JP2011061237A - ケミカルメカニカルポリッシャ用のウェーハ搬送ステーション - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＭＰ研磨ヘッドへのウェーハ搬送を改良する装置を提供する。
【解決手段】
一対のバッファステーション１２０Ａおよび１２０Ｂと、搬送ロボット１２２とを備えるケミカルメカニカルポリシングシステム用の搬送ステーション１０８およびそれに伴う方法である。バッファステーションと、２つのウェーハ１１４を搬送ロボットによって同時に搬送する能力とが、ケミカルメカニカルポリシングシステムへのウェーハのローディングおよびアンローディングのための交換時間を最小にする。交換時間の低減は、ケミカルメカニカルポリシングシステムによって時間当たりに処理されるウェーハの数を向上させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、全体としてケミカルメカニカルポリシングシステムに関し、特に、ワークピースまたは半導体ウェーハをケミカルメカニカルポリシングシステム内に位置決めする方法および装置に関する。

半導体ウェーハ処理では、半導体ワークピース、すなわちウェーハ上に複数のフィーチャ層を積層する高い能力から、ケミカルメカニカルポリシング、すなわちＣＭＰの使用が支持されてきた。半導体製造プロセスの一部としてのウェーハ研磨に対する要望が増大するにつれて、ウェーハダメージと汚染の危険性を最小限に抑えつつより高い処理速度を実現することへの要求が、より大きな緊急改善課題となってきている。

これらの問題に対処する２つのＣＭＰシステムが、Perlov他への特許（１９９８年９月８日発行の米国特許第５，８０４，５０７号）とTolles他への特許（１９９８年４月１５日発行の米国特許第５，７３８，５７４号）に記載されている。Perlov特許およびTolles特許は、双方とも本明細書に援用される。Perlov特許およびTolles特許は、双方とも、隣接する液体充填槽内に位置するカセットからウェーハが供給されるポリシング装置を有するＣＭＰシステムを開示している。搬送機構、すなわちロボットが、槽から搬送ステーションへのウェーハの搬送を容易にする。搬送ステーション内のペデスタルが上昇して、ロボットからウェーハを受け取る。ウェーハは、ロボットから解放され、真空チャックによりペデスタルに固定、あるいはチャックされる。次に、ペデスタルは搬送ステーション内に後退する。搬送ステーションでは、複数のアライメントジョーが、ペデスタル上でセンタリングされた位置へウェーハを操作できるように、ウェーハがペデスタルから一時的に解放される。次に、ウェーハはペデスタルへ再チャックされ、ペデスタルが上昇し、ウェーハを研磨ヘッドのリテーナリングに係合させリテーナリングへウェーハを搬送する。ペデスタルの中心へのウェーハの位置合わせは、ウェーハがリテーナリング内へ適切に固定されることを確実にする。ウェーハがリテーナリング内へ固定された後、カルーセルが研磨ヘッドをポリシングステーションへ移動させる。研磨プロセスの完了後、ウェーハはペデスタルに戻され、ロボットがペデスタルからウェーハを取り出して、槽内に位置する適切なカセットへウェーハを移動させる。

このプロセスは、ケミカルメカニカルポリシングシステムを実行する効率的な手法であることがわかったが、研磨ヘッドへのウェーハの搬送を改善してウェーハダメージと汚染の危険性を低減させることができ、同時に、搬送ステーションにおけるウェーハの滞留時間を低減するという改良点が明確になった。

具体的に述べると、搬送ロボットを用いて単一のロード／アンロードペデスタルの内外にウェーハを搬送するプロセスは、一度に一枚のウェーハしか搬送できないので、ポリッシャ内外へのウェーハ移動のボトルネックになっている。特に、ウェーハを把持する単一のエンドエフェクタを有する単一のアームロボットは、ウェーハ貯蔵装置からウェーハを取得し、そのウェーハを単一のロード／アンロードペデスタル上に位置決めする。ウェーハはポリッシャに入り、ワークが研磨される。この後、ウェーハは、アンローディングとウェーハ貯蔵装置への移送のためにロード／アンロードペデスタルに戻される。単一のアームロボットは、次に、処理済ウェーハを把持してウェーハ貯蔵装置に移送し、そのウェーハをウェーハ貯蔵装置内に配置し、ポリッシャ内で処理すべき次のウェーハを割出しして取り出す必要がある。その後、ロボットは、下げ降ろしのために次のウェーハをロード／アンロードステーションに移送する。ロード／アンロードペデスタルが休止している滞留時間またはむだ時間を取り除けば、各ウェーハの処理に必要なルーティング時間が改善され、それに応じたウェーハスループットの増加が得られることになる。更に、ウェーハエッジグリップのみの使用は、移送中およびウェーハ配置中におけるウェーハの裏面またはデバイス面のいずれかとの物理的接触を最小限に抑える。これは、摩耗、スクラッチ、その他のダメージがウェーハの両面に生じうることから、特に関心が高い。

従って、この技術分野では、ＣＭＰ研磨ヘッドへのウェーハ搬送を容易にする装置であって、搬送時間が削減されるとともに粒子汚染およびウェーハダメージのリスクを最小限に抑えながらウェーハが固定される装置に対するニーズが存在している。

従来技術に伴う欠点は、少なくとも１つのバッファステーション、搬送ロボットおよびウェーハローディングアセンブリを備える本発明の搬送ステーションによって克服される。複数のバッファステーション（例えば、入力バッファステーションおよび出力バッファステーション）を使用することが好ましい。運転時には、入／出力ロボットが半導体ウェーハを入力バッファステーション内に配置する。入力バッファステーションは、ウェーハのエッジ付近の３本のピンでウェーハを支持する。搬送ロボットは２つのグリッパアセンブリを有し、その各々がウェーハを把持する空気圧グリッパフィンガを有する。このフィンガは、ウェーハエッジ上の３点でウェーハを保持する。ロボットは入力バッファステーションからウェーハを持ち上げ、グリッパおよびウェーハを回転させてウェーハをウェーハロード／アンロードアセンブリの上に配置した後、ロード／アンロードアセンブリ上にウェーハを降ろす。次に、ウェーハロード／アンロードアセンブリは、ウェーハをケミカルメカニカルポリッシャの研磨ヘッドにロードする。搬送ロボットがウェーハをウェーハロード／アンロードアセンブリに配置している間、入出力ロボットは別のウェーハを入力バッファステーション上に配置することができる。ウェーハがポリシングプロセスを完了すると、研磨ヘッドがウェーハをウェーハロード／アンロードアセンブリ内に解放し、搬送ロボットがウェーハをロード／アンロードアセンブリから回収する。この後、研磨済ウェーハは、搬送ロボットによって出力バッファステーション内に置かれ、入出力ロボットが搬送ステーションから研磨済ウェーハを取り出すまでそこに止まる。搬送ロボットは２つのグリッパアセンブリを有するので、ウェーハをロード／アンロードアセンブリ中に解放するステップとウェーハを出力バッファ中に解放するステップを同時に行なうことができる。

具体的には、搬送ロボットは、空気圧式に作動する一対の反対側に位置するグリッパアセンブリを備えている。各グリッパアセンブリは、２つの搬送アームの反対側に位置する末端に配置される。両搬送アームが望ましくは直角を形成しながら交わる箇所では、搬送アームがロータリアクチュエータおよび垂直リニアアクチュエータに連結されるので、グリッパをバッファステーションからロード／アンロードアセンブリまで回転させることができ、また、ロボットアームを昇降させてウェーハのローディングおよびアンローディングを容易にすることができる。グリッパ自体は、ウェーハのエッジを把持するために、３つのフィンガと、ノッチが切り込まれたプラスチックシリンダとを有する。グリッパは、各グリッパのフィンガ間の距離がウェーハの直径よりも大きくなるように、開位置でばねによって付勢される。圧縮空気が空気圧シリンダに送られると、グリッパが互いに向かって動き、３つのフィンガの間でウェーハが捕捉される。

搬送アームの各々は、第１の端部に位置するグリッパアセンブリを有し、垂直シャフトに取り付けられる第２の端部で終端する。このシャフトは、アームが約３５０°回転できるように、クラッチを介してロータリアクチュエータに連結される。シャフトは、インターロック機構に連結される。このインターロック機構は、ウェーハを解放または取り上げるために搬送ロボットをバッファステーションまたはロードカップ内に下降できるようになる前に、搬送ロボットがバッファステーションかウェーハロード／アンロードアセンブリのいずれかの上に適切に配置されるようにする。インターロックはまた、ウェーハロード／アンロードアセンブリがウェーハを研磨ヘッドにロード（またはアンロード）しているときに搬送ロボットがウェーハロード／アンロードアセンブリの方向に回転できないようにする。ロボットがバッファステーションおよびウェーハロード／アンロードアセンブリのいずれかにアクセスできるようにするため、バッファステーションとウェーハロード／アンロードアセンブリとは、搬送ロボットのシャフトを中心に有する円形経路に沿って位置合わせされる。

本発明を含む例示のケミカルメカニカルポリッシャの概略平面図である。 搬送ロボットのアームアセンブリの平面図である。 １つのグリッパの側面図である。 搬送ステーションの側面図である。 バッファステーションの平面図である。 カムプレートの平面図である。

本発明の教示は、添付図面と共に以下の詳細な説明を検討することによって容易に理解することができる。

理解を容易にするため、図面に共通の同一要素を示すために可能な限り同一の参照番号を使用した。

図１は、ケミカルメカニカルポリッシャ１００の概略平面図を示す。ポリッシャ１００は、複数（例えば３つ）の研磨ステーション１０６、４つの研磨ヘッド１１０を支持するカルーセル１０２、ウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４、および搬送ステーション１０８を有する。入出力ロボット１１６は、ウェーハ１１４を搬送ステーション１０８との間でロードおよびアンロードする。４つの研磨ヘッド１１０は、カルーセル１０２に装着される。カルーセル１０２は、搬送ステーション１０８のコンポーネントが見えるように部分的に切除されている。従って、４つの研磨ヘッド１１０の１つは図示されていない。カルーセル１０２は、研磨ヘッド１１０の任意の１つを研磨ステーション１０６の任意の１つまたは搬送ステーション１０８に配置できるように中心軸のまわりに回転する。この結果、ウェーハ１１４を特定の研磨ヘッド１１０にロードすることができ、カルーセル１０２はヘッド１１０を特定の研磨ステーション１０６まで動かすことができる。

ウェーハ１１４は、ウェーハ入出力ロボット１１６によって、ポリッシャ１００と他のシステム（例えば、ウェーハクリーナ）またはウェーハカセット（図示せず）との間で移動される。入出力ロボット１１６は、移動中のウェーハ１１４を保持するグリッパ（例えば、真空グリッパ）を持ち、ウェーハ１１４を搬送ステーション１０８の中に配置する。

搬送ステーション１０８は、少なくとも１つのバッファステーション１２０（好ましくは２つのバッファステーション１２０Ａおよび１２０Ｂ）と搬送ロボット１２２とを備えている。入出力ロボット１１６は、ポリッシャ１１０に入る予定のウェーハ１１４を入力バッファステーション１２０Ｂの中に置く。入力バッファステーション１２０Ｂは固定式である。搬送ステーション１０８がウェーハ１１４をロボット１１６から受け取り、ロボット１１６が搬送ステーション１０８を空にした後、搬送ステーションロボット１２２は、ウェーハ１１４を入力バッファステーション１２０Ｂから取り出して、それをウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４まで移動させる。ウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４は、ウェーハ１１４を研磨ヘッド１１０に配置するために当該技術で知られる任意の種類のものとすることができる。好ましくは、ウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４は、１９９９年６月１４日出願の一般譲渡された米国仮特許出願第６０／１３９，１４４号（代理人整理番号３６５０Ｌ）に記載されるロードカップである。この出願は、本明細書に援用される。カルーセル１０２は、ウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４からウェーハ１１４を取り出し、ウェーハ１１４を研磨するために前進する。搬送ロボット１２２がウェーハ１１４のバッファステーション１２０からウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４への移動に従事している間、入出力ロボット１１６は、別のウェーハ１１４を空の入力バッファステーション１２０Ｂに配置することができる。

ウェーハ１１４が研磨手順を終了すると、カルーセル１０２は、ウェーハ１１４をウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４に移動させてウェーハ１１４を解放する。搬送ロボット１２２は次に、ウェーハ１１４をウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４から取り出して、ウェーハ１１４を出力バッファステーション１２０内に配置する。この後、研磨済ウェーハ１１４は、入出力ロボット１１６によって出力バッファステーション１２０から回収される。

運転時には、搬送ロボット１２２がバッファステーション１２０Ａ、１２０Ｂとウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４との間の中央に配置される。具体的には、ロボット１２２は、バッファステーション１２０Ａ、１２０Ｂおよびウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４の中心を通る仮想円と同心の回転中心軸を有するので、搬送ロボット１２２は関節式アームを使用せずにこれらの位置に到達する。勿論、当業者であれば、ウェーハ１１４をバッファステーション１２０Ａ、１２０Ｂおよびウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４に配置する能力を維持しながら他の形態のロボットを代わりに使用することも容易であろう。

図２は、搬送ロボット（図１の１２２）のアームアセンブリ２００の平面図を示す。アームアセンブリ２００は、一対の同一のグリッパアセンブリ２０２Ａおよび２０２Ｂ、一対の搬送アーム２０４Ａおよび２０４Ｂ、ならびにアーム取付箇所２０６を備えている。グリッパアセンブリ２０２Ａ（グリッパアセンブリ２０２Ｂも同一の構成）は、一対の対向するグリッパ２０８Ａおよび２０８Ｂを備えている。グリッパ２０８Ａは、グリッパアーム２１０と一対のフィンガ２１２Ａ、２１２Ｂを備えている。グリッパアーム２１０は、シェブロンの点が外側に向いたシェブロン形状を有している。グリッパ２０８Ｂは、単一のフィンガ２１２Ｃを有する。各フィンガ２１２Ａ、２１２Ｂは下方を指し、グリッパアーム２１０の末端付近に配置される。フィンガ２１２Ｃは下方を指し、他の２つのフィンガ２１２Ａ、２１２Ｂと共に同一平面上にある。グリッパアーム２１０の中心部は、リニアアクチュエータ２１４に連結されている。アクチュエータ２１４は、アクチュエータ２１４から反対方向に突出する一対のアクチュエータシャフト２１６Ａおよび２１６Ｂを有する。シャフト２１６Ａはアクチュエータ２１４をグリッパアーム２１０に連結し、シャフト２１６Ｂはアクチュエータ２１４を、グリッパ２０８Ｂを形成するフィンガ２１２Ｃに連結する。シャフト２１６Ａおよび２１６Ｂはアクチュエータ２１４と共に、各シャフトを囲んでアクチュエータハウジング２２０に接する一対のベローズ２１８Ａおよび２１８Ｂによって粒子汚染から保護される。

グリッパアセンブリ２０２Ａおよび２０２Ｂによって、搬送ロボット１１２は各アセンブリ内で複数のウェーハを同時に把持することができる。これによって、搬送ロボット１１２は、研磨済ウェーハを出力バッファステーション１２０Ａ内に置くと同時に、未研磨ウェーハをロード／アンロードアセンブリ１０４内に置くことができる。

アクチュエータ２１４は、シャフト２１６Ａおよび２１６Ｂをハウジング２２０の内外に向かって移動させるリニアアクチュエータである。シャフト２１６Ａおよび２１６Ｂは、リニアアクチュエータへの側面負荷を最小限に抑えるために直線軸受９００および９０１上に支持されている。アクチュエータ２１４の一例は、空気圧に応じてシャフトを動かす空気圧アクチュエータである。このようなアクチュエータ２１４は、開位置でグリッパ２０８Ａおよび２０８Ｂを相互に離間するように保つばね（図示せず）によって外側に付勢されるシャフト２１６Ａおよび２１６Ｂを有している。開位置では、フィンガ間の間隔はウェーハの直径（例えば、１００ｍｍ、２００ｍｍ、または３００ｍｍ）よりも大きい。加圧空気がアクチュエータ２１４に供給されると、アクチュエータ２１４はシャフト２１６を内側に動かして、フィンガ２１２Ａ、２１２Ｂ、および２１２Ｃにウェーハ（図２に図示せず）を把持および保持させる。フィンガ２１２Ａ、２１２Ｂおよび２１２Ｃに加わり、したがってウェーハ１１４に加わる力は、空気圧アクチュエータに加わる空気圧に比例し、その力を最小限に抑えるように調整を行うことができるので、実質的にウェーハダメージおよび汚染を防止することができる。別のリニアアクチュエータには、ウォームギヤアセンブリ、ソレノイド、ラックアンドピニオンアセンブリ、ベルクランクなどが含まれる。ただし、これらに限定されるわけではない。更に、ウェーハの把持を容易にするために、より多数のフィンガおよび／または様々な形状寸法のフィンガを容易することができる。

図３は、グリッパアーム２１０と、アーム２１０の端部３０２付近にボルト締めされるその付随フィンガ２１２Ａおよび２１２Ｂの側面図を示している。各フィンガは、円筒の側面にノッチ３０４が切り込まれた円筒形状を有している。これらのノッチ３０４は、ウェーハの厚さよりも大きい開口を持つ。一般に、フィンガは、プラスチックなどの非磨耗性材料から作られる。

図２に戻ると、アクチュエータハウジング２２０は、アーム２０４Ａの末端部２２２（第１端部）に取り付けられる。アーム２０４Ａは、第２グリッパアセンブリ２０２Ｂが末端部２２６に連結されたアーム２０４Ｂに接続される。アーム２０４Ｂおよび２０４Ａは互いに角度をなし、好ましくは互いに直角を形成する。アーム２０４Ａおよび２０４Ｂが交わる箇所２０６では、これらのアームがロボットのロータリアクチュエータおよび垂直アクチュエータ（図示せず）に取り付けられる。下記で説明するように、ロボットは、アームを矢印２２８で示すように回転させるロータリアクチュエータに連結されている。

図４は、ウェーハ４００を運ぶ搬送ロボット１２２とバッファステーションの１つ、例えばステーション１２０Ａ、を備える搬送ステーション１０８の部分断面側面図を示している。完全のために、ウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４も示す。搬送ロボット１２２、ウェーハロード／アンロードアセンブリ１−４およびバッファステーション１２０Ａ、１２０Ｂは、搬送ステーション１０８用の共通ベースプレート４１８に設置されている。

前述のように、搬送ロボット１２２のアーム２０４Ａは、グリッパアセンブリ２０２Ａを取付け箇所２０６に連結する。取付け箇所２０６は、チューブシャフト４０２に固定される。チューブシャフト４０２とスピンドル４０６は同軸に組み立てられて、スリップクラッチ４０４を機械的に形成する。ロータリアクチュエータ４０８は、スピンドル４０６を回転駆動する。スリップクラッチ４０４は、ロボットアーム２０４が動作不良を起こして動けなくなった場合、すなわちスタックした場合に、ロータリアクチュエータ４０８とスピンドル４０６とが損傷を受けずに回転できるようにする。クラッチ４０４およびチューブシャフト４０２は、保護シリンダ４１０および４１１を同心に貫通する。保護シリンダ４１０および４１１は、ベースプレート４１８に固定される。シールド４１６ならびに保護シリンダ４１０および４１１は、ポリシングプロセスからのスラリーがクラッチ４０４や他の下方の機構の動作に干渉しないようにするラビリンスシール４０１を形成する。

搬送ロボット１２２は、チューブシャフト４０２に固定されてチューブシャフト４０２と共に回転するカムプレート４２０を更に備えている。カムプレート４２０は、インターロックアセンブリ４２２およびピン４２３と相互作用する。インターロックアセンブリ４２２は、搬送ロボット１２２がウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４の方向に回転できないようにして、ロード／アンロードアセンブリ１０４がウェーハ４００を研磨ヘッドにロードしているときに接触できないようにする。ロード／アンロードアセンブリ１０４は、シャフト４５２を駆動してウェーハ４００を研磨ヘッドへ持ち上げる垂直アクチュエータ４５０を備えている。シャフト４５２は、インターロックカム４２２に当接するリニアカム４５４を有する。ロード／アンロードアセンブリ１０４が上昇すると、インターロックカム４５４がピボット４５６上で外方に回転させられる。この回転によって、インターロックカム４５４の外側エッジがカムプレート４２０と相互作用する。図６に示すように、カムプレート４２０は、搬送ロボット１２２がバッファステーション間で自由に回転できるような不規則な形状を有する。しかしながら、搬送ロボット１２２がロード／アンロードアセンブリ１０４の方向に回転すると、カムプレート４２０がインターロックアセンブリ４２２と当接し、回転が停止させられる。回転が停止させられると、クラッチ４０４が滑るので、搬送ロボット１２２はロード／アンロードアセンブリ１０４に衝突しない。

図４に戻ると、搬送ロボット１２２は３つの垂直位置で作業を行う。ダウン位置は、ロード／アンロードアセンブリ１０４またはバッファステーション１２０Ａもしくは１２０Ｂからウェーハを取り出したり、そこにウェーハを配置するために使用される位置である。ピン４２３は、カムプレート４２０中の孔およびスロットと相互作用して、搬送ロボット１２２がダウン位置にあるときに回転しないようにし、また搬送ロボット１２２がその角度位置でロード／アンロードアセンブリ１０４ならびにバッファステーション１２０Ａおよび１２０Ｂまで下降するようにする。ピン４２３が孔またはスロット中にあるときは、搬送ロボット１２２は回転することができない。中間位置では、カムプレート４２０がピン４２３と相互作用せず、ウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４がウェーハ４００を研磨ヘッド１１０にロードしているのでなければ、搬送ロボット１２２は約３５０°自由に回転することができる。最後に、アップ位置では（この位置は、搬送ロボット１２２がバッファステーションに位置合わせされる間に入出力ロボット１１６がバッファステーションにアクセスできるようにするために使用される）、搬送ロボット１２２はバッファステーションの近くで回転することができる。しかしながら、フランジ４５８は、搬送ロボット１２２がウェーハロード／アンロードアセンブリ１０４の方向に回転しようとすると、カムプレート４２０に当接することになる。これによって、搬送ロボット１２２は、アップ位置で回転する間、研磨ヘッド１１０に衝突することはできなくなる。

バッファステーション１２０は、ベースプレート４１８の上方で複数のボルト４２８によって支持されるウェーハ支持体４２６を備えている。ウェーハ支持体４２６中のボア４３２はボルト４２８の直径よりはるかに大きいので、ウェーハ支持体４２６はベースプレート４１８に対して横方向に動くことができる。この特徴によって、バッファステーションを、セットアップ中に搬送ロボットの位置によって指定される下げ降ろし位置または取り上げ位置において、搬送ロボット１２２の半径方向位置および角度位置と位置合わせすることができる。ウェーハ４００が搬送ロボットグリッパ中でウェーハ移動のために望ましい位置にある状態で、バッファステーションは、支持されたウェーハの下方に配置され、搬送ロボット１２２は、ウェーハ４００を搬送ロボット１２２上の調節ねじによって固定された設定垂直距離まで下降させる。ウェーハ支持体４２６は、保持されたウェーハと同心になるように縦方向および横方向に位置合わせされる。ウェーハ支持体は、ファスナによってベースプレートに固定される。

図５は、ウェーハ支持体４２６の平面図を示している。ウェーハ支持体４２６は、平面形状が円形であり、外周リップ５００、３つの切欠５０２Ａ、５０２Ｂおよび５０２Ｃ、取付けボルト４２８、ならびにウェーハ支持ピン５０６Ａ、５０６Ｂ、および５０６Ｃを備えている。外周リップ５００は、ウェーハが３つのウェーハ支持ピンによって支えられているときに支持体から滑り落ちないように、ウェーハ支持体４２６の中心部５０８の平面から上に立ち上がっている。入出力ロボット１１６によるウェーハ支持体４２６へのアクセスを可能にするために、リップ５００にはギャップ５０４が存在する。切欠き５０２Ａ、５０２Ｂ、および５０２Ｃは、グリッパフィンガがウェーハにアクセスできるようにするために設けられている。

ウェーハは、中心部５０８の平面の上方でピン５０６Ａ、５０６Ｂおよび５０６Ｃによって支えられる。これらのピンは、中実であってもよいが、ウェーハ検出を容易にするために中空となっている。このため、流体（水）がピンの中の通路を通してポンプ輸送される。この水の流れは、水が存在するときの流れの変化を検出するために監視される。このような流れの変化は、ウェーハがバッファステーションに配置された時点を指示するために使用される。ウェーハおよび支持ピン間の小さな流体（水）の膜は、ウェーハがピンと接触せず、従ってウェーハ表面への粒子汚染を最小限に抑えることを保証する。ウェーハ検出技術の詳細な説明は、１９９９年６月１４日に出願され一般譲渡された米国特許出願第６０／１３９，１４４号（代理人整理番号３６５０）に記載されており、この出願は本明細書に援用される。

本発明の教示を取り入れた上記の実施形態を本明細書で詳細に図示して説明してきたが、当業者は、この教示を依然として取り入れつつ、本発明の趣旨から逸脱することなく、他の変形例を容易に考案することができる。

１００…ポリッシャ、１０２…カルーセル、１０４…ウェーハロード／アンロードアセンブリ、１０６…研磨ステーション、１０８…搬送ステーション、１１０…研磨ヘッド、１２０Ａ、１２０Ｂ…バッファステーション、１１４…ウェーハ、１１６…入出力ロボット、１１８…グリッパ。

Claims (15)

1. ケミカルメカニカルポリシングシステムにおいてワークピースを配置する装置であって、
   中央シャフトの中間点に取り付けられた固定アームアセンブリと、前記固定アームの第１の端部に取り付けられた第１のグリッパアセンブリと、前記固定アームの第２の端部に取り付けられた第２のグリッパアセンブリとを有するロボットと、
   前記ワークピースを、前記第１のグリッパまたは前記第２のグリッパから受け取るように構成された中央部分を有するバッファステーションであって、前記中央部分の周囲から延びる不連続の外周リップを有する、バッファステーションと、
   前記バッファステーションの前記中央部分と前記リップとで画定され、前記周囲に関して放射状に配置された複数の切欠であって、各切欠の一部が前記バッファステーションの前記中央部分に形成されている、複数の切欠と
   を備えている装置。
2. 前記中央部分から放射状に前記外周リップ内部のほうへ延びる複数のワークピース支持ピンを更に備えている、請求項１記載の装置。
3. 前記複数のワークピース支持ピンのうちの少なくとも一つが中空ピンである、請求項２記載の装置。
4. 前記中空ピンに、ワークピース検出システムが取り付けられている、請求項３記載の装置。
5. 前記ワークピース検出システムが、
   前記中空ピンに取り付けられた流体源と、
   前記流体源と前記中空ピンとの間を流れる流体の流計量の変化を検出するように構成されたセンサと
   を更に備えている、請求項４記載の装置。
6. 前記第１のグリッパアセンブリが、エッジコンタクトグリッパを更に備えている、請求項４記載の装置。
7. 前記第１の端部と前記第２の端部とが、互いに直角になるように配置されている、請求項４記載の装置。
8. 前記中央シャフトと結合するスリップクラッチを有する回転自在のチューブシャフトを更に備えている、請求項４記載の装置。
9. 前記チューブシャフトに固定されたカムシャフトと、
   インターロックアセンブリおよびピンと
   を更に備えており、
   前記インターロックアセンブリおよび前記ピンは、前記アームアセンブリの回転を防ぐ位置で前記カムプレートと選択的に係合している、請求項８記載の装置。
10. 前記チューブシャフトを囲むシールドと、
    前記チューブシャフトのまわりに同心に配置された第１シリンダおよび第２シリンダと、
    を更に備えており、
    前記シールド、前記第１シリンダおよび前記第２シリンダがラビリンスシールを形成している、請求項８記載の装置。
11. ケミカルメカニカルポリッシャにおいてワークピースを配置する装置であって、
    ベースと、
    前記ベースに取り付けられた少なくとも一つのプラテンと、
    前記プラテンの上方に支持された少なくとも一つの研磨ヘッドと、
    前記プラテンに隣接する前記ベースに取り付けられた第１のバッファステーションであって、前記ワークピースを、前記第１のグリッパまたは前記第２のグリッパから受け取るように構成された中央部分を有し、且つ、前記中央部分の周囲から延びる不連続の外周リップを有する、第１のバッファステーションと、
    中央シャフトの中間点に取り付けられた固定アームアセンブリと、前記固定アームの第１の端部に取り付けられた第１のグリッパアセンブリと、前記固定アームの第２の端部に取り付けられた第２のグリッパアセンブリとを有するロボットと
    を備えている装置。
12. 前記ベース上に配置された第２のバッファステーションおよびロードカップを更に備えている、請求項１１記載の装置。
13. 前記第１の端部と前記第２の端部とが、互いに直角になるように配置されている、請求項１２記載の装置。
14. 前記中央部分から放射状に前記外周リップ内部のほうへ延びる複数のワークピース支持ピンを更に備えている、請求項１２記載の装置。
15. 前記複数のワークピース支持ピンのうちの少なくとも一つが、
    通路を画成する中空シャフトと、
    前記通路と連通された流体源と、
    前記ピンの内部に配置された、前記通路と前記流体源との間を流れる流体の流計量の変化を検出するように構成されたセンサと
    を備えている、請求項１４記載の装置。