JP6427445B2 - 真空保持装置及びこれを用いた半導体ウェーハ研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は真空保持装置及びこれを用いた半導体ウェーハ研磨装置に関するものであり、特に、複数の吸引保持部のうちの少なくとも１つが、その吸引保持を破壊する状態が生じた時であっても、他の吸引保持部に影響を与えることなく、必要とする吸引状態を確保きるようにした真空保持装置及びこれを用いた半導体ウェーハ研磨装置に関するものである。

一般に、シリコンウェーハのような半導体ウェーハの製造工程では、半導体ウェーハの表面を研磨して平坦化する工程等がある。その工程では、例えば、円板状にスライス加工した半導体ウェーハをチャックテーブル上に載せ、その半導体ウェーハの表面に機械的研削法による研削処理を施し、その表面の凹凸及び平行度を整え、その後、化学的機械研磨法等による表面研磨処理が行われている。

そして、研磨時に半導体ウェーハをチャックテーブル上に固定保持する方法としては、平坦な円盤状をしたチャックテーブル上に半導体ウェーハを載せ、そのチャックテーブルで半導体ウェーハを真空吸引して保持する方法等が知られている。また、半導体ウェーハを所定の位置に搬送する際には、ハンド部が使用される。そのハンド部で半導体ウェーハを掴持する方法としては、ハンド部の円盤状をした掴持部材で半導体ウェーハを真空吸引して掴持し、搬送する方法等が知られている。これらは共に例えば特許文献１等で知ることができる。

特許文献１に記載の真空保持装置では、１つの真空生成源に複数個の吸引保持部を接続させて吸引保持を行っている。このように、１つの真空生成源を使用して複数の吸引保持を行っている場合では、複数個存在する吸引保持部のうちの少なくとも１つに、その吸引保持を破壊するような状態が生じた時、他の吸引保持部にも影響を与える。

図６は、半導体ウェーハの表面を研磨して平坦化する、従来における半導体ウェーハ研磨装置の一例を概略的に示す図である。同図における半導体研磨装置は、研磨のために半導体ウェーハＷを載置し、真空吸着して固定保持するチャックテーブル５１ａ、５１ｂと、半導体ウェーハＷをチャックテーブル５１ａ、５１ｂ上に搬入・搬出する掴持部材としてのハンド部５２ａ、５２ｂと、分岐マニホールド５４及び真空生成源５５等を備えている。

前記分岐マニホールド５４は、図７及び図８に示すように、ハウジング部５７と、該ハウジング部５７の内部に設けられたエジェクター部５８と、該ハウジング部５７の外面から該エジェクター部５８内に連通して設けられた複数個(本例では４個)の吸引ポート部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄとを有している。その各吸引ポート部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄにはそれぞれ、図６に示すように、配管６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを介して前記チャックテーブル５１ａ、５１ｂ及びハンド部５２ａ、５２ｂが接続され、該チャックテーブル５１ａ、５１ｂ及びハンド部５２ａ、５２ｂによる前記半導体ウェーハＷの真空吸引保持を可能にしている。なお、各吸引ポート部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄは、エジェクター部５８内におけるエア６２の流れに対して略直角で、また内径(エジェクター部５８内に開口している口径)も比較的大きく、円筒パイプ状に形成されている。

前記真空生成源５５は、例えば水封式真空ポンプである。その真空生成源５５は、前記エジェクター部５８と接続されており、駆動されると前記エジェクター部５８を介して吸引ポート部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ内のエア６２を吸い込む。そして、このエア６２の吸い込みにより、各吸引ポート部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄにそれぞれ接続されている前記チャックテーブル５１ａ、５１ｂ及びハンド部５２ａ、５２ｂ内に真空状態を生成して、各チャックテーブル５１ａ、５１ｂ及びハンド部５２ａ、５２ｂが半導体ウェーハＷを真空吸引保持することができるようになっている。

また、各吸引ポート部５９ａ〜５９ｄからエア６２がリークした際、そのリークしている吸引ポート部(本例では５９ｂ)からエジェクター部５８内にエア６１が進入し、そのエジェクター部５８内にエア６２の流れを強制的に作るようになっている。

このように構成された半導体ウェーハ研磨装置において、半導体ウェーハＷは、例えば次のようにして処理される。まず、半導体ウェーハＷは、ハンド部５２ａ、５２ｂで真空吸引保持(チャック)されて、チャックテーブル５１ａ、５１ｂ上に搬送される。チャックテーブル５１ａ、５１ｂ上に搬送された半導体ウェーハＷは、次にチャックテーブル５１ａ、５１ｂで真空吸引保持され、その保持された状態で表面研磨加工等が行われる。また、加工を終えたら、ハンド部５２ａ、５２ｂで真空吸引保持されて次工程に搬送される。一方、空となったチャックテーブル５１ａ、５１ｂ上には、ハンド部５２ａ、５２ｂにより新たな半導体ウェーハＷが搬送されて来て、その後、チャックテーブル５１ａ、５１ｂにより真空吸引保持され、前と同様にして研磨加工が行われる。この一連の動作を繰り返すことにより、半導体ウェーハＷの表面研磨加工が順次連続して行われる。なお、これら半導体ウェーハＷの搬送手順は、搬送処理の仕方によっても異なる。

特開２０００−２１０８５１号公報。

ところで、従来の半導体ウェーハ研磨装置では、各吸引ポート部５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄは、エジェクター部５８内のエア６２の流れに対して略直角であり、また内径(エジェクター部５８内に開口している吸気口５９ｄの口径)が比較的大きく、円筒パイプ状に形成されている。

このため、図８に示すように、複数の吸引保持部であるところのチャックテーブル５１ａ、５１ｂ及びハンド部５２ａ、５２ｂのうちの、少なくとも１つ(本例ではハンド部５２ａに繋がる吸引ポート部５９ｂ)が、その吸引保持を破壊する状態、すなわちリーク状態になると、リークされている部分(ハンド部５２ａ)からエジェクター部５８内にリーク流６１が進入する。そして、各吸引ポート部５９ａ、５９ｂ、５９ｃがエジェクター部５８内のエア６２の流れに対して略直角に形成されているので、各吸引ポート部５９ａ、５９ｂ、５９ｃの出口部分でエア６２の流れに乱れを起こす。また、リーク流６１の一部６１ａが、他の吸引ポート部５９ａ、５９ｃ、５９ｄ内に逆流し、そのエアの逆流で吸引ポート部５９ａ、５９ｃ、５９ｄに繋がる吸引保持部(チャックテーブル５１ａ、５１ｂ及びハンド部５２ｂ)の吸引力を低下させる等の影響を与える。これにより、半導体ウェーハＷの落下やチャック剥がれを起こす危険性がある。そのため、真空生成源５５の数を多くし、１つの真空生成源５５が受け持つハンド部やチャックテーブル等の数を少なくする必要が生じる。しかし、真空生成源５５の数を多く使用する装置構成にすると、コストが高くなり、また装置が大形化し、省電力化にも不利になるという問題点があった。

そこで、複数の吸引保持部のうちの少なくとも１つが、その吸引保持を破壊する状態が生じた時であっても、他の吸引保持部に影響を与えることなく、必要とする吸引状態を確保することができる真空保持装置及びこれを用いた半導体ウェーハ研磨装置とするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載の発明は、真空生成源と、ワークを真空吸引保持する複数個の吸引保持部と、前記複数個の吸引保持部を一まとめにして前記真空生成源に接続する分岐マニホールドと、を備える真空保持装置において、前記分岐マニホールドが、ハウジング部と、該ハウジング部内に設けられた前記真空生成源に通じるエジェクター部と、前記ハウジング部の外面から前記エジェクター部内に連通して設けられ、それぞれ前記ハウジング部の外面側に前記吸引保持部を接続してなる複数個の吸引ポート部とを有し、かつ、前記各吸引ポート部の吸気口を前記エジェクター部内のエア流路下流側に向けるとともに、該吸気口周辺の開口面積を前記エジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に設定してなる、真空保持装置を提供する。

この構成によれば、真空生成源に通じるエジェクター部を分岐マニホールド内に設けているとともに、それぞれ吸引保持部に接続して該分岐マニホールドに設けられた複数個の吸引ポート部を、その吸引ポート部の吸気口をエジェクター部内のエア流路下流側に向け、かつ、吸気口周辺の開口面積をエジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に形成して設けている。このため、リークした吸引ポート部を通って来る空気は、エジェクター部内に、吸引ポート部の吸気口からエア流路下流側に向けて吹き出され、エジェクター部内にエアの流れを強制的に作る。また、吸引ポート部の吸気口の開口が狭められていることによりエアの流れがより高速になり、他のポート部、すなわち他の吸引保持部への空気の逆流を防ぐことができ、他の吸引保持部への影響を抑制できる。さらに、吸引ポート部の吸気口周辺の開口面積をエジェクター部内に進むに連れて徐々に小さく先細状に形成しているので、真空吸着保持を行っている時に、吸引保持部側から該吸引ポート部内に流れ込んだ水等は、その吸引ポート部の吸気口周辺において、その吸気口を塞いだ状態で吸引ポート部内に留まる。そして、この吸引ポート部内に留まった水により、エジェクター部内から吸引ポート部側に逆流するエアを遮断し他の吸引保持部への影響を更に抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成において、前記エジェクター部のエア流路断面積が、前記エア流路下流側へ進むに連れて徐々に拡大する形状をしてなるディフューザーを、前記エジェクター部の内面に設けている、真空保持装置を提供する。

この構成によれば、エジェクター部の内面に設けたディフューザーにより、エジェクター部内を流れるエアの整流を行い、エジェクター部でエアを真空生成源側に向けて更に高速に流すことができる。これにより、エジェクター部内を流れるエアが各吸引ポート部側に逆流するのを更に抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の構成において、前記真空生成源と前記エジェクター部との間に、前記エジェクター部の容積よりも大きい容積を有したバッファタンクを設けている、真空保持装置を提供する。

この構成によれば、真空生成源とエジェクター部との間に設けたバッファタンクで真空圧を安定させてエアをエジェクター部側から真空生成源側に流すことができる。また、吸引保持部側から吸引ポート部を通って、エアと一緒に研磨水等が送られて来た場合に、その研磨水をバッファタンク内で受けて処理し、真空生成源側に流れるのを防止できる。これにより、真空生成源を研磨水等から保護することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１、２または３に記載の構成において、前記エジェクター部は、前記吸引ポート部毎に分割されたブロック体で形成され、各ブロック体を前記エアのエア流路に沿って一列に配置してなる、真空保持装置を提供する。

この構成によれば、ブロック体を組み合わせて行くことにより、エジェクター部及び吸引ポート部の形成が容易になり、更にコストダウンが可能になる。

請求項５に記載の発明は、請求項１、２、３または４に記載の構成において、前記複数の吸引保持部は、前記ワークを真空吸引保持して加工するための少なくとも1つ以上のチャックテーブルと、前記ワークを真空吸引保持して搬送する少なくとも１つ以上のハンド部とよりなる、真空保持装置を提供する。

この構成によれば、複数個のチャックテーブルにおける真空吸引保持と複数個のハンド部における真空吸引保持を、１つの真空生成源を使用して行うことができるので、更に省スペース化及びコストダウンが可能になる。

請求項６に記載の発明は、請求項１、２、３、４または５に記載の構成において、前記チャックテーブル上に真空吸引保持した前記ワークを加工する際に、該ワーク表面に液体を供給して加工する、真空保持装置を提供する。

この構成によれば、ワークの加工時に、ワーク表面に研磨水等の液体を供給して加工することができるので、精度の高い加工を行うことができる。

請求項７に記載の発明は、半導体ウェーハを真空吸引保持して加工をするためのチャックテーブルと、半導体ウェーハを真空吸引保持して所定の位置に搬送するためのハンド部と、前記チャックテーブルと前記ハンド部を一まとめにして真空生成源に接続する分岐マニホールドを有する真空保持装置とを備え、前記チャックテーブル上に真空吸引保持された前記ワークを加工する際に該ワーク表面に液体を供給して加工する半導体ウェーハ研磨装置において、前記分岐マニホールドが、ハウジング部と、該ハウジング内部に設けられた前記真空生成源に通じるエジェクター部と、前記ハウジング部の外面から前記エジェクター部内に連通して設けられ、それぞれ前記ハウジング部の外面側に前記吸引保持部を接続してなる複数個の吸引ポート部とを有し、かつ、前記各吸引ポート部の吸気口をエア流路下流側へ向けるとともに、該吸気口周辺の開口面積を前記エジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に設定してなる、半導体ウェーハ研磨装置を提供する。

この構成によれば、真空生成源に通じるエジェクター部を分岐マニホールド内に設けているとともに、チャックテーブル及びハンド部にそれぞれ接続して該分岐マニホールドに設けられた複数個の吸引ポート部を、その吸引ポート部の吸気口をエア流路下流側へ向け、また吸気口周辺の開口面積をエジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に形成して設けている。このため、真空生成源が駆動されると、リークして吸引ポート部を通って来る空気は、吸引ポート部の吸気口からエジェクター部内のエア流路下流側に向けて吹き出され、エジェクター部内にエアの高速な流れを強制的に作る。また、吸引ポート部の吸気口が狭められていることにより、エアの流れが高速となり、他の吸引ポート部、すなわち他の吸引保持部への空気の逆流も防ぐことができ、他の吸引保持部への影響を抑制できる。これにより、吸引保持部毎に真空生成源を設けなくても済み、半導体ウェーハ研磨装置の省スペース化及びコストダウンに貢献する。さらに、吸引ポート部の吸気口周辺の開口面積をエジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に形成しているので、真空吸着保持を行っている時に、吸引保持部側から該吸引ポート部内に流れ込んだ水等は、吸引ポート部の吸気口周辺において、その吸気口を塞いだ状態で吸引ポート部内に溜まる。そして、この吸引ポート部内に溜まった水により、エジェクター部内から吸引ポート部側に逆流するエアを遮断し、他の吸引保持部への影響を更に抑制できる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の構成において、前記エジェクター部のエア流路断面積が、前記エア流路下流側に進むに連れて徐々に拡大してなるディフューザーを、前記エジェクター部の内面に設けている、半導体ウェーハ研磨装置を提供する。

この構成によれば、エジェクター部の内面に設けたディフューザーにより、エジェクター部内を流れるエアの整流を行い、エジェクター部でエアを真空生成源側に向けて更に高速に流すことができる。これにより、エジェクター部内を流れるエアが各吸引ポート部側に逆流する等の影響を更に抑制することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の構成において、前記真空生成源と前記エジェクター部との間に、前記エジェクター部の容積よりも大きい容積を有するバッファタンクを設けている、半導体ウェーハ研磨装置を提供する。

この構成によれば、真空生成源とエジェクター部との間に設けたバッファタンクで真空圧を安定させてエジェクター部側のエアを真空生成源側に流すことができる。また、吸引保持部側から吸引ポート部を通って、エアと一緒に研磨水等が送られて来た場合には、その研磨水をバッファタンク内で受けて処理し、真空生成源側に流れるのを防止できる。これにより、真空生成源を研磨水等から保護することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項７、８または９に記載の構成において、前記エジェクター部は、前記吸引ポート部毎に分割されたブロック体で形成され、各ブロック体を前記エア流路に沿って一列に配置してなる、半導体ウェーハ研磨装置を提供する。

この構成によれば、この構成によれば、ブロック体を組み合わせて行くことにより、エジェクター部及び吸引ポート部の形成が容易になり、更にコストダウンが可能になる。

本発明によれば、リークした空気は、真空生成源側による吸引により、吸引ポート部の吸気口からエア流路下流側に向けて高速で吹き出されて、他の吸引ポート部、すなわち他の吸引保持部への空気の逆流を防ぐことができる。そして、他の吸引保持部への影響を抑制して、必要とする吸引状態を確実に確保することができる。これにより、吸引保持部毎に真空生成源を設けなくても済み、また真空生成源の数を少なくすることができるので、省スペース化及びコストダウン並びに省力化に寄与する効果が得られる。さらに、吸引ポート部の吸気口周辺の開口面積をエジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に形成しているので、真空吸着保持を行っている時に、吸引保持部側から該吸引ポート部内に流れ込んだ水等は、その吸引ポート部の吸気口周辺において該吸気口を塞いだ状態で吸引ポート部内に留まる。そして、この留まった水により、エジェクター部側から吸引ポート部側に逆流するエアを遮断し、真空状態を確実に保持して他の吸引保持部への影響を更に抑制できる。

本発明に係る真空保持装置を適用した半導体ウェーハ研磨装置の概略構成図。 本発明に係る半導体ウェーハ研磨装置における分岐マニホールドの断面図。 図２のＡ−Ａ線断面図。 同上分岐マニホールドの作用を説明する図。 同上分岐マニホールドの別の作用を説明する図。 従来の真空保持装置を用いた半導体ウェーハ研磨装置の概略構成図。 従来の真空保持装置における分岐マニホールドの断面図。 従来の真空保持装置における分岐マニホールドの作用と問題点を説明する図。

本発明は、複数の吸引保持部のうちの少なくとも１つが、その吸引保持を破壊する状態が生じた時であっても、他の吸引保持部に影響を与えることなく、必要とする吸引状態を確保できるようにする、という目的を達成するために、真空生成源と、ワークを真空吸引保持する複数個の吸引保持部と、前記複数個の吸引保持部を一まとめにして前記真空生成源に接続する分岐マニホールドと、を備える真空保持装置において、前記分岐マニホールドが、ハウジング部と、該ハウジング部内に設けられた前記真空生成源に通じるエジェクター部と、前記ハウジング部の外面から前記エジェクター部内に連通して設けられ、それぞれ前記ハウジング部の外面側に前記吸引保持部を接続してなる複数個の吸引ポート部とを有し、かつ、前記各吸引ポート部の吸気口を前記エジェクター部内のエア流路下流側に向けるとともに、該吸気口周辺の開口面積を前記エジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に設定した、ことにより実現した。

以下、本発明の実施形態による真空保持装置及びこれを用いた半導体ウェーハ研磨装置を、図１乃至図５に示す図面を用いて詳細に説明する。

図１乃至図５は本発明に係る真空保持装置を適用した半導体ウェーハ研磨装置の一実施例を示し、図１はその概略構成図、図２はその半導体ウェーハ研磨装置における分岐マニホールドの断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は同上分岐マニホールドの作用を説明する図、図５は同上分岐マニホールドの別の作用を説明する図である。

図１に示す半導体ウェーハ研磨装置は、ワーク、すなわちシリコンウェーハ等の半導体ウェーハＷの表面を研磨して平坦化する装置で、研磨のために半導体ウェーハＷを載置し、真空吸着して固定保持する吸引保持部としてのチャックテーブル１１ａ、１１ｂと、加工前及び加工後の半導体ウェーハＷをそれぞれチャックテーブル１１ａ、１１ｂ上に搬入・搬出する吸引保持部としてのハンド部１２ａ、１２ｂと、分岐マニホールド１４と、バッファタンク１５と、真空生成源１６を備えている。

前記分岐マニホールド１４は、図２及び図３に示すように、ハウジング部１７と、該ハウジング部１７の内部に設けられたエジェクター部１８と、該ハウジング部１７の外面から該エジェクター部１８内に連通して設けられた複数個(本実施例では４個)の吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｇとを有している。その各吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｇには、図１に示すように、それぞれ配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを介して前記チャックテーブル１１ａ、１１ｂ及びハンド部１２ａ、１２ｂが各々接続され、該チャックテーブル１１ａ、１１ｂ及びハンド部１２ａ、１２ｂによる前記半導体ウェーハＷの真空吸引保持を可能にしている。なお、これら吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｇの数は、分岐マニホールド１４に接続される吸引保持部(チャックテーブル１１ａ、１１ｂ及びハンド部１２ａ、１２ｂ)の数によって異なるものである。

前記エジェクター部１８は、本実施例では、前記吸引ポート部１９ａ(及び１９ｇを含む)、１９ｂ、１９ｃ毎に分割されて、それをハウジング部１７の中央部に、前後方向(エア２４の流れ方向)に１列に配設されて、全体として円柱状に組み立てられてなる４つのブロック体１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄで構成されている。その各ブロック体１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの中心には、それぞれ前後方向に貫通しているエジェクター孔２０が同心的に形成されている。その各エジェクター孔２０は、上流側から下流側に向かって配置されたブロック体１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの順に、内径、すなわちエア流路断面積Ｓ１が徐々に大きくなるようにして、ディフューザーとして形成されており、エジェクター部１８(エジェクター孔２０)内を流れるエア２４の整流を行う機能を有している。

また、エジェクター部１８の各ブロック体１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄはそれぞれ、互いに隣り同士で向かい合う面２８Ｆ、２８Ｂにおいて、一方の面２８Ｂに、エジェクター孔２０の内側に向かって断面円錐台状に凹んで形成されている凹部１９ｅを有し、他方の面２８Ｆに、エジェクター孔２０内側に向かって断面円錐台状に突出して形成されている凸部１９ｆを有している。これら凹部１９ｅ及び凸部１９ｆはそれぞれ、各ブロック体１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄがハウジング部１７内で一列に配置されるとき、凸部１９ｆの一部が凹部１９ｅ内に進入された状態にして順次組み合わされ、この組み合わせによって断面円形をした環状の吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃが形成されている。この各吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃの各吸気口１９ｄは、真空生成源１６側、すなわちエジェクター部１８内を流れるエア２４の流路下流側に向かって開口されている。

なお、各吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃの他端側には、ハウジング部１９の外面に通じるようにして接続管２１が各々取り付けられている。この接続管２１には、配管２２ａ、２２ｂ、２２ｃを介して前記チャックテーブル１１ａ及びハンド部１２ａ、１２ｂが接続され、該チャックテーブル１１ａ及びハンド部１２ａ、１２ｂによる前記半導体ウェーハＷの真空吸引保持を可能にしている。

一方、吸気ポート１９ｇは、ブロック体１８Ａのエジェクター孔２０と対応し、かつ、エジェクター部１８内のエア２４の流れと同じ方向に向けた状態にして、ハウジング部１７の後端部に形成されている。また、吸気ポート１９ｇの内周面にも、接続管２１が取り付けられている。そして、その接続管２１には、配管２２ｄを介して前記チャックテーブル１１ｂが接続され、該チャックテーブル１１ｂによる前記半導体ウェーハＷの真空吸引保持を可能にしている。

また、各ブロック体１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの凹部１９ａと凸部１９ｂとの組み合わせで形成されている各吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃの吸気口１９ｄの周辺形状は、前記各吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃの吸気口１９ｄ周辺の開口面積Ｓ２が、エジェクター部１８内の方向(エジェクター孔２０方向)に進むに連れて徐々に小さくなるようにして、先細状に形成されている。

前記バッファタンク１５は、エジェクター部１８の排気ポート部１８ａと前記真空生成源１６の吸気ポート部１６ａとの間に配設されたタンクであり、真空圧を安定させて、エジェクター部１８側のエアを真空生成源１６側へスムーズに流すことができるとともに、前記分岐マニホールド１４側から流れ込む研磨水等を受けて排出の処理をすることができるようになっている。

前記真空生成源１６は、例えば水封式真空ポンプである。その真空生成源５５は、前記エジェクター部１８と接続されており、駆動されると前記エジェクター部１８を介して吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ内のエア２４を吸い込む。そして、このエア２４の吸い込みにより、各吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄにそれぞれ接続されている前記チャックテーブル１１ａ、１１ｂ及びハンド部１２ａ、１２ｂ内に真空状態を生成して、各チャックテーブル１１ａ、１１ｂ及びハンド部１２ａ、１２ｂが半導体ウェーハＷを真空吸引保持することができるようになっている。

また、各吸引ポート部１９ａ〜１９ｄ中の少なくとも１つがリークした際、そのリークしている吸引ポート部(本例では１９ｂ)からエジェクター部１８内にエア３１が進入し、そのエジェクター部１８内にエア３１の流れを強制的に作るようになっている。

このように構成された半導体ウェーハ研磨装置において、半導体ウェーハＷは、例えば次のようにして処理される。まず、半導体ウェーハＷは、ハンド部１２ａ、１２ｂで真空吸引保持(チャック)されて、チャックテーブル１１ａ、１２ｂ上に搬送される。チャックテーブル１１ａ、１２ｂ上に搬送された半導体ウェーハＷは、次にチャックテーブル１１ａ、１１ｂで真空吸引保持され、その保持された状態で、かつ、表面に加工用の液体を供給しながら表面研磨加工等が行われる。また、加工を終えたら、ハンド部１２ａ、１２ｂで真空吸引保持されて次工程に搬送される。一方、空となったチャックテーブル１１ａ、１１ｂ上には、ハンド部１２ａ、１２ｂにより新たな半導体ウェーハＷが搬送されて来る。その新たに搬送されて来た半導体ウェーハＷは、チャックテーブル１１ａ、１１ｂにより真空吸引保持され、前と同様にして研磨加工が行われる。この一連の動作を繰り返すことにより、半導体ウェーハＷの表面研磨加工を順次連続して行うことができる。なお、これら半導体ウェーハＷの搬送手順は、搬送処理の仕方によっても異なる。

また、前記真空生成源１６としては、水封式真空ポンプ以外の真空生成手段を使用し、その真空生成手段により生成される真空吸引により分岐マニホールド１４内に負の静圧を作り、その負圧でそれぞれ前記チャックテーブル１１ａ、１１ｂ及びハンド部１２ａ、１２ｂの真空吸引保持の状態を作ることも可能である。

したがって、本発明の構成による装置によれば、真空生成源１６に通じるエジェクター部１８を、分岐マニホールド１４のハウジング部１７内に設けているとともに、複数個の吸引保持部であるチャックテーブル１１ａ、１１ｂ、ハンド部１２ａ、１２ｂにそれぞれ接続されている複数個の吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｇを、その吸気口１９ｄをエジェクター部１８内のエア流路下流側に向けて設けている。また、吸気ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃの各吸気口１９ｄ周辺の開口面積Ｓ２を、エジェクター部１８内の方向へ進むに連れて徐々に小さく先細状に形成して設けている。このため、例えば、図４にその空気の流れを示すように、リークして吸引ポート部１９ｂを通って来る空気は、吸気口１９ｄからエジェクター部１８内にエア流路下流側に向けて高速に吹き出すリーク流３１となり、その後、束となってエア２４と共に真空生成源１６側に向かって強制的に送られる。そして、この強制的なエアの流れによって他のポート部１９ａ、１９ｃ、１９ｇ、すなわち他の吸引保持部(チャックテーブル１１ａ、１１ｂ、及びハンド部１２ｂ)への空気の逆流を防いで、他の吸引保持部への影響を抑制できる。

また、吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃの吸気口１９ｄ周辺の開口面積Ｓ２をエジェクター部１８内の方向へ進むに連れて徐々に小さく断面先細状に形成して設けているので、真空吸着保持を行っている時に、吸引保持部(チャックテーブル、ハンド部１２，１３)側から該吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ内に流れ込んだ研磨水等の水２３等は、図５に示すように、吸気口１９ｄ周辺において該吸気口１９ｄを塞いだ状態で吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ内に留まる。そして、この留まった水２３により、エジェクター部１８内から吸引ポート部１９ａ、１９ｃ側に逆流するエアを遮断し、真空状態を確実に保持して他の吸引保持部への影響を更に抑制できる。

また、この装置では、エジェクター部１８におけるエジェクター孔２０のエア流路断面積Ｓ１が、上流側から下流側に向けて徐々に拡大する形状にして、前記エジェクター部１８の内面にエア２４の整流を行うディフューザー(エジェクター孔２０)を設けているので、エジェクター部１８内を流れるエア２４の整流が行われ、エジェクター部１８でエア２４の流れ安定させて真空生成源１６側に向けて高速に流すことができる。これにより、エジェクター部１８内を流れるエア２４が各吸引ポート部１９ａ〜１９ｃ側に逆流するのを更に抑制することができる。

また、この装置では、真空生成源１６とエジェクター部１８との間に、エジェクター部１８の容積よりも大きい容積を有したバッファタンク１５を設けているので、そのバッファタンク１５で真空圧を安定させてエジェクター部１８側からエアを真空生成源１６側にエア流すことができる。また、エア２４と一緒に研磨水等が送られて来た場合には、その研磨水をバッファタンク１５内で受けて処理し、真空生成源１６側に流れるのを防止して、真空生成源１６を保護することができる。

また、この装置では、エジェクター部１８が、吸引ポート部１９ａ、１９ｂ、１９ｃ毎に分割されたブロック体１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄで形成され、各ブロック体１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄをエア２４の流れ方向に一列に組み合わせ配置した状態で構成しているので、エジェクター部１８及び吸引ポート部１９ａ(及び１９ｇ)、１９ｂ、１９ｃの形成が容易となり、更にコストダウンが可能になる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の実施例は、半導体ウェーハ研磨装置に適用した場合について説明したが、半導体ウェーハ研磨装置に限ることなく、広く一般の加工装置等にも応用できる。

Ｗ 半導体ウェーハ
１１ａ、１１ｂ チャックテーブル(吸引保持部)
１２ａ、１２ｂ ハンド部(吸引保持部)
１３ ハンド部(吸引保持部)
１４ 分岐マニホールド
１５ バッファタンク
１６ 真空生成源
１６ａ 吸気ポート部
１７ ハウジング部
１８ エジェクター部
１８Ａ〜１８Ｄ ブロック体
１８ａ 排気ポート部
１８ｂ 吸気ポート部
１９ａ〜１９ｃ、１９ｇ 吸引ポート部
１９ｄ 吸気口
１９ｅ 凹部
１９ｆ 凸部
２０ エジェクター孔(ディフューザ)
２１ 接続管
２２ａ〜２２ｃ 配管
２３ 水
２４ エア
２８Ｂ 面
２８Ｆ 面
３１ リーク流
Ｓ１ エア流路断面積
Ｓ２ 吸引ポー部の開口面積

Claims (10)

1. 真空生成源と、ワークを真空吸引保持する複数個の吸引保持部と、前記複数個の吸引保持部を一まとめにして前記真空生成源に接続する分岐マニホールドと、を備える真空保持装置において、
   前記分岐マニホールドが、ハウジング部と、該ハウジング部内に設けられた前記真空生成源に通じるエジェクター部と、前記ハウジング部の外面から前記エジェクター部内に連通して設けられ、それぞれ前記ハウジング部の外面側に前記吸引保持部を接続してなる複数個の吸引ポート部とを有し、かつ、前記各吸引ポート部の吸気口を前記エジェクター部内のエア流路下流側に向けるとともに、該吸気口周辺の開口面積を前記エジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に設定してなる、ことを特徴とする真空保持装置。
2. 前記エジェクター部のエア流路断面積が、前記エア流路下流側へ進むに連れて徐々に拡大する形状をしてなるディフューザーを、前記エジェクター部の内面に設けている、ことを特徴とする請求項１に記載の真空保持装置。
3. 前記真空生成源と前記エジェクター部との間に、前記エジェクター部の容積よりも大きい容積を有したバッファタンクを設けている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の真空保持装置。
4. 前記エジェクター部は、前記吸引ポート部毎に分割されたブロック体で形成され、各ブロック体を前記エアのエア流路に沿って一列に配置してなる、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の真空保持装置。
5. 前記複数の吸引保持部は、前記ワークを真空吸引保持して加工するための少なくとも1つ以上のチャックテーブルと、前記ワークを真空吸引保持して搬送する少なくとも１つ以上のハンド部とよりなる、ことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の真空保持装置。
6. 前記チャックテーブル上に真空吸引保持した前記ワークを加工する際に、該ワーク表面に液体を供給して加工する、ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の真空保持装置。
7. 半導体ウェーハを真空吸引保持して加工をするためのチャックテーブルと、半導体ウェーハを真空吸引保持して所定の位置に搬送するためのハンド部と、前記チャックテーブルと前記ハンド部を一まとめにして真空生成源に接続する分岐マニホールドを有する真空保持装置とを備え、前記チャックテーブル上に真空吸引保持された前記ワークを加工する際に該ワーク表面に液体を供給して加工する半導体ウェーハ研磨装置において、
   前記分岐マニホールドが、ハウジング部と、該ハウジング内部に設けられた前記真空生成源に通じるエジェクター部と、前記ハウジング部の外面から前記エジェクター部内に連通して設けられ、それぞれ前記ハウジング部の外面側に前記吸引保持部を接続してなる複数個の吸引ポート部とを有し、かつ、前記各吸引ポート部の吸気口をエア流路下流側へ向けるとともに、該吸気口周辺の開口面積を前記エジェクター部内へ進むに連れて徐々に小さく先細状に設定してなる、ことを特徴とする半導体ウェーハ研磨装置。
8. 前記エジェクター部のエア流路断面積が、前記エア流路下流側に進むに連れて徐々に拡大してなるディフューザーを、前記エジェクター部の内面に設けている、ことを特徴とする請求項７に記載の半導体ウェーハ研磨装置。
9. 前記真空生成源と前記エジェクター部との間に、前記エジェクター部の容積よりも大きい容積を有するバッファタンクを設けている、ことを特徴とする請求項７または８に記載の半導体ウェーハ研磨装置。
10. 前記エジェクター部は、前記吸引ポート部毎に分割されたブロック体で形成され、各ブロック体を前記エア流路に沿って一列に配置してなる、ことを特徴とする請求項７、８または９に記載の半導体ウェーハ研磨装置。

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