JP2000061834A - ポリッシング装置における研磨装置の旋回揺動アーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨装置の定盤の上面の揺動、および研磨装
置とインデックステーブル装置との間の旋回を行うポリ
ッシング装置の研磨装置の旋回揺動アームを提供する。 【解決手段】 研磨装置に設けられた旋回揺動アーム
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２つの定盤との間を
旋回してウエハを搬送するとともに、研磨作業中にウエ
ハを定盤の上面に押圧した状態で揺動させるようにし
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設けられ、インデックステーブ
ル装置と研磨装置との間の旋回および研磨装置の定盤の
上面での揺動を行うようにしたポリッシング装置におけ
る研磨装置の旋回揺動アーム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、従来の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】この発明の目的は２つの定盤を有する研磨
部に設けた旋回揺動アームを、２つの定盤とインデック
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
ファとの間を旋回可能として、旋回揺動アームに設けた
プレッシャープレートでインデックステーブル装置のウ
エハを研磨装置に移動可能とし、また、研磨装置におい
て各定盤上を往復移動、すなわち揺動させて研磨面の温
度上昇および研磨面の一部のみの消耗を防止することが
できるポリッシング装置における研磨装置の旋回揺動ア
ームを提供することにある。この発明の他の目的は、２
つの定盤を有する研磨部を２組設けるとともに各研磨装
置に設けた旋回揺動アームを、それぞれ２つの定盤とイ
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
ードバッファとの間を旋回可能として、旋回揺動アーム
に設けたプレッシャープレートでインデックステーブル
装置のウエハを研磨装置に移動可能とし、また、各研磨
装置においては各旋回揺動アームを各定盤上で往復移
動、すなわち揺動させて研磨面の温度上昇および研磨面
の一部のみの消耗を防止することができるポリッシング
装置における研磨装置の旋回揺動アームを提供すること
にある。この発明のさらに他の目的は、上記のことに加
えて旋回揺動アームの旋回および揺動は同一の駆動源で
行うようにして製造コストを下げるとともに、全体を小
型としたポリッシング装置における研磨装置の旋回揺動
アームを提供することにある。

【００１１】

【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
ポリッシング装置は、上面にロードバッファとアンロー
ドバッファとが設けられているインデックステーブル装
置と、該インデックステーブル装置に隣接して配設され
るとともに、２つの定盤、および１つの旋回揺動アーム
を有する研磨装置とを具え、該研磨装置は、下面にウエ
ハを吸着するプレッシャープレートを有する旋回揺動ア
ームを有し、この旋回揺動アームは、旋回時に前記定盤
と前記インデックステーブル装置のロードバッファある
いはアンロードバッファとの間を移動し、また、揺動時
に前記プレッシャープレートは前記定盤の上面内におい
て所定の範囲で往復移動する構成を有している。また、
この発明は、ウエハを所定の平坦度に研磨するポリッシ
ング装置は、上面にロードバッファとアンロードバッフ
ァとが設けられているインデックステーブル装置と、該
インデックステーブル装置に隣接して配設されるととも
に、それぞれ２つの定盤、および１つの旋回揺動アーム
を有する２組の研磨装置とを具え、該各研磨装置は、下
面にウエハを吸着するプレッシャープレートを有する旋
回揺動アームをそれぞれ有し、この旋回揺動アームは、
旋回時に前記定盤と前記インデックステーブル装置のロ
ードバッファあるいはアンロードバッファとの間を移動
し、また、揺動時に前記プレッシャープレートは前記定
盤の上面内において所定の範囲で往復移動する構成を有
している。さらに、前記旋回揺動アームの旋回および揺
動を同一の駆動源で行うようにした構成を有している。

【００１２】

【作用】上記の手段を採用したことによりこの発明は、
インデックステーブル装置と研磨装置との間を研磨装置
に設けた旋回揺動アームが旋回するので、それに設けら
れたプレッシャープレートで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
の定盤との間を確実に移動することができる。また、前
記旋回揺動アームは定盤の上面内で揺動可能であるの
で、プレッシャープレートがウエハを定盤に押圧した状
態で揺動される。このことと定盤自体が回転することと
が相俟って定盤の研磨面の一部のみが摩耗するというこ
とがなく、研磨面は全体が均一に摩耗することとなり、
１つの研磨面における研磨量を大きくすることができ
る。

【００１３】

【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研磨
装置の旋回揺動アームが設けられたポリッシング装置の
上部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。

【００１４】この発明による研磨装置の旋回揺動アーム
が設けられたポリッシング装置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。

【００１５】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。

【００１６】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、この発明による旋回揺動アームである旋回揺動アー
ム部９と、研磨パッドによる主研磨面と細密研磨面との
２つの定盤３０、３１を有する定盤部１０とが設けられ
ている。

【００１７】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。

【００１８】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を上下方向に貫通して延びている中心軸１５が貫
通するようになっており、しかも、この中心軸１５は中
空状になっていて下端部が孔１２の内部に位置してい
る。

【００１９】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。

【００２０】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筒状部材２３が一体に設けら
れ、この筒状部材２３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、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旋回可能となっ
ている。なお、中空モータ２２を用いることなく駆動軸
２１を基台１４に設け、この駆動軸で基台１４の揺動お
よび旋回をさせるように構成しても良いものである。ま
た、前記基台１４に設けた駆動軸２１で揺動を、中空モ
ータ２２によって旋回可能としても良いものである。さ
らに、機台１３ａ、１３ｂの上下方向に延びる中心軸１
５に筒状部材２３を被嵌し、この筒状部材２３の下端を
中空モータ２２の内周部に固定しても良いものである。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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が機台１３ｂに設けられた中
空モータ２２によって起動すると、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旋回し
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５
３、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。

【００４１】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の逆方向の旋回によって、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１６、１６の上端に設けたロードセンサー１７、１
７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３
０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、１
７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
１９、１９の駆動によって調整されるようになってい
る。

【００４２】そして、ロードセンサー１７、１７で押圧
力を検知されつつ研磨が行われるが、この研磨時に回転
する定盤３０に対して単に押圧しているだけではない。
すなわち、単に押圧しているだけの場合は定盤３０の中
心から一定の距離の部分だけが研磨に使用されるので、
その部位だけが摩耗して短期間で定盤３０、すなわち定
盤のパッドを交換する必要性が生じる。そこで、この発
明による研磨装置の旋回揺動アームにあっては、押圧し
つつ、定盤３０の上面の範囲ｃ内で揺動を行うようにな
っている。これによって定盤の上面の全面を使用するこ
とになり、定盤３０を均一に摩耗することになる。これ
によって定盤３０のパッドの寿命が長くなって交換頻度
が少なくなる。

【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、一方の定
盤３０と同様に押圧されつつ範囲ｃで揺動されて細密研
磨され、この他方の定盤３１の寿命も長くなる。

【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】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。

【００５７】

【発明の効果】この発明は前記のように、ウエハを所定
の平坦度に研磨するポリッシング装置は、上面にロード
バッファとアンロードバッファとが設けられているイン
デックステーブル装置と、該インデックステーブル装置
に隣接して配設されるとともに、２つの定盤、および１
つの旋回揺動アームを有する研磨装置とを具え、該研磨
装置は、下面にウエハを吸着するプレッシャープレート
を有する旋回揺動アームを有し、この旋回揺動アーム部
は、旋回時に前記定盤と前記インデックステーブル装置
のロードバッファあるいはアンロードバッファとの間を
移動し、また、揺動時に前記プレッシャープレートは前
記定盤の上面内において所定の範囲で往復移動するよう
に構成したので、研磨時の揺動で研磨面の温度上昇を防
止できるとともに、研磨面の一部のみが消耗するのを防
止することができるのでランニングコストを低く押さえ
ることができる。また、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との
間を旋回してウエハを搬送することと、研磨装置の定盤
の上面で揺動することとを研磨装置に設けられた１つの
旋回揺動アームで行なえるので製造コストを低く押さえ
ることができる。このことは、１つのインデックステー
ブル装置に対して２つの研磨装置を設けた場合であって
も、研磨装置に１つの旋回揺動アームを設けるだけで良
いのでランニングコストおよび製造コストを低く押さえ
ることができる。さらに、旋回揺動アームの旋回および
揺動を同一の駆動源で行なえるので製造コストを低く押
さえることができるとともに、取付けスペースを小さく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による研磨装置の旋回揺動アームが取
付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） 3C058 AA07 AA11 AA16 AA18 AB03 AB04 CB05 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ポリッ
   シング装置は、上面にロードバッファとアンロードバッ
   ファとが設けられているインデックステーブル装置と、
   該インデックステーブル装置に隣接して配設されるとと
   もに、２つの定盤、および１つの旋回揺動アームを有す
   る研磨装置とを具え、該研磨装置は、下面にウエハを吸
   着するプレッシャープレートを有する旋回揺動アームを
   有し、この旋回揺動アームは、旋回時に前記定盤と前記
   インデックステーブル装置のロードバッファあるいはア
   ンロードバッファとの間を移動し、また、揺動時に前記
   プレッシャープレートは前記定盤の上面内において所定
   の範囲で往復移動することを特徴とするポリッシング装
   置における研磨装置の旋回揺動アーム。
2. 【請求項２】 ウエハを所定の平坦度に研磨するポリッ
   シング装置は、上面にロードバッファとアンロードバッ
   ファとが設けられているインデックステーブル装置と、
   該インデックステーブル装置に隣接して配設されるとと
   もに、それぞれ２つの定盤、および１つの旋回揺動アー
   ムを有する２組の研磨装置とを具え、該各研磨装置は、
   下面にウエハを吸着するプレッシャープレートを有する
   旋回揺動アームをそれぞれ有し、この旋回揺動アーム
   は、旋回時に前記定盤と前記インデックステーブル装置
   のロードバッファあるいはアンロードバッファとの間を
   移動し、また、揺動時に前記プレッシャープレートは前
   記定盤の上面内において所定の範囲で往復移動すること
   を特徴とするポリッシング装置における研磨装置の旋回
   揺動アーム。
3. 【請求項３】 前記旋回揺動アームの旋回および揺動は
   同一の駆動源で行うようになっている請求項１または２
   のいずれか１項に記載のポリッシング装置における研磨
   装置の旋回揺動アーム。