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公開番号2025032560
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023137889
出願日2023-08-28
発明の名称基板処理装置、及び異常判定方法
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/677 20060101AFI20250305BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】基板研磨処理のための基板保持装置から搬送ステージへの基板の受け渡しについて異常を判定する。
【解決手段】基板処理装置は、基板が搬送ステージの載置面に載置されたことが第1センサによって検知される第1タイミングと、基板が前記載置面に載置されたことが第2センサによって検知される第2タイミングとの時間差に基づいて、基板保持装置から前記搬送ステージへの前記基板の受け渡し異常を判定する異常判定部を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
基板の被研磨面に研磨処理を施すための基板処理装置であって、
研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
弾性膜で構成された基板保持面および圧力室を有し、前記基板保持面で前記基板を保持して前記圧力室内の圧力により前記基板を前記研磨パッドに押圧するように構成された基板保持装置と、
前記基板を載置する載置面を有し、前記基板保持装置による基板の離脱動作により前記基板保持装置から前記載置面へ前記基板を受け渡されるように構成された搬送ステージと、
前記基板の異なる部位を検知するように構成された第１センサおよび第２センサを含み、前記基板が前記載置面に載置されたことを検知するための複数のセンサと、
前記基板が前記載置面に載置されたことが前記第１センサによって検知される第１タイミングと、前記基板が前記載置面に載置されたことが前記第２センサによって検知される第２タイミングとの時間差に基づいて、前記基板保持装置から前記搬送ステージへの前記基板の受け渡し異常を判定する異常判定部と、
を備える基板処理装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記複数のセンサは、前記第１センサおよび前記第２センサを含む少なくとも３つのセンサを有し、
前記異常判定部は、前記複数のセンサのうち最も早く前記基板が前記載置面に載置されたことを検知したセンサを前記第１センサとし、前記複数のセンサのうち最も遅く前記基板が前記載置面に載置されたことを検知したセンサを前記第２センサとして、前記基板保持装置から前記搬送ステージへの前記基板の受け渡し異常を判定する、
請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記異常判定部は、前記複数のセンサのうちすべてのセンサにおいて前記基板が前記載置面に載置されたことが検知され、且つ、前記時間差が所定の異常判定時間以上であるときには、基板の受け渡しにより前記基板に異常が生じている可能性があると判断する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記異常判定部は、前記複数のセンサのうち一部のセンサにおいて前記基板が前記載置面に載置されたことが検知され、且つ、前記複数のセンサのうち残りのセンサにおいて前記基板が前記載置面に載置されたことが検知されないときには、前記基板が前記載置面に傾いた状態で載置されていると判断する、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記複数のセンサは、前記基板が前記載置面に載置されたときに前記基板によって遮断されるように光を投光する投光部と、前記投光部からの光を受光する受光部と、を有し、前記複数のセンサのうちすべてのセンサにおいて前記基板が前記載置面に載置されたことが検知されると、前記複数のセンサの前記投光部からの投光を停止させる、請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記基板の離脱動作のときに前記基板保持面と前記基板との隙間に加圧流体を噴射するように構成されたリリースノズルを備える、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板処理装置における基板の受け渡し異常を判定する異常判定方法であって、
前記基板処理装置は、
研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、
弾性膜で構成された基板保持面および圧力室を有し、前記基板保持面で前記基板を保持して前記圧力室内の圧力により前記基板を前記研磨パッドに押圧するように構成された
基板保持装置と、
前記基板を載置する載置面を有し、前記基板保持装置による基板の離脱動作により前記基板保持装置から前記載置面へ前記基板を受け渡されるように構成された搬送ステージと、
を備え、
前記異常判定方法は、前記基板が前記載置面に載置されたと判断されるときに、前記基板の第１部位が前記載置面に載置されたことが検知される第１タイミングと、前記基板の前記第１部位とは異なる第２部位が前記載置面に載置されたことが検知される第２タイミングとの時間差に基づいて、前記基板保持装置から前記搬送ステージへの前記基板の受け渡し異常を判定することを含む、異常判定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置、及び異常判定方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造に、基板の表面を平坦化するために化学機械研磨（ＣＭＰ）装置が使用されている。半導体デバイスの製造に使用される基板は、多くの場合、円板形状である。また、半導体デバイスに限らず、ＣＣＬ基板（Copper Clad Laminate基板）やＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板、フォトマスク基板、ディスプレイパネルなどの四角形の基板の表面を平坦化する際の平坦度の要求も高まっている。また、ＰＣＢ基板などの電子デバイスが配置されたパッケージ基板の表面を平坦化することへの要求も高まっている。
【０００３】
このような基板処理装置において、研磨中の基板と研磨パッドの研磨面との間の相対的な押圧力を均一化または調整するために、弾性膜（メンブレン）を用いた基板保持装置が使用されている。一例として、基板保持装置としてのトップリングの下部に弾性膜（メンブレン）から形成される圧力室を設け、この圧力室に空気などの気体を供給することで基板を研磨パッドの研磨面に押圧して研磨することが行われている。
【０００４】
研磨工程の終了後、基板保持装置は、基板を保持した状態で搬送ステージの上方位置に移動し、搬送ステージへ基板を受け渡す。一例として、基板の受け渡しは、圧力室に気体を供給しながら基板と弾性膜との間の隙間に気体を噴射し、弾性膜から基板を離脱させることにより行われる。基板の搬送ステージへの着座は、基板の異なる場所を検知するための複数のセンサにより検知される。搬送ステージに置かれた基板は、スイングトランスポータに受け渡され、その後の工程へと搬送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－１７８６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した基板処理装置では、スイングトランスポータにおいて基板の損傷または破損が検出される場合がある。スイングトランスポータは複数の処理工程にわたって基板を搬送するため、スイングトランスポータにおいて基板の損傷または破損が検出されると、複数の処理工程のそれぞれにおいて確認が行われてメンテナンス処理が煩雑となり得る。ここで、こうした基板の損傷または破損は、基板保持装置から搬送ステージへの受け渡しの際に生じている場合がある。本発明者らの研究により、特に基板保持装置の弾性膜が劣化すると、弾性膜からの基板の離脱がスムーズに行われずに基板が斜めに離脱して、基板が損傷または破損する場合があることが分かった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基板研磨処理のための基板保持装置から搬送ステージへの基板の受け渡しについて異常を判定することができる基板処理装置、及び異常判定方法を提案することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、基板の被研磨面に研磨処理を施すための基板処理装置であって、研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、弾性膜で構成された基板保持面および圧力室を有し、前記基板保持面で前記基板を保持して前記圧力室内の圧力により前記
基板を前記研磨パッドに押圧するように構成された基板保持装置と、前記基板を載置する載置面を有し、前記基板保持装置による基板の離脱動作により前記基板保持装置から前記載置面へ前記基板を受け渡されるように構成された搬送ステージと、前記基板の異なる部位を検知するように構成された第１センサおよび第２センサを含み、前記基板が前記載置面に載置されたことを検知するための複数のセンサと、前記基板が前記載置面に載置されたことが前記第１センサによって検知される第１タイミングと、前記基板が前記載置面に載置されたことが前記第２センサによって検知される第２タイミングとの時間差に基づいて、前記基板保持装置から前記搬送ステージへの前記基板の受け渡し異常を判定する異常判定部と、を備える基板処理装置が提案される。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、基板処理装置における基板の受け渡し異常を判定する異常判定方法であって、前記基板処理装置は、研磨パッドを支持するための研磨テーブルと、弾性膜で構成された基板保持面および圧力室を有し、前記基板保持面で前記基板を保持して前記圧力室内の圧力により前記基板を前記研磨パッドに押圧するように構成された基板保持装置と、前記基板を載置する載置面を有し、前記基板保持装置による基板の離脱動作により前記基板保持装置から前記載置面へ前記基板を受け渡されるように構成された搬送ステージと、を備え、前記異常判定方法は、前記基板が前記載置面に載置されたと判断されるときに、前記基板の第１部位が前記載置面に載置されたことが検知される第１タイミングと、前記基板の前記第１部位とは異なる第２部位が前記載置面に載置されたことが検知される第２タイミングとの時間差に基づいて、前記基板保持装置から前記搬送ステージへの前記基板の受け渡し異常を判定することを含む、異常判定方法が提案される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の全体構成を示す平面図である。
本実施形態に係る研磨モジュールの構成を示す概略図である。
研磨対象物であるウエハを保持して研磨テーブル上の研磨面に押圧する基板保持装置を構成するトップリングの模式的な断面図である。
基板受け渡し装置を上方から示す概略図である。
トップリングから基板受け渡し装置へのウエハの受け渡し処理を示す概略図である。
トップリングから基板受け渡し装置へのウエハの受け渡し処理を示す概略図である。
トップリングから基板受け渡し装置へのウエハの受け渡し処理を示す概略図である。
コントローラによるウエハの受け渡しの異常判定の一例を示すフローチャートである。
正常な状態における各センサの検出信号の一例を示すタイムチャートである。
異常な状態における各センサの検出信号の一例を示すタイムチャートである。
ウエハごとの着座タイミングの時間差の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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