特許 6374169 研磨方法および研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6374169

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】研磨方法および研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/04 20120101AFI20180806BHJP

   B24B 49/02 20060101ALI20180806BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20180806BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20180806BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/04

   B24B49/02 Z

   B24B49/10

   B24B49/12

   H01L21/304 622S

   H01L21/304 622Q

【請求項の数】9

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-10800(P2014-10800)

(22)【出願日】2014年1月23日

(65)【公開番号】特開2015-136775(P2015-136775A)

(43)【公開日】2015年7月30日

【審査請求日】2016年10月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100091498

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(72)【発明者】

【氏名】鳥越 恒男

(72)【発明者】

【氏名】大滝 裕史

【審査官】 上田 真誠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０９３１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７４１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０４０５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第７０９７５３４（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１９１９４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ４９／００−４９／１８

Ｂ２４Ｂ ３７／００−３７／３４

Ｂ２４Ｂ ５５／０６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

膜厚を測定しない基板として予め指定された非測定基板と、研磨後に膜厚を測定する基板として予め指定された後測定基板とを含む複数の基板を研磨ユニットで研磨し、
研磨された基板が非測定基板か後測定基板かを判断し、
前記研磨された基板が前記非測定基板である場合は、前記研磨ユニットで前記非測定基板を研磨しているときに研磨エラーが起きたか否かを判断し、
前記非測定基板の研磨中に研磨エラーが起きた場合は、前記非測定基板の研磨後に、該非測定基板の膜厚を測定し、
前記後測定基板の研磨後に、研磨エラーが起きたか否かを判断することなく、該後測定基板の膜厚を測定することを特徴とする研磨方法。

【請求項2】

研磨された前記複数の基板を洗浄し、
洗浄された前記複数の基板を乾燥させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。

【請求項3】

前記研磨エラーは、基板を前記研磨ユニットの研磨パッドに押し付ける荷重の異常、前記研磨パッドに供給される研磨液の流量異常、または基板の研磨終点の検出失敗であることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。

【請求項4】

研磨エラーが起きたか否かの判断は、基板の研磨終了後に行われることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。

【請求項5】

得られた膜厚測定データから前記非測定基板の再研磨が必要か否かを判断する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。

【請求項6】

膜厚を測定しない基板として予め指定された非測定基板と、研磨後に膜厚を測定する基板として予め指定された後測定基板とを含む複数の基板を研磨する研磨ユニットと、
研磨された前記基板の膜厚を測定する膜厚測定器と、
前記複数の基板を前記研磨ユニットに順次搬送し、さらに研磨された前記複数の基板のうち予め指定された少なくとも１枚の基板を前記膜厚測定器に搬送する搬送装置と、
研磨エラーを検出する研磨エラー検出部と、
研磨された基板が非測定基板か後測定基板かを判断し、かつ前記研磨ユニットにおいて研磨エラーが起きたか否かを前記研磨エラー検出部からの研磨エラー信号に基づいて判断する動作制御部を備え、
前記動作制御部は、前記研磨された基板が前記非測定基板である場合は、前記研磨ユニットで前記非測定基板を研磨しているときに研磨エラーが起きたか否かを判断し、
前記非測定基板の研磨中に研磨エラーが起きた場合は、前記搬送装置は、前記非測定基板の研磨後に、該非測定基板を前記膜厚測定器に搬送し、該膜厚測定器は前記非測定基板の膜厚を測定し、
前記後測定基板の研磨後、前記動作制御部は研磨エラーが起きたか否かを判断せず、前記搬送装置は、該後測定基板を前記膜厚測定器に搬送し、該膜厚測定器は前記後測定基板の膜厚を測定することを特徴とする研磨装置。

【請求項7】

基板を洗浄する洗浄ユニットと、
基板を乾燥させる乾燥ユニットとをさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。

【請求項8】

得られた膜厚測定データから前記非測定基板の再研磨が必要か否かを判断することを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。

【請求項9】

前記研磨エラーは、基板を前記研磨ユニットの研磨パッドに押し付ける荷重の異常、前記研磨パッドに供給される研磨液の流量異常、または基板の研磨終点の検出失敗であることを特徴とする請求項６に記載の研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェハなどの基板を研磨する研磨方法および研磨装置に関し、特に基板を研磨した後に基板の膜厚測定を実行する研磨方法および研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工場では、研磨装置の稼働率を上げることを目的としてスループットの向上が求められている。研磨装置は、ウェハが正しく研磨されたか否かを判断するために、研磨されたウェハの膜厚を測定する膜厚測定器を備えている。この膜厚測定にはある程度の時間がかかるため、全てのウェハのうち予め指定されたウェハについてのみ膜厚が測定される。例えば、１枚目のウェハ、５枚目のウェハ、１０枚目のウェハのみが膜厚測定器に搬送され、ここで膜厚が測定される。

【0003】

最先端の半導体デバイスプロセスにおいては、歩留まりの向上も重要な課題である。このような観点から、ウェハの研磨中に何らかのエラーが起こった場合は、そのウェハを再研磨してそのウェハの廃棄処分を回避することが求められる。そこで、ウェハの再研磨が必要か否かを判断するための指標として、膜厚の測定データが使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２７４１３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述したように、膜厚測定は予め指定されたウェハについてのみ行われる。このため、研磨中にエラーが起きたウェハは、上記指定されたウェハではないこともある。このような場合、そのエラーウェハに関する膜厚測定データが得られず、再研磨を実行すべきか否かを判断することができない。

【0006】

そこで、本発明は、ウェハなどの基板の研磨中にエラーが起きた場合には、その基板の膜厚を測定する工程を実行する研磨方法および研磨装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、膜厚を測定しない基板として予め指定された非測定基板と、研磨後に膜厚を測定する基板として予め指定された後測定基板とを含む複数の基板を研磨ユニットで研磨し、研磨された基板が非測定基板か後測定基板かを判断し、前記研磨された基板が前記非測定基板である場合は、前記研磨ユニットで前記非測定基板を研磨しているときに研磨エラーが起きたか否かを判断し、前記非測定基板の研磨中に研磨エラーが起きた場合は、前記非測定基板の研磨後に、該非測定基板の膜厚を測定し、前記後測定基板の研磨後に、研磨エラーが起きたか否かを判断することなく、該後測定基板の膜厚を測定することを特徴とする研磨方法である。

【0008】

本発明の好ましい態様は、研磨された前記複数の基板を洗浄し、洗浄された前記複数の基板を乾燥させる工程をさらに含むことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨エラーは、基板を前記研磨ユニットの研磨パッドに押し付ける荷重の異常、前記研磨パッドに供給される研磨液の流量異常、または基板の研磨終点の検出失敗であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、研磨エラーが起きたか否かの判断は、基板の研磨終了後に行われることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、得られた膜厚測定データから前記非測定基板の再研磨が必要か否かを判断する工程をさらに含むことを特徴とする。

【0009】

本発明の他の態様は、膜厚を測定しない基板として予め指定された非測定基板と、研磨後に膜厚を測定する基板として予め指定された後測定基板とを含む複数の基板を研磨する研磨ユニットと、研磨された前記基板の膜厚を測定する膜厚測定器と、前記複数の基板を前記研磨ユニットに順次搬送し、さらに研磨された前記複数の基板のうち予め指定された少なくとも１枚の基板を前記膜厚測定器に搬送する搬送装置と、研磨エラーを検出する研磨エラー検出部と、研磨された基板が非測定基板か後測定基板かを判断し、かつ前記研磨ユニットにおいて研磨エラーが起きたか否かを前記研磨エラー検出部からの研磨エラー信号に基づいて判断する動作制御部を備え、前記動作制御部は、前記研磨された基板が前記非測定基板である場合は、前記研磨ユニットで前記非測定基板を研磨しているときに研磨エラーが起きたか否かを判断し、前記非測定基板の研磨中に研磨エラーが起きた場合は、前記搬送装置は、前記非測定基板の研磨後に、該非測定基板を前記膜厚測定器に搬送し、該膜厚測定器は前記非測定基板の膜厚を測定し、前記後測定基板の研磨後、前記動作制御部は研磨エラーが起きたか否かを判断せず、前記搬送装置は、該後測定基板を前記膜厚測定器に搬送し、該膜厚測定器は前記後測定基板の膜厚を測定することを特徴とする研磨装置である。

【0010】

本発明の好ましい態様は、基板を洗浄する洗浄ユニットと、基板を乾燥させる乾燥ユニットとをさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、得られた膜厚測定データから前記非測定基板の再研磨が必要か否かを判断することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記研磨エラーは、基板を前記研磨ユニットの研磨パッドに押し付ける荷重の異常、前記研磨パッドに供給される研磨液の流量異常、または基板の研磨終点の検出失敗であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、研磨後に膜厚を測定する基板として指定されていない基板であっても、その基板の研磨中に研磨エラーが起きた場合には、その基板の膜厚が測定される。したがって、得られた膜厚測定データから基板の再研磨が必要か否かを判断することができる。結果として、基板の廃棄処分を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る研磨装置を示す図である。

【図2】第１研磨ユニットを模式的に示す斜視図である。

【図3】フロントロード部に搭載される基板カセットを示す模式図である。

【図4】基板カセット内に収容されたウェハの番号と、ウェハそれぞれについての膜厚測定の指定状態を示す図である。

【図5】ウェハの指定状態に従って変わるウェハの処理の流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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、本発明の実施形態に係る研磨装置を示す図である。図１に示すように、この研磨装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、ハウジング１の内部は隔壁１ａ，１ｂによってロード／アンロード部２と研磨部３と洗浄部４とに区画されている。研磨装置は、ウェハ処理動作を制御する動作制御部５を有している。

【0014】

ロード／アンロード部２は、多数のウェハ（基板）をストックする基板カセットが載置されるフロントロード部２０を備えている。このロード／アンロード部２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上に基板カセットの配列方向に沿って移動可能な搬送ロボット（ローダー）２２が設置されている。搬送ロボット２２は走行機構２１上を移動することによってフロントロード部２０に搭載された基板カセットにアクセスできるようになっている。

【0015】

研磨部３は、ウェハの研磨が行われる領域であり、第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、第４研磨ユニット３Ｄを備えている。図１に示すように、第１研磨ユニット３Ａは、研磨面を有する研磨パッド１０が取り付けられた第１研磨テーブル３０Ａと、ウェハを保持しかつウェハを研磨テーブル３０Ａ上の研磨パッド１０に押圧しながら研磨するための第１トップリング３１Ａと、研磨パッド１０に研磨液（例えばスラリー）やドレッシング液（例えば、純水）を供給するための第１研磨液供給ノズル３２Ａと、研磨パッド１０の研磨面のドレッシングを行うための第１ドレッサ３３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素ガス）の混合流体を霧状にして研磨面に噴射する第１アトマイザ３４Ａとを備えている。

【0016】

同様に、第２研磨ユニット３Ｂは、研磨パッド１０が取り付けられた第２研磨テーブル３０Ｂと、第２トップリング３１Ｂと、第２研磨液供給ノズル３２Ｂと、第２ドレッサ３３Ｂと、第２アトマイザ３４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット３Ｃは、研磨パッド１０が取り付けられた第３研磨テーブル３０Ｃと、第３トップリング３１Ｃと、第３研磨液供給ノズル３２Ｃと、第３ドレッサ３３Ｃと、第３アトマイザ３４Ｃとを備えており、第４研磨ユニット３Ｄは、研磨パッド１０が取り付けられた第４研磨テーブル３０Ｄと、第４トップリング３１Ｄと、第４研磨液供給ノズル３２Ｄと、第４ドレッサ３３Ｄと、第４アトマイザ３４Ｄとを備えている。

【0017】

第１研磨ユニット３Ａ、第２研磨ユニット３Ｂ、第３研磨ユニット３Ｃ、および第４研磨ユニット３Ｄは、互いに同一の構成を有しているので、以下、第１研磨ユニット３Ａについて図２を参照して説明する。図２は、第１研磨ユニット３Ａを模式的に示す斜視図である。なお、図２において、ドレッサ３３Ａおよびアトマイザ３４Ａは省略されている。

【0018】

研磨テーブル３０Ａは、テーブル軸３０ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ１９に連結されており、このテーブルモータ１９により研磨テーブル３０Ａが矢印で示す方向に回転されるようになっている。この研磨テーブル３０Ａの上面には研磨パッド１０が貼付されており、研磨パッド１０の上面がウェハＷを研磨する研磨面１０ａを構成している。トップリング３１Ａはトップリングシャフト１６の下端に連結されている。トップリング３１Ａは、真空吸引によりその下面にウェハＷを保持できるように構成されている。トップリングシャフト１６は、図示しない上下動機構により上下動するようになっている。

【0019】

第１研磨ユニット３Ａは、ウェハＷの研磨を検出するための研磨終点検出装置３９を備えている。この研磨終点検出装置３９は、ウェハＷの膜厚に従って変化する膜厚信号を取得する膜厚センサ４０と、膜厚信号から研磨終点を決定する膜厚監視部４５とを備えている。膜厚センサ４０は研磨テーブル３０Ａの内部に配置されている。膜厚センサ４０は、記号Ａで示すように研磨テーブル３０Ａと一体に回転し、トップリング３１Ａに保持されたウェハＷの膜厚信号を取得する。膜厚センサ４０は膜厚監視部４５に接続されており、膜厚センサ４０によって取得された膜厚信号は膜厚監視部４５に送られるようになっている。膜厚監視部４５は、膜厚信号が予め設定された目標値に達した時点である研磨終点を決定する。

【0020】

ウェハＷの研磨は次のようにして行われる。トップリング３１Ａおよび研磨テーブル３０Ａをそれぞれ矢印で示す方向に回転させ、研磨液供給ノズル３２Ａから研磨パッド１０上に研磨液（スラリー）を供給する。この状態で、トップリング３１Ａは、ウェハＷを研磨パッド１０の研磨面１０ａに押し付ける。ウェハＷの表面は、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用と研磨液の化学的作用により研磨される。研磨終了後は、ドレッサ３３Ａによる研磨面１０ａのドレッシング（コンディショニング）が行われ、さらにアトマイザ３４Ａから高圧の流体が研磨面１０ａに供給されて、研磨面１０ａに残留する研磨屑や砥粒などが除去される。

【0021】

図１に戻り、第１研磨ユニット３Ａおよび第２研磨ユニット３Ｂに隣接して、第１リニアトランスポータ６が配置されている。この第１リニアトランスポータ６は、４つの搬送位置（第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４）の間でウェハを搬送する機構である。また、第３研磨ユニット３Ｃおよび第４研磨ユニット３Ｄに隣接して、第２リニアトランスポータ７が配置されている。この第２リニアトランスポータ７は、３つの搬送位置（第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７）の間でウェハを搬送する機構である。

【0022】

ウェハは、第１リニアトランスポータ６によって研磨ユニット３Ａ，３Ｂに搬送される。第１研磨ユニット３Ａのトップリング３１Ａは、そのスイング動作により研磨テーブル３０Ａの上方位置と第２搬送位置ＴＰ２との間を移動する。したがって、トップリング３１Ａと第１リニアトランスポータ６との間でのウェハの受け渡しは第２搬送位置ＴＰ２で行われる。

【0023】

同様に、第２研磨ユニット３Ｂのトップリング３１Ｂは研磨テーブル３０Ｂの上方位置と第３搬送位置ＴＰ３との間を移動し、トップリング３１Ｂと第１リニアトランスポータ６との間でのウェハの受け渡しは第３搬送位置ＴＰ３で行われる。第３研磨ユニット３Ｃのトップリング３１Ｃは研磨テーブル３０Ｃの上方位置と第６搬送位置ＴＰ６との間を移動し、トップリング３１Ｃと第２リニアトランスポータ７との間でのウェハの受け渡しは第６搬送位置ＴＰ６で行われる。第４研磨ユニット３Ｄのトップリング３１Ｄは研磨テーブル３０Ｄの上方位置と第７搬送位置ＴＰ７との間を移動し、トップリング３１Ｄと第２リニアトランスポータ７との間でのウェハの受け渡しは第７搬送位置ＴＰ７で行われる。

【0024】

第１搬送位置ＴＰ１に隣接して、搬送ロボット２２からウェハを受け取るためのリフタ１１が配置されている。ウェハはこのリフタ１１を介して搬送ロボット２２から第１リニアトランスポータ６に渡される。リフタ１１と搬送ロボット２２との間に位置して、シャッタ（図示せず）が隔壁１ａに設けられており、ウェハの搬送時にはシャッタが開かれて搬送ロボット２２からリフタ１１にウェハが渡されるようになっている。

【0025】

第１リニアトランスポータ６と、第２リニアトランスポータ７と、洗浄部４との間にはスイングトランスポータ１２が配置されている。第１リニアトランスポータ６から第２リニアトランスポータ７へのウェハの搬送は、スイングトランスポータ１２によって行われる。ウェハは、第２リニアトランスポータ７によって第３研磨ユニット３Ｃおよび／または第４研磨ユニット３Ｄに搬送される。

【0026】

搬送ロボット２２に隣接して膜厚測定器８０が設けられている。ウェハは、研磨前および／または研磨後に、搬送ロボット２２により膜厚測定器８０に搬送され、ここでウェハの膜厚が測定される。膜厚測定器８０は、光学式膜厚測定器または渦電流式膜厚測定器である。光学式膜厚測定器は、ウェハからの反射光に含まれる光学情報からウェハの膜厚を決定する装置である。より具体的には、光学式膜厚測定器は、ウェハの表面に光を照射し、ウェハから戻る反射光を波長に従って分解し、分解された反射光の強度に基づいて膜厚を決定する。渦電流式膜厚測定器は、コイルに高周波の交流電流を流して導電膜に渦電流を誘起させ、この渦電流の磁界に起因するインピーダンスの変化から導電膜の厚さを検出するように構成される。膜厚測定器８０としては、このような公知の技術を用いた光学式膜厚測定器または渦電流式膜厚測定器が使用される。さらに、膜厚測定器８０として別のタイプの膜厚測定器を用いてもよい。

【0027】

スイングトランスポータ１２の側方には、図示しないフレームに設置されたウェハの仮置き台７２が配置されている。この仮置き台７２は、図１に示すように、第１リニアトランスポータ６に隣接して配置されており、第１リニアトランスポータ６と洗浄部４との間に位置している。スイングトランスポータ１２は、第４搬送位置ＴＰ４、第５搬送位置ＴＰ５、および仮置き台７２の間を移動する。上述した実施例では、各研磨ユニット３Ａ−３Ｄ間でウェハが授受される際には、ウェハはトップリングから離脱され、リニアトランスポータ６，７を介して他の研磨ユニットに搬送されるが、研磨ユニット間のウェハの受け渡し機構は上述の例に限定されることなく、例えばウェハを保持したままトップリングが直接他の研磨ユニットに移動することによりウェハを搬送してもよい。

【0028】

仮置き台７２に載置されたウェハは、洗浄部４の第１の搬送ロボット７７によって洗浄部４に搬送される。図１に示すように、洗浄部４は、研磨されたウェハを洗浄液で洗浄する第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４と、洗浄されたウェハを乾燥する乾燥ユニット７５とを備えている。第１の搬送ロボット７７は、ウェハを仮置き台７２から第１の洗浄ユニット７３に搬送し、さらに第１の洗浄ユニット７３から第２の洗浄ユニット７４に搬送するように動作する。第２の洗浄ユニット７４と乾燥ユニット７５との間には、第２の搬送ロボット７８が配置されている。この第２の搬送ロボット７８は、ウェハを第２の洗浄ユニット７４から乾燥ユニット７５に搬送するように動作する。

【0029】

図３は、フロントロード部２０に搭載される基板カセット８５を示す模式図である。図３に示すように、基板カセット８５の内部には複数の（例えば２５枚の）ウェハが収容されている。搬送ロボット２２は、基板カセット８５からウェハを一枚ずつ取り出して、第１リニアトランスポータ６に渡し、さらにウェハは第１リニアトランスポータ６および／または第２リニアトランスポータ７を経由して研磨ユニット３Ａ〜３Ｄのいずれかに搬送される。ウェハは、研磨ユニット３Ａ〜３Ｄのいずれかで研磨される。ウェハが研磨ユニット３Ａ〜３Ｄのうちのいずれかで研磨された後、さらに研磨ユニット３Ａ〜３Ｄのうちの別の研磨ユニットに搬送されてさらに研磨されてもよい。

【0030】

研磨されたウェハは、第１リニアトランスポータ６および／または第２リニアトランスポータ７、スイングトランスポータ１２、搬送ロボット７７を経由して第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４に搬送され、研磨されたウェハはこれら第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４によって順次洗浄される。さらに、洗浄されたウェハは搬送ロボット７８によって乾燥ユニット７５に搬送され、ここで洗浄されたウェハが乾燥される。

【0031】

乾燥されたウェハは、搬送ロボット２２によって乾燥ユニット７５から取り出され、膜厚測定器８０に搬送される。膜厚測定器８０は、研磨されたウェハの膜厚を測定する。その後、ウェハは搬送ロボット２２によって膜厚測定器８０から取り出され、フロントロード部２０上の基板カセット８５に戻される。このようにして、研磨、洗浄、乾燥、および膜厚測定を含む一連の処理がウェハに対して行われる。ウェハを研磨する前に、ウェハを膜厚測定器８０に搬送して、研磨前のウェハの膜厚を測定してもよい。

【0032】

本実施形態では、搬送ロボット２２、第１リニアトランスポータ６、第２リニアトランスポータ７、スイングトランスポータ１２、および搬送ロボット７７，７８は、基板カセット８５内の複数のウェハを研磨ユニット３Ａ〜３Ｄに順次搬送し、さらに複数のウェハのうち予め指定された少なくとも１枚のウェハを膜厚測定器８０に搬送する搬送装置を構成する。この搬送装置の動作は、動作制御部５によって制御される。

【0033】

図４は、基板カセット８５内に収容されたウェハの番号と、ウェハそれぞれについての膜厚測定の指定状態を示す図である。図４において、「前測定ウェハ」はウェハの研磨前にウェハの膜厚が測定されるウェハであることを表し、「後測定ウェハ」はウェハの研磨後にウェハの膜厚が測定されるウェハであることを表し、「非測定ウェハ」は、膜厚が測定されないウェハであることを表している。

【0034】

基板カセット８５内の全てのウェハは、「前測定ウェハ」、「後測定ウェハ」、および「非測定ウェハ」のうちの少なくとも１つとして予め指定されている。例えば、図４に示す１番目のウェハは「前測定ウェハ」および「後測定ウェハ」として指定され、２番目のウェハは「後測定ウェハ」として指定され、３番目、４番目、および５番目のウェハは「非測定ウェハ」として指定されている。前測定ウェハおよび後測定ウェハである１番目のウェハは、研磨前および研磨後に膜厚測定器８０に搬送され、その膜厚が測定される。後測定ウェハとして指定された２番目のウェハは、研磨後に膜厚測定器８０に搬送され、その膜厚が測定される。非測定ウェハとして指定された３番目、４番目、および５番目のウェハは膜厚測定器８０に搬送されず、その膜厚は測定されない。

【0035】

ウェハの指定は、動作制御部５によって実行される。より具体的には、動作制御部５には、基板カセット８５内の各ウェハの番号と、対応するウェハの指定タイプとの関係を示す指定レシピが予め記憶されている。この指定レシピに基づいて、動作制御部５は、基板カセット８５内のウェハの配列順番に従ってウェハのそれぞれを「前測定ウェハ（前測定基板）」、「後測定ウェハ（後測定基板）」、または「非測定ウェハ（非測定基板）」に指定する。図４に示す１番目のウェハのように、１枚のウェハを「前測定ウェハ」および「後測定ウェハ」の両方として指定することも可能である。

【0036】

図５は、ウェハの指定状態に従って変わるウェハの処理の流れを示す図である。動作制御部５は、ウェハが前測定ウェハとして指定されているか否かを判断する（ステップ１）。ウェハが前測定ウェハとして指定されている場合、次に、動作制御部５は、ウェハが既に研磨されているか否かを判断する（ステップ２）。ウェハが未だ研磨されていない場合は、ウェハは膜厚測定器８０に搬送され、ここで研磨前のウェハの膜厚が測定される。

【0037】

ステップ１においてウェハが前測定ウェハとして指定されていない場合、およびステップ２においてウェハが既に研磨されている場合、動作制御部５は、ウェハが後測定ウェハとして指定されているか否かを判断する（ステップ３）。ウェハが後測定ウェハとして指定されている場合、動作制御部５は、ウェハが既に研磨されているか否かを判断する（ステップ４）。ウェハが既に研磨されている場合は、ウェハは膜厚測定器８０に搬送され、ここで研磨後のウェハの膜厚が測定される。ウェハが未だ研磨されていない場合には、処理フローが終了する。

【0038】

ステップ３においてウェハが後測定ウェハとして指定されていない場合、動作制御部５は、ウェハが非測定ウェハとして指定されているか否かを判断する（ステップ５）。ウェハが非測定ウェハとして指定されていない場合には、処理フローが終了する。ウェハが非測定ウェハとして指定されている場合、動作制御部５は、ウェハが既に研磨されているか否かを判断する（ステップ６）。ウェハが未だ研磨されていない場合は、処理フローが終了する。ウェハが既に研磨されている場合は、動作制御部５は、非測定ウェハとして指定されたウェハの研磨中に研磨エラーが起きたか否かを判断する（ステップ７）。

【0039】

研磨エラーは、研磨ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄのいずれかでウェハが研磨されているときに起きた研磨異常である。研磨エラーは、図１に示す研磨エラー検出部９０によって検出される。この研磨エラー検出部９０は、研磨ユニット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄおよび動作制御部５に接続されている。研磨エラー検出部９０は、ウェハの研磨中に起きた研磨エラーを検出し、動作制御部５に研磨エラー信号を送信するように構成されている。研磨エラーの例としては、ウェハを研磨パッドに押し付ける荷重の異常、研磨パッドに供給される研磨液（スラリー）の流量異常、ウェハの研磨終点の検出失敗などが挙げられる。例えば、研磨液の流量が所定のしきい値に達した場合は、研磨エラー検出部９０は研磨エラー信号を動作制御部５に送信する。

【0040】

ステップ７において非測定ウェハとして指定されたウェハの研磨中に研磨エラーが起きた場合、すなわち動作制御部５が研磨エラー信号を研磨エラー検出部９０から受けた場合には、そのウェハは膜厚測定器８０に搬送され、ここで研磨後のウェハの膜厚が測定される。より具体的には、そのウェハは研磨が終了した後、第１の洗浄ユニット７３および第２の洗浄ユニット７４にこの順に搬送されて洗浄され、さらに洗浄されたウェハは乾燥ユニット７５によって乾燥される。そして、乾燥されたウェハは膜厚測定器８０に搬送され、その膜厚が測定される。このように、膜厚測定器８０に搬送される前にウェハは洗浄および乾燥されるので、膜厚測定器８０は正確な膜厚を測定することができる。

【0041】

本実施形態では、乾燥されたウェハが基板カセット８５に戻される前に、膜厚測定器８０でウェハの膜厚が測定されるが、乾燥されたウェハが基板カセット８５に戻された後に、膜厚測定器８０でウェハの膜厚が測定されてもよい。

【0042】

ステップ７において非測定ウェハとして指定されたウェハの研磨中に研磨エラーが起きなかった場合には、処理フローが終了する。膜厚測定器８０で後測定ウェハおよび非測定ウェハの膜厚が測定された後、動作制御部５は、膜厚測定器８０から測定データを受信し、測定データの正当性を確認する（ステップ８）。膜厚測定器８０から送られる測定データ（膜厚測定値）には、膜厚測定値の正当性（すなわち測定結果の正当性）を示す妥当値が附属されている。この妥当値は、膜厚測定値の妥当性または信頼性を表す指標値であり、膜厚測定器８０によって作成される。動作制御部５は、妥当指標値に基づいて測定データ（膜厚測定値）が正当であるか否かを決定する。測定データが正当な場合には、ウェハの処理フローが終了する。測定データが正当でない場合には、そのウェハの膜厚は膜厚測定器８０で再度測定され、動作制御部５は測定データの再受信を行う。

【0043】

基板カセット８５に収容されている２５枚のウェハのうち、非測定ウェハとして指定されているウェハは１５枚である。これら１５枚の非測定ウェハのうちのいずれか１つを研磨しているときに研磨エラーが発生した場合は、そのウェハは非測定ウェハとして指定されているにもかかわらず、膜厚測定器８０に搬送され、その膜厚が測定される。このように、非測定ウェハとして指定されているウェハであっても膜厚が測定されるので、ウェハの再研磨が必要か否かを判断することができる。結果として、ウェハの廃棄処分を回避することができる。

【0044】

図５に示す処理フローは、ウェハが研磨される前、およびウェハが研磨された後の２回実行される。より具体的には、ウェハをロード／アンロード部２から取り出す前に処理フローを実行し、ウェハを研磨、洗浄、および乾燥した後（搬送ロボット２２がウェハを乾燥ユニット７５から取り出す前）に再度処理フローが実行される。

【0045】

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。

【符号の説明】

【0046】

１ ハウジング
２ ロード／アンロード部
３ 研磨部
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ 研磨ユニット
４ 洗浄部
５ 動作制御部
６ 第１リニアトランスポータ
７ 第２リニアトランスポータ
１０ 研磨パッド
１１ リフタ
１２ スイングトランスポータ
１６ トップリングシャフト
１９ テーブルモータ
２０ フロントロード部
２１ 走行機構
２２ 搬送ロボット
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 研磨テーブル
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ トップリング
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ 研磨液供給ノズル
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ ドレッサ
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄ アトマイザ
３９ 研磨終点検出装置
４０ 膜厚センサ
４５ 膜厚監視部
７２ 仮置き台
７３ 第１の洗浄ユニット
７４ 第２の洗浄ユニット
７５ 乾燥ユニット
７７ 第１搬送ロボット
７８ 第２搬送ロボット
８０ 膜厚測定器
８５ 基板カセット
９０ 研磨エラー検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】