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公開番号2025032561
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023137892
出願日2023-08-28
発明の名称情報処理装置、基板処理装置、及び、情報処理方法
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 21/304 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における弾性膜の状態を適正にまたは容易に判定する。
【解決手段】情報処理装置は、基板処理装置が動作したときの動作状態として、基板の研磨処理の状態を示す研磨処理情報、および、基板の搬送処理の状態を示す搬送処理情報を含む装置動作情報を取得する情報取得部と、前記装置動作情報と、前記装置動作情報が示す前記研磨処理および/または前記搬送処理が行われたときのトップリングにおける弾性膜の状態を示す弾性膜状態情報との相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに、前記情報取得部により取得された前記装置動作情報を入力することで、当該装置動作情報に対する前記弾性膜状態情報を判定する状態判定部と、を備える。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
研磨パッドを支持する研磨テーブル、基板保持面と圧力室とを構成する弾性膜を含むトップリング、および、前記トップリングから基板を受け渡されるように構成された搬送ステージを備え、前記圧力室に供給される流体に応じて前記基板を前記研磨パッドに押圧する研磨処理、および、前記弾性膜から前記基板を離脱させて前記搬送ステージに受け渡す搬送処理を行う基板処理装置が動作したときの動作状態として、前記研磨処理の状態を示す研磨処理情報、および、前記搬送処理の状態を示す搬送処理情報を含む装置動作情報を取得する情報取得部と、
前記装置動作情報と、前記装置動作情報が示す前記研磨処理および／または前記搬送処理が行われたときの前記弾性膜の状態を示す弾性膜状態情報との相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに、前記情報取得部により取得された前記装置動作情報を入力することで、当該装置動作情報に対する前記弾性膜状態情報を判定する状態判定部と、を備える、
情報処理装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記弾性膜状態情報は、前記弾性膜の撮像データ、前記弾性膜の表面粗さ、前記弾性膜の弾性率、のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記弾性膜状態情報は、前記弾性膜が交換されるまでの耐用期間または耐用回数を含む、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記搬送処理情報は、前記搬送処理による基板１枚あたりの離脱時間、前記搬送処理の回数、前記搬送処理の際の前記圧力室内の圧力、のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記基板処理装置は、前記基板が前記搬送ステージに受け渡されたことを検知する第１センサおよび第２センサを備え、
前記第１センサと前記第２センサは、前記基板の異なる部位を検知するように配置され、
前記搬送処理情報は、前記基板が前記搬送ステージに受け渡されたことが前記第１センサによって検知される第１離脱時間と、前記基板が前記搬送ステージに受け渡されたことが前記第２センサによって検知される第２離脱時間と、を含む、
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記基板処理装置は、前記基板が前記搬送ステージに受け渡されたことを検知する第１センサおよび第２センサを備え、
前記第１センサと前記第２センサは、前記基板の異なる部位を検知するように配置され、
前記搬送処理情報は、前記基板が前記搬送ステージに受け渡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搬送ステージに受け渡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を含む、
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記基板処理装置は、前記搬送処理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、
前記搬送処理情報は、前記リリースノズルから噴射される加圧流体の噴射流量、噴射圧力、噴射時間、噴射角度、のうち少なくとも１つを含む、
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記装置動作情報は、前記弾性膜の使用履歴情報を含み、
前記弾性膜の使用履歴情報は、前記弾性膜を用いて処理した基板の枚数、前記弾性膜の使用時間、のうち少なくとも１つを含む、
請求項１から７の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記研磨処理情報は、前記トップリングによって前記基板を前記研磨パッドに押圧するときの前記圧力室内の圧力、前記圧力室内に供給される流体の流量、のうち少なくとも１つを含む、
請求項１から７の何れか１項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記トップリングは、前記基板保持面の回転および／または移動を伴って前記基板を前記研磨パッドに押圧するように構成され、
前記研磨処理情報は、前記基板保持面の回転速度、前記基板保持面を回転させるための回転トルク、前記基板保持面の移動位置、前記基板保持面を移動させるための動力、前記研磨テーブルに対する前記トップリングの高さ位置、前記トップリングの昇降動力、前記トップリングが備えるリテーナリングの加圧室内の圧力、前記リテーナリングの加圧室内への供給流量、のうち少なくとも１つを含む、
請求項９に記載の情報処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置、基板処理装置、及び、情報処理方法に関する。
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】
基板処理装置に使用される弾性膜は、基板研磨を繰り返すことで摩耗または劣化する。弾性膜が摩耗または劣化すると、研磨圧力などの基板処理条件が変化し、研磨処理後の基板の膜厚の均一性が損なわれ得る。このため、従来、予め定められた枚数（例えば、数百枚、数千枚）の基板を保持して研磨処理するごとに、弾性膜のメンテナンスまたは交換が行われている。ここで、基板処理の精度を維持するためには弾性膜のメンテナンス頻度を高くすることが好ましいが、メンテナンス頻度が高いほど基板処理装置の時間当たりの処理速度が低下する共にランニングコストが増加し得る。また、弾性膜の摩耗または劣化には個体差がある。基板処理装置に画像センサなどのセンサを設けて弾性膜の状態を取得し、弾性膜のメンテナンス時期を判定することも考えられるが、基板処理装置のコストアップを生じさせると共に時間当たりの処理速度を低下させる原因となり得る。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基板処理装置における弾性膜の状態を適正にまたは容易に判定することを目的の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、研磨パッドを支持する研磨テーブル、基板保持面と圧力
室とを構成する弾性膜を含むトップリング、および、前記トップリングから基板を受け渡されるように構成された搬送ステージを備え、前記圧力室に供給される流体に応じて前記基板を前記研磨パッドに押圧する研磨処理、および、前記弾性膜から前記基板を離脱させて前記搬送ステージに受け渡す搬送処理を行う基板処理装置が動作したときの動作状態として、前記研磨処理の状態を示す研磨処理情報、および、前記搬送処理の状態を示す搬送処理情報を含む装置動作情報を取得する情報取得部と、前記装置動作情報と、前記装置動作情報が示す前記研磨処理および／または前記搬送処理が行われたときの前記弾性膜の状態を示す弾性膜状態情報との相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに、前記情報取得部により取得された前記装置動作情報を入力することで、当該装置動作情報に対する前記弾性膜状態情報を判定する状態判定部と、を備える、情報処理装置が提案される。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、研磨パッドを支持する研磨テーブル、基板保持面と圧力室とを構成する弾性膜を含むトップリング、および、前記トップリングから基板を受け渡されるように構成された搬送ステージを備え、前記圧力室に供給される流体に応じて前記基板を前記研磨パッドに押圧する研磨処理、および、前記弾性膜から前記基板を離脱させて前記搬送ステージに受け渡す搬送処理を行う基板処理装置が動作したときの動作状態として、前記研磨処理の状態を示す研磨処理情報、および、前記搬送処理の状態を示す搬送処理情報を含む装置動作情報を取得する情報取得工程と、前記装置動作情報と、前記装置動作情報が示す前記研磨処理および／または前記搬送処理が行われたときの前記弾性膜の状態を示す弾性膜状態情報との相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに、前記情報取得部により取得された前記装置動作情報を入力することで、当該装置動作情報に対する前記弾性膜状態情報を判定する状態判定工程と、を含む、情報処理方法が提案される。
【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。
本実施形態におけるコントローラの概略的な機能ブロック図である。
本実施形態における機械学習装置の概略的な機能ブロック図である。
ウエハを離脱させるときの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。
ウエハごとの離脱時間の一例を模式的に示す図である。
【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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