JP2000117628A - ウェーハ研磨装置 - Google Patents
ウェーハ研磨装置Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
- H01L21/67207—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process
- H01L21/67219—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations comprising a chamber adapted to a particular process comprising at least one polishing chamber
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/34—Accessories
- B24B37/345—Feeding, loading or unloading work specially adapted to lapping
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/005—Feeding or manipulating devices specially adapted to grinding machines
Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動運転を行うＣＭＰ装置において、高いス
ループット及び良好な研磨精度が得られると共に設置面
積特に間口の小さなレイアウトの実現。 【解決手段】 研磨布13を有する第１及び第２の研磨定
盤14,15 と、ウェーハを保持して研磨布に押し付けなが
ら回転する第１及び第２のウェーハ保持ヘッド31,32
と、ウェーハロード部41と、ウェーハアンロード部42
と、第１のウェーハ保持ヘッドを回転する第１のヘッド
回転機構と、第２のウェーハ保持ヘッドを回転する第２
のヘッド回転機構と、未研磨ウェーハをウェーハロード
部41に搬送する第１の搬送機構と、研磨済ウェーハをウ
ェーハアンロード部42から搬送する第２の搬送機構とを
備え、第１研磨定盤とウェーハロード部が対角線上に位
置し、第２研磨定盤とウェーハアンロード部が対角線上
に位置するように配置される。
ループット及び良好な研磨精度が得られると共に設置面
積特に間口の小さなレイアウトの実現。 【解決手段】 研磨布13を有する第１及び第２の研磨定
盤14,15 と、ウェーハを保持して研磨布に押し付けなが
ら回転する第１及び第２のウェーハ保持ヘッド31,32
と、ウェーハロード部41と、ウェーハアンロード部42
と、第１のウェーハ保持ヘッドを回転する第１のヘッド
回転機構と、第２のウェーハ保持ヘッドを回転する第２
のヘッド回転機構と、未研磨ウェーハをウェーハロード
部41に搬送する第１の搬送機構と、研磨済ウェーハをウ
ェーハアンロード部42から搬送する第２の搬送機構とを
備え、第１研磨定盤とウェーハロード部が対角線上に位
置し、第２研磨定盤とウェーハアンロード部が対角線上
に位置するように配置される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハ研磨装置
に関し、特にウェーハ上にＩＣパターンを形成する工程
の途中で表面を平坦化するのに使用される化学的機械研
磨(Chemicla Mechanical Polishing:CMP) 法によるウェ
ーハ研磨装置に関する。
に関し、特にウェーハ上にＩＣパターンを形成する工程
の途中で表面を平坦化するのに使用される化学的機械研
磨(Chemicla Mechanical Polishing:CMP) 法によるウェ
ーハ研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＩＣの微細加工が進んでおり、多
層に渡ってＩＣパターンを形成することが行われてい
る。パターンを形成した層の表面にはある程度の凹凸が
生じるのが避けられない。従来は、そのまま次の層のパ
ターンを形成していたが、層数が増加すると共に線やホ
ールの幅が小さくなると良好なパターンを形成するのが
難しく、欠陥などが生じ易くなっていた。そこで、パタ
ーンを形成した層の表面を研磨して表面を平坦にした
後、次の層のパターンを形成することが行われている。
また、層間を接続するメタル層を形成するため、穴を形
成した後メッキなどでメタル層を形成し、表面のメタル
層を研磨して除去することで穴の部分のメタル層を残す
ことも行われている。このようなＩＣパターンを形成す
る工程の途中でウェーハを研磨するのには、ＣＭＰ法に
よるウェーハ研磨装置（ＣＭＰ装置）が使用される。
層に渡ってＩＣパターンを形成することが行われてい
る。パターンを形成した層の表面にはある程度の凹凸が
生じるのが避けられない。従来は、そのまま次の層のパ
ターンを形成していたが、層数が増加すると共に線やホ
ールの幅が小さくなると良好なパターンを形成するのが
難しく、欠陥などが生じ易くなっていた。そこで、パタ
ーンを形成した層の表面を研磨して表面を平坦にした
後、次の層のパターンを形成することが行われている。
また、層間を接続するメタル層を形成するため、穴を形
成した後メッキなどでメタル層を形成し、表面のメタル
層を研磨して除去することで穴の部分のメタル層を残す
ことも行われている。このようなＩＣパターンを形成す
る工程の途中でウェーハを研磨するのには、ＣＭＰ法に
よるウェーハ研磨装置（ＣＭＰ装置）が使用される。
【０００３】図１は、ＩＣの製造工程におけるＣＭＰ法
による加工を説明する図であり、（１）は層間絶縁膜の
表面を研磨して平坦化する処理を、（２）は穴の部分の
メタル層のみが残るように表面を研磨する処理を示す。
図１の（１）に示すように、基板１上にメタル層などの
パターン２を形成した後層間絶縁膜３を形成すると、パ
ターン２の部分が他の部分よりも高くなり、表面に凹凸
が生じる。そこで、ＣＭＰ装置で表面を研磨し、右側の
ような状態にした後次のパターンを形成する。また、層
間を接続するメタル層を形成する場合には、（２）に示
すように、下層のパターン２の上に接続穴を形成した
後、メッキなどでメタル層４を全面に形成する。その
後、ＣＭＰ装置で表面のメタル層４がすべて除去される
まで研磨する。
による加工を説明する図であり、（１）は層間絶縁膜の
表面を研磨して平坦化する処理を、（２）は穴の部分の
メタル層のみが残るように表面を研磨する処理を示す。
図１の（１）に示すように、基板１上にメタル層などの
パターン２を形成した後層間絶縁膜３を形成すると、パ
ターン２の部分が他の部分よりも高くなり、表面に凹凸
が生じる。そこで、ＣＭＰ装置で表面を研磨し、右側の
ような状態にした後次のパターンを形成する。また、層
間を接続するメタル層を形成する場合には、（２）に示
すように、下層のパターン２の上に接続穴を形成した
後、メッキなどでメタル層４を全面に形成する。その
後、ＣＭＰ装置で表面のメタル層４がすべて除去される
まで研磨する。
【０００４】図２は、ＣＭＰ装置の基本構成を示す図で
ある。図示のように、ＣＭＰ装置は、研磨定盤１１とウ
ェーハ保持ヘッド２１とを有する。研磨定盤１１の表面
には、弾性がある研磨布１３が貼り付けられており、回
転軸１２を中心として回転する。回転する研磨定盤１の
研磨布４上には、図示していないノズルから研磨材であ
るスラリが供給される。ウェーハ保持ヘッド２１は、研
磨するウェーハ１００を保持して研磨布１３に所定の圧
力で押し付けながら、回転軸２２を中心として回転す
る。これにより、保持されたウェーハの表面が研磨され
る。上記の研磨布１３には、スラリのウェーハとの接触
面への供給を容易にするために溝が設けられるのが一般
的である。図ではウェーハ保持ヘッド２１が１個の場合
を示したが、これでは研磨定盤１の右側などの部分を使
用しておらず、生産効率が十分でない。そこで、２個又
は４個などの複数個のウェーハ保持ヘッド２１を設け、
複数枚のウェーハを同時に研磨するのが一般的である。
ある。図示のように、ＣＭＰ装置は、研磨定盤１１とウ
ェーハ保持ヘッド２１とを有する。研磨定盤１１の表面
には、弾性がある研磨布１３が貼り付けられており、回
転軸１２を中心として回転する。回転する研磨定盤１の
研磨布４上には、図示していないノズルから研磨材であ
るスラリが供給される。ウェーハ保持ヘッド２１は、研
磨するウェーハ１００を保持して研磨布１３に所定の圧
力で押し付けながら、回転軸２２を中心として回転す
る。これにより、保持されたウェーハの表面が研磨され
る。上記の研磨布１３には、スラリのウェーハとの接触
面への供給を容易にするために溝が設けられるのが一般
的である。図ではウェーハ保持ヘッド２１が１個の場合
を示したが、これでは研磨定盤１の右側などの部分を使
用しておらず、生産効率が十分でない。そこで、２個又
は４個などの複数個のウェーハ保持ヘッド２１を設け、
複数枚のウェーハを同時に研磨するのが一般的である。
【０００５】ＣＭＰ装置で研磨を行う場合、まずウェー
ハ１００のアライメントを行い、ローダ部に搬送する。
ウェーハ保持ヘッド２１はローダ部のウェーハを吸着機
構で保持して研磨定盤１１上に移動し、ウェーハを研磨
定盤１１に押し当て、研磨を行う。研磨が終了すると、
同様にウェーハ保持ヘッド２１は吸着機構でウェーハを
保持してアンローダ部に搬送する。アンローダ部に搬送
されたウェーハ１００には研磨スラリが付着しているの
で、洗浄機で洗浄した後乾燥してカセットなどのウェー
ハ回収部に搬送される。ウェーハは研磨された後、リソ
グラフィなどにより更にＩＣパターンが形成されるの
で、砥粒や研磨屑などが残っているとＩＣパターンの欠
陥の原因になるので、洗浄は非常にクリーンなレベルで
行う必要があり、一旦洗浄されたウェーハにはごみなど
が付着しないようにする必要がある。
ハ１００のアライメントを行い、ローダ部に搬送する。
ウェーハ保持ヘッド２１はローダ部のウェーハを吸着機
構で保持して研磨定盤１１上に移動し、ウェーハを研磨
定盤１１に押し当て、研磨を行う。研磨が終了すると、
同様にウェーハ保持ヘッド２１は吸着機構でウェーハを
保持してアンローダ部に搬送する。アンローダ部に搬送
されたウェーハ１００には研磨スラリが付着しているの
で、洗浄機で洗浄した後乾燥してカセットなどのウェー
ハ回収部に搬送される。ウェーハは研磨された後、リソ
グラフィなどにより更にＩＣパターンが形成されるの
で、砥粒や研磨屑などが残っているとＩＣパターンの欠
陥の原因になるので、洗浄は非常にクリーンなレベルで
行う必要があり、一旦洗浄されたウェーハにはごみなど
が付着しないようにする必要がある。
【０００６】ＣＭＰ装置は、高精度の研磨が行えるとい
った研磨品質に関する高性能化と共に、スループットと
いった処理効率の改善や設置面積を小さくするといった
ことが要求されている。そこで、複数台の研磨定盤を設
け、複数台の研磨定盤へのウェーハの供給を行うウェー
ハロード部と複数台の研磨定盤からのウェーハの搬出を
行うウェーハアンロード部を共通化することが行われて
いる。このような構成であれば、複数台の研磨定盤に対
してウェーハロード部とウェーハアンロード部はそれぞ
れ１個でよいので、設置面積を小さくできる。また、研
磨に要する時間に比べて、ウェーハロード部から研磨定
盤上へのウェーハの搬送や研磨定盤からウェーハアンロ
ード部へのウェーハの搬送に要する時間は短いので、こ
のような構成にしても処理効率が低下することはない。
更に、ウェーハの研磨においては、研磨速度は早いが精
度が十分でない粗研と研磨速度は遅いが高精度の研磨が
できる精研を組み合わせて行う場合があるが、上記のよ
うな構成であれば、複数台の研磨定盤のうちの１台で精
研を行い、他の研磨定盤で粗研を行うといった運用も可
能である。
った研磨品質に関する高性能化と共に、スループットと
いった処理効率の改善や設置面積を小さくするといった
ことが要求されている。そこで、複数台の研磨定盤を設
け、複数台の研磨定盤へのウェーハの供給を行うウェー
ハロード部と複数台の研磨定盤からのウェーハの搬出を
行うウェーハアンロード部を共通化することが行われて
いる。このような構成であれば、複数台の研磨定盤に対
してウェーハロード部とウェーハアンロード部はそれぞ
れ１個でよいので、設置面積を小さくできる。また、研
磨に要する時間に比べて、ウェーハロード部から研磨定
盤上へのウェーハの搬送や研磨定盤からウェーハアンロ
ード部へのウェーハの搬送に要する時間は短いので、こ
のような構成にしても処理効率が低下することはない。
更に、ウェーハの研磨においては、研磨速度は早いが精
度が十分でない粗研と研磨速度は遅いが高精度の研磨が
できる精研を組み合わせて行う場合があるが、上記のよ
うな構成であれば、複数台の研磨定盤のうちの１台で精
研を行い、他の研磨定盤で粗研を行うといった運用も可
能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の複数台の研磨定
盤を備えたＣＭＰ装置では、ウェーハロード部とウェー
ハアンロード部がそれぞれ設けられているが、ウェーハ
ロード部へのウェーハの搬送とウェーハアンロード部か
らのウェーハの搬送は同じ搬送機構で行われていた。そ
のため、研磨の終了したウェーハを搬送した搬送機構に
は砥粒や研磨屑などのゴミが付着し、ウェーハロード部
へ搬送する研磨前のウェーハにそのようなゴミが付着す
る。研磨面に付着したこのようなゴミはあまり問題には
ならないが、ウェーハの裏面に付着したゴミは研磨圧力
をむらにするなどの問題を引き起こし、研磨品質を低下
させる。
盤を備えたＣＭＰ装置では、ウェーハロード部とウェー
ハアンロード部がそれぞれ設けられているが、ウェーハ
ロード部へのウェーハの搬送とウェーハアンロード部か
らのウェーハの搬送は同じ搬送機構で行われていた。そ
のため、研磨の終了したウェーハを搬送した搬送機構に
は砥粒や研磨屑などのゴミが付着し、ウェーハロード部
へ搬送する研磨前のウェーハにそのようなゴミが付着す
る。研磨面に付着したこのようなゴミはあまり問題には
ならないが、ウェーハの裏面に付着したゴミは研磨圧力
をむらにするなどの問題を引き起こし、研磨品質を低下
させる。
【０００８】本発明は、このような問題を解決するため
のもので、複数台の研磨定盤を設け、複数台の研磨定盤
へのウェーハの供給を行うウェーハロード部と複数台の
研磨定盤からのウェーハの搬出を行うウェーハアンロー
ド部を共通化したＣＭＰ装置において、研磨前のウェー
ハへのゴミの付着が低減できるレイアウトを実現するこ
とを目的とする。
のもので、複数台の研磨定盤を設け、複数台の研磨定盤
へのウェーハの供給を行うウェーハロード部と複数台の
研磨定盤からのウェーハの搬出を行うウェーハアンロー
ド部を共通化したＣＭＰ装置において、研磨前のウェー
ハへのゴミの付着が低減できるレイアウトを実現するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明のＣＭＰ装置は、２台の研磨定盤が隣接し、
ウェーハロード部とウェーハアンロード部が隣接し、第
１の研磨定盤とウェーハロード部が対角線上に位置し、
第２の研磨定盤とウェーハアンロード部が対角線上に位
置するように配置し、ウェーハロード部へのウェーハの
搬送と、ウェーハアンロード部からのウェーハの搬送
は、異なる系統で行う。
め、本発明のＣＭＰ装置は、２台の研磨定盤が隣接し、
ウェーハロード部とウェーハアンロード部が隣接し、第
１の研磨定盤とウェーハロード部が対角線上に位置し、
第２の研磨定盤とウェーハアンロード部が対角線上に位
置するように配置し、ウェーハロード部へのウェーハの
搬送と、ウェーハアンロード部からのウェーハの搬送
は、異なる系統で行う。
【００１０】すなわち、本発明のＣＭＰ装置は、表面に
研磨布が設けられ、研磨布を回転する第１及び第２の研
磨定盤と、ウェーハを保持してウェーハの表面を研磨布
に押し付けながら回転する第１及び第２のウェーハ保持
ヘッドと、研磨前のウェーハが載置されるウェーハロー
ド部と、研磨後のウェーハが載置されるウェーハアンロ
ード部と、第１のウェーハ保持ヘッドを第１の研磨定盤
とウェーハロード部とウェーハアンロード部のそれぞれ
の上に位置するように回転する第１のヘッド回転機構
と、第２のウェーハ保持ヘッドを第２の研磨定盤とウェ
ーハロード部とウェーハアンロード部のそれぞれの上に
位置するように回転する第２のヘッド回転機構と、研磨
前のウェーハをウェーハロード部に搬送する第１の搬送
機構と、研磨後のウェーハをウェーハアンロード部から
搬送する第２の搬送機構とを備え、第１及び第２の研磨
定盤が隣接し、ウェーハロード部とウェーハアンロード
部が隣接し、第１の研磨定盤とウェーハロード部が対角
線上に位置し、第２の研磨定盤とウェーハアンロード部
が対角線上に位置するように配置されることを特徴とす
る。
研磨布が設けられ、研磨布を回転する第１及び第２の研
磨定盤と、ウェーハを保持してウェーハの表面を研磨布
に押し付けながら回転する第１及び第２のウェーハ保持
ヘッドと、研磨前のウェーハが載置されるウェーハロー
ド部と、研磨後のウェーハが載置されるウェーハアンロ
ード部と、第１のウェーハ保持ヘッドを第１の研磨定盤
とウェーハロード部とウェーハアンロード部のそれぞれ
の上に位置するように回転する第１のヘッド回転機構
と、第２のウェーハ保持ヘッドを第２の研磨定盤とウェ
ーハロード部とウェーハアンロード部のそれぞれの上に
位置するように回転する第２のヘッド回転機構と、研磨
前のウェーハをウェーハロード部に搬送する第１の搬送
機構と、研磨後のウェーハをウェーハアンロード部から
搬送する第２の搬送機構とを備え、第１及び第２の研磨
定盤が隣接し、ウェーハロード部とウェーハアンロード
部が隣接し、第１の研磨定盤とウェーハロード部が対角
線上に位置し、第２の研磨定盤とウェーハアンロード部
が対角線上に位置するように配置されることを特徴とす
る。
【００１１】本発明によれば、第１の搬送機構と第２の
搬送機構が設けられ、ウェーハロード部へのウェーハの
搬送と、ウェーハアンロード部からのウェーハの搬送は
別の搬送機構で行われるため、研磨前のウェーハへのゴ
ミの付着が低減される。第１及び第２のウェーハ保持ヘ
ッドは、それぞれ２枚のウェーハを保持して独立に回転
することが可能であるようにすれば、研磨定盤の表面を
有効に使用できる。
搬送機構が設けられ、ウェーハロード部へのウェーハの
搬送と、ウェーハアンロード部からのウェーハの搬送は
別の搬送機構で行われるため、研磨前のウェーハへのゴ
ミの付着が低減される。第１及び第２のウェーハ保持ヘ
ッドは、それぞれ２枚のウェーハを保持して独立に回転
することが可能であるようにすれば、研磨定盤の表面を
有効に使用できる。
【００１２】２台の研磨定盤は、例えば、一方を粗研用
に、他方を精研用として使用してもよい。ここで、ウェ
ーハロード部とウェーハアンロード部を回転や平行移動
によりずらす機構を設けて、ウェーハロード部とウェー
ハアンロード部のいずれかをウェーハ保持ヘッドとの受
渡し位置に選択的に移動させるようにすることで、ウェ
ーハロード部とウェーハアンロード部が異なり、且つ同
じ位置で受渡しが行える機構が考えられる。この機構を
利用すれば、研磨定盤を３台設け、３台の研磨定盤を粗
研用と精研用に分け、処理時間の長い方を２台とするこ
とでスループットを向上させることが考えられる。しか
し、この構成では、第１及び第２搬送機構は異なる方向
からウェーハロード部とウェーハアンロード部の共通の
受渡し位置にアクセスする必要がある。そのため、研磨
前のアライメントを行う部分や研磨後の洗浄を行う部分
を異なる方向に設ける必要があるが、これはＣＭＰ装置
の設置面積を増大させ、特にＣＭＰ装置へのウェーハの
搬入・搬出が行われる間口を広げるため、自動化工程を
構築する上では好ましくない。
に、他方を精研用として使用してもよい。ここで、ウェ
ーハロード部とウェーハアンロード部を回転や平行移動
によりずらす機構を設けて、ウェーハロード部とウェー
ハアンロード部のいずれかをウェーハ保持ヘッドとの受
渡し位置に選択的に移動させるようにすることで、ウェ
ーハロード部とウェーハアンロード部が異なり、且つ同
じ位置で受渡しが行える機構が考えられる。この機構を
利用すれば、研磨定盤を３台設け、３台の研磨定盤を粗
研用と精研用に分け、処理時間の長い方を２台とするこ
とでスループットを向上させることが考えられる。しか
し、この構成では、第１及び第２搬送機構は異なる方向
からウェーハロード部とウェーハアンロード部の共通の
受渡し位置にアクセスする必要がある。そのため、研磨
前のアライメントを行う部分や研磨後の洗浄を行う部分
を異なる方向に設ける必要があるが、これはＣＭＰ装置
の設置面積を増大させ、特にＣＭＰ装置へのウェーハの
搬入・搬出が行われる間口を広げるため、自動化工程を
構築する上では好ましくない。
【００１３】
【発明の実施の形態】図３は、本発明の実施例のＣＭＰ
装置のレイアウトを示す上面図である。図示のように、
２台の研磨定盤１４と１５が設けられており、その上に
ウェーハを保持して押し付ける２個のウェーハ保持ヘッ
ド３１と３２が設けられている。ウェーハ保持ヘッド３
１と３２は、それぞれウェーハ保持回転機構３３と３４
及び３５と３６を有する。各ウェーハ保持回転機構はウ
ェーハを吸着して保持でき、研磨時には空気圧により研
磨定盤１４と１５に設けられた研磨布に押し付ける。ウ
ェーハ保持ヘッド３１と３２は、一端が回転軸４０に、
他端が環状のガイド３９に支持された回転バー３７と３
８に吊り下げられ、回転バー３７と３８の回転に応じて
回転できるようになっている。これにより、ウェーハ保
持ヘッド３１と３２は、ウェーハロード部４１とウェー
ハアンロード部４２の上に移動できるようになってい
る。
装置のレイアウトを示す上面図である。図示のように、
２台の研磨定盤１４と１５が設けられており、その上に
ウェーハを保持して押し付ける２個のウェーハ保持ヘッ
ド３１と３２が設けられている。ウェーハ保持ヘッド３
１と３２は、それぞれウェーハ保持回転機構３３と３４
及び３５と３６を有する。各ウェーハ保持回転機構はウ
ェーハを吸着して保持でき、研磨時には空気圧により研
磨定盤１４と１５に設けられた研磨布に押し付ける。ウ
ェーハ保持ヘッド３１と３２は、一端が回転軸４０に、
他端が環状のガイド３９に支持された回転バー３７と３
８に吊り下げられ、回転バー３７と３８の回転に応じて
回転できるようになっている。これにより、ウェーハ保
持ヘッド３１と３２は、ウェーハロード部４１とウェー
ハアンロード部４２の上に移動できるようになってい
る。
【００１４】複数個のウェーハカセット６２に収容され
た研磨前の未研磨ウェーハは、移動機構６１上を移動可
能に支持された搬送アーム６０により取り上げられ、中
継台５９上に載置される。搬送アーム５８は、中継台５
９上に載置されたウェーハにおける研磨する層の厚さを
測定して確認する厚さ測定器５７に搬送する。層厚が確
認されたウェーハは、搬送アーム５８によりウェーハロ
ード部４１上の受け部材４３と４４上に載置される。
た研磨前の未研磨ウェーハは、移動機構６１上を移動可
能に支持された搬送アーム６０により取り上げられ、中
継台５９上に載置される。搬送アーム５８は、中継台５
９上に載置されたウェーハにおける研磨する層の厚さを
測定して確認する厚さ測定器５７に搬送する。層厚が確
認されたウェーハは、搬送アーム５８によりウェーハロ
ード部４１上の受け部材４３と４４上に載置される。
【００１５】ウェーハアンロード部４２上の受け部材４
５と４６上に載置された研磨が終了した研磨済ウェーハ
は、搬送アーム４８により第１洗浄器５１上に載置され
る。第１洗浄器５１で洗浄されたウェーハは、搬送アー
ム５４により隣の第２洗浄器５２上に載置される。この
ように研磨済ウェーハの洗浄は、２段階で行われる。搬
送アーム４８は研磨した直後のウェーハを搬送するため
汚れがひどいが、搬送アーム５４は第１段階の洗浄が終
了したウェーハを搬送するため、汚れは搬送アーム４８
ほどひどくはない。第２洗浄器５２での第２段階の洗浄
が終了したウェーハは、搬送アーム５５により乾燥器５
３上に載置され乾燥される。搬送アーム５４と５５は、
移動機構５６上を移動可能に支持されている。第２段階
の洗浄が終了したウェーハは第１段階の終了したウェー
ハより更に汚れが少ないので、第１段階の終了したウェ
ーハを搬送する搬送アーム５４とは別に搬送アーム５５
を設けている。乾燥器５３で乾燥されたウェーハは、搬
送アーム６０によりウェーハカセット６２に戻される。
５と４６上に載置された研磨が終了した研磨済ウェーハ
は、搬送アーム４８により第１洗浄器５１上に載置され
る。第１洗浄器５１で洗浄されたウェーハは、搬送アー
ム５４により隣の第２洗浄器５２上に載置される。この
ように研磨済ウェーハの洗浄は、２段階で行われる。搬
送アーム４８は研磨した直後のウェーハを搬送するため
汚れがひどいが、搬送アーム５４は第１段階の洗浄が終
了したウェーハを搬送するため、汚れは搬送アーム４８
ほどひどくはない。第２洗浄器５２での第２段階の洗浄
が終了したウェーハは、搬送アーム５５により乾燥器５
３上に載置され乾燥される。搬送アーム５４と５５は、
移動機構５６上を移動可能に支持されている。第２段階
の洗浄が終了したウェーハは第１段階の終了したウェー
ハより更に汚れが少ないので、第１段階の終了したウェ
ーハを搬送する搬送アーム５４とは別に搬送アーム５５
を設けている。乾燥器５３で乾燥されたウェーハは、搬
送アーム６０によりウェーハカセット６２に戻される。
【００１６】２台の研磨定盤１４と１５における研磨
は、半周期ずれて行われる。研磨定盤１４と１５におい
て研磨が行われている間に、層厚が確認されたウェーハ
がウェーハロード部４１上の受け部材４３と４４上に載
置される。研磨定盤１４での研磨が終了すると、ウェー
ハ保持ヘッド３１はウェーハ保持回転機構３３と３４に
ウェーハを保持して時計回りでウェーハアンロード部４
２上に移動し、受け部材４５と４６上に研磨済ウェーハ
を載置する。次に、ウェーハ保持ヘッド３１は、ウェー
ハロード部４１の上に移動し、受け部材４３と４４の上
に載置された未研磨のウェーハをウェーハ保持回転機構
３３と３４に吸着する。この間に搬送アーム４８が受け
部材４５上の研磨済ウェーハを第１洗浄器５１に搬送す
る。ウェーハ保持ヘッド３１は未研磨ウェーハを保持し
て研磨定盤１４上に移動し、研磨が開始される。この間
に未研磨ウェーハがウェーハロード部４１上の受け部材
４３と４４上に載置され、第１洗浄器５１での洗浄が終
了したウェーハが第２洗浄器５２に移動されるのに並行
して搬送アーム４８が受け部材４６上の研磨済ウェーハ
を第１洗浄器５１に搬送する。
は、半周期ずれて行われる。研磨定盤１４と１５におい
て研磨が行われている間に、層厚が確認されたウェーハ
がウェーハロード部４１上の受け部材４３と４４上に載
置される。研磨定盤１４での研磨が終了すると、ウェー
ハ保持ヘッド３１はウェーハ保持回転機構３３と３４に
ウェーハを保持して時計回りでウェーハアンロード部４
２上に移動し、受け部材４５と４６上に研磨済ウェーハ
を載置する。次に、ウェーハ保持ヘッド３１は、ウェー
ハロード部４１の上に移動し、受け部材４３と４４の上
に載置された未研磨のウェーハをウェーハ保持回転機構
３３と３４に吸着する。この間に搬送アーム４８が受け
部材４５上の研磨済ウェーハを第１洗浄器５１に搬送す
る。ウェーハ保持ヘッド３１は未研磨ウェーハを保持し
て研磨定盤１４上に移動し、研磨が開始される。この間
に未研磨ウェーハがウェーハロード部４１上の受け部材
４３と４４上に載置され、第１洗浄器５１での洗浄が終
了したウェーハが第２洗浄器５２に移動されるのに並行
して搬送アーム４８が受け部材４６上の研磨済ウェーハ
を第１洗浄器５１に搬送する。
【００１７】次に、研磨定盤１５での研磨が終了する
と、ウェーハ保持ヘッド３２はウェーハ保持回転機構３
５と３６にウェーハを保持して反時計回りでウェーハア
ンロード部４２上に移動し、受け部材４５と４６上に研
磨済ウェーハを載置する。次に、ウェーハ保持ヘッド３
２は、ウェーハロード部４１の上に移動し、受け部材４
３と４４の上に載置された未研磨のウェーハをウェーハ
保持回転機構３３と３４に吸着する。他の動作は、上記
と同じである。
と、ウェーハ保持ヘッド３２はウェーハ保持回転機構３
５と３６にウェーハを保持して反時計回りでウェーハア
ンロード部４２上に移動し、受け部材４５と４６上に研
磨済ウェーハを載置する。次に、ウェーハ保持ヘッド３
２は、ウェーハロード部４１の上に移動し、受け部材４
３と４４の上に載置された未研磨のウェーハをウェーハ
保持回転機構３３と３４に吸着する。他の動作は、上記
と同じである。
【００１８】研磨定盤１４と１５、及びウェーハ保持ヘ
ッド３１と３２のウェーハ保持回転機構３３と３４及び
３５と３６は、従来と同じ構成のものが使用できるが、
ここでは空気圧により、所定の圧力でウェーハを研磨布
に押し付ける構造のウェーハ保持回転機構を使用した。
図４は、ウェーハ保持ヘッド３１のウェーハ保持回転機
構３３の構成を示す図である。
ッド３１と３２のウェーハ保持回転機構３３と３４及び
３５と３６は、従来と同じ構成のものが使用できるが、
ここでは空気圧により、所定の圧力でウェーハを研磨布
に押し付ける構造のウェーハ保持回転機構を使用した。
図４は、ウェーハ保持ヘッド３１のウェーハ保持回転機
構３３の構成を示す図である。
【００１９】図示のように、ウェーハ保持回転機構３３
は、キャリア部材７１、研磨面調整リング７４と、ガイ
ドリング７５と、回転基板７７と、回転ガイド板８０
と、スリップリングを有する回転軸８２と、ギア８３、
８４と、モータ８５を有する。キャリア部材７１には、
空気を噴出する空気口７２と負圧が印加される吸着口７
３が設けられている。空気口７２から噴出される空気圧
でウェーハ１００を研磨布１３に押し付け、吸着口７３
に負圧を印加することでウェーハ１００をキャリア部材
７１に吸着して保持する。研磨面調整リング７４は、研
磨布１３に所定の圧力で接触して、内部の研磨布１３の
状態を一様にして、研磨むらが生じるのを防止する。ま
た、ウェーハ保持ヘッド３１が上方に移動する場合に
は、キャリア部材７１を保持し、ウェーハ１００を研磨
布１３に押し付ける場合には、キャリア部材７１に対し
て相互に拘束しない状態になる。ガイドリング７５は、
ウェーハ保持ヘッド３１が上方に移動する場合には、研
磨面調整リング７４を保持し、ウェーハ１００を研磨布
１３に押し付ける場合には、研磨面調整リング７４に対
して相互に拘束しない状態になる。
は、キャリア部材７１、研磨面調整リング７４と、ガイ
ドリング７５と、回転基板７７と、回転ガイド板８０
と、スリップリングを有する回転軸８２と、ギア８３、
８４と、モータ８５を有する。キャリア部材７１には、
空気を噴出する空気口７２と負圧が印加される吸着口７
３が設けられている。空気口７２から噴出される空気圧
でウェーハ１００を研磨布１３に押し付け、吸着口７３
に負圧を印加することでウェーハ１００をキャリア部材
７１に吸着して保持する。研磨面調整リング７４は、研
磨布１３に所定の圧力で接触して、内部の研磨布１３の
状態を一様にして、研磨むらが生じるのを防止する。ま
た、ウェーハ保持ヘッド３１が上方に移動する場合に
は、キャリア部材７１を保持し、ウェーハ１００を研磨
布１３に押し付ける場合には、キャリア部材７１に対し
て相互に拘束しない状態になる。ガイドリング７５は、
ウェーハ保持ヘッド３１が上方に移動する場合には、研
磨面調整リング７４を保持し、ウェーハ１００を研磨布
１３に押し付ける場合には、研磨面調整リング７４に対
して相互に拘束しない状態になる。
【００２０】回転基板７７とキャリア部材７１及び研磨
面調整リング７４の間には、ゴムシータ７６が設けられ
ており、空気口７８から所定の圧力の空気圧を印加する
ことでキャリア部材７１を所定の圧力で押し下げ、空気
口７９から所定の圧力の空気圧を印加することで研磨面
調整リング７４所定の圧力で押し下げる。空気口７８か
らの空気圧でキャリア部材７１を押し下げると、キャリ
ア部材７１とウェーハ１００の間の間隙が変化し、空気
孔７２から噴出される空気圧が同じでもウェーハ１００
が研磨布１３に押し付けられる圧力を変化させることが
できる。
面調整リング７４の間には、ゴムシータ７６が設けられ
ており、空気口７８から所定の圧力の空気圧を印加する
ことでキャリア部材７１を所定の圧力で押し下げ、空気
口７９から所定の圧力の空気圧を印加することで研磨面
調整リング７４所定の圧力で押し下げる。空気口７８か
らの空気圧でキャリア部材７１を押し下げると、キャリ
ア部材７１とウェーハ１００の間の間隙が変化し、空気
孔７２から噴出される空気圧が同じでもウェーハ１００
が研磨布１３に押し付けられる圧力を変化させることが
できる。
【００２１】回転基板７７は、ベアリング８１を介して
回転ガイド板８０に回転可能に支持されており、モータ
８５が回転すると、ギア８４と回転軸８２のギア８３を
介して回転する。ウェーハ保持回転機構３４、３５、３
６も上記と同様の構成を有する。上記のように、ＣＭＰ
装置には、未研磨ウェーハの膜厚測定器や、研磨済ウェ
ーハの洗浄器及び乾燥器が必要である。複数台の研磨定
盤を設けてスループットを向上させる場合、未研磨ウェ
ーハの裏面に砥粒や研磨屑などのごみが付着して研磨精
度が劣化するのを防止する必要があると共に、設置面
積、特にＣＭＰ処理の自動化ラインでは、未研磨ウェー
ハ及び研磨済ウェーハの供給及び回収を行う間口の大き
さが問題になる。そのため、本実施例のように、２台の
研磨定盤に対してウェーハロード部４１とウェーハアン
ロード部４２を完全に離れた位置に設け、未研磨ウェー
ハの供給ルートと研磨済ウェーハの回収ルートを別々に
することが望ましい。
回転ガイド板８０に回転可能に支持されており、モータ
８５が回転すると、ギア８４と回転軸８２のギア８３を
介して回転する。ウェーハ保持回転機構３４、３５、３
６も上記と同様の構成を有する。上記のように、ＣＭＰ
装置には、未研磨ウェーハの膜厚測定器や、研磨済ウェ
ーハの洗浄器及び乾燥器が必要である。複数台の研磨定
盤を設けてスループットを向上させる場合、未研磨ウェ
ーハの裏面に砥粒や研磨屑などのごみが付着して研磨精
度が劣化するのを防止する必要があると共に、設置面
積、特にＣＭＰ処理の自動化ラインでは、未研磨ウェー
ハ及び研磨済ウェーハの供給及び回収を行う間口の大き
さが問題になる。そのため、本実施例のように、２台の
研磨定盤に対してウェーハロード部４１とウェーハアン
ロード部４２を完全に離れた位置に設け、未研磨ウェー
ハの供給ルートと研磨済ウェーハの回収ルートを別々に
することが望ましい。
【００２２】例えば、粗研と精研を行うＣＭＰ装置で
は、スループットだけに着目すれば、ウェーハアンロー
ド部４２に位置にも別の研磨定盤を設けて合計で３台の
研磨定盤を設けて粗研用と精研用に分け、処理時間の長
い方を２台とすることでスループットを向上させること
が考えられる。この場合、ウェーハ受渡し部に２個のロ
ード用受け部材と２個のアンロード用受け部材の４個の
受け部材を設け、回転又は平行移動によりいずれか２個
を選択可能にすることで、ロード用受け部材とアンロー
ド用受け部材を別々にできる。従って、この構成であれ
ば、未研磨ウェーハの裏面に砥粒や研磨屑などのごみが
付着して研磨精度が劣化するのを防止することができ
る。しかし、この場合にも、ロード用受け部材とアンロ
ード用受け部材へのウェーハの搬送は別々の搬送アーム
で行う必要がある。そのため、異なる方向からアクセス
するように搬送アームを設ける必要があり、それに関係
する膜厚測定器や洗浄器なども異なる方向に設けること
になる。これでは間口が大きくなってしまう。また、こ
のような構成は、粗研と精研の処理時間が２倍程度異な
る場合にのみ効果があり、同程度の処理時間であれば本
実施例でも処理時間は同じであり、スループットは向上
しない。従って、このような場合には、特に本発明のレ
イアウトが好ましい。
は、スループットだけに着目すれば、ウェーハアンロー
ド部４２に位置にも別の研磨定盤を設けて合計で３台の
研磨定盤を設けて粗研用と精研用に分け、処理時間の長
い方を２台とすることでスループットを向上させること
が考えられる。この場合、ウェーハ受渡し部に２個のロ
ード用受け部材と２個のアンロード用受け部材の４個の
受け部材を設け、回転又は平行移動によりいずれか２個
を選択可能にすることで、ロード用受け部材とアンロー
ド用受け部材を別々にできる。従って、この構成であれ
ば、未研磨ウェーハの裏面に砥粒や研磨屑などのごみが
付着して研磨精度が劣化するのを防止することができ
る。しかし、この場合にも、ロード用受け部材とアンロ
ード用受け部材へのウェーハの搬送は別々の搬送アーム
で行う必要がある。そのため、異なる方向からアクセス
するように搬送アームを設ける必要があり、それに関係
する膜厚測定器や洗浄器なども異なる方向に設けること
になる。これでは間口が大きくなってしまう。また、こ
のような構成は、粗研と精研の処理時間が２倍程度異な
る場合にのみ効果があり、同程度の処理時間であれば本
実施例でも処理時間は同じであり、スループットは向上
しない。従って、このような場合には、特に本発明のレ
イアウトが好ましい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明よれば、自
動運転を行うＣＭＰ装置において、高いスループット及
び良好な研磨精度が得られると共に、設置面積特に間口
の小さなレイアウトが実現される。
動運転を行うＣＭＰ装置において、高いスループット及
び良好な研磨精度が得られると共に、設置面積特に間口
の小さなレイアウトが実現される。
【図１】ＣＭＰ法による処理を説明する図である。
【図２】ＣＭＰ装置の基本構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例のＣＭＰ装置のレイアウトを示
す図である。
す図である。
【図４】実施例のウェーハ保持ヘッドの構成を示す図で
ある。
ある。
１１…研磨定盤 ２１、３１、３２…ウェーハ保持ヘッド ４１…ウェーハロード部 ４２…ウェーハアンロード部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 謙児 東京都三鷹市下連雀九丁目７番１号 株式 会社東京精密内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AB03 AB04 AC01 AC05 CB09 DA17
Claims (2)
- 【請求項１】 表面に研磨布が設けられ、該研磨布を回
転する第１及び第２の研磨定盤と、 ウェーハを保持して該ウェーハの表面を前記研磨布に押
し付けながら回転する第１及び第２のウェーハ保持ヘッ
ドと、 研磨前の前記ウェーハが載置されるウェーハロード部
と、 研磨後の前記ウェーハが載置されるウェーハアンロード
部と、 前記第１のウェーハ保持ヘッドを、前記第１の研磨定盤
と前記ウェーハロード部と前記ウェーハアンロード部の
それぞれの上に位置するように回転する第１のヘッド回
転機構と、 前記第２のウェーハ保持ヘッドを、前記第２の研磨定盤
と前記ウェーハロード部と前記ウェーハアンロード部の
それぞれの上に位置するように回転する第２のヘッド回
転機構と、 研磨前の前記ウェーハを前記ウェーハロード部に搬送す
る第１の搬送機構と、研磨後の前記ウェーハを前記ウェ
ーハアンロード部から搬送する第２の搬送機構とを備
え、 前記第１及び第２の研磨定盤が隣接し、前記ウェーハロ
ード部と前記ウェーハアンロード部が隣接し、前記第１
の研磨定盤と前記ウェーハロード部が対角線上に位置
し、前記第２の研磨定盤と前記ウェーハアンロード部が
対角線上に位置するように配置されることを特徴とする
ウェーハ研磨装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のウェーハ研磨装置であ
って、 前記第１及び第２のウェーハ保持ヘッドは、それぞれ２
枚の前記ウェーハを保持して独立に回転することが可能
であるウェーハ研磨装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295777A JP3045233B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | ウェーハ研磨装置 |
| DE19981622T DE19981622C2 (de) | 1998-10-16 | 1999-10-15 | Maschine zum Polieren von Halbleiterwafern |
| PCT/JP1999/005716 WO2000023229A1 (fr) | 1998-10-16 | 1999-10-15 | Appareil de polissage de plaquette |
| TW088117870A TW411298B (en) | 1998-10-16 | 1999-10-15 | Wafer polishing machine |
| GB0006163A GB2345873B (en) | 1998-10-16 | 1999-10-15 | Wafer polishing machine |
| MYPI99004478A MY120827A (en) | 1998-10-16 | 1999-10-15 | Wafer polishing machine |
| US09/509,110 US6346037B1 (en) | 1998-10-16 | 1999-10-15 | Wafer polishing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295777A JP3045233B2 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | ウェーハ研磨装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=17825032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
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| GB (1) | GB2345873B (ja) |
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| TW (1) | TW411298B (ja) |
| WO (1) | WO2000023229A1 (ja) |
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| US6413145B1 (en) * | 2000-04-05 | 2002-07-02 | Applied Materials, Inc. | System for polishing and cleaning substrates |
| JP2008277635A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ウェハ研磨装置、ウェハ研磨システム及びウェハ研磨方法 |
| JP6792363B2 (ja) * | 2016-07-22 | 2020-11-25 | 株式会社ディスコ | 研削装置 |
| KR102383634B1 (ko) * | 2020-10-22 | 2022-04-19 | 주식회사 바디프랜드 | 경추 견인형 기능성 베개 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0615565A (ja) * | 1991-12-18 | 1994-01-25 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ウエーハ自動ラッピング装置 |
| US5333403A (en) * | 1992-12-22 | 1994-08-02 | Peifer Ralph D | Muzzle loading rifles |
| JP2622069B2 (ja) * | 1993-06-30 | 1997-06-18 | 三菱マテリアル株式会社 | 研磨布のドレッシング装置 |
| KR100390293B1 (ko) * | 1993-09-21 | 2003-09-02 | 가부시끼가이샤 도시바 | 폴리싱장치 |
| JPH07130692A (ja) | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Disco Abrasive Syst Ltd | 平面研削装置 |
| US5649854A (en) * | 1994-05-04 | 1997-07-22 | Gill, Jr.; Gerald L. | Polishing apparatus with indexing wafer processing stations |
| KR100487590B1 (ko) * | 1995-08-21 | 2005-08-04 | 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 폴리싱장치 |
| JP3696690B2 (ja) * | 1996-04-23 | 2005-09-21 | 不二越機械工業株式会社 | ウェーハの研磨装置システム |
| US5679055A (en) * | 1996-05-31 | 1997-10-21 | Memc Electronic Materials, Inc. | Automated wafer lapping system |
| JP3231659B2 (ja) * | 1997-04-28 | 2001-11-26 | 日本電気株式会社 | 自動研磨装置 |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP10295777A patent/JP3045233B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-15 WO PCT/JP1999/005716 patent/WO2000023229A1/ja active Application Filing
- 1999-10-15 US US09/509,110 patent/US6346037B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-15 TW TW088117870A patent/TW411298B/zh active
- 1999-10-15 DE DE19981622T patent/DE19981622C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-15 MY MYPI99004478A patent/MY120827A/en unknown
- 1999-10-15 GB GB0006163A patent/GB2345873B/en not_active Expired - Fee Related
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| DE19981622T1 (de) | 2000-10-12 |
| GB0006163D0 (en) | 2000-05-03 |
| WO2000023229A1 (fr) | 2000-04-27 |
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| TW411298B (en) | 2000-11-11 |
| US6346037B1 (en) | 2002-02-12 |
| GB2345873A (en) | 2000-07-26 |
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| MY120827A (en) | 2005-11-30 |
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