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
- B24B37/11—Lapping tools
- 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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- 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
- 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
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
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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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-
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