JP2001018169A - 研磨装置 - Google Patents
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
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- B24B37/12—Lapping plates for working plane surfaces
- B24B37/16—Lapping plates for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping plate surface, e.g. grooved
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- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
- B24B37/013—Devices or means for detecting lapping completion
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
- B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 研磨の均一性や品質を損なうことなく、高価
なクリーンルーム内の床面積当たりのスループットを向
上させることができる実用的な研磨装置を提供する。 【解決手段】 研磨加工面１０を有し、所定の平面内運
動をする研磨テーブル１２と、基板Ｗを保持し、該基板
の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研磨加工面に対し
て前記基板を当接させる基板保持部材１６とを有し、前
記研磨加工面に研磨液Ｑを供給することにより化学機械
的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置におい
て、１つの前記研磨テーブルに対して複数の前記基板保
持部材が研磨作業を個別に制御可能に設けられている。
なクリーンルーム内の床面積当たりのスループットを向
上させることができる実用的な研磨装置を提供する。 【解決手段】 研磨加工面１０を有し、所定の平面内運
動をする研磨テーブル１２と、基板Ｗを保持し、該基板
の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研磨加工面に対し
て前記基板を当接させる基板保持部材１６とを有し、前
記研磨加工面に研磨液Ｑを供給することにより化学機械
的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置におい
て、１つの前記研磨テーブルに対して複数の前記基板保
持部材が研磨作業を個別に制御可能に設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやガ
ラス基板などの基板状の被研磨材を研磨する研磨装置に
関する。
ラス基板などの基板状の被研磨材を研磨する研磨装置に
関する。
【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。特に、線幅が０．５μｍ以下の光リソグ
ラフィの場合、許容される焦点深度が浅くなるため、ス
テッパーの結像面の高い平坦度が必要となる。そこで、
半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、
この平坦化法の1手段としてポリッシング装置により研
磨することが行なわれている。
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。特に、線幅が０．５μｍ以下の光リソグ
ラフィの場合、許容される焦点深度が浅くなるため、ス
テッパーの結像面の高い平坦度が必要となる。そこで、
半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、
この平坦化法の1手段としてポリッシング装置により研
磨することが行なわれている。
【０００３】図１７は、従来のポリッシング装置の一例
の主要部を示す。このポリッシング装置は、上面にウレ
タン等の研磨布１０２を貼った自転する研磨テーブル１
００と、ポリッシング対象物である半導体ウエハＷを回
転させながら保持して研磨テーブル１００に向けて押圧
するトップリング（基板保持部材）１０４と、研磨布１
０２に砥液Ｑを供給する砥液供給ノズル１０６を備えて
いる。トップリング１０４は球面軸受１０８を介して傾
動可能にトップリングシャフト１１０に連結されてい
る。トップリング１０４の下面にはポリウレタン等の弾
性マット１１２を介して半導体ウエハＷが保持され、研
磨中に半導体ウエハＷがトップリング１０４の下面から
外れないようにするため、トップリング１０４の外周縁
部に円筒状のガイドリング１１４が設けられている。
の主要部を示す。このポリッシング装置は、上面にウレ
タン等の研磨布１０２を貼った自転する研磨テーブル１
００と、ポリッシング対象物である半導体ウエハＷを回
転させながら保持して研磨テーブル１００に向けて押圧
するトップリング（基板保持部材）１０４と、研磨布１
０２に砥液Ｑを供給する砥液供給ノズル１０６を備えて
いる。トップリング１０４は球面軸受１０８を介して傾
動可能にトップリングシャフト１１０に連結されてい
る。トップリング１０４の下面にはポリウレタン等の弾
性マット１１２を介して半導体ウエハＷが保持され、研
磨中に半導体ウエハＷがトップリング１０４の下面から
外れないようにするため、トップリング１０４の外周縁
部に円筒状のガイドリング１１４が設けられている。
【０００４】このような研磨布１０２を用いるＣＭＰ装
置においては、研磨布１０２が弾性を有する素材で形成
されているので、研磨対象の表面に凹凸が残って充分な
平坦化ができず、更なる高平坦化への要求に対応するこ
とができないという課題が有った。さらに、研磨布１０
２の表面状態にばらつきが出やすく、そのため、研磨に
よって生ずる研磨布１０２表面の目詰まり等を解消する
ドレッシング（目立て等）を頻繁に行なう必要があっ
た。また、研磨布１０２に供給される砥液Ｑのうちのか
なりの割合が研磨境界面に達せずに排出されるために大
量の砥液Ｑを必要とし、砥液Ｑ及びその処理コストが高
いという不具合もあった。
置においては、研磨布１０２が弾性を有する素材で形成
されているので、研磨対象の表面に凹凸が残って充分な
平坦化ができず、更なる高平坦化への要求に対応するこ
とができないという課題が有った。さらに、研磨布１０
２の表面状態にばらつきが出やすく、そのため、研磨に
よって生ずる研磨布１０２表面の目詰まり等を解消する
ドレッシング（目立て等）を頻繁に行なう必要があっ
た。また、研磨布１０２に供給される砥液Ｑのうちのか
なりの割合が研磨境界面に達せずに排出されるために大
量の砥液Ｑを必要とし、砥液Ｑ及びその処理コストが高
いという不具合もあった。
【０００５】そこで、上述の研磨布１０２に替えて砥石
材質の研磨部材を用いる固定砥粒方式の研磨装置・方法
が開発されている。図１８は、従来の固定砥粒方式のポ
リッシング装置の一例の主要部を示す図であり、研磨テ
ーブル１００の台座１１６の表面に砥石１１８を貼着し
た研磨具１２０と、研磨中に給液装置１２２により水お
よび薬液を供給する液体供給ノズル１２４を備えてい
る。その他の構成は図１７に示す従来のポリッシング装
置と同様である。
材質の研磨部材を用いる固定砥粒方式の研磨装置・方法
が開発されている。図１８は、従来の固定砥粒方式のポ
リッシング装置の一例の主要部を示す図であり、研磨テ
ーブル１００の台座１１６の表面に砥石１１８を貼着し
た研磨具１２０と、研磨中に給液装置１２２により水お
よび薬液を供給する液体供給ノズル１２４を備えてい
る。その他の構成は図１７に示す従来のポリッシング装
置と同様である。
【０００６】このような固定砥粒方式の研磨装置によれ
ば、ウエハＷ上の凸部の選択研磨性能の向上、平坦化性
能の向上、高価な砥液Ｑの節約等が可能となる。また、
発明者等は、固定砥粒方式では、固定砥粒の性質上、被
研磨面が一旦あるレベルで平坦化すれば研磨速度が極端
に低下するというセルフストップ機構を有することを確
認し、これを研磨の終点検知もしくはウエハＷ表面上の
膜厚検知に利用することについて提唱した（特願平１０
−１５０５４６、特願平１０−１３４４３２）。
ば、ウエハＷ上の凸部の選択研磨性能の向上、平坦化性
能の向上、高価な砥液Ｑの節約等が可能となる。また、
発明者等は、固定砥粒方式では、固定砥粒の性質上、被
研磨面が一旦あるレベルで平坦化すれば研磨速度が極端
に低下するというセルフストップ機構を有することを確
認し、これを研磨の終点検知もしくはウエハＷ表面上の
膜厚検知に利用することについて提唱した（特願平１０
−１５０５４６、特願平１０−１３４４３２）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体ウエ
ハ研磨装置においては、他の半導体製造装置と同様に、
装置当たりの生産性の向上、装置単位面積当たりの生産
性の向上が求められている。しかしながら、上記のよう
な研磨テーブル当たりに１つのトップリングを用いる形
式の研磨装置では、研磨テーブルの研磨加工面を有効に
活用しているとは言えず、従って、単位面積当たりの生
産性を向上させる場合のネックになっていた。
ハ研磨装置においては、他の半導体製造装置と同様に、
装置当たりの生産性の向上、装置単位面積当たりの生産
性の向上が求められている。しかしながら、上記のよう
な研磨テーブル当たりに１つのトップリングを用いる形
式の研磨装置では、研磨テーブルの研磨加工面を有効に
活用しているとは言えず、従って、単位面積当たりの生
産性を向上させる場合のネックになっていた。
【０００８】これを解決するための研磨装置として、研
磨対象物を保持する保持部材を複数設け、これらの保持
部材が研磨加工面を共用しているような、通称「マルチ
ヘッド型」と呼ばれている研磨装置が提唱されている。
この形式の研磨装置は、単位時間当たりの研磨枚数が多
いなどの長所を有しているが、複数の研磨対象物を同時
に研磨するために、研磨終了時の研磨状態にバラツキが
あり、均一な研磨を行なうことが難しい場合があるとい
う問題点があった。
磨対象物を保持する保持部材を複数設け、これらの保持
部材が研磨加工面を共用しているような、通称「マルチ
ヘッド型」と呼ばれている研磨装置が提唱されている。
この形式の研磨装置は、単位時間当たりの研磨枚数が多
いなどの長所を有しているが、複数の研磨対象物を同時
に研磨するために、研磨終了時の研磨状態にバラツキが
あり、均一な研磨を行なうことが難しい場合があるとい
う問題点があった。
【０００９】また、共通の研磨加工面で複数の研磨対象
物を同時に研磨する場合に、研磨対象物の数や位置が変
化すると、研磨加工面に加わる力が変化して、研磨加工
面の姿勢の維持が難しく、その結果、良好な研磨を行な
うことができないという問題点もあった。
物を同時に研磨する場合に、研磨対象物の数や位置が変
化すると、研磨加工面に加わる力が変化して、研磨加工
面の姿勢の維持が難しく、その結果、良好な研磨を行な
うことができないという問題点もあった。
【００１０】本発明は、上記に鑑み、研磨の均一性や品
質を損なうことなく、高価なクリーンルーム内の床面積
当たりのスループットを向上させることができる実用的
な研磨装置を提供することを目的とするものである。
質を損なうことなく、高価なクリーンルーム内の床面積
当たりのスループットを向上させることができる実用的
な研磨装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、研磨加工面を有し、所定の平面内運動をする研磨テ
ーブルと、基板を保持し、該基板の被研磨面を前記研磨
テーブルの前記研磨加工面に対して前記基板を当接させ
る基板保持部材とを有し、前記研磨加工面に研磨液を供
給することにより化学機械的研磨作用を生じさせて基板
を研磨する研磨装置において、１つの前記研磨テーブル
に対して複数の前記基板保持部材が研磨作業を個別に制
御可能に設けられていることを特徴とする研磨装置であ
る。
は、研磨加工面を有し、所定の平面内運動をする研磨テ
ーブルと、基板を保持し、該基板の被研磨面を前記研磨
テーブルの前記研磨加工面に対して前記基板を当接させ
る基板保持部材とを有し、前記研磨加工面に研磨液を供
給することにより化学機械的研磨作用を生じさせて基板
を研磨する研磨装置において、１つの前記研磨テーブル
に対して複数の前記基板保持部材が研磨作業を個別に制
御可能に設けられていることを特徴とする研磨装置であ
る。
【００１２】これにより、複数の基板を１つの研磨テー
ブルによって同時に研磨することができるので単位床面
積当たりのスループットを大幅に向上させることがで
き、しかも、個々の基板の研磨作業を個別に制御可能で
あるので、個々の基板に応じて研磨作業を制御すること
により、研磨量の過不足等のない均一な研磨を行なうこ
とができる。制御する因子としては、研磨時間、押圧
力、相対摺動速度等が挙げられる。
ブルによって同時に研磨することができるので単位床面
積当たりのスループットを大幅に向上させることがで
き、しかも、個々の基板の研磨作業を個別に制御可能で
あるので、個々の基板に応じて研磨作業を制御すること
により、研磨量の過不足等のない均一な研磨を行なうこ
とができる。制御する因子としては、研磨時間、押圧
力、相対摺動速度等が挙げられる。
【００１３】請求項２に記載の発明は、研磨加工面を有
し、所定の平面内運動をする研磨テーブルと、基板を保
持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研磨
加工面に対して前記基板を当接させる基板保持部材とを
有し、前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化
学機械的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置
において、１つの前記研磨テーブルに対して複数の前記
基板保持部材が前記研磨加工面に対して個別に接離可能
に設けられていることを特徴とする研磨装置である。
し、所定の平面内運動をする研磨テーブルと、基板を保
持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研磨
加工面に対して前記基板を当接させる基板保持部材とを
有し、前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化
学機械的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置
において、１つの前記研磨テーブルに対して複数の前記
基板保持部材が前記研磨加工面に対して個別に接離可能
に設けられていることを特徴とする研磨装置である。
【００１４】これにより、基板保持部材を他とは独立に
研磨加工面に対して接離させて、適当なパラメータに基
づいて基板の研磨時間を個別に制御することができるの
で、個々の基板の研磨特性の差異を相殺して基板間のバ
ラツキをなくしたり、個々の基板の必要に応じた研磨を
施すことができる。
研磨加工面に対して接離させて、適当なパラメータに基
づいて基板の研磨時間を個別に制御することができるの
で、個々の基板の研磨特性の差異を相殺して基板間のバ
ラツキをなくしたり、個々の基板の必要に応じた研磨を
施すことができる。
【００１５】前記所定の平面内運動は、通常のターンテ
ーブルのような自転運動であってもよく、いわゆるスク
ロール運動と呼ばれる循環並進運動であってもよく、研
磨の目的に応じて使い分けることができる。
ーブルのような自転運動であってもよく、いわゆるスク
ロール運動と呼ばれる循環並進運動であってもよく、研
磨の目的に応じて使い分けることができる。
【００１６】請求項３に記載の発明は、前記基板保持部
材において保持された基板の研磨の進行状態を検知する
検知手段が前記基板保持部材に対して個別に設けられて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置
である。
材において保持された基板の研磨の進行状態を検知する
検知手段が前記基板保持部材に対して個別に設けられて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置
である。
【００１７】前記検知パラメータとしては、従来提案さ
れている種々のものを用いることができるが、砥粒を自
生する固定砥粒方式では、例えば、前記基板と前記研磨
テーブルの間の摺動トルクを検知することにより、その
セルフストップ機構を利用した簡単な制御を行なうこと
ができる。
れている種々のものを用いることができるが、砥粒を自
生する固定砥粒方式では、例えば、前記基板と前記研磨
テーブルの間の摺動トルクを検知することにより、その
セルフストップ機構を利用した簡単な制御を行なうこと
ができる。
【００１８】請求項４に記載の発明は、前記検知手段
は、前記基板と前記研磨加工面の間に液膜が形成された
状態であることを検知するものであることを特徴とする
請求項３に記載の研磨装置である。
は、前記基板と前記研磨加工面の間に液膜が形成された
状態であることを検知するものであることを特徴とする
請求項３に記載の研磨装置である。
【００１９】請求項５に記載の発明は、前記基板保持部
材との間で前記基板を授受するための授受手段が設けら
れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨
装置である。このように、授受手段自身が基板保持機能
を有するようにしておくと、基板を交換する場合に作業
速度が向上する。
材との間で前記基板を授受するための授受手段が設けら
れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨
装置である。このように、授受手段自身が基板保持機能
を有するようにしておくと、基板を交換する場合に作業
速度が向上する。
【００２０】請求項６に記載の発明は、前記授受手段
は、前記基板保持部材との前記基板の授受を個別に行な
うことを特徴とする請求項５に記載の研磨装置である。
は、前記基板保持部材との前記基板の授受を個別に行な
うことを特徴とする請求項５に記載の研磨装置である。
【００２１】請求項７に記載の発明は、前記授受手段
は、前記複数の基板保持部材との前記基板の授受を一括
して行なうことを特徴とする請求項５に記載の研磨装置
である。
は、前記複数の基板保持部材との前記基板の授受を一括
して行なうことを特徴とする請求項５に記載の研磨装置
である。
【００２２】請求項８に記載の発明は、研磨加工面を有
し、所定の平面内運動をする研磨テーブルと、基板を保
持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研磨
加工面に対して前記基板を当接させる基板保持部材とを
有し、前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化
学機械的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置
において、前記研磨加工面が自身で砥粒を発生可能な材
質で構成されていることを特徴とする研磨装置である。
このような固定砥粒方式では、ある程度の平坦度が得ら
れるとセルフストップ機構を利用でき、研磨特性の異な
る複数の基板をある閾値以上の時間研磨した場合は、各
基板の研磨量は一定の値に収束する。
し、所定の平面内運動をする研磨テーブルと、基板を保
持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研磨
加工面に対して前記基板を当接させる基板保持部材とを
有し、前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化
学機械的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置
において、前記研磨加工面が自身で砥粒を発生可能な材
質で構成されていることを特徴とする研磨装置である。
このような固定砥粒方式では、ある程度の平坦度が得ら
れるとセルフストップ機構を利用でき、研磨特性の異な
る複数の基板をある閾値以上の時間研磨した場合は、各
基板の研磨量は一定の値に収束する。
【００２３】請求項９に記載の発明は、研磨加工面を有
し、所定の平面内運動をする研磨テーブルと、基板を保
持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研磨
加工面に対して前記基板を当接させる基板保持部材とを
有し、前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化
学機械的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置
において、前記研磨テーブルを姿勢制御しつつ支持する
非接触型軸受を有することを特徴とする研磨装置であ
る。これにより、複数の基板保持部材が個々に研磨テー
ブルに接離して荷重が局所的に変化する場合でも、研磨
テーブルの姿勢を一定に維持することができ、安定で良
好な研磨作業を行なうことができる。
し、所定の平面内運動をする研磨テーブルと、基板を保
持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研磨
加工面に対して前記基板を当接させる基板保持部材とを
有し、前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化
学機械的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置
において、前記研磨テーブルを姿勢制御しつつ支持する
非接触型軸受を有することを特徴とする研磨装置であ
る。これにより、複数の基板保持部材が個々に研磨テー
ブルに接離して荷重が局所的に変化する場合でも、研磨
テーブルの姿勢を一定に維持することができ、安定で良
好な研磨作業を行なうことができる。
【００２４】請求項１０に記載の発明は、研磨加工面を
有し、所定の平面内運動をする研磨テーブルと、基板を
保持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研
磨加工面に対して前記基板を当接させる基板保持部材と
を有し、前記研磨加工面に研磨液を供給することにより
化学機械的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装
置において、前記基板保持部材の前記研磨テーブルへの
接離速度を前記基板保持部材と前記研磨加工面との距離
に応じて制御する制御機構を有することを特徴とする研
磨装置である。これにより、基板が研磨加工面に接離す
る際の衝撃を減少させ、複数研磨作業を安定に維持する
ことができる。
有し、所定の平面内運動をする研磨テーブルと、基板を
保持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの前記研
磨加工面に対して前記基板を当接させる基板保持部材と
を有し、前記研磨加工面に研磨液を供給することにより
化学機械的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装
置において、前記基板保持部材の前記研磨テーブルへの
接離速度を前記基板保持部材と前記研磨加工面との距離
に応じて制御する制御機構を有することを特徴とする研
磨装置である。これにより、基板が研磨加工面に接離す
る際の衝撃を減少させ、複数研磨作業を安定に維持する
ことができる。
【００２５】請求項１１に記載の発明は、前記研磨加工
面の内側に非研磨加工面が形成されていることを特徴と
する請求項１ないし１０のいずれかに記載の研磨装置で
ある。研磨テーブルがターンテーブルである場合、この
部分の研磨能力は弱いので、この部分を他の目的、例え
ば、研磨液や温度調整用流体の給排設備の設置等に有効
活用することができる。
面の内側に非研磨加工面が形成されていることを特徴と
する請求項１ないし１０のいずれかに記載の研磨装置で
ある。研磨テーブルがターンテーブルである場合、この
部分の研磨能力は弱いので、この部分を他の目的、例え
ば、研磨液や温度調整用流体の給排設備の設置等に有効
活用することができる。
【００２６】請求項１２に記載の発明は、前記複数の基
板保持部材の少なくとも１つは、前記研磨テーブルの中
心上に基板を置いて研磨を行なうことを特徴とする請求
項１ないし１０のいずれかに記載の研磨装置である。こ
れにより、研磨テーブルの表面を有効に使ってさらにス
ループットを向上させることができる。研磨テーブルが
ターンテーブルである場合にはこの部分の研磨能力は弱
いが、特に固定砥粒方式の場合にはセルフストップ機構
により結果的に面内均一性が得られるので問題がない。
板保持部材の少なくとも１つは、前記研磨テーブルの中
心上に基板を置いて研磨を行なうことを特徴とする請求
項１ないし１０のいずれかに記載の研磨装置である。こ
れにより、研磨テーブルの表面を有効に使ってさらにス
ループットを向上させることができる。研磨テーブルが
ターンテーブルである場合にはこの部分の研磨能力は弱
いが、特に固定砥粒方式の場合にはセルフストップ機構
により結果的に面内均一性が得られるので問題がない。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
の研磨装置を示すもので、研磨を行なう研磨部Ａと、そ
の手前にあって研磨後のウエハ（基板）Ｗの洗浄、乾燥
を行なう洗浄部Ｂと、更にその手前にあって研磨前およ
び研磨後のウエハＷを収容するカセットＣが置かれるロ
ード／アンロード部Ｄを備えており、上記の各部がそれ
ぞれ一つの函体の中に納められた構成になっている。
の研磨装置を示すもので、研磨を行なう研磨部Ａと、そ
の手前にあって研磨後のウエハ（基板）Ｗの洗浄、乾燥
を行なう洗浄部Ｂと、更にその手前にあって研磨前およ
び研磨後のウエハＷを収容するカセットＣが置かれるロ
ード／アンロード部Ｄを備えており、上記の各部がそれ
ぞれ一つの函体の中に納められた構成になっている。
【００２８】研磨部Ａには、図２及び図３に示すよう
に、研磨加工面１０を有する研磨テーブル１２が設置さ
れ、研磨加工面１０は、研磨テーブル１２の上に取り付
けられた砥石１１により構成されている。
に、研磨加工面１０を有する研磨テーブル１２が設置さ
れ、研磨加工面１０は、研磨テーブル１２の上に取り付
けられた砥石１１により構成されている。
【００２９】研磨テーブル１２の上方には、研磨液、純
水などを研磨加工面１０上に供給するためのノズル１４
が、ノズルアームに支えられて設けられている。また、
ウエハＷを保持してウエハＷの被研磨面を研磨テーブル
１２上の研磨加工面１０に接触させて研磨するためのト
ップリング（基板保持部材）１６が３個、トップリング
保持体１８にトップリングシャフト１７、球面軸受１７
ａを介して傾動可能に取り付けられている。
水などを研磨加工面１０上に供給するためのノズル１４
が、ノズルアームに支えられて設けられている。また、
ウエハＷを保持してウエハＷの被研磨面を研磨テーブル
１２上の研磨加工面１０に接触させて研磨するためのト
ップリング（基板保持部材）１６が３個、トップリング
保持体１８にトップリングシャフト１７、球面軸受１７
ａを介して傾動可能に取り付けられている。
【００３０】このトップリング保持体１８は、研磨テー
ブル１２とほぼ同軸である支持柱２０に、全体として旋
回可能にかつ昇降可能に支持されている。トップリング
保持体１８には支持アーム２２が放射状に３本設けら
れ、各々の支持アーム２２には、１個のトップリング１
６と、このトップリング１６を回転させるためのモータ
と、このトップリング１６を昇降させ、あるいは研磨テ
ーブル１２に向けて押圧するためのエア・シリンダが取
り付けられている。これらのエア・シリンダは、トップ
リング１６ごとに独立に昇降動作及び押圧力調整が可能
になっている。
ブル１２とほぼ同軸である支持柱２０に、全体として旋
回可能にかつ昇降可能に支持されている。トップリング
保持体１８には支持アーム２２が放射状に３本設けら
れ、各々の支持アーム２２には、１個のトップリング１
６と、このトップリング１６を回転させるためのモータ
と、このトップリング１６を昇降させ、あるいは研磨テ
ーブル１２に向けて押圧するためのエア・シリンダが取
り付けられている。これらのエア・シリンダは、トップ
リング１６ごとに独立に昇降動作及び押圧力調整が可能
になっている。
【００３１】更に、研磨部Ａには、ウエハＷをトップリ
ング１６に着脱させるためのプッシャ２４を２個備えた
ロータリートランスポータ（基板授受手段）２６が設け
られている。このロータリートランスポータ２６はその
２個のプッシャ２４の中間の点で支持柱により回転可能
に支持されていて、この支持柱が回転することにより、
２個のプッシャ２４のどちらもが、研磨テーブル１２側
の受け渡し位置と洗浄部Ｂ側の受け渡し位置の両方の位
置をとれるようになっている。
ング１６に着脱させるためのプッシャ２４を２個備えた
ロータリートランスポータ（基板授受手段）２６が設け
られている。このロータリートランスポータ２６はその
２個のプッシャ２４の中間の点で支持柱により回転可能
に支持されていて、この支持柱が回転することにより、
２個のプッシャ２４のどちらもが、研磨テーブル１２側
の受け渡し位置と洗浄部Ｂ側の受け渡し位置の両方の位
置をとれるようになっている。
【００３２】研磨テーブル１２は、図２に示すように、
支柱（図示されていない）の上部に取り付けられた固定
定盤１２ａの上に可動定盤１２ｂがスラスト磁気軸受８
０及びラジアル磁気軸受８２を介して配置されて構成さ
れ、また、研磨テーブル１２の姿勢を制御するために必
要なセンサと制御機構が設けられている。この例では、
磁気軸受自身が軸受とテーブル駆動部を兼ねた構造が用
いられている。また、駆動モータが支柱に直結する構造
（ダイレクトドライブ）を使用することもできる。
支柱（図示されていない）の上部に取り付けられた固定
定盤１２ａの上に可動定盤１２ｂがスラスト磁気軸受８
０及びラジアル磁気軸受８２を介して配置されて構成さ
れ、また、研磨テーブル１２の姿勢を制御するために必
要なセンサと制御機構が設けられている。この例では、
磁気軸受自身が軸受とテーブル駆動部を兼ねた構造が用
いられている。また、駆動モータが支柱に直結する構造
（ダイレクトドライブ）を使用することもできる。
【００３３】各トップリング１６又は支持アーム２２に
は、該トップリング１６を支持アーム２２に沿って研磨
テーブル１２の半径方向に移動する移動機構が設けられ
ている。この移動によって、各トップリング１６は、研
磨加工面１０の上方の位置と、研磨テーブル１２側の受
け渡し位置にあるプッシャ２４の上方の位置との両方の
位置を取ることができるようになっている。図１は、ト
ップリング１６の双方の位置を示している。
は、該トップリング１６を支持アーム２２に沿って研磨
テーブル１２の半径方向に移動する移動機構が設けられ
ている。この移動によって、各トップリング１６は、研
磨加工面１０の上方の位置と、研磨テーブル１２側の受
け渡し位置にあるプッシャ２４の上方の位置との両方の
位置を取ることができるようになっている。図１は、ト
ップリング１６の双方の位置を示している。
【００３４】更に、研磨部Ａには、研磨テーブル１２の
研磨加工面１０の調整を行なうためのドレッサ２８が設
けられている。ドレッサ２８もドレッサアーム３０に取
り付けられており、このドレッサアーム３０が旋回する
ことにより、ドレッサ２８が研磨加工面１０上のドレッ
シング位置と研磨テーブル１２の外側の待機位置との間
を行き来できるようになっている。ドレッサ２８の待機
位置には、ドレッサの洗浄を行なう洗浄容器２９が配置
されている。
研磨加工面１０の調整を行なうためのドレッサ２８が設
けられている。ドレッサ２８もドレッサアーム３０に取
り付けられており、このドレッサアーム３０が旋回する
ことにより、ドレッサ２８が研磨加工面１０上のドレッ
シング位置と研磨テーブル１２の外側の待機位置との間
を行き来できるようになっている。ドレッサ２８の待機
位置には、ドレッサの洗浄を行なう洗浄容器２９が配置
されている。
【００３５】洗浄部Ｂには、３個の洗浄ユニット３２，
３４，３６と、２台の搬送ロボット３８，４０と、２個
の反転機４２，４４とが備えられている。１段目の洗浄
ユニット３２は、ウエハＷの周囲をコロ４６で把持して
比較的低速で回転しつつロール型のスポンジ４８でウエ
ハＷの両面を洗浄するユニットである。２段目の洗浄ユ
ニット３４は、ウエハＷを保持した保持体５０を比較的
高速で回転しつつ、ウエハＷの両面または研磨された面
に洗浄液のジェットを吹き付けて洗浄するユニットであ
る。３段目の洗浄ユニット３６は、ウエハＷを保持した
保持体５０を比較的高速で回転しつつ、ウエハＷの研磨
された面をペンシル型のスポンジで洗浄し、その後、高
速で回転させてスピン乾燥を行なうユニットである。
３４，３６と、２台の搬送ロボット３８，４０と、２個
の反転機４２，４４とが備えられている。１段目の洗浄
ユニット３２は、ウエハＷの周囲をコロ４６で把持して
比較的低速で回転しつつロール型のスポンジ４８でウエ
ハＷの両面を洗浄するユニットである。２段目の洗浄ユ
ニット３４は、ウエハＷを保持した保持体５０を比較的
高速で回転しつつ、ウエハＷの両面または研磨された面
に洗浄液のジェットを吹き付けて洗浄するユニットであ
る。３段目の洗浄ユニット３６は、ウエハＷを保持した
保持体５０を比較的高速で回転しつつ、ウエハＷの研磨
された面をペンシル型のスポンジで洗浄し、その後、高
速で回転させてスピン乾燥を行なうユニットである。
【００３６】２台の搬送ロボット３８，４０はウエハＷ
を搬送するためのロボットであり、各々のロボットが、
乾燥状態のウエハＷを持つためのハンドと、湿潤状態の
ウエハＷを持つためのハンドを、一つずつ有している。
最終段の洗浄ユニットからウエハＷを取出すロボット
が、ロード／アンロード部Ｄの第１ロボットである場合
には、ロボット４０は湿潤状態のウエハＷを持つための
ハンドのみを有していればよい。このうち、第２ロボッ
ト３８は走行しないタイプであり、ロータリートランス
ポータ２６の近くの固定された位置に設けられていて、
回転して向きを変えてウエハＷの受け渡しを行なう。第
３ロボット４０は洗浄ユニット３２，３４，３６に沿っ
て走行できるようになっている。
を搬送するためのロボットであり、各々のロボットが、
乾燥状態のウエハＷを持つためのハンドと、湿潤状態の
ウエハＷを持つためのハンドを、一つずつ有している。
最終段の洗浄ユニットからウエハＷを取出すロボット
が、ロード／アンロード部Ｄの第１ロボットである場合
には、ロボット４０は湿潤状態のウエハＷを持つための
ハンドのみを有していればよい。このうち、第２ロボッ
ト３８は走行しないタイプであり、ロータリートランス
ポータ２６の近くの固定された位置に設けられていて、
回転して向きを変えてウエハＷの受け渡しを行なう。第
３ロボット４０は洗浄ユニット３２，３４，３６に沿っ
て走行できるようになっている。
【００３７】２個の反転機のうち、第１反転機４２は乾
燥状態のウエハＷを反転させるための反転機であり、洗
浄部Ｂの研磨部Ａ側の端部とロード／アンロード部Ｄ側
の端部の間を走行するようになっている。第２反転機４
４は湿潤状態のウエハＷを反転させるための反転機であ
り、カバー５２の中に納められている。
燥状態のウエハＷを反転させるための反転機であり、洗
浄部Ｂの研磨部Ａ側の端部とロード／アンロード部Ｄ側
の端部の間を走行するようになっている。第２反転機４
４は湿潤状態のウエハＷを反転させるための反転機であ
り、カバー５２の中に納められている。
【００３８】ロード／アンロード部Ｄには、ウエハＷを
収容した、または、収容するカセットＣを置くためのカ
セット台５４と、ウエハＷを搬送するための１台のロボ
ット（第１ロボット５６）が備えられている。このロボ
ットは、乾燥状態のウエハＷを持つための１個のハンド
を有している。
収容した、または、収容するカセットＣを置くためのカ
セット台５４と、ウエハＷを搬送するための１台のロボ
ット（第１ロボット５６）が備えられている。このロボ
ットは、乾燥状態のウエハＷを持つための１個のハンド
を有している。
【００３９】この装置は、研磨部Ａ、洗浄部Ｂ、ロード
／アンロード部Ｄが個別に壁によって仕切られ、かつそ
れぞれの部屋が内部圧力を制御されており、比較的クリ
ーン度レベルの低い部屋の空気がクリーン度レベルの高
い部屋へと漏れない構造となっている。各壁のウエハ通
過路には上下方向に開閉するシャッターを有し、ウエハ
Ｗ搬送時にのみシャッターが開くようになっている。ま
た、装置全体から空気を排出する際には、ＨＥＰＡやＵ
ＬＰＡ等のフィルタを通過させるようになっており、ク
リーンルーム等の環境を汚染しないようになっている。
／アンロード部Ｄが個別に壁によって仕切られ、かつそ
れぞれの部屋が内部圧力を制御されており、比較的クリ
ーン度レベルの低い部屋の空気がクリーン度レベルの高
い部屋へと漏れない構造となっている。各壁のウエハ通
過路には上下方向に開閉するシャッターを有し、ウエハ
Ｗ搬送時にのみシャッターが開くようになっている。ま
た、装置全体から空気を排出する際には、ＨＥＰＡやＵ
ＬＰＡ等のフィルタを通過させるようになっており、ク
リーンルーム等の環境を汚染しないようになっている。
【００４０】次に、上記のような研磨装置の動作につい
て説明する。まず、研磨部Ａにおける動作を説明する。
この装置では、複数のトップリング１６に対してウエハ
Ｗの交換を行なうロータリートランスポータ２６が１台
設けられているので、３つのトップリング１６における
研磨動作を所定の位相だけずらして行なうのが最も効率
が良い。但しウエハＷの材質、プロセスによっては全て
のトップリング１６にウエハＷが装着されてから同時に
ウエハＷの研磨を行なう場合（バッチ処理）も運転制御
プログラムを適宜選択することで可能である。
て説明する。まず、研磨部Ａにおける動作を説明する。
この装置では、複数のトップリング１６に対してウエハ
Ｗの交換を行なうロータリートランスポータ２６が１台
設けられているので、３つのトップリング１６における
研磨動作を所定の位相だけずらして行なうのが最も効率
が良い。但しウエハＷの材質、プロセスによっては全て
のトップリング１６にウエハＷが装着されてから同時に
ウエハＷの研磨を行なう場合（バッチ処理）も運転制御
プログラムを適宜選択することで可能である。
【００４１】ここでは、前者の標準的な研磨工程を説明
する。まず、被研磨ウエハＷを収容したカセットＣが、
本装置の外部から、自動搬送あるいは人手などによっ
て、本装置のロード／アンロード部Ｄに持ち込まれ、ロ
ード／アンロード部Ｄの中のカセット台５４に置かれ
る。
する。まず、被研磨ウエハＷを収容したカセットＣが、
本装置の外部から、自動搬送あるいは人手などによっ
て、本装置のロード／アンロード部Ｄに持ち込まれ、ロ
ード／アンロード部Ｄの中のカセット台５４に置かれ
る。
【００４２】次に、ロード／アンロード部Ｄにあるロボ
ット（第１ロボット５６）が、カセットＣから、被研磨
ウエハＷを取り出す。そしてこの第１ロボット５６がカ
セットＣから取り出したウエハＷを、洗浄部Ｂにある乾
燥状態のウエハＷを反転し搬送する反転機（第１反転機
４２）に渡す。ウエハＷを受け取った第１反転機４２
は、受け取ったウエハＷをその被研磨面が下を向くよう
に反転し、第２ロボット３８に対向する位置まで走行す
る。
ット（第１ロボット５６）が、カセットＣから、被研磨
ウエハＷを取り出す。そしてこの第１ロボット５６がカ
セットＣから取り出したウエハＷを、洗浄部Ｂにある乾
燥状態のウエハＷを反転し搬送する反転機（第１反転機
４２）に渡す。ウエハＷを受け取った第１反転機４２
は、受け取ったウエハＷをその被研磨面が下を向くよう
に反転し、第２ロボット３８に対向する位置まで走行す
る。
【００４３】次に、第２ロボット３８が、第１反転機４
２に対向するように回転し、乾燥状態のウエハＷを持つ
ハンドで第１反転機４２が持っていたウエハＷを受け取
る。そして、この第２ロボット３８は、研磨部Ａにある
ロータリートランスポータ２６に対向するように回転
し、ロータリートランスポータ２６の洗浄部Ｂ側の受け
渡し位置にあるプッシャ２４、すなわち第２ロボット３
８に近い方のプッシャ２４にウエハＷを渡す。
２に対向するように回転し、乾燥状態のウエハＷを持つ
ハンドで第１反転機４２が持っていたウエハＷを受け取
る。そして、この第２ロボット３８は、研磨部Ａにある
ロータリートランスポータ２６に対向するように回転
し、ロータリートランスポータ２６の洗浄部Ｂ側の受け
渡し位置にあるプッシャ２４、すなわち第２ロボット３
８に近い方のプッシャ２４にウエハＷを渡す。
【００４４】研磨部Ａでは、以下に述べるように、３つ
のトップリング１６において位相を約１／３ずつ異なら
せるように研磨動作を行っている。すなわち、図１に示
すように、１つのウエハＷは、研磨テーブル１２の研磨
加工面１０上のロータリートランスポータ２６に対向す
る第１の研磨位置において、全研磨時間の約１／３の時
間の第１段研磨を行い、さらにこの位置から研磨テーブ
ル１２の回転方向１２０度下流側の第２の研磨位置に移
動して第２段研磨を行い、さらにこの位置から研磨テー
ブル１２の回転方向１２０度下流側の第３の研磨位置に
移動して第３段研磨を行なう。第１の研磨位置は、ウエ
ハＷの交換位置であるので、交換作業の時間の分だけ、
ここでの研磨時間は他の位置よりも短くなる。ウエハＷ
の研磨と並行して、研磨加工面１０上では、ドレッサ２
８によって研磨加工面１０のドレッシングが行われる。
のトップリング１６において位相を約１／３ずつ異なら
せるように研磨動作を行っている。すなわち、図１に示
すように、１つのウエハＷは、研磨テーブル１２の研磨
加工面１０上のロータリートランスポータ２６に対向す
る第１の研磨位置において、全研磨時間の約１／３の時
間の第１段研磨を行い、さらにこの位置から研磨テーブ
ル１２の回転方向１２０度下流側の第２の研磨位置に移
動して第２段研磨を行い、さらにこの位置から研磨テー
ブル１２の回転方向１２０度下流側の第３の研磨位置に
移動して第３段研磨を行なう。第１の研磨位置は、ウエ
ハＷの交換位置であるので、交換作業の時間の分だけ、
ここでの研磨時間は他の位置よりも短くなる。ウエハＷ
の研磨と並行して、研磨加工面１０上では、ドレッサ２
８によって研磨加工面１０のドレッシングが行われる。
【００４５】この工程をより具体的に説明する。第３の
研磨位置で研磨されているウエハＷの研磨が終了する
と、その研磨済みウエハＷを保持するトップリング１６
が上昇し、トップリング保持体１８が１２０度回転し
て、該トップリング１６が受け渡し位置（第１の研磨位
置）に来る。トップリング保持体１８が回転する場合に
は、必要に応じてドレッサ２８を退避させる。次に、ト
ップリング１６は支持アーム２２に沿ってトップリング
保持体１８の外方向へ移動し、研磨テーブル１２側の受
け渡し位置に来ているプッシャ２４の上方の位置に来
る。そして、トップリング１６は昇降用のエア・シリン
ダによって降下させられて、プッシャ２４と接触し（当
接し）、研磨の終了したウエハＷをこのプッシャ２４に
渡し、次いで上昇して待機する。
研磨位置で研磨されているウエハＷの研磨が終了する
と、その研磨済みウエハＷを保持するトップリング１６
が上昇し、トップリング保持体１８が１２０度回転し
て、該トップリング１６が受け渡し位置（第１の研磨位
置）に来る。トップリング保持体１８が回転する場合に
は、必要に応じてドレッサ２８を退避させる。次に、ト
ップリング１６は支持アーム２２に沿ってトップリング
保持体１８の外方向へ移動し、研磨テーブル１２側の受
け渡し位置に来ているプッシャ２４の上方の位置に来
る。そして、トップリング１６は昇降用のエア・シリン
ダによって降下させられて、プッシャ２４と接触し（当
接し）、研磨の終了したウエハＷをこのプッシャ２４に
渡し、次いで上昇して待機する。
【００４６】この実施の形態の研磨装置では、磁気軸受
８０，８２を用いて研磨テーブル１２の姿勢制御を行な
うことにより、研磨中にトップリング１６が研磨動作を
終えて研磨テーブル１２上から離間したり、逆に研磨動
作を開始するために研磨テーブル１２上にランディング
しても、あるいはドレッサ２８が同様な工程を行った場
合でも、研磨テーブル１２の姿勢を安定に保つことがで
きる。また、磁気軸受８０，８２により研磨テーブル１
２を非接触で支持しているので、研磨テーブル１２の回
転が滑らかであり、高い平坦度を得ることができる。さ
らに、研磨テーブル１２をその外周部において支持する
ことにより、研磨テーブル１２への荷重を分散させて変
形を押さえつつ安定に支持することができる。
８０，８２を用いて研磨テーブル１２の姿勢制御を行な
うことにより、研磨中にトップリング１６が研磨動作を
終えて研磨テーブル１２上から離間したり、逆に研磨動
作を開始するために研磨テーブル１２上にランディング
しても、あるいはドレッサ２８が同様な工程を行った場
合でも、研磨テーブル１２の姿勢を安定に保つことがで
きる。また、磁気軸受８０，８２により研磨テーブル１
２を非接触で支持しているので、研磨テーブル１２の回
転が滑らかであり、高い平坦度を得ることができる。さ
らに、研磨テーブル１２をその外周部において支持する
ことにより、研磨テーブル１２への荷重を分散させて変
形を押さえつつ安定に支持することができる。
【００４７】プロセスによってはウエハＷが取出された
トップリング１６のウエハ保持面を別途設けたトップリ
ング洗浄ノズル（図示せず）から噴出する規定圧力液体
（純水、薬液）によって適宜に洗浄してもよい。砥液材
質やプロセスによってはノズル自体を洗浄するための洗
浄液を流してもよい。また、搬送ロボット３８，４０、
反転機４２，４４、ロータリートランスポータ２６等に
適宜に自己洗浄機能を設け、プロセスに応じて適当なタ
イミングで自身を洗浄してもよい。
トップリング１６のウエハ保持面を別途設けたトップリ
ング洗浄ノズル（図示せず）から噴出する規定圧力液体
（純水、薬液）によって適宜に洗浄してもよい。砥液材
質やプロセスによってはノズル自体を洗浄するための洗
浄液を流してもよい。また、搬送ロボット３８，４０、
反転機４２，４４、ロータリートランスポータ２６等に
適宜に自己洗浄機能を設け、プロセスに応じて適当なタ
イミングで自身を洗浄してもよい。
【００４８】上記の動作で研磨済のウエハＷを受け取っ
た後、ロータリートランスポータ２６が１８０度回転
し、研磨済のウエハＷを受け取ったプッシャ２４が洗浄
部Ｂ側の受け渡し位置にきて、未研磨のウエハＷを持っ
たプッシャ２４が研磨テーブル１２側の受け渡し位置に
来るようにする。そして、上方で待機していたトップリ
ング１６が再度降下し、プッシャ２４の上に置かれてい
るウエハＷを真空吸着して受け取って、上昇する。次に
研磨するウエハＷを受け取ったトップリング１６は、再
びその支持アーム２２に沿ってトップリング保持体１８
の回転中心に向かって内方向へ移動し、研磨テーブル１
２上の研磨加工面１０の上に来る。ロータリートランス
ポータ２６の回転動作が終わるとドレッサ２８が動作位
置に戻ってドレッシングを行なう。
た後、ロータリートランスポータ２６が１８０度回転
し、研磨済のウエハＷを受け取ったプッシャ２４が洗浄
部Ｂ側の受け渡し位置にきて、未研磨のウエハＷを持っ
たプッシャ２４が研磨テーブル１２側の受け渡し位置に
来るようにする。そして、上方で待機していたトップリ
ング１６が再度降下し、プッシャ２４の上に置かれてい
るウエハＷを真空吸着して受け取って、上昇する。次に
研磨するウエハＷを受け取ったトップリング１６は、再
びその支持アーム２２に沿ってトップリング保持体１８
の回転中心に向かって内方向へ移動し、研磨テーブル１
２上の研磨加工面１０の上に来る。ロータリートランス
ポータ２６の回転動作が終わるとドレッサ２８が動作位
置に戻ってドレッシングを行なう。
【００４９】トップリング１６はトップリング１６昇降
用エア・シリンダによって降下させられて、トップリン
グ１６に保持されたウエハＷの被研磨面を研磨加工面１
０に所定の押付け圧力で押し付けて、研磨を開始する。
この間、他の２つのトップリング１６はトップリング保
持体１８の回転の間も含めて研磨を継続している。な
お、トップリング保持体１８の回転動作を円滑に行なう
ために、トップリング保持体１８自体を上昇させて全部
のトップリング１６に保持されたウエハＷを研磨加工面
１０から離すようにしてもよい。
用エア・シリンダによって降下させられて、トップリン
グ１６に保持されたウエハＷの被研磨面を研磨加工面１
０に所定の押付け圧力で押し付けて、研磨を開始する。
この間、他の２つのトップリング１６はトップリング保
持体１８の回転の間も含めて研磨を継続している。な
お、トップリング保持体１８の回転動作を円滑に行なう
ために、トップリング保持体１８自体を上昇させて全部
のトップリング１６に保持されたウエハＷを研磨加工面
１０から離すようにしてもよい。
【００５０】未研磨のあるいは研磨途中のウエハＷを保
持するトップリング１６が降下して、ウエハＷの被研磨
面が研磨加工面１０に接触する前にトップリング１６が
回転を始める。一方、研磨テーブル１２は研磨装置稼働
時には常時回転しており、トップリング１６と研磨テー
ブル１２がそれぞれ回転している状態で研磨が行われ
る。研磨中、研磨加工面１０が研磨布である場合には研
磨加工面１０に上方のノズル１４から研磨液（砥液）が
供給され、研磨加工面１０が砥石１１の場合にはノズル
１４から純水が供給される。
持するトップリング１６が降下して、ウエハＷの被研磨
面が研磨加工面１０に接触する前にトップリング１６が
回転を始める。一方、研磨テーブル１２は研磨装置稼働
時には常時回転しており、トップリング１６と研磨テー
ブル１２がそれぞれ回転している状態で研磨が行われ
る。研磨中、研磨加工面１０が研磨布である場合には研
磨加工面１０に上方のノズル１４から研磨液（砥液）が
供給され、研磨加工面１０が砥石１１の場合にはノズル
１４から純水が供給される。
【００５１】あるウエハＷの研磨が終了すると、上述し
たように、その研磨済のウエハＷを保持するトップリン
グ１６について、ロータリートランスポータ２６との間
で、研磨済のウエハＷを排出して、未研磨のウエハＷを
吸着するという、ウエハＷの着脱が行われる。３個のト
ップリング１６が、その保持するウエハＷの研磨終了に
従って、順次、ロータリートランスポータ２６との間で
ウエハＷの受け渡しを行なうが、その間に、第２ロボッ
ト３８とロータリートランスポータ２６との間でウエハ
Ｗの受け渡しが行われる。すなわち、第２ロボット３８
がロータリートランスポータ２６から研磨済のウエハＷ
を取り出し、そして未研磨のウエハＷをロータリートラ
ンスポータ２６に渡す。
たように、その研磨済のウエハＷを保持するトップリン
グ１６について、ロータリートランスポータ２６との間
で、研磨済のウエハＷを排出して、未研磨のウエハＷを
吸着するという、ウエハＷの着脱が行われる。３個のト
ップリング１６が、その保持するウエハＷの研磨終了に
従って、順次、ロータリートランスポータ２６との間で
ウエハＷの受け渡しを行なうが、その間に、第２ロボッ
ト３８とロータリートランスポータ２６との間でウエハ
Ｗの受け渡しが行われる。すなわち、第２ロボット３８
がロータリートランスポータ２６から研磨済のウエハＷ
を取り出し、そして未研磨のウエハＷをロータリートラ
ンスポータ２６に渡す。
【００５２】このような研磨工程においては、研磨テー
ブル１２の研磨加工面１０はドレッサ２８により定常的
にドレッシングされており、その研磨加工面１０の再生
効果は第１の研磨位置では完全に維持され、第２及び第
３の研磨位置では、その上流の研磨作業によって減少す
る。従って、複数のウエハＷを同時に研磨する際に、研
磨加工面１０上のドレッシング効果の残存量に応じた研
磨位置を状況に応じて使い分けることにより、より効果
的な研磨を行なうことができる。
ブル１２の研磨加工面１０はドレッサ２８により定常的
にドレッシングされており、その研磨加工面１０の再生
効果は第１の研磨位置では完全に維持され、第２及び第
３の研磨位置では、その上流の研磨作業によって減少す
る。従って、複数のウエハＷを同時に研磨する際に、研
磨加工面１０上のドレッシング効果の残存量に応じた研
磨位置を状況に応じて使い分けることにより、より効果
的な研磨を行なうことができる。
【００５３】この実施の形態では、研磨加工面１０が、
研磨中に砥粒を自生するような砥石１１で構成されてい
る、いわゆる固定砥粒方式の研磨であり、ドレッシング
によって砥粒が生成する。従って、第１の研磨位置で
は、近傍に豊富に存在する砥粒を利用して、加工速度が
大きい必要がある初期の段差の研磨を行い、第２の研磨
位置では、加工速度が中程度でよい第２段研磨を行い、
第３の研磨位置では仕上げ研磨を行なう。
研磨中に砥粒を自生するような砥石１１で構成されてい
る、いわゆる固定砥粒方式の研磨であり、ドレッシング
によって砥粒が生成する。従って、第１の研磨位置で
は、近傍に豊富に存在する砥粒を利用して、加工速度が
大きい必要がある初期の段差の研磨を行い、第２の研磨
位置では、加工速度が中程度でよい第２段研磨を行い、
第３の研磨位置では仕上げ研磨を行なう。
【００５４】なお、上記では、ウエハＷを３つの研磨位
置に同じ方向に順次移動させてシリーズに研磨を行なう
場合を説明したが、移動の仕方は適宜設定することがで
き、例えば、ウエハＷを第３の研磨位置から逆方向に移
動させてもよく、また、異なるタイプのウエハＷを研磨
する場合等において、ウエハＷをそれぞれの位置のみで
研磨してもよい。
置に同じ方向に順次移動させてシリーズに研磨を行なう
場合を説明したが、移動の仕方は適宜設定することがで
き、例えば、ウエハＷを第３の研磨位置から逆方向に移
動させてもよく、また、異なるタイプのウエハＷを研磨
する場合等において、ウエハＷをそれぞれの位置のみで
研磨してもよい。
【００５５】さらに、上記のような構成の研磨装置にお
いて、各研磨位置において同量の研磨量を得たい場合が
考えられるが、これは、トップリング１６の押し付け圧
力及び／又は回転速度すなわち摺動速度を変えることに
より、調整することができる。例えば、ドレッシング効
果の残存量が多い第１の研磨位置では研磨荷重及び／又
は回転速度を小さくし、ドレッシング効果の残存量が小
さい第２及び第３の研磨位置では、研磨荷重及び／又は
摺動速度を大きくして研磨を行なうことにより、トップ
リング１６間での研磨量の不均一をなくすように制御す
ることができる。なお、この場合は、各研磨位置での研
磨量を均一にするためにトップリング１６の研磨荷重及
び／又は摺動速度を調整するようにしたが、各研磨位置
で研磨量に意図的に差を設けるためにこのような方法を
用いてもよいことは言うまでもない。
いて、各研磨位置において同量の研磨量を得たい場合が
考えられるが、これは、トップリング１６の押し付け圧
力及び／又は回転速度すなわち摺動速度を変えることに
より、調整することができる。例えば、ドレッシング効
果の残存量が多い第１の研磨位置では研磨荷重及び／又
は回転速度を小さくし、ドレッシング効果の残存量が小
さい第２及び第３の研磨位置では、研磨荷重及び／又は
摺動速度を大きくして研磨を行なうことにより、トップ
リング１６間での研磨量の不均一をなくすように制御す
ることができる。なお、この場合は、各研磨位置での研
磨量を均一にするためにトップリング１６の研磨荷重及
び／又は摺動速度を調整するようにしたが、各研磨位置
で研磨量に意図的に差を設けるためにこのような方法を
用いてもよいことは言うまでもない。
【００５６】ロータリートランスポータ２６から第２ロ
ボット３８によって取り出された研磨済のウエハＷは、
洗浄部Ｂでの洗浄工程へと移される。この時、第２ロボ
ット３８はその湿潤状態のウエハＷ用のハンドによって
研磨済のウエハＷを取り出し、１８０度回転して、湿潤
状態のウエハＷを反転する第２反転機４４にこのウエハ
Ｗを渡す。
ボット３８によって取り出された研磨済のウエハＷは、
洗浄部Ｂでの洗浄工程へと移される。この時、第２ロボ
ット３８はその湿潤状態のウエハＷ用のハンドによって
研磨済のウエハＷを取り出し、１８０度回転して、湿潤
状態のウエハＷを反転する第２反転機４４にこのウエハ
Ｗを渡す。
【００５７】研磨が終了したウエハＷの洗浄部Ｂでの洗
浄は、以下のようにして行われる。第２ロボット３８に
よって第２反転機４４に持ち込まれたウエハＷは、ここ
で、研磨された面が上を向くように反転させられる。こ
の反転させられたウエハＷを、走行する第３ロボット４
０が第２反転機４４の側方から取り出す。ウエハＷを受
け取った第３ロボット４０は、まず１段目の洗浄ユニッ
ト３２に対向する位置へ行って、１段目の洗浄ユニット
３２にウエハＷを渡す。このウエハＷの受け渡しでは、
ロボットのハンドとして、湿潤状態のウエハＷを持つハ
ンドが用いられる。１段目の洗浄ユニット３２は、ウエ
ハＷの周囲をコロで把持して比較的低速で回転しつつロ
ール型のスポンジでウエハＷの両面を洗浄する。
浄は、以下のようにして行われる。第２ロボット３８に
よって第２反転機４４に持ち込まれたウエハＷは、ここ
で、研磨された面が上を向くように反転させられる。こ
の反転させられたウエハＷを、走行する第３ロボット４
０が第２反転機４４の側方から取り出す。ウエハＷを受
け取った第３ロボット４０は、まず１段目の洗浄ユニッ
ト３２に対向する位置へ行って、１段目の洗浄ユニット
３２にウエハＷを渡す。このウエハＷの受け渡しでは、
ロボットのハンドとして、湿潤状態のウエハＷを持つハ
ンドが用いられる。１段目の洗浄ユニット３２は、ウエ
ハＷの周囲をコロで把持して比較的低速で回転しつつロ
ール型のスポンジでウエハＷの両面を洗浄する。
【００５８】１段目の洗浄ユニット３２での洗浄が終わ
ると、第３ロボット４０が洗浄の終わったウエハＷを１
段目の洗浄ユニット３２から取り出し、２段目の洗浄ユ
ニット３４に運んで、２段目の洗浄ユニット３４にこの
ウエハＷを渡す。２段目の洗浄ユニット３４は、ウエハ
Ｗを保持した保持体５０を比較的高速で回転しつつ、ウ
エハＷの両面または研磨された面に洗浄液のジェットを
吹き付けて洗浄する。
ると、第３ロボット４０が洗浄の終わったウエハＷを１
段目の洗浄ユニット３２から取り出し、２段目の洗浄ユ
ニット３４に運んで、２段目の洗浄ユニット３４にこの
ウエハＷを渡す。２段目の洗浄ユニット３４は、ウエハ
Ｗを保持した保持体５０を比較的高速で回転しつつ、ウ
エハＷの両面または研磨された面に洗浄液のジェットを
吹き付けて洗浄する。
【００５９】２段目の洗浄ユニット３４での洗浄が終わ
ると、第３ロボット４０が洗浄の終わったウエハＷを２
段目の洗浄ユニット３４から取り出し、３段目の洗浄ユ
ニット３６に運んで、３段目の洗浄ユニット３６にこの
ウエハＷを渡す。このウエハＷの受け渡しでは、ロボッ
トのハンドとして、湿潤状態のウエハＷを持つハンドが
用いられる。３段目の洗浄ユニット３６は、ウエハＷを
保持した保持体５０を比較的高速で回転しつつ、ウエハ
Ｗの研磨された面をペンシル型のスポンジで洗浄し、そ
の後、高速で回転させてスピン乾燥を行なう。
ると、第３ロボット４０が洗浄の終わったウエハＷを２
段目の洗浄ユニット３４から取り出し、３段目の洗浄ユ
ニット３６に運んで、３段目の洗浄ユニット３６にこの
ウエハＷを渡す。このウエハＷの受け渡しでは、ロボッ
トのハンドとして、湿潤状態のウエハＷを持つハンドが
用いられる。３段目の洗浄ユニット３６は、ウエハＷを
保持した保持体５０を比較的高速で回転しつつ、ウエハ
Ｗの研磨された面をペンシル型のスポンジで洗浄し、そ
の後、高速で回転させてスピン乾燥を行なう。
【００６０】上記の３段目の洗浄ユニット３６での乾燥
までの工程を終えたウエハＷは、ロード／アンロード部
Ｄにある第３ロボット４０によって、３段目の洗浄ユニ
ット３６から取り出され、第１ロボット５６を介して、
元のカセットＣに戻される。このようにして、この研磨
装置においては、ウエハはいわゆるドライイン−ドライ
アウトの工程を経て、クリーンルーム内を次工程へと別
途手段によって搬送される。
までの工程を終えたウエハＷは、ロード／アンロード部
Ｄにある第３ロボット４０によって、３段目の洗浄ユニ
ット３６から取り出され、第１ロボット５６を介して、
元のカセットＣに戻される。このようにして、この研磨
装置においては、ウエハはいわゆるドライイン−ドライ
アウトの工程を経て、クリーンルーム内を次工程へと別
途手段によって搬送される。
【００６１】なお、上記のような磁気軸受を用いる他
に、研磨テーブル１２を非接触で支持する方法として
は、図４に示すように、加圧気体等の流体圧力を用いて
軸受を構成する静圧軸受８４，８６を用いることもでき
る。これによって、より簡単な構成で負荷荷重に応じた
姿勢制御を行なうことができる。
に、研磨テーブル１２を非接触で支持する方法として
は、図４に示すように、加圧気体等の流体圧力を用いて
軸受を構成する静圧軸受８４，８６を用いることもでき
る。これによって、より簡単な構成で負荷荷重に応じた
姿勢制御を行なうことができる。
【００６２】図５及び図６は、さらに他の研磨テーブル
１２の支持構造を示すもので、この実施の形態では、研
磨テーブル１２と一体の支柱１３を上下の軸受８８で支
持する構造となっている。この場合、駆動力は駆動モー
タ９０による回転力をプーリ９２を介して支柱に伝達す
る。
１２の支持構造を示すもので、この実施の形態では、研
磨テーブル１２と一体の支柱１３を上下の軸受８８で支
持する構造となっている。この場合、駆動力は駆動モー
タ９０による回転力をプーリ９２を介して支柱に伝達す
る。
【００６３】この実施の形態においては、研磨テーブル
１２の内部に温度調節用熱媒体を流すための温調流路９
４が形成されている。この温調流路９４は、図６（ａ）
又は図６（ｂ）に示すように、研磨テーブル１２の全面
をカバーするように形成され、支柱１３を貫通する往復
の流体流路と連絡している。この流体流路は、流体継手
９６を介して外部の熱媒体供給及び導出用の配管１５
０，１５２に連絡している。このように、研磨テーブル
１２の温度調節を行なうことにより、研磨テーブル１２
の変形を防止するとともに、研磨加工面１０の温度を一
定に維持して、化学機械研磨における加工速度の変動を
抑えることができる。なお、図７は、温調流路９４に連
通する一方の配管（この例では給液側）１５４を上側か
ら研磨テーブル１２の中心の流体継手１５６に接続した
ものである。これにより、支柱１３の内部の流体流路や
流体継手の構成を過度に複雑にしないで済む。
１２の内部に温度調節用熱媒体を流すための温調流路９
４が形成されている。この温調流路９４は、図６（ａ）
又は図６（ｂ）に示すように、研磨テーブル１２の全面
をカバーするように形成され、支柱１３を貫通する往復
の流体流路と連絡している。この流体流路は、流体継手
９６を介して外部の熱媒体供給及び導出用の配管１５
０，１５２に連絡している。このように、研磨テーブル
１２の温度調節を行なうことにより、研磨テーブル１２
の変形を防止するとともに、研磨加工面１０の温度を一
定に維持して、化学機械研磨における加工速度の変動を
抑えることができる。なお、図７は、温調流路９４に連
通する一方の配管（この例では給液側）１５４を上側か
ら研磨テーブル１２の中心の流体継手１５６に接続した
ものである。これにより、支柱１３の内部の流体流路や
流体継手の構成を過度に複雑にしないで済む。
【００６４】図８に示すのは、図５に示す実施の形態の
変形例であり、ここでは支柱１３の内部を貫通する流路
に供給配管１５８より研磨液が供給されており、この貫
通流路の上端に、研磨加工面１０に開口する研磨液供給
ノズル１６０が設けられている。このように、研磨液を
研磨テーブル１２の内部流路から研磨加工面１０に供給
することにより、研磨テーブル１２の上方に研磨液ノズ
ルを設ける必要がないので、これがトップリング１６や
トップリング保持体と干渉することなく、ウエハＷの交
換等の動作が円滑に行われる。
変形例であり、ここでは支柱１３の内部を貫通する流路
に供給配管１５８より研磨液が供給されており、この貫
通流路の上端に、研磨加工面１０に開口する研磨液供給
ノズル１６０が設けられている。このように、研磨液を
研磨テーブル１２の内部流路から研磨加工面１０に供給
することにより、研磨テーブル１２の上方に研磨液ノズ
ルを設ける必要がないので、これがトップリング１６や
トップリング保持体と干渉することなく、ウエハＷの交
換等の動作が円滑に行われる。
【００６５】この実施の形態においては、個々のトップ
リング１６の回転駆動用モータに負荷されるトルクを検
知するセンサ（図示略）と、このセンサの検出値に基づ
いて当該トップリング１６の回転及び押圧動作を制御す
る制御部１６２が設けられている。
リング１６の回転駆動用モータに負荷されるトルクを検
知するセンサ（図示略）と、このセンサの検出値に基づ
いて当該トップリング１６の回転及び押圧動作を制御す
る制御部１６２が設けられている。
【００６６】図９は、この制御部１６２による制御の例
を示すもので、被研磨面があるレベルまで平坦化した後
は研磨トルクが低下するという固定砥粒方式の特徴を利
用して、終点検知及び／又は所定の仕上げ研磨を行なう
ようにしたものである。すなわち、ステップ１では、ト
ップリング１６の押圧力及び回転数をそれぞれ例えば５
００ｇｆ／ｃｍ２、１００ｒｐｍに設定して、通常の研
磨が行われる。ウエハＷの表面の凹凸が残っている間は
研磨が進行し、トップリング１６の駆動モータのトルク
は所定値を維持する。
を示すもので、被研磨面があるレベルまで平坦化した後
は研磨トルクが低下するという固定砥粒方式の特徴を利
用して、終点検知及び／又は所定の仕上げ研磨を行なう
ようにしたものである。すなわち、ステップ１では、ト
ップリング１６の押圧力及び回転数をそれぞれ例えば５
００ｇｆ／ｃｍ２、１００ｒｐｍに設定して、通常の研
磨が行われる。ウエハＷの表面の凹凸が残っている間は
研磨が進行し、トップリング１６の駆動モータのトルク
は所定値を維持する。
【００６７】被研磨面が所定の平坦度に到達すると、摩
擦力が低下して駆動モータの検知トルクも低下する。ト
ルクの低下を検知すると、制御部１６２は、ステップ２
においてトップリング１６押圧力を１００ｇｆ／ｃｍ２
程度に低下させ、回転数を１０００ｒｐｍ程度に上昇さ
せる。そして、ステップ３において、通常研磨工程より
高回転数、低押圧力の条件下で仕上げ研磨を行なう。仕
上げ研磨を、予め設定した一定時間行った後、ステップ
４において、回転数、押圧力ともに低下させて、研磨を
終了する。このような工程により、１つの研磨装置にお
いて、通常研磨工程と仕上げ研磨工程をそれぞれ時間を
管理した状態で行なうことができる。
擦力が低下して駆動モータの検知トルクも低下する。ト
ルクの低下を検知すると、制御部１６２は、ステップ２
においてトップリング１６押圧力を１００ｇｆ／ｃｍ２
程度に低下させ、回転数を１０００ｒｐｍ程度に上昇さ
せる。そして、ステップ３において、通常研磨工程より
高回転数、低押圧力の条件下で仕上げ研磨を行なう。仕
上げ研磨を、予め設定した一定時間行った後、ステップ
４において、回転数、押圧力ともに低下させて、研磨を
終了する。このような工程により、１つの研磨装置にお
いて、通常研磨工程と仕上げ研磨工程をそれぞれ時間を
管理した状態で行なうことができる。
【００６８】仕上げ研磨工程においては、互いに摺動す
る砥石１１の研磨加工面１０とウエハＷの被研磨面の間
に研磨液等のフィルムが形成されて、摩擦が少ない動的
な安定状態となる、いわゆるハイドロプレーニング現象
を生じる場合がある。従来は、このような現象は研磨効
率を阻害するものとして排除されてきたが、本発明で
は、仕上げ研磨を行なうためにこの現象を利用してい
る。
る砥石１１の研磨加工面１０とウエハＷの被研磨面の間
に研磨液等のフィルムが形成されて、摩擦が少ない動的
な安定状態となる、いわゆるハイドロプレーニング現象
を生じる場合がある。従来は、このような現象は研磨効
率を阻害するものとして排除されてきたが、本発明で
は、仕上げ研磨を行なうためにこの現象を利用してい
る。
【００６９】図１０は、単に平坦な研磨加工面ではな
く、ハイドロプレーニング現象をより起こしやすくする
ような凹凸を付した砥石１１を示すもので、表面を図１
０（ａ）に示すように放射状に分割し、その断面が図１
０（ｂ）に示すように周方向に鋸刃状になるように凹凸
を形成したものである。このような砥石１１は、扇状の
セグメントを基材上に組み合わせて作製してもい。ま
た、図１０（ｃ）は、平板状の砥石１１のセグメントを
基材上にティルティングパッド型に傾斜させて取り付け
たものである。
く、ハイドロプレーニング現象をより起こしやすくする
ような凹凸を付した砥石１１を示すもので、表面を図１
０（ａ）に示すように放射状に分割し、その断面が図１
０（ｂ）に示すように周方向に鋸刃状になるように凹凸
を形成したものである。このような砥石１１は、扇状の
セグメントを基材上に組み合わせて作製してもい。ま
た、図１０（ｃ）は、平板状の砥石１１のセグメントを
基材上にティルティングパッド型に傾斜させて取り付け
たものである。
【００７０】図１１は、図８の研磨装置の制御の他の実
施の形態を示すもので、トップリング１６の昇降の際の
速度を、例えば、トップリング保持体に設けられた遠隔
センサによって測定された、被研磨面と研磨加工面１０
の間の距離に応じて制御するものである。すなわち、被
研磨面と研磨加工面１０の間の距離が小さい時にはトッ
プリング１６の昇降速度も小さくし、両者が一定の間隔
（図の例ではおよそ８ｍｍ）離間したとき（あるいはす
るまで）に、一定の速度を維持するものである。これに
より、両者が離脱又は接触する際にこれらの部材の間に
作用する衝撃を緩和し、安定な研磨作業を行なうことが
できる。
施の形態を示すもので、トップリング１６の昇降の際の
速度を、例えば、トップリング保持体に設けられた遠隔
センサによって測定された、被研磨面と研磨加工面１０
の間の距離に応じて制御するものである。すなわち、被
研磨面と研磨加工面１０の間の距離が小さい時にはトッ
プリング１６の昇降速度も小さくし、両者が一定の間隔
（図の例ではおよそ８ｍｍ）離間したとき（あるいはす
るまで）に、一定の速度を維持するものである。これに
より、両者が離脱又は接触する際にこれらの部材の間に
作用する衝撃を緩和し、安定な研磨作業を行なうことが
できる。
【００７１】図１２は、本発明の第２の実施の形態の研
磨装置を示すもので、本装置の構成は、洗浄部Ｂとロー
ド／アンロード部Ｄに関しては第１の実施の形態の装置
の構成と同じであり、研磨部Ａの構成だけが異なる。
磨装置を示すもので、本装置の構成は、洗浄部Ｂとロー
ド／アンロード部Ｄに関しては第１の実施の形態の装置
の構成と同じであり、研磨部Ａの構成だけが異なる。
【００７２】本装置では、トップリング保持体１８に、
４本の支持アーム２２が設けられ、これにトップリング
１６が３つ、ドレッサ２８が１つが取り付けられてい
る。トップリング１６及びドレッサ２８はそれぞれが取
り付けられた支持アーム２２に沿って半径方向に移動で
きるようになっている。この実施の形態では、研磨テー
ブル１２に対してロータリートランスポータ２６に対向
する待機位置にドレッサ２８の洗浄を行なう洗浄容器２
９が配置されている。研磨部Ａにおける研磨テーブル１
２等の構成は、図２ないし図１１の説明を適用すること
ができる。
４本の支持アーム２２が設けられ、これにトップリング
１６が３つ、ドレッサ２８が１つが取り付けられてい
る。トップリング１６及びドレッサ２８はそれぞれが取
り付けられた支持アーム２２に沿って半径方向に移動で
きるようになっている。この実施の形態では、研磨テー
ブル１２に対してロータリートランスポータ２６に対向
する待機位置にドレッサ２８の洗浄を行なう洗浄容器２
９が配置されている。研磨部Ａにおける研磨テーブル１
２等の構成は、図２ないし図１１の説明を適用すること
ができる。
【００７３】このような構成においても先の実施の形態
と同様の作用を有し、ドレッサ用の支持機構を別に設け
る必要がないので、設備コストを低減させることができ
る。研磨が終了したトップリング１６は、トップリング
保持体１８を回転させることによって交換位置に移動
し、交換を行なうが、トップリング保持体１８が回転し
ている間でも、図１の場合と異なり、ドレッサ２８によ
るドレッシングを行なうことが可能である。
と同様の作用を有し、ドレッサ用の支持機構を別に設け
る必要がないので、設備コストを低減させることができ
る。研磨が終了したトップリング１６は、トップリング
保持体１８を回転させることによって交換位置に移動
し、交換を行なうが、トップリング保持体１８が回転し
ている間でも、図１の場合と異なり、ドレッサ２８によ
るドレッシングを行なうことが可能である。
【００７４】図１３は、本発明の第３の実施の形態の研
磨装置を示すもので、本装置の構成も、洗浄部Ｂとロー
ド／アンロード部Ｄに関しては第１の実施の形態の装置
の構成と同じであり、研磨部Ａの構成だけが異なる。
磨装置を示すもので、本装置の構成も、洗浄部Ｂとロー
ド／アンロード部Ｄに関しては第１の実施の形態の装置
の構成と同じであり、研磨部Ａの構成だけが異なる。
【００７５】この装置では、３つのトップリング１６
が、水平面内で自転可能な支持部材６４の回転軸の周囲
に取り付けられ、さらにこの支持部材６４が水平面内で
旋回可能な旋回ヘッド６６の先端に取り付けられてい
る。この旋回ヘッド６６は、その基端側で支持柱６８に
旋回可能に支持されており、支持アーム２２には、トッ
プリング１６を個別に回転させ、昇降させるためのモー
タとエア・シリンダが設けられている。研磨テーブル１
２の近傍には、ドレッサアーム３０によって保持された
ドレッサ２８が、研磨加工面１０上のドレッシング位置
と研磨テーブル１２の外側の待機位置との間を往復可能
に設けられ、待機位置にはドレッサ２８の洗浄を行なう
洗浄容器２９が配置されている。
が、水平面内で自転可能な支持部材６４の回転軸の周囲
に取り付けられ、さらにこの支持部材６４が水平面内で
旋回可能な旋回ヘッド６６の先端に取り付けられてい
る。この旋回ヘッド６６は、その基端側で支持柱６８に
旋回可能に支持されており、支持アーム２２には、トッ
プリング１６を個別に回転させ、昇降させるためのモー
タとエア・シリンダが設けられている。研磨テーブル１
２の近傍には、ドレッサアーム３０によって保持された
ドレッサ２８が、研磨加工面１０上のドレッシング位置
と研磨テーブル１２の外側の待機位置との間を往復可能
に設けられ、待機位置にはドレッサ２８の洗浄を行なう
洗浄容器２９が配置されている。
【００７６】研磨部Ａには、研磨テーブル１２の側方
に、未研磨ウエハＷと研磨済みウエハＷをそれぞれ保持
するためのプッシャ２４が交互に６個配置されたロータ
リートランスポータ７０が設けられている。旋回ヘッド
６６を支持柱６８まわりに旋回させることにより、トッ
プリング１６へのウエハＷの着脱のために、各トップリ
ング１６がこのロータリートランスポータ７０の上方に
来ることができるようなっている。研磨部Ａにおける研
磨テーブル１２等の構成は、先の図２ないし図１１の説
明を適用することができる。
に、未研磨ウエハＷと研磨済みウエハＷをそれぞれ保持
するためのプッシャ２４が交互に６個配置されたロータ
リートランスポータ７０が設けられている。旋回ヘッド
６６を支持柱６８まわりに旋回させることにより、トッ
プリング１６へのウエハＷの着脱のために、各トップリ
ング１６がこのロータリートランスポータ７０の上方に
来ることができるようなっている。研磨部Ａにおける研
磨テーブル１２等の構成は、先の図２ないし図１１の説
明を適用することができる。
【００７７】この実施の形態では、３つのトップリング
１６に被研磨ウエハＷを一度に交換して、一斉に研磨を
行なうバッチ式の稼動方式が標準となる。以下に、具体
的に説明する。第２ロボット３８が未研磨ウエハＷを、
研磨部Ａへ搬入するべく持ってくるところまでの動作
は、第１の実施の形態の装置での動作と同じである。
１６に被研磨ウエハＷを一度に交換して、一斉に研磨を
行なうバッチ式の稼動方式が標準となる。以下に、具体
的に説明する。第２ロボット３８が未研磨ウエハＷを、
研磨部Ａへ搬入するべく持ってくるところまでの動作
は、第１の実施の形態の装置での動作と同じである。
【００７８】乾燥状態のウエハＷを持つハンドで第１反
転機４２が持っていたウエハＷを受け取った第２ロボッ
ト３８はロータリートランスポータ７０に対向するよう
に回転し、ロータリートランスポータ７０上の第１のロ
ード用プッシャ２４にウエハＷを渡す。ロータリートラ
ンスポータ７０は１枚のウエハＷを受け取るごとに時計
回りに１２０度ずつ回転し、上記の過程が更に２回繰り
返される。これにより、ロータリートランスポータ７０
上の３個のロード用プッシャ２４（第１、第２、および
第３のロード用プッシャ２４）の上に、未研磨ウエハＷ
が各１枚ずつ置かれた状態になる。
転機４２が持っていたウエハＷを受け取った第２ロボッ
ト３８はロータリートランスポータ７０に対向するよう
に回転し、ロータリートランスポータ７０上の第１のロ
ード用プッシャ２４にウエハＷを渡す。ロータリートラ
ンスポータ７０は１枚のウエハＷを受け取るごとに時計
回りに１２０度ずつ回転し、上記の過程が更に２回繰り
返される。これにより、ロータリートランスポータ７０
上の３個のロード用プッシャ２４（第１、第２、および
第３のロード用プッシャ２４）の上に、未研磨ウエハＷ
が各１枚ずつ置かれた状態になる。
【００７９】次に、旋回ヘッド６６が旋回して、それに
支持された３個のトップリング１６をロータリートラン
スポータ７０の上方に位置させる。そして、ロータリー
トランスポータ７０が時計回りに６０度回転して、ロー
タリートランスポータ７０上の３個のプッシャ２４と上
方の３個のトップリング１６が、各々対向するように位
置決めされる。そして、各トップリング１６を昇降させ
るエア・シリンダを動作させて、３個のトップリング１
６を各々降下させ、各々のトップリング１６が対向する
プッシャ２４の上に置かれているウエハＷを真空吸着し
て受け取る。この交換作業の間、ドレッサアーム３０が
回転して研磨テーブル１２上の作業位置に来てドレッシ
ングを行なう。
支持された３個のトップリング１６をロータリートラン
スポータ７０の上方に位置させる。そして、ロータリー
トランスポータ７０が時計回りに６０度回転して、ロー
タリートランスポータ７０上の３個のプッシャ２４と上
方の３個のトップリング１６が、各々対向するように位
置決めされる。そして、各トップリング１６を昇降させ
るエア・シリンダを動作させて、３個のトップリング１
６を各々降下させ、各々のトップリング１６が対向する
プッシャ２４の上に置かれているウエハＷを真空吸着し
て受け取る。この交換作業の間、ドレッサアーム３０が
回転して研磨テーブル１２上の作業位置に来てドレッシ
ングを行なう。
【００８０】ドレッサが待機位置に退避した後、各々の
トップリング１６がウエハＷを受け取り、トップリング
１６が上昇し、さらに旋回ヘッド６６が旋回して、トッ
プリング１６が研磨テーブル１２上の研磨加工面１０の
上方に来る。それから、各トップリング１６とドレッサ
２８が降下し、ウエハＷの被研磨面の研磨が行われる。
トップリング１６がウエハＷを受け取り、トップリング
１６が上昇し、さらに旋回ヘッド６６が旋回して、トッ
プリング１６が研磨テーブル１２上の研磨加工面１０の
上方に来る。それから、各トップリング１６とドレッサ
２８が降下し、ウエハＷの被研磨面の研磨が行われる。
【００８１】研磨中に、先行する研磨で既に研磨済でロ
ータリートランスポータ７０上のアンロード用プッシャ
２４の上に置かれていたウエハＷは第２ロボット３８に
よって排出され、更に、次に研磨されるウエハＷが、上
記の手順によって、ロータリートランスポータ７０上の
ロード用プッシャ２４に供給される。
ータリートランスポータ７０上のアンロード用プッシャ
２４の上に置かれていたウエハＷは第２ロボット３８に
よって排出され、更に、次に研磨されるウエハＷが、上
記の手順によって、ロータリートランスポータ７０上の
ロード用プッシャ２４に供給される。
【００８２】研磨が終了すると、各トップリング１６が
上昇し、旋回ヘッド６６が旋回して、各トップリング１
６がロータリートランスポータ７０の上方に位置するよ
うにされる。そして、ロータリートランスポータ７０上
のアンロード用の３個のプッシャ２４がトップリング１
６の下のそれぞれ対応する位置にあり、各トップリング
１６が降下し、アンロード用プッシャ２４と接触し（当
接し）、研磨の終了したウエハＷをアンロード用プッシ
ャ２４に渡す。
上昇し、旋回ヘッド６６が旋回して、各トップリング１
６がロータリートランスポータ７０の上方に位置するよ
うにされる。そして、ロータリートランスポータ７０上
のアンロード用の３個のプッシャ２４がトップリング１
６の下のそれぞれ対応する位置にあり、各トップリング
１６が降下し、アンロード用プッシャ２４と接触し（当
接し）、研磨の終了したウエハＷをアンロード用プッシ
ャ２４に渡す。
【００８３】研磨の終了したウエハＷをアンロード用プ
ッシャ２４に渡し終えたトップリング１６は上昇し、所
定の位置まで上昇した後、支持部材６４が時計回りに６
０度回転し、それによって、各トップリング１６が、ロ
ータリートランスポータ７０上のロード用プッシャ２４
の上方に位置する。そして、トップリング１６が降下し
て、ロード用プッシャ２４から、未研磨のウエハＷを受
け取る。その後、トップリング１６が上昇し、旋回ヘッ
ド６６が旋回し、各トップリング１６が研磨加工面１０
の上方に位置するようにし、さらにトップリング１６が
降下して次の研磨を行なう。
ッシャ２４に渡し終えたトップリング１６は上昇し、所
定の位置まで上昇した後、支持部材６４が時計回りに６
０度回転し、それによって、各トップリング１６が、ロ
ータリートランスポータ７０上のロード用プッシャ２４
の上方に位置する。そして、トップリング１６が降下し
て、ロード用プッシャ２４から、未研磨のウエハＷを受
け取る。その後、トップリング１６が上昇し、旋回ヘッ
ド６６が旋回し、各トップリング１６が研磨加工面１０
の上方に位置するようにし、さらにトップリング１６が
降下して次の研磨を行なう。
【００８４】一方、研磨が終了してアンロード用プッシ
ャ２４に保持されているウエハＷは、第２ロボット３８
によってアンロード用プッシャ２４から順次持ち出さ
れ、洗浄部Ｂでの洗浄工程へと移される。この時第２ロ
ボット３８は研磨が終了したウエハＷを１枚ずつ搬出す
る。すなわち、第２ロボット３８がその湿潤状態のウエ
ハＷを持つハンドによって１個のアンロード用プッシャ
２４から、１枚の研磨の終了したウエハＷを受け取っ
て、１８０度回転して、湿潤状態のウエハＷを反転する
第２反転機４４にこのウエハＷを渡す。
ャ２４に保持されているウエハＷは、第２ロボット３８
によってアンロード用プッシャ２４から順次持ち出さ
れ、洗浄部Ｂでの洗浄工程へと移される。この時第２ロ
ボット３８は研磨が終了したウエハＷを１枚ずつ搬出す
る。すなわち、第２ロボット３８がその湿潤状態のウエ
ハＷを持つハンドによって１個のアンロード用プッシャ
２４から、１枚の研磨の終了したウエハＷを受け取っ
て、１８０度回転して、湿潤状態のウエハＷを反転する
第２反転機４４にこのウエハＷを渡す。
【００８５】一方、この間、ロータリートランスポータ
７０は１２０度時計回りに回転し、研磨が終了したウエ
ハＷをまだ保持しているアンロード用プッシャ２４を第
２ロボット３８に正対させる。そして、第２反転機４４
にウエハＷを渡し終えた第２ロボット３８が１８０度回
転して再びロータリートランスポータ７０の方に向き、
次の研磨の終了したウエハＷを受け取り、再びこのウエ
ハＷを第２反転機４４に渡す。同様の操作をもう一度繰
り返すことによって、１回の研磨で同時に研磨された３
枚のウエハＷを、順次、洗浄部Ｂに搬送する。研磨が終
了したウエハＷの洗浄部Ｂでの洗浄、およびその後の動
作は、先の第１の実施の形態の装置での動作と同じであ
る。
７０は１２０度時計回りに回転し、研磨が終了したウエ
ハＷをまだ保持しているアンロード用プッシャ２４を第
２ロボット３８に正対させる。そして、第２反転機４４
にウエハＷを渡し終えた第２ロボット３８が１８０度回
転して再びロータリートランスポータ７０の方に向き、
次の研磨の終了したウエハＷを受け取り、再びこのウエ
ハＷを第２反転機４４に渡す。同様の操作をもう一度繰
り返すことによって、１回の研磨で同時に研磨された３
枚のウエハＷを、順次、洗浄部Ｂに搬送する。研磨が終
了したウエハＷの洗浄部Ｂでの洗浄、およびその後の動
作は、先の第１の実施の形態の装置での動作と同じであ
る。
【００８６】図１４ないし図１６は、本発明の他の実施
の形態を示すもので、ここでは、研磨テーブル１２及び
その上の研磨加工面１０は、水平面内でトップリング１
６に対して循環並進運動、すなわち、スクロール運動と
も呼ばれる運動を行っており、これによってウエハＷの
被研磨面と研磨加工面１０との間に相対的な摺動が生じ
て、研磨が行われるタイプのものである。そして、各ト
ップリング１６は、研磨テーブル１２上に延びる３本の
平行な固定された支持アーム２２に個別に取り付けられ
ている。
の形態を示すもので、ここでは、研磨テーブル１２及び
その上の研磨加工面１０は、水平面内でトップリング１
６に対して循環並進運動、すなわち、スクロール運動と
も呼ばれる運動を行っており、これによってウエハＷの
被研磨面と研磨加工面１０との間に相対的な摺動が生じ
て、研磨が行われるタイプのものである。そして、各ト
ップリング１６は、研磨テーブル１２上に延びる３本の
平行な固定された支持アーム２２に個別に取り付けられ
ている。
【００８７】各々の支持アーム２２には、１個のトップ
リング１６と、このトップリング１６を回転させるため
のモータと、このトップリング１６を昇降させるための
エア・シリンダが取り付けられている。各トップリング
１６は、それが取り付けられたアームに沿って移動可能
になっており、これにより、研磨加工面１０の上方の位
置と、研磨テーブル１２側の受け渡し位置にあるプッシ
ャ２４の上方の位置との両方の位置を取れるようになっ
ている。各トップリング１６にそれぞれ対応して、プッ
シャ２４を２個備えたロータリートランスポータ２６が
設けられている。このロータリートランスポータ２６
は、２個のプッシャ２４の中間の点で支持柱２０により
回転可能に支持された図１と同じ形式のものである。た
だし、複数のロータリートランスポータは互いに隣り合
うロータリートランスポータと干渉しないように上下方
向に回転面がずらしてあり、独立に回転可能な構造であ
る。
リング１６と、このトップリング１６を回転させるため
のモータと、このトップリング１６を昇降させるための
エア・シリンダが取り付けられている。各トップリング
１６は、それが取り付けられたアームに沿って移動可能
になっており、これにより、研磨加工面１０の上方の位
置と、研磨テーブル１２側の受け渡し位置にあるプッシ
ャ２４の上方の位置との両方の位置を取れるようになっ
ている。各トップリング１６にそれぞれ対応して、プッ
シャ２４を２個備えたロータリートランスポータ２６が
設けられている。このロータリートランスポータ２６
は、２個のプッシャ２４の中間の点で支持柱２０により
回転可能に支持された図１と同じ形式のものである。た
だし、複数のロータリートランスポータは互いに隣り合
うロータリートランスポータと干渉しないように上下方
向に回転面がずらしてあり、独立に回転可能な構造であ
る。
【００８８】研磨テーブル１２の脇に、ロール状の形状
で研磨加工面１０を直径方向に一度にカバーできる長さ
を有するドレッサ２８が設けられている。このドレッサ
２８は、研磨テーブル１２の両側に設けられたレール１
６４の上に支持されていて、研磨加工面１０への押し付
けと、ロールの軸に直角の方向への往復運動が可能にな
っている。洗浄部Ｂに面した位置にウエハＷを搬送する
ロボット（第４ロボット）１６６が３つのプッシャ２４
にアクセスできるように走行可能に設けられ、これは乾
燥状態のウエハＷを持つハンドと湿潤状態のウエハＷを
持つハンドを有している。
で研磨加工面１０を直径方向に一度にカバーできる長さ
を有するドレッサ２８が設けられている。このドレッサ
２８は、研磨テーブル１２の両側に設けられたレール１
６４の上に支持されていて、研磨加工面１０への押し付
けと、ロールの軸に直角の方向への往復運動が可能にな
っている。洗浄部Ｂに面した位置にウエハＷを搬送する
ロボット（第４ロボット）１６６が３つのプッシャ２４
にアクセスできるように走行可能に設けられ、これは乾
燥状態のウエハＷを持つハンドと湿潤状態のウエハＷを
持つハンドを有している。
【００８９】本装置での動作は、洗浄部Ｂとロード／ア
ンロード部Ｄに関する動作については第１の実施の形態
の装置での動作と同じであり研磨部Ａでの動作だけが異
なる。すなわち、第２ロボット３８が被研磨ウエハＷ
を、研磨部Ａへ搬入するべく研磨部Ａに面する位置まで
搬送してくるまでの動作は、第１の実施の形態の装置で
の動作と同じである。
ンロード部Ｄに関する動作については第１の実施の形態
の装置での動作と同じであり研磨部Ａでの動作だけが異
なる。すなわち、第２ロボット３８が被研磨ウエハＷ
を、研磨部Ａへ搬入するべく研磨部Ａに面する位置まで
搬送してくるまでの動作は、第１の実施の形態の装置で
の動作と同じである。
【００９０】次に、第２ロボット３８は研磨部Ａの第４
ロボット１６６に対向するように回転し、ウエハＷを第
４ロボット１６６に渡す。第４ロボット１６６は、最も
早く次の研磨を始められる状態のトップリング１６に対
応したロータリートランスポータ２６に正対する位置へ
走行し、そのロータリートランスポータ２６上の２個の
プッシャ２４の内で洗浄部Ｂ側の受け渡し位置にあるプ
ッシャ２４、すなわちこの第４ロボット１６６に近い方
のプッシャ２４にウエハＷを渡す。
ロボット１６６に対向するように回転し、ウエハＷを第
４ロボット１６６に渡す。第４ロボット１６６は、最も
早く次の研磨を始められる状態のトップリング１６に対
応したロータリートランスポータ２６に正対する位置へ
走行し、そのロータリートランスポータ２６上の２個の
プッシャ２４の内で洗浄部Ｂ側の受け渡し位置にあるプ
ッシャ２４、すなわちこの第４ロボット１６６に近い方
のプッシャ２４にウエハＷを渡す。
【００９１】一方、研磨テーブル１２上の研磨加工面１
０で研磨されている３枚のウエハＷの内の１枚の研磨が
終了すると、そのウエハＷを保持しているトップリング
１６のみが上昇し、支持アーム２２に沿って移動して、
そのトップリング１６に対応するロータリートランスポ
ータ２６の研磨テーブル１２側の受け渡し位置のプッシ
ャ２４の上方の位置にくる。そしてトップリング１６は
エア・シリンダによって降下させられて、プッシャ２４
と接触し（当接し）、研磨の終了したウエハＷをこのプ
ッシャ２４に渡した後に上昇して待機する。
０で研磨されている３枚のウエハＷの内の１枚の研磨が
終了すると、そのウエハＷを保持しているトップリング
１６のみが上昇し、支持アーム２２に沿って移動して、
そのトップリング１６に対応するロータリートランスポ
ータ２６の研磨テーブル１２側の受け渡し位置のプッシ
ャ２４の上方の位置にくる。そしてトップリング１６は
エア・シリンダによって降下させられて、プッシャ２４
と接触し（当接し）、研磨の終了したウエハＷをこのプ
ッシャ２４に渡した後に上昇して待機する。
【００９２】上記の動作で研磨済のウエハＷを受け取っ
た後、ロータリートランスポータ２６は１８０度回転
し、研磨済のウエハＷを受け取ったプッシャ２４が洗浄
部Ｂ側の受け渡し位置にきて、未研磨のウエハＷを持っ
たプッシャ２４が研磨テーブル１２側の受け渡し位置に
来るようにする。そして、上方で待機していたトップリ
ング１６が再度降下し、プッシャ２４の上に置かれてい
るウエハＷを真空吸着して受け取る。未研磨のウエハＷ
を受け取ったトップリング１６は、再びその支持アーム
２２に沿って移動し、研磨テーブル１２上の研磨加工面
１０の上に来る。そして、トップリング１６はエア・シ
リンダによって降下させられて、トップリング１６に保
持されたウエハＷの被研磨面を研磨加工面１０に所定の
押付け圧力で押し付けて、研磨を開始する。
た後、ロータリートランスポータ２６は１８０度回転
し、研磨済のウエハＷを受け取ったプッシャ２４が洗浄
部Ｂ側の受け渡し位置にきて、未研磨のウエハＷを持っ
たプッシャ２４が研磨テーブル１２側の受け渡し位置に
来るようにする。そして、上方で待機していたトップリ
ング１６が再度降下し、プッシャ２４の上に置かれてい
るウエハＷを真空吸着して受け取る。未研磨のウエハＷ
を受け取ったトップリング１６は、再びその支持アーム
２２に沿って移動し、研磨テーブル１２上の研磨加工面
１０の上に来る。そして、トップリング１６はエア・シ
リンダによって降下させられて、トップリング１６に保
持されたウエハＷの被研磨面を研磨加工面１０に所定の
押付け圧力で押し付けて、研磨を開始する。
【００９３】ここで、研磨テーブル１２及びその上の研
磨加工面１０は、水平面内で、各トップリング１６に対
して、循環並進運動、すなわち、スクロール運動を行っ
ているので、これによってウエハＷの被研磨面と研磨加
工面１０との間に相対的な摺動が生じて研磨が行われ
る。また、研磨中、研磨加工面１０が研磨布である場合
には研磨加工面１０に上方のノズル１４から研磨液（砥
液）が供給されており、研磨加工面１０が砥石１１の場
合にはノズル１４から純水又は薬液が供給されている。
磨加工面１０は、水平面内で、各トップリング１６に対
して、循環並進運動、すなわち、スクロール運動を行っ
ているので、これによってウエハＷの被研磨面と研磨加
工面１０との間に相対的な摺動が生じて研磨が行われ
る。また、研磨中、研磨加工面１０が研磨布である場合
には研磨加工面１０に上方のノズル１４から研磨液（砥
液）が供給されており、研磨加工面１０が砥石１１の場
合にはノズル１４から純水又は薬液が供給されている。
【００９４】あるウエハＷの研磨が終了すると、上述し
たように、その研磨済のウエハＷを保持するトップリン
グ１６について、ロータリートランスポータ２６との間
で、研磨済のウエハＷを排出して、未研磨のウエハＷを
吸着するという、ウエハＷの着脱が行われる。３個のト
ップリング１６が、その保持するウエハＷの研磨終了に
従って、順次、ロータリートランスポータ２６との間で
ウエハＷの受け渡しを行なうが、その間に、第４ロボッ
ト１６６とロータリートランスポータ２６との間でウエ
ハＷの受け渡しが行われる。すなわち、第４ロボット１
６６がロータリートランスポータ２６から研磨済のウエ
ハＷを取り出し、そして未研磨のウエハＷをロータリー
トランスポータ２６に渡す。
たように、その研磨済のウエハＷを保持するトップリン
グ１６について、ロータリートランスポータ２６との間
で、研磨済のウエハＷを排出して、未研磨のウエハＷを
吸着するという、ウエハＷの着脱が行われる。３個のト
ップリング１６が、その保持するウエハＷの研磨終了に
従って、順次、ロータリートランスポータ２６との間で
ウエハＷの受け渡しを行なうが、その間に、第４ロボッ
ト１６６とロータリートランスポータ２６との間でウエ
ハＷの受け渡しが行われる。すなわち、第４ロボット１
６６がロータリートランスポータ２６から研磨済のウエ
ハＷを取り出し、そして未研磨のウエハＷをロータリー
トランスポータ２６に渡す。
【００９５】ロータリートランスポータ２６から第４ロ
ボット１６６によって取り出された研磨済のウエハＷ
は、更に第４ロボット１６６から第２ロボット３８に渡
されて、第２ロボット３８によって洗浄部Ｂでの洗浄工
程へと移される。この時第２ロボット３８はその湿潤状
態のウエハＷを持つハンドによって研磨済のウエハＷを
取り出し、１８０度回転して、湿潤状態のウエハＷを反
転する第２反転機４４にこのウエハＷを渡す。
ボット１６６によって取り出された研磨済のウエハＷ
は、更に第４ロボット１６６から第２ロボット３８に渡
されて、第２ロボット３８によって洗浄部Ｂでの洗浄工
程へと移される。この時第２ロボット３８はその湿潤状
態のウエハＷを持つハンドによって研磨済のウエハＷを
取り出し、１８０度回転して、湿潤状態のウエハＷを反
転する第２反転機４４にこのウエハＷを渡す。
【００９６】一方、所定枚数のウエハＷの研磨がなされ
るごとに、一旦すべてのトップリング１６を上昇させた
状態で、研磨加工面１０上で、ドレッサ２８によって研
磨加工面１０のドレッシングが行われる。本装置では、
ドレッサ２８が研磨加工面１０に押し付けられた状態
で、ドレッサ２８のロールの軸に直角の方向に前後に往
復移動することにより、研磨加工面１０のドレッシング
が行われる。
るごとに、一旦すべてのトップリング１６を上昇させた
状態で、研磨加工面１０上で、ドレッサ２８によって研
磨加工面１０のドレッシングが行われる。本装置では、
ドレッサ２８が研磨加工面１０に押し付けられた状態
で、ドレッサ２８のロールの軸に直角の方向に前後に往
復移動することにより、研磨加工面１０のドレッシング
が行われる。
【００９７】研磨が終了したウエハＷの洗浄部Ｂでの洗
浄、およびその後の動きは、第１の実施の形態の装置で
の動作と同じである。
浄、およびその後の動きは、第１の実施の形態の装置で
の動作と同じである。
【００９８】なお、本実施の形態の装置では、３個のト
ップリング１６の研磨テーブル１２への押し付け位置、
すなわち研磨位置が、研磨テーブル１２の中心すなわち
研磨加工面１０の中心から同一の距離の位置にはなって
いない。よって、第１の実施の形態や第２の実施の形態
の装置と同様に、研磨テーブル１２の動きが回転運動で
あったならば、トップリング１６の位置の違いによって
ウエハＷの被研磨面と研磨加工面１０との相対速度が異
なることから、ウエハＷに所定の研磨を施すのに必要な
研磨時間も異なることになる。よって、各ウエハＷ間で
の研磨時間をほぼ一定にしたい場合には、上記の循環並
進運動が望ましい。しかし、洗浄等の他の処理が１枚ず
つのウエハＷに対して行われることから、もし、トップ
リング１６毎の研磨枚数に差ができてもよい場合には、
研磨テーブル１２の動きは回転運動であってもよい。
ップリング１６の研磨テーブル１２への押し付け位置、
すなわち研磨位置が、研磨テーブル１２の中心すなわち
研磨加工面１０の中心から同一の距離の位置にはなって
いない。よって、第１の実施の形態や第２の実施の形態
の装置と同様に、研磨テーブル１２の動きが回転運動で
あったならば、トップリング１６の位置の違いによって
ウエハＷの被研磨面と研磨加工面１０との相対速度が異
なることから、ウエハＷに所定の研磨を施すのに必要な
研磨時間も異なることになる。よって、各ウエハＷ間で
の研磨時間をほぼ一定にしたい場合には、上記の循環並
進運動が望ましい。しかし、洗浄等の他の処理が１枚ず
つのウエハＷに対して行われることから、もし、トップ
リング１６毎の研磨枚数に差ができてもよい場合には、
研磨テーブル１２の動きは回転運動であってもよい。
【００９９】また、セルフ・ストップ機能を有する砥石
１１で研磨する場合、すなわち所定量の研磨がされると
それ以上は研磨動作を続けても実質的には研磨が進行し
ないような場合には、本実施の形態のトップリング１６
の配置で研磨テーブル１２が回転運動する研磨を行って
も各ウエハＷの段差をほぼゼロにすることができる。
１１で研磨する場合、すなわち所定量の研磨がされると
それ以上は研磨動作を続けても実質的には研磨が進行し
ないような場合には、本実施の形態のトップリング１６
の配置で研磨テーブル１２が回転運動する研磨を行って
も各ウエハＷの段差をほぼゼロにすることができる。
【０１００】なお、研磨テーブル１２を回転運動させて
研磨する装置の場合には、ドレッサ２８が研磨加工面１
０の中心の位置まで走行すれば研磨加工面１０の全面を
ドレッシングすることができるので、研磨と並行してド
レッシングすることも可能になる。
研磨する装置の場合には、ドレッサ２８が研磨加工面１
０の中心の位置まで走行すれば研磨加工面１０の全面を
ドレッシングすることができるので、研磨と並行してド
レッシングすることも可能になる。
【０１０１】
【発明の効果】以上説明したように、複数の基板を１つ
の研磨テーブルによって同時に研磨することができるの
で単位床面積当たりのスループットを大幅に向上させる
ことができ、しかも、個々の基板の研磨作業を個別に制
御可能であるので、個々の基板に応じて研磨作業を制御
することにより、研磨量の過不足等のない均一な研磨を
行なうことができる。
の研磨テーブルによって同時に研磨することができるの
で単位床面積当たりのスループットを大幅に向上させる
ことができ、しかも、個々の基板の研磨作業を個別に制
御可能であるので、個々の基板に応じて研磨作業を制御
することにより、研磨量の過不足等のない均一な研磨を
行なうことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の研磨装置の全体の
構成を示す平面図である。
構成を示す平面図である。
【図２】図１の実施の形態の研磨装置の一部を破断して
示す正面図である。
示す正面図である。
【図３】図１の研磨装置を模式的に示す斜視図である。
【図４】図１の研磨装置の変形例の一部を破断して示す
正面図である。
正面図である。
【図５】図１の研磨装置のさらに他の変形例の一部を破
断して示す正面図である。
断して示す正面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ異なる熱媒体流路パ
ターンを有する研磨テーブルの図５におけるVI−VI線に
沿った断面図である。
ターンを有する研磨テーブルの図５におけるVI−VI線に
沿った断面図である。
【図７】図５の実施の形態の変形例を示す一部を破断し
て示す正面図である。
て示す正面図である。
【図８】図５の実施の形態のさらなる変形例を示す一部
を破断して示す正面図である。
を破断して示す正面図である。
【図９】図８の実施の形態の研磨装置の制御プロセスの
例を示すグラフである。
例を示すグラフである。
【図１０】図８の実施の形態の研磨加工面を形成する砥
石の（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断
面図、（ｃ）同じく他の実施の形態の断面図である。
石の（ａ）平面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断
面図、（ｃ）同じく他の実施の形態の断面図である。
【図１１】図８の実施の形態の他の制御プロセスを示す
グラフである。
グラフである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の研磨装置の全体
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態の研磨装置の全体
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の研磨装置の全体
の構成を示す平面図である。
の構成を示す平面図である。
【図１５】図１４の実施の形態の研磨装置の一部を破断
して示す正面図である。
して示す正面図である。
【図１６】図１４の研磨装置を模式的に示す斜視図であ
る。
る。
【図１７】従来の研磨装置の例を示す断面図である。
【図１８】従来の研磨装置の他の例を示す断面図であ
る。
る。
１０ 研磨加工面 １１ 砥石 １２ 研磨テーブル １２ａ 固定定盤 １２ｂ 可動定盤 １３ 支柱 １４ ノズル １６ トップリング １７ シャフト １７ａ 球面軸受 １８ トップリング保持体 ２０，６６ 支持柱 ２２ 支持アーム ２４ プッシャ ２６，７０ ロータリートランスポータ ２８ ドレッサ ２９ 洗浄容器 ３０ ドレッサアーム ３２，３４，３６ 洗浄ユニット ３８，４０，５６，１６６ ロボット ４２，４４ 反転機 ４６ コロ ４８ スポンジ ５０ 保持体 ５２ カバー ５４ カセット台 ６４ 支持部材 ６６ 旋回ヘッド ８０ スラスト磁気軸受 ８２ ラジアル磁気軸受 ８８ 軸受 ９０ 駆動モータ ９２ プーリ ９４ 温調流路 ９６，１５６ 流体継手 １５０，１５２ 配管 １５８ 供給配管 １６０ 研磨液供給ノズル １６２ 制御部 １６４ レール Ａ 研磨部 Ｂ 洗浄部 Ｃ カセット Ｄ アンロード部 Ｗ ウエハ（基板）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣川 一人 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 松尾 尚典 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株 式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 戸川 哲二 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA09 AA18 AB03 AB04 AB08 AC04 BA01 BA04 CA01 CB01 CB03 DA12 DA17
Claims (12)
- 【請求項１】 研磨加工面を有し、所定の平面内運動を
する研磨テーブルと、 基板を保持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの
前記研磨加工面に対して前記基板を当接させる基板保持
部材とを有し、 前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化学機械
的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置におい
て、 １つの前記研磨テーブルに対して複数の前記基板保持部
材が研磨作業を個別に制御可能に設けられていることを
特徴とする研磨装置。 - 【請求項２】 研磨加工面を有し、所定の平面内運動を
する研磨テーブルと、 基板を保持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの
前記研磨加工面に対して前記基板を当接させる基板保持
部材とを有し、 前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化学機械
的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置におい
て、 １つの前記研磨テーブルに対して複数の前記基板保持部
材が前記研磨加工面に対して個別に接離可能に設けられ
ていることを特徴とする研磨装置。 - 【請求項３】 前記基板保持部材において保持された基
板の研磨の進行状態を検知する検知手段が前記基板保持
部材に対して個別に設けられていることを特徴とする請
求項１又は２に記載の研磨装置。 - 【請求項４】 前記検知手段は、前記基板と前記研磨加
工面の間に液膜が形成された状態であることを検知する
ものであることを特徴とする請求項３に記載の研磨装
置。 - 【請求項５】 前記基板保持部材との間で前記基板を授
受するための授受手段が設けられていることを特徴とす
る請求項１又は２に記載の研磨装置。 - 【請求項６】 前記授受手段は、前記基板保持部材との
前記基板の授受を個別に行なうことを特徴とする請求項
５に記載の研磨装置。 - 【請求項７】 前記授受手段は、前記複数の基板保持部
材との前記基板の授受を一括して行なうことを特徴とす
る請求項５に記載の研磨装置。 - 【請求項８】 研磨加工面を有し、所定の平面内運動を
する研磨テーブルと、 基板を保持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの
前記研磨加工面に対して前記基板を当接させる基板保持
部材とを有し、 前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化学機械
的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置におい
て、 前記研磨加工面が自身で砥粒を発生可能な材質で構成さ
れていることを特徴とする研磨装置。 - 【請求項９】 研磨加工面を有し、所定の平面内運動を
する研磨テーブルと、 基板を保持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの
前記研磨加工面に対して前記基板を当接させる基板保持
部材とを有し、 前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化学機械
的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置におい
て、 前記研磨テーブルを姿勢制御しつつ支持する非接触型軸
受を有することを特徴とする研磨装置。 - 【請求項１０】 研磨加工面を有し、所定の平面内運動
をする研磨テーブルと、 基板を保持し、該基板の被研磨面を前記研磨テーブルの
前記研磨加工面に対して前記基板を当接させる基板保持
部材とを有し、 前記研磨加工面に研磨液を供給することにより化学機械
的研磨作用を生じさせて基板を研磨する研磨装置におい
て、 前記基板保持部材の前記研磨テーブルへの接離速度を前
記基板保持部材と前記研磨加工面との距離に応じて制御
する制御機構を有することを特徴とする研磨装置。 - 【請求項１１】 前記研磨加工面の内側に非研磨加工面
が形成されていることを特徴とする請求項１ないし１０
のいずれかに記載の研磨装置。 - 【請求項１２】 前記複数の基板保持部材の少なくとも
１つは、前記研磨テーブルの中心上に基板を置いて研磨
を行なうことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれ
かに記載の研磨装置。
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2002
- 2002-06-11 US US10/166,093 patent/US6579148B2/en not_active Expired - Fee Related
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