-tightly partitioned rooms with respect to an external environment such as a clean room.
The polishing section 2 and the cleaning section 3 are individually connected to the exhaust ducts 6 and 7, respectively. The exhaust ducts 6 and 7 are connected to a common exhaust line (not shown) via the exhaust flow rate adjusting valves 8 and 9. The common exhaust line is connected to an exhaust device (not shown). Note that an exhaust duct may also be connected to the transport unit 5.

排気ダクト６及び排気流量調整弁８は研磨部２内で研磨中に研磨液のミストや研磨粉等
が発生して空気中に飛散しても外部に流出しないように研磨部２内の圧力を外部圧力（例えば大気圧）より低圧、ここでは負圧に制御する。排気ダクト７及び排気流量調整弁９は洗浄部３内で気化する有機溶剤や酸系の洗浄液が外部に流出しないように洗浄部３内の圧力を外部圧力（ここでは大気圧）より低圧、ここでは負圧に制御する。
同様に、研磨部２と洗浄部３とはそれぞれ洗浄用の純水または超純水（以下、これらをまとめて超純水という）のインナリンス水を供給するリンス水供給管１１、１２が開閉制御手段として接続されており、各リンス水供給管１１、１２はリンス水流量調整弁１３、１４を介して図示しない共通供給ラインに接続されてリンス水供給源に連通している。 The exhaust duct 6 and the exhaust flow rate adjusting valve 8 adjust the pressure in the polishing unit 2 so that mist, polishing powder, etc. of the polishing liquid is generated during polishing in the polishing unit 2 and does not flow to the outside even if scattered in the air. The pressure is controlled to be lower than the external pressure (for example, atmospheric pressure), in this case, negative pressure. The exhaust duct 7 and the exhaust flow rate adjusting valve 9 are set so that the pressure in the cleaning unit 3 is lower than the external pressure (here, atmospheric pressure) so that the organic solvent or acid-based cleaning liquid vaporized in the cleaning unit 3 does not flow outside. Then, control to negative pressure.
Similarly, the polishing section 2 and the cleaning section 3 are controlled to open and close by rinse water supply pipes 11 and 12 that supply inner rinse water of pure water for cleaning or ultrapure water (hereinafter collectively referred to as ultrapure water). The rinse water supply pipes 11 and 12 are connected to a common supply line (not shown) via the rinse water flow rate adjusting valves 13 and 14 and communicate with a rinse water supply source.

次に、研磨部２には、上面に研磨パッド１６を貼り付けた回転定盤（ターンテーブル）１７が設けられている。ウエハＷは研磨パッド１６上に配設され、トップリング１８と研磨パッド１６との間に保持される。そして、研磨パッド１６及び回転定盤１７とトップリング１８の相対回転によってこれらの間に保持されたウエハＷの表面を研磨することになる。
また、回転定盤１７の下部には支持部２０が設けられており、支持部２０及び回転定盤１７内には冷却水管２１が例えば螺旋状または格子状等に配設され、冷却水管２１を流れる冷却水によって回転定盤１７の表面温度を制御するようにしている。冷却水管２１には冷却水流量調整弁２２が設けられ、支持部２０及び回転定盤１７内に流れる冷却水の流量と開閉を調整している。
研磨パッド１６上にはリンス水供給管１１の供給口１１ａが設けられ、インナリンス水を研磨パッド１６上に連続してまたは間欠的に供給するようになっている。また、研磨部２の天井面には上述した排気ダクト６が接続されている。研磨部２内には研磨部２内の気圧を検知する圧力センサとして圧力変換器２４が配設され、研磨部２内の圧力が外部雰囲気の圧力（例えば大気圧）よりどの程度低圧（負圧）であるかを検知する。
なお、研磨部２内には研磨前後のウエハＷを取り扱う図示しない搬送ロボットが配設されている場合もある。 Next, the polishing unit 2 is provided with a rotating table (turn table) 17 having a polishing pad 16 attached to the upper surface. The wafer W is disposed on the polishing pad 16 and is held between the top ring 18 and the polishing pad 16. Then, the surface of the wafer W held between the polishing pad 16 and the rotating surface plate 17 and the top ring 18 is polished by relative rotation.
Further, a support portion 20 is provided at the lower portion of the rotating surface plate 17, and cooling water pipes 21 are disposed in the supporting portion 20 and the rotating surface plate 17 in, for example, a spiral shape or a lattice shape. The surface temperature of the rotating surface plate 17 is controlled by the flowing cooling water. The cooling water pipe 21 is provided with a cooling water flow rate adjustment valve 22 to adjust the flow rate and opening / closing of the cooling water flowing in the support unit 20 and the rotating surface plate 17.
A supply port 11 a of a rinse water supply pipe 11 is provided on the polishing pad 16 so that the inner rinse water is supplied continuously or intermittently onto the polishing pad 16. Further, the above-described exhaust duct 6 is connected to the ceiling surface of the polishing unit 2. A pressure converter 24 is disposed in the polishing unit 2 as a pressure sensor that detects the atmospheric pressure in the polishing unit 2. The pressure in the polishing unit 2 is lower than the pressure of the external atmosphere (for example, atmospheric pressure) (negative pressure). ) Is detected.
In addition, a transfer robot (not shown) that handles the wafers W before and after polishing may be provided in the polishing unit 2.

そして、洗浄部３には研磨部２で研磨されたウエハＷを洗浄するための洗浄手段として一対の洗浄用スポンジローラ２６、２７が上下に対向して配設され、これら洗浄用スポンジローラ２６、２７間にウエハＷを挟持して搬送しながら洗浄するようになっている。各洗浄用スポンジローラ２６、２７の近傍には上述したリンス水供給管１２（符号１２ａ、１２ｂを付す）がそれぞれ配設され、各洗浄用スポンジローラ２６、２７に超純水を供給してウエハＷを洗浄することになる。
洗浄部３内にはウエハＷを搬入及び搬出するための搬送ロボット２８が設けられている。洗浄部３内にも洗浄部３内の圧力を検知する圧力センサとして圧力変換器２９が配設され、洗浄部３内の圧力が外部雰囲気の圧力（例えば大気圧）よりどの程度低圧（負圧）であるかを検知する。
また、搬送部５内には、ウエハＷを搬出入する図示しない搬送ロボットが設けられる場合がある。搬送ロボットによって未研磨のウエハＷをカセット４ａ、４ｂから搬出して研磨部２内に直接または間接的に搬送すると共に研磨と洗浄が行われたウエハＷをカセット４ａ、４ｂ内に収容するようにしている。 The cleaning unit 3 is provided with a pair of cleaning sponge rollers 26 and 27 that are opposed to each other as cleaning means for cleaning the wafer W polished by the polishing unit 2. 27, the wafer W is sandwiched between the wafers and cleaned. The above-described rinse water supply pipes 12 (reference numerals 12a and 12b) are provided in the vicinity of the cleaning sponge rollers 26 and 27, respectively, and ultrapure water is supplied to the cleaning sponge rollers 26 and 27 to provide wafers. W will be washed.
A transfer robot 28 for loading and unloading the wafer W is provided in the cleaning unit 3. A pressure converter 29 is also provided in the cleaning unit 3 as a pressure sensor for detecting the pressure in the cleaning unit 3, and the pressure in the cleaning unit 3 is lower than the pressure of the external atmosphere (for example, atmospheric pressure) (negative pressure). ) Is detected.
In addition, a transfer robot (not shown) for loading / unloading the wafer W may be provided in the transfer unit 5. An unpolished wafer W is unloaded from the cassettes 4a and 4b by the transfer robot and directly or indirectly transferred into the polishing unit 2, and the polished and cleaned wafers W are accommodated in the cassettes 4a and 4b. ing.

研磨部２や洗浄部３や搬送部５の外部には運転制御手段３１が配設されている。運転制御手段３１には研磨部２や洗浄部３内の圧力を検知する圧力変換器２４、２９の検知信号が入力され、検知された研磨部２や洗浄部３内の圧力に基づいて排気ダクト６，７の排気流量調整弁８，９の流量や開閉を制御するようになっている。また、運転制御手段３１にはリンス水流量調整弁１３，１４、冷却水流量調整弁２２が電気的に接続されていてこれらの流量と開閉をそれぞれ制御するようになっている。
運転制御手段３１は、図２に示すように、ＣＭＰ装置１が運転状態か停止状態かを例えば図示しない駆動源の駆動指令によるＯＮ，ＯＦＦ切り換えスイッチ等のセンサ３０によって判別するモード認識手段３２と、運転状態ではＣＭＰ装置１の各手段の稼働を制御する運転モード手段３３と、停止状態ではＣＭＰ装置１の各手段の稼働と停止等を制御する待機モード手段３４とが設けられている。
なお、本発明において、研磨パッド１６による半導体ウエハＷの研磨動作が停止している状態を待機状態（停止状態）、待機モードというものとする。 Operation control means 31 is disposed outside the polishing unit 2, the cleaning unit 3, and the transport unit 5. The operation control means 31 receives detection signals from pressure transducers 24 and 29 that detect the pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3, and the exhaust duct is based on the detected pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3. The flow rate and open / close of the exhaust flow rate adjusting valves 8, 9 are controlled. The operation control means 31 is electrically connected to the rinse water flow rate adjustment valves 13 and 14 and the cooling water flow rate adjustment valve 22 so as to control the flow rate and opening / closing thereof.
As shown in FIG. 2, the operation control means 31 includes a mode recognition means 32 for determining whether the CMP apparatus 1 is in an operation state or a stop state by a sensor 30 such as an ON / OFF changeover switch based on a drive command of a drive source (not shown). The operation mode means 33 for controlling the operation of each means of the CMP apparatus 1 in the operation state and the standby mode means 34 for controlling the operation and stop of each means of the CMP apparatus 1 in the stop state are provided.
In the present invention, a state in which the polishing operation of the semiconductor wafer W by the polishing pad 16 is stopped is referred to as a standby state (stopped state) and a standby mode.

例えば直径３００ｍｍのウエハＷを研磨するためのＣＭＰ装置１では、その停止中において、研磨パッド１６及び洗浄用スポンジローラ２６，２７の乾燥を防ぎ湿潤状態を保持するために、運転制御手段３１の待機モード手段３４において、リンス水流量調整弁１３、１４を間欠的に開弁し、例えば図３に示すように、３０分毎に２０秒開弁してインナリンス水をリンス水供給管１１、１２ａ、１２ｂから研磨パッド１６と洗浄用スポンジローラ２６，２７に供給して乾燥を防ぐようにした。
その際、研磨パッド１６にはリンス水流量調整弁１３を開弁してリンス水を例えば１Ｌ／分供給し、洗浄用スポンジローラ２６，２７にはリンス水流量調整弁１４、１４を開弁してリンス水をそれぞれ例えば０．６Ｌ／分供給することで、乾燥の防止と湿潤状態の維持を達成するようにした。 For example, in the CMP apparatus 1 for polishing a wafer W having a diameter of 300 mm, the operation control means 31 is on standby in order to prevent the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27 from being dried and to keep the wet state during the stoppage. In the mode means 34, the rinse water flow rate adjustment valves 13, 14 are intermittently opened, and for example, as shown in FIG. 3, the inner rinse water is opened every 20 minutes for 20 seconds, and the rinse water supply pipes 11, 12a, 12b is supplied to the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27 to prevent drying.
At that time, the rinse water flow rate adjustment valve 13 is opened to the polishing pad 16 to supply rinse water, for example, at 1 L / min, and the rinse water flow rate adjustment valves 14 and 14 are opened to the cleaning sponge rollers 26 and 27. In this case, the rinse water is supplied at, for example, 0.6 L / min to prevent the drying and maintain the wet state.

また、図２における運転制御手段３１では、モード認識手段３２は圧力変換器２４、２９から入力される研磨部２内の圧力信号と洗浄部３内の圧力信号とをそれぞれ個別に識別する。そして、待機モードの場合では、待機モード手段３４において、圧力変換器２４、２９で検知した研磨部２内や洗浄部３内の各圧力が外部雰囲気の圧力、例えば大気圧よりも−３０Ｐａ（パスカル）〜−１２．５Ｐａ低い圧力の範囲にあるか否かを判別し、この範囲内であれば排気流量調整弁８，９を閉弁して排気を停止させた状態に保持する。
また、待機モード手段３４では、停止状態において、研磨部２や洗浄部３内の圧力がこれらの外部圧力、例えば大気圧よりも上述した大気圧に対して好ましくは−３０Ｐａ（パスカル）〜−１２．５Ｐａの範囲の圧力差を有する低圧に維持されるように制御する。
この場合、外部圧力からの所定圧力差の上限値−１２．５ＰａはＮＡＳＡ規格から設定したクリーンルームの圧力差の値と同一であり、研磨部２や洗浄部３内の圧力がこの上限値より大きいと、扉の開閉等によって外部圧力の値に上昇して、内部の研磨液のミストや切削粉、洗浄液等が外部に流出するおそれが増大する。他方、所定圧力差の下限値−３０Ｐａより小さいと、差圧によって研磨部２や洗浄部３のルームが変形して外壁に間隙ができるおそれがある。
そして、研磨部２内、洗浄部３内の各圧力が外気圧より−３０Ｐａ（パスカル）〜−１２．５Ｐａ低い圧力の範囲を外れて高くなっている場合には排気流量調整弁８，９を開弁して排気状態に切り換えて、−３０Ｐａ（パスカル）〜−１２．５Ｐａの範囲に減圧させるように制御する。より好ましくは−２０Ｐａ〜−１５．０Ｐａの範囲に減圧する。 In the operation control means 31 in FIG. 2, the mode recognition means 32 individually identifies the pressure signal in the polishing unit 2 and the pressure signal in the cleaning unit 3 input from the pressure converters 24 and 29. In the standby mode, in the standby mode means 34, the pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 detected by the pressure converters 24 and 29 is -30 Pa (pascals) than the pressure of the external atmosphere, for example, atmospheric pressure. ) To -12.5 Pa It is determined whether or not the pressure is within a range, and if within this range, the exhaust flow rate adjusting valves 8 and 9 are closed and the exhaust is stopped.
Further, in the standby mode means 34, in the stopped state, the pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 is preferably -30 Pa (Pascal) to -12 with respect to these external pressures, for example, the atmospheric pressure described above rather than the atmospheric pressure. Control to maintain a low pressure with a pressure difference in the range of 5 Pa.
In this case, the upper limit value −12.5 Pa of the predetermined pressure difference from the external pressure is the same as the pressure difference value of the clean room set from the NASA standard, and the pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 is larger than this upper limit value. Then, the value of the external pressure rises due to opening and closing of the door, etc., and there is an increased possibility that the mist of the internal polishing liquid, cutting powder, cleaning liquid, etc. will flow out to the outside. On the other hand, if it is smaller than the lower limit value −30 Pa of the predetermined pressure difference, the room of the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 may be deformed by the differential pressure and a gap may be formed on the outer wall.
When the respective pressures in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 are higher than the pressure lower than the external pressure by −30 Pa (Pascal) to −12.5 Pa, the exhaust flow rate adjusting valves 8 and 9 are turned on. The valve is opened and switched to the exhaust state, and the pressure is controlled to be reduced to a range of -30 Pa (Pascal) to -12.5 Pa. More preferably, the pressure is reduced to a range of -20 Pa to -15.0 Pa.

本実施形態によるＣＭＰ装置１は上述の構成を備えており、次に稼働停止状態における処理方法について説明する。
上述したようにＣＭＰ装置１における稼働の待機モード、例えば長期停止期間に消費しているユーティリティの量と割合に関し、従来、超純水は全消費ユーティリティ量のうち３９．９％と最も消費量が高い割合を占めていることに着目し、停止状態における研磨パッド１６、洗浄用スポンジローラ２６，２７の乾燥防止のために供給する超純水からなるリンス水の消費量削減を図った。 The CMP apparatus 1 according to the present embodiment has the above-described configuration. Next, a processing method in the operation stop state will be described.
As described above, with respect to the standby mode of operation in the CMP apparatus 1, for example, the amount and ratio of the utility consumed during the long-term suspension period, conventionally, ultrapure water has the largest consumption of 39.9% of the total consumption utility amount. Focusing on the fact that it occupies a high proportion, the consumption of rinse water made of ultrapure water supplied to prevent drying of the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27 in a stopped state was reduced.

まず、図４に示すフローチャートにおいて、ＣＭＰ装置１における運転制御手段３１が運転モード（運転状態）か待機モード（停止状態）かをセンサ３０で認識する（ステップ１０１）。次に、次回運転開始までの待機時間が必要降温時間より長いか否かによって待機モードか運転モードかを判別する（ステップ１０２）。必要降温時間とは、下記に記載のように、待機中に冷却水管２１から回転定盤１７への冷却水の供給を停止して回転定盤１７の温度が２３℃程度に上昇した後、冷却水を供給して回転定盤１７を冷却してウエハＷの研磨に必要な２０℃以下の温度に降下するまでの（予め設定した）時間をいう。
研磨開始までの時間が必要降温時間より短く、待機中でないと判別した場合には、運転モードを運転モード手段３３により続行するものとし、これに関連して研磨部２と洗浄部３でのインナリンス水の供給と排気とを連続して行う（ステップ１０３）。
他方、研磨開始までの時間が必要降温時間より長く、待機中であると判別した場合には、待機モード手段３４によりインナリンス水の間欠供給、間欠排気、冷却準備等の間欠制御を行う（ステップ１０４）。そして、運転モードと待機モードのいずれを選択した場合でも、予め設定された所定のサンプリング時間（例えば１／１００秒）が経過したか否かを判別し（ステップ１０５）、サンプリング時間が経過していない場合にはさらに運転モードまたは待機モードを実行し、サンプリング時間が経過した場合にはステップ１０１に戻ってセンサ３０により運転モードか待機モードかを再度判別する。 First, in the flowchart shown in FIG. 4, the sensor 30 recognizes whether the operation control means 31 in the CMP apparatus 1 is in an operation mode (operation state) or a standby mode (stop state) (step 101). Next, it is determined whether the standby mode or the operation mode is in accordance with whether or not the standby time until the next operation start is longer than the required temperature drop time (step 102). As described below, the required temperature drop time is the cooling after the cooling water supply from the cooling water pipe 21 to the rotating surface plate 17 is stopped and the temperature of the rotating surface plate 17 rises to about 23 ° C. during standby. It refers to the time (preset) from when water is supplied to cool the rotating platen 17 and to a temperature of 20 ° C. or lower necessary for polishing the wafer W.
When it is determined that the time until the polishing is started is shorter than the required temperature drop time and is not waiting, the operation mode is continued by the operation mode means 33, and the inner rinse in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 is related to this. Water supply and exhaust are continuously performed (step 103).
On the other hand, when it is determined that the time until the start of polishing is longer than the required temperature drop time and is in standby, the standby mode means 34 performs intermittent control such as intermittent supply of inner rinse water, intermittent exhaust, and cooling preparation (step 104). ). Then, regardless of whether the operation mode or the standby mode is selected, it is determined whether or not a predetermined sampling time (for example, 1/100 second) set in advance has elapsed (step 105), and the sampling time has elapsed. If not, the operation mode or the standby mode is further executed. If the sampling time has elapsed, the process returns to step 101 and the sensor 30 determines again whether the operation mode or the standby mode.

そして、待機モードにおいて、図３に示すように、直径３００ｍｍのウエハＷを研磨するためのＣＭＰ装置１では、その待機（停止）中において、研磨パッド１６及び洗浄用スポンジローラ２６，２７の乾燥を防ぎ湿潤状態を保持するためにリンス水供給管１１、１２ａ、１２ｂからリンス水流量調整弁１３、１４を３０分毎に２０秒開弁して間欠的に供給することで研磨パッド１６と洗浄用スポンジローラ２６，２７の乾燥を防ぐことができる。
開弁の際、図３に示すように、研磨部２では、リンス水流量調整弁１３を開弁して研磨パッド１６にリンス水量を１Ｌ／分として２０秒間供給することで乾燥の防止と湿潤状態の維持を達成できる。また、洗浄部３では、リンス水流量調整弁１４、１４を開弁して洗浄用スポンジローラ２６，２７にリンス水量をそれぞれ０．６Ｌ／分として２０秒間供給することで乾燥の防止と湿潤状態の維持を達成できる。 In the standby mode, as shown in FIG. 3, in the CMP apparatus 1 for polishing the wafer W having a diameter of 300 mm, the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27 are dried during the standby (stop). In order to prevent and maintain a wet state, the rinse water flow rate adjusting valves 13 and 14 are opened from the rinse water supply pipes 11, 12 a and 12 b every 20 minutes for 20 seconds, and intermittently supplied for cleaning with the polishing pad 16. Drying of the sponge rollers 26 and 27 can be prevented.
When the valve is opened, as shown in FIG. 3, in the polishing unit 2, the rinse water flow rate adjustment valve 13 is opened and the rinse water amount is supplied to the polishing pad 16 at 1 L / min for 20 seconds to prevent drying and wet. State maintenance can be achieved. Further, in the cleaning section 3, the rinse water flow rate adjusting valves 14, 14 are opened, and the rinse water amounts are respectively supplied to the cleaning sponge rollers 26, 27 at 0.6 L / min for 20 seconds, thereby preventing drying and preventing the wet state. Maintenance can be achieved.

上述したリンス水の間欠供給について、実験によって、研磨パッド１６及び洗浄用スポンジローラ２６，２７の乾燥による弊害を防止するためには、３０分毎に１回純水を供給し、１回当りの供給時間を２０秒とすれば、少なくとも十分なことを検証できた。この場合でも、ウエハＷの研磨速度及び洗浄後のウエハＷ表面上の残留ダスト量は従来と同様であることが実験的に確認できた。
この変更の結果、消費する純水の量は、連続供給する従来と比較して、下式により
２０秒／（３０分×６０秒／分）＝１／９０≒１.１％
によって、従来の９０分の１（＝１.１％）まで停止状態における純水の消費量を削減することが出来た。
さらに、間欠供給する純水の供給頻度と供給継続時間の組合せを上記以外の水準に設定した実験を行うことによって、ウエハＷの研磨速度及び洗浄後のウエハＷ表面上の残留ダスト量が所定の基準内に収まる条件を求めた。表１はその結果を示す。また、表１の結果をグラフで表すと図５に示すようになる。 In order to prevent the harmful effects caused by drying of the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27, the pure water is supplied once every 30 minutes, and the intermittent supply of the rinsing water described above is performed per experiment. If the supply time was 20 seconds, it was verified that it was at least sufficient. Even in this case, it was experimentally confirmed that the polishing rate of the wafer W and the amount of residual dust on the surface of the wafer W after cleaning were the same as those in the past.
As a result of this change, the amount of pure water consumed is 20 seconds / (30 minutes × 60 seconds / minute) = 1 / 90≈1.1% according to the following formula, compared to the conventional continuous supply.
As a result, the consumption of pure water in the stopped state could be reduced to 1/90 of the conventional (= 1.1%).
Furthermore, by conducting an experiment in which the combination of the supply frequency of intermittently supplied pure water and the supply duration time is set to a level other than the above, the polishing rate of the wafer W and the amount of residual dust on the surface of the wafer W after cleaning are predetermined. Conditions that were within the criteria were determined. Table 1 shows the results. Moreover, when the result of Table 1 is represented with a graph, it will come to show in FIG.

図５において白丸のプロットで明らかなように、インナリンス水の供給時間間隔ｔが増加するにつれて、一回毎に必要な給水継続時間ｄｔも増加する傾向にある。例えば、供給時間間隔ｔが１０分のとき、継続時間ｄｔは１５秒であり、供給時間間隔ｔが３０分と長くなると、継続時間ｄｔも２０秒へと増加している。これは、インナリンス水供給後の放置時間が経過するにつれて研磨パッド１６や洗浄用スポンジローラ２６，２７の乾燥が進行するので、これを湿潤状態に復元するために必要なインナリンス水の一回当りの供給量が増加するものである。
さらに、乾燥状態が３０分を超えて継続した場合には、その後大量のインナリンス水を供給しても、研磨パッド１６や洗浄用スポンジローラ２６，２７の表面が必要な湿潤状態に戻ることは不可能であった。これは、研磨パッド１６や洗浄用スポンジローラ２６，２７の表面に主としてスラリー中に含まれる研磨砥粒やウエハＷの研磨粉・粒子が乾燥して強固に付着してしまい、湿潤状態の清浄表面への回復が不可能な状態に至ったためであるといえる。
また、供給時間間隔をｔ分、一回毎のインナリンス水の供給継続時間をｄｔ秒としたとき、表１の関係を回帰するために次の近似式（１）を用いることができる。
ｄｔ＝２０{１．６−ｅｘｐ（−０．０１７８３ｔ）} ……（１）
図５に示す実線は式（１）で表される近似曲線を実測した点に併記したものである。式（２）は実験結果を近似していると認定できる。 As apparent from the white circle plot in FIG. 5, as the inner water supply time interval t increases, the required water supply duration dt tends to increase as well. For example, when the supply time interval t is 10 minutes, the duration time dt is 15 seconds, and when the supply time interval t increases to 30 minutes, the duration time dt also increases to 20 seconds. This is because the drying of the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27 progresses as the standing time after the supply of the inner rinse water elapses. Therefore, the inner rinse water necessary for restoring the wet condition is restored. The supply will increase.
Furthermore, if the dry state continues for more than 30 minutes, the surface of the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27 will not return to the required wet state even if a large amount of inner rinse water is supplied thereafter. It was possible. This is because the abrasive grains mainly contained in the slurry and the polishing powder / particles of the wafer W are dried and firmly attached to the surfaces of the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27, and the wet clean surface. It can be said that it was impossible to recover.
Further, when the supply time interval is t minutes and the supply duration time of each inner rinse water is dt seconds, the following approximate expression (1) can be used to regress the relationship of Table 1.
dt = 20 {1.6−exp (−0.01783t)} (1)
The solid line shown in FIG. 5 is shown along with the point at which the approximate curve represented by equation (1) was actually measured. Expression (2) can be recognized as approximating the experimental result.

次に、図５において破線で示した曲線は表１の（ ）内の数値で表示された、各給水時間間隔を実行した場合の１時間当りのインナリンス水の総消費（供給）量である。この曲線から明らかなように、供給時間間隔ｔが１０分を下回って小さくなるにつれて、水の消費量が著しく増大する傾向がある。
以上述べてきたように、供給時間間隔が３０分を超えると乾燥による弊害がひどくなり、同じく時間間隔が１０分を下回ると消費する純水の量が膨大になることから、供給時間間隔ｔについて次式（２）の限定も付与する必要がある。
１０≦ｔ≦３０ ……（２）
表１で示す条件内で実施すれば、ウエハＷの仕上がり状態は基準内に収まるものの、時間間隔が短くなるにつれてインナリンス水の総消費量は増大するので、最低限に削減するためには供給時間間隔ｔ＝３０分を選択するのが最も望ましい。
以上のように、本実施形態によるＣＭＰ装置１を実施した結果、図９から明らかなように、
１．７６ｋＷ×（１−０．０１１）/４．４３ｋＷ＝０．３９
であるから、ＣＭＰ装置１の停止状態における純水の消費量削減は、従来の全ユーティリティ消費量４．４３ｋＷを最大３９％も低下させることが出来た。 Next, a curve indicated by a broken line in FIG. 5 is a total consumption (supply) amount of inner rinse water per hour when each water supply time interval is executed, which is indicated by a numerical value in parentheses in Table 1. As is apparent from this curve, water consumption tends to increase significantly as the supply time interval t decreases below 10 minutes.
As described above, when the supply time interval exceeds 30 minutes, the harmful effects of drying become serious, and when the time interval is less than 10 minutes, the amount of pure water consumed becomes enormous. It is also necessary to give a limitation of the following formula (2).
10 ≦ t ≦ 30 (2)
If implemented within the conditions shown in Table 1, the finished state of the wafer W falls within the standard, but the total consumption of the inner rinse water increases as the time interval becomes shorter. Most preferably, the interval t = 30 minutes is selected.
As described above, as a result of implementing the CMP apparatus 1 according to the present embodiment, as is apparent from FIG.
1.76 kW × (1-0.011) /4.43 kW = 0.39
Therefore, the reduction of the consumption of pure water when the CMP apparatus 1 is stopped has been able to reduce the conventional total utility consumption 4.43 kW by as much as 39%.

従って、本実施形態によるＣＭＰ装置１においては、稼働停止状態で、待機モード手段３４によって供給時間間隔ｔが１０分〜３０分の間隔内で１５秒〜２０秒間インナリンス水を研磨パッド１６や洗浄スポンジローラ２６，２７に間欠供給することで、研磨パッド１６や洗浄スポンジローラ２６，２７を乾燥させることなく湿潤状態を維持することができる。そのため、ＣＭＰ装置１の稼働停止状態において、研磨パッド１６や洗浄スポンジローラ２６，２７を乾燥させることなく湿潤状態を維持してインナリンス水の供給量を削減できる。これによって研磨パッド１６や洗浄スポンジローラ２６，２７において研磨液や洗浄液等に浮遊する研磨屑が研磨パッド１６や洗浄スポンジローラ２６，２７上で乾燥して固着し、これがウエハＷに接触して傷を付けるのを有効に防止できる。   Therefore, in the CMP apparatus 1 according to the present embodiment, when the operation mode is stopped, the standby mode means 34 supplies the inner rinse water to the polishing pad 16 and the cleaning sponge within a supply time interval t of 10 minutes to 30 minutes for 15 seconds to 20 seconds. By intermittently supplying the rollers 26 and 27, the wet state can be maintained without drying the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27. Therefore, when the CMP apparatus 1 is stopped, the wet state can be maintained without drying the polishing pad 16 and the cleaning sponge rollers 26 and 27, and the supply amount of the inner rinse water can be reduced. As a result, the polishing debris floating in the polishing liquid or the cleaning liquid in the polishing pad 16 or the cleaning sponge rollers 26 and 27 is dried and fixed on the polishing pad 16 or the cleaning sponge rollers 26 and 27, and this is contacted with the wafer W and is damaged. Can be effectively prevented.

次に、ＣＭＰ装置１の停止状態における研磨部２及び洗浄部３内の排気量制御方法について説明する。
ＣＭＰ装置１の研磨部２や洗浄部３を稼働させている場合、研磨部２内では研磨パッド１６とトップリング１８の相対回転によって両者の間に保持されたウエハＷの表面が研磨される。ウエハＷの研磨に際して、研磨パッド１６に供給される研磨液のミストやウエハＷの研磨粉等が発生して空気中に飛散するため、排気流量調整弁８を開弁して排気ダクト６を通して連続的に排気する。これによって、研磨部２内のミストや研磨粉等が研磨部２の外部、例えば清浄な雰囲気のクリーンルームや大気圧の部屋等に流出することなく排気ダクト６を通して排気され回収される。
洗浄部３においても同様に、研磨後のウエハＷを洗浄するための有機溶剤や酸系の洗浄液が蒸発して空気中に飛散する。これを連続して排気する排気ダクト７を通して回収し、洗浄部３の外部に流出することを防止している。
その際、排気ダクト６，７の吸引によって研磨部２や洗浄部３内は外部の大気圧より低圧に維持され、これら研磨部２や洗浄部３内の研磨液のミストや研磨粉、揮発した有機溶剤や酸系の洗浄液のミスト等が外部に流出するのを防止できる。また、研磨部２や洗浄部３内の圧力はそれぞれ圧力変換器２４，２９で検知され、運転制御手段３１のモード認識手段３２へ入力して検知し、外部圧力より低いことを確認する。 Next, an exhaust amount control method in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 when the CMP apparatus 1 is stopped will be described.
When the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 of the CMP apparatus 1 are operated, the surface of the wafer W held between the polishing pad 16 and the top ring 18 is polished in the polishing unit 2 by relative rotation of the polishing pad 16 and the top ring 18. During polishing of the wafer W, since the mist of the polishing liquid supplied to the polishing pad 16 and the polishing powder of the wafer W are generated and scattered in the air, the exhaust flow rate adjusting valve 8 is opened and continuously passed through the exhaust duct 6. Exhaust. As a result, mist, polishing powder, and the like in the polishing unit 2 are exhausted and collected through the exhaust duct 6 without flowing out of the polishing unit 2, for example, a clean room in a clean atmosphere or a room at atmospheric pressure.
Similarly, in the cleaning unit 3, the organic solvent or the acid cleaning liquid for cleaning the polished wafer W is evaporated and scattered in the air. This is recovered through the exhaust duct 7 that continuously exhausts, and is prevented from flowing out of the cleaning unit 3.
At that time, the inside of the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 is maintained at a pressure lower than the atmospheric pressure by the suction of the exhaust ducts 6 and 7, and the mist and polishing powder of the polishing liquid in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 are volatilized. It is possible to prevent the mist of the organic solvent or the acid-based cleaning liquid from flowing out. Further, the pressures in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 are detected by the pressure converters 24 and 29, respectively, input to the mode recognition unit 32 of the operation control unit 31 and detected to confirm that the pressure is lower than the external pressure.

そして、ＣＭＰ装置１の稼働を停止した場合、これをセンサ３０で検知して排気ダクト６，７の排気流量調整弁８，９を閉弁して排気装置をＯＦＦし、研磨部２及び洗浄部３内の排気も停止させる。この状態では、研磨部２や洗浄部３内の圧力は外部圧力より低い圧力状態であり、この圧力を圧力変換器２４，２９で検知し、運転制御手段３１のモード認識手段３２へ入力する。
そして、検知された研磨部２及び洗浄部３内の圧力が待機モード手段３４で予め設定された圧力、例えば外部の圧力より−３０Ｐａ（パスカル）〜−１２．５Ｐａの範囲で低圧に維持されているか否かを各圧力変換器２４，２９で検知する。研磨部２や洗浄部３内の圧力が、この所定低圧の範囲内である場合には排気流量調整弁８，９を閉弁状態に維持する。この場合、研磨部２や洗浄部３内に浮遊する研磨液のミストや研磨粉、洗浄液のミスト等は外部よりも内部圧力が低圧に保持されているため、研磨部２や洗浄部３の外部に流出することなく保持される。 When the operation of the CMP apparatus 1 is stopped, this is detected by the sensor 30, the exhaust flow rate adjusting valves 8 and 9 of the exhaust ducts 6 and 7 are closed, the exhaust apparatus is turned off, the polishing unit 2 and the cleaning unit The exhaust in 3 is also stopped. In this state, the pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 is lower than the external pressure. This pressure is detected by the pressure converters 24 and 29 and input to the mode recognition unit 32 of the operation control unit 31.
Then, the detected pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 is maintained at a low pressure in the range of -30 Pa (pascal) to -12.5 Pa from the pressure preset by the standby mode means 34, for example, external pressure. The pressure transducers 24 and 29 detect whether or not they are present. When the pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 is within the predetermined low pressure range, the exhaust flow rate adjusting valves 8 and 9 are kept closed. In this case, the internal pressure of the polishing liquid mist, polishing powder, cleaning liquid mist, etc. floating in the polishing section 2 and the cleaning section 3 is maintained at a lower pressure than the outside. Retained without leaking.

また、研磨部２や洗浄部３内の圧力がこの低圧を超えた場合には、運転制御手段３１によって排気装置をＯＮして排気流量調整弁８，９を開弁させ、研磨部２や洗浄部３内の空気を排気ダクト６，７を通して排気させる。排気によって研磨部２や洗浄部３内の圧力が外部圧力より−３０Ｐａ（パスカル）〜−１２．５Ｐａの範囲で低圧になるまで減圧させる。
そして、研磨部２や洗浄部３内の圧力が−３０Ｐａ（パスカル）〜−１２．５Ｐａの範囲内に減圧された場合には、圧力調整弁２４，２９で減圧を確認して、運転制御手段３１によって排気流量調整弁８，９を閉弁させると共に排気装置をＯＦＦする。 Further, when the pressure in the polishing unit 2 or the cleaning unit 3 exceeds this low pressure, the exhaust control is turned on by the operation control means 31 to open the exhaust flow rate adjusting valves 8 and 9, and the polishing unit 2 or the cleaning unit is cleaned. The air in the section 3 is exhausted through the exhaust ducts 6 and 7. The pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 is reduced by exhaust until the pressure in the range of −30 Pa (pascal) to −12.5 Pa is lower than the external pressure.
When the pressure in the polishing unit 2 or the cleaning unit 3 is reduced within the range of -30 Pa (Pascal) to -12.5 Pa, the pressure adjustment valves 24 and 29 are used to confirm the reduced pressure, and the operation control means 31 closes the exhaust flow rate adjusting valves 8 and 9 and turns off the exhaust device.

なお、上述の実施形態によるＣＭＰ装置１は直径３０ｃｍの半導体ウエハＷを研磨する場合について説明したが、異なる径を有する半導体ウエハＷの研磨にも同一のＣＭＰ装置１を用いることができる。そのため、上述した処理方法と同様に待機モードにおける研磨パッド１６への超純水の断続的な供給制御や断続的な排気制御を採用することができる。   The CMP apparatus 1 according to the above-described embodiment has been described for the case where the semiconductor wafer W having a diameter of 30 cm is polished. However, the same CMP apparatus 1 can be used for polishing the semiconductor wafer W having different diameters. Therefore, it is possible to employ intermittent supply control and intermittent exhaust control of ultrapure water to the polishing pad 16 in the standby mode as in the above-described processing method.

次に、ＣＭＰ装置１における回転定盤１７の冷却方法について説明する。
従来、停止状態の待機モードにおいて、冷却水管２１には冷却水が連続的に供給されている。通常、ＣＭＰ装置１はクリーンルーム内に設置されているために、冷却水の供給を停止した状態でも回転定盤１７の表面温度は２３℃を超えて上昇することはない。しかし、回転定盤１７の表面温度は上昇し、研磨する半導体ウエハＷの状況や使用する研磨液（スラリ）の種類などに伴って昇温状況は異なる。
そのため、稼働状態の回転定盤１７の表面を２０℃以下に制御するために、回転定盤１７内に例えば螺旋状に形成された冷却水管２１に冷却水を供給する貯水槽内の水温を冷却器によって１５〜２０℃の範囲に制御している。これにより、ＣＭＰ装置１の稼働時における半導体ウエハＷの研磨中に研磨パッド１６の表面温度を２０℃以下に保持して半導体ウエハＷの研磨精度を確保している。
一方、冷却水を停止された回転定盤１７の表面温度は２３℃程度に維持されているとして、１５〜２０℃程度の温度の冷却水を５Ｌ／分で供給して循環させると、回転定盤１７の表面温度は、図６に示すように、供給開始から２２分程度で１５℃に低下して安定することがわかっている。 Next, a method for cooling the rotating surface plate 17 in the CMP apparatus 1 will be described.
Conventionally, the cooling water is continuously supplied to the cooling water pipe 21 in the standby mode in the stopped state. Usually, since the CMP apparatus 1 is installed in a clean room, the surface temperature of the rotating surface plate 17 does not rise above 23 ° C. even when the supply of cooling water is stopped. However, the surface temperature of the rotating platen 17 rises, and the temperature rise situation varies with the situation of the semiconductor wafer W to be polished and the type of polishing liquid (slurry) to be used.
Therefore, in order to control the surface of the rotating surface plate 17 in an operating state to 20 ° C. or lower, the water temperature in the water storage tank for supplying cooling water to the cooling water pipe 21 formed in the rotating surface plate 17 in a spiral shape is cooled. The temperature is controlled in the range of 15 to 20 ° C. by the vessel. Thus, the polishing temperature of the semiconductor wafer W is ensured by maintaining the surface temperature of the polishing pad 16 at 20 ° C. or lower during polishing of the semiconductor wafer W during operation of the CMP apparatus 1.
On the other hand, when the surface temperature of the rotating platen 17 where the cooling water is stopped is maintained at about 23 ° C., when cooling water having a temperature of about 15 to 20 ° C. is supplied and circulated at 5 L / min, the rotation constant is maintained. As shown in FIG. 6, it is known that the surface temperature of the board 17 decreases to 15 ° C. and stabilizes in about 22 minutes from the start of supply.

本実施形態では、停止状態の待機モードにおいて、冷却水管２１による回転定盤１７の冷却作業を中止し、稼働の直前に冷却水を供給して稼働時に回転定盤１７の表面温度が１５℃程度に下がって安定するようにした。そのために、稼働再開の少なくとも２２分〜３０分前の範囲で冷却水流量調整弁２２を開弁するように運転制御手段３１から作動信号を出力する。これにより、冷却水管２１を通して冷却水を支持部２０に供給して冷却水を供給開始できる。
以上の結果、待機モードでの年間を通しての冷却水量を大略３８％低減することができた。この数値算出にあたっては、年間を通してのＣＭＰ装置１の正味稼働時間比率を顧客からの情報に基づき平均６０％とし、さらに１日毎の運転パターンとしても２４時間×０．６＝１４．４時間の実研磨稼動を仮定している。その結果、研磨前の０．５時間を加算した１４．９時間が正味の冷却水供給時間となるので、低減率は（２４時間−１４．９時間）／２４時間＝０．３８となる。また、待機時間には冷却水供給を停止するので、図９から待機期間での冷却水量まるまる１．２７ｋＷ（２８．６％）分を削減することが出来た。 In this embodiment, in the standby mode in the stopped state, the cooling work of the rotating surface plate 17 by the cooling water pipe 21 is stopped, the cooling water is supplied immediately before operation, and the surface temperature of the rotating surface plate 17 is about 15 ° C. during operation. To stabilize. Therefore, an operation signal is output from the operation control means 31 so as to open the cooling water flow rate adjustment valve 22 in a range of at least 22 minutes to 30 minutes before the resumption of operation. Thereby, the cooling water can be supplied to the support portion 20 through the cooling water pipe 21 and the supply of the cooling water can be started.
As a result, the amount of cooling water throughout the year in the standby mode could be reduced by approximately 38%. In calculating this numerical value, the average operating time ratio of the CMP apparatus 1 throughout the year is set to 60% on the basis of the information from the customer, and the daily operation pattern is 24 hours × 0.6 = 14.4 hours. A polishing operation is assumed. As a result, since 14.9 hours obtained by adding 0.5 hours before polishing is the net cooling water supply time, the reduction rate is (24 hours-14.9 hours) / 24 hours = 0.38. Moreover, since the cooling water supply is stopped during the standby time, the total amount of cooling water during the standby period can be reduced by 1.27 kW (28.6%) from FIG.

上述のように、ＣＭＰ装置１の停止状態では、研磨部２や洗浄部３内の圧力を外部圧力よりも所定圧だけ低い低圧に維持することで、排気ダクト６，７によって連続的に排気運転をする必要がなく間欠的に研磨部２や洗浄部３内を排気して外部より低圧に維持することで、内部に浮遊するミストや研磨粉、揮発した洗浄液やミスト等が外部に流出するのを防止してＣＭＰ装置１の外部から取り込む清浄空気を抑えて外部環境の汚染を防止すると共に、内部に取り込む清浄空気と排気用電力を低減できる。   As described above, when the CMP apparatus 1 is stopped, the exhaust ducts 6 and 7 continuously perform the exhaust operation by maintaining the pressure in the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 at a low pressure that is lower than the external pressure by a predetermined pressure. By intermittently exhausting the inside of the polishing unit 2 and the cleaning unit 3 and maintaining the pressure at a low pressure from the outside, mist and polishing powder floating inside, volatilized cleaning liquid and mist, etc. flow out to the outside. The clean air taken in from the outside of the CMP apparatus 1 can be prevented to prevent contamination of the external environment, and the clean air taken in and the exhaust power can be reduced.

なお、本実施形態によるＣＭＰ装置１は、半導体製造装置エンジニアリングシステムの一部として、或いは半導体製造装置の一部として用いてもよく、半導体製造装置エンジニアリングシステム全体として、または半導体製造装置全体としてユーティリティの消費低減を達成することができ、省資源・省エネルギー・環境保全等の観点からエネルギー消費量の削減を達成できる。   The CMP apparatus 1 according to the present embodiment may be used as a part of the semiconductor manufacturing apparatus engineering system or as a part of the semiconductor manufacturing apparatus, and the utility of the semiconductor manufacturing apparatus engineering system or the semiconductor manufacturing apparatus as a whole. Reduction of consumption can be achieved, and reduction of energy consumption can be achieved from the viewpoints of resource saving, energy saving, environmental conservation and the like.

ところで、本発明の一実施形態によれば、半導体製造装置および研磨装置の装置エンジニアリングシステム（Equipment Engineering System）を構築することができる。従来、半導体デバイスメーカーでは、製造結果物（プロダクト）の性能向上、および、製造コスト低減のために、半導体デバイスの高集積化、配線、パターンの微細化、ウェハの大口径化等を進めてきたが、コンポーネントや装置単独のコスト削減では、一定の限界がある。
従って、今後、さらなるコスト低減を図るためには、半導体製造装置間の相互インターフェースを含む製造設備システム全体を通した製造コストの低減策が求められてくるといえる。本発明の一実施形態が提供する、装置エンジニアリングシステムすなわち半導体エンジニアリングシステムとは、研磨装置におけるユーティリティ削減にとどまらず、さらに、前工程、後工程で用いられる各種の半導体製造装置すべてのユーティリティ消費を最適化するものである。これによって、単なる研磨装置単独のユーティリティ削減にとどまらず、半導体製造システム全体のユーティリティ削減を相乗的に達成することが可能となる。 By the way, according to one embodiment of the present invention, an equipment engineering system of a semiconductor manufacturing apparatus and a polishing apparatus can be constructed. Conventionally, semiconductor device manufacturers have promoted higher integration of semiconductor devices, finer wiring, patterns, and larger wafer diameters in order to improve the performance of manufactured products (products) and reduce manufacturing costs. However, there are certain limits to the cost reduction of components and devices alone.
Therefore, in order to further reduce the cost in the future, it can be said that a measure for reducing the manufacturing cost through the entire manufacturing equipment system including the mutual interface between the semiconductor manufacturing apparatuses is required. The apparatus engineering system, that is, the semiconductor engineering system provided by the embodiment of the present invention is not limited to the utility reduction in the polishing apparatus, and further optimizes the utility consumption of all the various semiconductor manufacturing apparatuses used in the pre-process and post-process. It is to become. As a result, not only the utility reduction of the polishing apparatus alone but also the utility reduction of the entire semiconductor manufacturing system can be achieved synergistically.

ここで、本発明における半導体製造装置エンジニアリングシステム(ESS)の例を以下で述べる。
本発明では、複数の研磨装置（ＣＭＰ装置１）４０１、４０２，４０３に対して１台のホストコンピュータ３０１を設け、このホストコンピュータ３０１が個々の研磨装置４０２〜４０３及び全体のユーティリティ消費を常時最適化しながら、特定の研磨スケジュールを一貫して行うようにしている。たとえば、図７では、ホストコンピュータ３０１が、３台の研磨装置４０１〜４０３のユーティリティを最適化する例を示している。ここで、各研磨装置におけるユーティリティ量は、常時、各研磨装置４０１〜４０３における使用量モニタリングシステムによって感知され、この生データが、ホストコンピュータ３０１へと送られる（研磨装置４０１からは生データＳ１が、研磨装置４０２からは生データＳ３が、研磨装置４０３からは生データＳ５が、ホストコンピュータ３０１に送信される）。そして、ホストコンピュータ３０１では、データベース３０２の目標データＲを参照し、このデータＲと、各研磨装置４０１〜４０３からの生データＳ１、Ｓ３、Ｓ５とをそれぞれ比較し、制御信号Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６を生成する。 Here, an example of a semiconductor manufacturing apparatus engineering system (ESS) in the present invention will be described below.
In the present invention, one host computer 301 is provided for a plurality of polishing apparatuses (CMP apparatus 1) 401, 402, 403, and this host computer 301 always optimizes the individual polishing apparatuses 402 to 403 and overall utility consumption. Specific polishing schedules are consistently performed. For example, FIG. 7 shows an example in which the host computer 301 optimizes the utilities of the three polishing apparatuses 401 to 403. Here, the utility amount in each polishing apparatus is always sensed by the usage monitoring system in each polishing apparatus 401 to 403, and this raw data is sent to the host computer 301 (the raw data S1 is sent from the polishing apparatus 401). The raw data S3 is transmitted from the polishing apparatus 402 and the raw data S5 is transmitted from the polishing apparatus 403 to the host computer 301). Then, the host computer 301 refers to the target data R in the database 302, compares this data R with the raw data S1, S3, and S5 from the polishing apparatuses 401 to 403, respectively, and controls the control signals S2, S4, and S6. Is generated.

そして、この制御信号が各研磨装置４０１〜４０３に送信され、これにより、各研磨装置４０１〜４０３のユーティリティ消費及び全ての研磨装置４０１〜４０３のユーティリティ消費量の合計量が当初設定した目標に近づくようにフィードバック制御される。
通常、ウェハ研磨量は、結果物たるウェハをどれだけ生産するかにより（市場のニーズに応じて）決められる。しかし、ユーティリティ量があらかじめ決定されているような場合、たとえば、使用電力量が決定され、これに応じて、研磨した結果物たるウェハの量を決めたい、といった場合もある。このような場合に、本発明によれば、使用ユーティリティ量に応じて、複数の研磨装置のうちいくつかを、適宜、停止したり起動したりといったことも可能となる。ユーティリティ使用量が生産コストに与える影響は大きいので、製造コストがあらかじめ限定されている場合に、研磨対象物の生産量をそれに応じて調整するといった運転が、本発明によって、容易となる。具体例として、図７において、以下のような運転を行うことができる。 Then, this control signal is transmitted to each of the polishing apparatuses 401 to 403, whereby the utility consumption of each of the polishing apparatuses 401 to 403 and the total amount of utility consumption of all of the polishing apparatuses 401 to 403 approach the initially set target. Is feedback controlled.
In general, the amount of wafer polishing is determined by how much of the resulting wafer is produced (depending on market needs). However, when the utility amount is determined in advance, for example, the amount of power used may be determined, and the amount of the wafer as a result of polishing may be determined accordingly. In such a case, according to the present invention, it is possible to appropriately stop or start some of the plurality of polishing apparatuses according to the amount of utility used. Since the utility usage amount has a large influence on the production cost, when the manufacturing cost is limited in advance, the operation of adjusting the production amount of the object to be polished accordingly is facilitated by the present invention. As a specific example, the following operation can be performed in FIG.

図７で、ホストコンピュータ３０１が、ユーティリティ量のトータルとしての使用量を決定し、これに応じて、各研磨装置での、装置の稼動／非稼働目標時間を決定する。この生成データを格納する。ついで、半導体工場で研磨プロセスが開始されているときには、各研磨装置４０１〜４０３のユーティリティ量が、センサーによりその場で測定されるとともに、感知された信号はホストコンピュータ３０１に送信されてモニタリングされる。さらに、データベースに格納されている参照データ（各装置の稼動／非稼働から決定された、初期値としての目標ユーティリティ量）と、モニタリングされたデータとを比較することによって、同等に全ての研磨装置４０１〜４０３で消費するユーティリティの合計量をフィードバック制御する。以上によって、複数の研磨装置４０１〜４０３を有するシステムのユーティリティ消費量を所定の値に抑えながら、所望のスループットを確保するようなシステム全体の有効な運転を可能とすることができる。なお、本実施形態では３台の研磨装置４０１〜４０３からなる例を示したが、研磨装置の数はこれに限られない。 In FIG. 7, the host computer 301 determines the usage amount as a total of the utility amount, and accordingly determines the target operating / non-operating time for each polishing apparatus. This generated data is stored. Next, when the polishing process is started in the semiconductor factory, the utility amount of each polishing apparatus 401 to 403 is measured on the spot by the sensor, and the sensed signal is transmitted to the host computer 301 for monitoring. . Further, by comparing the reference data stored in the database (the target utility amount as an initial value determined from the operation / non-operation of each device) with the monitored data, all the polishing devices are equally The total amount of utilities consumed in 401 to 403 is feedback controlled. As described above, it is possible to enable an effective operation of the entire system to secure a desired throughput while suppressing the utility consumption of the system having the plurality of polishing apparatuses 401 to 403 to a predetermined value. In the present embodiment, an example including three polishing apparatuses 401 to 403 is shown, but the number of polishing apparatuses is not limited thereto.

さらに、本発明において、研磨装置以外の製造装置（成膜、エッチング装置、描画装置）を含んだ製造処理装置を組み合わせた大規模な半導体製造装置エンジニアリングシステム(ESS)の例を図８に示す。
本発明では、研磨装置を含む複数の半導体製造装置１００１，１００２，１００３に対して１台のホストコンピュータ３０１を設け、このホストコンピュータ３０１が研磨装置を含む複数の半導体製造装置のそれぞれ、及び装置全体でのトータルのユーティリティ消費を最適化する。図８では、ホストコンピュータ３０１が、研磨装置を含む複数の半導体製造装置１００１〜１００３のユーティリティ消費量を最適化する例を示している。ここで、各半導体製造装置１００１〜１００３におけるユーティリティ量は、常時、各研磨装置における使用量モニタリングシステムによって感知され、この生データが、ホストコンピュータ３０１へと送られる（製造装置１００１からは生データＳ１’が、製造装置１００２からは生データＳ３’が、研磨装置１００３からは生データＳ５’が、ホストコンピュータ３０１に送信される）。 Furthermore, FIG. 8 shows an example of a large-scale semiconductor manufacturing apparatus engineering system (ESS) in which a manufacturing processing apparatus including a manufacturing apparatus (film forming, etching apparatus, drawing apparatus) other than the polishing apparatus is combined in the present invention.
In the present invention, one host computer 301 is provided for a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses 1001, 1002, and 1003 including a polishing apparatus, and the host computer 301 includes each of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses including the polishing apparatus and the entire apparatus. Optimize total utility consumption at FIG. 8 shows an example in which the host computer 301 optimizes utility consumption of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses 1001 to 1003 including a polishing apparatus. Here, the utility amount in each of the semiconductor manufacturing apparatuses 1001 to 1003 is always sensed by the usage monitoring system in each polishing apparatus, and this raw data is sent to the host computer 301 (the raw data S1 from the manufacturing apparatus 1001). 'Is sent to the host computer 301 as raw data S3' from the manufacturing apparatus 1002 and raw data S5 'from the polishing apparatus 1003).

そして、ホストコンピュータ３０１では、データベース３０２のデータＲを参照し、この参照データＲと、各装置の生データＳ１’,Ｓ３’,Ｓ５’とをそれぞれ比較し、制御信号Ｓ２’,Ｓ４’,Ｓ６’を生成して、それを各装置に送信し、各装置のユーティリティ量をフィードバック制御する。半導体製造装置１００１、１００２としては、例えば露光装置、コータ＆デベロッパー装置、エッチング装置、熱処理装置、洗浄装置、ＣＶＤ装置、スパッタリング装置、外観検査装置を含む、いわゆる、前工程、後工程の種々の装置が該当する。これらの装置は単数でも複数でもよい。また、ここでの研磨装置１００３は、単数でもよいし、複数あってもよい。このように構成すれば、工場全体のユーティリティ消費量を適切に制御することができるので、製造工程全体のコストをトータルに低減させることができる。また、この例では各半導体製造装置に対して１台のホストコンピュータ３０１を設けているが、２台以上のコンピュータでホストコンピュータとしてのシステムを構成することもできる。   Then, the host computer 301 refers to the data R in the database 302, compares this reference data R with the raw data S1 ′, S3 ′, S5 ′ of each device, and controls the control signals S2 ′, S4 ′, S6. 'Is generated and transmitted to each device, and the utility amount of each device is feedback controlled. Examples of semiconductor manufacturing apparatuses 1001 and 1002 include various apparatuses for so-called pre-process and post-process including, for example, an exposure apparatus, a coater & developer apparatus, an etching apparatus, a heat treatment apparatus, a cleaning apparatus, a CVD apparatus, a sputtering apparatus, and an appearance inspection apparatus. Is applicable. These devices may be singular or plural. Further, the polishing apparatus 1003 here may be singular or plural. If comprised in this way, since the utility consumption of the whole factory can be controlled appropriately, the cost of the whole manufacturing process can be reduced in total. In this example, one host computer 301 is provided for each semiconductor manufacturing apparatus. However, a system as a host computer can be configured by two or more computers.

なお、上述のＣＭＰ装置１では、排気に際して、研磨部２と洗浄部３と搬送部５とを個別のルームに区画したが、全体を一つのルームとして構成し、一体に排気するようにしてもよい。ルーム内を排気して全体に低圧に制御してもよい。   In the above-described CMP apparatus 1, the polishing unit 2, the cleaning unit 3, and the transfer unit 5 are partitioned into separate rooms when exhausting. However, the whole may be configured as one room and exhausted integrally. Good. The interior of the room may be evacuated and controlled to a low pressure as a whole.

１ ＣＭＰ装置（化学的・機械的研磨装置、研磨装置）
２ 研磨部
３ 洗浄部
４、４ａ、４ｂ カセット
５ 搬送部
６，７ 排気ダクト
８，９ 排気流量調整弁
１１，１２、１２ａ、１２ｂ リンス水供給管
１３、１４ リンス水流量調整弁
１６ 研磨パッド
１７ 回転定盤
２４、２９ 圧力変換器
２６、２７ 洗浄用スポンジローラ
２８ 搬送ロボット
３１ 運転制御手段
３０１ ホストコンピュータ
３０２ データベース（データベース格納装置）
４０１，４０２，４０３ 研磨装置
１００１，１００２、１００３ 半導体製造装置
Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５、Ｓ１′，Ｓ３′，Ｓ５′ 生データ
Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６、Ｓ２′，Ｓ４′，Ｓ６′ 制御信号
Ｗ ウエハ
Ｒ 目標データ、参照データ 1 CMP equipment (chemical / mechanical polishing equipment, polishing equipment)
2 Polishing section 3 Cleaning section 4, 4a, 4b Cassette 5 Transport section 6, 7 Exhaust duct 8, 9 Exhaust flow rate adjustment valve
11, 12, 12a, 12b Rinsing water supply pipes 13, 14 Rinsing water flow rate adjustment valve 16 Polishing pad 17 Rotating surface plate 24, 29 Pressure transducers 26, 27 Sponge rollers for cleaning 28 Transport robot 31 Operation control means 301 Host computer 302 Database (database storage device)
401, 402, 403 Polishing apparatus 1001, 1002, 1003 Semiconductor manufacturing apparatus S1, S3, S5, S1 ', S3', S5 'Raw data S2, S4, S6, S2', S4 ', S6' Control signal W Wafer R Target data, reference data

Claims (4)

回転可能な回転定盤に研磨パッドを取り付けて、該研磨パッドとトップリングとの間に基板を保持して前記研磨パッド上に研磨液を供給しながら処理するようにした基板処理装置の排気装置であって、
前記基板処理装置に設けられていて内部の圧力を検知する圧力変換器と、
前記基板処理装置の内部を排気する排気ダクトと、
該排気ダクトに設けられていて排気ダクトの開閉と排気量を制御する排気流量調整弁とを備え、
前記圧力変換器で検知した内部圧力と外部圧力との差圧が所定の範囲内か否かを判別すると共に前記差圧が前記所定の範囲より小さい場合に前記排気流量調整弁を開弁して基板処理装置内を排気するようにしたことを特徴とする基板処理装置の排気装置。 An exhaust apparatus for a substrate processing apparatus, wherein a polishing pad is attached to a rotatable rotating platen, the substrate is held between the polishing pad and the top ring, and processing is performed while supplying a polishing liquid onto the polishing pad. Because
A pressure transducer provided in the substrate processing apparatus for detecting an internal pressure;
An exhaust duct for exhausting the interior of the substrate processing apparatus;
An exhaust flow rate adjusting valve that is provided in the exhaust duct and controls the opening and closing of the exhaust duct and the exhaust amount;
It is determined whether or not the differential pressure between the internal pressure and the external pressure detected by the pressure transducer is within a predetermined range, and when the differential pressure is smaller than the predetermined range, the exhaust flow rate adjustment valve is opened. An exhaust apparatus for a substrate processing apparatus, wherein the inside of the substrate processing apparatus is exhausted. 洗浄剤を用いて基板を洗浄する洗浄手段を備え、洗浄手段に純水または／及び超純水を供給しながら処理するようにした基板処理装置の排気装置であって、
前記基板処理装置に設けられていて内部の圧力を検知する圧力変換器と、
前記基板処理装置の内部を排気する排気ダクトと、
該排気ダクトに設けられていて排気ダクトの開閉と排気量を制御する排気流量調整弁とを備え、
前記圧力変換器で検知した内部圧力と外部圧力との差圧が所定の範囲内か否かを判別すると共に前記差圧が前記所定の範囲より小さい場合に前記排気流量調整弁を開弁して基板処理装置内を排気するようにしたことを特徴とする基板処理装置の排気装置。 An exhaust apparatus for a substrate processing apparatus, comprising a cleaning means for cleaning a substrate using a cleaning agent, wherein the cleaning means is processed while supplying pure water and / or ultrapure water,
A pressure transducer provided in the substrate processing apparatus for detecting an internal pressure;
An exhaust duct for exhausting the interior of the substrate processing apparatus;
An exhaust flow rate adjusting valve that is provided in the exhaust duct and controls the opening and closing of the exhaust duct and the exhaust amount;
It is determined whether or not the differential pressure between the internal pressure and the external pressure detected by the pressure transducer is within a predetermined range, and when the differential pressure is smaller than the predetermined range, the exhaust flow rate adjustment valve is opened. An exhaust apparatus for a substrate processing apparatus, wherein the inside of the substrate processing apparatus is exhausted. 前記所定の範囲が−３０Ｐａ〜−１２．５Ｐａの範囲とされたことを特徴とする請求項１または２に記載された基板処理装置の排気装置。   The exhaust apparatus for a substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined range is set to a range of −30 Pa to −12.5 Pa. 第1半導体製造装置、第２半導体製造装置及び研磨装置を有する半導体を製造するためのシステムにおいて、
前記第1半導体製造装置、第２半導体製造装置及び研磨装置におけるユーティリティ量をモニタリングして、参照データと各装置のユーティリティ量とを比較し、制御信号を生成して、
これにより前記第1半導体製造装置、第２半導体製造装置及び研磨装置のユーティリティ量をフィードバック制御するホストコンピュータを有することを特徴とするシステム。 In a system for manufacturing a semiconductor having a first semiconductor manufacturing apparatus, a second semiconductor manufacturing apparatus, and a polishing apparatus,
Monitoring the utility amount in the first semiconductor manufacturing apparatus, the second semiconductor manufacturing apparatus and the polishing apparatus, comparing the reference data with the utility amount of each apparatus, and generating a control signal;
Accordingly, the system includes a host computer that feedback-controls utility amounts of the first semiconductor manufacturing apparatus, the second semiconductor manufacturing apparatus, and the polishing apparatus.

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