JP3583491B2 - Polishing apparatus and method - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明はポリッシング装置および方法に係り、特に半導体ウエハ等のポリッシング対象物を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置および方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に0.5μm以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパの結像面の平坦度を必要とする。
そこで、半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の1手段としてポリッシング装置により研磨することが行われている。
【0003】
従来、この種のポリッシング装置は、大きく分けて、ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロード機能、ウエハを移動させる搬送機能、ウエハを研磨するポリッシング機能、最近では研磨後のウエハを洗浄する洗浄機能、そして装置の運転をコントロールする制御機能を備え、これらの機能を発揮すべく多数の機器とそれを取り付ける部材が個々に組み付けられて装置が構成されていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
これまでのポリッシング装置は、
(1)対象物である半導体ウエハの種類が多く、またポリッシングのプロセス条件がウエハの種類によって異なるため、使用する機器の構成も異なり、装置の標準化が難しく、標準化によるコストの低減および納期の短縮が望めなかった。(→装置製造の生産性)(2)半導体ウエハは世代交代が速く、合わせて装置の機能の高度化を必要とするが、装置の改造は容易ではなく装置更新のコストが多大であった。
(→拡張性)
(3)ポリッシング装置は通常クリーンルームに設置されるので、修理における機器の分解や部品交換時の発塵はできるだけ抑えなければならないが、装置の組立構成上限界があった。 (→メンテナンス性)
(4)装置の大きさ及びウエハカセットのロード・アンロードの位置および操作パネル位置などのレイアウトが固定されているため、使用場所の都合によっては装置へのアクセスが不便であった。 (→ユーザ対応性)
【0005】
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、生産性、拡張性、メンテナンス性、ユーザ対応性の優れたポリッシング装置および方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、ウエハを研磨するポリッシング装置であって、前記ポリッシング装置は、ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロードブロックと、ウエハを移動させる搬送ブロックと、ウエハを研磨するポリッシングブロックと、研磨後のウエハを洗浄する洗浄ブロックと、前記ロード・アンロードブロックのカセットと前記搬送ブロックのロボットの相対位置及び前記洗浄ブロックと前記搬送ブロックのロボットの相対位置をティーチングにより記憶する制御ブロックとからなり、前記各ブロックは互いに独立して変更可能であることを特徴とするものである。
【0007】
さらに、前記ロード・アンロードブロック、前記搬送ブロック、前記ポリッシングブロック、前記洗浄ブロックは互いに寸法の取り合いを持たないことを特徴とする。
また、前記個々のブロックを再分割あるいは同一機能ブロックを複数結合し、装置構成の変更に合わせることを特徴とする。
また、前記洗浄ブロックはウエハの乾燥を行う乾燥槽を有することを特徴とする。
また、前記ロード・アンロードブロックにおいては、乾燥処理後のウエハを処理前のウエハが納められていた元のカセットに戻すようになっていることを特徴とする。
さらに、前記ウエハは、カセット内の、処理前のウエハが納められていた棚に戻されることを特徴とする。
また、前記ロード・アンロードブロックには、カセット内の収納されたウエハの数と収納棚の位置を計測するセンシングセンサとを備えることを特徴とする。
また、本発明のポリッシング方法は、ロード・アンロードブロックのカセットからウエハを抜き出し、ウエハを搬送ブロックのロボットによってポリッシングブロックに搬送し、ポリッシングブロックにおいてウエハを研磨し、研磨後のウエハを洗浄ブロックで洗浄及び乾燥するポリッシング方法であって、制御ブロック内のコンピュータにおいて、前記ロード・アンロードブロックのカセットと前記搬送ブロックのロボットの相対位置及び前記洗浄ブロックと前記搬送ブロックのロボットの相対位置をティーチングにより記憶し、前記ロード・アンロードブロック、搬送ブロック、ポリッシングブロック、洗浄ブロック及び制御ブロックは、互いに独立して変更可能であることを特徴とするものである。
また、ポリッシング処理開始前に、センシングセンサによってカセット内でのウエハの数と収納棚の位置を計測し、その情報を前記制御ブロック内のコンピュータに記憶するマッピングを行った後に、ウエハのポリッシング処理を開始することを特徴とする。
さらに、前記研磨、洗浄、乾燥されたウエハを、処理前のウエハが納められていたカセットに戻すことを特徴とする。
また、前記ウエハは、前記カセット内の、処理前のウエハが納められていた棚に戻されることを特徴とする。
【0008】
【作用】
上述した機能別ブロックの構成からなる本発明によれば、ブロック単位での標準化が可能であり、コストの低減および納期の短縮が望め、装置製造の生産性が向上する。
また、将来装置の機能の高度化が必要となったとき、ブロック単位の更新ができるため改造のコストが低く装置の拡張性がある。
【0009】
さらに、修理はブロックごとの交換で済ますことができ、分解の程度も限られたものとなるため発塵を最小限に抑えることができ、メンテナンス性が良い。
そして、ユーザの求めに応じてウエハカセットのロード・アンロードの位置および操作パネル位置などのレイアウトを変えることができ、ユーザへの対応が柔軟な装置が提供できる。
【0010】
【実施例】
以下、本発明に係るポリッシング装置の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明のポリッシング装置の外観図であり、装置本体Aには受け渡し口3が設けられ、研磨未処理のウエハ1を収納したカセット2をカセット受け渡し口3に投入した後、操作パネル4のスイッチをONにすると、カセット2中のウエハ1は自動的に一枚づつ抜き出され、研磨された後に、洗浄されて元のカセット2に戻され収納されるようになっている。すべてのウエハ1の研磨処理が終了した後、カセット2は取り出されて次工程に回される。
【0011】
図2は装置本体Aの内部を示したものであり、ウエハ1を収納したカセット2の受け渡しをするロード・アンロードブロック5と、ウエハ1を移動させる搬送ブロック6と、ウエハ1を研磨するポリッシングブロック7と、研磨後のウエハ1を洗浄する洗浄ブロック8及びこれらの各ブロックを制御する制御ブロック9が共通ベース10の上にそれぞれ独立して配置されている。
【0012】
ロード・アンロードブロック5は、カセット2を載せるステージ11と、収納されたウエハ1a〜zの数と収納棚13a〜zの位置を計測(ウエハのマッピング)するセンシングセンサ12とを備えており、その情報は制御ブロック9内のコンピュータ14に記憶される。
【0013】
搬送ブロック6には、レール6aの上にロボット15が移動自在に搭載されており、このフィンガー16によって、各ブロック間でのウエハ1aの受け渡しが行われるようになっている。このロボット15がユニットとして機能し、レール6aの上に複数設置可能である。
【0014】
ポリッシングブロック7は、回転テーブル18とこれに対向するトップリング17を有し、回転テーブル18の表面には研磨布が貼り付けられ、また、この研磨布面上に砥液を供給する装置が設けられている。
洗浄ブロック8は、純水により洗浄を行う洗浄槽19と乾燥槽20とを備えており、これらの槽19,20が洗浄ブロック8を構成するユニットである。
【0015】
このように、これらの5つのブロックは、互いに独立に、つまり個々のブロックを交換、増設あるいは構成の変更などをしたときに、互いが干渉したり影響を受けないようになっている。従って、これらのブロックでは、特別に取り合いの統一がなされていないので、ブロックの組み合わせの方向や位置が自由である。
【0016】
このように構成された本発明のポリッシング装置の動作を説明する。
図1で受け渡し口3から投入されたカセット2は、ロード・アンロードブロック5のステージ11に置かれ、センシングセンサ12によって収納されたウエハ1a〜zの数と収納棚13a〜zの位置が計測(ウエハのマッピング)され、その情報が制御ブロック9内のコンピュータ14に記憶される。マッピングを終了すると、搬送ブロック6に搭載されたロボット15のフィンガー16がカセット2の棚13a内のウエハ1aを取り出してくる。
【0017】
ロボット15とカセット2の相対位置は各ブロック配置後のティーチングにより予めコンピュータ14に記憶されている。つまり、ロボット15の動作や位置設定はコンピュータ14からの指令によってなされるのであって、カセット2が置かれるロード・アンロードブロック5とロボット15が搭載されている搬送ブロック6との間の構造的拘束によって得られる寸法の取り合いによって決められているのではない。
【0018】
カセット2から取り出されたウエハ1aは、ロボット15によってポリッシングブロック7のトップリング17に装着され、回転テーブル18上で研磨される。回転テーブル18の表面には研磨布が貼り付けられ、砥液が流下された状態で研磨される。
【0019】
研磨後のウエハ1aはロボット15によって洗浄ブロック8に移送され、同ブロック内の洗浄槽19に装着される。洗浄が終了すると、ウエハ1aは、同ブロック内の乾燥槽20に装着されて水切りが行われ、その後にロボット15によって洗浄ブロック8から取り出され、カセット2の収納棚13aに戻される。ロボット15と洗浄ブロックの相対位置は、前記同様に予めコンピュータ14に記憶されている。
このようにして一枚のウエハ1aの研磨が終了し、引き続き残りのウエハ1b〜1zが研磨され、全枚数が処理終了したところでカセットが交換される。
【0020】
ウエハ1を最適に研磨するためのプロセス条件として、ウエハ1の表面の被研磨膜に応じたトップリング17の回転速度と押し付け力、回転テーブル18の回転速度と表面のクロス材料の種類のほかに砥液の種類があり、ウエハ表面の膜の種類によってこれらが適切に設定・選択される。ここで、砥液は種類によって化学的性質が大きく異なり、例えばウエハの膜がSiO2 の場合は砥液は中性に近いが、膜が金属の場合は酸性またはアルカリ性である。従って、砥液に触れるポリッシング関連の部材の材料は耐食性のある特殊なものが使用される。また、後工程の洗浄もウエハの膜によって洗浄機器のメカニズムが異なる。
【0021】
このような条件から、本装置は、ロード・アンロードブロック5と搬送ブロック6及び制御ブロック9の3ブロックについては完全に標準化が可能であり、ブロックに組上がった状態でストックされている。ポリッシングブロック7と洗浄ブロック8は、一部の部品がウエハ1の種類によって異なるため、半完成品の状態に組み立てられ、該部品はオプションでストックされている。従って、使用条件に適合した装置を製造する場合は、ユニット化されたブロックを組み立てれば良く、しかもストックの量自体も少ない。これによって、装置製造の生産性が高いものとなっている。
【0022】
図3は、上述したこの発明の特徴を活かした使用態様を示すもので、洗浄性能を高めるために洗浄ブロック8に洗浄槽19aが1基増設され、また、搬送ブロック6には、スループットを上げるためにロボット15aが1基増設されている。ロード・アンロードブロック5、ポリッシングブロック7及び制御ブロック9は更新されていない。更新後のブロック間の相対位置については、ティーチングの後にコンピュータの記憶が更新される。このように、ブロック間の特別な取り合いもなく装置更新が自由に、容易に、しかも低コストで実施される。
【0023】
図4は、洗浄ブロック8の乾燥槽20を修理のために取り外したところである。分解修理の作業は、専用台車21に載せられて別室で行われるため、装置設置場所での発塵は最小限に食い止められる。また、代替のブロックと交換した場合も相対位置の決定はティーチングで行われる。
【0024】
図5は、ユーザの要求に合わせ、カセットのロード・アンロードブロック5と操作パネル4の位置を入れ換えたものである。このように、本発明では、特別な取り合いに制約されることがないので、各ブロックを自由にレイアウトすることができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、装置を機能別にブロック化しているので、ブロック単位での標準化が可能であり、コストの低減及び納期の短縮が望め、装置製造の生産性が向上する。
また、請求項2の発明によれば、ブロック間に特別な取り合いもないので機能の高度化が必要となったとき、ブロック単位の更新が容易に低コストで可能であり、将来の拡張の際の対応性が高い。
【0026】
さらに、修理はブロックごとの交換で済ますことができ、分解作業の程度も限られたものとなるため、発塵を最小限に抑えることができてメンテナンス性が良い。
そして、設置場所に応じて装置のレイアウトを容易にアレンジすることができるので、個々のユーザへの対応が柔軟に行える装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のポリッシング装置の外観を示す斜視図である。
【図2】(a)はこの発明の一実施例のポリッシング装置の内部を示す斜視図であり、
(b)はカセットの構成を示す図である。
【図3】この発明の一実施例のポリッシング装置の他の使用態様を示す斜視図である。
【図4】この発明の一実施例のポリッシング装置の洗浄ブロックを示す斜視図である。
【図5】この発明の一実施例のポリッシング装置の他のレイアウトを示す平面図である。
【符号の説明】
1 ウエハ
4 操作パネル
5 ロード・アンロードブロック
6 搬送ブロック
7 ポリッシングブロック
8 洗浄ブロック
9 制御ブロック
14 コンピュータ
15,15a ロボット
19,19a 洗浄槽
20 乾燥槽[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a polishing apparatus and method , and more particularly, to a polishing apparatus and method for polishing a polishing target such as a semiconductor wafer in a flat and mirror-like manner .
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has increased, circuit wiring has become finer, and the distance between wirings has become smaller. In particular, in the case of optical lithography of 0.5 μm or less, the depth of focus becomes shallow, so that the image plane of the stepper needs to be flat.
Therefore, it is necessary to planarize the surface of the semiconductor wafer. As one of the planarization methods, polishing is performed by a polishing apparatus.
[0003]
Conventionally, this type of polishing equipment can be roughly divided into a load / unload function for transferring a cassette containing wafers, a transfer function for moving wafers, a polishing function for polishing wafers, and recently cleaning a wafer after polishing. The apparatus is provided with a cleaning function for controlling the operation of the apparatus and a control function for controlling the operation of the apparatus, and the apparatus is configured by individually assembling a number of devices and members for attaching the devices in order to perform these functions.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Conventional polishing equipment is
(1) Since there are many types of semiconductor wafers to be processed, and polishing process conditions differ depending on the type of wafer, the configuration of equipment to be used is also different, it is difficult to standardize the equipment, and the standardization reduces the cost and shortens the delivery time. Could not hope. (→ Productivity of Device Manufacturing) (2) The generation of semiconductor wafers is rapidly changed, and the function of the device needs to be advanced at the same time. However, the remodeling of the device is not easy and the cost of renewing the device is large.
(→ extensibility)
(3) Since the polishing apparatus is usually installed in a clean room, the disassembly of the apparatus in repair and the generation of dust when replacing parts must be suppressed as much as possible, but there is a limit in the assembly configuration of the apparatus. (→ Maintenance)
(4) Since the layout such as the size of the device, the position of loading / unloading the wafer cassette, and the position of the operation panel is fixed, access to the device is inconvenient depending on the location of use. (→ User compatibility)
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a polishing apparatus and method excellent in productivity, expandability, maintainability, and user responsiveness.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a polishing apparatus for polishing a wafer, wherein the polishing apparatus includes a load / unload block for transferring a cassette containing wafers, and a transfer block for moving the wafer. A polishing block for polishing a wafer, a cleaning block for cleaning the polished wafer, a relative position of a cassette of the load / unload block and a robot of the transfer block, and a relative position of a robot of the cleaning block and the transfer block. the Ri control block and Tona for storing the teaching, each block is characterized in changeable der Rukoto independently of each other.
[0007]
Further, the load / unload block, the transport block, the polishing block, and the cleaning block do not have a dimensional relationship with each other .
Further, a subdivision or same function blocks the individual blocks and multiple bonds, characterized in that to match the change of the device configuration.
Further, the cleaning block has a drying tank for drying the wafer.
Further, in the loading and unloading block, characterized in that the wafer before processing wafers after drying process so that the return to the original cassette been paid.
Further, the wafer is returned to a shelf in the cassette where wafers before processing are stored.
The load / unload block includes a sensing sensor for measuring the number of wafers stored in the cassette and the position of the storage shelf.
Further, polishing how the present invention extracts the wafer from the cassette loading and unloading block, and transported to the polishing block to the wafer by conveying block of the robot, to polish the wafer in polishing block, the wafer after polishing and cleaning block A polishing method for cleaning and drying by using a computer in a control block for teaching a relative position between a cassette of the load / unload block and a robot of the transport block and a relative position of a robot of the cleaning block and the robot of the transport block. And the load / unload block, the transport block, the polishing block, the cleaning block, and the control block can be changed independently of each other .
Moreover, before starting polishing process, after the mapping of the number and location of the storage rack of the wafer in the cassette is measured by the sensing sensor, and stores the information into the computer of the control block, the polishing process of the wafer it said that you start.
Further, the wafer that has been polished, washed, and dried is returned to a cassette in which wafers before processing are stored.
The wafer is returned to a shelf in the cassette where wafers before processing are stored.
[0008]
[Action]
According to the present invention having the configuration of the functional blocks described above, standardization can be performed in block units, cost reduction and delivery time can be reduced, and the productivity of device manufacturing is improved.
Further, when the function of the device needs to be advanced in the future, the unit can be updated in units of blocks, so that the cost of remodeling is low and the device has expandability.
[0009]
Further, repair can be performed by replacing each block, and the degree of disassembly is limited, so that dust generation can be minimized, and maintenance is excellent.
Then, the layout such as the position of loading / unloading the wafer cassette and the position of the operation panel can be changed according to the request of the user, and an apparatus which can flexibly respond to the user can be provided.
[0010]
【Example】
Hereinafter, embodiments of a polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external view of a polishing apparatus according to the present invention. A
[0011]
FIG. 2 shows the inside of the apparatus main body A. A load /
[0012]
The load /
[0013]
The
[0014]
The polishing
The cleaning block 8 includes a
[0015]
As described above, these five blocks are not mutually interfered or affected by each other, that is, when individual blocks are replaced, added, or the configuration is changed. Therefore, in these blocks, since union is not particularly unified, the combination direction and position of the blocks are free.
[0016]
The operation of the polishing apparatus of the present invention thus configured will be described.
The cassette 2 inserted from the
[0017]
The relative position between the
[0018]
The wafer 1 a taken out of the cassette 2 is mounted on the top ring 17 of the polishing
[0019]
The polished wafer 1a is transferred to the cleaning block 8 by the
In this manner, polishing of one wafer 1a is completed, the remaining wafers 1b to 1z are polished, and the cassette is replaced when all the wafers have been processed.
[0020]
The process conditions for optimally polishing the wafer 1 include, in addition to the rotation speed and pressing force of the top ring 17 corresponding to the film to be polished on the surface of the wafer 1, the rotation speed of the
[0021]
Under these conditions, the present apparatus can completely standardize the three blocks of the loading /
[0022]
FIG. 3 shows a usage mode utilizing the above-described features of the present invention. In order to improve the cleaning performance, one
[0023]
FIG. 4 shows a state where the drying
[0024]
In FIG. 5, the positions of the cassette loading /
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the apparatus is divided into blocks according to functions, it is possible to standardize in units of blocks, it is possible to reduce costs and shorten delivery times, and it is possible to increase the productivity of apparatus manufacturing. Is improved.
According to the second aspect of the present invention, since there is no special arrangement between the blocks, it is possible to easily update the block unit at a low cost when the function is required to be advanced, and it can be used for future expansion. High responsiveness.
[0026]
Further, repair can be performed by replacing each block, and the degree of disassembly work is limited, so that dust generation can be minimized and maintenance is good.
Since the layout of the device can be easily arranged according to the installation location, it is possible to provide a device that can flexibly respond to individual users.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a perspective view showing the inside of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention;
(B) is a figure which shows the structure of a cassette.
FIG. 3 is a perspective view showing another use mode of the polishing apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a cleaning block of the polishing apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing another layout of the polishing apparatus according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1
Claims (11)
前記ポリッシング装置は、
ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロードブロックと、
ウエハを移動させる搬送ブロックと、
ウエハを研磨するポリッシングブロックと、
研磨後のウエハを洗浄する洗浄ブロックと、
前記ロード・アンロードブロックのカセットと前記搬送ブロックのロボットの相対位置及び前記洗浄ブロックと前記搬送ブロックのロボットの相対位置をティーチングにより記憶する制御ブロックとからなり、
前記各ブロックは互いに独立して変更可能であることを特徴とするポリッシング装置。 A polishing apparatus for polishing a wafer,
The polishing apparatus comprises:
A loading / unloading block for transferring a cassette containing wafers,
A transfer block for moving the wafer,
A polishing block for polishing the wafer,
A cleaning block for cleaning the polished wafer;
The load and unloading Ri and load block of the cassette relative position and the cleaning block of the robot of the transport block and the control block for storing the teaching of the relative position of the robot of the transport block Tona,
The polishing apparatus according to claim changeable der Rukoto each block independently of each other.
制御ブロック内のコンピュータにおいて、前記ロード・アンロードブロックのカセットと前記搬送ブロックのロボットの相対位置及び前記洗浄ブロックと前記搬送ブロックのロボットの相対位置をティーチングにより記憶し、
前記ロード・アンロードブロック、搬送ブロック、ポリッシングブロック、洗浄ブロック及び制御ブロックは、互いに独立して変更可能であることを特徴とするポリッシング方法。 A polishing method for extracting a wafer from a cassette of a load / unload block, transporting the wafer to a polishing block by a robot of a transport block , polishing the wafer in the polishing block, and cleaning and drying the polished wafer in a cleaning block. ,
In the computer in the control block, the cassette of the load / unload block and the relative position of the robot of the transfer block and the relative position of the cleaning block and the robot of the transfer block are stored by teaching,
The polishing method according to claim 1, wherein the load / unload block, the transport block, the polishing block, the cleaning block, and the control block can be changed independently of each other.
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