JP2002359215A - ポリッシング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラスター構造を採用することができるとと
もに、クリーンな半導体ウエハ等のポリッシング対象物
をハンドリングする手段とダーティなポリッシング対象
物をハンドリングする手段とを個別に有するポリッシン
グ装置及び方法を提供する。 【解決手段】 ポリッシング対象物Ｓを搬入して研磨し
た後に洗浄し、清浄なポリッシング対象物Ｓを搬出する
ポリッシング装置であって、研磨の終了したポリッシン
グ対象物Ｓを洗浄・乾燥を行う洗浄部１５と、洗浄部１
５はトップリングが研磨が終了したポリッシング対象物
Ｓを解放するローディング位置に存在するリンス部と、
該リンス部にはポリッシング対象物Ｓを洗浄する機構を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリッシング装置及び方
法に係り、特に半導体ウエハ等のポリッシング対象物を
研磨部に搬入して研磨した後に洗浄部で洗浄し、清浄な
ポリッシング対象物を搬出するポリッシング装置及び方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭く
なりつつある。特に０．５μｍ以下の光リソグラフィの
場合、焦点深度が浅くなるためステッパの結像面の平坦
度を必要とする。そこで、半導体ウエハの表面を平坦化
することが必要となるが、この平坦化法の１手段として
ポリッシング装置により研磨することが行われている。

【０００３】従来のポリッシング装置の多くは、研磨の
みを単独で行うものであった。従って、研磨後の洗浄を
行う場合にはポリッシング装置から洗浄装置への搬送が
必要であり、異なる研磨条件で再び研磨を行う場合には
ポリッシング装置から別のポリッシング装置への搬送が
必要であった。これらの搬送は、搬送途中でのウエハの
乾燥を防ぐために水中保管で人手により行われていた。
しかし、このように各機器が独立して設けられており、
また、その間の搬送が水中保管で行われていることか
ら、ポリッシング装置や洗浄装置等をクリーンルーム内
に設置すること、および工程の全自動化が困難であると
いう問題があった。

【０００４】これらの問題を解決するために、研磨部と
洗浄部を同一のパッケージ内に収納したポリッシング装
置が開発されている。また、必要に応じて、複数の研磨
部が同一のパッケージ内に収納されたポリッシング装置
とする可能性がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、研磨部と
洗浄部とを一体化したポリッシング装置、および複数の
研磨部が同一のパッケージ内に収納されたポリッシング
装置等においては、ポリッシング装置内での全体として
の処理速度を高くするために、従来からポリッシング装
置以外の半導体製造プロセス、例えばエッチングや化学
的蒸着（ＣＶＤ）の装置に取り入れられているように、
各機能ごとにユニット化をはかり、かつ汎用の搬送ロボ
ットを使用すること、即ち、いわゆるクラスター構造を
採用することが考えられる。

【０００６】しかし、上述のようにポリッシング装置に
クラスター構造を採用する場合に、即ち、各機能ごとに
ユニット化を図り汎用の搬送ロボットで搬送を行う場合
に、ポリッシング装置では、研磨後の半導体ウエハが砥
液や研磨屑等によりダーティかつウェットな状態である
のに対して、ロード部およびアンロード部等ではクリー
ンかつドライな状態にあり、この異なった状態の半導体
ウエハを搬送およびハンドリングすることになる。従っ
て、従来の他の半導体製造プロセス装置のクラスター構
造におけるロボットのように単一のロボットおよびアー
ム、または、単に到達範囲や配置だけの必要から複数あ
るだけでダーティとクリーンの使い分けがなされていな
いロボットおよびアームでは、ポリッシング装置内での
十分な搬送およびハンドリングを行うことが出来ず、も
しそのまま適用するとすれば、ロボットおよびアームの
洗浄および乾燥工程を必要に応じて追加しなければなら
ず、処理能力の低下等の問題が起こる可能性がある。

【０００７】また、ポリッシング装置内でダーティな半
導体ウエハをハンドリングした後のロボットまたはアー
ムをそのまま長時間放置した場合には、研磨スラリー中
の砥粒や研磨屑という固形分が乾燥、固着して、次回の
ポリッシング時の半導体ウエハの逆汚染、およびポリッ
シング装置内の汚染の原因になる恐れがある。

【０００８】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、複数の機能を一体化したクラスター構造を採用する
ことができるとともに、クリーンな半導体ウエハ等のポ
リッシング対象物をハンドリングする手段とダーティな
ポリッシング対象物をハンドリングする手段とを個別に
有するポリッシング装置及び方法を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明のポリッシング装置の１態様は、ポリッシ
ング対象物を搬入して研磨した後に洗浄し、清浄なポリ
ッシング対象物を搬出するポリッシング装置であって、
ポリッシング対象物を保持するトップリングを有し該ポ
リッシング対象物を研磨する研磨部と、研磨後のポリッ
シング対象物を洗浄し乾燥させる洗浄部とを備え、前記
洗浄部はトップリングが研磨後のポリッシング対象物を
解放するローディング位置にリンス部を有し、該リンス
部は前記ポリッシング対象物を洗浄する機構を有するこ
とを特徴とする。ここで、前記リンス部は前記ポリッシ
ング対象物を解放した後のトップリングを洗浄する機構
を有する。また、前記リンス部は上部に開口部を有する
リンス洗浄容器を有する。また、前記リンス部には蓋体
があり、蓋体と前記リンス洗浄容器とで該リンス部が閉
鎖される。

【００１０】本発明のポリッシング装置の他の態様は、
ポリッシング対象物を搬入して研磨した後に洗浄し、清
浄なポリッシング対象物を搬出するポリッシング装置で
あって、ポリッシング対象物を研磨する研磨部と、研磨
後のポリッシング対象物を洗浄し乾燥させる洗浄部と、
前記ポリッシング対象物の厚さを測定する厚さ計とを備
えたことを特徴とする。ここで、前記厚さ計は、研磨後
のポリッシング対象物の厚さを測定する。また、前記厚
さ計は、ポリッシング装置のロボットアームの到達範囲
に予め研磨工程以外の他の工程を行う装置が配置される
ために設けた予備スペースに配置されている。

【００１１】本発明のポリッシング装置の他の態様は、
ポリッシング対象物を搬入して研磨した後に洗浄し、清
浄なポリッシング対象物を搬出するポリッシング装置で
あって、ポリッシング対象物を研磨する少なくとも２つ
の研磨部と、研磨後のポリッシング対象物を洗浄し乾燥
させる洗浄部と、前記少なくとも２つの研磨部と前記洗
浄部間を前記ポリッシング対象物を搬送する搬送ロボッ
トとを備え、前記少なくとも２つの研磨部の研磨条件が
異なることを特徴とする。ここで、前記少なくとも２つ
の研磨部で研磨されたポリッシング対象物は同一の洗浄
部で洗浄される。更に、前記少なくとも２つの研磨部の
１つで研磨されたポリッシング対象物は前記洗浄部で洗
浄された後、別の研磨部で更に研磨される。

【００１２】本発明のポリッシング方法の１態様は、ポ
リッシング対象物を搬入して研磨した後に洗浄し、清浄
なポリッシング対象物を搬出するポリッシング方法であ
って、ポリッシング対象物をトップリングで保持しつつ
研磨部で研磨し、研磨後のポリッシング対象物を洗浄部
のリンス部でトップリングから解放し、該ポリッシング
対象物を該リンス部の洗浄機構によりリンス洗浄した後
に、更に該洗浄部で洗浄し乾燥させることを特徴とす
る。ここで、前記リンス部において、前記ポリッシング
対象物を解放した後の前記トップリングを洗浄する。

【００１３】本発明のポリッシング方法の他の態様は、
ポリッシング対象物をポリッシング装置内に搬入して研
磨した後に洗浄し、清浄なポリッシング対象物をポリッ
シング装置から搬出するポリッシング方法であって、前
記ポリッシング装置はポリッシング対象物を研磨する少
なくとも２つの研磨部を備え、ポリッシング対象物をあ
る研磨部で研磨し、研磨後のポリッシング対象物を洗浄
部で洗浄し、洗浄後のポリッシング対象物を他の研磨部
で先の研磨条件とは異なった研磨条件で研磨し、前記少
なくとも２つの研磨部と前記洗浄部間とで前記ポリッシ
ング対象物を搬送ロボットにより搬送し、最終の研磨を
した後のポリッシング対象物を洗浄し乾燥させることを
特徴とする。ここで、前記少なくとも２つの研磨部で研
磨された後のポリッシング対象物が同一の洗浄部で洗浄
される。

【００１４】本発明の半導体デバイスを製造する方法の
１態様は、半導体ウエハをポリッシング装置内に搬入し
て研磨した後に洗浄し、清浄な半導体ウエハを該ポリッ
シング装置から搬出して半導体デバイスを製造する方法
であって、半導体ウエハをトップリングで保持しつつ、
研磨後の半導体ウエハを洗浄部のリンス部でトップリン
グから解放し、該半導体ウエハを該リンス部の洗浄機構
によりリンス洗浄した後に、更に該洗浄部で洗浄し乾燥
させることを特徴とする。ここで、前記リンス部におい
て、前記半導体ウエハを解放した後の前記トップリング
を洗浄する。

【００１５】本発明の半導体デバイスを製造する方法の
他の態様は、半導体ウエハをポリッシング装置内に搬入
して研磨した後に洗浄し、清浄な半導体ウエハを該ポリ
ッシング装置から搬出して半導体デバイスを製造する方
法であって、前記ポリッシング装置は半導体ウエハを研
磨する少なくとも２つの研磨部を備え、半導体ウエハを
ある研磨部で研磨し、研磨後の半導体ウエハを洗浄部で
洗浄し、洗浄後の半導体ウエハを他の研磨部で先の研磨
条件とは異なった研磨条件で研磨し、前記少なくとも２
つの研磨部と前記洗浄部間とで前記半導体ウエハを搬送
ロボットにより搬送し、最終の研磨をした後の半導体ウ
エハを洗浄し乾燥させることを特徴とする。ここで、前
記少なくとも２つの研磨部で研磨された後の半導体ウエ
ハが同一の洗浄部で洗浄される。

【００１６】本発明の好ましい態様は、ポリッシング対
象物を搬入して研磨した後に洗浄し、清浄なポリッシン
グ対象物を搬出するポリッシング装置であって、把持ア
ームを具備しポリッシング装置内でポリッシング対象物
を搬送して各部に受け渡す汎用搬送ロボットと、前記汎
用搬送ロボットを中心としてその周囲に配置され、研磨
を行うべきポリッシング対象物を載置するロード部と、
該ロード部から搬入されたポリッシング対象物を研磨す
る少なくとも１つの研磨部と、研磨後のポリッシング対
象物を洗浄する少なくとも１つの洗浄部と、洗浄後の清
浄なポリッシング対象物を載置するアンロード部と、隣
接する２つの部分間でポリッシング対象物を搬送して受
け渡す専用搬送機構と、を備え、前記汎用搬送ロボット
はクリーンなポリッシング対象物を搬送し、前記専用搬
送機構はダーティなポリッシング対象物を搬送すること
を特徴とする。

【００１７】また、本発明の好ましい態様は、ポリッシ
ング対象物を搬入して研磨した後に洗浄し、清浄なポリ
ッシング対象物を搬出するポリッシング装置であって、
把持アームを具備しポリッシング装置内でポリッシング
対象物を搬送して各部に受け渡す汎用搬送ロボットと、
前記汎用搬送ロボットを中心としてその周囲に配置さ
れ、研磨を行うべきポリッシング対象物を載置するロー
ド部と、該ロード部から搬入されたポリッシング対象物
を研磨する少なくとも１つの研磨部と、研磨後のポリッ
シング対象物を洗浄する少なくとも１つの洗浄部と、洗
浄後の清浄なポリッシング対象物を載置するアンロード
部と、を備え、前記汎用搬送ロボットはクリーンなポリ
ッシング対象物のみを搬送する把持アームとダーティな
ポリッシング対象物のみを搬送する把持アームとを具備
することを特徴とする。

【００１８】さらに、本発明の好ましい態様は、ポリッ
シング対象物を搬入して研磨した後に洗浄し、清浄なポ
リッシング対象物を搬出するポリッシング装置であっ
て、把持アームを具備しポリッシング装置内でポリッシ
ング対象物を搬送して各部に受け渡す汎用搬送ロボット
と、前記汎用搬送ロボットを中心としてその周囲に配置
され、研磨を行うべきポリッシング対象物を載置するロ
ード部と、該ロード部から搬入されたポリッシング対象
物を研磨する少なくとも１つの研磨部と、研磨後のポリ
ッシング対象物を洗浄する少なくとも１つの洗浄部と、
洗浄後の清浄なポリッシング対象物を載置するアンロー
ド部と、を備え、前記汎用搬送ロボットは２台設置さ
れ、ー方の汎用搬送ロボットはクリーンなポリッシング
対象物のみを搬送し、他方の汎用搬送ロボットはダーテ
ィなポリッシング対象物のみを搬送することを特徴とす
る。

【００１９】本発明によれば、汎用搬送ロボットの周辺
にロード部、アンロード部、研磨部及び洗浄部が配置さ
れている。ロード部に載置されたクリーンなポリッシン
グ対象物は１台の汎用搬送ロボットによりピッキングさ
れ研磨部にローディングされた後、研磨部で研磨され
る。研磨が終了したダーティなポリッシング対象物は研
磨部と洗浄部間に設置された専用搬送機構により洗浄部
に移送され、洗浄部で洗浄が行われる。洗浄乾燥の終了
したクリーンなポリッシング対象物は、再び汎用搬送ロ
ボットによりアンロード部に載置される。

【００２０】また、本発明によれば、汎用搬送ロボット
の周辺にロード部、アンロード部、研磨部及び洗浄部が
配置されている。ロード部に載置されたクリーンなポリ
ッシング対象物は汎用搬送ロボットのクリーン専用把持
アームによりピッキングされ研磨部にローディングされ
た後、研磨部で研磨される。研磨が終了したダーティな
ポリッシング対象物は汎用搬送ロボットのダーティ専用
把持アームにより洗浄部に移送され、洗浄部で洗浄が行
われる。洗浄乾燥の終了したクリーンなポリッシング対
象物は、再び汎用搬送ロボットのクリーン専用把持アー
ムによりアンロード部に載置される。

【００２１】本発明によれば、汎用搬送ロボットの周辺
にロード部、アンロード部、研磨部及び洗浄部が配置さ
れている。ロード部に載置されたクリーンなポリッシン
グ対象物はクリーン専用の汎用搬送ロボットによりピッ
キングされ研磨部にローディングされた後、研磨部で研
磨される。研磨が終了したダーティなポリッシング対象
物はダーティ専用の汎用搬送ロボットにより洗浄部に移
送され、洗浄部で洗浄が行われる。洗浄乾燥の終了した
クリーンな半導体ウエハは、再びクリーン専用の汎用搬
送ロボットによりアンロード部に載置される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリッシング
装置の実施例を図面に基づいて説明する。以下の実施例
においては、ポリッシング対象物として半導体ウエハを
例にとり説明する。 （第１実施例）図１は本発明のポリッシング装置の第１
実施例の構成を示す図である。本ポリッシング装置は、
中央部に汎用搬送ロボットを構成するセンターロボット
１０を備え、センターロボット１０の周辺でアーム１０
−１の到達範囲に、ポリッシングを必要とする半導体ウ
エハＳを載置するロード部１１、ポリッシングを完了し
た半導体ウエハを載置するアンロード部１２、半導体ウ
エハＳをポリッシングする研磨部１３，１４、半導体ウ
エハＳを洗浄する洗浄部１５を備えている。

【００２３】研磨部１３，１４は、それぞれポリッシン
グヘッド支持アーム１３−３，１４−３及びターンテー
ブル１３−４，１４−４を有し、ポリッシングヘッド支
持アーム１３−３，１４−３にはトップリング（後述す
る）が回転自在に設けられている。ポリッシングヘッド
支持アーム１３−３，１４−３は、それぞれ半導体ウエ
ハＳを各研磨部のロードポジション１３−１，１４−１
からターンテーブル１３−４，１４−４の上へ搬送する
専用搬送機構を構成する。またポリッシングヘッド支持
アーム１３−３，１４−３は、それぞれ半導体ウエハＳ
を研磨部１３，１４から洗浄部１５へ搬送する専用搬送
機構を構成する。なお、１６，１７は研磨部１３，１４
のターンテーブル１３−４，１４−４に張付けられてい
る研磨クロス（布）のドレッシング（目たて）をするド
レッシングツール（ブラシ状のツール）を載置するドレ
ッシングツール載置台である。

【００２４】上記のように配置されたポリッシング装置
において、ロード部１１に載置されたポリッシングを必
要とする半導体ウエハＳはセンターロボット１０のロー
ディング把持アーム１０−１でピッキング（真空吸着）
され、研磨面が下向きになるように反転された後、研磨
部１３のロードポジション１３−１に移送される。研磨
部１３のポリッシングヘッド支持アーム１３−３はその
先端部に設けられたトップリングで半導体ウエハＳをチ
ャッキング（吸着）し、半導体ウエハＳの研磨面を回転
しているテーブル１３−４の上面に押し当て半導体ウエ
ハＳの表面を研磨する。この時トップリング自体は、そ
の軸心回わりに回転すると共に、ポリッシングヘッド支
持アーム１３−３によってターンテーブル１３−４上を
揺動するようになっている。

【００２５】ポリッシングの終了した半導体ウエハＳは
ポリッシングヘッド支持アーム１３−３により、洗浄部
１５のローディング位置１５−１に移送される。ローデ
ィング位置１５−１で半導体ウエハＳを解放したポリッ
シングヘッド支持アーム１３−３は、ドレッシングツー
ル載置台１６でドレッシングツール１６−１をチャッキ
ングし、ターンテーブル１３−４にドレッシングツール
１６−１を押し当て研磨クロス（布）のドレッシングを
する。但し、このドレッシングは後述するように専用の
ドレッシング機構を設けてもよい（図２及び図３参
照）。

【００２６】なお、センターロボット１０のローディン
グ専用アーム１０−１により研磨部１４のロードポジシ
ョン１４−１に移送された半導体ウエハＳもポリッシン
グヘッド支持アーム１４−３のトップリングでチャッキ
ングされ、回転しているターンテーブル１４−４の上面
に押し当てられ研磨される。ポリッシングの終了した半
導体ウエハＳは洗浄部１５のローディング位置１５−２
に移送される。また、ローディング位置１５−２で半導
体ウエハＳを解放したポリッシングヘッド支持アーム１
４−３は、ドレッシングツール載置台１７でドレッシン
グツール１７−１をチャッキングし、ターンテーブル１
４−４にドレッシングツール１７−１を押し当て研磨ク
ロス（布）のドレッシングをする。

【００２７】洗浄部１５のローディング位置１５−１，
１５−２に移送された半導体ウエハＳは、洗浄部１５内
で一次洗浄、二次洗浄された後、アンローディング位置
１５−３に移送される。アンローディング位置１５−３
に移送された半導体ウエハＳは、センターロボット１０
のアンロード専用把持アーム１０−２によりアンロード
部１２に移送される。上記動作は全て自動的に行われ
る。以下、研磨部１４、洗浄部１５の詳細を説明する。

【００２８】図２（ａ）は本発明のポリッシング装置の
構成を示す一部平面図で、同図（ｂ）は洗浄機構１５の
上段部分を示す図、図３は図２（ａ）のＡ１−Ａ２断面
を示す図、図４は図２（ａ）のＢ１−Ｂ２断面を示す
図、図５は図２（ａ）のＣ１−Ｃ２−Ｃ３−Ｄ１断面を
示す図、図６は図２（ａ）のＤ１−Ｄ２断面を示す図で
ある。図２乃至図６は図１と同様に第１実施例を説明す
る図であるが、図２乃至図６では、ドレッシングツール
及びドレッシングツール載置台を設けないで、別途ドレ
ッシング機構１５−１１を設けた場合を示している。ロ
ード部１１に載置された半導体ウエハＳはセンターロボ
ット１０のアーム１０−１でピッキングされ、反転機構
１１−２に於いて、研磨面が下を向くように反転され
て、しかる後に、研磨部１４のロードポジション１４−
１に移送される。図３に示されるように半導体ウエハＳ
はポリッシングヘッド支持アーム１４−３の先端部に設
けられたトップリング１４−５でチャッキング（真空吸
着）され、ターンテーブル１４−４の上方に搬送され
る。

【００２９】ここでトップリング１４−５は下降し、図
４に示されるようにモータ１４−６によりタイミングベ
ルト１４−７を介して回転しているターンテーブル１４
−４の上面に半導体ウエハＳを押し当てポリッシングす
る。ポリッシングの終了した半導体ウエハＳは、図５に
示されるように洗浄部１５のローディング位置１５−２
の開口部に待機しているリンス洗浄容器１５−４に収容
され、リンス洗浄水によりリンス洗浄される。このリン
ス洗浄時、ローディング位置１５−２の開口部は蓋体１
５−５で閉鎖されるようになっている。また、半導体ウ
エハＳを解放したトップリング１４−５は洗浄部１５の
ローディング位置で洗浄機構（図示せず）により洗浄さ
れる。

【００３０】リンス洗浄された半導体ウエハＳは図５の
矢印ａで示されるように搬送され、反転機構１５−６に
達する。ここで位置決め反転機構１５−６で研磨された
面が再び上を向くように、吸着反転され、一次洗浄ステ
ーション１５−７に移送され、ここで洗浄水（純水）に
より一次洗浄される。続いて半導体ウエハＳはトランス
ファロボット１５−８（図６参照）によりピックアップ
され、矢印ｂ，ｃに示すように移送され、二次洗浄ステ
ーション１５−９に到達する。半導体ウエハＳは二次洗
浄ステーション１５−９で洗浄水（純水）により二次洗
浄される。

【００３１】二次洗浄された半導体ウエハＳはセンター
ロボット１０のアンロード専用アーム１０−２でピック
アップされ、図６の矢印ｄ，ｅに示すように移送され、
図１に示すアンロード部１２に載置される。なお、１５
−１１はターンテーブル１４−４の上面の研磨クロス
（布）のドレッシングを行うドレッシング機構であり、
図３に示すように回転ブラシ１５−１２が設けられてい
る。なお、図２乃至図６で示す構成の研磨部１３，１４
及び洗浄部の構成は一例であり、これに限定されるもの
ではない。

【００３２】本実施例のポリッシング装置は、把持アー
ム１０−１，１０−２を具備しポリッシング装置内で半
導体ウエハＳを搬送して各部に受け渡す汎用搬送ロボッ
トを構成するセンターロボット１０と、センターロボッ
ト１０を中心としてその周囲に配置され、研磨を行うべ
き半導体ウエハＳを載置するロード部１１と、ロード部
１１から搬入された半導体ウエハＳを研磨する２つの研
磨部１３，１４と、研磨後の半導体ウエハＳを洗浄する
洗浄部１５と、洗浄後の清浄な半導体ウエハＳを載置す
るアンロード部１２と、隣接する２つの部分間で半導体
ウエハＳを搬送して受け渡す専用搬送機構を構成するポ
リッシングヘッド支持アーム１３−３，１４−３とを備
え、センターロボット１０はクリーンかつドライな半導
体ウエハＳを搬送し、ポリッシングヘッド支持アーム１
３−３，１４−３はダーティかつウェットな半導体ウエ
ハＳを搬送するように構成されている。

【００３３】本実施例のセンターロボット１０は、ロー
ド専用アーム１０−１とアンロード専用アーム１０−２
の２つのアームを具備しており、ロード部１１から搬入
する半導体ウエハＳのクリーン度とアンロード部１２へ
搬出する半導体ウエハＳのクリーン度が異なる場合に好
適に適用される。

【００３４】（第２実施例）図７は本発明のポリッシン
グ装置の第２実施例の構成を示す図である。同図におい
て図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示
す。本ポリッシング装置は、センターロボット１０の周
辺で且つ該センターロボット１０のアームの到達範囲に
六角形状に、ロード部１１、アンロード部１２、研磨部
１３，１４及び洗浄・乾燥を行う洗浄部１５を備え、更
に他の工程が必要とされる場合を予想し、それらの工程
を行う機構や装置が配置される予備スペース１８，１９
を備えている。

【００３５】前記予備スペース１８，１９には、例え
ば、半導体ウエハの厚さを測定する厚さ計が配置され
る。この場合、半導体ウエハＳをセンターロボット１０
のアーム１０−１により把持して予備スペース１８内の
厚さ計に導き、研磨前の半導体ウエハＳの厚さを計測
し、その後、アーム１０−１により研磨部１３のロード
ポジション１３−１に移送する。研磨部１３で研磨され
た半導体ウエハＳは第１実施例と同様な方法で洗浄部１
５に移送され、ここで洗浄された後に、センターロボッ
ト１０のアーム１０−１により再び予備スペース１８内
の厚さ計に導かれる。そして、厚さ計により研磨後の半
導体ウエハＳの厚さを計測した後、半導体ウエハはアー
ム１０−２によりアンロード部１２に移送される。

【００３６】（第３実施例）図８は本発明のポリッシン
グ装置の第３実施例の構成を示す図である。本ポリッシ
ング装置は、センターロボット１０の周辺で且つ該セン
ターロボット１０のアームの到達範囲に六角形状に、ロ
ード部１１、アンロード部１２、２台の研磨部１３，１
３と１台の研磨部１４、研磨部１３と研磨部１３の間及
び研磨部１４とアンロード部１２の間にそれぞれ洗浄部
１５，１５を備えている。この配置構成は研磨部１３の
ポリッシング工程が研磨部１４のポリッシング工程の２
倍の時間を必要とする場合に好適な配置である。

【００３７】研磨部１３，１３から洗浄部１５への移送
及び研磨部１４から洗浄部１５への移送はセンターロボ
ット１０で行わず、別な移送手段（例えばポリッシング
ヘッド支持アーム１３−３，１４−３）で行うが、研磨
部１３，１３，１４への半導体ウエハのロード及び洗浄
部１５，１５からの洗浄完了した半導体ウエハのピック
アップはセンターロボット１０の把持アームで行う。即
ち、センターロボット１０は研磨部１３，１３，１４で
のポリッシングによりスラリーの付着した半導体ウエハ
を取り扱わないようにし、把持アームが汚染されないよ
うにする。これにより、汚染を少なくすることが可能と
なる。

【００３８】（第４実施例）図９は本発明のポリッシン
グ装置の第４実施例の構成を示す図であり、センターロ
ボット１０が１本の把持アーム１０−１のみを有する場
合のポリッシング装置の概略構成を示す図である。図９
において、図１及び図２と同一符号を付した部分は同一
又は相当分を示し、その作用も同一であるので説明は省
略する。このように１本の把持アーム１０−１のみを有
する場合には、図示するように、研磨部１３と１４の
間、研磨部１３，１４と洗浄部１５の間にそれぞれ専用
搬送機構が設置され、ロード部１１からピッキングする
半導体ウエハＳのクリーン度とアンロード部１２へ収納
する半導体ウエハＳのクリーン度が同じレベルの場合に
適用が可能である。

【００３９】（第５実施例）図１０は本発明のポリッシ
ング装置の第５実施例の構成を示す図である。本ポリッ
シング装置は、センターロボット１０の周辺で且つ該セ
ンターロボット１０の把持アームの到達範囲に六角形状
に、ロード部１１、４台の研磨部１３，１４，２１，２
２、洗浄部１５を具備し、洗浄部１５の端部にアンロー
ド部１２を具備している。更にポリッシング装置は、ロ
ード部１１及びアンロード部１２に隣接してポリッシン
グを必要とする半導体ウエハ及びポリッシングを完了し
た半導体ウエハをストックしておく、ストッカー２３を
具備している。そしてストッカー２３からポリッシング
を完了した半導体ウエハを搬出したり、ストッカー２３
にポリッシングを必要とする半導体ウエハを搬入するた
めに自動搬送車２４が設置されている。

【００４０】ここでは、研磨部１３，１４，２１，２２
及び洗浄部１５へのローディング、ロード部１１及び研
磨部１３，１４，２１，２２からのピッキングは全てセ
ンターロボット１０で行うようになっている。センター
ロボット１０はクリーンな半導体ウエハＳを把持するク
リーン専用アームとダーティな半導体ウエハＳを把持す
るダーティ専用アームとを具備し、ロード部１１からク
リーンな半導体ウエハＳを把持し研磨部１３，１４，２
１，２２のいずれかへの搬送および洗浄部１５で洗浄、
乾燥が終了した半導体ウエハＳのアンロード部１２への
搬送はクリーン専用アームで行い、研磨部１３，１４，
２１，２２間の搬送及び研磨部から洗浄部１５への搬送
はダーティ専用アームで行う。例えば、図１のセンター
ロボットを用いる場合は、アーム１０−１をクリーン専
用アームとしアーム１０−２をダーティ専用アームとす
る。これにより汚染を極力少なくすることが可能とな
る。

【００４１】本実施例のポリッシング装置は、把持アー
ム１０−１，１０−２を具備しポリッシング装置内で半
導体ウエハＳを搬送して各部に受け渡す汎用搬送ロボッ
トを構成するセンターロボット１０と、センターロボッ
ト１０を中心としてその周囲に配置され、研磨を行うべ
き半導体ウエハＳを載置するロード部１１と、ロード部
１１から搬入された半導体ウエハＳを研磨する研磨部１
３，１４，２１，２２と、研磨後の半導体ウエハＳを洗
浄する洗浄部１５と、洗浄後の清浄な半導体ウエハＳを
載置するアンロード部１２とを備え、センターロボット
１０はクリーンな半導体ウエハＳのみを搬送するクリー
ン専用アーム１０−１とダーティな半導体ウエハＳのみ
を搬送するダーティ専用アーム１０−２とを具備する。

【００４２】ダーティ専用アーム１０−２は、ダーティ
な半導体ウエハをハンドリングした後に、洗浄部１５に
設けられた洗浄機構（図示せず）により洗浄される。

【００４３】（第６実施例）図１１は本発明のポリッシ
ング装置の第６実施例の構成を示す図である。本実施例
では、クリーンな半導体ウエハ専用の汎用搬送ロボット
１０Ａと、ダーティな半導体ウエハ専用の汎用搬送ロボ
ット１０Ｂが別個に設けられている。また、本実施例で
は２つの研磨部１３，１４と１つの洗浄部１５とを備え
ている。具体的な研磨手順は次の通りである。まず、ク
リーンな半導体ウエハ専用の汎用搬送ロボット１０Ａが
ロード部１１から研磨対象物である半導体ウエハＳを受
け取り、搬送し、研磨部１３のロードポジション１３−
１に載置する。

【００４４】研磨部１３での研磨が終了した後、ダーテ
ィな半導体ウエハ専用の汎用搬送ロボット１０Ｂが半導
体ウエハＳを受け取り、搬送し、洗浄部１５のローディ
ング位置１５−１に載置する。洗浄部１５での洗浄が終
了した後、クリーンな半導体ウエハ専用の汎用搬送ロボ
ット１０Ａが洗浄部１５のアンローディング位置１５−
３から半導体ウエハＳを受け取り、搬送し、アンロード
部１２に載置する。以上の行程により、一連の研磨と洗
浄が行われる。研磨部１４で研磨が行われる場合にも同
様の行程で研磨と洗浄が行われる。

【００４５】本実施例に示すポリッシング装置によれ
ば、研磨部１３と１４の両方の研磨部で研磨を行い、ど
ちらの研磨部で研磨した半導体ウエハについても洗浄部
１５で洗浄することにより、２つの研磨部に対して１つ
の洗浄部で対応することが可能である。特に、半導体ウ
エハ１枚の研磨時間に比べて洗浄部での半導体ウエハの
処理間隔、即ちあるウエハが洗浄工程に入ってから次の
ウエハが洗浄工程に入るまでの間隔が短い場合には、洗
浄工程によって制約を受けて研磨工程での待ち時間が生
じるということが無いので処理速度を落とさずにコンパ
クト化を得られて、極めて有効である。

【００４６】また、研磨部１３と１４で異なる研磨条件
に設定しておき、研磨対象物であるウエハの性状に対応
して、より適した方の研磨部を選択することが可能であ
る。更に、同一の半導体ウエハに関して、研磨部１３で
研磨を行い、洗浄部１５で洗浄を行った後に研磨部１４
で研磨を行い、洗浄部１５で洗浄を行うことにより１枚
の半導体ウエハに２回の研磨を実施することも可能であ
る。なお、符号１８，１９は予備スペースである。

【００４７】本実施例のポリッシング装置は、ポリッシ
ング装置内で半導体ウエハを搬送して各部に受け渡す２
台の汎用搬送ロボット１０Ａ，１０Ｂと、前記汎用搬送
ロボット１０Ａ，１０Ｂを中心としてその周囲に配置さ
れ、研磨を行うべき半導体ウエハＳを研磨する２つの研
磨部１３，１４と、研磨後の半導体ウエハＳを洗浄する
洗浄部１５と、洗浄後の清浄な半導体ウエハＳを載置す
るアンロード部１２を備えている。そして前記２台の汎
用搬送ロボットのうち、一方の汎用搬送ロボット１０Ａ
はクリーンな半導体ウエハＳのみを搬送し、他方の汎用
搬送ロボット１０Ｂはダーティな半導体ウエハＳのみを
搬送する。汎用搬送ロボット１０Ｂは、ダーティな半導
体ウエハをハンドリングした後に、洗浄部１５に設けら
れた洗浄機構（図示せず）により洗浄される。

【００４８】上記第１〜第６実施例に示すようにポリッ
シング装置を構成することにより、半導体ウエハに種々
の工程の機械的化学的ポリッシングを行う複数の研磨部
及び洗浄部をセンターロボットの周辺に配置するので、
装置全体をコンパクトにできるから、例えば該装置全体
をカバー等で覆い、排気を独自に設けることにより、ク
リーンルームに直接配置してもクリーン度を低下させる
ことなく、且つ高価なクリーンルームにおいて設置スペ
ースも少なくできる。

【００４９】なお、上記実施例ではロード部１１及びア
ンロード部１２は別々に配置した例を示したが、ロード
部１１とアンロード部１２は一体的に構成配置してもよ
い。例えばポリッシングを必要とする半導体ウエハを収
納したバスケットから半導体ウエハをピッキングし、ポ
リッシング完了後（ポリッシング及び洗浄工程が終了
後）、同じバスケットに収納する場合は、一体的な構成
配置となる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、研
磨、洗浄等の各機能ごとにユニット化を図り、かつ汎用
の搬送ロボットを使用するクラスター構造のポリッシン
グ装置を構成することができる。このことから、洗浄工
程を含む一連の研磨を行うポリッシング装置において省
スペース化と処理速度の向上を達成でき、研磨部及び洗
浄部等の各機器に関して効率的な組み合わせにするこ
と、即ち研磨時間が洗浄の処理間隔に比べて長い場合は
複数の研磨部に対して１つの洗浄部で対応し、研磨時間
が洗浄の処理間隔に比べて短い場合は研磨部よりも多く
の洗浄部で対応すること等ができ、更に、１又は２以上
の研磨工程及び洗浄工程を全自動化することができると
ともに工程の変更に容易に対応できる。

【００５１】また、本発明によれば、クリーンなポリッ
シング対象物とダーティなポリッシング対象物を個別に
ハンドリングする手段を有するため、ダーティなポリッ
シング対象物に起因する他のポリッシング対象物の汚染
及びポリッシング装置内の汚染を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポリッシング装置の第１実施例の構成
を示す概略平面図である。

【図２】図２（ａ）は本発明のポリッシング装置の構成
を示す一部平面図で、同図（ｂ）は洗浄機構１５の上段
部分を示す図である。

【図３】図２（ａ）のＡ１−Ａ２断面を示す図である。

【図４】図２（ａ）のＢ１−Ｂ２断面を示す図である。

【図５】図２（ａ）のＣ１−Ｃ２−Ｃ３−Ｄ１断面を示
す図である。

【図６】図２（ａ）のＤ１−Ｄ２断面を示す図である。

【図７】本発明のポリッシング装置の第２実施例の構成
を示す概略平面図である。

【図８】本発明のポリッシング装置の第３実施例の構成
を示す概略平面図である。

【図９】本発明のポリッシング装置の第４実施例の構成
を示す概略平面図である。

【図１０】本発明のポリッシング装置の第５実施例の構
成を示す概略平面図である。

【図１１】本発明のポリッシング装置の第６実施例の構
成を示す概略平面図である。

【符号の説明】

１０ センターロボット １１ ロード部 １２ アンロード部 １３ 研磨部 １４ 研磨部 １５ 洗浄部 １６ ドレッシングツール載置台 １７ ドレッシングツール載置台 １８ 予備スペース １９ 予備スペース ２１ 研磨部 ２２ 研磨部 ２３ ストッカー ２４ 自動搬送車 Ｓ 半導体ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 利一郎 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 矢島 比呂海 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 小寺 雅子 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 三島 志朗 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 重田 厚 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝堀川町工場内 (72)発明者 廣瀬 政義 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 木村 憲雄 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 石川 誠二 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3C058 AA07 AC02 AC05 CA01 CB06

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリッシング対象物を搬入して研磨した
   後に洗浄し、清浄なポリッシング対象物を搬出するポリ
   ッシング装置であって、 ポリッシング対象物を保持するトップリングを有し該ポ
   リッシング対象物を研磨する研磨部と、 研磨後のポリッシング対象物を洗浄し乾燥させる洗浄部
   とを備え、 前記洗浄部はトップリングが研磨後のポリッシング対象
   物を解放するローディング位置にリンス部を有し、該リ
   ンス部は前記ポリッシング対象物を洗浄する機構を有す
   ることを特徴とするポリッシング装置。
2. 【請求項２】 前記リンス部は前記ポリッシング対象物
   を解放した後のトップリングを洗浄する機構を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のポリッシング装置。
3. 【請求項３】 前記リンス部は上部に開口部を有するリ
   ンス洗浄容器を有することを特徴とする請求項１記載の
   ポリッシング装置。
4. 【請求項４】 前記リンス部には蓋体があり、蓋体と前
   記リンス洗浄容器とで該リンス部が閉鎖されることを特
   徴とする請求項３記載のポリッシング装置。
5. 【請求項５】 ポリッシング対象物を搬入して研磨した
   後に洗浄し、清浄なポリッシング対象物を搬出するポリ
   ッシング装置であって、 ポリッシング対象物を研磨する研磨部と、 研磨後のポリッシング対象物を洗浄し乾燥させる洗浄部
   と、 前記ポリッシング対象物の厚さを測定する厚さ計とを備
   えたことを特徴とするポリッシング装置。
6. 【請求項６】 前記厚さ計は、研磨後のポリッシング対
   象物の厚さを測定することを特徴とする請求項５記載の
   ポリッシング装置。
7. 【請求項７】 前記厚さ計は、ポリッシング装置のロボ
   ットアームの到達範囲に予め研磨工程以外の他の工程を
   行う装置が配置されるために設けた予備スペースに配置
   されていることを特徴とする請求項５記載のポリッシン
   グ装置。
8. 【請求項８】 ポリッシング対象物を搬入して研磨した
   後に洗浄し、清浄なポリッシング対象物を搬出するポリ
   ッシング装置であって、 ポリッシング対象物を研磨する少なくとも２つの研磨部
   と、 研磨後のポリッシング対象物を洗浄し乾燥させる洗浄部
   と、 前記少なくとも２つの研磨部と前記洗浄部間を前記ポリ
   ッシング対象物を搬送する搬送ロボットとを備え、 前記少なくとも２つの研磨部の研磨条件が異なることを
   特徴とするポリッシング装置。
9. 【請求項９】 前記少なくとも２つの研磨部で研磨され
   たポリッシング対象物が同一の洗浄部で洗浄されること
   を特徴とする請求項８記載のポリッシング装置。
10. 【請求項１０】 前記少なくとも２つの研磨部の１つで
    研磨されたポリッシング対象物が前記洗浄部で洗浄され
    た後、別の研磨部で更に研磨されることを特徴とする請
    求項９記載のポリッシング装置。
11. 【請求項１１】 ポリッシング対象物を搬入して研磨し
    た後に洗浄し、清浄なポリッシング対象物を搬出するポ
    リッシング方法であって、 ポリッシング対象物をトップリングで保持しつつ研磨部
    で研磨し、研磨後のポリッシング対象物を洗浄部のリン
    ス部でトップリングから解放し、該ポリッシング対象物
    を該リンス部の洗浄機構によりリンス洗浄した後に、更
    に該洗浄部で洗浄し乾燥させることを特徴とするポリッ
    シング方法。
12. 【請求項１２】 前記リンス部において、前記ポリッシ
    ング対象物を解放した後の前記トップリングを洗浄する
    ことを特徴とする請求項１１記載のポリッシング方法。
13. 【請求項１３】 ポリッシング対象物をポリッシング装
    置内に搬入して研磨した後に洗浄し、清浄なポリッシン
    グ対象物をポリッシング装置から搬出するポリッシング
    方法であって、 前記ポリッシング装置はポリッシング対象物を研磨する
    少なくとも２つの研磨部を備え、ポリッシング対象物を
    ある研磨部で研磨し、研磨後のポリッシング対象物を洗
    浄部で洗浄し、洗浄後のポリッシング対象物を他の研磨
    部で先の研磨条件とは異なった研磨条件で研磨し、前記
    少なくとも２つの研磨部と前記洗浄部間とで前記ポリッ
    シング対象物を搬送ロボットにより搬送し、最終の研磨
    をした後のポリッシング対象物を洗浄し乾燥させること
    を特徴とするポリッシング方法。
14. 【請求項１４】 前記少なくとも２つの研磨部で研磨さ
    れた後のポリッシング対象物が同一の洗浄部で洗浄され
    ることを特徴とする請求項１３記載のポリッシング方
    法。
15. 【請求項１５】 半導体ウエハをポリッシング装置内に
    搬入して研磨した後に洗浄し、清浄な半導体ウエハを該
    ポリッシング装置から搬出して半導体デバイスを製造す
    る方法であって、 半導体ウエハをトップリングで保持しつつ、研磨後の半
    導体ウエハを洗浄部のリンス部でトップリングから解放
    し、該半導体ウエハを該リンス部の洗浄機構によりリン
    ス洗浄した後に、更に該洗浄部で洗浄し乾燥させること
    を特徴とする半導体デバイスを製造する方法。
16. 【請求項１６】 前記リンス部において、前記半導体ウ
    エハを解放した後の前記トップリングを洗浄することを
    特徴とする請求項１５記載の半導体デバイスを製造する
    方法。
17. 【請求項１７】 半導体ウエハをポリッシング装置内に
    搬入して研磨した後に洗浄し、清浄な半導体ウエハを該
    ポリッシング装置から搬出して半導体デバイスを製造す
    る方法であって、 前記ポリッシング装置は半導体ウエハを研磨する少なく
    とも２つの研磨部を備え、半導体ウエハをある研磨部で
    研磨し、研磨後の半導体ウエハを洗浄部で洗浄し、洗浄
    後の半導体ウエハを他の研磨部で先の研磨条件とは異な
    った研磨条件で研磨し、前記少なくとも２つの研磨部と
    前記洗浄部間とで前記半導体ウエハを搬送ロボットによ
    り搬送し、最終の研磨をした後の半導体ウエハを洗浄し
    乾燥させることを特徴とする半導体デバイスを製造する
    方法。
18. 【請求項１８】 前記少なくとも２つの研磨部で研磨さ
    れた後の半導体ウエハが同一の洗浄部で洗浄されること
    を特徴とする請求項１７記載の半導体デバイスを製造す
    る方法。