基板処理装置
基板処理装置（１）は、基板（Ｗ）の周縁部を研磨する第１、第２研磨ユニット（７０Ａ，７０Ｂ）と、基板（Ｗ）を洗浄する１次洗浄ユニット（１００）と、１次洗浄ユニット（１００）で洗浄された基板（Ｗ）の乾燥を行う２次洗浄・乾燥ユニット（１１０）と、基板（Ｗ）の周縁部の測定を行う測定ユニット（３０）を備えている。測定ユニット（３０）は、直径計測機構、断面形状測定機構、表面状態測定機構など、第１、第２研磨ユニット（７０Ａ，７０Ｂ）の研磨に必要な測定を行なう機構を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に係り、特に半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する研磨ユニットを備えた基板処理装置に関する。本発明はまた、基板処理方法に係り、特に半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する基板研磨方法に関する。本発明はまた、半導体ウエハ等の基板の周縁部を測定する基板測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの微細化及び高集積化が進むにつれて、パーティクルの管理が重要となる。このパーティクル管理上の問題として、半導体デバイスの製造工程中に半導体ウエハ等の基板の周縁部（ベベル部及びエッジ部）に生じる表面荒れに起因する発塵の問題がある。
【０００３】
図１Ａおよび図１Ｂは、ウエハＷの周縁部の部分拡大断面図を示す。図１Ａは、周縁部の断面が複数の直線部で構成されたいわゆるストレート型のウエハＷの周縁部を示し、図１Ｂは、周縁部の断面が曲線部で構成されたいわゆるラウンド型のウエハＷの周縁部を示す。図１Ａにおいて、ウエハＷのベベル部Ｂとは、ウエハＷ外周部の上面及び下面から傾斜した上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑ、及びウエハＷ外周部の側面部ＲからなるＢ部分を指し、また図１Ｂにおいては、ウエハＷのベベル部Ｂとは、ウエハＷ外周部の断面が曲率を有する部分を指す。図１Ａおよび図１Ｂにおいて、ウエハのエッジ部とは、ウエハＷのベベル部Ｂの内側の境界と半導体デバイスが形成されるウエハＷの上面Ｄとの間の領域Ｅの部分を指す。以下ウエハの周縁部というときは上記のベベル部Ｂ及びエッジ部Ｅを含むものとする。
【０００４】
従来、ウエハの周縁部の研磨を行う研磨装置（周縁部研磨装置）がある。この研磨装置は、半導体デバイス形成前のウエハの外周形状を整形する用途に使われていたが、近年はそれ以外にも半導体デバイス形成工程でウエハの周縁部に付着し汚染源となる膜の除去に用いられたり、ディープトレンチ形成後にウエハの周縁部に形成される針状突起の剥離などのウエハの周縁部に発生する表面荒れの除去に用いられたりしている。このようにウエハの周縁部の付着物を事前に除去することで、ウエハを保持して移送する移送装置などを介して他のウエハが汚染されることを防止でき、またウエハ周縁部の表面荒れを事前に除去することで、ウエハ周縁部における形成物の剥離による発塵を防止することができる。
【０００５】
そして、このウエハの周縁部を研磨する研磨装置（研磨ユニット）と、ウエハの洗浄処理を行う洗浄ユニット、及び乾燥処理を行う乾燥ユニットなど一連の処理を行う各処理ユニットを設けた基板処理装置が実用化され、この基板処理装置でウエハの周縁部の研磨を含む一連の処理プロセスが行われている。その場合、研磨ユニットで周縁部の研磨処理を行ったウエハを次の処理ユニットに投入する前に、ウエハ周縁部の膜などの付着物が除去されているかを検査したり、表面の荒れた状態が平滑化されているかを検査したりする必要がある。このため、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置でウエハ周縁部の研磨後の画像を取得し、該画像を処理することによりウエハ周縁部を検査する検査装置が開発されている。
【０００６】
ところでこの検査装置は、上記のようにウエハ周縁部の欠陥部位の検出を主目的としたものであり、得られる検査結果はウエハ周縁部における欠陥部位の数やその面積等であった。従来の検査装置は、ウエハ周縁部の断面形状やウエハの半径等の形状測定を行なうことはできない。すなわち、研磨ユニットでウエハの形状を測定し、その測定結果に基づいてウエハ周縁部の研磨状態を判断することができない。よって、研磨ユニットの運転管理を行うことはされていなかった。
【０００７】
また、従来の検査装置は、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置と画像処理装置とを用いて高度な画像処理を行うものであるため、装置が高価であり、また画像処理を伴うため検査に要する時間が長くなるという問題があった。
【０００８】
従来の検査装置は、上記研磨ユニットを備えた基板処理装置とは独立した別の装置として設けられている。そのため、研磨後のウエハを検査するには、研磨ユニットで研磨されたウエハを基板処理装置から検査装置まで搬送する工程が必要であり、研磨処理の工程が複雑化し処理効率が悪くなるという問題があった。また、検査により研磨ユニットにおけるウエハ周縁部の欠陥除去や汚染除去が不十分であるという結果を得た場合は、ウエハを研磨ユニットへ戻して再度周縁部の研磨をやり直す必要があり、迅速な処理が出来なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、基板の周縁部を研磨すると共に基板の周縁部を測定することができる基板処理装置を提供することを本発明の第１の目的とする。
基板の周縁部を研磨すると共に基板の周縁部を測定することができる基板処理方法を提供することを本発明の第２の目的とする。
基板の周縁部を最適に研磨することができる基板研磨方法を提供することを本発明の第３の目的とする。
基板の周縁部の形状を簡易かつ正確に測定する基板測定方法を提供することを本発明の第４の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、基板の周縁部を研磨すると共に基板の周縁部を測定することができる基板処理装置を提供する。基板処理装置は、基板の周縁部を研磨する研磨ユニットと、基板を洗浄する洗浄ユニットと、基板を乾燥する乾燥ユニットと、基板の周縁部の測定を行う測定ユニットとを備える。
上記構成により、研磨される基板の周縁部の状態を測定ユニットで測定することができ、基板処理装置で研磨対象の基板の周縁部の状態を把握することが可能となる。
【００１１】
上記基板処理装置は更に測定ユニットにおける基板の周縁部の測定結果に基づいて、研磨ユニットの研磨条件を決定する研磨条件決定手段を備えてもよい。この構成により、測定ユニットにおける測定結果を研磨ユニットの研磨条件に直接反映でき、測定結果に基づいて研磨条件を定量的に修正することが可能となる。したがって、研磨ユニットで基板の周縁部の所望の研磨を行なうことができる。
【００１２】
上記研磨ユニットは、所定の研磨角度で基板の周縁部を研磨する研磨機構を備え、研磨条件決定ユニットは、測定ユニットにおける基板の周縁部の測定結果に基づいて、研磨ユニットにおいて基板の周縁部が研磨される研磨角度を決定するよう構成されてもよい。この場合、研磨対象の基板に応じた最適な角度で研磨処理を行うことができ、基板の周縁部を短時間で効率良く所望の形状に研磨することができる。
【００１３】
上記測定ユニットは、基板の直径を計測する直径計測機構を備えてもよい。この場合、基板処理装置で研磨対象基板の直径を測定し把握することが可能となる。したがって、研磨ユニットで基板を所望の直径に研磨することが容易となり、研磨後の基板の品質を向上させることができる。
【００１４】
上記測定ユニットは、基板の周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構を備えてもよい。この場合、基板処理装置で研磨対象基板の周縁部の断面形状を測定し把握することが可能となる。したがって、研磨ユニットで基板の周縁部を所望の形状に研磨することが容易となり、研磨後の基板の品質を向上させることができる。
【００１５】
上記測定ユニットは、基板の周縁部の表面状態の測定及び基板の周縁部の欠陥部位の検出を行なう表面状態測定機構を備えてもよい。この場合、基板処理装置で研磨対象基板の周縁部の表面状態の測定及び基板の周縁部の欠陥部位の検出を行なうことが可能となる。したがって、研磨ユニットで目的とする研磨が適切に行なわれているかを検査することができると共に、研磨ユニットの運転管理が容易となり、研磨後の基板の品質を向上させることができる。
【００１６】
上記測定ユニットは、基板の周縁部の３次元形状を算出する３次元形状測定機構を備えてもよい。
上記測定ユニットは、基板処理装置の内部に配置されてもよい。この場合、研磨対象の基板を基板処理装置の外部に搬送せずに測定ユニットによる検査や測定をすることができ、基板処理装置における基板研磨の効率が向上する。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、基板の周縁部を研磨すると共に基板の周縁部を測定することができる基板処理装置を提供する。研磨ユニットで、基板の周縁部を研磨して該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、洗浄ユニットで研磨した基板を洗浄し、乾燥ユニットで、洗浄した基板を乾燥し、測定ユニットで、研磨前及び／又は乾燥後の基板の周縁部の測定を行なう。
上記方法により、基板処理装置で、研磨対象の基板の周縁部の測定をしてその状態を把握することが可能となる。また、測定ユニットによる測定結果を研磨ユニットによる研磨条件に反映することも可能となり、基板の周縁部の所望の研磨を行なうことが可能となる。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、基板の周縁部を最適に研磨することができる基板処理方法を提供する。研磨ユニットで、基板の周縁部の研磨を行い、測定ユニットで、研磨前及び／又は研磨後の基板の周縁部の測定を行なう。
上記方法により、研磨前及び／又は研磨後の研磨対象の基板の周縁部の状態を把握することができる。また、測定ユニットによる測定結果を研磨ユニットによる研磨条件に反映することも可能となり、基板の周縁部に所望の研磨処理をすることができる。
【００１９】
測定結果に基づいて、研磨条件を決定してもよい。この場合、研磨前の基板の周縁部の形状に基づく最適な研磨条件で研磨を行なうことができ、研磨後の基板の周縁部を所望の形状・状態に仕上げることが可能となる。さらに研磨前の基板の形状にバラツキがある場合でも、基板ごとに最適な研磨条件を決定して研磨を行なうことで、研磨後の基板の形状を統一することが可能となり、研磨後の基板の品質を向上させることができる。
【００２０】
本発明の第４の態様によれば、簡易且つ正確に基板の周縁部の形状を測定することができる基板処理方法を提供する。第１の測定位置で基板の周縁部の第１の厚さ寸法を計測し、第２の測定位置で基板の周縁部の第２の厚さ寸法を計測し、第１の測定位置と第２の測定位置との間の距離を計測する。第１の厚さ寸法、第２の厚さ寸法および第１の測定位置と第２の測定位置との間の距離から基板の周縁部の断面形状を算出する。
上記方法により、画像処理などの複雑な工程を伴わずに、簡単な手順で効率良く且つ正確に基板の周縁部の断面形状を測定することが可能となる。
【００２１】
本発明の第５の態様によれば、簡易且つ正確に基板の周縁部の形状を測定することができる基板処理方法を提供する。基板の周縁部に線状の光を照射して該周縁部の表面に線状の光の軌跡を形成し、線状の光の軌跡に対して直交及び平行しない所定位置に設置した画像取得装置で、線状の光の軌跡の画像を取得し、画像取得装置を設置した位置の座標を基に線状の光の軌跡の位置の座標を演算処理することで、基板の周縁部の断面形状を座標化したデータを算出する。
上記方法により、画像処理などの複雑な工程を伴わずに、簡単な手順で効率良く且つ正確に基板の周縁部の断面形状を測定することが可能となる。
【００２２】
本発明の第６の態様によれば、簡易且つ正確に基板の周縁部の形状を測定することができる基板処理方法を提供する。第１の研磨ユニットで第１の基板の周縁部を、および第２の研磨ユニットで第２の基板の周縁部をそれぞれ平行して研磨して、第１と第２の基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行う。第１と第２の基板は研磨後洗浄ユニットで洗浄され、第１と第２の基板は洗浄後乾燥ユニットで乾燥される。測定ユニットで、前記研磨前及び／又は前記乾燥後基板の周縁部の測定を行なう。
【００２３】
上記方法により、各研磨ユニットで並行してそれぞれ別の基板を研磨して第１および第２の基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行うので、複数の基板を同時に研磨して基板処理装置における単位時間当たりの基板の処理数を多くでき、基板処理装置のスループットを向上させることができる。また、測定ユニットで、研磨前及び／又は乾燥後の各基板の周縁部の測定を行なうので、基板の周縁部の状態を把握することができ、この測定結果を研磨ユニットによる研磨条件に反映することも可能となり、基板の周縁部の所望の研磨を行なうことが可能となる。
【００２４】
本発明の第７の態様によれば、簡易且つ正確に基板の周縁部の形状を測定することができる基板処理方法を提供する。第１の研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、第２の研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して第１の研磨ユニットにおける研磨後の該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行う。研磨後に洗浄ユニットで基板を洗浄し、洗浄後に乾燥ユニットで基板を乾燥し、測定ユニットで、研磨前及び／又は乾燥後の基板の周縁部の測定を行なう。
【００２５】
上記方法により、各研磨ユニットで同一の基板を順に研磨して、該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行うので、例えば、各研磨ユニットでそれぞれ粗研磨処理と仕上げ研磨処理を分担して行うなど、各研磨ユニットを研磨目的に応じて使い分けて研磨することができるので、研磨対象の基板を目的とする形状等に効率良く仕上げることができる。また、測定ユニットで、研磨前及び／又は乾燥後の各基板の周縁部の測定を行なうので、研磨対象の基板の周縁部の状態を把握することができ、この測定結果を研磨ユニットによる研磨条件に反映することも可能となり、基板の周縁部の所望の研磨を行なうことが可能となる。
本発明の上述した、およびその他の目的、特徴、効果は、添付した図面を参照して以下に説明する好ましい実施形態の例によって明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態にかかる基板処理装置を図２乃至２７に基づいて詳細に説明する。図面を通して同一または相当する構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の全体構成を示す概略平面図である。図２に示す基板処理装置１は、ウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂを設置したロードアンロードポート１０と、ウエハ周縁部の形状等の測定を行う測定ユニット３０と、主にロードアンロードポート１０と測定ユニット３０及び下記の２次洗浄・乾燥ユニット１１０の間でウエハを搬送する第１搬送ロボット２０Ａと、ウエハ周縁部の研磨を行う第１研磨ユニット７０Ａ及び第２研磨ユニット７０Ｂと、研磨後のウエハの洗浄を行う１次洗浄ユニット１００と、１次洗浄されたウエハの２次洗浄及び乾燥を行う２次洗浄・乾燥ユニット１１０と、主に第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂと１次洗浄ユニット１００と２次洗浄・乾燥ユニット１１０の各ユニット間でウエハを搬送する第２搬送ロボット２０Ｂを備えて構成されている。また、測定ユニット３０によるウエハの測定結果に基づいて、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂにおける研磨条件を決定する研磨条件決定手段（図示せず）を備えている。研磨条件決定手段は、具体的にはコントローラの一部であり、ウエハ周縁部の測定結果に基づいてその研磨条件を算出する計算手段である。なおここでは、基板処理装置１内に設置された処理装置の組立体（モジュール）をユニットと称す。以下、基板処理装置１が備える各ユニットの構成、及び各ユニットにおける処理工程を詳細に説明する。
【００２７】
基板処理装置１の各ユニットは、クリーンルーム２に設置されたハウジング３内に収納配置されており、クリーンルーム２の内部空間と基板処理装置１の内部空間がハウジング３の壁面によって区画されている。そして、ハウジング３の上部に設けたフィルター（図示せず）からハウジング３内部に清浄な空気が導入されると共に、ハウジング３の下部に設けた排気部（図示せず）から空気が基板処理装置１の外部へ排出されるようになっており、ハウジング３内に清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。これにより基板処理装置１内の気流が基板処理に最適な状態に調節されている。さらにハウジング３内に設置された各ユニットもそれぞれ筐体内に収納配置されており、各ユニットの筐体内の気流も基板処理に最適な状態に調節されている。
【００２８】
ロードアンロードポート１０は、第１搬送ロボット２０Ａに隣接する側壁３ａの外側に設置されている。このロードアンロードポート１０には、ウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂが２台並列に設置されている。例えば、ウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂはそれぞれ、ウエハを基板処理装置へ供給し、ウエハを基板処理装置から回収するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を備えている。そして複数のウエハを収容したウエハカセット（ウエハキャリア）１２Ａ又は１２Ｂが、ウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂのいずれかに搭載されると、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂの蓋が自動的に開くと共に側壁３ａに設けた開閉窓（図示せず）が開くことで、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに収容されているウエハを第１搬送ロボット２０Ａで取り出して基板処理装置１内へ搬入することができる状態になる。
【００２９】
ロードアンロードポート１０にはウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂが２台並列に設置されているので、これら２台のウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂから並行してウエハを搬入搬出することができ、基板処理装置１の稼働率を向上させることができる。即ち、一方のウエハ供給回収装置１１Ａ又は１１Ｂに搭載した第１のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂの未処理のウエハを搬入した後、続けて他方のウエハ供給回収装置１１Ａ又は１１Ｂに搭載した第２のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂの未処理のウエハを搬入し、その間に、基板処理装置１によって所望の処理が終了した処理済のウエハを回収した先のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂを交換することで、基板処理装置１に連続して未処理のウエハを搬入し続けることが可能となる。
【００３０】
第１、第２搬送ロボット２０Ａ，２０Ｂの構成を説明する。ここでは第１、第２搬送ロボット２０Ａ，２０Ｂに共通の構成として、図３に示す搬送ロボット２０を説明する。搬送ロボット２０は、回転自在に設置された基台２１の上面に同一構成の２つのハンドリング機構２４ａ，２４ｂを設置したいわゆるダブルハンドの構成である。ハンドリング機構２４ａ，２４ｂは、伸縮可能なアーム機構２２ａ，２２ｂの先端部にウエハＷを保持するハンド２３ａ，２３ｂを取り付けてなり、各々のハンド２３ａ，２３ｂは所定間隔で上下に配置されている。基台２１の回転動作及びアーム機構２２ａ，２２ｂの伸縮動作により、各々のハンド２３ａ，２３ｂが目標位置へ向けて自由に移動することで、ウエハＷを所定位置に搬送するようになっている。また上側のハンド２３ａは、処理前及び処理後のドライな状態のウエハＷを搬送するドライハンドとして使用し、下側のハンド２３ａは、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂや１次洗浄ユニット１００から搬出される処理中のウエットな状態のウエハＷを搬送するウエットハンドとして使用するようにし、ハンド２３ａ，２３ｂを使い分けることで処理前後の清浄なウエハＷの汚染を防止することができる。なお、搬送ロボット２０は、ハンドリング機構２４を１つだけ設けたいわゆるシングルハンドの構成とすることも可能である。
【００３１】
測定ユニット３０の構成を説明する。測定ユニット３０は図４で示す基板保持回転機構６１を備える。図４Ａは基板保持回転機構６１の概略斜視図、図４Ｂはその概略平面図である。基板保持回転機構６１は、測定ユニット３０における測定時にウエハＷを保持し回転させる機構で、図４Ａおよび図４Ｂに示すようにウエハＷ外周部を把持する複数の爪部６２ａを備えた上段チャック（上段スピンチャック）６２と，同じく複数の爪部６３ａを備えた下段チャック（下段スピンチャック）６３を２段に設けている。上段チャック６２と下段チャック６３は同軸状に設置され、いずれも回転軸６４周りに回転するようになっている。上段、下段チャック６２，６３の爪部６２ａ，６３ａはいずれも所定間隔で４本ずつ設けられており、図４Ｂに示すように上段、下段チャック６２，６３は上方から見て各々の爪部６２ａ，６３ａが互いに所定角度ずれた状態で上下に重ならないように設置されている。また、下段チャック６３は、上段チャック６２に対して上下方向に移動可能に取付けられている。上段チャック６２及び下段チャック６３を回転させる回転駆動機構（図示せず）、及びその一定速度での回転や角度を割り出しするインデックス機構が設けられている。
【００３２】
図５Ａおよび図５Ｂを用いて基板保持回転機構６１の動作を説明する。通常は、図５Ａに示すように上段チャック６２が測定対象ウエハＷを保持し回転することでウエハＷの測定を行うが、上段チャック６２の回転により爪部６２ａがウエハＷ周縁部の測定位置に重なる場合、その手前で、図５Ｂに示すように下段チャック６３が上昇してウエハＷを保持し、上段チャック６２の爪部６２ａのウエハＷに対する係合が外れるようになっている。その状態で上段チャック６２及び下段チャック６３が所定の角度回転することで、上段チャック６２の爪部６２ａがウエハＷの測定位置に重なることを回避することができる。そして上段チャック６２の爪部６２ａがウエハＷの測定位置を通過した後、下段チャック６３を下降させることで再度上段チャック６２によってウエハＷを保持することができる。このように動作することで、上段チャック６２の爪部６２ａがウエハＷの測定位置に重なることを防ぎ、ウエハＷ周縁部の全周の測定を行うことを可能としている。なお、以下で説明する各測定ユニットは、いずれもこの基板保持回転機構６１を備えている。
【００３３】
測定装置の第１の実施形態を説明する。図６は測定ユニットの第１の実施形態である測定ユニット３０−１を示す概略斜視図である。また図７Ａは、測定ユニット３０−１の概略平面図であり、図７Ｂは、同図ＡのVII方向矢視図である。なお、図６、図７Ａおよび図７Ｂでは簡潔性のため基板保持回転機構６１の図示を省略している。以下の他の測定ユニットの図においても同様に基板保持回転機構６１の図示を省略する。この測定ユニット３０−１は、ウエハＷの外径寸法（直径）を計測する直径計測機構を備えたもので、ウエハ側面（ベベル部側面）の研磨量を計測するものである。この測定ユニット３０−１は、基板保持回転機構６１と、該基板保持回転機構６１で保持されたウエハＷの周縁部の所定位置の上下に設置した一対の投光装置３２及び受光装置３３からなる投光装置３２はレーザー光を投光する装置である。
【００３４】
本実施形態では測定ユニット３０−１に２組のセンサ機構３１，３１が設置されており、各組のセンサ機構３１，３１は基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの中心線上の対角位置にそれぞれ設置されている。各センサ機構３１，３１には、受光装置３３，３３で受光したレーザー光の光量を数値化して処理するデータ処理装置（図示せず）が接続されている。なお、受光装置３３，３３をウエハＷの上側に設置し、投光装置３２，３２をウエハＷの下側に設置してもよい。
【００３５】
センサ機構３１，３１は、図７Ｂに示すように、投光装置３２，３２からウエハＷ周縁部に向けて下向きに所定の幅寸法を持つ線状（面状）のレーザー光３４，３４を投光する。そしてこのレーザー光３４が、ウエハＷ周縁部をウエハＷの半径方向に横断しその一部がウエハＷ周縁部の上面で遮断される。従って、レーザー光３４，３４のうちウエハＷによって遮断されずに外側を通過するものだけが受光装置３３，３３で受光される。この受光量をデータ処理装置で数値化することで、ウエハＷの外周部を通過したレーザー光３４，３４の幅寸法、即ち図７Ｂに示すＤ１，Ｄ２の寸法が計測される。測定対象ウエハの直径を求めるには、予め直径が分かっている基準ウエハ（図示せず）を用意しこれを測定ユニット３０−１によって計測することで、その場合のＤ１，Ｄ２の寸法を計測しておき、この基準ウエハにおけるＤ１，Ｄ２の寸法と測定対象ウエハにおけるＤ１，Ｄ２の寸法の差と、基準ウエハの直径とから測定対象ウエハの直径ＤWを算出する。
【００３６】
さらに、基板保持回転機構６１の上チャック６２及び下チャック６３の回転角度を割り出ししてウエハＷ周縁部の複数箇所の直径を測定することで、ウエハＷ全周での研磨量のばらつきなど、１点のみの計測では得られない情報を得ることができる。また、基板保持回転機構６１を回転させた状態で連続的にウエハの直径を計測することもできる。この方法によれば、直径の計測データを連続データとして得ることができるので、ウエハの真円度を算出することができる。
【００３７】
測定ユニットの第２の実施形態を説明する。図８は、第２の実施形態による測定ユニット３０−２を示す概略斜視図である。図８に示す測定ユニット３０−２は、ウエハ周縁部の断面形状（ウエハの径方向に沿った断面形状）を測定する断面形状測定機構を備えたもので、測定した周縁部の断面形状から、研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂにおけるベベル部の上側傾斜部Ｐ、下側傾斜部Ｑ、側面部Ｒ（図１Ａ参照）それぞれの研磨量や、ウエハＷ周縁部の研磨前後の形状・寸法の変化等を判断することができる。
【００３８】
測定ユニット３０−２は、基板保持回転機構６１と、第１センサ機構（第１レーザーセンサ）３５と、第２センサ機構（第２レーザーセンサ）３８を備えている。第１センサ機構は一対の投光装置３６及び受光装置３７からなり、受光装置３６は該基板保持回転機構６１で保持されたウエハＷの周縁部の上方に設置されている。受光装置３７はウエハＷの周縁部の下方に設置されている。第２センサ機構はウエハＷの周縁部を挟むようにウエハＷの側面の接線方向に設置した一対の投光装置３９及び受光装置４０からなる。第１センサ機構３５は、図６に示すセンサ機構３１と同一の構成及び機能を備えたもので、投光装置３６から投光されたレーザー光４１のうちウエハＷの外周部を通過した部分の幅寸法を測定するものである。一方、第２センサ機構３８は、投光装置３９から投光されたレーザー光４２がウエハ面（ここでは、ウエハの上面及び下面と平行な面を指す。以下同じ）と平行な方向に走査しウエハＷの周縁部に側方から照射され、その一部がウエハＷ周縁部によって遮断されるように配置されている。この第２センサ機構３８は、ウエハＷ周縁部の断面の厚さ寸法を測定するものである。
【００３９】
第１、第２センサ機構３５，３８は移動機構４３に取付けられており、該移動機構４３によって基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの中心部に向かう方向にスライド移動する。図９は、移動機構４３に取付けられた第１、第２センサ機構３５，３８を示す概略側面図であり、一部断面図である。移動機構４３は、図８及び図９に示すように移動定盤４４の上面に第１、第２センサ機構３５，３８が取付けられ、移動定盤４４は、固定定盤４５の上面にリニアガイド４６を介してスライド移動可能に設置されている。第１センサ機構３５は、支柱４７ａの側面に取付けられ該支柱４７ａを介して移動定盤４４に固定され、第２センサ機構３８は支持台４７ｂを介して移動定盤４４に固定されている。第１、第２センサ機構３５，３８はそれぞれの投光装置３６，３９と受光装置３７，４０の位置が正確に調節されて設置されており、ウエハＷ周縁部の測定位置に正確にレーザー光４１，４２を照射できるようになっている。
【００４０】
リニアガイド４６は、移動定盤４４がウエハＷに対して近接及び離間する方向に直線移動するように設置されている。また図９に示すように、固定定盤４５の下面にサーボモータ４８が固着され、該サーボモータ４８の回転軸４８ａがカップリング４９を介してボールネジ５０に接続されている。一方、移動定盤４４の下面に固定された連結板５１が固定定盤４５の貫通孔４５ａを貫通してその下面側に突出し、該連結板５１とボールネジ５０が接続固定されている。従って、サーボモータ４８を所定角度回転させることにより、該回転がボールネジ５０を介して連結板５１の直線移動に変換され、移動定盤４４がリニアガイド４６に沿った方向に所定量直線移動するようになっている。
【００４１】
この測定ユニット３０−２でウエハＷ周縁部の形状測定を行う手順を説明する。図１０Ａおよび図１０Ｂは、第２センサ機構３８の受光装置４０を投光装置３９側から見た図で、投光装置３９から投光されたレーザー光４２の一部がウエハＷ周縁部で遮断されて受光される状態を示す図である。まず、第１、第２センサ機構３５，３８が所定位置に設置された状態で、第２センサ機構３８により、図１０Ａに示すようにレーザー光４２がウエハＷ周縁部の側面（断面）によって遮断される幅寸法Ａ１（周縁部の厚さ寸法）を計測する。またその位置で、第１センサ機構３５の投光装置３６から投光されたレーザー光４１のうち受光装置３７によって受光されるレーザー光４１の幅寸法Ｄ１を測定する。この幅寸法Ｄ１を用いて、第１、第２センサ機構３５，３８から所定距離ＬだけウエハＷの内側に入った基準点Ｘ０からウエハＷの外周面までの距離寸法Ｘ１を算出し、第１、第２センサ機構３５，３８のウエハＷに対する相対位置を求める。
【００４２】
次に、移動機構４３によって第１、第２センサ機構３５，３８を微小量だけウエハＷの中心方向に移動させる。その位置において、図１０Ｂに示すように、上記と同様の手順でウエハＷ周縁部の厚さ寸法Ａ２、及び基準点Ｘ０からウエハＷの外周面までの距離寸法Ｘ２を計測する。その後、第１、第２センサ機構３５，３８をさらに微小量ずつウエハＷの中心方向に移動させて、周縁部の複数箇所における厚さ寸法Ａｎと、基準点からウエハＷの外周面までの距離寸法Ｘｎとを計測する。こうしてウエハＷ周縁部の径方向における厚さ寸法の分布を得ることができる。
【００４３】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、ウエハＷの周縁部の断面図と測定データのグラフを示す図で、図１１Ａはストレート型のウエハＷの場合を示し、図１１Ｂはラウンド型のウエハＷの場合を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂに併記したグラフは、ウエハＷの各測定点の位置（ウエハＷと第１、第２センサ機構３５，３８の相対位置）Ｘｎを横軸とし、測定点におけるウエハＷの厚さ寸法Ａｎ（１／２Ａｎ）を縦軸として、測定値をプロットしたものである。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように測定値のプロットを推定線で結ぶことで、該推定線によって描かれる線図が実際のウエハＷの周縁部の断面形状を模した図となる。なお、ウエハＷ周縁部の厚さ寸法を計測することでその断面形状を測定するため、測定するウエハＷの周縁部の形状がウエハＷの厚さ方向に対称であることが必要だが、一般にウエハの周縁部の形状は中心面に対して厚さ方向で略対称な形状に形成されており、周縁部の厚さ寸法を測定してこの測定値をプロットすれば、周縁部の断面形状を表現することができる。また、低速で第１、第２センサ機構３５，３８をウエハＷの中心方向に移動させながら計測することにより、ウエハＷの周縁部の複数箇所における厚さ寸法Ａｎと、基準点からウエハＷの外周面までの距離寸法Ｘｎを連続データとして測定して、ウエハＷの周縁部の断面形状を抽出することも可能である。
【００４４】
また、測定ユニット３０−２において、移動機構４３に高分解能のサーボモータ４８とバックラッシュの極めて少ない精密ボールネジ５０を設置すれば、サーボモータ４８の回転角度を位置換算することで、第１、第２センサ機構３５，３８とウエハＷの相対位置を算出することができる。これによれば、上記手順の第１センサ機構３５による計測を行なわずにウエハＷ周縁部の断面形状を測定することができる。従って、その場合は第１センサ機構３５を省略することが可能である。
【００４５】
なお、本実施形態においては、第１、第２センサ機構３５，３８をウエハＷの中心部に向かって移動させるように構成したが、第１、第２センサ機構３５，３８を固定して、基板保持回転機構６１を第１、第２センサ機構３５，３８の方向に移動させる移動機構（図示せず）を設置することによって、ウエハを第１、第２センサ機構３５，３８の方向に移動させて測定を行なうようにすることも可能である。
【００４６】
測定ユニットの第３の実施形態を説明する。図１２は第３の実施形態による測定ユニット３０−３を示す概略斜視図である。図１２に示す測定ユニット３０−３は、ウエハＷ周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構を備えたもので、基板保持回転機構６１と、基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの周縁部の所定位置に向かってウエハＷ側面の接線方向に光を投光する投光装置５２と、ウエハの周縁部を挟んで投光装置５２と反対側に設置された画像取得装置であるＣＣＤカメラ５３を具備している。投光装置５２は、ＣＣＤカメラ５３で撮像可能な光５４を投光する装置で、この光５４としては、例えばＬＥＤ光や赤外線等がある。また、ＣＣＤカメラ５３には、画像処理装置（図示せず）が接続されている。この測定ユニット３０−３は、投光装置５２から投光された光５４の一部がウエハＷ周縁部の側面で遮光されることを用いて、この一部が遮光された光５４を画像情報として取得し、ウエハＷ周縁部の断面形状を測定するものである。
【００４７】
図１３は、投光装置５２から投光された光５４をＣＣＤカメラ５３で撮影した画像の一例を示す図である。図１３に示すように、投光された光５４にはウエハＷ周縁部の断面形状Ｓが投影される。この光５４を撮影した撮影画像を用いて画像処理装置でエッジ抽出を行なうことにより、光５４の背景とウエハＷ周縁部の断面の投影Ｓとの境界線Ｕの座標データを取得してこれを数値化する。数値化されたデータを演算処理することで、ウエハＷ周縁部の断面Ｓにおける側面部Ｒの長さ寸法Ｌ１、上側傾斜部Ｐのウエハ面に対する傾斜角度φ、上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑの水平距離寸法Ｌ２、上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑと側面部Ｒとの境界部の曲率ρ１，ρ２等を計測することができる。
【００４８】
ＣＣＤカメラ５３の撮影画像は２次元画像であるが、撮影画像のエッジ抽出を行うことで、その際に数値化したデータだけを演算処理すればよく、複雑な画像処理を伴わずに数値データのみを用いて処理することが可能となる。従って、演算処理が簡単になり、使用する機器の構成も簡易なもので足りる。また、撮影画像自体をデータとして保存する必要がなく、画像データ保存のための大容量記憶手段等を設ける必要もない。通常、画像撮影はウエハＷ周縁部の１箇所で行うが、必要に応じて基板保持回転機構６１でウエハＷを回転させて周縁部の複数箇所を撮影して測定を行なうことも可能である。このように複数箇所の測定をすれば、ウエハＷ全周に亘って周縁部が均一に研磨されているかを判断することができる。
【００４９】
測定ユニットの第４の実施形態を説明する。図１４は第４の実施形態による測定ユニット３０−４を示す概略斜視図である。図１４に示す測定ユニット３０−４は、ウエハＷ周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構を備えたもので、基板保持回転機構６１と、該基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの周縁部の所定位置の上方に設置された投光装置（レーザー投光装置）５５と、ウエハＷ周縁部の上方に設置された画像取得装置であるＣＣＤカメラ５６を備えて構成されている。またＣＣＤカメラ５６には画像処理装置（図示せず）及び演算処理装置（図示せず）が接続されている。投光装置５５は、水平に保持されたウエハＷの周縁部に向かってウエハＷの径方向にレーザー光５７を照射する。レーザー光５７は、線状または面状であり、照射された箇所でウエハＷ周縁部の断面形状に沿う線状の軌跡５８を作り出す。一方、ＣＣＤカメラ５６は、レーザー光５７の面に対して図示する位置から所定角度傾いたδ軸を軸心とする位置に設置され、そこから軌跡５８を撮影するようになっている。
【００５０】
図１５Ａ及び１５Ｂは、投光装置５５とＣＣＤカメラ５６の設置位置を説明するための図で、図１５Ａは投光装置５５とＣＣＤカメラ５６の設置状態を示す概略平面図で、図１５Ｂはその概略側面図である。図１５Ａに示すように、線状のレーザー光５７はウエハＷの径方向のα軸に沿って照射されており、このα軸とは直交及び平行しないδ軸を軸心とする向きにＣＣＤカメラ５６が設置されている。このδ軸は、α軸に対してθだけ傾いたβ軸に直交する向きになっている。また図１５Ｂに示すように、δ軸の向きは鉛直下向きのＺｓ軸と直交及び平行せず、Ｚｓ軸に対して所定の傾きを持つ向きになっている。
【００５１】
ＣＣＤカメラ５６で軌跡５８を撮影し、撮影画像を画像処理装置によって処理することで、撮影画像上の軌跡の座標を数値化する。さらにこの撮影画像上の軌跡の座標と、ＣＣＤカメラ５６の設置軸δに直交する面（Ｚ−β平面）に対するレーザー光の面（Ｚ−α平面）の傾斜角度θとを用いて、処理ユニットによって演算処理（例えば、回転演算処理）を行うことで、元の軌跡５８の座標を算出する。即ち、図１５Ｃに示すように、撮影画像内のレーザー光の軌跡であるＺ−α平面上の軌跡５８´の座標をθ回転させることで、Ｚ−β平面上に回転投影させる。この演算処理によりＺ−β平面上に得られた軌跡５８の座標が、実際のウエハＷの周縁部に形成された光の軌跡５８の座標データ、即ち、ウエハＷの周縁部の断面形状の座標データとなる。
【００５２】
測定ユニットの第５の実施形態を説明する。図１６Ａは第５の実施形態による測定ユニット３０−５の構成を示す概略平面図であり、図１６Ｂはその概略側面図である。図１６Ａおよび図１６Ｂに示す測定ユニット３０−５は、ウエハＷの周縁部の表面状態の測定及び欠陥部位の検知を行なう表面状態測定機構を備えたもので、基板保持回転機構６１と、ウエハＷの周縁部の表面状態の測定及び欠陥部位の検知を行なう周縁部測定装置５９と、ウエハＷのノッチ部の表面状態の測定及び欠陥部位の検知を行なうノッチ測定装置６０と、周縁部測定装置５９及びノッチ測定装置６０で撮影された画像を処理する画像処理装置（図示せず）、及び該画像処理装置で得られたデータを処理する処理ユニット（図示せず）を備えている。周縁部測定装置５９は該基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの周縁部の画像を撮影し、ノッチ測定装置６０はウエハＷのノッチ部の画像を撮影する。
【００５３】
周縁部測定装置５９は、ウエハＷの周縁部に光を照射する照明装置５９ａと、ウエハＷ周縁部からの反射光を撮像する複数の撮像カメラ５９ｂを備えている。撮像カメラ５９ｂは、図１６Ｂに示すようにウエハ周縁部の厚さ方向の異なる位置に配置され、複数角度からウエハＷ周縁部の反射光を撮影するようになっている。また、ノッチ測定装置６０は、ウエハＷのノッチＮに光を照射する照明装置６０ａと、該ノッチＮからの反射光を撮像する複数の撮像カメラ６０ｂを備えている。複数の撮像カメラ６０ｂは、照明装置６０ａからの光がノッチＮで反射した反射光の明視野範囲に位置するように配置されると共に、ノッチＮの厚さ方向及び幅方向の異なる部位からの反射光を撮像するように、各々その位置をずらして設置されている。
【００５４】
測定ユニット３０−５でウエハＷ周縁部は次のように測定される。まず基板保持回転機構６１を回転させて、ノッチ測定装置６０の測定位置にウエハＷのノッチＮを移動させる。この状態で、撮像カメラ６０ｂでノッチＮからの反射光の画像を撮像する。この画像は、画像処理装置で処理され、さらに処理ユニットで該画像中の反射光の強度が解析される。これによりノッチＮの表面状態の測定が行なわれ、ノッチＮの表面に欠陥がある場合はこれを検知することができる。また、ウエハＷ周縁部の測定を行なうには、基板保持回転機構６１でウエハを回転させた状態で、撮像カメラ５９ｂでウエハＷ周縁部からの反射光の画像を連続して撮像する。この画像は、画像処理装置で処理され、さらに処理ユニットで撮影された画像中の反射光の強度を解析することで、ウエハＷ周縁部の表面状態を測定すると共に欠陥部位の検知を行なう。これにより、研磨後のウエハＷ周縁部に汚染や針状突起などが残存している場合にこれを検知することができる。
【００５５】
以上説明したように、測定ユニットの実施形態として、ウエハの直径を測定する直径測定機構、ウエハ周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構、ウエハ周縁部の表面状態の測定及び欠陥部位の検知を行なう表面状態測定機構を備えた測定ユニットを説明した。これら各測定ユニットが備える機構は、適宜組み合わせて一台の測定ユニットに組み込むことも可能であり、また最も簡易な測定ユニットとしては、例えば直径測定機構のみを備えた測定ユニットとすることが可能である。
【００５６】
測定ユニットの第６の実施形態を説明する。
図１７は第６の実施形態による測定ユニット３０−６を示す概略斜視図である。図１７に示す測定ユニット３０−６は、ウエハＷのノッチＮの三次元形状を測定する三次元形状測定機構を備えたもので、基板保持回転機構６１と、該基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷのノッチＮの所定位置の上方に配置された投光装置（レーザー投光装置）１５５と、ウエハＷのノッチＮの上方に配置された画像取得装置であるＣＣＤカメラ１５６を備えて構成されている。また、ＣＣＤカメラ１５６および投光装置１５５には画像処理装置（図示せず）および処理ユニット（図示せず）が接続されている。
【００５７】
基板保持回転機構６１はウエハＷのノッチＮを検出するノッチ検出機構（図示せず）を備え、ノッチ検出機構は基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷのノッチＮを検出する。そして、ＣＣＤカメラ１５６および投光装置１５５で計測する位置にウエハＷのノッチＮの位置が整合するように、ウエハＷは基板保持回転機構６１により回転される。ノッチ検出機構は周知の機構でよく、その詳細説明は省略する。
【００５８】
ＣＣＤカメラ１５６および投光装置１５５はノッチＮの位置に対して斜め上方位置に配置されている。投光装置１５５は水平に保持されたウエハＷのノッチＮ部に線状のレーザー光１５７を照射する。レーザー光１５７はウエハ上に照射された箇所でウエハＷのノッチＮおよびその近傍に線状の軌跡を作り出す。投光装置１５５はレーザー光１５７を方向１５８に走査するようになっており、図１７に示すように、レーザー光１５７はノッチＮの近傍の開始ライン１５９ａから開始ライン１５９ａに対しノッチＮの反対側にある終了ライン１５９ｂの範囲に照射される。投光装置１５５は光源、レンズ、スリット、ガルバノミラーなど光学構成要素からなり、線状の平行光１５７を照射し且つ平行光１５７と垂直な方向に該光１５７を走査することが可能になっている。
【００５９】
図１８Ａおよび図１８Ｂは投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６の配置位置を説明するための図で、図１８Ａは投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６の配置を示す概略平面図で、図１８Ｂは図１８Ａの概略側面図である。図１８Ａに示すように、ウエハ中心からノッチＮを通るウエハＷの径方向に延びているα軸に対して、ノッチＮを通り角度θだけ傾いたδ軸上にＣＣＤカメラ１５６が配置されている。同様にα軸に対して、ノッチＮを通り角度ζだけ傾いたγ軸上に投光装置１５５が配置されている。また、図１８Ｂに示すように、δ軸およびγ軸はウエハＷの水平面に対して垂直なＺｓ軸に対して角度εだけ傾いて配置されている。
【００６０】
前記測定ユニット３０−６が投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６をそれぞれ一台ずつ備える場合、ウエハ厚さ方向の中心からウエハＷの上半分のデータを取得できるが、ウエハＷの下半分はレーザー照射およびＣＣＤカメラ１５６での撮影領域に入らない。よって、ウエハＷの下半分のデータが必要であれば、ウエハ厚さ方向の中心に対して対称にさらに投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６を配置してもよい。その場合、ウエハＷの上半分のデータに加えて下面側のデータを取得することができる。そしてこれらのデータを演算処理によって結合させて１つの三次元データにすることが可能である。もしくは、前記測定ユニット３０−６にウエハＷを投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６に対して傾かせる機構を追加してもよい。
【００６１】
投光装置１５５から照射されたレーザー光１５７がノッチＮの近傍に走査されている状態をＣＣＤカメラ１５６で撮影しビデオ画像として取得する。ＣＣＤカメラに接続された画像処理装置によりレーザー光１５７の明るさの変化から照射光１５７の軌跡を認識し、処理ユニットにより該軌跡をノッチＮの位置、投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６の三次元配置、およびレーザー１５７の走査速度に基づいて、ノッチの形状の三次元データに置き換える。この処理によりノッチＮの形状を非接触で三次元データとして計測することができる。三次元計測方法としてこのような画像処理、演算処理に各種の手法が実用されており、例えば三角測量式、光切断式などの方法を採用することができる。
【００６２】
三次元計測データは研磨ユニットの研磨条件を決定するため手段として利用することができる。例えば、三次元計測データをノッチ部の所望の断面形状やウエハＷ上面から見た平面形状などの二次元データに変換し、研磨の角度を自動的に算出したり、研磨前後のノッチの三次元形状を計測することによりノッチＮの研磨量を算出することもできる。
【００６３】
本実施例において、ノッチＮの三次元形状を計測する場合を示したが、同じ機構構成、手法によりノッチＮではないウエハＷの周縁部の三次元形状を計測することも可能であり、同様に三次元計測データを研磨ユニットの研磨条件を決定するための手段として利用することができる。
【００６４】
図１９は、上記の実施形態の測定ユニット３０を基板処理装置１に設置する設置例を示す図である。図１９では図示の都合上、測定ユニット３０として基板保持回転機構６１のみを示している。測定ユニット３０は単独で設置することができるほか、図１９に示すように測定ユニット３０の上部にウエハＷを載置するウエハステージ６５を設けることができる。即ち、測定ユニット３０は筐体６６内に配置され、該筐体６６の上面６６ａにウエハステージ６５が設置されている。このウエハステージ６５は、ウエハＷの外周部を載置する複数の載置ピン６５ａを具備し、第１搬送ロボット２０Ａのハンドによって搬送されるウエハＷを一時的に仮置きして第２搬送ロボット２０Ｂのハンドに受け渡す仮のステージとして使用したり、測定ユニット３０が先のウエハＷで占有されている場合に、後のウエハＷを待機させる待機台として使用することができる。一方、筐体６６の側壁６６ｂには扉状のシャッター６７が設けられている。該シャッター６７を開くことで、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂに保持されたウエハを筐体６６内に搬入し、測定ユニット３０の基板保持回転機構６１に載置して測定を行うことができる。筐体６６のシャッター６７を設けた側壁６６ｂと反対側の側壁にも図示しないシャッターが設けられており、一方のシャッターから第１搬送ロボット２０Ａがアクセスし、他方のシャッターから第２搬送ロボット２０Ｂがアクセスできるようになっている。
【００６５】
このように測定ユニット３０の上部にウエハステージ６５を設置することにより、第１、第２搬送ロボット２０Ａ，２０Ｂがアプローチ範囲を共有するスペースに測定ユニット３０とウエハステージ６５を併設することができ、基板処理装置１内のスペースを節約することができる。また、下記の基板処理装置１の処理パターンの説明で述べるように、ウエハを効率良く最適な搬送ルートで搬送することが可能となり、基板処理装置１のスループットを向上させることができる。
【００６６】
次に、第１研磨ユニット７０Ａ及び第２研磨ユニット７０Ｂの構成を説明する。第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂは互いに共通の構成であるため、以下ではこれらに共通の構成として図２０に示す研磨ユニット７０を説明する。図２０は研磨ユニット７０の概略側断面図である。図２０に示すように研磨ユニット７０は、各構成部が筐体７１内に収納配置されており、ウエハＷの裏面を真空吸着して保持する基板保持回転部７２と、ウエハＷのセンタリング及び受渡しを行う基板受渡機構８０と、ウエハＷのベベル部の研磨を行なうベベル研磨部８３と、ウエハＷのノッチ部の研磨を行うノッチ研磨部９０とを備えている。
【００６７】
基板保持回転部７２は、図２０に示すように基板保持テーブル７３と、基板保持テーブル７３を支持する支持軸７４で構成される。基板保持テーブル７３はウエハＷを真空吸着する真空吸着用の溝部７３ａを上面に備えている。支持軸７４には回転駆動装置７５が取付けられており、該回転駆動装置７５により基板保持テーブル７３及び支持軸７４が一体に回転するようになっている。基板保持テーブル７３の溝部７３ａは、基板保持テーブル７３に形成された連通路７３ｂに連通し、この連通路７３ｂは支持軸７４に形成された連通路７４ａに連通している。そして連通路７４ａには真空ライン７６及び圧縮空気供給ライン７７が接続されている。また基板保持テーブル７３および支持軸７４には、昇降機構（図示せず）が取付けられている。昇降機構によって基板保持テーブル７３を上下方向に移動することができる。
【００６８】
また、基板保持テーブル７３の溝部７３ａを覆うように基板保持テーブル７３の上面にウレタン系の弾性部材からなる吸着パッド７８が貼付されている。この吸着パッド７８には、基板保持テーブル７３の溝部７３ａに連通する多数の小径の貫通孔（図示せず）が形成されている。したがって、真空ライン７６から真空を供給することにより、吸着パッド７８の貫通孔に真空が形成され、基板保持テーブル７３上に載置されたウエハＷが吸着パッド７８の上面に真空吸着される。なお、この吸着パッド７８はウエハＷと基板保持テーブル７３の間に真空を形成する作用と、ウエハＷを基板保持テーブル７３上に載置する際の衝撃緩和作用とを有している。
【００６９】
一方、基板保持回転部７２の上方には基板受渡機構８０が配置されている。基板受渡機構８０は一対のアーム８１，８１を備え、各アーム８１，８１にはウエハＷのベベル部に対応した凹状の面を有した複数のコマ８２が固定されている。アーム８１，８１は開閉可能で閉鎖位置と開放位置とを取ることができ、閉鎖位置でコマ８２によってウエハＷを狭持し、開放位置でウエハＷを放す。アーム８１，８１がウエハＷを狭持することでセンタリングが行われる。昇降機構により基板保持テーブル７３を上昇させ、基板受渡機構８０が受け取りセンタリングしたウエハＷを基板保持テーブル７３が真空吸着して研磨位置まで下降し、研磨処理を行う。
【００７０】
次にベベル研磨部８３は、研磨テープ８４をウエハＷのベベル部に押圧接触させるベベル研磨ヘッド８５と、研磨テープ送り機構８８とを備えて構成されている。研磨テープ送り機構８８は、ベベル研磨ヘッド８５に研磨テープ８４を送る供給リール８８ａと、ベベル研磨ヘッド８５から研磨テープ８４を回収する回収リール８８ｂを具備している。ベベル研磨ヘッド８５は、基板保持テーブル７３に面した位置に研磨テープ８４を掛ける一対の送りローラ８６，８６を備え、該一対の送りローラ８６，８６の間に研磨テープ８４を張り渡して該研磨テープ８４の研磨面８４ａをウエハＷのベベル部に接触させるようになっている。また、送りローラ８６，８６間に掛け渡された研磨テープ８４の背面側には基部８７が設置されている。該基部８７の研磨テープ８４に当接する面には、弾性部材（図示せず）を取付けることもできる。またベベル研磨ヘッド８５は、移動機構（図示せず）によりウエハＷの径方向に移動可能となっており、基部８７が研磨テープ８４を背面から押す作用と、研磨テープ８４自体の張力とによって、研磨テープ８４の研磨面８４ａがウエハＷのベベル部に押圧接触される。
【００７１】
研磨テープ８４は、一定幅の帯状部材で長さが数十メートル程であり、円筒状の芯材８９に巻き付けられている。芯材８９が供給リール８８ａに取付けられて、研磨テープ８４が研磨面８４ａを外側に向けた状態でベベル研磨ヘッド８５の一対の送りローラ８６，８６間に掛け渡されて、その先で回収リール８８ｂに取り付けられている。回収リール８８ｂにはモータ等の回転駆動機構（図示せず）が取付けられており、研磨テープ８４に所定の引張力を付与しながら巻き取り回収することができる。ベベル部の研磨時には、供給リール８８ａから研磨テープ８４が順次送られることで、ベベル研磨ヘッド８５には常に新しい研磨面８４ａが供給されるようになっている。
【００７２】
研磨テープ８４は、砥粒を分散させた樹脂材料をテープ基材のいずれかの面に塗布して固化させることで研磨面８４ａを形成したものであり、砥粒には、例えばダイヤモンドやＳｉＣ等が用いられる。砥粒の種類及び粒度は、研磨するウエハの種類や要求される研磨の程度に応じて選択されるが、例えば、粒度♯４０００〜♯２００００のダイヤモンドや、粒度♯４０００〜♯１００００のＳｉＣを用いることができる。また、研磨テープ８４に代えて表面に粒状物を付着させていない帯状の研磨布等を用いてもよい。
【００７３】
なお、粒度の粗い研磨テープ８４を装着してベベル部の側面を研磨すれば、ウエハの直径寸法を所望の寸法に形成することができる。また、異なる研磨ユニット７０でそれぞれ粗研磨と仕上げ研磨を行なう場合は、粗研磨を行なう研磨ユニット７０のベベル研磨部８３に、低番手の研磨材（砥粒径が大きい粗い研磨剤）を塗布した研磨テープ８４を装着し、仕上げ研磨を行なう研磨ユニット７０のベベル研磨部８３に、高番手の研磨材（砥粒径が小さい細かい研磨材）を塗布した研磨テープ８４を装着するようにして複数の研磨ユニット７０を使い分ける。
【００７４】
ここで、低番手の研磨材としては、例えば砥粒径が平均５μの粒度♯３０００程度の研磨材があり、高番手の研磨材としては、例えば砥粒径が平均０．２μの粒度♯２００００程度の研磨材がある。一般に粒度♯６０００程度を境として、これより粗い砥粒径の研磨材は形状整形用に用い、これより細かい砥粒径の研磨材は表面状態を整える仕上げ用として用いられる。
【００７５】
図２１Ａ乃至２１Ｃはベベル研磨ヘッド８５の動きを説明するための図である。ベベル研磨部８３は、ベベル研磨ヘッド８５をウエハＷのベベル部の研磨位置を中心に上下方向に揺動させる揺動機構を備えており、ウエハ面に対して上下方向に所定角度傾斜した位置からベベル部の研磨部位に研磨テープ８４の研磨面８４ａを接触させることができる。したがって、図２１Ａに示すように、ベベル研磨ヘッド８５をウエハ面に対して下方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ベベル部の上側傾斜面を研磨でき、図２１Ｂに示すように、ベベル研磨ヘッド８５を水平方向に向けることでベベル部の側面を研磨でき、図２１Ｃに示すように、ベベル研磨ヘッド８５をウエハ面に対して上方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ベベル部の下側傾斜面を研磨することができる。また、ベベル研磨ヘッド８５の傾斜角度を微調整することにより、ベベル部の上下傾斜面や側面、及びそれらの境界部を所望の角度及び形状に研磨することができる。
【００７６】
図２０に示すように、ノッチ研磨部９０は、研磨テープ９１をウエハＷのノッチ部に押圧接触させるノッチ研磨ヘッド９２と、研磨テープ送り機構９４とを備えて構成されている。ノッチ研磨部９０は、ノッチ研磨ヘッド９２をウエハＷの径方向に移動させる移動機構（図示せず）を備えている。研磨テープ送り機構９４は、ノッチ研磨ヘッド９２に研磨テープ９１を送る供給リール９４ａ及びノッチ研磨ヘッド９２から研磨テープ９１を回収する回収リール９４ｂを具備している。ノッチ研磨ヘッド９２は、研磨テープ９１を掛ける一対の送りローラ９３，９３を備え、該一対の送りローラ９３，９３の間に研磨テープ９１を張り渡してその研磨面９１ａをウエハＷのノッチ部に接触させるようになっている。ノッチ研磨部９０に用いる研磨テープ９１は、ベベル研磨部８３に用いる研磨テープ８４と同材質の研磨テープで、ウエハＷのノッチ部の形状に合わせた幅寸法に形成されたものである。このノッチ研磨用の研磨テープ９１は、ベベル研磨用の研磨テープ８４より幅寸法が小さく形成されている。なお図示及び詳細な構成の説明は省略するが、ベベル研磨部８３と同様にノッチ研磨部９０も、ノッチ研磨ヘッド９２をウエハＷのノッチ部の研磨位置を中心に上下方向に揺動させる揺動機構を備えており、研磨時にウエハ面に対して所定角度傾斜した位置から研磨テープ９１の研磨面９１ａを接触させることができる。従って、ウエハＷのノッチ部の表面形状に沿った研磨をすることができると共に、ノッチ部を所望の角度及び形状に研磨することができる。更にノッチ研磨部９０には、ウエハＷのノッチ部を検知するノッチ検知機構（図示せず）が設けられている。
【００７７】
一方、研磨ユニット７０は、図２０に示すようにウエハＷ上面及び下面それぞれの研磨位置付近に超純水等の水（研磨水）を供給する研磨水供給ノズル９５，９６を備えている。また、基板保持テーブル７３の上方に、ウエハＷ上面の中央部付近に研磨水を供給する研磨水供給ノズル９７を備えている。ベベル部及びノッチ部の研磨中に研磨水供給ノズル９５，９６から研磨水を供給することで、研磨によって発生する粒子状の研摩屑がウエハＷ上面や下面へ付着することを防止できる。また研磨水供給ノズル９７から供給される研磨水は、ウエハＷ中心部に向かって供給されるが、研磨中のウエハＷは回転しているので、供給される研磨水はウエハＷの中心部から外周部に向かって流れてゆく。このため研磨屑をウエハＷの外周部の方へ押し流す作用がある。一方、下面側の研磨水供給ノズル９６はウエハＷ裏面の基板保持テーブル７３より外周側に露出した部分に研磨水を供給するようになっている。ウエハＷの露出した部分の内側部分に研磨水を供給することにより、この場合も供給された研磨水がウエハＷの回転により外周部に向かって流れてゆき、研磨屑を外周部の方へ押し流すことができる。
【００７８】
研磨水供給ノズル９５，９６から供給される研磨水は、研磨屑によるウエハＷ上下面の汚染を防止するほか、研磨時の摩擦によって発生する熱を奪う冷却作用も有している。したがって供給する研磨水の温度を調節することにより、ウエハＷの研磨部位の熱を除去することができ、安定した状態で研磨を行なうことができる。
【００７９】
研磨ユニット７０には、研磨終点検知部を設けて研磨終点を管理してもよい。例えば、研磨終点は次のように検知される。ウエハＷ周縁部のベベル研磨ヘッド８５及びノッチ研磨ヘッド９２が接触しない場所に、光学的手段（図示せず）によって、ウエハＷのデバイス形成面の法線方向から所定形状及び所定強度の光（レーザーやＬＥＤなど）を照射し、その散乱光を測定することでベベル部の凹凸を測定しこれに基づいて研磨終点を検知してもよい。またウエハＷ周縁部の温度変化をモニタリングし、この温度変化に基づいて研磨終点を検出するようにしてもよい。そのほか、ベベル部やノッチ部の研磨終点は研磨時間によって管理することもできる。
【００８０】
研磨ユニット７０における研磨工程を以下に説明する。研磨対象のウエハＷが筐体７１内に搬入されて、基板受渡機構８０に受け渡されると、アーム８１，８１が閉じてその閉鎖位置でウエハＷを狭持しセンタリングを行う。その後、基板保持テーブル７３が基板受渡機構８０の位置まで上昇して、アームの８１、８１に保持されたウエハＷを真空吸着する。この真空吸着と同時にアーム８１，８１が開いて開放位置でウエハＷを放すことにより、ウエハＷは基板保持テーブル７３の上面に保持される。その後、ウエハＷを保持した基板保持テーブル７３は、図２０に示す位置まで下降する。そして回転駆動装置７５が駆動して基板保持テーブル７３と共にウエハＷを回転させる。
【００８１】
その状態で、ウエハＷのベベル研磨を行なうには、ベベル研磨部８３の供給リール８８ａから研磨テープ８４を供給して未使用の研磨面８４ａをベベル研磨ヘッド８５の送りローラ８６，８６間に配置する。そして、移動機構によりベベル研磨ヘッド８５をウエハＷに向けて送り、研磨テープ８４の研磨面８４ａをウエハＷのベベル部に接触させて、ベベル部を研磨する。このとき、ベベル研磨部８３に設けた揺動機構を駆動し、ベベル研磨ヘッド８５を上下方向に揺動させながら研磨する。これによりウエハＷのベベル部のみならずエッジ部も同時に研磨することができる。
【００８２】
またウエハＷのノッチ研磨を行なうには、まず、ノッチ研磨部９０に設けたノッチ検出機構によりウエハＷのノッチ部を検出し、ウエハＷを回転させることで該ノッチ部をノッチ研磨部９０の研磨位置に位置合わせする。位置合わせが終わったら、ノッチ研磨部９０の供給リール９４ａから研磨テープ９１を供給して未使用の研磨面９１ａをノッチ研磨ヘッド９２の送りローラ９３，９３間に配置する。そして、移動機構によりノッチ研磨ヘッド９２をウエハＷに向けて送り、研磨テープ９１の研磨面９１ａをウエハＷのノッチ部に接触させて、ノッチ部を研磨する。このとき、ノッチ研磨部９０に設けた揺動機構を駆動し、ノッチ研磨ヘッド９２を上下方向に揺動させて研磨する。さらに、研磨テープ送り機構９４により研磨テープ９１を小刻みに前後させてウエハＷのノッチ部に摺接させて研磨してもよい。これらによりウエハＷのノッチ部の形状に合わせた研磨を行なうことができる。
【００８３】
次に、１次洗浄ユニット１００の構成を以下に説明する。図２２は１次洗浄ユニット１００を示す概略斜視図である。図２２に示すように、１次洗浄ユニット１００はロール／ロール（Ｒ／Ｒ）型の低速回転型洗浄ユニットである。具体的には、１次洗浄ユニット１００は、ウエハＷの周縁部を保持する複数のスピンドル１０１と、スピンドル１０１に保持されたウエハＷの上下位置に設置した一対のロール型の洗浄部材（ロールスポンジ）１０２ａ，１０２ｂを備えている。スピンドル１０１は、それぞれ回転機構を有する保持部材として使用される。図２２に示すように、スピンドル１０１は、保持するウエハＷを取り囲む位置に複数本（図では６本）設置されており、各々のスピンドル１０１は駆動機構（図示せず）によりウエハＷに対して外方及び内方に移動自在に設置されている。また各スピンドル１０１の側面の上端部近傍には保持溝１０１ａが形成されており、ウエハＷの外周部をこの保持溝１０１ａに係合させてウエハＷを保持する。またスピンドル１０１は回転機構（図示せず）により回転自在に構成されており、各スピンドル１０１が一定方向に回転することによって保持されたウエハＷが回転するようになっている。
【００８４】
一対の洗浄部材１０２ａ，１０２ｂは各々駆動機構１０３ａ，１０３ｂに取付けられており、駆動機構１０３ａ，１０３ｂによって洗浄部材１０２ａ，１０２ｂが各々軸心周りに自転すると共に上下左右方向に移動可能になっている。洗浄部材１０２ａ，１０２ｂは上下移動することによって洗浄時にウエハＷの上下面に接触する一方、ウエハＷの搬入出時には上方及び下方に退避可能となっている。一方、ウエハＷの上面（表面）にエッチング液（薬液）を供給する薬液供給ノズル１０４及び洗浄液（純水）を供給する洗浄液供給ノズル１０５と、ウエハＷの下面（裏面）にエッチング液（薬液）を供給する薬液供給ノズル１０６及び洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル１０７が設置されている。
【００８５】
１次洗浄ユニット１００による洗浄工程について説明する。ウエハＷが１次洗浄ユニット１００に搬送されると、スピンドル１０１がウエハＷを保持して回転させると共に、上下の洗浄部材１０２ａ，１０２ｂがそれぞれ下方及び上方に移動してウエハＷの上下面に接触する。この状態で、洗浄部材１０２ａ，１０２ｂが自転しながらウエハＷの上下面に摺接すると共に、洗浄液供給ノズル１０５，１０７からウエハＷ上面及び下面に洗浄水を供給することによって、ウエハＷの上下面を全面に亘ってスクラブ洗浄する。
【００８６】
スクラブ洗浄後、洗浄部材１０２ａ，１０２ｂを上方及び下方に待避させ、薬液供給ノズル１０４、１０６からそれぞれウエハＷの上面、下面にエッチング液を供給し、ウエハＷの上下面のエッチング（化学的洗浄）を行い、残留する金属イオンを除去する。なおこのとき、必要に応じてスピンドル１０１によるウエハＷの回転速度を変化させる。その後、洗浄液供給ノズル１０５，１０７からウエハＷの上面、下面に洗浄液（純水）を供給し、所定時間の純水置換を行ってエッチング液を除去する。このときも必要に応じてウエハＷの回転速度を変化させる。
【００８７】
次に、２次洗浄・乾燥ユニット１１０の構成を以下に説明する。図２３は、２次洗浄・乾燥ユニット１１０である洗浄機能付きスピン乾燥ユニットの構成例を示す図である。図２３に示すスピン乾燥ユニット１１０は、基板保持回転機構１１１と、ペンシル型洗浄機構１１４と、洗浄液供給ノズル１１９を備えて構成されている。基板保持回転機構１１１は、ウエハＷの外周部を数箇所で挟持する爪部１１２ａを備えた保持部１１２と、該保持部１１２の下部に連接された回転軸１１３と、回転軸１１３に連結された回転駆動機構（図示せず）からなり、保持したウエハＷを所定の回転数で回転させることができる。なおこの基板保持回転機構１１１は、ウエハＷを授受する際に爪部１１２ａを開閉する開閉機構（図示せず）を備えている。
【００８８】
ペンシル型洗浄機構１１４は、シャフト１１５に一端が支持された揺動アーム１１６を具備し、該揺動アーム１１６の他端にウエハＷの上面に向かって鉛直下方に突出する回転軸１１７を設け、該回転軸１１７の下端に洗浄部材１１８を取り付けて構成される。例えば、洗浄部材１１８多孔質のＰＶＦ製スポンジ等で構成されてもよい。この洗浄部材１１８を構成する材料は、発泡ポリウレタンとすることも可能である。シャフト１１５は、駆動機構（図示せず）により上下に昇降すると共に回動でき、シャフト１１５の回動により揺動アーム１１６は揺動し、洗浄部材１１８がウエハＷ上面に当接する洗浄位置と、ウエハＷ上方から離間した退避位置との間で移動することができる。更に、回転軸１１７の回転により、洗浄部材１１８がウエハＷの洗浄時に回転する。一方、洗浄液供給ノズル１１９は、ウエハＷ上面に向けて洗浄液を供給するように構成されている。ウエハＷの下側にもウエハＷの下面に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル（図示せず）を設置することができる。
【００８９】
洗浄・乾燥工程は２次洗浄・乾燥ユニット１１０で次のように行われる。２次洗浄・乾燥ユニット１１０にウエハＷが搬入されると、基板保持回転機構１１１でウエハＷを保持し、１００〜５００ｒｐｍ程度の低速で回転させる。そして、洗浄液供給ノズル１１９からウエハＷ上面に洗浄液を供給しながら、揺動アーム１１６をウエハＷ上面の全面に亘って揺動させて、回転する洗浄部材１１８をウエハＷ上面に接触・走査させてスクラブ洗浄を行う。スクラブ洗浄が終了すると、揺動アーム１１６を待機位置に移動させて格納する。その後、基板保持回転機構１１１の回転速度を上げて、ウエハＷを１５００〜５０００ｒｐｍ程度で高速回転させてウエハＷのスピン乾燥を行なう。なおこのとき、ガス供給ノズル（図示せず）から必要に応じて清浄な不活性ガスを供給しながらスピン乾燥を行っても良い。上記では洗浄部材１１８でスクラブ洗浄を行う例を説明したが、スクラブ洗浄の代わりに洗浄液供給ノズル１１９から超音波加振された純水を供給することで、ウエハＷ表面に付着したパーティクルの除去を行なういわゆる非接触洗浄を施すこともできる。
【００９０】
次に、基板処理装置１におけるウエハの処理パターンを以下に説明する。
まず、図２４を用いて、第１の処理パターンを説明する。図２４において点線で示す矢印は、第１搬送ロボット２０Ａによる搬送ラインであり、実線で示す矢印は、第２搬送ロボット２０Ｂによる搬送ラインである。ＣＭＰ工程やＣｕ成膜工程を終えたウエハが収容されたウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂがロードアンロードポート１０のウエハ供給回収装置１１Ａ又は１１Ｂに載置されると、第１搬送ロボット２０Ａによって、該ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０へ搬送される（搬送ライン１）。測定ユニット３０で研磨前のウエハの直径、周縁部の断面形状、表面状態のうち必要なデータが測定される。測定を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０から第１研磨ユニット７０Ａへ搬送される（搬送ライン２）。第１研磨ユニット７０Ａでウエハの周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット７０Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって１次洗浄ユニット１００へ搬送され（搬送ライン３）、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット１００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され（搬送ライン４）、２次洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１搬送ロボット２０Ａにより元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される（搬送ライン５）。あるいは、乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂのいずれかにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻される。
【００９１】
この際、先に搬送されたウエハが上記の第１の処理パターンで搬送されて第１研磨ユニット７０Ａで研磨されている間に、次に処理すべきウエハを下記の第２の処理パターンで搬送して処理できる。即ち、第２の処理パターンでは、まず第１搬送ロボット２０Ａによってウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂから測定ユニット３０へ搬送される（搬送ライン１）。測定ユニット３０で測定を終えたこのウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって第２研磨ユニット７０Ｂへ搬送され（搬送ライン２´）、第２研磨ユニット７０Ｂでウエハの周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第２研磨ユニット７０Ｂでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで１次洗浄ユニット１００へ搬送され（搬送ライン３´）、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット１００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され（搬送ライン４）、２次洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１搬送ロボット２０Ａにより元のウエハカセット１２Ａ，１２Ｂに戻される（搬送ライン５）。あるいは、乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂのいずれかにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻される。
【００９２】
上記のような処理、即ち、第１、第２の処理パターンを同時に行なうことで第１研磨ユニット７０Ａと第２研磨ユニット７０Ｂにより並行してそれぞれ別のウエハを研磨するいわゆるパラレル処理によれば、単位時間当たりのウエハの処理数を多くすることができ、基板処理装置１のスループットが向上し、その稼働率を向上させることができる。
【００９３】
なお、パラレル処理を行う場合は、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂに装着する研磨テープは、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂで互いに同一の粒度の研磨テープとする。この研磨テープとしては、例えば粒度♯６０００〜♯８０００程度の研磨テープがある。なお本処理パターンにおいて、研磨前のウエハを測定する必要がない場合は、搬送ライン１で、測定ユニット３０へ搬送する代わりにウエハステージ６５へ搬送して載置（仮置き）することで、該ウエハを第１搬送ロボット２０Ａから第２搬送ロボット２０Ｂへ受け渡すようにすればよい。
【００９４】
次に、図２５を用いて、第３のウエハの処理パターンを以下に説明する。図２５において、点線で示す矢印は、第１搬送ロボット２０Ａによる搬送ラインであり、実線で示す矢印は、第２搬送ロボット２０Ｂによる搬送ラインである。まず第１搬送ロボット２０Ａによって、ロードアンロードポート１０に載置されたいずれかのウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０へ搬送される（搬送ライン１１）。測定ユニット３０で、研磨前のウエハの直径、周縁部の断面形状、表面状態などのうち必要なデータが測定される。測定を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０から第１研磨ユニット７０Ａへ搬送される（搬送ライン１２）。第１研磨ユニット７０Ａでウエハ周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット７０Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで、第２研磨ユニット７０Ｂへ搬送され（搬送ライン１３）、さらに研磨が行なわれる。第２研磨ユニット７０Ｂでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって１次洗浄ユニット１００へ搬送され（搬送ライン１４）、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット１００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され（搬送ライン１５）、２次洗浄・乾燥処理がされる。乾燥処理を終えたウエハは、第１搬送ロボット２０Ａにより元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される（搬送ライン１６）。
【００９５】
この第３の処理パターンのように、第１研磨ユニット７０Ａと第２研磨ユニット７０Ｂで同一のウエハを続けて研磨するいわゆるシリアル処理を行う場合は、第１研磨ユニット７０Ａで、ウエハの周縁部の付着物の除去や表面荒れの除去を目的とする粗研磨処理を行った後、第２研磨ユニット７０Ｂでその仕上げ研磨処理を行なう、というように第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂを研磨目的に応じて使い分けることができる。なお、第１の処理パターンにおいても、研磨前のウエハの測定を行なう必要がない場合は、搬送ライン１で、測定ユニット３０へ搬送する代わりにウエハステージ６５へ搬送すればよい。
【００９６】
図２６は、さらに他の処理パターンを説明するための図である。図２６において、ＣＬ１〜ＣＬ４はそれぞれ第１研磨ユニット７０Ａ、第２研磨ユニット７０Ｂ、１次洗浄ユニット１００、２次洗浄・乾燥ユニット１１０を示すものとする。第４の処理パターン（ａ）では、第１搬送ロボット２０Ａによって、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０又はウエハステージ６５から第１研磨ユニット７０Ａへ搬送される。第１研磨ユニット７０Ａでウエハの周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット７０Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され、洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２０Ａで２次洗浄・乾燥ユニット１１０から直接元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される。
【００９７】
第５の処理パターン（ｂ）は、第４の処理パターン（ａ）において、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０又はウエハステージ６５から第１研磨ユニット７０Ａへ搬送する代わりに、第２研磨ユニット７０Ｂに搬送して研磨するものである。この際、パラレル処理を行うことができる。すなわち、先に搬送されたウエハを第４の処理パターン（ａ）によって第１研磨ユニット７０Ａで研磨している間に、次に処理すべきウエハをこの第５の処理パターン（ｂ）によって第２研磨ユニット７０Ｂに搬送して研磨することができる。
【００９８】
また、第６の処理パターン（ｃ）では、第１搬送ロボット２０Ａによって、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって１次洗浄ユニット１００へ搬送され、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット１００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され、２次洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２０Ａで２次洗浄・乾燥ユニット１１０から直接元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される。
【００９９】
第７の処理パターン（ｄ）では、第１搬送ロボット２０Ａによって、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０又はウエハステージ６５から２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され、洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２０Ａで２次洗浄・乾燥ユニット１１０から直接元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される。
【０１００】
基板処理装置１では、上記のパラレル処理とシリアル処理のいずれも行うことができ、ウエハの研磨目的に応じて第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂに装着する研磨テープの番手とその運転条件を適宜選択することで、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂを使い分け、処理対象のウエハに最適な研磨処理を施すことが可能である。なお上記の各処理パターンでは、先に搬送されたウエハによって測定ユニット３０が占有されている場合、次に搬送されるウエハを、ウエハ載置部２６に一時的に載置することで順番待ちをすることが可能であるため、効率良くウエハを搬送して処理することができる。
【０１０１】
また、上記の各処理パターンにおいて、研磨後のウエハの測定を行なう場合は、２次洗浄・乾燥ユニット１１０で乾燥処理を終えたウエハを測定ユニット３０へ搬送し、研磨前のウエハの直径、周縁部の断面形状、表面状態のうち必要なデータを測定する。このように研磨前・研磨後の２回ともウエハの測定を行う場合に、測定ユニット３０が研磨前のウエハの測定で占有されていても、基板処理装置１はウエハステージ６５を設けているので、２次洗浄・乾燥ユニット１１０で乾燥処理を終えた研磨後の測定待ちのウエハをウエハステージ６５に一時退避させておくことができる。これにより２次洗浄・乾燥ユニット１１０を空けることができるので、続けて次のウエハの２次洗浄・乾燥処理をすることができ、基板処理装置１のスループットを向上させることができる。
【０１０２】
また、上記の各処理パターンのウエハ搬送においては、測定ユニット３０、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂ、１次洗浄ユニット１００、２次洗浄・乾燥ユニット１１０のユニットごとの処理の所要時間に応じてウエハを搬送するタイミングを適宜調整することで、ウエハを基板処理装置１内でスムーズに搬送して処理を行なうようにすれば、基板処理装置１のスループットをより向上させることができる。
【０１０３】
次の例では、第２、第３、又は第４実施形態における測定ユニット３０−２，３０−３又は３０−４などの断面形状測定機構を備えた測定ユニット３０における測定結果に基づいて決定された研磨条件でウエハの研磨を行なう。図２７は、研磨対象ウエハＷの周縁部の断面形状を示す図である。断面形状測定機構を備えた測定ユニット３０による研磨前のウエハＷの測定データから、ウエハＷのベベル部の上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑの研磨角度Ｍ１，Ｍ２、及び側面部Ｒの研磨角度Ｍ３等の研磨条件を決定する。さらに、ウエハＷの断面形状データと、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂにおける研磨面の加圧力及び研磨時のウエハ回転速度などの研磨条件から、予定研磨量を算出して研磨後のウエハＷ周縁部の形状を予測する。その予測形状から、上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑと側面部Ｒの境界部Ｖ１，Ｖ２に未研磨部分が生じると判断される場合は、当該境界部Ｖ１，Ｖ２を研磨するための研磨条件（研磨角度Ｍ４，Ｍ５及び研磨時間）を決定する。そして研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂでこれら決定した研磨条件に基づいて研磨を行なうことで、ウエハＷの周縁部を所望の形状・寸法に研磨することができる。
【０１０４】
本発明によれば、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂに、ベベル研磨ヘッド８５の角度を任意に変更することでウエハＷの周縁部を任意の研磨角度で研磨できる機構を備え、測定ユニット３０にウエハＷの周縁部の断面形状を測定する機能を備え、研磨条件決定手段によって、測定ユニット３０によるウエハＷの周縁部の断面形状の測定結果に基づいて最適な研磨角度を算出して決定し、これを研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂの研磨条件として研磨することで、ウエハＷに応じた最適な角度で研磨処理を行うことができ、ひいては研磨時間の短縮に寄与することとなる。
【０１０５】
上記手順は、断面形状測定機構を備えた測定ユニット３０の測定結果に基づいて研磨条件を決定する一例である。この例ではウエハＷのベベル部の全体、即ち、上側傾斜部Ｐ、下側傾斜部Ｑ、及び側面部Ｒを研磨する場合を示しているが、デバイス製造工程において、例えばウエハＷのベベル部の上側傾斜部Ｐのみの研磨を必要とする場合には、研磨角度Ｍ１だけを決定するか、あるいは上側傾斜部Ｐと境界部Ｖ１の研磨角度Ｍ１，Ｍ４だけを決定するなど、研磨の目的に応じて必要な研磨条件を決定することができる。また、研磨前のウエハＷの直径を測定し、その測定結果に基づいて側面部Ｒの研磨量を決定してウエハＷを目的とする直径に仕上げることもできる。なお、測定ユニット３０の測定結果に基づいて研磨する場合は、研磨前のウエハＷの形状に倣って表面のみを研磨するか、あるいは研磨前の形状を変更するような研磨角度及び圧力で研磨して所望の形状に成型する等、目的により研磨方法を選択することができる。
【０１０６】
また、表面状態測定機構を備えた測定ユニット３０（第５の実施形態にかかる測定ユニット３０−５）では、研磨後のウエハ周縁部の表面状態の測定を行い、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂの研磨によるウエハ周縁部の付着物の除去や表面荒れの除去の達成状況を検査することができる。このように、研磨後のウエハの測定を行えば、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂで所望の研磨が行なわれたか否かを判断することができ、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂを最適な状態で運転するように運転管理をすることが可能となる。
【０１０７】
測定ユニット３０で、研磨後のウエハを測定した場合は、該測定後のウエハを測定ユニット３０から一旦ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻す。こうしてウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂのすべてのウエハが基板処理装置１における一連の処理を終了して戻された後、これらウエハの検査結果によりその研磨が不十分であると判断される場合は、当該測定結果に基づいて第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂの研磨条件を変更した後、再度ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂのウエハを第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂへ搬送して研磨処理を行うことができる。一方、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂ内のウエハのうちの数枚のみを最初に研磨し、該研磨したウエハの検査結果に基づいて、残りのウエハの研磨条件を変更・修正することも可能である。
【０１０８】
通常、一台のウエハカセットは、同一種類のウエハを２５枚程収容しており、また、処理に際しては同一種類のウエハを収容するウエハカセットを複数台連続して基板処理装置１に投入する。ここで、上記の測定ユニット３０を備えた基板処理装置１によれば、複数のウエハカセットのうち最初のウエハカセットに収容された数枚のウエハの検査結果に基づいて研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂの研磨条件を決定することで、２台目以降のウエハカセットに収容されたウエハもそのまま研磨条件を変更・修正せずに連続して処理することができるので、多数のウエハを効率良く処理することができる。また、計測ユニット３０により、複数のウエハについて研磨前後の形状等を測定してその比較をすることで、現在処理中のウエハが、すでに処理を終えた先のウエハと同程度に研磨されているかを統計的に判断して、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂの性能管理をすることもできる。
【０１０９】
以上説明したように、本発明の実施形態にかかる基板処理装置１によれば、第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂによる研磨前及び／又は研磨後のウエハ周縁部の状態を、基板処理装置１の内部に設けた測定ユニット３０で測定できるので、従来のように検査や測定のためにウエハを基板処理装置１の外部に搬送する手間が省ける。また、第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂによる研磨処理と並行して研磨対象のウエハの測定を行なうことができる。したがって、基板処理装置１による基板の研磨処理の効率が向上する。
【０１１０】
また、測定ユニット３０は、従来の検査装置と比較して、簡単な構成及び簡易な手順でウエハ周縁部の形状や表面状態を測定することができるので、短時間で正確にウエハ周縁部の測定を行なうことができる。さらに、研磨目的に応じて研磨前及び／又は研磨後のウエハ周縁部の測定を行なうことができるので、研磨対象のウエハの周縁部の状態を把握でき、ウエハ周縁部を所望の形状に仕上げることが容易となる。また、測定ユニット３０における測定結果を、第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂの研磨条件に直接反映できるため、第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂの研磨方法に合致した測定ユニット３０及び測定方法とすることで、測定結果に基づいて研磨条件を定量的に修正でき、所望の研磨を行なうことができる。
【０１１１】
上記実施形態では、測定ユニット３０が、基板処理装置１（ハウジング３）の内部に設置されている場合を説明したが、本発明にかかる基板処理装置としては、研磨ユニットによって研磨されるウエハの周縁部の形状や表面状態などを測定する測定ユニットを備え、該測定ユニットで測定された研磨対象のウエハの周縁部に関する測定データを研磨条件決定手段に伝えることができ、研磨ユニットでこの測定データに基づいて決定した研磨条件による研磨ができるように構成されていれば、測定ユニットは基板処理装置の内部、外部のいずれに配置されていてもよい。したがって、例えば、測定ユニットが基板処理装置の外部の離れた位置に設置されており、この測定ユニットと基板処理装置の間でウエハをクリーンな状態を保って搬送する搬送手段を備えると共に、測定ユニットによる測定データを基板処理装置のコントローラに伝送する伝送手段を備えたものでもよい。
【０１１２】
なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【０１１３】
以上本発明の好ましい実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する研磨ユニットを備えた基板処理装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１Ａ】図１Ａは、ストレート型のウエハの周縁部を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ラウンド型のウエハの周縁部を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す概略平面図である。
【図３】図３は、図２に示す基板処理装置の搬送ロボットの構成を示す概略斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図２に示す基板処理装置の測定ユニットが備える基板保持回転機構の構成を示す概略斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す基板保持回転機構の構成を示す概略平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、上チャックでウエハを保持する基板保持回転機構の構成を示す概略図である。
【図５Ｂ】図５Ａは、下チャックでウエハを保持する基板保持回転機構の構成を示す概略図である。
【図６】図６は、図２に示す基板処理装置の測定ユニットの第１の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図６に示す測定ユニットの平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの側面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図９】図９は、図８に示す測定ユニットが備える移動機構を示す概略側面図である。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９に示す移動機構が備える第２センサ機構の受光装置を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、測定されたストレート型のウエハの周縁部の断面形状と測定データのグラフを示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、測定されたラウンド型のウエハの周縁部の断面形状と測定データのグラフを示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す測定ユニットの投光装置から投光された光をＣＣＤカメラで撮影した画像の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図１４に示す測定ユニットのＣＣＤカメラの設置位置を説明するための概略平面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの概略側面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、撮影画像上の軌跡を計算の軌跡に変換する手順を説明するための概略図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の第５の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの概略側面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第６の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、図１７に示す測定ユニットの投光装置とＣＣＤカメラの設置位置を説明するための概略平面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａの概略側面図である。
【図１９】図１９は、測定ユニットが基板処理装置に設置される例を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、図２に示す基板処理装置の研磨ユニットの構成を示す概略断面図である。
【図２１】図２１Ａ乃至図２１Ｃは、図２０に示す研磨ユニットのベベル研磨ヘッドの動作を説明するための図である。
【図２２】図２２は、図２に示す基板処理装置の１次洗浄ユニットの構成を示す概略斜視図である。
【図２３】図２３は、図２に示す基板処理装置の洗浄機能付きスピン乾燥ユニットの構成を示す概略斜視図である。
【図２４】図２４は、第１、第２の処理パターンにおけるウエハの搬送順序を説明するための平面図である。
【図２５】図２５は、第３の処理パターンにおけるウエハの搬送順序を説明するための平面図である。
【図２６】図２６は、第４乃至第７の処理パターンにおけるウエハの搬送順序を説明するための図である。
【図２７】図２７は、研磨対象ウエハの周縁部の研磨条件を決定する処理手順を説明するための断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に係り、特に半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する研磨ユニットを備えた基板処理装置に関する。本発明はまた、基板処理方法に係り、特に半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する基板研磨方法に関する。本発明はまた、半導体ウエハ等の基板の周縁部を測定する基板測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの微細化及び高集積化が進むにつれて、パーティクルの管理が重要となる。このパーティクル管理上の問題として、半導体デバイスの製造工程中に半導体ウエハ等の基板の周縁部（ベベル部及びエッジ部）に生じる表面荒れに起因する発塵の問題がある。
【０００３】
図１Ａおよび図１Ｂは、ウエハＷの周縁部の部分拡大断面図を示す。図１Ａは、周縁部の断面が複数の直線部で構成されたいわゆるストレート型のウエハＷの周縁部を示し、図１Ｂは、周縁部の断面が曲線部で構成されたいわゆるラウンド型のウエハＷの周縁部を示す。図１Ａにおいて、ウエハＷのベベル部Ｂとは、ウエハＷ外周部の上面及び下面から傾斜した上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑ、及びウエハＷ外周部の側面部ＲからなるＢ部分を指し、また図１Ｂにおいては、ウエハＷのベベル部Ｂとは、ウエハＷ外周部の断面が曲率を有する部分を指す。図１Ａおよび図１Ｂにおいて、ウエハのエッジ部とは、ウエハＷのベベル部Ｂの内側の境界と半導体デバイスが形成されるウエハＷの上面Ｄとの間の領域Ｅの部分を指す。以下ウエハの周縁部というときは上記のベベル部Ｂ及びエッジ部Ｅを含むものとする。
【０００４】
従来、ウエハの周縁部の研磨を行う研磨装置（周縁部研磨装置）がある。この研磨装置は、半導体デバイス形成前のウエハの外周形状を整形する用途に使われていたが、近年はそれ以外にも半導体デバイス形成工程でウエハの周縁部に付着し汚染源となる膜の除去に用いられたり、ディープトレンチ形成後にウエハの周縁部に形成される針状突起の剥離などのウエハの周縁部に発生する表面荒れの除去に用いられたりしている。このようにウエハの周縁部の付着物を事前に除去することで、ウエハを保持して移送する移送装置などを介して他のウエハが汚染されることを防止でき、またウエハ周縁部の表面荒れを事前に除去することで、ウエハ周縁部における形成物の剥離による発塵を防止することができる。
【０００５】
そして、このウエハの周縁部を研磨する研磨装置（研磨ユニット）と、ウエハの洗浄処理を行う洗浄ユニット、及び乾燥処理を行う乾燥ユニットなど一連の処理を行う各処理ユニットを設けた基板処理装置が実用化され、この基板処理装置でウエハの周縁部の研磨を含む一連の処理プロセスが行われている。その場合、研磨ユニットで周縁部の研磨処理を行ったウエハを次の処理ユニットに投入する前に、ウエハ周縁部の膜などの付着物が除去されているかを検査したり、表面の荒れた状態が平滑化されているかを検査したりする必要がある。このため、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置でウエハ周縁部の研磨後の画像を取得し、該画像を処理することによりウエハ周縁部を検査する検査装置が開発されている。
【０００６】
ところでこの検査装置は、上記のようにウエハ周縁部の欠陥部位の検出を主目的としたものであり、得られる検査結果はウエハ周縁部における欠陥部位の数やその面積等であった。従来の検査装置は、ウエハ周縁部の断面形状やウエハの半径等の形状測定を行なうことはできない。すなわち、研磨ユニットでウエハの形状を測定し、その測定結果に基づいてウエハ周縁部の研磨状態を判断することができない。よって、研磨ユニットの運転管理を行うことはされていなかった。
【０００７】
また、従来の検査装置は、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置と画像処理装置とを用いて高度な画像処理を行うものであるため、装置が高価であり、また画像処理を伴うため検査に要する時間が長くなるという問題があった。
【０００８】
従来の検査装置は、上記研磨ユニットを備えた基板処理装置とは独立した別の装置として設けられている。そのため、研磨後のウエハを検査するには、研磨ユニットで研磨されたウエハを基板処理装置から検査装置まで搬送する工程が必要であり、研磨処理の工程が複雑化し処理効率が悪くなるという問題があった。また、検査により研磨ユニットにおけるウエハ周縁部の欠陥除去や汚染除去が不十分であるという結果を得た場合は、ウエハを研磨ユニットへ戻して再度周縁部の研磨をやり直す必要があり、迅速な処理が出来なかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、基板の周縁部を研磨すると共に基板の周縁部を測定することができる基板処理装置を提供することを本発明の第１の目的とする。
基板の周縁部を研磨すると共に基板の周縁部を測定することができる基板処理方法を提供することを本発明の第２の目的とする。
基板の周縁部を最適に研磨することができる基板研磨方法を提供することを本発明の第３の目的とする。
基板の周縁部の形状を簡易かつ正確に測定する基板測定方法を提供することを本発明の第４の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、基板の周縁部を研磨すると共に基板の周縁部を測定することができる基板処理装置を提供する。基板処理装置は、基板の周縁部を研磨する研磨ユニットと、基板を洗浄する洗浄ユニットと、基板を乾燥する乾燥ユニットと、基板の周縁部の測定を行う測定ユニットとを備える。
上記構成により、研磨される基板の周縁部の状態を測定ユニットで測定することができ、基板処理装置で研磨対象の基板の周縁部の状態を把握することが可能となる。
【００１１】
上記基板処理装置は更に測定ユニットにおける基板の周縁部の測定結果に基づいて、研磨ユニットの研磨条件を決定する研磨条件決定手段を備えてもよい。この構成により、測定ユニットにおける測定結果を研磨ユニットの研磨条件に直接反映でき、測定結果に基づいて研磨条件を定量的に修正することが可能となる。したがって、研磨ユニットで基板の周縁部の所望の研磨を行なうことができる。
【００１２】
上記研磨ユニットは、所定の研磨角度で基板の周縁部を研磨する研磨機構を備え、研磨条件決定ユニットは、測定ユニットにおける基板の周縁部の測定結果に基づいて、研磨ユニットにおいて基板の周縁部が研磨される研磨角度を決定するよう構成されてもよい。この場合、研磨対象の基板に応じた最適な角度で研磨処理を行うことができ、基板の周縁部を短時間で効率良く所望の形状に研磨することができる。
【００１３】
上記測定ユニットは、基板の直径を計測する直径計測機構を備えてもよい。この場合、基板処理装置で研磨対象基板の直径を測定し把握することが可能となる。したがって、研磨ユニットで基板を所望の直径に研磨することが容易となり、研磨後の基板の品質を向上させることができる。
【００１４】
上記測定ユニットは、基板の周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構を備えてもよい。この場合、基板処理装置で研磨対象基板の周縁部の断面形状を測定し把握することが可能となる。したがって、研磨ユニットで基板の周縁部を所望の形状に研磨することが容易となり、研磨後の基板の品質を向上させることができる。
【００１５】
上記測定ユニットは、基板の周縁部の表面状態の測定及び基板の周縁部の欠陥部位の検出を行なう表面状態測定機構を備えてもよい。この場合、基板処理装置で研磨対象基板の周縁部の表面状態の測定及び基板の周縁部の欠陥部位の検出を行なうことが可能となる。したがって、研磨ユニットで目的とする研磨が適切に行なわれているかを検査することができると共に、研磨ユニットの運転管理が容易となり、研磨後の基板の品質を向上させることができる。
【００１６】
上記測定ユニットは、基板の周縁部の３次元形状を算出する３次元形状測定機構を備えてもよい。
上記測定ユニットは、基板処理装置の内部に配置されてもよい。この場合、研磨対象の基板を基板処理装置の外部に搬送せずに測定ユニットによる検査や測定をすることができ、基板処理装置における基板研磨の効率が向上する。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、基板の周縁部を研磨すると共に基板の周縁部を測定することができる基板処理装置を提供する。研磨ユニットで、基板の周縁部を研磨して該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、洗浄ユニットで研磨した基板を洗浄し、乾燥ユニットで、洗浄した基板を乾燥し、測定ユニットで、研磨前及び／又は乾燥後の基板の周縁部の測定を行なう。
上記方法により、基板処理装置で、研磨対象の基板の周縁部の測定をしてその状態を把握することが可能となる。また、測定ユニットによる測定結果を研磨ユニットによる研磨条件に反映することも可能となり、基板の周縁部の所望の研磨を行なうことが可能となる。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、基板の周縁部を最適に研磨することができる基板処理方法を提供する。研磨ユニットで、基板の周縁部の研磨を行い、測定ユニットで、研磨前及び／又は研磨後の基板の周縁部の測定を行なう。
上記方法により、研磨前及び／又は研磨後の研磨対象の基板の周縁部の状態を把握することができる。また、測定ユニットによる測定結果を研磨ユニットによる研磨条件に反映することも可能となり、基板の周縁部に所望の研磨処理をすることができる。
【００１９】
測定結果に基づいて、研磨条件を決定してもよい。この場合、研磨前の基板の周縁部の形状に基づく最適な研磨条件で研磨を行なうことができ、研磨後の基板の周縁部を所望の形状・状態に仕上げることが可能となる。さらに研磨前の基板の形状にバラツキがある場合でも、基板ごとに最適な研磨条件を決定して研磨を行なうことで、研磨後の基板の形状を統一することが可能となり、研磨後の基板の品質を向上させることができる。
【００２０】
本発明の第４の態様によれば、簡易且つ正確に基板の周縁部の形状を測定することができる基板処理方法を提供する。第１の測定位置で基板の周縁部の第１の厚さ寸法を計測し、第２の測定位置で基板の周縁部の第２の厚さ寸法を計測し、第１の測定位置と第２の測定位置との間の距離を計測する。第１の厚さ寸法、第２の厚さ寸法および第１の測定位置と第２の測定位置との間の距離から基板の周縁部の断面形状を算出する。
上記方法により、画像処理などの複雑な工程を伴わずに、簡単な手順で効率良く且つ正確に基板の周縁部の断面形状を測定することが可能となる。
【００２１】
本発明の第５の態様によれば、簡易且つ正確に基板の周縁部の形状を測定することができる基板処理方法を提供する。基板の周縁部に線状の光を照射して該周縁部の表面に線状の光の軌跡を形成し、線状の光の軌跡に対して直交及び平行しない所定位置に設置した画像取得装置で、線状の光の軌跡の画像を取得し、画像取得装置を設置した位置の座標を基に線状の光の軌跡の位置の座標を演算処理することで、基板の周縁部の断面形状を座標化したデータを算出する。
上記方法により、画像処理などの複雑な工程を伴わずに、簡単な手順で効率良く且つ正確に基板の周縁部の断面形状を測定することが可能となる。
【００２２】
本発明の第６の態様によれば、簡易且つ正確に基板の周縁部の形状を測定することができる基板処理方法を提供する。第１の研磨ユニットで第１の基板の周縁部を、および第２の研磨ユニットで第２の基板の周縁部をそれぞれ平行して研磨して、第１と第２の基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行う。第１と第２の基板は研磨後洗浄ユニットで洗浄され、第１と第２の基板は洗浄後乾燥ユニットで乾燥される。測定ユニットで、前記研磨前及び／又は前記乾燥後基板の周縁部の測定を行なう。
【００２３】
上記方法により、各研磨ユニットで並行してそれぞれ別の基板を研磨して第１および第２の基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行うので、複数の基板を同時に研磨して基板処理装置における単位時間当たりの基板の処理数を多くでき、基板処理装置のスループットを向上させることができる。また、測定ユニットで、研磨前及び／又は乾燥後の各基板の周縁部の測定を行なうので、基板の周縁部の状態を把握することができ、この測定結果を研磨ユニットによる研磨条件に反映することも可能となり、基板の周縁部の所望の研磨を行なうことが可能となる。
【００２４】
本発明の第７の態様によれば、簡易且つ正確に基板の周縁部の形状を測定することができる基板処理方法を提供する。第１の研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、第２の研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して第１の研磨ユニットにおける研磨後の該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行う。研磨後に洗浄ユニットで基板を洗浄し、洗浄後に乾燥ユニットで基板を乾燥し、測定ユニットで、研磨前及び／又は乾燥後の基板の周縁部の測定を行なう。
【００２５】
上記方法により、各研磨ユニットで同一の基板を順に研磨して、該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行うので、例えば、各研磨ユニットでそれぞれ粗研磨処理と仕上げ研磨処理を分担して行うなど、各研磨ユニットを研磨目的に応じて使い分けて研磨することができるので、研磨対象の基板を目的とする形状等に効率良く仕上げることができる。また、測定ユニットで、研磨前及び／又は乾燥後の各基板の周縁部の測定を行なうので、研磨対象の基板の周縁部の状態を把握することができ、この測定結果を研磨ユニットによる研磨条件に反映することも可能となり、基板の周縁部の所望の研磨を行なうことが可能となる。
本発明の上述した、およびその他の目的、特徴、効果は、添付した図面を参照して以下に説明する好ましい実施形態の例によって明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態にかかる基板処理装置を図２乃至２７に基づいて詳細に説明する。図面を通して同一または相当する構成要素には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の全体構成を示す概略平面図である。図２に示す基板処理装置１は、ウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂを設置したロードアンロードポート１０と、ウエハ周縁部の形状等の測定を行う測定ユニット３０と、主にロードアンロードポート１０と測定ユニット３０及び下記の２次洗浄・乾燥ユニット１１０の間でウエハを搬送する第１搬送ロボット２０Ａと、ウエハ周縁部の研磨を行う第１研磨ユニット７０Ａ及び第２研磨ユニット７０Ｂと、研磨後のウエハの洗浄を行う１次洗浄ユニット１００と、１次洗浄されたウエハの２次洗浄及び乾燥を行う２次洗浄・乾燥ユニット１１０と、主に第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂと１次洗浄ユニット１００と２次洗浄・乾燥ユニット１１０の各ユニット間でウエハを搬送する第２搬送ロボット２０Ｂを備えて構成されている。また、測定ユニット３０によるウエハの測定結果に基づいて、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂにおける研磨条件を決定する研磨条件決定手段（図示せず）を備えている。研磨条件決定手段は、具体的にはコントローラの一部であり、ウエハ周縁部の測定結果に基づいてその研磨条件を算出する計算手段である。なおここでは、基板処理装置１内に設置された処理装置の組立体（モジュール）をユニットと称す。以下、基板処理装置１が備える各ユニットの構成、及び各ユニットにおける処理工程を詳細に説明する。
【００２７】
基板処理装置１の各ユニットは、クリーンルーム２に設置されたハウジング３内に収納配置されており、クリーンルーム２の内部空間と基板処理装置１の内部空間がハウジング３の壁面によって区画されている。そして、ハウジング３の上部に設けたフィルター（図示せず）からハウジング３内部に清浄な空気が導入されると共に、ハウジング３の下部に設けた排気部（図示せず）から空気が基板処理装置１の外部へ排出されるようになっており、ハウジング３内に清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。これにより基板処理装置１内の気流が基板処理に最適な状態に調節されている。さらにハウジング３内に設置された各ユニットもそれぞれ筐体内に収納配置されており、各ユニットの筐体内の気流も基板処理に最適な状態に調節されている。
【００２８】
ロードアンロードポート１０は、第１搬送ロボット２０Ａに隣接する側壁３ａの外側に設置されている。このロードアンロードポート１０には、ウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂが２台並列に設置されている。例えば、ウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂはそれぞれ、ウエハを基板処理装置へ供給し、ウエハを基板処理装置から回収するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を備えている。そして複数のウエハを収容したウエハカセット（ウエハキャリア）１２Ａ又は１２Ｂが、ウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂのいずれかに搭載されると、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂの蓋が自動的に開くと共に側壁３ａに設けた開閉窓（図示せず）が開くことで、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに収容されているウエハを第１搬送ロボット２０Ａで取り出して基板処理装置１内へ搬入することができる状態になる。
【００２９】
ロードアンロードポート１０にはウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂが２台並列に設置されているので、これら２台のウエハ供給回収装置１１Ａ，１１Ｂから並行してウエハを搬入搬出することができ、基板処理装置１の稼働率を向上させることができる。即ち、一方のウエハ供給回収装置１１Ａ又は１１Ｂに搭載した第１のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂの未処理のウエハを搬入した後、続けて他方のウエハ供給回収装置１１Ａ又は１１Ｂに搭載した第２のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂの未処理のウエハを搬入し、その間に、基板処理装置１によって所望の処理が終了した処理済のウエハを回収した先のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂを交換することで、基板処理装置１に連続して未処理のウエハを搬入し続けることが可能となる。
【００３０】
第１、第２搬送ロボット２０Ａ，２０Ｂの構成を説明する。ここでは第１、第２搬送ロボット２０Ａ，２０Ｂに共通の構成として、図３に示す搬送ロボット２０を説明する。搬送ロボット２０は、回転自在に設置された基台２１の上面に同一構成の２つのハンドリング機構２４ａ，２４ｂを設置したいわゆるダブルハンドの構成である。ハンドリング機構２４ａ，２４ｂは、伸縮可能なアーム機構２２ａ，２２ｂの先端部にウエハＷを保持するハンド２３ａ，２３ｂを取り付けてなり、各々のハンド２３ａ，２３ｂは所定間隔で上下に配置されている。基台２１の回転動作及びアーム機構２２ａ，２２ｂの伸縮動作により、各々のハンド２３ａ，２３ｂが目標位置へ向けて自由に移動することで、ウエハＷを所定位置に搬送するようになっている。また上側のハンド２３ａは、処理前及び処理後のドライな状態のウエハＷを搬送するドライハンドとして使用し、下側のハンド２３ａは、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂや１次洗浄ユニット１００から搬出される処理中のウエットな状態のウエハＷを搬送するウエットハンドとして使用するようにし、ハンド２３ａ，２３ｂを使い分けることで処理前後の清浄なウエハＷの汚染を防止することができる。なお、搬送ロボット２０は、ハンドリング機構２４を１つだけ設けたいわゆるシングルハンドの構成とすることも可能である。
【００３１】
測定ユニット３０の構成を説明する。測定ユニット３０は図４で示す基板保持回転機構６１を備える。図４Ａは基板保持回転機構６１の概略斜視図、図４Ｂはその概略平面図である。基板保持回転機構６１は、測定ユニット３０における測定時にウエハＷを保持し回転させる機構で、図４Ａおよび図４Ｂに示すようにウエハＷ外周部を把持する複数の爪部６２ａを備えた上段チャック（上段スピンチャック）６２と，同じく複数の爪部６３ａを備えた下段チャック（下段スピンチャック）６３を２段に設けている。上段チャック６２と下段チャック６３は同軸状に設置され、いずれも回転軸６４周りに回転するようになっている。上段、下段チャック６２，６３の爪部６２ａ，６３ａはいずれも所定間隔で４本ずつ設けられており、図４Ｂに示すように上段、下段チャック６２，６３は上方から見て各々の爪部６２ａ，６３ａが互いに所定角度ずれた状態で上下に重ならないように設置されている。また、下段チャック６３は、上段チャック６２に対して上下方向に移動可能に取付けられている。上段チャック６２及び下段チャック６３を回転させる回転駆動機構（図示せず）、及びその一定速度での回転や角度を割り出しするインデックス機構が設けられている。
【００３２】
図５Ａおよび図５Ｂを用いて基板保持回転機構６１の動作を説明する。通常は、図５Ａに示すように上段チャック６２が測定対象ウエハＷを保持し回転することでウエハＷの測定を行うが、上段チャック６２の回転により爪部６２ａがウエハＷ周縁部の測定位置に重なる場合、その手前で、図５Ｂに示すように下段チャック６３が上昇してウエハＷを保持し、上段チャック６２の爪部６２ａのウエハＷに対する係合が外れるようになっている。その状態で上段チャック６２及び下段チャック６３が所定の角度回転することで、上段チャック６２の爪部６２ａがウエハＷの測定位置に重なることを回避することができる。そして上段チャック６２の爪部６２ａがウエハＷの測定位置を通過した後、下段チャック６３を下降させることで再度上段チャック６２によってウエハＷを保持することができる。このように動作することで、上段チャック６２の爪部６２ａがウエハＷの測定位置に重なることを防ぎ、ウエハＷ周縁部の全周の測定を行うことを可能としている。なお、以下で説明する各測定ユニットは、いずれもこの基板保持回転機構６１を備えている。
【００３３】
測定装置の第１の実施形態を説明する。図６は測定ユニットの第１の実施形態である測定ユニット３０−１を示す概略斜視図である。また図７Ａは、測定ユニット３０−１の概略平面図であり、図７Ｂは、同図ＡのVII方向矢視図である。なお、図６、図７Ａおよび図７Ｂでは簡潔性のため基板保持回転機構６１の図示を省略している。以下の他の測定ユニットの図においても同様に基板保持回転機構６１の図示を省略する。この測定ユニット３０−１は、ウエハＷの外径寸法（直径）を計測する直径計測機構を備えたもので、ウエハ側面（ベベル部側面）の研磨量を計測するものである。この測定ユニット３０−１は、基板保持回転機構６１と、該基板保持回転機構６１で保持されたウエハＷの周縁部の所定位置の上下に設置した一対の投光装置３２及び受光装置３３からなる投光装置３２はレーザー光を投光する装置である。
【００３４】
本実施形態では測定ユニット３０−１に２組のセンサ機構３１，３１が設置されており、各組のセンサ機構３１，３１は基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの中心線上の対角位置にそれぞれ設置されている。各センサ機構３１，３１には、受光装置３３，３３で受光したレーザー光の光量を数値化して処理するデータ処理装置（図示せず）が接続されている。なお、受光装置３３，３３をウエハＷの上側に設置し、投光装置３２，３２をウエハＷの下側に設置してもよい。
【００３５】
センサ機構３１，３１は、図７Ｂに示すように、投光装置３２，３２からウエハＷ周縁部に向けて下向きに所定の幅寸法を持つ線状（面状）のレーザー光３４，３４を投光する。そしてこのレーザー光３４が、ウエハＷ周縁部をウエハＷの半径方向に横断しその一部がウエハＷ周縁部の上面で遮断される。従って、レーザー光３４，３４のうちウエハＷによって遮断されずに外側を通過するものだけが受光装置３３，３３で受光される。この受光量をデータ処理装置で数値化することで、ウエハＷの外周部を通過したレーザー光３４，３４の幅寸法、即ち図７Ｂに示すＤ１，Ｄ２の寸法が計測される。測定対象ウエハの直径を求めるには、予め直径が分かっている基準ウエハ（図示せず）を用意しこれを測定ユニット３０−１によって計測することで、その場合のＤ１，Ｄ２の寸法を計測しておき、この基準ウエハにおけるＤ１，Ｄ２の寸法と測定対象ウエハにおけるＤ１，Ｄ２の寸法の差と、基準ウエハの直径とから測定対象ウエハの直径ＤWを算出する。
【００３６】
さらに、基板保持回転機構６１の上チャック６２及び下チャック６３の回転角度を割り出ししてウエハＷ周縁部の複数箇所の直径を測定することで、ウエハＷ全周での研磨量のばらつきなど、１点のみの計測では得られない情報を得ることができる。また、基板保持回転機構６１を回転させた状態で連続的にウエハの直径を計測することもできる。この方法によれば、直径の計測データを連続データとして得ることができるので、ウエハの真円度を算出することができる。
【００３７】
測定ユニットの第２の実施形態を説明する。図８は、第２の実施形態による測定ユニット３０−２を示す概略斜視図である。図８に示す測定ユニット３０−２は、ウエハ周縁部の断面形状（ウエハの径方向に沿った断面形状）を測定する断面形状測定機構を備えたもので、測定した周縁部の断面形状から、研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂにおけるベベル部の上側傾斜部Ｐ、下側傾斜部Ｑ、側面部Ｒ（図１Ａ参照）それぞれの研磨量や、ウエハＷ周縁部の研磨前後の形状・寸法の変化等を判断することができる。
【００３８】
測定ユニット３０−２は、基板保持回転機構６１と、第１センサ機構（第１レーザーセンサ）３５と、第２センサ機構（第２レーザーセンサ）３８を備えている。第１センサ機構は一対の投光装置３６及び受光装置３７からなり、受光装置３６は該基板保持回転機構６１で保持されたウエハＷの周縁部の上方に設置されている。受光装置３７はウエハＷの周縁部の下方に設置されている。第２センサ機構はウエハＷの周縁部を挟むようにウエハＷの側面の接線方向に設置した一対の投光装置３９及び受光装置４０からなる。第１センサ機構３５は、図６に示すセンサ機構３１と同一の構成及び機能を備えたもので、投光装置３６から投光されたレーザー光４１のうちウエハＷの外周部を通過した部分の幅寸法を測定するものである。一方、第２センサ機構３８は、投光装置３９から投光されたレーザー光４２がウエハ面（ここでは、ウエハの上面及び下面と平行な面を指す。以下同じ）と平行な方向に走査しウエハＷの周縁部に側方から照射され、その一部がウエハＷ周縁部によって遮断されるように配置されている。この第２センサ機構３８は、ウエハＷ周縁部の断面の厚さ寸法を測定するものである。
【００３９】
第１、第２センサ機構３５，３８は移動機構４３に取付けられており、該移動機構４３によって基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの中心部に向かう方向にスライド移動する。図９は、移動機構４３に取付けられた第１、第２センサ機構３５，３８を示す概略側面図であり、一部断面図である。移動機構４３は、図８及び図９に示すように移動定盤４４の上面に第１、第２センサ機構３５，３８が取付けられ、移動定盤４４は、固定定盤４５の上面にリニアガイド４６を介してスライド移動可能に設置されている。第１センサ機構３５は、支柱４７ａの側面に取付けられ該支柱４７ａを介して移動定盤４４に固定され、第２センサ機構３８は支持台４７ｂを介して移動定盤４４に固定されている。第１、第２センサ機構３５，３８はそれぞれの投光装置３６，３９と受光装置３７，４０の位置が正確に調節されて設置されており、ウエハＷ周縁部の測定位置に正確にレーザー光４１，４２を照射できるようになっている。
【００４０】
リニアガイド４６は、移動定盤４４がウエハＷに対して近接及び離間する方向に直線移動するように設置されている。また図９に示すように、固定定盤４５の下面にサーボモータ４８が固着され、該サーボモータ４８の回転軸４８ａがカップリング４９を介してボールネジ５０に接続されている。一方、移動定盤４４の下面に固定された連結板５１が固定定盤４５の貫通孔４５ａを貫通してその下面側に突出し、該連結板５１とボールネジ５０が接続固定されている。従って、サーボモータ４８を所定角度回転させることにより、該回転がボールネジ５０を介して連結板５１の直線移動に変換され、移動定盤４４がリニアガイド４６に沿った方向に所定量直線移動するようになっている。
【００４１】
この測定ユニット３０−２でウエハＷ周縁部の形状測定を行う手順を説明する。図１０Ａおよび図１０Ｂは、第２センサ機構３８の受光装置４０を投光装置３９側から見た図で、投光装置３９から投光されたレーザー光４２の一部がウエハＷ周縁部で遮断されて受光される状態を示す図である。まず、第１、第２センサ機構３５，３８が所定位置に設置された状態で、第２センサ機構３８により、図１０Ａに示すようにレーザー光４２がウエハＷ周縁部の側面（断面）によって遮断される幅寸法Ａ１（周縁部の厚さ寸法）を計測する。またその位置で、第１センサ機構３５の投光装置３６から投光されたレーザー光４１のうち受光装置３７によって受光されるレーザー光４１の幅寸法Ｄ１を測定する。この幅寸法Ｄ１を用いて、第１、第２センサ機構３５，３８から所定距離ＬだけウエハＷの内側に入った基準点Ｘ０からウエハＷの外周面までの距離寸法Ｘ１を算出し、第１、第２センサ機構３５，３８のウエハＷに対する相対位置を求める。
【００４２】
次に、移動機構４３によって第１、第２センサ機構３５，３８を微小量だけウエハＷの中心方向に移動させる。その位置において、図１０Ｂに示すように、上記と同様の手順でウエハＷ周縁部の厚さ寸法Ａ２、及び基準点Ｘ０からウエハＷの外周面までの距離寸法Ｘ２を計測する。その後、第１、第２センサ機構３５，３８をさらに微小量ずつウエハＷの中心方向に移動させて、周縁部の複数箇所における厚さ寸法Ａｎと、基準点からウエハＷの外周面までの距離寸法Ｘｎとを計測する。こうしてウエハＷ周縁部の径方向における厚さ寸法の分布を得ることができる。
【００４３】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、ウエハＷの周縁部の断面図と測定データのグラフを示す図で、図１１Ａはストレート型のウエハＷの場合を示し、図１１Ｂはラウンド型のウエハＷの場合を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂに併記したグラフは、ウエハＷの各測定点の位置（ウエハＷと第１、第２センサ機構３５，３８の相対位置）Ｘｎを横軸とし、測定点におけるウエハＷの厚さ寸法Ａｎ（１／２Ａｎ）を縦軸として、測定値をプロットしたものである。図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように測定値のプロットを推定線で結ぶことで、該推定線によって描かれる線図が実際のウエハＷの周縁部の断面形状を模した図となる。なお、ウエハＷ周縁部の厚さ寸法を計測することでその断面形状を測定するため、測定するウエハＷの周縁部の形状がウエハＷの厚さ方向に対称であることが必要だが、一般にウエハの周縁部の形状は中心面に対して厚さ方向で略対称な形状に形成されており、周縁部の厚さ寸法を測定してこの測定値をプロットすれば、周縁部の断面形状を表現することができる。また、低速で第１、第２センサ機構３５，３８をウエハＷの中心方向に移動させながら計測することにより、ウエハＷの周縁部の複数箇所における厚さ寸法Ａｎと、基準点からウエハＷの外周面までの距離寸法Ｘｎを連続データとして測定して、ウエハＷの周縁部の断面形状を抽出することも可能である。
【００４４】
また、測定ユニット３０−２において、移動機構４３に高分解能のサーボモータ４８とバックラッシュの極めて少ない精密ボールネジ５０を設置すれば、サーボモータ４８の回転角度を位置換算することで、第１、第２センサ機構３５，３８とウエハＷの相対位置を算出することができる。これによれば、上記手順の第１センサ機構３５による計測を行なわずにウエハＷ周縁部の断面形状を測定することができる。従って、その場合は第１センサ機構３５を省略することが可能である。
【００４５】
なお、本実施形態においては、第１、第２センサ機構３５，３８をウエハＷの中心部に向かって移動させるように構成したが、第１、第２センサ機構３５，３８を固定して、基板保持回転機構６１を第１、第２センサ機構３５，３８の方向に移動させる移動機構（図示せず）を設置することによって、ウエハを第１、第２センサ機構３５，３８の方向に移動させて測定を行なうようにすることも可能である。
【００４６】
測定ユニットの第３の実施形態を説明する。図１２は第３の実施形態による測定ユニット３０−３を示す概略斜視図である。図１２に示す測定ユニット３０−３は、ウエハＷ周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構を備えたもので、基板保持回転機構６１と、基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの周縁部の所定位置に向かってウエハＷ側面の接線方向に光を投光する投光装置５２と、ウエハの周縁部を挟んで投光装置５２と反対側に設置された画像取得装置であるＣＣＤカメラ５３を具備している。投光装置５２は、ＣＣＤカメラ５３で撮像可能な光５４を投光する装置で、この光５４としては、例えばＬＥＤ光や赤外線等がある。また、ＣＣＤカメラ５３には、画像処理装置（図示せず）が接続されている。この測定ユニット３０−３は、投光装置５２から投光された光５４の一部がウエハＷ周縁部の側面で遮光されることを用いて、この一部が遮光された光５４を画像情報として取得し、ウエハＷ周縁部の断面形状を測定するものである。
【００４７】
図１３は、投光装置５２から投光された光５４をＣＣＤカメラ５３で撮影した画像の一例を示す図である。図１３に示すように、投光された光５４にはウエハＷ周縁部の断面形状Ｓが投影される。この光５４を撮影した撮影画像を用いて画像処理装置でエッジ抽出を行なうことにより、光５４の背景とウエハＷ周縁部の断面の投影Ｓとの境界線Ｕの座標データを取得してこれを数値化する。数値化されたデータを演算処理することで、ウエハＷ周縁部の断面Ｓにおける側面部Ｒの長さ寸法Ｌ１、上側傾斜部Ｐのウエハ面に対する傾斜角度φ、上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑの水平距離寸法Ｌ２、上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑと側面部Ｒとの境界部の曲率ρ１，ρ２等を計測することができる。
【００４８】
ＣＣＤカメラ５３の撮影画像は２次元画像であるが、撮影画像のエッジ抽出を行うことで、その際に数値化したデータだけを演算処理すればよく、複雑な画像処理を伴わずに数値データのみを用いて処理することが可能となる。従って、演算処理が簡単になり、使用する機器の構成も簡易なもので足りる。また、撮影画像自体をデータとして保存する必要がなく、画像データ保存のための大容量記憶手段等を設ける必要もない。通常、画像撮影はウエハＷ周縁部の１箇所で行うが、必要に応じて基板保持回転機構６１でウエハＷを回転させて周縁部の複数箇所を撮影して測定を行なうことも可能である。このように複数箇所の測定をすれば、ウエハＷ全周に亘って周縁部が均一に研磨されているかを判断することができる。
【００４９】
測定ユニットの第４の実施形態を説明する。図１４は第４の実施形態による測定ユニット３０−４を示す概略斜視図である。図１４に示す測定ユニット３０−４は、ウエハＷ周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構を備えたもので、基板保持回転機構６１と、該基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの周縁部の所定位置の上方に設置された投光装置（レーザー投光装置）５５と、ウエハＷ周縁部の上方に設置された画像取得装置であるＣＣＤカメラ５６を備えて構成されている。またＣＣＤカメラ５６には画像処理装置（図示せず）及び演算処理装置（図示せず）が接続されている。投光装置５５は、水平に保持されたウエハＷの周縁部に向かってウエハＷの径方向にレーザー光５７を照射する。レーザー光５７は、線状または面状であり、照射された箇所でウエハＷ周縁部の断面形状に沿う線状の軌跡５８を作り出す。一方、ＣＣＤカメラ５６は、レーザー光５７の面に対して図示する位置から所定角度傾いたδ軸を軸心とする位置に設置され、そこから軌跡５８を撮影するようになっている。
【００５０】
図１５Ａ及び１５Ｂは、投光装置５５とＣＣＤカメラ５６の設置位置を説明するための図で、図１５Ａは投光装置５５とＣＣＤカメラ５６の設置状態を示す概略平面図で、図１５Ｂはその概略側面図である。図１５Ａに示すように、線状のレーザー光５７はウエハＷの径方向のα軸に沿って照射されており、このα軸とは直交及び平行しないδ軸を軸心とする向きにＣＣＤカメラ５６が設置されている。このδ軸は、α軸に対してθだけ傾いたβ軸に直交する向きになっている。また図１５Ｂに示すように、δ軸の向きは鉛直下向きのＺｓ軸と直交及び平行せず、Ｚｓ軸に対して所定の傾きを持つ向きになっている。
【００５１】
ＣＣＤカメラ５６で軌跡５８を撮影し、撮影画像を画像処理装置によって処理することで、撮影画像上の軌跡の座標を数値化する。さらにこの撮影画像上の軌跡の座標と、ＣＣＤカメラ５６の設置軸δに直交する面（Ｚ−β平面）に対するレーザー光の面（Ｚ−α平面）の傾斜角度θとを用いて、処理ユニットによって演算処理（例えば、回転演算処理）を行うことで、元の軌跡５８の座標を算出する。即ち、図１５Ｃに示すように、撮影画像内のレーザー光の軌跡であるＺ−α平面上の軌跡５８´の座標をθ回転させることで、Ｚ−β平面上に回転投影させる。この演算処理によりＺ−β平面上に得られた軌跡５８の座標が、実際のウエハＷの周縁部に形成された光の軌跡５８の座標データ、即ち、ウエハＷの周縁部の断面形状の座標データとなる。
【００５２】
測定ユニットの第５の実施形態を説明する。図１６Ａは第５の実施形態による測定ユニット３０−５の構成を示す概略平面図であり、図１６Ｂはその概略側面図である。図１６Ａおよび図１６Ｂに示す測定ユニット３０−５は、ウエハＷの周縁部の表面状態の測定及び欠陥部位の検知を行なう表面状態測定機構を備えたもので、基板保持回転機構６１と、ウエハＷの周縁部の表面状態の測定及び欠陥部位の検知を行なう周縁部測定装置５９と、ウエハＷのノッチ部の表面状態の測定及び欠陥部位の検知を行なうノッチ測定装置６０と、周縁部測定装置５９及びノッチ測定装置６０で撮影された画像を処理する画像処理装置（図示せず）、及び該画像処理装置で得られたデータを処理する処理ユニット（図示せず）を備えている。周縁部測定装置５９は該基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷの周縁部の画像を撮影し、ノッチ測定装置６０はウエハＷのノッチ部の画像を撮影する。
【００５３】
周縁部測定装置５９は、ウエハＷの周縁部に光を照射する照明装置５９ａと、ウエハＷ周縁部からの反射光を撮像する複数の撮像カメラ５９ｂを備えている。撮像カメラ５９ｂは、図１６Ｂに示すようにウエハ周縁部の厚さ方向の異なる位置に配置され、複数角度からウエハＷ周縁部の反射光を撮影するようになっている。また、ノッチ測定装置６０は、ウエハＷのノッチＮに光を照射する照明装置６０ａと、該ノッチＮからの反射光を撮像する複数の撮像カメラ６０ｂを備えている。複数の撮像カメラ６０ｂは、照明装置６０ａからの光がノッチＮで反射した反射光の明視野範囲に位置するように配置されると共に、ノッチＮの厚さ方向及び幅方向の異なる部位からの反射光を撮像するように、各々その位置をずらして設置されている。
【００５４】
測定ユニット３０−５でウエハＷ周縁部は次のように測定される。まず基板保持回転機構６１を回転させて、ノッチ測定装置６０の測定位置にウエハＷのノッチＮを移動させる。この状態で、撮像カメラ６０ｂでノッチＮからの反射光の画像を撮像する。この画像は、画像処理装置で処理され、さらに処理ユニットで該画像中の反射光の強度が解析される。これによりノッチＮの表面状態の測定が行なわれ、ノッチＮの表面に欠陥がある場合はこれを検知することができる。また、ウエハＷ周縁部の測定を行なうには、基板保持回転機構６１でウエハを回転させた状態で、撮像カメラ５９ｂでウエハＷ周縁部からの反射光の画像を連続して撮像する。この画像は、画像処理装置で処理され、さらに処理ユニットで撮影された画像中の反射光の強度を解析することで、ウエハＷ周縁部の表面状態を測定すると共に欠陥部位の検知を行なう。これにより、研磨後のウエハＷ周縁部に汚染や針状突起などが残存している場合にこれを検知することができる。
【００５５】
以上説明したように、測定ユニットの実施形態として、ウエハの直径を測定する直径測定機構、ウエハ周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構、ウエハ周縁部の表面状態の測定及び欠陥部位の検知を行なう表面状態測定機構を備えた測定ユニットを説明した。これら各測定ユニットが備える機構は、適宜組み合わせて一台の測定ユニットに組み込むことも可能であり、また最も簡易な測定ユニットとしては、例えば直径測定機構のみを備えた測定ユニットとすることが可能である。
【００５６】
測定ユニットの第６の実施形態を説明する。
図１７は第６の実施形態による測定ユニット３０−６を示す概略斜視図である。図１７に示す測定ユニット３０−６は、ウエハＷのノッチＮの三次元形状を測定する三次元形状測定機構を備えたもので、基板保持回転機構６１と、該基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷのノッチＮの所定位置の上方に配置された投光装置（レーザー投光装置）１５５と、ウエハＷのノッチＮの上方に配置された画像取得装置であるＣＣＤカメラ１５６を備えて構成されている。また、ＣＣＤカメラ１５６および投光装置１５５には画像処理装置（図示せず）および処理ユニット（図示せず）が接続されている。
【００５７】
基板保持回転機構６１はウエハＷのノッチＮを検出するノッチ検出機構（図示せず）を備え、ノッチ検出機構は基板保持回転機構６１に保持されたウエハＷのノッチＮを検出する。そして、ＣＣＤカメラ１５６および投光装置１５５で計測する位置にウエハＷのノッチＮの位置が整合するように、ウエハＷは基板保持回転機構６１により回転される。ノッチ検出機構は周知の機構でよく、その詳細説明は省略する。
【００５８】
ＣＣＤカメラ１５６および投光装置１５５はノッチＮの位置に対して斜め上方位置に配置されている。投光装置１５５は水平に保持されたウエハＷのノッチＮ部に線状のレーザー光１５７を照射する。レーザー光１５７はウエハ上に照射された箇所でウエハＷのノッチＮおよびその近傍に線状の軌跡を作り出す。投光装置１５５はレーザー光１５７を方向１５８に走査するようになっており、図１７に示すように、レーザー光１５７はノッチＮの近傍の開始ライン１５９ａから開始ライン１５９ａに対しノッチＮの反対側にある終了ライン１５９ｂの範囲に照射される。投光装置１５５は光源、レンズ、スリット、ガルバノミラーなど光学構成要素からなり、線状の平行光１５７を照射し且つ平行光１５７と垂直な方向に該光１５７を走査することが可能になっている。
【００５９】
図１８Ａおよび図１８Ｂは投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６の配置位置を説明するための図で、図１８Ａは投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６の配置を示す概略平面図で、図１８Ｂは図１８Ａの概略側面図である。図１８Ａに示すように、ウエハ中心からノッチＮを通るウエハＷの径方向に延びているα軸に対して、ノッチＮを通り角度θだけ傾いたδ軸上にＣＣＤカメラ１５６が配置されている。同様にα軸に対して、ノッチＮを通り角度ζだけ傾いたγ軸上に投光装置１５５が配置されている。また、図１８Ｂに示すように、δ軸およびγ軸はウエハＷの水平面に対して垂直なＺｓ軸に対して角度εだけ傾いて配置されている。
【００６０】
前記測定ユニット３０−６が投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６をそれぞれ一台ずつ備える場合、ウエハ厚さ方向の中心からウエハＷの上半分のデータを取得できるが、ウエハＷの下半分はレーザー照射およびＣＣＤカメラ１５６での撮影領域に入らない。よって、ウエハＷの下半分のデータが必要であれば、ウエハ厚さ方向の中心に対して対称にさらに投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６を配置してもよい。その場合、ウエハＷの上半分のデータに加えて下面側のデータを取得することができる。そしてこれらのデータを演算処理によって結合させて１つの三次元データにすることが可能である。もしくは、前記測定ユニット３０−６にウエハＷを投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６に対して傾かせる機構を追加してもよい。
【００６１】
投光装置１５５から照射されたレーザー光１５７がノッチＮの近傍に走査されている状態をＣＣＤカメラ１５６で撮影しビデオ画像として取得する。ＣＣＤカメラに接続された画像処理装置によりレーザー光１５７の明るさの変化から照射光１５７の軌跡を認識し、処理ユニットにより該軌跡をノッチＮの位置、投光装置１５５とＣＣＤカメラ１５６の三次元配置、およびレーザー１５７の走査速度に基づいて、ノッチの形状の三次元データに置き換える。この処理によりノッチＮの形状を非接触で三次元データとして計測することができる。三次元計測方法としてこのような画像処理、演算処理に各種の手法が実用されており、例えば三角測量式、光切断式などの方法を採用することができる。
【００６２】
三次元計測データは研磨ユニットの研磨条件を決定するため手段として利用することができる。例えば、三次元計測データをノッチ部の所望の断面形状やウエハＷ上面から見た平面形状などの二次元データに変換し、研磨の角度を自動的に算出したり、研磨前後のノッチの三次元形状を計測することによりノッチＮの研磨量を算出することもできる。
【００６３】
本実施例において、ノッチＮの三次元形状を計測する場合を示したが、同じ機構構成、手法によりノッチＮではないウエハＷの周縁部の三次元形状を計測することも可能であり、同様に三次元計測データを研磨ユニットの研磨条件を決定するための手段として利用することができる。
【００６４】
図１９は、上記の実施形態の測定ユニット３０を基板処理装置１に設置する設置例を示す図である。図１９では図示の都合上、測定ユニット３０として基板保持回転機構６１のみを示している。測定ユニット３０は単独で設置することができるほか、図１９に示すように測定ユニット３０の上部にウエハＷを載置するウエハステージ６５を設けることができる。即ち、測定ユニット３０は筐体６６内に配置され、該筐体６６の上面６６ａにウエハステージ６５が設置されている。このウエハステージ６５は、ウエハＷの外周部を載置する複数の載置ピン６５ａを具備し、第１搬送ロボット２０Ａのハンドによって搬送されるウエハＷを一時的に仮置きして第２搬送ロボット２０Ｂのハンドに受け渡す仮のステージとして使用したり、測定ユニット３０が先のウエハＷで占有されている場合に、後のウエハＷを待機させる待機台として使用することができる。一方、筐体６６の側壁６６ｂには扉状のシャッター６７が設けられている。該シャッター６７を開くことで、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂに保持されたウエハを筐体６６内に搬入し、測定ユニット３０の基板保持回転機構６１に載置して測定を行うことができる。筐体６６のシャッター６７を設けた側壁６６ｂと反対側の側壁にも図示しないシャッターが設けられており、一方のシャッターから第１搬送ロボット２０Ａがアクセスし、他方のシャッターから第２搬送ロボット２０Ｂがアクセスできるようになっている。
【００６５】
このように測定ユニット３０の上部にウエハステージ６５を設置することにより、第１、第２搬送ロボット２０Ａ，２０Ｂがアプローチ範囲を共有するスペースに測定ユニット３０とウエハステージ６５を併設することができ、基板処理装置１内のスペースを節約することができる。また、下記の基板処理装置１の処理パターンの説明で述べるように、ウエハを効率良く最適な搬送ルートで搬送することが可能となり、基板処理装置１のスループットを向上させることができる。
【００６６】
次に、第１研磨ユニット７０Ａ及び第２研磨ユニット７０Ｂの構成を説明する。第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂは互いに共通の構成であるため、以下ではこれらに共通の構成として図２０に示す研磨ユニット７０を説明する。図２０は研磨ユニット７０の概略側断面図である。図２０に示すように研磨ユニット７０は、各構成部が筐体７１内に収納配置されており、ウエハＷの裏面を真空吸着して保持する基板保持回転部７２と、ウエハＷのセンタリング及び受渡しを行う基板受渡機構８０と、ウエハＷのベベル部の研磨を行なうベベル研磨部８３と、ウエハＷのノッチ部の研磨を行うノッチ研磨部９０とを備えている。
【００６７】
基板保持回転部７２は、図２０に示すように基板保持テーブル７３と、基板保持テーブル７３を支持する支持軸７４で構成される。基板保持テーブル７３はウエハＷを真空吸着する真空吸着用の溝部７３ａを上面に備えている。支持軸７４には回転駆動装置７５が取付けられており、該回転駆動装置７５により基板保持テーブル７３及び支持軸７４が一体に回転するようになっている。基板保持テーブル７３の溝部７３ａは、基板保持テーブル７３に形成された連通路７３ｂに連通し、この連通路７３ｂは支持軸７４に形成された連通路７４ａに連通している。そして連通路７４ａには真空ライン７６及び圧縮空気供給ライン７７が接続されている。また基板保持テーブル７３および支持軸７４には、昇降機構（図示せず）が取付けられている。昇降機構によって基板保持テーブル７３を上下方向に移動することができる。
【００６８】
また、基板保持テーブル７３の溝部７３ａを覆うように基板保持テーブル７３の上面にウレタン系の弾性部材からなる吸着パッド７８が貼付されている。この吸着パッド７８には、基板保持テーブル７３の溝部７３ａに連通する多数の小径の貫通孔（図示せず）が形成されている。したがって、真空ライン７６から真空を供給することにより、吸着パッド７８の貫通孔に真空が形成され、基板保持テーブル７３上に載置されたウエハＷが吸着パッド７８の上面に真空吸着される。なお、この吸着パッド７８はウエハＷと基板保持テーブル７３の間に真空を形成する作用と、ウエハＷを基板保持テーブル７３上に載置する際の衝撃緩和作用とを有している。
【００６９】
一方、基板保持回転部７２の上方には基板受渡機構８０が配置されている。基板受渡機構８０は一対のアーム８１，８１を備え、各アーム８１，８１にはウエハＷのベベル部に対応した凹状の面を有した複数のコマ８２が固定されている。アーム８１，８１は開閉可能で閉鎖位置と開放位置とを取ることができ、閉鎖位置でコマ８２によってウエハＷを狭持し、開放位置でウエハＷを放す。アーム８１，８１がウエハＷを狭持することでセンタリングが行われる。昇降機構により基板保持テーブル７３を上昇させ、基板受渡機構８０が受け取りセンタリングしたウエハＷを基板保持テーブル７３が真空吸着して研磨位置まで下降し、研磨処理を行う。
【００７０】
次にベベル研磨部８３は、研磨テープ８４をウエハＷのベベル部に押圧接触させるベベル研磨ヘッド８５と、研磨テープ送り機構８８とを備えて構成されている。研磨テープ送り機構８８は、ベベル研磨ヘッド８５に研磨テープ８４を送る供給リール８８ａと、ベベル研磨ヘッド８５から研磨テープ８４を回収する回収リール８８ｂを具備している。ベベル研磨ヘッド８５は、基板保持テーブル７３に面した位置に研磨テープ８４を掛ける一対の送りローラ８６，８６を備え、該一対の送りローラ８６，８６の間に研磨テープ８４を張り渡して該研磨テープ８４の研磨面８４ａをウエハＷのベベル部に接触させるようになっている。また、送りローラ８６，８６間に掛け渡された研磨テープ８４の背面側には基部８７が設置されている。該基部８７の研磨テープ８４に当接する面には、弾性部材（図示せず）を取付けることもできる。またベベル研磨ヘッド８５は、移動機構（図示せず）によりウエハＷの径方向に移動可能となっており、基部８７が研磨テープ８４を背面から押す作用と、研磨テープ８４自体の張力とによって、研磨テープ８４の研磨面８４ａがウエハＷのベベル部に押圧接触される。
【００７１】
研磨テープ８４は、一定幅の帯状部材で長さが数十メートル程であり、円筒状の芯材８９に巻き付けられている。芯材８９が供給リール８８ａに取付けられて、研磨テープ８４が研磨面８４ａを外側に向けた状態でベベル研磨ヘッド８５の一対の送りローラ８６，８６間に掛け渡されて、その先で回収リール８８ｂに取り付けられている。回収リール８８ｂにはモータ等の回転駆動機構（図示せず）が取付けられており、研磨テープ８４に所定の引張力を付与しながら巻き取り回収することができる。ベベル部の研磨時には、供給リール８８ａから研磨テープ８４が順次送られることで、ベベル研磨ヘッド８５には常に新しい研磨面８４ａが供給されるようになっている。
【００７２】
研磨テープ８４は、砥粒を分散させた樹脂材料をテープ基材のいずれかの面に塗布して固化させることで研磨面８４ａを形成したものであり、砥粒には、例えばダイヤモンドやＳｉＣ等が用いられる。砥粒の種類及び粒度は、研磨するウエハの種類や要求される研磨の程度に応じて選択されるが、例えば、粒度♯４０００〜♯２００００のダイヤモンドや、粒度♯４０００〜♯１００００のＳｉＣを用いることができる。また、研磨テープ８４に代えて表面に粒状物を付着させていない帯状の研磨布等を用いてもよい。
【００７３】
なお、粒度の粗い研磨テープ８４を装着してベベル部の側面を研磨すれば、ウエハの直径寸法を所望の寸法に形成することができる。また、異なる研磨ユニット７０でそれぞれ粗研磨と仕上げ研磨を行なう場合は、粗研磨を行なう研磨ユニット７０のベベル研磨部８３に、低番手の研磨材（砥粒径が大きい粗い研磨剤）を塗布した研磨テープ８４を装着し、仕上げ研磨を行なう研磨ユニット７０のベベル研磨部８３に、高番手の研磨材（砥粒径が小さい細かい研磨材）を塗布した研磨テープ８４を装着するようにして複数の研磨ユニット７０を使い分ける。
【００７４】
ここで、低番手の研磨材としては、例えば砥粒径が平均５μの粒度♯３０００程度の研磨材があり、高番手の研磨材としては、例えば砥粒径が平均０．２μの粒度♯２００００程度の研磨材がある。一般に粒度♯６０００程度を境として、これより粗い砥粒径の研磨材は形状整形用に用い、これより細かい砥粒径の研磨材は表面状態を整える仕上げ用として用いられる。
【００７５】
図２１Ａ乃至２１Ｃはベベル研磨ヘッド８５の動きを説明するための図である。ベベル研磨部８３は、ベベル研磨ヘッド８５をウエハＷのベベル部の研磨位置を中心に上下方向に揺動させる揺動機構を備えており、ウエハ面に対して上下方向に所定角度傾斜した位置からベベル部の研磨部位に研磨テープ８４の研磨面８４ａを接触させることができる。したがって、図２１Ａに示すように、ベベル研磨ヘッド８５をウエハ面に対して下方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ベベル部の上側傾斜面を研磨でき、図２１Ｂに示すように、ベベル研磨ヘッド８５を水平方向に向けることでベベル部の側面を研磨でき、図２１Ｃに示すように、ベベル研磨ヘッド８５をウエハ面に対して上方に所定角度傾けた状態で研磨することで、ベベル部の下側傾斜面を研磨することができる。また、ベベル研磨ヘッド８５の傾斜角度を微調整することにより、ベベル部の上下傾斜面や側面、及びそれらの境界部を所望の角度及び形状に研磨することができる。
【００７６】
図２０に示すように、ノッチ研磨部９０は、研磨テープ９１をウエハＷのノッチ部に押圧接触させるノッチ研磨ヘッド９２と、研磨テープ送り機構９４とを備えて構成されている。ノッチ研磨部９０は、ノッチ研磨ヘッド９２をウエハＷの径方向に移動させる移動機構（図示せず）を備えている。研磨テープ送り機構９４は、ノッチ研磨ヘッド９２に研磨テープ９１を送る供給リール９４ａ及びノッチ研磨ヘッド９２から研磨テープ９１を回収する回収リール９４ｂを具備している。ノッチ研磨ヘッド９２は、研磨テープ９１を掛ける一対の送りローラ９３，９３を備え、該一対の送りローラ９３，９３の間に研磨テープ９１を張り渡してその研磨面９１ａをウエハＷのノッチ部に接触させるようになっている。ノッチ研磨部９０に用いる研磨テープ９１は、ベベル研磨部８３に用いる研磨テープ８４と同材質の研磨テープで、ウエハＷのノッチ部の形状に合わせた幅寸法に形成されたものである。このノッチ研磨用の研磨テープ９１は、ベベル研磨用の研磨テープ８４より幅寸法が小さく形成されている。なお図示及び詳細な構成の説明は省略するが、ベベル研磨部８３と同様にノッチ研磨部９０も、ノッチ研磨ヘッド９２をウエハＷのノッチ部の研磨位置を中心に上下方向に揺動させる揺動機構を備えており、研磨時にウエハ面に対して所定角度傾斜した位置から研磨テープ９１の研磨面９１ａを接触させることができる。従って、ウエハＷのノッチ部の表面形状に沿った研磨をすることができると共に、ノッチ部を所望の角度及び形状に研磨することができる。更にノッチ研磨部９０には、ウエハＷのノッチ部を検知するノッチ検知機構（図示せず）が設けられている。
【００７７】
一方、研磨ユニット７０は、図２０に示すようにウエハＷ上面及び下面それぞれの研磨位置付近に超純水等の水（研磨水）を供給する研磨水供給ノズル９５，９６を備えている。また、基板保持テーブル７３の上方に、ウエハＷ上面の中央部付近に研磨水を供給する研磨水供給ノズル９７を備えている。ベベル部及びノッチ部の研磨中に研磨水供給ノズル９５，９６から研磨水を供給することで、研磨によって発生する粒子状の研摩屑がウエハＷ上面や下面へ付着することを防止できる。また研磨水供給ノズル９７から供給される研磨水は、ウエハＷ中心部に向かって供給されるが、研磨中のウエハＷは回転しているので、供給される研磨水はウエハＷの中心部から外周部に向かって流れてゆく。このため研磨屑をウエハＷの外周部の方へ押し流す作用がある。一方、下面側の研磨水供給ノズル９６はウエハＷ裏面の基板保持テーブル７３より外周側に露出した部分に研磨水を供給するようになっている。ウエハＷの露出した部分の内側部分に研磨水を供給することにより、この場合も供給された研磨水がウエハＷの回転により外周部に向かって流れてゆき、研磨屑を外周部の方へ押し流すことができる。
【００７８】
研磨水供給ノズル９５，９６から供給される研磨水は、研磨屑によるウエハＷ上下面の汚染を防止するほか、研磨時の摩擦によって発生する熱を奪う冷却作用も有している。したがって供給する研磨水の温度を調節することにより、ウエハＷの研磨部位の熱を除去することができ、安定した状態で研磨を行なうことができる。
【００７９】
研磨ユニット７０には、研磨終点検知部を設けて研磨終点を管理してもよい。例えば、研磨終点は次のように検知される。ウエハＷ周縁部のベベル研磨ヘッド８５及びノッチ研磨ヘッド９２が接触しない場所に、光学的手段（図示せず）によって、ウエハＷのデバイス形成面の法線方向から所定形状及び所定強度の光（レーザーやＬＥＤなど）を照射し、その散乱光を測定することでベベル部の凹凸を測定しこれに基づいて研磨終点を検知してもよい。またウエハＷ周縁部の温度変化をモニタリングし、この温度変化に基づいて研磨終点を検出するようにしてもよい。そのほか、ベベル部やノッチ部の研磨終点は研磨時間によって管理することもできる。
【００８０】
研磨ユニット７０における研磨工程を以下に説明する。研磨対象のウエハＷが筐体７１内に搬入されて、基板受渡機構８０に受け渡されると、アーム８１，８１が閉じてその閉鎖位置でウエハＷを狭持しセンタリングを行う。その後、基板保持テーブル７３が基板受渡機構８０の位置まで上昇して、アームの８１、８１に保持されたウエハＷを真空吸着する。この真空吸着と同時にアーム８１，８１が開いて開放位置でウエハＷを放すことにより、ウエハＷは基板保持テーブル７３の上面に保持される。その後、ウエハＷを保持した基板保持テーブル７３は、図２０に示す位置まで下降する。そして回転駆動装置７５が駆動して基板保持テーブル７３と共にウエハＷを回転させる。
【００８１】
その状態で、ウエハＷのベベル研磨を行なうには、ベベル研磨部８３の供給リール８８ａから研磨テープ８４を供給して未使用の研磨面８４ａをベベル研磨ヘッド８５の送りローラ８６，８６間に配置する。そして、移動機構によりベベル研磨ヘッド８５をウエハＷに向けて送り、研磨テープ８４の研磨面８４ａをウエハＷのベベル部に接触させて、ベベル部を研磨する。このとき、ベベル研磨部８３に設けた揺動機構を駆動し、ベベル研磨ヘッド８５を上下方向に揺動させながら研磨する。これによりウエハＷのベベル部のみならずエッジ部も同時に研磨することができる。
【００８２】
またウエハＷのノッチ研磨を行なうには、まず、ノッチ研磨部９０に設けたノッチ検出機構によりウエハＷのノッチ部を検出し、ウエハＷを回転させることで該ノッチ部をノッチ研磨部９０の研磨位置に位置合わせする。位置合わせが終わったら、ノッチ研磨部９０の供給リール９４ａから研磨テープ９１を供給して未使用の研磨面９１ａをノッチ研磨ヘッド９２の送りローラ９３，９３間に配置する。そして、移動機構によりノッチ研磨ヘッド９２をウエハＷに向けて送り、研磨テープ９１の研磨面９１ａをウエハＷのノッチ部に接触させて、ノッチ部を研磨する。このとき、ノッチ研磨部９０に設けた揺動機構を駆動し、ノッチ研磨ヘッド９２を上下方向に揺動させて研磨する。さらに、研磨テープ送り機構９４により研磨テープ９１を小刻みに前後させてウエハＷのノッチ部に摺接させて研磨してもよい。これらによりウエハＷのノッチ部の形状に合わせた研磨を行なうことができる。
【００８３】
次に、１次洗浄ユニット１００の構成を以下に説明する。図２２は１次洗浄ユニット１００を示す概略斜視図である。図２２に示すように、１次洗浄ユニット１００はロール／ロール（Ｒ／Ｒ）型の低速回転型洗浄ユニットである。具体的には、１次洗浄ユニット１００は、ウエハＷの周縁部を保持する複数のスピンドル１０１と、スピンドル１０１に保持されたウエハＷの上下位置に設置した一対のロール型の洗浄部材（ロールスポンジ）１０２ａ，１０２ｂを備えている。スピンドル１０１は、それぞれ回転機構を有する保持部材として使用される。図２２に示すように、スピンドル１０１は、保持するウエハＷを取り囲む位置に複数本（図では６本）設置されており、各々のスピンドル１０１は駆動機構（図示せず）によりウエハＷに対して外方及び内方に移動自在に設置されている。また各スピンドル１０１の側面の上端部近傍には保持溝１０１ａが形成されており、ウエハＷの外周部をこの保持溝１０１ａに係合させてウエハＷを保持する。またスピンドル１０１は回転機構（図示せず）により回転自在に構成されており、各スピンドル１０１が一定方向に回転することによって保持されたウエハＷが回転するようになっている。
【００８４】
一対の洗浄部材１０２ａ，１０２ｂは各々駆動機構１０３ａ，１０３ｂに取付けられており、駆動機構１０３ａ，１０３ｂによって洗浄部材１０２ａ，１０２ｂが各々軸心周りに自転すると共に上下左右方向に移動可能になっている。洗浄部材１０２ａ，１０２ｂは上下移動することによって洗浄時にウエハＷの上下面に接触する一方、ウエハＷの搬入出時には上方及び下方に退避可能となっている。一方、ウエハＷの上面（表面）にエッチング液（薬液）を供給する薬液供給ノズル１０４及び洗浄液（純水）を供給する洗浄液供給ノズル１０５と、ウエハＷの下面（裏面）にエッチング液（薬液）を供給する薬液供給ノズル１０６及び洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル１０７が設置されている。
【００８５】
１次洗浄ユニット１００による洗浄工程について説明する。ウエハＷが１次洗浄ユニット１００に搬送されると、スピンドル１０１がウエハＷを保持して回転させると共に、上下の洗浄部材１０２ａ，１０２ｂがそれぞれ下方及び上方に移動してウエハＷの上下面に接触する。この状態で、洗浄部材１０２ａ，１０２ｂが自転しながらウエハＷの上下面に摺接すると共に、洗浄液供給ノズル１０５，１０７からウエハＷ上面及び下面に洗浄水を供給することによって、ウエハＷの上下面を全面に亘ってスクラブ洗浄する。
【００８６】
スクラブ洗浄後、洗浄部材１０２ａ，１０２ｂを上方及び下方に待避させ、薬液供給ノズル１０４、１０６からそれぞれウエハＷの上面、下面にエッチング液を供給し、ウエハＷの上下面のエッチング（化学的洗浄）を行い、残留する金属イオンを除去する。なおこのとき、必要に応じてスピンドル１０１によるウエハＷの回転速度を変化させる。その後、洗浄液供給ノズル１０５，１０７からウエハＷの上面、下面に洗浄液（純水）を供給し、所定時間の純水置換を行ってエッチング液を除去する。このときも必要に応じてウエハＷの回転速度を変化させる。
【００８７】
次に、２次洗浄・乾燥ユニット１１０の構成を以下に説明する。図２３は、２次洗浄・乾燥ユニット１１０である洗浄機能付きスピン乾燥ユニットの構成例を示す図である。図２３に示すスピン乾燥ユニット１１０は、基板保持回転機構１１１と、ペンシル型洗浄機構１１４と、洗浄液供給ノズル１１９を備えて構成されている。基板保持回転機構１１１は、ウエハＷの外周部を数箇所で挟持する爪部１１２ａを備えた保持部１１２と、該保持部１１２の下部に連接された回転軸１１３と、回転軸１１３に連結された回転駆動機構（図示せず）からなり、保持したウエハＷを所定の回転数で回転させることができる。なおこの基板保持回転機構１１１は、ウエハＷを授受する際に爪部１１２ａを開閉する開閉機構（図示せず）を備えている。
【００８８】
ペンシル型洗浄機構１１４は、シャフト１１５に一端が支持された揺動アーム１１６を具備し、該揺動アーム１１６の他端にウエハＷの上面に向かって鉛直下方に突出する回転軸１１７を設け、該回転軸１１７の下端に洗浄部材１１８を取り付けて構成される。例えば、洗浄部材１１８多孔質のＰＶＦ製スポンジ等で構成されてもよい。この洗浄部材１１８を構成する材料は、発泡ポリウレタンとすることも可能である。シャフト１１５は、駆動機構（図示せず）により上下に昇降すると共に回動でき、シャフト１１５の回動により揺動アーム１１６は揺動し、洗浄部材１１８がウエハＷ上面に当接する洗浄位置と、ウエハＷ上方から離間した退避位置との間で移動することができる。更に、回転軸１１７の回転により、洗浄部材１１８がウエハＷの洗浄時に回転する。一方、洗浄液供給ノズル１１９は、ウエハＷ上面に向けて洗浄液を供給するように構成されている。ウエハＷの下側にもウエハＷの下面に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル（図示せず）を設置することができる。
【００８９】
洗浄・乾燥工程は２次洗浄・乾燥ユニット１１０で次のように行われる。２次洗浄・乾燥ユニット１１０にウエハＷが搬入されると、基板保持回転機構１１１でウエハＷを保持し、１００〜５００ｒｐｍ程度の低速で回転させる。そして、洗浄液供給ノズル１１９からウエハＷ上面に洗浄液を供給しながら、揺動アーム１１６をウエハＷ上面の全面に亘って揺動させて、回転する洗浄部材１１８をウエハＷ上面に接触・走査させてスクラブ洗浄を行う。スクラブ洗浄が終了すると、揺動アーム１１６を待機位置に移動させて格納する。その後、基板保持回転機構１１１の回転速度を上げて、ウエハＷを１５００〜５０００ｒｐｍ程度で高速回転させてウエハＷのスピン乾燥を行なう。なおこのとき、ガス供給ノズル（図示せず）から必要に応じて清浄な不活性ガスを供給しながらスピン乾燥を行っても良い。上記では洗浄部材１１８でスクラブ洗浄を行う例を説明したが、スクラブ洗浄の代わりに洗浄液供給ノズル１１９から超音波加振された純水を供給することで、ウエハＷ表面に付着したパーティクルの除去を行なういわゆる非接触洗浄を施すこともできる。
【００９０】
次に、基板処理装置１におけるウエハの処理パターンを以下に説明する。
まず、図２４を用いて、第１の処理パターンを説明する。図２４において点線で示す矢印は、第１搬送ロボット２０Ａによる搬送ラインであり、実線で示す矢印は、第２搬送ロボット２０Ｂによる搬送ラインである。ＣＭＰ工程やＣｕ成膜工程を終えたウエハが収容されたウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂがロードアンロードポート１０のウエハ供給回収装置１１Ａ又は１１Ｂに載置されると、第１搬送ロボット２０Ａによって、該ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０へ搬送される（搬送ライン１）。測定ユニット３０で研磨前のウエハの直径、周縁部の断面形状、表面状態のうち必要なデータが測定される。測定を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０から第１研磨ユニット７０Ａへ搬送される（搬送ライン２）。第１研磨ユニット７０Ａでウエハの周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット７０Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって１次洗浄ユニット１００へ搬送され（搬送ライン３）、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット１００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され（搬送ライン４）、２次洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１搬送ロボット２０Ａにより元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される（搬送ライン５）。あるいは、乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂのいずれかにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻される。
【００９１】
この際、先に搬送されたウエハが上記の第１の処理パターンで搬送されて第１研磨ユニット７０Ａで研磨されている間に、次に処理すべきウエハを下記の第２の処理パターンで搬送して処理できる。即ち、第２の処理パターンでは、まず第１搬送ロボット２０Ａによってウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂから測定ユニット３０へ搬送される（搬送ライン１）。測定ユニット３０で測定を終えたこのウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって第２研磨ユニット７０Ｂへ搬送され（搬送ライン２´）、第２研磨ユニット７０Ｂでウエハの周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第２研磨ユニット７０Ｂでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで１次洗浄ユニット１００へ搬送され（搬送ライン３´）、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット１００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され（搬送ライン４）、２次洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１搬送ロボット２０Ａにより元のウエハカセット１２Ａ，１２Ｂに戻される（搬送ライン５）。あるいは、乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂのいずれかにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻される。
【００９２】
上記のような処理、即ち、第１、第２の処理パターンを同時に行なうことで第１研磨ユニット７０Ａと第２研磨ユニット７０Ｂにより並行してそれぞれ別のウエハを研磨するいわゆるパラレル処理によれば、単位時間当たりのウエハの処理数を多くすることができ、基板処理装置１のスループットが向上し、その稼働率を向上させることができる。
【００９３】
なお、パラレル処理を行う場合は、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂに装着する研磨テープは、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂで互いに同一の粒度の研磨テープとする。この研磨テープとしては、例えば粒度♯６０００〜♯８０００程度の研磨テープがある。なお本処理パターンにおいて、研磨前のウエハを測定する必要がない場合は、搬送ライン１で、測定ユニット３０へ搬送する代わりにウエハステージ６５へ搬送して載置（仮置き）することで、該ウエハを第１搬送ロボット２０Ａから第２搬送ロボット２０Ｂへ受け渡すようにすればよい。
【００９４】
次に、図２５を用いて、第３のウエハの処理パターンを以下に説明する。図２５において、点線で示す矢印は、第１搬送ロボット２０Ａによる搬送ラインであり、実線で示す矢印は、第２搬送ロボット２０Ｂによる搬送ラインである。まず第１搬送ロボット２０Ａによって、ロードアンロードポート１０に載置されたいずれかのウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０へ搬送される（搬送ライン１１）。測定ユニット３０で、研磨前のウエハの直径、周縁部の断面形状、表面状態などのうち必要なデータが測定される。測定を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０から第１研磨ユニット７０Ａへ搬送される（搬送ライン１２）。第１研磨ユニット７０Ａでウエハ周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット７０Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで、第２研磨ユニット７０Ｂへ搬送され（搬送ライン１３）、さらに研磨が行なわれる。第２研磨ユニット７０Ｂでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって１次洗浄ユニット１００へ搬送され（搬送ライン１４）、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット１００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され（搬送ライン１５）、２次洗浄・乾燥処理がされる。乾燥処理を終えたウエハは、第１搬送ロボット２０Ａにより元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される（搬送ライン１６）。
【００９５】
この第３の処理パターンのように、第１研磨ユニット７０Ａと第２研磨ユニット７０Ｂで同一のウエハを続けて研磨するいわゆるシリアル処理を行う場合は、第１研磨ユニット７０Ａで、ウエハの周縁部の付着物の除去や表面荒れの除去を目的とする粗研磨処理を行った後、第２研磨ユニット７０Ｂでその仕上げ研磨処理を行なう、というように第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂを研磨目的に応じて使い分けることができる。なお、第１の処理パターンにおいても、研磨前のウエハの測定を行なう必要がない場合は、搬送ライン１で、測定ユニット３０へ搬送する代わりにウエハステージ６５へ搬送すればよい。
【００９６】
図２６は、さらに他の処理パターンを説明するための図である。図２６において、ＣＬ１〜ＣＬ４はそれぞれ第１研磨ユニット７０Ａ、第２研磨ユニット７０Ｂ、１次洗浄ユニット１００、２次洗浄・乾燥ユニット１１０を示すものとする。第４の処理パターン（ａ）では、第１搬送ロボット２０Ａによって、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０又はウエハステージ６５から第１研磨ユニット７０Ａへ搬送される。第１研磨ユニット７０Ａでウエハの周縁部（ベベル部及びノッチ部）の研磨が行なわれる。第１研磨ユニット７０Ａでの研磨を終えたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され、洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２０Ａで２次洗浄・乾燥ユニット１１０から直接元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される。
【００９７】
第５の処理パターン（ｂ）は、第４の処理パターン（ａ）において、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０又はウエハステージ６５から第１研磨ユニット７０Ａへ搬送する代わりに、第２研磨ユニット７０Ｂに搬送して研磨するものである。この際、パラレル処理を行うことができる。すなわち、先に搬送されたウエハを第４の処理パターン（ａ）によって第１研磨ユニット７０Ａで研磨している間に、次に処理すべきウエハをこの第５の処理パターン（ｂ）によって第２研磨ユニット７０Ｂに搬送して研磨することができる。
【００９８】
また、第６の処理パターン（ｃ）では、第１搬送ロボット２０Ａによって、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって１次洗浄ユニット１００へ搬送され、１次洗浄が行われる。１次洗浄ユニット１００で洗浄されたウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂで２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され、２次洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２０Ａで２次洗浄・乾燥ユニット１１０から直接元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される。
【００９９】
第７の処理パターン（ｄ）では、第１搬送ロボット２０Ａによって、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂからウエハが取り出されて測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送される。次にウエハは、第２搬送ロボット２０Ｂによって測定ユニット３０又はウエハステージ６５から２次洗浄・乾燥ユニット１１０へ搬送され、洗浄・乾燥処理が行われる。乾燥処理を終えたウエハは、第１又は第２搬送ロボット２０Ａ又は２０Ｂにより測定ユニット３０又はウエハステージ６５へ搬送された後、第１搬送ロボット２０Ａでウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂへ戻されるか、あるいは第１搬送ロボット２０Ａで２次洗浄・乾燥ユニット１１０から直接元のウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻される。
【０１００】
基板処理装置１では、上記のパラレル処理とシリアル処理のいずれも行うことができ、ウエハの研磨目的に応じて第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂに装着する研磨テープの番手とその運転条件を適宜選択することで、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂを使い分け、処理対象のウエハに最適な研磨処理を施すことが可能である。なお上記の各処理パターンでは、先に搬送されたウエハによって測定ユニット３０が占有されている場合、次に搬送されるウエハを、ウエハ載置部２６に一時的に載置することで順番待ちをすることが可能であるため、効率良くウエハを搬送して処理することができる。
【０１０１】
また、上記の各処理パターンにおいて、研磨後のウエハの測定を行なう場合は、２次洗浄・乾燥ユニット１１０で乾燥処理を終えたウエハを測定ユニット３０へ搬送し、研磨前のウエハの直径、周縁部の断面形状、表面状態のうち必要なデータを測定する。このように研磨前・研磨後の２回ともウエハの測定を行う場合に、測定ユニット３０が研磨前のウエハの測定で占有されていても、基板処理装置１はウエハステージ６５を設けているので、２次洗浄・乾燥ユニット１１０で乾燥処理を終えた研磨後の測定待ちのウエハをウエハステージ６５に一時退避させておくことができる。これにより２次洗浄・乾燥ユニット１１０を空けることができるので、続けて次のウエハの２次洗浄・乾燥処理をすることができ、基板処理装置１のスループットを向上させることができる。
【０１０２】
また、上記の各処理パターンのウエハ搬送においては、測定ユニット３０、第１、第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂ、１次洗浄ユニット１００、２次洗浄・乾燥ユニット１１０のユニットごとの処理の所要時間に応じてウエハを搬送するタイミングを適宜調整することで、ウエハを基板処理装置１内でスムーズに搬送して処理を行なうようにすれば、基板処理装置１のスループットをより向上させることができる。
【０１０３】
次の例では、第２、第３、又は第４実施形態における測定ユニット３０−２，３０−３又は３０−４などの断面形状測定機構を備えた測定ユニット３０における測定結果に基づいて決定された研磨条件でウエハの研磨を行なう。図２７は、研磨対象ウエハＷの周縁部の断面形状を示す図である。断面形状測定機構を備えた測定ユニット３０による研磨前のウエハＷの測定データから、ウエハＷのベベル部の上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑの研磨角度Ｍ１，Ｍ２、及び側面部Ｒの研磨角度Ｍ３等の研磨条件を決定する。さらに、ウエハＷの断面形状データと、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂにおける研磨面の加圧力及び研磨時のウエハ回転速度などの研磨条件から、予定研磨量を算出して研磨後のウエハＷ周縁部の形状を予測する。その予測形状から、上側傾斜部Ｐ及び下側傾斜部Ｑと側面部Ｒの境界部Ｖ１，Ｖ２に未研磨部分が生じると判断される場合は、当該境界部Ｖ１，Ｖ２を研磨するための研磨条件（研磨角度Ｍ４，Ｍ５及び研磨時間）を決定する。そして研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂでこれら決定した研磨条件に基づいて研磨を行なうことで、ウエハＷの周縁部を所望の形状・寸法に研磨することができる。
【０１０４】
本発明によれば、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂに、ベベル研磨ヘッド８５の角度を任意に変更することでウエハＷの周縁部を任意の研磨角度で研磨できる機構を備え、測定ユニット３０にウエハＷの周縁部の断面形状を測定する機能を備え、研磨条件決定手段によって、測定ユニット３０によるウエハＷの周縁部の断面形状の測定結果に基づいて最適な研磨角度を算出して決定し、これを研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂの研磨条件として研磨することで、ウエハＷに応じた最適な角度で研磨処理を行うことができ、ひいては研磨時間の短縮に寄与することとなる。
【０１０５】
上記手順は、断面形状測定機構を備えた測定ユニット３０の測定結果に基づいて研磨条件を決定する一例である。この例ではウエハＷのベベル部の全体、即ち、上側傾斜部Ｐ、下側傾斜部Ｑ、及び側面部Ｒを研磨する場合を示しているが、デバイス製造工程において、例えばウエハＷのベベル部の上側傾斜部Ｐのみの研磨を必要とする場合には、研磨角度Ｍ１だけを決定するか、あるいは上側傾斜部Ｐと境界部Ｖ１の研磨角度Ｍ１，Ｍ４だけを決定するなど、研磨の目的に応じて必要な研磨条件を決定することができる。また、研磨前のウエハＷの直径を測定し、その測定結果に基づいて側面部Ｒの研磨量を決定してウエハＷを目的とする直径に仕上げることもできる。なお、測定ユニット３０の測定結果に基づいて研磨する場合は、研磨前のウエハＷの形状に倣って表面のみを研磨するか、あるいは研磨前の形状を変更するような研磨角度及び圧力で研磨して所望の形状に成型する等、目的により研磨方法を選択することができる。
【０１０６】
また、表面状態測定機構を備えた測定ユニット３０（第５の実施形態にかかる測定ユニット３０−５）では、研磨後のウエハ周縁部の表面状態の測定を行い、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂの研磨によるウエハ周縁部の付着物の除去や表面荒れの除去の達成状況を検査することができる。このように、研磨後のウエハの測定を行えば、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂで所望の研磨が行なわれたか否かを判断することができ、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂを最適な状態で運転するように運転管理をすることが可能となる。
【０１０７】
測定ユニット３０で、研磨後のウエハを測定した場合は、該測定後のウエハを測定ユニット３０から一旦ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂに戻す。こうしてウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂのすべてのウエハが基板処理装置１における一連の処理を終了して戻された後、これらウエハの検査結果によりその研磨が不十分であると判断される場合は、当該測定結果に基づいて第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂの研磨条件を変更した後、再度ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂのウエハを第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂへ搬送して研磨処理を行うことができる。一方、ウエハカセット１２Ａ又は１２Ｂ内のウエハのうちの数枚のみを最初に研磨し、該研磨したウエハの検査結果に基づいて、残りのウエハの研磨条件を変更・修正することも可能である。
【０１０８】
通常、一台のウエハカセットは、同一種類のウエハを２５枚程収容しており、また、処理に際しては同一種類のウエハを収容するウエハカセットを複数台連続して基板処理装置１に投入する。ここで、上記の測定ユニット３０を備えた基板処理装置１によれば、複数のウエハカセットのうち最初のウエハカセットに収容された数枚のウエハの検査結果に基づいて研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂの研磨条件を決定することで、２台目以降のウエハカセットに収容されたウエハもそのまま研磨条件を変更・修正せずに連続して処理することができるので、多数のウエハを効率良く処理することができる。また、計測ユニット３０により、複数のウエハについて研磨前後の形状等を測定してその比較をすることで、現在処理中のウエハが、すでに処理を終えた先のウエハと同程度に研磨されているかを統計的に判断して、研磨ユニット７０Ａ又は７０Ｂの性能管理をすることもできる。
【０１０９】
以上説明したように、本発明の実施形態にかかる基板処理装置１によれば、第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂによる研磨前及び／又は研磨後のウエハ周縁部の状態を、基板処理装置１の内部に設けた測定ユニット３０で測定できるので、従来のように検査や測定のためにウエハを基板処理装置１の外部に搬送する手間が省ける。また、第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂによる研磨処理と並行して研磨対象のウエハの測定を行なうことができる。したがって、基板処理装置１による基板の研磨処理の効率が向上する。
【０１１０】
また、測定ユニット３０は、従来の検査装置と比較して、簡単な構成及び簡易な手順でウエハ周縁部の形状や表面状態を測定することができるので、短時間で正確にウエハ周縁部の測定を行なうことができる。さらに、研磨目的に応じて研磨前及び／又は研磨後のウエハ周縁部の測定を行なうことができるので、研磨対象のウエハの周縁部の状態を把握でき、ウエハ周縁部を所望の形状に仕上げることが容易となる。また、測定ユニット３０における測定結果を、第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂの研磨条件に直接反映できるため、第１，第２研磨ユニット７０Ａ，７０Ｂの研磨方法に合致した測定ユニット３０及び測定方法とすることで、測定結果に基づいて研磨条件を定量的に修正でき、所望の研磨を行なうことができる。
【０１１１】
上記実施形態では、測定ユニット３０が、基板処理装置１（ハウジング３）の内部に設置されている場合を説明したが、本発明にかかる基板処理装置としては、研磨ユニットによって研磨されるウエハの周縁部の形状や表面状態などを測定する測定ユニットを備え、該測定ユニットで測定された研磨対象のウエハの周縁部に関する測定データを研磨条件決定手段に伝えることができ、研磨ユニットでこの測定データに基づいて決定した研磨条件による研磨ができるように構成されていれば、測定ユニットは基板処理装置の内部、外部のいずれに配置されていてもよい。したがって、例えば、測定ユニットが基板処理装置の外部の離れた位置に設置されており、この測定ユニットと基板処理装置の間でウエハをクリーンな状態を保って搬送する搬送手段を備えると共に、測定ユニットによる測定データを基板処理装置のコントローラに伝送する伝送手段を備えたものでもよい。
【０１１２】
なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【０１１３】
以上本発明の好ましい実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、半導体ウエハ等の基板の周縁部を研磨する研磨ユニットを備えた基板処理装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１Ａ】図１Ａは、ストレート型のウエハの周縁部を示す断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ラウンド型のウエハの周縁部を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の構成を示す概略平面図である。
【図３】図３は、図２に示す基板処理装置の搬送ロボットの構成を示す概略斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図２に示す基板処理装置の測定ユニットが備える基板保持回転機構の構成を示す概略斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示す基板保持回転機構の構成を示す概略平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、上チャックでウエハを保持する基板保持回転機構の構成を示す概略図である。
【図５Ｂ】図５Ａは、下チャックでウエハを保持する基板保持回転機構の構成を示す概略図である。
【図６】図６は、図２に示す基板処理装置の測定ユニットの第１の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図６に示す測定ユニットの平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａの側面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図９】図９は、図８に示す測定ユニットが備える移動機構を示す概略側面図である。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９に示す移動機構が備える第２センサ機構の受光装置を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、測定されたストレート型のウエハの周縁部の断面形状と測定データのグラフを示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、測定されたラウンド型のウエハの周縁部の断面形状と測定データのグラフを示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す測定ユニットの投光装置から投光された光をＣＣＤカメラで撮影した画像の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第４の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、図１４に示す測定ユニットのＣＣＤカメラの設置位置を説明するための概略平面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの概略側面図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、撮影画像上の軌跡を計算の軌跡に変換する手順を説明するための概略図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本発明の第５の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの概略側面図である。
【図１７】図１７は、本発明の第６の実施形態における測定ユニットを示す概略斜視図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、図１７に示す測定ユニットの投光装置とＣＣＤカメラの設置位置を説明するための概略平面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａの概略側面図である。
【図１９】図１９は、測定ユニットが基板処理装置に設置される例を示す斜視図である。
【図２０】図２０は、図２に示す基板処理装置の研磨ユニットの構成を示す概略断面図である。
【図２１】図２１Ａ乃至図２１Ｃは、図２０に示す研磨ユニットのベベル研磨ヘッドの動作を説明するための図である。
【図２２】図２２は、図２に示す基板処理装置の１次洗浄ユニットの構成を示す概略斜視図である。
【図２３】図２３は、図２に示す基板処理装置の洗浄機能付きスピン乾燥ユニットの構成を示す概略斜視図である。
【図２４】図２４は、第１、第２の処理パターンにおけるウエハの搬送順序を説明するための平面図である。
【図２５】図２５は、第３の処理パターンにおけるウエハの搬送順序を説明するための平面図である。
【図２６】図２６は、第４乃至第７の処理パターンにおけるウエハの搬送順序を説明するための図である。
【図２７】図２７は、研磨対象ウエハの周縁部の研磨条件を決定する処理手順を説明するための断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の周縁部を研磨する研磨ユニットと、前記基板を洗浄する洗浄ユニットと、前記基板を乾燥する乾燥ユニットと、前記基板の周縁部の測定を行う測定ユニットとを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットにおける前記基板の周縁部の測定結果に基づいて、前記研磨ユニットの研磨条件を決定する研磨条件決定ユニットを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記研磨ユニットは、所定の研磨角度で前記基板の周縁部を研磨する研磨機構を備え、
前記研磨条件決定ユニットは、前記測定ユニットにおける前記基板の周縁部の測定結果に基づいて、前記研磨ユニットにおいて前記基板の周縁部が研磨される研磨角度を決定するよう構成されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板の直径を計測する直径計測機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板の周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板の周縁部の表面状態の測定及び前記基板の周縁部の欠陥部位の検出を行なう表面状態測定機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板の周縁部の３次元形状を算出する３次元形状測定機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板処理装置の内部に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、
前記研磨後洗浄ユニットで基板を洗浄し、
前記洗浄後乾燥ユニットで基板を乾燥し、
測定ユニットで、前記研磨前及び／又は前記乾燥後基板の周縁部の測定を行なうことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
研磨ユニットで、基板の周縁部の研磨を行い、
測定ユニットで、前記研磨前及び／又は研磨後前記基板の周縁部の測定を行なうことを特徴とする基板研磨方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板研磨方法において、
前記測定結果に基づいて、前記研磨の研磨条件を決定することを更に特徴とする基板研磨方法。
【請求項１２】
基板の周縁部の第１の測定位置の第１の厚さ寸法を計測し、
基板の周縁部の第２の測定位置の第２の厚さ寸法を計測し、
前記第１の測定位置と前記第２の測定位置との間の距離を計測し、
前記第１の厚さ寸法、前記第２の厚さ寸法、および前記第１の測定位置と前記第２の測定位置との間の距離から前記基板の周縁部の断面形状を算出することを特徴とする基板測定方法。
【請求項１３】
前記基板の周縁部に線状の光を照射して該周縁部の表面に線状の光の軌跡を形成し、
前記線状の光の軌跡に対して直交及び平行しない位置に設置した画像取得装置で、前記光の軌跡の画像を取得し、
前記画像取得装置を設置した位置の座標を基に前記光の軌跡の位置の座標を演算処理することで、前記基板の周縁部の断面形状を座標化したデータを算出することを特徴とする基板測定方法。
【請求項１４】
第１の研磨ユニットで第１の基板の周縁部を、および第２の研磨ユニットで第２の基板の周縁部を平行して研磨して、第１と第２の基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、
前記研磨後洗浄ユニットで第１と第２の基板を洗浄し、
前記洗浄後乾燥ユニットで第１と第２の基板を乾燥し、
測定ユニットで、前記研磨前及び／又は前記乾燥後基板の周縁部の測定を行なうことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の基板処理方法において、
第１の研磨ユニットは、前記第１の基板のベベル部を研磨するベベル研磨装置と、前記第１の基板のノッチを研磨するノッチ研磨装置を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の基板処理方法において、
第２の研磨ユニットは、前記第２の基板のベベル部を研磨するベベル研磨装置と、前記第２の基板のノッチを研磨するノッチ研磨装置を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１７】
第１の研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、
第２の研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して第１の研磨ユニットにおける前記研磨後の該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、
前記研磨後に洗浄ユニットで基板を洗浄し、
前記洗浄後に乾燥ユニットで基板を乾燥し、
測定ユニットで、前記研磨前及び／又は前記乾燥後の基板の周縁部の測定を行なうことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の基板処理方法において、
前記第１の研磨ユニットおよび前記第２の研磨ユニットは、それぞれ、前記基板のベベル部を研磨するベベル研磨装置と、前記基板のノッチを研磨するノッチ研磨装置を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
基板の周縁部を研磨する研磨ユニットと、前記基板を洗浄する洗浄ユニットと、前記基板を乾燥する乾燥ユニットと、前記基板の周縁部の測定を行う測定ユニットとを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットにおける前記基板の周縁部の測定結果に基づいて、前記研磨ユニットの研磨条件を決定する研磨条件決定ユニットを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置において、
前記研磨ユニットは、所定の研磨角度で前記基板の周縁部を研磨する研磨機構を備え、
前記研磨条件決定ユニットは、前記測定ユニットにおける前記基板の周縁部の測定結果に基づいて、前記研磨ユニットにおいて前記基板の周縁部が研磨される研磨角度を決定するよう構成されたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板の直径を計測する直径計測機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板の周縁部の断面形状を測定する断面形状測定機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板の周縁部の表面状態の測定及び前記基板の周縁部の欠陥部位の検出を行なう表面状態測定機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板の周縁部の３次元形状を算出する３次元形状測定機構を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置において、
前記測定ユニットは、前記基板処理装置の内部に配置されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、
前記研磨後洗浄ユニットで基板を洗浄し、
前記洗浄後乾燥ユニットで基板を乾燥し、
測定ユニットで、前記研磨前及び／又は前記乾燥後基板の周縁部の測定を行なうことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
研磨ユニットで、基板の周縁部の研磨を行い、
測定ユニットで、前記研磨前及び／又は研磨後前記基板の周縁部の測定を行なうことを特徴とする基板研磨方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板研磨方法において、
前記測定結果に基づいて、前記研磨の研磨条件を決定することを更に特徴とする基板研磨方法。
【請求項１２】
基板の周縁部の第１の測定位置の第１の厚さ寸法を計測し、
基板の周縁部の第２の測定位置の第２の厚さ寸法を計測し、
前記第１の測定位置と前記第２の測定位置との間の距離を計測し、
前記第１の厚さ寸法、前記第２の厚さ寸法、および前記第１の測定位置と前記第２の測定位置との間の距離から前記基板の周縁部の断面形状を算出することを特徴とする基板測定方法。
【請求項１３】
前記基板の周縁部に線状の光を照射して該周縁部の表面に線状の光の軌跡を形成し、
前記線状の光の軌跡に対して直交及び平行しない位置に設置した画像取得装置で、前記光の軌跡の画像を取得し、
前記画像取得装置を設置した位置の座標を基に前記光の軌跡の位置の座標を演算処理することで、前記基板の周縁部の断面形状を座標化したデータを算出することを特徴とする基板測定方法。
【請求項１４】
第１の研磨ユニットで第１の基板の周縁部を、および第２の研磨ユニットで第２の基板の周縁部を平行して研磨して、第１と第２の基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、
前記研磨後洗浄ユニットで第１と第２の基板を洗浄し、
前記洗浄後乾燥ユニットで第１と第２の基板を乾燥し、
測定ユニットで、前記研磨前及び／又は前記乾燥後基板の周縁部の測定を行なうことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の基板処理方法において、
第１の研磨ユニットは、前記第１の基板のベベル部を研磨するベベル研磨装置と、前記第１の基板のノッチを研磨するノッチ研磨装置を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の基板処理方法において、
第２の研磨ユニットは、前記第２の基板のベベル部を研磨するベベル研磨装置と、前記第２の基板のノッチを研磨するノッチ研磨装置を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１７】
第１の研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、
第２の研磨ユニットで基板の周縁部を研磨して第１の研磨ユニットにおける前記研磨後の該基板の周縁部の汚染除去及び／又は表面荒れの除去を行い、
前記研磨後に洗浄ユニットで基板を洗浄し、
前記洗浄後に乾燥ユニットで基板を乾燥し、
測定ユニットで、前記研磨前及び／又は前記乾燥後の基板の周縁部の測定を行なうことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の基板処理方法において、
前記第１の研磨ユニットおよび前記第２の研磨ユニットは、それぞれ、前記基板のベベル部を研磨するベベル研磨装置と、前記基板のノッチを研磨するノッチ研磨装置を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公表番号】特表２００８−５３７３１６（Ｐ２００８−５３７３１６Ａ）
【公表日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５５４３９１（Ｐ２００６−５５４３９１）
【出願日】平成１８年４月１８日（２００６．４．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００６／３０８４９０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１２５３０
【国際公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１８日（２００６．４．１８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００６／３０８４９０
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１２５３０
【国際公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]