JP2000061821A - ポリッシング装置における外気連通機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーンルームの内部に配設されたポリッシ
ング装置で発生したミストをクリーンルームの外側に引
出し可能としてスループットを高めるようにしたポリッ
シング装置を提供する。 【解決手段】 インデックステーブル装置から研磨装置
へウエハを導く旋回揺動アーム部の回動中心軸を中空と
し、一方、中空モータを用いて前記回動中心軸を回動さ
せ、それらの間で連通部を構成して、クリーンルームの
上方のミストを連通部を介して外部に引き出せるように
構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シリコンウエハ
等のメカノケミカルポリッシング（化学機械的研磨）を
行うポリッシング装置における外気連通機構に関し、特
に、定盤での研磨時に発生するミストを外部に導くこと
ができるポリッシング装置における外気連通機構に関す
るものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】一般に、シリコンウエハ
上への集積回路の形成は、典型的には、導電層、半導体
層や絶縁層を、連続的にウエハ上へ、特に、シリコンウ
エハ上へ堆積することにより行われる。各層を堆積した
後は、この層をエッチングして回路の造作を形成する。
一連の層を連続して堆積しエッチングすれば、ウエハの
外側面ないし最上面、すなわち、ウエハの露出面は、徐
々に非平坦的になっていく。これは、外側面とその下の
ウエハとの距離が、エッチングが最も生じない領域で最
も大きく、エッチングが最も生じる領域で最も小さいた
めに生じるものである。

【０００３】単一のパターニングを有する下層について
は、この非平坦の表面は一連の山（ピーク）と谷とを備
えており、この最高の山と最低の谷との高さの差は７，
０００〜１０，０００オングストローム程度である。複
数のパターニングを有する下層では、山と谷との高さの
差は更に著しくなり数ミクロンにまで達することもあ
る。

【０００４】この非平坦の外側面は、集積回路の製造に
おける問題を示している。外側面が平坦でなければ、フ
ォトリソグラフィーの技術によりフォトレジスタのパタ
ーニングを行う際、非平坦である表面ではフォトリソグ
ラフィー装置で正確なフォーカスができなくなるため、
適当でない場合がある。したがって、このウエハの表面
を定期的に平坦化（プラナイズ）して面を平坦にする必
要がある。平坦化によって、非平坦な外側面を研磨し
て、導電層、半導電層や絶縁層のいずれをも取り去っ
て、比較的平坦でスムーズな面を形成する。

【０００５】ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭ
Ｐ）は平坦化のためのものとして認められている方法の
１つである。この平坦化の方法では典型的には、シリコ
ンウエハを、研磨する面が露出するようにプレッシャー
プレートに設置することが必要である。このプレッシャ
ープレートに支持されたウエハは、回転するポリッシン
グパッドに対して配置される。ウエハを保持するプレッ
シャープレートも回転させて、ウエハとポリッシングパ
ッド表面との間に更に運動を加えても良い。

【０００６】更に、研磨剤と、少なくとも１つの化学反
応剤とを含有する研磨スラリーとをポリッシングパッド
に供給し、ポリッシングパッドとウエハとの境界面に研
磨性の化学品溶液を供給する。酸化物層の研磨に対して
は、スラリーは直径５０ｎｍ程度のシリカグリッドで構
成されている。このグリッドは、発煙により形成された
後、ＰＨ１０．５程度の塩基溶液の中に入れられる。そ
して、この溶液は、コロイドサスペンション（コロイド
懸濁液）を長期に維持するようにブレンドして強いシェ
アをかけられる。メタルの研磨のためには、グリッドは
シリカ又はアルミナのいずれかにより形成される。

【０００７】ケミカルメカニカルポリッシングプロセス
における重要な因子は、基板表面の仕上げ（粗さ）と、
ウエハ表面の平坦性と、研磨速度とである。平坦性と粗
さとが適切でない場合には、ウエハの欠陥を引き起こ
す。研磨速度によって、１つの層の研磨に要する時間が
決定される。したがって、必要な仕上げと平坦性とを実
現するために要する研磨時間が、ポリッシング装置の最
大のスループットを決定する。

【０００８】続いて行われる製造工程の処理条件で研磨
済みの面の仕上げと平坦性とが要求されるため、しばし
ばスループットの研磨速度に関する部分が上記の兼ね合
いにより犠牲となる。それでも、ポリッシング装置のコ
ストは、処理するウエハの数により償還されるため、商
業市場ではスループットを高めることが必須である。勿
論、高いスループットは、コストと、用いる機械の複雑
さとに対してバランスさせなければならない。

【０００９】さらに、ポリッシング装置では、研磨面に
対するウエハの搬出、搬入によりスループットが制限さ
れる。スループットを増加させるために従来技術により
試みられているものの１つに、ウエハの研磨のために複
数の研磨面を用い、２つの異なるポリッシングパッドと
スラリーとの組み合わせにより研磨速度および仕上げの
最適化を可能とするものがある。そのようなポリッシン
グ装置にあっては、主研磨面と細密研磨面とを備えてい
る。１つのポリッシングパッドが１つのポジショニング
装置によって制御され、装置の別々のポリッシングステ
ーションの間で１つのウエハを移動させて研磨を行って
いる。

【００１０】そして、ポリッシング装置にあっては、研
磨しているウエハに、塵芥等が付着して不良品が生じる
のを防止するために、ポリッシング装置自体をクリーン
ルームに配置して研磨作業を行っており、外部からの塵
芥の進入は防止できるが、研磨時にポリッシング装置の
定盤等から発生するミストによってウエハに不良品が発
生してしまいスループットが低下するという問題を有し
ていた。

【００１１】この発明の目的は、ポリッシング装置をク
リーンルーム内に配置して外部からの塵芥の進入を防止
するとともに、ポリッシング装置自体から発生したミス
ト等はクリーンルームの外側に導くことにより、ウエハ
に不良品が発生するのを防止してスループットを高める
ことができるポリッシング装置における外気連通機構を
提供することにある。この発明の他の目的は、インデッ
クステーブル装置と研磨装置との間にウエハを搬送する
旋回揺動アーム部の旋回揺動中心となる中心軸を中空軸
として、中空軸の上部をクリーンルーム内に開放し、中
空軸の下部をクリーンルームの外方に連通することによ
り、研磨等によって生じるミスト等を外部に導くことが
できてスループットを高めることができ、しかも、中空
軸を旋回揺動アーム部の旋回揺動中心とするので精度の
高い旋回揺動制御を行うことができるポリッシング装置
における外気連通機構を提供することにある。この発明
のさらに他の目的は、ポリッシング装置自体が発生した
熱による弊害を生じないようにしたポリッシング装置に
おける外気連通機構を提供することにある。

【００１２】

【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、ウエハを所定の平坦度に研磨する
ためにクリーンルーム内に配設されるポリッシング装置
であって、該ポリッシング装置は、インデックステーブ
ル装置のロードバッファおよびアンロードバッファと、
研磨装置の定盤との間を水平方向に旋回移動するととも
に、先端部の下面にプレッシャープレートが設けられて
いる旋回揺動アーム部を有し、この旋回揺動アーム部の
旋回揺動中心部に、上部の機台の上方で吸引したミスト
等を下部の機台の下方を介してクリーンルームの外方に
引き出す外気連通機構を設けた構成を有している。ま
た、前記外気連通機構は、上部の機台に位置する中空軸
と、この中空軸に連通した状態で下部に設けられる筒状
部材と、この筒状部材の下部に取付けられる中空モータ
とを具えている。さらに、前記外気連通機構は、前記旋
回揺動アーム部の基端部を貫通して延びているととも
に、ポリッシング装置の機台の上下部に渡って延びてい
る中空軸と、この中空軸の一部に被嵌するとともに、上
端が前記旋回揺動アーム部の下面に固定され、下端部
が、下部の機台に取付けられて前記中空軸を被嵌してい
る環状の外周部および内周部とからなる中空モータの前
記内周部に固定されている筒状部材とから構成さてい
る。

【００１３】

【作用】上記の手段を採用したことによりこの発明は、
プレッシャープレートで定盤に押圧されて研磨されてい
る時に生じるミストは、連通機構の上端から吸引されて
クリーンルームの外方に引き出されるので、発生したミ
ストが研磨するウエハに対して付着することがない。ま
た、外気連通機構を、インデックステーブル装置のロー
ドバッファおよびアンロードバッファと研磨装置の定盤
との間を旋回揺動する旋回揺動アーム部の旋回揺動中心
部に設けたので、外気連通機構として特別に大きなスペ
ースを必要としないので、ポリッシング装置の全体を大
きくすることがない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図１にはこの発明による外気
連通機構が設けられたポリッシング装置の一部を取り除
いた概略平面図が、図２には図１の概略右側面図が、そ
して、図３には図１の概略正面図が示されている。

【００１５】この発明によるポリッシング装置１は、収
納部が複数段となっている２つのロードカセットを有す
る供給部２と、ウエハを載置するロードバッファおよび
アンロードバッファをそれぞれ２つずつ有するととも
に、所定の角度で水平方向に回動して位置決めするイン
デックステーブル装置３と、このインデックステーブル
装置３を挟んで前記供給部２と対向するとともに、前記
ロードカセットと同様に収納部が複数段となっている２
つのアンロードカセットを有する排出部４とを具えてい
る。

【００１６】そして、前記供給部２に隣接して前記供給
部２のロードカセットから順次ウエハを取り出すマニュ
ピレータ５が配設されている。一方、後に詳細に述べる
が前記インデックステーブル装置３の上部を供給部２か
ら排出部４へと延びているレール部と、このレール部に
吊り下げられた状態でレールに沿って移動可能であるシ
ャトル部と、反転ハンド部とからなるハンドリング機構
６が設けられている。

【００１７】さらに、前記インデックステーブル装置３
に隣接して一対の研磨装置７、７が設けられていて、こ
の一対の研磨装置７、７にはそれぞれドレッサー機構８
と、旋回揺動アーム部９と、研磨パッドによる主研磨面
と細密研磨面とを有する定盤部１０とが設けられてい
る。

【００１８】前記旋回揺動アーム部９は、その拡大した
状態が図４〜図７に示されていて、図４は上面からみた
概略図、図５は上部を取り除いた状態を示す概略図、図
６は図５のＺ方向からの拡大概略図、図７は図６のＸ方
向からの拡大概略図である。

【００１９】すなわち、旋回揺動アーム部９は、２等辺
三角形状をなすとともに、頂角の部分には上下方向に貫
通する孔１２が設けられ、また、他の２つの角部にも孔
１１、１１が設けられている基台１４を有している。そ
して、前記頂部の孔１２にはポリッシング装置１の機台
１３ａを上下方向に延びている中心軸１５が設けられ、
しかも、この中心軸１５は中空軸となっていて外気連通
機構の一部を形成している。

【００２０】また、前記他の２つの角部の孔１１、１１
にはそれぞれ上下方向に延び、かつ、上下方向に移動可
能であるとともに、下端にはウエハを吸着するためのプ
レッシャープレート１６、１６が、また、上端にはプレ
ッシャープレート１６、１６が押圧された時の圧力を検
出するロードセンサー１７、１７が取付けられているプ
レッシャー軸１８、１８が設けられ、両ロードセンサー
１７、１７は前記基台１４に設けられたシリンダ１９の
作動部１９ａと連結部２０を介してそれぞれ一体に取付
けられている。

【００２１】また、前記基台１４の下面の孔１２を囲ん
だ部分には下方に延びるとともに、外気連通機構の一部
をなす筒状部材２３が一体に設けられ、この筒状部材２
３の下端はポリッシング装置１の機台１３ｂに設けた中
空モータ２２の外周部に固定されている（図２参照）。
したがって、前記中心軸１５、筒状部材２３および中空
モータ２２で機台１３ａ、１３ｂの上下部を連通する連
通機構が形成されており、前記中空モータ２２によって
前記基台１４は水平方向に揺動および回動可能となって
いる。なお、中空モータ２２を用いることなく駆動軸２
１を基台１４に設け、この駆動軸２１で基台１４の揺動
および旋回をさせるように構成しても良く、また、駆動
軸２１で揺動を、中空モータ２２で旋回を行うようにし
ても良い。さらに、機台１３ａ、１３ｂに渡って上下方
向に延びる中心軸１５に筒状部材２３を被嵌するととも
に、この筒状部材２３の上端を基台１４に固定し、さら
に、この筒状部材２３の下端を中心軸１５に被嵌してい
るとともに、内周部と外周部からなる中空モータ２２の
内周部に固定しても良いものである。なお、いずれの外
気連通機構において中空モータ２２の内周部とクリーン
ルームの外部との間をパイプ等で連通しても良い（図２
参照）。

【００２２】前記主研磨面および細密研磨面を構成する
定盤部１０は、主研磨面および細密研磨面となる２つの
定盤３０、３１をそれぞれ有し、各定盤３０、３１は前
記旋回揺動アーム部９の基台１４が回動した時に２つの
プレッシャープレート１６、１６が上面に当接し、しか
も所定の範囲で揺動し得る大きさとなっている。両定盤
３０、３１は、機台１３ｂの下面に位置する駆動源３２
によってそれぞれ所定の方向に回動可能となっている。
さらに、両定盤３０、３１の外周縁部の下面には環状の
樋３３が設けられ、この樋３３の一部はポリッシング装
置１の外方に延びている導通部（図示せず）と連結して
いる。

【００２３】さらに、前記基台には、図８に示すような
ドレッサー機構８が設けられ、このドレッサー機構８は
図９に示すようにポリッシング装置１の機台１３ｂを貫
通して回動可能となっている駆動軸４０と、この駆動軸
４０に設けた歯車４１と噛合い係合する歯車４２が設け
られた駆動源４３が前記機台１３ｂの下側に取付けられ
ている。さらに、前記機台１３ｂの下側に設けられて前
記駆動軸４０を上下動するシリンダ４４と、前記機台１
３ｂの上側で、かつ、前記定盤３０、３１の上方に位置
した状態で前記駆動軸４０に取付けられた揺動アーム４
５とを具え、さらに、揺動アーム４５の先端に下向きで
取付けられているブラシ部４６とこのブラシ部４６を回
動する駆動源４７とを有している。なお、図９には定盤
３０、３１およびこの定盤３０、３１の外周縁側下方に
位置する樋３３が示されている。

【００２４】そして、前記駆動軸４０を中心に旋回する
ことで揺動アーム４５の先端に設けたブラシ部４６の中
心軌跡上に両定盤３０、３１の上面中心が位置している
のでシリンダ４４で揺動アーム４５を下降させてブラシ
部４６を当接させることで旋回状態に応じて両定盤３
０、３１を洗浄することが可能である。また、洗浄後に
はシリンダ４４で揺動アーム４５を上昇するとともに、
駆動源４３で退避させておけば前記旋回揺動アーム部９
の邪魔になることはない。

【００２５】図１０、および図１１には前記インデック
ステーブル装置３の拡大図が示されていて、インデック
スプレート５０は軸５１を中心として駆動源５２によっ
て水平方向に所定の角度で回動可能に構成され、このイ
ンデックスプレート５０の上面には２つのロードバッフ
ァ５３、５３および２つのアンロードバッファ５４、５
４が隣接した状態で、かつ、中心を前記軸５１の中心か
ら等距離で配設されている。

【００２６】また、図１に示すように５５はブラシ軸で
あって前記プレッシャープレート１６、１６の側面に当
接可能となっている。

【００２７】図１２には前記インデックステーブル装置
３の上方において、ウエハの供給部２から排出部４に渡
って設けられている前記ハンドリング機構６が示されて
いる。このハンドリング機構６は、前記インデックステ
ーブル装置３の上方において、ウエハの供給部２から排
出部４に至るレール部６０、およびこのレール部６０に
沿って移動可能なシャトル部６１を有し、このシャトル
部６１にはそこに設けた駆動源６２によって昇降される
反転ハンド部６３が垂設されている。

【００２８】前記シャトル部６１に取付けられている反
転ハンド部６３は、基板６４の下方に位置して駆動源６
５によって水平方向に出没し、先端が互いに接離可能と
なっているとともに、回動可能となっている反転ハンド
６６を有している。すなわち、垂下板６７に設けられた
駆動源６５と、前記垂下板６７を水平方向に貫通して延
びている軸部６８との間は連結杆６９によって連結さ
れ、この軸部６８の先端には突出片７０が取付けられて
いる。

【００２９】また、前記基板６４の上面には駆動源７１
によって回動可能な駆動軸７２が水平方向を向いた状態
で配設され、この駆動軸７２に設けたプーリー７３、７
３と前記軸部６８の外側にクラッチ等を介して同心に取
付けられた中空軸７４、７４に設けたプーリー７５、７
５との間はベルト７６、７６で連結されている。さら
に、前記基板６４に設けた連結板７７を介して前記反転
ハンド部６３とシャトル部６１とは連結されている。

【００３０】図１３および図１４にはウエハの排出部４
が示されていて、研磨済みのウエハを収納する収納部８
０が複数段に設けられているアンロードカセット８１が
２つ配設され、この両アンロードカセット８１、８１の
入口側にはシュータ８２、８２がそれぞれ設けられてい
る。

【００３１】そして、前記アンロードカセット８１は駆
動源８３によってそれぞれ上下動可能であり、しかも、
ウエハの挿入方向先側、すなわち、奥側が下方に傾斜し
た状態で上下動するようになっており、また、前記シュ
ータ８２もアンロードカセット８１と平行、すなわち、
アンロードカセット８１側が下方になった状態で傾斜し
て設けられている。

【００３２】一方、研磨後のウエハはシュータ８２に直
接落下するのではなく、まず、シュータ８２の上部にま
で貯溜された水に落下し、こののちシュータ８２を滑動
してアンロードカセット８１内に収納されるようになっ
ており、アンロードカセット８１は研磨済みのウエハが
収納されたのちは駆動源８３で上方、あるいは下方に順
次移動して次のウエハを他の収納部８０に収納するよう
になっている。

【００３３】つぎに前記のものの作用について説明す
る。まず、複数の収納部に研磨前のウエハが収納された
ロードカセット９０、９０を供給部２に位置し、一方、
空のアンロードカセット８１、８１を排出部４に位置す
る。そして、作業を開始すると、ウエハが収納されてい
るロードカセット９０には、所謂、チルト機構が設けら
れており、このチルト機構によってロードカセット９
０、９０が奥側に傾斜して各ウエハを収納部内で滑動さ
せて、ロードカセット９０、９０の奥部に各ウエハを位
置させる。このチルト機構の起動後、マニュピレータ５
が起動してロードカセット９０に収納されているウエハ
を取り出す。この取り出し時においては、ウエハはマニ
ュピレータ５の上面の所定の位置に確実に載置された状
態で取り出されるようになっている。

【００３４】このマニュピレータ５がウエハを載置した
状態が図１５（ａ）（ｂ）に示されていて、マニュピレ
ータ５は、その二股の先端部１０１、および根元部１０
２にそれぞれ突出部１０３が設けられ、この突出部１０
３によってウエハの下面全面がマニュピレータ５に接触
しないように、すなわち、ウエハの下面が極力他の部材
と接触しないように構成してある。

【００３５】このマニュピレータ５に載置されて取り出
されたウエハは図１２に示す前記ハンドリング機構６の
反転ハンド６６のうちの両突出片７０、７０間で掴持さ
れるが、まず、駆動源６５によって突出片７０は水平方
向に出没されるものであり、この出没は図１５（ａ）に
おいてＸで示す方向である。したがって、駆動源６５に
よって没入状態となっている突出片７０が水平方向に突
出する。そして、一対の突出片７０による掴持が確実に
行われるように突出する位置は前記マニュピレータ５の
先端部の両側の幅狭の部分になっている。しかも、ウエ
ハの掴持位置は中心を挟んで対向する位置ではなく、中
心からδだけずれた位置になっている。これは、他の部
材との位置関係から生じるものであり、中心を挟んで対
向する位置であっても良いものである。

【００３６】そして、前記ハンドリング機構６の反転ハ
ンド６６の突出片７０間でウエハを掴持した後に反転ハ
ンド部６３は駆動源６２で上昇するとともに、駆動源７
１によってＹ方向に回動し、シャトル部６１によってレ
ール部６０を水平方向に移動して、ウエハをインデック
ステーブル装置３の上部に搬送する。

【００３７】そして、インデックステーブル装置３のロ
ードバッファ５３の上方に位置した後に下降するととも
に、突出片７０がウエハを掴持した位置からＺ方向に１
８０°回動する。すなわち、図１２のＩの状態でウエハ
を掴持したのちに１８０°回動して図１２のIIの状態と
し、駆動源６２によって反転ハンド部６３が下降したの
ちに両突出片７０、７０が離間してウエハをロードバッ
ファ５３の上面に載置する。

【００３８】このＩの状態からIIの状態に回動すること
でウエハは、その上下面が反転され、すなわち、ロード
カセット９０に収納された時点では下面だったものが上
面となってロードバッファ５３に載置されることにな
る。このようなロードバッファ５３への載置時に、イン
デックステーブル装置３は駆動源５２によってインデッ
クスプレート５０が予め回動し、ハンドリング機構６の
反転ハンド部６３がウエハを離す位置に位置している。

【００３９】したがって、ロードカセット９０内のウエ
ハはマニュピレータ５で取り出されたのちに、空中でハ
ンドリング機構６の反転ハンド部６３に受け渡すことに
なり、したがって、このように途中でマニュピレータ５
からハンドリング機構６の反転ハンド部６３に受け渡す
ことで、ハンドリング機構６の反転ハンド部６３に水分
が付着していた場合であってもマニュピレータ５が濡れ
る恐れは全く無いものである。

【００４０】また、インデックスプレート５０には２つ
のロードバッファ５３、５３が設けられているので、前
記マニュピレータ５およびハンドリング機構６によって
ロードカセット９０内の２枚の研磨前のウエハを２つの
ロードバッファ５３、５３の上面にそれぞれ載置する。

【００４１】次にインデックステーブル装置３、定盤部
１０、旋回揺動アーム部９、およびドレッサー機構８の
動きを図１６に基づいて説明する。まず、前記一方（Ａ
側）の旋回揺動アーム部９が起動すると、Ａ側の旋回揺
動アーム部９に設けられた２つのプレッシャープレート
１６、１６が中空の中心軸１５を中心にして水平方向に
回動してインデックステーブル装置３のインデックスプ
レート５０の上方になる。この時、予め駆動源５２によ
ってインデックスプレート５０が回動してロードバッフ
ァ５３、５３が実線で示す位置となっているとともに、
Ａ側の両プレッシャープレート１６、１６の回動軌跡は
ａとなる。しかも、中心軸１５から両プレッシャープレ
ート１６、１６の中心に至る角度θ１は、中心軸１５か
ら両ロードバッファ５３、５３の中心に至る角度θ１と
同一であるので、旋回揺動アーム部９が旋回して両プレ
ッシャープレート１６、１６が両ロードバッファ５３、
５３に載置された研磨前のウエハを同時に受け取るよう
になる。

【００４２】そして、下面で研磨前のウエハをそれぞれ
吸着した両プレッシャープレート１６、１６は、旋回揺
動アーム部９の旋回によって、まず、Ａ側のうちの一方
の定盤３０の上面に両ウエハを押圧することになる。こ
の時の両ウエハの押圧力は、プレッシャープレート１
６、１６の上端に設けたロードセンサー１７、１７によ
って常に検知されるとともに、異なった場合にはシリン
ダ１９、１９が作動して一定の押圧力に保持される。し
かも、旋回揺動アーム部９が中心軸１５を中心にして定
盤３０の上面の範囲内で揺動することで、定盤３０の上
面を均一に使用して研磨を均一に行うようになってい
る。なお、押圧力の調整はロードセンサー１７、１７
と、このロードセンサー１７、１７によって検知された
信号を処理する制御装置（図示せず）によるシリンダ１
９、１９の駆動によって調整されるようになっている。

【００４３】さらに、一方の定盤３０での研磨が終了し
たウエハは、次に他方の定盤３１に移動され、先程と同
様に揺動されながら細密研磨されることになる。

【００４４】このように一方（Ａ）側で研磨を行ってい
る間に、前記マニュピレータ５およびハンドリング機構
６によってつぎの２つの研磨前のウエハが予め所定の位
置に移動されて待機されているロードバッファ５３、５
３に載置される。

【００４５】つぎに、他方（Ｂ）側の旋回揺動アーム部
９が起動して両プレッシャープレート１６、１６でウエ
ハを受け取るものであり、すなわち、他方（Ｂ）の旋回
揺動アーム部９に設けられた両プレッシャープレート１
６、１６の旋回軌跡はｂに示すようになる。これは、一
方（Ａ）側と他方（Ｂ）側との中心がδ１だけずれてい
るためであり、旋回軌跡ａ、ｂは回動中心である中心軸
１５から等距離である。また、中心軸１５から両プレッ
シャープレート１６、１６の軸中心に至る角度θ１は、
中心軸１５から両ロードバッファ５３、５３の中心に至
る角度θ１と同一であり、しかも、この角度は前記一方
（Ａ）側と同一である。そして、旋回揺動アーム部９が
旋回して軌跡ｂのように両プレッシャープレート１６、
１６が両ロードバッファ５３、５３側に旋回するととも
に、インデックステーブル装置３が起動してインデック
スプレート５０を回動する。この時、予め駆動源５２に
よって両プレッシャープレート１６、１６の下方である
破線の状態に両ロードバッファ５３、５３が位置するよ
うに制御してある。

【００４６】したがって、前記一方（Ａ）側と同様に他
方（Ｂ）側でも両定盤３０、３１を用いて研磨を行うも
のである。そして、一方の定盤３０での研磨が終了した
のちに他方の定盤３１での研磨を行うが、研磨によって
定盤３０、３１の上面に荒れが生じ、そのままでは次の
ウエハの研磨に使用できない場合がある。このために使
用していない定盤３０、３１に対しては、ドレッサー機
構８が作動して定盤３０、３１の上面のドレッシングを
行うようになっている。

【００４７】すなわち、一方（Ａ）側および他方（Ｂ）
側にはそれぞれドレッサー機構８が設けられており、こ
のドレッサー機構８は、図９に示すように揺動アーム４
５の先端に設けたブラシ部４６が上下動可能であるとと
もに、水平方向に回動可能であり、したがって、水平方
向に回動して使用していない定盤３０、３１の上方に到
達した後に下降してブラシ部４６を定盤３０、３１の上
面に当接させ、この状態で駆動源４７によってブラシ部
４６を回動しつつ揺動アーム４５を定盤３０、３１の上
面の範囲内で旋回させることで確実にドレッシングを行
うことができる。

【００４８】前記一方（Ａ）側および他方（Ｂ）側は、
それぞれ１つのドレッサー機構８で２つの定盤３０、３
１に共用しているので製造コストを下げることができ
る。なお、この実施の形態ではドレッサー機構８として
ブラシ部４６を設けたものを示したが、ジェット流を用
いたり、スプリンクラーのように水流を噴出したりして
も定盤３０、３１の上面のドレッシングを行うことがで
きるものである。

【００４９】そして、２つの定盤３０、３１を用いて研
磨を終了した両ウエハは、旋回揺動アーム部９の両プレ
ッシャープレート１６、１６によってそれぞれインデッ
クステーブル装置３のアンロードバッファ５４、５４に
搬送載置される。この搬送載置時にあっては、前記イン
デックステーブル装置３は起動してインデックスプレー
ト５０を回動し、両アンロードバッファ５４、５４の上
面を両プレッシャープレート１６、１６の下方の位置と
しておく。

【００５０】つぎに、両アンロードバッファ５４、５４
の上面に載置された研磨後のウエハは、ハンドリング機
構６が起動することで搬送される。すなわち、まず、シ
ャトル部６１がレール部６０に沿って移動して反転ハン
ド部６３をアンロードバッファ５４、５４の上面に位置
するとともに、反転ハンド部６３が下降し、また、両突
出片７０、７０が突出して両突出片７０、７０間で研磨
済みのウエハを掴持する。この時、研磨面は下面となっ
ている。なお、ウエハの外周面の上下端は面取りがされ
ているとともに、この面取りされている部分のみがアン
ロードバッファ５４、５４に当接して、ウエハがアンロ
ードバッファ５４、５４の上面に載置されるようになっ
ているので、研磨した研磨面はどこにも接触することが
ない。

【００５１】つぎに駆動源６２によって反転ハンド部６
３が上昇するとともに、駆動源７１を起動して両突出片
７０、７０を垂直方向に回動してウエハの下面が上面に
なるように反転する。しかも、ウエハを水平に対して角
度θで傾斜した状態に保持しておく。したがって、反転
ハンド部６３によるウエハの反転、およびシャトル部６
１によるウエハの搬送によって研磨済みのウエハは排出
部４のシュータ８２の上方で水平に対して角度θで位置
する。

【００５２】そして、ハンドリング機構６の反転ハンド
部６３の両突出片７０、７０が没入してウエハの掴持を
解除すると、シュータ８２は予め水平に対して角度θで
アンロードカセット８１側に傾斜し、しかも、アンロー
ドカセット８１も水平に対して角度θで傾斜しているの
で、シュータ８２を滑動したのちに複数段の収納部８０
を有するアンロードカセット８１に収納される。そし
て、シュータ８２を滑動するウエハ毎にアンロードカセ
ット８１が上動あるいは下動してウエハが互いに接触す
ることなく収納され、この収納状態においてウエハは研
磨済み面を上面にしている。一方、シュータ８２を滑動
する際に、シュータ８２の上面には水が貯溜されている
ので、水がウエハの滑動に対してブレーキとして作用す
る。

【００５３】すなわち、シュータ８２の上面に水が貯溜
されていない場合においては、ウエハの滑動にはウエハ
の面とシュータ８２の上面との間の摩擦力しかブレーキ
として作用しない。しかしながら、このように構成する
と、水がブレーキとして作用し、所謂、ダンパー作用を
行う。しかも、水はアンロードカセットの収納部８０に
も貯溜しているのでダンパー作用によってウエハがアン
ロードカセット８１の奥面と大きな衝撃力で当接して損
傷したりする恐れは全くない。

【００５４】このようにして、研磨済みのウエハはハン
ドリング機構６によってインデックスプレート５０のア
ンロードバッファ５４からシュータ８２に搬送され、シ
ュータ８２を滑動してアンロードカセット８１に収納さ
れるものである。

【００５５】したがって、一方（Ａ）側の定盤部１０と
他方（Ｂ）側の定盤部１０との２セットの定盤部に対し
て１つのインデックステーブル装置３を共用するように
構成したので、生産等に応じていずれか一方の定盤部１
０のみによる研磨を行わせることができる。そして、一
方のみの定盤部１０の作動や、あるいは両定盤部１０の
作動に対しても研磨前のウエハを収納したロードカセッ
ト９０を供給部２に供給するだけで、排出部４のアンロ
ードカセット８１内には研磨済みのウエハが収納された
状態となるものである。

【００５６】上記のように研磨作業中に、ポリッシング
装置はクリーンルームに設けられて外部からの塵等の進
入は防止されており、一方、前記中心軸１５の下部をク
リーンルームの外方に連通し、吸引等しておけば、研磨
作業中に発生したミスト等は、中心軸１５、筒状部材２
３および中空モータ２２を介して外部に引き出される。
したがって、ポリッシング装置自体で発生するミストで
あっても外部に引き出されるものである。さらに、この
ようにミストを引き出すだけでなく、冷たい外気を導入
することでポリッシング装置の内部を冷却することがで
きる。

【００５７】なお、前記実施の形態に示すプレッシャー
プレート１６にあっては種々の形態のものが採用できる
ものであり、その一例を図１７に示す。この図１７に示
すプレッシャープレート１６にあっては、基部１２０の
円板状をなす部分の下面の外周側に環状のゴム等の弾性
部材１２１を配設し、この弾性部材１２１の下側に円板
状のＰＶＣシート１２２を設けてある。また、このＰＶ
Ｃシート１２２の下面には接着剤層１２３を介してウエ
ハと接するテンプレート１２４が設けられている。前記
テンプレート１２４は、円板状のＰＥＴフィルム１２５
およびバッキングパッド１２６と、バッキングパッド１
２６の下面の外周側に位置する環状のＥＧカラー１２７
とから形成されている。そして、前記テンプレート１２
４は、そのＰＥＴフィルム１２５が接着剤層１２３を介
して前記ＰＶＣシート１２２に貼着され、一方、前記バ
ッキングパッド１２６の下面にはウエハ（一点鎖線で示
す）が、その周端面を前記ＥＧカラー１２７に接した状
態で当接するようになっている。

【００５８】

【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、旋回揺動アームの旋回揺動中心部に、外気連通機
構を設け、ポリッシング装置の上部に位置するミスト等
を吸引して外方に引き出すようにしたのでクリーンルー
ムの内部で発生したミスト等の塵芥や熱等はクリーンル
ームの外方に引き出される。これによって、ウエハにミ
スト等が吸着する恐れがなくウエハの品質が高められ
る。また、外気連通機構を、ポリッシング装置の機台に
取付けられる中空軸と、旋回揺動アーム部の旋回揺動中
心に設けられた筒状部材と、この筒状部材を回動させる
中空モータとで構成してそれらの中心部で連通孔を形成
したので、特別に連通部を形成する必要がなく、しか
も、中空モータの制御によって前記旋回揺動アームの旋
回揺動制御が容易にできるものであり、また、全体を小
型にすることもできる。さらに、ポリッシング装置の上
下部に渡って中空軸を設け、この中空軸に筒状部および
中空モータを被嵌した状態で配設することで、中空軸自
体が前記旋回揺動アーム部の旋回揺動中心となるので、
中空モータによる精度の高い旋回揺動制御を得ることが
できる。さらに、内部のミストや熱を引き出すだけでな
く、外気を導入することでポリッシング装置全体を冷却
することができて熱による弊害を生じなくすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による外気連通機構が設けられている
ポリッシング装置の一部を取り除いた概略平面図であ
る。

【図２】図１に示すものの概略右側面図である。

【図３】図１に示すものの概略正面図である。

【図４】旋回揺動アーム部の拡大概略図である。

【図５】図４に示すものの上部を取り除いた状態を示す
拡大概略図である。

【図６】図５に示すものの拡大概略右側面図である。

【図７】図５に示すものの拡大概略正面図である。

【図８】（ａ）はドレッサー機構を示す概略平面図であ
る。（ｂ）はドレッサー機構を示す概略正面図である。

【図９】ポリッシング装置の基台に取付けられたドレッ
サー機構を示す概略正面図である。

【図１０】インデックステーブル装置のインデックスプ
レートを示す概略平面図である。

【図１１】インデックステーブル装置の概略正面図であ
る。

【図１２】ハンドリング機構を示す概略正面図である。

【図１３】排出部のシュータおよびアンロードカセット
を示す概略平面図である。

【図１４】図１３に示すものの概略側面図である。

【図１５】（ａ）はマニュピレータを示す概略平面図で
ある。（ｂ）はマニュピレータを示す概略正面図であ
る。

【図１６】インデックステーブル装置、定盤部、旋回揺
動アーム部、およびドレッサー機構の動きを示す概略説
明図である。

【図１７】プレッシャープレートの一例を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１……ポリッシング装置 ２……供給部 ３……インデックステーブル装置 ４……排出部 ５……マニュピレータ ６……ハンドリング機構 ７……研磨装置 ８……ドレッサー機構 ９……旋回揺動アーム部 １０……定盤部 １１……角部の孔 １２……頂部の孔 １３ａ、１３ｂ……機台 １４……基台 １５……中心軸 １６……プレッシャープレート １７……ロードセンサー １８……プレッシャー軸 １９、４４……シリンダ １９ａ……作動部 ２０……連結部 ２１、４０、７２……駆動軸 ２２……中空モータ ２３……筒状部材 ３０、３１……定盤 ３２、４３、４７、５２、６２、６５、７１、８３……
駆動源 ３３……樋 ４１、４２……歯車 ４５……揺動アーム ４６……ブラシ部 ５０……インデックスプレート ５１……軸 ５３……ロードバッファ ５４……アンロードバッファ ５５……ブラシ軸 ６０……レール部 ６１……シャトル部 ６３……反転ハンド部 ６４……基板 ６６……反転ハンド ６７……垂下板 ６８……軸部 ６９……連結杆 ７０……突出片 ７３、７５……プーリー ７４……中空軸 ７６……ベルト ７７……連結板 ８０……収納部 ８１……アンロードカセット ８２……シュータ ９０……ロードカセット １０１……先端部 １０２……根元部 １０３……突出部 １２０……基部 １２１……弾性部材 １２２……ＰＶＣシート １２３……接着剤層 １２４……テンプレート １２５……ＰＥＴフィルム １２６……バッキングパッド １２７……ＥＧカラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波田野 和智 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 根津 基 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 世古口 康 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 上田 隆宏 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 鈴木 昌智 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 Ｆターム(参考） 3C047 FF09 FF19 3C058 AA07 AA09 AA12 AA18 AA19 AB01 AB03 AB04 AB08 AC01 AC04 AC05 BA05 BA09 CB02 CB03 DA02 DA12 DA17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハを所定の平坦度に研磨するために
   クリーンルーム内に配設されるポリッシング装置であっ
   て、該ポリッシング装置は、インデックステーブル装置
   のロードバッファおよびアンロードバッファと、研磨装
   置の定盤との間を水平方向に旋回移動するとともに、先
   端部の下面にプレッシャープレートが設けられている旋
   回揺動アーム部を有し、この旋回揺動アーム部の旋回揺
   動中心部に、上部の機台の上方で吸引したミスト等を下
   部の機台の下方を介してクリーンルームの外方に引き出
   す外気連通機構を設けたことを特徴とするポリッシング
   装置における外気連通機構。
2. 【請求項２】 前記外気連通機構は、上部の機台に位置
   する中空軸と、この中空軸に連通した状態で下部に設け
   られる筒状部材と、この筒状部材の下部に取付けられる
   中空モータとを具えている請求項１記載のポリッシング
   装置における外気連通機構。
3. 【請求項３】 前記外気連通機構は、前記旋回揺動アー
   ム部の基端部を貫通して延びているとともに、ポリッシ
   ング装置の機台の上下部に渡って延びている中空軸と、
   この中空軸の一部に被嵌するとともに、上端が前記旋回
   揺動アーム部の下面に固定され、下端部が、下部の機台
   に取付けられて前記中空軸を被嵌している環状の外周部
   および内周部とからなる中空モータの前記内周部に固定
   されている筒状部材とから構成される請求項１記載のポ
   リッシング装置における外気連通機構。