JP2000012493A - ポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄部下部に排気ダクトを取り付けて排気を
行って洗浄部をメンテルームに対して負圧とし、さらに
は装置まわりと装置内の各部の差圧を計測しその差圧に
応じて排気ダクト内のダンパーの開度を制御することに
よって、装置と装置まわりの差圧の関係を自由に変える
ことができるポリッシング装置を提供する。 【解決手段】 隔壁１００で囲まれた空間内に、半導体
ウエハＷを研磨する研磨部１と、研磨後の半導体ウエハ
Ｗを洗浄する洗浄部１０と、研磨前および研磨後の半導
体ウエハＷを載置するロードアンロード部２０とを備
え、洗浄部１０に、半導体ウエハＷの搬送面より下方に
位置するダンパー２７を具備した排気ダクト２５を設け
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、特にポリッシング装置が設置される空間の環境を
汚染しないように工夫したポリッシング装置に関する。

【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、０．５μｍ以下の光リソグラフィ
の場合、焦点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。また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。

【０００４】従来、ポリッシング装置は、パーティショ
ンで仕切られた環境で使用されることが多かった。ポリ
ッシング装置の一種として、研磨部と洗浄部とロードア
ンロード部とを一体に有したものが提案されており、こ
の場合、ロードアンロード部と客先クリーンルームがつ
ながり、それ以外の部分はパーティションで仕切られた
メンテナンスルーム（メンテルームとも称す）に設置さ
れる。メンテルームは通常クラスが１００００以上でク
リーン度が低い。ポリッシング装置の設計思想としてク
リーン度の高い洗浄部をメンテルームの汚染から守るた
めに洗浄部をメンテルームに対して正圧としていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したポリッシング
装置においては、洗浄部を正圧としていたために、逆に
メンテルームのクリーン度が高い場合には、洗浄部から
外部に流出する汚染物がメンテルームを汚染してしまう
ことがあるという問題点があった。

【０００６】本発明はこの欠点を除去するため、洗浄部
下部に排気ダクトを取り付けて排気を行って洗浄部をメ
ンテルームに対して負圧とし、さらには装置まわりと装
置内の各部の差圧を計測しその差圧に応じて排気ダクト
内のダンパーの開度を制御することによって、装置と装
置まわりの差圧の関係を自由に変えることができるポリ
ッシング装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明は、隔壁で囲まれた空間内に、ポリッシン
グ対象物を研磨する研磨部と、研磨後のポリッシング対
象物を洗浄する洗浄部と、研磨前および研磨後のポリッ
シング対象物を載置するロードアンロード部とを備え、
前記洗浄部に、ポリッシング対象物の搬送面より下方に
位置するダンパーを具備した排気ダクトを設けたことを
特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリッシング
装置の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。
図１は本発明のポリッシング装置の斜視図であり、図２
は本発明のポリッシング装置の設置状態を示す平面図で
ある。図１および図２に示すように、ポリッシング装置
は、全体が隔壁１００によって囲まれており、研磨部１
と、洗浄部１０と、ロードアンロード部２０とから構成
されている。研磨部１と洗浄部１０との間には隔壁１０
１が設置され、洗浄部１０とロードアンロード部２０と
の間には隔壁１０２が設置されている。隣接する各部間
の半導体ウエハの授受は、隔壁１０１，１０２に設けら
れた開口（図示せず）を通して行うようになっている。

【０００９】図２に示すように、ポリッシング装置にお
けるロードアンロード部２０は、クリーンルームＣＲに
つながっており、それ以外の部分はパーティションで仕
切られたメンテルームＭＲに設置されている。研磨部１
は、ターンテーブル２と、半導体ウエハを保持しつつタ
ーンテーブル２に押しつけるトップリング３を有したト
ップリングユニット４とを具備している。前記ターンテ
ーブル２はモータ（図示せず）に連結されており、矢印
で示すようにその軸心回りに回転可能になっている。ま
たターンテーブル２の上面には、研磨クロス５（例え
ば、ロデール社製のＩＣ−１０００）が貼設されてい
る。

【００１０】トップリングユニット４は揺動可能になっ
ており、トップリング３を半導体ウエハを受け渡すため
のプッシャー６の上方の受渡し位置とターンテーブル２
上の研磨位置と待機位置とに配置させるようになってい
る。トップリング３は、モータ及び昇降シリンダ（図示
せず）に連結されている。これによって、トップリング
３は昇降可能かつその軸心回りに回転可能になってお
り、半導体ウエハを研磨クロス５に対して任意の圧力で
押圧できるようになっている。また半導体ウエハはトッ
プリング３の下端面に真空等によって吸着されるように
なっている。ターンテーブル２の上方には砥液供給ノズ
ル（図示せず）が設置されており、砥液供給ノズルによ
ってターンテーブル２上の研磨クロス５に研磨砥液が供
給されるようになっている。研磨部１は、さらに研磨ク
ロスのコンディショニングを行うドレッサ（図示せず）
を備えている。

【００１１】上述の構成の研磨部１において、トップリ
ング３に保持された半導体ウエハを研磨クロス５上に押
圧し、ターンテーブル２およびトップリング３を回転さ
せることにより、半導体ウエハのパターン面（研磨面）
が研磨クロス５と擦り合わされる。この時、同時に研磨
クロス５上に砥液供給ノズルから砥液を供給することに
より、半導体ウエハの研磨面は、砥液中の砥粒の機械的
研磨作用と砥液の液体成分による化学的研磨作用との複
合作用によってポリッシングされる。

【００１２】半導体ウエハの所定の研磨量を研磨した時
点でポリッシングを終了する。このポリッシングが終了
した時点では、ポリッシングによって研磨クロス５の特
性が変化し、次に行うポリッシングの研磨性能が劣化す
るので、ドレッサ（図示せず）によって研磨クロス５の
コンディショニングを行う。

【００１３】洗浄部１０は、中央部に設置された２基の
搬送装置１１Ａ，１１Ｂと、１次洗浄機１２と、２次洗
浄機１３と、３次洗浄機１４と、スピン乾燥機１５と、
半導体ウエハを反転させる反転機１６，１７とを備えて
いる。また洗浄部１０に隣接して設置されたロードアン
ロード部２０には、ウエハーカセット２２が載置される
ようになっている。上述の構成において、ウエハーカセ
ット２２内の半導体ウエハＷは、搬送装置１１Ａによっ
て受け取られ、反転機１６に移送され、ここで反転され
た後に、搬送装置１１Ｂによって研磨部１のプッシャー
６に移送される。

【００１４】研磨部１で研磨された半導体ウエハＷは、
搬送装置１１Ｂによって反転機１７に移送され、ここで
反転された後に１次洗浄機１２、２次洗浄機１３、３次
洗浄機１４、スピン乾燥機１５に順次移送され、半導体
ウエハの洗浄および乾燥が行われる。そして研磨および
洗浄が終了した半導体ウエハＷは、ロードアンロード部
２０のウエハーカセット２２に戻される。

【００１５】図１および図２に示すように、洗浄部１０
の隔壁１００には、洗浄部１０内の空気を外部に放出す
るための排気ダクト２５が設置されている。排気ダクト
２５は、排気ダクト２５に接続されたフレキシブルチュ
ーブ２６を介して外部に連通されるようになっている。

【００１６】図３は排気ダクト２５の詳細を示す断面図
であり、排気ダクト２５の内部にはバタフライ弁からな
るダンパー２７が配設されており、ダンパー２７の開度
を調節することにより、洗浄部１０から外部に排出され
る空気量を制御できるようになっている。

【００１７】図４はポリッシング装置の内部を示す図で
あり、ポリッシング装置内の各種機器と排気ダクト２５
との配置関係を示している。なお図４では、排気ダクト
２５の位置を示すため、３次洗浄機１４およびスピン乾
燥機１５の図示を省略している。

【００１８】研磨中に発生した砥液のミストや発生ガス
は、ターンテーブル２の駆動部９の駆動ベルトの塵埃と
ともに排気ダクト２９から排気される。また１次洗浄機
〜３次洗浄機１２，１３，１４およびスピン乾燥機１５
で発生した洗浄水のミストは排気ダクト３１より排気さ
れる。これらの排気に見合う空気は、カセット受け渡し
口２３から、クリーンルーム内の清浄空気が洗浄部１０
内に流入し、更にフィルタブロック６０の吸気口９０か
ら流入した空気が洗浄部１０内に吹き出し、隔壁１０１
に設けられたウエハ受け渡し穴１０１ａから研磨部１内
に供給される。

【００１９】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搬送
装置１１Ａ，１１Ｂの移動範囲と１次〜３次洗浄機１
２，１３，１４及びスピン乾燥機１５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、そのスピード
は汚染となるパーティクルの吹き上がりを抑えるのに有
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研磨部１へ、また１次〜３次洗
浄槽１２，１３，１４及びスピン乾燥機１５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。

【００２０】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。

【００２１】従って、研磨部１から、粗洗浄後ウェット
な状態で洗浄部１０へ入ってきた半導体ウエハＷや搬送
装置１１Ａ，１１Ｂのフィンガー１１ｆに付着していた
砥液を少し含む洗浄液からでるパーティクルは、前記降
下する空気と共にケミカルフィルタ４３とＨＥＰＡフィ
ルタ４２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
散が抑えられる。

【００２２】また、洗浄部１０内の空気は排気ダクト２
５を介して装置の外部に排気される。排気ダクト２５の
高さ位置は、搬送装置１１Ａ，１１Ｂのフィンガー１１
ｆよりも下の位置にあり、また１次〜３次洗浄機１２，
１３，１４およびスピン乾燥機１５の洗浄面よりも下の
位置にある。即ち、排気ダクト２５の位置は、ウエハ搬
送面よりも下方に設定されており、半導体ウエハが搬送
される面においては、ダウンフローの気流の乱れがない
ように工夫されている。

【００２３】図５は、排気ダクト２５のダンパー２７と
差圧計との関係を示す概略平面図である。図５に示すよ
うに、洗浄部１０とメンテルームＭＲ、洗浄部１０とク
リーンルームＣＲ、洗浄部１０と研磨部１との間の差圧
を、それぞれ測定するために差圧計７０，７１，７２が
設置されている。ダンパー２７の開度は、洗浄部１０と
メンテルームＭＲとの間の差圧計７０に基づいて制御部
７５により決定される。この場合、メンテルームＭＲに
洗浄部１０内の空気が流れ出ないようにするためには、
ダンパー２７の開度を調節して洗浄部１０の圧力をメン
テルームＭＲ側の圧力に対して２パスカル（Ｐａ）程度
小さくする。即ち、メンテルームＭＲ側を洗浄部１０に
対して正圧とする。逆にメンテルームＭＲ側の空気が洗
浄部１０内に流入しないようにするためには、同様にダ
ンパー２７の開度を調節して、洗浄部１０内の圧力をメ
ンテルームＭＲの圧力に対して大きくすればよい。即
ち、差圧計７０からの信号と排気ダクト２５内のダンパ
ー２７の開度を連動させることにより、洗浄部１０とメ
ンテルームＭＲの気流の方向を自由に変えることができ
る。

【００２４】図６は差圧計の具体例を示す図である。図
６に示すように、各差圧計７０，７１，７２には、２本
のチューブ８０が接続されている。各差圧計７０，７
１，７２へ接続されるチューブ８０のうち、１本は洗浄
部１０に連通している。また各差圧計７０，７１，７２
へ接続されるチューブ８０の他の１本は、メンテルーム
ＭＲ、クリーンルームＣＲおよび研磨部１にそれぞれ連
通している。

【００２５】図７は差圧計のチューブ８０の端部が各部
屋に開口している状態を示す図である。チューブ８０の
開口８０ａは、部屋内の気流の流れと同一方向に開口し
ている。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ポ
リッシング装置の洗浄部下部に排気ダクトを取り付けて
排気を行うことによって洗浄部を装置外部に対して負圧
とし、さらには装置まわりと装置内の各部の差圧を計測
し、その差圧に応じて排気ダクト内のダンパーの開度を
制御することによって、装置と装置まわりの差圧の関係
を自由に変えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るポリッシング装置の斜視図であ
る。

【図２】本発明に係るポリッシング装置の設置状態を示
す平面図である。

【図３】排気ダクトの詳細を示す断面図である。

【図４】本発明に係るポリッシング装置の内部を示す図
である。

【図５】排気ダクトのダンパーと差圧計との関係を示す
平面図である。

【図６】差圧計の具体例を示す図である。

【図７】差圧計のチューブが各部屋に開口している状態
を示す図である。

【符号の説明】

１ 研磨部 ２ ターンテーブル ３ トップリング ４ トップリングユニット ５ 研磨クロス ６ プッシャー ９ 駆動部 １０ 洗浄部 １１Ａ，１１Ｂ 搬送装置 １１ｆ フィンガー １２ １次洗浄機 １３ ２次洗浄機 １４ ３次洗浄機 １５ スピン乾燥機 １６，１７ 反転機 ２０ ロードアンロード部 ２２ ウエハーカセット ２３ カセット受け渡し口 ２５，３１ 排気ダクト ２６ フレキシブルチューブ ２７ ダンパー ４１ ファン ４２ ＨＥＰＡフィルタ ４３ ケミカルフィルタ ４５ ダクトヘッド ４６ 穴 ４７ 羽板 ４８ ダクト ６０ フィルタブロック ７０，７１，７２ 差圧計 ７５ 制御部 ８０ チューブ １００，１０１，１０２ 隔壁 ＣＲ クリーンルーム ＭＲ メンテルーム Ｗ 半導体ウエハ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隔壁で囲まれた空間内に、ポリッシング
   対象物を研磨する研磨部と、研磨後のポリッシング対象
   物を洗浄する洗浄部と、研磨前および研磨後のポリッシ
   ング対象物を載置するロードアンロード部とを備え、 前記洗浄部に、ポリッシング対象物の搬送面より下方に
   位置するダンパーを具備した排気ダクトを設けたことを
   特徴とするポリッシング装置。
2. 【請求項２】 ポリッシング装置の周囲の外部空間とポ
   リッシング装置内の所定空間との差圧を計測し、その差
   圧に応じて前記ダンパーの開度を制御するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載のポリッシング装置。