JP2003324082A - ポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染を効率的に防止することができるクリー
ンルーム内に設置可能なポリッシング装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 外構ユニットと、該外構ユニット内部を
第１室２７と第２室２６とに仕切りウエハ１６を通過さ
せる開口を有する隔壁１１と、ウエハ１６を収納したカ
セット１３の受け渡しをするロードアンロードブロック
７と、研磨布を上面に貼付したターンテーブル２３と該
研磨布にウエハ１６を押圧するトップリング２２とを有
する第１室２７に配置された研磨ブロック６と、研磨後
のウエハ１６を洗浄液を供給しながら洗浄する洗浄ユニ
ットと洗浄されたウエハ１６を乾燥する乾燥ユニットと
を有する第２室２６に配置された洗浄ブロック９と、第
１室２７から排気する排気手段と、第２室２６から排気
する排気手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリッシング装置に
係り、特に半導体ウエハ等の研磨対象物を平坦かつ鏡面
状に研磨するポリッシング装置の清浄雰囲気を保持する
ための構造に関する。

【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、０．５μｍ以下の光リソグラフィ
の場合、焦点間深度が狭くなるためステッパの結像面の
平坦度を必要とする。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われてい
る。

【０００３】従来、この種のポリッシング装置は、研磨
に砥粒との懸濁液である砥液を使用することからその液
のミスト飛散及び付着後の乾燥による砥粒の飛散や、砥
液に薬液等を使用した場合には有毒ガスを発生する場合
がある。又、ポリッシング装置は比較的大きな動力を使
用するための動力駆動部からの発塵が懸念されるため、
該装置の設置場所はクリーンルーム外となることがあっ
た。

【０００４】しかし、ポリッシング処理以外のウエハ処
理装置、例えばエッチング処理やスパッタリング処理等
の装置はクリーンルーム内に設置されているため、ポリ
ッシング装置をクリーンルーム外へおくことはポリッシ
ング工程が一連の半導体製造工程から外れることとな
り、製造工程の完全自動化を妨げるものである。このた
め近年では、ポリッシング装置全体をケーシングで覆っ
たうえで、他のウエハ処理装置と同じクリーンルームへ
設置されるようになってきた。

【０００５】この種のポリッシング装置は、装置内部で
発生するダストを外へ出さない工夫が必要となり、その
ひとつの方法として本出願人により特願平５−３４２８
３０号特許出願にてクリーンルームに設置可能なポリッ
シング装置が提案されている。

【０００６】また、ポリッシング処理後に砥液が付着し
たウエハは次のウエハ処理工程のために洗浄されなけれ
ばならないが、ポリッシング装置がクリーンルーム内へ
設置されるようになると、ポリッシング後のウエハをポ
リッシング装置内で洗浄しクリーンルーム内へ清浄な状
態で搬出されることが望ましい。なぜならば、砥液が付
着したウエハがクリーンルームを汚染してしまうためで
ある。このため、ポリッシング装置内部に洗浄装置を備
えたものが製造されるようになってきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ポリッシング処理は他
のウエハ処理に比べて、処理によって発生する塵埃やミ
ストが非常に多いため、ポリッシング装置をクリーンル
ーム内に設置した場合、発生する塵埃やミストがクリー
ンルーム内を汚染するという問題点を有する。また、ポ
リッシング装置内に洗浄装置を備えている場合、ポリッ
シング処理によって発生する塵埃やミストが洗浄装置を
汚染するという問題点を有する。また、ポリッシング装
置内に洗浄装置を備えている場合、ポリッシング処理に
よって発生する塵埃やミストが洗浄されて清浄になった
ウエハを汚染してしまうという問題点を有する。更に、
ポリッシング装置を構成する大型の部品等を駆動する動
力駆動部がポリッシング処理によって発生する汚染物質
によって汚染されるという問題点を有する。

【０００８】又、クリーンルームに設置可能なポリッシ
ング装置では、ポリッシング終了後その場でただちにウ
エハをブラシで粗洗浄し、その後ロボットがウェットな
状態でウエハを受け取り洗浄室に搬入し洗浄機に受け渡
す構造が考えられる。一方で、ポリッシングの対象とな
る膜の種類が多くなるにつれ、ポリッシングの砥液も砥
粒濃度の高いもの、酸性やアルカリ性の強いものが使用
されるようになってきた。このためウエハを洗浄室内に
受け取って洗浄機に受け渡す間にウエハ及びロボットか
ら設置床に滴下した水滴が乾燥し、前記粗洗浄で残って
いた砥粒が舞い上がって洗浄後のウエハを汚染したり、
ウエハやロボットの付着水から有害なガスが発生するな
どの問題が懸念される。

【０００９】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、メンテナンスが容易で、ポリッシングによって発生
する塵埃やミストの汚染を効率的に防止することがで
き、クリーンルーム内に設置可能なポリッシング装置を
提供することを目的とする。又、洗浄後のウエハの二次
汚染がなく有害な発生するガスに安全に対処した、クリ
ーンルーム内に設置可能なポリッシング装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のポリッシング装置は、外構ユニットと、
該外構ユニット内部を第１室と第２室とに仕切り研磨対
象物を通過させる開口を有する隔壁と、研磨対象物を収
納したカセットの受け渡しをするロードアンロードブロ
ックと、研磨布を上面に貼付したターンテーブルと該研
磨布に前記研磨対象物を押圧するトップリングとを有す
る前記第１室に配置された研磨ブロックと、研磨後の研
磨対象物を洗浄液を供給しながら洗浄する洗浄ユニット
と洗浄された研磨対象物を乾燥する乾燥ユニットとを有
する前記第２室に配置された洗浄ブロックと、前記第１
室から排気する排気手段と、前記第２室から排気する排
気手段とを備えたことを特徴とする。ここで、前記排気
手段は、ポリッシング装置の設置されたクリーンルー
ム、第２室の内部、第１室の内部の順に圧力が低くなる
ように排気する。

【００１１】本発明の半導体デバイスの製造方法は、半
導体ウエハを研磨した後に洗浄して半導体デバイスを製
造する半導体デバイスの製造方法であって、外構ユニッ
トと、該外構ユニット内部をそれぞれ排気手段により排
気される第１室と第２室とに仕切る隔壁とを有するポリ
ッシング装置をクリーンルームに設置し、半導体ウエハ
を収納したカセットの受け渡しをするロードアンロード
ブロックに配置されたカセットから該半導体ウエハを前
記第１室に配置された研磨ブロックに搬送し、前記研磨
ブロック内で研磨布を上面に貼付したターンテーブルに
前記半導体ウエハをトップリングで押圧して研磨し、研
磨後の半導体ウエハを前記第２室に配置された洗浄ブロ
ックに搬送し、前記洗浄ブロック内で研磨後の半導体ウ
エハを洗浄液を供給しながら洗浄して洗浄された半導体
ウエハを乾燥し、乾燥された半導体ウエハを前記カセッ
トに戻すことを特徴とする。ここで、前記排気手段によ
り前記クリーンルーム、前記第２室の内部、前記第１室
の内部の順に圧力が低くなるように排気する。

【００１２】本発明のポリッシング装置の好ましい態様
は、研磨対象物を収納したカセットの受け渡しをするロ
ードアンロードブロックと、該カセットから研磨対象物
を移動させる搬送ブロックと、研磨対象物を研磨する研
磨ブロックと、研磨後の研磨対象物を洗浄する洗浄ブロ
ックと、装置の運転をコントロールする制御ブロックと
を配置し、これら全体を覆うように周囲及び天井に壁板
を設け、箱状に構成したポリッシング装置であって、研
磨ブロックを配した第１室と、それ以外のロードアンロ
ードブロックと搬送ブロックと洗浄ブロックと制御ブロ
ックを配した第２室となるよう隔壁を設け、後者の室に
はカセットの受け渡し口を、該隔壁には両室間の研磨対
象物の受け渡し穴を設けたことを特徴とする。

【００１３】また、前記隔壁の研磨対象物の受け渡し穴
に、該穴を開閉するシャッターを設けてもよい。

【００１４】また、前記隔壁に前記研磨対象物の受け渡
し穴とは別に穴を設け、この穴に可動の羽板を取り付け
て開口面積調整形のがらりを形成してもよい。

【００１５】また、前記２室のうち、研磨ブロックを配
置した第１室において、ターンテーブルの下面を境とし
て平面状に隔壁を設け、この第１室を上下に２分割し、
この上下２室に貫通する管を設け、各管と各室の間にバ
ルブを設け、このバルブの一端を主管に連絡し、この主
管を装置外部に開口するようにしてもよい。

【００１６】また、ロードアンロードブロックと搬送ブ
ロックと洗浄ブロックと制御ブロックとを配置した前記
第２室において、洗浄ブロックの洗浄槽に貫通する管を
設け、管と槽の間にバルブを設け、このバルブの一端に
管を接続し、この管を装置外部に開口するようにしても
よい。

【００１７】また、本発明のポリッシング装置の好まし
い態様は、研磨対象物を研磨する研磨ブロックを配した
第１室と、研磨対象物を収納したカセットの受け渡しを
するロードアンロードブロックと、研磨対象物を移動さ
せる搬送ブロックと、研磨後のウエハを洗浄する洗浄ブ
ロックと、装置の運転をコントロールする制御ブロック
とを１つの室に配置した第２室の２室からなる箱状のポ
リッシング装置であって、該第２室の天井にファンとフ
ィルタを内蔵したフィルタブロックを配置し、該第２室
のベースと前記第２室内の各ブロックとの間に多数の穴
を上面に有する偏平な管を配置し、この偏平な管と前記
フィルタブロックの間を管で連通したことを特徴とす
る。

【００１８】また、前記偏平な管の上面の穴に羽板を取
り付け、穴の開口面積を調整可能としてもよい。

【００１９】また、前記フィルタブロック内のファンの
空気吸い込み口に、ケミカルフィルタを設けてもよい。

【００２０】また、前記第２室の天井を解放し、前記偏
平な管の下面にファンを取り付け、ファンの吹き出し口
を装置の外部に開口するようにしてもよい。

【００２１】また、ポリッシング装置が配置されたクリ
ーンルーム、前記第２室、前記第１室の順番で内部圧力
が高い方から低い方に空気の流れを形成するようにして
もよい。

【００２２】また、前記研磨対象物を前記第２室を介し
て前記第１室に導入し、前記第１室で研磨された研磨対
象物を第１室から第２室に移送し、前記第２室で洗浄さ
れた研磨対象物を第２室からクリーンルームに取出すよ
うにしてもよい。

【００２３】また、前記洗浄ブロックに、前記第２室に
おける空気の流れに対して反対方向に、清浄度が高くな
る順番に複数の洗浄装置を配置するようにしてもよい。

【００２４】また、本発明のポリッシング装置の好まし
い態様は、外構ユニットと、該外構ユニット内部を第１
室と第２室とに仕切る隔壁と、該隔壁には前記研磨対象
物を通過させる第１の開口を有し、研磨布を上表面に貼
付したターンテーブルと該ターンテーブル上に研磨対象
物を支持し、前記研磨布に押圧するトップリングとを有
する研磨ブロックと、該研磨ブロックは前記第１室に配
置され、研磨後の研磨対象物を洗浄する洗浄ブロックを
前記第２室に備え、前記洗浄ブロックは洗浄液を供給し
ながら研磨対象物を洗浄する洗浄ユニットと、洗浄され
た研磨対象物を乾燥する乾燥ユニットとからなり、研磨
終了後の研磨対象物を前記研磨ブロックから洗浄ブロッ
クに前記第１の開口を通して移送する移送装置と、前記
研磨ブロックから排出する空気を排気する手段とからな
ることを特徴とする。

【００２５】また、前記第２室の下部に配置された複数
の開口を有するダクトヘッダと、前記第２室の排気を該
ダクトを介して排出する排気ファンとを更に備えてもよ
い。

【００２６】上述した本発明によれば、研磨ブロックが
設置された第１室は洗浄ブロック等のその他のブロック
部分が設置された第２室を介してクリーンルームに連通
されている。換言すれば、第１室とクリーンルームとは
直接連通していない。このため、第１室で発生する汚染
物質が直接クリーンルームを汚染することがない。

【００２７】また、研磨ブロックと洗浄ブロック等のそ
の他のブロック部分とが隔壁によって遮断されているた
め、研磨ブロックで発生する汚染物質が洗浄装置等を汚
染することを抑制することができる。

【００２８】また、研磨ブロックが設置された第１室及
びその他のブロック部分が設置された第２室の両室を独
立して、且つ、クリーンルーム、第２室、第１室の順に
圧力が低くなるよう排気するため、排気に見合った清浄
な空気はクリーンルームから供給される。このため、洗
浄された清浄なウエハは、ポリッシング装置内の清浄な
空気の流れに対して逆行する方向に移送されるため、ポ
リッシング処理によって発生する塵埃やミストが清浄な
ウエハを汚染してしまうことがない。

【００２９】さらに、研磨ブロックを配置した第１室を
ポリッシング処理部と動力駆動部とに分けそれぞれを独
立に排気するようにしたため、動力駆動部がポリッシン
グ処理によって発生する汚染物質によって汚染されるこ
とがない。

【００３０】上述した本発明によれば、前記洗浄室の天
井にウエハの移動範囲にウエハ表面で風速０．３〜０．
４ｍ／ｓの清浄な空気を吹き出すＨＥＰＡフィルタとフ
ァンを内蔵したフィルタブロックを設け、該洗浄室の床
面には吹き降りた空気を回収するための開口面積調整が
可能な穴を多数開けた管を設け、このフィルタブロック
と管をダクトでつないで空気が循環できるようにし、ま
た、前記ＨＥＰＡフィルタの吸引側にケミカルフィルタ
の取り付けを可能な構造としている。

【００３１】従って、洗浄室のウエハ移動範囲に清浄な
空気が一様に吹き降りるのでダストの飛散が抑制され、
かつそのダストによる研磨対象物の汚染を防ぐことがで
きる。また発生する有害なガスはケミカルフィルタによ
って除外される。また、装置が充分に清浄な空気のダウ
ンフローのある所へ設置される場合は、天井が解放とな
りフィルタブロックが不要で、降下した空気は設置室の
床面へ排気される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリッシング
装置の実施例を図面に基づいて説明する。

【００３３】図１は、本発明の第１実施例のポリッシン
グ装置５０をクリーンルームに設置した様子を示す。装
置５０のカセット受け渡し口１と操作パネル２のある側
面３Ａが仕切壁３として清浄度の高いワーキングゾーン
４に突出し、その他の側面３Ｂと天井３Ｃが清浄度の低
いユーティリティーゾーン５に解放されている。このポ
リッシング装置５０は、ウエハを収納したカセットの受
け渡しをするロードアンロードブロックと、該カセット
からウエハを移動させる搬送ブロックと、ウエハを研磨
する研磨ブロックと、研磨後のウエハを洗浄する洗浄ブ
ロックと、装置の運転をコントロールする制御ブロック
とを共通のベース上に配置して、これら全体を覆うよう
に周囲及び天井に壁板を設け箱状に構成したものであ
る。

【００３４】図２は装置の内部を示した図である。研磨
ブロック６と、それ以外のロードアンロードブロック
７、搬送ブロック８、洗浄ブロック９、制御ブロック１
０とが隔壁１１によって仕切られ共通ベース１２上に独
立して配置されている。

【００３５】図１に示すカセット受け渡し口１から投入
されたカセット１３は、ロードアンロードブロック７の
ステージ１４に置かれ、センシングセンサ１５によって
収納されたウエハ１６の数と収納棚１７の位置が計測
（ウエハのマッピング）され、その情報が制御ブロック
１０内のコンピュータ１８に記憶される。マッピングを
終了すると搬送ブロック８に搭載されたロボット１９の
フィンガー２０がウエハ１６を取り出してくる。

【００３６】カセット１３から取り出されたウエハ１６
は、ロボット１９のフィンガー２０に捕捉されたまま隔
壁１１のウエハ受け渡し穴２１を通過して、研磨ブロッ
ク６のトップリング２２に装着され回転テーブル２３上
で研磨される。回転テーブル２３の表面には研磨布が貼
り付けられており、砥液が流下された状態で回転テーブ
ル２３が回転し、トップリングに装着されたウエハ１６
が研磨される。

【００３７】研磨後のウエハ１６は、ロボット１９によ
って洗浄ブロック９に移送され、同ブロック内の洗浄槽
２４に装着される。洗浄が終了するとウエハ１６は同ブ
ロック内の乾燥槽２５に装着され、水切り乾燥が行われ
た後ロボット１９によってウエハ１６は洗浄ブロック９
から取り出され、カセット１３の収納棚１７に戻され
る。このようにして一枚のウエハの研磨が終了するが、
引き続き残りのウエハが研磨され、全枚数のウエハが処
理終了したところでカセット１３が交換される。

【００３８】本発明のポリッシング装置によれば、半導
体ウエハはポリッシングブロックで研磨され、研磨され
た半導体ウエハがポリッシングブロックから洗浄ブロッ
クに移される。そして、半導体ウエハは洗浄液で洗浄さ
れ、乾燥される。それ故、半導体ウエハは洗浄され乾燥
された状態で、ポリッシング装置から取出される。

【００３９】図３はポリッシング装置を側面から内部を
見た図である。ポリッシング装置５０は隔壁１１によっ
て仕切られ、研磨ブロック６が配置された第１室２７
と、前記のロードアンロードブロック７と、搬送ブロッ
ク８と、洗浄ブロック９と、制御ブロック１０とが配置
された第２室２６とからなっている。

【００４０】この第１室２７の回転テーブル２３の周囲
には、砥液の飛散防止と回収を行う砥液受け２８が取り
付けられ、これが隔壁となって第１室２７を上下２室２
７ａ，２７ｂに分けている。上部室２７ａにはダクト２
９が開口調整バルブ３０と共に取り付けられ、下部室２
７ｂにもダクト３１が開口調整バルブ３２と共に取り付
けられている。両ダクトは合流し排気口３３からクリー
ンルームの排気管（図示しない）に接続される。

【００４１】ポリッシング中に発生した砥液のミスト
は、上部室２７ａのダクト２９を通って排気口３３から
排気される。また回転テーブル２３の駆動部３４の駆動
ベルトからの塵埃は、ダクト３１を通って排気口３３か
ら排気される。隔壁１１には、ウエハ受け渡し穴２１と
は別に穴３６を設け、この穴に可動の羽板３５を取り付
けて開口面積調整形のがらりを形成する。

【００４２】上部室２７ａの排気に見合う空気は、まず
カセット受け渡し口１から清浄度の高いワーキングゾー
ン４の空気が第２室２６に流入して、次いでこの空気が
隔壁１１に設けられたウエハ受け渡し穴２１及び可動羽
板３５によって開口面積が調整された穴３６を通って上
部室２７ａに流入する。この流入風量は前記可動羽板３
５とバルブ３０によって調整される。

【００４３】下部室２７ｂの発塵は前記砥液ミストに比
べ微量であり、したがって同室の排気量は僅かでよいた
めバルブ３２を絞り加減とし、同室内を僅かに負圧にし
てあり、空気は構成部材間の間隙からの僅かな漏れで補
っている。

【００４４】前述の第２室２６の洗浄ブロック９の洗浄
槽２４と乾燥槽２５にはそれぞれダクト３７ａ，３７ｂ
と開口面積調整バルブ３８，３９が取り付けられ、ダク
ト３７ａと３７ｂは合流し排気口４０からクリーンルー
ムの排気管（図示しない）に接続される。従って、洗浄
槽２４と乾燥槽２５で発生した洗浄水のミストはダクト
３７ａと３７ｂを通って排気口４０より排気される。こ
の排気に見合う吸気は、前述の第２室２７の吸気と共通
でカセット受け渡し口１からなされ、風量の調整はバル
ブ３８，３９によって行われる。

【００４５】隔壁の開口部２１にはシャッター４１が取
り付けられ、メンテナンス時等において第１室２７が開
けられた後、該第１室２７の塵埃が開口２１より第２室
２６側へ逆流しないように該シャッター４１が閉められ
るようになっている。

【００４６】尚、可動羽板３５に代えて、穴３６の大き
さを調整するようにしてもよく、又、穴３６を開閉する
シャッタを更に設けてもよい。又、シャッタに代えて開
閉扉を設けるようにしてもよい。

【００４７】図４はポリッシング装置を上方から見た断
面図である。箱状に形成したポリッシング装置の内部は
研磨ブロック６、洗浄ブロック９、搬送ブロック８、及
び制御ブロック１０等が設置されている。また、研磨ブ
ロック６は仕切壁３を介してワーキングゾーン４から見
て奥側に位置している。

【００４８】図５に基づいてポリッシング装置の清浄な
空気の流入流路を説明する。研磨ブロックを配した第１
室２７及び洗浄ブロックを含む第２室２６の各室は独立
して、且つ、内部の気圧がクリーンルーム４、第２室２
６、第１室２７の順に圧力が低くなるように排気されて
いる。排気は図中のダクト３３及びダクト４０によって
各室の空気を排気する。このため、クリーンルーム（ワ
ーキングゾーン）４の清浄な空気は、ウエハ受け渡し口
から洗浄ブロック等を配した第２室２６に流入し、その
一部が第２室内に設けたダクト４０側に流れる。さら
に、第２室に流入した清浄な空気の一部は仕切壁１１に
設けた開口２１を通過して研磨ブロックを配した第１室
２７に流入し、ダクト３３側に流れる。図５に清浄な空
気の流れを矢印で示す。

【００４９】このように、内部の気圧がクリーンルー
ム、第２室、第１室の順に圧力が低くなるように排気す
るため、清浄な空気が汚染度の低い側から高い側へ流
れ、逆向きの流れは生じない。このため、ポリッシング
装置内で発生する汚染物質がクリーンルーム内に流出し
汚染することがなく、さらに第１室の汚染度の高い空気
が第２室に流出し、洗浄装置等を汚染することがない。

【００５０】また、ポリッシング装置内の各室の排気、
吸気及び気圧を隔壁のもう一つの穴の可動羽板とダクト
に設けたバルブによって任意に調整が可能となる。この
ため、装置内の気流が少ない調整手段で任意にコントロ
ールできる。

【００５１】さらに、内部を単純な形状に分けているた
め、装置内の気流の方向が明確となり、排気設計が容易
である。また、排気ダクトも単純に構成することができ
る。このため排気ダクトを複雑な経路に曲げたり管の長
さが長くなることによる圧損、および内部の形状が複雑
に分割されることによる圧損が小さくなり、高い排気効
率が得られる。

【００５２】次に、図６に基づいてポリッシング装置内
のウエハの通過経路を説明する。ウエハはワーキングゾ
ーン４からポリッシング装置内へ搬入され、洗浄ブロッ
ク等を配した第２室２６を通過し、研磨ブロックを配し
た第１室２７に搬送されて研磨される。ポリッシング処
理は砥液を用いるため、研磨後のウエハには砥液が付着
し汚染されている。研磨後のウエハを清浄な状態にして
クリーンルーム内へ搬出するため、ウエハは第１室から
第２室の洗浄装置９ａに搬送される。ここで洗浄された
ウエハはさらに高い清浄度に洗浄するため洗浄装置９ｂ
に搬送される。洗浄されたウエハは洗浄装置９ｂ内で乾
燥されて、ワーキングゾーン４へ搬送される。図中の矢
印はウエハの流れを示す。

【００５３】このように、洗浄されたウエハの搬出は前
述した清浄な空気の流れに逆行した方向に搬出される。
このためウエハは洗浄装置によって清浄になるととも
に、清浄な方向へと搬送されるため、洗浄されたウエハ
が汚染されることなく搬出される。

【００５４】上述した効果を得るために本発明において
は次に述べるような洗浄装置の配置が考慮されている。
複数の洗浄工程を個別の洗浄装置で行う場合、洗浄後の
ウエハの清浄度にしたがって、複数の洗浄装置を清浄な
空気の流れと逆行する方向に配置する。即ち、洗浄後の
ウエハの清浄度を高くする装置ほど清浄な空気の流れの
上流側に配置する。例えば、図６において、洗浄装置９
ｂは洗浄装置９ａよりウエハを高い清浄度に洗浄するた
め、清浄な空気の上流側（ワーキングゾーン４側）に設
置されている。これにより、複数の洗浄装置間のウエハ
の搬送にも上述した効果を得ることができる。

【００５５】図７は、本発明の第２実施例のポリッシン
グ装置５０をクリーンルームに設置した様子を示す。装
置５０のカセット受け渡し口１と操作パネル２のある側
面３Ａが仕切壁３としてクリーン度の高いワーキングゾ
ーン４に突出し、その他の側面３Ｂと天井３Ｃがクリー
ン度の低いユーティリティーゾーン５に解放されてい
る。このポリッシング装置５０は、ウエハを収納したカ
セットの受け渡しをするロードアンロードブロックと、
該カセットからウエハを移動させる搬送ブロックと、ウ
エハを研磨する研磨ブロックと、研磨後のウエハを洗浄
する洗浄ブロックと、装置の運転をコントロールする制
御ブロックとを共通のベース上に配置して、これら全体
を覆うように周囲及び天井に壁板（外溝）を設け箱状に
構成したものである。天井３Ｃ上にはフィルタブロック
６０が搭載され、ロードアンロードブロックと搬送ブロ
ックと洗浄ブロックと制御ブロックとを収納した洗浄空
間の清浄空気を循環させるようになっている。

【００５６】図８は装置の内部を示した図である。研磨
ブロック６とそれ以外のロードアンロードブロック７、
搬送ブロック８、洗浄ブロック９、制御ブロック１０と
が隔壁１１によって仕切られ共通ベース１２上に独立し
て配置されている。

【００５７】図７のカセット受け渡し口１から投入され
たカセット１３はロードアンロードブロック７のステー
ジ１４に置かれ、センシングセンサ１５によって収納さ
れたウエハ１６の数と収納棚１７の位置が計測（ウエハ
のマッピング）され、その情報が制御ブロック１０内の
コンピュータ１８に記憶される。マッピングを終了する
と搬送ブロック８に搭載されたロボット１９のフィンガ
ー２０がウエハ１６を取り出してくる。

【００５８】カセット１３から取り出されたウエハ１６
は、ロボット１９のフィンガー２０に捕捉されたまま隔
壁１１のウエハ受け渡し穴２１を通過して、研磨ブロッ
ク６のトップリング２２に装着され回転テーブル２３上
で研磨される。回転テーブル２３の表面には研磨布が貼
り付けられており、砥液が流下された状態で回転テーブ
ル２３が回転し、トップリングに装着されたウエハ１６
が研磨される。

【００５９】研磨後のウエハ１６は、トップリング２２
に取り付けた状態で付属の洗浄機（図示せず）で粗洗浄
された後、ロボット１９によって洗浄ブロック９に移送
され、同ブロック内の洗浄槽２４に装着される。洗浄が
終了するとウエハ１６は同ブロック内の乾燥槽２５に装
着され、水切りが行われた後ロボット１９によってウエ
ハ１６は洗浄ブロック９から取り出され、カセット１３
の収納棚１７に戻される。このようにして一枚のウエハ
の研磨が終了するが、引き続き残りのウエハが研磨され
全枚数が処理終了したところでカセット１３が交換され
る。

【００６０】図９はポリッシング装置を側面から内部を
見た図である。ポリッシング装置５０は隔壁１１によっ
て仕切られ、前記のロードアンロードブロック７と、搬
送ブロック８と、洗浄ブロック９と、制御ブロック１０
とが配置された洗浄室（第２室）２６と、研磨ブロック
６が配置されたポリッシング室（第１室）２７とからな
っている。

【００６１】研磨中に発生した砥液のミストや発生ガス
は、回転テーブル２３の駆動部３４の駆動ベルトの塵埃
とともに排気口２９から排気される。また洗浄槽２４と
乾燥槽２５で発生した洗浄水のミストは排気口３１より
排気される。これらの排気は、図７に示す排気管５１を
経て装置５０外へ排出される。これらの排気に見合う空
気は、カセット受け渡し口１から、クリーンルーム内の
清浄空気が洗浄ブロックを含む第２室２６に流入し、更
にフィルタブロック６０の吸気口から流入した空気が第
２室２６内に吹き出し、隔壁１１に設けられたウエハ受
け渡し穴２１及び開口面積が調整される穴４０から第１
室２７に供給される。

【００６２】フィルタブロック６０にはファン４１が内
蔵され、ファン４１の出口側には濾過精度０．１μｍの
ＨＥＰＡフィルタ４２が、またファン４１の入口側には
有害なガスを吸着除去するケミカルフィルタ４３が取り
付けられている。フィルタ４２からの清浄な空気はロボ
ット１９の移動範囲と洗浄槽２４及び乾燥槽２５を含む
範囲、つまりウエハの移動する範囲に吹き降ろされ、ス
ピードは隣接するウエハ間の相互汚染を防ぐのに有効な
０．３〜０．４ｍ／ｓになっている。吹き降ろされた空
気の一部は前述した第１室２７へ、また洗浄槽２５及び
乾燥槽２６の開口部へ流入して、装置外へ排気され、こ
の排気分を除いて、大部分は装置床面へ降下する。

【００６３】床面には偏平な箱状の管であるダクトヘッ
ダ４５が取り付けられ、このダクトヘッダ４５には多数
の穴４６が設けられ、穴４６には開口面積が調整できる
羽板４７が付いている。ダクトヘッダ４５はダクト４８
でフィルタブロック６０に接続されている。装置床面に
降下した空気は、前記穴４６から吸い込まれ、ダクトヘ
ッダ４５に集められ、ダクト４８を通ってケミカルフィ
ルタ４３に吸い込まれる。

【００６４】従って、第１室２７から、粗洗浄後ウェッ
トな状態で第２室２６へ入ってきたウエハ１６やロボッ
ト１９のフィンガー２０に付着していた砥液を少し含む
洗浄液からでる有害なガスは、前記降下する空気と共に
ケミカルフィルタ４３で濾過され除かれる。また、床面
に垂れて乾燥した前記洗浄液からの砥粒も、降下する空
気によって飛散が抑えられ、一部は空気と共にフィルタ
４２で濾過される。

【００６５】上述の装置外へ排気される空気の補給、つ
まりメイクアップエアーはフィルタブロック６０に設け
られた羽板４９の付いた開口５３から補給され、カセッ
ト受け渡し口１からは僅かに補給されるだけとなってい
る。第２室２６の空気の降下のスピードはダクトヘッダ
４５の羽板４７とメイクアップ用開口５３の羽板４９の
調整によってなされる。

【００６６】図１０は本発明の第３実施例を示す。第２
室２６の天井からフィルタブロック６０を取り外し、か
つ第２室２６の天井を取り払い解放したもので、ダクト
ヘッダ４５の下面には排気ファン４１が取り付けられて
いる。これは砥液から有害なガスの発生がなく、装置全
体が清浄度の高いクリーンルームに設置された時にクリ
ーンルーム内のダウンフローを利用した場合である。降
下する空気は排気ファン４１によって装置外へ排気され
る。本実施例においても、洗浄室のベースに多数の穴を
上面に有する偏平な管（ダクトヘッダ）を配置し、空気
は偏平なダクトヘッダ４５を通り、排気ファン４１によ
って装置外へ排出される。

【００６７】尚、ダクトヘッダ４５は、必ずしも偏平な
管状体でなくても、降下する空気を回収できるものであ
れば、例えば直方体形状を成したものでもよい。又、フ
ィルタの濾過精度及びケミカルフィルタの設置の必要性
等は、クリーンルームに要求される清浄度及び研磨に用
いられる砥液の種類等に応じて適宜選定されるべきもの
である。

【００６８】尚、上述した実施例では研磨対象物として
半導体ウエハの例について説明したが、例えばガラス基
板或いはセラミック基板等の研磨対象物にも同様に適用
できるのは勿論のことである。

【００６９】

【発明の効果】本発明のポリッシング装置によれば、半
導体ウエハは研磨ブロックで研磨され、研磨された半導
体ウエハが研磨ブロックから洗浄ブロックに移される。
そして、半導体ウエハは洗浄され、乾燥される。それ
故、半導体ウエハは洗浄され乾燥された状態で、ポリッ
シング装置から取出される。そして、下記に列挙する優
れた効果が得られる。 （１）研磨ブロックを配置した第１室で発生する汚染物
質が直接クリーンルームを汚染することがない。 （２）また、研磨ブロックで発生する汚染物質が洗浄装
置等を汚染することを抑制することができる。 （３）また、ポリッシング処理によって発生する塵埃や
ミストが洗浄装置で洗浄した清浄なウエハを汚染してし
まうことがない。 （４）また、動力駆動部がポリッシング処理によって発
生する汚染物質によって汚染されることがない。 （５）また、装置内の各室の気流を少ない調整手段で任
意に調整することができる。 （６）また、装置内の気流の方向が明確となり、排気設
計が容易となる。 （７）さらに、圧力損失が小さくなり、高い排気効率が
得られる。 （８）さらに、装置内においてウエハの汚染が確実に抑
えられ、かつ有害なガスも除去されるので、使用する砥
液の性状が制約されず、結果として多くの種類の膜の研
磨に対応でき、しかもクリーンルームに設置が可能なポ
リッシング装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のポリッシング装置の設置
状態を示す部分透視斜視図。

【図２】図１に示すポリッシング装置の内部斜視図。

【図３】図１に示すポリッシング装置の側面から内部を
見た説明図。

【図４】図１に示すポリッシング装置を上方から見た断
面図。

【図５】図４における空気の流れを示す説明図。

【図６】図４におけるウエハの流れを示す説明図。

【図７】本発明の第２実施例のポリッシング装置の設置
状態を示す部分透視斜視図。

【図８】図７に示すポリッシング装置の内部斜視図。

【図９】図７に示すポリッシング装置の側面から内部を
見た説明図。

【図１０】本発明の第３実施例のポリッシング装置の側
面から内部を見た説明図。

【符号の説明】

１ カセット受け渡し口 ２ 操作パネル ３ 仕切壁 ４ ワーキング（クリーン）ゾーン ５ ユーティリティゾーン ６ 研磨ブロック ７ ロードアンロードブロック ８ 搬送ブロック ９ 洗浄ブロック １０ 制御ブロック １１ 隔壁 １２ 共通ベース ２１ 開口（穴） ２２ トップリング ２３ 回転テーブル ２４ 洗浄槽 ２５ 乾燥槽 ２６ 第２室 ２７ 第１室 ４１ ファン ４２ フィルタ ４３ ケミカルフィルタ ４５ ダクトヘッダ ５０ ポリッシング装置 ６０ フィルタブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 矢島 比呂海 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 日向 和昭 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝多摩川工場内 (72)発明者 児玉 祥一 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 井本 幸男 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 青木 利一郎 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 渡瀬 雅子 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 重田 厚 三重県四日市市山之一色町字中龍宮800 株式会社東芝四日市工場内 (72)発明者 三島 志朗 三重県四日市市山之一色町字中龍宮800 株式会社東芝四日市工場内 (72)発明者 河野 義介 大分県大分市大字松岡3500番地 株式会社 東芝大分工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外構ユニットと、 該外構ユニット内部を第１室と第２室とに仕切り研磨対
   象物を通過させる開口を有する隔壁と、 研磨対象物を収納したカセットの受け渡しをするロード
   アンロードブロックと、 研磨布を上面に貼付したターンテーブルと該研磨布に前
   記研磨対象物を押圧するトップリングとを有する前記第
   １室に配置された研磨ブロックと、 研磨後の研磨対象物を洗浄液を供給しながら洗浄する洗
   浄ユニットと洗浄された研磨対象物を乾燥する乾燥ユニ
   ットとを有する前記第２室に配置された洗浄ブロック
   と、 前記第１室から排気する排気手段と、 前記第２室から排気する排気手段とを備えたことを特徴
   とするポリッシング装置。
2. 【請求項２】 前記排気手段は、ポリッシング装置の設
   置されたクリーンルーム、第２室の内部、第１室の内部
   の順に圧力が低くなるように排気することを特徴とする
   請求項１記載のポリッシング装置。
3. 【請求項３】 半導体ウエハを研磨した後に洗浄して半
   導体デバイスを製造する半導体デバイスの製造方法であ
   って、 外構ユニットと、該外構ユニット内部をそれぞれ排気手
   段により排気される第１室と第２室とに仕切る隔壁とを
   有するポリッシング装置をクリーンルームに設置し、 半導体ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロー
   ドアンロードブロックに配置されたカセットから該半導
   体ウエハを前記第１室に配置された研磨ブロックに搬送
   し、 前記研磨ブロック内で研磨布を上面に貼付したターンテ
   ーブルに前記半導体ウエハをトップリングで押圧して研
   磨し、 研磨後の半導体ウエハを前記第２室に配置された洗浄ブ
   ロックに搬送し、 前記洗浄ブロック内で研磨後の半導体ウエハを洗浄液を
   供給しながら洗浄して洗浄された半導体ウエハを乾燥
   し、 乾燥された半導体ウエハを前記カセットに戻すことを特
   徴とする半導体デバイスの製造方法。
4. 【請求項４】 前記排気手段により前記クリーンルー
   ム、前記第２室の内部、前記第１室の内部の順に圧力が
   低くなるように排気することを特徴とする請求項３記載
   の半導体デバイスの製造方法。