DE69424016T2

DE69424016T2 - Poliergerät

Info

Publication number: DE69424016T2
Application number: DE69424016T
Authority: DE
Inventors: Riichirou Aoki; Masayoshi Hirose; Seiji Ishikawa; Norio Kimura; Masako Kodera; Shirou Mishima; Katsuya Okumura; Atsushi Shigeta; Hiromi Yajima
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1994-09-20
Publication date: 2000-12-14
Anticipated expiration: 2014-09-21
Also published as: EP1338384B1; EP0982098B1; US5616063A; KR950009954A; EP0648575B1; EP1338384A3; EP0648575B9; DE69424016D1; KR100390293B1; EP0982098A3; EP1642679A1; DE69434678D1; DE69433067T2; EP1642679B1; DE69435110D1; DE69434678T2; EP1338384A2; EP0982098A2; KR100390300B1; DE69433067D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Poliervorrichtung und insbesondere auf eine Poliervorrichtung, die eine Poliereinheit zum Polieren eines Werkstücks, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers, eine Wascheinheit zum Waschen des polierten Werkstücks, und einen universellen Übertragungsroboter zum Übertragen des Werkstücks aufweist.

Beschreibung der verwandten Technik:

Der schnelle Fortschritt in der Halbleiterbauteilintegration in letzter Zeit fordert immer kleinere Verdrahtungsmuster oder Verbindungen und auch engere (Zwischen-)Räume zwischen Verbindungen, die aktive Bereiche verbinden. Eines der verfügbaren Verfahren zum Bilden solcher Verbindungen ist die Photolithographie. Obwohl anhand des photolithographischen Verfahrens Verbindungen mit einer Breite von höchstens 0,5 um gebildet werden können, erfordert es, daß die Oberflächen, auf die Musterbilder durch einen Stepper fokussiert werden, so flach bzw. eben wie möglich sind, weil die Tiefenschärfe des optischen Systems relativ gering ist.
Es ist daher notwendig, de Oberflächen von Halbleiterwafern für die Photolithographie eben zu machen. Eine übliche Art, die Oberflächen von Halbleiterwafern eben zu machen, besteht darin, sie mit einer Poliervorrichtung zu polieren.
Herkömmlicherweise hat eine solche Poliervorrichtung die einzige Funktion, einen Halbleiterwafer zu polieren. Daher muß der Halbleiterwafer nach dem Polieren von der Poliervorrichtung zu einer Waschvorrichtung übertragen oder transportiert werden. Ferner muß der Halbleiterwafer im Fall des erneuten Polierens eines Halbleiterwafers unter anderen Bedingungen nach dem Polieren von einer Poliervorrichtung zu einer anderen Poliervorrichtung übertragen oder transportiert werden. In diesen Fällen werden die Halbleiterwafer manuell übertragen oder transportiert, und zwar mit einem beweglichen Behälter, in dem sie in Wasser eingetaucht sind, damit sie während des Transports nicht trocknen. Da jedoch die verschiedenen Vorrichtungen bzw. Apparaturen einschließlich der Poliervorrichtung und der Waschvorrichtung unabhängig installiert sind und die Halbleiterwafer anhand des Wasser enthaltenden, beweglichen Behälters übertragen oder transportiert werden, ist es schwierig, die Poliervorrichtung, die Waschvorrichtung und ähnliches in einem Reinraum einer Halbleiterherstellungsanlage zu installieren und verschiedene Prozesse einschließlich des Polierprozesses und des Waschprozesses vollständig zu automatisieren.
Um die obigen Probleme zu lösen, wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der eine Poliereinheit und eine Wascheinheit in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind. Ferner gibt es bei Bedarf die Möglichkeit, daß eine Vielzahl von Poliereinheiten in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind.
In der Poliervorrichtung, die eine Poliereinheit und eine Wascheinheit oder eine Vielzahl von Poliereinheiten in einem gemeinsamen Gehäuse aufweist, ist es denkbar, eine cluster- oder gruppen-artige Poliervorrichtung zu konstruieren, die eine Vielzahl von Einheiten einschließlich einer Poliereinheit und einer Wascheinheit integriert, wie sie in einem Halbleiterherstellungsprozeß verwendet werden, wie beispielsweise beim Ätzen oder bei chemischer Dampfabscheidung (CVD).
Jedoch ist es im Falle einer cluster-artigen Poliervorrichtung, die eine Vielzahl von Einheiten integriert und einen universellen Übertragungsroboter an einer zentralen Position der Einheiten umfaßt, notwendig, sowohl einen schmutzigen und nassen Halbleiterwafer zu handhaben, der mit einer Schleifaufschlämmung oder beim Poliervorgang erzeugten Partikeln verschmutzt ist, als auch einen sauberen und trockenen Halbleiterwafer zu handhaben, der in einer Ladeeinheit oder einer Entladeeinheit plaziert ist. Daher kann ein herkömmlicher Roboter, der in einer cluster-artigen Verarbeitungsvorrichtung zur Halbleiterherstellung umfaßt ist, nicht in einer cluster-artigen Poliervorrichtung verwendet werden, weil der Roboter nicht die Funktion vorsieht, daß er saubere Halbleiterwafer und schmutzige Halbleiterwafer getrennt handhaben kann. Wenn der herkömmliche Roboter in die Poliervorrichtung eingebaut wird, werden zusätzlich ein Waschprozeß und ein Trocknungsprozeß für den Roboter oder ein zusätzlicher Roboterarm benötigt, was den Durchsatz verringert.
Im Fall, daß der Roboter oder der Roboterarm für längere Zeit unverändert gelassen werden, haftet ferner Schleifmaterial oder durch den Poliervorgang erzeugte Partikel an dem Roboter oder dem Roboterarm, was eine Verschmutzung bzw. Kontamination nachfolgender Halbleiterwafer oder entsprechender Einheiten der Poliervorrichtung ergibt.
Patent Abstract of Japan, Band 12, Nr. 485 (M-777) und JP-A-63 207 559 offenbart eine automatische Waferschleifmaschine. US-A-5,329,732 offenbart eine Waferpoliervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Polieren, Waschen und Trocknen eines Werkstücks.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Polier- und Waschvorrichtung vorzusehen, die in einem Reinraum installiert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine Vorrichtung zum Polieren und anschließenden Waschen eines Werkstücks gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Polieren und anschließenden Waschen eines Werkstücks gemäß Anspruch 4 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A ist eine schematische Draufsicht, die teilweise eine Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2B ist eine schematische Draufsicht, die eine Wascheinheit in einer Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A1-A2 in Fig. 2A;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B1-B2 in Fig. 2A;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D1-C3-C2-C1 in Fig. 2A;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D1-D2 in Fig. 2A;
Fig. 7 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN

AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Eine Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben mit Bezug auf Fig. 1. In den Ausführungsbeispielen wird beschrieben, daß ein Halbleiterwafer als zu polierendes Werkstück verwendet wird. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besitzt eine Poliervorrichtung einen zentralen Roboter 10 mit Armen 10-1 und 10-2 an einem mittigen Teil davon. Der zentrale Roboter 10 stellt einen universellen Übertragungsroboter dar. Um den zentralen Roboter 10 herum und in dem Bereich, den der Arm 10-1 erreichen kann, sind eine Ladeeinheit 11 zum Plazieren eines zu polierenden Halbleiterwafers S darauf, eine Entladeeinheit 12 zum Plazieren eines polierten Halbleiterwafers S darauf, Poliereinheiten 13 und 14, jeweils zum Polieren des Halbleiterwafers S. und eine Wascheinheit 15 zum Waschen des Halbleiterwafers S vorgesehen.
Die Poliereinheit 13 besitzt einen Polierkopftragarm 13-3, einen Drehtisch 13-4 und einen Oberring (top ring), welcher auf dem Polierkopftragarm 13-3 drehbar vorgesehen ist. Die Poliereinheit 14 besitzt einen Polierkopftragarm 14-3, einen Drehtisch 14-4 und einen Oberring (top ring), welcher auf dem Polierkopftragarm 14-3 drehbar vorgesehen ist. Ein Schleif- bzw. Poliertuch ist an jeweiligen Oberseiten der Drehtische 13-4 und 14-4 befestigt. Jeder der Polierkopftragarme 13-3 und 14-3 bildet eine exklusive bzw. separate Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Halbleiterwafers S von einer Ladeposition 13-1, 14-1 der Poliereinheit zum Drehtisch 13-4, 14-4. Ferner bildet jeder der Polierkopftragarme 13-3 und 14-3 eine exklusive bzw. separate Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Halbleiterwafers S von der Poliereinheit 13, 14 zur Wascheinheit 15. Die Poliervorrichtung besitzt einen Tisch 16 zum Plazieren eines Konditionierwerkzeugs zum Konditionieren des Schleiftuchs auf dem Drehtisch 13-4 und einen Tisch 17 zum Plazieren eines Konditionierwerkzeugs zum Konditionieren des Schleiftuchs auf dem Drehtisch 14-4.
In der Poliervorrichtung wird der zu polierende Halbleiterwafer S durch Vakuum vom Arm 10-1 des zentralen Roboters 10 aufgenommen, umgedreht, um die zu polierende Oberfläche nach unten zu richten, und zur Ladeposition 13-1 der Poliereinheit 13 übertragen. Der Oberring des Polierkopftragarms 13-3 hält den Halbleiterwafer S und drückt ihn gegen das an der Oberseite des Drehtischs 13-4 befestigte Schleiftuch. Zu diesem Zeitpunkt wird der Drehtisch 13-4 gedreht und der Oberring wird um seine eigene Achse gedreht und durch den Polierkopftragarm 13-3 auf den Drehtisch 13-4 geschwenkt, wodurch der Halbleiterwafer S poliert wird. Nach einem Poliervorgang wird der Halbleiterwafer S durch den Polierkopftragarm 13-3 zur Ladeposition 15-1 der Wascheinheit 15 übertragen. Der Polierkopftragarm 13-3, der den Halbleiterwafer S an der Ladeposition 15-1 freigibt bzw. losläßt, greift ein Konditionierwerkzeug 16-1 auf dem Tisch 16 und drückt das Konditionierwerkzeug 16-1 gegen das Schleiftuch auf dem Drehtisch 13-4, um dadurch das Schleiftuch zu konditionieren. Diese Konditionierarbeit kann durch einen exklusiven bzw. separaten Konditioniermechanismus durchgeführt werden.
Der Halbleiterwafer S. der durch den Arm 10-1 des zentralen Roboters 10 zu der Ladeposition 14-1 der Poliereinheit 14 übertragen wurde, wird auch durch den Oberring des Polierkopftragarms 14-3 gehalten und gegen das auf der Oberseite des Drehtischs 14-4 befestigte Schleiftuch gedrückt. Nach einem Poliervorgang wird der Halbleiterwafer S durch den Polierkopftragarm 13-3 zur Ladeposition 15-2 der Wascheinheit 15 übertragen. Ferner greift der Polierkopftragarm 14-3, der den Halbleiterwafer S freigibt bzw. losläßt, ein Konditionierwerkzeug 17-1 auf dem Tisch 17 und drückt das Konditionierwerkzeug 17-1 gegen das Schleiftuch auf dem Drehtisch 14-4, um dadurch das Schleiftuch zu konditionieren.
Der Halbleiterwafer S. der zur Ladeposition 15-1 oder zur Ladeposition 15-2 übertragen wurde, wird in der Wascheinheit 15 gewaschen und dann zu einer Entladeposition 15-3 übertragen. Der gereinigte Halbleiterwafer S wird durch den Arm 10-2 des zentralen Roboters von der Entladeposition 15-3 zu der Entladeeinheit 12 übertragen. Alle oben genannten Vorgänge werden automatisch durchgeführt.
Als nächstes werden die Poliereinheit 14 und die Wascheinheit 15 in Einzelheiten beschrieben unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6. Die Fig. 2 bis 6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung genauso wie Fig. 1. Jedoch ist kein Konditionierwerkzeug und kein Tisch zum Plazieren des Konditionierwerkzeugs vorgesehen, sondern ein separater Konditioniermechanismus 15-11 ist vorgesehen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird der auf der Ladeeinheit 11 plazierte Halbleiterwafer S von dem Arm 10-1 des zentralen Roboters 10 aufgenommen, durch einen Umdrehmechanismus 11-2 umgedreht, um die zu polierende Oberfläche nach unten zu drehen, und zur Ladeposition 14-1 der Poliereinheit 14 übertragen. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird der Halbleiterwafer S durch Vakuum von dem am vorderen Ende des Polierkopftragarms 14-3 vorgesehenen Oberring 14-5 gehalten und über den Drehtisch 14-4 bewegt. Danach wird der Oberring 14-5 abgesenkt und der vom Oberring 14-5 gehaltene Halbleiterwafer S wird gegen das Schleiftuch auf dem Drehtisch 14-4 gedrückt, wodurch der Halbleiterwafer S poliert wird. Übrigens wird der Drehtisch 14-4 von einem Motor 14-6 über einen Steuerriemen 14-7 gedreht (siehe Fig. 4). Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird der Halbleiterwafer S nach einem Poliervorgang in eine Waschaufnahme bzw. ein Waschgefäß 15-4 gelegt, die bzw. das an einer Öffnung der Ladeposition 15-2 der Wascheinheit 15 bereitsteht, und durch ein Reinigungslösungsmittel gewaschen. Während des Waschprozesses ist die Öffnung der Ladeposition 15-2 durch einen Verschluß 15-5 verschlossen. Der Oberring 14-5, der den Halbleiterwafer S freigibt bzw. losläßt, wird in der Ladeposition durch einen Waschmechanismus der Wascheinheit 15 gewaschen.
Nach einem Waschprozeß wird der Halbleiterwafer S in eine Richtung (a) bewegt und zu einem Umdrehmechanismus 15-6 übertragen, durch den der Halbleiterwafer S umgedreht wird, so daß die polierte Oberfläche nach oben weist, und an eine erste bzw. primäre Waschstation 15-7 geliefert wird. Ein erster bzw. primärer Waschprozeß wird in der ersten bzw. primären Waschstation 15-7 durchgeführt unter Verwendung eines Reinigungslösungsmittels, wie beispielsweise reinem Wasser. Danach wird der Halbleiterwafer S von einem Übertragungsroboter 15-8 in der Waschstation 15 aufgenommen, in Richtung der Pfeile b und c bewegt und an eine zweite bzw. sekundäre Waschstation 15-9 weitergegeben. Ein zweiter bzw. sekundärer Waschprozeß wird in der zweiten bzw. sekundären Waschstation 15-9 durchgeführt unter Verwendung eines Reinigungslösungsmittels, wie beispielsweise reinem Wasser.
Nach dem zweiten bzw. sekundären Waschprozeß wird der Halbleiterwafer S von dem Arm 10-2 des zentralen Roboters 10 aufgenommen, in Richtung der Pfeile d und e bewegt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, und zur Entladestation 12 übertragen. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein Konditioniermechanismus 15-11 zum Konditionieren des Schleiftuchs auf dem Drehtisch 14-4 vorgesehen.
Der Koditioniermechanismus 15-11 besitzt eine sich drehende Bürste 15-12, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Poliervorrichtung einen zentralen Roboter 10 mit Armen 10-1 und 10-2, der einen universellen Übertragungsroboter zum Übertragen des Halbleiterwafers S zu den jeweiligen Einheiten bildet, und eine Vielzahl von Einheiten auf, die um den zentralen Roboter 10 herum angeordnet sind und eine Ladeeinheit 11 zum Plazieren des zu polierenden Halbleiterwafers S darauf, eine Entladeeinheit 12 zum Plazieren des polierten Halbleiterwafers S darauf, Poliereinheiten 13 und 14, jeweils zum Polieren des Halbleiterwafers S. und eine Wascheinheit 15 zum Waschen des Halbleiterwafers S umfaßt. Die Poliervorrichtung weist ferner einen Polierkopftragarm 13-3 mit einem Oberring zum Übertragen des Halbleiterwafers S zwischen zwei benachbarten Einheiten und einen Polierkopftragarm 14-3 mit einem Oberring zum Übertragen des Halbleiterwafers S zwischen zwei benachbarten Einheiten auf. Der zentrale Roboter 10 handhabt einen sauberen und trockenen Halbleiterwafer S. und die Polierkopftragarme 13-4 und 14-4 handhaben einen schmutzigen und nassen Halbleiterwafer S.
Der zentrale Roboter 10 besitzt den Arm 10-1, der ausschließlich zum Laden des zu polierenden Halbleiterwafers verwendet wird, und den Arm 10-2, der ausschließlich zum Entladen des polierten Halbleiterwafers verwendet wird. Diese Anordnung wird bevorzugt für den Fall, in dem die Sauberkeit des von der Ladeeinheit 11 übertragenen Halbleiterwafers S unterschiedlich ist von der des zu der Entladeeinheit 12 übertragenen Halbleiterwafers S.
Als nächstes wird nachfolgend eine Poliervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben mit Bezug auf Fig. 7. Die in Fig. 7 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von Fig. 1, sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Eine Poliervorrichtung besitzt einen zentralen Roboter 10 mit Armen 10-1 und 10-2 an einem zentralen Teil davon. Um den zentralen Roboter 10 herum und in dem Bereich, auf den der Arm 10-1 zugreifen kann, sind eine Ladeeinheit 11, eine Entladeeinheit 12, Poliereinheiten 13 und 14, eine Wascheinheit 15 und Hilfsräume 18 und 19 zum Installieren zusätzlicher Einheiten in einer hexagonalen Anordnung vorgesehen.
In den Hilfsräumen 18 und 19 ist beispielsweise ein Dickenmesser zum Messen der Dicke eines Halbleiterwafers installiert. In diesem Fall wird der Halbleiterwafer S vom Arm 10-1 des zentralen Roboters 10 gehalten und an den Dickenmesser im Hilfsraum 18 gegeben. Vor einem Polierprozeß wird die Dicke des Halbleiterwafers S vom Dickenmesser gemessen, und der Halbleiterwafer S wird dann zur Ladeposition 13-1 der Poliereinheit 13 übertragen.
Nach einem Polierprozeß wird der Halbleiterwafer S in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel zur Wascheinheit 15 übertragen und in der Wascheinheit 15 gewaschen. Nach einem Waschprozeß wird der Halbleiterwafer S durch den Arm 10-1 der zentralen Roboters an den Dickenmesser im Hilfsraum 18 gegeben. Nach dem Messen einer Dicke des polierten Halbleiterwafers S wird der Halbleiterwafer S durch den Arm 10-2 des zentralen Roboters 10 zur Entladeeinheit 12 übertragen.
Fig. 8 zeigt eine Poliervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 8 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von Fig. 1, sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Um den zentralen Roboter 10 mit Armen 10-1 und 10-2 herum und in dem Bereich, auf den der Arm 10-1 zugreifen kann, sind eine Ladeeinheit 11, eine Entladeeinheit 12, zwei Poliereinheiten 13 und 13, eine Poliereinheit 14, eine Wascheinheit 15 zwischen den Poliereinheiten 13 und 13 und eine Wascheinheit 15 zwischen der Poliereinheit 14 und den Entladeeinheit 12 in einer hexagonalen Anordnung vorgesehen. Diese Anordnung wird bevorzugt für den Fall, daß eine Polierzeit der Poliereinheit 13 zweimal so groß ist wie die der Poliereinheit 14.
In diesem Fall werden die Übertragung des Halbleiterwafers S von den Poliereinheiten 13 und 13 zur Wascheinheit 15 und die Übertragung des Halbleiterwafers S von der Poliereinheit 14 zur Wascheinheit 15 nicht durch den zentralen Roboter 10 durchgeführt, sondern durch andere Übertragungsmittel, wie beispielsweise durch die Polierkopftragarme 13-3 und 14-3. Jedoch werden das Laden des Halbleiterwafers in die Poliereinheiten 13, 13 und 14 und das Aufnehmen des Halbleiterwafers aus den Wascheinheiten 15 und 15 durch die Arme 10-1 und 10-2 des zentralen Roboters 10 durchgeführt. Das heißt, daß der zentrale Roboter 10 nicht den von den Poliereinheiten 13, 13 und 14 polierten Halbleiterwafer handhabt, so daß die Arme 10-1 und 10-2 des zentralen Roboters 10 nicht durch den polierten Halbleiterwafer, an dem Schleifaufschlämmung haftet, verschmutzt bzw. kontaminiert werden.
Fig. 9 zeigt eine Poliervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 9 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von Fig. 1, sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Die Poliervorrichtung ist versehen mit einem zentralen Roboter 10 mit nur einem Arm 10-1. In dem Fall, wo nur der Arm 10-1 vorgesehen ist, sind exklusive bzw. separate Übertragungseinrichtungen vorgesehen, und zwar zwischen den Poliereinheiten 13 und 14 und zwischen den Poliereinheiten 13, 14 und der Wascheinheit 15. Dieses System ist anwendbar auf den Fall, wo die Sauberkeit bzw. Reinheit des von der Ladeeinheit 11 entnommenen Halbleiterwafers im wesentlichen gleich ist wie die des zur Entladeeinheit 12 übertragenen Halbleiterwafers.
Fig. 10 zeigt eine Poliervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in Fig. 10 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von Fig. 1, sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Um einen zentralen Roboter 10 mit Armen herum und in dem Bereich, auf den die Arme zugreifen können, sind eine Ladeeinheit 11, vier Poliereinheiten 13, 14, 21 und 22 und eine Wascheinheit 15 in einer hexagonalen Anordnung vorgesehen. Eine Entladeeinheit 12 ist am Ende der Wascheinheit 15 vorgesehen. Ferner ist ein Speicher 23 benachbart zu der Ladeeinheit 11 und zu der Entladeeinheit 12 angeordnet. Ein automatisch geführtes Fahrzeug 24 wird verwendet, um des polierten Halbleiterwafer S aus dem Speicher 23 zu entnehmen und den zu polierenden Halbleiterwafer in den Speicher 23 zu bringen.
Das Laden des Halbleiterwafers S in die Poliereinheiten 13, 14, 21 und 22 und die Wascheinheit 15 und das Herausnehmen des Halbleiterwafers S aus der Ladeeinheit 11 und den Poliereinheiten 13, 14, 21 und 22 wird vollständig durch den zentralen Roboter 10 ausgeführt. Ferner wird die Übertragung bzw. der Transfer des Halbleiterwafers von der Wascheinheit 15 zu der Entladeeinheit 12 durch den zentralen Roboter 10 durchgeführt. Der zentrale Roboter 10 ist mit einem Arm zum ausschließlichen Handhaben eines sauberen Halbleiterwafers (im weiteren als sauberer Waferhandhabungsarm bezeichnet) und mit einem Arm zum ausschließlichen Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers (im weiteren als schmutziger Waferhandhabungsarm bezeichnet) versehen. Die Übertragung des Halbleiterwafers von der Ladeeinheit 11 zu einer der Poliereinheiten 13, 14, 21 und 22 und die Übertragung des Halbleiterwafers von der Wascheinheit 15 zur Entladeeinheit 12 werden durch den sauberen Waferhandhabungsarm durchgeführt, und die Übertragung des Halbleiterwafers zwischen den Poliereinheiten 13, 14, 21 und 22 und die Übertragung des Halbleiterwafers zwischen einer der Poliereinheiten 13, 14, 21 und 22 und der Wascheinheit 15 werden durch den schmutzigen Waferhandhabungsarm durchgeführt. Beispielsweise dient im Falle der Verwendung des zentralen Roboters gemäß Fig. 1 der Arm 10-1 als der saubere Waferhandhabungsarm und der Arm 10-2 dient als der schmutzige Waferhandhabungsarm. Diese Struktur verhindert soweit als möglich, daß der Halbleiterwafer verschmutzt bzw. kontaminiert wird.
Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist die Poliervorrichtung einen zentralen Roboter 10 mit Armen 10-1 und 10-2, der einen universellen Übertragungsroboter zum Übertragen des Halbleiterwafers S zu den jeweiligen Einheiten bildet, und eine Vielzahl von Einheiten auf, die um den zentralen Roboter 10 herum angeordnet sind und eine Ladeeinheit 11 zum Plazieren des zu polierenden Halbleiterwafers S darauf, eine Entladeeinheit 12 zum Plazieren des polierten Halbleiterwafers S darauf, Poliereinheiten 13, 14, 21 und 22, jeweils zum Polieren des Halbleiterwafers S. und eine Wascheinheit 15 zum Waschen des Halbleiterwafers S umfaßt. Der zentrale Roboter 10 ist mit einem Arm zum ausschließlichen Handhaben eines sauberen Halbleiterwafers und mit einem Arm zum ausschließlichen Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers versehen. Der Arm zum ausschließlichen Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers wird nach dem Handhaben des schmutzigen Halbleiterwafers durch einen in der Wascheinheit 15 vorgesehenen Waschmechanismus gewaschen.
Fig. 11 zeigt eine Poliervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in Fig. 11 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von Fig. 1, sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Poliervorrichtung einen zentralen Roboter 10A zum ausschließlichen Handhaben eines sauberen Halbleiterwafers und einen zentralen Roboter 108 zum ausschließlichen Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers auf. Ferner weist die Poliervorrichtung zwei Poliereinheiten 13, 14 und eine Wascheinheit 15 auf.
Mit der obigen Struktur wird ein Halbleiterwafer S durch den zentralen Roboter 10A von einer Ladeeinheit 11 aufgenommen und zu einer Ladeposition 13-1 der Poliereinheit 13 übertragen. Nach einem Polierprozeß wird der Halbleiterwafer S durch den zentralen Roboter 10B aus der Poliereinheit 13 aufgenommen und zu einer Ladeposition 15-1 der Wascheinheit 15 übertragen. Nach einem Waschprozeß wird der Halbleiterwafer S von dem zentralen Roboter 10A von einer Ladeposition 15-3 der Wascheinheit 15 aufgenommen und zu einer Entladeeinheit 12 übertragen. Auf die obige Weise werden ein Polierprozeß und ein Waschprozeß durchgeführt. Ein Polierprozeß durch die Poliereinheit 14 wird auf die gleiche Weise wie oben durchgeführt.
Gemäß der Poliervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels werden die Halbleiterwafer S gleichzeitig oder mit einer gewissen Zeitverzögerung von den Poliereinheiten 13 und 14 poliert, und jeder der von den Poliereinheiten 13 und 14 polierten Halbleiterwafer S wird durch die Wascheinheit 15 gewaschen. Das heißt, es ist möglich, zwei Halbleiterwafer mit einer Wascheinheit und zwei Poliereinheiten zu behandeln. Insbesondere in dem Fall, wo der Bearbeitungszeitraum bzw. das Bearbeitungsintervall des Halbleiterwafers durch die Wascheinheit, d. h. das Zeitintervall von einem Waschprozeß des vorhergehenden Halbleiterwafers zu einem Waschprozeß des nachfolgenden Halbleiterwafers ausreichend kürzer ist als die Zeit, die zum Polieren der Halbleiterwafer erforderlich ist, gibt es keine Wartezeit beim Polierprozeß durch eine Einschränkung aufgrund des Waschprozesses; somit wird verhindert, daß die Bearbeitungs- bzw. Prozeßgeschwindigkeit verringert wird, und es wird ermöglicht, daß das Gesamtsystem kompakt wird.
Ferner können die Poliereinheiten 13 und 14 so eingestellt werden, daß sie den Halbleiterwafer unter verschiedenen Bedingungen polieren, und die Poliereinheiten 13 und 14 können entsprechend gewisser Eigenschaften des Halbleiterwafers ausgewählt werden. Ferner kann der Halbleiterwafer von der Poliereinheit 13 poliert, von der Wascheinheit 15 gewaschen und dann von der Poliereinheit 14 poliert werden. Danach kann der Halbleiterwafer S von der Wascheinheit 15 gewaschen werden. Dies bedeutet, daß der Halbleiterwafer zweimal poliert werden kann. Im übrigen besitzt die Poliervorrichtung die Hilfsräume 18 und 19, wie in Fig. 11 gezeigt ist.
Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel weist die Poliervorrichtung zwei zentrale Roboter 10A, 10B, die jeweils einen universellen Übertragungsroboter darstellen zum Übertragen eines Halbleiterwafers S zu den jeweiligen Einheiten, und eine Vielzahl von Einheiten, die um die zentralen Roboter 10A und 10B herum angeordnet sind, und eine Ladeeinheit 11 zum Plazieren eines zu polierenden Halbleiterwafers S darauf, eine Entladeeinheit 12 zum Plazieren eines polierten Halbleiterwafers S darauf, Poliereinheiten 13 und 14, jeweils zum Polieren des Halbleiterwafers S. und eine Wascheinheit 15 zum Waschen des Halbleiterwafers S auf. Der zentrale Roboter 10A handhabt nur einen sauberen Halbleiterwafer, und der zentrale Roboter 10B handhabt nur einen schmutzigen Halbleiterwafer. Der zentrale Roboter 10B wird nach dem Handhaben des schmutzigen Halbleiterwafers von einem in der Wascheinheit 15 vorgesehenen Waschmechanismus gewaschen.
Gemäß der Poliervorrichtung der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele wird das Gesamtsystem kompakt, da mindestens eine Poliereinheit zum Durchführen chemisch-mechanischen Polierens und mindestens eine Wascheinheit um einen zentralen Roboter herum angeordnet sind. Daher kann durch Vorsehen eines Gehäuses zum Abdecken des gesamten Systems und einer Auslaßleitung die Poliervorrichtung im Reinraum installiert werden, ohne die Sauberkeit des Reinraums zu vermindern. Ferner kann eine Einsparung von Raum für die Poliervorrichtung im Reinraum erreicht werden.
In den obigen Ausführungsbeispielen können, obwohl die Ladeeinheit 11 und die Entladeeinheit 12 getrennt vorgesehen sind, die Ladeeinheit 11 und die Entladeeinheit 12 integral bzw. zusammen vorgesehen werden. Beispielsweise sind in dem Fall, wo ein Halbleiterwafer aus einem Halbleiterwafer enthaltenden Korb aufgenommen wird und nach einem Polierprozeß und einem Waschprozeß in den gleichen Korb gelegt wird, die Ladeeinheit und die Entladeeinheit integral ausgebildet.
Ein cluster-artige Poliervorrichtung, die eine Vielzahl von Einheiten integriert, einschließlich einer Poliereinheit und einer Wascheinheit, und einen universellen Übertragungsroboter verwendet, kann konstruiert werden. Somit können in der Poliervorrichtung, die eine Reihe von Prozessen, einschließlich eines Polierprozesses und eines Waschprozesses, ausführt, Einsparungen beim Einbau- bzw. Installationsraum und eine Verbesserung der Prozeß geschwindigkeit erreicht werden, und eine Vielzahl von Einheiten, einschließlich mindestens einer Poliereinheit und mindestens einer Wascheinheit, kann effizient kombiniert werden. Genauer gesagt ist es möglich, in dem Fall, in dem das Zeitintervall des Waschprozesses länger ist als die Polierdauer, eine Vielzahl von Halbleiterwafern mit einer Poliereinheit zu behandeln hinsichtlich einer Vielzahl von Wascheinheiten. Ferner, können ein oder mehrere Polierprozesse und ein oder mehrere Waschprozesse völlig automatisiert werden und eine Änderung der Prozesse kann leicht bewirkt werden.
Da ferner exklusive bzw. separate Mittel zum Handhaben eines sauberen Halbleiterwafers und exklusive bzw. separate Mittel zum Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers separat vorgesehen sind, kann eine durch den schmutzigen Halbleiterwafer verursachte Verschmutzung bzw. Kontamination von nachfolgenden Halbleiterwafern oder jeweiliger Einheiten der Poliervorrichtung verhindert werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Polieren und anschließenden Waschen eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist:

ein Ladeeinheit zur Aufnahme eines zu polierenden Werkstücks;

eine Poliereinheit zum Polieren des Werkstücks;

ein Wascheinheit zum Waschen des Werkstücks;

Übertragungsmittel zum Übertragen des Werkstücks in einem sauberen und trockenen Zustand zu einer Entladeeinheit;

dadurch gekennzeichnet, daß die Poliereinheit und die Wascheinheit in einem gemeinsamen Gehäuse angebracht sind.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner weitere Übertragungsmittel aufweist zum Übertragen des Werkstücks in nassem Zustand von der Poliereinheit zur der Wascheinheit.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse in einem Reinraum installiert ist.

4. Verfahren zum Polieren und anschließenden Waschen eines Werkstücks, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Einführen eines Werkstücks in ein Gehäuse;

Polieren des Werkstücks in dem Gehäuse, um ein poliertes Werkstück vorzusehen;

Waschen des polierten Werkstücks in dem Gehäuse, um ein sauberes poliertes Werkstück vorzusehen;

Trocknen des sauberen polierten Werkstücks in dem Gehäuse, um ein trockenes sauberes poliertes Werkstück vorzusehen; und

Entfernen des trockenen sauberen polierten Werkstücks aus dem Gehäuse nach außerhalb des Gehäuses.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Gehäuse in einem Reinraum installiert ist.