JP2001274124A - ウェハ研磨装置 - Google Patents

ウェハ研磨装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨工程に無駄が生じることなく、高精度の
多ステップ研磨が行えるウェハ研磨装置を提供する。 【解決手段】 本発明のウェハ研磨装置１では、研磨部
４に３つのプラテン４１と２つの研磨ヘッド４２とを設
けると共に、左右のプラテン４１ａと中央のプラテン４
１ｂとの境界部に洗浄水の噴出口４５を設けている。２
つの研磨ヘッドはプラテン間を直線的に移動できる。２
ステップ研磨においては、両側のプラテンで研磨後のウ
ェハ１０を研磨ヘッドで保持したまま研磨特性の異なる
中央のプラテンに移動する際に、噴出口からの洗浄水に
よりウェハに付着したスラリー等を洗い落して、ウェイ
ティングユニット部４３を越えて中央のプラテンにウェ
ハを運び、次の研磨を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はウェハ研磨装置に係
り、特に化学的機械研磨法（ＣＭＰ：Chemical Mechani
cal Polishing ）による半導体ウェハの研磨装置に関す
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ほど良好なパターンを形成するのが
難かしく、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。
このようなＩＣパターンを形成する工程の途中でウェハ
を研磨するには、ＣＭＰ法によるウェハ研磨装置（ＣＭ
Ｐ装置）が使用される。
【０００３】この従来のウェハ研磨装置では、プラテン
を１つしか備えていないために、ウェハの２ステップ研
磨を行う場合、特定のスラリーでウェハを研磨した後に
スラリーを変えて研磨を行うが、スラリーを変える前に
プラテンを洗浄する必要があり、研磨時間をロスして作
業効率が悪かった。更にまた２つ以上のプラテンを備え
ていて、プラテン毎に研磨特性を変えられるウェハ研磨
装置も存在したが、これらの装置も研磨したウェハをそ
のまま次のプラテンに運ぶものであり、前のスラリーが
そのままウェハに付着しているので良好な研磨が行えな
い。或いは一度研磨したウェハを洗浄部に運び込み、洗
浄後にウェハを次のプラテンに運ぶようにして２ステッ
プ研磨を行っていた。この場合では、研磨後のウェハを
いちいち洗浄部に運び入れていたので、研磨工程に無駄
が生じ研磨時間が長くかかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題に鑑み、研磨工程に無駄が生じることなく、高精度
の多ステップ研磨が行えるウェハ研磨装置を提供するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、特許請求の範囲の請求項１に
記載のウェハ研磨装置を提供する。このウェハ研磨装置
は、研磨部に少くとも２つ以上のプラテンを設けると共
に、プラテン間の境界部に洗浄水の噴出口を設けたもの
であり、これによりウェハの２ステップ研磨を行う際
に、研磨後のウェハを次のプラテンに研磨ヘッドで保持
したまま移動させるときに、噴出口からの洗浄水によっ
てウェハを洗浄できるので、ウェハに付着したスラリー
等を次の研磨工程に持ち運ぶことがなく、高精度のウェ
ハ研磨を行うことができる。また次工程のプラテン内の
雰囲気を汚すことがない。更には、一回一回研磨後のウ
ェハを洗浄部に運ぶことなく、多ステップ研磨が行え、
研磨工程で時間のロスを少なくすることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照にして本発明の
実施の形態のウェハ研磨装置について説明する。図１
は、本発明のウェハ研磨装置１の全体構成の概略平面図
である。ウェハ研磨装置１は、インデックス部２、ロー
ド・アンロード部３、研磨部４、洗浄部５及び電装部６
の５つのユニットから構成されており、それぞれのユニ
ットは独立していて個々に取り付け具等を使用して組み
付けられている。
【０００７】インデックス部２は、複数のカセット２１
が装填できるようにされていると共に、このカセット２
１に収納されているウェハ１０を取り出し、ロード・ア
ンロード部３へとウェハ１０を運ぶロボット２２が設置
されている。このロボット２２は、研磨が終了して洗浄
されたウェハ１０を洗浄部５から受け取りカセット２１
に戻すことも行う。ロード・アンロード部３は、上下２
つの搬送ロボット３１，３２を備えており、上段搬送ロ
ボット３１はロード用（ウェハ研磨前）とし、下段搬送
ロボット３２はアンロード用（ウェハ研磨後）として使
用される。インデックス部２からのウェハ１０は、上段
搬送ロボット３１のハンドに受け渡しされ、図示されて
いないロード・アンロード部３内のプリアライメント台
で芯出しが行われ、その後更に上段搬送ロボット３１に
より研磨部４へと運ばれる。
【０００８】研磨部４は、３つのプラテン４１と２つの
研磨ヘッド４２とを備えていると共にそれぞれのプラテ
ン間に上下２段構造のウェハ載置台を有するウェイティ
ングユニット４３が設けられている。研磨部４に運ばれ
たウェハ１０は、ウェイティングユニット４３を経由し
て研磨ヘッド４２によってプラテン４１上に運ばれ、そ
こで研磨が行われる。研磨後のウェハ１０は、再度ウェ
イティングユニット４３を経由してロード・アンロード
部３の下段搬送ロボット３２で取り出され、次いで洗浄
部５へと運ばれる。洗浄後のウェハ１０はインデックス
部２のロボット２２によりカセット２１内に収納され
る。これが図１に示されたウェハ研磨装置１の１ステッ
プ研磨の場合の概略の作業工程である。
【０００９】次に本発明のウェハ研磨装置の特徴である
研磨部４の構成について図２，３を使用して説明する。
研磨部４には、前述したように３つのプラテン４１と２
つの研磨ヘッド４２とを備えている。２ステップ研磨を
行うような場合には、左右両側のプラテン４１ａには同
種のスラリーを使用し、中央のプラテン４１ｂには異な
る種類のスラリーを使用し、研磨特性が変えられるよう
になっている。当然プラテンを収容している個々の室内
のクリーン度もそれに応じて変えられるものである。ウ
ェハ１０を保持する研磨ヘッド４２は、例えばボールネ
ジ構造等、によりプラテン間を直線的に移動できると共
に、上下動可能な構造となっている。
【００１０】またこの研磨部４には、プラテン４１間に
上下２段構造のウェハ載置台４３１，４３２を有するウ
ェイティングユニット４３が２ケ所設けられている。そ
れぞれのウェハ載置台４３１，４３２は連結部材４３３
を介してそれぞれのロッドレスシリンダ４３４に結合し
ている。従ってこれらのロッドレスシリンダ４３４の駆
動によってウェハ載置台４３１，４３２は、直線的に移
動できる。更に研磨部４には、ウェイティングユニット
４３の下方空間にスピンドル洗浄ユニット４４が設けら
れている。このスピンドル洗浄ユニット４４は、下段の
ウェハ載置台４３２より下方に位置し、スピンドルであ
る研磨ヘッド４２が入り込むような大きさの円形の槽４
４１として設置される。この槽４４１内に洗浄水が供給
される。
【００１１】また研磨部４のプラテン４１間の境界部に
は洗浄水の噴出口４５が設けられる。本実施の形態で
は、左右両側のプラテン４１ａでの研磨から中央のプラ
テン４１ｂでの研磨にウェハ１０を移動する際に、ウェ
ハ１０を洗浄するための洗浄水の噴出口４５が、ウェイ
ティングユニット４３との境界部であって、左右両側の
プラテン４１ａ側の雰囲気内に設けられている。
【００１２】この研磨部４の作動について、２ステップ
研磨の場合について説明する。ロード・アンロード部３
の上段搬送ロボット３１によって運ばれたウェハ１０
が、ウェイティングユニット４３の上段のウェハ載置台
４３１の上に置かれると、上段のウェハ載置台４３１の
ロッドレスシリンダ４３４が駆動して、上段のウェハ載
置台４３１上のウェハ１０を研磨ヘッド４２に受け渡す
位置まで直線的に移動する。次いで研磨ヘッド４２が移
動してきて上段のウェハ載置台４３１上のウェハ１０を
真空吸着等により保持して、左右のプラテン４１ａの一
方に運び、そこで最初の研磨が行われる。
【００１３】最初の研磨が終了したウェハ１０は、研磨
ヘッド４２によって保持されたまま次の研磨特性が異な
る中央のプラテン４１ｂに運ばれるが、その途中で噴出
口４５からの洗浄水によって付着したスラリー等が洗い
流される。なお、必要に応じてスピンドル洗浄ユニット
４４の槽４４１内の洗浄水に浸して更に洗浄することも
できる。このときは、当然上下段のウェハ載置台４３
１，４３２は、スピンドル洗浄ユニット４４の上方の位
置から退避している。中央のプラテン４１ｂに運ばれた
ウェハ１０は、例えば異なるスラリーで研磨特性を変え
られている中央のプラテン４１ｂにより、次の研磨が行
われる。研磨後のウェハ１０は、ウェイティングユニッ
ト４３の移動してきて待機している下段のウェハ載置台
４３２上に研磨ヘッド４２で運ばれる。次いでロッドレ
スシリンダ４３４が作動して、２ステップ研磨後のウェ
ハ１０を載せた下段のウェハ載置台４３２を元のロード
・アンロード部３への受け渡し位置まで移動させる。ロ
ード・アンロード部３の下段搬送ロボット３２が、下段
のウェハ載置台４３２から２ステップ研磨後のウェハ１
０を受け取り、次の洗浄部５へと運ぶ。なお、本実施の
形態では、２ステップ研磨で説明しているが、同様の方
法で多ステップ研磨も行えるものである。
【００１４】以上説明したように本発明のウェハ研磨装
置においては、最初の研磨後のウェハを次の研磨特性を
変えたプラテンに移動する途中で、ウェハに付着したス
ラリー等を洗い流すことができるので、高精度の２ステ
ップ研磨を行うことができる。また、ウェハに付着した
スラリー等を次のプラテン内に持ち込むことが防止で
き、その室のクリーン度を汚染により低下させるのが防
げる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のウェハ研磨装置の全体構
成の概略平面図である。
【図２】本発明のウェハ研磨装置の研磨部の概略平面図
である。
【図３】本発明のウェハ研磨装置の研磨部の概略側面図
である。
【符号の説明】
１…ウェハ研磨装置 ２…インデックス部 ３…ロード・アンロード部 ４…研磨部 ５…洗浄部 ３１，３２…搬送ロボット ４１…プラテン ４２…研磨ヘッド ４３…ウェイティングユニット ４３１…上段ウェハ載置台 ４３２…下段ウェハ載置台 ４４…スピンドル洗浄ユニット ４５…噴出口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ウェハをカセットからロード・アンロー
    ド部に受け渡すインデックス部と、インデックス部から
    研磨部へ及び研磨部から洗浄部へとウェハを中継するロ
    ード・アンロード部と、ウェハを研磨する研磨部と、研
    磨後のウェハを洗浄する洗浄部とを備えているウェハ研
    磨装置において、 前記研磨部が、少くとも２つ以上のプラテンを有してい
    て、一方のプラテンで研磨したウェハを更に研磨特性を
    変えて他方のプラテンで研磨する場合に、研磨ヘッドで
    移動中のウェハを洗浄するための洗浄水噴出口が、プラ
    テン間の境界部に設けられていることを特徴とするウェ
    ハ研磨装置。
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