JP2005131772A - Polishing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェハなどの研磨対象物の表面を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置に関するものである。 The present invention relates to a polishing apparatus for polishing a surface of an object to be polished such as a semiconductor wafer into a flat and mirror surface.
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。特に線幅が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ーの結像面の平坦度を必要とする。このような半導体ウェハの表面を平坦化する一手段として、化学機械研磨(CMP)を行うポリッシング装置が知られている。 In recent years, as semiconductor devices are highly integrated, circuit wiring is becoming finer and the distance between wirings is becoming narrower. In particular, in the case of photolithography having a line width of 0.5 μm or less, the depth of focus becomes shallow, so that the flatness of the imaging surface of the stepper is required. As one means for flattening the surface of such a semiconductor wafer, a polishing apparatus that performs chemical mechanical polishing (CMP) is known.
この種のポリッシング装置は、研磨布などの研磨パッドを上面に有する研磨テーブルとトップリングとを備えている。そして、研磨テーブルとトップリングとの間に研磨対象物(ウェハ)を介在させて、研磨パッドの表面に砥液(スラリ)を供給しつつ、トップリングによって研磨対象物を研磨テーブルに押圧して、研磨対象物の表面を平坦かつ鏡面状に研磨している。 This type of polishing apparatus includes a polishing table having a polishing pad such as a polishing cloth on the upper surface and a top ring. Then, the polishing object (wafer) is interposed between the polishing table and the top ring, and the polishing object (slurry) is supplied to the surface of the polishing pad, and the polishing object is pressed against the polishing table by the top ring. The surface of the object to be polished is polished flat and mirror-like.
スループット(単位時間あたりの研磨対象物の処理能力)を高めることができるポリッシング装置の例として、4つの研磨テーブルを備えたポリッシング装置が知られている。このタイプのポリッシング装置は、4つの研磨テーブルの内の2つの研磨テーブルを1セットとし、これらを第1研磨テーブル及び第2研磨テーブルとして使用している。そして、これらの研磨テーブルを2セット持つことで高スループットを実現している。 A polishing apparatus having four polishing tables is known as an example of a polishing apparatus that can increase the throughput (processing ability of an object to be polished per unit time). In this type of polishing apparatus, two of the four polishing tables are set as one set, and these are used as the first polishing table and the second polishing table. In addition, high throughput is realized by having two sets of these polishing tables.
また、スループットを向上させることができるポリッシング装置の他の例として、3つの研磨テーブルに対して支持軸に固定された4つのトップリングを有するカルーセル機構を備えたポリッシング装置が知られている。このタイプのポリッシング装置では、支持軸を90°づつ回転させることで、各トップリングを、第1研磨テーブル、第2研磨テーブル、第3研磨テーブルへと順次移動させる。これにより、ウェハを1つのトップリングに保持した状態で、3ステップ研磨を行い、高スループットを実現している。 As another example of a polishing apparatus capable of improving throughput, a polishing apparatus having a carousel mechanism having four top rings fixed to a support shaft with respect to three polishing tables is known. In this type of polishing apparatus, each top ring is sequentially moved to the first polishing table, the second polishing table, and the third polishing table by rotating the support shaft by 90 °. As a result, high-throughput is realized by performing three-step polishing with the wafer held on one top ring.
上述した第1の従来例では、4つの研磨テーブルを具備することで高スループットを実現している。しかしながら、第1研磨テーブルでの1次研磨と、第2研磨テーブルでの2次研磨との間に、トップリングからのウェハ離脱、研磨テーブル間でのウェハの移動、トップリングによるウェハの保持などの各種工程が入り、これがスループットを低下させる原因となっていた。 In the first conventional example described above, high throughput is achieved by providing four polishing tables. However, between the primary polishing at the first polishing table and the secondary polishing at the second polishing table, the wafer is detached from the top ring, the wafer is moved between the polishing tables, the wafer is held by the top ring, etc. The various processes were entered, and this caused a decrease in throughput.
一方、上述した第2の従来例は、3ステップ研磨を行うこととしているため、研磨テーブル間でのウェハの移動が2回発生し、スループットを低下させてしまう。さらに、カルーセル機構が1つしかないため、スループットをある一定以上に向上させることができなかった。 On the other hand, in the second conventional example described above, since three-step polishing is performed, wafer movement between the polishing tables occurs twice, resulting in a decrease in throughput. Furthermore, since there is only one carousel mechanism, the throughput could not be improved beyond a certain level.
本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、研磨対象物の処理及び搬送を効率的に行ってスループットを向上させることができるポリッシング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a polishing apparatus that can efficiently process and convey an object to be polished to improve throughput.
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、研磨面を有する複数の研磨テーブルと、研磨対象物を保持しつつ前記複数の研磨テーブル間を移動して研磨対象物を前記研磨面に対して押圧する複数のトップリングとをそれぞれ有する複数の研磨ユニットを備え、前記複数のトップリングは、回転可能な支持部に円周方向に沿って等角度に設けられた複数のアームにそれぞれ取り付けられていることを特徴とするポリッシング装置である。
本発明の好ましい態様は、研磨対象物の受け渡し位置を含む複数の搬送位置の間で研磨対象物を搬送する直動搬送機構を備え、研磨対象物の受け渡し位置としての前記直動搬送機構の搬送位置に、該直動搬送機構と前記トップリングとの間で研磨対象物を受け渡す受け渡し機構を設けたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記支持部は少なくとも2つ配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記複数の研磨ユニットは、それぞれ前記複数の研磨テーブルを用いて複数段階の研磨を行うことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、それぞれの前記研磨ユニットの前記複数の研磨テーブルにウェハを順次搬送して複数段階の研磨を行うことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、研磨対象物を洗浄する洗浄部を更に備え、前記洗浄部は、研磨対象物を載置する仮置き台を有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、研磨対象物を洗浄する洗浄部を更に備え、前記洗浄部は、研磨対象物を乾燥させる乾燥機と、洗浄前の研磨対象物を載置する仮置き台と、乾燥後の研磨対象物を載置する仮置き台とを有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記直動搬送機構は、研磨対象物を搬送する複数の搬送ステージを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, according to one embodiment of the present invention, a polishing table having a polishing surface and a polishing object are moved to the polishing surface by moving between the plurality of polishing tables while holding the polishing object. A plurality of polishing units each having a plurality of top rings that press against the plurality of top rings, and the plurality of top rings are respectively provided on a plurality of arms provided at equal angles along a circumferential direction on a rotatable support portion. A polishing apparatus characterized by being attached.
A preferable aspect of the present invention includes a linear motion transport mechanism that transports a polishing object between a plurality of transport positions including a delivery position of the polishing object, and transport of the linear motion transport mechanism as the polishing object delivery position. A delivery mechanism for delivering an object to be polished between the linear motion transport mechanism and the top ring is provided at a position.
In a preferred aspect of the present invention, at least two of the support portions are arranged.
In a preferred aspect of the present invention, each of the plurality of polishing units performs a plurality of stages of polishing using the plurality of polishing tables.
In a preferred aspect of the present invention, a plurality of stages of polishing are performed by sequentially transferring wafers to the plurality of polishing tables of each of the polishing units.
The preferable aspect of this invention is further equipped with the washing | cleaning part which wash | cleans a grinding | polishing target object, The said washing | cleaning part has a temporary placing stand on which a grinding | polishing target object is mounted.
A preferable aspect of the present invention further includes a cleaning unit that cleans an object to be polished, and the cleaning unit includes a dryer that dries the object to be polished, a temporary table on which the object to be polished before cleaning is placed, and a drying unit. And a temporary table on which a subsequent polishing object is placed.
In a preferred aspect of the present invention, the linear motion transport mechanism includes a plurality of transport stages for transporting an object to be polished.
本発明によれば、複数の研磨テーブル及び複数のトップリングをそれぞれ有する複数の研磨ユニットを用いることで、複数の研磨対象物に対して複数段階の研磨処理を並列的及び直列的に行うことができる。従って、研磨対象物を複数の研磨テーブル間で効率よく搬送して研磨することが可能となり、従来のポリッシング装置に比べてスループット(単位時間当たりの処理枚数)を向上させることができる。 According to the present invention, by using a plurality of polishing units each having a plurality of polishing tables and a plurality of top rings, a plurality of stages of polishing processes can be performed in parallel and in series on a plurality of objects to be polished. it can. Accordingly, it is possible to efficiently carry and polish the object to be polished between a plurality of polishing tables, and it is possible to improve the throughput (number of processed sheets per unit time) as compared with the conventional polishing apparatus.
以下、本発明の第1の実施形態に係るポリッシング装置について図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施形態に係るポリッシング装置を示す平面図である。
図1に示すように、本実施形態に係るポリッシング装置は、略矩形状のハウジング1を備えており、ハウジング1の内部は隔壁1a,1b,1cによってロード/アンロード部2と研磨部3と洗浄部4とに区画されている。これらのロード/アンロード部2、研磨部3、及び洗浄部4は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気される。
Hereinafter, a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus according to this embodiment includes a substantially
ロード/アンロード部2は、複数のウェハ(基板)をストックするウェハカセットを載置する2つ以上(本実施形態では3つ)のフロントロード部20を備えている。これらのフロントロード部20は、ポリッシング装置の幅方向(長手方向と垂直な方向)に隣接して配列されている。フロントロード部20には、オープンカセット、SMIF(Standard Manufacturing Interface)ポッド、又はFOUP(Front Opening Unified Pod)を搭載することができる。ここで、SMIF、FOUPは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
The load /
また、ロード/アンロード部2には、フロントロード部20の配列方向に沿って走行機構21が敷設されており、この走行機構21上にフロントロード部20の配列方向に沿って移動可能な第1搬送ロボット22が設置されている。第1搬送ロボット22は走行機構21上を移動することによってフロントロード部20に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。この第1搬送ロボット22は上下に2つのハンドを備えており、例えば、上側のハンドをウェハカセットにウェハを戻すときに使用し、下側のハンドを研磨前のウェハを搬送するときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。
In addition, a
ロード/アンロード部2は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード/アンロード部2の内部は、装置外部、研磨部3、及び洗浄部4のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、第1搬送ロボット22の走行機構21の上部には、HEPAフィルタやULPAフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルや有毒蒸気、ガスが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。
Since the load /
研磨部3は、研磨対象物である半導体ウェハの研磨が行われる領域であり、第1研磨ユニット30−1と第2研磨ユニット30−2とから構成されている。これらの第1研磨ユニット30−1及び第2研磨ユニット30−2は、図1に示すように、ポリッシング装置の長手方向に沿って配列されている。
The
第1研磨ユニット30−1は、研磨面を有する複数(本実施形態では2つ)の研磨テーブル60A,60Bと、ウェハを保持しかつウェハを研磨テーブル60A,60Bに対して押圧しながら研磨するための複数(本実施形態では3つ)のトップリング61−1,61−2,61−3と、研磨テーブル60A,60B上に研磨液をそれぞれ供給するための研磨液供給ノズル62A,62Bと、研磨テーブル60Aのドレッシングを行うためのドレッサ63A,63Bとを備えている。
The first polishing unit 30-1 polishes a plurality of (two in this embodiment) polishing tables 60A and 60B having a polishing surface, and holds the wafer and presses the wafer against the polishing tables 60A and 60B. A plurality of (three in this embodiment) top rings 61-1, 61-2, 61-3, and polishing
研磨テーブル60A,60Bの側方には、回転可能な支持部14−1が立設されている。この支持部14−1には、3個のアーム16が円周方向に沿って等角度で、つまり互いに120°の角度をなすように放射状に設けられている。これらのアーム16の自由端には上述した3つのトップリング61−1,61−2,61−3がそれぞれ固定されている。支持部14−1は、回転と停止を繰り返す間欠的な回転動作を行うように構成されており、アーム16間の角度120°に合わせて、120°回転した後に一旦停止するようになっている。
A rotatable support portion 14-1 is erected on the side of the polishing tables 60A and 60B. In the support portion 14-1, three
支持部14−1、アーム16、及びトップリング61−1,61−2,61−3は、図示しない上下動機構により上下方向に移動され、トップリング61−1,61−2,61−3を下降させることにより、トップリング61−1,61−2,61−3が研磨テーブル60A,60Bの研磨面に対して押し付けられるようになっている。これらのトップリング61−1,61−2,61−3は、図示しない駆動源によってそれぞれ独立に回転駆動されるようになっている。
The support portion 14-1, the
それぞれのトップリング61−1,61−2,61−3は、これらの下部で開口する複数の連通孔(図示せず)を備えており、これらの連通孔は図示しない圧力発生源に接続されている。そして、この連通孔に負圧を形成することにより、ウェハ(研磨対象物)がトップリング61−1,61−2,61−3の下部に吸着保持される。また、ウェハを吸着した後、連通孔からウェハの上面に清浄な空気や窒素ガスなどのクリーンガスを供給することにより、ウェハが研磨テーブル60A,60Bの研磨面に対して押圧されるようになっている。さらに、連通孔からクリーンガスをウェハに吹き付けることにより、ウェハをトップリング61−1,61−2,61−3から離脱できるようにもなっている。この場合、クリーンガスに純水などを混合することでウェハが離脱する力を高め、確実なウェハの離脱を行うことが可能になっている。 Each of the top rings 61-1, 61-2, 61-3 includes a plurality of communication holes (not shown) opened at the lower portions thereof, and these communication holes are connected to a pressure generation source (not shown). ing. Then, by forming a negative pressure in the communication hole, the wafer (polishing object) is adsorbed and held under the top rings 61-1, 61-2, 61-3. Further, after the wafer is adsorbed, clean air such as clean air or nitrogen gas is supplied to the upper surface of the wafer from the communication hole, so that the wafer is pressed against the polishing surfaces of the polishing tables 60A and 60B. ing. Further, the wafer can be detached from the top rings 61-1, 61-2, 61-3 by blowing clean gas onto the wafer from the communication hole. In this case, it is possible to increase the force for removing the wafer by mixing pure water or the like with clean gas, and to reliably remove the wafer.
研磨テーブル60A,60Bは互いに隣接して配置されており、支持部14−1は、研磨テーブル60A,60Bからの距離が互いに等しくなる位置に配置されている。トップリング61−1,61−2,61−3を支持部14−1回りに120°間隔で間欠的に回転させると、3つのトップリング61−1,61−2,61−3のうちの2つは、常に研磨テーブル60A,60Bの上方に位置するようになっている。このように、1つの支持部14−1に複数の(3つの)トップリング61−1,61−2,61−3が取り付けられ、これらのトップリング61−1,61−2,61−3に対して複数の(2つの)研磨テーブル60A,60Bが配置されている。 The polishing tables 60A and 60B are disposed adjacent to each other, and the support portion 14-1 is disposed at a position where the distances from the polishing tables 60A and 60B are equal to each other. When the top rings 61-1, 61-2, 61-3 are intermittently rotated around the support portion 14-1 at intervals of 120 °, of the three top rings 61-1, 61-2, 61-3 The two are always positioned above the polishing tables 60A and 60B. In this way, a plurality of (three) top rings 61-1, 61-2, 61-3 are attached to one support portion 14-1, and these top rings 61-1, 61-2, 61-3 are attached. On the other hand, a plurality of (two) polishing tables 60A and 60B are arranged.
研磨テーブル60A,60Bの上面には研磨パッド(研磨布)又は砥石等が貼付されており、この研磨パッド又は砥石等によってウェハを研磨する研磨面が構成されている。研磨時には、研磨液供給ノズル62A,62Bから研磨テーブル60A,60B上の研磨面に研磨液がそれぞれ供給され、研磨対象物であるウェハがトップリング61−1(または61−2、または61−3)により研磨面に押圧されて研磨が行われる。なお、研磨テーブルに代えて研磨ベルトを用いてもよく、または研磨ベルトと研磨テーブルとを組み合わせて用いてもよい。
A polishing pad (polishing cloth) or a grindstone or the like is affixed to the upper surfaces of the polishing tables 60A and 60B, and a polishing surface for polishing the wafer is constituted by the polishing pad or the grindstone. At the time of polishing, the polishing liquid is supplied to the polishing surfaces on the polishing tables 60A and 60B from the polishing
ドレッサ63A,63Bは、研磨テーブル60A,60Bの研磨面の研磨性能を回復させるために設けられている。ドレッサ63A,63Bの下面にはダイヤモンド粒子が電着されたドレッシング部材(図示せず)がそれぞれ取り付けられており、このドレッシング部材によって、研磨テーブル60A,60Bの研磨面の目立て(ドレッシング)が行われる。なお、ドレッシング部材として、例えば硬質のセラミックの突起が多数配置されたものでもよい。このドレッシング処理においては、純水などのドレッシング液を研磨面に供給しつつ、ドレッサ63A(または63B)と研磨テーブル60A(または60B)をそれぞれ回転させる。そして、ドレッシング部材を研磨面に押圧することで、研磨面に残留する研磨液や研磨対象物の削り屑を除去すると共に、研磨面の平坦化及び目立てが行われ、研磨面が再生される。このドレッシングはコンディショニングとも呼ばれている。
The
第1研磨ユニット30−1と同様に、第2研磨ユニット30−2は、研磨テーブル60C,60Dと、トップリング61−4,61−5,61−6と、研磨液供給ノズル62C,62Dと、ドレッサ63C,63Dとを備えている。なお、第2研磨ユニット30−2の支持部14−2、アーム16、及びトップリング61−4,61−5,61−6は、第1研磨ユニット30−1のものと同一の構成を有しており、その重複する説明を省略する。
Similar to the first polishing unit 30-1, the second polishing unit 30-2 includes polishing tables 60C, 60D, top rings 61-4, 61-5, 61-6, and polishing
第1研磨ユニット30−1と洗浄部4との間には、研磨テーブル60A,60Bの配列方向に沿った3つの搬送位置(ロード/アンロード部2側から順番に第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3とする)の間でウェハを搬送する直動搬送機構としての第1リニアトランスポータ5が配置されている。第1リニアトランスポータ5は、研磨テーブル60A,60Bの配列方向に沿って直線往復移動可能な3つの搬送ステージTS1,TS2,TS3を備えており、これらの搬送ステージは上下に2段の構成となっている。すなわち、下段には第1搬送ステージTS1、第2搬送ステージTS2が配置され、上段には第3搬送ステージTS3が配置されている。
Between the first polishing unit 30-1 and the
第1搬送位置TP1(第1搬送ステージTS1)の上方には、ロード/アンロード部2の第1搬送ロボット22から受け取ったウェハを反転する反転機31が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ32が配置されている。また、第2搬送位置TP2(第2搬送ステージTS2)の下方には上下に昇降可能なプッシャ(受け渡し機構)33が、第3搬送位置TP3(第3搬送ステージTS3)の下方には上下に昇降可能なリフタ35がそれぞれ配置されている。なお、図1に示すリフタ32、プッシャ33、及びリフタ35の位置は、それぞれ第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3に対応している。
Above the first transfer position TP1 (first transfer stage TS1), a reversing
下段の搬送ステージTS1,TS2と上段の搬送ステージTS3とは、図1の平面図上では同じ軸上を移動するが、設置される高さが異なっているため、下段の搬送ステージTS1,TS2と上段の搬送ステージTS3とは互いに干渉することなく研磨テーブル60A,60Bの配列方向に沿って自由に移動可能となっている。第1搬送ステージTS1と第2搬送ステージTS2とは図示しないシャフトによって互いに連結されており、第1搬送ステージTS1は、第2搬送ステージTS2と一体となって同時に直線往復移動をするようになっている。 The lower transfer stages TS1 and TS2 and the upper transfer stage TS3 move on the same axis on the plan view of FIG. 1, but are installed at different heights. Therefore, the lower transfer stages TS1 and TS2 The upper transfer stage TS3 can freely move along the arrangement direction of the polishing tables 60A and 60B without interfering with each other. The first transfer stage TS1 and the second transfer stage TS2 are connected to each other by a shaft (not shown). The first transfer stage TS1 and the second transfer stage TS2 are integrated with the second transfer stage TS2 and simultaneously reciprocate linearly. Yes.
このような構成において、第1搬送ステージTS1は、反転機31とリフタ32とが配置された第1搬送位置TP1と、プッシャ33が配置された(ウェハの受け渡し位置である)第2搬送位置TP2との間でウェハを搬送する。第2搬送ステージTS2は、(ウェハの受け渡し位置である)第2搬送位置TP2と、リフタ35が配置された第3搬送位置TP3との間でウェハを搬送する。そして、第3搬送ステージTS3は、第1搬送位置TP1と第3搬送位置TP3との間でウェハを搬送する。
In such a configuration, the first transport stage TS1 includes a first transport position TP1 where the reversing
各搬送ステージTS1,TS2,TS3には、それぞれ4本のピン(図示せず)が固定されており、このピンにより搬送ステージTS1,TS2,TS3に載置されたウェハの外周縁がガイドされて位置決めされた状態でウェハが搬送ステージTS1,TS2,TS3上に載置されるようになっている。これらのピンは、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂から形成される。また、各搬送ステージTS1,TS2,TS3には、透過型センサなどによりウェハの有無を検知するセンサ(図示せず)が設けられており、このセンサによって各搬送ステージTS1,TS2,TS3上のウェハの有無を検知することができるようになっている。 Four pins (not shown) are fixed to each transfer stage TS1, TS2, TS3, and the outer peripheral edge of the wafer placed on the transfer stages TS1, TS2, TS3 is guided by these pins. The wafer is placed on the transfer stages TS1, TS2, TS3 in the positioned state. These pins are formed from a resin such as polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) or polyetheretherketone (PEEK). Each transfer stage TS1, TS2, TS3 is provided with a sensor (not shown) for detecting the presence or absence of a wafer by a transmission type sensor or the like, and the wafer on each transfer stage TS1, TS2, TS3 by this sensor. The presence or absence of can be detected.
第2研磨ユニット30−2には、第1リニアトランスポータ5に隣接して、研磨テーブル60C,60Dの配列方向に沿った3つの搬送位置(ロード/アンロード部2側から順番に第4搬送位置TP4、第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6とする)の間でウェハを搬送する直動搬送機構としての第2リニアトランスポータ6が配置されている。この第2リニアトランスポータ6は、研磨テーブル60C,60Dの配列方向に沿って直線往復移動可能な第4搬送ステージTS4及び第5搬送ステージTS5を備えており、これらの搬送ステージTS4,TS5は上下に2段の構成となっている。すなわち、上段には第4搬送ステージTS4が配置され、下段には第5搬送ステージTS5が配置されている。
The second polishing unit 30-2 is adjacent to the first
第4搬送位置TP4(第4搬送ステージTS4)の下方には上下に昇降可能なリフタ36が、第5搬送位置TP5の下方には上下に昇降可能なプッシャ(受け渡し機構)37がそれぞれ配置されている。上段の第4搬送ステージTS4と下段の第5搬送ステージTS5とは、図1の平面図上では同じ軸上を移動するが、設置される高さが異なっているため、上段の搬送ステージTS4と下段の第5搬送ステージTS5とは互いに干渉することなく研磨テーブル60C,60Dの配列方向に沿って自由に移動可能となっている。なお、図1に示すリフタ36、プッシャ37、第5搬送ステージTS5の位置は、それぞれ第4搬送位置TP4、第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6に対応している。
Below the fourth transport position TP4 (fourth transport stage TS4), a
このような構成において、第4搬送ステージTS4は、リフタ36が配置された第4搬送位置TP4とプッシャ37が配置された(ウェハの受け渡し位置である)第5搬送位置TP5との間でウェハを搬送する。第5搬送ステージTS5は、プッシャ37が配置された第5搬送位置TP5と第4搬送位置TP4との間でウェハを搬送する。
In such a configuration, the fourth transport stage TS4 moves the wafer between the fourth transport position TP4 where the
各搬送ステージTS5,TS6には、それぞれ4本のピン(図示せず)が固定されており、このピンにより搬送ステージTS5,TS6に載置されたウェハの外周縁がガイドされて位置決めされた状態でウェハが搬送ステージTS5,TS6上に載置されるようになっている。これらのピンは、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂から形成される。また、各搬送ステージTS5,TS6上には、透過型センサなどによりウェハの有無を検知するセンサ(図示せず)が構成されており、このセンサによって各搬送ステージTS5,TS6上のウェハの有無を検知することができるようになっている。 Four pins (not shown) are fixed to each transfer stage TS5, TS6, and the outer peripheral edge of the wafer placed on the transfer stages TS5, TS6 is guided and positioned by these pins. Thus, the wafer is placed on the transfer stages TS5 and TS6. These pins are formed from a resin such as polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) or polyetheretherketone (PEEK). Further, on each transfer stage TS5, TS6, a sensor (not shown) for detecting the presence / absence of a wafer is configured by a transmission type sensor or the like, and the presence / absence of a wafer on each transfer stage TS5, TS6 is detected by this sensor. It can be detected.
研磨液(スラリ)が使用される研磨部3は最もダーティな(汚れた)領域である。したがって、本実施形態では、研磨部3内のパーティクルが外部に飛散しないように、各研磨テーブル60A〜60Dの周囲から排気が行われている。これにより、研磨部3の内部の圧力が、ポリッシング装置外部、洗浄部4内部、ロード/アンロード部2内部の圧力よりも低くなり、パーティクルの飛散を防止することができる。また、研磨テーブル60A〜60Dの下方には排気ダクト(図示せず)が、上方にはフィルタ(図示せず)がそれぞれ設けられ、これらの排気ダクト及びフィルタを介して清浄な空気が噴出され、ダウンフローが形成される。
The polishing
洗浄部4は、研磨後の半導体ウェハを洗浄する領域であり、第2搬送ロボット40と、第2搬送ロボット40から受け取ったウェハを反転する反転機41と、研磨後の半導体ウェハを洗浄する洗浄機42〜45と、洗浄されたウェハが一時的に載置される仮置き台(アンロードバッファステージ)46と、反転機41及び洗浄機42〜45の間でウェハを搬送する搬送ユニット50とを備えている。これらの第2搬送ロボット40、反転機41、洗浄機42〜45、及び仮置き台46は、ポリッシング装置の長手方向に沿って直列に配置されている。また、これらの洗浄機42〜45の上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット(図示せず)が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、洗浄部4の内部は、研磨部3からのパーティクルの流入を防止するために研磨部3よりも高い圧力に常時維持されている。なお、反転機41と第1洗浄機42との間に、洗浄前のウェハを一時的に載置するための仮置き台を更に設けてもよい。
The
1次洗浄機42、2次洗浄機43、及び3次洗浄機44としては、例えば、上下に配置されたロール状のスポンジを回転させながらウェハの表面及び裏面に押し付けてウェハの表面及び裏面を洗浄するロールタイプの洗浄機を用いることができる。なお、3次洗浄機44として、例えば、半球状のスポンジを回転させながらウェハに押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いてもよい。4次洗浄機45としては、例えば、ウェハの裏面をリンス洗浄するとともに、ウェハ表面に半球状のスポンジを回転させながら押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。この4次洗浄機45は、チャックしたウェハを高速回転させることで洗浄後のウェハを乾燥させる機能(スピンドライ機能)を有しており、乾燥機としても機能する。なお、各洗浄機42〜45において、上述したロールタイプの洗浄機やペンシルタイプの洗浄機に加えて、洗浄液に超音波を当てて洗浄するメガソニックタイプの洗浄機を付加的に設けてもよい。
As the
搬送ユニット50はウェハを保持するための複数のチャッキングユニット(図示せず)を有しており、これらのチャッキングユニットは洗浄機42〜45、及び仮置き台46の配列方向に沿って移動可能に構成されている。本実施形態においては、反転機41から1次洗浄機42に、1次洗浄機42から2次洗浄機43に、2次洗浄機43から3次洗浄機44に、3次洗浄機44から4次洗浄機45に、4次洗浄機45から仮置き台46にそれぞれウェハを同時に搬送することができるように構成されている。また、洗浄機の外部にウェハを取り出さなくても、洗浄機の内部において次の洗浄機に搬送することができるように構成され、ウェハの搬送時間を短くすることが可能となっている。
The
次に、このような構成のポリッシング装置を用いてウェハを研磨する処理について説明する。
ウェハをシリアル処理する場合には、ウェハは、フロントロード部20のウェハカセット→第1搬送ロボット22→反転機31→リフタ32→第1搬送ステージTS1→プッシャ33→トップリング61−1(または61−2、または61−3)→研磨テーブル60A→研磨テーブル60B→プッシャ33→第2搬送ステージTS2→リフタ35→第2搬送ロボット40→リフタ36→第4搬送ステージTS4→プッシャ37→トップリング61−4(または61−5,または61−6)→研磨テーブル60C→研磨テーブル60D→プッシャ37→第5搬送ステージTS5→リフタ36→第2搬送ロボット40→反転機41→1次洗浄機42→2次洗浄機43→3次洗浄機44→4次洗浄機45→仮置き台46→第1搬送ロボット22→フロントロード部20のウェハカセットという経路で搬送される。
Next, processing for polishing a wafer using the polishing apparatus having such a configuration will be described.
When serially processing a wafer, the wafer is transferred from the wafer cassette of the
上述したシリアル処理について図1乃至図7を参照して更に詳細に説明する。なお、図2乃至図7においては、ウェハの流れを分かりやすく説明するためにトップリングの図示を省略する。
まず、第1搬送ロボット22が、フロントロード部20上のウェハカセットからウェハAを取り出し、このウェハAを反転機31に搬送する。反転機31はウェハAをチャックした後、ウェハAを反転させる。そして、リフタ32が反転機31の高さまでに上昇し、反転機31のアームが開くことによって、ウェハAがリフタ32上に載置される。リフタ32がそのまま下降することによって、ウェハAは第1リニアトランスポータ5の第1搬送ステージTS1上に載置される(図2(a)参照)。
The serial processing described above will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 7, the top ring is not shown for easy understanding of the wafer flow.
First, the
リフタ32は、ウェハAが第1リニアトランスポータ5の第1搬送ステージTS1上に載置された後も、第1搬送ステージTS1が移動しても互いに干渉しない位置まで下降を続ける。リフタ32が下降を完了すると、下段の搬送ステージTS1,TS2が第3搬送位置TP3側に移動するとともに、上段の搬送ステージTS3が第1搬送位置TP1に移動する。これにより、第1搬送ステージTS1上のウェハAがトップリング61−1のウェハ受け渡し位置(第2搬送位置TP2)に移動される(図2(b)参照)。
Even after the wafer A is placed on the first transfer stage TS1 of the first
ここで、第2搬送位置TP2に配置されたプッシャ33が上昇し、ウェハAがトップリング61−1に受け渡される。ウェハAは、トップリング61−1の下部に吸着保持され、支持部14−1を120°回転させることでウェハAが研磨テーブル60Aに搬送される。そして、トップリング61−1に保持されたウェハAは研磨テーブル60A上に取り付けられた研磨パッド又は砥石等からなる研磨面で1次研磨される。その後、下段の搬送ステージTS1,TS2が第1搬送位置TP1側に移動するとともに、上段の搬送ステージTS3が第3搬送位置TP3に移動する。研磨されたウェハAがトップリング60−1に保持された状態で、次のウェハBが上述と同様にして第1搬送ステージTS1上に載置される(図2(c))。
Here, the
搬送ステージTS1,TS2は第3搬送位置TP3側に移動し、ウェハBがトップリング61−2のウェハ受け渡し位置(第2搬送位置TP2)に移動される。これと同時に、搬送ステージTS3は第1搬送位置TP1に移動する(図3(a))。ウェハBがトップリング61−2に保持された後、支持部14−1が120°回転し、これにより、ウェハAが研磨テーブル60Bに、ウェハBが研磨テーブル60Aに移動される(図3(b))。そして、研磨テーブル60BにおいてウェハAの2次研磨が行われ、同時に、研磨テーブル60AにおいてウェハBの1次研磨が行われる。その後、下段の搬送ステージTS1,TS2が第1搬送位置TP1側に移動するとともに、上段の搬送ステージTS3が第3搬送位置TP3に移動する。ウェハA,Bの研磨が終了した後、次のウェハCが第1搬送ステージTS1上に載置される。 The transfer stages TS1, TS2 move to the third transfer position TP3 side, and the wafer B is moved to the wafer transfer position (second transfer position TP2) of the top ring 61-2. At the same time, the transport stage TS3 moves to the first transport position TP1 (FIG. 3 (a)). After the wafer B is held on the top ring 61-2, the support portion 14-1 is rotated by 120 °, whereby the wafer A is moved to the polishing table 60B and the wafer B is moved to the polishing table 60A (FIG. 3 ( b)). Then, the secondary polishing of the wafer A is performed on the polishing table 60B, and at the same time, the primary polishing of the wafer B is performed on the polishing table 60A. Thereafter, the lower transfer stages TS1, TS2 move to the first transfer position TP1, and the upper transfer stage TS3 moves to the third transfer position TP3. After the polishing of the wafers A and B is completed, the next wafer C is placed on the first transfer stage TS1.
搬送ステージTS1,TS2は第3搬送位置TP3側に移動し、ウェハCがトップリング61−3のウェハ受け渡し位置(第2搬送位置TP2)に移動される。このとき、搬送ステージTS3は第1搬送位置TP1に移動する(図3(c))。ウェハCがトップリング61−3に保持された後、支持部14−1が120°回転し、これにより、ウェハAが第2搬送位置TP2に、ウェハBが研磨テーブル60Bに、ウェハCが研磨テーブル60Aに移動される(図4(a))。そして、研磨テーブル60BにおいてウェハBの2次研磨が行われ、同時に、研磨テーブル60AにおいてウェハCの1次研磨が行われる。その後、下段の搬送ステージTS1,TS2が第1搬送位置TP1側に移動するとともに、上段の搬送ステージTS3が第3搬送位置TP3に移動する。ウェハB,Cの研磨が終了した後、次のウェハDが第1搬送ステージTS1上に載置される。 The transfer stages TS1, TS2 move to the third transfer position TP3 side, and the wafer C is moved to the wafer transfer position (second transfer position TP2) of the top ring 61-3. At this time, the transfer stage TS3 moves to the first transfer position TP1 (FIG. 3C). After the wafer C is held by the top ring 61-3, the support portion 14-1 is rotated by 120 °, whereby the wafer A is polished to the second transfer position TP2, the wafer B is polished to the polishing table 60B, and the wafer C is polished. It is moved to the table 60A (FIG. 4 (a)). Then, the secondary polishing of the wafer B is performed on the polishing table 60B, and at the same time, the primary polishing of the wafer C is performed on the polishing table 60A. Thereafter, the lower transfer stages TS1, TS2 move to the first transfer position TP1, and the upper transfer stage TS3 moves to the third transfer position TP3. After the polishing of the wafers B and C is completed, the next wafer D is placed on the first transfer stage TS1.
このとき、プッシャ33が上昇してウェハAがトップリング61−1からプッシャ33に受け渡される。プッシャ33がそのまま下降することによってウェハAが第2搬送ステージTS2上に載置される(図4(a))。第2搬送ステージTS2は第1搬送ステージTS1とともに第3搬送位置TP3側に移動し、第2搬送ステージTS2上のウェハAは第3搬送位置TP3に、第1搬送ステージTS1上のウェハDは第2搬送位置TP2に移動される(図4(b))。ウェハAは第3搬送位置TP3に配置されたリフタ35によって上方に持ち上げられる。このとき、ウェハDはトップリング61−1によって吸着保持され、上述と同様に研磨処理される。
At this time, the
ウェハAは第2搬送ロボット40によって第1リニアトランスポータ5の第3搬送位置TP3にあるリフタ35から第2リニアトランスポータ6の第4搬送位置TP4にあるリフタ36に搬送される。リフタ36が下降することによってウェハAが第4搬送ステージTS4上に載置され(図5(a))、その後、上段の第4搬送ステージTS4はトップリング61−4が位置するウェハ受け渡し位置(第5搬送位置TP5)に移動される(図5(b))。ここで、第5搬送位置TP5に配置されたプッシャ37が上昇し、ウェハAがトップリング61−4に吸着保持される。支持部14−2は120°回転し、これにより、ウェハAが研磨テーブル60Cに搬送される(図5(c))。そして、トップリング61−4に保持されたウェハAは研磨テーブル60Cにより3次研磨される。その後、第4搬送ステージTS4は第4搬送位置TP4に移動する。ウェハAの3次研磨が終了した後、上述と同様にしてウェハBが第2搬送ロボット40及びリフタ35,36を介して第4搬送ステージTS4上に載置される。
The wafer A is transferred from the
第4搬送ステージTS4上のウェハBは第5搬送位置TP5に移動され、トップリング61−5に保持される(図6(a))。トップリング61−4,61−5がウェハA,Bを保持した状態で支持部14−2が120°回転し、これにより、ウェハA,Bが研磨テーブル60C,60Dにそれぞれ搬送される(図6(b))。そして、研磨テーブル60DでウェハAの4次研磨が行われ、研磨テーブル60CでウェハBの3次研磨が行われる。その後、第4搬送ステージTS4は第4の搬送位置TP4に移動される。ウェハA,Bの研磨が終了した後、ウェハCが上述と同様にして第4搬送ステージTS4上に搬送される。 The wafer B on the fourth transfer stage TS4 is moved to the fifth transfer position TP5 and held on the top ring 61-5 (FIG. 6A). With the top rings 61-4 and 61-5 holding the wafers A and B, the support portion 14-2 rotates 120 °, whereby the wafers A and B are transferred to the polishing tables 60C and 60D, respectively (see FIG. 6 (b)). Then, the fourth polishing of the wafer A is performed by the polishing table 60D, and the third polishing of the wafer B is performed by the polishing table 60C. Thereafter, the fourth transfer stage TS4 is moved to the fourth transfer position TP4. After the polishing of the wafers A and B is completed, the wafer C is transferred onto the fourth transfer stage TS4 in the same manner as described above.
ウェハCは第4搬送ステージTS4とともに第5搬送位置TP5に移動され、トップリング61−6に保持される(図6(c))。トップリング61−4,61−5,61−6がウェハA,B,Cを保持した状態で支持部14−2が120°回転し、これにより、ウェハAが第5搬送位置TP5に,ウェハBが研磨テーブル60Dに、ウェハCが研磨テーブル60Cにそれぞれ搬送される(図7(a))。そして、研磨テーブル60DでウェハBの4次研磨が行われ、研磨テーブル60CでウェハCの3次研磨が行われる。その後、上段の第4搬送ステージTS4は第4の搬送位置TP4に移動され、下段の第5搬送ステージTS5は第5搬送位置TP5に移動される。ウェハB,Cの研磨が終了した後、上述と同様にしてウェハDが第4搬送ステージTS4上に搬送される。このとき、プッシャ37が上昇してウェハAがトップリング61−4からプッシャ37に受け渡される。プッシャ37がそのまま下降することによってウェハAは第5搬送ステージTS5上に載置される。第5搬送ステージTS5上のウェハAは第4搬送位置TP4に移動し、同時に、第4搬送ステージTS4上のウェハDが第5搬送位置TP5に移動する(図7(b))。そして、第5搬送ステージTS5上のウェハAはリフタ36によって上方に持ち上げられ、第2搬送ロボット40によって反転機41に搬送される。その後、第5搬送ステージTS5は第5搬送位置TP5に移動して研磨処理が終了したウェハBを受け取る(図7(c))。これと同時に、第4搬送ステージTS4が第4搬送位置TP4に移動し、第4搬送ステージTS4にウェハEが搬送される。その後は、図7(b)及び図7(c)に示す動作と同様の動作が繰り返される。このようにして、複数のウェハが研磨ユニット30−1,30−2に直列的に順次搬送され、研磨テーブル60A,60B及び研磨テーブル60C,60Dを用いた4ステップ研磨が行われる。
The wafer C is moved to the fifth transfer position TP5 together with the fourth transfer stage TS4 and is held on the top ring 61-6 (FIG. 6C). With the top rings 61-4, 61-5, and 61-6 holding the wafers A, B, and C, the support portion 14-2 is rotated by 120 °, whereby the wafer A is moved to the fifth transfer position TP5. B is transferred to the polishing table 60D, and the wafer C is transferred to the polishing table 60C (FIG. 7A). Then, the fourth polishing of the wafer B is performed by the polishing table 60D, and the third polishing of the wafer C is performed by the polishing table 60C. Thereafter, the upper fourth transport stage TS4 is moved to the fourth transport position TP4, and the lower fifth transport stage TS5 is moved to the fifth transport position TP5. After the polishing of the wafers B and C is completed, the wafer D is transferred onto the fourth transfer stage TS4 in the same manner as described above. At this time, the
反転機41以降のプロセスについては図1を参照して説明する。図1において、反転機41は研磨されたウェハをチャックし、ウェハを反転させてフェイスダウンからフェイスアップに変更する。ウェハは搬送ユニット50によって洗浄器42、洗浄機43、洗浄機44、及び洗浄機45の順に搬送され、プロセスに応じた洗浄処理及び乾燥処理が行われる。洗浄処理及び乾燥処理が行われたウェハは仮置き台(アンロードバッファステージ)46に搬送され、第1搬送ロボット22によってフロンドロード部20のウェハカセットに戻される。
The process after the reversing
次に、ウェハをパラレル処理する場合について説明する。第1研磨ユニット30−1においては、ウェハは、フロントロード部20のウェハカセット→第1搬送ロボット22→反転機31→リフタ32→第1搬送ステージTS1→プッシャ33→トップリング61−1(または61−2、または61−3)→研磨テーブル60A→研磨テーブル60B→プッシャ33→第2搬送ステージTS2→リフタ35→第2搬送ロボット40→反転機41→1次洗浄機42→2次洗浄機43→3次洗浄機44→4次洗浄機45→仮置き台46→第1搬送ロボット22→フロントロード部20のウェハカセットという経路で搬送される。
Next, a case where the wafer is processed in parallel will be described. In the first polishing unit 30-1, the wafer is stored in the wafer cassette of the
一方、第2研磨ユニット30−2においては、ウェハは、フロントロード部20のウェハカセット→第1搬送ロボット22→反転機31→リフタ32→第3搬送ステージTS3→リフタ35→第2搬送ロボット40→リフタ36→第4搬送ステージTS4→プッシャ37→トップリング61−4(または61−5、または61−6)→研磨テーブル60C→研磨テーブル60D→プッシャ37→第5搬送ステージTS5→リフタ36→第2搬送ロボット40→反転機41→1次洗浄機42→2次洗浄機43→3次洗浄機44→4次洗浄機45→仮置き台46→第1搬送ロボット22→フロントロード部20のウェハカセットという経路で搬送される。
On the other hand, in the second polishing unit 30-2, the wafer is transferred from the wafer cassette of the
上述したパラレル処理について図1、図8(a)乃至図13(b)を参照して詳細に説明する。なお、図8(a)乃至図11(b)においては、研磨ユニット30−1,30−2を並列して図示している。
まず、第1搬送ロボット22が、フロントロード部20上のウェハカセットからウェハAを取り出し、このウェハAを反転機31に搬送する。反転機31はウェハAをチャックした後、ウェハAを反転させる。そして、リフタ32が反転機31の高さまでに上昇し、反転機31のアームが開くことによって、ウェハAがリフタ32上に載置される。リフタ32がそのまま下降することによって、ウェハAは第1リニアトランスポータ5の第1搬送ステージTS1上に載置される(図8(a))。
The parallel processing described above will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 8A to 13B. In FIGS. 8A to 11B, the polishing units 30-1 and 30-2 are shown in parallel.
First, the
リフタ32が下降を完了すると、下段の搬送ステージTS1,TS2が第3搬送位置TP3側に移動するとともに、上段の搬送ステージTS3が第1搬送位置TP1に移動する。これにより、第1搬送ステージTS1上のウェハAがトップリング61−1のウェハ受け渡し位置(第2搬送位置TP2)に移動される(図8(b))。ここで、第2搬送位置TP2に配置されたプッシャ33が上昇し、ウェハAがトップリング61−1に受け渡される。このとき、次のウェハBが第3搬送ステージTS3上に載置される。
When the
ウェハAは、トップリング61−1の下部に吸着保持され、支持部14−1を120°回転させることでウェハAが研磨テーブル60Aまで搬送される(図9(a))。そして、トップリング61−1に保持されたウェハAは研磨テーブル60Aで1次研磨される。その後、下段の搬送ステージTS1,TS2が第1搬送位置TP1側に移動するとともに、上段の搬送ステージTS3が第3搬送位置TP3に移動する。ここで、次のウェハCが第1搬送ステージTS1上に載置される。第3搬送位置TP3に配置されたリフタ35が上昇し、ウェハBがリフタ35上に載置される。リフタ35上のウェハBは第2搬送ロボット40によって第2リニアトランスポータ6のリフタ36に受け渡される。そして、リフタ36が下降することによってウェハBが第4搬送ステージTS4上に載置される。
The wafer A is sucked and held at the lower part of the top ring 61-1, and the wafer A is conveyed to the polishing table 60A by rotating the support portion 14-1 by 120 ° (FIG. 9A). Then, the wafer A held on the top ring 61-1 is primarily polished by the polishing table 60A. Thereafter, the lower transfer stages TS1, TS2 move to the first transfer position TP1, and the upper transfer stage TS3 moves to the third transfer position TP3. Here, the next wafer C is placed on the first transfer stage TS1. The
下段の搬送ステージTS1,TS2は第3搬送位置TP3側に移動し、ウェハCがトップリング61−2のウェハ受け渡し位置(第2搬送位置TP2)に移動される。このとき、第3搬送ステージTS3は第1搬送位置TP1に移動し、次のウェハDが第3搬送ステージTS3上に載置される(図9(b))。ウェハCがトップリング61−2に保持された後、支持部14−1が120°回転し、これにより、ウェハAが研磨テーブル60Bに、ウェハCが研磨テーブル60Aに移動される(図10(a))。そして、研磨テーブル60BにおいてウェハAの2次研磨が行われ、同時に、研磨テーブル60AにおいてウェハCの1次研磨が行われる。その後、下段の搬送ステージTS1,TS2が第1搬送位置TP1側に移動するとともに、上段の搬送ステージTS3が第3搬送位置TP3に移動し、ウェハDが第3搬送位置TP3に移動される。ウェハA,Cの研磨が終了した後、次のウェハEが第1搬送ステージTS1上に載置される。一方、第2研磨ユニット30−2では、第4搬送ステージTS4がトップリング61−4の受け渡し位置(第5搬送位置TP5)に移動し、これにより、ウェハBは、プッシャ37が配置される第5搬送位置TP5に移動される。ここで、プッシャ37が上昇し、ウェハBがトップリング61−4に保持される。
The lower transfer stages TS1, TS2 move to the third transfer position TP3 side, and the wafer C is moved to the wafer transfer position (second transfer position TP2) of the top ring 61-2. At this time, the third transfer stage TS3 moves to the first transfer position TP1, and the next wafer D is placed on the third transfer stage TS3 (FIG. 9B). After the wafer C is held by the top ring 61-2, the support portion 14-1 is rotated by 120 °, whereby the wafer A is moved to the polishing table 60B and the wafer C is moved to the polishing table 60A (FIG. 10 ( a)). Then, secondary polishing of the wafer A is performed on the polishing table 60B, and at the same time, primary polishing of the wafer C is performed on the polishing table 60A. Thereafter, the lower transfer stages TS1 and TS2 move to the first transfer position TP1, the upper transfer stage TS3 moves to the third transfer position TP3, and the wafer D moves to the third transfer position TP3. After the polishing of the wafers A and C is completed, the next wafer E is placed on the first transfer stage TS1. On the other hand, in the second polishing unit 30-2, the fourth transfer stage TS4 moves to the delivery position (fifth transfer position TP5) of the top ring 61-4, whereby the wafer B has the
搬送ステージTS1,TS2は第3搬送位置TP3側に移動し、ウェハEがトップリング61−3のウェハ受け渡し位置(第2搬送位置TP2)に移動される(図10(b))。このとき、第3搬送ステージTS3は第1搬送位置TP1に移動し、次のウェハFが第3搬送ステージTS3上に載置される。同時に、第4搬送ステージTS4が第4搬送位置TP4に移動し、ウェハDが第3搬送ステージTS3から第4搬送ステージTS4にリフタ35,36及び第2搬送ロボット40を介して搬送される。
The transfer stages TS1 and TS2 move to the third transfer position TP3 side, and the wafer E is moved to the wafer transfer position (second transfer position TP2) of the top ring 61-3 (FIG. 10B). At this time, the third transfer stage TS3 moves to the first transfer position TP1, and the next wafer F is placed on the third transfer stage TS3. At the same time, the fourth transfer stage TS4 moves to the fourth transfer position TP4, and the wafer D is transferred from the third transfer stage TS3 to the fourth transfer stage TS4 via the
ウェハEがトップリング61−3に保持された後、支持部14−1が120°回転し、これにより、ウェハAが第2搬送位置TP2に、ウェハCが研磨テーブル60Bに、ウェハEが研磨テーブル60Aに移動される(図11(a))。そして、研磨テーブル60BにおいてウェハCの2次研磨が行われ、同時に、研磨テーブル60AにおいてウェハEの1次研磨が行われる。その後、下段の搬送ステージTS1,TS2が第1搬送位置TP1側に移動し、次のウェハGが第1搬送ステージTS1上に載置される。これと同時に、上段の搬送ステージTS3が第3搬送位置TP3に移動し、ウェハFが第3搬送位置TP3に移動される。 After the wafer E is held by the top ring 61-3, the support portion 14-1 is rotated by 120 °, whereby the wafer A is polished to the second transfer position TP2, the wafer C is polished to the polishing table 60B, and the wafer E is polished. It is moved to the table 60A (FIG. 11 (a)). Then, the secondary polishing of the wafer C is performed on the polishing table 60B, and at the same time, the primary polishing of the wafer E is performed on the polishing table 60A. Thereafter, the lower transfer stages TS1, TS2 move to the first transfer position TP1, and the next wafer G is placed on the first transfer stage TS1. At the same time, the upper transfer stage TS3 moves to the third transfer position TP3, and the wafer F moves to the third transfer position TP3.
次いで、第2搬送位置TP2にあるプッシャ33が上昇し、研磨されたウェハAがトップリング61−1から第2搬送ステージTS2に受け渡される。プッシャ33はそのまま下降し、これによりウェハAが第2搬送ステージTS2上に載置される。一方、第2研磨ユニット30−2では、第4搬送ステージTS4がウェハDとともにトップリング61−5の受け渡し位置(第5搬送位置TP5)に移する。その後、プッシャ37が上昇し、ウェハDがトップリング61−5に保持される。
Next, the
搬送ステージTS1,TS2は第3搬送位置TP3側に移動し、ウェハAが第3搬送位置TP3に、ウェハGがトップリング61−1のウェハ受け渡し位置(第2搬送位置TP2)に移動される(図11(b))。このとき、第3搬送ステージTS3は第1搬送位置TP1に移動し、次のウェハHが第3搬送ステージTS3上に載置される。第3搬送位置TP3に配置されたリフタ35が上昇することによってウェハAはリフタ35上に載置され、ウェハAは第2搬送ロボット40によってリフタ35から反転機41に搬送される。一方、第2研磨ユニット30−2では、ウェハFが第3搬送ステージTS3から第4搬送ステージTS4にリフタ35,36及び第2搬送ロボット40を介して搬送される。なお、反転機41以降の工程は、上述したシリアル処理の場合と同様である。また、第1研磨ユニット30−1における図11(b)に示す工程以降は、図11(a)及び図11(b)と同様の工程が繰り返されるので、その説明を省略する。
The transfer stages TS1 and TS2 move to the third transfer position TP3 side, the wafer A is moved to the third transfer position TP3, and the wafer G is moved to the wafer transfer position (second transfer position TP2) of the top ring 61-1. FIG. 11B). At this time, the third transfer stage TS3 moves to the first transfer position TP1, and the next wafer H is placed on the third transfer stage TS3. When the
第2研磨ユニット30−2では、ウェハDがトップリング61−5に保持された後、支持部14−2が120°回転し、これにより、ウェハBが研磨テーブル60Dに、ウェハDが研磨テーブル60Cに移動される(図12(a))。そして、研磨テーブル60DでウェハBの2次研磨が行われ、研磨テーブル60CでウェハDの1次研磨が行われる。その後、第4搬送ステージTS4が第5搬送位置TP5に移動し、これにより、ウェハFがトップリング61−6の受け渡し位置まで移動される。そして、プッシャ37が上昇し、ウェハFがトップリング61−6によって保持される。その後、第4搬送ステージTS4が第4搬送位置TP4に移動し、ウェハHが第3搬送ステージTS3から第4搬送ステージTS4にリフタ35,36及び第2搬送ロボット40を介して搬送される(図12(b))。
In the second polishing unit 30-2, after the wafer D is held by the top ring 61-5, the support portion 14-2 is rotated by 120 °, whereby the wafer B becomes the polishing table 60D and the wafer D becomes the polishing table. It is moved to 60C (FIG. 12 (a)). Then, the secondary polishing of the wafer B is performed by the polishing table 60D, and the primary polishing of the wafer D is performed by the polishing table 60C. Thereafter, the fourth transfer stage TS4 moves to the fifth transfer position TP5, whereby the wafer F is moved to the delivery position of the top ring 61-6. Then, the
ウェハB,D,Fがトップリング61−4,61−5,61−6によってそれぞれ保持された状態で、支持部14−2が120°回転し、これにより、ウェハBが第5搬送位置TP5に、ウェハDが研磨テーブル60Dに、ウェハFが研磨テーブル60Cに移動される。そして、研磨テーブル60DでウェハDの2次研磨が行われ、研磨テーブル60CでウェハFの1次研磨が行われる。その後、第5搬送ステージTS5が第5搬送位置TP5に移動し、ウェハBがプッシャ37を介してトップリング61−4から第5搬送ステージTS5に受け渡される(図13(a))。 With the wafers B, D, and F being held by the top rings 61-4, 61-5, and 61-6, the support portion 14-2 is rotated by 120 °, whereby the wafer B is moved to the fifth transfer position TP5. The wafer D is moved to the polishing table 60D, and the wafer F is moved to the polishing table 60C. Then, the secondary polishing of the wafer D is performed by the polishing table 60D, and the primary polishing of the wafer F is performed by the polishing table 60C. Thereafter, the fifth transfer stage TS5 moves to the fifth transfer position TP5, and the wafer B is transferred from the top ring 61-4 to the fifth transfer stage TS5 via the pusher 37 (FIG. 13A).
第5搬送ステージTS5が第4搬送位置TP4に移動し、これと同時に第4搬送ステージTS4が第5搬送位置TP5に移動する。これにより、ウェハBが第4搬送位置TP4に、ウェハHがトップリング61−4の受け渡し位置(第5搬送位置TP5)に移動される(図13(b))。第4搬送位置TP4に配置されたリフタ36が上昇することによって、第5搬送ステージTS5上のウェハBがリフタ36上に載置される。そして、ウェハBは第2搬送ロボット40によってリフタ36から反転機41に搬送される。反転機41以降の工程は、上述したシリアル処理の場合と同様である。このように、複数のウェハが研磨ユニット30−1,30−2に並列的に順次搬送され、それぞれの研磨ユニット30−1,30−2において研磨テーブル60A,60B及び研磨テーブル60C,60Dを用いた2ステップ研磨が行われる。
The fifth transfer stage TS5 moves to the fourth transfer position TP4, and at the same time, the fourth transfer stage TS4 moves to the fifth transfer position TP5. Thereby, the wafer B is moved to the fourth transfer position TP4, and the wafer H is moved to the delivery position (fifth transfer position TP5) of the top ring 61-4 (FIG. 13B). As the
次に、本発明の第2の実施形態について図14を参照して説明する。
図14は本発明の第2の実施形態に係るポリッシング装置を示す平面図である。なお、特に説明しない第2の実施形態の構成については第1の実施形態と同様であるので、その重複する説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is a plan view showing a polishing apparatus according to the second embodiment of the present invention. Note that the configuration of the second embodiment that is not particularly described is the same as that of the first embodiment, and therefore, redundant description thereof is omitted.
図14に示すように、第1研磨ユニット30−1及び第2研磨ユニット30−2は、それぞれ4つのトップリング61−1〜4,61−5〜8を備えている。第1研磨ユニット30−1及び第2研磨ユニット30−2は互いに同一の構成を有しているので、以下に第1研磨ユニット30−1についてのみ説明する。研磨テーブル60A,60Bの側方には、回転可能な支持部14−1が立設されている。この支持部14−1には、4つのアーム16が円周方向に沿って等角度で、つまり互いに90°の角度をなすように放射状に設けられている。これらのアーム16の自由端には上述した4つのトップリング61−1〜4がそれぞれ取り付けられている。支持部14−1は、回転と停止を繰り返す間欠的な回転動作を行うように構成されており、アーム16間の角度90°に合わせて、90°回転した後に一旦停止するようになっている。
As shown in FIG. 14, each of the first polishing unit 30-1 and the second polishing unit 30-2 includes four top rings 61-1 to 4 and 61-5 to 8. Since the first polishing unit 30-1 and the second polishing unit 30-2 have the same configuration, only the first polishing unit 30-1 will be described below. A rotatable support portion 14-1 is erected on the side of the polishing tables 60A and 60B. In the support portion 14-1, four
第1研磨ユニット30−1と洗浄部4との間には、研磨テーブル60A,60Bの配列方向に沿った4つの搬送位置(ロード/アンロード部2側から順番に第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3、第4搬送位置TP4とする)の間でウェハを搬送する直動搬送機構としての第1リニアトランスポータ5が配置されている。第1リニアトランスポータ5は、研磨テーブル60A,60Bの配列方向に沿って直線往復移動可能な3つの搬送ステージTS1,TS2,TS3を備えており、これらの搬送ステージは上下に2段の構成となっている。すなわち、下段には第1搬送ステージTS1及び第2搬送ステージTS2が配置され、上段には第3搬送ステージTS3が配置されている。第1搬送ステージTS1は、第2搬送ステージTS2とともに一体となって直線往復移動をするようになっている。
Between the first polishing unit 30-1 and the
第1搬送位置TP1(第1搬送ステージTS1)の上方には、ロード/アンロード部2の第1搬送ロボット22から受け取ったウェハを反転させる反転機31が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ32が配置されている。また、第2搬送位置TP2の下方には上下に昇降可能なプッシャ(受け渡し機構)33が、第3搬送位置TP3(第2搬送ステージTS2)の下方には上下に昇降可能なプッシャ(受け渡し機構)34が、第4搬送位置TP4(第3搬送ステージTS3)の下方には上下に昇降可能なリフタ35がそれぞれ配置されている。なお、図14に示すリフタ32、プッシャ33、プッシャ34、及びリフタ35の位置は、それぞれ第1搬送位置TP1、第2搬送位置TP2、第3搬送位置TP3、第4搬送位置TP4に対応している。
Above the first transfer position TP1 (first transfer stage TS1), a reversing
このような構成において、第1搬送ステージTS1は、反転機31とリフタ32とが配置された第1搬送位置TP1と、プッシャ33が配置された(ウェハの受け渡し位置である)第2搬送位置TP2との間でウェハを搬送する。第2搬送ステージTS2は、(ウェハの受け渡し位置である)第3搬送位置TP3とリフタ35が配置された第4搬送位置T43との間でウェハを搬送する。そして、第3搬送ステージTS3は、第1搬送位置TP1と第4搬送位置TP4との間でウェハを搬送する。
In such a configuration, the first transport stage TS1 includes a first transport position TP1 where the reversing
第2研磨ユニット30−2には、第1リニアトランスポータ5に隣接して、研磨テーブル60C,60Dの配列方向に沿った3つの搬送位置(ロード/アンロード部2側から順番に第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6、第7搬送位置TP7とする)の間でウェハを搬送する直動搬送機構としての第2リニアトランスポータ6が配置されている。この第2リニアトランスポータ6は、研磨テーブル60C,60Dの配列方向に沿って直線往復移動可能な第4搬送ステージTS4及び第5搬送ステージTS5を備えており、これらの搬送ステージTS4,TS5は上下に2段の構成となっている。すなわち、上段には第4搬送ステージTS4が配置され、下段には第5搬送ステージTS5が配置されている。
The second polishing unit 30-2 is adjacent to the first
第5搬送位置TP5(第4搬送ステージTS4)の下方には上下に昇降可能なリフタ36が、第5搬送位置TP5の下方には上下に昇降可能なプッシャ(受け渡し機構)37が、第7搬送位置TP7(第5搬送ステージTS5)の下方には上下に昇降可能ばプッシャ38がそれぞれ配置されている。なお、図14に示すリフタ36、プッシャ37、プッシャ38の位置は、それぞれ第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6、第7搬送位置TP7に対応している。
Below the fifth transfer position TP5 (fourth transfer stage TS4) is a
このような構成において、第4搬送ステージTS4は、リフタ36が配置された第5搬送位置TP5とプッシャ37が配置された(ウェハの受け渡し位置である)第6搬送位置TP6との間でウェハを搬送する。第5搬送ステージTS5は、プッシャ38が配置された(ウェハの受け渡し位置である)第7搬送位置TP7と第4搬送位置TP4との間でウェハを搬送する。
In such a configuration, the fourth transport stage TS4 moves the wafer between the fifth transport position TP5 where the
本実施形態においても、複数のウェハが研磨ユニット30−1,30−2に直列的または並列的に搬送され、研磨テーブル60A,60B及び研磨テーブル60C,60Dを用いた複数段階の研磨が行われる。このように、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、ウェハのシリアル処理及びパラレル処理が行われ、これにより高スループットが実現される。 Also in this embodiment, a plurality of wafers are conveyed in series or in parallel to the polishing units 30-1 and 30-2, and a plurality of stages of polishing using the polishing tables 60A and 60B and the polishing tables 60C and 60D are performed. . As described above, also in the present embodiment, similar to the first embodiment, serial processing and parallel processing of the wafer are performed, and thereby high throughput is realized.
1 ハウジング
2 ロード/アンロード部
3 研磨部
4 洗浄部
5,6 リニアトランスポータ
14−1,14−2 支持部
16 アーム
20 フロントロード部
21 走行機構
22 第1搬送ロボット
30−1,30−2 研磨ユニット
31,41 反転機
32,35,36 リフタ
33,34,37,38 プッシャ
40 第2搬送ロボット
42,43,44,45 洗浄機
46 仮置き台
50 搬送ユニット
60A,60B,60C,60D 研磨テーブル
61−1〜61〜8 トップリング
62A,62B,62C,62D 研磨液供給ノズル
63A,63B,63C,63D ドレッサ
TS1〜TS5 搬送ステージ
TP1〜TP7 搬送位置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記複数のトップリングは、回転可能な支持部に円周方向に沿って等角度に設けられた複数のアームにそれぞれ取り付けられていることを特徴とするポリッシング装置。 A plurality of polishings each having a plurality of polishing tables having a polishing surface and a plurality of top rings that move between the plurality of polishing tables while holding the polishing object and press the polishing object against the polishing surface. With units,
The polishing apparatus, wherein the plurality of top rings are respectively attached to a plurality of arms provided at equal angles along a circumferential direction on a rotatable support portion.
研磨対象物の受け渡し位置としての前記直動搬送機構の搬送位置に、該直動搬送機構と前記トップリングとの間で研磨対象物を受け渡す受け渡し機構を設けたことを特徴とする請求項1に記載のポリッシング装置。 A linear motion transport mechanism that transports a polishing object between a plurality of transport positions including a delivery position of the polishing object,
2. A delivery mechanism for delivering a polishing object between the linear motion transport mechanism and the top ring is provided at a transport position of the linear motion transport mechanism as a delivery position of an object to be polished. The polishing apparatus according to 1.
前記洗浄部は、研磨対象物を載置する仮置き台を有することを特徴とする請求項2又は3に記載のポリッシング装置。 It further includes a cleaning unit for cleaning the object to be polished,
The polishing apparatus according to claim 2, wherein the cleaning unit includes a temporary table on which an object to be polished is placed.
前記洗浄部は、研磨対象物を乾燥させる乾燥機と、洗浄前の研磨対象物を載置する仮置き台と、乾燥後の研磨対象物を載置する仮置き台とを有することを特徴とする請求項2又は3に記載のポリッシング装置。 It further includes a cleaning unit for cleaning the object to be polished,
The cleaning unit includes a dryer for drying an object to be polished, a temporary table on which an object to be polished before cleaning is placed, and a temporary table on which an object to be polished after drying is placed. The polishing apparatus according to claim 2 or 3.
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