JP3631554B2 - ポリッシング装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリッシング装置のトップリングとポリッシング対象物を洗浄するのに好適な洗浄装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体ウエハの製造工程においては、半導体ウエハ表面を平坦且つ鏡面化するためにポリッシング装置が使用されている。
【0003】
この種のポリッシング装置は、各々独立した回転数で回転するターンテーブルとトップリングとを有し、トップリングが保持した半導体ウエハの表面をターンテーブル上に設けた研磨面に接触して砥液を供給しながらこれを研磨する。
【0004】
ところで研磨後の半導体ウエハには砥液や研磨粉等が付着しており、また研磨後のトップリングにも半導体ウエハを保持することによる汚れや砥液等が付着しているため、これを洗浄する必要がある。
【0005】
一方このトップリングへの半導体ウエハの受け渡し、つまり研磨前の半導体ウエハをトップリングに渡したり、研磨後の半導体ウエハをトップリングから受け取ったりすることは、ロボットのハンドによって直接行なわれていた。
【0006】
このため研磨終了後のトップリングと半導体ウエハの洗浄は、以下のステップ(1)→(2)→(3)→(4)の順で行なわれていた。
【0007】
(1)半導体ウエハをトップリングに保持した状態で、半導体ウエハの研磨面に洗浄ノズルから洗浄液を噴射して洗浄する。
【0008】
(2)次に半導体ウエハをトップリングからロボットに渡す。
【0009】
(3)次にトップリングの下面(半導体ウエハ保持面)にノズルから洗浄液を噴射して洗浄する。
【0010】
(4)トップリングにロボットのハンドから研磨前の次の半導体ウエハを渡す。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの従来の洗浄方法の場合、洗浄の回数がステップ(1)とステップ(3)の2回行なわれるため、洗浄時間が長くかかってしまい、研磨効率の向上が図れないという問題点があった。
【0012】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、トップリングとポリッシング対象物の洗浄が効率的に行なえ、その生産性が向上できるポリッシング装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明は、ポリッシング対象物をその下面に保持するトップリングと、該トップリングに保持したポリッシング対象物の表面を研磨する研磨面と、トップリングへポリッシング対象物を受け渡しする位置に設置され、その上部の載置部が上昇して前記トップリングに接近した位置で該トップリングとの間でポリッシング対象物の受け渡しを行なうプッシャーとを具備してなるポリッシング装置において、前記プッシャーの載置部が研磨後のポリッシング対象物をトップリングから渡された後に前記ポリッシング対象物の上面と下面及びトップリングの下面を、同時洗浄且つトップリングの下面よりも後までポリッシング対象物を長く洗浄する洗浄液噴射時間と噴射開始タイミングで洗浄噴射するように3つの位置にそれぞれ洗浄ノズルを設置すると共に、前記プッシャーから洗浄後のポリッシング対象物を受け取り、改めて次のポリッシング対象物を前記プッシャーへ載置するワーク搬送ロボットを有することとした。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
ここでまず本発明を適用するポリッシング装置全体の構造について簡単に説明する。図5は該ポリッシング装置及びその横に設置する搬送・洗浄装置を示す概略平面図である。
【0015】
同図に示すようにポリッシング装置70は、ターンテーブル73の両側にトップリング75を取り付けたポリッシングユニット77と、ドレッシングリング79を取り付けたドレッシングユニット81とを配置し、さらにポリッシングユニット77の横に、本発明にかかる洗浄装置を取り付けたプッシャー10を配置して構成されている。
【0016】
一方搬送・洗浄装置90は、その内部に、矢印C方向に移動可能な2台のワーク搬送ロボット91,93と、1次・2次洗浄機95,97と、スピン乾燥機(又は洗浄機能付スピン乾燥機)99と、2つのワーク反転機101,103とを設置して構成されている。
【0017】
そして例えば研磨前の半導体ウエハを収納したカセット105が図5に示す位置にセットされると、ワーク搬送ロボット93が該カセット105から1枚の半導体ウエハを取り出してワーク反転機103に受け渡し反転された後、ワーク搬送ロボット91がプッシャー10上に載置する。
【0018】
次にポリッシングユニット77のトップリング75が一点鎖線で示すように回動してプッシャー10の真上に移動する。
【0019】
そしてプッシャー10上の半導体ウエハは、上方に押し上げられてトップリング75の下面に接近し、真空吸着によって該トップリング75に半導体ウエハが吸着され、保持される。
【0020】
次にトップリング75はターンテーブル73上に移動して半導体ウエハをターンテーブル73表面の研磨面に圧接し、各々独立に回転するターンテーブル73とトップリング75によって該半導体ウエハの表面を研磨し、その後再びトップリング75はプッシャー10の真上に移動し、半導体ウエハの真空吸着を解除することで研磨後の半導体ウエハがプッシャー10上に渡される。このとき下記する本発明にかかる洗浄装置が半導体ウエハの上下面とトップリング75の下面を洗浄する。
【0021】
プッシャー10上で洗浄された後の半導体ウエハは、ワーク搬送ロボット91によってワーク反転機101に受け渡されて反転された後に、1次・2次洗浄機95,97で洗浄され、スピン乾燥機99でスピン乾燥され、カセット105に戻される。
【0022】
ここで図1は本発明にかかる洗浄装置を取り付けたプッシャー10とトップリング75とを示す概略側面図である。
【0023】
同図に示すようにプッシャー10は、半導体ウエハ100を載置する載置部11と、駆動部13とを有しており、載置部11は駆動部13内から突出するロッド15によって上下動自在に支持されている。なお図1では載置部11上に半導体ウエハ100が載置され、且つ該載置部11が下降した状態を示している。
【0024】
ここで図2は前記プッシャー10の載置部11のみを上側から見た平面図、図3は図2のA−A断面図である。
【0025】
図1〜図3に示すように載置部11は、円板状の基部21の上面外周に、円筒状であってその両側に切欠き23,23を設けることで2つに分割されてなるウエハ保持部25,25を設けて構成されている。この切欠き23,23は前記ワーク搬送ロボット91のハンドを挿入して半導体ウエハを受け渡しするために設けられている。
【0026】
なお実際にはこれらウエハ保持部25,25には、これらウエハ保持部25,25の上に半導体ウエハを載置した際に該半導体ウエハをガイドして位置決めするガイド機構が設けられているが、本願発明の要旨ではないのでその記載を省略している。
【0027】
図1に戻って、このプッシャー10の周囲に設けたポリッシャーパン30には、3つの洗浄ノズル31,33,35が取り付けられている。なお29はプッシャーパン、28は飛散防止カバーである。
【0028】
ここで洗浄ノズル31は、下降した載置部11の側部に位置するように設置されており、且つ洗浄液が斜め上方であって載置部11の切欠き23内に噴出されるように設置されている。なおノズル31aの数は5個で横一列に配置されている。
【0029】
一方洗浄ノズル33は、下降した載置部11とトップリング75の間に位置するように設置されており、且つ洗浄液が斜め下方であって載置部11の上に噴出されるように設置されている。なおノズル33aの数は4個で横一列に配置されている。
【0030】
さらに洗浄ノズル35は、洗浄ノズル33の真上に設置されており、且つ洗浄液が斜め上方であってトップリング75の下面、即ち半導体ウエハ吸着面76に噴出されるように設置されている。なおノズル35aの数は2個で横一列に配置されている。
【0031】
図6は上記洗浄ノズル31を示す斜視図である。同図に示すように洗浄ノズル31は、5つのノズル31aを取り付けたノズルヘッター31bの両端を2つずつの固定部材31c,31cを用いてボルト31d,31dで締め付けることによって取り付けられている。従ってノズルヘッター31b自体は角度が自由に調整でき、最適な洗浄角度に設定することが可能となっている。他の洗浄ノズル33,35の取り付け構造も同様である。
【0032】
次にこの洗浄装置の動作をプッシャー10の動作と共に説明する。
図4(a),(b)は研磨後の半導体ウエハ100をトップリング75からプッシャー10に渡す際の動作を示す動作説明図である。即ち図4(a)に示すように研磨後の半導体ウエハ100を真空吸着によって保持するトップリング75がプッシャー10の真上に移動すると、図4(b)に示すように、プッシャー10の駆動部13が駆動されて載置部11が上昇してトップリング75に接近し、この状態でトップリング75による半導体ウエハ100の真空吸着が解除されて該半導体ウエハ100が載置部11上に渡される。
【0033】
次に駆動部13を駆動して載置部11を下降して図1に示す位置に戻し、この状態で3つの洗浄ノズル31,33,35から洗浄液(主に純水)を同時に噴射する。これによって、半導体ウエハ100の上下面とトップリング75の下面が同時に洗浄できる。
【0034】
具体的に言えば、洗浄ノズル31から噴射される洗浄液は載置部11の切欠き23内に噴出されて半導体ウエハ100の下面、即ち研磨面を洗浄し、洗浄ノズル33から噴射される洗浄液は半導体ウエハ100の上面を洗浄し、洗浄ノズル35から噴射される洗浄液はトップリング75の下面、即ち半導体ウエハ吸着面76を洗浄し、これによってこれら各面に付着している砥液や研磨粉等が全て除去される。なおこの洗浄の際に載置部11自体も洗浄される。
【0035】
なお前記各洗浄ノズル31,33,35による洗浄液の噴射は同時に開始されるが、その噴射時間は、洗浄ノズル31と洗浄ノズル33は13秒、洗浄ノズル35は10秒とし、トップリング75下面から半導体ウエハ100の上に付着物が落ちたとしても、半導体ウエハ100を長く洗浄噴射することにより、半導体ウエハ100に残留物が残らないようにしている。但しこれら各洗浄ノズル31,33,35の洗浄液噴射時間と噴射開始タイミングは別の時間、タイミングとしても良い。
【0036】
以上のようにして洗浄された半導体ウエハ100はワーク搬送ロボット91(図5参照)に渡され、載置部11上には改めてワーク搬送ロボット91によって研磨前の次の半導体ウエハ100が載置される。
【0037】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、ポリッシング対象物の上面と下面の洗浄とトップリングの下面の洗浄を1回の工程で行なうことができるので、洗浄時間を短くでき、研磨効率の向上が図れ、生産性の向上が図れるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる洗浄装置を取り付けたプッシャー10とトップリング75とを示す概略側面図である。
【図2】プッシャー10の載置部11のみを上側から見た平面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】研磨後の半導体ウエハ100をトップリング75からプッシャー10に渡す際の動作を示す動作説明図である。
【図5】ポリッシング装置と搬送・洗浄装置を示す概略平面図である。
【図6】洗浄ノズル31を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 プッシャー
11 載置部
31,33,35 洗浄ノズル
70 ポリッシング装置
73 ターンテーブル
75 トップリング
100 半導体ウエハ(ポリッシング対象物)

Claims (4)

  1. ポリッシング対象物をその下面に保持するトップリングと、
    該トップリングに保持したポリッシング対象物の表面を研磨する研磨面と、
    トップリングへポリッシング対象物を受け渡しする位置に設置され、その上部の載置部が上昇して前記トップリングに接近した位置で該トップリングとの間でポリッシング対象物の受け渡しを行なうプッシャーとを具備してなるポリッシング装置において、
    前記プッシャーの載置部が研磨後のポリッシング対象物をトップリングから渡された後に前記ポリッシング対象物の上面と下面及びトップリングの下面を、同時洗浄且つトップリングの下面よりも後までポリッシング対象物を長く洗浄する洗浄液噴射時間と噴射開始タイミングで洗浄噴射するように3つの位置にそれぞれ洗浄ノズルを設置すると共に、
    前記プッシャーから洗浄後のポリッシング対象物を受け取り、改めて次のポリッシング対象物を前記プッシャーへ載置するワーク搬送ロボットを有することを特徴とするポリッシング装置
  2. 前記プッシャーは前記洗浄ノズルから噴射した洗浄液を受けるプッシャーパンを有することを特徴とする請求項1記載のポリッシング装置。
  3. 前記プッシャーパンの上部に前記トップリングと前記プッシャーを覆うように洗浄液の飛散防止カバーを更に有していることを特徴とする請求項1記載のポリッシング装置。
  4. 前記トップリング下面を洗浄する洗浄ノズルと前記ポリッシング対象物の上面、下面をそれぞれ洗浄する洗浄ノズルの各々の洗浄ノズルの洗浄液噴射時間及び噴射開始タイミングは独立に決定できることを特徴とする請求項1記載のポリッシング装置。
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