特開 2024-20815 ウェハ搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024020815

(43)【公開日】2024-02-15

(54)【発明の名称】ウェハ搬送装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20240207BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20240207BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20240207BHJP

   B24B 49/12 20060101ALI20240207BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/304 621

H01L21/304 622G

H01L21/304 622L

B24B41/06 A

B24B49/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022123282

(22)【出願日】2022-08-02

(71)【出願人】

【識別番号】594002288

【氏名又は名称】株式会社ＢＢＳ金明

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 洋之

(72)【発明者】

【氏名】川原 龍之介

【テーマコード（参考）】

3C034

5F057

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C034BB83

3C034BB93

3C034CA22

3C034DD10

3C034DD20

5F057AA12

5F057DA01

5F057FA13

5F057FA32

5F057FA33

5F131AA02

5F131BA32

5F131CA18

5F131DA33

5F131DA42

5F131DB62

5F131DB72

5F131DB86

5F131DD03

5F131DD29

5F131DD33

5F131DD43

5F131DD76

5F131EA05

5F131EA23

5F131EA24

5F131EB01

5F131EB73

5F131KA12

5F131KA33

5F131KA34

5F131KA72

5F131KB05

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB58

(57)【要約】

【課題】研磨ステージに対するウェハの搬送精度を高める。
【解決手段】ウェハ搬送装置は、第１アクチュエータによって第１方向に駆動される第１スライダと、第２アクチュエータによって前記第１方向に交差する第２方向に駆動される第２スライダと、を有する。前記ウェハ搬送装置は、前記第２スライダに取り付けられ、研磨ステージに搬送されるウェハを把持する搬送ハンドを有する。前記ウェハ搬送装置は、前記第１アクチュエータを制御することにより、前記搬送ハンドを前記第１方向に目標距離で移動させ、前記ウェハを前記研磨ステージに搬送する制御システムを有する。前記ウェハ搬送装置は、前記制御システムに通信可能に接続され、前記研磨ステージに搬送された前記ウェハの外縁データを測定する測定機器を有する。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェハの外縁を研磨する研磨ステージに前記ウェハを搬送するウェハ搬送装置であって、
第１方向に延びる第１ガイドレールに取り付けられ、第１アクチュエータによって前記第１方向に駆動される第１スライダと、
前記第１スライダに設けられた第２ガイドレールに取り付けられ、第２アクチュエータによって前記第１方向に交差する第２方向に駆動される第２スライダと、
前記第２スライダに取り付けられ、前記研磨ステージに搬送される前記ウェハを把持する搬送ハンドと、
前記第１アクチュエータを制御することにより、前記搬送ハンドを前記第１方向に目標距離で移動させ、前記ウェハを前記研磨ステージに搬送する制御システムと、
前記制御システムに通信可能に接続され、前記研磨ステージに搬送された前記ウェハの外縁データを測定する測定機器と、
を有し、
前記制御システムは、前記外縁データに基づいて前記ウェハの中心位置であるウェハ中心を算出し、かつ前記研磨ステージの中心位置であるステージ中心に対する前記ウェハ中心の偏心量を算出し、
前記制御システムは、前記偏心量が閾値を上回る場合に、前記偏心量に基づき前記第２アクチュエータを制御して前記搬送ハンドを前記第２方向に移動させ、かつ前記偏心量に基づきウェハ搬送時の前記目標距離を補正する、
ウェハ搬送装置。

【請求項2】

請求項１に記載のウェハ搬送装置において、
前記測定機器は、前記外縁データとして、前記ウェハの外縁上に設定される複数の測定点の位置を測定する、
ウェハ搬送装置。

【請求項3】

請求項２に記載のウェハ搬送装置において、
前記測定機器は、前記研磨ステージが回転した状態のもとで、前記測定点の位置を測定する、
ウェハ搬送装置。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載のウェハ搬送装置において、
前記測定機器は、ケースに収容される格納位置と、前記ケースから出て前記外縁データを測定する測定位置と、に移動可能である、
ウェハ搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨ステージにウェハを搬送するウェハ搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造過程においては、シリコンウェハ等のウェハに対して電子回路が形成される。この半導体材料であるウェハには、ウェハの表面を研磨する研磨加工が施されるだけでなく、ハンドリングに伴うチッピングを防止する観点から、ウェハの外縁を研磨する研磨加工が施されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２９７８４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ウェハの外縁を研磨する際には、搬送装置によってウェハを研磨ステージに搬送した後に、研磨ステージ上にウェハが吸着固定される。そして、回転する研磨ドラムに対して研磨ステージ上のウェハが押し当てられ、研磨ドラムによってウェハの外縁が研磨される。ここで、研磨ステージの中心とウェハの中心とにずれが生じていた場合には、ウェハの外縁に対して研磨ドラムを均一に当てることが困難になり、ウェハの研磨品質を低下させてしまう虞がある。そこで、研磨ステージの中心とウェハの中心とを互いに近づけるように、研磨ステージに対してウェハを搬送する際の精度を高めることが求められている。

【0005】

本発明の目的は、研磨ステージに対するウェハの搬送精度を高めることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態のウェハ搬送装置は、ウェハの外縁を研磨する研磨ステージに前記ウェハを搬送するウェハ搬送装置であって、第１方向に延びる第１ガイドレールに取り付けられ、第１アクチュエータによって前記第１方向に駆動される第１スライダと、前記第１スライダに設けられた第２ガイドレールに取り付けられ、第２アクチュエータによって前記第１方向に交差する第２方向に駆動される第２スライダと、前記第２スライダに取り付けられ、前記研磨ステージに搬送される前記ウェハを把持する搬送ハンドと、前記第１アクチュエータを制御することにより、前記搬送ハンドを前記第１方向に目標距離で移動させ、前記ウェハを前記研磨ステージに搬送する制御システムと、前記制御システムに通信可能に接続され、前記研磨ステージに搬送された前記ウェハの外縁データを測定する測定機器と、を有し、前記制御システムは、前記外縁データに基づいて前記ウェハの中心位置であるウェハ中心を算出し、かつ前記研磨ステージの中心位置であるステージ中心に対する前記ウェハ中心の偏心量を算出し、前記制御システムは、前記偏心量が閾値を上回る場合に、前記偏心量に基づき前記第２アクチュエータを制御して前記搬送ハンドを前記第２方向に移動させ、かつ前記偏心量に基づきウェハ搬送時の前記目標距離を補正する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様によれば、制御システムは、偏心量が閾値を上回る場合に、偏心量に基づき第２アクチュエータを制御して搬送ハンドを第２方向に移動させ、かつ偏心量に基づきウェハ搬送時の目標距離を補正する。これにより、ウェハの搬送精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ウェハ製造ラインの一部を示した図である。

【図2】第１研磨工程の搬送装置および研磨装置を示した図である。

【図3】第１研磨工程の搬送装置および研磨装置の一部を示した図である。

【図4】研磨装置を構成するステージユニットの内部構造を示した図である。

【図5】（Ａ）は図２の矢印５Ａ方向から搬送ユニットを示した図であり、（Ｂ）は図２の矢印５Ｂ方向から搬送ユニットを示した図である。

【図6】（Ａ）～（Ｃ）は、ウェハの搬送状況を示した図である。

【図7】（Ａ）および（Ｂ）は、測定ユニットを示した図である。

【図8】制御システムの一例を示した図である。

【図9】研磨ステージおよびウェハを示した図である。

【図10】搬送位置補正制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図11】搬送位置補正制御中の搬送装置および研磨装置を示した図である。

【図12】（Ａ）および（Ｂ）は、搬送位置補正制御中の研磨ステージユニットおよび測定ユニットを示した図である。

【図13】レーザ変位計によって測定される外縁の変位の一例を示す図である。

【図14】（Ａ）および（Ｂ）は、ステージ中心に対するウェハ中心の位置を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の構成や要素については、同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する。

【0010】

［ウェハ製造ライン］
図１はシリコンウェハ等のウェハを加工するウェハ製造ライン１０の一部を示した図である。図示するウェハ製造ライン１０を用いることにより、半導体デバイスの材料であるウェハに対して研磨加工等が施されている。図１に示すように、ウェハ製造ライン１０には、ウェハにノッチを形成する第１ノッチ工程Ｐｎ１および第２ノッチ工程Ｐｎ２が設けられており、ウェハの外縁を研磨する第１研磨工程Ｐｐ１および第２研磨工程Ｐｐ２が設けられている。

【0011】

第１ノッチ工程Ｐｎ１には、ウェハを固定する研磨ステージユニット１１、およびウェハにノッチを研磨する研磨加工機１２からなる研磨装置１３が設けられている。また、第１ノッチ工程Ｐｎ１には、矢印ａ１で示すように、カセット１４から研磨ステージユニット１１にウェハを搬送する搬送装置１５が設けられている。同様に、第２ノッチ工程Ｐｎ２には、ウェハを固定する研磨ステージユニット１６、およびウェハにノッチを研磨する研磨加工機１７からなる研磨装置１８が設けられている。また、第２ノッチ工程Ｐｎ２には、矢印ａ２で示すように、前工程の研磨ステージユニット１１から研磨ステージユニット１６にウェハを搬送する搬送装置１９が設けられている。

【0012】

第１研磨工程Ｐｐ１には、ウェハを固定する研磨ステージユニット２０、およびウェハの外縁を研磨する研磨加工機２１からなる研磨装置２２が設けられている。また、第１研磨工程Ｐｐ１には、矢印ａ３で示すように、前工程の研磨ステージユニット１６から研磨ステージユニット２０にウェハを搬送する搬送装置２３が設けられている。同様に、第２研磨工程Ｐｐ２には、ウェハを固定する研磨ステージユニット２４、およびウェハの外縁を研磨する研磨加工機２５からなる研磨装置２６が設けられている。また、第２研磨工程Ｐｐ２には、矢印ａ４で示すように、前工程の研磨ステージユニット２０から研磨ステージユニット２４にウェハを搬送する搬送装置２７が設けられている。

【0013】

なお、第２研磨工程Ｐｐ２の搬送装置２７に設けられる搬送ハンド２８は、ウェハの表裏を反転させる機能を有している。つまり、第１研磨工程Ｐｐ１では、ウェハの表面側から外縁が研磨されるのに対し、第２研磨工程Ｐｐ２では、ウェハの裏面側から外縁が研磨されている。また、第１および第２研磨工程Ｐｐ１，Ｐｐ２において、ウェハの表面側と裏面側との双方から同時に外縁を研磨しても良い。この場合には、搬送装置２７の搬送ハンド２８からウェハの反転機構が削減される。さらに、ウェハの外縁を研磨する工程としては、２つの研磨工程Ｐｐ１，Ｐｐ２に限られることはなく、１つの研磨工程によってウェハの外縁を研磨しても良く、３つ以上の研磨工程によってウェハの外縁を研磨しても良い。

【0014】

前述したように、図示するウェハ製造ライン１０には、４つの搬送装置１５，１９，２３，２７が設けられている。これらの搬送装置１５，１９，２３，２７のうち、研磨工程Ｐｐ１，Ｐｐ２に設けられる搬送装置２３，２７が、本発明の一実施形態であるウェハ搬送装置である。なお、搬送装置２３，２７は、互いに同様の構成を有することから、以下の説明では、第１研磨工程Ｐｐ１の搬送装置２３について説明し、第２研磨工程Ｐｐ２の搬送装置２７についてはその説明を省略する。

【0015】

［第１研磨工程］
図２は第１研磨工程Ｐｐ１の搬送装置２３および研磨装置２２を示した図であり、図３は第１研磨工程Ｐｐ１の搬送装置２３および研磨装置２２の一部を示した図である。なお、各図面に矢印Ｘで示したＸ方向とは、後述するガイドレール７２に沿う方向である。また、矢印Ｚで示したＺ方向とは、Ｘ方向に対して直交する方向であり、矢印Ｙで示したＹ方向とは、Ｘ方向およびＺ方向の双方に対して直交する方向である。

【0016】

図２および図３に示すように、第１研磨工程Ｐｐ１には、研磨ステージユニット２０（以下、ステージユニット２０と記載する。）および研磨加工機２１からなる研磨装置２２が設けられている。ステージユニット２０には、ウェハＷを固定する研磨ステージ３０が設けられており、研磨加工機２１には、ウェハＷの外縁Ｅを研磨する研磨ドラム３１が設けられている。また、第１研磨工程Ｐｐ１には、搬送ユニット３３および測定ユニット３５からなる搬送装置２３が設けられている。搬送ユニット３３には、ウェハＷを把持する搬送ハンド３２が設けられており、測定ユニット３５には、ウェハＷの外縁データを測定するレーザ変位計３４が設けられている。

【0017】

［研磨装置］
図４は研磨装置２２を構成するステージユニット２０の内部構造を示した図である。図４に示すように、ステージユニット２０は、ステージ昇降モータ３９を備えたベースフレーム４０と、ステージ回転モータ４１を備えた昇降部４２と、昇降部４２に対して回転可能に取り付けられる研磨ステージ３０と、を有している。また、研磨ステージ３０には、従動ギア４３を備えた中空軸４４が連結されている。さらに、ステージ回転モータ４１には減速機構４５が連結されており、この減速機構４５には従動ギア４３に噛み合う駆動ギア４６が設けられている。つまり、研磨ステージ３０とステージ回転モータ４１とは互いに連結されており、ステージ回転モータ４１によって研磨ステージ３０を回転させることができる。また、昇降部４２には、中空軸４４を回転可能に支持するスリーブ４７を備えた支持プレート４８が設けられている。この支持プレート４８には連結ロッド４９を介して軸受部５０が設けられており、軸受部５０にはＺ方向に延びる中空のネジ軸５１が設けられている。

【0018】

ステージユニット２０のベースフレーム４０には、ネジ軸５１に係合するナット５２が回転可能に設けられている。なお、ネジ軸５１とナット５２との間には図示しない鋼球が挿入されており、ネジ軸５１およびナット５２によってボールネジが形成されている。ベースフレーム４０に対して回転可能に設けられるナット５２には従動ギア５３が固定されており、ステージ昇降モータ３９には従動ギア５３に噛み合う駆動ギア５４が設けられている。ステージ昇降モータ３９を回転させることにより、ベースフレーム４０のナット５２を回転させることができ、昇降部４２のネジ軸５１をＺ方向に上下動させることができる。つまり、ステージ昇降モータ３９を回転させることにより、昇降部４２およびこれに支持される研磨ステージ３０をＺ方向に上下動させることができる。

【0019】

また、研磨ステージ３０および中空軸４４には貫通流路５５が形成されており、この貫通流路５５には負圧配管５６が接続されている。負圧配管５６には電磁バルブ５７を介して負圧チャンバ５８が接続されており、負圧チャンバ５８には負圧ポンプ５９が接続されている。電磁バルブ５７は、貫通流路５５と負圧チャンバ５８とを互いに接続する吸着状態と、貫通流路５５を大気開放ポート６０に接続する解放状態と、に動作可能である。電磁バルブ５７を吸着状態に制御することにより、貫通流路５５と負圧チャンバ５８とを接続することができ、貫通流路５５内の圧力を低下させて研磨ステージ３０上にウェハＷを吸着させることができる。一方、電磁バルブ５７を解放状態に制御することにより、貫通流路５５と大気開放ポート６０とを接続することができ、貫通流路５５内の圧力を上昇させてウェハＷの吸着を解除することができる。

【0020】

図２に示すように、研磨装置２２は、円形であるウェハＷの外縁Ｅを研磨する研磨加工機２１を有している。研磨加工機２１には、研磨ステージ３０の上方に配置される研磨ドラム３１が設けられるとともに、研磨ドラム３１にベルト機構６１を介して連結されるドラム回転モータ６２が設けられている。研磨ステージ３０に載せられたウェハＷの外縁Ｅを研磨する際には、ドラム回転モータ６２によって研磨ドラム３１を回転させるとともに、研磨ステージ３０を所定位置までＺ方向に上昇させる。これにより、研磨ドラム３１に設けられた研磨パッド３１ａに対して、ウェハＷの外縁Ｅを接触させるができ、研磨ドラム３１によってウェハＷの外縁Ｅを研磨することができる。なお、研磨ドラム３１によってウェハＷを研磨する際には、ウェハＷの外縁Ｅを均一に研磨するため、ステージ回転モータ４１を駆動して研磨ステージ３０つまりウェハＷを回転させている。また、研磨ステージ３０の回転中心と研磨ドラム３１の回転中心とは互いに一致している。

【0021】

［搬送装置］
図５（Ａ）は図２の矢印５Ａ方向から搬送ユニット３３を示した図であり、図５（Ｂ）は図２の矢印５Ｂ方向から搬送ユニット３３を示した図である。なお、図５（Ａ）および（Ｂ）には、搬送ユニット３３の内部構造を示すため、搬送ユニット３３の部分断面図が示されている。

【0022】

図２および図５に示すように、架台７０にはＸ方向（第１方向）に延びるガイドレール（第１ガイドレール）７２が設けられており、ガイドレール７２には第１スライダ７１が移動可能に取り付けられている。また、架台７０にはＸ方向に延びるネジ軸７３が設けられており、第１スライダ７１にはネジ軸７３に係合するナット７４が設けられている。なお、ネジ軸７３とナット７４との間には図示しない鋼球が挿入されており、ネジ軸７３およびナット７４によってボールネジが形成されている。また、第１スライダ７１には、ナット駆動用の電動モータである搬送モータ（第１アクチュエータ）７５が設けられている。ナット７４と搬送モータ７５とは、ベルト機構７６を介して互いに連結されている。搬送モータ７５を駆動してナット７４を回転させることにより、第１スライダ７１をネジ軸７３およびガイドレール７２に沿って移動させることができる。つまり、搬送ユニット３３には、搬送モータ７５によってＸ方向に駆動される第１スライダ７１が設けられている。

【0023】

また、第１スライダ７１にはＹ方向（第２方向）に延びるガイドレール（第２ガイドレール）８１が設けられており、ガイドレール８１には第２スライダ８２が移動可能に取り付けられている。さらに、図５（Ａ）に示すように、第１スライダ７１には伸縮ロッドを備えた調整アクチュエータ（第２アクチュエータ）８３が設けられており、調整アクチュエータ８３の伸縮ロッド８３ａにはブラケット８４を介して第２スライダ８２が連結されている。図示する調整アクチュエータ８３は、図示しない電動モータによって伸縮ロッド８３ａを伸縮させる電動アクチュエータである。調整アクチュエータ８３の伸縮ロッド８３ａを伸縮させることにより、第２スライダ８２をガイドレール８１に沿って移動させることができる。つまり、搬送ユニット３３には、調整アクチュエータ８３によってＹ方向に駆動される第２スライダ８２が設けられている。

【0024】

また、第２スライダ８２には、Ｚ方向に延びる昇降ロッド８５が設けられている。昇降ロッド８５の上端部には、伸縮ロッド８６ａを備えた昇降アクチュエータ８６がアダプタ８７を介して連結されている。図示する昇降アクチュエータ８６は、電動モータ８８によって伸縮ロッド８６ａを伸縮させる電動アクチュエータである。さらに、昇降ロッド８５の下端部には、ウェハＷを把持する搬送ハンド３２が連結されている。搬送ハンド３２は、ウェハＷを把持する第１アーム部８９および第２アーム部９０を有している。なお、図示しないアクチュエータを用いて、第１アーム部８９をＹ方向に移動させることが可能であり、第２アーム部９０をＹ方向に移動させることが可能である。このように、搬送ユニット３３には、第２スライダ８２に取り付けられた搬送ハンド３２が設けられている。

【0025】

このような搬送ユニット３３を用いることにより、ウェハＷを研磨ステージ３０に搬送することが可能である。ここで、図６（Ａ）～（Ｃ）はウェハＷの搬送状況を示した図である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）順に、ウェハＷが研磨ステージ３０に向けて搬送される状況が示されている。

【0026】

図６（Ａ）に示すように、図示しない研磨ステージユニット１６上のウェハＷが搬送ハンド３２によって保持されると、搬送モータ７５および昇降アクチュエータ８６が制御され、矢印ｂ１で示すように、搬送ハンド３２が研磨ステージ３０に向けて移動する。つまり、図１に矢印Ｄ１で示すように、搬送モータ７５を所定の目標回転角度で制御することにより、搬送ハンド３２をＸ方向に所定の目標移動距離（目標距離）Ｄ１で移動させる。

【0027】

続いて、図６（Ｂ）に矢印ｂ２で示すように、ウェハＷが研磨ステージ３０まで搬送されると、矢印ｂ３で示すように、第１アーム部８９および第２アーム部９０が移動し、搬送ハンド３２からウェハＷが離される。なお、図６（Ｂ）においては、研磨ステージ３０の貫通流路５５に負圧が供給されることから、ウェハＷが研磨ステージ３０上に吸着固定された状態となる。そして、研磨ステージ３０上のウェハＷから第１アーム部８９および第２アーム部９０が離れると、図６（Ｃ）に矢印ｂ４で示すように、搬送モータ７５および昇降アクチュエータ８６が制御され、搬送ハンド３２が所定の待機位置に向けて移動する。

【0028】

前述したように、搬送装置２３には、ウェハＷの外縁データを測定する測定ユニット３５が設けられている。ここで、図７（Ａ）および（Ｂ）は測定ユニット３５を示した図である。なお、図７（Ａ）および（Ｂ）には、測定ユニット３５の内部構造を示すため、測定ユニット３５の部分断面図が示されている。

【0029】

図７（Ａ）に示すように、測定ユニット３５は、収容ケース（ケース）９３およびエアシリンダ９４が取り付けられたベースプレート９５と、エアシリンダ９４の伸縮ロッド９４ａに連結された昇降テーブル９６と、を有している。昇降テーブル９６には、レーザ変位計（測定機器）３４が設置される設置台９７と、レーザ変位計３４を覆う防水カバー９８と、が設けられている。また、昇降テーブル９６に連結されたエアシリンダ９４を駆動するため、エアシリンダ９４には２つの給排配管９９，１００が接続されている。これらの給排配管９９，１００には電磁バルブ１０１を介してエアチャンバ１０２が接続されており、エアチャンバ１０２にはエアポンプ１０３が接続されている。

【0030】

電磁バルブ１０１は、昇降テーブル９６を下降させる下降状態と、昇降テーブル９６を上昇させる上昇状態と、に動作可能である。電磁バルブ１０１を下降状態に制御することにより、給排配管９９とエアチャンバ１０２とが互いに接続され、給排配管１００と排気ポート１０４とが互いに接続される。これにより、図７（Ａ）に示すように、エアシリンダ９４の伸縮ロッド９４ａを縮めることができ、収容ケース９３にレーザ変位計３４が収容されるように、昇降テーブル９６を下げることができる。一方、電磁バルブ１０１を上昇状態に制御することにより、給排配管９９と排気ポート１０５とが互いに接続され、給排配管１００とエアチャンバ１０２とが互いに接続される。これにより、図７（Ｂ）に示すように、エアシリンダ９４の伸縮ロッド９４ａを伸ばすことができるため、収容ケース９３からレーザ変位計３４が出るように、昇降テーブル９６を上げることができる。

【0031】

このように、測定ユニット３５に設けられたレーザ変位計３４は、収容ケース９３に収容される格納位置と、収容ケース９３から出される測定位置と、に移動可能である。図７（Ｂ）に示すように、レーザ変位計３４を測定位置に移動させることにより、レーザ変位計３４は研磨ステージ３０上のウェハＷの径方向外方に配置される。これにより、レーザ変位計３４からウェハＷの外縁Ｅに向けてレーザ光を照射することができ、レーザ変位計３４によってウェハＷの外縁Ｅの位置を測定することが可能である。また、レーザ変位計３４は、後述する制御システム１２０を構成する制御ユニット１１６に対して通信可能に接続されている。

【0032】

［制御システム］
図１に示すように、ウェハ製造ライン１０には、研磨装置１３，１８，２２，２６および搬送装置１５，１９，２３，２７等を制御するため、複数の制御ユニット１１０～１１８が設けられている。ウェハ製造ライン１０の制御ユニットとして、各研磨装置１３，１８，２２，２６を制御する制御ユニット１１０～１１３があり、各搬送装置１５，１９，２３，２７を制御する制御ユニット１１４～１１７がある。また、ウェハ製造ライン１０の制御ユニットとして、これらの制御ユニットを統合制御するメイン制御ユニット１１８が設けられている。なお、各制御ユニット１１０～１１８は、有線や無線の通信ネットワーク１１９を介して互いに通信可能に接続されている。また、ウェハ製造ライン１０に設けられる各制御ユニット１１０～１１８は、プロセッサおよびメインメモリ等が組み込まれたマイクロコントローラを有している。メインメモリには所定のプログラムが格納されており、プロセッサによってプログラムの命令セットが実行される。さらに、制御ユニット１１０～１１８には、入力回路、駆動回路および外部メモリ等が設けられている。

【0033】

また、本発明の一実施形態であるウェハ搬送装置２３を制御するため、２つの制御ユニット１１２，１１６によって制御システム１２０が構成されている。ここで、図８は制御システム１２０の一例を示した図である。図８に示すように、制御システム１２０は、研磨装置２２を制御する制御ユニット１１２、および搬送装置２３を制御する制御ユニット１１６によって構成されている。制御ユニット１１２は、ステージ回転モータ４１、ステージ昇降モータ３９、電磁バルブ５７およびドラム回転モータ６２等を制御可能である。また、制御ユニット１１６は、搬送モータ７５、調整アクチュエータ８３、昇降アクチュエータ８６、第１アーム部８９、第２アーム部９０、レーザ変位計３４および電磁バルブ等を制御可能である。

【0034】

［搬送位置補正制御］
図９は研磨ステージ３０およびウェハＷを示した図である。前述したように、第１研磨工程Ｐｐ１においては、研磨ステージ３０上にウェハＷが搬送されるとともに、研磨ドラム３１によってウェハＷの外縁Ｅが研磨される。ここで、図９の拡大部分に示すように、ウェハＷの中心位置であるウェハ中心Ｃｗが、研磨ステージ３０の中心位置であるステージ中心Ｃｓから外れていた場合には、ウェハＷの外縁Ｅを均一に研磨することが困難である。そこで、制御システム１２０は、ウェハ中心Ｃｗがステージ中心Ｃｓから外れていた場合に、搬送ユニット３３によるウェハＷの搬送位置を補正する搬送位置補正制御を実行する。

【0035】

図１０は搬送位置補正制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図１１は搬送位置補正制御中の搬送装置２３および研磨装置２２を示した図であり、図１２（Ａ）および（Ｂ）は搬送位置補正制御中のステージユニット２０および測定ユニット３５を示した図である。なお、図１２（Ａ）には、ステージユニット２０の平面図とともに、防水カバー９８が取り外された測定ユニット３５の平面図が示されている。また、図１２（Ｂ）には、ステージユニット２０の側面図とともに、防水カバー９８が取り付けられた測定ユニット３５の側面図が示されている。

【0036】

図１０に示すように、ステップＳ１０では、搬送ユニット３３によって研磨ステージ３０にウェハＷが搬送されたか否かが判定される。ステップＳ１０において、研磨ステージ３０にウェハＷが搬送されたと判定されると、ステップＳ１１に進み、搬送回数Ｃ１のカウント処理が実行され、ステップＳ１２進み、搬送回数Ｃ１が所定回数Ｘ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ１２において、搬送回数Ｃ１が所定回数Ｘ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、搬送回数Ｃ１のリセット処理が実行され、ステップＳ１４に進み、レーザ変位計３４を測定位置に移動させる。つまり、図１１および図１２に示すように、測定ユニット３５の昇降テーブル９６を上昇させることにより、レーザ変位計３４は収容ケース９３から出てウェハＷの径方向外方に位置する測定位置に移動する。なお、図１２に示された矢印ｒ１は、ウェハＷの径方向を示している。

【0037】

このように、レーザ変位計３４を測定位置に移動させると、ステップＳ１５に進み、研磨ステージ３０を３６０°回転させながら、レーザ変位計３４によってウェハＷの外縁Ｅの位置（外縁データ）が測定される。つまり、図１２（Ａ）に示すように、ステージ回転モータ４１を用いて、研磨ステージ３０つまりウェハＷを矢印ｒ２方向に回転させる。また、図１２（Ａ）に一点鎖線Ｌで示すように、レーザ変位計３４から外縁Ｅに向けてレーザ光を照射させ、外縁Ｅから反射したレーザ光がレーザ変位計３４に取り込まれる。これにより、図１２（Ａ）の拡大部分に示すように、ウェハ外縁Ｅ上に設定される複数の測定点Ｐｍの位置が、レーザ変位計３４によって測定される。

【0038】

ここで、図１３はレーザ変位計３４によって測定される外縁Ｅの変位の一例を示す図である。ウェハ中心Ｃｗがステージ中心Ｃｓから外れていると、図１３に示すように、レーザ変位計３４は、研磨ステージ３０の回転角度に応じて変化する外縁Ｅの位置つまり変位を検出する。なお、レーザ変位計３４は、所定の回転角度毎に外縁Ｅの位置を測定しても良く、外縁Ｅの位置を連続的に測定しても良い。つまり、ウェハ外縁Ｅ上に設定される測定点Ｐｍは、周方向に所定間隔で設定されていても良く、周方向に連続的に設定されていても良い。図１０に示すように、ステップＳ１５において、レーザ変位計３４によってウェハ外縁Ｅの位置が測定されると、ステップＳ１６に進み、測定ユニット３５の昇降テーブル９６を下降させることにより、レーザ変位計３４を収容ケース９３内の格納位置に移動させる。

【0039】

次いで、ステップＳ１７では、レーザ変位計３４によって測定されたウェハ外縁Ｅの位置に基づいて、研磨ステージ３０の中心座標を原点とした場合におけるウェハＷの中心座標（Ｘａ，Ｙａ）を算出する。つまり、ウェハ外縁Ｅの位置データからウェハＷの輪郭データが生成され、ウェハＷの輪郭データからウェハＷの中心座標（Ｘａ，Ｙａ）が算出される。また、ステップＳ１７では、図９に示すように、ステージ中心Ｃｓとウェハ中心Ｃｗとの距離α、つまりステージ中心Ｃｓに対するウェハ中心Ｃｗの偏心量αを算出する。なお、換言すれば、ステージ中心Ｃｓに対するウェハ中心Ｃｗの偏心量αとは、ステージ中心Ｃｓを通過する中心軸とウェハ中心Ｃｗを通過する中心軸とのＸＹ平面における距離である。また、ＸＹ平面とは、Ｚ方向に対して直交する平面である。

【0040】

続くステップＳ１８では、偏心量αが所定の閾値Ｘ２を上回るか否かが判定される。ステップＳ１８において、偏心量αが閾値Ｘ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ１９に進み、ウェハ中心Ｃｗがステージ中心Ｃｓに近づくように、搬送ユニット３３の調整アクチュエータ８３が制御される。つまり、ウェハ中心ＣｗのＹ座標が「０」になるように、調整アクチュエータ８３によって第２スライダ８２をＹ方向に所定距離で移動させる。続く、ステップＳ２０では、ウェハ中心Ｃｗがステージ中心Ｃｓに一致するように、ウェハ搬送時に用いられる第１スライダ７１の目標移動距離Ｄ１を補正する。つまり、ウェハ中心ＣｗのＸ座標が「０」になるように、搬送モータ７５による第１スライダ７１の目標移動距離Ｄ１が補正される。

【0041】

なお、ステップＳ１０において、研磨ステージ３０にウェハＷが搬送されていないと判定された場合、またはステップＳ１２において、搬送回数Ｃ１が所定回数Ｘ１以下であると判定された場合には、調整アクチュエータ８３の制御や目標移動距離Ｄ１の補正を行うことなくルーチンを抜ける。また、ステップＳ１８において、偏心量αが閾値Ｘ２以下であると判定された場合には、調整アクチュエータ８３の制御や目標移動距離Ｄ１の補正を行うことなくルーチンを抜ける。

【0042】

ここで、図１４（Ａ）および（Ｂ）は、ステージ中心Ｃｓに対するウェハ中心Ｃｗの位置を示した図である。図１４（Ａ）には、搬送位置を補正する前の状況が示されており、図１４（Ｂ）には、搬送位置を補正した後の状況が示されている。図１４（Ａ）に示すように、ステージ中心Ｃｓに対するウェハ中心Ｃｗの偏心量αが閾値Ｘ２を上回る場合には、ステージ中心Ｃｓに対するウェハ中心Ｃｗの座標（Ｘａ，Ｙａ）が算出される。そして、ウェハ中心ＣｗのＹ座標が「０」になるように、調整アクチュエータ８３によって第２スライダ８２をＹ方向に所定距離で移動させる。また、ウェハ中心ＣｗのＸ座標が「０」になるように、搬送モータ７５による第１スライダ７１の目標移動距離Ｄ１が補正される。

【0043】

これにより、図１４（Ｂ）に示すように、次回搬送時においてはステージ中心Ｃｓに対してウェハ中心Ｃｗを一致させるように、搬送ユニット３３を用いてウェハＷを搬送することができる。すなわち、研磨ステージ３０に対するウェハＷの搬送精度を高めることができ、研磨ステージ３０とウェハＷとの中心を互いに一致させることができるため、ウェハＷの外縁Ｅの研磨精度を高めることができる。しかも、ウェハ製造ライン１０において、定期的にステージ中心Ｃｓに対するウェハ中心Ｃｗの偏心量αを判定することから、ウェハＷの位置ズレによる研磨不良を大幅に削減することができる。

【0044】

また、レーザ変位計３４によってウェハＷの外縁データを測定することにより、ウェハＷに接触することなく外縁データを測定することができる。これにより、ウェハＷの品質を損なうことなく外縁データを取得することができる。さらに、測定機器であるレーザ変位計３４は、収容ケース９３に収容される格納位置と、収容ケース９３から出される測定位置と、に移動可能である。これにより、研磨ドラム３１によってウェハＷを研磨する際には、レーザ変位計３４を格納位置に移動させることできるため、研磨加工時に飛散する研磨液からレーザ変位計３４を適切に保護することができる。

【0045】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、２つの制御ユニット１１２，１１６によって制御システム１２０を構成しているが、これに限られることはなく、１つの制御ユニットによって制御システム１２０を構成しても良く、３つ以上の制御ユニットによって制御システム１２０を構成しても良い。また、図示する例では、第１スライダ７１が移動するＸ方向と第２スライダ８２が移動するＹ方向とが互いに直交しているが、これに限られることはなく、Ｘ方向とＹ方向とは互いに交差していれば良い。例えば、Ｘ方向とＹ方向とのなす角度が９０°を下回っていても良く、Ｘ方向とＹ方向とのなす角度が９０°を上回っていても良い。また、第１スライダ７１を駆動する搬送モータ７５としてサーボモータを用いることができ、第２スライダ８２を駆動する調整アクチュエータ８３に組み込まれる電動モータとしてサーボモータを用いることができる。

【0046】

前述の説明では、測定機器としてレーザ光を用いたレーザ変位計３４を用いているが、これに限られることはなく、非接触でウェハＷの外縁データを取得可能であれば如何なる機器であっても良い。例えば、測定機器として、超音波式変位計を用いても良く、静電容量式変位計を用いても良く、渦電流式変位計を用いても良い。また、例えば、測定機器としてウェハ外縁Ｅの輪郭を撮像する撮像カメラを用いても良い。測定機器として撮像カメラを用いた場合であっても、ウェハＷの外縁データとしてウェハＷの輪郭データを検出することができ、ウェハＷの輪郭データからウェハ中心Ｃｗを算出することが可能である。また、前述の説明では、ウェハＷにノッチが形成されているが、これに限られることはなく、ウェハＷにオリエンテーションフラットが形成されていても良い。

【符号の説明】

【0047】

２３ 搬送装置（ウェハ搬送装置）
２７ 搬送装置（ウェハ搬送装置）
２８ 搬送ハンド
３０ 研磨ステージ
３２ 搬送ハンド
３４ レーザ変位計（測定機器）
７１ 第１スライダ
７２ ガイドレール（第１ガイドレール）
７５ 搬送モータ（第１アクチュエータ）
８１ ガイドレール（第２ガイドレール）
８２ 第２スライダ
８３ 調整アクチュエータ（第２アクチュエータ）
９３ 収容ケース（ケース）
１２０ 制御システム
Ｗ ウェハ
Ｅ 外縁
Ｘ Ｘ方向（第１方向）
Ｙ Ｙ方向（第２方向）
Ｄ１ 目標移動距離（目標距離）
Ｃｗ ウェハ中心
Ｃｓ ステージ中心
α 偏心量
Ｘ２ 閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】