JP2008132592A - ポリッシング装置およびポリッシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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およびポリッシング方法を提供する。
【解決手段】研磨面を有する研磨テーブルと研磨テーブルの研磨面にウェハを押圧するトップリングとを有する研磨ユニット３０Ａ〜３０Ｄとを備えたポリッシング装置であって、各研磨ユニット３０Ａ〜３０Ｄには、該研磨ユニットのトップリングを研磨面上の研磨位置とウェハの受け渡し位置との間で移動させるモータを設け、ウェハの受け渡し位置を含む複数の搬送位置の間でウェハを搬送する研磨部リニアトランスポータ５を設け、ウェハの受け渡し位置としての研磨部リニアトランスポータ５の搬送位置には、該研磨部リニアトランスポータ５とトップリングとの間でウェハを受け渡すプッシャ３１〜３４を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハなどの研磨対象物を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置およびポリッシング方法に関するものである。

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。

この種の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置は、研磨布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、研磨布の表面に砥液（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。

このようなポリッシング装置においては、研磨後のウェハを洗浄するための洗浄機が複数設けられることが多いが、従来は、複数の洗浄機が直列に配置されていたため、洗浄工程数が増えれば増えるほど、装置が長くなってしまい、装置のフットプリントの増大を招いていた。洗浄機内でウェハを垂直方向に配置して装置のフットプリントの低減を図る試みもなされているが、ウェハを垂直方向に配置した場合には、洗浄性能の悪化が問題となる。

本発明は、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およびポリッシング方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、研磨面を有する研磨テーブルと該研磨テーブルの研磨面に研磨対象物を押圧するトップリングとを有する研磨ユニットを複数備えたポリッシング装置であって、各研磨ユニットには、該研磨ユニットのトップリングを前記研磨面上の研磨位置と研磨対象物の受け渡し位置との間で移動させる移動機構を設け、前記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前記研磨対象物を搬送する搬送機構を設け、前記研磨対象物の受け渡し位置としての前記搬送機構の搬送位置には、該搬送機構と前記トップリングとの間で前記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ポリッシング装置である。

このような構成とすれば、例えば、各研磨ユニットで異なるスラリを使用する場合などにはシリーズ処理を行い、単純な研磨工程（例えば２次研磨以下）を行う場合にはパラレル処理を行うことができ、用途に応じた範囲内でスループットを最大限に向上することができる。

本発明の他の態様は、第１の研磨ユニット、第２の研磨ユニット、第３の研磨ユニット、第４の研磨ユニットと、前記第１および第３の研磨ユニットと前記第２および第４の研磨ユニットとの間に配置された搬送機構とを備えたポリッシング装置を用いたポリッシング方法であって、前記搬送機構により研磨対象物を前記第１の研磨ユニット、前記第２の研磨ユニット、前記第３の研磨ユニット、前記第４の研磨ユニットの順に搬送し、搬送された前記研磨対象物を前記第１の研磨ユニット、前記第２の研磨ユニット、前記第３の研磨ユニット、前記第４の研磨ユニットにより順次研磨することを特徴とするポリッシング方法である。

本発明の他の態様は、第１の研磨ユニット、第２の研磨ユニット、第３の研磨ユニット、第４の研磨ユニットと、前記第１および第３の研磨ユニットと前記第２および第４の研磨ユニットとの間に配置された搬送機構とを備えたポリッシング装置を用いたポリッシング方法であって、前記搬送機構により、第１の研磨対象物を前記第１の研磨ユニット、前記第３の研磨ユニットの順に搬送して、前記第１の研磨対象物を前記第１の研磨ユニットおよび前記第３の研磨ユニットにより順次研磨し、前記第１の研磨対象物を研磨している間、第２の研磨対象物を前記搬送機構により前記第２の研磨ユニット、前記第４の研磨ユニットの順に搬送して、前記第２の研磨対象物を前記第２の研磨ユニットおよび前記第４の研磨ユニットにより順次研磨することを特徴とするポリッシング方法である。
である。

上述したように、本発明によれば、例えば、各研磨ユニットで異なるスラリを使用する場合などにはシリーズ処理を行い、単純な研磨工程（例えば２次研磨以下）を行う場合にはパラレル処理を行うことができ、用途に応じた範囲内でスループットを最大限に向上することができる。

以下、本発明に係るポリッシング装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るポリッシング装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態におけ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の長手方向の端部には２つ以上（本実施形態では４つ）のロード／アンロードステージ２が設けられている。ハウジング１の内部には隔壁１１が設けられており、この隔壁１１によってハウジング１の内部に、研磨対象物としての半導体ウェハを研磨する研磨部３と、研磨後のウェハを洗浄する洗浄部４とが形成されている。

ロード／アンロードステージ２は、多数の半導体ウェハをストックするウェハカセットを載置するためのもので、本実施形態では４つのロード／アンロードステージ２が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。このロード／アンロードステージ２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。

洗浄部４には、ロード／アンロードステージ２の並びに沿って走行機構４１が敷設されており、この走行機構４１上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な搬送ロボット４２が設置されている。この搬送ロボット４２は走行機構４１上を移動することによってロード／アンロードステージ２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。この搬送ロボット４２はウェハを反転させる反転機構を備えている。

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１洗浄ユニット４３Ａと、第２洗浄ユニット４３Ｂと、第１洗浄ユニット４３Ａに隣接して配置された搬送ロボット４４Ａと、第２洗浄ユニット４３Ｂに隣接して配置された搬送ロボット４４Ｂと、第１洗浄ユニット４３Ａと第２洗浄ユニット４３Ｂとの間に配置された洗浄部リニアトランスポータ４５とを備えている。

洗浄部リニアトランスポータ４５は、上下に２段の搬送ステージ４５ａ，４５ｂを備えており、これらの搬送ステージ４５ａ，４５ｂは装置の長手方向に沿って移動できるようになっている。上段の搬送ステージ４５ａと下段の搬送ステージ４５ｂ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４５ａと下段の搬送ステージ４５ｂとは互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。これらの搬送ステージ４５ａ，４５ｂは、搬送ロボット４２とのウェハ受け渡し位置と搬送ロボット４４Ａ又は４４Ｂとのウェハ受け渡し位置との間でそれぞれウェハを搬送する。このように、上下に２段の搬送ステージ４５ａ，４５ｂを設けることで、搬送ロボット４２とのウェハ受け渡し位置と搬送ロボット４４Ａ又は４４Ｂとのウェハ受け渡し位置との間で２枚のウェハを同時に搬送することが可能となり、搬送ロボット４２，４４Ａ，４４Ｂの拘束時間を短くすることができる。

第１洗浄ユニット４３Ａは、搬送ロボット４４Ａから受け取ったウェハを反転する反転機４３０Ａと、研磨後の半導体ウェハを洗浄する３つの洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３Ａと、反転機４３０Ａ及び洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３Ａの間でウェハを搬送する搬送機構４３４Ａとを備えている。また、同様に、第２洗浄ユニット４３Ｂは、搬送ロボット４４Ｂから受け取ったウェハを反転する反転機４３０Ｂと、研磨後の半導体ウェハを洗浄する３つの洗浄機４３１Ｂ，４３２Ｂ，４３３Ｂと、反転機４３０Ｂ及び洗浄機４３１Ｂ，４３２Ｂ，４３３Ｂの間でウェハを搬送する搬送機構４３４Ｂとを備えている。反転機４３０Ａ，４３０Ｂは、それぞれ搬送ロボット４４Ａ，４４Ｂのハンドが到達可能な位置に配置され、研磨後のウェハを搬送ロボット４４Ａ，４４Ｂから受け取り、このウェハの上下を反転する。

研磨部３は、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３０Ａと第２研磨ユニット３０Ｂと第３研磨ユニット３０Ｃと第４研磨ユニット３０Ｄとを内部に有している。図１に示すように、研磨ユニット３０Ａ，３０Ｃと研磨ユニット３０Ｂ，３０Ｄとは装置の長手方向に沿って並列に配置されている。

図１に示すように、第１研磨ユニット３０Ａは、研磨面を有する研磨テーブル３００Ａと、半導体ウェハを保持しかつ半導体ウェハを研磨テーブル３００Ａに対して押圧しながら研磨するためのトップリング３０１Ａと、研磨テーブル３００Ａのドレッシングを行うためのドレッサ３０２Ａと、研磨テーブル３００Ａに研磨液やドレッシング液（例えば、水）を供給するための研磨液供給ノズル（図示せず）と、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素）の混合流体を霧状にして、１又は複数のノズルから研磨面に噴射するアトマイザ（図示せず）とを備えている。また、同様に、第２研磨ユニット３０Ｂは、研磨テーブル３００Ｂと、トップリング３０１Ｂと、ドレッサ３０２Ｂと、研磨液供給ノズルと、アトマイザとを備えており、第３研磨ユニット３０Ｃは、研磨テーブル３００Ｃと、トップリング３０１Ｃと、ドレッサ３０２Ｃと、研磨液供給ノズルと、アトマイザとを備えており、第４研磨ユニット３０Ｄは、研磨テーブル３００Ｄと、トップリング３０１Ｄと、ドレッサ３０２Ｄと、研磨液供給ノズルと、アトマイザとを備えている。

研磨部３の研磨ユニット３０Ａ，３０Ｃと研磨ユニット３０Ｂ，３０Ｄとの間には、長手方向に沿った６つの搬送位置（ロード／アンロードステージ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、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）搬送機構としての研磨部リニアトランスポータ５が配置されている。第３搬送位置ＴＰ３の下方には上下に昇降可能なプッシャ３１が、第４搬送位置ＴＰ４の下方には上下に昇降可能なプッシャ３２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３３が、第６搬送位置ＴＰ６の下方には上下に昇降可能なプッシャ３４がそれぞれ配置されている。

次に、ロード／アンロードステージ２について説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）は図１のロード／アンロードステージ２を示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ロード／アンロードステージ２には、多数の半導体ウェハをストックするウェハカセット２００が搭載される。このロード／アンロードステージ２はウェハカセット２００の下面の形状にあわせたブロックによる位置決め機構を有しており、繰り返しカセットを載せても常に同じ位置になるよう構成されている。また、正しい位置にウェハカセット２００が搭載された場合には、ボタン式のセンサによりカセット２００の存在を検知する。同時にそのときウェハがカセット２００からある一定長飛び出した場合に遮光されるように透過型光センサ２０２をカセット２００の上下に配置することで、ウェハの飛び出しを検知し、カセット２００のスロットにウェハが正しく収まっているかどうかを検知する。飛び出しを検知した場合は、インターロックが作動し、搬送ロボット４２やサーチ機構２０３等がウェハカセット２００に対してアクセスできないように制御する。なお、ウェハの飛び出しを検知する方法としては、ＣＣＤカメラに取り込んだ画像を分析することによってウェハの飛び出しを検知したり、ウェハの端面に投光した光の反射光を検知する反射型センサを用いてウェハの飛び出しを検知したりしてもよい。

各ロード／アンロードステージ２の下にはダミーウェハステーション２０４が配置されている。ダミーウェハステーション２０４は、ウェハを各１枚以上載置することが可能であり、製品ウェハを処理する前に研磨面の状態を安定した状態にするのに使用するダミーウェハや、装置の状態を確認するために搬送させるＱＣウェハなどを入れる。ダミーウェハステーション２０４内には、ウェハ有無検知用のセンサ２０５が設置されており、ウェハの存在を確認することができるようになっている。カセット２００が載置されていない場合にはステーションの上部に構成されるロード／アンロードステージ２を持ち上げて、手作業にてダミーウェハステーション２０４にウェハを載せることも可能になっている。標準的にダミーウェハステーション２０４へウェハを搭載する方法としては、ウェハを挿入したカセット２００を、任意のロード／アンロードステージ２に載せた後、ウェハのサーチを行い、どのウェハをどのダミーウェハステーション２０４に送るかをコントロールパネルより指示すれば、カセット２００、ダミーウェハステーション２０４の双方にアクセス可能な搬送ロボット４２によって、ウェハをカセット２００からダミーウェハステーション２０４へ移送する方法がとられる。また、ロード／アンロードステージ２のうちの１つにダミーウェハを載置して、このロード／アンロードステージ２をダミーウェハステーションとして用いてもよい。

ロード／アンロードステージ２の下部（ダミーウェハステーションがある場合は更にその下）には、ウェハサーチ機構２０３を備えている。サーチ機構２０３は駆動源（パルスモータ）２０６により、上下にストローク可能で、その先端には、ウェハサーチセンサ２０７が配置されている。サーチ機構２０３はウェハサーチ動作中以外には装置内部に待機していて、他の動作部分との干渉を防いでいる。サーチセンサ２０７は、ロード／アンロードステージ２の側面からみて、光線がカセット２００内を水平に貫通するように向かい合って配置される。ウェハサーチ時にはサーチ機構２０３がダミーウェハステーション２０４の下からカセット２００の最終スロット上部まで往復し、ウェハによって光線が遮光された回数をカウントし、ウェハの枚数をカウントするとともにその位置を駆動源のパルスモータ２０６のパルスから検知して、カセット２００内のどのスロットにウェハがあるのかを判断する。また、あらかじめカセット２００のスロット間隔を入力しておき、その間隔以上のパルス間でセンサ２０７の光線が遮光された場合にはウェハが斜めに挿入されていることを検知するウェハ斜め検知機能も有している。

また、ウェハカセットの開口部と装置の間には、シリンダにより上下に駆動されるシャッタ２０８が配置され、カセット搭載エリアと装置内を遮断する。このシャッタ２０８はカセットに対して搬送ロボット４２がウェハを出し入れしている場合を除き、閉じられている。更に、装置前面に対して複数並べられたロード／アンロードステージ２の間にはそれぞれ隔壁２０９が設けられている。これにより、処理終了後のカセット交換作業中、隣のカセットが稼働中でも作業者が誤って触れることなくカセットにアクセスすることができる。

また、ロード／アンロードステージ２の前面は扉２１０により装置外部と遮られている。この扉２１０には、ロック機構及び開閉判別用のセンサ２１１が設けられており、処理中に扉２１０をロックすることにより、カセットの保護と人体への危険を未然に防止している。また、扉２１０が一定時間開いたままになっているときにアラーム（警報）を発するようになっている。

ここで、カセットをロード／アンロードステージ２へ載置する方法としては、以下の２通りがある。
（１）ウェハが収納されたカセット２００をそのまま載置台へ置く方法。これはクリーンルームのロード／アンロードステージ２に面している部屋が比較的清浄な状態にある場合、例えば、クラス１００以下のときにとられる方法である。
（２）クリーンルームのロード／アンロードステージ２に面した部屋が比較的ダーティな（汚れた）状態にある場合、例えば、クラス１０００以上のときにはカセット２００をクラス１００程度に管理された箱の中に入れ、クリーンルーム内を搬送し、そのままロード／アンロードステージ２へ載置する方法がとられる。
（１）の手段をとる場合には、フィルタファンユニット２１２を設けることでカセットの載置される場所を特に清浄な状態に保つことが好ましい。

次に、洗浄部４の洗浄ユニット４３Ａ，４３Ｂについて説明する。第１洗浄ユニット４３Ａと第２洗浄ユニット４３Ｂとは同一の構造であるため、以下の説明では第１洗浄ユニット４３Ａについてのみ説明する。

図３は、図１の第１洗浄ユニット４３Ａを模式的に示す平面図である。図３に示すように、反転機４３０Ａ、洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３Ａは互いに隣接して配置されており、互いに隣接する側面には開閉可能なシャッタ４３５，４３６，４３７，４３８が設けられている。反転機４３０Ａ、洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３Ａの外周は防水カバーで覆われており、ウェハを搬送していないときには上記シャッタ４３５，４３６，４３７，４３８を閉めることにより洗浄機内の物質の飛散を防止することができる。なお、ウェハを搬送していないときには、搬送機構４３４Ａは図３において点線で示した待機位置で待機している。

１次洗浄機４３１Ａ及び２次洗浄機４３２Ａは、図３に示すように、少なくとも３つ以上（本実施形態では４つ）のチャックコマ４３０１によってウェハＷの周縁部を挟み込んで保持する。これらのチャックコマ４３０１がウェハＷの半径方向に移動することで、ウェハＷの把持と開放を行うことができるようになっている。

これらのチャックコマ４３０１にはモータ（図示せず）が連結されており、各チャックコマ４３０１がそれぞれ互いに同期して回転できるようになっている。したがって、モータを駆動することによって、チャックコマ４３０１の溝にウェハＷの周縁部を保持した状態で、このウェハＷをチャックコマ４３０１の回転速度に比例した回転速度で回転させることができる。なお、伝達ベルトによってモータの動力を各チャックコマ４３０１に伝達するように構成してもよい。

１次洗浄機４３１Ａ及び２次洗浄機４３２Ａ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てウェハの表面及び裏面に押し付け、ウェハの表面及び裏面をスクラブ洗浄するロールタイプの洗浄機を用いることができる。このスポンジは、例えば、アクチュエータにより上下動可能となっており、レギュレータによりスポンジのウェハＷへの押付圧力を調整することができるようになっている。上記スポンジには純水供給管が接続されており、スポンジを純水で十分に湿潤させながらウェハを洗浄することができる。なお、モータによりスポンジを上下動させ、このモータの回転角度により押付圧力を制御してもよい。

３次洗浄機４３３Ａは、少なくとも３つ以上（本実施形態では４つ）のチャックコマ４３０２によってウェハＷの周縁部を挟み込んで保持する。この３次洗浄機４３３Ａは、チャックしたウェハを高速回転させるステージを備えており、ウェハを高速回転させることでウェハの表面の液体を飛散させ、洗浄後のウェハを乾燥させる機能（スピンドライ機能）を有している。

３次洗浄機４３３Ａとしては、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スクラブ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。このスポンジは、例えば、アクチュエータにより上下動可能となっており、レギュレータによりスポンジのウェハＷへの押付圧力を調整することができるようになっている。また、ペンシルスポンジは揺動軸に取り付けられており、揺動軸の揺動によりペンシルスポンジを揺動させることができる。なお、３次洗浄機４３３Ａには、スポンジが本体から外れたことを検知する透過型光センサが設けられており、スポンジが本体から外れた場合にこのセンサが反応して装置を停止させることができる。

上述した洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３Ａにおいては、ウェハＷの上下に透過型センサが設けられており、これによりウェハの有無を検知できるようになっている。また、ウェハＷに向けて洗浄液供給ノズル（図示せず）が設けられており、この洗浄液供給ノズルから薬液又は純水をウェハＷに供給するようになっている。更に、ウェハＷの端面の近傍には超音波洗浄ノズル（図示せず）が設けられており、ウェハＷに超音波で加振された洗浄液を供給してウェハＷを洗浄するようになっている。超音波洗浄ノズルから供給される洗浄液は、用途に応じて、ウェハＷの表面、裏面、又は端面のいずれかに供給され、上述したスポンジでは洗浄が困難なパーティクルの除去が行われる。あるいは、スポンジによる洗浄工程の前工程としてこの超音波洗浄ノズルを使用し、スポンジの汚染を遅らせてスポンジの寿命を長くしてもよい。

また、洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３Ａの内部は常時排気されており、常に負圧に維持されている。洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３Ａの排気及び排水ラインを互いに独立に設ければ、各洗浄機で異なる薬液を使用した場合においても生成物等の発生などの問題は生じない。

次に、第１洗浄ユニット４３Ａの搬送機構４３４Ａについて説明する。図４（ａ）は図３の第１洗浄ユニット４３Ａの搬送機構４３４Ａを模式的に示す斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）の搬送機構４３４Ａの回転アームの先端部を示す斜視図である。図４（ａ）に示すように、搬送機構４３４Ａは、上下動自在及び回転自在の回転軸４３４１と、回転軸４３４１に取り付けられた４つの回転アーム４３４２とを備えている。図４（ｂ）に示すように、各回転アーム４３４２の先端には、ウェハＷを着脱自在に保持する保持機構としての真空チャック機構４３４３が設けられている。各真空チャック機構４３４３にウェハＷを吸着し、回転軸４３４１を上昇及び回転させることにより、反転機４３０Ａから１次洗浄機４３１Ａへ、１次洗浄機４３１Ａから２次洗浄機４３２Ａへ、２次洗浄機４３２Ａから３次洗浄機４３３ＡへウェハＷを搬送するようになっている。すなわち、搬送機構４３４Ａの回転軸４３４１を取り囲むように、回転軸４３４１の同心円上に反転機４３０Ａ、洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３Ａが配置されており、回転軸４３４１を回転させることにより、同時に複数のウェハを搬送できるようになっている。なお、真空チャック機構４３４３には、真空圧を検知することでウェハの有無を検知するセンサが設けられている。

ここで、上述した真空チャック機構に代えて、図４（ｃ）に示すように、チャックコマ４３４４によってウェハＷの周縁部を挟み込んで保持してもよい。近年、上述したポリッシング装置をはじめとする基板処理装置においては、基板裏面に付着するパーティクルを低減するために、図４（ｃ）に示すように、ウェハの端面を挟み込んで保持する搬送機構が用いられている。図４（ｃ）に示す保持機構は、回転アーム４３４２に少なくとも３つのチャックコマ４３４４を備えている。これらのチャックコマ４３４４は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、エアシリンダ４３４５に連結されており、このエアシリンダ４３４５により水平方向に移動可能となっている。エアシリンダ４３４５を介してこれらのチャックコマ４３４４が水平方向に移動することで、ウェハＷの把持と開放を行うことができるようになっている。

ここで、エアシリンダ４３４５の内部には、弁体４３４６によりシリンダ室４３４７，４３４８が形成されており、チャックコマ４３４４側のシリンダ室４３４７は真空ポンプ等に接続されている。チャックコマ４３４４をウェハＷ側に移動させるときは、真空ポンプ等を駆動してチャックコマ４３４４側のシリンダ室４３４７の圧力をシリンダ室４３４８の圧力よりも低くすることで、チャックコマ４３４４を移動するようになっている。このとき、チャックコマ４３４４側のシリンダ室４３４７の圧力は外部圧力（大気圧）よりも低くなるので、シリンダ室４３４７内のパーティクルがチャックコマ４３４４及びウェハＷに飛散することが防止される。すなわち、チャックコマ４３４４をウェハＷ側に移動させるときに、図５（ｃ）に示すように、シリンダ室４３４８に圧縮空気などを供給してチャックコマ４３４４を移動させると、弁体４３４６の圧縮によりチャックコマ４３４４側のシリンダ室４３４７の圧力が外部圧力（大気圧）より高くなるため、シリンダ室４３４７から外部に流出する空気の流れが形成され、シリンダ室４３４７内のパーティクル４３４９がチャックコマ４３４４及びウェハＷに飛散してしまう。上述のように、真空ポンプ等によりチャックコマ４３４４側のシリンダ室４３４７の圧力をシリンダ室４３４８の圧力よりも低くすれば、チャックコマ４３４４側のシリンダ室４３４７の圧力は大気圧よりも低くなるので、シリンダ室４３４７内のパーティクルがチャックコマ４３４４及びウェハＷに飛散することが防止される。このような構造は、洗浄部４におけるウェハの搬送だけでなく、基板処理装置全般におけるウェハの搬送に適用できるものである。

次に、上述のように構成された搬送機構４３４Ａの動作を図６（ａ）乃至図８（ｃ）を参照して説明する。なお、図６（ａ）乃至図８（ｃ）においては、搬送機構４３４Ａの４つの回転アーム４３４２のうち３つの回転アームのみを示している。

まず、搬送ロボット４４Ａから研磨後のウェハＡを反転機４３０Ａに搬送する（図６（ａ））。この反転機４３０ＡにおいてウェハＡが反転され、反転後のウェハＡは回転アーム４３４２の保持機構に保持される（図６（ｂ））。そして、搬送機構４３４Ａの回転軸４３４１を回転させることによりウェハＡを１次洗浄機４３１Ａに搬送し、この１次洗浄機４３１ＡにおいてウェハＡを洗浄する（図６（ｃ））。その後、回転アーム４３４２を元の位置に戻すとともに、搬送ロボット４４Ａから次の研磨後のウェハＢを反転機４３０Ａに搬送する（図６（ｄ））。

反転機４３０ＡにおいてウェハＢは反転され、洗浄後のウェハＡ及び反転後のウェハＢは回転アーム４３４２の保持機構に保持される（図７（ａ））。そして、搬送機構４３４Ａの回転軸４３４１を回転させることにより、ウェハＢを１次洗浄機４３１Ａに、ウェハＡを２次洗浄機４３２Ａに搬送し、各洗浄機４３１Ａ，４３２ＡにおいてウェハＢ，Ａをそれぞれ洗浄する（図７（ｂ））。その後、回転アーム４３４２を元の位置に戻すとともに、搬送ロボット４４Ａから次の研磨後のウェハＣを反転機４３０Ａに搬送する（図７（ｃ））。反転機４３０ＡにおいてウェハＣは反転され、洗浄後のウェハＡ，Ｂ及び反転後のウェハＣは回転アーム４３４２の保持機構に保持される（図７（ｄ））。

そして、搬送機構４３４Ａの回転軸４３４１を回転させることにより、ウェハＣを１次洗浄機４３１Ａに、ウェハＢを２次洗浄機４３２Ａに、ウェハＡを３次洗浄機４３３Ａに搬送し、各洗浄機４３１Ａ，４３２Ａ，４３３ＡにおいてウェハＣ，Ｂ，Ａをそれぞれ洗浄する（図８（ａ））。その後、回転アーム４３４２を元の位置に戻すとともに、搬送ロボット４４Ａから次の研磨後のウェハＤを反転機４３０Ａに搬送する（図８（ｂ））。このとき、３次洗浄機４３３Ａにおいて洗浄及び乾燥されたウェハＡが搬送ロボット４２に受け渡される。そして、反転機４３０ＡにおいてウェハＤは反転され、洗浄後のウェハＢ，Ｃ及び反転後のウェハＤは回転アーム４３４２の保持機構に保持される（図８（ｃ））。以降は、図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示した工程が繰り返される。

このように、本実施形態においては、反転機４３０Ａから１次洗浄機４３１Ａに、１次洗浄機４３１Ａから２次洗浄機４３２Ａに、２次洗浄機４３２Ａから３次洗浄機４３３Ａにそれぞれ半導体ウェハを同時に搬送することができ、ウェハの搬送時間を短くすることが可能となり、装置のスループットを向上することができる。

また、このような構成により、ポリッシング装置内において洗浄機をコンパクトに配置することができ、ポリッシング装置の長手方向の長さを短くして、装置全体をコンパクトにすることができる。さらに、回転軸の同心円上に洗浄機を配置することにより、効率的な配置を実現することができる。また、回転軸の回転だけで複数の洗浄機間の搬送を行うことができるため、装置の構造を単純なものにすることができる。

次に、研磨部３の研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄについて説明する。これらの研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは同一構造であるため、以下では第１研磨ユニット３０Ａについてのみ説明する。

研磨テーブル３００Ａの上面には研磨布又は砥石等が貼付されており、この研磨布又は砥石等によって半導体ウェハを研磨する研磨面が構成されている。研磨時には、研磨液供給ノズルから研磨テーブル３００Ａ上の研磨面に研磨液が供給され、研磨対象である半導体ウェハがトップリング３０１Ａにより研磨面に押圧されて研磨が行われる。なお、１以上の研磨ユニットにベルト又はテープの研磨面を設けて、ベルト又はテープの研磨面とテーブル状の研磨面とを組み合わせることもできる。

図９は、第１研磨ユニット３０Ａのトップリング３０１Ａの構造を示す部分的に断面された側面図である。トップリング３０１Ａは、トップリング３０１Ａを回転、押し付け、揺動などの動作をさせるトップリングヘッド３１００に支持されている。トップリング３０１Ａは、ウェハの上面を保持するとともに研磨テーブル３００Ａの研磨面に押し付けるトップリング本体３１０２と、ウェハの外周を保持するガイドリング３１０４と、トップリング３０１Ａとウェハの間に配置される緩衝材としてのバッキングフィルム３１０６とを備えている。トップリング本体３１０２はたわみの少ない材質、例えばセラミックや耐腐食性を有し剛性のある金属（ステンレス）などによって形成されており、ウェハの全面を均一に押し付けられるようにウェハ側の面が平坦に仕上げられている。研磨するウェハによってはこの面に緩やかに凹凸があってもよい。

ガイドリング３１０４はウェハの外周が抑えられるようにウェハ外径よりわずかに大きい内径を有しており、ガイドリング３１０４内にウェハが挿入される。トップリング本体３１０２にはウェハ押し付け面に開口するとともに反対側の面に開口する複数の貫通穴３１０８が形成されている。そして、これら貫通穴３１０８を介して上方からウェハ接触面に対して陽圧のクリーンエアや窒素ガスを供給し、ウェハのある領域を選択的にかつ部分的に押し付けられるようになっている。また、貫通穴３１０８を負圧にすることでウェハを吸着することが可能になり、トップリング本体３１０２にウェハを吸着しウェハの搬送を行っている。また貫通穴３１０８からクリーンエアや窒素ガスをウェハに吹き付けウェハをトップリング本体３１０２から離脱できるようにもなっている。この場合、エアや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も可能になっている。

また、トップリング３０１Ａの上面には取付フランジ３１１０が取り付けられており、この取付フランジ３１１０の上面の中心部には半球状の穴が形成されている。取付フランジ３１１０の上方には、トップリング駆動軸３１１２に固定された駆動フランジ３１１４が配設されており、この駆動フランジ３１１４にも同様の半球状の穴が形成されている。これら両穴の中に硬質の例えばセラミックの球３１１６が収容され、駆動フランジ３１１４に加えられる下方向への押し付け力は球３１１６を介して下の取付フランジ３１１０に伝達されるようになっている。

一方、トップリングヘッド３１００は、スプラインシャフトからなるトップリング駆動軸３１１２を介してトップリング３０１Ａを支持している。また、トップリングヘッド３１００は、揺動軸３１１７によって支持されている。揺動軸３１１７は、軸の下端に連結された移動機構としてのモータ（図示せず）が回転することで揺動し、トップリングヘッド３１００が旋回できるようになっており、この旋回によってトップリング３０１Ａを研磨位置、メンテナンス位置、及びウェハの受け渡し位置へ移動させることが可能になっている。揺動軸３１１７の上方で、トップリングヘッド３１００の上面にモータ３１１８が設けられており、モータを回転させると、このモータの軸端に取り付けられた駆動プーリ３１２０が回転し、トップリング駆動軸３１１２の外周にある従動プーリ３１２２がベルト３１２４を介して回転する。従動プーリ３１２２が回転すると、トップリング駆動軸３１１２が同様に回転する。トップリング駆動軸３１１２の回転がトップリング３０１Ａに伝達され、トップリング３０１Ａが回転する。

また、トップリングヘッド３１００の上面にはシリンダ３１２６が軸を下向きにして取り付けられており、トップリングヘッド３１００とシリンダ３１２６の軸とはフレキシブルに結合されている。シリンダ３１２６に供給するエアの圧力をコントロールすることで、トップリング駆動軸３１１２を上昇下降させる力、すなわちトップリング３０１Ａを研磨面に対して押圧する力をコントロールできるようになっている。また、シリンダ３１２６とトップリングヘッド３１００の結合部分に引っ張り／圧縮式の荷重測定器３１２８（ロードセル）が介装されており、シリンダ３１２６がトップリングヘッド３１００を基点にし、上下の推力を発するときにその推力を測定することが可能になっている。この推力はウェハを押し付けている力に置き換えられるので、押し付け力の管理を目的として、この測定された推力を利用してフィードバック回路を形成してもよい。シリンダ３１２６のボディーとスプラインシャフトからなるトップリング駆動軸３１１２とは、トップリング駆動軸３１１２が回転可能な状態で連結されている。したがって、シリンダ３１２６が上下方向に動作すると、トップリング駆動軸３１１２は同時に上下方向に動作する。トップリング駆動軸３１１２の内部には貫通孔が形成されており、貫通孔内にチューブ（図示せず）が設けられている。トップリング駆動軸３１１２とトップリング３０１Ａが回転するので、チューブの上端部には回転継手３１３０が設置されている。この回転継手３１３０を介して、真空、窒素ガス、クリーンエアや純水等の気体及び／又は液体がトップリング本体３１０２に供給される。なお、シリンダ３１２６をスプラインシャフト上に直接取り付けてもよく、この場合にはシリンダ３１２６とスプラインシャフトの結合部分に荷重測定器３１２８を取り付ける。

上述のように構成されたトップリング３０１Ａはプッシャ３１に搬送されたウェハを真空吸着し、ウェハをトップリング３０１Ａのガイドリング３１０４内に保持する。その後、トップリング３０１Ａはプッシャ３１の上方から研磨テーブル３００Ａ上の研磨面の上方へ揺動する。トップリング３０１Ａが研磨テーブル３００Ａ上方のポリッシング可能な位置に揺動してきたら、トップリング３０１Ａを所望の回転数で回転させ、シリンダ３１２６によりトップリング３０１Ａを下降させ、研磨テーブル３００Ａの上面まで下降させる。トップリング３０１Ａが研磨テーブル３００Ａの上面まで下降したら、シリンダ３１２６の下降点検出用のセンサ３１３２が作動し、下降動作が完了したことを信号として発する。その信号を受け、シリンダ３１２６は所望の押し付け荷重に対応する圧力に設定されたエアが供給され、トップリング３０１Ａを研磨テーブル３００Ａに押し付け、ウェハに押し付け力を加える。同時にウェハを吸着していた負圧用の回路を遮断する。このとき、例えばウェハの研磨する膜質などにより、この負圧はかけたままにしたり、遮断したり、更にバルブを切り換えて気体の圧力をコントロールして陽圧をかけたりして、ウェハの研磨プロファイルをコントロールする。このときの圧力はトップリング３０１Ａのウェハ保持部分に形成された貫通穴３１０８にのみかかるので、ウェハのどの領域にその圧力をかけたいかにより貫通穴３１０８の穴径、数、位置を変えて所望の研磨プロファイルを達成する。

その後、所望の研磨プロセスが終了する（研磨プロセスの終了は時間や膜厚によって管理される）と、トップリング３０１Ａはウェハを吸着保持する。そして、研磨テーブル上をウェハと研磨布が接触したまま揺動し、ウェハの中心が研磨テーブル３００Ａ上に存在し可能な限り研磨テーブル３００Ａの外周近傍に位置し、ウェハの表面の４０％程度が研磨テーブル３００Ａからはみ出すところまで移動する。その後、シリンダ３１２６を作動させ、ウェハとともにトップリング３０１Ａを上昇させる。これは、使用する研磨布によっては、パッド上のスラリとウェハとの間の表面張力がトップリングの吸着力よりも強くなることがあり、ウェハが研磨布上に残されてしまうため、その表面張力を減少させるために、研磨テーブル上よりもウェハを飛び出させてからトップリング３０１Ａを上昇させる。ウェハがウェハ面積の４０％以上研磨テーブルからはみ出ると、トップリングは傾き、ウェハが研磨テーブルのエッジに当たりウェハが割れてしまうおそれがあるので４０％程度のはみ出しが好ましい。すなわち、ウェハ中心が研磨テーブル３００Ａ上にあることが重要である。

トップリング３０１Ａの上昇が完了すると、シリンダ３１２６の上昇点検出センサ３１３４が作動し、上昇動作が完了したことが確認できる。そして、トップリング３０１Ａの揺動動作を開始し、プッシャ３１の上方へ移動してプッシャ３１へのウェハの受け渡しを行う。ウェハをプッシャ３１に受け渡した後、トップリング３０１Ａに向かって下方又は横方向、上方向から洗浄液を吹き付け、トップリング３０１Ａのウェハ保持面や研磨後のウェハ、その周辺を洗浄する。この洗浄水の供給は、次のウェハがトップリング３０１Ａに受け渡されるまでの間トップリングの乾燥防止を目的とし、継続してもよい。ランニングコストを考慮して間欠的に洗浄水を吹き付けてもよい。ポリッシングの間に、例えばポリッシング時間を複数のステップに分割し、そのステップごとにトップリングの押し付け力や、回転数、ウェハの保持方法を変更することが可能になっている。また使用する砥液の種類、量、濃度、温度、供給のタイミングなどを変更することが可能である。

また、ポリッシングの最中に、例えばトップリングの回転用のモータへの電流値をモニタしておくと、このモータが出力しているトルクが算出できる。ウェハのポリッシングの終点に伴いウェハと研磨布との摩擦に変化が生じる。このトルク値の変化を利用し、ポリッシングの終点を検知するようにしてもよい。同様に研磨テーブル３００Ａの電流をモニタし、トルクの変化を算出し、ポリッシングの終点を検知してもよい。同様にトップリングの振動を測定しながらポリッシングを行い、その振動波形の変極点を検知し、ポリッシング終了の確認を行ってもよい。更に、静電容量を測定してポリッシング完了を検知してもよい。この４通りのポリッシング完了検知はウェハの研磨前と研磨後の表面の凹凸の違いや表面の膜質の違い又は残膜量から判断する方法である。また、ポリッシングを終了したウェハの表面を洗浄し、研磨量を確認し、研磨不足を測定してから再度不足分をポリッシングしてもよい。

図１０及び図１１はドレッサ３０２Ａを示す縦断面図であり、図１０はダイヤモンドドレッサを示し、図１１はブラシドレッサを示す。図１０に示すように、ドレッサ３０２Ａは、研磨布をドレッシングするドレッサ面を有するドレッサプレート３３００を備えている。ドレッサプレート３３００は取付フランジ３３０２に締結されており、取付フランジ３３０２の上面の中心部には半球状の穴が形成されている。取付フランジ３３０２の上方には、ドレッサ駆動軸３３０４に固定された駆動フランジ３３０６が配置されており、駆動フランジ３３０６にも同様の半球状の穴が形成されている。これら両穴の中に硬質の例えばセラミックの球３３０８が収容され、駆動フランジ３３０６に加えられる下方向への押し付け力は球３３０８を介して下のドレッサプレート３３００に伝達されるようになっている。ドレッサプレート３３００の下面には、パッドの形状修正や目立てを行うためにダイヤモンド粒３３１０が電着されている。ダイヤモンド粒以外にも硬質の例えばセラミックの突起が多数配置されたものなどでもよい。これらの交換はドレッサプレート３３００のみを交換すればよく、他種類のプロセスに容易に対応できるようになっている。いずれも表面の形状がドレッシング対象であるパッドの表面形状に反映されるのでドレッサのドレッシング面は平面に仕上げられている。

ドレッサ駆動軸３３０４はドレッサヘッド３３１２に支持されている。ドレッサヘッド３３１２の機能は、概略トップリングヘッド３１００と同様であり、ドレッサ駆動軸３３０４をモータによって回転させるともにドレッサ駆動軸３３０４をシリンダによって昇降させるようになっている。ドレッサヘッド３３１２の詳細構造は、トップリングヘッド３１００と概略同一であるため、図示は省略する。

図１１はブラシドレッサを示し、ドレッサプレート３３００の下面にダイヤモンド粒３３１０に代わってブラシ３３１４が設けられている。その他の構成は図１０に示すダイヤモンドドレッサと概略同様である。

上述の構成において、研磨布の形状修正や目立てを行う際、ドレッサ３０２Ａは洗浄位置から揺動し、研磨テーブル３００Ａ上のドレッシング位置の上方に移動する。揺動が完了するとドレッサ３０２Ａは所望の回転数で回転し、上昇下降のシリンダが作動し、ドレッサ３０２Ａが下降する。研磨テーブル３００Ａの上面にドレッサ３０２Ａが接触すると、シリンダに設けられた下降点検出センサが検知し、テーブル上にドレッサ３０２Ａがタッチダウンしたという信号を発する。その信号を受けシリンダはドレッサ３０２Ａに押し付け力を加え、所望の押圧力にて研磨テーブル３００Ａ上のパッドをドレッシングする。所望の時間、ドレッシングを行った後、シリンダが上昇方向に動作しドレッサ３０２Ａは研磨テーブル３００Ａ面から離れる。その後、ドレッサ３０２Ａは揺動し、洗浄位置へ移動し、その場で例えば洗浄桶（図示せず）に水没させてドレッサ自身を洗浄する。この洗浄は例えば水桶に水没させ、又はスプレーノズルで吹き付け洗浄し、又は水桶の底面に植毛されたブラシに押し付けて回転させ洗浄してもよい。また、桶の中に超音波素子を設けて、その振動エネルギによりドレッサを洗浄してもよい。

また、第１研磨ユニット３０Ａは、機械的ドレッサ３０２Ａの他に、流体圧による非接触型のドレッサとしてアトマイザを備えている。このアトマイザの主な目的は、研磨面上に堆積、目詰まりした研磨屑、スラリ粒子を洗い流すことである。アトマイザの流体圧による研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサ３０２Ａによる研磨面の目立て作業により、より好ましいドレッシング、すなわち研磨面の再生を達成することができる。通常は接触型のドレッサ（ダイヤモンドドレッサ等）によるドレッシングの後に、アトマイザによる研磨面の性状再生を行う場合が多い。

次に、研磨部３の研磨部リニアトランスポータ５について説明する。図１に示すように、研磨部リニアトランスポータ５は、直線往復移動可能な６つの搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４，ＴＳ５，ＴＳ６を備えており、これらのステージは上下に２段の構成となっている。すなわち、上段には第１搬送ステージＴＳ１、第２搬送ステージＴＳ２、第３搬送ステージＴＳ３，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，第６搬送ステージＴＳ６が配置されている。

図１２は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６を仮に図１のＡ−Ａ線矢視方向に待機させた状態を示している。上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４と下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６とは、図１の平面図上では同じ軸上を移動するが、図１２に示すように、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ＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４と下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６とは互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。

搬送ステージＴＳ１は、搬送位置ＴＰ１、搬送位置ＴＰ２、及びプッシャ３１が配置された（ウェハの受け渡し位置である）搬送位置ＴＰ３の間でウェハを搬送する。搬送ステージＴＳ２は、搬送位置ＴＰ２、搬送位置ＴＰ３、及びプッシャ３２が配置された（ウェハの受け渡し位置である）搬送位置ＴＰ４の間でウェハを搬送する。搬送ステージＴＳ３は、搬送位置ＴＰ３、搬送位置ＴＰ４、及びプッシャ３３が配置された（ウェハの受け渡し位置である）搬送位置ＴＰ５の間でウェハを搬送する。搬送ステージＴＳ４は、搬送位置ＴＰ４、搬送位置ＴＰ５、及びプッシャ３４が配置された（ウェハの受け渡し位置である）搬送位置ＴＰ６の間でウェハを搬送する。これらの上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は、研磨部３へのウェハの投入及び各研磨ユニット間の搬送に用いられる。

搬送ステージＴＳ５は、搬送位置ＴＰ１と搬送位置ＴＰ５との間でウェハを搬送し、搬送ステージＴＳ６は、搬送位置ＴＰ２と搬送位置ＴＰ６との間でウェハを搬送する。これらの下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６は、研磨後のウェハの搬送に用いられる。

上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は一体となっており、図１２に示すように、ロッドレスシリンダ５１の駆動により、これらの搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が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。また、同様に、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６は一体となっており、ロッドレスシリンダ５２の駆動により、これらの搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が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。なお、本実施形態では、ロッドレスシリンダ５１，５２によって搬送ステージを移動させているが、例えばボールねじを用いたモータ駆動により移動させてもよい。

次に、研磨部３のプッシャ３１〜３４について説明する。プッシャ３１は、研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ１上のウェハを第１研磨ユニット３０Ａのトップリング３０１Ａに受け渡すとともに、第１研磨ユニット３０Ａにおける研磨後のウェハを研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ２又はＴＳ３に受け渡すものである。プッシャ３２は、研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ２上のウェハを第２研磨ユニット３０Ｂのトップリング３０１Ｂに受け渡すとともに、第２研磨ユニット３０Ｂにおける研磨後のウェハを研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３又はＴＳ４に受け渡すものである。プッシャ３３は、研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３上のウェハを第３研磨ユニット３０Ｃのトップリング３０１Ｃに受け渡すとともに、第３研磨ユニット３０Ｃにおける研磨後のウェハを研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ４又はＴＳ５に受け渡すものである。プッシャ３４は、研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ４上のウェハを第４研磨ユニット３０Ｄのトップリング３０１Ｄに受け渡すとともに、第４研磨ユニット３０Ｄにおける研磨後のウェハを研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ６に受け渡すものである。このように、プッシャ３１〜３４は、研磨部リニアトランスポータ５と各トップリングとの間でウェハを受け渡す受け渡し機構として機能する。これらのプッシャ３１〜３４は同一の構造であるため、以下の説明ではプッシャ３１についてのみ説明する。

図１３は、プッシャ３１を示す縦断面図である。図１３に示すように、プッシャ３１は、中空シャフト３３０の延長上にトップリングを保持するためのガイドステージ３３１と、中空シャフト３３０の中を貫通するスプラインシャフト３３２と、スプラインシャフト３３２の延長上にウェハを保持するプッシュステージ３３３とを備えている。スプラインシャフト３３２には軸ブレに対してフレキシブルに軸を接続可能なフローティングジョイント３３４によってエアシリンダ３３５，３３６が連結されている。エアシリンダは２個直列に上下に配置されている。最下段に配置されたエアシリンダ３３６は、ガイドステージ３３１の上昇／下降用、及びプッシュステージ３３３の上昇／下降用であり、エアシリンダ３３５ごと中空シャフト３３０を上下させる。エアシリンダ３３５は、プッシュステージ３３３の上昇／下降用である。

ガイドステージ３３１の最外周には、トップリングガイド３３７が４個設置されている。トップリングガイド３３７は、上段部３３８と下段部３３９とを有する２段の階段構造となっている。トップリングガイド３３７の上段部３３８はトップリングのガイドリング３１０４（図９参照）下面とのアクセス部であり、下段部３３９はウェハの求芯用及び保持用である。上段部３３８にはトップリングを導入するためのテーパ３３８ａ（２５°〜３５°ぐらいが好ましい）が形成されており、下段部３３９にはウェハを導入するためのテーパ３３９ａ（１０°〜２０°ぐらいが好ましい）が形成されている。ウェハアンロード時は直接トップリングガイド３３７でウェハエッジを受ける。

ガイドステージ３３１の裏面には防水機能と上昇したステージが元の位置に復帰するための案内の機能を持ったガイドスリーブ３４０が設置されている。ガイドスリーブ３４０の内側にはプッシャのセンタリングのためのセンタスリーブ３４１がベアリングケース３４２に固定されている。プッシャ３１はこのベアリングケース３４２において研磨部側のモータハウジング３４３に固定されている。

プッシュステージ３３３とガイドステージ３３１の間の防水にはＶリング３４４が用いられ、Ｖリング３４４のリップ部分がガイドステージ３３１と接触し、内部への水の浸入を防いでいる。プッシュステージ３３３が上昇するとＧ部の容積が大きくなり、圧力が下がり水を吸い込んでしまう。これを防ぐためにＶリング３４４の内側に穴３４５を設け、圧力が下がることを防止している。

トップリングガイド３３７に位置合わせ機構を持たせるため、Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動可能なリニアウェイ３４６を配置している。ガイドステージ３３１はリニアウェイ３４６に固定されている。リニアウェイ３４６は中空シャフト３３０に固定されている。中空シャフト３３０はスライドブッシュ３４７を介してベアリングケース３４２に保持されている。エアシリンダ３３６のストロークは圧縮ばね３４８によって中空シャフト３３０に伝えられる。

プッシュステージ３３３はガイドステージ３３１の上方にあり、プッシュステージ３３３の中心より下方に伸びるプッシュロッド３４９はガイドステージ３３１の中心のスライドブッシュ３５０を通すことで芯出しされ、スプラインシャフト３３２に接している。プッシュステージ３３３はスプラインシャフト３３２を介してエアシリンダ３３５によって上下し、トップリング３０１ＡへウェハＷをロードする。プッシュステージ３３３の端には位置決めのための圧縮ばね３５１が配置されている。

トップリングガイド３３７がトップリング３０１Ａにアクセスする際の高さ方向の位置決めと衝撃吸収のために、ショックキラー３５２が設置される。各々のエアシリンダにはプッシャ上下方向の位置確認のため上下リミットセンサが具備される。すなわち、エアシリンダ３３５にセンサ３５３，３５４が、エアシリンダ３３６にセンサ３５５，３５６がそれぞれ取り付けられている。また、プッシャに付着したスラリなどからウェハへの逆汚染を防止するため、汚れを洗浄するための洗浄ノズルが別途設置される。プッシャ上のウェハ有無を確認するためのウェハ有無センサが別途設置される場合もある。エアシリンダ３３５，３３６の制御はダブルソレノイドバルブで行う。

次に、上述のように構成されたプッシャ３１の動作を説明する。図１４（ａ）乃至図１４（ｅ）は、プッシャ３１の動作の説明に付する図である。
１）ウェハロード時
図１４（ａ）に示すように、プッシャ３１の上方に研磨部リニアトランスポータ５によってウェハＷが搬送される。トップリング３０１Ａがプッシャ３１の上方のウェハロード位置（第２搬送位置）にあってウェハを保持していないとき、図１４（ｂ）に示すように、エアシリンダ３３５によりプッシュステージ３３３が上昇する。プッシュステージ３３３の上昇完了がセンサ３５３で確認されると、図１４（ｃ）に示すように、エアシリンダ３３６によりガイドステージ３３１周りの構成品一式が上昇していく。上昇途中で研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージのウェハ保持位置を通過する。このとき、通過と同時にウェハＷをトップリングガイド３３７のテーパ３３９ａで求芯し、プッシュステージ３３３によりウェハＷの（エッジ以外の）パターン面を保持する。

プッシュステージ３３３がウェハＷを保持したままトップリングガイド３３７は停止することなく上昇していき、トップリングガイド３３７のテーパ３３８ａによってガイドリング３１０４を呼び込む。Ｘ，Ｙ方向に自在に移動可能なリニアウェイ３４６による位置合わせでトップリング３０１Ａに求芯し、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４下面と接触することでガイドステージ３３１の上昇は終了する。

ガイドステージ３３１はトップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４下面に接触して固定され、それ以上上昇することはない。ところが、エアシリンダ３３６はショックキラー３５２に当たるまで上昇し続けるので、圧縮ばね３４８は収縮するためスプラインシャフト３３２のみが更に上昇し、プッシュステージ３３３が更に上昇する。このとき、図１４（ｄ）に示すように、プッシュステージ３３３はウェハＷの（エッジ以外の）パターン面を保持し、トップリング３０１ＡまでウェハＷを搬送する。ウェハＷがトップリングに接触した後にエアシリンダ３３６が上昇するとそれ以上のストロークをばね３５１が吸収し、ウェハＷを保護している。

トップリング３０１ＡがウェハＷの吸着を完了すると、プッシャは下降を開始し、図１４（ａ）の状態まで下降する。下降の際、トップリング求芯のためセンタ位置を移動していたガイドステージ３３１はガイドスリーブ３４０に設けられたテーパ部とセンタスリーブ３４１に設けられたテーパ部によってセンタリングされる。下降終了で動作が完了する。

２）ウェハアンロード時
プッシャ上方のウェハアンロード位置にトップリング３０１ＡによってウェハＷが搬送される。研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージがプッシャ３１の上方にあってウェハを搭載していないとき、エアシリンダ３３６によりガイドステージ３３１周りの構成品一式が上昇し、トップリングガイド３３７のテーパ３３８ａによってガイドリング３１０４を呼び込む。リニアウェイ３４６による位置合わせでトップリング３０１Ａに求芯し、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４の下面と接触することでガイドステージ３３１の上昇は終了する。

エアシリンダ３３６はショックキラー３５２に当たるまで動作し続けるが、ガイドステージ３３１はトップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４の下面に接触して固定されているため、エアシリンダ３３６は圧縮ばね３４８の反発力に打勝ってスプラインシャフト３３２をエアシリンダ３３５ごと押し上げ、プッシュステージ３３３を上昇させる。このとき、図１４（ｅ）に示すように、プッシュステージ３３３はトップリングガイド３３７の下段部３３９のウェハ保持部より高い位置になることはない。本実施形態では、エアシリンダ３３６はトップリングガイド３３７がガイドリング３１０４に接触したところから更にストロークするように設定されている。このときの衝撃はばね３４８によって吸収される。

エアシリンダ３３６の上昇が終了するとトップリング３０１ＡよりウェハＷがリリースされる。このとき、トップリングガイド３３７の下段テーパ３３９ａによってウェハＷは求芯され、トップリングガイド３３７の下段部３３９にエッジ部が保持される。ウェハＷがプッシャ３１に保持されると、プッシャ３１は下降を開始する。下降の際、トップリング求芯のためセンタ位置を移動していたガイドステージ３３１はガイドスリーブ３４０とセンタスリーブ３４１によりセンタリングされる。下降の途中でプッシャ３１より研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージにウェハＷのエッジ部で受け渡され、下降終了で動作が完了する。

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。
図１５は、ウェハをシリーズ処理する場合のウェハの流れの一例を示す模式図である。図１５に示すように、ウェハをシリーズ処理する場合には、ウェハは、ロード／アンロードステージ２のウェハカセット→搬送ロボット４２（反転）→洗浄部リニアトランスポータ４５→搬送ロボット４４Ａ→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ１→プッシャ３１→トップリング３０１Ａ→研磨テーブル３００Ａ→プッシャ３１→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ２→プッシャ３２→トップリング３０１Ｂ→研磨テーブル３００Ｂ→プッシャ３２→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３→プッシャ３３→トップリング３０１Ｃ→研磨テーブル３００Ｃ→プッシャ３３→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ４→プッシャ３４→トップリング３０１Ｄ→研磨テーブル３００Ｄ→プッシャ３４→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ６→搬送ロボット４４Ａ→第１洗浄ユニット４３Ａの反転機４３０Ａ→搬送機構４３４Ａ→１次洗浄機４３１Ａ→搬送機構４３４Ａ→２次洗浄機４３２Ａ→搬送機構４３４Ａ→３次洗浄機４３３Ａ→搬送ロボット４２→ロード／アンロードステージ２のウェハカセットという経路で搬送される。

このときの研磨部リニアトランスポータ５の動作を図１６（ａ）乃至図２４（ｃ）を参照して説明する。まず、搬送ロボット４４Ａが研磨部リニアトランスポータ５の搬送位置ＴＰ２に位置する搬送ステージＴＳ１上にウェハＡを載置する（図１６（ａ）及び図１６（ｂ））。そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ１上のウェハＡがトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動される（図１６（ｃ））。ここで、搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３１が上昇し、ウェハＡがトップリング３０１Ａに受け渡される（図１６（ｄ））。

次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図１７（ａ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＢが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置される（図１７（ｂ））。トップリング３０１Ａに移送されたウェハＡは、トップリング３０１Ａの真空吸着機構により吸着され、ウェハＡは研磨テーブル３００Ａまで吸着されたまま搬送される。そして、ウェハＡは研磨テーブル３００Ａ上に取り付けられた研磨布又は砥石等からなる研磨面で研磨される。研磨が終了したウェハＡは、トップリング３０１Ａの揺動によりプッシャ３１の上方に移動され、プッシャ３１に受け渡される。このウェハＡは、プッシャ３１の下降によって上段の搬送ステージＴＳ２上に載置される（図１７（ｃ））。そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ２上のウェハＡがトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ１上のウェハＢはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動される（図１７（ｄ））。

ここで、搬送位置ＴＰ４に配置されたプッシャ３２及び搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３１が上昇し、ウェハＡとウェハＢがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される（図１８（ａ））。次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図１８（ｂ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＣが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置される（図１８（ｃ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡ及びウェハＢは、それぞれプッシャ３３，３２によって搬送ステージＴＳ３、搬送ステージＴＳ２上に載置される（図１８（ｄ））。

そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ３上のウェハＡはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ５）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＢはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ１上のウェハＣはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動される（図１９（ａ））。ここで、搬送位置ＴＰ５に配置されたプッシャ３３、搬送位置ＴＰ４に配置されたプッシャ３２、及び搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３１が上昇し、ウェハＡ，Ｂ，Ｃがそれぞれトップリング３０１Ｃ，３０１Ｂ，３０１Ａに受け渡される（図１９（ｂ））。次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図１９（ｃ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＤが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置される（図１９（ｄ））。

それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれプッシャ３３，３２，３１によって搬送ステージＴＳ４、搬送ステージＴＳ３、搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２０（ａ））。そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ４上のウェハＡはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ６）に移動され、搬送ステージＴＳ３上のウェハＢはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ５）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＣはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ１上のウェハＤはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動される（図２０（ｂ））。ここで、搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３４、搬送位置ＴＰ５に配置されたプッシャ３３、搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３２、及び搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３１が上昇し、ウェハＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがそれぞれトップリング３０１Ｄ，３０１Ｃ，３０１Ｂ，３０１Ａに受け渡される（図２０（ｃ））。次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図２０（ｄ））。

このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＥが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２１（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれプッシャ３４，３３，３２，３１によって下段の搬送ステージＴＳ６、上段の搬送ステージＴＳ４、搬送ステージＴＳ３、搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２１（ｂ））。そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ６上のウェハＡは搬送位置ＴＰ２に移動され、搬送ステージＴＳ４上のウェハＢはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ６）に移動され、搬送ステージＴＳ３上のウェハＣはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ５）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＤはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ１上のウェハＥはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動される（図２１（ｃ））。ここで、搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３４、搬送位置ＴＰ５に配置されたプッシャ３３、搬送位置ＴＰ４に配置されたプッシャ３２、及び搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３１が上昇し、ウェハＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅがそれぞれトップリング３０１Ｄ，３０１Ｃ，３０１Ｂ，３０１Ａに受け渡され、搬送位置ＴＰ２のウェハＡは搬送ロボット４４Ａにより第１洗浄ユニット４３Ａに送られる（図２１（ｄ））。

次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図２２（ａ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＦが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２２（ｂ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、それぞれプッシャ３４，３３，３２，３１によって下段の搬送ステージＴＳ６、上段の搬送ステージＴＳ４、搬送ステージＴＳ３、搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２２（ｃ））。そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ６上のウェハＢは搬送位置ＴＰ２に移動され、搬送ステージＴＳ４上のウェハＣはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ６）に移動され、搬送ステージＴＳ３上のウェハＤはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ５）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＥはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ１上のウェハＦはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動される（図２２（ｄ））。

ここで、搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３４、搬送位置ＴＰ５に配置されたプッシャ３３、搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３２、及び搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３１が上昇し、ウェハＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆがそれぞれトップリング３０１Ｄ，３０１Ｃ，３０１Ｂ，３０１Ａに受け渡され、搬送位置ＴＰ２のウェハＢは搬送ロボット４４Ａにより第１洗浄ユニット４３Ａに送られる（図２３（ａ））。次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図２３（ｂ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＧが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２３（ｃ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、それぞれプッシャ３４，３３，３２，３１によって下段の搬送ステージＴＳ６、上段の搬送ステージＴＳ４、搬送ステージＴＳ３、搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２３（ｄ））。

そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ６上のウェハＣは搬送位置ＴＰ２に移動され、搬送ステージＴＳ４上のウェハＤはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ６）に移動され、搬送ステージＴＳ３上のウェハＥはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ５）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＦはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ１上のウェハＧはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動される（図２４（ａ））。ここで、搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３４、搬送位置ＴＰ５に配置されたプッシャ３３、搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３２、及び搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３１が上昇し、ウェハＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇがそれぞれトップリング３０１Ｄ，３０１Ｃ，３０１Ｂ，３０１Ａに受け渡され、搬送位置ＴＰ２のウェハＣは搬送ロボット４４Ａにより第１洗浄ユニット４３Ａに送られる（図２４（ｂ））。次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図２４（ｃ））。以降は、図２３（ｃ）乃至図２４（ｃ）に示した工程が繰り返される。

このようなシリーズ処理は、特に各研磨ユニットで異なるスラリを使用する場合などに有効である。また、本実施形態では、４つの研磨ユニットにおいて順次研磨を行うことができるので、従来ではできなかった研磨プロセスを実現することができる。なお、３段階の研磨（例えば、１次研磨３分、２次研磨１．５分、３次研磨１．５分）を行う場合においても、第１研磨ユニット３０Ａで１次研磨を１．５分、第２研磨ユニット３０Ｂで１次研磨を１．５分、第３研磨ユニット３０Ｃで２次研磨を１．５分、第４研磨ユニット３０Ｄで３次研磨を１．５分行うことができ、各研磨ユニットにおける研磨時間を平均化して効率的な運転を実現することができる。

図２５及び図２６は、ウェハをパラレル処理する場合のウェハの流れの一例を示す模式図である。ウェハをパラレル処理する場合には、一方のウェハは、図２５に示すように、ロード／アンロードステージ２のウェハカセット→搬送ロボット４２（反転）→洗浄部リニアトランスポータ４５→搬送ロボット４４Ａ→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ１→プッシャ３１→トップリング３０１Ａ→研磨テーブル３００Ａ→プッシャ３１→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３→プッシャ３３→トップリング３０１Ｃ→研磨テーブル３００Ｃ→プッシャ３３→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ５→搬送ロボット４４Ａ→第１洗浄ユニット４３Ａの反転機４３０Ａ→搬送機構４３４Ａ→１次洗浄機４３１Ａ→搬送機構４３４Ａ→２次洗浄機４３２Ａ→搬送機構４３４Ａ→３次洗浄機４３３Ａ→搬送ロボット４２→ロード／アンロードステージ２のウェハカセットという経路で搬送される。

また、他方のウェハは、図２６に示すように、ロード／アンロードステージ２のウェハカセット→搬送ロボット４２（反転）→洗浄部リニアトランスポータ４５→搬送ロボット４４Ｂ→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ２→プッシャ３２→トップリング３０１Ｂ→研磨テーブル３００Ｂ→プッシャ３２→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ４→プッシャ３４→トップリング３０１Ｄ→研磨テーブル３００Ｄ→プッシャ３４→研磨部リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ６→搬送ロボット４４Ｂ→第１洗浄ユニット４３Ｂの反転機４３０Ｂ→搬送機構４３４Ｂ→１次洗浄機４３１Ｂ→搬送機構４３４Ｂ→２次洗浄機４３２Ｂ→搬送機構４３４Ｂ→３次洗浄機４３３Ｂ→搬送ロボット４２→ロード／アンロードステージ２のウェハカセットという経路で搬送される。

このときの研磨部リニアトランスポータ５の動作を図２７（ａ）乃至図３２（ｂ）を参照して説明する。まず、搬送ロボット４４Ａが研磨部リニアトランスポータ５の搬送位置ＴＰ１に位置する搬送ステージＴＳ１上にウェハＡを載置し、搬送ロボット４４Ｂが研磨部リニアトランスポータ５の搬送位置ＴＰ２に位置する搬送ステージＴＳ２にウェハＢを載置する（図２７（ａ）及び図２７（ｂ））。そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ１上のウェハＡがトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＢがトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動される（図２７（ｃ））。ここで、搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３１及び搬送位置ＴＰ４に配置されたプッシャ３２が上昇し、ウェハＡとウェハＢとがそれぞれトップリング３０１Ａとトップリング３０１Ｂに受け渡される（図２７（ｄ））。

次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図２８（ａ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＣが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置され、搬送ロボット４４Ｂにより次のウェハＤが上段の搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２８（ｂ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡ及びウェハＢは、それぞれプッシャ３１，３２によって搬送ステージＴＳ３、搬送ステージＴＳ４上に載置される（図２８（ｃ））。そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ１上のウェハＣはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＤはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ３上のウェハＡはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ５）に移動され、搬送ステージＴＳ４上のウェハＢはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ６）に移動される（図２８（ｄ））。

ここで、搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３１、搬送位置ＴＰ４に配置されたプッシャ３２、搬送位置ＴＰ５に配置されたプッシャ３３、及び搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３４が上昇し、ウェハＣ，Ｄ，Ａ，Ｂがそれぞれトップリング３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，３０１Ｄに受け渡される（図２９（ａ））。次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図２９（ｂ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＥが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置され、搬送ロボット４４Ｂにより次のウェハＦが上段の搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２９（ｃ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＣ，Ｄ，Ａ，Ｂは、それぞれプッシャ３１，３２，３３，３４によって上段の搬送ステージＴＳ３、搬送ステージＴＳ４、下段の搬送ステージＴＳ５、搬送ステージＴＳ６上に載置される（図２９（ｄ））。

そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ５上のウェハＡは搬送位置ＴＰ１に移動され、搬送ステージＴＳ６上のウェハＢは搬送位置ＴＰ２に移動され、搬送ステージＴＳ１上のウェハＥはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＦはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ３上のウェハＣはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ５）に移動され、搬送ステージＴＳ４上のウェハＤはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３０（ａ））。ここで、搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３１、搬送位置ＴＰ４に配置されたプッシャ３２、搬送位置ＴＰ５に配置されたプッシャ３３、及び搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３４が上昇し、ウェハＥ，Ｆ，Ｃ，Ｄがそれぞれトップリング３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，３０１Ｄに受け渡され、搬送位置ＴＰ１のウェハＡ及び搬送位置ＴＰ２のウェハＢはそれぞれ搬送ロボット４４Ａ，４４Ｂにより洗浄ユニット４３Ａ，４３Ｂに送られる（図３０（ｂ））。次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図３０（ｃ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＧが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置され、搬送ロボット４４Ｂにより次のウェハＨが上段の搬送ステージＴＳ２上に載置される（図３０（ｄ））。

それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＥ，Ｆ，Ｃ，Ｄは、それぞれプッシャ３１，３２，３３，３４によって上段の搬送ステージＴＳ３、搬送ステージＴＳ４、下段の搬送ステージＴＳ５、搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３１（ａ））。そして、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ６側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ１側に移動する。これにより、搬送ステージＴＳ５上のウェハＣは搬送位置ＴＰ１に移動され、搬送ステージＴＳ６上のウェハＤは搬送位置ＴＰ２に移動され、搬送ステージＴＳ１上のウェハＧはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ３）に移動され、搬送ステージＴＳ２上のウェハＨはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ４）に移動され、搬送ステージＴＳ３上のウェハＥはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ５）に移動され、搬送ステージＴＳ４上のウェハＦはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３１（ｂ））。ここで、搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３１、搬送位置ＴＰ４に配置されたプッシャ３２、搬送位置ＴＰ５に配置されたプッシャ３３、及び搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３４が上昇し、ウェハＧ，Ｈ，Ｅ，Ｆがそれぞれトップリング３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，３０１Ｄに受け渡され、搬送位置ＴＰ１のウェハＣ及び搬送位置ＴＰ２のウェハＤはそれぞれ搬送ロボット４４Ａ，４４Ｂにより洗浄ユニット４３Ａ，４３Ｂに送られる（図３１（ｃ））。

次に、上段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４が搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が搬送位置ＴＰ６側に移動する（図３２（ａ））。このとき、上述と同様にして、搬送ロボット４４Ａにより次のウェハＩが上段の搬送ステージＴＳ１上に載置され、搬送ロボット４４Ｂにより次のウェハＪが上段の搬送ステージＴＳ２上に載置される（図３２（ｂ））。以降は、図３１（ａ）乃至図３２（ｂ）に示した処理が繰り返される。

このようなパラレル処理は、単純な研磨工程（例えば２次研磨以下）を行う場合に適しており、このようなパラレル処理を行うことによりスループットを大幅に向上することができる。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

本発明の一実施形態におけるポリッシング装置の全体構成を示す平面図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は図１のポリッシング装置のロード／アンロードステージを示す図であり、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。 図１の第１洗浄ユニットを模式的に示す平面図である。 図４（ａ）は図３の第１洗浄ユニットの搬送機構を模式的に示す斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）の搬送機構の回転アームの先端部を模式的に示す斜視図、図４（ｃ）は本発明の他の実施形態における回転アームの先端部を模式的に示す斜視図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は図４（ｃ）に示すチャックコマの移動機構を示す模式図、図５（ｃ）は図５（ｂ）に示すチャックコマの移動機構の作用を説明する模式図である。 図６（ａ）乃至図６（ｄ）は、図３の第１洗浄ユニットの搬送機構による搬送工程図である。 図７（ａ）乃至図７（ｄ）は、図３の第１洗浄ユニットの搬送機構による搬送工程図である。 図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、図３の第１洗浄ユニットの搬送機構による搬送工程図である。 図１に示すポリッシング装置のトップリングの構造を示す部分的に断面された側面図である。 図１に示すポリッシング装置のドレッサを示す縦断面図であり、ダイヤモンドドレッサを示す。 図１に示すポリッシング装置のドレッサを示す縦断面図であり、ブラシドレッサを示す。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１に示すポリッシング装置のプッシャの縦断面図である。 図１３に示すプッシャの動作の説明に付する図である。 ウェハをシリーズ処理する場合のウェハの流れの一例を示す模式図である。 図１６（ａ）乃至図１６（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図１７（ａ）乃至図１７（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図１８（ａ）乃至図１８（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図１９（ａ）乃至図１９（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図２０（ａ）乃至図２０（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図２１（ａ）乃至図２１（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図２２（ａ）乃至図２２（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図２３（ａ）乃至図２３（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図２４（ａ）乃至図２４（ｃ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 ウェハをパラレル処理する場合のウェハの流れの一例を示す模式図である。 ウェハをパラレル処理する場合のウェハの流れの一例を示す模式図である。 図２７（ａ）乃至図２７（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図２８（ａ）乃至図２８（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図２９（ａ）乃至図２９（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図３０（ａ）乃至図３０（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図３１（ａ）乃至図３１（ｃ）は、ウェハをパラレル処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。 図３２（ａ）及び図３２（ｂ）は、ウェハをパラレル処理する場合の研磨部リニアトランスポータの動作を示す模式図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ ロード／アンロードステージ
３ 研磨部
４ 洗浄部
５ 研磨部リニアトランスポータ
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 研磨ユニット
３１〜３４ プッシャ
４１ 走行機構
４２，４４Ａ，４４Ｂ 搬送ロボット
４３Ａ，４３Ｂ 洗浄ユニット
４５ 洗浄部リニアトランスポータ
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ 研磨テーブル
３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，３０１Ｄ トップリング
３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ ドレッサ
４３０Ａ，４３０Ｂ 反転機
４３１Ａ，４３１Ｂ，４３２Ａ，４３２Ｂ，４３３Ａ，４３３Ｂ 洗浄機
４３４Ａ，４３４Ｂ 搬送機構
４３４１ 回転軸
４３４２ 回転アーム
４３４３ 真空チャック機構
４３４４ チャックコマ
４３４５ エアシリンダ
４３４７，４３４８ シリンダ室
ＴＳ１〜ＴＳ６ 搬送ステージ
ＴＰ１〜ＴＰ６ 搬送位置

Claims (6)

1. 研磨面を有する研磨テーブルと該研磨テーブルの研磨面に研磨対象物を押圧するトップリングとを有する研磨ユニットを複数備えたポリッシング装置であって、
   各研磨ユニットには、該研磨ユニットのトップリングを前記研磨面上の研磨位置と研磨対象物の受け渡し位置との間で移動させる移動機構を設け、
   前記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前記研磨対象物を搬送する搬送機構を設け、
   前記研磨対象物の受け渡し位置としての前記搬送機構の搬送位置には、該搬送機構と前記トップリングとの間で前記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ポリッシング装置。
2. 前記搬送機構は、直動搬送機構であることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
3. 前記搬送機構は、複数の研磨対象物のシリーズ処理のための搬送工程と複数の研磨対象物のパラレル処理のための搬送工程とを選択的に行うことを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
4. 前記搬送機構は、前記複数の研磨ユニットの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシング装置。
5. 第１の研磨ユニット、第２の研磨ユニット、第３の研磨ユニット、第４の研磨ユニットと、
   前記第１および第３の研磨ユニットと前記第２および第４の研磨ユニットとの間に配置された搬送機構とを備えたポリッシング装置を用いたポリッシング方法であって、
   前記搬送機構により研磨対象物を前記第１の研磨ユニット、前記第２の研磨ユニット、前記第３の研磨ユニット、前記第４の研磨ユニットの順に搬送し、
   搬送された前記研磨対象物を前記第１の研磨ユニット、前記第２の研磨ユニット、前記第３の研磨ユニット、前記第４の研磨ユニットにより順次研磨することを特徴とするポリッシング方法。
6. 第１の研磨ユニット、第２の研磨ユニット、第３の研磨ユニット、第４の研磨ユニットと、
   前記第１および第３の研磨ユニットと前記第２および第４の研磨ユニットとの間に配置された搬送機構とを備えたポリッシング装置を用いたポリッシング方法であって、
   前記搬送機構により、第１の研磨対象物を前記第１の研磨ユニット、前記第３の研磨ユニットの順に搬送して、前記第１の研磨対象物を前記第１の研磨ユニットおよび前記第３の研磨ユニットにより順次研磨し、
   前記第１の研磨対象物を研磨している間、第２の研磨対象物を前記搬送機構により前記第２の研磨ユニット、前記第４の研磨ユニットの順に搬送して、前記第２の研磨対象物を前記第２の研磨ユニットおよび前記第４の研磨ユニットにより順次研磨することを特徴とするポリッシング方法。

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