JP2000052237A - 研磨装置およびウエハの研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】表面が平坦なウエハを与えるワックスレス枚葉
研磨装置の提供。 【解決手段】ウエハ受け台および研磨盤の中心点がある
点Ｏの円周上に等間隔に下方基台に設置されたｎ＋１の
ステ−ジ機構（Ａ）、前記点Ｏと軸芯を同じくする間歇
的に正逆方向に回動可能な中空軸に軸承されたインデッ
クスヘッド（Ｂ）であって、該Ｂの下方にｎ＋１基の回
転可能なスピンドル軸に軸承されたウエハチャック機構
を前記中空軸の軸芯を中心点とする円周上に等間隔に備
えたインデックス（Ｂ）および、該Ｂの中空軸の間歇的
な回動を、ｍ段階（ｍはステ−ジの数と同じｎ＋１の整
数）に分け、１段階目からｎ段階までは間歇回動する角
度を正方向に、ｎ＋１段階目は逆方向に回動させる制御
装置（Ｃ）を備える研磨装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベアウエハ、デバ
イスウエハ、ＳＯＩウエハ、磁気ヘッドウエハ、磁気デ
ィスクウエハ等のウエハの表面を研磨する装置およびそ
れを用いてウエハを研磨する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの研磨方法としては、例え
ば、図４に示す研磨装置１を用い、回転軸２に軸承され
た表面に研磨布３ａが貼付されたポリッシャ−（プラ−
テンとも言う）３の表面に、モ−タ−Ｍにより回転され
る軸4 に軸承されたヘッド5 内に小孔６ａ，６ａ，…を
多数穿った吸着板６にチャックしたウエハｗを押圧し、
軸2 と４を正逆方向に、または同方向に回転させてウエ
ハを研磨している。研磨装置1 の中空軸4 内はロ−タリ
−バルブ７およびバルブ8 を介して真空ポンプ（図示せ
ず）に接続され前記ウエハｗを吸着板4 に吸着する。９
はトラップである。

【０００３】中空軸4 には、さらに前記ロ−タリ−バル
ブ7 を介して加圧気体導入用管１０および洗浄液供給用
管12が接続されている。１１，１３はバルブである。研
磨されたウエハは、バルブ８を止め、ついでバルブ１３
お開き、洗浄液をウエハに供給してウエハ上に付着して
いる研磨剤や研磨屑を溶解、除去する。洗浄剤として
は、例えば過酸化水素と塩酸の混合水溶液が用いられ
る。洗浄後、バルブ13を閉め、バルブ11を開き、加圧気
体をウエハに吹き付けることによりウエハを乾燥させ
る。（特開平１０−３４５２３号、同１０−１６３１３
８号、同９−３００２０９号、同９−７０７５０号公報
参照）。

【０００４】ロ−タリ−バルブ7 のジョイント部にはセ
ラミック製パッキングが用いられ、ジョイント素材は腐
食防止のためにステンレス以外の耐腐食性金属が用いら
れている。研磨時間を短縮させるため、図２に示す研磨
盤（ポリッシャ−）を３基、ウエハのロ−ドとアンロ−
ド兼用のウエハ受け台１基を用い、インデックスヘッド
に４基のチャック機構を据え付けたワックスレス枚葉研
磨装置１が実用化されている。図中、1 は研磨装置、３
は第１ポリッシャ−、3'は第２ポリッシャ−、３‘' は
第３ポリシャ−、４ａ，４ｂ，４ｃおよび４ｄはインデ
ックスヘッド（上盤）Ｂに据え付けられた４基のチャッ
ク機構、１４，１４…はカセット、１５はロボット、１
５ａはハンドア−ム、１６，１６はパッドコンディショ
ナ−、１７はインデックスヘッドＢを９０度づつ間歇的
に正方向に回動する軸である。１８はウエハの受け台、
１９は基台である。

【０００５】該研磨装置を用いてウエハを研磨する工程
は、次のように行われる。 （１）ウエハｗ１は、ロボットア−ムによりカセットよ
り取り出され受け台１８上に載せられ、ここでチャック
機構４ａにより吸着される。 （２）インデックスヘッドを９０度正方向に回動させて
ウエハｗ１を第１ポリッシャ−上に導き、チャック機構
４ａを下降させてウエハｗ１を第１ポリッシャ−に押圧
し、両者の軸2 、4 を回転させることによりウエハの研
磨を行う。この間、新たなウエハｗ２が受け台の上に載
せられ、別のチャック機構４ｂに吸着され、ついで、チ
ャック機構４ｂを上昇させる。 （３）インデックスヘッドを正方向に９０度回動させ、
研磨されたウエハｗ１を第２ポリッシャ−上に導き、チ
ャック機構４ａを下降させてウエハを第2 ポリッシャ−
に押圧し、両者の軸2 、4 を回転させることによりウエ
ハの研磨を行う。この間、新たなウエハｗ３が受け台の
上に載せられ別のチャック機構４ｃに吸着されるととも
に先に吸着されたウエハｗ２は第１ポリッシャ−で研磨
される。

【０００６】（４）インデックスヘッドを正方向に９０
度回動させ、研磨されたウエハｗ１を第３ポリッシャ−
上に導き、チャック機構４ａを下降させてウエハを第３
ポリッシャ−に押圧し、両者の軸2 、4 を回転させるこ
とによりウエハｗ１の仕上げ研磨を行う。この間、新た
なウエハｗ４が受け台の上に載せられ別のチャック機構
４ｄに吸着されるとともに先に吸着されたウエハｗ３は
第２ポリッシャ−で研磨され、ウエハｗ４は第１ポリッ
シャ−で研磨される。 （５）インデックスヘッドを正方向に９０度回転させ、
チャック機構４ａを下降させて仕上げ研磨されたウエハ
ｗ１を受け台１８上にアンウンロ−ドし、更にロボット
ア−ムでカセットに収納するとともに新しいウエハｗ５
が受け台１８上にロ−ドされ、チャック機構４ａに吸着
される。一方、ウエハｗ2 は、第３ポリッシャ−上に導
かれ、チャック機構４ｂを下降させてウエハを第３ポリ
ッシャ−に押圧し、両者の軸2 、4 を回転させることに
よりウエハの仕上げ研磨を行う。この間、ウエハｗ３は
第２ポリッシャ−で、ウエハｗ４は第１ポリッシャ−で
研磨される。

【０００７】以下、同様の操作を繰り返し、ウエハの研
磨を行う。図６はインデックスヘッドＢを下から見た斜
視図である。図５に示すようにインデックスヘッドは中
空軸１７にロ−タリ−ジョイント７を介して回動され
る。ロ−タリ−ジョイントは２枚のセラミックスパッキ
ング７' ，７' が利用される。ロ−タリ−ジョイント７
が用いられる理由は、インデックスヘッドが常に９０度
正方向に回動するためチャック機構の用役設備管と中空
軸17内の用役設備管同士を可撓性管により接続したら可
撓性管同士が巻きついたり、または可撓性管が捩れてつ
いには破裂してしまうからである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記インデックスヘッ
ドを利用したワックスレス枚葉研磨装置では研磨時にセ
ラミックパッキングが擦れ、塵を発生しウエハの平坦性
を損なう欠点があった（研磨されたウエハの厚み偏差Ｔ
ＴＶが０．４〜１．０μｍ）。本発明は、セラミックパ
ッキングをジョイント部に用いることなく、インデック
スヘッドの回動の順序、方向を工夫することにより平坦
性の優れたウエハを与える研磨装置の提供を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明において、請求項
１は、（ａ）ウエハのロ−ドとアンロ−ド兼用のウエハ
受け台 １基、（ｂ）回転軸に軸承されたウエハの研磨
盤をｎ基（ただし、ｎは２〜５の整数である。）を、こ
れらウエハ受け台および研磨盤の中心点がある点ｏの円
周上に３６０／（ｎ＋１）の角度で等間隔に下方基台に
設置されたｎ＋１のステ−ジ機構（Ａ）、前記点ｏと軸
芯を同じくする間歇的に正逆方向に回動可能な中空軸に
軸承されたインデックスヘッド（Ｂ）であって、該イン
デックスヘッドの下方に（ｎ＋１）基の回転可能なスピ
ンドル軸に軸承されたウエハチャック機構を前記中空軸
の軸芯を中心点とする円周上に３６０／（ｎ＋１）の角
度で等間隔に備えたインデックスヘッド（Ｂ）および、
インデックスヘッドの中空軸の間歇的な回動を、ｍ段階
（ただし、ｍはステ−ジの数と同じ（ｎ＋１）の整数で
ある。）に分け、１段階目からｎ段階までは間歇回動す
る角度を正方向にそれぞれ３６０／（ｎ＋１）の角度、
（ｎ＋１）段階目は逆方向に３６０ｎ／（ｎ＋１）の角
度回動させる制御装置（Ｃ）を備える研磨装置を提供す
るものである。

【００１０】本発明の請求項２は、インデックスヘッド
の間歇的な回動をする中空軸内には、複数の用役設備管
が収められ、スピンドル軸に軸承されたウエハチャック
機構の上方は前記インデックスヘッドの中空軸に収めら
れた用役設備管に可撓性管により接続されていることを
特徴とする、請求項１に記載の研磨装置を提供するもの
である。

【００１１】本発明の請求項３は、用役設備管が、ウエ
ハを吸着するために管内を減圧にする真空ポンプと、ウ
エハをチャック機構からアンロ−ディングするために管
内を加圧するコンプレッサ−に接続されていることを特
徴とする、請求項２に記載の研磨装置を提供するもので
ある。本発明の請求項４は、用役設備管が、ウエハに洗
浄液を供給する管であることを特徴とする、請求項２に
記載の研磨装置を提供するものである。

【００１２】本発明の請求項５の発明は、 （１）ウエハ１を受け台（ａ）の上に載せ、ついで第１
番目のチャック機構でウエハ１を吸着する。 （２）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
このウエハ１を第１番目の研磨盤（第１ポリッシャ−）
に押圧して研磨するとともにウエハ２を受け台（ａ）の
上に載せ、ついで第２番目のチャック機構でウエハ２を
吸着する。 （３）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
前記ウエハ１を第２番目の研磨盤（第２ポリッシャ−）
に押圧して仕上げ研磨、前記ウエハ２を第１ポリッシャ
−に押圧して研磨するとともにウエハ３を受け台（ａ）
の上に載せ、ついで第３番目のチャック機構でウエハ３
を吸着する。 （４）インデックスヘッドを逆方向に２４０度回動し、
前記第１チャック機構からウエハ１を受け台（ａ）にア
ンロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ
４を第１チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ2 を第
２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ３を第１
ポリッシャ−に押圧して研磨する。

【００１３】（５）インデックスヘッドを正方向に１２
０度回動し、前記第２チャック機構からウエハ２を受け
台（ａ）にアンロ−ドし、カセット内に収納させるとと
もに、ウエハ５を第２チャック機構に吸着させ、一方ウ
エハ３を第２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエ
ハ４を第１ポリッシャ−に押圧して研磨する。 （６）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
前記第３チャック機構からウエハ３を受け台（ａ）にア
ンロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ
６を第２チャック機構に吸着させ、一方ウエハ４を第２
ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ５を第１ポ
リッシャ−に押圧して研磨する。 （７）インデックスヘッドを逆方向に２４０度回動し、
前記第１チャック機構からウエハ４を受け台（ａ）にア
ンロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ
７を第１チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ５を第
２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ６を第１
ポリッシャ−に押圧して研磨する。 （８）以下、前記（５）〜（７）の工程を１巡として、
仕上げ研磨されたウエハを受け台（ａ）にアンロ−ド、
新しいウエハを受け台（ａ）にロ−ドし、チャック機構
に吸着させ、インデックスヘッドの正方向に１２０度の
２回の回動と、逆方向の２４０度の回動１回の１巡の工
程を繰り返しつつ、ウエハを研磨することを特徴とする
ウエハの研磨方法を提供するものである。

【００１４】本発明の請求項６の発明は、 (1) ウエハ１を受け台（ａ）の上に載せ、ついで第１番
目のチャック機構でウエハ１を吸着する。 (2) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、ウエ
ハ１を第１番目の研磨盤（第１ポリッシャ−）に押圧し
て研磨するとともにウエハ２を受け台（ａ）の上に載
せ、ついで第２番目のチャック機構でウエハ２を吸着す
る。 (3) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
ウエハ１を第２番目の研磨盤（第２ポリッシャ−）に押
圧して研磨、前記ウエハ２を第１ポリッシャ−に押圧し
て研磨するとともにウエハ３を受け台（ａ）の上に載
せ、ついで第３番目のチャック機構でウエハ３を吸着す
る。 (4) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
ウエハ１を第３番目の研磨盤（第３ポリッシャ−）に押
圧して仕上げ研磨、前記ウエハ２を第２ポリッシャ−に
押圧して研磨するとともにウエハ４を受け台（ａ）の上
に載せ、ついで第４番目のチャック機構でウエハ３を吸
着する。

【００１５】(5) インデックスヘッドを逆方向に２７０
度回動し、前記第１チャック機構からウエハ１を受け台
（ａ）にアンロ−ドし、カセット内に収納させるととも
に、ウエハ５を第１チャック機構に吸着させ、一方、ウ
エハ2 を第３ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエ
ハ３を第２ポリッシャ−に押圧して研磨、ウエハ４を第
１ポリッシャ−に押圧して研磨する。 (6) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
第２チャック機構からウエハ２を受け台（ａ）にアンロ
−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ６を
第２チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ３を第４ポ
リッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ４を第３ポリ
ッシャ−に押圧して研磨、ウエハ５を第１ポリッシャ−
に押圧して研磨する。 (7) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
第３チャック機構からウエハ３を受け台（ａ）にアンロ
−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ７を
第３チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ４を第３ポ
リッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ５を第２ポリ
ッシャ−に押圧して研磨、ウエハ６を第１ポリッシャ−
に押圧して研磨する。

【００１６】(8)インデックスヘッドを正方向に９０度
回動し、前記第４チャック機構からウエハ４を受け台
（ａ）にアンロ−ドし、カセット内に収納させるととも
に、ウエハ８を第４チャック機構に吸着させ、一方、ウ
エハ５を第３ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエ
ハ６を第２ポリッシャ−に押圧して研磨、ウエハ７を第
１ポリッシャ−に押圧して研磨する。 (9)インデックスヘッドを逆方向に２７０度回動し、前
記第１チャック機構からウエハ５を受け台（ａ）にアン
ロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ９
を第１チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ６を第３
ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ７を第２ポ
リッシャ−に押圧して研磨、ウエハ８を第１ポリッシャ
−に押圧して研磨する。 (10)以下、前記（６）〜（９）の工程を１巡として、仕
上げ研磨されたウエハを受け台（ａ）にアンロ−ド、新
しいウエハを受け台（ａ）にロ−ドし、チャック機構に
吸着させ、インデックスヘッドの正方向に９０度の３回
の回動と、逆方向の２７０度の回動１回の１巡の工程を
繰り返しつつ、ウエハを研磨することを特徴とするウエ
ハの研磨方法を提供するものである。

【００１７】

【作用】インデックスヘッドＢは正方向（時計回り方
向）および逆方向（逆時計回り方向）とも最大３６０ｎ
／（ｎ＋１）の角度（ｎは研磨盤の数である。）しか回
動しないので用役管とチャック機構を接続する可撓性管
の移動距離範囲および回動範囲が小さく、該可撓性管が
捩じれて破損することはない。また、セラミックパッキ
ングを使用しないので長期に研磨装置を運転してもセラ
ミック屑の発生が原因による研磨されたウエハの平坦度
が低下することなく、８インチウエハであっても安定し
てＴＴＶ（ウエハ厚み偏差）が１μｍ以下（０．４０〜
０．８０μｍ）のウエハを得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明をさら
に詳細に説明する。図１は、先に説明した図２に示すイ
ンデックスヘッドＢとして図５に示すものの代わりに用
いる本発明の研磨装置におけるインデックスヘッドＢの
一部を切り欠いた断面図である。図３は本発明のウエハ
の研磨方法における、インデックスヘッドＢと、各チャ
ック機構ａ，ｂおよびｃと、各ウエハｗ１，ｗ２，ｗ
３，ｗ４…の移動状態を説明する図である。

【００１９】図１において、１は研磨装置、Ｂはインデ
ックスヘッド、ｗはウエハ、２，２は回転軸、３は第１
ポリッシャ−、３' は第２ポリッシャ−、３''は第３ポ
リシャ−、４ａ，４ｂは中空回転軸、５ａ，５ｂはヘッ
ド、８、１０、１３はバルブ、１７は中空軸、２０ａ，
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄおよび２０' ａ，２０' ｂ，２
０' ｃおよび２０' ｄは剛性の用役管、２１ａ，２１
ｂ，２１ｃおよび２１ｄは可撓性管、Ｍはモ−タ−であ
る。２０' ａ，２０' ｂ，２０' ｃ，２０' ｄの剛性の
用役管は、各々真空ポンプ、コンプレッサ−、洗浄液タ
ンクに接続されており、バルブ８，１０，１３の開閉の
切り替えにより各用役設備管に必要な用役（減圧空気、
加圧空気、洗浄液、等）が供給される。なお、ウエハの
カセットから仮置台への移送、仮受台からカセットへの
移送には図2 に示すロボット搬送装置に代えて特開平5-
７７１４８号公報に開示されるベルト式搬送装置、吸着
パッドを有する反転ア−ムを用いてもよい。

【００２０】図３において、インデックスヘッド内の４
つの円はチャック機構ａ，ｂ，ｃおよびｄを示し、数字
はインデックスヘッドに供給されたウエハの順序を示
す。図３では４つの円内に座標のようにウエハの供給さ
れた順序をｘ座標に、そのウエハを吸着しているチャッ
ク機構をｙ座標に示す。即ち、２，ｄはチャック機構ｄ
に２番目に供給されたウエハが吸着されていることを示
す。

【００２１】図３に示される工程を次に説明する。図３
は、ウエハのアンロードと、ロ−ド兼用の１ステ−ジと
第一研磨、第２研磨、第三仕上げ研磨の３つのステ−ジ
の、全４ステ−ジの動きである。 （１）ウエハ１を受け台１８の上に載せ（ロ−ド）、つ
いでチャック機構ａでウエハ１を吸着する。 （２）インデックスヘッドを正方向に９０度回動した
後、ウエハ１を第１ポリシャ−に押圧して研磨するとと
もにウエハ２を受け台の上に載せ、ついでチャック機構
ｂでウエハ２を吸着する。 （３）インデックスヘッドを正方向に９０度回動した
後、前記ウエハ１を第２ポリシャ−に押圧して研磨する
とともに、前記ウエハ２を第１ポリッシャ−に押圧して
研磨する。かつ、ウエハ３を受け台１８の上に載せ、チ
ャック機構ｃでウエハ3 を吸着する。

【００２２】（４）インデックスヘッドを正方向に９０
度回動した後、前記ウエハ１を第３ポリシャ−に押圧し
て仕上げ研磨するとともに、前記ウエハ２を第２ポリッ
シャ−に押圧して研磨する。かつ、ウエハ３を第１ポリ
ッシャ−に押圧して研磨する。ウエハ４を受け台１８の
上に載せ、チャック機構ｄでウエハ４を吸着する。 （５）インデックスヘッドを逆方向に９０度回動した
後、前記研磨仕上げされたウエハ１を受け台１８に移し
（アンロ−ド）、更にカセット内に収納させるととも
に、受け台１８上に新しいウエハ５を載せ、チャック機
構ａに吸着させる。一方、ウエハ2 を第３ポリッシャ−
に押圧して仕上げ研磨、ウエハ３を第２ポリッシャ−に
押圧して研磨するとともにウエハ４をロ−ディング用仮
置台の上に載せ、インデックスヘッドを逆正方向に２７
０度回動した後、前記ウエハ２をアンロ−ディング用仮
受台に移し、更にカセット内に収納させるとともに、ウ
エハ３を第２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエ
ハ４を第１ポリッシャ−に押圧して研磨する。

【００２３】（６）以下、インデックスヘッドの正方向
に９０度の３回の回動と、逆方向の２７０度の回動を繰
り返しつつ、新しいウエハ６，７，８，９…の受け台１
８への供給、ウエハの第1 研磨、第２研磨および第３の
仕上げ研磨、仕上げ研磨されたウエハの受け台１８への
移送、カセット内への収納を繰り返す。回転軸２，４の
回転数は、２０〜４００ｒｐｍ、ウエハがポリッシャ−
３，３' ，３''に押圧される圧力は、０．１〜５Ｋｇ／
ｃｍ² である。ポリッシャ−の回転軸２とチャック機構
の回転軸４の回転方向は、両方とも正方向であっても、
互いに正逆方向であっても良い。

【００２４】洗浄液としては、過酸化水素水と塩酸の混
合液が一般である。酸によりＣＭＰ研磨後に研磨剤を除
去するブラシスクラバの洗浄工程が不要となる。圧縮空
気は、ウエハ研磨後、ウエハがポリッシャ−から離れる
のを容易とするとともに、排気通路や吸着板の小孔に詰
まった研磨屑や砥粒をブロ−アウトするに役立つ。又、
洗浄後のウエハの乾燥にも使用できる。研磨剤スラリ−
は、研磨時にポリッシャ−上に供給される。このスラリ
−は別の供給ノズルから供給してもよいし、用役設備管
から供給できるようにしてもよい。研磨剤スラリ−は酸
化アルミニウム、酸化セリウム、単結晶ダイヤモンド、
多結晶ダイヤモンド、酸化ケイ素、炭化珪素、酸化クロ
ミウムおよびガラス粉等の砥粒を水性媒体に分散したも
ので、必要により界面活性剤、無機塩、分散助剤、キレ
−ト剤、研磨油、防錆剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、防かび
剤、等が配合される。

【００２５】研磨装置が、ウエハのロ−ドとアンロ−ド
兼用の受け台１基とポリシャ−２基の場合、全ステ−ジ
は３ステ−ジとなり、図７に示すようにインデックスヘ
ッドの中空軸の回動は、１２０度、１２０度、−２４０
度となる。図７において、 （１）ウエハ１を受け台１８の上に載せ、ついで第１番
目のチャック機構４ａでウエハ１を吸着する。 （２）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
ウエハ１を第１番目の研磨盤（第１ポリッシャ−）に押
圧して研磨するとともにウエハ２を受け台１８の上に載
せ、ついで第２番目のチャック機構４ｂでウエハ２を吸
着する。 （３）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
ウエハ１を第２番目の研磨盤（第２ポリッシャ−）に押
圧して仕上げ研磨、前記ウエハ２を第１ポリッシャ−に
押圧して研磨するとともにウエハ３を受け台１８の上に
載せ、ついで第３番目のチャック機構４ｃでウエハ３を
吸着する。

【００２６】（４）インデックスヘッドを逆方向に２４
０度回動し、第１チャック機構４ａからウエハ１を受け
台１８にアンロ−ドし、カセット１４’内に収納させる
とともに、ウエハ４を第１チャック機構４ａに吸着さ
せ、一方、ウエハ2 を第２ポリッシャ−に押圧して仕上
げ研磨、ウエハ３を第１ポリッシャ−に押圧して研磨す
る。 （５）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
第２チャック機構４ｂからウエハ２を受け台１８にアン
ロ−ドし、カセット１４’内に収納させるとともに、ウ
エハ５を第２チャック機構４ｂに吸着させ、一方ウエハ
３を第２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ４
を第１ポリッシャ−に押圧して研磨する。 （６）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
第３チャック機構４ｃからウエハｗ３を受け台１８にア
ンロ−ドし、カセット１４’内に収納させるとともに、
ウエハ６を第３チャック機構４ｃに吸着させ、一方ウエ
ハ４を第２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ
ｗを第１ポリッシャ−に押圧して研磨する。 （７）インデックスヘッドを逆方向に２４０度回動し、
第１チャック機構４ｃからウエハ４を受け台１８にアン
ロ−ドし、カセット１４’内に収納させるとともに、ウ
エハ７を第１チャック機構４ａに吸着させ、一方、ウエ
ハ５を第２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ
６を第１ポリッシャ−に押圧して研磨する。 （８）以下、前記（５）〜（７）の工程を１巡として、
仕上げ研磨されたウエハを受け台１８にアンロ−ド、新
しいウエハを受け台１８にロ−ドし、チャック機構に吸
着させ、インデックスヘッドＢの正方向に１２０度の２
回の回動と、逆方向の２４０度の回動１回を繰り返しつ
つ、ウエハを研磨する。

【００２７】本発明の研磨装置において、研磨盤の数ｎ
は、研磨されるウエハの平滑性、研磨速度、ウエハ径等
に依存するが、インデックスヘッドに取り付けるチャッ
ク機構の等間隔配置から２から５までが好ましい。ｎが
５のときは、インデックスヘッドＢの回動は、正方向に
６０度、６０度、６０度、６０度、６０度、逆方向に３
００度となり、これが１巡の工程となる。

【００２８】

【発明の効果】本発明のウエハの研磨装置は管ジョイン
ト部にセラミックパッキン材を用いないので、従来の研
磨装置で生じていた長期運転時にパッキンが擦れて屑を
発生し、ウエハとチャック機構の吸着板にこの屑が存在
することに起因してウエハの平坦度が低下することが防
止される。また、ポリシャ−の研磨布の目詰まりのため
に行うコンディショニングの回数も減り、かつウエハの
洗浄時間も短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨装置のインデックスヘッドの一部
を切り欠いた断面図である。

【図２】ワックスレス枚葉研磨装置の上面図である。

【図３】ウエハを研磨する際の、ウエハの動きとインデ
ックスヘッドの動きを示す工程図である。

【図４】研磨装置の断面図である。

【図５】従来の研磨装置のインデックスヘッドの一部を
切り欠いた断面図である。

【図６】研磨装置のインデックスヘッドの斜視図であ
る。

【図７】ウエハを研磨する際の、ウエハの動きとインデ
ックスヘッドの動きを示す工程図である。

【符号の説明】

１ 研磨装置 Ａ インデックスヘッド ｗ ウエハ ３ ポリッシャ− ４ チャック機構の回転軸 ５ ヘッド １８ 受け台 ２０，２０' 用役設備管 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 可撓性管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AA11 AA18 AB03 AB04 AB08 AC01 AC05 BC02 CB01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ウエハのロ−ドとアンロ−ド兼用
   のウエハ受け台 １基、（ｂ）回転軸に軸承されたウエ
   ハの研磨盤をｎ基（ただし、ｎは２〜５の整数であ
   る。）を、これらウエハ受け台および研磨盤の中心点が
   ある点ｏの円周上に３６０／（ｎ＋１）の角度で等間隔
   に下方基台に設置された（ｎ＋１）のステ−ジ機構
   （Ａ）、前記点ｏと軸芯を同じくする間歇的に正逆方向
   に回動可能な中空軸に軸承されたインデックスヘッド
   （Ｂ）であって、該インデックスヘッドの下方に（ｎ＋
   １）基の回転可能なスピンドル軸に軸承されたウエハチ
   ャック機構を前記中空軸の軸芯を中心点とする円周上に
   ３６０／（ｎ＋１）の角度で等間隔に備えたインデック
   スヘッド（Ｂ）および、インデックスヘッドの中空軸の
   間歇的な回動を、ｍ段階（ただし、ｍはステ−ジの数と
   同じ（ｎ＋１）の整数である。）に分け、１段階目から
   ｎ段階までは間歇回動する角度を正方向にそれぞれ３６
   ０／（ｎ＋１）の角度、（ｎ＋１）段階目は逆方向に３
   ６０ｎ／（ｎ＋１）の角度回動させる制御装置（Ｃ）を
   備える研磨装置。
2. 【請求項２】 インデックスヘッドの間歇的な回動をす
   る中空軸内には、複数の用役設備管が収められ、スピン
   ドル軸に軸承されたウエハチャック機構の上方は前記イ
   ンデックスヘッドの中空軸に収められた用役設備管に可
   撓性管により接続されていることを特徴とする、請求項
   １に記載の研磨装置。
3. 【請求項３】 用役設備管が、ウエハを吸着するために
   管内を減圧にする真空ポンプと、ウエハをチャック機構
   からアンロ−ディングするために管内を加圧するコンプ
   レッサ−に接続されていることを特徴とする、請求項２
   に記載の研磨装置。
4. 【請求項４】 用役設備管が、ウエハに洗浄液を供給す
   る管であることを特徴とする、請求項２に記載の研磨装
   置。
5. 【請求項５】（１）ウエハ１を受け台（ａ）の上に載
   せ、ついで第１番目のチャック機構でウエハ１を吸着す
   る。 （２）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
   このウエハ１を第１番目の研磨盤（第１ポリッシャ−）
   に押圧して研磨するとともにウエハ２を受け台（ａ）の
   上に載せ、ついで第２番目のチャック機構でウエハ２を
   吸着する。 （３）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
   前記ウエハ１を第２番目の研磨盤（第２ポリッシャ−）
   に押圧して仕上げ研磨、前記ウエハ２を第１ポリッシャ
   −に押圧して研磨するとともにウエハ３を受け台（ａ）
   の上に載せ、ついで第３番目のチャック機構でウエハ３
   を吸着する。 （４）インデックスヘッドを逆方向に２４０度回動し、
   前記第１チャック機構からウエハ１を受け台（ａ）にア
   ンロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ
   ４を第１チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ2 を第
   ２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ３を第１
   ポリッシャ−に押圧して研磨する。 （５）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
   前記第２チャック機構からウエハ２を受け台（ａ）にア
   ンロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ
   ５を第２チャック機構に吸着させ、一方ウエハ３を第２
   ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ４を第１ポ
   リッシャ−に押圧して研磨する。 （６）インデックスヘッドを正方向に１２０度回動し、
   前記第３チャック機構からウエハ３を受け台（ａ）にア
   ンロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ
   ６を第２チャック機構に吸着させ、一方ウエハ４を第２
   ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ５を第１ポ
   リッシャ−に押圧して研磨する。 （７）インデックスヘッドを逆方向に２４０度回動し、
   前記第１チャック機構からウエハ４を受け台（ａ）にア
   ンロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ
   ７を第１チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ５を第
   ２ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ６を第１
   ポリッシャ−に押圧して研磨する。 （８）以下、前記（５）〜（７）の工程を１巡として、
   仕上げ研磨されたウエハを受け台（ａ）にアンロ−ド、
   新しいウエハを受け台（ａ）にロ−ドし、チャック機構
   に吸着させ、インデックスヘッドの正方向に１２０度の
   ２回の回動と、逆方向の２４０度の回動１回の１巡の工
   程を繰り返しつつ、ウエハを研磨することを特徴とする
   ウエハの研磨方法。
6. 【請求項６】 (1) ウエハ１を受け台（ａ）の上に載
   せ、ついで第１番目のチャック機構でウエハ１を吸着す
   る。 (2) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、ウエ
   ハ１を第１番目の研磨盤（第１ポリッシャ−）に押圧し
   て研磨するとともにウエハ２を受け台（ａ）の上に載
   せ、ついで第２番目のチャック機構でウエハ２を吸着す
   る。 (3) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
   ウエハ１を第２番目の研磨盤（第２ポリッシャ−）に押
   圧して研磨、前記ウエハ２を第１ポリッシャ−に押圧し
   て研磨するとともにウエハ３を受け台（ａ）の上に載
   せ、ついで第３番目のチャック機構でウエハ３を吸着す
   る。 (4) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
   ウエハ１を第３番目の研磨盤（第３ポリッシャ−）に押
   圧して仕上げ研磨、前記ウエハ２を第２ポリッシャ−に
   押圧して研磨するとともにウエハ４を受け台（ａ）の上
   に載せ、ついで第４番目のチャック機構でウエハ３を吸
   着する。 (5) インデックスヘッドを逆方向に２７０度回動し、前
   記第１チャック機構からウエハ１を受け台（ａ）にアン
   ロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ５
   を第１チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ2 を第３
   ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ３を第２ポ
   リッシャ−に押圧して研磨、ウエハ４を第１ポリッシャ
   −に押圧して研磨する。 (6) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
   第２チャック機構からウエハ２を受け台（ａ）にアンロ
   −ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ６を
   第２チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ３を第４ポ
   リッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ４を第３ポリ
   ッシャ−に押圧して研磨、ウエハ５を第１ポリッシャ−
   に押圧して研磨する。 (7) インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
   第３チャック機構からウエハ３を受け台（ａ）にアンロ
   −ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ７を
   第３チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ４を第３ポ
   リッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ５を第２ポリ
   ッシャ−に押圧して研磨、ウエハ６を第１ポリッシャ−
   に押圧して研磨する。 (8)インデックスヘッドを正方向に９０度回動し、前記
   第４チャック機構からウエハ４を受け台（ａ）にアンロ
   −ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ８を
   第４チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ５を第３ポ
   リッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ６を第２ポリ
   ッシャ−に押圧して研磨、ウエハ７を第１ポリッシャ−
   に押圧して研磨する。 (9)インデックスヘッドを逆方向に２７０度回動し、前
   記第１チャック機構からウエハ５を受け台（ａ）にアン
   ロ−ドし、カセット内に収納させるとともに、ウエハ９
   を第１チャック機構に吸着させ、一方、ウエハ６を第３
   ポリッシャ−に押圧して仕上げ研磨、ウエハ７を第２ポ
   リッシャ−に押圧して研磨、ウエハ８を第１ポリッシャ
   −に押圧して研磨する。 (10)以下、前記（６）〜（９）の工程を１巡として、仕
   上げ研磨されたウエハを受け台（ａ）にアンロ−ド、新
   しいウエハを受け台（ａ）にロ−ドし、チャック機構に
   吸着させ、インデックスヘッドの正方向に９０度の３回
   の回動と、逆方向の２７０度の回動１回の１巡の工程を
   繰り返しつつ、ウエハを研磨することを特徴とするウエ
   ハの研磨方法。