(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記エクスチェンジャは、前記N台のステージに対して上下多段に配置され、前記待機位置と前記N箇所の基板搬送位置との間を前記N台のステージとは独立に水平移動する少なくとも1台の更なるステージを有する
ことを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたものである。本発明の目的は、スループ
ットを向上させることができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明による基板処理装置は、
基板を研磨する研磨部と、
研磨前の基板を前記研磨部へ搬送する搬送部と、
研磨後の基板を洗浄する洗浄部と、
を備え、
前記洗浄部は、上下二段に配置された第1洗浄ユニットおよび第2洗浄ユニットを有し、
前記第1洗浄ユニットおよび前記第2洗浄ユニットは、それぞれ、直列に配置された複数の洗浄モジュールを有し、
前記搬送部は、前記第1洗浄ユニットと前記第2洗浄ユニットとの間に配置され、研磨前の基板を前記複数の洗浄モジュールの配列方向に沿って搬送するスライドステージを有する。
【0010】
本発明によれば、複数の基板が連続的に研磨部から洗浄部へと搬送されてくる場合であっても、第1洗浄ユニットおよび第2洗浄ユニットに基板を振り分けることにより、これら複数の基板を並行して洗浄することができる。したがって、プロセス全体のスループットを向上させることができる。また、研磨前の基板は搬送部のスライドステージにより研磨部へと搬送されるため、ロード/アンロード部に配置された搬送ロボットが研磨環境に触れて汚染されることを防止できる。また、第1洗浄ユニットおよび第2洗浄ユニットは上下二段に配置されており、スライドステージが第1洗浄ユニットと第2洗浄ユニットとの間に配置されているため、装置全体のフットプリントの増大を抑制できる。
【0011】
本発明による基板処理装置は、
研磨前の基板を前記研磨部へ搬送する搬送部と、
研磨後の基板を洗浄する洗浄部と、
を備え、
前記研磨部は、
第1研磨ユニットおよび第2研磨ユニットと、
前記搬送部と前記第1研磨ユニットおよび前記第2研磨ユニットのそれぞれに隣接するように配置された研磨部搬送機構と、
を有し、
前記研磨部搬送機構は、
前記第1研磨ユニットに基板を搬送する第1搬送ユニットと、
前記第2研磨ユニットに基板を搬送する第2搬送ユニットと、
前記第1搬送ユニットと前記第2搬送ユニットとの間に配置され、前記搬送部と前記第1搬送ユニットおよび前記第2搬送ユニットとの間の基板の受け渡しを行う搬送ロボットと、
を有する。
【0012】
本発明によれば、搬送部から研磨部へと搬送されてくる基板が、搬送ロボットにより第1搬送ユニットおよび第2搬送ユニットに振り分けられる。そして、第1搬送ユニットから第1研磨ユニットへと基板が搬入されるとともに、第2搬送ユニットから第2研磨ユニットへと基板が搬入される。このように、第1研磨ユニットおよび第2研磨ユニットは基板搬入経路を共有していないから、第1研磨ユニットおよび第2研磨ユニットへの基板搬入時の混雑が解消される。これにより、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
【0013】
本発明による基板処理装置において、
前記洗浄部は、前記搬送ロボットに隣接するように配置されており、
前記搬送ロボットは、前記第1搬送ユニットおよび前記第2搬送ユニットと前記洗浄部との間の基板の受け渡しを行ってもよい。
【0014】
本発明による基板処理装置は、
前記研磨部および前記洗浄部の動作を制御する制御部を更に備え、
前記洗浄部は、上下二段に配置された第1洗浄ユニットおよび第2洗浄ユニットを有し、
前記第1洗浄ユニットは、直列に配置された複数の第1洗浄モジュールおよび第1ウェハステーションと、各第1洗浄モジュールと前記第1ウェハステーションとの間にて基板を搬送する第1洗浄部搬送機構と、を有し、
前記第2洗浄ユニットは、直列に配置された複数の第2洗浄モジュールおよび第2ウェハステーションと、各第2洗浄モジュールと前記第2ウェハステーションとの間にて基板を搬送する第2洗浄部搬送機構と、を有し、
前記制御部は、
前記複数の第1洗浄モジュールのいずれかに異常が発生した場合には、
前記第1洗浄部搬送機構が前記第1洗浄モジュール内に位置する基板を前記第1ウェハステーションへと搬送し、
前記搬送ロボットが前記第1ウェハステーションから前記第2ウェハステーションへと基板を受け渡し、
前記第2洗浄部搬送機構が前記第2ウェハステーションから前記第2洗浄モジュールへと基板を搬送して洗浄を行うように前記研磨部および前記洗浄部の動作を制御してもよい。
【0015】
このような態様によれば、複数の第1洗浄モジュールのいずれかに異常が発生した場合であっても、第1洗浄モジュール内に位置する基板が第2洗浄モジュールへと搬送されて洗浄されることで、第1洗浄モジュール内に位置する基板を救済することができる。
【0016】
本発明による基板処理装置は、
基板を研磨する研磨部と、
研磨前の基板を前記研磨部へ搬送する搬送部と、
研磨後の基板を洗浄する洗浄部と、
を備え、
前記研磨部は、
N台(Nは2以上の自然数)の研磨装置と、
前記N台の研磨装置の各々に基板を搬送する搬送ユニットと、
前記搬送部と前記搬送ユニットとの間の基板の受け渡しを行う搬送ロボットと、
を有し、
前記搬送ユニットは、
前記N台の研磨装置の各々に対するN箇所の基板搬送位置に配置され、上下移動するN台のプッシャと、
上下N段に配置され、前記搬送ロボットに対して基板の受け渡しを行う待機位置と前記N箇所の基板搬送位置との間を互いに独立に水平移動するN台のステージを有するエクスチェンジャと、
を有する。
【0017】
本発明によれば、搬送ユニットは、搬送ロボットから受け取った基板をN箇所の研磨装置の各々に搬送することができる。例えば、エクスチェンジャの第1ステージが搬送ロボットから第1基板を受け取って第1基板搬送位置に移動し、第1プッシャが上昇して第1
ステージから第1研磨装置へと第1基板を受け渡し、第1基板を第1研磨装置にて研磨している間に、第2ステージが搬送ロボットから第2基板を受け取って第2基板搬送位置に移動し、第2プッシャが上昇して第2ステージから第2研磨装置へと第2基板を受け渡し、第2基板を第2研磨装置にて研磨することができる。このように2枚の基板を並行して研磨することで、プロセス全体のスループットを向上させることができる。また、第1研磨装置にて基板を研磨した後、第1プッシャが下降して第1研磨装置から第2ステージへとその基板を受け渡し、第2ステージが第2基板搬送位置に移動し、第2プッシャが上昇して第2ステージから第2研磨装置へと基板を受け渡し、その基板を第2研磨装置にてさらに研磨することも可能である。
【0018】
本発明による基板処理装置において、前記エクスチェンジャは、前記N台のステージに対して上下多段に配置され、前記待機位置と前記N箇所の基板搬送位置との間を前記N台のステージとは独立に水平移動する少なくとも1台の更なるステージを有してもよい。
【0019】
このような態様によれば、例えば第1ステージおよび第2ステージの両方を第1研磨装置および第2研磨装置との基板の受け渡しに使用している間に、第3ステージに次の基板を受け取らせて待機させておくことができる。これにより、次の基板に対する研磨処理の開始タイミングを早くすることができ、スループットをさらに向上させることができる。
【0020】
本発明による基板処理装置は、前記研磨部の動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、
第1研磨装置および第2研磨装置にて連続して基板を研磨する場合には、
第1ステージが前記搬送ロボットから第1基板を受け取って前記待機位置から第1基板搬送位置に移動し、
第1プッシャが上昇して前記第1ステージから前記第1研磨装置へと前記第1基板を受け渡し、
前記第1研磨装置が前記第1基板を研磨している間に、前記第1ステージが前記待機位置に戻って前記搬送ロボットから第2基板を受け取り、
前記第1研磨装置での研磨が終了したら、前記第1プッシャが下降して前記第1研磨装置から第2ステージへと前記第1基板を受け渡し、
前記第2ステージが前記第1基板搬送位置から第2基板搬送位置へと移動するのと同時に、前記第1ステージが前記待機位置から前記第1基板搬送位置へと移動するように前記研磨部の動作を制御してもよい。
【0021】
このような態様によれば、第1基板を保持する第2ステージが第1基板搬送位置から第2基板搬送位置へと移動するのと同時に、第2基板を保持する第1ステージが待機位置から第1基板搬送位置へと移動するため、プロセスのスループットが向上する。
【0022】
本発明による基板処理装置は、前記研磨部の動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、
第1研磨装置および第2研磨装置にて並行に基板を研磨する場合には、
第1ステージを、前記第1研磨装置からの基板の受け取りで使用するが、前記第2研磨装置に対する基板の受け渡しでは使用せず、
第2ステージを、前記第2研磨装置からの基板の受け取りで使用するが、前記第1研磨装置に対する基板の受け渡しでは使用しないように前記研磨部の動作を制御してもよい。
【0023】
このような態様によれば、第1研磨装置および第2研磨装置にて並行に基板を研磨する場合に、第1ステージおよび第2ステージがそれぞれ第1研磨装置および第2研磨装置からの基板受取り専用とされるため、一方の研磨装置からの基板受取り時にトラブルが発生したとしても、他方の研磨装置への基板受け渡しを継続して行うことができる(デッドロ
ックの発生を回避できる)。
【0024】
本発明による基板処理装置は、前記研磨部の動作を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、
第1研磨装置および第2研磨装置にて並行に第1基板および第2基板を研磨する場合には、
第1ステージが前記搬送ロボットから前記第1基板を受け取って前記待機位置から第1基板搬送位置へと移動し、
第1プッシャが上昇して前記第1ステージから前記第1研磨装置へと前記第1基板を受け渡し、
前記第1研磨装置が第1基板を研磨している間に、前記第1ステージが前記第1基板搬送位置から前記待機位置に戻って前記搬送ロボットから前記第2基板を受け取って前記待機位置から前記第2基板搬送位置へと移動し、
前記第2プッシャが上昇して前記第1ステージから前記第2研磨装置へと前記第2基板を受け渡し、
前記第2研磨装置が第2基板を研磨している間に、前記第1ステージが前記第2基板搬送位置から前記待機位置に戻って前記搬送ロボットから第3基板を受け取り、
前記第2研磨装置での研磨が終了する前に前記第1研磨装置での研磨が終了したら、前記第1プッシャが下降して前記第1研磨装置から第2ステージへと前記第1基板を受け渡し、
前記第2ステージが前記第1基板搬送位置から前記待機位置へと移動するのと同時に、前記第1ステージが前記待機位置から前記第1基板搬送位置へと移動し、
前記第1研磨装置での研磨が終了する前に前記第2研磨装置での研磨が終了したら、前記第2プッシャが下降して前記第2研磨装置から第3ステージへと前記第2基板を受け渡し、
前記第3ステージが前記第2基板搬送位置から前記待機位置へと移動するのと同時に、前記第1ステージが前記待機位置から前記第1基板搬送位置へと移動するように前記研磨部の動作を制御してもよい。
【0025】
このような態様によれば、第1研磨装置および第2研磨装置にて並行に第1基板および第2基板を研磨する場合に、同じ第1ステージを用いて第1研磨装置及び第2研磨装置の両方へのウェハ受け渡しを行い、第2ステージおよび第3ステージがそれぞれ第1研磨装置および第2研磨装置からの基板受取り専用とされるため、一方の研磨装置からの基板受取り時にトラブルが発生したとしても、他方の研磨装置への基板受け渡しを継続して行うことができる(デッドロックの発生を回避できる)。
【0026】
本発明による基板処理装置は、
基板を研磨する研磨部と、
研磨前の基板を前記研磨部へ搬送する搬送部と、
研磨後の基板を洗浄する洗浄部と、
を備え、
前記洗浄部は、直列に配置された複数の洗浄モジュールと、各洗浄モジュール間にて基板を搬送する洗浄部搬送機構と、を有し、
前記洗浄部搬送機構は、
基板を把持する開閉可能な一対のアームと、
前記一対のアームを上下移動させる上下移動機構と、
前記一対のアームを開閉方向と平行な回転軸を中心として回動させる回動機構と、
前記一対のアームを前記複数の洗浄モジュールの配列方向に沿って直線移動するアーム搬送機構と、
を有する。
【0027】
本発明によれば、回動機構が一対のアームを先端が上向きになるように回動させることができるため、複数の洗浄モジュールのうち特定の洗浄モジュールのシャッタが閉まっていても、この洗浄モジュールを回避して(スキップして)アームを移動させることができる。したがって、この洗浄モジュールを通過するようにアームを移動させる際に、シャッタが開くのを待つ必要がなくなり、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
【0028】
本発明による基板処理装置において、前記洗浄部の動作を制御する制御部を更に備え、前記制御部は、前記回動機構が前記一対のアームを先端が上向きになるように回動させる際に、前記上下移動機構が前記一対のアームを下降させるように前記制御部の動作を制御してもよい。
【0029】
このような態様によれば、回動機構が一対のアームを先端が上向きになるように回動させる際に、上下移動機構が一対のアームを下降させるため、一対のアームの上方に必要なスペースを削減できる。
【0030】
本発明による基板処理装置において、前記一対のアームと前記上下移動機構と前記回動機構とからなる組を2組有してもよい。
【0031】
このような態様によれば、保持すべき基板の清浄度に応じて2組のアームを使い分けることができる。例えば、各洗浄モジュールでの洗浄処理のうち前半の洗浄処理では一方の組のアームを使用し、後半の洗浄処理では他方の組のアームを使用することで、後半の洗浄処理を受けている基板が一方の組のアームに接して汚染されることを防止できる。
【0032】
本発明による基板処理装置において、前記一対のアームには、基板の外周部に当接可能なチャックコマが上下二段に設けられていてもよい。
【0033】
このような態様によれば、保持すべき基板の清浄度に応じてチャックコマを使い分けることができる。例えば、各洗浄モジュールでの洗浄処理のうち前半の洗浄処理では下段のチャックコマを使用し、後半の洗浄処理では上段のチャックコマを使用することで、後半の洗浄処理を受けている基板が下段のチャックコマに接して汚染されることを防止できる。
【0034】
本発明による基板処理装置において、前記一対のアームと前記上下移動機構と前記回動機構とからなる組は、前記アーム搬送機構の下方に懸垂状に配置されていてもよい。
【0035】
このような態様によれば、一対のアームと上下移動機構と回動機構とからなる組のメンテナンススペースを拡大される。したがって、メンテナンスに要する時間を短縮することができる。
【0036】
本発明による基板処理装置において、前記洗浄部は、前記複数の洗浄モジュールと同列に配置され、研磨前の基板を洗浄する予備洗浄モジュールを更に有し、前記洗浄部搬送機構は、前記予備洗浄モジュールと各洗浄モジュールとの間にて基板を搬送してもよい。
【0037】
このような態様によれば、研磨前の基板を研磨装置にて研磨する前に、予備洗浄モジュールにて当該基板の表面を洗浄しておくことができる。これにより、基板の研磨処理中に粗大粒子を噛み込んでスクラッチが発生するなどのトラブルを低減できる。
【発明の効果】
【0038】
本発明によれば、基板処理装置においてスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【
図1】
図1は、本発明の一実施の形態における基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
【
図2】
図2は、
図1に示す基板処理装置を洗浄部側から見た側面図である。
【
図3】
図3は、
図1に示す基板処理装置の搬送部を示す分解斜視図である。
【
図4】
図4は、
図1に示す基板処理装置の第1研磨装置を模式的に示す斜視図である。
【
図5】
図5は、
図1に示す基板処理装置の搬送ロボットの側面図である。
【
図6】
図6は、
図1に示す基板処理装置の第1搬送機構を示す斜視図である。
【
図7】
図7は、
図6に示す第1搬送機構の第1プッシャを示す縦断面図である。
【
図8】
図8は、
図2に示す洗浄部の第1ウェハステーションを示す斜視図である。
【
図9】
図9は、
図8に示す第1ウェハステーションの内部構成を示す分解斜視図である。
【
図10】
図10は、
図2に示す洗浄部の第2ウェハステーションを示す斜視図である。
【
図12】
図12は、
図2に示す洗浄部の第1洗浄ユニットの洗浄部搬送機構を示す図である。
【
図14】
図14は、
図12に示す洗浄部搬送機構の第2ウェハ把持機構が上段のチャックコマにて基板を把持した状態を示す斜視図である。
【
図15】
図15は、
図12に示す洗浄部搬送機構の第2ウェハ把持機構が下段のチャックコマにて基板を把持した状態を示す斜視図である。
【
図20A】
図20Aは、洗浄部に対する搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。
【
図20B】
図20Bは、洗浄部に対する搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。
【
図20C】
図20Cは、洗浄部に対する搬送ロボットの動作を説明するための模式図である。
【
図22A】
図22Aは、第1洗浄ユニットにて異常が発生した場合の動作を説明するための模式図である。
【
図22B】
図22Bは、第1洗浄ユニットにて異常が発生した場合の動作を説明するための模式図である。
【
図22C】
図22Cは、第1洗浄ユニットにて異常が発生した場合の動作を説明するための模式図である。
【
図22D】
図22Dは、第1洗浄ユニットにて異常が発生した場合の動作を説明するための模式図である。
【
図22E】
図22Eは、第1洗浄ユニットにて異常が発生した場合の動作を説明するための模式図である。
【
図23】
図23は、
図1に示す基板処理装置の漏液検知部の一例を示す模式図である。
【
図25】
図25は、
図1に示す基板処理装置の漏液検知部の変形例を示す模式図である。
【
図26】
図26は、
図1に示す基板処理装置の漏液検知部の変形例を示す模式図である。
【
図27】
図27は、予備洗浄モジュールを有する洗浄部を示す側面図である。
【
図29A】
図29Aは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図29B】
図29Bは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図29C】
図29Cは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図29D】
図29Dは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図29E】
図29Eは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図29F】
図29Fは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図29G】
図29Gは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図29H】
図29Hは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図29I】
図29Iは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の一例を説明するための模式図である。
【
図30A】
図30Aは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図30B】
図30Bは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図30C】
図30Cは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図30D】
図30Dは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図30E】
図30Eは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図30F】
図30Fは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図30G】
図30Gは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図30H】
図30Hは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図30I】
図30Iは、各洗浄モジュールにて複数のウェハを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構の動作の変形例を説明するための模式図である。
【
図31】
図31は、パラレル処理におけるデットロックの発生を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0040】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明および以下の説明で用いる図面では、同一に構成され得る部分について、同一の符号を用いるとともに、重複する説明を省略する。
【0041】
図1は本発明の一実施形態による基板処理装置の全体構成を示す平面図であり、
図2は
図1に示す研磨装置を洗浄部側から見た側面図である。
図1及び
図2に示すように、本実施形態における基板処理装置10は、平面視略矩形状のハウジングを備えており、ハウジングの内部は隔壁によってロード/アンロード部11と研磨部12と洗浄部13と搬送部14とに区画されている。これらのロード/アンロード部11、研磨部12、洗浄部13、および搬送部14は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気されるものである。また、基板処理装置10には、ロード/アンロード部11、研磨部12、洗浄部13、および搬送部14の動作を制御する制御部15(制御盤ともいう)が設けられている。
【0042】
<ロード/アンロード部>
ロード/アンロード部11は、多数のウェハ(基板)Wをストックするウェハカセットを載置する複数(図示された例では4つ)のフロントロード部113を備えている。これらのフロントロード部113は、基板処理装置10の幅方向(長手方向と垂直な方向)に隣接して配列されている。フロントロード部113には、オープンカセット、SMIF(Standard Manufacturing Interface)ポッド、またはFOUP(Front Opening Unified Pod)を搭載することができる。ここで、SMIF、FOUPは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
【0043】
また、ロード/アンロード部11には、フロントロード部113の配列方向に沿って走行機構112が敷設されており、この走行機構112上にフロントロード部113の配列方向に沿って移動可能な搬送ロボット111が設置されている。搬送ロボット111は走行機構112上を移動することによってフロントロード部113に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。この搬送ロボット111は上下に2つのハンドを備えており、例えば、ウェハカセットにウェハWを戻すときに上側のハンドを使用し、研磨前のウェハWを搬送するときに下側のハンドを使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。
なお、これに変えて単一のハンドのみでウェハWを搬送するようにしてもよい。
【0044】
ロード/アンロード部11は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード/アンロード部11の内部は、装置外部、研磨部12、洗浄部13、および搬送部14のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、搬送ロボット111の走行機構112の上方には、HEPAフィルタやULPAフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルや有毒蒸気、ガスが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。
【0045】
<搬送部>
搬送部14は、研磨前のウェハをロード/アンロード部11から研磨部12へと搬送する領域であり、基板処理装置10の長手方向に沿って延びるように設けられている。
図1に示すように、搬送部14は、最もクリーンな領域であるロード/アンロード部11と最もダーティな領域である研磨部12の両方に隣接して配置されている。そのため、研磨部12内のパーティクルが搬送部14を通ってロード/アンロード部11内に拡散しないよ
うに、後述するように、搬送部14の内部にはロード/アンロード部11側から研磨部12側へと流れる気流が形成されている。
【0046】
搬送部14の構造について詳しく説明する。
図3は、搬送部14の内部構成を示す分解斜視図である。
図3に示すように、搬送部14は、長手方向に延びるカバー41と、カバー41の内側に配置され、ウェハWを保持するスライドステージ42と、スライドステージ42を長手方向に沿って直線移動させるステージ移動機構43と、カバー41の内側を排気する排気ダクト44と、を有している。
【0047】
カバー41は、底面板と、4つの側面板と、天面板(
図3では不図示)とを有している。このうち長手方向の一方の側面板には、ロード/アンロード部11に連通する搬入口41aが形成されている。また、幅方向の一方の側面板のうち搬入口41aとは反対側の端部には、研磨部12に連通する搬出口41bが形成されている。搬入口41aおよび搬出口41bは不図示のシャッタにより開閉可能となっている。ロード/アンロード部11の搬送ロボット111は、搬入口41aからカバー41の内側のスライドステージ42にアクセス可能となっており、研磨部12の搬送ロボット23は、搬出口41bからカバー41の内側のスライドステージ42にアクセス可能となっている。
【0048】
ステージ移動機構43としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが用いられる。ステージ移動機構43としてロッドレスシリンダを用いる場合には、摺動部からの発塵を防止できるため好ましい。スライドステージ42は、ステージ移動機構43の可動部分に固定されており、ステージ移動機構43から与えられる動力によりカバー41の内側を長手方向に沿って直線移動される。
【0049】
スライドステージ42の外周部には、4本のピンが上向きに突き出すように設けられている。ロード/アンロード部11の搬送ロボット111によりスライドステージ42上に載せられるウェハWは、その外周縁が4本のピンによりガイドされて位置決めされた状態で、スライドステージ42上に支持されるようになっている。これらのピンは、ポリプロピレン(PP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂から形成されている。
【0050】
排気ダクト44は、カバー41の長手方向の他方の側面板(搬入口41aとは反対側の側面板)に設けられている。搬入口41aが開けられた状態で排気ダクト44により排気が行われることで、カバー41の内側には搬入口41a側から搬出口41b側へと流れる気流が形成される。これにより、研磨部12内のパーティクルが搬送部14を通ってロード/アンロード部11内に拡散することが防止される。
【0051】
<研磨部>
図1に示すように、研磨部12は、ウェハWの研磨が行われる領域であり、第1研磨装置21aと第2研磨装置21bとを有する第1研磨ユニット20aと、第3研磨装置21cと第4研磨装置21dとを有する第2研磨ユニット20bと、搬送部14と第1研磨ユニット20aおよび第2研磨ユニット20bのそれぞれに隣接するように配置された研磨部搬送機構22と、を有している。研磨部搬送機構22は、基板処理装置10の幅方向において洗浄部13と第1研磨ユニット20aおよび第2研磨ユニット20bとの間に配置されている。
【0052】
第1研磨装置21a、第2研磨装置21b、第3研磨装置21c、および第4研磨装置21dは、基板処理装置10の長手方向に沿って配列されている。第2研磨装置21b、第3研磨装置21c、および第4研磨装置21dは、第1研磨装置21aと同様の構成を有しているので、以下、第1研磨装置21aについて説明する。
【0053】
図4は、第1研磨装置21aを模式的に示す斜視図である。第1研磨装置21aは、研磨面を有する研磨パッド102aが取り付けられた研磨テーブル101aと、ウェハWを保持しかつウェハWを研磨テーブル101a上の研磨パッド102aに押圧しながら研磨するためのトップリング25aと、研磨パッド102に研磨液(スラリともいう)やドレッシング液(例えば、純水)を供給するための研磨液供給ノズル104aと、研磨パッド102aの研磨面のドレッシングを行うためのドレッサ(不図示)と、液体(例えば純水)と気体(例えば窒素ガス)の混合気体または液体(例えば純水)を霧状にして研磨面に噴射するアトマイザ(不図示)と、を有している。
【0054】
このうちトップリング25aは、トップリングシャフト103aに支持されている。研磨テーブル101aの上面には研磨パッド102aが貼付されており、この研磨パッド102aの上面はウェハWを研磨する研磨面を構成する。なお、研磨パッド102aに代えて固定砥石を用いることもできる。トップリング25aおよび研磨テーブル101aは、
図4において矢印で示すように、その軸心周りに回転するように構成されている。ウェハWは、トップリング25aの下面に真空吸着により保持される。研磨時には、研磨液供給ノズル104aから研磨パッド102aの研磨面に研磨液が供給され、研磨対象であるウェハWがトップリング25aにより研磨面に押圧されて研磨される。
【0055】
研磨時にはスラリを使用することを考えるとわかるように、研磨部12は最もダーティな(汚れた)領域である。したがって、本実施形態では、研磨部12内のパーティクルが外部に飛散しないように、第1研磨装置21a、第2研磨装置21b、第3研磨装置21c、および第4研磨装置21dの各研磨テーブルの周囲から排気が行われており、研磨部12の内部の圧力を、装置外部、周囲の洗浄部13、ロード/アンロード部11、および搬送部14よりも負圧にすることでパーティクルの飛散を防止している。また、通常、研磨テーブルの下方には排気ダクト(図示せず)が、上方にはフィルタ(図示せず)がそれぞれ設けられ、これらの排気ダクトおよびフィルタを介して清浄化された空気が噴出され、ダウンフローが形成される。
【0056】
図1に示すように、第1研磨装置21aのトップリング25aは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第1基板搬送位置TP1との間を移動し、第1研磨装置21aへのウェハの受け渡しは第1基板搬送位置TP1にて行われる。同様に、第2研磨装置21bのトップリング25bは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第2基板搬送位置TP2との間を移動し、第2研磨装置21bへのウェハの受け渡しは第2基板搬送位置TP2にて行われ、第3研磨装置21cのトップリング25cは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第3基板搬送位置TP3との間を移動し、第3研磨装置21cへのウェハの受け渡しは第3基板搬送位置TP3にて行われ、第4研磨装置21dのトップリング25dは、トップリングヘッドのスイング動作により研磨位置と第4基板搬送位置TP4との間を移動し、第4研磨装置21dへのウェハの受け渡しは第4基板搬送位置TP4にて行われる。
【0057】
研磨部搬送機構22は、第1研磨ユニット20aにウェハWを搬送する第1搬送ユニット24aと、第2研磨ユニット20bにウェハWを搬送する第2搬送ユニット24bと、第1搬送ユニット24aと第2搬送ユニット24bとの間に配置され、搬送部14と第1搬送ユニット24aおよび第2搬送ユニット24bとの間のウェハの受け渡しを行う搬送ロボット23とを有している。図示された例では、搬送ロボット23は、基板処理装置10のハウジングの略中央に配置されている。
【0058】
図5は、搬送ロボット23を示す側面図である。
図5に示すように、搬送ロボット23は、ウェハWを保持するハンド231と、ハンド231を上下反転させる反転機構234
と、ハンドWを支持する伸縮可能なアーム232と、アーム232を上下移動させるアーム上下移動機構およびアーム232を鉛直な軸線周りに回動させるアーム回動機構を含むロボット本体233と、を有している。ロボット本体233は、研磨部14の天井のフレームに対して吊り下がるように取り付けられている。
【0059】
本実施形態では、ハンド231は、搬送部14の搬出口41bからスライドステージ42に対してアクセス可能となっている。また、ハンド231は、研磨部12の第1搬送ユニット24aおよび第2搬送ユニット24bに対してもアクセス可能となっている。したがって、搬送部14から研磨部12に連続的に搬送されてくるウェハWは、搬送ロボット23により第1搬送ユニット24aおよび第2搬送ユニット24bに振り分けられる。
【0060】
第2搬送ユニット24bは、第1搬送ユニット24aと同様の構成を有しているので、以下、第1搬送ユニット24aについて説明する。
図6は、第1搬送ユニット24aを示す斜視図である。
【0061】
図6に示すように、第1搬送ユニット24aは、第1研磨装置21aに対する第1基板搬送位置TP1に配置され、上下移動する第1プッシャ51aと、第2研磨装置21bに対する第2基板搬送位置TP2に配置され、上下移動する第2プッシャ51bと、第1基板搬送位置TP1と第2基板搬送位置TP2との間を互いに独立に水平移動する第1ステージ52a、第2ステージ52bおよび第3ステージ52cを有するエクスチェンジャ50と、を有している。
【0062】
このうち第1プッシャ51aは、第1〜第3ステージ52a〜52cのいずれかに保持されたウェハWを第1研磨装置21aのトップリング25aに受け渡すとともに、第1研磨装置21aにおける研磨後のウェハWを第1〜第3ステージ52a〜52cのいずれかに受け渡すものである。また、第2プッシャ51bは、第1〜第3ステージ52a〜52cのいずれかに保持されたウェハWを第2研磨装置21bのトップリング25bに受け渡すとともに、第2研磨装置21bにおける研磨後のウェハWを第1〜第3ステージ52a〜52cのいずれかに受け渡すものである。このように、第1プッシャ51aおよび第2プッシャ51bは、エクスチェンジャ50と各トップリングとの間でウェハWを受け渡す受け渡し機構として機能する。第2プッシャ51bは、第1プッシャ51aと同様の構造を有しているため、以下の説明では第1プッシャ51aについてのみ説明する。
【0063】
図7は、第1プッシャ51aを示す縦断面図である。
図7に示すように、第1プッシャ51aは、第1研磨装置21aのトップリングを保持するためのガイドステージ331と、ウェハWを保持するプッシュステージ333とを備えている。ガイドステージ331の最外周には、トップリングガイド337が4個設置されている。トップリングガイド337の上段部338はトップリングの(ウェハWの外周を囲む不図示の)ガイドリングの下面とのアクセス部である。上段部338にはトップリングを導入するためのテーパ(25°〜35°ぐらいが好ましい)が形成されている。ウェハアンロード時は直接トップリングガイド337でウェハエッジを受ける。
【0064】
ガイドステージ331の裏面には防水機能を持ったガイドスリーブ340が設置されている。ガイドスリーブ340の内側にはプッシャの防水のためのセンタスリーブ341が設置されている。
【0065】
トップリングガイド337に位置合わせ機構を持たせるため、水平なX軸およびY軸方向に移動してガイドステージ331のセンタリングを行うリニアウェイ346を配置している。ガイドステージ331はリニアウェイ346に固定されている。このリニアウェイ346は加圧することにより中心位置に復帰可能な構造となっている。この構造によりガ
イドステージ331のセンタリングが実現される。あるいは、リニアウェイ346内部のスプリングだけで、加圧することなく中心位置に復帰可能となっている。
【0066】
また、リニアウェイ346はシャフト330に固定されており、このシャフト330は、ボールスプライン機構を有するシリンダ347に連結されている。図示しないモータの駆動によりシリンダ347が駆動され、シャフト330を介してガイドステージ331が上下動するようになっている。
【0067】
プッシュステージ333はガイドステージ331の上方に配置されており、プッシュステージ333の中心にはガイドステージ331に対してプッシュステージ333を上下動させる電動アクチュエータ349が設けられている。プッシュステージ333は電動アクチュエータ349によって上下移動し、トップリングへウェハWをロードする。本実施の形態では、プッシュステージ333が電動アクチュエータ349により駆動されることで、プッシュステージ333を所望の高さ位置に位置決めすることができる。これにより、プッシュステージ333にてウェハWを受け取る際に、予備動作としてプッシュステージ333をウェハWの直下に待機させることができ、受け取り動作に要する時間を短縮できる。プッシュステージ333の端には位置決めのための圧縮ばね351が配置されている。
【0068】
なお、プッシャに付着したスラリなどからウェハへの逆汚染を防止するため、汚れを洗浄するための洗浄ノズルが別途設置される。プッシャ上のウェハ有無を確認するためのウェハ有無センサが別途設置される場合もある。
【0069】
図6に示すように、エクスチェンジャ52aは、上下多段に配置された第1ステージ52a、第2ステージ52bおよび第3ステージ52cを有している。図示された例では、第1ステージ52aが下段に配置され、第2ステージ52bが中段に配置され、第3ステージ52cが上段に配置されている。第1ステージ52a、第2ステージ52bおよび第3ステージ52cは、平面視において第1基板搬送位置TP1と第2基板搬送位置TP2とを通過する同一の軸線上を移動するが、設置される高さが異なっているため、互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。
【0070】
図6に示すように、第1ステージ52aには、第1ステージ52aを一軸方向に直線移動させる第1ステージ駆動機構54aが設けられており、第2ステージ52bには、第2ステージ52bを前記一軸方向に直線移動させる第2ステージ駆動機構54bが設けられており、第3ステージ52cには、第3ステージ52cを前記一軸方向に直線移動させる第3ステージ駆動機構54cが設けられている。第1〜第3ステージ駆動機構54a〜54cとしては、例えば電動アクチュエータまたはボールねじを用いたモータ駆動機構が用いられる。第1〜第3ステージ52a〜52cは、それぞれ異なる第1〜第3ステージ駆動機構54a〜54cから動力を受けることで、それぞれ異なるタイミングで異なる方向に移動可能となっている。
【0071】
第2ステージ52bおよび第3ステージ52cは、第1ステージ52aと同様の構成を有しているので、以下、第1ステージ52aについて説明する。
図10は、第1ステージ52aを示す平面図である。
【0072】
図6に示すように、第1ステージ52aは、第1ステージ駆動機構54aによる直線移動方向の一方側(
図6における右奥側)が開口した平面視「コ」字形状を有している。そのため、第1ステージ52aが第1基板搬送位置TP1に配置された時、第1プッシャ51aは、第1ステージ52aの内側を通過するように上下移動可能となっている。また、第1ステージ52aは、第1ステージ52aの内側を第1プッシャ51aが通過した状態
であっても直線移動方向の他方側(
図6における左手前側)に移動可能となっている。
【0073】
図示は省略するが、第1ステージ52aには、4本のピンが上方に突き出すように設けられている。そのため、第1ステージ52a上に載せられるウェハは、その外周縁が4本のピンによりガイドされて位置決めされた状態で、第1ステージ52a上に支持されるようになっている。これらのピンは、ポリプロピレン(PP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂から形成されている。
【0074】
次に、上述のように構成された第1プッシャ51aおよびエクスチェンジャ50の動作の一例を説明する。
【0075】
まず、ウェハロード時には、第1プッシャ51aの上方にエクスチェンジャ50の第1ステージ52aによってウェハWが搬送される。第1研磨装置21aのトップリング25aが第1プッシャ51aの上方のウェハロード位置(第1基板搬送位置TP1)にあってウェハWを保持していないとき、シリンダ347よりガイドステージ331周りの構成品一式が上昇していく。上昇途中でガイドステージ331は第1ステージ52aの内側を通過する。このとき、ガイドステージ331は通過と同時にウェハWをトップリングガイド337のテーパにて求芯し、プッシュステージ333によりウェハWの(エッジ以外の)パターン面を保持する。
【0076】
プッシュステージ333がウェハWを保持したままトップリングガイド337は停止することなく上昇していき、トップリングガイド337のテーパ338aによってガイドリングを呼び込む。X,Y方向に自在に移動可能なリニアウェイ346による位置合わせでトップリングに求芯し、トップリングガイド337の上段部338がガイドリング下面と接触することでガイドステージ331の上昇は終了する。
【0077】
ガイドステージ331は、トップリングガイド337の上段部338がガイドリング下面に接触して固定されることで、それ以上上昇することはない。このとき、プッシュステージ333は電動アクチュエータ349によりさらに上昇される。このとき、プッシュステージ333はウェハWの(エッジ以外の)パターン面を保持し、トップリングまでウェハWを搬送する。トップリングがウェハWの吸着を完了すると、第1プッシャ51aは下降を開始し、下降終了で動作が完了する。
【0078】
なお、本実施の形態では、第1ステージ52aが直線移動方向の一方側(
図6における右奥側)が開口した平面視「コ」字形状を有しているため、第1プッシャ51aが下降を開始する前であっても、直線移動方向の他方側(
図6における左手前側)に移動可能である。したがって、第1ステージ52aを移動させる際に第1プッシャ51aが下降するのを待つ必要がなくなり、プロセスのスループットが向上する。
【0079】
次に、ウェハアンロード時には、第1プッシャ51a上方のウェハアンロード位置にトップリングによってウェハWが搬送される。エクスチェンジャ50の第1ステージ52aが第1プッシャ51aの上方にあってウェハを搭載していないとき、シリンダ347によりガイドステージ331周りの構成品一式が上昇し、トップリングガイド337のテーパによってガイドリングを呼び込む。ガイドステージ331はリニアウェイ346による位置合わせにてトップリングに求芯し、トップリングガイド337の上段部338がガイドリングの下面と接触することでガイドステージ331の上昇は終了する。
【0080】
電動アクチュエータ349によりプッシュステージ333を上昇させるが、このとき、プッシュステージ333はトップリングガイド337のウェハ保持部より高い位置になる
ことはない。電動アクチュエータ349の上昇が終了するとトップリングよりウェハWがリリースされる。このとき、トップリングガイド337の下段テーパによってウェハWは求芯され、トップリングガイド337にエッジ部が保持される。ウェハWが第1プッシャ51aに保持されると、第1プッシャ51aは下降を開始する。下降の際、トップリング求芯のためセンタ位置を移動していたガイドステージ331はガイドスリーブ340とセンタスリーブ341によりセンタリングされる。下降の途中で第1プッシャ51aより第1ステージ52aにウェハWのエッジ部で受け渡され、下降終了で動作が完了する。
【0081】
<洗浄部>
図1及び
図2に示すように、洗浄部13は、研磨後のウェハを洗浄する領域であり、上下二段に配置された第1洗浄ユニット30aおよび第2洗浄ユニット30bを有している。上述した搬送部14は、第1洗浄ユニット30aと第2洗浄ユニット30bとの間に配置されている。第1洗浄ユニット30aと搬送部14と第2洗浄ユニット30bとが上下方向に重なるように配列されているため、フットプリントが小さいという利点が得られる。
【0082】
図1および
図2に示すように、第1洗浄ユニット30aは、複数(図示された例では4つ)の洗浄モジュール311a、312a、313a、314aと、ウェハステーション33aと、各洗浄モジュール311a〜314aとウェハステーション33aとの間にてウェハWを搬送する洗浄部搬送機構32aとを有している。複数の洗浄モジュール311a〜314aとウェハステーション33aとは、基板処理装置10の長手方向に沿って直列に配置されている。各洗浄モジュール311a〜314aの上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、第1洗浄ユニット30aの内部は、研磨部12からのパーティクルの流入を防止するために研磨部12よりも高い圧力に常時維持されている。
【0083】
同様に、第2洗浄ユニット30bは、複数(図示された例では4つ)の洗浄モジュール311b、312b、313b、314bと、ウェハステーション33bと、各洗浄モジュール311b〜314bとウェハステーション33bとの間にてウェハWを搬送する洗浄部搬送機構32bとを有している。複数の洗浄モジュール311b〜314bとウェハステーション33bとは、基板処理装置10の長手方向に沿って直列に配置されている。各洗浄モジュール311b〜314bの上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、第2洗浄ユニット30bの内部は、研磨部12からのパーティクルの流入を防止するために研磨部12よりも高い圧力に常時維持されている。
【0084】
なお、後述するが(
図27、
図28A〜
図28Eとその関連説明)、予備洗浄モジュール39aと39bをそれぞれ各洗浄モジュール311a〜314aと311b〜314bに加えて増設してもよい。
【0085】
図8は、第1洗浄ユニット30aのウェハステーション33aを示す斜視図である。
図9は、このウェハステーション33aの内部構成を示す分解斜視図である。
図8および
図9に示すように、ウェハステーション33aは、略直方体形状を有する筐体71と、筐体71の内部に配置され、ウェハWを保持するステージ72と、ステージ72を上下移動させる駆動機構75と、を有している。
【0086】
このうち筐体71は、底面板と、4つの側面板と、天面板とを有している。
図9に示すように、4つの側面板のうち研磨部12に対向する側面板の下端部には、研磨部12に連
通する搬入口73が形成されている。搬入口73は、不図示のシャッタにより開閉可能となっている。
図9に示すように、研磨部12の搬送ロボット23は、搬入口73から筐体71の内側にアクセスすることができる。
【0087】
また、
図8に示すように、4つの側面板のうち残りの3つの側面板(すなわち、後述する第1洗浄部搬送機構32aに対向する側面板および左右の側面板)の搬入口73より高い高さ位置には、洗浄部搬送機構32aのアームを通過させるためのアーム通過用開口74が形成されている。ウェハ搬送用開口74は、不図示のシャッタにより開閉可能となっている。
図12および
図13に示すように、第1洗浄ユニット30aの洗浄部搬送機構32aは、アーム通過用開口74から筐体71の内側にアクセス可能となっている。
【0088】
駆動機構75としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが用いられる。ステージ72は、駆動機構75の可動部に固定されており、駆動機構75から与えられる動力により、搬入口73に対向する高さ位置とウェハ搬送用開口74に対向する高さ位置との間を上下移動される(
図9参照)。
【0089】
ステージ72の外周部には、4本のピン76が上方に突き出すように設けられている。そのため、ステージ72上に載せられるウェハWは、その外周縁が4本のピン76によりガイドされて位置決めされた状態で、ステージ72上に支持されるようになっている。これらのピン76は、ポリプロピレン(PP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂から形成されている。
【0090】
図10は、第2洗浄ユニット30bのウェハステーション33bを示す斜視図である。
図11は、このウェハステーション33bの内部構成を示す分解斜視図である。
図10および
図11に示すように、ウェハステーション33bは、略直方体形状を有する筐体81と、筐体81の内部に配置され、ウェハWを保持するステージ82と、ステージ82を上下移動させる駆動機構85と、を有している。
【0091】
このうち筐体81は、底面板と、4つの側面板と、天面板とを有している。
図11に示すように、4つの側面板のうち研磨部12に対向する側面板の上端部には、研磨部12に連通する搬入口83が形成されている。搬入口83は、不図示のシャッタにより開閉可能となっている。
図11に示すように、研磨部12の搬送ロボット23は、搬入口83から筐体81の内側にアクセスすることができる。
【0092】
また、
図10に示すように、4つの側面板のうち残りの3つの側面板(すなわち、研磨部12とは反対側の側面板および左右の側面板)の搬入口83より低い高さ位置には、洗浄部搬送機構32bのアームを通過させるためのアーム通過用開口84が形成されている。アーム通過用開口84は、シャッタ87により開閉可能となっている。
図11に示すように、第2洗浄ユニット30bの洗浄部搬送機構32bは、アーム通過用開口84から筐体81の内側にアクセス可能となっている。
【0093】
駆動機構85としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが用いられる。ステージ82は、駆動機構85の可動部に固定されており、駆動機構85から与えられる動力により、搬入口83に対向する高さ位置とウェハ搬送用開口84に対向する高さ位置との間を上下移動される(
図11参照)。
【0094】
ステージ82の外周部には、4本のピン86が上方に突き出すように設けられている。そのため、ステージ82上に載せられるウェハは、その外周縁が4本のピン86によりガイドされて位置決めされた状態で、ステージ82上に支持されるようになっている。これらのピン86は、ポリプロピレン(PP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTF
E)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂から形成されている。
【0095】
第2洗浄ユニット30bの洗浄モジュール311b〜314bは、第1洗浄ユニット30aの洗浄モジュール311a〜314aと同様の構成を有しているので、以下、第1洗浄ユニット30aの洗浄モジュール311a〜314aについて説明する。
【0096】
図1及び
図2に示すように、4つの洗浄モジュール311a〜314a(以下、1次〜4次洗浄モジュールと呼ぶことがある)は、ウェハステーション33aからこの順に直列に配置されている。各洗浄モジュール311a〜314aは、それぞれ、不図示の洗浄機と、この洗浄機をカバーする筐体91とを有している。
【0097】
1次洗浄モジュール311aおよび2次洗浄モジュール312aの洗浄機としては、例えば、上下に配置されたロール状のスポンジを回転させてウェハの表面および裏面に押し付けてウェハの表面および裏面を洗浄するロールタイプの洗浄機を用いることができる。また、3次洗浄モジュール313aの洗浄機としては、例えば、半球状のスポンジを回転させながらウェハに押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。4次洗浄モジュール314aの洗浄機としては、例えば、ウェハの裏面はリンス洗浄することができ、ウェハ表面の洗浄は半球状のスポンジを回転させながら押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。この4次洗浄モジュール314aの洗浄機は、チャックしたウェハを高速回転させるステージを備えており、ウェハを高速回転させることで洗浄後のウェハを乾燥させる機能(スピンドライ機能)を有している。なお、各洗浄モジュール311a〜314aの洗浄機において、上述したロールタイプの洗浄機やペンシルタイプの洗浄機に加えて、洗浄液に超音波を当てて洗浄するメガソニックタイプの洗浄機を付加的に設けてもよい。
【0098】
各洗浄モジュール311a〜314aの筐体は、ウェハステーション33aの筐体71と同様に、底面板と、4つの側面板と、天面板とを有している。4つの側面板のうち洗浄部搬送機構32aに対向する側面板および左右の側面板には、洗浄部搬送機構32aのアームを通過させるためのアーム通過用開口94が形成されている(
図13A〜
図13E参照)。アーム通過用開口94は、シャッタ97により開閉可能となっている。このアーム通過用開口94の高さ位置は、ウェハステーション33aのアーム通過用開口74と同じ高さ位置に形成されている。洗浄部搬送機構32aは、このアーム通過用開口94から筐体91の内側にアクセス可能となっている。
【0099】
第2洗浄ユニット30bの洗浄部搬送機構32bは、第1洗浄ユニット30aの洗浄部搬送機構32aと同様の構成を有しているので、以下、第1洗浄ユニット30aの洗浄部搬送機構32aについて説明する。
【0100】
図12は、第1洗浄ユニット30aの洗浄部搬送機構32aを示す斜視図である。
図12に示すように、洗浄部搬送機構32aは、ウェハWをそれぞれ把持する第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602と、第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602を複数の洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に沿って直線移動するアーム搬送機構62と、を有している。すなわち、本実施の形態では、ウェハ把持機構601、602の数は、洗浄モジュール311a〜314aの数より少なくなっている。
【0101】
本実施の形態では、例えばウェハWの清浄度に応じて第1ウェハ把持機構601と第2ウェハ把持機構602とを使い分けることができる。例えば、1次〜4次洗浄モジュール311a〜314aのうち洗浄処理前半の1次洗浄モジュール311aおよび2次洗浄モジュール312aでは第1ウェハ把持機構601を使用し、洗浄処理後半の3次洗浄モジ
ュール313aおよび4次洗浄モジュール314aでは第2ウェハ把持機構602を使用することで、洗浄処理後半のウェハWが第1ウェハ把持機構601に接して汚染されることを防止できる。
【0102】
第1ウェハ把持機構601は、より詳しくは、ウェハを把持する開閉可能な一対の第1アーム611と、一対の第1アーム611を上下移動させる第1上下移動機構641と、一対の第1アーム611を開閉方向と平行な回転軸631Aを中心として回動させる第1回動機構631と、一対の第1アーム611を互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉する第1開閉機構661とを有している。
【0103】
同様に、第2ウェハ把持機構602は、ウェハを把持する開閉可能な一対の第2アーム612と、一対の第2アーム612を上下移動させる第2上下移動機構642と、一対の第2アーム612を開閉方向と平行な回転軸632Aを中心として回動させる第2回動機構632と、一対の第2アーム612を互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉する第2開閉機構662とを有している。
【0104】
アーム搬送機構62としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構が用いられる。
図12に示すように、アーム搬送機構62のボールねじは、洗浄モジュール311a〜314aの上方に洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に延びるように設けられている。
【0105】
アーム搬送機構62のボールねじには、メインフレーム68が取り付けられている。メインフレーム68は、アーム搬送機構62のボールねじから下方に吊り下がるように取り付けられており、洗浄モジュール311a〜314aの側面と対向するようになっている。アーム搬送機構62のボールねじに連結されたモータの駆動により、メインフレーム68は洗浄モジュール311a〜314aの側面と対向したまま洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に沿って直線移動される。
【0106】
図示された例では、メインフレーム68は、奥行方向(洗浄モジュール311a〜314aの配列方向および上下方向の両方に対して垂直な方向)の位置を調整するための奥行方向移動機構67を有している。奥行方向移動機構67としては、例えばラック・アンド・ピニオンを用いたモータ駆動機構が用いられる。奥行方向移動機構67の駆動により、奥行方向におけるメインフレーム68の位置が調整される。
【0107】
第1上下移動機構641および第2上下移動機構642は、メインフレーム68上に設けられている。第1上下移動機構641および第2上下移動機構642としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構が用いられる。
図16に示すように、第1上下移動機構641のボールねじは、メインフレーム68の左端部において上下方向に延びるように取り付けられており、第2上下移動機構642のボールねじは、メインフレーム68の右端部において上下方向に延びるように取り付けられている。
【0108】
第1上下移動機構641のボールねじには、一対の第1アーム611を支持する第1サブフレーム691が取り付けられている。第1サブフレーム691は、メインフレーム68の左側にメインフレーム68と隣り合うように設けられており、洗浄モジュール311a〜314aの側面と対向するようになっている。第1上下移動機構641のボールねじに連結されたモータの駆動により、第1サブフレーム691は上下方向に沿って直線移動される。
【0109】
同様に、第2上下移動機構642のボールねじには、一対の第2アーム612を支持する第2サブフレーム692が取り付けられている。第2サブフレーム692は、メインフ
レーム68の右側にメインフレーム68と隣り合うように設けられており、洗浄モジュール311a〜314aの側面と対向できるようになっている。第2上下移動機構642のボールねじに連結されたモータの駆動により、第2サブフレーム692は上下方向に沿って直線移動される。
【0110】
第1サブフレーム691および第2サブフレーム692は、メインフレーム68に対して対称であること以外は、実質的に同様の構造を有しているため、以下では第2サブフレーム692について説明する。
【0111】
図12に示すように、一対の第2アーム612は互いに平行に配置されており、第2アーム612の基端部は、第2サブフレーム692上に回転可能に設けられた回転軸632Aに取り付けられている。また、第2サブフレーム692上には回転軸632Aを中心として一対の第2アーム612を回転させる第2回動機構632が設けられている。第2回動機構632としては、例えばモータ駆動機構が用いられる。この第2回動機構632の回転軸は、リンク部材632Lを介して回転軸632Aに連結されている。第2回動機構632の回転力は、リンク部材632Lを介して回転軸632Aに伝達され、一対の第2アーム612は、回転軸632Aを中心として回転される。
【0112】
また、第2サブフレーム692上には、一対の第2アーム612を互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉する第2開閉機構662が設けられている。第2開閉機構662としては、例えばエアシリンダが用いられる。第2開閉機構662により一対の第2アーム612が閉じられることにより、一対の第2アーム612はウェハWの周縁部を挟み込んで保持するようになっている。
【0113】
図14および
図15に示すように、一対の第2アーム612には、ウェハWの外周部に当接可能なチャックコマ612a、612bが上下二段に設けられている。例えば相対的に清浄度の高いウェハWは上段のチャックコマ612aにて保持され、相対的に清浄度の低いウェハを下段のチャックコマ612bにて保持されることで、下段のチャックコマ612bが清浄度の高いウェハWに接触してこのウェハWが汚染されることを防止できる。
【0114】
次に、
図13A〜
図13Eを参照して、一対の第2アーム612の動作の一例を説明する。上述したように各洗浄モジュールは、ウェハWの洗浄中に外部に使用流体が飛散しないように筐体91によって区画されており、筐体91の側面にはアーム通過用開口94が形成されている。アーム通過用開口94には、開閉可能なシャッタ97が設けられている。
【0115】
洗浄後のウェハWを筐体91から取り出す場合には、
図13Aに示すように、先端が上向きに向けられた一対の第2アーム612は、アーム搬送機構62の駆動より筐体91に隣接する待機位置へと移動される。本実施の形態では、筐体91のシャッタ97が閉じられていても、一対の第2アーム612の先端を上向きに向けておくことで、一対の第2アーム612を筐体91に隣接する待機位置へと移動させることができる。したがって、ウェハ取り出し作業の開始タイミングを早くすることができ、プロセス全体のスループットが向上させることができる。
【0116】
次に、
図13Bおよび
図13Cに示すように、第2回動機構632の駆動により、一対の第2アーム612は、回転軸632Aを中心として回動される。図示された例では、一対の第2アーム612は、側面視において回転軸632Aを中心として時計回りに90°回転され、一対の第2アーム612の先端は横向きに向けられる。
【0117】
次に、
図13Dに示すように、第2上下駆動機構642の駆動により、一対の第2アー
ム612は、アーム通過用開口94と同じ高さ位置まで上昇される。このとき、シャッタ97が退避されアーム通過用開口94が開けられる。
【0118】
次に、
図13Eに示すように、第2開閉機構662の駆動により、一対の第2アーム612は、互いに近接する方向に閉じられ、アーム通過用開口94を通って筐体91内側に挿入され、筐体91内のウェハWを把持する。そして、ウェハWを把持した一対の第2アーム612は、アーム搬送機構62の駆動より次の洗浄モジュールへと移動される。
【0119】
洗浄前のウェハWを筐体91に搬入する場合には、
図13A〜
図13Eに示す上述した動作が逆の順序で行われる。すなわち、
図13Eに示すように、ウェハWを把持した一対の第2アーム612は、アーム搬送機構62の駆動よりアーム通過用開口94を通って筐体91内側に移動される。
【0120】
次に、
図13Dに示すように、第2開閉機構662の駆動により、一対の第2アーム612は、互いに離間する方向に開かれ、アーム通過用開口94を通って筐体91の外側に出される。
【0121】
次に、
図13Cに示すように、第2上下駆動機構642の駆動により、一対の第2アーム612は、アーム通過用開口94より低い高さ位置まで下降される。このとき、アーム通過用開口94がシャッタ97により、筐体91の内側にウェハWの洗浄処理が開始される。
【0122】
次に、
図13Bおよび
図13Aに示すように、第2回動機構632の駆動により、一対の第2アーム612は、回転軸632Aを中心として回動される。図示された例では、一対の第2アーム612は、側面視において回転軸632Aを中心として反時計回りに90°回転され、一対の第2アーム612の先端は上向きに向けられる。そして、先端が上向きに向けられた一対の第2アーム612は、アーム搬送機構62の駆動より次の洗浄モジュールへと移動される。本実施の形態では、第2回動機構632が一対の第2アーム612を先端が上向きになるように回動させる際に、第2上下移動機構642が一対の第2アーム612を下降させるため、一対の第2アーム612の上方に必要なスペースを削減できる。
【0123】
各洗浄モジュール311a〜314aおよび311b〜314bでは複数のウェハWを並行して洗浄することができる。
図29A〜
図29Iを参照して、第1洗浄ユニット30aの1次〜3次洗浄モジュール311a〜313aにて複数のウェハWを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構32aの動作を一例として説明する。
【0124】
まず、
図29Aに示すように、1次洗浄モジュール311aでは、シャッタ97が閉じられて第2ウェハW2に対して第1段階の洗浄が行われており、2次洗浄モジュール312aでは、第1ウェハW1に対する第2段階の洗浄が終了してアーム通過用開口94が開いている状況を想定する。この場合、一対の第1アーム611は2次洗浄モジュール312aに対する待機位置へと移動され、一対の第1アーム611の先端は横向きに向けられる。
【0125】
そして、
図29Bに示すように、一対の第1アーム611が互いに近接するように閉じられ、2次洗浄モジュール312a内の第1ウェハW1は、一対の第1アーム611により保持される。また、3次洗浄モジュール313aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開かれる。
【0126】
次に、
図29Cに示すように、一対の第1アーム611により保持された第1ウェハW
1は、アーム通過用開口94を通って、2次洗浄モジュール312aから3次洗浄モジュール313aへと移動される。
【0127】
そして、
図29Dに示すように、一対の第1アーム611は互いに離間するように開かれ、3次洗浄モジュール313aの左右外側に出される。2次洗浄モジュール312aでは乾燥を防止するためにシャッタ97が閉じられる。
【0128】
次に、
図29Eに示すように、3次洗浄モジュール313aのシャッタ97が閉じられ、3次洗浄モジュール313aにて第1ウェハW1に対する第3段階の洗浄が行われる。
【0129】
次に、
図29Fに示すように、1次洗浄モジュール311aでの第2ウェハW2に対する第1段階の洗浄が終了すると、1次洗浄モジュール311aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開かれる。このとき、一対の第1アーム611は回動機構により回動され、一対の第1アーム611の先端が上向きに向けられる。
【0130】
そして、
図29Gに示すように、一対の第1アーム611は、シャッタ97が閉じられた3次洗浄モジュール313aおよび2次洗浄モジュール312aを回避する(スキップする)ように移動され、1次洗浄モジュール311aの待機位置へと配置される。
【0131】
次に、
図29Hに示すように、一対の第1アーム611は回動機構により回動され、一対の第1アーム611の先端が横向きに向けられる。そして、
図29Iに示すように、一対の第1アーム611が互いに近接するように閉じられ、1次洗浄モジュール311a内の第2ウェハW2は、一対の第1アーム611により保持される。その後、一対の第1アーム611に保持された第2ウェハW2は、2次洗浄モジュール312aへと搬送されて第2段階の洗浄が行われる。
【0132】
以上のように本実施の形態では、各洗浄モジュール311a〜314aおよび311b〜314bにて複数のウェハWを並行して洗浄することができるため、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
【0133】
次に、
図30A〜
図30Iを参照して、第1洗浄ユニット30aの1次〜3次洗浄モジュール311a〜313aにて複数のウェハWを並行して洗浄する場合の洗浄部搬送機構32aの動作の変形例について説明する。
【0134】
まず、
図30Aに示すように、1次洗浄モジュール311aでは、シャッタ97が閉じられて第2ウェハW2に対して第1段階の洗浄が行われており、2次洗浄モジュール312aでは、第1ウェハW1に対する第2段階の洗浄が終了してアーム通過用開口94が開いている状況を想定する。この場合、一対の第1アーム611は2次洗浄モジュール312aに対する待機位置へと移動され、一対の第1アーム611の先端は横向きに向けられる。
【0135】
そして、
図30Bに示すように、一対の第1アーム611が互いに近接するように閉じられ、2次洗浄モジュール312a内の第1ウェハW1は、一対の第1アーム611により保持される。また、3次洗浄モジュール313aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開かれる。
【0136】
次に、
図30Cに示すように、一対の第1アーム611により保持された第1ウェハW1は、アーム通過用開口94を通って、2次洗浄モジュール312aから3次洗浄モジュール313aへと移動される。
【0137】
そして、
図30Dに示すように、一対の第1アーム611は互いに離間するように開かれ、3次洗浄モジュール313aの左右外側に出される。2次洗浄モジュール312のシャッタ97が閉じられる。
【0138】
次に、
図30Eに示すように、3次洗浄モジュール313aでの第1ウェハW1に対する第3段階の洗浄が開始される前に、1次洗浄モジュール311aでの第2ウェハW2に対する第1段階の洗浄が終了すると、1次洗浄モジュール311aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開かれる。
【0139】
このとき、
図30Fに示すように、一対の第1アーム611は第1ウェハW1より高い高さ位置まで上昇される。また、2次洗浄モジュール312aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開かれる。
【0140】
そして、
図30Gに示すように、一対の第1アーム611は、先端を横向きに向けたまま、3次洗浄モジュール313aおよび2次洗浄モジュール312aのアーム通過用開口94を通過するように移動され、1次洗浄モジュール311aの待機位置へと配置される。
【0141】
次に、
図30Hに示すように、一対の第1アーム611は第2ウェハW2と同じ高さ位置まで下降される。一方、3次洗浄モジュール313aでは、シャッタ97が閉じられて第1ウェハW1に対する第3段階の洗浄が開始される。2次洗浄モジュール312aでは乾燥を防止するためにシャッタ97が閉じられる。
【0142】
そして、
図30Iに示すように、一対の第1アーム611が互いに近接するように閉じられ、1次洗浄モジュール311a内の第2ウェハW2は、一対の第1アーム611により保持される。その後、一対の第1アーム611に保持された第2ウェハW2は、2次洗浄モジュール312aへと搬送されて第2段階の洗浄が行われる。
【0143】
以上のような変形例によれば、3次洗浄モジュール313aから1次洗浄モジュール311aへと一対の第1アーム611を移動させる際に、一対の第1アーム611を回動させる動作を省略できる。そのため、プロセス全体のスループットをさらに向上させることができる。
【0144】
一方、
図29A〜
図29Iに示す例のように、一対の第1アーム611を回動させて、シャッタ97が閉じられた3次洗浄モジュール313aおよび2次洗浄モジュール312aを回避する(スキップする)ように移動させる場合には、一対の第1アーム611が3次洗浄モジュール313a内の第1ウェハW1の上方を通過することがないため、一対の第1アーム611から落下する洗浄液が第1ウェハW1の表面に付着することを防止できる。また、3次洗浄モジュール313aでの第1ウェハW1に対する第3段階の洗浄を早く開始することができる。
【0145】
各洗浄モジュール311a〜314aおよび311b〜314bは、故障を検知する検知器(図示せず)を有している。洗浄モジュール311a〜314aおよび311b〜314bのいずれかに故障が生じたとき、検知器がこれを検知して制御部15に信号を送るようになっている。制御部15は、故障した洗浄モジュールを回避する洗浄ラインを選定し、現在の洗浄ラインを新たに選定された洗浄ラインに切り替える。
【0146】
より詳しくは、たとえば、
図22Aに示すように、第1洗浄ユニット30aの3次洗浄モジュール313aに異常が発生した場合には、2次洗浄モジュール312a内に位置するウェハWが洗浄部搬送機構32aの第1アーム611により把持される。そして、
図2
2Bに示すように、洗浄部搬送機構32aの第2アーム612が先端を上向きに向けられた状態で、アーム搬送機構62の駆動により、第1アーム611に把持されたウェハが第1ウェハステーション33aへと搬送される。この時、3次洗浄モジュール313aのシャッタ97が故障して閉じられたままであっても、第2アーム612は先端を上向きに向けられているため、シャッタ97と干渉することなく、3次洗浄モジュール313aを回避して(スキップして)移動することができる。
【0147】
次に、
図22Cおよび
図22Dに示すように、研磨部12の搬送ロボット23が第1ウェハステーション33aからウェハWを取り出して、第2ウェハステーション33bへと受け渡す。第2ウェハステーション33bへと受け渡されたウェハWは、洗浄部搬送機構32bの第1アーム611により把持される。そして、
図22Eに示すように、アーム搬送機構62の駆動により、第1アーム611に把持されたウェハWは、1次洗浄モジュール311bへと搬送されて洗浄される。
【0148】
このように、本実施の形態では、複数の第1洗浄モジュール311a〜314aのいずれかに異常が発生した場合であっても、第1洗浄モジュール311a〜314a内に位置するウェハWが第2洗浄モジュール311b〜314bへと搬送されて洗浄されることで、第1洗浄モジュール311a〜314a内に位置するウェハWを救済することができる。同様に、複数の第2洗浄モジュール311b〜314bのいずれかに異常が発生した場合であっても、第2洗浄モジュール311b〜314b内に位置するウェハWが第1洗浄モジュール311a〜314aへと搬送されて洗浄されることで、第2洗浄モジュール311b〜314b内に位置するウェハWを救済することができる。
【0149】
図12に示すように、本実施の形態では、第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602が、アーム搬送機構62の下方に懸垂状に配置されている。これにより、第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602のメンテナンススペースを拡大される。したがって、メンテナンスに要する時間を短縮することができる。
【0150】
<予備洗浄モジュール>
図27に示すように、洗浄部13の第1洗浄ユニット30aは、複数の洗浄モジュール311a〜314aと同列に配置され、研磨前のウェハWを洗浄する予備洗浄モジュール39aを更に有しており、洗浄部搬送機構32aは、予備洗浄モジュール39aと各洗浄モジュール311a〜314aとの間にてウェハWを搬送してもよい。図示された例では、予備洗浄モジュール39aは、第1ウェハステーション33aに対して洗浄モジュール311a〜314aとは逆側に第1ウェハステーション33aに隣接して配置されている。
【0151】
同様に、第2洗浄ユニット30bは、複数の洗浄モジュール311b〜314bと同列に配置され、研磨前のウェハWを洗浄する予備洗浄モジュール39aを更に有しており、洗浄部搬送機構32aは、予備洗浄モジュール39aと各洗浄モジュール311a〜314aとの間にてウェハWを搬送してもよい。図示されて例では、予備洗浄モジュール39bは、第2ウェハステーション33bに対して洗浄モジュール311b〜314bとは逆側に第2ウェハステーション33bに隣接して配置されている。
【0152】
予備洗浄モジュール39a、39bは、それぞれ、不図示の洗浄機と、この洗浄機をカバーする筐体91とを有している。予備洗浄モジュール39a、39bの洗浄機としては、例えば、研磨前のウェハWの表面から自然酸化膜を除去するウェットエッチング装置、または研磨前のウェハWの表面からスクラッチの原因になる粗大粒子を除去するバフ研磨装置を用いることができる。
【0153】
第2洗浄ユニット30bの予備洗浄モジュール39bへのウェハ搬送動作は、第1洗浄ユニット30aの予備洗浄モジュール39aへのウェハ搬送動作と同様であるため、以下、第1洗浄ユニット30aの予備洗浄モジュール39aへのウェハ搬送動作について説明する。
【0154】
まず、
図28Aに示すように、研磨前のウェハWが、搬送部14のスライドステージ42により長手方向に沿って搬送され、研磨部12の搬送ロボット23がアクセスできる位置にて静止される。
【0155】
次に、
図28Bに示すように、研磨部12の搬送ロボット23により、ウェハWが搬送部14から取り出される。そして、
図28Cに示すように、搬送ロボット23に保持されたウェハWは、ウェハステーション33aへと受け渡される。
【0156】
次に、
図28Dに示すように、ウェハステーション33a内に位置するウェハWは、洗浄部搬送機構32aの第1アーム611により保持される。そして、
図28Eに示すように、洗浄部搬送機構32aの第2アーム612が先端を上向きに向けられた状態で、アーム搬送機構62の駆動により、第1アーム611に把持されたウェハWが第1ウェハステーション33aから予備洗浄モジュール39aへと搬送され、洗浄される。
【0157】
予備洗浄モジュール39aにて洗浄されたウェハWは、洗浄部搬送機構32aの第1アーム611により再び保持される。そして、
図28Cに示すように、第1アーム611に把持されたウェハWは、アーム搬送機構62の駆動により、予備洗浄モジュール39aからウェハステーション33aへと搬送される。そして、
図28Bに示すように、研磨部12の搬送ロボット23により、ウェハWがウェハステーション33aから取り出され、第1搬送ユニット24aまたは第2搬送ユニット24bを介して第1研磨ユニット20aまたは第2研磨ユニット20bへと搬送され、研磨される。
【0158】
より具体的には、予備洗浄モジュール39aおよび1次洗浄モジュール311aがそれぞれ、ウェハWに対してバフパッドを接触させながら、ウェハWとバフパッドを相対運動させ、ウェハWとバフパッドとの間にスラリを介在させることによりウェハWの表面を研磨及び/またはスクラビングするバフ処理装置(例えば、特開2016−43471号公報の
図1等に開示されている装置)を有し、2次洗浄モジュール312aが、上下に配置されたロール状のスポンジを回転させてウェハWの表面および裏面に押し付けてウェハWの表面および裏面を洗浄するロール型洗浄機(例えば、特開2010−50436号公報の
図32等に開示されている装置)を有し、3次洗浄モジュール313aが、半球状のスポンジを回転させながらウェハWに押し付けて洗浄するペンシル型洗浄機(例えば、特開2000−173966号公報の
図10等に開示されている装置)を有し、4次洗浄モジュール314aが、ウェハWを回転させながらウェハWの表面にIPA(イソプロピルアルコール)蒸気を吹き付けて乾燥させるIPA乾燥装置(例えば、特開2010−50436号公報の
図33〜
図39等に開示されている装置)を有している場合には、研磨前のウェハWは、予備洗浄モジュール39aにてバフ処理された後、第1研磨ユニット20aまたは第2研磨ユニット20bへと搬送されて研磨され、次いで、1次洗浄モジュール311aにてバフ処理され、2次洗浄モジュール312aにてロール状のスポンジにより洗浄され、3次洗浄モジュール313aにてペンシル状のスポンジにより洗浄され、4次洗浄モジュール314aにてIPA蒸気乾燥され、その後、ロード/アンロード部11へと取り出される。
【0159】
また、予備洗浄モジュール39aがバフ処理装置を有し、1次洗浄モジュール311aおよび2次洗浄モジュール312aがそれぞれロール型洗浄機を有し、3次洗浄モジュール313aがペンシル型洗浄機を有し、4次洗浄モジュール314aがIPA乾燥装置を
有している場合には、研磨前のウェハWは、予備洗浄モジュール39aにてバフ処理された後、第1研磨ユニット20aまたは第2研磨ユニット20bへと搬送されて研磨され、次いで、1次洗浄モジュール311aおよび2次洗浄モジュール312aにて連続してロール状のスポンジにより洗浄され、3次洗浄モジュール313aにてペンシル状のスポンジにより洗浄され、4次洗浄モジュール314aにてIPA蒸気乾燥され、その後、ロード/アンロード部11へと取り出される。
【0160】
また、予備洗浄モジュール39a、1次洗浄モジュール311aおよび2次洗浄モジュール312aがそれぞれロール型洗浄機を有し、3次洗浄モジュール313aがペンシル型洗浄機を有し、4次洗浄モジュール314aがIPA乾燥装置を有している場合には、研磨前のウェハWは、予備洗浄モジュール39aにてロール状のスポンジにより洗浄された後、第1研磨ユニット20aまたは第2研磨ユニット20bへと搬送されて研磨され、次いで、1次洗浄モジュール311aおよび2次洗浄モジュール312aにて連続してロール状のスポンジにより洗浄され、3次洗浄モジュール313aにてペンシルスポンジにより洗浄され、4次洗浄モジュール314aにてIPA蒸気乾燥され、その後、ロード/アンロード部11へと取り出される。
【0161】
また、予備洗浄モジュール39aおよび1次洗浄モジュール311aがそれぞれロール型洗浄機を有し、2次洗浄モジュール312aがペンシル型洗浄機を有し、3次洗浄モジュール313aが、ウェハWに向けて洗浄液とガスを高速で噴出させて2流体ジェット流を生成し高速で噴霧してウェハWを洗浄する2流体ジェット型洗浄機(例えば、特開2010−238850号公報の
図4等に開示されている装置)を有し、4次洗浄モジュール314aがIPA乾燥装置を有している場合には、研磨前のウェハWは、予備洗浄モジュール39aにてロール状のスポンジにより洗浄された後、第1研磨ユニット20aまたは第2研磨ユニット20bへと搬送されて研磨され、次いで、1次洗浄モジュール311aにてロール状のスポンジにより洗浄され、2次洗浄モジュール312aにてペンシル状のスポンジにより洗浄され、3次洗浄モジュール313aにて2流体ジェット洗浄され、4次洗浄モジュール314aにてIPA蒸気乾燥され、その後、ロード/アンロード部11へと取り出される。
【0162】
<漏液検知部>
図23は、基板処理装置10の下部(ベースフレーム付近)に設けられた漏液検知部1を示す模式図である。
図23に示すように、漏液検知部1は、ドレンポット2と、ドレンポット2に向かって傾斜した斜面を有するドレンパン6と、ドレンポット2の底面上に設置された第1設置型漏液センサ3aと、ドレンパン6の斜面上に設置された第2設置型漏液センサ3bと、を有している。
【0163】
第1設置型漏液センサ3aおよび第2設置型漏液センサ3bとしては、例えば光電センサが用いられる。第1設置型漏液センサ3aおよび第2設置型漏液センサ3bは、それぞれ、漏液を検知すると制御部15に信号を送る。制御部15は、第1設置型漏液センサ3aから信号を受けると警報を発するようになっており、第2設置型漏液センサ3bから信号を受けると基板処理装置10の動作を停止するようになっている。
【0164】
ところで、
図24に示すように、従来の漏液検知部200では、2段検知型レベルセンサを構成するために、ドレンポット202の底面に設置された設置型漏液センサ203aと、ドレンポット202内に配置されたフロート型漏液センサ203bとが用いられていた。フロート型漏液センサ203bは、その構造上、漏液を検知するために上下方向の動きを必要とする。そのため、ドレンポット202にはある程度の深さが必要であり、ドレンポット202の底面は、基板処理装置のベースフレームの下面205より下方に突き出ていた。この場合、基板処理装置の移動時にフォークリフトのフォークがドレンポット2
02の底面に当接して持ち上げようとすることで、ドレンポット202が破損してしまう可能性があった。
【0165】
また、
図24に示すように、従来の漏液検知部200では、ドレンポット202が破損した場合に容易に交換できるように、ドレンポット202はドレンパン206とは別体に形成されていた。そのため、ドレンポット202とドレンパン206との間から漏液が生じる可能性があった。
【0166】
一方、
図23に示すように、本実施の形態では、2段検知型レベルセンサが2つの設置型漏液センサ3a、3bを用いて構成されている。そのため、ドレンポット2の深さを浅くすることが可能であり、ドレンポット2の底面は、基板処理装置10のベースフレームの下面5より上方に配置され得る。これにより、基板処理装置10の移動時にフォークリフトのフォークによりドレンポット2が破損することが防止される。
【0167】
また、本実施の形態では、ドレンポット2の深さを浅くできることから、ドレンポット2をドレンパン6と一体に成形することが可能である。この場合、ドレンポット2とドレンパン6との間からの漏液が生じることを防止できる。
【0168】
図25は、漏液検知部1の変形例を示す模式図である。この変形例では、ドレンポット2の底面の中央部分が1段高くなっており、第2設置型漏液センサ3bは、この1段高くなった部分に設定されている。このような態様によれば、
図23に示す態様と同様の作用効果が得られることに加えて、ドレンポット2の底面がリング形状となるため、ドレンポット2の深さを浅くしながら容積を大きくできる。
【0169】
また、
図26に示す変形例のように、ドレンポット2の底面が中央部分に向かって2段階で徐々に高くなっており、底面より1段高くなった部分に第2設置型漏液センサ3bが設置され、それより更に1段高くなった部分に第3設置型漏液センサ3cが設置されていてもよい。このような態様によれば、3段階のレベルで漏液を検知することが可能である。同様にして、段数を4段以上に増やしてもよい。
【0170】
<基板処理装置を用いた研磨処理>
次に、このような構成からなる基板処理装置10を用いてウェハWを研磨する処理の一例について説明する。なお、以下に説明する研磨処理は、制御部15がロード/アンロード部11、研磨部12、洗浄部13、および搬送部14の動作を制御することにより行われる。
【0171】
まず、
図16Aに示すように、フロントロード部113のウェハカセットから研磨前のウェハWは、ロード/アンロード部11の搬送ロボット111により取り出されて、搬送部14の搬入口41aと対向する位置まで移動される。次いで、
図16Bに示すように、搬送部14の搬入口41aが開けられた後、搬送ロボット111に保持されたウェハWは、搬入口41aからカバー41の内側へと挿入され、スライドステージ42上に載せられて支持される。
【0172】
次に、
図16Cに示すように、ウェハWを保持するスライドステージ42は、ステージ移動機構43から与えられる動力により、長手方向に沿って搬出口41bと対向する位置まで移動される。そして、搬送部14の搬出口41bが開けられる。このとき、搬送部14のカバー41の内側には、排気ダクト44により、搬入口41a側から搬出口41b側へと流れる気流が形成されている。これにより、研磨部12内のパーティクルが搬送部14を通ってロード/アンロード部11内に拡散することが防止される。
【0173】
図17Aに示すように、研磨部12の搬送ロボット23のハンド231が、搬送部14の搬出口41bと同じ高さ位置に位置決めされた状態で、搬送ロボット23のアーム232が伸ばされる。アームの先端に支持されたハンド231は、搬出口41bを通ってカバー41の内側へと挿入され、スライドステージ42上に保持されたウェハWの下方に差し入れられる。次いで、ハンド231が上昇され、ウェハWはスライドステージ42からハンド231へと受け渡される。そして、アーム232が縮められることで、
図17Bに示すように、ハンド231上に保持されたウェハWは、搬送部14から研磨部12へと取り出される。その後、
図17Cに示すように、搬送ロボット23の反転機構234により、ハンド231がウェハWと一緒に上下反転される。なお、図面において、灰色で塗られたウェハWは上下反転されたウェハを示している。
【0174】
次に、
図17Dに示すように、アーム232がロボット本体233の軸線周りに回動され、ハンド231が第1搬送ユニット24a側に向けられる。そして、アーム232が延ばされ、ハンド231に保持されたウェハWは、第1搬送ユニット24aへと受け渡され、第1搬送ユニット24aから第1研磨ユニット20aへと搬送される。なお、第1研磨ユニット20aが混雑している場合などには、ハンド231に保持されたウェハWは、第2搬送ユニット24bへと受け渡され、第2搬送ユニット24bから第2研磨ユニット20bへと基板が搬入されてもよい。本実施の形態では、搬送部14から研磨部12へと搬送されてくるウェハWが、搬送ロボット23により第1搬送ユニット24aおよび第2搬送ユニット24bに振り分けられ、第1搬送ユニット24aから第1研磨ユニット20aへとウェハWが搬入されるとともに、第2搬送ユニット24bから第2研磨ユニット20bへとウェハWが搬入される。そのため、第1研磨ユニット20aおよび第2研磨ユニット20bは搬入経路を共有しておらず、第1研磨ユニット20aおよび第2研磨ユニット20bへの基板搬入時の混雑が解消される。したがって、プロセス全体のスループットが向上する。
【0175】
第2搬送ユニット24bによるウェハ受け渡し動作は、第1搬送ユニット24aによるウェハ受け渡し動作と同様であるため、以下、第1搬送ユニット24aによるウェハ受け渡し動作について説明する。
【0176】
1つのウェハを第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bにて連続して(シリーズで)処理する場合には、
図18Aおよび
図18Bに示すように、搬送ロボット23に保持された研磨前の第1ウェハW1は、待機位置L1に配置されたエクスチェンジャ50の第3ステージ52cに受け渡される。そして、
図18Cに示すように、第1ウェハW1を保持する第3ステージ52cは、待機位置L1から第1基板搬送位置TP1へ移動される。
【0177】
次に、
図18Dに示すように、第1プッシャ51aが上昇して第3ステージ52cの内側を通過し、第3ステージ52c上の第1ウェハW1が第1プッシャ51aにより押し上げられて第1研磨装置21aのトップリング25aに受け渡される。そして、第1ウェハW1が第1研磨装置21aのトップリング25aに吸着保持された後、
図18Eに示すように、第1プッシャ51aが初期高さ位置まで下降する。その後、
図18Fに示すように、第1研磨装置21aの研磨位置にて第1ウェハW1の研磨が行われる(より詳しくは、
図4を参照し、トップリング25aが研磨パッド102a上に図示しない移動手段により移動され、図示しない昇降手段により研磨パッド102aが、トップリング25aに保持された第1ウェハW1に当接され、トップリング25aと研磨テーブル101aとの相対移動により第1ウェハWの研磨が行われる。以下、他の研磨装置の研磨位置でのウェハWの研磨も同様に行われる)。このとき、第3ステージ52cが第1基板搬送位置TP1から待機位置L1へ移動されるとともに、第2ステージ52bが待機位置L1から第1基板搬送位置TP1へと移動される。搬送ロボット23は、研磨前の第2ウェハW2を保持する。
【0178】
第1研磨装置21aでの第1ウェハW1の研磨が終了した後、
図18Gに示すように、第1プッシャ51aが上昇して、研磨された第1ウェハW1を第1研磨装置21aのトップリング25aから受け取る。そして、
図18Hに示すように、第1プッシャ51aが下降して第2ステージ52bを通過し、第1プッシャ51a上の第1ウェハW1が第2ステージ52bに受け渡される。第2ステージ52bに保持された第1ウェハW1は、第1基板搬送位置TP1において洗浄ノズル(図示しない)により洗浄される。また、搬送ロボット23に保持された研磨前の第2ウェハW2は、待機位置L1に配置された第3ステージ52cに受け渡される。
【0179】
次に、
図18Iに示すように、第1ウェハW1を保持する第2ステージ52bが、第1基板搬送位置TP1から第2搬送位置TP2へと移動されるのと同時に、第2ウェハW2を保持する第3ステージ52cは、待機位置L1から第1基板搬送位置TP1へ移動される。このように、それぞれウェハW1、W2を保持する2つのステージ52b、52cが互いに逆向きに交差するように移動できるため、プロセスのスループットが向上する。
【0180】
次に、
図18Jに示すように、第2プッシャ51bが上昇して第2ステージ52bの内側を通過し、第2ステージ52b上の第1ウェハW1が第2プッシャ51bにより押し上げられて第2研磨装置21bのトップリング25bに受け渡される。また、第1プッシャ51aが上昇して第3ステージ52cの内側を通過し、第3ステージ52c上の第2ウェハW2が第1プッシャ51aにより押し上げられて第1研磨装置21aのトップリング25aに受け渡される。そして、
図18Kに示すように、第1ウェハW1が第2研磨装置21bのトップリング25bに吸着保持された後、第2プッシャ51bが初期高さ位置まで下降する。また、第2ウェハW2が第1研磨装置21aのトップリング25aに吸着保持された後、第1プッシャ51aが初期高さ位置まで下降する。
【0181】
その後、
図18Lに示すように、第2研磨装置21bにて第1ウェハW1の更なる研磨が行われるとともに、第1研磨装置21aにて第2ウェハW2の研磨が行われる。このとき、第3ステージ52cが第1基板搬送位置TP1から待機位置L1へ移動されるとともに、第2ステージ52bが第2基板搬送位置TP2から第1基板搬送位置TP1へと移動される。また、第1ステージ52aが待機位置L1から第2基板搬送位置TP2へと移動される。搬送ロボット23は、研磨前の第3ウェハW3を保持する。
【0182】
第2研磨装置21bでの第1ウェハW1の研磨が終了した後、
図18Mに示すように、第2プッシャ51bが上昇して、研磨された第1ウェハW1を第2研磨装置21bのトップリング25bから受け取る。また、第1研磨装置21aでの第2ウェハW2の研磨が終了した後、第1プッシャ51aが上昇して、研磨された第2ウェハW2を第1研磨装置21aのトップリング25aから受け取る。
【0183】
そして、
図18Nに示すように、第2プッシャ51bが下降して第1ステージ52aを通過し、第2プッシャ51b上の第1ウェハW1が第1ステージ52aに受け渡される。第1ステージ52aに保持された第1ウェハW1は、第2基板搬送位置TP2において洗浄ノズル(図示しない)により洗浄される。また、第1プッシャ51aが下降して第2ステージ52bを通過し、第1プッシャ51a上の第2ウェハW2が第2ステージ52bに受け渡される。第2ステージ52bに保持された第2ウェハW2は、第1基板搬送位置TP1において洗浄ノズル(図示しない)により洗浄される。搬送ロボット23に保持された研磨前の第3ウェハW3は、待機位置L1に配置された第3ステージ52cに受け渡される。
【0184】
次に、
図18Оに示すように、第1ウェハW1を保持する第1ステージ52aは、第2
基板搬送位置TP2から待機位置L1へと移動され、第1ステージ52aに保持された第1ウェハW1は、搬送ロボット23により第1ステージ52a上から取り出される。一方、第2ウェハW2を保持する第2ステージ52bは、第2研磨装置21bでの研磨処理のために、第1基板搬送位置TP1から第2基板搬送位置TP2へ移動される。同時に、第3ウェハW3を保持する第3ステージ52cは、第1研磨装置21bでの研磨処理のために、待機位置L1から第1基板搬送位置TP1へ移動される。
【0185】
2つのウェハを第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bにて並行して(パラレルで)処理する場合には、
図19Aおよび
図19Bに示すように、搬送ロボット23に保持された研磨前の第1ウェハW1は、待機位置L1に配置されたエクスチェンジャ50の第3ステージ52cに受け渡される。そして、
図19Cに示すように、第1ウェハW1を保持する第3ステージ52cは、待機位置L1から第1基板搬送位置TP1へ移動される。
【0186】
次に、
図19Dに示すように、第1プッシャ51aが上昇して第3ステージ52cの内側を通過し、第3ステージ52c上の第1ウェハW1が第1プッシャ51aにより押し上げられて第1研磨装置21aのトップリング25aに受け渡される。そして、第1ウェハW1が第1研磨装置21aのトップリング25aに吸着保持された後、
図19Eに示すように、第1プッシャ51aが初期高さ位置まで下降する。搬送ロボット23は、研磨前の第2ウェハW2を保持する。
【0187】
その後、
図19Fに示すように、第1研磨装置21aにて第1ウェハW1の研磨が行われる。このとき、第3ステージ52cが第1基板搬送位置TP1から待機位置L1へ移動されるとともに、第2ステージ52bが待機位置L1から第1基板搬送位置TP1へと移動される。搬送ロボット23に保持された研磨前の第2ウェハW2は、待機位置L1に配置された第3ステージ52cに受け渡される。そして、
図19Gに示すように、第2ウェハW2を保持する第3ステージ52cは、待機位置L1から第2基板搬送位置TP2へと移動される。
【0188】
ところで、第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bにてパラレル処理する場合であっても、第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bにてシリーズ処理する場合と同様に、第2ステージ52bを用いて第1研磨装置21aからのウェハ受取りを行うとともに、同じ第2ステージ52bを用いて第2研磨装置21bへのウェハ受け渡しを行うことも可能である。しかしながら、この場合、
図31に示すように、第1研磨装置21aからのウェハ受取り時にトラブルが発生して第2ステージ52bを使用できなくなると、これに引きずられて、第2研磨装置21bへのウェハ受け渡しまでできなくなる(デッドロックが発生する)。
【0189】
一方、本実施の形態では、第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bにて並行してウェハを研磨する場合には、同じ第3ステージ52cを用いて第1研磨装置21a及び第2研磨装置21bの両方へのウェハ受け渡しを行い、第2ステージ52bおよび第1ステージ52aがそれぞれ第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bからのウェハ受取り専用とされているため、第1研磨装置21aからのウェハ受取り時にトラブルが発生して第2ステージ52bを使用できなくなっても、第2研磨装置21bへのウェハ受け渡しを継続して行うことが可能である(デッドロックが発生しない)。
【0190】
次に、
図19Hに示すように、第2プッシャ51bが上昇して第3ステージ52cの内側を通過し、第3ステージ52c上の第2ウェハW2が第2プッシャ51bにより押し上げられて第2研磨装置21bのトップリング25bに受け渡される。そして、第2ウェハW2が第2研磨装置21bのトップリング25bに吸着保持された後、
図19Iに示すように、第2プッシャ51bが初期高さ位置まで下降する。搬送ロボット23は、研磨前の
第3ウェハW3を保持する。
【0191】
その後、
図19Jに示すように、第2研磨装置21bにて第2ウェハW2の研磨が行われる。このとき、第3ステージ52cが第2基板搬送位置TP2から待機位置L1へ移動されるとともに、第1ステージ52aが待機位置L1から第2基板搬送位置TP2へと移動される。搬送ロボット23に保持された研磨前の第3ウェハW3は、待機位置L1に配置された第3ステージ52cに受け渡される。
【0192】
第2研磨装置21bでの研磨が終了する前に第1研磨装置21aでの研磨が終了したら、
図19Kに示すように、第1プッシャ51aが上昇して、研磨された第1ウェハW1を第1研磨装置21aのトップリング25aから受け取る。そして、
図19Lに示すように、第1プッシャ51aが下降して第2ステージ52bを通過し、第1プッシャ51a上の第1ウェハW1が第2ステージ52bに受け渡される。第2ステージ52bに保持された第1ウェハW1は、第1基板搬送位置TP1において洗浄ノズル(図示しない)により洗浄される。
【0193】
次に、
図19Mに示すように、第1ウェハW1を保持する第2ステージ52bが、第1基板搬送位置TP1から待機位置L1へと移動されるのと同時に、第3ウェハW3を保持する第3ステージ52cは、待機位置L1から第1基板搬送位置TP1へ移動される。第2ステージ52bに保持された第1ウェハW1は、待機位置L1にて搬送ロボット23により第2ステージ52b上から取り出される。
【0194】
一方、第1研磨装置21aでの研磨が終了する前に第2研磨装置21bでの研磨が終了したら、
図19Nに示すように、第2プッシャ51bが上昇して、研磨された第2ウェハW2を第2研磨装置21bのトップリング25bから受け取る。そして、
図19Oに示すように、第2プッシャ51bが下降して第1ステージ52aを通過し、第2プッシャ51b上の第2ウェハW2が第1ステージ52aに受け渡される。第1ステージ52aに保持された第2ウェハW2は、第2基板搬送位置TP2において洗浄ノズル(図示しない)により洗浄される。
【0195】
次に、
図19Pに示すように、第2ウェハW2を保持する第1ステージ52aが、第2基板搬送位置TP2から待機位置L1へと移動されるのと同時に、第3ウェハW3を保持する第3ステージ52cは、待機位置L1から第2基板搬送位置TP2へ移動される。第1ステージ52aに保持された第2ウェハW2は、待機位置L1にて搬送ロボット23により第1ステージ52a上から取り出される。
【0196】
上述した内容の繰り返しになるが、
図20Aに示すように、第1ステージ52a上に保持されたウェハWは、搬送ロボット23のハンド231により第1ステージ52a上から取り出される。その後、搬送ロボット23の反転機構234により、ハンド231がウェハWと一緒に上下反転される。
【0197】
次に、
図20Bに示すように、搬送ロボット23のアーム232がロボット本体233の軸線周りに回動され、ハンド231が洗浄部13の第1洗浄ユニット30aの第1ウェハステーション33a側に向けられる。そして、
図20Cに示すように、アーム232が延ばされ、ハンド231に保持されたウェハWは、第1ウェハステーション33aへと受け渡される。より詳しくは、搬送ロボット23のハンド231が、第1ウェハステーション33aの搬入口73と同じ高さ位置に位置決めされた状態で、アーム232が延ばされ、ハンド231に保持されたウェハWは、第1ウェハステーション33aの搬入口73を通って筐体71の内側へと搬入され、ステージ72上に載せられて支持される。
【0198】
なお、第1洗浄ユニット30aが混雑している場合などには、ハンド231に保持されたウェハWは、第2洗浄ユニット30aの第2ウェハステーション33bへと受け渡されてもよい。本実施の形態では、研磨部から洗浄部へと搬送されてくるウェハWが、搬送ロボット23により第1洗浄ユニット30aおよび第2洗浄ユニット30bに振り分けられ、第1洗浄ユニット30aおよび第2洗浄ユニット30bにて並行して洗浄される。したがって、プロセス全体のスループットが向上する。
【0199】
第2洗浄ユニット30bにおけるウェハ洗浄処理は、第1洗浄ユニット30aにおけるウェハ洗浄処理と同様であるため、以下、第1洗浄ユニット30aにおけるウェハ洗浄処理について説明する。
【0200】
図21Aに示すように、まず、一対の第1アーム611および一対の第2アーム612がそれぞれ先端を上向きに向けられた状態で、アーム搬送機構62の駆動により、第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602が第1洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に沿って移動され、一対の第1アーム611が第1ウェハステーション33aに隣接する待機位置にて静止される。そして、第1回動機構631の駆動により、一対の第1アーム611は回転軸631Aを中心として回動され、一対の第1アーム611の先端は横向きに向けられる。第1ウェハステーション33aのシャッタが退避されてアーム通過用開口74が開けられた後、一対の第1アーム611がアーム通過用開口74を通って第1ウェハステーション33aの内側に挿入され、ステージ72上に保持されたウェハWを把持する。ウェハWが一対の第1アーム611に把持された後、ステージ72は下方に退避される。
【0201】
次に、
図21Bに示すように、1次洗浄モジュール311aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開けられた後、ハンド搬送機構62の駆動により、第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602が洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に沿って移動され、一対の第1アーム611に把持されたウェハWは、第1ウェハステーション33aから1次洗浄モジュール311aへと搬送され、1次洗浄モジュール311aの洗浄機に受け渡される。次いで、一対の第1アーム611が1次洗浄モジュール311aの筐体91の外側に出された後、アーム通過用開口94がシャッタ97により閉じられ、1次洗浄モジュール311aの洗浄機にてウェハWの洗浄が行われる。
【0202】
1次洗浄モジュール311aでの洗浄処理が終了した後、シャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開けられる。一対の第1アーム611がアーム通過用開口94を通って1次洗浄モジュール311aの筐体91の内側に挿入され、洗浄機にて洗浄されたウェハWを把持する。
【0203】
次に、
図21Cに示すように、2次洗浄モジュール312aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開けられた後、アーム搬送機構62の駆動により、第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602が洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に沿って移動され、一対の第1アーム611に把持されたウェハWは、1次洗浄モジュール311aから2次洗浄モジュール312aへと搬送され、2次洗浄モジュール312aの洗浄機に受け渡される。次いで、一対の第1アーム611が2次洗浄モジュール312aの筐体91の外側に出された後、アーム通過用開口94がシャッタ97により閉じられ、2次洗浄モジュール312aの洗浄機にてウェハWの洗浄が行われる。
【0204】
次に、
図21Dに示すように、第1回動機構631の駆動により、一対の第1アーム611は回転軸631Aを中心として回動され、一対の第1アーム611の先端は上向きに向けられる。そして、一対の第1アーム611および一対の第2アーム612がそれぞれ先端を上向きに向けられた状態で、アーム搬送機構62の駆動により、第1ウェハ把持機
構601および第2ウェハ把持機構602が第1洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に沿って移動され、一対の第2アーム612が第2洗浄モジュール312aに隣接する待機位置にて静止される。第2回動機構632の駆動により、一対の第2アーム612は回転軸632Aを中心として回動され、一対の第2アーム612の先端は横向きに向けられる。
【0205】
2次洗浄モジュール312aでの洗浄処理が終了した後、シャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開けられる。一対の第2アーム612がアーム通過用開口94を通って2次洗浄モジュール312aの筐体91の内側に挿入され、洗浄機にて洗浄されたウェハWを把持する。
【0206】
このように、本実施の形態では、2次洗浄モジュール312aでの洗浄前のウェハWは一対の第1アーム611により把持されて搬送され、2次洗浄モジュール312aでの洗浄後のウェハWは一対の第2アーム612により把持されて搬送される。すなわち、2次洗浄モジュール312aにおいてアームが交換される。これにより、2次洗浄モジュール312aでの洗浄後のウェハWに一対の第1アーム611が接触して当該ウェハWが汚染されることを防止できる。
【0207】
次に、
図21Eに示すように、3次洗浄モジュール313aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開けられた後、アーム搬送機構62の駆動により、第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602が洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に沿って移動され、一対の第2アーム612に把持されたウェハWは、2次洗浄モジュール312aから3次洗浄モジュール313aへと搬送され、3次洗浄モジュール313aの洗浄機に受け渡される。次いで、一対の第2アーム612が3次洗浄モジュール313aの筐体91の外側に出された後、アーム通過用開口94がシャッタ97により閉じられ、3次洗浄モジュール313aの洗浄機にてウェハWの洗浄が行われる。
【0208】
3次洗浄モジュール313aでの洗浄処理が終了した後、シャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開けられる。一対の第2アーム612がアーム通過用開口94を通って3次洗浄モジュール313aの筐体91の内側に挿入され、洗浄機にて洗浄されたウェハWを把持する。
【0209】
次に、
図21Fに示すように、4次洗浄モジュール314aのシャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開けられた後、アーム搬送機構62の駆動により、第1ウェハ把持機構601および第2ウェハ把持機構602が洗浄モジュール311a〜314aの配列方向に沿って移動され、一対の第2アーム612に把持されたウェハWは、3次洗浄モジュール313aから4次洗浄モジュール314aへと搬送され、4次洗浄モジュール314aの洗浄機に受け渡される。次いで、一対の第2アーム612が4次洗浄モジュール314aの筐体91の外側に出された後、アーム通過用開口94がシャッタ97により閉じられ、4次洗浄モジュール314aの洗浄機にてウェハWの洗浄及び乾燥が行われる。
【0210】
4次洗浄モジュール314aでの洗浄及び乾燥処理が終了した後、シャッタ97が退避されてアーム通過用開口94が開けられる。上述したロード/アンロード部11の搬送ロボット111のハンドがアーム通過用開口94を通って4次洗浄モジュール314aの筐体91の内側に挿入され、洗浄機にて洗浄され、最後の工程として(例えばスピン)乾燥処理されたウェハWがロード/アンロード部11へと取り出される。
【0211】
以上のような本実施の形態によれば、洗浄部13が上下二段に配置された第1洗浄ユニット30aおよび第2洗浄ユニット30bを有しているため、複数のウェハWが連続的に
研磨部12から洗浄部13へと搬送されてくる場合であっても、第1洗浄ユニット30aおよび第2洗浄ユニット30bにウェハWを振り分けることにより、これら複数のウェハWを並行して洗浄することができる。したがって、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
【0212】
また、本実施の形態によれば、研磨前のウェハWが搬送部14のスライドステージ42より研磨部12へと搬送されるため、ロード/アンロード部11に配置された搬送ロボット111が研磨環境に触れて汚染されることを防止できる。
【0213】
また、本実施の形態によれば、第1洗浄ユニット30aおよび第2洗浄ユニット30aは上下二段に配置されており、スライドステージ42が第1洗浄ユニット30aと第2洗浄ユニット30bとの間に配置されているため、装置全体のフットプリントの増大を抑制できる。
【0214】
また、本実施の形態によれば、研磨部搬送機構22が搬送部14と第1研磨ユニット20aおよび第2研磨ユニット20bのそれぞれに隣接するように配置されており、搬送部14から研磨部12へと搬送されてくるウェハWは、研磨部搬送機構22の搬送ロボット23により第1搬送ユニット24aおよび第2搬送ユニット24bに振り分けられる。そして、第1搬送ユニット24aから第1研磨ユニット20aへとウェハWが搬入されるとともに、第2搬送ユニット24bから第2研磨ユニット20bへとウェハWが搬入される。このように、第1研磨ユニット20aおよび第2研磨ユニット20bはウェハの搬入経路を共有していないから、第1研磨ユニット20aおよび第2研磨ユニット20bへのウェハ搬入時の混雑が解消される。これにより、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
【0215】
また、本実施の形態によれば、第1洗浄ユニット30aの洗浄モジュール311a〜314aのいずれかに異常が発生した場合であっても、第1洗浄ユニット30a内に位置するウェハWが第2洗浄ユニット30bへと搬送されて洗浄されることで、第1洗浄ユニット30a内に位置するウェハWを救済することができる。
【0216】
また、本実施の形態によれば、研磨部12の第1搬送ユニット24aは、搬送ロボット23から受け取ったウェハWを第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bの各々に搬送することができる。また、研磨部12の第2搬送ユニット24bは、搬送ロボット23から受け取ったウェハWを第3研磨装置21cおよび第4研磨装置21dの各々に搬送することができる。例えば、第1搬送ユニット24aの第1ステージ52aが搬送ロボット23から第1ウェハを受け取って第1基板搬送位置TP1に移動し、第1プッシャ51aが上昇して第1ステージ52aから第1研磨装置21aへと第1ウェハを受け渡し、第1ウェハを第1研磨装置21aにて研磨している間に、第2ステージ52bが搬送ロボット23から第2ウェハを受け取って第2基板搬送位置TP2に移動し、第2プッシャ51bが上昇して第2ステージ52bから第2研磨装置21bへと第2ウェハを受け渡し、第2ウェハを第2研磨装置21bにて研磨することができる。このように2枚のウェハを並行して研磨することで、プロセス全体のスループットを向上させることができる。また、第1研磨装置21aにてウェハを研磨した後、第1プッシャ51aが下降して第1研磨装置21aから第2ステージ52bへとその基板を受け渡し、第2ステージ52bが第2基板搬送位置TP2に移動し、第2プッシャ51bが上昇して第2ステージ52bから第2研磨装置21bへとウェハを受け渡し、そのウェハを第2研磨装置21bにてさらに連続して研磨することも可能である。
【0217】
また、本実施の形態によれば、研磨部12のエクスチェンジャ50が3つのステージ52a〜52cを有しているため、例えば第1ステージ52aおよび第2ステージ52bの
両方を第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bとのウェハの受け渡しに使用している間に、第3ステージ52cに次のウェハを受け取らせて待機させておくことができる。これにより、次のウェハに対する研磨処理の開始タイミングを早くすることができ、スループットをさらに向上させることができる。
【0218】
また、本実施の形態によれば、第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bにて並行して(パラレルに)第1ウェハW1および第2ウェハW2を研磨する場合に、同じ第3ステージ52cを用いて第1研磨装置21a及び第2研磨装置21bの両方へのウェハ受け渡しを行い、第2ステージ52bおよび第1ステージ52aがそれぞれ第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21bからのウェハ受取り専用とされるため、一方の研磨装置21aからのウェハ受取り時にトラブルが発生したとしても、他方の研磨装置21bへのウェハ受け渡しを継続して行うことができる(デッドロックの発生を回避できる)。
【0219】
また、本実施の形態によれば、各洗浄モジュール311a〜314a間にてウェハWを搬送する洗浄部搬送機構32aが開閉可能な一対のアーム611と回動機構631とを有しており、回動機構631が一対のアーム611を先端が上向きになるように回動させることができるため、複数の洗浄モジュール311a〜314aのうち特定の洗浄モジュールのシャッタ97が閉まっていても、この洗浄モジュールを回避して(スキップして)アーム611を移動させることができる。したがって、この洗浄モジュールを通過するようにアーム611を移動させる際に、シャッタ97が開くのを待つ必要がなくなり、プロセス全体のスループットを向上させることができる。
【0220】
また、本実施の形態によれば、回動機構631が一対のアーム611を先端が上向きになるように回動させる際に、上下移動機構641が一対のアーム611を下降させるため、一対のアーム611の上方に必要なスペースを削減できる。
【0221】
また、本実施の形態によれば、一対のアーム611、612と上下移動機構641、642と回動機構631、632とからなる組を2組有しているため、保持すべきウェハの清浄度に応じて2組のアームを使い分けることができる。例えば、各洗浄モジュールでの洗浄処理のうち前半の洗浄処理では一方の組のアームを使用し、後半の洗浄処理では他方の組のアームを使用することで、後半の洗浄処理を受けているウェハが一方の組のアームに接して汚染されることを防止できる。
【0222】
また、本実施の形態によれば、一対のアーム611には、ウェハの外周部に当接可能なチャックコマ612a、612bが上下二段に設けられているため、保持すべきウェハの清浄度に応じてチャックコマ612a、612bを使い分けることができる。例えば、各洗浄モジュールでの洗浄処理のうち前半の洗浄処理では下段のチャックコマ612bを使用し、後半の洗浄処理では上段のチャックコマ612aを使用することで、後半の洗浄処理を受けているウェハが下段のチャックコマ612bに接して汚染されることを防止できる。
【0223】
また、本実施の形態によれば、一対のアーム611と上下移動機構641と回動機構631とを有するウェハ把持機構601がアーム搬送機構62の下方に懸垂状に配置されているため、ウェハ把持機構601のメンテナンススペースを拡大される。したがって、メンテナンスに要する時間を短縮することができる。
【0224】
また、本実施の形態によれば、研磨前のウェハWを研磨装置12にて研磨する前に、予備洗浄モジュール39aにて当該ウェハWの表面を洗浄しておくことができる。これにより、ウェハWの研磨処理中に粗大粒子を噛み込んでスクラッチが発生するなどのトラブルを低減できる。
【0225】
なお、上述した実施の形態では、2次洗浄モジュール312aでの洗浄前のウェハWが一対の第1アーム611により把持されて搬送され、2次洗浄モジュール312aでの洗浄後のウェハWが一対の第2アーム612により把持されて搬送されたが、これに限定されない。例えば、1次洗浄モジュール311aでの洗浄前のウェハWが一対の第1アーム611により把持されて搬送され、1次洗浄モジュール311aでの洗浄後のウェハWが一対の第2アーム612により把持されて搬送されてもよいし、3次洗浄モジュール313aでの洗浄前のウェハWが一対の第1アーム611により把持されて搬送され、3次洗浄モジュール313aでの洗浄後のウェハWが一対の第2アーム612により把持されて搬送されてもよい。
【0226】
また、上述した実施の形態では、研磨部12の搬送ユニット(例えば第1搬送ユニット24a)が、2台の研磨装置(第1研磨装置21aおよび第2研磨装置21b)の各々に対する2箇所の基板搬送位置(第1基板搬送位置TP1および第2基板搬送位置TP2)に配置され、上下移動する2台のプッシャ(第1プッシャ51aと第2プッシャ51b)と、上下2段に配置され、搬送ロボット23に対してウェハWの受け渡しを行う待機位置L1と2箇所の基板搬送位置TP1、TP2との間を互いに独立に水平移動する少なくとも2台のステージ(第1ステージ52aおよび第2ステージ52b)を含むエクスチェンジャ50と、を有していたが、これに限定されず、研磨部12の搬送ユニットが、M台(Mは3以上の自然数)の研磨装置の各々に対するM箇所の基板搬送位置に配置され、上下移動するM台のプッシャと、上下M段に配置され、搬送ロボット23に対してウェハWの受け渡しを行う待機位置L1とM箇所の基板搬送位置との間を互いに独立に水平移動する少なくともM台のステージを含むエクスチェンジャ50とを有していてもよい。この場合、エクスチェンジャ50は、M台のステージに対して上下多段に配置され、待機位置L1とM箇所の基板搬送位置との間をM台のステージとは独立に水平移動する少なくとも1台の更なるステージを有していることが好ましい。
【0227】
なお、上述の実施形態では、ウェハを研磨する研磨装置を例に説明したが、本発明は研磨装置に限らず他の基板処理装置にも適用できるものである。例えば、複数の研磨ユニットを他の基板処理ユニット(例えば、めっき処理ユニットやCVDユニットなどの成膜処理ユニット、ウェットエッチングユニットやドライエッチングユニットなど)に置き換え、研磨装置とは別の基板処理装置を構成してもよい。また、異なる複数の基板処理ユニットを組み合わせ、これらを所定の方向に並べて配置してもよい。
【0228】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。