JP2000061833A - ポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インデックステーブル装置によってロードバ
ッファおよびアンロードバッファを、下面にプレッシャ
ープレートを有する旋回揺動アーム部の回動軌跡に位置
させてスループットを高めるようにしたポリッシング装
置を提供する。 【解決手段】 研磨装置に設けられ、下面にプレッシャ
ープレートが設けられた旋回揺動アーム部の回動軌跡
に、インデックステーブル装置を作動させて上面設けら
れたロードバッファあるいはアンロードバッファを位置
させてウエハの受取りあるいは受渡しを行うように構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シリコンウエハ
等のメカノケミカルポリッシング（化学機械的研磨）を
行うポリッシング装置に関し、特に、研磨前のウエハを
載置するロードバッファと研磨後のウエハを載置するア
ンロードバッファとを具えたインデックステーブル装置
から研磨装置へのウエハの受渡しおよび受取りを確実に
したポリッシング装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】一般に、シリコンウエハ
上への集積回路の形成は、典型的には、導電層、半導体
層や絶縁層を、連続的にウエハ上へ、特に、シリコンウ
エハ上へ堆積することにより行われる。各層を堆積した
後は、この層をエッチングして回路の造作を形成する。
一連の層を連続して堆積しエッチングすれば、ウエハの
外側面ないし最上面、すなわち、ウエハの露出面は、徐
々に非平坦的になっていく。これは、外側面とその下の
ウエハとの距離が、エッチングが最も生じない領域で最
も大きく、エッチングが最も生じる領域で最も小さいた
めに生じるものである。

【０００３】単一のパターニングを有する下層について
は、この非平坦の表面は一連の山（ピーク）と谷とを備
えており、この最高の山と最低の谷との高さの差は７，
０００〜１０，０００オングストローム程度である。複
数のパターニングを有する下層では、山と谷との高さの
差は更に著しくなり数ミクロンにまで達することもあ
る。

【０００４】この非平坦の外側面は、集積回路の製造に
おける問題を示している。外側面が平坦でなければ、フ
ォトリソグラフィーの技術によりフォトレジスタのパタ
ーニングを行う際、非平坦である表面ではフォトリソグ
ラフィー装置で正確なフォーカスができなくなるため、
適当でない場合がある。したがって、このウエハの表面
を定期的に平坦化（プラナイズ）して面を平坦にする必
要がある。平坦化によって、非平坦な外側面を研磨し
て、導電層、半導電層や絶縁層のいずれをも取り去っ
て、比較的平坦でスムーズな面を形成する。

【０００５】ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭ
Ｐ）は平坦化のためのものとして認められている方法の
１つである。この平坦化の方法では典型的には、シリコ
ンウエハを、研磨する面が露出するようにプレッシャー
プレートに設置することが必要である。このプレッシャ
ープレートに支持されたウエハは、回転するポリッシン
グパッドに対して配置される。ウエハを保持するプレッ
シャープレートも回転させて、ウエハとポリッシングパ
ッド表面との間に更に運動を加えても良い。

【０００６】更に、研磨剤と、少なくとも１つの化学反
応剤とを含有する研磨スラリーとをポリッシングパッド
に供給し、ポリッシングパッドとウエハとの境界面に研
磨性の化学品溶液を供給する。酸化物層の研磨に対して
は、スラリーは直径５０ｎｍ程度のシリカグリッドで構
成されている。このグリッドは、発煙により形成された
後、ＰＨ１０．５程度の塩基溶液の中に入れられる。そ
して、この溶液は、コロイドサスペンション（コロイド
懸濁液）を長期に維持するようにブレンドして強いシェ
アをかけられる。メタルの研磨のためには、グリッドは
シリカ又はアルミナのいずれかにより形成される。

【０００７】ケミカルメカニカルポリッシングプロセス
における重要な因子は、基板表面の仕上げ（粗さ）と、
ウエハ表面の平坦性と、研磨速度とである。平坦性と粗
さとが適切でない場合には、ウエハの欠陥を引き起こ
す。研磨速度によって、１つの層の研磨に要する時間が
決定される。したがって、必要な仕上げと平坦性とを実
現するために要する研磨時間が、ポリッシング装置の最
大のスループットを決定する。

【０００８】続いて行われる製造工程の処理条件で研磨
済みの面の仕上げと平坦性とが要求されるため、しばし
ばスループットの研磨速度に関する部分が上記の兼ね合
いにより犠牲となる。それでも、ポリッシング装置のコ
ストは、処理するウエハの数により償還されるため、商
業市場ではスループットを高めることが必須である。勿
論、高いスループットは、コストと、用いる機械の複雑
さとに対してバランスさせなければならない。

【０００９】さらに、従来のポリッシング装置では、研
磨面に対するウエハの搬出、搬入によりスループットが
制限される。スループットを増加させるために従来技術
により試みられているものの１つに、ウエハの研磨のた
めに複数の研磨面を用い、２つの異なるポリッシングパ
ッドとスラリーとの組み合わせにより研磨速度および仕
上げの最適化を可能とするものがある。そのようなポリ
ッシング装置にあっては、主研磨面と細密研磨面とを備
えている。１つのポリッシングパッドが１つのポジショ
ニング装置によって制御され、装置の別々のポリッシン
グステーションの間で１つのウエハを移動させて研磨を
行っている。

【００１０】この発明の目的は、上面に研磨前のウエハ
を載置するロードバッファおよび研磨後のウエハを載置
するアンロードバッファとを具えたインデックステーブ
ル装置と、主研磨面および細密研磨面を有する研磨部と
の間でのウエハの受取りおよび受渡しを確実にすること
ができるポリッシング装置を提供することにある。この
発明の他の目的は、上面に研磨前のウエハを載置するロ
ードバッファおよび研磨後のウエハを載置するアンロー
ドバッファとを具えた１つのインデックステーブル装置
に対して、主研磨面と細密研磨面とを有する研磨部を少
なくとも２組設けた場合であっても、両研磨部にインデ
ックステーブル装置からウエハの受渡しおよび受取りを
行えるようにしてスループットを高めるようにしたポリ
ッシング装置を提供することにある。この発明のさらに
他の目的は、上記のことに加えて、同時に２つのウエハ
の受渡しおよび受取りを行うようにしたのでさらにスル
ープットを高めることができるポリッシング装置を提供
することにある。この発明のさらに他の目的は、上記の
ことに加えて、主研磨面と細密研磨面とを有する１つの
研磨装置において、両面の間を移動可能な１つのドレッ
サー機構を用いて、両面のドレッシングに共用するよう
にして装置全体の製造コストを低くすることができると
ともに、使用していない面をドレッシングするようにし
てスループットを高めることができるポリッシング装置
を提供することにある。

【００１１】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、ウエハを所定の平坦度に研磨する
ポリッシング装置であって、該ポリッシング装置は、水
平方向に回動可能であり、上面に設けたロードバッファ
またはアンロードバッファを所定の位置とするインデッ
クステーブル装置と、該インデックステーブル装置に隣
接して配設されるとともに、２つの定盤、両定盤および
前記インデックステーブル装置の間を揺動可能であると
ともに、下面にプレッシャープレートを有する旋回揺動
アーム部を有する研磨装置とを具え、前記研磨装置が作
動して前記旋回揺動アーム部が回動した時に、この旋回
揺動アーム部のプレッシャープレートの下方に前記イン
デックステーブル装置のロードバッファまたはアンロー
ドバッファが位置するように構成したものである。ま
た、この発明は、ウエハを所定の平坦度に研磨するポリ
ッシング装置であって、該ポリッシング装置は、水平方
向に回動可能であり、上面に設けたロードバッファおよ
びアンロードバッファを所定の位置とするインデックス
テーブル装置と、該インデックステーブル装置に隣接し
て２組配設されるとともに、各１組に、２つの定盤、両
定盤および前記インデックステーブル装置の間を揺動可
能であるとともに、下面にプレッシャープレートを有す
る旋回揺動アーム部を有する研磨装置とを具え、いずれ
か１組のみ、あるいは両組の研磨装置が作動して前記旋
回揺動アーム部が旋回して前記インデックステーブル装
置の上方に位置した時、この旋回揺動アーム部に設けた
プレッシャープレートの下方に前記インデックステーブ
ル装置のロードバッファまたはアンロードバッファが位
置するように構成したものである。さらに、この発明
は、上記両発明において、前記インデックステーブル装
置には２つのロードバッファとアンロードバッファとが
設けられ、一方、前記旋回揺動アーム部に設けられたプ
レッシャープレートも２つ設けられ、旋回揺動アーム部
の旋回時に両プレッシャープレートが前記２つのロード
バッファまたはアンロードバッファの上面に位置するよ
うにした構成を有している。さらに、前記研磨装置に
は、両定盤の上面を旋回可能であるドレッサー機構を設
けた構成を有しており、前記ドレッサー機構は、ブラシ
部を有し、該ブラシ部を定盤の上面に接触させてドレッ
シングを行う構成や、ジェット流を噴射可能であり、こ
のジェット流で定盤の上面を非接触でドレッシングする
構成、あるいは、水を噴出するスプリンクラーを有し、
このスプリンクラーで定盤の上面を非接触でドレッシン
グする構成が採用できる。

【００１２】

【作用】上記の手段を採用したことによりこの発明は、
インデックステーブル装置のインデックスプレートはそ
の上面に設けられたロードバッファおよびアンロードバ
ッファを任意の回動位置とすることができて研磨装置の
旋回揺動アーム部の回動軌跡に位置させることができ
る。したがって、研磨前のウエハを受取る位置から旋回
揺動アーム部の回動軌跡に位置させることで、旋回揺動
アーム部に設けたプレッシャープレートでウエハの受取
りを可能とし、一方研磨後のウエハはアンロードバッフ
ァを旋回揺動アーム部の回動軌跡に位置させることでア
ンロードバッファで受取ることができる。また、研磨装
置を２組設けた場合であっても、インデックステーブル
装置のインデックスプレートはその上面に設けられたロ
ードバッファおよびアンロードバッファを任意の回動位
置とすることができるので、作動する旋回揺動アーム部
の回動軌跡に位置させてウエハの受渡しおよび受取りを
行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図１にはこの発明によるポリ
ッシング装置の一部を取り除いた概略平面図が、図２に
は図１の概略右側面図が、そして、図３には図１の概略
正面図が示されている。

【００１４】この発明によるポリッシング装置１は、収
納部が複数段となっている２つのロードカセットを有す
る供給部２と、ウエハを載置するロードバッファおよび
アンロードバッファをそれぞれ２つずつ有するととも
に、所定の角度で水平方向に回動して位置決めするイン
デックステーブル装置３と、このインデックステーブル
装置３を挟んで前記供給部２と対向するとともに、前記
ロードカセットと同様に収納部が複数段となっている２
つのアンロードカセットを有する排出部４とを具えてい
る。

【００１５】そして、前記供給部２に隣接して前記供給
部２のロードカセットから順次ウエハを取り出すマニュ
ピレータ５が配設されている。一方、後に詳細に述べる
が前記インデックステーブル装置３の上部を供給部２か
ら排出部４へと延びているレール部と、このレール部に
吊り下げられた状態でレールに沿って移動可能であるシ
ャトル部と、反転ハンド部とからなるハンドリング機構
６が設けられている。

【００１６】さらに、前記インデックステーブル装置３
に隣接して一対の研磨装置７、７が設けられていて、こ
の一対の研磨装置７、７にはそれぞれドレッサー機構８
と、旋回揺動アーム部９と、研磨パッドによる主研磨面
と細密研磨面とを有する定盤部１０とが設けられてい
る。

【００１７】前記旋回揺動アーム部９は、その拡大した
状態が図４〜図７に示されていて、図４は上面からみた
概略図、図５は上部を取り除いた状態を示す概略図、図
６は図５のＺ方向からの拡大概略図、図７は図６のＸ方
向からの拡大概略図である。

【００１８】すなわち、旋回揺動アーム部９は、２等辺
三角形状をなすとともに、頂角の部分には上下方向に貫
通する孔１２が設けられ、また、他の２つの角部にも孔
１１、１１が設けられている基台１４を有している。そ
して、前記頂部の孔１２にはポリッシング装置１の機台
１３ａを上下方向に貫通して延びている中心軸１５が貫
通するようになっており、しかも、この中心軸１５は中
空状になっていて下端部が孔１２の内部に位置してい
る。

【００１９】また、前記他の２つの角部の孔１１、１１
にはそれぞれ上下方向に延び、かつ、上下方向に移動可
能であるとともに、下端にはウエハを吸着するためのプ
レッシャープレート１６、１６が、また、上端にはプレ
ッシャープレート１６、１６が押圧された時の圧力を検
出するロードセンサー１７、１７が取付けられているプ
レッシャー軸１８、１８が設けられ、両ロードセンサー
１７、１７は前記基台１４に設けられたシリンダ１９の
作動部１９ａと連結部２０を介してそれぞれ一体に取付
けられている。

【００２０】また、前記基台１４の下面の孔１２を囲ん
だ部分には上下方向に延びる筒状部材２３が設けられ、
この筒状部材２３の下端は機台１３ｂに設けた中空モー
タ２２の外周部に固定されている（図２参照）。したが
って、中空モータ２２によって基台１４は揺動および旋
回可能となっている。なお、中空モータ２２を用いるこ
となく駆動軸２１を設けて、この駆動軸２１で揺動およ
び旋回可能としても良く、また、駆動軸２１で揺動を、
中空モータ２２で旋回を行うようにしても良い。さら
に、機台１３ａ、１３ｂの上下方向に延びる中心軸１５
に筒状部材２３を被嵌し、この筒状部材２３の下端を中
空モータ２２の内周部に固定しても良いものである。

【００２１】前記主研磨面および細密研磨面を構成する
定盤部１０は、主研磨面および細密研磨面となる２つの
定盤３０、３１をそれぞれ有し、各定盤３０、３１は前
記旋回揺動アーム部９の基台１４が回動した時に２つの
プレッシャープレート１６、１６が上面に当接し、しか
も所定の範囲で揺動し得る大きさとなっている。両定盤
３０、３１は、機台１３ｂの下面に位置する駆動源３２
によってそれぞれ所定の方向に回動可能となっている。
さらに、両定盤３０、３１の外周縁部の下面には環状の
樋３３が設けられ、この樋３３の一部はポリッシング装
置１の外方に延びている導通部（図示せず）と連結して
いる。

【００２２】さらに、前記基台には、図８に示すような
ドレッサー機構８が設けられ、このドレッサー機構８は
図９に示すようにポリッシング装置１の機台１３ｂを貫
通して回動可能となっている駆動軸４０と、この駆動軸
４０に設けた歯車４１と噛合い係合する歯車４２が設け
られた駆動源４３が前記機台１３ｂの下側に取付けられ
ている。さらに、前記機台１３ｂの下側に設けられて前
記駆動軸４０を上下動するシリンダ４４と、前記機台１
３ｂの上側で、かつ、前記定盤３０、３１の上方に位置
した状態で前記駆動軸４０に取付けられた揺動アーム４
５とを具え、さらに、揺動アーム４５の先端に下向きで
取付けられているブラシ部４６とこのブラシ部４６を回
動する駆動源４７とを有している。なお、図９には定盤
３０、３１およびこの定盤３０、３１の外周縁側下方に
位置する樋３３が示されている。

【００２３】そして、前記駆動軸４０を中心に旋回する
ことで揺動アーム４５の先端に設けたブラシ部４６の中
心軌跡上に両定盤３０、３１の上面中心が位置している
のでシリンダ４４で揺動アーム４５を下降させてブラシ
部４６を当接させることで旋回状態に応じて両定盤３
０、３１を洗浄することが可能である。また、洗浄後に
はシリンダ４４で揺動アーム４５を上昇するとともに、
駆動源４３で退避させておけば前記旋回揺動アーム部９
の邪魔になることはない。

【００２４】図１０、および図１１には前記インデック
ステーブル装置３の拡大図が示されていて、インデック
スプレート５０は軸５１を中心として回動可能であり、
この軸５１を含めて駆動源であるＤＤモータ５２に構成
され、これにより水平方向に所定の角度で回動可能に構
成されている。また、前記インデックスプレート５０の
上面には２つのロードバッファ５３、５３および２つの
アンロードバッファ５４、５４が隣接した状態で、か
つ、中心を前記軸５１の中心から等距離で配設されてい
る。なお、前記駆動源であるＤＤモータ５２はサーボ機
構によって制御されている。

【００２５】また、図１に示すように５５はブラシ軸で
あって前記プレッシャープレート１６、１６の側面に当
接可能となっている。

【００２６】図１２には前記インデックステーブル装置
３の上方において、ウエハの供給部２から排出部４に渡
って設けられている前記ハンドリング機構６が示されて
いる。このハンドリング機構６は、前記インデックステ
ーブル装置３の上方において、ウエハの供給部２から排
出部４に至るレール部６０、およびこのレール部６０に
沿って移動可能なシャトル部６１を有し、このシャトル
部６１にはそこに設けた駆動源６２によって昇降される
反転ハンド部６３が垂設されている。

【００２７】前記シャトル部６１に取付けられている反
転ハンド部６３は、基板６４の下方に位置して駆動源６
５によって水平方向に出没し、先端が互いに接離可能と
なっているとともに、回動可能となっている反転ハンド
６６を有している。すなわち、垂下板６７に設けられた
駆動源６５と、前記垂下板６７を水平方向に貫通して延
びている軸部６８との間は連結杆６９によって連結さ
れ、この軸部６８の先端には突出片７０が取付けられて
いる。

【００２８】また、前記基板６４の上面には駆動源７１
によって回動可能な駆動軸７２が水平方向を向いた状態
で配設され、この駆動軸７２に設けたプーリー７３、７
３と前記軸部６８の外側にクラッチ等を介して同心に取
付けられた中空軸７４、７４に設けたプーリー７５、７
５との間はベルト７６、７６で連結されている。さら
に、前記基板６４に設けた連結板７７を介して前記反転
ハンド部６３とシャトル部６１とは連結されている。

【００２９】図１３および図１４にはウエハの排出部４
が示されていて、研磨済みのウエハを収納する収納部８
０が複数段に設けられているアンロードカセット８１が
２つ配設され、この両アンロードカセット８１、８１の
入口側にはシュータ８２、８２がそれぞれ設けられてい
る。

【００３０】そして、前記アンロードカセット８１は駆
動源８３によってそれぞれ上下動可能であり、しかも、
ウエハの挿入方向先側、すなわち、奥側が下方に傾斜し
た状態で上下動するようになっており、また、前記シュ
ータ８２もアンロードカセット８１と平行、すなわち、
アンロードカセット８１側が下方になった状態で傾斜し
て設けられている。

【００３１】一方、研磨後のウエハはシュータ８２に直
接落下するのではなく、まず、シュータ８２の上部にま
で貯溜された水に落下し、こののちシュータ８２を滑動
してアンロードカセット８１内に収納されるようになっ
ており、アンロードカセット８１は研磨済みのウエハが
収納されたのちは駆動源８３で上方、あるいは下方に順
次移動して次のウエハを他の収納部８０に収納するよう
になっている。

【００３２】つぎに前記のものの作用について説明す
る。まず、複数の収納部に研磨前のウエハが収納された
ロードカセット９０、９０を供給部２に位置し、一方、
空のアンロードカセット８１、８１を排出部４に位置す
る。そして、作業を開始すると、ウエハが収納されてい
るロードカセット９０には、所謂、チルト機構が設けら
れており、このチルト機構によってロードカセット９
０、９０が奥側に傾斜して各ウエハを収納部内で滑動さ
せて、ロードカセット９０、９０の奥部に各ウエハを位
置させる。このチルト機構の起動後、マニュピレータ５
が起動してロードカセット９０に収納されているウエハ
を取り出す。この取り出し時においては、ウエハはマニ
ュピレータ５の上面の所定の位置に確実に載置された状
態で取り出されるようになっている。

【００３３】このマニュピレータ５がウエハを載置した
状態が図１５（ａ）（ｂ）に示されていて、マニュピレ
ータ５は、その二股の先端部１０１、および根元部１０
２にそれぞれ突出部１０３が設けられ、この突出部１０
３によってウエハの下面全面がマニュピレータ５に接触
しないように、すなわち、ウエハの下面が極力他の部材
と接触しないように構成してある。

【００３４】このマニュピレータ５に載置されて取り出
されたウエハは図１２に示す前記ハンドリング機構６の
反転ハンド６６のうちの両突出片７０、７０間で掴持さ
れるが、まず、駆動源６５によって突出片７０は水平方
向に出没されるものであり、この出没は図１５（ａ）に
おいてＸで示す方向である。したがって、駆動源６５に
よって没入状態となっている突出片７０が水平方向に突
出する。そして、一対の突出片７０による掴持が確実に
行われるように突出する位置は前記マニュピレータ５の
先端部の両側の幅狭の部分になっている。しかも、ウエ
ハの掴持位置は中心を挟んで対向する位置ではなく、中
心からδだけずれた位置になっている。これは、他の部
材との位置関係から生じるものであり、中心を挟んで対
向する位置であっても良いものである。

【００３５】そして、前記ハンドリング機構６の反転ハ
ンド６６の突出片７０間でウエハを掴持した後に反転ハ
ンド部６３は駆動源６２で上昇するとともに、駆動源７
１によってＹ方向に回動し、シャトル部６１によってレ
ール部６０を水平方向に移動して、ウエハをインデック
ステーブル装置３の上部に搬送する。

【００３６】そして、インデックステーブル装置３のロ
ードバッファ５３の上方に位置した後に下降するととも
に、突出片７０がウエハを掴持した位置からＺ方向に１
８０°回動する。すなわち、図１２のＩの状態でウエハ
を掴持したのちに１８０°回動して図１２のIIの状態と
し、駆動源６２によって反転ハンド部６３が下降したの
ちに両突出片７０、７０が離間してウエハをロードバッ
ファ５３の上面に載置する。

【００３７】このＩの状態からIIの状態に回動すること
でウエハは、その上下面が反転され、すなわち、ロード
カセット９０に収納された時点では下面だったものが上
面となってロードバッファ５３に載置されることにな
る。このようなロードバッファ５３への載置時に、イン
デックステーブル装置３は駆動源５２によってインデッ
クスプレート５０が予め回動し、ハンドリング機構６の
反転ハンド部６３がウエハを離す位置に位置している。

【００３８】すなわち、インデックスプレート５０は予
めＤＤモータ５２の駆動によって、その上面のロードバ
ッファ５３、５３がハンドリング機構６の反転ハンド部
６３によるウエハの落下位置に回動されている。

【００３９】したがって、ロードカセット９０内のウエ
ハはマニュピレータ５で取り出されたのちに、空中でハ
ンドリング機構６の反転ハンド部６３に受け渡すことに
なり、したがって、このように途中でマニュピレータ５
からハンドリング機構６の反転ハンド部６３に受け渡す
ことで、ハンドリング機構６の反転ハンド部６３に水分
が付着していた場合であってもマニュピレータ５が濡れ
る恐れは全く無いものである。なお、ロードバッファ５
３はドライタイプ、アンロードバッファ５４はウエット
タイプである。

【００４０】また、インデックスプレート５０には２つ
のロードバッファ５３、５３が設けられているので、前
記マニュピレータ５およびハンドリング機構６によって
ロードカセット９０内の２枚の研磨前のウエハを２つの
ロードバッファ５３、５３の上面にそれぞれ載置する。
なお、ハンドリング機構６の反転ハンド部６３のウエハ
の落下位置は予め決められているのでウエハを受け取る
ごとにＤＤモータ５２が起動してロードバッファ５３を
ウエハの受取り位置に回動するものである。

【００４１】次にインデックステーブル装置３、定盤部
１０、旋回揺動アーム部９、およびドレッサー機構８の
動きを図１６に基づいて説明する。

【００４２】まず、前記一方（Ａ側）の旋回揺動アーム
部９が起動すると、Ａ側の旋回揺動アーム部９に設けら
れた２つのプレッシャープレート１６、１６が中空の中
心軸１５を中心にして水平方向に回動してインデックス
テーブル装置３のインデックスプレート５０の上方にな
る。この時、予めＤＤモータ５２によってインデックス
プレート５０が回動されてウエハを載置したロードバッ
ファ５３、５３が実線で示す位置となっているととも
に、Ａ側の両プレッシャープレート１６、１６の回動軌
跡はａとなる。しかも、中心軸１５から両プレッシャー
プレート１６、１６の中心に至る角度θ１は、中心軸１
５から両ロードバッファ５３、５３の中心に至る角度θ
１と同一であるので、旋回揺動アーム部９が旋回して両
プレッシャープレート１６、１６が下降すると両プレッ
シャープレート１６、１６は両ロードバッファ５３、５
３と一致するので、両ロードバッファ５３、５３に載置
された研磨前のウエハを同時に受け取ることができる。

【００４３】そして、下面で研磨前のウエハをそれぞれ
吸着した両プレッシャープレート１６、１６は、旋回揺
動アーム部９の旋回によって、まず、Ａ側のうちの一方
の定盤３０の上面に両ウエハを押圧することになる。こ
の時の両ウエハの押圧力は、プレッシャープレート１
６、１６の上端に設けたロードセンサー１７、１７によ
って常に検知されるとともに、異なった場合にはシリン
ダ１９、１９が作動して一定の押圧力に保持される。し
かも、旋回揺動アーム部９が中心軸１５を中心にして定
盤３０の上面の範囲内で揺動することで、定盤３０の上
面を均一に使用して研磨を均一に行うようになってい
る。なお、押圧力の調整はロードセンサー１７、１７
と、このロードセンサー１７、１７によって検知された
信号を処理する制御装置（図示せず）によるシリンダ１
９、１９の駆動によって調整されるようになっている。

【００４４】さらに、一方の定盤３０での研磨が終了し
たウエハは、次に他方の定盤３１に移動され、先程と同
様に揺動されながら細密研磨されることになる。

【００４５】このように一方（Ａ）側で研磨を行ってい
る間に、前記マニュピレータ５およびハンドリング機構
６によってつぎの２つの研磨前のウエハがＤＤモータ５
２の起動によって予め所定の位置に回動されて待機され
ているロードバッファ５３、５３に載置される。

【００４６】つぎに、他方（Ｂ）側の旋回揺動アーム部
９が起動して両プレッシャープレート１６、１６でウエ
ハを受け取るものであり、すなわち、他方（Ｂ）の旋回
揺動アーム部９に設けられた両プレッシャープレート１
６、１６の旋回軌跡はｂに示すようになる。これは、一
方（Ａ）側と他方（Ｂ）側との中心がδ１だけずれてい
るためであり、旋回軌跡ａ、ｂは回動中心である中心軸
１５から等距離である。また、中心軸１５から両プレッ
シャープレート１６、１６の軸中心に至る角度θ１は、
中心軸１５から両ロードバッファ５３、５３の中心に至
る角度θ１と同一であり、しかも、この角度は前記一方
（Ａ）側と同一である。そして、旋回揺動アーム部９が
旋回して軌跡ｂのように両プレッシャープレート１６、
１６が両ロードバッファ５３、５３側に旋回するととも
に、インデックステーブル装置３が起動してインデック
スプレート５０を回動する。この回動は、ＤＤモータ５
２によって行われるものであり、両プレッシャープレー
ト１６、１６の下方である破線の状態に両ロードバッフ
ァ５３、５３が位置するようにＤＤモータ５２の駆動を
制御してある。

【００４７】したがって、前記一方（Ａ）側と同様に他
方（Ｂ）側でもプレッシャープレート１６、１６に吸着
されたウエハを両定盤３０、３１を用いて研磨を行うも
のである。そして、一方の定盤３０での研磨が終了した
のちに他方の定盤３１での研磨を行うが、研磨によって
定盤３０、３１の上面に荒れが生じ、そのままでは次の
ウエハの研磨に使用できない場合がある。このために使
用していない定盤３０、３１に対しては、ドレッサー機
構８が作動して定盤３０、３１の上面のドレッシングを
行うようになっている。

【００４８】すなわち、一方（Ａ）側および他方（Ｂ）
側にはそれぞれドレッサー機構８が設けられており、こ
のドレッサー機構８は、図９に示すように揺動アーム４
５の先端に設けたブラシ部４６が上下動可能であるとと
もに、水平方向に回動可能であり、したがって、水平方
向に回動して使用していない定盤３０、３１の上方に到
達した後に下降してブラシ部４６を定盤３０、３１の上
面に当接させ、この状態で駆動源４７によってブラシ部
４６を回動しつつ揺動アーム４５を定盤３０、３１の上
面の範囲内で旋回させることで確実にドレッシングを行
うことができる。

【００４９】前記一方（Ａ）側および他方（Ｂ）側は、
それぞれ１つのドレッサー機構８で２つの定盤３０、３
１に共用しているので製造コストを下げることができ
る。なお、この実施の形態ではドレッサー機構８として
ブラシ部４６を設けたものを示したが、ジェット流を用
いたり、スプリンクラーのように水流を噴出したりして
も定盤３０、３１の上面のドレッシングを行うことがで
きるものである。

【００５０】そして、２つの定盤３０、３１を用いて研
磨を終了した両ウエハは、旋回揺動アーム部９の両プレ
ッシャープレート１６、１６によってそれぞれインデッ
クステーブル装置３のアンロードバッファ５４、５４に
搬送載置される。この搬送載置時にあっては、前記イン
デックステーブル装置３はＤＤモータ５２が起動してイ
ンデックスプレート５０を回動し、両アンロードバッフ
ァ５４、５４の上面を両プレッシャープレート１６、１
６の下方の位置になるようにしておく。

【００５１】つぎに、両アンロードバッファ５４、５４
の上面に載置された研磨後のウエハは、ハンドリング機
構６が起動することで搬送される。すなわち、まず、ハ
ンドリング機構６の反転ハンド部６３が下降する位置に
アンロードバッファ５４、５４の上面が位置するように
インデックステーブル装置３のＤＤモータ５２を起動し
てインデックスプレート５０を回動する。そして、反転
ハンド部６３を下降し、また、両突出片７０、７０が突
出して両突出片７０、７０間で研磨済みのウエハを掴持
する。この時、研磨面は下面となっている。なお、ウエ
ハの外周面の上下端は面取りがされているとともに、こ
の面取りされている部分のみがアンロードバッファ５
４、５４に当接して載置されるようになっているので、
研磨した研磨面はアンロードバッファ５４、５４のどこ
にも接触することがない。

【００５２】つぎに駆動源６２によって反転ハンド部６
３が上昇するとともに、駆動源７１を起動して両突出片
７０、７０を垂直方向に回動してウエハの下面が上面に
なるように反転する。しかも、ウエハを水平に対して角
度θで傾斜した状態に保持しておく。したがって、反転
ハンド部６３によるウエハの反転、およびシャトル部６
１によるウエハの搬送によって研磨済みのウエハは排出
部４のシュータ８２の上方で水平に対して角度θで位置
する。

【００５３】そして、ハンドリング機構６の反転ハンド
部６３の両突出片７０、７０が没入してウエハの掴持を
解除すると、シュータ８２は予め水平に対して角度θで
アンロードカセット８１側に傾斜し、しかも、アンロー
ドカセット８１も水平に対して角度θで傾斜しているの
で、シュータ８２を滑動したのちに複数段の収納部８０
を有するアンロードカセット８１に収納される。そし
て、シュータ８２を滑動するウエハ毎にアンロードカセ
ット８１が上動あるいは下動してウエハが互いに接触す
ることなく収納され、この収納状態においてウエハは研
磨済み面を上面にしている。一方、シュータ８２を滑動
する際に、シュータ８２の上面には水が貯溜されている
ので、水がウエハの滑動に対してブレーキとして作用す
る。

【００５４】すなわち、シュータ８２の上面に水が貯溜
されていない場合においては、ウエハの滑動にはウエハ
の面とシュータ８２の上面との間の摩擦力しかブレーキ
として作用しない。しかしながら、このように構成する
と、水がブレーキとして作用し、所謂、ダンパー作用を
行う。しかも、水はアンロードカセットの収納部８０に
も貯溜しているのでダンパー作用によってウエハがアン
ロードカセット８１の奥面と大きな衝撃力で当接して損
傷したりする恐れは全くない。

【００５５】このようにして、研磨済みのウエハはハン
ドリング機構６によってインデックスプレート５０のア
ンロードバッファ５４からシュータ８２に搬送され、シ
ュータ８２を滑動してアンロードカセット８１に収納さ
れるものである。

【００５６】したがって、一方（Ａ）側の定盤部１０と
他方（Ｂ）側の定盤部１０との２セットの定盤部に対し
て１つのインデックステーブル装置３を共用するように
構成したので、生産等に応じていずれか一方の定盤部１
０のみによる研磨を行わせることができる。そして、一
方のみの定盤部１０の作動や、あるいは両定盤部１０の
作動に対しても研磨前のウエハを収納したロードカセッ
ト９０を供給部２に供給するだけで、排出部４のアンロ
ードカセット８１内には研磨済みのウエハが収納された
状態となるものである。

【００５７】なお、前記実施の形態に示すプレッシャー
プレート１６にあっては種々の形態のものが採用できる
ものであり、その一例を図１７に示す。この図１７に示
すプレッシャープレート１６にあっては、基部１２０の
円板状をなす部分の下面の外周側に環状のゴム等の弾性
部材１２１を配設し、この弾性部材１２１の下側に円板
状のＰＶＣシート１２２を設けてある。また、このＰＶ
Ｃシート１２２の下面には接着剤層１２３を介してウエ
ハと接するテンプレート１２４が設けられている。前記
テンプレート１２４は、円板状のＰＥＴフィルム１２５
およびバッキングパッド１２６と、バッキングパッド１
２６の下面の外周側に位置する環状のＥＧカラー１２７
とから形成されている。そして、前記テンプレート１２
４は、そのＰＥＴフィルム１２５が接着剤層１２３を介
して前記ＰＶＣシート１２２に貼着され、一方、前記バ
ッキングパッド１２６の下面にはウエハ（一点鎖線で示
す）が、その周端面を前記ＥＧカラー１２７に接した状
態で当接するようになっている。

【００５８】

【発明の効果】この発明は前記のようにウエハを所定の
平坦度に研磨する該ポリッシング装置において、水平方
向に回動可能であり、上面に設けたロードバッファまた
はアンロードバッファを所定の位置とするインデックス
テーブル装置と、該インデックステーブル装置に隣接し
て配設されるとともに、２つの定盤、両定盤および前記
インデックステーブル装置の間を揺動可能であるととも
に、下面にプレッシャープレートを有する旋回揺動アー
ム部を有する研磨装置とを具え、前記研磨装置が作動し
て前記旋回揺動アーム部が回動した時に、この旋回揺動
アーム部のプレッシャープレートの下方に前記インデッ
クステーブル装置のロードバッファまたはアンロードバ
ッファが位置するように構成したので、旋回揺動アーム
部のプレッシャープレートで確実にロードバッファ上の
ウエハを受け取ったり、あるいはウエハをアンロードバ
ッファ上に載置することができる。しかも、前記と同様
のような研磨装置を２組配設することにより、両研磨装
置のプレッシャープレートに対してそれぞれロードバッ
ファおよびアンロードバッファを位置させることができ
スループットを高めることができる。さらに上記のこと
はロードバッファおよびアンロードバッファを２つずつ
インデックステーブル装置に配設し、一方、旋回揺動ア
ーム部の下方に２つのプレッシャープレートを配設すれ
ば、２倍の処理量となり、スループットを著しく高める
ことができるものである。また、研磨装置にドレッサー
機構を配設すれば、一方の定盤を使用している時に使用
していない他方の定盤のドレッシングを行うことがで
き、さらにスループットを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるポリッシング装置の一部を取り
除いた概略平面図である。

【図２】図１に示すものの概略右側面図である。

【図３】図１に示すものの概略正面図である。

【図４】旋回揺動アーム部の拡大概略図である。

【図５】図４に示すものの上部を取り除いた状態を示す
拡大概略図である。

【図６】図５に示すものの拡大概略右側面図である。

【図７】図５に示すものの拡大概略正面図である。

【図８】（ａ）はドレッサー機構を示す概略平面図であ
る。（ｂ）はドレッサー機構を示す概略正面図である。

【図９】ポリッシング装置の基台に取付けられたドレッ
サー機構を示す概略正面図である。

【図１０】インデックステーブル装置のインデックスプ
レートを示す概略平面図である。

【図１１】インデックステーブル装置の概略正面図であ
る。

【図１２】ハンドリング機構を示す概略正面図である。

【図１３】排出部のシュータおよびアンロードカセット
を示す概略平面図である。

【図１４】図１３に示すものの概略側面図である。

【図１５】（ａ）はマニュピレータを示す概略平面図で
ある。（ｂ）はマニュピレータを示す概略正面図であ
る。

【図１６】インデックステーブル装置、定盤部、旋回揺
動アーム部、およびドレッサー機構の動きを示す概略説
明図である。

【図１７】プレッシャープレートの一例を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１……ポリッシング装置 ２……供給部 ３……インデックステーブル装置 ４……排出部 ５……マニュピレータ ６……ハンドリング機構 ７……研磨装置 ８……ドレッサー機構 ９……旋回揺動アーム部 １０……定盤部 １１……角部の孔 １２……頂部の孔 １３ａ、１３ｂ……機台 １４……基台 １５……中心軸 １６……プレッシャープレート １７……ロードセンサー １８……プレッシャー軸 １９、４４……シリンダ １９ａ……作動部 ２０……連結部 ２１、４０、７２……駆動軸 ２２……中空モータ ２３……筒状部材 ３０、３１……定盤 ３２、４３、４７、５２、６２、６５、７１、８３……
駆動源 ３３……樋 ４１、４２……歯車 ４５……揺動アーム ４６……ブラシ部 ５０……インデックスプレート ５１……軸 ５３……ロードバッファ ５４……アンロードバッファ ５５……ブラシ軸 ６０……レール部 ６１……シャトル部 ６３……反転ハンド部 ６４……基板 ６６……反転ハンド ６７……垂下板 ６８……軸部 ６９……連結杆 ７０……突出片 ７３、７５……プーリー ７４……中空軸 ７６……ベルト ７７……連結板 ８０……収納部 ８１……アンロードカセット ８２……シュータ ９０……ロードカセット １０１……先端部 １０２……根元部 １０３……突出部 １２０……基部 １２１……弾性部材 １２２……ＰＶＣシート １２３……接着剤層 １２４……テンプレート １２５……ＰＥＴフィルム １２６……バッキングパッド １２７……ＥＧカラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波田野 和智 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 根津 基 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 世古口 康 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 上田 隆宏 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 鈴木 昌智 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA06 AA07 AA11 AA16 AA18 AA19 AB03 AC04 CB02 CB03 DA17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハを所定の平坦度に研磨するポリッ
   シング装置であって、該ポリッシング装置は、水平方向
   に回動可能であり、上面に設けたロードバッファまたは
   アンロードバッファを所定の位置とするインデックステ
   ーブル装置と、該インデックステーブル装置に隣接して
   配設されるとともに、２つの定盤、両定盤および前記イ
   ンデックステーブル装置の間を揺動可能であるととも
   に、下面にプレッシャープレートを有する旋回揺動アー
   ム部を有する研磨装置とを具え、前記研磨装置が作動し
   て前記旋回揺動アーム部が回動した時に、この旋回揺動
   アーム部のプレッシャープレートの下方に前記インデッ
   クステーブル装置のロードバッファまたはアンロードバ
   ッファが位置するようにしたことを特徴とするポリッシ
   ング装置。
2. 【請求項２】 ウエハを所定の平坦度に研磨するポリッ
   シング装置であって、該ポリッシング装置は、水平方向
   に回動可能であり、上面に設けたロードバッファおよび
   アンロードバッファを所定の位置とするインデックステ
   ーブル装置と、該インデックステーブル装置に隣接して
   ２組配設されるとともに、各１組に、２つの定盤、両定
   盤および前記インデックステーブル装置の間を揺動可能
   であるとともに、下面にプレッシャープレートを有する
   旋回揺動アーム部を有する研磨装置とを具え、いずれか
   １組のみ、あるいは両組の研磨装置が作動して前記旋回
   揺動アーム部が旋回して前記インデックステーブル装置
   の上方に位置した時、この旋回揺動アーム部に設けたプ
   レッシャープレートの下方に前記インデックステーブル
   装置のロードバッファまたはアンロードバッファが位置
   するようにしたことを特徴とするポリッシング装置。
3. 【請求項３】 前記インデックステーブル装置には２つ
   のロードバッファとアンロードバッファとが設けられ、
   一方、前記旋回揺動アーム部に設けられたプレッシャー
   プレートも２つ設けられ、旋回揺動アーム部の旋回時に
   両プレッシャープレートが前記２つのロードバッファま
   たはアンロードバッファの上面に位置するようになって
   いる請求項１または２のいずれか１項記載のポリッシン
   グ装置。
4. 【請求項４】 前記研磨装置には、両定盤の上面を旋回
   可能であるドレッサー機構が設けられている請求項１〜
   ３のいずれか１項に記載のポリッシング装置。
5. 【請求項５】 前記ドレッサー機構は、ブラシ部を有
   し、該ブラシ部を定盤の上面に接触させてドレッシング
   を行う請求項４記載のポリッシング装置。
6. 【請求項６】 前記ドレッサー機構は、ジェット流を噴
   射可能であり、このジェット流で定盤の上面を非接触で
   ドレッシングする請求項４記載のポリッシング装置。
7. 【請求項７】 前記ドレッサー機構は、水を噴出するス
   プリンクラーを有し、このスプリンクラーで定盤の上面
   を非接触でドレッシングする請求項４記載のポリッシン
   グ装置。