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JPH11156712A - Polishing device - Google Patents

Polishing device

Info

Publication number
JPH11156712A
JPH11156712A JP34712997A JP34712997A JPH11156712A JP H11156712 A JPH11156712 A JP H11156712A JP 34712997 A JP34712997 A JP 34712997A JP 34712997 A JP34712997 A JP 34712997A JP H11156712 A JPH11156712 A JP H11156712A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
polished
radius
turntable
robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34712997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Osawa
博之 大澤
Seiji Katsuoka
誠司 勝岡
Manabu Tsujimura
学 辻村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP34712997A priority Critical patent/JPH11156712A/en
Priority to DE69825143T priority patent/DE69825143T2/en
Priority to US09/341,882 priority patent/US6332826B1/en
Priority to KR10-1999-7006549A priority patent/KR100524054B1/en
Priority to PCT/JP1998/005252 priority patent/WO1999026763A2/en
Priority to EP98954787A priority patent/EP0954407B1/en
Publication of JPH11156712A publication Critical patent/JPH11156712A/en
Priority to US09/984,433 priority patent/US6413146B1/en
Priority to US10/145,698 priority patent/US6918814B2/en
Priority to US11/149,168 priority patent/US7101255B2/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing device capable of efficiently carrying out flatening and purifying highly accurately by means of a compact device. SOLUTION: In this polishing device where the surface to be polished of a material to be polished and the polishing surface of a polishing table are mutually pressed to each other so as to perform polishing, while the circular shaped material to be polished and the polishing table are kept rotating, the device is provided with a primary polishing table, and the radius of the polishing table is set to be larger than the diameter of the surface to be polished, and with a secondary polishing table 42 where the radius R of a polishing surface is set to be smaller than the diameter 2r of a surface to be polished, but to be larger than its radius (r).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置に係り、
特に、半導体ウエハ等の被研磨材を平坦かつ鏡面状に研
磨する研磨装置に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polishing apparatus,
In particular, the present invention relates to a polishing apparatus for polishing a material to be polished such as a semiconductor wafer into a flat and mirror-like surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭く
なりつつある。これに伴い、光リソグラフィなどで回路
形成を行なう場合に焦点深度が浅くなるので、ステッパ
の結像面のより高い平坦度を必要とする。半導体ウエハ
の表面を平坦化する手段として、回転する研磨テーブル
上に貼付した研磨布に砥粒を含む研磨液を供給しなが
ら、キャリアで保持した半導体ウエハを研磨布に押しつ
けて研磨する化学機械的研磨が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has increased, circuit wiring has become finer, and the distance between wirings has become smaller. Accordingly, when a circuit is formed by optical lithography or the like, the depth of focus becomes shallow, so that a higher flatness of the imaging surface of the stepper is required. As a means for flattening the surface of a semiconductor wafer, a chemical-mechanical method for polishing a semiconductor wafer held by a carrier against a polishing cloth while supplying a polishing liquid containing abrasive grains to a polishing cloth stuck on a rotating polishing table. Polishing has been performed.

【0003】従来の研磨装置として、図10に示すよう
に、上面にクロス(研磨布)111を貼り付けたターン
テーブル112と、半導体ウエハWを保持しつつターン
テーブル112に押しつけるトップリング113とを具
備しているものがある。これにより、半導体ウエハWを
回転しているターンテーブル112の上面の研磨布11
1にトップリング113により押圧する。一方、研磨砥
液ノズル114から研磨砥液Qを流すことにより、研磨
布111に研磨砥液Qが保持され、半導体ウエハWの研
磨される面(下面)と研磨布111の間に研磨砥液Qが
存在した状態で研磨が行われる。
As a conventional polishing apparatus, as shown in FIG. 10, a turntable 112 having a cloth (polishing cloth) 111 adhered to an upper surface thereof, and a top ring 113 which presses the semiconductor wafer W against the turntable 112 while holding the semiconductor wafer W. Some have. Thus, the polishing cloth 11 on the upper surface of the turntable 112 rotating the semiconductor wafer W
1 is pressed by the top ring 113. On the other hand, by flowing the polishing abrasive Q from the polishing abrasive nozzle 114, the polishing abrasive Q is held by the polishing cloth 111, and the polishing abrasive Q is provided between the polishing surface (the lower surface) of the semiconductor wafer W and the polishing cloth 111. Polishing is performed in the presence of Q.

【0004】この装置では、ターンテーブル112とト
ップリング113はそれぞれが独立の回転数で回転して
おり、トップリング113は、ウエハWの縁部がターン
テーブル112の中心及び縁から所定距離a,bだけ離
れた位置に来るようにウエハWを保持し、これにより、
ウエハWの全面が均一にかつ高速度で研磨される。従っ
て、ターンテーブル112の径Dは、次式に示すように
ウエハWの径dの2倍以上に設定されている。 D=2(d+a+b)
In this apparatus, the turntable 112 and the top ring 113 rotate at independent rotation speeds. The top ring 113 is formed such that the edge of the wafer W is separated from the center and the edge of the turntable 112 by a predetermined distance a, b to hold the wafer W at a position separated by b.
The entire surface of the wafer W is polished uniformly and at a high speed. Therefore, the diameter D of the turntable 112 is set to be at least twice the diameter d of the wafer W as shown in the following equation. D = 2 (d + a + b)

【0005】研磨されたウエハWは、洗浄装置において
1ないし数次の洗浄工程と乾燥工程を経て、ウエハ搬送
用カセットに収容される。ウエハWを洗浄する方法とし
ては、ナイロン、モヘア等のブラシや、PVA(ポリビ
ニルアルコール)スポンジによって表面を擦るスクラブ
洗浄が行われている。
The polished wafer W is stored in a wafer transport cassette after one or several cleaning steps and a drying step in a cleaning apparatus. As a method for cleaning the wafer W, scrub cleaning in which the surface is rubbed with a brush such as nylon or mohair or a PVA (polyvinyl alcohol) sponge is performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の研
磨装置においては、ターンテーブル112とトップリン
グ113の相対的な変位が大きく、またその相対速度も
大きいため効率的な研磨がなされ、平坦度も充分に得ら
れるが、砥粒によりウエハ表面にマイクロスクラッチが
形成される。
In the conventional polishing apparatus as described above, the relative displacement between the turntable 112 and the top ring 113 is large, and the relative speed thereof is large, so that efficient polishing is performed, Although a sufficient degree can be obtained, micro scratches are formed on the wafer surface by the abrasive grains.

【0007】これを防止するために、2台のターンテー
ブル112を設置して、研磨布111の材質、硬さ、タ
ーンテーブル112の回転速度、研磨液を変えて研磨を
行なうことも考えられる。しかしながら、上述したよう
にターンテーブル112の径はウエハWの2倍以上と大
きく、大きな面積を占有するとともに、装置コストも大
きくなる。この欠点は、半導体ウエハの大径化の傾向に
伴って一層顕著となる。
In order to prevent this, it is conceivable that two turntables 112 are installed and polishing is performed by changing the material and hardness of the polishing pad 111, the rotation speed of the turntable 112, and the polishing liquid. However, as described above, the diameter of the turntable 112 is twice as large as that of the wafer W, occupying a large area, and increasing the apparatus cost. This disadvantage becomes more remarkable as the diameter of the semiconductor wafer increases.

【0008】一方、1つのターンテーブルで、例えば、
研磨液を替えたり、回転速度を落として研磨を行なうこ
とも考えられるが、異なる研磨液の混合による性能劣化
や、研磨時間が長引くことによる効率の低下をもたら
す。
On the other hand, with one turntable, for example,
It is conceivable to perform polishing by changing the polishing liquid or reducing the rotation speed. However, the performance is deteriorated by mixing different polishing liquids, and the efficiency is lowered by prolonging the polishing time.

【0009】また、清浄化に関しても、前記のように研
磨材を用いた研磨の後にスクラブ洗浄を行なう場合に
は、サブミクロンレベルのパーティクルの除去が難し
い、あるいはウエハとパーティクルの結合力が強い場合
に洗浄効果が現れないという問題点があった。
As for the cleaning, when scrub cleaning is performed after polishing using an abrasive as described above, it is difficult to remove submicron-level particles or when the bonding force between the wafer and the particles is strong. However, there is a problem that the cleaning effect does not appear.

【0010】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、高度の平坦化と清浄化をコンパクトな装置で効率良
く行うことができる研磨装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a polishing apparatus capable of efficiently performing advanced flattening and cleaning with a compact apparatus.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、円形の被研磨材と研磨テーブルとをそれぞれ回転さ
せながら、被研磨材の被研磨面と研磨テーブルの研磨面
とを互いに押し付けて研磨を行なう研磨装置において、
研磨面の半径が被研磨面の直径より大きく設定された1
次研磨テーブルと、研磨面の半径が前記被研磨面の直径
より小さくかつその半径より大きく設定され設定された
2次研磨テーブルとを有することを特徴とする研磨装置
である。
According to a first aspect of the present invention, a surface to be polished of a material to be polished and a polishing surface of a polishing table are pressed against each other while rotating a circular object to be polished and a polishing table, respectively. In a polishing apparatus that performs polishing by
1 where the radius of the polished surface is set to be larger than the diameter of the polished surface
A polishing apparatus comprising: a next polishing table; and a secondary polishing table in which the radius of the polishing surface is set to be smaller than the diameter of the surface to be polished and larger than the radius.

【0012】このように構成された研磨装置において
は、1次研磨テーブルによって従来と同様に高い研磨速
度で不要部の研削や表面の平坦化を行い、2次研磨テー
ブルによって、マイクロスクラッチの除去や予備洗浄を
行なう。2次研磨テーブルでは、被研磨材の一部が研磨
面の中心に来たり、あるいは被研磨面の外に来るので、
ある時点では被研磨材の全面が同時に研磨されている訳
ではないが、被研磨材自体が回転しているので、各点の
研磨量を平均化させることができる。被研磨材の被研磨
面が傾かないように、被研磨材の軸心は常に研磨面上に
有るようにするのがよい。2次研磨テーブルの寸法は、
1次研磨テーブルが被研磨材の径の2倍以上、面積で4
倍以上となるのに対して、大幅に縮小される。
In the polishing apparatus configured as described above, unnecessary portions are ground and the surface is flattened at the same high polishing rate by the primary polishing table as in the prior art, and micro-scratch removal and the like are performed by the secondary polishing table. Perform pre-cleaning. In the secondary polishing table, part of the material to be polished comes to the center of the polished surface or comes out of the polished surface.
At a certain point in time, the entire surface of the material to be polished is not polished at the same time. However, since the material to be polished is rotating, the amount of polishing at each point can be averaged. The axis of the polished material is preferably always on the polished surface so that the polished surface of the polished material does not tilt. The dimensions of the secondary polishing table are
The primary polishing table is at least twice the diameter of the workpiece and the area is 4
While it is more than doubled, it is greatly reduced.

【0013】請求項2に記載の発明は、被研磨材を保持
する保持手段は、前記1次研磨テーブルと2次研磨テー
ブルの両方に前記被研磨材を搬送可能であることを特徴
とする請求項1に記載の研磨装置である。通常は、保持
手段は所定の軸周りに揺動して研磨テーブルと被研磨材
授受位置の間を動くので、その揺動軌跡上に2次研磨テ
ーブルを配置する。
According to a second aspect of the present invention, the holding means for holding the material to be polished can transfer the material to be polished to both the primary polishing table and the secondary polishing table. Item 4. A polishing apparatus according to Item 1. Normally, the holding means swings around a predetermined axis and moves between the polishing table and the workpiece transfer position. Therefore, the secondary polishing table is arranged on the swing locus.

【0014】請求項3に記載の発明は、円形の被研磨材
と研磨テーブルとをそれぞれ回転させながら、被研磨材
の被研磨面と研磨テーブルの研磨面とを互いに押し付け
て研磨を行なう研磨装置において、前記研磨面の半径
は、前記被研磨面の直径より小さくかつその半径より大
きく設定され、前記被研磨面の軸心が前記研磨面上にあ
り、かつ前記被研磨面の軸心と前記研磨面のエッジとの
距離が該被研磨面の半径よりも小さいことを特徴とする
研磨装置である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a polishing apparatus for performing polishing by pressing a polished surface of a polished material and a polishing surface of a polishing table against each other while rotating a circular polished material and a polishing table, respectively. In, the radius of the polished surface is set smaller than the diameter of the polished surface and larger than the radius, the axis of the polished surface is on the polished surface, and the axis of the polished surface and the A polishing apparatus characterized in that a distance between the polished surface and an edge is smaller than a radius of the polished surface.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る研磨装置の実
施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の
研磨装置の第1の実施の形態を説明する図であり、この
装置は、全体が長方形をなす設置床F上のスペースに、
構成要素が設置床の中心線Cに対して左右対称に配置さ
れて構成されている。すなわち、設置床の一端側に一対
の研磨ユニット10a,10bが左右に対向して配置さ
れ、他端側にそれぞれ半導体ウエハ収納用カセット12
a,12bを載置する一対のロード・アンロードユニッ
トが配置され、さらにこれらの間にロード・アンロード
ユニット側から順に1対の2次洗浄機14a,14b、
1対の反転機16a,16b、1対の1次洗浄機18
a,18b、1基の仮置き台20が設けられている。1
対の1次及び2次洗浄機14a,14b,18a,18
b、反転機16a,16bは、互いに中心線を挟んで対
向して配置され、その間の中心線上の位置には関節で結
合されたアームを有する固定型のロボット22,24が
配置されている。また、仮置き台20の左右には1対の
固定ロボット26a,26bが設けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the polishing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a view for explaining a first embodiment of a polishing apparatus according to the present invention. This apparatus is installed in a space on an installation floor F which is entirely rectangular.
The components are arranged symmetrically with respect to the center line C of the installation floor. That is, a pair of polishing units 10a and 10b are arranged on one end of the installation floor so as to face left and right, and the other end of the polishing unit 10a
a and 12b are placed, and a pair of secondary washing machines 14a and 14b are arranged between the load and unload units in this order from the load and unload unit side.
A pair of reversing machines 16a, 16b, a pair of primary cleaning machines 18
a, 18b, and one temporary placing table 20 is provided. 1
Paired primary and secondary washers 14a, 14b, 18a, 18
b, the reversing machines 16a and 16b are arranged to face each other with a center line interposed therebetween, and fixed robots 22 and 24 having arms connected by joints are arranged at positions on the center line therebetween. A pair of fixed robots 26a and 26b are provided on the left and right sides of the temporary placing table 20, respectively.

【0016】各研磨ユニット10a,10bは、図2及
び図3に示すように、被研磨材Wを授受するプッシャ3
0と、2基のトップリング32,34を有するトップリ
ング装置36と、表面に研磨工具面を有するターンテー
ブル(1次研磨テーブル)38と、研磨工具面の目立て
を行なうドレッサ40とがほぼ前記中心線に平行に配置
されている。また、この例ではトップリング装置36の
脇にバフ研磨(2次研磨)を行なう研磨テーブル(2次
研磨テーブル)42が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, each of the polishing units 10a and 10b has a pusher 3 for transferring a workpiece W.
0, a top ring device 36 having two top rings 32 and 34, a turntable (primary polishing table) 38 having a polishing tool surface on its surface, and a dresser 40 for sharpening the polishing tool surface. It is arranged parallel to the center line. In this example, a polishing table (secondary polishing table) 42 for performing buff polishing (secondary polishing) is provided beside the top ring device 36.

【0017】トップリング装置36は、ターンテーブル
38のベース44より側方に突出するブラケット46に
取り付けられた基台48により回転自在に支持された鉛
直方向に延びる支柱50と、この支柱50の先端に水平
方向に延びて取り付けられた旋回アーム52と、この旋
回アーム52の先端にそれぞれ取り付けられた1対のト
ップリング32,34とを備えている。トップリング3
2,34は、各々の下面に被研磨材を吸着する機能を有
し、それぞれ独立に駆動モータ56により水平面内で回
転可能かつエアシリンダ58により昇降可能となってい
る。
The top ring device 36 includes a vertically extending column 50 rotatably supported by a base 48 attached to a bracket 46 projecting laterally from the base 44 of the turntable 38, and a tip of the column 50. And a pair of top rings 32 and 34 respectively attached to the ends of the turning arm 52. Top ring 3
Reference numerals 2 and 34 each have a function of adsorbing the material to be polished on the lower surface thereof, and are independently rotatable in a horizontal plane by a drive motor 56 and vertically movable by an air cylinder 58.

【0018】ターンテーブル38は、基本的に図10に
示す従来のものと同じであり、その上面に研磨面を形成
する研磨クロスが貼付された自転可能なテーブルで、研
磨テーブルを安定に支持する支持部と、高速で回転駆動
する回転駆動装置が設けられ、上部には所定位置に砥液
供給ノズルが開口して設けられている。
The turntable 38 is basically the same as the conventional one shown in FIG. 10, and is a rotatable table having a polishing cloth forming a polishing surface adhered on the upper surface thereof, and stably supports the polishing table. A support portion and a rotation driving device for rotating at high speed are provided, and an abrasive liquid supply nozzle is provided at an upper portion thereof with an opening at a predetermined position.

【0019】バフ研磨テーブル42は、図4及び図5に
示すように、基本的にターンテーブル38と同じよう
に、上面にバフ研磨面を形成する研磨クロス80が貼付
された自転可能な小径のテーブル82であり、ハウジン
グ84内に設けられた駆動機構86により回転駆動され
る。近傍に、回転機構88、揺動機構90及びエアシリ
ンダ93を備えた昇降機構92を有するドレッサ94が
設置されている。バフ研磨テーブル42の寸法は、その
研磨面の半径Rが被研磨材の直径2rより小さく、また
その半径rより大きく設定されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the buffing table 42 has a small diameter that can rotate and has a polishing cloth 80 on the upper surface thereof, which is basically a buffing surface, similar to the turntable 38. The table 82 is driven to rotate by a drive mechanism 86 provided in a housing 84. In the vicinity, a dresser 94 having an elevating mechanism 92 having a rotation mechanism 88, a swing mechanism 90, and an air cylinder 93 is installed. The dimensions of the buffing table 42 are such that the radius R of the polishing surface is smaller than the diameter 2r of the material to be polished and larger than the radius r.

【0020】バフ研磨テーブル42では、ターンテーブ
ル38によって1次研磨が行われたウエハWについて2
次研磨を行なう。これは、砥粒を含む砥液を用いる仕上
げ研磨又は純水を用いた水ポリッシュ(2次研磨)であ
る。ここでは、被研磨材の軸心が研磨面の外縁から所定
の距離eだけ内側に来るようにして仕上げ研磨兼洗浄を
行う。このeは、被研磨材の半径rに比べて充分小さい
値であり、従って、図6に示すように、被研磨面が最大
幅(r−e)の三日月状に研磨テーブルの外に露出す
る。
In the buffing table 42, the wafer W on which the primary polishing has been performed by the turntable 38
Next, polishing is performed. This is finish polishing using an abrasive liquid containing abrasive grains or water polishing (secondary polishing) using pure water. Here, the finish polishing and cleaning are performed such that the axis of the material to be polished is located inside the outer edge of the polishing surface by a predetermined distance e. This e is a value sufficiently smaller than the radius r of the material to be polished. Therefore, as shown in FIG. 6, the surface to be polished is exposed outside the polishing table in a crescent shape having the maximum width (r−e). .

【0021】この場合、研磨面の内で大きな研磨力を有
するのは、回転速度が大きく、被研磨面に対する摺動距
離も大きい外周側の部分(有効研磨帯Ep)であり、内
側に向かうに従って研磨力が小さくなる。一方、被研磨
材も自転しているので被研磨面の各部は順次有効研磨帯
Epに接することになり、結果的に被研磨面の各部の研
磨量は平均化される。
In this case, a portion having a large polishing force in the polishing surface is a portion on the outer peripheral side (effective polishing band Ep) having a high rotation speed and a large sliding distance with respect to the surface to be polished, The polishing power is reduced. On the other hand, since the material to be polished is also rotating, each part of the surface to be polished comes into contact with the effective polishing band Ep sequentially, and as a result, the polishing amount of each part of the surface to be polished is averaged.

【0022】勿論、平均化の精度をより高めるために、
距離eを適宜設定し、研磨テーブル及び被研磨材のそれ
ぞれの回転速度、研磨時間等を適宜制御するとよい。ま
た、1枚の被研磨材Wを研磨する工程中に、トップリン
グ32,34のアーム52を揺動させて距離eを調整す
ることで修正研磨を行っても良い。
Of course, in order to further improve the accuracy of averaging,
The distance e may be appropriately set, and the rotation speed, the polishing time, and the like of the polishing table and the workpiece may be appropriately controlled. Further, during the step of polishing one workpiece W, the correction polishing may be performed by swinging the arm 52 of the top rings 32 and 34 to adjust the distance e.

【0023】プッシャ30は、支柱50に対してターン
テーブル38と反対側に位置しており、一方のトップリ
ング32(34)がターンテーブル38上の研磨位置に
あるときには、他方のトップリング34(32)がプッ
シャ30の直上にあるようになっている。プッシャ30
は昇降可能な被研磨材載置台60を備えており、トップ
リング32,34とロボット26a,26bの間での被
研磨材の授受を補助する。また、ターンテーブル38の
ベース44のトップリング装置36とは反対側に突出す
るブラケット62には、ドレッサ40の支柱64が回転
自在に支持されている。
The pusher 30 is located on the side opposite to the turntable 38 with respect to the support column 50. When one of the top rings 32 (34) is at the polishing position on the turntable 38, the other top ring 34 ( 32) is located immediately above the pusher 30. Pusher 30
Is provided with a work table 60 that can be moved up and down, and assists in transferring the work between the top rings 32 and 34 and the robots 26a and 26b. A support column 64 of the dresser 40 is rotatably supported by a bracket 62 projecting from the base 44 of the turntable 38 on the side opposite to the top ring device 36.

【0024】仮置き台20は、図7に示すように上下2
段に構成され、上側は乾燥した被研磨材を置くドライス
テーション20A、下側は濡れた状態の被研磨材を乾燥
を防止しながら置くウエットステーション20Bであ
る。ドライステーション20Aはオープンであるが、ウ
エットステーション20Bは被研磨材の上下に配置され
たスプレーノズル66を有するために箱体68に覆われ
たクローズタイプであり、側面に設けられた開閉ゲート
70から被研磨材Wの出し入れを行なう。
As shown in FIG. 7, the temporary placing table 20
The upper part is a dry station 20A for placing a dry material to be polished, and the lower part is a wet station 20B for placing a wet polished material while preventing it from drying. The dry station 20A is open, but the wet station 20B is a closed type covered with a box 68 because it has the spray nozzles 66 arranged above and below the material to be polished. The material to be polished W is taken in and out.

【0025】洗浄機14a,14b,18a,18bの
形式は任意であるが、例えば、研磨ユニット10a,1
0b側の1次洗浄機18a,18bがスポンジ付きのロ
ーラで半導体ウエハ表裏両面を拭う形式であり、カセッ
ト12a,12b側の2次洗浄機14a,14bが半導
体ウエハのエッジを把持して水平面内で回転させながら
洗浄液を供給する形式である。後者は、遠心脱水して乾
燥させる乾燥機としての機能をも持つ。
Although the type of the washing machines 14a, 14b, 18a, 18b is arbitrary, for example, the polishing units 10a, 1
The primary cleaning machines 18a and 18b on the 0b side wipe the front and back surfaces of the semiconductor wafers with sponge-mounted rollers, and the secondary cleaning machines 14a and 14b on the cassettes 12a and 12b grip the edges of the semiconductor wafers so as to be in a horizontal plane. The cleaning liquid is supplied while rotating. The latter also has a function as a dryer for drying by centrifugal dehydration.

【0026】反転機16a,16bは、この実施の形態
では、カセット12a,12bの収納方式やロボットの
把持機構との関係で必要であるが、常に半導体ウエハの
研磨面が下向きの状態で移送されるような場合には必要
ではない。また、ロボットに反転機能を持たせるような
構造の場合も必要ではない。この実施の形態では、2つ
の反転機16a,16bをドライな半導体ウエハを扱う
ものと、ウエットな半導体ウエハを扱うものと使い分け
ている。
In this embodiment, the reversing machines 16a and 16b are necessary in relation to the storage system of the cassettes 12a and 12b and the gripping mechanism of the robot. However, the reversing machines 16a and 16b are always transferred with the polished surface of the semiconductor wafer facing downward. It is not necessary in such cases. Further, a structure in which the robot has a reversing function is not necessary. In this embodiment, the two reversing machines 16a and 16b are selectively used for handling a dry semiconductor wafer and for handling a wet semiconductor wafer.

【0027】ロボット22,24,26a,26bは、
この実施の形態では4基が設けられ、それぞれ固定式
で、先端にハンドを有する関節アームが動く形式のもの
である。第1のロボット22は、それぞれ1対のカセッ
ト、2次洗浄機14a,14b,反転機16a,16b
の間で被研磨材の搬送を行なう。第2のロボット24
は、それぞれ1対の反転機16a,16b、1次洗浄機
18a,18b、及び仮置き台20の間で被研磨材の授
受を行なう。また、第3及び第4のロボット26a,2
6bは、仮置き台20、いずれかの1次洗浄機18a,
18b、いずれかのプッシャ30の間で被研磨材の授受
を行なう。
The robots 22, 24, 26a, 26b
In this embodiment, four units are provided, each of which is of a fixed type and has a movable joint arm having a hand at the tip. The first robot 22 includes a pair of cassettes, secondary cleaning machines 14a and 14b, and reversing machines 16a and 16b.
The material to be polished is conveyed between them. Second robot 24
Transmits and receives the material to be polished between the pair of reversing machines 16a and 16b, the primary cleaning machines 18a and 18b, and the temporary placing table 20, respectively. Further, the third and fourth robots 26a, 26a, 2
6b is a temporary placing table 20, one of the primary washing machines 18a,
18b, a material to be polished is exchanged between any of the pushers 30.

【0028】このような構成の研磨装置においては、シ
リーズ処理とパラレル処理の双方が行われる。図1で
は、ロード・アンロードユニットにおいて1つのカセッ
トを用いてパラレル処理を行なう場合の半導体ウエハの
流れが示されている。なお、この説明では、中心線Cを
挟んで1対設けられている要素については、それぞれ図
1において上側に位置するものを右、下側に位置するも
のを左として表記する。
In the polishing apparatus having such a configuration, both series processing and parallel processing are performed. FIG. 1 shows the flow of semiconductor wafers when parallel processing is performed using one cassette in the load / unload unit. In this description, as for a pair of elements provided with the center line C interposed therebetween, those located on the upper side in FIG. 1 are described as right and those located on the lower side as left.

【0029】右側研磨処理ラインのパラレル処理におけ
る被研磨材(半導体ウエハ)の流れは、以下のようにな
る。右カセット12a→第1のロボット22→ドライ反
転機16a→第2のロボット24→ドライステーション
20A→第3のロボット26a→右研磨ユニット10a
のプッシャ30→トップリング32又は34→ターンテ
ーブル38での研磨→バフ研磨テーブル42でのバフ研
磨→プッシャ30→第3のロボット26a→1次洗浄機
18a→第2のロボット24→ウェット反転機16b→
第1のロボット22→2次洗浄機14a,14b→右カ
セット12a
The flow of the material to be polished (semiconductor wafer) in the parallel processing on the right polishing processing line is as follows. Right cassette 12a → first robot 22 → dry reversing machine 16a → second robot 24 → dry station 20A → third robot 26a → right polishing unit 10a
Pusher 30 → top ring 32 or 34 → polishing at turntable 38 → buff polishing at buff polishing table 42 → pusher 30 → third robot 26a → primary washing machine 18a → second robot 24 → wet reversing machine 16b →
First robot 22 → secondary washer 14a, 14b → right cassette 12a

【0030】各研磨ユニット10a,10bにおける処
理の流れを、図8を参照して説明する。プッシャ30に
は既に第3のロボット26a(又は第4のロボット26
b)により新たな未研磨のウエハが用意されている。同
図(a)に示すように、研磨は、トップリング32でウ
エハを把持して行われ、その間、他方のトップリング3
4はプッシャ30上に有り未処理ウエハをプッシャ30
から受け取る。ターンテーブル38で本研磨処理が終わ
ると、トップリング32は、同図(b)に示すように、
旋回アーム52の旋回によりバフ研磨テーブル42上に
移動し、ここで仕上げ研磨兼洗浄の水ポリッシングを行
なうことができる。もちろん、本研磨処理後ただちにプ
ッシャ30に受け渡すことも可能である。
The processing flow in each of the polishing units 10a and 10b will be described with reference to FIG. The pusher 30 already has the third robot 26a (or the fourth robot 26).
According to b), a new unpolished wafer is prepared. As shown in FIG. 2A, the polishing is performed while holding the wafer with the top ring 32, and during the polishing, the other top ring 3 is used.
Numeral 4 denotes an unprocessed wafer on the pusher 30
Receive from When the main polishing process is completed on the turntable 38, the top ring 32 is moved as shown in FIG.
The swivel of the swivel arm 52 moves the buffing table 42 onto the buffing table 42, where water polishing for finish polishing and cleaning can be performed. Of course, it is also possible to transfer it to the pusher 30 immediately after the main polishing process.

【0031】水ポリッシングが終わると、同図(c)に
示すように、トップリング装置36が動作して旋回アー
ム52を旋回させ、トップリング32をプッシャ30の
直上に移動させる。そして、トップリング32が下降す
るか又はプッシャ30が上昇して、研磨済みのウエハを
プッシャ30に渡す。研磨済みのウエハは第3のロボッ
ト26a(又は第4のロボット26b)により新たな未
研磨のウエハに交換される。この間に他方のトップリン
グ34はターンテーブル38上の研磨位置に移動し、タ
ーンテーブル38による研磨が行われ、同図(d)に示
すように、旋回アーム52の旋回によりバフ研磨テーブ
ル42上に移動し、ここで仕上げ研磨兼洗浄の水ポリッ
シングを行ない、再度同図(a)の工程に戻る。
When the water polishing is completed, the top ring device 36 operates to turn the turning arm 52 to move the top ring 32 directly above the pusher 30, as shown in FIG. Then, the top ring 32 is lowered or the pusher 30 is raised to transfer the polished wafer to the pusher 30. The polished wafer is replaced with a new unpolished wafer by the third robot 26a (or the fourth robot 26b). During this time, the other top ring 34 moves to the polishing position on the turntable 38, and polishing is performed by the turntable 38, and as shown in FIG. Then, water polishing for finish polishing and cleaning is performed, and the process returns to the step of FIG.

【0032】この工程において、研磨ユニット10a,
10bに対して被研磨材を出し入れするためのロボット
26a,26bが各研磨処理ライン毎に設けられている
ので、プッシャ30の既処理被研磨材は迅速に未処理被
研磨材と交換される。従って、トップリング32,34
が次の被研磨材の到着を待機する必要がなく、ターンテ
ーブル38が研磨作業をしていないアイドルタイムが減
少する。
In this step, the polishing units 10a,
Since the robots 26a and 26b for loading and unloading the material to be polished into and out of 10b are provided for each polishing processing line, the processed material to be polished by the pusher 30 is quickly replaced with an unprocessed material to be polished. Therefore, the top rings 32, 34
Does not need to wait for the arrival of the next material to be polished, and the idle time during which the turntable 38 is not polishing is reduced.

【0033】また、この実施の形態では、各トップリン
グ装置36が旋回アーム52の両端に搭載された2基の
トップリング32,34を有しているので、研磨処理中
に他方のトップリング32,34の被研磨材を未処理の
ものに交換しておくことにより、トップリング32,3
4への被研磨材の取り付けのためのアイドルタイムも生
じない。従って、ターンテーブル38の稼動効率が高
い、高スループットのパラレル処理を行なうことができ
る。
Also, in this embodiment, since each top ring device 36 has two top rings 32, 34 mounted on both ends of the turning arm 52, the other top ring 32 during the polishing process. , 34 are replaced with untreated ones, so that the top rings 32, 3 are removed.
There is no idle time for attaching the material to be polished to the workpiece 4. Therefore, parallel processing with high operation efficiency of the turntable 38 and high throughput can be performed.

【0034】図9は、前記実施の形態の研磨装置を用い
て2段研磨を行なう場合、すなわち、シリーズ処理を行
なう場合の被研磨材の流れを説明している。流れの概略
は以下の通りである。右カセット12a→第1のロボッ
ト22→ドライ反転機16a→第2のロボット24→ド
ライステーション20A→第3のロボット26a→第1
研磨ユニット10a→第3のロボット26a→右1次洗
浄機18a→第2のロボット24→ウエットステーショ
ン20B→第3のロボット26b→2次研磨ユニット1
0b→第3のロボット26b→左1次洗浄機18b→第
2のロボット24→ウェット反転機16b→第1のロボ
ット22→左2次洗浄機14b→第1のロボット22→
右カセット12a
FIG. 9 illustrates the flow of the material to be polished when two-stage polishing is performed using the polishing apparatus according to the above-described embodiment, that is, when a series process is performed. The outline of the flow is as follows. Right cassette 12a → first robot 22 → dry reversing machine 16a → second robot 24 → dry station 20A → third robot 26a → first
Polishing unit 10a → third robot 26a → right primary cleaner 18a → second robot 24 → wet station 20B → third robot 26b → secondary polishing unit 1
0b → third robot 26b → left primary cleaning machine 18b → second robot 24 → wet reversing machine 16b → first robot 22 → left secondary cleaning machine 14b → first robot 22 →
Right cassette 12a

【0035】このシリーズ処理においては、濡れた状態
のウエハを研磨ユニット10bに供給するので、ドライ
ステーション20Aとウエットステーション20Bを使
い分けるようにしている。ウエットステーション20B
ではノズル66より被研磨材Wの上下面に対してリンス
液が供給されており、被研磨材の乾燥を防止している。
尚、図9では便宜上ドライステーション20Aとウェッ
トステーション20Bを別に示したが、これらは図7で
説明したように、実際には上下に重なっている。
In this series processing, since a wet wafer is supplied to the polishing unit 10b, the dry station 20A and the wet station 20B are selectively used. Wet station 20B
In the example, a rinsing liquid is supplied from the nozzle 66 to the upper and lower surfaces of the workpiece W to prevent the workpiece from drying.
Although the dry station 20A and the wet station 20B are separately shown in FIG. 9 for the sake of convenience, they actually overlap one another as described with reference to FIG.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1次研磨テーブルによって従来と同様に高い研磨速度で
不要部の研削や表面の平坦化を行い、2次研磨テーブル
によって、マイクロスクラッチの除去や付着微粒子の除
去を行なうので、1つの研磨テーブルで2種類の研磨を
行なう場合に比べ、研磨効率を低下させることなく、高
い仕上げ精度を有する研磨を行なうことができる。2次
研磨テーブルの寸法は、被研磨材の寸法と同じ程度に設
定することができ、1次研磨テーブルに比べて大幅に縮
小されるので、1段の研磨装置を付加しても設置床面積
を大きく増大させることがなく、装置のコンパクト性を
維持することができる。
As described above, according to the present invention,
As in the prior art, unnecessary portions are ground and the surface is flattened at a high polishing rate by the primary polishing table, and the micro-scratch and the attached fine particles are removed by the secondary polishing table. Polishing with high finishing accuracy can be performed without lowering polishing efficiency as compared with the case of performing various types of polishing. The dimensions of the secondary polishing table can be set to the same degree as the dimensions of the material to be polished, and are greatly reduced as compared with the primary polishing table. Can be maintained, and the compactness of the device can be maintained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の研磨装置と被研磨材の流れを模式的
に示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view schematically showing a polishing apparatus of the present invention and a flow of a material to be polished.

【図2】この発明の研磨装置の研磨ユニットを示す正面
図である。
FIG. 2 is a front view showing a polishing unit of the polishing apparatus of the present invention.

【図3】研磨ユニットを示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a polishing unit.

【図4】(a)バフ研磨テーブルの立面図、(b)ドレ
ッサ昇降機構の立面図である。
4A is an elevation view of a buffing table, and FIG. 4B is an elevation view of a dresser elevating mechanism.

【図5】バフ研磨テーブルの構成を示す(a)平面図、
(b)側面図である。
FIG. 5A is a plan view showing a configuration of a buffing table,
(B) It is a side view.

【図6】バフ研磨テーブルと被研磨材の位置関係を模式
的に示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view schematically showing a positional relationship between a buff polishing table and a material to be polished.

【図7】仮置き台の構成を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a temporary placing table.

【図8】研磨ユニットの動作を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the operation of the polishing unit.

【図9】この発明の研磨装置における被研磨材の別の態
様の流れを模式的に示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view schematically showing a flow of another embodiment of a material to be polished in the polishing apparatus of the present invention.

【図10】従来の研磨装置を模式的に示す平面図であ
る。
FIG. 10 is a plan view schematically showing a conventional polishing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a,10b 研磨ユニット 12a,12b 収容部 14a,14b,18a,18b 洗浄ユニット 20 仮置き台 26a,26b ロボット手段 30 プッシャ 32,34 トップリング 36 トップリング装置 38 ターンテーブル(1次研磨テーブル) 42 バフ研磨テーブル(2次研磨テーブル) 52 旋回アーム W 被研磨材 10a, 10b Polishing unit 12a, 12b Storage unit 14a, 14b, 18a, 18b Cleaning unit 20 Temporary placing table 26a, 26b Robot means 30 Pusher 32, 34 Top ring 36 Top ring device 38 Turntable (primary polishing table) 42 Buff Polishing table (secondary polishing table) 52 Swivel arm W Workpiece

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円形の被研磨材と研磨テーブルとをそれ
ぞれ回転させながら、被研磨材の被研磨面と研磨テーブ
ルの研磨面とを互いに押し付けて研磨を行なう研磨装置
において、 研磨面の半径が被研磨面の直径より大きく設定された1
次研磨テーブルと、 研磨面の半径が被研磨面の直径より小さくかつその半径
より大きく設定された2次研磨テーブルとを有すること
を特徴とする研磨装置。
1. A polishing apparatus for performing polishing by pressing a surface to be polished of a material to be polished and a polishing surface of a polishing table while rotating a circular material to be polished and a polishing table, respectively, wherein a radius of the surface to be polished is 1 set larger than the diameter of the surface to be polished
A polishing apparatus comprising: a secondary polishing table; and a secondary polishing table in which a radius of a polishing surface is set smaller than a diameter of a surface to be polished and larger than the radius.
【請求項2】 被研磨材を保持する保持手段は、前記1
次研磨テーブルと2次研磨テーブルの両方に被研磨材を
搬送可能であることを特徴とする請求項1に記載の研磨
装置。
2. A holding means for holding an object to be polished, wherein:
2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the material to be polished can be transported to both the secondary polishing table and the secondary polishing table.
【請求項3】 円形の被研磨材と研磨テーブルとをそれ
ぞれ回転させながら、被研磨材の被研磨面と研磨テーブ
ルの研磨面とを互いに押し付けて研磨を行なう研磨装置
において、 前記研磨面の半径は、前記被研磨面の直径より小さくか
つその半径より大きく設定され、 前記被研磨面の軸心が前記研磨面上にあり、かつ前記被
研磨面の軸心と前記研磨面のエッジとの距離が該被研磨
面の半径よりも小さいことを特徴とする研磨装置。
3. A polishing apparatus for performing polishing by pressing a polished surface of a polished material and a polished surface of a polishing table against each other while rotating a circular polished material and a polishing table, respectively, wherein the radius of the polished surface is Is set smaller than the diameter of the surface to be polished and larger than the radius thereof, the axis of the surface to be polished is on the polishing surface, and the distance between the axis of the surface to be polished and the edge of the polishing surface. Is smaller than the radius of the surface to be polished.
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US10/145,698 US6918814B2 (en) 1997-11-21 2002-05-16 Polishing apparatus
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2006179955A (en) * 2006-03-20 2006-07-06 Ebara Corp Polishing apparatus
JP2008066755A (en) * 1999-08-20 2008-03-21 Ebara Corp Polishing device
US8257143B2 (en) 2008-02-14 2012-09-04 Ebara Corporation Method and apparatus for polishing object

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