JP2000158332A

JP2000158332A - 試料研磨装置

Info

Publication number: JP2000158332A
Application number: JP33471898A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kugimaru; 康生釘丸
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2000-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】クリーンルーム内部環境の汚染を招くことな
く、該クリーンルームとの間での試料の直接的な搬出入
を行わせることができ、クリーンルームの内部への配
置、又はクリーンルームの内部と連通させた配置が可能
な試料研磨装置を提供する。【解決手段】一側の隔壁10を介してクリーンルーム４
に隣接するロード室１の他側に、試料Ｗを研磨する研磨
室２と、研磨された試料Ｗを洗浄する洗浄室３とを備え
る試料研磨装置において、ロード室１には、その内部に
清浄空気を供給する給気装置8aと、その内部を強制排気
する排気装置9aとを付設する。同様に研磨室２には、そ
の内部に清浄空気を供給する給気装置8bと、その内部を
強制排気する排気装置9bとを付設し、更に洗浄室３に
は、その内部に清浄空気を供給する給気装置8cと、その
内部を強制排気する排気装置9cとを付設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
試料の表面研磨に使用される試料研磨装置に関し、特
に、クリーンルーム内に設置して用いられる試料研磨装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハの表面に、導電体膜、半導
体膜又は絶縁体膜を積層形成する成膜工程と、得られた
膜の表面に所望の回路パターンを形成するパターン形成
工程とを繰り返して行われる半導体装置の製造において
は、各成膜工程にて形成される膜の表面に、先行するパ
ターン形成工程において得られた回路パターンの影響に
よる凹凸が生じ、この凹凸の程度が大きくなった場合、
該表面を対象として行われる成膜、及び回路パターンの
形成に支障を来すという問題がある。

【０００３】そこで従来から、前述した成膜工程の実施
前に、先に形成された膜の表面を研磨して平坦化するこ
とが行われており、このための研磨方法として化学機械
研磨（Chemical Mechanical Polishing ）が広く採用さ
れている。この化学機械研磨は、研磨対象となる試料の
表面に、研磨スラリを供給しつつ研磨パッドを摺接させ
て行われる。前記研磨スラリには、研磨対象となる膜の
材質に応じて選定された研磨粒子と反応剤とを含んでお
り、該研磨スラリを介して研磨パッドに摺接する試料の
表面は、前記研磨粒子の機械的な作用と前記反応剤の化
学的な作用とにより研磨され、高精度に平坦化すること
ができる。

【０００４】このような化学機械研磨を実施するための
試料研磨装置は、研磨対象となる試料が搬出入されるロ
ード室と、その内部において化学機械研磨がなされる研
磨室と、該研磨室にて研磨された試料を洗浄（乾燥を含
む）する洗浄室とを、各室間に開閉自在に設けたゲート
部を介して連設し、夫々のゲート部の近傍に各室間にて
試料の授受を行わせる搬送手段（ロボットアーム）を備
えて構成されており、ロード室に搬入される試料は、対
応するゲート部を経て研磨室に導入されて研磨され、こ
の研磨を終えた試料は、対応するゲート部を経て洗浄室
に導入して洗浄され、洗浄を終えた試料は、対応するゲ
ート部を経てロード室に戻され、該ロード室から外部に
搬出される。

【０００５】研磨室は、試料を保持する保持定盤、研磨
パッドを保持する研磨定盤、及び試料と研磨パッドとの
摺接部に研磨スラリを供給するスラリ供給手段等を備え
ており、該研磨室に導入された試料は、静電吸着等の適
宜の手段により前記保持定盤に保持され、研磨定盤に保
持された研磨パッドに押し付けられて、両定盤の一方又
は両方の回転により、スラリ供給手段による研磨スラリ
の供給下にて摺接せしめられ、前述の如く化学機械研磨
される。

【０００６】また洗浄室は、試料を保持する保持定盤、
及び純水、フッ酸等の洗浄剤の供給手段等を備えてお
り、該洗浄室に導入された試料は、保持定盤に保持さ
れ、供給手段による洗浄剤の供給下にて、ローリングブ
ラシ又は超音波を作用させて洗浄処理され、その後、前
記保持定盤と共に高速回転され、表面に付着した洗浄剤
を飛散させて乾燥処理される。

【０００７】前記ロード室、研磨室及び洗浄室間での搬
送、各室内での処理は自動化されており、外部からロー
ド室に搬入された試料は、研磨室及び洗浄室をこの順に
通過する間に、研磨により平坦化され、洗浄及び乾燥さ
れた清浄な表面を有してロード室に戻され、該ロード室
から外部に搬出されて、後続する成膜工程、及びパター
ン形成工程に供することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】さて以上の如く構成さ
れた試料研磨装置は、研磨対象となる試料が、前述した
如く、その表面に多層の成膜及び回路パターンの形成が
なされた半導体ウエハであり、前記成膜及び回路パター
ンの形成が、清浄な内部環境に保たれたクリーンルーム
において行われることから、前記ロード室をクリーンル
ームに近接して設け、前記試料の搬出入が、クリーンル
ームの内部から直接的に行われるように構成するのが望
ましい。

【０００９】しかしながら、試料研磨装置のロード室
は、研磨室への試料の導入、及び洗浄室からの試料の導
出に際し、夫々との間のゲート部の開放により、研磨室
及び洗浄室の内部と連通される一方、これらの研磨室及
び洗浄室の内部は、前記研磨スラリに含まれるカリウム
（Ｋ）等、研磨室の内部において行われる研磨処理に際
して発生する多くの微粒子（パーティクル）を含んでお
り、前記ロード室の内部にもまた、これらの微粒子が存
在することから、これらの微粒子、特に、前記カリウム
の微粒子がクリーンルーム内に漏れ出して内部環境を汚
染し、該クリーンルーム内にて行われる半導体装置の製
造に支障を来す虞れが生じる。

【００１０】この汚染は、ロード室とクリーンルームと
の間に隔壁を設け、該隔壁に形成した搬出入口を介して
試料の搬出入を行わせる構成とし、更には、前記搬出入
口に試料の搬出入時にのみ開放されるゲート部を設ける
ことにより短期的には軽減されるが、長期的に見た場
合、試料の搬出入の都度ロード室から漏れ出す微粒子に
よりクリーンルームの内部環境が徐々に汚染されること
となる。

【００１１】一方、前記洗浄室の内部における試料の洗
浄が良好に行われたとしても、洗浄後の試料に、洗浄室
及びロード室の内部に存在する微粒子が付着し、これら
の微粒子が付着した試料がクリーンルームに搬出され
て、該クリーンルームの内部環境を汚染すると共に、こ
の試料に対して成膜及びパターン形成がなされる結果、
製品歩留りの低下を招来するという問題があった。

【００１２】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、クリーンルームとの間での試料の直接的な搬出
入を、クリーンルームの内部環境の汚染を招くことなく
実現でき、クリーンルームの内部への配置、又はクリー
ンルームの内部と連通させた配置が可能となり、半導体
装置の生産性の向上に寄与することができる試料研磨装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明に係る
試料研磨装置は、一側の隔壁を介してクリーンルームに
隣接するロード室の他側に、試料を研磨する研磨室と研
磨された試料を洗浄する洗浄室とを、各室間に開閉自在
に設けたゲート部を介して試料の授受可能に連設し、前
記隔壁に形成された搬出入口を経てロード室に搬入され
る試料を、研磨室での研磨及び洗浄室での洗浄を経てロ
ード室に戻し、前記搬出入口を経てクリーンルームに搬
出する構成とした試料研磨装置において、前記ロード
室、研磨室及び洗浄室の夫々に付設され、これらの室内
に清浄な空気を各別に供給する給気手段を具備すること
を特徴とする。

【００１４】本発明においては、ロード室、研磨室、洗
浄室の夫々に給気手段を付設し、これらによりクリーン
ルームの内部と同等の清浄度を有する清浄空気を各別に
供給し、適宜に排気して各室の清浄度を可及的に高め、
ロード室に設けた試料の搬出入口からの微粒子の漏れ出
し、及び洗浄後の試料における微粒子の付着程度を軽減
し、これらの微粒子によるクリーンルームの内部環境の
汚染を防止する。給気手段は、各室に開口する給気ダク
トに、給気ファンの吐出側にＵＬＰＡフィルタを一体に
備える給気ユニットを配して構成し得る。

【００１５】また第２発明に係る試料研磨装置は、一側
の隔壁を介してクリーンルームに隣接するロード室の他
側に、試料を研磨する研磨室と研磨された試料を洗浄す
る洗浄室とを、各室間に開閉自在に設けたゲート部を介
して試料の授受可能に連設し、前記隔壁に形成された搬
出入口を経てロード室に搬入される試料を、研磨室での
研磨及び洗浄室での洗浄を経てロード室に戻し、前記搬
出入口を経てクリーンルームに搬出する構成とした試料
研磨装置において、前記ロード室、研磨室及び洗浄室の
夫々に付設され、これらの室内を各別に強制排気する排
気手段を具備することを特徴とする。

【００１６】本発明においては、ロード室、研磨室、洗
浄室の夫々に排気手段を付設し、これらにより微粒子を
含む各室の内部を強制排気して、前記各室の清浄度を他
の室の影響を受けることなく可及的に高め、各室間での
微粒子の移行、ロード室に設けた試料の搬出入口からの
微粒子の漏れ出し、及び洗浄後の試料における微粒子の
付着程度を軽減し、これらの微粒子によるクリーンルー
ムの内部環境の汚染を防止する。排気手段は、各室内に
開口する排気ダクトの中途に排気ファンを設けて構成す
ることができる。また、前記各室に給気手段を備える第
１発明の構成を併せて実施することにより、クリーンル
ームの内部環境の汚染をより効果的に防止し得るように
なる。

【００１７】更に第３発明に係る試料研磨装置は、一側
の隔壁を介してクリーンルームに隣接するロード室の他
側に、試料を研磨する研磨室と研磨された試料を洗浄す
る洗浄室とを、各室間に開閉自在に設けたゲート部を介
して試料の授受可能に連設し、前記隔壁に形成された搬
出入口を経てロード室に搬入される試料を、研磨室での
研磨及び洗浄室での洗浄を経てロード室に戻し、前記搬
出入口を経てクリーンルームに搬出する構成とした試料
研磨装置において、前記ロード室、研磨室及び洗浄室の
内圧を、前記クリーンルームの内圧よりも低く、ロード
室、洗浄室、研磨室の順に低くなるように制御する圧力
制御手段を具備することを特徴とする。

【００１８】本発明においては、ロード室、研磨室、洗
浄室の内部圧力を圧力制御手段により制御し、クリーン
ルームの内圧よりも低く保つと共に、ロード室、洗浄
室、研磨室の順、即ち、微粒子の含有率が高い順に低く
なるようにし、各室間のゲート部が開放されたとき、各
室の内圧差により、ロード室から、洗浄室及び研磨室
に、洗浄室から研磨室に向かう気流が生じるようにし、
ロード室の微粒子の含有率が、より高い含有率を有する
洗浄室及び研磨室の影響を受けないようにし、ロード室
に設けた試料の搬出入口からの微粒子の漏れ出しを軽減
し、クリーンルームの内部環境の汚染を防止する。この
ような圧力制御を、各室に給気手段を備える第１発明の
構成、及び各室に排気手段を備える第２発明の構成と併
せて実施することにより、クリーンルームの内部環境の
汚染をより効果的に防止し得るようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る試料
研磨装置の一例を模式的に示す平面図である。本発明に
係る試料研磨装置は、図示の如く、研磨対象となる試料
が搬出入されるロード室１と、試料の研磨が行われる研
磨室２と、研磨された試料を洗浄する洗浄室３とを備え
て構成されている。

【００２０】ロード室１は、その一側の隔壁10を介して
クリーンルーム４に隣接しており、研磨される試料（半
導体ウエハ）Ｗのロード室１への搬入は、前記隔壁10に
開閉自在に設けられた搬出入ゲート11を経て隣接するク
リーンルーム４の内部から直接的になされ、研磨された
試料Ｗのロード室１からの搬出は、同じく前記搬出入ゲ
ート11を経て、隣接するクリーンルーム４の内部に直接
的になされるようにしてある。搬出入ゲート11は、各室
間に後述の如く設けられた移送ゲート6a〜6dと同様、図
示しない制御部からの動作指令に応じて必要時にのみ開
放され、通常時は閉止状態を保つようになしてある。

【００２１】以上の如き試料Ｗの搬出入は、複数枚の試
料Ｗ，Ｗ…が収納された試料カセットを一単位とし、ロ
ード室１の内部に前記搬出入ゲート11に対面させて設け
られた幅方向に一対の搬出入ポート12，12に対して行わ
れるようにしてある。搬出入ポート12，12の一側には、
幅方向に適長離隔した位置に、複数枚のダミーウエハＤ
Ｗ，ＤＷ…が収納されたダミーカセットを載置してダミ
ーポート13が設定されている。

【００２２】またロード室１には、搬出入ポート12，12
の後側とダミーポート13の後側とに夫々位置して一対の
搬送アーム5a，5dが設けてあり、またこれらの間に試料
ステージ16が設けられている。前記搬送アーム5a，5d
は、水平面内での回動及び伸縮動作が可能であり、その
先端に試料Ｗの把持が可能な把持部を備えたロボットア
ームとして構成されており、搬出入ポート12，12上の試
料カセットに収納された試料Ｗ，Ｗ…、ダミーポート13
上のダミーカセットに収納されたダミーウエハＤＷ，Ｄ
Ｗ…、及び前記試料ステージ16上に載置された試料Ｗ又
はダミーウエハＤＷは、前記搬送アーム5a，5dの動作に
より一枚毎に把持されて搬送されるようになしてある。

【００２３】試料Ｗの研磨がなされる研磨室２は、以上
の如く構成されたロード室１の後側に、該ロード室１の
全幅に亘って連設してあり、搬送アーム5aの後側に開閉
自在に設けられた移送ゲート6aを介してロード室１の内
部に連通する前室2aを備えている。前室2aの内部には、
移送ゲート6aの後側に臨ませた試料ステージ17と、該試
料ステージ17の後側に配された搬送アーム5bと、これら
の一側に配され、モニタウエハＭＷが収納されたモニタ
カセット18とが備えられている。

【００２４】搬送アーム5bは、ロード室１内部の搬送ア
ーム5a，5dと同様の動作が可能に構成されたロボットア
ームであり、試料ステージ17上に載置された試料Ｗ、モ
ニタカセット18に収納されたモニタウエハＭＷは、搬送
アーム5bの動作により一枚毎に把持されて搬送されるよ
うになしてある。移送ゲート6aは、ロード室１から前室
2aへの試料Ｗの搬入時に開放され、この搬入は、ロード
室１内部の前記搬送アーム5aの動作により、これに保持
された試料Ｗを開放された移送ゲート6aを経て前室2a内
に送り込み、試料ステージ17上に載置して完了する。

【００２５】研磨室２は、以上の如く構成された前室2a
の後側に開閉自在の移送ゲート6bを介して連通させてあ
り、その中央には、研磨対象となる試料Ｗを上面に保持
し水平面内にて回転する保持定盤20が備えられている。
この保持定盤20の上部には、研磨パッドを保持する研磨
定盤（図示せず）と、該研磨定盤と保持定盤20との間に
研磨スラリを供給するスラリ供給手段（図示せず）とが
設けられている。

【００２６】保持定盤20の上面には、周方向に複数か所
（図においては５か所）の保持部が設定されており、試
料Ｗは、夫々の保持部上に送給され、真空吸着等の手段
により複数枚（図においては５枚）単位にて保持定盤20
上に保持されるようになしてある。保持定盤20の周囲に
は、前記移送ゲート6bの後側に面してロードリフト21
が、またこれと幅方向に対応する位置にアンロードリフ
ト22が夫々配してあり、これら夫々の相当位置には、水
平面内での回動動作と昇降動作とにより、両リフト21，
22の上部と保持定盤20の前記保持部との間にて試料Ｗを
移載する移載アーム23，24が設けてある。

【００２７】また保持定盤20の周囲には、アンロードリ
フト22の後方に位置して一次洗浄部25が設けてあり、こ
れの相当位置には、移載アーム23，24と同様の動作をな
し、保持定盤20と一次洗浄部25との間にて試料Ｗを移載
する移載アーム26が設けられている。更に、研磨室２の
内部のアンロードリフト22の前方には、搬送アーム5cと
試料カセット27とが備えられている。搬送アーム5cは、
ロード室１内部の搬送アーム5a，5d及び前室2a内部の搬
送アーム5bと同様のロボットアームであり、アンロード
リフト22の上部に載置された試料Ｗは、搬送アーム5cの
動作により一枚毎に把持して搬送され、試料カセット27
の内部に一旦収納されるようになしてある。

【００２８】以上の如く構成された研磨室２において
は、前室2a内部の搬送アーム5bに把持された試料Ｗ（ダ
ミーウエハＤＷ、モニタウエハＭＷを含む）が、該搬送
アーム5bの動作により開放状態にある移送ゲート6bを経
て搬入され、該移送ゲート6bの後側に位置するロードリ
フト21上に順次載置される。ロードリフト21に載置され
た試料Ｗは、該ロードリフト21の動作によりセンタリン
グされた後、前記移載アーム23の動作により一枚毎に把
持されて、保持定盤20の周上に設定された各別の保持部
に移載されて保持される。

【００２９】このように保持定盤20上に複数枚の試料
Ｗ，Ｗ…を保持させた後、これらの上部に図示しない研
磨定盤が降下し、その下面の研磨パッドが試料Ｗ，Ｗ…
の上面に押し付けられて、前記スラリ供給手段によりこ
れらの間に研磨スラリを供給しつつ相対回転せしめら
れ、保持定盤20上の試料Ｗ，Ｗ…が一括して化学機械研
磨される。

【００３０】化学機械研磨を終えた試料Ｗ，Ｗ…は、前
記移載アーム26の動作により保持定盤20上から取り上げ
られ一次洗浄部25に移載されて、例えば、洗浄用の純水
の供給下にて洗浄ブラシを摺接させることにより一枚毎
に仮洗浄される。このように仮洗浄された研磨済みの試
料Ｗは、移載アーム26の動作により保持定盤20上に戻さ
れ、該保持定盤20の寸動回転により前方に移動せしめら
れて、当該位置を作用域とする前記移載アーム24の動作
によりアンロードリフト22上に順次載置され、更に、ア
ンロードリフト22の前方に配された搬送アーム5cの動作
により一枚毎に把持され、試料カセット27の内部に仮収
納される。このとき保持定盤20の他側においては、新た
な試料Ｗ，Ｗ…の導入、及び保持定盤20への移載が行わ
れ、次バッチの研磨作業の準備が完了する。

【００３１】洗浄室３は、以上の如く構成された研磨室
２の前記前室2aと逆側の側面の外側に、これに沿って前
記ロード室１の同側の側部に達する態様に延設されてお
り、前記搬送アーム5cの一側に臨ませた開閉自在の移送
ゲート6cを介して研磨室２の内部に連通され、また前記
搬送アーム5dの一側に臨ませた開閉自在の移送ゲート6d
を介してロード室１の内部に連設されている。

【００３２】このように配設された洗浄室３の内部に
は、前記搬送アーム5a〜5dと同様に構成された搬送アー
ム、処理途中の試料Ｗを仮置きする試料ステージ、洗浄
剤としてのフッ酸の供給下にて洗浄ブラシを摺接させる
ことにより試料Ｗを仕上げ洗浄する洗浄手段、及び洗浄
された試料Ｗを乾燥せしめる乾燥手段（いずれも図示せ
ず）が配してあり、研磨室２の内部での搬送アーム5cの
動作により試料カセット27から一枚毎に取り出された試
料Ｗは、開放状態にある移送ゲート6cを経て洗浄室３に
順次搬入され、洗浄，乾燥処理されるようになしてあ
る。

【００３３】このような洗浄，乾燥を終えた試料Ｗは、
前記搬送アーム5dの動作により、開放状態にある移送ゲ
ート6dを経てロード室１に搬出され、試料ステージ16を
介して搬送アーム5aに受け渡されて、該搬送アーム5aの
動作により搬出入ポート12，12上の試料カセット内に戻
され、これらに所定枚数が収納された段階において搬出
入ゲート11を経てクリーンルーム４に搬出される。

【００３４】なお、洗浄室３から搬出された試料がダミ
ーウエハＤＷである場合、これは、搬送アーム5dの動作
により、ダミーポート13上のダミーカセットに戻されて
収納される。このダミーウエハＤＷは、前記研磨室２の
内部において研磨パッドの交換がなされたとき、研磨状
態が安定化するまでの間行われる「ならし研磨」に使用
される。

【００３５】ロード室１の洗浄室３と逆の側部には、膜
厚測定部７が連設してある。洗浄室３から搬出された試
料がモニタウエハＭＷであった場合、これは、試料ステ
ージ16を経て搬送アーム5aに受け渡され、該搬送アーム
5aの動作により前記膜厚測定部７に一旦導入され、該膜
厚測定部７において、その研磨面における膜厚を測定さ
れた後、再度搬送アーム5aの動作により移送ゲート6aを
経て前室2a内部の試料ステージ17上に載置され、前室2a
内部の搬送アーム5bの動作によりモニタカセット18に戻
されて収納される。このモニタウエハＭＷの研磨は、例
えば、所定のバッチ毎に行われ、膜厚測定部７での測定
結果は、研磨室２の内部での研磨条件の適正化のために
使用される。

【００３６】以上の如く構成された本発明に係る試料研
磨装置において、ロード室１には、給気装置8aと排気装
置9aとが付設され、また研磨室２には、給気装置8bと排
気装置9bとが付設され、更に洗浄室３には、給気装置8c
と排気装置9cとが付設されている。

【００３７】図２は、ロード室１に付設された給気装置
8a及び排気装置9aの概略構成を示す模式図である。図示
の如く給気装置8aは、ロード室１の天板1aにその一端を
開口させてある給気ダクト80の中途に、その吐出側にＵ
ＬＰＡフィルタ82を一体に備える給気ファン81を介装し
て構成されている。

【００３８】ＵＬＰＡ（Ｕltra Ｌow Ｐenetration
Ａir）フィルタ82は、平均繊維径が１μｍ以下である極
微細ガラス繊維濾紙として構成され、 0.1μｍ以下のＤ
ＯＰ（Ｄioctyl Ｐhthalate）粒子に対し、99.995％以
上の捕集効率が保証されたエアフィルタであり、給気フ
ァン81により給気ダクト80の他端から給気される外気
は、ＵＬＰＡフィルタ82の通過により、種々の微粒子が
取り除かれた清浄空気となり、天板1aの開口を経てロー
ド室１に給気される。

【００３９】研磨室２，洗浄室３に付設された給気装置
8b，8cも、前記給気装置8aと同様、夫々の天板に開口す
る給気ダクトの中途に、ＵＬＰＡフィルタを吐出側に備
える給気ファンを介装して構成されている。

【００４０】このように本発明に係る試料研磨装置にお
いては、ロード室１、研磨室２及び洗浄室３に各別の給
気装置8a，8b，8cが付設され、これらの動作により清浄
な空気が導入される構成としてあるから、各室内部の清
浄度を可及的に高めることができ、特に、ロード室１の
内部を高い清浄度に保つことができる。従って、ロード
室１とクリーンルーム４との間での試料Ｗの前述した搬
出入に際し、搬出入ゲート11が開放された場合において
も、清浄に保たれたロード室１からクリーンルーム４内
に漏れ出す微粒子を微量に抑えることができ、クリーン
ルーム４の内部環境を汚染する虞れが殆どない。更に、
研磨室２及び洗浄室３内部の清浄度も良好に保たれるか
ら、研磨室２から洗浄室３へ、洗浄室３からロード室１
へ搬出される試料Ｗへの微粒子の付着程度が低く抑えら
れ、試料Ｗと共に搬出される微粒子によるクリーンルー
ム４の汚染を防止することができる。

【００４１】また排気装置9aは、図２に示す如く、ロー
ド室１の天板1aにその一端を開口させてある排気ダクト
90の中途に排気ファン91を介装して構成されており、ロ
ード室１の内気は、排気ファン91の動作により排気ダク
ト90を経て外部に強制排気されるようになしてある。研
磨室２，洗浄室３に付設された排気装置9b，9cも、前記
排気装置9aと同様に、夫々の天板に開口する排気ダクト
の中途に排気ファンを介装して構成されている。

【００４２】このように本発明に係る試料研磨装置にお
いては、ロード室１、研磨室２及び洗浄室３に各別の排
気装置9a，9b，9cが付設されており、これらの動作によ
り各室の内気が、他の室の影響を受けることなく強制排
気される。従って、研磨室２においては、前述の如き試
料Ｗ，Ｗ…の研磨に伴って発生する種々の微粒子が排気
装置9bの動作により外部に排出されて、給気装置8bによ
り供給される清浄空気との置き換えにより、その内部の
清浄度を一層高めることができる。

【００４３】また洗浄室３においては、研磨室２から漏
れ出した微粒子、並びに、前述した洗浄及び乾燥の過程
において発生する微粒子が、排気装置9cの動作により外
部に排出され、給気装置8cにより供給される清浄空気と
の置き換えにより、その内部の清浄度を一層高めること
ができ、洗浄乾燥後の試料Ｗに微粒子が再付着し、ロー
ド室１に持ち出される虞れも緩和される。

【００４４】更にロード室１においては、清浄化された
研磨室２及び洗浄室３からわずかに漏れ出す微粒子が排
気装置9aの動作により外部に排出され、給気装置8aによ
り供給される清浄空気と置き換えられる結果、その内部
に、隔壁10を介して隣接するクリーンルーム４の内部と
同等の清浄度を達成することができる。従って、試料Ｗ
の搬出入に際して搬出入ゲート11が開放された場合にお
いても、該搬出入ゲート11を経てロード室１からクリー
ンルーム４内に漏れ出す微粒子を一層微量に抑えること
ができ、クリーンルーム４の内部環境を汚染する虞れが
殆どない。

【００４５】またロード室１、研磨室２及び洗浄室３の
夫々に、給気装置8a，8b，8c及び排気装置9a，9b，9cが
付設されていることから、これらの出力制御、特に、排
気装置9a，9b，9cの出力制御により、前記各室の内圧を
独立して調整することが可能である。本発明に係る試料
研磨装置においては、このような制御により、ロード室
１、研磨室２及び洗浄室３の内圧のいずれもがクリーン
ルーム４の内圧よりも低くなり、更に各室の内圧が、ロ
ード室１、洗浄室３、研磨室２の順、即ち、その内部に
おける微粒子の含有率が高い順に低くなるようにしてあ
る。

【００４６】図３は、以上の如き内圧制御を行わせるた
めの制御系のブロック図である。図中８は、マイクロプ
ロセッサを用いてなる圧力制御部であり、該圧力制御部
８の出力側には、前記給気装置8a，8b，8c及び排気装置
9a，9b，9cが各別の駆動回路を介して接続され、また圧
力制御部８の入力側には、ロード室１、研磨室２及び洗
浄室３の内圧を検出する各別の圧力センサＳ₁，Ｓ₂，
Ｓ₃の出力信号が与えられている。

【００４７】圧力制御部８は、入力側に与えられる前記
圧力センサＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃の出力信号から、ロード室
１、研磨室２及び洗浄室３夫々の内圧Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃
を認識し、これらの間に、Ｐ₁＞Ｐ₃＞Ｐ₂なる関係が
得られるように出力側に接続された給気装置8a，8b，8c
及び排気装置9a，9b，9cに動作指令を発し、これらの出
力を制御する動作をなす。

【００４８】これにより、ロード室１、前室2aを含めた
研磨室２及び洗浄室３間において、移送ゲート5a〜5dを
開放して前述の如く行われる試料Ｗの授受に際し、各室
間での空気の流れは、ロード室１から研磨室２又は洗浄
室３へ、洗浄室３から研磨室２へ、即ち、内部における
微粒子の含有率が低い室から、高い室に向かって生じ
る。

【００４９】従って、各室内部の清浄度が、より低い清
浄度を有する室から漏れ出す微粒子に影響されることが
なくなり、特に、ロード室１の内部を高い清浄度に保つ
ことができる上、該ロード室１の内圧はクリーンルーム
４のそれよりも低く保たれているから、搬出入ゲート11
を経て行われる試料Ｗの搬出入に際してクリーンルーム
４内に微粒子が漏れ出す虞れが殆どなく、クリーンルー
ム４の内部環境が汚染される虞れがない。

【００５０】図４は、本発明に係る試料研磨装置をクリ
ーンルームに隣接させて設置して実際の操業を行い、ロ
ード室及びクリーンルームの内部の微粒子濃度の変化、
具体的には、研磨スラリに含まれるカリウム（Ｋ）の微
粒子濃度の変化を調べた結果を示す図である。図の横軸
は、操業開始からの経過時間（月）、同じく縦軸は、空
気１リットル中に含まれるカリウム微粒子の量（ng）で
あり、図中の○印は、クリーンルーム４の内部でのカリ
ウム濃度の変化を、×印は、ロード室１におけるカリウ
ム濃度の変化を夫々示している。

【００５１】本図に示す如く、空気中のカリウム濃度
は、ロード室１の内部及びこれに隣接するクリーンルー
ム４の内部のいずれにおいても十分に低く、またこれら
の濃度は、長期（１年間）に亘って維持されることが明
らかである。

【００５２】従って本発明に係る試料研磨装置において
は、クリーンルーム４との間での試料Ｗの直接的な搬出
入を、該クリーンルーム４の内部環境の汚染を招くこと
なく実施することができる。これにより、クリーンルー
ム４内での成膜工程、及びパターン形成工程の実施によ
り表面に凹凸が生じた試料を、試料研磨装置に直接的に
搬入して研磨することができ、また研磨完了後の試料を
クリーンルーム４内に直接的に搬出して後続する成膜及
びパターン形成に供することができ、半導体装置の生産
性の向上に寄与することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明の第１発明に係
る試料研磨装置においては、ロード室、研磨室及び洗浄
室の夫々に清浄空気を給気する給気手段を備えたから、
各室の清浄度が他室の影響を受けることなく可及的に高
められ、ロード室とこれに隣接するクリーンルームとの
間での試料の直接的な搬出入を、該クリーンルームの内
部環境を汚染することなく実現できる。

【００５４】また第２発明に係る試料研磨装置において
は、ロード室、研磨室、洗浄室の夫々に排気手段を付設
し、これらにより各室の内部を各別に強制排気する構成
としたから、試料と共に生じる各室間での微粒子の移行
を防止して、各室内部の清浄度を他室の影響を受けるこ
となく高めることができ、ロード室とこれに隣接するク
リーンルームとの間での試料の直接的な搬出入を、該ク
リーンルームの内部環境を汚染することなく実現でき
る。

【００５５】更に第３発明に係る試料研磨装置において
は、ロード室、研磨室、洗浄室の内圧が、クリーンルー
ムの内圧よりも低く保ち、ロード室、洗浄室、研磨室の
順に低くなるように制御したから、各室の内圧が、微粒
子の含有率が高い順に高くなり、各室間での試料の移行
に際し、清浄度の高い室から清浄度の低い室への微粒子
の漏れ出しを抑制することができ、ロード室とこれに隣
接するクリーンルームとの間での試料の直接的な搬出入
を、該クリーンルームの内部環境を汚染することなく実
現できる。

【００５６】これにより本発明に係る試料研磨装置は、
クリーンルームの内部への配置、又はクリーンルームの
内部と連通させた配置が可能となり、半導体装置の生産
性の向上に寄与することができる等、本発明は優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る試料研磨装置を模式的に示す平面
図である。

【図２】給気装置及び排気装置の概略構成を示す模式図
である。

【図３】各室の内圧制御を行わせるための制御系のブロ
ック図である。

【図４】ロード室及びクリーンルームの内部の微粒子濃
度の変化を調べた結果を示す図である。

【符号の説明】

１ロード室２研磨室３洗浄室４クリーンルーム 5a〜5d 搬送アーム 6a〜6d 移送ゲート８圧力制御部 8a〜8c 給気装置 9a〜9c 排気装置 10 隔壁 11 搬出入ゲート 20 保持定盤 80 給気ダクト 81 給気ファン 82 ＵＬＰＡフィルタ 90 排気ダクト 91 排気ファンＷ試料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一側の隔壁を介してクリーンルームに隣
接するロード室の他側に、試料を研磨する研磨室と研磨
された試料を洗浄する洗浄室とを、各室間に開閉自在に
設けたゲート部を介して試料の授受可能に連設し、前記
隔壁に形成された搬出入口を経てロード室に搬入される
試料を、研磨室での研磨及び洗浄室での洗浄を経てロー
ド室に戻し、前記搬出入口を経てクリーンルームに搬出
する構成とした試料研磨装置において、前記ロード室、
研磨室及び洗浄室の夫々に付設され、これらの室内に清
浄な空気を各別に供給する給気手段を具備することを特
徴とする試料研磨装置。
【請求項２】一側の隔壁を介してクリーンルームに隣
接するロード室の他側に、試料を研磨する研磨室と研磨
された試料を洗浄する洗浄室とを、各室間に開閉自在に
設けたゲート部を介して試料の授受可能に連設し、前記
隔壁に形成された搬出入口を経てロード室に搬入される
試料を、研磨室での研磨及び洗浄室での洗浄を経てロー
ド室に戻し、前記搬出入口を経てクリーンルームに搬出
する構成とした試料研磨装置において、前記ロード室、
研磨室及び洗浄室の夫々に付設され、これらの室内を各
別に強制排気する排気手段を具備することを特徴とする
試料研磨装置。
【請求項３】一側の隔壁を介してクリーンルームに隣
接するロード室の他側に、試料を研磨する研磨室と研磨
された試料を洗浄する洗浄室とを、各室間に開閉自在に
設けたゲート部を介して試料の授受可能に連設し、前記
隔壁に形成された搬出入口を経てロード室に搬入される
試料を、研磨室での研磨及び洗浄室での洗浄を経てロー
ド室に戻し、前記搬出入口を経てクリーンルームに搬出
する構成とした試料研磨装置において、前記ロード室、
研磨室及び洗浄室の内圧を、前記クリーンルームの内圧
よりも低く、ロード室、洗浄室、研磨室の順に低くなる
ように制御する圧力制御手段を具備することを特徴とす
る試料研磨装置。