JP2009088170A

JP2009088170A - 半導体ウエハ加工装置

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Publication number: JP2009088170A
Application number: JP2007254811A
Authority: JP
Inventors: Manabu Kojima; 学小島
Original assignee: Shin Nippon Koki KK
Current assignee: Shin Nippon Koki KK
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP4786624B2

Abstract

【課題】半導体ウエハの加工能率を向上させながら、洗浄装置の異常停止に起因する歩留まりの低下を抑制することが可能な半導体ウエハ加工装置を提供する。
【解決手段】この半導体ウエハ加工装置は、複数の半導体ウエハ１００を同時に研磨する研磨装置２と、その研磨装置２で研磨された半導体ウエハ１００を洗浄する洗浄装置４と、研磨装置２から洗浄装置４へ研磨後の複数の半導体ウエハ１００を同時に搬送する搬送装置６とを備える。搬送装置６は、純水中に漬かるように研磨後の半導体ウエハ１００を収容する一対の搬送槽３２，３２を含み、各搬送槽３２は、研磨装置２で一度に処理される最大数の半導体ウエハ１００を収容可能な収容量を有する。そして、この半導体ウエハ加工装置では、洗浄装置４が異常停止したときに研磨装置２で処理中の半導体ウエハ１００を研磨後に一対の搬送槽３２，３２のうち一方の搬送槽３２内に貯留する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ加工装置に関するものである。

従来、半導体ウエハの製造工程及び加工工程では、インゴットから切り出されたウエハ基板に対してラッピング、エッチング、粗研磨、鏡面研磨の各工程が行われた後、洗浄工程が行われ、半導体ウエハ表面の高清浄化が図られている。このような半導体ウエハの製造加工工程において、前記各研磨工程から前記洗浄工程に至る工程を行うための装置の一例が下記の特許文献１に開示されている。

この特許文献１には、半導体ウエハの表面研磨を行う研磨装置と、研磨後の半導体ウエハの最終洗浄を行う洗浄装置と、これら研磨装置と洗浄装置の間に介在し、研磨装置から洗浄装置へ研磨後の半導体ウエハを搬送するウエハ搬送部とを備えた半導体ウエハ加工装置が開示されている。この半導体ウエハ加工装置では、前記研磨装置において半導体ウエハが１枚ずつ研磨されるとともに、前記ウエハ搬送部において搬送機構が前記研磨装置と前記洗浄装置の間を直線的に往復移動して研磨後の半導体ウエハを１枚ずつ前記洗浄室へ搬送し、その洗浄装置において前記研磨後の半導体ウエハが１枚ずつ洗浄されるようになっている。

ところで、前記研磨装置における研磨工程では、半導体ウエハの表面に研磨剤や研磨屑、金属不純物等の汚染物質が付着する。そして、前記ウエハ搬送部での搬送中に半導体ウエハの表面が乾燥すると、前記汚染物質が半導体ウエハの表面に固着し、後に前記洗浄装置で半導体ウエハを洗浄したとしてもその汚染物質を除去することが困難になる。

そこで、この特許文献１の半導体ウエハ加工装置では、液体を満たすウエハ保持用トレーをウエハ搬送部の搬送機構に設け、前記研磨後の半導体ウエハをそのトレー内で液体中に浸漬させた状態で洗浄装置側へ搬送することにより、半導体ウエハの搬送中の乾燥によって前記汚染物質が半導体ウエハに固着して洗浄工程で除去しにくくなるのを防いでいる。
特開２００１−３１３２７８号公報

上記特許文献１に示された半導体ウエハ加工装置では、１枚ごとに半導体ウエハの研磨、搬送、洗浄を行っているため、半導体ウエハの加工能率を向上させることが困難であるという問題点がある。

この問題点を解消するためには、研磨装置で同時に複数の半導体ウエハを研磨するとともに、その同時に研磨された複数の半導体ウエハをウエハ搬送部によって同時に洗浄装置へ搬送し、洗浄装置でそれらの半導体ウエハを洗浄することにより半導体ウエハの加工能率を向上させる構成も考えられる。

しかしながら、この構成において、ウエハ搬送部のウエハ保持用トレーに半導体ウエハが残っている状態で洗浄装置が不具合等により異常停止した場合には、多くの不良品の半導体ウエハが生じ、歩留まりが低下する虞がある。すなわち、ウエハ搬送部のウエハ保持用トレーに半導体ウエハが残っている状態で洗浄装置が異常停止すると、そのとき研磨装置で研磨しかかっている半導体ウエハの行き場がなく、研磨後に放置されることとなり、その半導体ウエハに前記汚染物質が固着して不良品となる。そして、この構成では、研磨装置で複数の半導体ウエハを同時に研磨していることに起因して、それらの半導体ウエハが全て不良品となる虞があり、多くの不良品の半導体ウエハが生じることになる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、半導体ウエハの加工能率を向上させながら、洗浄装置の異常停止に起因する歩留まりの低下を抑制することが可能な半導体ウエハ加工装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明による半導体ウエハ加工装置は、半導体ウエハの研磨を行った後、その半導体ウエハの洗浄を行う半導体ウエハ加工装置であって、複数の前記半導体ウエハを同時に研磨する研磨装置と、その研磨装置で研磨された前記半導体ウエハを洗浄する洗浄装置と、前記研磨装置と前記洗浄装置の間に介在し、前記研磨装置から前記洗浄装置へ研磨後の前記複数の半導体ウエハを同時に搬送する搬送装置と、前記研磨装置、前記洗浄装置及び前記搬送装置の動作を制御する制御装置とを備え、前記搬送装置は、液体を内部に収容するとともにその液体中に漬かるように研磨後の前記半導体ウエハを収容する一対の搬送槽と、前記研磨装置から前記研磨後の半導体ウエハを受け取る受け取り位置と前記洗浄装置へ前記研磨後の半導体ウエハを受け渡す受け渡し位置との間で前記一対の搬送槽を互いに入れ替えるように移動させる搬送槽移動機構と、前記一対の搬送槽のうち前記受け取り位置にある搬送槽内に前記研磨装置から受け取った前記研磨後の半導体ウエハを装入する装入装置と、前記一対の搬送槽のうち前記受け渡し位置にある搬送槽内から前記研磨後の半導体ウエハを取り出して前記洗浄装置へ受け渡す取出装置とを含み、前記一対の搬送槽は、合計で少なくとも前記研磨装置で一度に処理される最大数の前記半導体ウエハを収容可能な収容量を有し、前記制御装置は、前記洗浄装置が異常停止したときに前記研磨装置で処理中の前記半導体ウエハを研磨後に前記装入装置によって前記一対の搬送槽のうち少なくとも一方に装入させて貯留させる。

この半導体ウエハ加工装置では、複数の半導体ウエハを研磨装置で同時に研磨するとともに、その研磨後の複数の半導体ウエハを搬送装置で同時に洗浄装置へ搬送するので、従来のように半導体ウエハ１枚ごとに研磨、搬送、洗浄を行う場合に比べて半導体ウエハの加工能率を向上させることができる。

また、この半導体ウエハ加工装置では、搬送装置において一対の搬送槽を前記受け取り位置と前記受け渡し位置との間で互いに入れ替えながら半導体ウエハを搬送させるので、１つの搬送槽を受け取り位置と受け渡し位置の間で往復移動させて半導体ウエハを搬送させる場合に比べて半導体ウエハの搬送効率を向上させることができる。これにより、半導体ウエハ加工装置全体としての半導体ウエハの加工能率をより向上させることができる。

さらに、この半導体ウエハ加工装置では、洗浄装置が異常停止したときに研磨装置で処理中の半導体ウエハを研磨後に搬送装置の搬送槽内の液体中で貯留することができるため、洗浄装置が異常停止したときに研磨装置で処理中の複数の半導体ウエハがその後乾燥するのを防ぐことができ、それらの半導体ウエハに研磨剤や研磨屑、金属不純物等の汚染物質が固着するのを防ぐことができる。その結果、洗浄装置の異常停止に起因して多くの不良品の半導体ウエハが生じるのを防ぐことができ、歩留まりの低下を抑制することができる。従って、この半導体ウエハ加工装置では、半導体ウエハの加工能率を向上させながら、洗浄装置の異常停止に起因する歩留まりの低下を抑制することができる。

上記半導体ウエハ加工装置において、前記各搬送槽は、前記研磨装置で一度に処理される最大数の前記半導体ウエハを収容可能な収容量をそれぞれ有し、前記制御装置は、前記洗浄装置が異常停止したときに前記研磨装置で処理中の前記半導体ウエハを研磨後に前記装入装置によって前記一対の搬送槽のうち一方の搬送槽内に装入させて貯留させるのが好ましい。

洗浄装置が異常停止したときに研磨装置で処理中の複数の半導体ウエハを一対の搬送槽に分けて貯留する場合には、異常停止した洗浄装置の動作が再開されたときに両搬送槽を受け取り位置と受け渡し位置との間で移動させて各搬送槽に貯留された半導体ウエハをそれぞれ洗浄装置へ受け渡す制御を行う必要がある。これに対して、上記構成では、異常停止した洗浄装置の動作が再開されたときに一方の搬送槽からのみ貯留されていた半導体ウエハを取り出して洗浄装置へ受け渡せばよいので、上記のように各搬送槽に分けて半導体ウエハを貯留する場合に比べて洗浄装置の動作が再開されたときに前記貯留されていた半導体ウエハを洗浄装置へ受け渡す制御を簡略化することができる。

上記半導体ウエハ加工装置において、前記搬送装置は、前記各搬送槽を前記受け取り位置と前記受け渡し位置でそれぞれ位置決めするための位置決め装置を含むのが好ましい。

このように構成すれば、位置決め装置により各搬送槽を前記受け取り位置と前記受け渡し位置で正確に位置決めすることができ、位置ずれに起因する搬送槽内への半導体ウエハの装入ミスや搬送槽内からの半導体ウエハの取り出しミスの発生を防ぐことができる。

上記半導体ウエハ加工装置において、前記搬送槽移動機構は、前記一対の搬送槽をともに支持する旋回体と、前記受け取り位置と前記受け渡し位置の間に位置する軸を中心として前記受け取り位置と前記受け渡し位置との間で前記一対の搬送槽を互いに入れ替えるように前記旋回体を回転させる旋回機構とを含むのが好ましい。

このように構成すれば、旋回体を回転させるだけで前記受け取り位置と前記受け渡し位置との間で一対の搬送槽を互いにかつ同時に入れ替えることができるので、搬送槽移動機構に一対の搬送槽をそれぞれ移動させるための駆動体を個別に設ける場合に比べて搬送槽移動機構の構成を簡素なものとすることができる。

上記半導体ウエハ加工装置において、前記研磨装置は、前記研磨後の半導体ウエハを当該研磨装置から前記搬送装置へ水平方向に搬出する搬出装置を有し、前記洗浄装置は、前記搬送装置によって搬送された前記研磨後の半導体ウエハをその搬送装置内に水平方向に進出して受け取った後、当該洗浄装置内に水平方向に搬入する搬入装置を有し、前記装入装置は、前記搬出装置により前記研磨装置から搬出された前記研磨後の半導体ウエハを把持して受け取った後、前記受け取り位置にある搬送槽内に上方から下方へ向かって装入する装入機構を有し、前記取出装置は、前記受け渡し位置にある搬送槽内の前記研磨後の半導体ウエハを把持して上方に取り出した後、前記洗浄装置から前記搬送装置内に進出している前記搬入装置に受け渡す取出機構を有するのが好ましい。

このように構成すれば、研磨装置から搬送装置が半導体ウエハを受け取る部分の構造と研磨装置から洗浄装置へ半導体ウエハを受け渡す部分の構造を構成することができる。

上記半導体ウエハ加工装置において、前記搬送装置は、前記受け取り位置にある前記搬送槽内に前記液体を充填する液体充填装置を含むのが好ましい。

搬送槽内の液体は、その中に漬けられる半導体ウエハに付着した汚染物質によって汚れてくるため、入れ替えが必要となるが、上記の構成によれば、搬送槽が前記受け取り位置に配置されたときにその搬送槽内に液体充填装置によってきれいな液体を充填することができ、使用者が搬送槽内の液体を入れ替える場合と異なり、使用者の作業負担を増大させることなく、搬送槽内の液体をきれいな状態に保つことができる。

この場合において、前記液体充填装置は、前記受け取り位置にある前記搬送槽内にその底部付近から前記液体を導入するとともにその搬送槽の上部から前記液体をオーバーフローさせることによってその搬送槽内に前記液体を充填する導入部を有するのが好ましい。

このように構成すれば、搬送槽内に底部から導入されてその搬送槽の上部からオーバーフローする液体の流れができるため、その液体の流れによって搬送槽内に残留する前記汚染物質を搬送槽の外部へ効果的に排出することができる。このため、搬送槽内の液体をよりきれいな状態に保つことができる。

上記半導体ウエハ加工装置において、前記搬送装置は、前記受け渡し位置において前記搬送槽内の前記液体を排出するための切換操作を行い、その搬送槽が前記受け渡し位置から前記受け取り位置へ移動する過程でその搬送槽から前記液体を排出させる液体排出装置を含むのが好ましい。

このように構成すれば、搬送槽の移動と搬送槽からの液体の排出を並行して行うことができるので、搬送槽が受け取り位置へ移動した後に液体を排出させる場合に比べて半導体ウエハの搬送効率をさらに向上させることができる。このため、半導体ウエハ加工装置における半導体ウエハの加工能率をさらに向上させることができる。

この場合において、前記搬送装置は、前記搬送槽が前記受け渡し位置から前記受け取り位置へ移動する経路に沿ってその搬送槽から排出される前記液体を受ける排液受部を含むのが好ましい。

このように構成すれば、搬送槽の移動過程で排出される液体を排液受部によって受けてその液体が搬送装置の外部へ漏出するのを防ぐことができる。

上記半導体ウエハ加工装置において、前記制御装置は、異常停止していた前記洗浄装置の動作が再開されたことに応じて、前記半導体ウエハが貯留された前記搬送槽を前記搬送槽移動機構により前記受け渡し位置へ移動させるとともに、前記取出装置によりその搬送槽内に貯留された前記半導体ウエハを貯留された順番で取り出させて前記洗浄装置へ渡させるのが好ましい。

このように構成すれば、洗浄装置の異常停止中に搬送槽に貯留された半導体ウエハが同じ順番で洗浄装置の動作が再開された後に洗浄装置へ受け渡されるので、洗浄装置の異常停止に起因して半導体ウエハの加工順番が狂うのを防ぐことができる。

上記半導体ウエハ加工装置において、前記搬送装置は、当該搬送装置内における前記研磨後の半導体ウエハの汚染を防ぐための汚染防止機構を含み、この汚染防止機構は、前記一対の搬送槽、前記搬送槽移動機構、前記装入装置及び前記取出装置を収容するクリーンブースと、このクリーンブース内に清浄な空気を導入するためのクリーンフィルタユニットと、前記クリーンブース内における前記研磨後の半導体ウエハの帯電を防ぐための除電装置と、前記クリーンブース内から空気を排出するための排気装置とを有するのが好ましい。

このように構成すれば、クリーンブース内の清浄な空気中で半導体ウエハの搬送及び貯留を行うことができるとともに、除電装置により半導体ウエハの帯電を防止してダストの引き寄せを抑制することができる。これにより、搬送装置での搬送過程及び貯留過程において半導体ウエハの表面が汚染されるのを防ぐことができる。

以上説明したように、本発明によれば、半導体ウエハの加工能率を向上させながら、洗浄装置の異常停止に起因する歩留まりの低下を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態による半導体ウエハ加工装置の全体構成を概略的に示した図である。図２は、図１に示した半導体ウエハ加工装置の搬送装置６内を上方から見た図であり、図３は、搬送装置６内を側方から見た図である。ただし、図２では、装入装置３６、取出装置３８、支柱４９及びアーム部４９ａ，４９ｂを省略している。図４は、図３中の搬送槽３２近傍の構造を拡大して示した図であり、図５は、液体充填装置４４により搬送槽３２内に純水を充填する際の状態を示した図であり、図６は、搬送槽３２と液体充填装置４４の導入部４４ｂを示した縦断面図である。まず、図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態による半導体ウエハ加工装置の構成について説明する。

本実施形態による半導体ウエハ加工装置は、半導体ウエハ１００の表面研磨を行った後、その半導体ウエハ１００の洗浄を行うものである。この半導体ウエハ加工装置は、図１に示すように、研磨装置２と、洗浄装置４と、搬送装置６と、制御装置８とを備えている。

前記研磨装置２は、半導体ウエハ１００の表面研磨を行うものであり、複数（本実施系形態では４枚）の半導体ウエハ１００を同時に表面研磨できるように構成されている。

具体的には、この研磨装置２は、供給ロボット１２と、ステージ１４と、１次研磨テーブル１６と、２次研磨テーブル１８と、３次研磨テーブル２０と、図略の複数の回転ドラムと、搬出ロボット２２とを備えている。

前記供給ロボット１２は、研磨前の供給カセット２３から半導体ウエハ１００を１枚ずつ取り出して４枚１組となるように前記ステージ１４上に載せるものである。

前記１次研磨テーブル１６は、前記図略の回転ドラムによって回転させられた半導体ウエハ１００が押し付けられることによりその半導体ウエハ１００の表面の粗研磨を行うためのものである。この１次研磨テーブル１６は、その上面を覆う研磨布を有しており、その研磨布に研磨剤が塗布される。研磨剤は、アルカリ液と砥粒とを混合させたスラリー状のものであり、この研磨剤のアルカリ成分によるエッチング作用と砥粒による機械的な研磨とによって半導体ウエハ１００の表面研磨が行われる。

前記２次研磨テーブル１８は、半導体ウエハ１００の表面の中仕上げ研磨を行うためのものであり、前記３次研磨テーブル２０は、半導体ウエハ１００の表面の最終仕上げ研磨を行うためのものである。これら２次研磨テーブル１８及び３次研磨テーブル２０は、前記１次研磨テーブル１６とほぼ同様に構成されている。ただし、２次研磨テーブル１８で用いられる研磨剤中の砥粒は、前記１次研磨テーブル１６で用いられる研磨剤中の砥粒に比べて細かく、３次研磨テーブル２０で用いられる研磨剤中の砥粒は、前記２次研磨テーブル１８で用いられる研磨剤中の砥粒に比べてさらに細かくなっている。これにより、１次研磨テーブル１６から２次研磨テーブル１８を経て３次研磨テーブル２０へ行くに従って半導体ウエハ１００の表面が段階的に鏡面に仕上られるようになっている。

前記図略の複数の回転ドラムは、半導体ウエハ１００を研磨時に回転させるものである。各回転ドラムの下部には、半導体ウエハ１００を貼り付けるための取着部が設けられている。回転ドラムは、前記ステージ１４上に載せられた４枚の半導体ウエハ１００の上面に対して自らの取着部を押し付けることによりその取着部に半導体ウエハ１００を貼り付けるように構成されている。

そして、回転ドラムは、半導体ウエハ１００を貼り付けた状態で前記１次研磨テーブル１６上に移動し、その１次研磨テーブル１６の研磨剤が塗布された研磨布に半導体ウエハ１００の下面を押し付けながら回転させることにより半導体ウエハ１００の粗研磨を行う。その後、回転ドラムは、２次研磨テーブル１８上で同様にして半導体ウエハ１００の中仕上げ研磨を行った後、３次研磨テーブル２０上で同様にして半導体ウエハ１００の最終仕上げ研磨を行い、前記ステージ１４上に戻る。このステージ１４上において、回転ドラムの取着部から研磨後の４枚の半導体ウエハ１００が剥がされて置かれる。

前記ステージ１４上で半導体ウエハ１００が貼り付けられる工程、１次研磨テーブル１６、２次研磨テーブル１８及び３次研磨テーブル２０での各研磨工程、半導体ウエハ１００が剥がされて前記ステージ１４上に置かれる工程が複数の回転ドラムのそれぞれによって順番に行われ、それら各工程が各回転ドラムで並行して行われる。

すなわち、本実施形態による研磨装置２では、前記供給ロボット１２によってステージ１４上に載せられる４枚の半導体ウエハ１００と、１次研磨テーブル１６上で研磨される４枚の半導体ウエハ１００と、２次研磨テーブル１８上で研磨される４枚の半導体ウエハ１００と、３次研磨テーブル２０上で研磨される４枚の半導体ウエハ１００と、研磨後にステージ１４上に置かれる４枚の半導体ウエハ１００の合計２０枚の半導体ウエハ１００が同時に処理される。

前記搬出ロボット２２は、前記回転ドラムから剥がされて前記ステージ１４上に置かれた４枚の研磨後の半導体ウエハ１００を１枚ずつ前記搬送装置６へ搬出するものである。この搬出ロボット２２は、本発明の搬出装置の概念に含まれるものである。搬出ロボット２２は、半導体ウエハ１００を把持する把持部２２ａを有しており、その把持部２２ａによって半導体ウエハ１００の周縁部を把持して半導体ウエハ１００を前記搬送装置６へ搬出する。

この際、搬出ロボット２２は、把持部２２ａにより前記ステージ１４上の半導体ウエハ１００を持ち上げた後、前記搬送装置６側へ向きを変えるとともに把持部２２ａをその軸回りに回動させて水平に寝ていた半導体ウエハ１００を鉛直に立てた状態とし、その状態で把持部２２ａ及び半導体ウエハ１００を前記搬送装置６内へ水平方向に進出させて半導体ウエハ１００を搬出する。

なお、研磨装置２と搬送装置６との間を仕切る隔壁３には、シャッタ３ａによって開閉される開口部３ｂが設けられている。この開口部３ｂは、搬送装置６への半導体ウエハ１００の搬出が行われるときのみ開放されて前記把持部２２ａ及び半導体ウエハ１００がその開口部３ｂを通じて搬送装置６内に進出し、それ以外のときは開口部３ｂは閉じられて研磨装置２内の空間と搬送装置６内の空間との間が遮断されるようになっている。

前記洗浄装置４は、前記研磨装置２で研磨された後、前記搬送装置６によって搬送される研磨後の半導体ウエハ１００を洗浄するものである。この洗浄装置４は、搬入ロボット２４（図３参照）を有している。

この搬入ロボット２４は、本発明の搬入装置の概念に含まれるものであり、前記搬送装置６によって搬送されてきた半導体ウエハ１００を洗浄装置４内へ搬入するものである。また、搬入ロボット２４は、半導体ウエハ１００を把持する把持部２４ａを有しており、その把持部２４ａによって半導体ウエハ１００の周縁部を把持して半導体ウエハ１００を洗浄装置４内に搬入する。

この際、搬入ロボット２４は、把持部２４ａを水平方向に搬送装置６内に進出させ、その把持部２４ａにより搬送装置６の後述する取出装置３８の把持部３８ｂによって鉛直に立てられた姿勢で把持された半導体ウエハ１００を受け取る。その後、把持部２４ａ及び半導体ウエハ１００が洗浄装置４内に退避することによって、洗浄装置４内に半導体ウエハ１００が搬入される。洗浄装置４内では、搬入された半導体ウエハ１００が各種洗浄工程を経て高度に清浄化された後、図略の収納カセットに加工順番に従って収納されるようになっている。

なお、洗浄装置４と搬送装置６との間を仕切る隔壁５には、シャッタ５ａによって開閉される開口部５ｂが設けられている。この開口部５ｂは、洗浄装置４内への前記半導体ウエハ１００の搬入が行われるときのみ開放されて前記把持部４４ａ及び半導体ウエハ１００がその開口部５ｂを通じて進退移動し、それ以外のときは開口部５ｂは閉じられて洗浄装置４内の空間と搬送装置６内の空間との間が遮断されるようになっている。

前記搬送装置６は、前記研磨装置２と前記洗浄装置４の間に介在し、その研磨装置２から洗浄装置４へ研磨後の複数（本実施形態では４枚）の半導体ウエハ１００を同時に搬送するものである。この搬送装置６は、図１〜図３に示すように、一対の搬送槽３２，３２と、搬送槽移動機構３４と、位置決め装置３５と、装入装置３６と、取出装置３８と、液体排出装置４０と、排液受部４２と、液体充填装置４４と、汚染防止機構４６とを備えている。

前記一対の搬送槽３２，３２は、純水を内部に収容するとともにその純水中に漬かるように前記研磨後の半導体ウエハ１００を収容するものである。なお、純水は、本発明における液体の概念に含まれるものである。本実施形態の搬送装置６では、前記研磨後の半導体ウエハ１００をこの搬送槽３２内に収容した状態で前記洗浄装置４側へ搬送するようになっている。

各搬送槽３２は、図４〜図６に示すように、上部が開口した箱形に形成されており、その上部の開口を通じて半導体ウエハ１００が装入され、その内部に複数の半導体ウエハ１００が鉛直に立てられた姿勢で間隔をあけて収容される。搬送槽３２内には、３つの支持部材３３が設けられており、各支持部材３３により立直状態の半導体ウエハ１００の周縁部の下端中央位置と両側部の上下方向中心位置からわずかに下側の位置とがそれぞれ支持される。これにより、搬送槽３２内で半導体ウエハ１００が純水中に漬かった状態で保持される。

また、各搬送槽３２は、前記研磨装置２で一度に処理可能な最大数の半導体ウエハ１００、すなわち本実施形態では２０枚の半導体ウエハ１００を収容可能な収容量を有している。ただし、通常の搬送時には、各搬送槽３２に前記研磨装置２で同一の回転ドラムに貼り付けられて同時に研磨される４枚の半導体ウエハ１００が収容されて搬送される。

前記研磨装置２では、その研磨工程において研磨剤や研磨屑、金属不純物等が付着しており、半導体ウエハ１００は研磨された後、それらの汚染物質を付着した状態で搬送装置に運ばれてくる。半導体ウエハ１００に研磨剤が長時間付着していると、研磨剤中のアルカリ成分によってエッチングが進行する虞がある。また、研磨剤中の砥粒、研磨屑、金属不純物等は、半導体ウエハ１００の搬送中に乾燥して固着し、後の洗浄装置４による洗浄でも除去できなくなる虞がある。そこで、本実施形態では、上記のように搬送槽３２内で半導体ウエハ１００を純水中に漬けた状態で搬送することにより、前記アルカリ成分によるエッチングの進行を抑制するとともに、半導体ウエハ１００の乾燥を防ぎ、前記汚染物質の固着を抑制するようになっている。

また、搬送槽３２は、その内部に収容された半導体ウエハ１００の金属汚染を防ぐために樹脂製である。また、搬送槽３２の上縁３２ａは略水平方向に延びているとともにのこぎり歯状に形成されている。これにより、前記液体充填装置４４によって後述するように搬送槽３２内に純水が充填されたときに搬送槽３２の上縁３２ａ全体から均等に純水がオーバーフローするように構成されており、搬送槽３２の上縁３２ａの特定箇所に偏って純水がオーバーフローしないように構成されている。

また、搬送槽３２の上部には、前記上縁３２ａからオーバーフローした水を前記排液受部４２へ受け流すための溢水受部３２ｂが設けられている。この溢水受部３２ｂは、前記上縁３２ａからオーバーフローした水を受ける受部３２ｃと、その受部３２ｃで受けた水を前記排液受部４２へ導く導水管部３２ｄとからなる。

前記受部３２ｃは、搬送槽３２の上部の周りを囲むように設けられている一方、前記導水管部３２ｄは、前記受部３２ｃの底部の所定箇所に形成された孔部に取り付けられるとともに搬送槽３２の側面に沿って鉛直方向に延びている。前記オーバーフローした水は、前記受部３２ｃで受けられた後、前記導水管部３２ｄ内を通って前記排液受部４２へ流されるようになっている。

また、搬送槽３２の底部には、搬送槽３２内の純水を排出するための排出コック３２ｅが設けられている。この排出コック３２ｅは、搬送槽３２内に純水を貯めておくときは搬送槽３２の底部の排出孔３２ｆを塞いでおり、排水する際に引き下げられることによって前記排出孔３２ｆを開放し、その排出孔３２ｆを通じて搬送槽３２内の純水が排出されるようになっている。

また、搬送槽３２の下部には、前記排出孔３２ｆを通じて排出された純水を前記排液受部４２へ流すための排液誘導部３２ｇが取り付けられている。この排液誘導部３２ｇは、搬送槽３２の下部の周りを囲むように設けられているとともに、搬送槽３２の底部に対向するように設けられた傾斜部３２ｈを有している。この傾斜部３２ｈは、後述する旋回体３４ａの径方向内側へ向かって下がるように傾斜しており、前記排出孔３２ｆを通じて排出された純水は、この傾斜部３２ｈの上面を伝って前記排液受部４２へ流れ落ちる。

前記搬送槽移動機構３４は、図１に示すように、前記研磨装置２から研磨後の半導体ウエハ１００を受け取る受け取り位置Ａと前記洗浄装置４へ研磨後の半導体ウエハ１００を受け渡す受け渡し位置Ｂとの間で前記一対の搬送槽３２，３２を互いに入れ替えるように移動させるものである。この搬送槽移動機構３４は、旋回体３４ａと、旋回機構３４ｂとを備えている。

前記旋回体３４ａは、前記一対の搬送槽３２，３２をともに支持する平板状でかつ円環状の部材である。前記一対の搬送槽３２，３２は、この旋回体３４ａ上の互いに対向する位置に固定されている。旋回体３４ａの外縁には歯車部３４ｃが設けられている。また、旋回体３４ａは、前記受け取り位置Ａと前記受け渡し位置Ｂの中間位置、すなわち当該旋回体３４ａの中心の回りに回転可能となっている。

前記旋回機構３４ｂは、前記受け取り位置Ａと前記受け渡し位置Ｂの間に位置する軸、すなわち前記旋回体３４ａの中心軸を中心として前記受け取り位置Ａと前記受け渡し位置Ｂとの間で一対の搬送槽３２，３２を互いに入れ替えるように前記旋回体３４ａを回転させるものである。この旋回機構３４ｂは、ＬＭガイド３４ｄと、ベアリング３４ｅ（図３及び図４参照）と、駆動部３４ｆとを有する。

前記ＬＭガイド３４ｄは、前記旋回体３４ａの回転を誘導するものである。このＬＭガイド３４ｄは、旋回体３４ａの下面と後述するクリーンブース４６ａの床面上に設置された架台４８の上面との間に設けられており、円環状の旋回体３４ａに沿うように設けられている。

前記ベアリング３４ｅは、前記旋回体３４ａを回転可能に支持するものである。このベアリング３４ｅは、旋回体３４ａの下面と前記架台４８の上面との間に設けられているとともに、前記ＬＭガイド３４ｄに沿って円環状にその径方向外側を囲むように配設されている。前記旋回体３４ａは、このベアリング３４ｅと前記ＬＭガイド３４ｄによって支持されながら回転するように構成されている。

前記駆動部３４ｆは、前記旋回体３４ａに回転のための駆動力を与えるものであり、旋回体３４ａの径方向外側の所定箇所に設置されている。この駆動部３４ｆは、サーボモータ３４ｇと、旋回体３４ａの歯車部３４ｃに噛み合う外歯歯車３４ｈとを有しており、サーボモータ３４ｇの駆動力を外歯歯車３４ｈを介して旋回体３４ａに伝達することによって旋回体３４ａを回転させる。そして、この駆動部３４ｆは、前記制御装置８によって駆動制御されており、旋回体３４ａを１８０°ごとに回転させることによって、前記一対の搬送槽３２，３２を前記受け取り位置Ａと前記受け渡し位置Ｂとの間で互いに入れ替わるように移動させる。

前記位置決め装置３５は、前記各搬送槽３２の位置を前記受け取り位置Ａと前記受け渡し位置Ｂでそれぞれ位置決めするものである。この位置決め装置３５は、搬送装置６内に２つ設けられており、それら２つの位置決め装置３５は、前記旋回体３４ａの径方向外側で互いに対向する位置に配置されている。各位置決め装置３５は、図２に示すように、本体部３５ａと、突出部３５ｂと、突出部受部３５ｃとを有している。

前記本体部３５ａは、後述するクリーンブース４６ａの床面上に固定されており、前記突出部３５ｂを前記旋回体３４ａの径方向内外へ進退移動させる。

前記突出部３５ｂは、前記本体部３５ａから前記旋回体３４ａの径方向内側に突出するように移動し、前記突出部受部３５ｃと係合するものである。

前記突出部受部３５ｃは、前記旋回体３４ａに取り付けられており、前記突出部３５ｂの先端が嵌り込む凹部３５ｄを有している。

この位置決め装置３５は、前記制御装置８によって制御されており、旋回体３４ａの回転により各搬送槽３２が前記受け取り位置Ａと前記受け渡し位置Ｂにそれぞれ配置されると、本体部３５ａから突出部３５ｂを突出させて突出部受部３５ｃの凹部３５ｄに係合させることにより突出部３５ｂをストッパとして機能させ、旋回体３４ａ及び各搬送槽３２の位置決めを行う。

前記装入装置３６は、前記一対の搬送槽３２，３２のうち前記受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に前記研磨装置２から受け取った研磨後の半導体ウエハ１００を１枚ずつ装入するものである。この装入装置３６は、図３に示すように、搬送装置６内の中央に設置された支柱４９から延びる一対のアーム部４９ａ，４９ｂのうち一方のアーム部４９ａに設けられ、前記受け取り位置Ａ上に配設されている。また、装入装置３６は、研磨装置２から搬送装置６内に搬出ロボット２２によって搬出された研磨後の半導体ウエハ１００を把持して受け取った後、前記受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に上方から下方へ向かって装入する装入機構３６ａを有している。

具体的には、この装入機構３６ａは、把持部３６ｂを有しており、前記搬出ロボット２２の把持部２２ａによって鉛直に立てられた姿勢で水平方向に運ばれてきた半導体ウエハ１００の周縁部を把持部３６ｂによって上下から挟むように把持することでその半導体ウエハ１００を搬出ロボット２２から受け取る。その後、装入機構３６ａは降下することによって搬送槽３２内に半導体ウエハ１００を立てた状態で装入する。また、装入機構３６ａは、この動作を繰り返すことによって複数の半導体ウエハ１００を搬送槽３２内に順次装入するが、先の半導体ウエハ１００を装入した後、次の半導体ウエハ１００を装入する際には、前記搬出ロボット２２の進出方向と直交する水平方向にわずかに移動して後の半導体ウエハ１００を先の半導体ウエハ１００との間に間隔をあけて搬送槽３２内に装入する。

前記取出装置３８は、前記一対の搬送槽３２，３２のうち前記受け渡し位置Ｂにある搬送槽３２内から研磨後の半導体ウエハ１００を１枚ずつ取り出して前記洗浄装置４へ受け渡すものである。この取出装置３８は、前記一対のアーム部４９ａ，４９ｂのうち他方のアーム部４９ｂに設けられ、前記受け渡し位置Ｂ上に配設されている。また、取出装置３８は、前記受け渡し位置Ｂにある搬送槽３２内の研磨後の半導体ウエハ１００を把持して上方に取り出した後、洗浄装置４から搬送装置６内に進出してくる搬入ロボット２４にその半導体ウエハ１００を受け渡す取出機構３８ａを有している。

具体的には、この取出機構３８ａは、把持部３８ｂを有しており、受け渡し位置Ｂにおいて降下することによりその位置にある搬送槽３２内に前記把持部３８ｂを挿入してその搬送槽３２内の半導体ウエハ１００の周縁部を把持部３８ｂで上下から挟むように把持する。その後、取出機構３８ａは半導体ウエハ１００を把持したまま上昇して所定位置で停止し、この状態で、前記搬入ロボット２４の把持部２４ａが半導体ウエハ１００の周縁部を水平方向両側から挟むように把持することによってその半導体ウエハ１００が受け渡される。

前記液体排出装置４０は、前記受け渡し位置Ｂにおいて搬送槽３２内の全ての半導体ウエハ１００が取り出された後、その搬送槽３２内の水を排出させるための切換操作を行い、その搬送槽３２が前記受け渡し位置Ｂから前記受け取り位置Ａへ移動する過程で水を排出させるものである。この液体排出装置４０は、図４に示すように、操作棒４０ａと、支持部４０ｂと、操作棒駆動部４０ｃと、ロック機構４０ｄとを有する。

前記操作棒４０ａは、搬送槽３２の排出コック３２ｅによる排出孔３２ｆの開閉を操作するものである。この操作棒４０ａの一端部が前記排出コック３２ｅに接続されている。

前記支持部４０ｂは、前記操作棒４０ａを揺動可能に支持するものであり、搬送槽３２の底面に取り付けられている。

前記操作棒駆動部４０ｃは、前記操作棒４０ａの他端部を押し上げて操作棒４０ａを揺動させることにより前記排出コック３２ｅの切換操作を行うものである。操作棒駆動部４０ｃは、２つ設けられており、この２つの操作棒駆動部４０ｃ，４０ｃは、図２に示すように、前記旋回体３４ａの内側で前記受け渡し位置Ｂに対応する箇所と前記受け取り位置Ａに対応する箇所にそれぞれ設置されている。受け渡し位置Ｂ側の操作棒駆動部４０ｃは、受け渡し位置Ｂに配置された搬送槽３２に付設の前記操作棒４０ａの他端部に対して押し上げ可能に当接する一方、受け取り位置Ａ側の操作棒駆動部４０ｃは、受け取り位置Ａに配置された搬送槽３２に付設の前記操作棒４０ａの他端部に対して押し上げ可能に当接する。

前記ロック機構４０ｄは、前記操作棒４０ａの姿勢を仮固定するものである。このロック機構４０ｄは、搬送槽３２の下部の側面に取り付けられており、操作棒４０ａの前記支持部４０ｂよりも前記他端部側に接続された接続部４０ｅと、その接続部４０ｅを下方へ弾発するバネ部材４０ｆとを有している。ロック機構４０ｄは、前記接続部４０ｅが一度押し上げられるとその押し上げられた位置で接続部４０ｅを仮固定するとともに、再度接続部４０ｅが押し上げられると仮固定が解除され、バネ部材４０ｆの弾発力で接続部４０ｅを下方に突出させるように構成されている。

そして、受け渡し位置Ｂ側の操作棒駆動部４０ｃにより前記操作棒４０ａの他端部が押し上げられると、操作棒４０ａが揺動して前記接続部４０ｅが押し上げられるとともに操作棒４０ａの一端部によって排出コック３２ｅが引き下げられ、前記接続部４０ｅと操作棒４０ａはその姿勢でロック機構４０ｄによって仮固定される。その後、受け取り位置Ａ側の操作棒駆動部４０ｃにより操作棒４０ａの他端部が再度押し上げられると、前記接続部４０ｅも再度押し上げられて仮固定が解除され、バネ部材４０ｆの弾発力により接続部４０ｅと操作棒４０ａの他端部側が押し下げられるとともに操作棒４０ａの一端部により排出コック３２ｅが押し上げられて搬送槽３２の排出孔３２ｆが塞がれる。

この液体排出装置４０では、前記両操作棒駆動部４０ｃ，４０ｃが前記制御装置８によって制御されており、受け渡し位置Ｂにおいて搬送槽３２内の全ての半導体ウエハ１００が洗浄装置４へ受け渡された後、その受け渡し位置Ｂ側の操作棒駆動部４０ｃと操作棒４０ａ及びロック機構４０ｄの上記動作によって前記排出コック３２ｆが引き下げられて搬送槽３２内の水が排出孔３２ｆから排出される。その後、搬送槽３２は、受け渡し位置Ｂから受け取り位置Ａへ移動しながらその内部の水を排出する。そして、搬送槽３２が受け取り位置Ａに到達すると、その受け取り位置Ａ側の操作棒駆動部４０ｃと操作棒４０ａ及びロック機構４０ｄの上記動作によって前記排出コック３２ｆが押し上げられて搬送槽３２の排出孔３２ｆが塞がれるようになっている。

前記排液受部４２は、搬送槽３２が前記受け渡し位置Ｂから前記受け取り位置Ａへ移動する経路においてその搬送槽３２から前記液体排出装置４０によって排出される純水を受けるものである。この排液受部４２は、前記旋回体３４ａの内周に沿って設けられており、前記架台４８に固定されている。前記排液誘導部３２ｇの傾斜部３２ｈの下縁部は、この排液受部４２上に配置されており、搬送槽３２とともに排液誘導部３２ｇが前記受け渡し位置Ｂから前記受け取り位置Ａへ移動しながら搬送槽３２の純水が排液誘導部３２ｇの傾斜部３２ｈの上面を伝って排液受部４２に流れ落ちるようになっている。

前記液体充填装置４４は、前記受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に純水を充填するものである。この液体充填装置４４は、図５に示すように、供給部４４ａと導入部４４ｂとを有する。

前記供給部４４ａは、純水を供給する部分であり、後述するクリーンブース４６ａ内に固定されている。この供給部４４ａは、上下に移動可能な接続部４４ｃを有している。

前記導入部４４ｂは、各搬送槽３２にそれぞれ付設されており、各搬送槽３２内に底部付近から純水を導入するとともにその搬送槽３２の上部からオーバーフローさせることによってその搬送槽３２内に純水を充填するものである。この導入部４４ｂは、縦配管４４ｄと、被接続部４４ｅと、横配管４４ｆとを有している。

前記縦配管４４ｄは、搬送槽３２の側方において鉛直方向に延びる配管である。この縦配管４４ｄの上端に前記被接続部４０ｅが設けられている一方、下端に前記横配管４４ｆが接続されている。

前記被接続部４４ｅは、前記供給部４４ａの接続部４４ｃと接続される部分である。この被接続部４４ｅは、前記接続部４４ｃが降下して押し付けられることによってその接続部４４ｃと相互に接続するように構成されている。

前記横配管４４ｆは、図６に示すように、前記縦配管４４ｄの下端から搬送槽３２の下部の側壁を貫通してその搬送槽３２内の空間に水平方向に延びている。この横配管４４ｆの前記搬送槽３２内に位置する部分には、その上部に内外を貫通する複数の貫通孔が設けられており、これら複数の貫通孔は横配管４４ｆの長手方向に並んで設けられている。前記被接続部４４ｅに前記接続部４４ｃが接続されて供給部４４ａから純水が縦配管４４ｄを通って横配管４４ｆに供給されることにより、横配管４４ｆの貫通孔を通じて純水が上方へ噴出し、搬送槽３２内に導入される。

この液体充填装置４４は、前記制御装置８によって制御されており、搬送槽移動機構３４によって受け渡し位置Ｂから受け取り位置Ａに移動させられるとともに前記液体排出装置４０によって排水されて空になった搬送槽３２に対して、前記供給部４４ａの接続部４４ｃを降下させてその搬送槽３２に付設の前記導入部４４ｂの被接続部４４ｅと接続させるとともに供給部４４ａから導入部４４ｂの縦配管４４ｄ及び横配管４４ｆを通じて純水を搬送槽３２内に導入させる。純水は、搬送槽３２の上部からオーバーフローするまで供給され、そのオーバーフローした時点で純水の供給が停止されるとともに前記接続部４４ｃと前記被接続部４４ｅの接続が解除されて接続部４４ｃが上昇するようになっている。

前記汚染防止機構４６は、搬送装置６内における半導体ウエハ１００の汚染を防ぐためのものである。この汚染防止機構４６は、図１及び図２に示すように、クリーンブース４６ａと、クリーンフィルタユニット４６ｂと、除電装置４６ｃと、排気装置４６ｄとによって構成されている。

前記クリーンブース４６ａは、上記した搬送装置６を構成する各装置、機構及び部材を内部に収容し、その内部空間を外部と隔離するものである。

前記クリーンフィルタユニット４６ｂは、前記クリーンブース４６ａ内に清浄な空気を導入するためのものである。このクリーンフィルタユニット４６ｂは、クリーンブース４６ａ内の天井部分に設置されている。

前記除電装置４６ｃは、クリーンブース４６ａ内における半導体ウエハ１００の帯電を防ぐために除電を行うものである。この除電により半導体ウエハ１００の帯電に起因するダストの付着が抑制される。この除電装置４６ｃは、前記クリーンフィルタユニット４６ｂと同様、クリーンブース４６ａ内の天井部分に設置されている。

前記排気装置４６ｄは、クリーンブース４６ａ内から空気を排出するためのものであり、クリーンブース４６ａの下部の側面に取り付けられている。この排気装置４６ｄによってクリーンブース４６ａ内の空気がその下部から排気されるとともに、前記クリーンフィルタユニット４６ｂによってクリーンブース４６ａ内に上部から清浄な空気が導入されることによってクリーンブース４６ａ内の空気が清浄な状態に維持されるようになっている。

前記制御装置８は、前記研磨装置２、前記洗浄装置４及び前記搬送装置６の各部の動作を制御するものである。この制御装置８は、洗浄装置４が異常停止したときに研磨装置２で処理中の半導体ウエハ１００を研磨後に搬送装置６の装入装置３６によって前記受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に装入させて貯留させる制御を行う。また、この制御装置８は、異常停止していた洗浄装置４の動作が再開されたことに応じて、その異常停止の間に受け取り位置Ａにおいて半導体ウエハ１００が貯留された搬送槽３２を前記搬送槽移動機構により受け渡し位置へ移動させるとともに、前記取出装置によりその搬送槽３２内に貯留された半導体ウエハ１００を貯留された順番で取り出させて洗浄装置へ受け渡させる制御を行う。

洗浄装置４が異常停止したときには、研磨装置２で処理中の半導体ウエハ１００の行き場がなくなるため、それらの半導体ウエハ１００について前記研磨剤のアルカリ成分によるエッチングの進行や前記汚染物質の固着が生じる懸念がある。そこで、本実施形態では、洗浄装置４が異常停止したときには、それらの半導体ウエハ１００を搬送装置６の搬送槽３２内で純水中に漬かった状態で貯留することによって、前記エッチングの進行や前記汚染物質の固着を抑制するようにしている。そして、洗浄装置４が復帰したときには、その貯留していた半導体ウエハ１００を貯留された順番で洗浄装置４へ受け渡すことによって加工順番が狂うことも防いでいる。

次に、本実施形態による半導体ウエハ加工装置の動作について説明する。

本実施形態による半導体ウエハ加工装置では、まず、研磨装置２において半導体ウエハ１００の表面研磨が行われる。この際、４枚の半導体ウエハ１００を１組として回転ドラムへの貼り付け工程、１次研磨テーブル１６、２次研磨テーブル１８、３次研磨テーブル２０での各研磨工程、研磨後の半導体ウエハ１００の回転ドラムからの剥離工程が並行して行われ、合計２０枚の半導体ウエハ１００が同時に処理される。研磨後の半導体ウエハ１００は、搬出ロボット２２によって１枚ずつ搬送装置６へ搬出される。

搬送装置６では、液体充填装置４４が受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に純水を充填する。この際、液体充填装置４４の導入部４４ｂにより搬送槽３２内にその底部付近から純水が導入され、搬送槽３２の上縁３２ａからオーバーフローするまで純水が充填される。これにより、搬送槽３２内の底部から上部へ向かう水の流れによって搬送槽３２内に残留した前記汚染物質が排出される。

そして、搬送槽３２に純水が充填された状態でその搬送槽３２内に前記研磨装置２から搬出された研磨後の半導体ウエハ１００が１枚ずつ装入される。この際、研磨装置２の搬出ロボット２２の把持部２２ａによって鉛直に立てられた姿勢で保持されている半導体ウエハ１００の周縁部を搬送装置６の装入装置３６の把持部３６ｂが上下から挟むように把持してその半導体ウエハ１００を受け取る。その後、装入装置３６の装入機構３６ａが降下して半導体ウエハ１００を搬送槽３２内に装入し、離すことによって半導体ウエハ１００が搬送槽３２内で純水中に漬かるように収容される。

装入機構３６ａは、半導体ウエハ１００を搬送槽３２内に装入した後、上昇し、次に研磨装置２から搬出ロボット２２によって搬出されてきた半導体ウエハ１００を受け取って上記と同様にして搬送槽３２内に装入する。装入機構３６ａは、この動作を繰り返して研磨装置２で同時に研磨された４枚の半導体ウエハ１００を搬送槽３２内に装入する。

次に、搬送槽移動機構３４の旋回体３４ａが１８０°回転し、受け取り位置Ａと受け渡し位置Ｂとの間で一対の搬送槽３２，３２が互いに入れ替わるように移動する。これにより、上記操作によって４枚の半導体ウエハ１００を収容した搬送槽３２が受け取り位置Ａから受け渡し位置Ｂへ移動する一方、空の搬送槽３２が受け渡し位置Ｂから受け取り位置Ａへ移動する。

受け渡し位置Ｂでは、取出装置３８が搬送槽３２内の半導体ウエハ１００を１枚ずつ取り出す。具体的には、取出装置３８の取出機構３８ａが降下して把持部３８ｂを搬送槽３２内に挿入し、その把持部３８ｂによって搬送槽３２内の半導体ウエハ１００の周縁部を上下から挟むように把持する。その後、取出機構３８ａが上昇することによって搬送槽３２内から半導体ウエハ１００を取り出す。

この後、洗浄装置４から搬入ロボット２４が搬送装置６内に水平方向に進出し、その搬入ロボット２４の把持部２４ａが前記取出装置３８の把持部３８ｂに把持された半導体ウエハ１００の周縁部を水平方向両側から挟むように把持する。これによって、半導体ウエハ１００が受け渡される。半導体ウエハ１００を受け取った搬入ロボット２４は、洗浄装置４内に移動し、図略の洗浄器内にその半導体ウエハ１００をセットする。受け渡し位置Ｂでは、これらの動作が繰り返されることによって、搬送槽３２内の４枚の半導体ウエハ１００が１枚ずつ洗浄装置４へ受け渡される。洗浄装置４では、半導体ウエハ１００について各種洗浄工程が行われ、その後、半導体ウエハ１００が収納カセットに収納される。

前記受け渡し位置Ｂでの受け渡し動作と並行して前記受け取り位置Ａでは、移動してきた空の搬送槽３２に対して上記した研磨後の半導体ウエハ１００の装入が行われる。そして、受け渡し位置Ｂでの４枚の半導体ウエハ１００の受け渡しと、受け取り位置Ａでの４枚の半導体ウエハ１００の装入とが完了すると、受け渡し位置Ｂにある搬送槽３２内の水を排出するための切換操作が液体排出装置４０によって行われる。これにより、搬送槽３２の底部の排出コック３２ｅが引き下げられて排出孔３２ｆから搬送槽３２内の水の排出が開始される。

その後、再び旋回体３４ａが１８０°回転し、受け渡し位置Ｂと受け取り位置Ａの間で両搬送槽３２，３２が互いに入れ替わるように移動する。この際、受け渡し位置Ｂから受け取り位置Ａへ移動する搬送槽３２では、移動しながらその内部の水が排出される。この排出される水は、搬送槽３２に付設の排液誘導部３２ｇの傾斜部３２ｈ上を伝って排液受部４２に流れ落ちる。そして、受け取り位置Ａに移動し、水が排出された後の搬送槽３２に対して排出コック３２ｅが液体排出装置４０によって押し上げられて排出孔３２ｆが塞がれる。

この後、上記と同様にして液体充填装置４４により受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に純水が充填された後、研磨装置２から搬出された４枚の研磨後の半導体ウエハ１００が装入されるとともに、受け渡し位置Ｂにある搬送槽３２から半導体ウエハ１００が取り出されて洗浄装置４に受け渡され、上記した一連の動作が繰り返し行われる。

そして、本実施形態では、洗浄装置４が異常停止した場合に、制御装置８がその異常停止を検知してそのとき研磨装置２で処理中の２０枚の半導体ウエハ１００を研磨後に装入装置３６によって前記受け取り位置Ａにある搬送槽３２に装入させて貯留させる。

具体的には、制御装置８は、洗浄装置４が不具合等により異常停止すると、それを検知し、研磨装置２で処理中の前記２０枚の半導体ウエハ１００について研磨装置２の搬出ロボット２２と搬送装置６の装入装置３６に上記搬出・装入動作と同様の動作を行わせる。これにより、前記２０枚の半導体ウエハ１００が前記受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に１枚ずつ装入されて純水中に漬かった状態で貯留される。このため、洗浄装置４の異常停止中におけるそれら半導体ウエハ１００の前記汚染物質の固着や研磨剤中のアルカリ成分によるエッチングの進行が回避される。

そして、異常停止していた洗浄装置４の動作が再開されると、制御装置８はそれに応じて搬送槽移動機構３４に前記両搬送槽３２，３２の入れ替え動作を行わせ、前記２０枚の半導体ウエハ１００が貯留された搬送槽３２を前記受け渡し位置Ｂへ移動させる。その後、制御装置８は、取出装置３８と洗浄装置４の搬入ロボット２４に上記した搬送槽３２内からの半導体ウエハ１００の取り出し、その半導体ウエハ１００の受け渡し及びその半導体ウエハ１００の洗浄装置４内への搬入の各動作と同様の動作を行わせる。これにより、搬送槽３２内の２０枚の半導体ウエハ１００が貯留された順番で取り出されて洗浄装置４へ受け渡される。

なお、異常停止していた洗浄装置４の動作が前記２０枚の半導体ウエハ１００の研磨から搬送槽３２内への装入終了までの間に再開された場合には、制御装置８は、前記搬出ロボット２２と前記装入装置３６による受け取り位置Ａにある搬送槽３２内への半導体ウエハ１００の装入動作を一旦停止させ、その時点で受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に装入された分の半導体ウエハ１００を搬送槽移動機構３４によって受け渡し位置Ｂへ搬送させるとともに、その半導体ウエハ１００を前記取出装置３８と前記搬入ロボット２４により洗浄装置４へ受け渡させる。

以上のようにして、本実施形態の半導体ウエハ加工装置における各動作が行われる。

以上説明したように、本実施形態では、複数の半導体ウエハ１００を研磨装置２で同時に研磨するとともに、その研磨後の複数の半導体ウエハ１００を搬送装置６で同時に洗浄装置４へ搬送するので、従来のように半導体ウエハ１枚ごとに研磨、搬送、洗浄を行う場合に比べて半導体ウエハ１００の加工能率を向上させることができる。

また、本実施形態では、搬送装置６において一対の搬送槽３２，３２を受け取り位置Ａと受け渡し位置Ｂとの間で互いに入れ替えながら半導体ウエハ１００を搬送させるので、１つの搬送槽を受け取り位置と受け渡し位置の間で往復移動させて半導体ウエハ１００を搬送させる場合に比べて半導体ウエハ１００の搬送効率を向上させることができる。これにより、半導体ウエハ加工装置全体としての半導体ウエハ１００の加工能率をより向上させることができる。

さらに、本実施形態では、洗浄装置４が異常停止したときに研磨装置２で処理中の半導体ウエハ１００を研磨後に搬送装置６の搬送槽３２内の純水中で貯留することができるため、洗浄装置４が異常停止したときに研磨装置２で処理中の複数の半導体ウエハ１００について乾燥による前記汚染物質の固着や前記研磨剤のアルカリ成分によるエッチングの進行を防ぐことができる。その結果、洗浄装置４の異常停止に起因して多くの不良品の半導体ウエハ１００が生じるのを防ぐことができ、歩留まりの低下を抑制することができる。従って、本実施形態では、半導体ウエハ１００の加工能率を向上させながら、洗浄装置４の異常停止に起因する歩留まりの低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、洗浄装置４が異常停止したときに研磨装置２で処理中の全ての半導体ウエハ１００を研磨後に一方の搬送槽３２内に貯留するので、両搬送槽３２，３２に分けて貯留する場合のように洗浄装置４が復帰したときに両搬送槽３２，３２を受け取り位置Ａと受け渡し位置Ｂとの間で移動させて各搬送槽３２に貯留された半導体ウエハ１００をそれぞれ洗浄装置４へ受け渡す制御を行う必要がない。このため、洗浄装置４が復帰したときに前記貯留されていた半導体ウエハ１００を洗浄装置４へ受け渡す制御を簡略化することができる。

また、本実施形態では、各搬送槽３２を受け取り位置Ａと受け渡し位置Ｂでそれぞれ位置決めするための位置決め装置３５が設けられているので、位置決め装置３５により各搬送槽３２を受け取り位置Ａと受け渡し位置Ｂで正確に位置決めすることができ、位置ずれに起因する搬送槽３２内への半導体ウエハ１００の装入ミスや搬送槽３２内からの半導体ウエハ１００の取り出しミスの発生を防ぐことができる。

また、本実施形態では、搬送槽移動機構３４が一対の搬送槽３２，３２をともに支持する旋回体３４ａと、受け取り位置Ａと受け渡し位置Ｂとの間で一対の搬送槽３２，３２を互いに入れ替えるように旋回体３４ａを回転させる旋回機構３４ｂとを有するので、旋回体３４ａを回転させるだけで受け取り位置Ａと受け渡し位置Ｂとの間で一対の搬送槽３２，３２を互いにかつ同時に入れ替えることができる。このため、搬送槽移動機構３４に一対の搬送槽３２，３２をそれぞれ移動させるための駆動体を個別に設ける場合に比べて搬送槽移動機構３４の構成を簡素なものとすることができる。

また、本実施形態では、搬送装置６が受け取り位置Ａにある搬送槽３２内に純水を充填する液体充填装置４４を有するので、搬送槽３２が受け取り位置Ａに配置されたときにその搬送槽３２内にきれいな純水を充填することができ、使用者が搬送槽３２内の水を入れ替える場合と異なり、使用者の作業負担を増大させることなく、搬送槽３２内の水をきれいな状態に保つことができる。

また、本実施形態では、液体充填装置４４が受け取り位置Ａにある搬送槽３２内にその底部付近から純水を導入するとともにその搬送槽３２の上縁３２ａから純水をオーバーフローさせることによってその搬送槽３２内に純水を充填する導入部４４ｂを有する。これにより、搬送槽３２内に底部から上部への純水の流れができるため、その純水の流れによって搬送槽３２内に残留する前記汚染物質を外部へ効果的に排出することができる。このため、搬送槽３２内の水をよりきれいな状態に保つことができる。

また、本実施形態では、搬送装置６が、受け渡し位置Ｂにおいて搬送槽３２内の水を排出するための切換操作を行い、その搬送槽３２が受け渡し位置Ｂから受け取り位置Ａへ移動する過程でその搬送槽３２から水を排出させる液体排出装置４０を有する。このため、搬送槽３２の移動と搬送槽３２からの水の排出を並行して行うことができるので、搬送槽３２が受け取り位置へ移動した後に水を排出させる場合に比べて半導体ウエハ１００の搬送効率をさらに向上させることができる。このため、半導体ウエハ加工装置における半導体ウエハ１００の加工能率をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、搬送装置６が、搬送槽３２が受け渡し位置Ｂから受け取り位置Ａへ移動する経路に沿ってその搬送槽３２から排出される水を受ける排液受部４２を有するので、搬送槽３２の移動過程で排出される水が搬送装置６の外部へ漏出するのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、異常停止していた洗浄装置４の動作が再開されたことに応じて、半導体ウエハ１００が貯留されていた搬送槽３２を受け渡し位置Ｂへ移動させるとともに、その搬送槽３２内の半導体ウエハ１００を貯留された順番で取り出させて洗浄装置４へ受け渡させるので、洗浄装置４の異常停止に起因して半導体ウエハ１００の加工順番が狂うのを防ぐことができる。

また、本実施形態では、搬送装置６がクリーンブース４６ａ、クリーンフィルタユニット４６ｂ、除電装置４６ｃ及び排気装置４６ｄを含む汚染防止機構４６を備えているので、クリーンブース４６ａ内の清浄な空気中で半導体ウエハ１００の搬送及び貯留を行うことができるとともに、除電装置４６ｃにより半導体ウエハ１００の帯電を防止してダストの引き寄せを抑制することができる。これにより、搬送装置６での搬送過程及び貯留過程において半導体ウエハ１００の表面が汚染されるのを防ぐことができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記実施形態では、搬送槽３２に充填する液体として純水を用いたが、これ以外の液体を用いてもよい。例えば、半導体ウエハ１００の表面から前記汚染物質を離脱させる効果を有するオゾン水等の各種機能水を適宜選択して搬送槽３２に充填してもよい。この場合には、複数種類の液体から所望の液体を選択して搬送槽３２に充填するための液体切換機構を前記液体充填装置４４に具備させれば、搬送槽３２に充填する液体の変更を容易に行えるとともに、各種液体の混合調整も行うことができる。

また、前記液体として前記研磨剤中のエッチング作用を有する成分の中和が可能な液体を用いてもよい。例えば、上記実施形態のように研磨装置２においてアルカリ液を含む研磨剤を用いている場合には、前記純水の代わりに酸性の液体を搬送槽３２に充填し、搬送槽３２での搬送中及び貯留中に半導体ウエハ１００に付着した前記アルカリ液を中和するようにしてもよい。また、上記実施形態と異なり、研磨装置２において酸性の研磨剤を用いる場合もあり、この場合には、アルカリ性の液体を搬送槽３２に充填し、搬送槽３２での搬送中及び貯留中に半導体ウエハ１００に付着した前記酸性の研磨剤を中和するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、搬送装置６が一対の搬送槽３２，３２のみを備える場合を例示したが、搬送装置６が一対の搬送槽３２，３２に限らずさらに多くの搬送槽を備えていてもよい。この場合には、例えば、各搬送槽を前記搬送槽移動機構３４の旋回体３４ａ上に所定角度ごとに離間して設置し、それら各搬送槽を搬送槽移動機構３４により所定角度ごとに旋回させながら前記受け取り位置Ａと前記受け渡し位置Ｂとの間で搬送槽を入れ替えて研磨後の半導体ウエハ１００を搬送または貯留するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、各搬送槽３２が研磨装置２で一度に処理される最大数の半導体ウエハ１００を収容可能な収容量を有しており、洗浄装置４が異常停止したときに研磨装置２で処理中の半導体ウエハ１００を一方の搬送槽３２にのみ貯留したが、本発明はこの構成に限らない。

すなわち、一対の搬送槽が合計で少なくとも研磨装置２で一度に処理される最大数の半導体ウエハ１００を収容可能な収容量を有していればよく、さらに洗浄装置４が異常停止したときに研磨装置２で処理中の半導体ウエハ１００を両搬送槽に分けて貯留してもよい。この場合には、一方の搬送槽が半導体ウエハ１００で一杯になったら、前記搬送槽移動機構３４によって両搬送槽を入れ替えてもう一方の搬送槽に残りの半導体ウエハ１００を貯留するのが好ましい。そして、洗浄装置４の動作が再開されたときには、半導体ウエハ１００が貯留された順番で洗浄装置４へ受け渡されるように両搬送槽を移動させながら前記取出装置３８による前記搬入ロボット２４への半導体ウエハ１００の受け渡しが行われるように制御するのが好ましい。

本発明の一実施形態による半導体ウエハ加工装置の全体構成を概略的に示した図である。図１に示した半導体ウエハ加工装置の搬送装置内を上方から見た図である。搬送装置内を側方から見た図である。図３中の搬送槽近傍の構造を拡大して示した図である。液体充填装置により搬送槽内に液体を充填する際の状態を示した図である。搬送槽と液体充填装置の導入部を示した縦断面図である。

符号の説明

２研磨装置
４洗浄装置
６搬送装置
８制御装置
２２搬出ロボット（搬出装置）
２４搬入ロボット（搬入装置）
３２搬送槽
３４搬送槽移動機構
３４ａ旋回体
３４ｂ旋回機構
３５位置決め装置
３６装入装置
３６ａ装入機構
３８取出装置
３８ａ取出機構
４０液体排出装置
４２排液受部
４４液体充填装置
４４ｂ導入部
４６汚染防止機構
４６ａクリーンブース
４６ｂクリーンフィルタユニット
４６ｃ除電装置
４６ｄ排気装置
１００半導体ウエハ
Ａ受け取り位置
Ｂ受け渡し位置

Claims

半導体ウエハの研磨を行った後、その半導体ウエハの洗浄を行う半導体ウエハ加工装置であって、
複数の前記半導体ウエハを同時に研磨する研磨装置と、
その研磨装置で研磨された前記半導体ウエハを洗浄する洗浄装置と、
前記研磨装置と前記洗浄装置の間に介在し、前記研磨装置から前記洗浄装置へ研磨後の前記複数の半導体ウエハを同時に搬送する搬送装置と、
前記研磨装置、前記洗浄装置及び前記搬送装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記搬送装置は、液体を内部に収容するとともにその液体中に漬かるように研磨後の前記半導体ウエハを収容する一対の搬送槽と、前記研磨装置から前記研磨後の半導体ウエハを受け取る受け取り位置と前記洗浄装置へ前記研磨後の半導体ウエハを受け渡す受け渡し位置との間で前記一対の搬送槽を互いに入れ替えるように移動させる搬送槽移動機構と、前記一対の搬送槽のうち前記受け取り位置にある搬送槽内に前記研磨装置から受け取った前記研磨後の半導体ウエハを装入する装入装置と、前記一対の搬送槽のうち前記受け渡し位置にある搬送槽内から前記研磨後の半導体ウエハを取り出して前記洗浄装置へ受け渡す取出装置とを含み、
前記一対の搬送槽は、合計で少なくとも前記研磨装置で一度に処理される最大数の前記半導体ウエハを収容可能な収容量を有し、
前記制御装置は、前記洗浄装置が異常停止したときに前記研磨装置で処理中の前記半導体ウエハを研磨後に前記装入装置によって前記一対の搬送槽のうち少なくとも一方に装入させて貯留させる、半導体ウエハ加工装置。
前記各搬送槽は、前記研磨装置で一度に処理される最大数の前記半導体ウエハを収容可能な収容量をそれぞれ有し、
前記制御装置は、前記洗浄装置が異常停止したときに前記研磨装置で処理中の前記半導体ウエハを研磨後に前記装入装置によって前記一対の搬送槽のうち一方の搬送槽内に装入させて貯留させる、請求項１に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記搬送装置は、前記各搬送槽を前記受け取り位置と前記受け渡し位置でそれぞれ位置決めするための位置決め装置を含む、請求項１または２に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記搬送槽移動機構は、前記一対の搬送槽をともに支持する旋回体と、前記受け取り位置と前記受け渡し位置の間に位置する軸を中心として前記受け取り位置と前記受け渡し位置との間で前記一対の搬送槽を互いに入れ替えるように前記旋回体を回転させる旋回機構とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記研磨装置は、前記研磨後の半導体ウエハを当該研磨装置から前記搬送装置へ水平方向に搬出する搬出装置を有し、
前記洗浄装置は、前記搬送装置によって搬送された前記研磨後の半導体ウエハをその搬送装置内に水平方向に進出して受け取った後、当該洗浄装置内に水平方向に搬入する搬入装置を有し、
前記装入装置は、前記搬出装置により前記研磨装置から搬出された前記研磨後の半導体ウエハを把持して受け取った後、前記受け取り位置にある搬送槽内に上方から下方へ向かって装入する装入機構を有し、
前記取出装置は、前記受け渡し位置にある搬送槽内の前記研磨後の半導体ウエハを把持して上方に取り出した後、前記洗浄装置から前記搬送装置内に進出している前記搬入装置に受け渡す取出機構を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記搬送装置は、前記受け取り位置にある前記搬送槽内に前記液体を充填する液体充填装置を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記液体充填装置は、前記受け取り位置にある前記搬送槽内にその底部付近から前記液体を導入するとともにその搬送槽の上部から前記液体をオーバーフローさせることによってその搬送槽内に前記液体を充填する導入部を有する、請求項６に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記搬送装置は、前記受け渡し位置において前記搬送槽内の前記液体を排出するための切換操作を行い、その搬送槽が前記受け渡し位置から前記受け取り位置へ移動する過程でその搬送槽から前記液体を排出させる液体排出装置を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記搬送装置は、前記搬送槽が前記受け渡し位置から前記受け取り位置へ移動する経路に沿ってその搬送槽から排出される前記液体を受ける排液受部を含む、請求項８に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記制御装置は、異常停止していた前記洗浄装置の動作が再開されたことに応じて、前記半導体ウエハが貯留された前記搬送槽を前記搬送槽移動機構により前記受け渡し位置へ移動させるとともに、前記取出装置によりその搬送槽内に貯留された前記半導体ウエハを貯留された順番で取り出させて前記洗浄装置へ渡させる、請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体ウエハ加工装置。
前記搬送装置は、当該搬送装置内における前記研磨後の半導体ウエハの汚染を防ぐための汚染防止機構を含み、
この汚染防止機構は、前記一対の搬送槽、前記搬送槽移動機構、前記装入装置及び前記取出装置を収容するクリーンブースと、このクリーンブース内に清浄な空気を導入するためのクリーンフィルタユニットと、前記クリーンブース内における前記研磨後の半導体ウエハの帯電を防ぐための除電装置と、前記クリーンブース内から空気を排出するための排気装置とを有する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体ウエハ加工装置。