JP6666214B2

JP6666214B2 - Apparatus and method for polishing the surface of a substrate, and a computer-readable recording medium recording a program

Info

Publication number: JP6666214B2
Application number: JP2016144713A
Authority: JP
Inventors: 遊石井; 正行中西; 圭介内山
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2020-03-13
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: JP2018014465A

Description

本発明は、ウェーハなどの基板の表面を研磨する装置および方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and a method for polishing a surface of a substrate such as a wafer.

近年、メモリー回路、ロジック回路、イメージセンサ（例えばＣＭＯＳセンサー）などのデバイスは、より高集積化されつつある。これらのデバイスを形成する工程においては、微粒子や塵埃などの異物がデバイスに付着することがある。デバイスに付着した異物は、配線間の短絡や回路の不具合を引き起こしてしまう。したがって、デバイスの信頼性を向上させるために、デバイスが形成されたウェーハを洗浄して、ウェーハ上の異物を除去することが必要とされる。 In recent years, devices such as memory circuits, logic circuits, and image sensors (eg, CMOS sensors) have been increasingly integrated. In the process of forming these devices, foreign substances such as fine particles and dust may adhere to the devices. Foreign matter adhering to the device causes a short circuit between wirings and a circuit failure. Therefore, in order to improve the reliability of the device, it is necessary to clean the wafer on which the device is formed to remove foreign substances on the wafer.

ウェーハの裏面（非デバイス面）にも、上述したような微粒子や粉塵などの異物が付着することがある。このような異物がウェーハの裏面に付着すると、ウェーハが露光装置のステージ基準面から離間したりウェーハ表面がステージ基準面に対して傾き、結果として、パターニングのずれや焦点距離のずれが生じることとなる。このような問題を防止するために、ウェーハの裏面に付着した異物を除去することが必要とされる。 Foreign matter such as the fine particles and dust may adhere to the back surface (non-device surface) of the wafer. When such foreign matter adheres to the back surface of the wafer, the wafer may be separated from the stage reference surface of the exposure apparatus or the wafer surface may be tilted with respect to the stage reference surface, resulting in a patterning shift and a shift in focal length. Become. In order to prevent such a problem, it is necessary to remove foreign matter adhering to the back surface of the wafer.

最近では、光学式露光技術の他に、ナノインプリント技術を使ったパターンニング装置が開発されている。このナノインプリント技術は、パターンニング用の押型をウェーハに塗布された樹脂材料に押し付けることで配線パターンを転写する技術である。ナノインプリント技術では、押型とウェーハ間、およびウェーハとウェーハ間での汚れの転写を避けるために、ウェーハの表面に存在する異物を除去することが必要となる。そこで、ウェーハを下から高圧の流体で支持しつつ、研磨具を高荷重でウェーハに摺接させることで、ウェーハの表面をわずかに削り取る装置が提案されている。 Recently, a patterning apparatus using a nanoimprint technique in addition to the optical exposure technique has been developed. The nanoimprint technology is a technology for transferring a wiring pattern by pressing a patterning die against a resin material applied to a wafer. In the nanoimprint technique, it is necessary to remove foreign substances present on the surface of the wafer in order to avoid transfer of dirt between the die and the wafer and between the wafer and the wafer. Therefore, an apparatus has been proposed in which a polishing tool is brought into sliding contact with the wafer under a high load while the wafer is supported by a high-pressure fluid from below, thereby slightly shaving the surface of the wafer.

特開２０１５−１２２００号公報JP-A-2015-12200 特開２０１３−１７２０１９号公報JP 2013-172019 A

しかしながら、異物の量は、通常、ウェーハの領域ごとに異なる。結果として、ウェーハの研磨後に、ウェーハのある領域には異物が残ってしまい、ウェーハの別の領域では必要以上にウェーハが削り取られてしまうことがある。 However, the amount of contaminants usually varies from region to region of the wafer. As a result, foreign matter may remain in one area of the wafer after the wafer is polished, and the wafer may be scraped more than necessary in another area of the wafer.

そこで、本発明は、ウェーハなどの基板の表面上に存在する異物などのパーティクルの分布に基づいて、該基板の表面を適切に研磨することができる装置および方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of appropriately polishing the surface of a substrate such as a wafer based on the distribution of particles such as foreign substances present on the surface of the substrate.

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、基板の第一の面上のパーティクルを計数するパーティクルカウンタと、前記基板の第一の面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、選択された前記研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定する動作制御部と、前記決定された研磨レシピに従って前記基板の第一の面を研磨する研磨部とを備えたことを特徴とする研磨装置である。 In order to achieve the above-described object, one embodiment of the present invention provides a particle counter that counts particles on a first surface of a substrate, and a polishing device that most closely resembles the distribution of the particles on the first surface of the substrate. An operation control unit that selects a rate distribution from a database and determines a polishing recipe associated with the selected polishing rate distribution, and a polishing unit that polishes the first surface of the substrate according to the determined polishing recipe. A polishing apparatus comprising:

本発明の好ましい態様は、前記研磨部は、研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付ける回転可能な研磨ヘッドと、前記基板を保持し回転させる基板保持部とを備え、前記研磨レシピは、前記研磨ヘッドの回転速度と、前記基板の回転速度とを少なくとも含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨部は、研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付ける回転可能な研磨ヘッドと、前記第一の面とは反対側の前記基板の第二の面を流体で支持する静圧支持ステージを備え、前記研磨レシピは、前記静圧支持ステージの基板支持面内の異なる領域に供給される前記流体の流量を少なくとも含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨部は、複数の研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付ける研磨ヘッドを備え、前記研磨ヘッドは、その軸心を中心に回転可能であり、前記研磨ヘッドは、前記複数の研磨具を前記軸心に沿ってそれぞれ独立に移動させることができる複数の軸方向アクチュエータを備えることを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the polishing unit includes: a rotatable polishing head that presses a polishing tool against a first surface of the substrate; and a substrate holding unit that holds and rotates the substrate. Is characterized by including at least a rotation speed of the polishing head and a rotation speed of the substrate.
In a preferred aspect of the present invention, the polishing section includes a rotatable polishing head that presses a polishing tool against a first surface of the substrate, and a second surface of the substrate opposite to the first surface. A polishing stage, wherein the polishing recipe includes at least a flow rate of the fluid supplied to different regions in the substrate support surface of the static pressure support stage.
In a preferred aspect of the present invention, the polishing section includes a polishing head that presses a plurality of polishing tools against a first surface of the substrate, wherein the polishing head is rotatable about its axis. The polishing head includes a plurality of axial actuators that can independently move the plurality of polishing tools along the axis.

本発明の一態様は、基板の第一の面上のパーティクルをパーティクルカウンタで計数し、前記基板の第一の面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、選択された前記研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定し、前記決定された研磨レシピに従って前記基板の第一の面を研磨することを特徴とする研磨方法である。 One aspect of the present invention is to count particles on a first surface of a substrate with a particle counter, select a polishing rate distribution most similar to the distribution of the particles on the first surface of the substrate from a database, and select A polishing recipe associated with the determined polishing rate distribution, and polishing the first surface of the substrate according to the determined polishing recipe.

本発明の好ましい態様は、前記基板の第一の面の研磨は、研磨ヘッドおよび前記基板を回転させながら、前記研磨ヘッドの研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付けることによって行われ、前記研磨レシピは、前記研磨ヘッドの回転速度と、前記基板の回転速度とを少なくとも含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基板の第一の面の研磨は、前記第一の面とは反対側の前記基板の第二の面を流体で支持した状態で、研磨ヘッドおよび前記基板を回転させながら、前記研磨ヘッドの研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付けることによって行われ、前記流体は、静圧支持ステージの基板支持面内の異なる領域に供給され、前記研磨レシピは、前記異なる領域に供給される前記流体の流量を少なくとも含むことを特徴とする。 In a preferred aspect of the present invention, the first surface of the substrate is polished by pressing a polishing tool of the polishing head against the first surface of the substrate while rotating the polishing head and the substrate. The polishing recipe includes at least a rotation speed of the polishing head and a rotation speed of the substrate.
In a preferred aspect of the present invention, the first surface of the substrate is polished by rotating a polishing head and the substrate while supporting a second surface of the substrate opposite to the first surface with a fluid. The polishing is performed by pressing the polishing tool of the polishing head against the first surface of the substrate, the fluid is supplied to different regions in the substrate support surface of the static pressure support stage, and the polishing recipe is And at least a flow rate of the fluid supplied to the different regions.

本発明の一態様は、パーティクルカウンタに指令を与えて、基板の表面上のパーティクルを計数する動作を前記パーティクルカウンタに実行させるステップと、前記基板の表面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するステップと、選択された前記研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定するステップと、研磨部に指令を与えて、前記決定された研磨レシピに従って前記基板の表面を研磨する動作を前記研磨部に実行させるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 One aspect of the present invention is a step of giving a command to a particle counter to cause the particle counter to execute an operation of counting particles on the surface of the substrate, and polishing the most similar distribution of the particles on the surface of the substrate. Selecting a rate distribution from a database; determining a polishing recipe associated with the selected polishing rate distribution; and providing a command to a polishing unit to polish the surface of the substrate according to the determined polishing recipe. A non-temporary computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute the step of causing the polishing section to perform the operation to be performed is recorded.

本発明によれば、研磨しようとする基板の表面上に分布するパーティクルを除去するのに最適な研磨レシピが選択される。研磨部は、選択された研磨レシピに従って基板の表面を研磨し、過研磨および研磨不足を生じさせることなく、パーティクルを基板の表面全体から除去することができる。 According to the present invention, an optimal polishing recipe for removing particles distributed on the surface of the substrate to be polished is selected. The polishing section polishes the surface of the substrate according to the selected polishing recipe, and can remove particles from the entire surface of the substrate without causing overpolishing and underpolishing.

本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。It is a top view showing the polish device concerning one embodiment of the present invention. 研磨モジュールの一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of a grinding module. 研磨ヘッドの底面図である。It is a bottom view of a polishing head. 動作制御部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of an operation control part. 静圧支持ステージの基板支持面の一実施形態を示す上面図である。FIG. 3 is a top view illustrating an embodiment of a substrate support surface of the static pressure support stage. 研磨ヘッドとウェーハとの相対的な回転速度に従って変わる研磨具の摺動距離のシミュレーション結果を示すグラフである。6 is a graph showing a simulation result of a sliding distance of a polishing tool that changes according to a relative rotation speed between a polishing head and a wafer. パーティクルカウンタにより作成されたパーティクルの分布の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a distribution of particles created by a particle counter. データベースに含まれる複数の研磨レート分布を示す図である。It is a figure showing a plurality of polish rate distributions contained in a database. パーティクルの分布を、研磨レート分布と対比する様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which particle distribution is compared with a polishing rate distribution. ウェーハ上のパーティクルの分布の測定からウェーハの研磨までの工程を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing steps from measurement of particle distribution on a wafer to polishing of the wafer. 研磨レシピに従って研磨されたウェーハの表面上のパーティクルの分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a distribution of particles on a surface of a wafer polished according to a polishing recipe. 研磨ヘッドの一実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of a polishing head. 図１２に示す研磨ヘッドの底面図である。FIG. 13 is a bottom view of the polishing head shown in FIG. 12. 粗研磨具と、仕上げ研磨具と、洗浄具とを備えた研磨ヘッドの一実施形態を示す底面図である。It is a bottom view showing one embodiment of a polish head provided with a coarse polish tool, a finish polish tool, and a cleaning tool. 複数の粗研磨具と複数の仕上げ研磨具が交互に配置された研磨ヘッドの一実施形態を示す底面図である。FIG. 4 is a bottom view showing an embodiment of a polishing head in which a plurality of coarse polishing tools and a plurality of finish polishing tools are alternately arranged.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る研磨装置を示す平面図である。この研磨装置は、基板の一例であるウェーハの表面を研磨し、洗浄し、乾燥させる一連の工程を行うことができる基板処理装置である。図１に示すように、研磨装置は、略矩形状のハウジング２を備えており、ハウジング２の内部は隔壁２ａ，２ｂによってロード／アンロード部１と、研磨部３と、洗浄部２０とに区画されている。研磨装置は、ウェーハの表面上のパーティクルを計数するパーティクルカウンタ７０と、処理動作を制御する動作制御部４を有している。研磨部３は、ロード／アンロード部１と洗浄部２０との間に配置されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a polishing apparatus according to one embodiment of the present invention. This polishing apparatus is a substrate processing apparatus capable of performing a series of steps of polishing, cleaning, and drying a surface of a wafer, which is an example of a substrate. As shown in FIG. 1, the polishing apparatus includes a substantially rectangular housing 2. The inside of the housing 2 is divided into a load / unload unit 1, a polishing unit 3, and a cleaning unit 20 by partition walls 2a and 2b. It is partitioned. The polishing apparatus has a particle counter 70 that counts particles on the surface of the wafer, and an operation control unit 4 that controls a processing operation. The polishing unit 3 is disposed between the load / unload unit 1 and the cleaning unit 20.

ロード／アンロード部１は、多数のウェーハ（基板）を内部に収容したウェーハカセットが載置される複数のロードポート５を備えている。このロード／アンロード部１には、ロードポート５の並びに沿って移動可能なローダー（搬送ロボット）６が設置されている。ローダー６はロードポート５に搭載されたウェーハカセット内のウェーハにアクセスし、ウェーハをパーティクルカウンタ７０に搬送することができるように構成されている。さらに、ローダー６は、ウェーハを反転させる機能を有している。 The load / unload unit 1 includes a plurality of load ports 5 on which a wafer cassette containing a large number of wafers (substrates) is placed. The load / unload unit 1 is provided with a loader (transport robot) 6 movable along a line of the load ports 5. The loader 6 is configured to access a wafer in a wafer cassette mounted on the load port 5 and to transfer the wafer to the particle counter 70. Further, the loader 6 has a function of reversing the wafer.

研磨部３は、ウェーハの表面を研磨するための研磨モジュール７と、ウェーハが一時的に置かれる第１仮置き台１５および第２仮置き台１６と、ウェーハを研磨モジュール７、第１仮置き台１５、および第２仮置き台１６の間で搬送する搬送ロボット１８を備えている。研磨部３と洗浄部２０との間には、ウェーハを搬送するためのスイングトランスポータ２１が配置されている。研磨部３で研磨されたウェーハは、スイングトランスポータ２１によって洗浄部２０に搬送される。 The polishing unit 3 includes a polishing module 7 for polishing the surface of the wafer, a first temporary mounting table 15 and a second temporary mounting table 16 on which the wafer is temporarily mounted, a polishing module 7 for polishing the wafer, and a first temporary mounting table. A transfer robot 18 is provided to transfer between the table 15 and the second temporary placing table 16. Between the polishing section 3 and the cleaning section 20, a swing transporter 21 for transferring a wafer is disposed. The wafer polished by the polishing unit 3 is transferred to the cleaning unit 20 by the swing transporter 21.

洗浄部２０は、研磨部３で研磨されたウェーハを洗浄するための第１洗浄モジュール２４、第２洗浄モジュール２５、および第３洗浄モジュール２６を備えており、さらに、これらの洗浄モジュール２４，２５，２６で洗浄されたウェーハを乾燥させる乾燥モジュール２７を備えている。洗浄部２０は、ウェーハを第１洗浄モジュール２４から第２洗浄モジュール２５に、第２洗浄モジュール２５から第３洗浄モジュール２６に、第３洗浄モジュール２６から乾燥モジュール２７に搬送するリニアトランスポータ３０をさらに備えている。 The cleaning unit 20 includes a first cleaning module 24, a second cleaning module 25, and a third cleaning module 26 for cleaning the wafer polished by the polishing unit 3, and further includes these cleaning modules 24, 25. , 26 for drying the washed wafer. The cleaning unit 20 includes a linear transporter 30 that transports the wafer from the first cleaning module 24 to the second cleaning module 25, from the second cleaning module 25 to the third cleaning module 26, and from the third cleaning module 26 to the drying module 27. In addition.

第１洗浄モジュール２４、第２洗浄モジュール２５、および第３洗浄モジュール２６は、同じタイプでもよく、または異なるタイプでもよい。本実施形態では、第１洗浄モジュール２４および第２洗浄モジュール２５は、ウェーハの両面に液体を供給しながら、２つのロールスポンジをウェーハの両面にそれぞれ摺接させるロールスポンジタイプであり、第３洗浄モジュール２６は、ウェーハの上面に液体を供給しながら、ペンスポンジをウェーハの上面に摺接させるペンスポンジタイプである。 The first cleaning module 24, the second cleaning module 25, and the third cleaning module 26 may be of the same type or different types. In the present embodiment, the first cleaning module 24 and the second cleaning module 25 are of a roll sponge type in which two roll sponges are brought into sliding contact with both surfaces of the wafer while supplying liquid to both surfaces of the wafer. The module 26 is a pen sponge type in which a pen sponge is slid on the upper surface of the wafer while supplying liquid to the upper surface of the wafer.

本実施形態では、乾燥モジュール２７は、純水ノズルおよびＩＰＡノズルをウェーハの半径方向に移動させながら、純水ノズルおよびＩＰＡノズルから純水とＩＰＡ蒸気（イソプロピルアルコールとＮ_２ガスとの混合気）をウェーハの上面に供給することでウェーハを乾燥させるＩＰＡタイプである。乾燥モジュール２７は、他のタイプの洗浄機であってもよい。例えば、ウェーハを高速で回転させるスピンドライタイプの乾燥機を使用することもできる。 In the present embodiment, the drying module 27 moves the pure water nozzle and the IPA nozzle in the radial direction of the wafer while moving the pure water nozzle and the IPA nozzle from the pure water nozzle and the IPA nozzle (a mixture of isopropyl alcohol and N ₂ gas). Is supplied to the upper surface of the wafer to dry the wafer. Drying module 27 may be another type of washer. For example, a spin-dry type dryer that rotates the wafer at a high speed can be used.

次に、上述した研磨装置を用いてウェーハを研磨するときのウェーハの搬送ルートについて説明する。複数（例えば２５枚）のウェーハは、そのデバイス面が上を向いた状態で、ロードポート５上のウェーハカセット内に収容されている。ローダー６は、ウェーハカセットから１枚のウェーハを取り出し、ウェーハをパーティクルカウンタ７０に搬送する。ウェーハのデバイス面が研磨部３で研磨される場合には、ローダー６はウェーハを反転させずにパーティクルカウンタ７０に搬送する。ウェーハの裏面（非デバイス面）が研磨部３で研磨される場合には、ローダー６はウェーハを反転させ、その後パーティクルカウンタ７０に搬送する。パーティクルカウンタ７０は、ウェーハの表面の予め定められた領域ごとにパーティクルを計数し、ウェーハ面上のパーティクルの分布を生成する。 Next, a description will be given of a wafer transfer route when a wafer is polished using the above-described polishing apparatus. A plurality of (for example, 25) wafers are accommodated in a wafer cassette on the load port 5 with the device surface thereof facing upward. The loader 6 takes out one wafer from the wafer cassette and transports the wafer to the particle counter 70. When the device surface of the wafer is polished by the polishing unit 3, the loader 6 transports the wafer to the particle counter 70 without inverting the wafer. When the back surface (non-device surface) of the wafer is polished by the polishing unit 3, the loader 6 reverses the wafer, and then transports the wafer to the particle counter 70. The particle counter 70 counts particles for each predetermined region on the surface of the wafer and generates a distribution of particles on the wafer surface.

ローダー６は、ウェーハをパーティクルカウンタ７０から取り出し、研磨部３内の第１仮置き台１５に載置する。搬送ロボット１８はウェーハを第１仮置き台１５から取り出し、ウェーハを研磨モジュール７に搬入する。ウェーハの表面は研磨モジュール７によって研磨される。搬送ロボット１８は、研磨されたウェーハを研磨モジュール７から取り出し、第２仮置き台１６に載置する。スイングトランスポータ２１は、ウェーハを第２仮置き台１６から取り出し、洗浄部２０に配置されたリニアトランスポータ３０に渡す。 The loader 6 takes out the wafer from the particle counter 70 and places it on the first temporary table 15 in the polishing unit 3. The transfer robot 18 takes out the wafer from the first temporary table 15 and carries the wafer into the polishing module 7. The surface of the wafer is polished by the polishing module 7. The transfer robot 18 takes out the polished wafer from the polishing module 7 and places it on the second temporary table 16. The swing transporter 21 takes out the wafer from the second temporary placing table 16 and transfers it to the linear transporter 30 arranged in the cleaning unit 20.

リニアトランスポータ３０は、ウェーハを第１洗浄モジュール２４、第２洗浄モジュール２５、および第３洗浄モジュール２６に順番に搬送する。ウェーハは、その研磨された面が上向きの状態で、これらの洗浄モジュール２４，２５，２６によって順次洗浄される。さらに、リニアトランスポータ３０は、洗浄されたウェーハを乾燥モジュール２７に搬送し、ここでウェーハが乾燥される。 The linear transporter 30 sequentially transports the wafer to the first cleaning module 24, the second cleaning module 25, and the third cleaning module 26. The wafer is sequentially cleaned by these cleaning modules 24, 25, 26 with the polished surface facing upward. Further, the linear transporter 30 transports the washed wafer to the drying module 27, where the wafer is dried.

ローダー６は、乾燥されたウェーハを乾燥モジュール２７から取り出し、ウェーハカセットに搬入する。ウェーハのデバイス面が研磨部３で研磨された場合には、ローダー６は乾燥されたウェーハを反転させずにウェーハカセットに搬送する。ウェーハの裏面（非デバイス面）が研磨部３で研磨された場合には、ローダー６は乾燥されたウェーハを反転させ、その後ウェーハカセットに搬送する。 The loader 6 takes out the dried wafer from the drying module 27 and carries it into the wafer cassette. When the device surface of the wafer is polished by the polishing unit 3, the loader 6 conveys the dried wafer to the wafer cassette without inverting the wafer. When the back surface (non-device surface) of the wafer is polished by the polishing unit 3, the loader 6 reverses the dried wafer, and then transports the dried wafer to the wafer cassette.

次に、研磨モジュール７について、図２を参照して説明する。図２は、研磨モジュール７の一実施形態を示す模式図である。研磨モジュール７は、基板の一例であるウェーハＷを保持し、その軸心を中心として回転させる基板保持部１０と、この基板保持部１０に保持されたウェーハＷの第一の面Ａ１を研磨してウェーハＷの第一の面Ａ１からパーティクルを除去する研磨ヘッド組立体４９と、第一の面Ａ１とは反対側のウェーハＷの第二の面Ａ２を支持する基板支持ステージとしての静圧支持ステージ９０を有する支持構造体９１とを備えている。研磨ヘッド組立体４９は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの上側に配置されており、静圧支持ステージ９０は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの下側に配置されている。 Next, the polishing module 7 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing one embodiment of the polishing module 7. The polishing module 7 holds a wafer W, which is an example of a substrate, and rotates the substrate holding unit 10 about its axis and a first surface A1 of the wafer W held by the substrate holding unit 10. A polishing head assembly 49 for removing particles from the first surface A1 of the wafer W, and a static pressure support as a substrate support stage for supporting a second surface A2 of the wafer W opposite to the first surface A1. And a support structure 91 having a stage 90. The polishing head assembly 49 is arranged above the wafer W held by the substrate holder 10, and the static pressure support stage 90 is arranged below the wafer W held by the substrate holder 10. ing.

一実施形態では、ウェーハＷの第一の面Ａ１は、デバイスが形成されていないウェーハＷの裏面、すなわち非デバイス面である。反対側の面であるウェーハＷの第二の面Ａ２は、デバイスが形成されている面、すなわちデバイス面である。一実施形態では、ウェーハＷの第一の面Ａ１はデバイス面であり、ウェーハＷの第二の面Ａ２は、デバイスが形成されていないウェーハＷの裏面である。デバイスが形成されていない裏面の例としては、シリコン面が挙げられる。本実施形態では、ウェーハＷは、その第一の面Ａ１が上向きの状態で、基板保持部１０に水平に保持される。 In one embodiment, the first surface A1 of the wafer W is a back surface of the wafer W on which no device is formed, that is, a non-device surface. A second surface A2 of the wafer W, which is the opposite surface, is a surface on which devices are formed, that is, a device surface. In one embodiment, the first surface A1 of the wafer W is a device surface, and the second surface A2 of the wafer W is a back surface of the wafer W on which no devices are formed. An example of the back surface on which no device is formed is a silicon surface. In the present embodiment, the wafer W is horizontally held by the substrate holding unit 10 with the first surface A1 facing upward.

基板保持部１０は、ウェーハＷの周縁部を把持する複数のチャック１１と、これらチャック１１を介してウェーハＷを回転させる環状の中空モータ１２とを備えている。チャック１１は、中空モータ１２に固定されており、中空モータ１２によって基板保持部１０の軸心ＣＰを中心に回転される。ウェーハＷは、チャック１１によって水平に保持される。複数のチャック１１は、基板保持部１０の軸心ＣＰの周りに配置されており、基板保持部１０の軸心ＣＰから同じ距離に位置している。複数のチャック１１によってウェーハＷが保持されたとき、ウェーハＷの中心点は基板保持部１０の軸心ＣＰ上にある。 The substrate holding unit 10 includes a plurality of chucks 11 for gripping a peripheral portion of the wafer W, and an annular hollow motor 12 for rotating the wafer W via the chucks 11. The chuck 11 is fixed to a hollow motor 12, and is rotated by the hollow motor 12 about the axis CP of the substrate holding unit 10. The wafer W is held horizontally by the chuck 11. The plurality of chucks 11 are arranged around the axis CP of the substrate holding unit 10 and are located at the same distance from the axis CP of the substrate holding unit 10. When the wafer W is held by the plurality of chucks 11, the center point of the wafer W is on the axis CP of the substrate holding unit 10.

ウェーハＷを保持した全てのチャック１１は、中空モータ１２によって基板保持部１０の軸心ＣＰ、すなわちウェーハＷの軸心を中心に一体に回転される。一実施形態では、基板保持部１０は、チャック１１に代えて、自身の軸心を中心に回転することができる複数のローラーを備えてもよい。複数のローラーを備えた基板保持部１０によれば、ウェーハの周縁部はローラーに保持され、各ローラーが自身の軸心を中心に回転することによって、ウェーハはその軸心を中心に回転される。 All the chucks 11 holding the wafer W are integrally rotated about the axis CP of the substrate holding unit 10, that is, the axis of the wafer W by the hollow motor 12. In one embodiment, instead of the chuck 11, the substrate holding unit 10 may include a plurality of rollers that can rotate around its own axis. According to the substrate holding unit 10 having a plurality of rollers, the peripheral portion of the wafer is held by the rollers, and each roller rotates around its own axis, whereby the wafer is rotated around its axis. .

基板保持部１０に保持されたウェーハＷの上方には、ウェーハＷの第一の面Ａ１にリンス液（例えば純水）を供給するリンス液供給ノズル６３が配置されている。このリンス液供給ノズル６３は、図示しないリンス液供給源に接続されている。リンス液供給ノズル６３は、ウェーハＷの中心を向いて配置されている。リンス液は、リンス液供給ノズル６３からウェーハＷの中心に供給され、回転するウェーハＷの遠心力によりリンス液はウェーハＷの第一の面Ａ１上を広がる。 A rinsing liquid supply nozzle 63 that supplies a rinsing liquid (for example, pure water) to the first surface A1 of the wafer W is disposed above the wafer W held by the substrate holding unit 10. The rinsing liquid supply nozzle 63 is connected to a rinsing liquid supply source (not shown). The rinse liquid supply nozzle 63 is arranged facing the center of the wafer W. The rinsing liquid is supplied from the rinsing liquid supply nozzle 63 to the center of the wafer W, and the rinsing liquid spreads on the first surface A1 of the wafer W due to the centrifugal force of the rotating wafer W.

研磨ヘッド組立体４９は、基板保持部１０に保持されたウェーハＷの第一の面Ａ１を研磨してウェーハＷの第一の面Ａ１からパーティクルを除去する研磨ヘッド５０を有している。研磨ヘッド５０はヘッドシャフト５１に連結されている。このヘッドシャフト５１は、研磨ヘッド５０をその軸心ＨＰを中心として回転させるヘッド回転機構５８に連結されている。さらに、ヘッドシャフト５１には、研磨ヘッド５０に下向きの荷重を付与する荷重付与装置としてのエアシリンダ５７が連結されている。研磨ヘッド５０は、ウェーハＷの第一の面Ａ１を研磨するための複数の研磨具６１を備えている。研磨ヘッド５０の下面は、これら研磨具６１から構成された研磨面である。研磨ヘッド組立体４９は、研磨ヘッド５０、ヘッドシャフト５１、ヘッド回転機構５８、エアシリンダ５７を少なくとも含む。 The polishing head assembly 49 has a polishing head 50 for polishing the first surface A1 of the wafer W held by the substrate holding unit 10 to remove particles from the first surface A1 of the wafer W. The polishing head 50 is connected to a head shaft 51. The head shaft 51 is connected to a head rotating mechanism 58 that rotates the polishing head 50 about its axis HP. Furthermore, an air cylinder 57 as a load applying device for applying a downward load to the polishing head 50 is connected to the head shaft 51. The polishing head 50 includes a plurality of polishing tools 61 for polishing the first surface A1 of the wafer W. The lower surface of the polishing head 50 is a polishing surface composed of these polishing tools 61. The polishing head assembly 49 includes at least a polishing head 50, a head shaft 51, a head rotating mechanism 58, and an air cylinder 57.

本実施形態では、研磨具６１は、砥粒を含んだ研磨層が片面に形成された研磨テープから構成されている。研磨テープの両端は、図示しない２つのリールに保持されており、２つのリールの間を延びる研磨テープの下面がウェーハＷの第一の面Ａ１に接触可能となっている。一実施形態では、研磨具６１は、スポンジ、不織布、発泡ポリウレタン、または固定砥粒であってもよい。 In the present embodiment, the polishing tool 61 is composed of a polishing tape having a polishing layer containing abrasive grains formed on one surface. Both ends of the polishing tape are held by two reels (not shown), and the lower surface of the polishing tape extending between the two reels can contact the first surface A1 of the wafer W. In one embodiment, the polishing tool 61 may be a sponge, a nonwoven, a foamed polyurethane, or a fixed abrasive.

図３は、研磨ヘッド５０の底面図である。図３に示すように、研磨具６１は、研磨ヘッド５０の半径方向に延びており、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰまわりに等間隔に配列されている。本実施形態では、３つの研磨具６１が設けられている。研磨ヘッド５０がその軸心ＨＰを中心に回転すると、３つの研磨具６１も同様に軸心ＨＰを中心に回転する。研磨ヘッド５０は、軸心ＨＰを中心に回転しながら研磨具６１をウェーハＷの第一の面Ａ１に摺接させて、該第一の面Ａ１を研磨する。 FIG. 3 is a bottom view of the polishing head 50. As shown in FIG. 3, the polishing tools 61 extend in the radial direction of the polishing head 50, and are arranged at equal intervals around the axis HP of the polishing head 50. In the present embodiment, three polishing tools 61 are provided. When the polishing head 50 rotates about the axis HP, the three polishing tools 61 also rotate about the axis HP. The polishing head 50 slides the polishing tool 61 on the first surface A1 of the wafer W while rotating about the axis HP to polish the first surface A1.

研磨ヘッド５０を含む研磨モジュール７の動作は、動作制御部４によって制御される。本実施形態では、動作制御部４は、専用のコンピュータまたは汎用のコンピュータから構成される。図４は、動作制御部４の構成を示す模式図である。動作制御部４は、プログラムやデータなどが格納される記憶装置１１０と、記憶装置１１０に格納されているプログラムに従って演算を行うＣＰＵ（中央処理装置）などの処理装置１２０と、データ、プログラム、および各種情報を記憶装置１１０に入力するための入力装置１３０と、処理結果や処理されたデータを出力するための出力装置１４０と、インターネットなどのネットワークに接続するための通信装置１５０を備えている。 The operation of the polishing module 7 including the polishing head 50 is controlled by the operation control unit 4. In the present embodiment, the operation control unit 4 is configured by a dedicated computer or a general-purpose computer. FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of the operation control unit 4. The operation control unit 4 includes a storage device 110 in which programs and data are stored, a processing device 120 such as a CPU (central processing unit) that performs an operation in accordance with the program stored in the storage device 110, data, programs, An input device 130 for inputting various information to the storage device 110, an output device 140 for outputting a processing result and processed data, and a communication device 150 for connecting to a network such as the Internet are provided.

記憶装置１１０は、処理装置１２０がアクセス可能な主記憶装置１１１と、データおよびプログラムを格納する補助記憶装置１１２を備えている。主記憶装置１１１は、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり、補助記憶装置１１２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）またはソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）などのストレージ装置である。 The storage device 110 includes a main storage device 111 accessible by the processing device 120 and an auxiliary storage device 112 for storing data and programs. The main storage device 111 is, for example, a random access memory (RAM), and the auxiliary storage device 112 is a storage device such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD).

入力装置１３０は、キーボード、マウスを備えており、さらに、記録媒体からデータを読み込むための記録媒体読み込み装置１３２と、記録媒体が接続される記録媒体ポート１３４を備えている。記録媒体は、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、光ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ）や、半導体メモリー（例えば、ＵＳＢフラッシュドライブ、メモリーカード）である。記録媒体読み込み装置１３２の例としては、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブなどの光学ドライブや、カードリーダーが挙げられる。記録媒体ポート１３４の例としては、ＵＳＢ端子が挙げられる。記録媒体に記録されているプログラムおよび／またはデータは、入力装置１３０を介して動作制御部４に導入され、記憶装置１１０の補助記憶装置１１２に格納される。出力装置１４０は、ディスプレイ装置１４１、印刷装置１４２を備えている。 The input device 130 includes a keyboard and a mouse, and further includes a recording medium reading device 132 for reading data from a recording medium, and a recording medium port 134 to which the recording medium is connected. The recording medium is a non-transitory tangible computer-readable recording medium such as an optical disk (for example, a CD-ROM or a DVD-ROM) or a semiconductor memory (for example, a USB flash drive or a memory card). is there. Examples of the recording medium reading device 132 include an optical drive such as a CD drive and a DVD drive, and a card reader. An example of the recording medium port 134 is a USB terminal. The program and / or data recorded on the recording medium is introduced into the operation control unit 4 via the input device 130, and is stored in the auxiliary storage device 112 of the storage device 110. The output device 140 includes a display device 141 and a printing device 142.

図２に戻り、研磨ヘッド５０は、ウェーハＷの直径よりも小さい直径を有している。研磨ヘッド５０の軸心ＨＰは、基板保持部１０の軸心ＣＰからずれている。したがって、研磨ヘッド５０は、基板保持部１０に保持されたウェーハＷに対して偏心している。回転している研磨具６１の下面から構成される研磨ヘッド５０の研磨面は、基板保持部１０の軸心ＣＰ上にある。 Returning to FIG. 2, the polishing head 50 has a diameter smaller than the diameter of the wafer W. The axis HP of the polishing head 50 is shifted from the axis CP of the substrate holding unit 10. Therefore, the polishing head 50 is eccentric with respect to the wafer W held by the substrate holding unit 10. The polishing surface of the polishing head 50 constituted by the lower surface of the rotating polishing tool 61 is on the axis CP of the substrate holding unit 10.

支持構造体９１は、ウェーハＷを支持するための静圧支持ステージ９０を備えている。この静圧支持ステージ９０は、チャック１１に保持されたウェーハＷの第二の面Ａ２（第一の面Ａ１とは反対側の面）を支持する基板支持ステージの一実施形態である。本実施形態では、静圧支持ステージ９０は、チャック１１に保持されたウェーハＷの第二の面Ａ２に流体を接触させてウェーハＷを流体で支持するように構成されている。静圧支持ステージ９０は、チャック１１に保持されたウェーハＷの第二の面Ａ２に近接した基板支持面９０ａを有している。 The support structure 91 includes a static pressure support stage 90 for supporting the wafer W. The static pressure support stage 90 is an embodiment of a substrate support stage that supports the second surface A2 (the surface opposite to the first surface A1) of the wafer W held by the chuck 11. In the present embodiment, the static pressure support stage 90 is configured to contact the fluid on the second surface A2 of the wafer W held by the chuck 11 and support the wafer W with the fluid. The static pressure support stage 90 has a substrate support surface 90a close to the second surface A2 of the wafer W held by the chuck 11.

静圧支持ステージ９０は、基板支持面９０ａに形成された複数の流体噴射口９４と、流体排出口９４にそれぞれ接続された複数の流体供給路９２と、複数の流体供給路９２にそれぞれ取り付けられた複数の流量調節弁１０６をさらに備えている。各流体供給路９２を通る流体の流量は、各流量調節弁１０６によって調節されるようになっている。流量調節弁１０６の動作は、処理制御部４によって制御される。 The static pressure support stage 90 is attached to each of a plurality of fluid ejection ports 94 formed on the substrate support surface 90a, a plurality of fluid supply paths 92 connected to the fluid discharge ports 94, and a plurality of fluid supply paths 92, respectively. And a plurality of flow control valves 106. The flow rate of the fluid passing through each fluid supply path 92 is adjusted by each flow rate control valve 106. The operation of the flow control valve 106 is controlled by the processing control unit 4.

図５は、静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａの一実施形態を示す上面図である。本実施形態では、３つの流体噴射口９４が設けられている。各流体噴射口９４は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの周方向に延びる凹部である。これら流体噴射口９４は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの半径方向に沿って配列されている。したがって、それぞれの流体噴射口９４に供給される流体の流量を調節することによって、ウェーハＷの第二の面Ａ２の半径方向に異なる複数の領域を、異なる静圧で支持することができる。一実施形態では、複数の流体噴射口９４は、基板支持面９０ａの全体に均一に分布する複数の開口部であってもよい。 FIG. 5 is a top view showing an embodiment of the substrate support surface 90a of the static pressure support stage 90. In the present embodiment, three fluid ejection ports 94 are provided. Each fluid ejection port 94 is a concave portion extending in the circumferential direction of the wafer W held by the substrate holding unit 10. These fluid ejection ports 94 are arranged along the radial direction of the wafer W held by the substrate holding unit 10. Therefore, by adjusting the flow rate of the fluid supplied to each fluid ejection port 94, it is possible to support a plurality of radially different regions of the second surface A2 of the wafer W with different static pressures. In one embodiment, the plurality of fluid ejection ports 94 may be a plurality of openings uniformly distributed over the entire substrate support surface 90a.

図２に示すように、静圧支持ステージ９０は、ステージ昇降機構９８に連結されている。このステージ昇降機構９８により静圧支持ステージ９０はその基板支持面（上面）９０ａがウェーハＷの下面（第二の面Ａ２）に近接した位置に達するまで上昇されるようになっている。静圧支持ステージ９０は、基板保持部１０に保持されているウェーハＷの下方に配置され、基板支持面９０ａはウェーハＷの第二の面Ａ２から僅かに離れている。流体供給路９２は、図示しない流体供給源に接続されている。本実施形態の基板支持面９０ａは円形であるが、四角形または他の形状を有していてもよい。 As shown in FIG. 2, the static pressure support stage 90 is connected to a stage elevating mechanism 98. The stage elevating mechanism 98 raises the static pressure supporting stage 90 until the substrate supporting surface (upper surface) 90a reaches a position close to the lower surface (second surface A2) of the wafer W. The static pressure support stage 90 is disposed below the wafer W held by the substrate holding unit 10, and the substrate support surface 90a is slightly separated from the second surface A2 of the wafer W. The fluid supply path 92 is connected to a fluid supply source (not shown). Although the substrate support surface 90a of the present embodiment is circular, it may have a square shape or another shape.

動作制御部４が流量調節弁１０６を開くと、流体（例えば、純水などの液体）は流体供給路９２を通じて複数の流体噴射口９４に供給され、基板支持面９０ａとウェーハＷの第二の面Ａ２との間の空間は流体で満たされる。ウェーハＷは、基板支持面９０ａとウェーハＷの第二の面Ａ２との間に存在する流体によって支持される。ウェーハＷと静圧支持ステージ９０とは非接触に保たれ、ウェーハＷと静圧支持ステージ９０との間のクリアランスは５０μｍ〜５００μｍとされる。 When the operation control unit 4 opens the flow control valve 106, the fluid (for example, a liquid such as pure water) is supplied to the plurality of fluid ejection ports 94 through the fluid supply path 92, and the substrate support surface 90 a and the second fluid The space between the surface A2 is filled with the fluid. The wafer W is supported by a fluid existing between the substrate support surface 90a and the second surface A2 of the wafer W. The wafer W and the static pressure support stage 90 are kept in non-contact, and the clearance between the wafer W and the static pressure support stage 90 is set to 50 μm to 500 μm.

静圧支持ステージ９０は、流体を介してウェーハＷの第二の面Ａ２を非接触に支持することができる。したがって、ウェーハＷの第二の面Ａ２にデバイスが形成されている場合には、静圧支持ステージ９０は、デバイスを破壊することなくウェーハＷを支持することができる。静圧支持ステージ９０に使用される流体としては、非圧縮性流体である純水などの液体、または空気や窒素などの圧縮性流体である気体を用いてもよい。純水が使用される場合、流体供給路９２に接続される流体供給源として、研磨モジュール７が設置されている工場に設置された純水供給ラインを使用することができる。 The static pressure support stage 90 can support the second surface A2 of the wafer W in a non-contact manner via a fluid. Therefore, when a device is formed on the second surface A2 of the wafer W, the static pressure support stage 90 can support the wafer W without breaking the device. The fluid used for the static pressure support stage 90 may be a liquid such as pure water which is an incompressible fluid, or a gas which is a compressible fluid such as air or nitrogen. When pure water is used, a pure water supply line installed in a factory where the polishing module 7 is installed can be used as a fluid supply source connected to the fluid supply path 92.

研磨ヘッド５０の下面（研磨面）と静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａは、同心状に配置される。さらに、研磨ヘッド５０の下面と静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａは、ウェーハＷに関して対称的に配置される。すなわち、研磨ヘッド５０の下面と静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａはウェーハＷを挟むように配置されており、研磨ヘッド５０からウェーハＷに加えられる荷重は、研磨ヘッド５０の真下から静圧支持ステージ９０によって支持される。したがって、研磨ヘッド５０は、大きな荷重をウェーハＷの第一の面Ａ１に加えることができる。 The lower surface (polishing surface) of the polishing head 50 and the substrate supporting surface 90a of the static pressure supporting stage 90 are arranged concentrically. Further, the lower surface of the polishing head 50 and the substrate support surface 90a of the static pressure support stage 90 are symmetrically arranged with respect to the wafer W. That is, the lower surface of the polishing head 50 and the substrate support surface 90a of the static pressure support stage 90 are arranged so as to sandwich the wafer W, and the load applied from the polishing head 50 to the wafer W It is supported by the support stage 90. Therefore, the polishing head 50 can apply a large load to the first surface A1 of the wafer W.

研磨ヘッド５０は、その下面の端部がウェーハＷの中心上に位置するように配置されることが好ましい。本実施形態では、研磨ヘッド５０の下面の直径は、ウェーハＷの半径よりも小さい。一実施形態では、研磨ヘッド５０の下面の直径は、ウェーハＷの半径と同じか、ウェーハＷの半径よりも大きくてもよい。本実施形態では、基板支持面９０ａの直径は研磨ヘッド５０の下面の直径よりも大きいが、基板支持面９０ａの直径は研磨ヘッド５０の下面の直径と同じでもよく、あるいは研磨ヘッド５０の下面の直径よりも小さくてもよい。 It is preferable that the polishing head 50 is arranged such that an end of the lower surface thereof is located on the center of the wafer W. In the present embodiment, the diameter of the lower surface of the polishing head 50 is smaller than the radius of the wafer W. In one embodiment, the diameter of the lower surface of the polishing head 50 may be the same as or larger than the radius of the wafer W. In the present embodiment, the diameter of the substrate supporting surface 90a is larger than the diameter of the lower surface of the polishing head 50. However, the diameter of the substrate supporting surface 90a may be the same as the diameter of the lower surface of the polishing head 50, or the lower surface of the polishing head 50. It may be smaller than the diameter.

次に、研磨モジュール７の動作について説明する。研磨されるウェーハＷは、搬送ロボット１８（図１参照）により基板保持部１０に渡される。ウェーハＷは、第一の面Ａ１が上向きの状態で、基板保持部１０のチャック１１により把持され、さらに中空モータ１２によりウェーハＷの軸心を中心に回転される。流体（例えば、純水などの液体）は、流体供給路９２を通じて複数の流体噴射口９４に供給され、静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａとウェーハＷの第二の面Ａ２との間の空間は流体で満たされる。ウェーハＷは、基板支持面９０ａとウェーハＷの第二の面Ａ２との間を流れる流体によって支持される。 Next, the operation of the polishing module 7 will be described. The wafer W to be polished is transferred to the substrate holding unit 10 by the transfer robot 18 (see FIG. 1). The wafer W is held by the chuck 11 of the substrate holding unit 10 with the first surface A1 facing upward, and further rotated about the axis of the wafer W by the hollow motor 12. The fluid (for example, a liquid such as pure water) is supplied to the plurality of fluid ejection ports 94 through the fluid supply path 92, and the fluid is supplied between the substrate support surface 90a of the static pressure support stage 90 and the second surface A2 of the wafer W. The space is filled with fluid. The wafer W is supported by a fluid flowing between the substrate support surface 90a and the second surface A2 of the wafer W.

リンス液供給ノズル６３は、リンス液をウェーハＷの中心に供給し、リンス液は回転するウェーハＷの遠心力によりウェーハＷの第一の面Ａ１上を広がる。ヘッド回転機構５８は、研磨ヘッド５０をその軸心ＨＰを中心にウェーハＷと同じ方向に回転させる。そして、エアシリンダ５７は、回転する研磨ヘッド５０をウェーハＷの第一の面Ａ１に対して押し付ける。研磨ヘッド５０は、リンス液がウェーハＷの第一の面Ａ１上に存在する状態で、研磨具６１をウェーハＷの第一の面Ａ１に摺接させ、第一の面Ａ１を研磨する。 The rinsing liquid supply nozzle 63 supplies the rinsing liquid to the center of the wafer W, and the rinsing liquid spreads on the first surface A1 of the wafer W due to the centrifugal force of the rotating wafer W. The head rotation mechanism 58 rotates the polishing head 50 in the same direction as the wafer W about its axis HP. Then, the air cylinder 57 presses the rotating polishing head 50 against the first surface A1 of the wafer W. The polishing head 50 polishes the first surface A1 by bringing the polishing tool 61 into sliding contact with the first surface A1 of the wafer W while the rinse liquid is present on the first surface A1 of the wafer W.

ウェーハＷの第一の面Ａ１に対する研磨具６１の相対的な摺動距離は、研磨ヘッド５０の回転速度によって変わる。さらに、研磨ヘッド５０とウェーハＷが同じ方向に回転し、かつ研磨ヘッド５０がウェーハＷに対して偏心している条件下では、ウェーハＷの第一の面Ａ１上の研磨具６１の摺動距離は、ウェーハＷの中心からの半径方向の距離によって変わる。 The relative sliding distance of the polishing tool 61 with respect to the first surface A1 of the wafer W changes depending on the rotation speed of the polishing head 50. Further, under the condition that the polishing head 50 and the wafer W rotate in the same direction and the polishing head 50 is eccentric with respect to the wafer W, the sliding distance of the polishing tool 61 on the first surface A1 of the wafer W is , The distance from the center of the wafer W in the radial direction.

図６は、研磨ヘッド５０とウェーハとの相対的な回転速度に従って変わる研磨具６１の摺動距離のシミュレーション結果を示すグラフである。図６において、縦軸は、ウェーハの被研磨面に対する研磨具６１の相対的な摺動距離を表し、横軸は、ウェーハの中心からの半径方向の距離を表している。このシミュレーションでは、直径３００ｍｍのウェーハを５００ｍｉｎ^−１の回転速度で回転させながら、研磨ヘッド５０を１０５ｍｉｎ^−１、３０５ｍｉｎ^−１、５０５ｍｉｎ^−１、７０５ｍｉｎ^−１の異なる回転速度で回転させた。 FIG. 6 is a graph showing a simulation result of a sliding distance of the polishing tool 61 which changes according to a relative rotation speed between the polishing head 50 and the wafer. 6, the vertical axis represents the relative sliding distance of the polishing tool 61 with respect to the surface to be polished of the wafer, and the horizontal axis represents the radial distance from the center of the wafer. In this simulation, while rotating the wafer having a diameter of 300mm at a rotational speed of 500 min ^-1, the polishing head ^{^{^{50 105min -1, 305min -1, 505min}}} -1, was rotated at a different rotational speed of 705min ^-1.

図６から分かるように、研磨具６１の摺動距離と、ウェーハの中心からの半径方向の距離との関係は、研磨ヘッド５０の回転速度によって変わる。研磨具６１の摺動距離は、ウェーハの除去量（研磨量）に実質的に比例する。したがって、ウェーハと研磨ヘッド５０との間の相対的な回転速度を変化させることによって、ウェーハの半径方向に沿ったウェーハの除去レート（研磨レート）の分布を変えることが可能である。研磨ヘッド５０を回転させるヘッド回転機構５８の動作、およびウェーハを回転させるウェーハ回転装置または基板回転装置としての中空モータ１２の動作は動作制御部４によって制御される。したがって、研磨ヘッド５０の回転速度、およびウェーハの回転速度（すなわち、基板保持部１０の回転速度）は、動作制御部４によって制御される。 As can be seen from FIG. 6, the relationship between the sliding distance of the polishing tool 61 and the radial distance from the center of the wafer changes depending on the rotation speed of the polishing head 50. The sliding distance of the polishing tool 61 is substantially proportional to the removal amount (polishing amount) of the wafer. Therefore, by changing the relative rotation speed between the wafer and the polishing head 50, it is possible to change the distribution of the removal rate (polishing rate) of the wafer along the radial direction of the wafer. The operation of the head rotation mechanism 58 for rotating the polishing head 50 and the operation of the hollow motor 12 as a wafer rotation device or a substrate rotation device for rotating a wafer are controlled by the operation control unit 4. Therefore, the rotation speed of the polishing head 50 and the rotation speed of the wafer (that is, the rotation speed of the substrate holding unit 10) are controlled by the operation control unit 4.

動作制御部４は、基板保持部１０、リンス液供給ノズル６３、研磨ヘッド組立体４９、パーティクルカウンタ７０、静圧支持ステージ９０に電気的に接続されている。基板保持部１０、リンス液供給ノズル６３、研磨ヘッド組立体４９、パーティクルカウンタ７０、静圧支持ステージ９０の動作は動作制御部４によって制御される。 The operation control section 4 is electrically connected to the substrate holding section 10, the rinsing liquid supply nozzle 63, the polishing head assembly 49, the particle counter 70, and the static pressure support stage 90. The operations of the substrate holding unit 10, the rinsing liquid supply nozzle 63, the polishing head assembly 49, the particle counter 70, and the static pressure support stage 90 are controlled by the operation control unit 4.

パーティクルカウンタ７０は、ウェーハの表面に存在するダストや異物などのパーティクルを計数することができる装置である。このパーティクルカウンタ７０は、ウェーハの中心から異なる半径位置にある複数の領域内のそれぞれに存在するパーティクルを計数し、パーティクルの分布を作成することが可能に構成されている。パーティクルカウンタ７０は、ウェーハの表面に光線を導き、パーティクルの存在に起因した散乱光を検出することによりパーティクルを検出する散乱光タイプのものであってもよいし、ウェーハの表面の画像を生成し、画像に現れたウェーハの表面形状に基づいてパーティクルを計数する別のタイプのものであってもよい。このようなパーティクルカウンタ７０は、市場で入手することができる。 The particle counter 70 is a device that can count particles such as dust and foreign matter present on the surface of a wafer. The particle counter 70 is configured to be able to count particles present in a plurality of regions at different radial positions from the center of the wafer and generate a particle distribution. The particle counter 70 may be of a scattered light type that guides light rays to the wafer surface and detects scattered light caused by the presence of particles to detect particles, or may generate an image of the wafer surface. Alternatively, another type of counting particles based on the surface shape of the wafer appearing in the image may be used. Such a particle counter 70 is commercially available.

図７は、パーティクルカウンタ７０により作成されたパーティクルの分布の一例を示す図である。図７において、縦軸はパーティクルの数を表し、横軸はウェーハの中心からの半径方向の距離を表している。図７から分かるように、通常、パーティクルは、ウェーハの表面上に不均一に分布している。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the distribution of particles created by the particle counter 70. In FIG. 7, the vertical axis represents the number of particles, and the horizontal axis represents the radial distance from the center of the wafer. As can be seen from FIG. 7, the particles are typically unevenly distributed on the surface of the wafer.

パーティクルカウンタ７０は動作制御部４に接続されている。パーティクルカウンタ７０によって取得されたパーティクルの数およびパーティクルの位置（すなわち、ウェーハの中心からの距離）を含む測定データは、パーティクルカウンタ７０から動作制御部４に送られる。動作制御部４は、複数の研磨レート分布および対応する複数の研磨レシピからなるデータベースを記憶装置１１０内に予め格納している。図８は、データベースに含まれる複数の研磨レート分布を示す図である。研磨レート分布は、ウェーハの半径方向に沿ったウェーハの研磨レート（除去レートともいう）の分布であり、研磨レートプロファイルとも言える。 The particle counter 70 is connected to the operation control unit 4. Measurement data including the number of particles and the position of the particles (that is, the distance from the center of the wafer) acquired by the particle counter 70 is sent from the particle counter 70 to the operation control unit 4. The operation control unit 4 stores a database including a plurality of polishing rate distributions and a plurality of corresponding polishing recipes in the storage device 110 in advance. FIG. 8 is a diagram showing a plurality of polishing rate distributions included in the database. The polishing rate distribution is a distribution of the polishing rate (removal rate) of the wafer along the radial direction of the wafer, and can be said to be a polishing rate profile.

研磨レート分布は、研磨条件によって変わり得る。例えば、図６を参照して説明したように、ウェーハと研磨ヘッド５０との間の相対的な回転速度が変化すると、研磨具６１の摺動距離が変化し、結果として、研磨レート分布が変化する。データベースに含まれる研磨レシピは、対応する研磨レート分布を達成することができる研磨条件を規定する。したがって、複数の研磨レート分布と複数の研磨レシピとは、一対一の関係にある。複数の研磨レシピは、複数の研磨レート分布にそれぞれ予め関連付けられており、複数組の研磨レート分布と研磨レシピがデータベースとして動作制御部４の記憶装置１１０に格納されている。データベースに含まれる複数の研磨レート分布および対応する複数の研磨レシピは、研磨されるウェーハと同じまたは近い構成を持つ複数のウェーハの研磨結果から得ることができ、あるいはウェーハの研磨シミュレーションの結果から得ることができる。例えば、図６に示すような、研磨具６１の摺動距離のシミュレーション結果から、データベースを作成してもよい。 The polishing rate distribution can vary depending on the polishing conditions. For example, as described with reference to FIG. 6, when the relative rotation speed between the wafer and the polishing head 50 changes, the sliding distance of the polishing tool 61 changes, and as a result, the polishing rate distribution changes. I do. The polishing recipe included in the database defines the polishing conditions that can achieve the corresponding polishing rate distribution. Therefore, a plurality of polishing rate distributions and a plurality of polishing recipes have a one-to-one relationship. The plurality of polishing recipes are respectively associated with a plurality of polishing rate distributions in advance, and a plurality of sets of polishing rate distributions and polishing recipes are stored in the storage device 110 of the operation control unit 4 as a database. The plurality of polishing rate distributions and corresponding plurality of polishing recipes included in the database can be obtained from the polishing results of the plurality of wafers having the same or close configuration as the wafer to be polished, or obtained from the results of the polishing simulation of the wafer. be able to. For example, a database may be created from a simulation result of the sliding distance of the polishing tool 61 as shown in FIG.

本実施形態では、研磨レシピは、研磨ヘッド５０の回転速度とウェーハの回転速度を含む。これは、図６を参照して説明したように、ウェーハと研磨ヘッド５０との間の相対的な回転速度を変化させることによって、ウェーハの半径方向に沿った研磨レート（除去レート）の分布を変えることが可能であるからである。 In the present embodiment, the polishing recipe includes the rotation speed of the polishing head 50 and the rotation speed of the wafer. As described with reference to FIG. 6, by changing the relative rotation speed between the wafer and the polishing head 50, the distribution of the polishing rate (removal rate) along the radial direction of the wafer is reduced. Because it is possible to change.

動作制御部４は、パーティクルカウンタ７０から送られた測定データに示されるパーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、選択された研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定するように構成されている。パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布を選択する工程は、次のようにして行われる。動作制御部４は、ウェーハの半径方向に配列された複数の比較点において、上記パーティクルの分布と各研磨レート分布との間における差を算出する。この差は、パーティクルの数と研磨レートとの差であり、研磨時間に相当する。つまり、差が大きいほど、研磨時間は長くなる。動作制御部４は、上記比較点で得られた複数の差のうち、最も大きな差を決定する。決定された最も大きな差は、その研磨レート分布の偏差を表す。 The operation control unit 4 selects a polishing rate distribution most similar to the particle distribution indicated by the measurement data sent from the particle counter 70 from the database, and determines a polishing recipe associated with the selected polishing rate distribution. Is configured. The step of selecting the polishing rate distribution most similar to the particle distribution is performed as follows. The operation control unit 4 calculates a difference between the particle distribution and each polishing rate distribution at a plurality of comparison points arranged in the radial direction of the wafer. This difference is the difference between the number of particles and the polishing rate, and corresponds to the polishing time. That is, the larger the difference, the longer the polishing time. The operation control unit 4 determines the largest difference among the plurality of differences obtained at the comparison points. The largest difference determined represents the deviation of the polishing rate distribution.

図９は、パーティクルの分布を、研磨レート分布と対比する様子を示す図である。図９において、符号ＴＤは、パーティクルカウンタ７０から送られた測定データに示されるパーティクルの分布を表し、符号Ｄ（ｎ）は、データベースに含まれるＮ個の研磨レート分布のうちのｎ番目の研磨レート分布を表している。記号ｎは、自然数からなる識別番号である。図９において、ｔ（ｎ）は、パーティクルの分布と研磨レート分布Ｄ（ｎ）との間の差の中で最も大きな差、すなわち研磨レート分布Ｄ（ｎ）の偏差を表している。 FIG. 9 is a diagram showing how the distribution of particles is compared with the distribution of polishing rates. In FIG. 9, reference numeral TD denotes a particle distribution indicated by the measurement data sent from the particle counter 70, and reference numeral D (n) denotes an n-th polishing rate distribution among N polishing rate distributions included in the database. It shows the rate distribution. The symbol n is an identification number composed of a natural number. In FIG. 9, t (n) represents the largest difference among the differences between the particle distribution and the polishing rate distribution D (n), that is, the deviation of the polishing rate distribution D (n).

図１０は、ウェーハの表面（第一の面Ａ１）上のパーティクルの分布の測定からウェーハの研磨までの工程を示すフローチャートである。研磨されるウェーハはパーティクルカウンタ７０に搬送され、ここでウェーハの上面（第一の面Ａ１）上のパーティクルの分布が測定される（ステップ１）。パーティクルカウンタ７０によって取得されたパーティクルの数およびパーティクルの位置を含む測定データは、パーティクルカウンタ７０から動作制御部４に送られる。 FIG. 10 is a flowchart showing steps from measurement of the distribution of particles on the surface of the wafer (first surface A1) to polishing of the wafer. The wafer to be polished is transported to the particle counter 70, where the distribution of particles on the upper surface (first surface A1) of the wafer is measured (Step 1). The measurement data including the number of particles and the position of the particles acquired by the particle counter 70 is sent from the particle counter 70 to the operation control unit 4.

ステップ２では、識別番号ｎを１とする。ステップ３では、動作制御部４は、ウェーハの半径方向に沿って配列する複数の比較点において、ステップ１で得られたパーティクルの分布と研磨レート分布Ｄ（ｎ）との間の差を算出し、算出された複数の差の中で最も大きな差である研磨レート分布Ｄ（ｎ）の偏差ｔ（ｎ）を決定する。ステップ４では、識別番号ｎの数値をｎ＋１の数値に置き換える。動作制御部４は、データベースに含まれる全ての研磨レート分布（Ｄ（１）〜Ｄ（Ｎ））について偏差（ｔ（１）〜ｔ（Ｎ））を決定し（ステップ５）、偏差が最も小さい研磨レート分布を決定する（ステップ６）。このステップ６で決定された研磨レート分布は、パーティクルカウンタ７０によって測定されたパーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布である。 In step 2, the identification number n is set to 1. In step 3, the operation control unit 4 calculates a difference between the particle distribution obtained in step 1 and the polishing rate distribution D (n) at a plurality of comparison points arranged along the radial direction of the wafer. And the deviation t (n) of the polishing rate distribution D (n), which is the largest difference among the plurality of calculated differences. In step 4, the numerical value of the identification number n is replaced with the numerical value of n + 1. The operation control unit 4 determines deviations (t (1) to t (N)) for all the polishing rate distributions (D (1) to D (N)) included in the database (step 5), and the deviation is the most. A small polishing rate distribution is determined (step 6). The polishing rate distribution determined in step 6 is the polishing rate distribution most similar to the particle distribution measured by the particle counter 70.

動作制御部４は、ステップ６で決定された研磨レート分布に予め関連付けられた、対応する研磨レシピを決定し（ステップ７）、決定された研磨レシピに従って研磨モジュール７を作動させ、ウェーハの表面（第一の面Ａ１）を研磨モジュール７で研磨する（ステップ８）。例えば、研磨レシピに規定されている回転速度で研磨ヘッド５０およびウェーハを回転させながら、ウェーハを研磨する。上述したように、複数の研磨レート分布と複数の研磨レシピとは、一対一の関係にあるので、研磨レート分布が決定されれば、対応する研磨レシピは一意に決定される。 The operation control unit 4 determines a corresponding polishing recipe that is preliminarily associated with the polishing rate distribution determined in Step 6 (Step 7), operates the polishing module 7 according to the determined polishing recipe, and operates the polishing surface ( The first surface A1) is polished by the polishing module 7 (Step 8). For example, the wafer is polished while rotating the polishing head 50 and the wafer at a rotation speed specified in a polishing recipe. As described above, since a plurality of polishing rate distributions and a plurality of polishing recipes have a one-to-one relationship, if a polishing rate distribution is determined, a corresponding polishing recipe is uniquely determined.

図１１は、研磨レシピに従って研磨されたウェーハの表面上のパーティクルの分布を示す図である。図１１に示すように、ウェーハの表面全体に亘って概ね均一にパーティクルが除去されているのが分かる。 FIG. 11 is a diagram showing a distribution of particles on the surface of a wafer polished according to a polishing recipe. As shown in FIG. 11, it can be seen that particles are substantially uniformly removed over the entire surface of the wafer.

本実施形態によれば、研磨しようとするウェーハの表面上に分布するパーティクルを除去するのに最適な研磨レシピが選択される。研磨部３の研磨モジュール７は、選択された研磨レシピに従ってウェーハの表面を研磨し、過研磨および研磨不足を生じさせることなく、パーティクルをウェーハの表面全体から除去することができる。 According to the present embodiment, an optimal polishing recipe for removing particles distributed on the surface of a wafer to be polished is selected. The polishing module 7 of the polishing section 3 can polish the surface of the wafer in accordance with the selected polishing recipe, and can remove particles from the entire surface of the wafer without causing overpolishing and insufficient polishing.

本実施形態では、研磨レシピは、研磨ヘッド５０の回転速度とウェーハの回転速度を含む。一実施形態では、研磨レシピは、静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａ内の異なる領域、すなわち複数の流体噴射口９４に供給される流体の流量を含んでもよい。図２および図５から分かるように、ウェーハＷの第二の面Ａ２を支持する流体の圧力分布は、複数の流体噴射口９４に供給される流体の流量を調節することによって変えることができる。流体の流量は、図２に示す流量調節弁１０６によって変えることが可能である。研磨レシピは、研磨ヘッド５０の回転速度とウェーハの回転速度と、静圧支持ステージ９０の基板支持面９０ａ内の異なる領域に供給される流体の流量の両方を含んでもよい。 In the present embodiment, the polishing recipe includes the rotation speed of the polishing head 50 and the rotation speed of the wafer. In one embodiment, the polishing recipe may include different regions within the substrate support surface 90a of the static pressure support stage 90, i.e., the flow rates of the fluid supplied to the plurality of fluid jets 94. As can be seen from FIGS. 2 and 5, the pressure distribution of the fluid supporting the second surface A2 of the wafer W can be changed by adjusting the flow rate of the fluid supplied to the plurality of fluid ejection ports 94. The flow rate of the fluid can be changed by the flow control valve 106 shown in FIG. The polishing recipe may include both the rotation speed of the polishing head 50, the rotation speed of the wafer, and the flow rate of the fluid supplied to different regions in the substrate support surface 90a of the static pressure support stage 90.

動作制御部４は、記憶装置１１０に電気的に格納されたプログラムに従って動作する。すなわち、動作制御部４は、パーティクルカウンタ７０に指令を与えて、ウェーハの表面上のパーティクルを計数する動作をパーティクルカウンタ７０に実行させるステップ（図１０のステップ１参照）と、ウェーハの表面上のパーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するステップ（図１０のステップ２〜６参照）と、選択された研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定するステップ（図１０のステップ７参照）と、研磨モジュール７に指令を与えて、決定された研磨レシピに従ってウェーハの表面を研磨する動作を研磨モジュール７に実行させるステップ（図１０のステップ８参照）を実行する。 The operation control unit 4 operates according to a program electrically stored in the storage device 110. That is, the operation control unit 4 gives a command to the particle counter 70 to cause the particle counter 70 to execute an operation of counting particles on the surface of the wafer (see step 1 in FIG. 10), and Selecting a polishing rate distribution most similar to the particle distribution from the database (see steps 2 to 6 in FIG. 10) and determining a polishing recipe associated with the selected polishing rate distribution (step 7 in FIG. 10) And a step of giving a command to the polishing module 7 and causing the polishing module 7 to perform an operation of polishing the surface of the wafer in accordance with the determined polishing recipe (see step 8 in FIG. 10).

これらステップを動作制御部４に実行させるためのプログラムは、非一時的な有形物であるコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、記録媒体を介して動作制御部４に提供される。または、プログラムは、インターネットなどの通信ネットワークを介して動作制御部４に提供されてもよい。 A program for causing the operation control unit 4 to execute these steps is recorded on a non-transitory tangible computer-readable recording medium, and provided to the operation control unit 4 via the recording medium. Alternatively, the program may be provided to the operation control unit 4 via a communication network such as the Internet.

図１２は、研磨ヘッド５０の一実施形態を示す図である。本実施形態の研磨ヘッド５０は、その軸心ＨＰを中心に回転可能であることは、上述した実施形態と同じである。特に説明しない本実施形態の他の構成も、上述した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図１２に示すように、研磨ヘッド５０は、複数の研磨具６１を研磨ヘッド５０の軸心ＨＰに沿ってそれぞれ独立に移動させることができる複数の軸方向アクチュエータ６５を備えている。軸方向アクチュエータ６５としては、エアシリンダ、サーボモータとボールねじ機構との組み合わせ、圧電素子などを使用することができる。 FIG. 12 is a diagram showing one embodiment of the polishing head 50. As shown in FIG. The polishing head 50 of the present embodiment is rotatable about its axis HP, as in the above-described embodiment. Other configurations of the present embodiment that are not particularly described are also the same as those of the above-described embodiment, and thus redundant description will be omitted. As shown in FIG. 12, the polishing head 50 includes a plurality of axial actuators 65 capable of independently moving the plurality of polishing tools 61 along the axis HP of the polishing head 50. As the axial actuator 65, an air cylinder, a combination of a servomotor and a ball screw mechanism, a piezoelectric element, or the like can be used.

複数の研磨具６１は、異なるタイプの研磨具であってもよい。例えば、複数の研磨具６１は、ウェーハの粗研磨を実行するための粗研磨具と、ウェーハの仕上げ研磨を実行するための仕上げ研磨具を含んでもよい。さらに、複数の研磨具６１のうちの１つを洗浄具に置き換えてもよい。洗浄具は、砥粒を含まない部材から構成されており、例えば、クリーンニングテープ、スポンジ、不織布、発泡ポリウレタンなどから構成される。 The plurality of polishing tools 61 may be different types of polishing tools. For example, the plurality of polishing tools 61 may include a rough polishing tool for performing rough polishing of a wafer and a finish polishing tool for performing final polishing of the wafer. Further, one of the plurality of polishing tools 61 may be replaced with a cleaning tool. The cleaning tool is made of a member that does not contain abrasive grains, and is made of, for example, a cleaning tape, a sponge, a nonwoven fabric, a polyurethane foam, or the like.

図１３は、複数の研磨具６１と、１つの洗浄具６６とを備えた研磨ヘッド５０の一実施形態を示す底面図である。研磨具６１と洗浄具６６は、それぞれ軸方向アクチュエータ６５に取り付けられている。本実施形態では、２つの研磨具６１が設けられている。これら、研磨具６１および洗浄具６６は、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰの周りに等間隔で配列されている。 FIG. 13 is a bottom view showing one embodiment of the polishing head 50 including a plurality of polishing tools 61 and one cleaning tool 66. The polishing tool 61 and the cleaning tool 66 are attached to the axial actuator 65, respectively. In the present embodiment, two polishing tools 61 are provided. The polishing tool 61 and the cleaning tool 66 are arranged at equal intervals around the axis HP of the polishing head 50.

この研磨ヘッド５０を用いたウェーハの処理は、次のようにして行われる。研磨ヘッド５０を回転させながら、２つの研磨具６１および洗浄具６６を支持している３つの軸方向アクチュエータ６５を動作させ、研磨具６１および洗浄具６６をウェーハの表面に摺接させる。ウェーハの表面は、２つの研磨具６１によって研磨されながら、洗浄具６６によって洗浄される。上述したウェーハの研磨および洗浄は、リンス液供給ノズル６３からリンス液（例えば純水）をウェーハの表面上に供給しながら実行される。本実施形態によれば、ウェーハの研磨と洗浄を同時に行うことができる。したがって、高効率なウェーハ処理を達成することができる。一実施形態では、アクチュエータ６５を動作させることにより、研磨具６１または洗浄具６６の一方のみをウェーハの表面に摺接させてもよい。具体的には、研磨具６１をウェーハの表面に摺接させ、その後に洗浄具６６をウェーハの表面に摺接させてもよい。 Processing of a wafer using the polishing head 50 is performed as follows. While rotating the polishing head 50, three axial actuators 65 supporting the two polishing tools 61 and the cleaning tool 66 are operated to bring the polishing tool 61 and the cleaning tool 66 into sliding contact with the surface of the wafer. The surface of the wafer is cleaned by the cleaning tool 66 while being polished by the two polishing tools 61. The above-described polishing and cleaning of the wafer are performed while supplying a rinsing liquid (for example, pure water) from the rinsing liquid supply nozzle 63 onto the surface of the wafer. According to this embodiment, polishing and cleaning of the wafer can be performed simultaneously. Therefore, highly efficient wafer processing can be achieved. In one embodiment, only one of the polishing tool 61 and the cleaning tool 66 may be brought into sliding contact with the surface of the wafer by operating the actuator 65. Specifically, the polishing tool 61 may be brought into sliding contact with the surface of the wafer, and then the cleaning tool 66 may be brought into sliding contact with the surface of the wafer.

図１４は、粗研磨具６１Ａと、仕上げ研磨具６１Ｂと、洗浄具６６とを備えた研磨ヘッド５０の一実施形態を示す底面図である。粗研磨具６１Ａと、仕上げ研磨具６１Ｂと、洗浄具６６は、それぞれ軸方向アクチュエータ６５に取り付けられている。粗研磨具６１Ａと、仕上げ研磨具６１Ｂと、洗浄具６６は、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰの周りに等間隔で配列されている。 FIG. 14 is a bottom view illustrating an embodiment of the polishing head 50 including the rough polishing tool 61A, the finish polishing tool 61B, and the cleaning tool 66. The rough polishing tool 61A, the finish polishing tool 61B, and the cleaning tool 66 are attached to the axial actuator 65, respectively. The rough polishing tool 61A, the finish polishing tool 61B, and the cleaning tool 66 are arranged at equal intervals around the axis HP of the polishing head 50.

図１４に示す研磨ヘッド５０を用いたウェーハの処理は、次のようにして行われる。粗研磨具６１Ａを支持している軸方向アクチュエータ６５を動作させ、粗研磨具６１Ａをウェーハの表面に向かって移動させる。仕上げ研磨具６１Ｂおよび洗浄具６６は、退避位置にある。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、粗研磨具６１Ａのみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を粗研磨具６１Ａで粗研磨する。ウェーハの粗研磨中、仕上げ研磨具６１Ｂおよび洗浄具６６は、ウェーハには接触していない。 The processing of the wafer using the polishing head 50 shown in FIG. 14 is performed as follows. The axial direction actuator 65 supporting the rough polishing tool 61A is operated to move the rough polishing tool 61A toward the surface of the wafer. The finish polishing tool 61B and the cleaning tool 66 are at the retracted position. While the polishing head 50 rotates around its axis HP, only the rough polishing tool 61A is brought into sliding contact with the surface of the wafer, and the surface of the wafer is roughly polished by the rough polishing tool 61A. During the rough polishing of the wafer, the finish polishing tool 61B and the cleaning tool 66 are not in contact with the wafer.

次に、粗研磨具６１Ａおよび仕上げ研磨具６１Ｂを支持している軸方向アクチュエータ６５を動作させ、粗研磨具６１Ａをウェーハから離間させるとともに、仕上げ研磨具６１Ｂをウェーハの表面に向かって移動させる。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、仕上げ研磨具６１Ｂのみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を仕上げ研磨具６１Ｂで仕上げ研磨する。 Next, the axial actuator 65 supporting the rough polishing tool 61A and the finishing polishing tool 61B is operated to separate the rough polishing tool 61A from the wafer and move the finishing polishing tool 61B toward the surface of the wafer. The polishing head 50 makes only the finish polishing tool 61B slidably contact the surface of the wafer while rotating about the axis HP thereof, and finish-polishes the surface of the wafer with the finish polishing tool 61B.

次に、仕上げ研磨具６１Ｂおよび洗浄具６６を支持している軸方向アクチュエータ６５を動作させ、仕上げ研磨具６１Ｂをウェーハから離間させるとともに、洗浄具６６をウェーハの表面に向かって移動させる。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、洗浄具６６のみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を洗浄具６６で洗浄する。上述したウェーハの粗研磨、仕上げ研磨、および洗浄は、リンス液供給ノズル６３からリンス液（例えば純水）をウェーハの表面上に供給しながら実行される。本実施形態によれば、ウェーハを基板保持部１０から取り出すことなく、ウェーハの粗研磨、仕上げ研磨、および洗浄を連続して行うことができる。したがって、処理スペースを小さくでき、さらに高スループットが実現される。ウェーハの粗研磨および／または仕上げ研磨をしながら、洗浄具６６でウェーハの表面を洗浄してもよい。 Next, the axial direction actuator 65 supporting the finish polishing tool 61B and the cleaning tool 66 is operated to separate the finish polishing tool 61B from the wafer and move the cleaning tool 66 toward the surface of the wafer. The polishing head 50 makes only the cleaning tool 66 slidably contact the surface of the wafer while rotating about the axis HP thereof, and cleans the surface of the wafer with the cleaning tool 66. The above-described rough polishing, finish polishing, and cleaning of the wafer are performed while supplying a rinsing liquid (for example, pure water) from the rinsing liquid supply nozzle 63 onto the surface of the wafer. According to the present embodiment, the rough polishing, the finish polishing, and the cleaning of the wafer can be continuously performed without removing the wafer from the substrate holding unit 10. Therefore, the processing space can be reduced and higher throughput can be realized. The surface of the wafer may be cleaned with the cleaning tool 66 while performing rough polishing and / or finish polishing of the wafer.

図１５は、複数の粗研磨具６１Ａと複数の仕上げ研磨具６１Ｂが交互に配置された研磨ヘッド５０の一実施形態を示す底面図である。図１５に示す実施形態では、３つの粗研磨具６１Ａと３つの仕上げ研磨具６１Ｂが交互に配置されている。粗研磨具６１Ａと仕上げ研磨具６１Ｂは、それぞれ軸方向アクチュエータ６５に取り付けられている。３つの粗研磨具６１Ａおよび３つの仕上げ研磨具６１Ｂは、研磨ヘッド５０の軸心ＨＰの周りに等間隔で配列されている。 FIG. 15 is a bottom view showing an embodiment of the polishing head 50 in which a plurality of rough polishing tools 61A and a plurality of finish polishing tools 61B are alternately arranged. In the embodiment shown in FIG. 15, three rough polishing tools 61A and three finish polishing tools 61B are alternately arranged. The rough polishing tool 61A and the finish polishing tool 61B are attached to the axial actuator 65, respectively. The three rough polishing tools 61A and the three finish polishing tools 61B are arranged at equal intervals around the axis HP of the polishing head 50.

図１５に示す研磨ヘッド５０を用いたウェーハの処理は、次のようにして行われる。まず、３つの粗研磨具６１Ａを支持している３つの軸方向アクチュエータ６５を動作させ、粗研磨具６１Ａをウェーハの表面に向かって移動させる。仕上げ研磨具６１Ｂは、退避位置にある。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、３つの粗研磨具６１Ａのみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を粗研磨具６１Ａで粗研磨する。ウェーハの粗研磨中、仕上げ研磨具６１Ｂは、ウェーハには接触していない。 The processing of the wafer using the polishing head 50 shown in FIG. 15 is performed as follows. First, the three axial actuators 65 supporting the three rough polishing tools 61A are operated to move the rough polishing tool 61A toward the surface of the wafer. The finish polishing tool 61B is at the retracted position. The polishing head 50 makes only the three rough polishing tools 61A slidably contact the surface of the wafer while rotating about the axis HP thereof, and coarsely polishes the wafer surface with the rough polishing tools 61A. During the rough polishing of the wafer, the finish polishing tool 61B is not in contact with the wafer.

次に、粗研磨具６１Ａおよび仕上げ研磨具６１Ｂを支持している軸方向アクチュエータ６５を動作させ、３つの粗研磨具６１Ａをウェーハから離間させるとともに、３つの仕上げ研磨具６１Ｂをウェーハの表面に向かって移動させる。研磨ヘッド５０はその軸心ＨＰを中心に回転しながら、３つの仕上げ研磨具６１Ｂのみをウェーハの表面に摺接させ、ウェーハの表面を仕上げ研磨具６１Ｂで仕上げ研磨する。上述したウェーハの粗研磨、および仕上げ研磨は、リンス液供給ノズル６３からリンス液（例えば純水）をウェーハの表面上に供給しながら実行される。本実施形態によれば、より多くの研磨具によってウェーハが研磨されるので、スループットをさらに向上することができる。 Next, the axial actuator 65 supporting the coarse polishing tool 61A and the finishing polishing tool 61B is operated to separate the three rough polishing tools 61A from the wafer, and to move the three finishing polishing tools 61B toward the surface of the wafer. To move. The polishing head 50 makes only the three finishing polishing tools 61B slidably contact the surface of the wafer while rotating about the axis HP thereof, and finish polishing the surface of the wafer with the finishing polishing tool 61B. The above-described rough polishing and finish polishing of the wafer are performed while supplying a rinsing liquid (for example, pure water) from the rinsing liquid supply nozzle 63 onto the surface of the wafer. According to the present embodiment, the wafer is polished by more polishing tools, so that the throughput can be further improved.

図１２乃至図１５に示す実施形態は、図１０のフローチャートで説明したウェーハの研磨に適用することができる。 The embodiments shown in FIGS. 12 to 15 can be applied to the polishing of the wafer described in the flowchart of FIG.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above embodiments have been described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains to implement the present invention. Various modifications of the above embodiment can be made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described, but is to be construed in its broadest scope in accordance with the spirit defined by the appended claims.

１ロード／アンロード部
２ハウジング
３研磨部
４動作制御部
５ロードポート
６ローダー（搬送ロボット）
７研磨モジュール
１０基板保持部
１１チャック
１２中空モータ
１５第１仮置き台
１６第２仮置き台
１８搬送ロボット
２０洗浄部
２１スイングトランスポータ
２４第１洗浄モジュール
２５第２洗浄モジュール
２６第３洗浄モジュール
２７乾燥モジュール
３０リニアトランスポータ
４９研磨ヘッド組立体
５０研磨ヘッド
５１ヘッドシャフト
５８ヘッド回転機構
５７エアシリンダ
６１研磨具
６３リンス液供給ノズル
７０パーティクルカウンタ
９０静圧支持ステージ
９０ａ基板支持面
９１支持構造体
９２流体供給路
９４流体噴射口
９８ステージ昇降機構
１０６流量調節弁
１１０記憶装置
１１１主記憶装置
１１２補助記憶装置
１２０処理装置
１３０入力装置
１３２記録媒体読み込み装置
１３４記録媒体ポート
１４０出力装置
１４１ディスプレイ装置
１４２印刷装置
１５０通信装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Load / unload part 2 Housing 3 Polishing part 4 Operation control part 5 Load port 6 Loader (transportation robot)
7 Polishing Module 10 Substrate Holder 11 Chuck 12 Hollow Motor 15 First Temporary Placement Table 16 Second Temporary Placement Table 18 Transfer Robot 20 Cleaning Unit 21 Swing Transporter 24 First Cleaning Module 25 Second Cleaning Module 26 Third Cleaning Module 27 Drying module 30 Linear transporter 49 Polishing head assembly 50 Polishing head 51 Head shaft 58 Head rotating mechanism 57 Air cylinder 61 Polishing tool 63 Rinse liquid supply nozzle 70 Particle counter 90 Static pressure support stage 90a Substrate support surface 91 Support structure 92 Fluid Supply path 94 Fluid injection port 98 Stage elevating mechanism 106 Flow control valve 110 Storage device 111 Main storage device 112 Auxiliary storage device 120 Processing device 130 Input device 132 Recording medium reading device 134 Recording medium port 140 Output device 1 41 display device 142 printing device 150 communication device

Claims

基板の第一の面上のパーティクルを計数するパーティクルカウンタと、
前記基板の第一の面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、選択された前記研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定する動作制御部と、
前記決定された研磨レシピに従って前記基板の第一の面を研磨する研磨部とを備えたことを特徴とする研磨装置。 A particle counter for counting particles on the first surface of the substrate,
An operation control unit that selects a polishing rate distribution most similar to the distribution of the particles on the first surface of the substrate from a database, and determines a polishing recipe associated with the selected polishing rate distribution,
A polishing unit for polishing the first surface of the substrate according to the determined polishing recipe.

前記研磨部は、研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付ける回転可能な研磨ヘッドと、前記基板を保持し回転させる基板保持部とを備え、
前記研磨レシピは、前記研磨ヘッドの回転速度と、前記基板の回転速度とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。 The polishing unit includes a rotatable polishing head that presses a polishing tool against a first surface of the substrate, and a substrate holding unit that holds and rotates the substrate,
The polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing recipe includes at least a rotation speed of the polishing head and a rotation speed of the substrate.

前記研磨部は、研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付ける回転可能な研磨ヘッドと、前記第一の面とは反対側の前記基板の第二の面を流体で支持する静圧支持ステージを備え、
前記研磨レシピは、前記静圧支持ステージの基板支持面内の異なる領域に供給される前記流体の流量を少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。 The polishing unit includes a rotatable polishing head that presses a polishing tool against a first surface of the substrate, and a static pressure that supports a second surface of the substrate opposite to the first surface with a fluid. With a support stage,
The polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing recipe includes at least a flow rate of the fluid supplied to different regions in the substrate support surface of the static pressure support stage.

前記研磨部は、複数の研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付ける研磨ヘッドを備え、
前記研磨ヘッドは、その軸心を中心に回転可能であり、
前記研磨ヘッドは、前記複数の研磨具を前記軸心に沿ってそれぞれ独立に移動させることができる複数の軸方向アクチュエータを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の研磨装置。 The polishing unit includes a polishing head that presses a plurality of polishing tools against the first surface of the substrate,
The polishing head is rotatable about its axis,
The polishing head according to any one of claims 1 to 3, wherein the polishing head includes a plurality of axial actuators that can independently move the plurality of polishing tools along the axis. Polishing equipment.

基板の第一の面上のパーティクルをパーティクルカウンタで計数し、
前記基板の第一の面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択し、
選択された前記研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定し、
前記決定された研磨レシピに従って前記基板の第一の面を研磨することを特徴とする研磨方法。 Count particles on the first surface of the substrate with a particle counter,
Selecting a polishing rate distribution most similar to the distribution of the particles on the first surface of the substrate from a database,
Determining a polishing recipe associated with the selected polishing rate distribution;
Polishing a first surface of the substrate according to the determined polishing recipe.

前記基板の第一の面の研磨は、研磨ヘッドおよび前記基板を回転させながら、前記研磨ヘッドの研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付けることによって行われ、
前記研磨レシピは、前記研磨ヘッドの回転速度と、前記基板の回転速度とを少なくとも含むことを特徴とする請求項５に記載の研磨方法。 Polishing of the first surface of the substrate is performed by pressing a polishing tool of the polishing head against the first surface of the substrate while rotating the polishing head and the substrate,
The polishing method according to claim 5, wherein the polishing recipe includes at least a rotation speed of the polishing head and a rotation speed of the substrate.

前記基板の第一の面の研磨は、前記第一の面とは反対側の前記基板の第二の面を流体で支持した状態で、研磨ヘッドおよび前記基板を回転させながら、前記研磨ヘッドの研磨具を前記基板の第一の面に対して押し付けることによって行われ、
前記流体は、静圧支持ステージの基板支持面内の異なる領域に供給され、
前記研磨レシピは、前記異なる領域に供給される前記流体の流量を少なくとも含むことを特徴とする請求項５に記載の研磨方法。 Polishing of the first surface of the substrate, while rotating the polishing head and the substrate in a state where the second surface of the substrate opposite to the first surface is supported by a fluid, the polishing head Performed by pressing a polishing tool against the first surface of the substrate,
The fluid is supplied to different regions within the substrate support surface of the static pressure support stage,
The polishing method according to claim 5, wherein the polishing recipe includes at least a flow rate of the fluid supplied to the different regions.

パーティクルカウンタに指令を与えて、基板の表面上のパーティクルを計数する動作を前記パーティクルカウンタに実行させるステップと、
前記基板の表面上の前記パーティクルの分布に最も類似する研磨レート分布をデータベースから選択するステップと、
選択された前記研磨レート分布に関連付けられた研磨レシピを決定するステップと、
研磨部に指令を与えて、前記決定された研磨レシピに従って前記基板の表面を研磨する動作を前記研磨部に実行させるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 Giving a command to the particle counter, causing the particle counter to perform an operation of counting particles on the surface of the substrate,
Selecting from a database a polishing rate distribution most similar to the distribution of the particles on the surface of the substrate;
Determining a polishing recipe associated with the selected polishing rate distribution;
A non-temporary computer readable recording program for giving a command to a polishing unit and causing a computer to execute a step of causing the polishing unit to perform an operation of polishing the surface of the substrate according to the determined polishing recipe. recoding media.