JP3897507B2 - Polishing device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウエハ等のポリッシング対象物の表面を平坦かつ鏡面にするポリッシング装置に係り、特にポリッシング対象物を供給するためのインデックステーブル(ロータリトランスポータ)を備えたポリッシング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造プロセスにおいては、半導体ウエハの製造工程におけるウエハ表面を平坦かつ鏡面にするためにポリッシングを行い、またデバイス製造工程におけるデバイス上に形成された層を平坦かつ鏡面にするためにポリッシングを行っている。これら半導体ウエハの製造工程およびデバイス製造工程におけるポリッシング工程には、ポリッシング装置が使用されている。このポリッシング装置は化学的機械的ポリッシング装置と称されている。
【0003】
従来のポリッシング装置は、ポリッシングだけを行う専用のポリッシング装置であり、ポリッシングの完了した半導体ウエハは移動式の水槽の中に入れて次の洗浄工程へ搬送されていた。ところが、このポリシング工程と洗浄工程とを個別に行なう方法では、クリーンルームのクリーン度を損ない、かつポリッシング終了後のウエハの搬送も人手による搬送手段に頼らざるを得なかった。またポリッシング装置とその後の洗浄工程で使用する洗浄機の2種類の装置を必要とするため、設置スペースも広く必要であった。
【0004】
そこで、ポリッシング工程のクリーン化を図り、かつ装置の設置スペースの縮小を図るため、ポリッシング工程と洗浄工程を同一装置内で行い、半導体ウエハをドライな状態で装置に入れ、処理後に半導体ウエハをクリーンでドライな状態で装置から払い出すドライイン/ドライアウト方式を実現したポリッシング装置が開発された。
【0005】
一方、ポリッシングだけを行うポリッシング装置も改良され、クリーンルームのクリーン度を保てるようになり、またポリッシング装置及びポリッシング後の洗浄工程で用いる洗浄機の生産能力を上げ、ポリッシング工程におけるポリッシング装置及び洗浄機の台数を減らし、前記ドライイン/ドライアウト方式のポリッシング装置と同等、もしくはそれ以上の設置スペースの縮小化を図ることができるようになってきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリッシングだけを行う上記ポリッシング装置において、ポリッシング終了後の半導体ウエハを搬送する搬送手段は、依然として人手による搬送手段に頼ることになり、前記搬送手段を自動化する際には、前記ウエハの保管方法は移動式の水槽となるため、取り扱いが困難であり、前記搬送手段に課題が残る。また、従来のドライイン/ドライアウト方式のポリッシング装置は、単位時間および単位設置面積あたりの生産能力が低く、各ポリッシング工程における装置の台数が多く、広い設置スペースを必要とすることや、装置の管理費が高くなるという問題がある。
【0007】
本発明は、上述の従来技術の全ての問題点を解決することを目的とし、上述のドライイン/ドライアウト方式のポリッシング装置に適用可能であり、半導体ウエハ等のポリッシング対象物の単位時間及び単位設置面積あたりの処理能力を高めることができるポリッシング装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明の態様は、研磨面を有した研磨テーブルと、ポリッシング対象物を保持しポリッシング対象物を研磨面に押圧するトップリングと、装置内の2つの位置間でポリッシング対象物を搬送する搬送機構とを備え、前記搬送機構は、高さ方向の異なる位置に配置された2本の直線レールと、該レールのそれぞれに沿って摺動可能な2個の置き台とを備え、2個の置き台は高さ方向に互いに干渉しないように個別に水平方向に移動可能であり、2個の置き台はそれぞれがトップリングのポリッシング対象物搬送位置に移動可能となっていて、該位置にてプッシャによりポリッシング対象物をトップリングに受け渡し、2個の置き台はそれぞれが搬送ロボットのポリッシング対象物受け渡し位置に移動可能となっていて、該位置にて搬送ロボットとポリッシング対象物を受け渡し、前記搬送ロボットの到達可能位置にリンス機構とシャッターとを備えたステーションが配置されており、該ステーションに研磨後のポリッシング対象物をシャッターを開き搬入してリンス洗浄することを特徴とするものである。
【0013】
本発明によれば、半導体ウエハ等のポリッシング対象物をトップリングに搬送する時間を短縮することが可能となり、単位時間あたりのポリッシング対象物の処理枚数(スループット)を飛躍的に増加させることができる。
本発明の好ましい態様では、前記搬送機構は、研磨前のポリッシング対象物を保持するロード用置き台と、研磨後のポリッシング対象物を保持するアンロード用置き台とからなる。
また、本発明の好ましい態様では、前記各トップリングは、回転軸の回りに回転移動し前記研磨テーブルの上方の位置と前記搬送機構の上方の位置に位置する。
【0014】
さらに、本発明の好ましい態様では、前記各研磨テーブル専用のドレッサーを備えている。
また、本発明の好ましい態様では、前記プッシャーは、前記搬送機構の下方又は搬送機構上に設置されている。
本発明の好ましい態様では、前記搬送機構の回転軸と前記複数のトップリングの回転軸間の距離は等しくなっている。
【0015】
また、本発明の好ましい態様では、前記搬送機構は前記複数の研磨テーブルのうち1つの研磨テーブルで研磨するポリッシング対象物を移送するための第1の置き台と、前記複数の研磨テーブルのうち他の研磨テーブルで研磨するポリッシング対象物を移送するための第2の置き台とを備えている。
さらに、本発明の好ましい態様では、前記第1の置き台および前記第2の置き台の各々は、研磨前のポリッシング対象物を載置するロード用置き台と、研磨後のポリッシング対象物を載置するアンロード用置き台とを備えている。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るポリッシング装置の実施の態様を図面を参照して説明する。
図1は本発明に係るポリッシング装置の第1の態様の各部の配置構成を示す平面図である。
図1に示すポリッシング装置は多数の半導体ウエハをストックするウエハカセット40を載置する回転可能なロードアンロードステージ1を2つ備えている。ロードアンロードステージ1上の各ウエハカセット40に到達可能な位置に2つのハンドを有した搬送ロボット2が配置されている。
【0018】
前記搬送ロボット2における2つのハンドのうち上側のハンドはクリーン(清浄)でドライ(乾燥した)な半導体ウエハだけを把持し、下側のハンドはダーティー(汚れた)でウエット(濡れた)なウエハのみを把持する。搬送ロボット2の両側に、ポリッシング後の半導体ウエハを洗浄し乾燥する2台の洗浄機3が配置されている。各洗浄機3は搬送ロボット2のハンドが到達可能な位置に設置されている。また搬送ロボット2の中心2cを基点に、前記ロードアンロードステージ1と点対称の位置で搬送ロボット2のハンドが到達可能な位置に半導体ウエハを反転させる反転機4及び反転機5が配置されている。
【0019】
前記反転機4は半導体ウエハをチャックするチャック機構と半導体ウエハの表面と裏面を反転させる反転機構の2つを兼ね備えており、反転機4はクリーンでドライな半導体ウエハのみを処理する。反転機5はチャック機構および反転機構に加え、半導体ウエハを洗浄するリンス機構を備えており、反転機5はダーティーでウエットな半導体ウエハのみを処理する。
【0020】
前記反転機4と反転機5にチャックされるべきウエハの中心4c,5cを結んだ線Lを基準に、前記搬送ロボット2と線対称の位置に2つのハンドを有した搬送ロボット6が配置されている。搬送ロボット6は、搬送ロボット6のハンドが各反転機4,5およびインデックステーブル(ロータリトランスポータ)19の置き台に到達可能な位置に配置されている。搬送ロボット6の2つのハンドのうち上方のハンドはクリーンでドライな半導体ウエハのみを把持し、下方のハンドはダーティーでウエットな半導体ウエハのみを把持する。
【0021】
前記搬送ロボット6の両側に、ポリッシング後の半導体ウエハを洗浄する2台の洗浄機7が配置されている。洗浄機7は前記洗浄機3とは洗浄方法が異なっている。また、各洗浄機7は搬送ロボット6のハンドが到達可能な位置に設置されている。各洗浄機7を挟んで反転機4,5と対極の位置に1つのハンドを有した搬送ロボット8が2台配置されている。搬送ロボット8は、搬送ロボット8のハンドが各洗浄機7およびインデックステーブル19の置き台に到達可能な位置に配置されている。
【0022】
ポリッシング装置は各機器を囲むようにハウジング30を有しており、ハウジング30内は複数の部屋(ポリッシング室および洗浄室を含む)に区画されている。そして、前記2台の搬送ロボット8から前記ロードアンロードステージ1までが洗浄室30A内に配置されている。そして、洗浄室30A内の搬送ロボット8に隣接した位置に隔壁31が設置されており、隔壁31の反対側に洗浄室30Aとは別の部屋であるポリッシング室30Bが配置されている。
前記ポリッシング室30Bには、2つの研磨テーブル9,10と、1枚の半導体ウエハを保持しかつ半導体ウエハを前記研磨テーブル9,10に対して押し付けながら研磨するための2個のトップリング12が配置されている。
【0023】
図2はトップリング12と研磨テーブル9,10との関係を示す図である。図2に示すように、前記トップリング12は回転可能な軸32によってトップリングアーム11から吊下されている。トップリングアーム11は位置決め可能な回転軸33によって支持されており、トップリング12が各研磨テーブル9,10に対してアクセス可能になっている。各トップリング12はトップリングアーム11内に設けられたエアシリンダによって、半導体ウエハを研磨テーブル9,10に対して任意の荷重で押し付けることができるようになっている。前記研磨テーブル9,10の中心部上方には、研磨するための砥液を流下する砥液ノズル13が配置されている。また各研磨テーブル9,10をドレッシングするドレッサー14が配置されている。研磨テーブル9,10の上面には研磨クロス又は砥石(固定砥粒)が装着されている。
【0024】
次に、搬送ロボット6,8とトップリング12との間で半導体ウエハの受け渡しを行う受け渡し装置としてのプッシャー部を説明する。プッシャー部は、2個の研磨テーブル9,10と3台の搬送ロボット6,8で囲まれた空間の中央位置に設置されている。プッシャー部は3つのタイプがあり、2つのインデックステーブルタイプ(ロータリトランスポータタイプ)と、1つの直動テーブルタイプである。次に、3つのタイプのプッシャー部を説明する。
【0025】
1)インデックステーブルタイプ(ロータリトランスポータタイプ)A
図3および図4は、インデックステーブルタイプAの詳細を示す図であり、図3は平面図、図4は立面図である。トップリング12の旋回範囲内に、図3および図4に示すように、トップリング12の各々に専用のウエハ搬送機構であるプッシャー17を1台ずつ配備する。各プッシャー17は、トップリング12との間で半導体ウエハを受け渡しするための専用の搬送機構を構成する。プッシャー17は昇降機能を有し、トップリング12へのウエハ搬送位置とプッシャー17へ半導体ウエハを搬送するウエハ供給位置の間を上下移動することができる。プッシャー17と洗浄室30Aの間には、プッシャー17と搬送ロボット6及び搬送ロボット8の間で半導体ウエハを搬送する搬送機構を構成するインデックステーブル(ロータリトランスポータとも称する)19が配置されている(図1,図3,図4参照)。インデックステーブル19は水平方向に360°回転可能であり、位置決め機構(インデックス機構)と半導体ウエハを載せる置き台15,16(15はロード専用の置き台、16はアンロード専用の置き台)を回転中心から所定円周上に等間隔に各2つずつ、計4つ備えている。なお置き台15,16はロード及びアンロード専用に分けなくてもよい。
【0026】
インデックステーブル19の回転中心は、図1に示すように、各置き台15,16が搬送ロボット6,搬送ロボット8及びトップリング12の全てにアクセスできるような位置に配置されなければならない。本実施例では、各研磨テーブル9,10からそれぞれ等距離の位置に、インデックステーブル19の回転軸が位置するように配置されている。またトップリング回転軸33からそれぞれ等距離の位置にインデックステーブル19の回転軸が位置するように配置されている。インデックステーブル19はポリッシング室30B内に含まれるように、カバー21が設けられている。カバー21にはインデックステーブル19へウエハを搬入及び搬出できる大きさの切り欠きが形成されており、この切り欠きにはシャッター18が設けられている。またカバー21内のロボットとのウエハ搬送位置には、ウエハに洗浄液を供給するウエハ洗浄用の洗浄ノズル43が設置されている。そして、プッシャー17の位置には研磨後のトップリング12に洗浄液を供給して洗浄するための洗浄ノズル42が設置されている。トップリング12を洗浄する洗浄ノズル42は、ウエハ研磨処理を行っていない時間に、トップリング12の乾燥防止用として使用することもできる。
【0027】
2)インデックステーブルタイプ(ロータリトランスポータタイプ)B
図5および図6はインデックステーブルタイプBの詳細を示す図であり、図5は平面図、図6は立面図である。トップリング12と洗浄室30Aの間には、図1に示すように、トップリング12と搬送ロボット6及び搬送ロボット8の間でウエハを搬送する搬送機構を構成するインデックステーブル(ロータリトランスポータ)19が配置されている。インデックステーブル19は水平方向に360°回転可能であり、位置決め機構(インデックス機構)を備えている。インデックステーブル19には、トップリング12との間でウエハの搬入,搬出を行うウエハ搬送機構のプッシャー15,16(15はロード用のプッシャー、16はアンロード用のプッシャー)が回転中心から所定円周上に等間隔に4台設置されている。なおプッシャーはロード及びアンロード専用に分けなくてもよい。
【0028】
プッシャー15,16は昇降機能を有し、トップリング12へのウエハ搬送位置とプッシャー15,16へウエハを搬送する供給位置の間を上下移動することができる。インデックステーブル19の回転中心は、図1に示すように、各プッシャー15,16が搬送ロボット6,搬送ロボット8及びトップリング12の全てにアクセスできるような位置に配置されなければならない。カバー21、シャッター18、ウエハ洗浄用の洗浄ノズルおよびトップリング洗浄用の洗浄ノズルの構成はタイプAと同様であるため、説明を省略する。
【0029】
3)直動テーブルタイプ
図7および図8は直動テーブルタイプの詳細を示す図であり、図7は平面図、図8は立面図である。トップリング12の旋回範囲内に、図7および図8に示すように、トップリング12の各々に専用のウエハ搬送機構であるプッシャー17を1台ずつ配備する。プッシャー17は昇降機能を有し、トップリング12へのウエハ搬送位置とプッシャー17へ半導体ウエハを搬送する供給位置の間を上下移動することができる。プッシャー17と洗浄室30Aの間に、プッシャー17と搬送ロボット6及び搬送ロボット8の間で半導体ウエハを搬送する搬送機構25が2台配置されている。2台の搬送機構25はそれぞれ半導体ウエハを載せる置き台15,16を具備しており、置き台15,16は、いずれもプッシャー17の上方にあり、それぞれ直線方向に平面的な位置で個別に移動可能である。置き台15は半導体ウエハをトップリング12に移送するためのロード専用の置き台であり、置き台16は半導体ウエハをトップリング12から受け取るためのアンロード専用の置き台である。
【0030】
搬送機構25は、トップリング12と、プッシャー17と同じ列に配備された搬送ロボット8及び中央に位置した搬送ロボット6の間を直線的に移動する。各搬送機構25は、高さ方向の位置で異なる位置に配置された2本の直線レール26を備えている。各レール26はレールに沿って摺動可能な置き台15又は16を備えている。各搬送機構25の2個の置き台15,16は垂直方向に互いに干渉しないように配置されており、個別に水平方向に移動可能である。置き台15,16は、ボールネジ機構およびモータ(図示せず)によってそれぞれレール26上を移動可能である。このような配置を取ることで、2台の置き台15,16が移動したとき、平面的に2台の置き台15,16の位置を置き換えることができる。搬送機構25の移動手段には位置決め機構が含まれている。半導体ウエハを載せた置き台15,16がトップリング12のウエハ搬送位置に移動してきたとき、その下方に位置するプッシャー17は半導体ウエハを突き上げ、トップリング12に半導体ウエハを移送することが可能である。逆に半導体ウエハの載っていない置き台15,16が同位置に移動してきたときには、プッシャー17がトップリングから半導体ウエハを受け取り、下降することで半導体ウエハを置き台15,16に載せることができる。
【0031】
搬送機構25はポリッシング室30B内に位置しており、ポリッシング室30Bの隔壁には搬送機構25へウエハを搬入及び搬出できる大きさの切り欠きが形成されており、この切り欠きにはシャッター18が設けられている。また隔壁内のロボットとのウエハ搬送位置には、ウエハに洗浄液を供給するウエハ洗浄用の洗浄ノズルが設置されている。そして、プッシャー17の位置には研磨後のトップリング12に洗浄液を供給して洗浄するための洗浄ノズルが設置されている。トップリング12を洗浄する洗浄ノズルは、ウエハ研磨処理を行っていない間に、トップリング12の乾燥防止用として使用することもできる。
【0032】
次に、上述のように構成されたポリッシング装置の全体の動作を説明する。
ポリッシング前の半導体ウエハはウエハカセット40にストックされており、カセット40はロードアンロードステージ1に載せられる。装置内の全ての処理条件がインプットされた後、装置は自動運転を開始する。本ポリッシング装置においては、いくつかのポリッシング工程の動作が可能であるが、以下に説明する動作ではウエハカセットの上段から数えて奇数枚目の半導体ウエハ(以下、ウエハと云う)は研磨テーブル9で順次ポリッシングが行われ、偶数枚目のウエハは研磨テーブル10でポリッシングが行われる。以下、ポリッシング工程を手順を追って説明する。
【0033】
この場合、インデックステーブルタイプAのプッシャー部の手順について記載し、( )内にインデックステーブルタイプBのプッシャー部の手順を記載する。また、直動テーブルタイプのプッシャーについては、上述のインデックステーブル19の回転動作が直線運動に変わるだけで、他の動作についてはインデックステーブルタイプA,Bと同様である。
【0034】
1.ロードアンロードステージ1は角度調整を行い、搬送ロボット2が搬送できる角度までウエハカセット40の向きを変える。
2.搬送ロボット2は角度及び高さ調整を行い、クリーン用のハンドでウエハカセット40に入ったウエハを吸着し、ウエハをウエハカセット40内から取り出す。
【0035】
3.搬送ロボット2はウエハを保持したまま再度角度及び高さ調整を行い、ウエハを反転機4に搬送する。
4.反転機4は搬送ロボット2によって搬送されたウエハをチャックし、正常にチャックされたことを確認した後にウエハを180°回転させ、ウエハの処理する表面を下に向ける。
【0036】
5.反転機4が正常に180°回転したことを確認した後、搬送ロボット6は角度及び高さ調整を行い、反転機4のチャックを開放し、クリーン用のハンドで反転機4からウエハを受け取る。
6.搬送ロボット6は再度角度及び高さ調整を行い、インデックステーブル19上の置き台15(プッシャー15)にウエハがないことを確認すると、シャッター18が開口し、置き台15(プッシャー15)へウエハを搬送する。
【0037】
7.置き台15(プッシャー15)にウエハが搬送されたことが確認されると、インデックステーブル19は90°または270°回転し、トップリング12へのウエハ搬送位置へ移動する。
8.置き台15(プッシャー15)がトップリング12にアクセス可能な位置に移動したことを確認すると、プッシャー17は上昇し、置き台15からウエハを受け取ると更に連続して上昇しトップリング12をチャックする。(前記プッシャー15は上昇し、前記トップリング12をチャックする)。その後、さらにウエハの載せられたステージが上昇し、ウエハの裏面がトップリング12の保持部に接触し、同時にトップリング12がウエハを真空吸着する。
【0038】
9.トップリング12が正常にウエハを吸着したことを確認すると、プッシャー17は下降し、下降が完了したことを確認してインデックステーブル19は前記とは逆方向に90°または270度回転する。このとき、アンロード用の置き台16(プッシャー16)はトップリング12のウエハ搬送位置に位置していることになる。さらにインデックステーブル19の回転と同時にトップリングアーム11を支えている回転軸が回転して、トップリング12が研磨テーブル9上の研磨位置に移動する。
【0039】
10.トップリング12が研磨位置に移動したことを確認すると、研磨テーブル9とトップリング12は同一方向に予めインプットされた速度で回転し、砥液ノズル13から予めインプットされた種類と流量の砥液が研磨テーブル9上に流下する。その後、トップリング12は下降して、トップリング12が研磨テーブル9上に到達したことが確認されると、予めインプットされた条件に対応した押付圧力がトップリング12に与えられ、予めインプットされた時間だけ研磨が行われる。これらの過程でウエハが研磨されている間に次の研磨前のウエハも同じ手順で搬送され、前記ロード用の置き台15(前記プッシャー15)上に搬送される。
【0040】
11.研磨が終了すると、砥液ノズル13は砥液の供給を停止し、トップリング12はウエハを真空吸着し、吸着したことを確認したら、トップリングアーム11を支えている軸33はトップリング12が前記研磨テーブル9から半分だけ外れる位置にくるように回転する。
12.トップリング12が研磨テーブル9から半分だけ外れる位置にきたことを確認すると、トップリングアーム11を支えている軸33は回転し、同時にトップリング12は上昇しながら前記プッシャー17の上方、すなわちトップリングのウエハ搬送位置に移動する。このとき、前記インデックステーブル19は上述のステップ9の状態のままなので、前記アンロード用の置き台16(プッシャー16)はトップリング12のウエハ搬送位置に位置している。
【0041】
13.トップリング12がプッシャー17(プッシャー16)上に位置したことを確認して、プッシャー17(プッシャー16)が上昇してトップリング12をチャックし、同時にトップリング12は真空を遮断し、エアーまたは窒素と純水をブローして、ウエハをプッシャー17(プッシャー16)上に離脱する。
14.トップリング12がウエハを離脱した後、プッシャー17は置き台の下方まで下降する。(前記プッシャー16は搬送ロボット8がウエハを搬送できるレベルまで下降する。)
【0042】
15.プッシャー17(プッシャー16)が下降し、ウエハが置き台16(プッシャー16)上にあることを確認すると、インデックステーブル19は90°または270°回転し、予め置き台15(プッシャー15)に搬送されていた次の研磨前のウエハは、前記トップリング12のウエハ搬送位置に移動することになり、前述と同じように搬送され、研磨される。同時にトップリング12を洗浄するため、リンスノズルから純水が噴射される。また置き台16上のウエハが乾燥することを防止するため、純水がウエハに供給される。先のウエハの研磨の後で後のウエハの研磨前に、研磨テーブル9又は10の最適な研磨面を回復するために、ドレッサー14によるドレッシングが行われる。
16.次のウエハが前記トップリング12に搬送されたら、インデックステーブル19が回転し、置き台16(プッシャー16)が搬送ロボット8の到達可能な位置に移動したことが確認されると、シャッター18が開口し、搬送ロボット8が角度及び高さ調整を行い、置き台16(プッシャー16)からウエハを受け取る。
【0043】
17.搬送ロボット8が置き台16(プッシャー16)からウエハを受け取った後、シャッター18が閉じられ、搬送ロボット8は角度及び高さ調整を行って、洗浄機7に搬送し、同時に洗浄機7はウエハをチャックする。
18.洗浄機7は、ウエハを正常にチャックしたことを確認して、ポリッシング終了後のウエハの1段目の洗浄を行う。
【0044】
19.洗浄機7の洗浄が終了すると、搬送ロボット6が洗浄機7に到達可能な位置まで移動し、同時に角度及び高さ調整を行い、ダーティー用のハンドでウエハを受け取る。
20.搬送ロボット6は、再度角度及び高さ調整を行い、反転機5に搬送し、同時に反転機5はウエハをチャックする。
【0045】
21.反転機5が正常にウエハをチャックしたことを確認して、反転機5に取付けられた純水リンスノズルから純水を噴射し、ウエハの乾燥防止を行うと同時に反転機5は180°回転して、ウエハの研磨された表面を上に向ける。
22.反転機5が正常に180°回転したことを確認した後、搬送ロボット2は角度及び高さ調整を行い、ダーティー用のハンドで反転機5からウエハを受け取ると同時に、反転機5はチャックを開放する。
【0046】
23.搬送ロボット2は、再度角度及び高さ調整を行い、洗浄機3にウエハを搬送し、同時に洗浄機3はウエハをチャックする。
24.洗浄機3はウエハを正常にチャックしたことを確認してポリッシング後のウエハの2段目の洗浄を行う。
【0047】
25.洗浄機3による洗浄が終了した後、搬送ロボット2が角度及び高さ調整を行い、クリーン用のハンドで洗浄機3からウエハを受け取る。
26.搬送ロボット2は再度角度及び高さ調整を行い、研磨後のウエハはウエハカセットのウエハが処理される前に収納されていた位置へ搬送される。
27.2枚目以降の偶数枚目のウエハは上述と同様に研磨テーブル10に搬送され、順次研磨され、上述と同様な順序で洗浄されてウエハカセットへ戻される。
【0048】
次に、インデックスタイプAのプッシャー部の動作の詳細を図9および図10を参照して説明する。図9はトップリング、インデックステーブル、プッシャーおよび搬送ロボットの関係を示す平面図であり、図10はプッシャーの動作説明図である。
トップリング12へ搬送されるべきウエハ102は、図9に示すように、210の方向より搬送ロボット6によってインデックステーブル19に搬送される。搬送されるウエハは、インデックステーブル19上に組付けられた、段差の付いたピン101の肩上に、ロボットハンド160によって載せられる。このとき、ロボットハンド160のウエハ保持部とピン101とウエハ102との接触部は、ウエハの外周部の互いに異なる部分である。その後、インデックステーブル19はモータ200(図4参照)によって回転し、ウエハ102はトップリング12への搬送位置215まで移動し、プッシャー17の上方に位置する。図10(a)は、インデックステーブル19の上へウエハ102が載せられて、プッシャー17上方に搬送された状態を図示している。この図では、トップリング12がインデックステーブル19の上方に位置し、インデックステーブル19の下方にプッシャー17が配置されている。
【0049】
次に、プッシャー17はシリンダ105によって上昇し、ピン101の肩上に載せられたウエハ102を突き上げ、ウエハ102はプッシャー17のステージ106上に載せ変えられる。このときステージ106とウエハ102との接触部は、ピン101とウエハ102との接触部とは異なる場所になっており、ロボットハンド160とウエハ102との接触部と一部共有している。図10(b)は、プッシャー17のシリンダ105がストロークし、インデックステーブル19上のウエハ102とプッシャー17のステージ106が接している状態を示す。このとき、プッシャー17の調芯ガイド107と調芯ガイド108は互いに接しているため、ステージ106及びステージ109は定位置にある。
【0050】
図10(c)は、シリンダ105がさらにストロークし、ウエハ102をインデックステーブル19上から持ち上げ、ステージ109がトップリング12に接している状態を示す。ステージ106がインデックステーブル19からウエハ102を取り上げると調芯ガイド107と調芯ガイド108は互いに接触していない状態にあるため、平面的な位置で自由に動けるようになる。この調芯動作はA部(図10(a)参照)にリニアガイドを直交するように組み込むことで可能となる。また、ステージ109のガイド110にテーパが付けてあり、トップリング12と接触するとガイド110内にトップリング12を収めるよう、プッシャー17を導くようになっている。即ち、プッシャー17はトップリング12に対して位置調整機能を有している。そして、ステージ109とトップリング12が接触したときの衝撃を緩和するために、スプリング111及びスプリング112が組み込まれ、接触する位置を調整できるようにショックアブソーバ113が組み込まれる。
【0051】
図10(d)は、図10(c)の状態からさらにシリンダ114がストロークし、ウエハ102を載せたステージ106が上昇し、ウエハ102をトップリング12の吸着面に接触させている状態を示す。この状態でもステージ106が必要以上にウエハ102をトップリング12に押し付けないように、スプリング111及びスプリング112が作用している。
これらの一連の動作により、インデックステーブル19上のウエハ102はトップリング12へ搬送されることになる。
【0052】
また、トップリング12からウエハ102をインデックステーブル19に載せる場合には、図10(c)の状態にプッシャー17を動作させ、この状態でウエハ102はトップリング12より離脱する。ウエハ102がトップリング12より離脱されたら図10(c)→ 図10(b)→ 図10(a)となるようトップリング12へウエハ102を吸着させる一連の動作と逆の手順でプッシャー17を動作させることで、トップリング12に吸着されていたウエハ102はインデックステーブル19上に搬送される。このとき、ウエハ102はインデックステーブル19のピン101上に載置される。その後、インデックステーブル19はモータ200によって回転し、ウエハ102の搬出位置まで回転し、ウエハ102は搬送ロボット8のロボットハンド180により矢印211の方向へ搬出される。
【0053】
図11は、本発明に係るポリッシング装置の第1の態様の変形例を示す平面図である。本実施態様においては、2台のロード用のプッシャー15をインデックステーブル19の対角線上に配置し、2台のアンロード用のプッシャ16をインデックステーブル19の対角線上に配置している。合計4台のプッシャー15,16はいずれもインデックステーブル19上に設置されている。
【0054】
図12乃至図16は、図1及び図11に示すポリッシング装置によってウエハのポリッシングを行う場合の一例を示す模式的工程図であり、一方のウエハカセット(CS1)からウエハが取り出され、研磨工程、洗浄工程を経てウエハカセット(CS1)に戻されるまでの各工程と、他方のウエハカセット(CS2)からウエハが取り出され、研磨工程、洗浄工程を経てウエハカセット(CS2)に戻されるまでの各工程を図示したものである。図12乃至図16において、ウエハカセットはCS1,CS2で表し、搬送ロボットはRB1,RB2,RB3,RB4で表し、洗浄機はCL1−1,CL1−2,CL2−1,CL2−2で表し、反転機はT.ov1,T.ov2で表し、研磨テーブルはTT1,TT2で表し、トップリングはTR1,TR2で表し、インデックステーブルのロード用置き台(又はプッシャー)はIn−1L,In−2Lで表し、インデックステーブルのアンロード用置き台(又はプッシャー)はIn−1UL,In−2ULで表している。
【0055】
図12乃至図16に示すように、一方のウエハは、ウエハカセット(CS1)→搬送ロボット(RB1)→反転機(T.ov1)→搬送ロボット(RB2)→ロード用の置き台(又はプッシャー)(In−1L)→トップリング(TR1)→研磨テーブル(TT1)→アンロード用の置き台(又はプッシャー)(In−1UL)→搬送ロボット(RB3)→洗浄機(CL1−1)→搬送ロボット(RB2)→反転機(T.ov2)→搬送ロボット(RB1)→洗浄機(CL2−1)→搬送ロボット(RB1)→ウエハカセット(CS1)に至る経路を経る。
【0056】
また、他方のウエハは、ウエハカセット(CS2)→搬送ロボット(RB1)→反転機(T.ov1)→搬送ロボット(RB2)→ロード用の置き台(又はプッシャー)(In−2L)→トップリング(TR2)→研磨テーブル(TT2)→アンロード用の置き台(又はプッシャー)(In−2UL)→搬送ロボット(RB4)→洗浄機(CL1−2)→搬送ロボット(RB2)→反転機(T.ov2)→搬送ロボット(RB1)→洗浄機(CL2−2)→搬送ロボット(RB1)→ウエハカセット(CS2)に至る経路を経る。
図12乃至図16から分かるように、インデックステーブル19の4つの置き台のうち、2つは一方の研磨テーブル9へ供給されるウエハを、残りの2つの置き台は他方の研磨テーブル10へ供給されるウエハを搬送する。研磨テーブル9で研磨されたウエハと研磨テーブル10で研磨されたウエハとはインデックステーブル19、搬送ロボット6、搬送ロボット2および反転機4,5によって共通に取り扱われる。
【0057】
図17は本発明に係るポリッシング装置の第2の態様の各部の配置構成を示す平面図である。
図17に示すポリッシング装置は多数の半導体ウエハをストックするウエハカセット40を載置する回転可能なロードアンロードステージ1を2つ備えている。ロードアンロードステージ1上の各ウエハカセット40に到達可能な位置に2つのハンドを有した搬送ロボット2が配置されている。
【0058】
前記搬送ロボット2における2つのハンドのうち一方はクリーンな半導体ウエハだけを把持し、他方のハンドはダーティーなウエハのみを把持する。搬送ロボット2の両側に、ポリッシング後の半導体ウエハを洗浄し乾燥する2台の洗浄機3が配置されている。各洗浄機3は搬送ロボット2のハンドが到達可能な位置に設置されている。また搬送ロボット2の中心2cと洗浄機3とを結ぶ線に、前記ロードアンロードステージ1と線対称の位置で搬送ロボット2のハンドが到達可能な位置に半導体ウエハを反転させる反転機4及び反転機5が配置されている。
【0059】
前記反転機4は半導体ウエハをチャックするチャック機構と半導体ウエハの表面と裏面を反転させる反転機構の2つを兼ね備えており、反転機4はクリーンな半導体ウエハのみを処理する。反転機5はチャック機構および反転機構に加え、半導体ウエハを洗浄するリンス機構を備えており、反転機5はダーティーな半導体ウエハのみを処理する。
【0060】
前記反転機4と反転機5にチャックされるべきウエハの中心4c,5cを結んだ線L1を基準に、前記搬送ロボット2と線対称の位置に2つのハンドを有した搬送ロボット6が配置されている。搬送ロボット6は、搬送ロボット6のハンドが各反転機4,5に到達可能な位置に配置されている。搬送ロボット6の2つのハンドのうち一方はクリーンな半導体ウエハだけを把持し、他方のハンドはダーティーな半導体ウエハのみを把持する。
【0061】
前記搬送ロボット6の両側に、ポリッシング後の半導体ウエハを洗浄する洗浄機7が配置されている。洗浄機7は前記洗浄機3とは洗浄方法が異なっている。また、洗浄機7は搬送ロボット6のハンドが到達可能な位置に設置されている。
2台の洗浄機7の中心を結んだ線を基準に反転機4,反転機5と反対の位置に1つのハンドを有した搬送ロボット8が2台配置されている。搬送ロボット8は、搬送ロボット8のハンドが各洗浄機7に到達可能な位置に配置されている。そして、2台の搬送ロボット8の間には、ウエハステーション20が設置されており、このウエハステーション20はリンス機構を具備している。ウエハステーション20は、リンス洗浄によるリンス水の飛散を防ぐため、防水のための槽で囲われており、ウエハ搬出入のためのシャッターを3面に具備している。
【0062】
ポリッシング装置は各機器を囲むようにハウジング30を有しており、ハウジング30内は複数の部屋(ポリッシング室および洗浄室を含む)に区画されている。そして、前記2台の搬送ロボット8から前記ロードアンロードステージ1までが洗浄室30A内に配置されている。そして、洗浄室30A内の搬送ロボット8に隣接した位置に隔壁31が設置されており、隔壁31の反対側に洗浄室30Aとは別の部屋であるポリッシング室30Bが配置されている。
前記ポリッシング室30Bには、2つの研磨テーブル9,10と、1枚の半導体ウエハを保持しかつ半導体ウエハを前記研磨テーブル9,10に対して押し付けながら研磨するための2個のトップリング12が配置されている。
【0063】
前記ポリッシング室30Bには、2台のトップリング12に対応して設置された2台のインデックステーブル19が設置されている。各インデックステーブル19はウエハを搬送するためのロードプッシャー15とトップリング12からウエハを搬送するためのアンロードプッシャー16を備えている。ロードプッシャー15とアンロードプッシャー16は、インデックステーブル19上の同一円周上に等間隔で配置され、1組のロードプッシャー15とアンロードプッシャー16はインデックステーブル19上に設置されている。即ち、ロードプッシャー15とアンロードプッシャー16は各研磨テーブル9,10に対して1組ずつ用意される。また各プッシャーを支持しているインデックステーブル19が回転することにより、ロードプッシャー15とアンロードプッシャー16は、第1位置、すなわち搬送ロボット8とウエハを受渡し可能な位置と、第2位置、すなわちトップリング12とウエハを受け渡すことのできる位置を移動することができる。ロードプッシャー15はアンロードプッシャ16と略同じ位置へ、同時にアンロードプッシャー16はロードプッシャー15と略同じ位置へ移動し、前記ロード及びアンロードプッシャーが前記トップリング12と前記搬送ロボット8に略同時に到達可能となる。また、各インデックステーブル19は独立に制御可能である。
【0064】
また、ロードプッシャー15およびアンロードプッシャー16は上下に移動する機能を有し、トップリング12及び搬送ロボット8にアクセス可能となっている。ロードプッシャー15には自動調芯機構が設けられており、ロードプッシャー15がトップリング12に向かってウエハを受け取るために上昇したときのみ、自動調芯機構が働き、ロードプッシャー15はトップリング12の取付誤差を吸収できる範囲を移動し、トップリング12からウエハを受け取ることができる。またアンロードプッシャー16から搬送ロボット8がウエハを受け取るときは、アンロードプッシャー16は下端に位置し、その場で動かないように位置決めされている。
【0065】
アンロードプッシャー16には自動調芯機構が設けられており、アンロードプッシャ16がトップリング12からウエハを受け取るために上昇したときのみ、自動調芯機構が働き、アンロードプッシャー16はトップリング12の取付誤差を吸収できる範囲を移動し、前記トップリング12からウエハを受け取ることができる。またアンロードプッシャー16から搬送ロボット8がウエハを受け取るときは、アンロードプッシャー16は下端に位置し、その場で動かないように位置決めされている。なお、プッシャー15,16の構造は図10(a)乃至図10(d)に示す構造と概略同様である。
【0066】
また前記第1位置には、トップリング12から搬出されたウエハを洗浄液を供給して洗浄するリンスノズルが設置されている。前記第2位置には、ウエハを搬出した後のトップリング12に洗浄液を供給して洗浄する洗浄ノズルが設置されている。第1位置および第2位置にはウエハの有無を確認するためのセンサーが設置されている。ロードプッシャー15と搬送ロボット8、及びアンロードプッシャー16と搬送ロボット8の間の隔壁には、ウエハが通過できるように切り欠きが形成されており、各切り欠きにシャッター18が配置されている。
【0067】
図18はトップリング12と研磨テーブル9,10とプッシャー部との関係を示す図である。図18に示すように、前記トップリング12は回転可能な軸32によってトップリングアーム11から吊下されている。トップリングアーム11は位置決め可能な回転軸33によって支持されており、トップリング12が各研磨テーブル9,10に対してアクセス可能になっている。各トップリング12はトップリングアーム11内に設けられたエアシリンダによって、半導体ウエハを研磨テーブル9,10に対して任意の荷重で押し付けることができるようになっている。前記研磨テーブル9,10の中心部上方には、研磨するための砥液を流下する砥液ノズル13が配置されている。また各研磨テーブル9,10をドレッシングするドレッサー14が配置されている。研磨テーブル9,10上面には研磨クロス又は砥石(固定砥粒)が装着されている。トップリング12の回転軸33に隣接してロードプッシャー15およびアンロードプッシャー16を具備したインデックステーブル19が設置されている。
【0068】
次に、上述のように構成されたポリッシング装置の全体の動作を説明する。
ポリッシング前の半導体ウエハはウエハカセット40にストックされており、カセット40はロードアンロードステージ1に載せられる。装置内の全ての処理条件がインプットされた後、装置は自動運転を開始する。本ポリッシング装置においては、いくつかのポリッシング工程の動作が可能であるが、動作1ではウエハカセットの上段から数えて奇数枚目の半導体ウエハ(以下、ウエハと云う)は研磨テーブル9で順次ポリッシングが行われ、偶数枚目のウエハは研磨テーブル10でポリッシングが行われる。以下、ポリッシング工程を手順を追って説明する。
【0069】
1.ロードアンロードステージ1は角度調整を行い、搬送ロボット2が搬送できる角度までウエハカセット40の向きを変える。
2.搬送ロボット2は角度及び高さ調整を行い、クリーン用のハンドでウエハカセット40に入ったウエハを吸着し、ウエハをウエハカセット40内から引き出す。
【0070】
3.搬送ロボット2はウエハを保持したまま再度角度及び高さ調整を行い、ウエハを反転機4に搬送する。
4.反転機4は搬送ロボット2によって搬送されたウエハをチャックし、正常にチャックされたことを確認した後にウエハを180°回転させ、ウエハの処理する表面を下に向ける。
【0071】
5.反転機4が正常に180°回転したことを確認した後、搬送ロボット6は角度及び高さ調整を行い、反転機4のチャックを開放し、クリーン用のハンドで反転機4からウエハを受け取る。
6.搬送ロボット6は再度角度及び高さ調整を行い、ウエハステーション20にウエハを搬送する。正しく搬送されたことを確認した後、ロードプッシャー15が第1位置にあり、かつロードプッシャー15にウエハがない場合には、搬送ロボット8がウエハをウエハステーション20からウエハを受け取り、その後シャッター18が開き、ロードプッシャー15にウエハを搬送する。
【0072】
7.ロードプッシャー15にウエハが搬送されたことが確認されると、ロードプッシャー15はインデックステーブル19の中心を中心に第2位置、トップリング12へのウエハ搬送位置へ移動する。
8.移動確認後、ロードプッシャー15は上昇し、トップリング12の外周をチャックする。その後、さらにウエハの載せられたステージが上昇し、ウエハの裏面がトップリング12の保持部に接触するが、ステージの下部に設けられたスプリングを用いた緩衝機構が働きウエハへのダメージを防ぐ。予め設定された移動量だけ上昇するとロードプッシャー15は上昇をやめ、その後トップリング12がウエハを真空吸着する。
【0073】
9.トップリング12が正常にウエハを吸着したことを確認するとトップリングアーム11を支えている回転軸33が回転して、トップリング12が研磨テーブル9上の研磨位置に移動する。
10.トップリング12が研磨位置に移動したことを確認すると、アイドリングスピードで回転していた研磨テーブル9と停止していたトップリング12は同一方向に予めインプットされた速度で回転し、砥液ノズル13から予めインプットされた種類と流量の砥液が研磨テーブル9上に流下する。その後、トップリング12は下降して、トップリング12が研磨テーブル9上に到達したことが確認されると、予めインプットされた条件に対応した押付圧力がトップリング12に与えられ、予めインプットされた時間だけ研磨が行われる。この工程に連続して砥液の種類を変えるか、または固形分を含まない液体を流下しながら研磨を行ってもよい。
【0074】
11.研磨が終了すると、砥液ノズル13は砥液の供給を停止し、トップリング12はウエハを吸着する。トップリングアーム11を支えている軸33はトップリング12が研磨テーブル9から半分だけ外れる位置まで回転する。次に、トップリング12が上昇し、トップリング12は第2位置まで更に回転する。
12.トップリング12が第2位置上に位置したことを確認して、アンロードプッシャー16が上昇してトップリング12をチャックし、上昇を終了する。この時、アンロードプッシャー16のウエハ載置部はトップリング12に保持されたウエハとの間に定められた隙間を確保している。次に、トップリング12は真空を遮断し、エアーまたは窒素と純水をブローして、ウエハをアンロードプッシャー16上に離脱する。
【0075】
13.トップリング12がウエハを離脱した後、アンロードプッシャー16は下降する。
14.アンロードプッシャー16が下降し、ウエハがアンロードプッシャー16上にあることを確認すると、インデックステーブル19は回転し、アンロードプッシャー16を第1位置に移動させる。この状態でリンスノズル42から純水を噴射してトップリング12を洗浄し、同時にリンスノズル43から洗浄液を噴射しウエハを洗浄する。この時、ロードプッシャー15には研磨前のウエハが搬送ロボット8によって搬送されている。そして、ロードプッシャー15は第2位置に位置しており、トップリング12から滴下した純水を洗い流すためにリンスノズル44から純水が噴射される。その後、前述の工程通りに研磨処理が行われる。
【0076】
15.トップリング12とウエハのリンス洗浄が終了した後、シャッター18が開口し、搬送ロボット8が角度及び高さ調整を行い、アンロードプッシャー16からウエハを受け取る。その後、ロードプッシャー15がウエハをトップリング12に受け渡していることを確認した後、インデックステーブル19を回転させアンロードプッシャー16を第2位置に移動させる。
16.搬送ロボット8はアンロードプッシャー16からウエハを受け取った後、角度及び高さ調整を行って、洗浄機7に搬送し、同時に洗浄機7はウエハをチャックする。
【0077】
17.洗浄機7は、ウエハを正常にチャックしたことを確認して、ポリッシング終了後のウエハの1段目の両面洗浄を行う。
18.洗浄機7の洗浄が終了すると、搬送ロボット6が角度及び高さ調整を行い、ダーティー用のハンドをもう1つの開口から洗浄機7内に挿入しウエハを受け取る。
19.搬送ロボット6は、再度角度及び高さ調整を行い、反転機5に搬送し、同時に反転機5はウエハをチャックする。
20.反転機5が正常にウエハをチャックしたことを確認して、反転機5に取り付けられた純水リンスノズルから純水を噴射し、ウエハの乾燥防止を行うと同時に反転機5は180°回転して、ウエハの研磨された表面を上に向ける。
【0078】
21.前記反転機5が正常に180°回転したことを確認した後、搬送ロボット2は角度及び高さ調整を行い、ダーティー用のハンドで反転機5からウエハを受け取ると同時に、反転機5はチャックを開放する。
22.搬送ロボット2は、再度角度及び高さ調整を行い、洗浄機3にウエハを搬送し、同時に洗浄機3はウエハをチャックする。
23.洗浄機3はウエハを正常にチャックしたことを確認してポリッシング後のウエハの2段目の洗浄を行う。
24.洗浄機3の洗浄が終了した後、搬送ロボット2が角度及び高さ調整を行い、クリーン用のハンドで洗浄機3からウエハを受け取る。
【0079】
25.搬送ロボット2は再度角度及び高さ調整を行い、研磨後のウエハはウエハカセット40のウエハが処理される前に収納されていた位置に搬送される。
26.2枚目以降の偶数枚目のウエハは上述と同様に研磨テーブル10に搬送され、トップリング12は研磨テーブル9のトップリング12とは反対方向に移動し搬送され、上述と同様な順序で洗浄されてウエハカセットへ戻される。
【0080】
上述の1〜26に説明した動作では、1つのウエハカセットに収納されたウエハを、奇数枚目はテーブル9へ、偶数枚目はテーブル10へ振り分ける実施例を記載したが、1つのウエハカセット内のウエハをテーブル9へ、他のウエハカセット内のウエハをテーブル10へ振り分けるようにソフトを構成してもよい。更に各テーブルに対して2個以上のカセットを割り当てられるように装置を構成し、連続枚葉式の装置構成としてもよい。
【0081】
図18に示す例においては、プッシャーはインデックステーブル上に設置したが、プッシャーは図4に示す実施例と同様にインデックステーブルの下方に設置してもよい。またインデックステーブルは必ずしもテーブルの形態をとる必要はなく、回転軸にロードプッシャーとアンロードプッシャーとが固定された形態であってもよい。
【0082】
図19乃至図34は、他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。図19乃至図34において、搬送ロボット6,8および8は、RB2,RB3およびRB4で表し、インデックステーブル19のロード用置き台はLD1およびLD2で表し、インデックステーブル19のアンロード用置き台はULD1およびULD2で表している。また、トップリングはTR1およびTR2で表している。図19に示される初期状態において、2つのロード用置き台LD1およびLD2は各トップリングTR1およびTR2に隣接して位置しており、2つのアンロード用置き台ULD1およびULD2は搬送ロボットRB3およびRB4に隣接して位置している。各置き台は、第1研磨テーブル用のロード用置き台LD1、第1研磨テーブル用のアンロード用置き台ULD1、第2研磨テーブル用のアンロード用置き台ULD2、および第2研磨テーブル用のロード用置き台LD2がインデックステーブル19の回転軸の回りに時計方向に位置している。
【0083】
次に、インデックステーブルの動作を図19乃至図34を参照して説明する。
ステップ1において、図19に示すように、搬送ロボットRB2は第1研磨テーブル(TT1)で研磨されるウエハ1を保持する。
ステップ2において、図20に示すように、インデックステーブルは図19に示す状態から時計方向に90゜回転する。その後、搬送ロボットRB2はウエハをロード用置き台LD1へ搬送する。
ステップ3において、図21に示すように、インデックステーブルは回転して図19に示す状態に戻る。
ステップ4において、図22に示すように、プッシャーは上昇してウエハ1を置き台から受け取り、ウエハ1をトップリングTR1へ受け渡す。その後、トップリングTR1はウエハ1の研磨を開始する。搬送ロボットRB2は第2研磨テーブル(TT2)で研磨されるウエハ2を保持する。
【0084】
ステップ5において、図23に示すように、インデックステーブルは図22に示す状態から反時計方向に90゜回転する。その後、搬送ロボットRB2はウエハ2をロード用置き台LD2に搬送する。
ステップ6において、図24に示すように、インデックステーブルは回転して図22(図19)に示す状態に戻る。搬送ロボットRB2は第1研磨テーブル(TT1)で研磨するウエハ3を保持する。
ステップ7において、図25に示すように、プッシャーは上昇してウエハ2を置き台から受け取り、ウエハ2をトップリングTR2に受け渡す。その後、トップリングTR2はウエハ2の研磨を開始する。
ステップ8において、図26に示すように、インデックステーブルは図25に示す状態から時計方向に90゜回転する。その後、搬送ロボットRB2はウエハ3をロード用置き台LD1に搬送する。
【0085】
ステップ9において、図27に示すように、インデックステーブルは図26に示す状態から反時計方向に180゜回転する。搬送ロボットRB2は第2研磨テーブル(TT2)で研磨するウエハ4を保持する。
ステップ10において、図28に示すように、第1研磨テーブル(TT1)でウエハの研磨が終了したのち、プッシャーは上昇してトップリングTR1から研磨後のウエハ1を受け取り、アンロード用置き台ULD1に受け渡す。搬送ロボットRB2はウエハ4をロード用置き台LD2に搬送する。
ステップ11において、図29に示すように、インデックステーブルは図28に示す状態から時計方向に90゜回転する。その後、研磨後のウエハ1はこの位置で純水によって洗浄される。搬送ロボットRB2は第1研磨テーブル(TT1)で研磨するウエハ5を保持する。
ステップ12において、図30に示すように、プッシャーは上昇してウエハ3を置き台から受け取り、ウエハ3をトップリングTR1に受け渡す。その後、トップリングTR1はウエハ3の研磨を開始する。搬送ロボットRB3は洗浄後の研磨されたウエハ1をアンロード用置き台ULD1から受け取る。
【0086】
ステップ13において、図31に示すように、インデックステーブルは図30に示す状態から時計方向に90゜回転する。その後、搬送ロボットRB2はウエハ5をロード用置き台LD1に搬送する。
ステップ14において、図32に示すように、第2研磨テーブル(TT2)でウエハの研磨が終了したのち、プッシャーは上昇してトップリングTR2から研磨後のウエハ2を受け取り、アンロード用置き台ULD2に受け渡す。
ステップ15において、図33に示すように、インデックステーブルは図32に示す状態から反時計方向に90゜回転する。その後、研磨後のウエハ2はこの位置で純水によって洗浄される。搬送ロボットRB2は第2研磨テーブル(TT2)で研磨されるウエハ6を保持する。
ステップ16において、図34に示すように、プッシャーは上昇しロード用置き台LD2からウエハ4を受け取り、トップリングTR2に受け渡す。その後、トップリングTR2はウエハ4の研磨を開始する。搬送ロボットRB4は洗浄された研磨後のウエハ2をアンロード用置き台ULD2から受け取る。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体ウエハ等のポリッシング対象物をトップリングに搬送する時間を短縮することが可能となり、単位時間あたりのポリッシング対象物の処理枚数(スループット)を飛躍的に増加させることができる。また、従来の装置では、トップリングの数を増やし、ポリッシング対象物を同時研磨することでスループットを上げており、トップリングの数を増やすことに起因するトップリングの個体差によるポリッシング対象物間の研磨後の面内均一性にばらつきが出ていたが、本発明では搬送速度を上げることで少ないトップリングでかつスループットを上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るポリッシング装置の第1の態様の各部の配置構成を示す平面図である。
【図2】図1に示す装置におけるトップリングと研磨テーブルとの関係を示す図である。
【図3】インデックステーブルタイプAの詳細を示す平面図である。
【図4】インデックステーブルタイプAの詳細を示す立面図である。
【図5】インデックステーブルタイプBの詳細を示す平面図である。
【図6】インデックステーブルタイプBの詳細を示す立面図である。
【図7】直動テーブルタイプの詳細を示す平面図である。
【図8】直動テーブルタイプの詳細を示す立面図である。
【図9】トップリング、インデックステーブル、プッシャーおよび搬送ロボットの関係を示す平面図である。
【図10】プッシャーの動作説明図である。
【図11】本発明に係るポリッシング装置の第1の態様の変形例を示す平面図である。
【図12】図1及び図11に示すポリッシング装置によって半導体ウエハのポリッシングを行う場合を示す模式的工程図である。
【図13】図1及び図11に示すポリッシング装置によって半導体ウエハのポリッシングを行う場合を示す模式的工程図である。
【図14】図1及び図11に示すポリッシング装置によって半導体ウエハのポリッシングを行う場合を示す模式的工程図である。
【図15】図1及び図11に示すポリッシング装置によって半導体ウエハのポリッシングを行う場合を示す模式的工程図である。
【図16】図1及び図11に示すポリッシング装置によって半導体ウエハのポリッシングを行う場合を示す模式的工程図である。
【図17】本発明に係るポリッシング装置の第2の態様の各部の配置構成を示す平面図である。
【図18】図17に示す装置におけるトップリングと研磨テーブルとプッシャー部との関係を示す図である。
【図19】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図20】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図21】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図22】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図23】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図24】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図25】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図26】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図27】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図28】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図29】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図30】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図31】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図32】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図33】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【図34】他の実施形態によるインデックステーブル(ロータリトランスポータ)の動作を示す模式的工程図である。
【符号の説明】
1 ロードアンロードステージ
2,6,8 搬送ロボット
3,7 洗浄機
4,5 反転機
9,10 研磨テーブル
11 トップリングアーム
12 トップリング
13 砥液ノズル
14 ドレッサー
15,16 プッシャー(置き台)
17 プッシャー
18 シャッター
19 インデックステーブル
20 ウエハステーション
21 カバー
25 搬送機構
42,43,44 リンスノズル
30 ハウジング
30A 洗浄室
30B ポリッシング室
31 隔壁
33,41 回転軸
34 エアシリンダ
40 ウエハカセット
101 ピン
102 ウエハ
105,114 シリンダ
106 ステージ
111,112 スプリング
113 ショックアブソーバ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing apparatus that flattens and mirrors the surface of a polishing object such as a semiconductor wafer, and more particularly to a polishing apparatus that includes an index table (rotary transporter) for supplying the polishing object.
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor manufacturing process, polishing is performed to make the wafer surface flat and mirror surface in the semiconductor wafer manufacturing process, and polishing is performed to make the layer formed on the device flat and mirror surface in the device manufacturing process. Yes. A polishing apparatus is used in the polishing process in the semiconductor wafer manufacturing process and the device manufacturing process. This polishing apparatus is called a chemical mechanical polishing apparatus.
[0003]
A conventional polishing apparatus is a dedicated polishing apparatus that performs only polishing, and a semiconductor wafer that has been polished is placed in a movable water tank and conveyed to the next cleaning step. However, in the method in which the polishing process and the cleaning process are performed separately, the cleanliness of the clean room is impaired, and the wafer transport after the polishing has to be relied on manually transporting means. Moreover, since two types of apparatuses, a polishing apparatus and a cleaning machine used in the subsequent cleaning process, are required, a large installation space is required.
[0004]
Therefore, in order to clean the polishing process and reduce the installation space of the apparatus, the polishing process and the cleaning process are performed in the same apparatus, the semiconductor wafer is put in the apparatus in a dry state, and the semiconductor wafer is cleaned after processing. Polishing equipment has been developed that realizes a dry-in / dry-out system that dispenses from the equipment in a dry state.
[0005]
On the other hand, a polishing apparatus that performs only polishing is also improved so that the cleanness of the clean room can be maintained, and the production capacity of the polishing apparatus and the cleaning machine used in the cleaning process after polishing is increased, and the polishing apparatus and the cleaning machine in the polishing process are improved. It has become possible to reduce the number of installations and reduce the installation space equivalent to or more than the dry-in / dry-out polishing apparatus.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the polishing apparatus that performs only polishing, the transfer means for transferring the semiconductor wafer after polishing is still dependent on the transfer means by hand, and when the transfer means is automated, the wafer storage method Since it becomes a mobile water tank, handling is difficult and the subject remains in the said conveyance means. In addition, the conventional dry-in / dry-out polishing apparatus has a low production capacity per unit time and unit installation area, has a large number of apparatuses in each polishing process, requires a large installation space, There is a problem that the management cost becomes high.
[0007]
An object of the present invention is to solve all the problems of the above-described prior art, and is applicable to the above-described dry-in / dry-out type polishing apparatus, and a unit time and a unit of a polishing object such as a semiconductor wafer. An object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of increasing the processing capacity per installation area.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an aspect of the present invention is a polishing table having a polishing surface, a top ring that holds a polishing object and presses the polishing object against the polishing surface, and a polishing object between two positions in the apparatus. A transport mechanism for transporting an object, the transport mechanism, Two linear rails arranged at different positions in the height direction and two pedestals that can slide along each of the rails, the two pedestals do not interfere with each other in the height direction The two pedestals can be moved to the polishing object conveyance position of the top ring, and the polishing object is transferred to the top ring by the pusher at that position. Each of the two cradles is movable to a polishing object delivery position of the transfer robot, and the transfer robot and the polishing object are transferred at the position, and a rinse mechanism and a shutter are reached at the reachable position of the transfer robot. And a polishing object to be polished after being opened by opening the shutter into the station. It is characterized by this.
[0013]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to shorten the time which conveys polishing objects, such as a semiconductor wafer, to a top ring, and can increase the processing number (throughput) of the polishing object per unit time dramatically. .
In a preferred aspect of the present invention, the transport mechanism includes a loading table for holding a polishing object before polishing and an unloading table for holding a polishing object after polishing.
In a preferred aspect of the present invention, each top ring rotates around a rotation axis and is positioned above the polishing table and above the transport mechanism.
[0014]
Furthermore, in a preferred aspect of the present invention, a dresser dedicated to each polishing table is provided.
In a preferred aspect of the present invention, the pusher is installed below or on the transport mechanism.
In a preferred aspect of the present invention, the distances between the rotation shaft of the transport mechanism and the rotation shafts of the plurality of top rings are equal.
[0015]
In a preferred aspect of the present invention, the transport mechanism includes a first table for transferring a polishing object to be polished by one of the plurality of polishing tables, and another of the plurality of polishing tables. And a second pedestal for transferring a polishing object to be polished by the polishing table.
Furthermore, in a preferred aspect of the present invention, each of the first table and the second table includes a loading table on which a polishing object before polishing and a polishing object after polishing are mounted. And an unloading stand to be placed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view showing the arrangement of each part of the first aspect of the polishing apparatus according to the present invention.
The polishing apparatus shown in FIG. 1 includes two rotatable load / unload stages 1 on which a wafer cassette 40 for stocking a large number of semiconductor wafers is placed. A transfer robot 2 having two hands is arranged at a position where it can reach each wafer cassette 40 on the load / unload stage 1.
[0018]
Of the two hands in the transfer robot 2, the upper hand grips only a clean and dry semiconductor wafer, and the lower hand is a dirty (wet) wet wafer. Only grab. Two cleaning machines 3 for cleaning and drying the polished semiconductor wafer are disposed on both sides of the transfer robot 2. Each washing machine 3 is installed at a position where the hand of the transfer robot 2 can reach. A reversing device 4 and a reversing device 5 are disposed for reversing the semiconductor wafer at a position that can be reached by the hand of the transport robot 2 at a point symmetric with respect to the load / unload stage 1 with respect to the center 2c of the transport robot 2. Yes.
[0019]
The reversing machine 4 has both a chuck mechanism for chucking a semiconductor wafer and a reversing mechanism for reversing the front and back surfaces of the semiconductor wafer. The reversing machine 4 processes only clean and dry semiconductor wafers. The reversing machine 5 includes a rinsing mechanism for cleaning the semiconductor wafer in addition to the chuck mechanism and the reversing mechanism, and the reversing machine 5 processes only dirty and wet semiconductor wafers.
[0020]
A line L connecting the centers 4c and 5c of the wafer to be chucked by the reversing machine 4 and the reversing machine 5. 1 , A transfer robot 6 having two hands is arranged at a position symmetrical to the transfer robot 2. The transfer robot 6 is arranged at a position where the hand of the transfer robot 6 can reach the cradle of the reversing machines 4 and 5 and the index table (rotary transporter) 19. Of the two hands of the transfer robot 6, the upper hand holds only a clean and dry semiconductor wafer, and the lower hand holds only a dirty and wet semiconductor wafer.
[0021]
Two cleaning machines 7 for cleaning the polished semiconductor wafer are disposed on both sides of the transfer robot 6. The washing machine 7 differs from the washing machine 3 in the washing method. Each cleaning machine 7 is installed at a position where the hand of the transfer robot 6 can reach. Two transfer robots 8 having one hand are arranged at positions opposite to the reversing machines 4 and 5 with each cleaning machine 7 interposed therebetween. The transfer robot 8 is disposed at a position where the hand of the transfer robot 8 can reach the table for each cleaning machine 7 and the index table 19.
[0022]
The polishing apparatus includes a housing 30 so as to surround each device, and the housing 30 is partitioned into a plurality of rooms (including a polishing room and a cleaning room). The two transfer robots 8 to the load / unload stage 1 are arranged in the cleaning chamber 30A. A partition wall 31 is installed at a position adjacent to the transfer robot 8 in the cleaning chamber 30 </ b> A, and a polishing chamber 30 </ b> B that is a separate room from the cleaning chamber 30 </ b> A is disposed on the opposite side of the partition wall 31.
The polishing chamber 30B includes two polishing tables 9, 10 and two top rings 12 for holding one semiconductor wafer and polishing the semiconductor wafer while pressing the semiconductor wafer against the polishing tables 9, 10. Has been placed.
[0023]
FIG. 2 is a view showing the relationship between the top ring 12 and the polishing tables 9 and 10. As shown in FIG. 2, the top ring 12 is suspended from the top ring arm 11 by a rotatable shaft 32. The top ring arm 11 is supported by a rotatable rotary shaft 33 so that the top ring 12 can access the polishing tables 9 and 10. Each top ring 12 can press the semiconductor wafer against the polishing tables 9 and 10 with an arbitrary load by an air cylinder provided in the top ring arm 11. Above the central portions of the polishing tables 9 and 10, a polishing liquid nozzle 13 is disposed for flowing a polishing liquid for polishing. A dresser 14 for dressing the polishing tables 9 and 10 is arranged. A polishing cloth or a grindstone (fixed abrasive) is mounted on the upper surfaces of the polishing tables 9 and 10.
[0024]
Next, a pusher unit as a delivery device for delivering a semiconductor wafer between the transfer robots 6 and 8 and the top ring 12 will be described. The pusher portion is installed at the center position of the space surrounded by the two polishing tables 9 and 10 and the three transfer robots 6 and 8. There are three types of pushers, two index table types (rotary transporter type) and one linear motion table type. Next, three types of pusher portions will be described.
[0025]
1) Index table type (rotary transporter type) A
3 and 4 are diagrams showing details of the index table type A, FIG. 3 is a plan view, and FIG. 4 is an elevation view. As shown in FIGS. 3 and 4, one pusher 17, which is a dedicated wafer transfer mechanism, is provided in each top ring 12 within the swivel range of the top ring 12. Each pusher 17 constitutes a dedicated transport mechanism for delivering a semiconductor wafer to and from the top ring 12. The pusher 17 has an elevating function, and can move up and down between a wafer transfer position to the top ring 12 and a wafer supply position to transfer the semiconductor wafer to the pusher 17. Between the pusher 17 and the cleaning chamber 30A, an index table (also referred to as a rotary transporter) 19 constituting a transfer mechanism for transferring a semiconductor wafer between the pusher 17, the transfer robot 6 and the transfer robot 8 is disposed (see FIG. (See FIGS. 1, 3 and 4). The index table 19 can be rotated 360 ° in the horizontal direction, and rotates a positioning mechanism (index mechanism) and a table 15 or 16 on which a semiconductor wafer is placed (15 is a loading table, 16 is an unloading table). A total of four are provided, two at equal intervals on a predetermined circumference from the center. The cradles 15 and 16 need not be dedicated for loading and unloading.
[0026]
As shown in FIG. 1, the rotation center of the index table 19 must be arranged at a position where each table 15, 16 can access all of the transfer robot 6, the transfer robot 8, and the top ring 12. In the present embodiment, the rotary shafts of the index table 19 are arranged at equal distances from the polishing tables 9 and 10. Further, the rotation axis of the index table 19 is disposed at an equal distance from the top ring rotation shaft 33. A cover 21 is provided so that the index table 19 is included in the polishing chamber 30B. The cover 21 is formed with a notch having a size capable of loading and unloading the wafer into and from the index table 19, and a shutter 18 is provided in the notch. A cleaning nozzle 43 for cleaning the wafer for supplying a cleaning liquid to the wafer is installed at a wafer transfer position with the robot in the cover 21. A cleaning nozzle 42 is provided at the position of the pusher 17 to supply a cleaning liquid to the polished top ring 12 for cleaning. The cleaning nozzle 42 for cleaning the top ring 12 can also be used for preventing the top ring 12 from being dried during the time when the wafer polishing process is not performed.
[0027]
2) Index table type (rotary transporter type) B
5 and 6 are diagrams showing details of the index table type B, FIG. 5 is a plan view, and FIG. 6 is an elevation view. As shown in FIG. 1, between the top ring 12 and the cleaning chamber 30A, an index table (rotary transporter) 19 constituting a transfer mechanism for transferring a wafer between the top ring 12, the transfer robot 6, and the transfer robot 8. Is arranged. The index table 19 can rotate 360 ° in the horizontal direction and includes a positioning mechanism (index mechanism). On the index table 19, pushers 15 and 16 (15 is a load pusher and 16 is an unload pusher) of a wafer transfer mechanism for carrying wafers in and out of the top ring 12 from the center of rotation to a predetermined circle. Four units are installed at equal intervals on the circumference. The pusher need not be dedicated for loading and unloading.
[0028]
The pushers 15 and 16 have an elevating function and can move up and down between a wafer transfer position to the top ring 12 and a supply position to transfer the wafer to the pushers 15 and 16. As shown in FIG. 1, the rotation center of the index table 19 must be arranged at a position where each pusher 15, 16 can access all of the transfer robot 6, the transfer robot 8, and the top ring 12. Since the configuration of the cover 21, the shutter 18, the cleaning nozzle for cleaning the wafer, and the cleaning nozzle for cleaning the top ring is the same as that of Type A, the description thereof is omitted.
[0029]
3) Linear motion table type
7 and 8 are diagrams showing details of the linear motion table type. FIG. 7 is a plan view and FIG. 8 is an elevation view. As shown in FIGS. 7 and 8, one pusher 17, which is a dedicated wafer transfer mechanism, is provided in each top ring 12 within the swivel range of the top ring 12. The pusher 17 has an elevating function and can move up and down between a wafer transfer position to the top ring 12 and a supply position to transfer the semiconductor wafer to the pusher 17. Two transfer mechanisms 25 for transferring a semiconductor wafer between the pusher 17 and the transfer robot 6 and transfer robot 8 are disposed between the pusher 17 and the cleaning chamber 30A. Each of the two transfer mechanisms 25 includes a table 15 and 16 on which a semiconductor wafer is placed. Each of the tables 15 and 16 is located above the pusher 17 and individually in a planar position in the linear direction. It is movable. The table 15 is a loading table for transferring a semiconductor wafer to the top ring 12, and the table 16 is an unloading table for receiving a semiconductor wafer from the top ring 12.
[0030]
The transport mechanism 25 linearly moves between the top ring 12, the transport robot 8 arranged in the same row as the pushers 17, and the transport robot 6 positioned in the center. Each transport mechanism 25 is different at a position in the height direction. position Are provided with two linear rails 26 arranged on the surface. Each rail 26 includes a pedestal 15 or 16 that can slide along the rail. The two platforms 15 and 16 of each transport mechanism 25 are vertical It arrange | positions so that it may not mutually interfere in a direction, and it can move to a horizontal direction separately. The cradles 15 and 16 are movable on the rails 26 by a ball screw mechanism and a motor (not shown), respectively. By taking such an arrangement, when the two cradles 15 and 16 are moved, the positions of the two cradles 15 and 16 can be replaced in a plane. The moving means of the transport mechanism 25 includes a positioning mechanism. When the placing tables 15 and 16 on which the semiconductor wafer is placed have moved to the wafer transfer position of the top ring 12, the pusher 17 positioned below the table can push up the semiconductor wafer and transfer the semiconductor wafer to the top ring 12. is there. Conversely, when the pedestals 15 and 16 on which no semiconductor wafer is placed have moved to the same position, the pusher 17 receives the semiconductor wafer from the top ring and descends so that the semiconductor wafer can be placed on the pedestals 15 and 16. .
[0031]
The transfer mechanism 25 is located in the polishing chamber 30B, and a notch having a size capable of loading and unloading the wafer into and from the transfer mechanism 25 is formed in the partition of the polishing chamber 30B. A shutter 18 is provided in the notch. Is provided. A cleaning nozzle for cleaning the wafer for supplying a cleaning solution to the wafer is installed at a wafer transfer position with the robot in the partition wall. A cleaning nozzle is provided at the position of the pusher 17 for supplying and cleaning the top ring 12 after polishing. The cleaning nozzle for cleaning the top ring 12 can also be used for preventing the top ring 12 from drying while the wafer polishing process is not being performed.
[0032]
Next, the overall operation of the polishing apparatus configured as described above will be described.
The semiconductor wafer before polishing is stocked in the wafer cassette 40, and the cassette 40 is placed on the load / unload stage 1. After all processing conditions in the apparatus are input, the apparatus starts automatic operation. In this polishing apparatus, several polishing steps can be performed. In the operation described below, an odd number of semiconductor wafers (hereinafter referred to as wafers) counted from the upper stage of the wafer cassette are transferred to the polishing table 9. Polishing is performed sequentially, and even-numbered wafers are polished on the polishing table 10. Hereinafter, the polishing process will be described step by step.
[0033]
In this case, the procedure of the pusher part of the index table type A is described, and the procedure of the pusher part of the index table type B is described in (). For the linear motion type pusher, only the rotation operation of the index table 19 is changed to a linear motion, and other operations are the same as those of the index table types A and B.
[0034]
1. The load / unload stage 1 adjusts the angle and changes the orientation of the wafer cassette 40 to an angle that the transfer robot 2 can transfer.
2. The transfer robot 2 adjusts the angle and height, sucks the wafer that has entered the wafer cassette 40 with a clean hand, and removes the wafer from the wafer cassette 40.
[0035]
3. The transfer robot 2 adjusts the angle and height again while holding the wafer, and transfers the wafer to the reversing machine 4.
4). The reversing machine 4 chucks the wafer transported by the transport robot 2, and after confirming that the wafer has been normally chucked, the reversing machine 4 rotates the wafer 180 ° so that the processing surface of the wafer faces downward.
[0036]
5). After confirming that the reversing machine 4 has normally rotated 180 °, the transfer robot 6 adjusts the angle and height, opens the chuck of the reversing machine 4, and receives the wafer from the reversing machine 4 with a clean hand.
6). The transfer robot 6 again adjusts the angle and height, and when it is confirmed that there is no wafer on the table 15 (pusher 15) on the index table 19, the shutter 18 opens, and the wafer is loaded on the table 15 (pusher 15). Transport.
[0037]
7). When it is confirmed that the wafer has been transferred to the cradle 15 (the pusher 15), the index table 19 rotates 90 ° or 270 ° and moves to the wafer transfer position to the top ring 12.
8). When it is confirmed that the cradle 15 (the pusher 15) has moved to a position where the top ring 12 can be accessed, the pusher 17 rises, and when the wafer is received from the cradle 15, the pusher 17 further rises and chucks the top ring 12. . (The pusher 15 rises and chucks the top ring 12). Thereafter, the stage on which the wafer is further moved up, the back surface of the wafer comes into contact with the holding portion of the top ring 12, and at the same time, the top ring 12 vacuum-sucks the wafer.
[0038]
9. When it is confirmed that the top ring 12 has normally attracted the wafer, the pusher 17 is lowered, and after confirming that the descent is completed, the index table 19 rotates 90 ° or 270 degrees in the opposite direction. At this time, the unloading table 16 (the pusher 16) is positioned at the wafer transfer position of the top ring 12. Further, simultaneously with the rotation of the index table 19, the rotation shaft supporting the top ring arm 11 rotates, and the top ring 12 moves to the polishing position on the polishing table 9.
[0039]
10. When it is confirmed that the top ring 12 has moved to the polishing position, the polishing table 9 and the top ring 12 rotate at the speed input in advance in the same direction, and the type and flow rate of the polishing liquid input in advance from the polishing liquid nozzle 13 are supplied. It flows down onto the polishing table 9. Thereafter, the top ring 12 descends, and when it is confirmed that the top ring 12 has reached the polishing table 9, a pressing pressure corresponding to a previously input condition is applied to the top ring 12 and input in advance. Polishing is performed only for the time. While the wafer is being polished in these processes, the next unpolished wafer is also transferred in the same procedure, and transferred onto the loading table 15 (the pusher 15).
[0040]
11. When the polishing is finished, the abrasive liquid nozzle 13 stops supplying the abrasive liquid, and the top ring 12 vacuum-sucks the wafer. After confirming that the wafer is sucked, the shaft 33 supporting the top ring arm 11 is attached to the top ring 12. It rotates so that it may come to the position which remove | deviates from the said polishing table 9 only by half.
12 When it is confirmed that the top ring 12 has come to a position half off from the polishing table 9, the shaft 33 supporting the top ring arm 11 rotates, and at the same time the top ring 12 rises while the top ring 12 is above, ie, the top ring. Move to the wafer transfer position. At this time, since the index table 19 remains in the state of step 9 described above, the unloading table 16 (pusher 16) is positioned at the wafer transfer position of the top ring 12.
[0041]
13. After confirming that the top ring 12 is positioned on the pusher 17 (the pusher 16), the pusher 17 (the pusher 16) rises to chuck the top ring 12, and at the same time, the top ring 12 shuts off the vacuum, and air or nitrogen Then, pure water is blown to separate the wafer onto the pusher 17 (pusher 16).
14 After the top ring 12 removes the wafer, the pusher 17 moves down to the bottom of the pedestal. (The pusher 16 is lowered to a level at which the transfer robot 8 can transfer the wafer.)
[0042]
15. When the pusher 17 (pusher 16) is lowered and it is confirmed that the wafer is on the table 16 (pusher 16), the index table 19 is rotated 90 ° or 270 ° and is transferred to the table 15 (pusher 15) in advance. The next wafer before polishing moves to the wafer transfer position of the top ring 12, and is transferred and polished in the same manner as described above. At the same time, pure water is sprayed from the rinse nozzle to clean the top ring 12. Further, pure water is supplied to the wafer in order to prevent the wafer on the table 16 from drying. In order to recover the optimum polishing surface of the polishing table 9 or 10 after polishing the previous wafer and before polishing the subsequent wafer, dressing by the dresser 14 is performed.
16. When the next wafer is transferred to the top ring 12, the index table 19 is rotated, and when it is confirmed that the placing table 16 (the pusher 16) has moved to a position where the transfer robot 8 can reach, the shutter 18 opens. Then, the transfer robot 8 adjusts the angle and height, and receives the wafer from the placing table 16 (the pusher 16).
[0043]
17. After the transfer robot 8 receives the wafer from the table 16 (pusher 16), the shutter 18 is closed, the transfer robot 8 adjusts the angle and height, and transfers the wafer to the cleaning machine 7. At the same time, the cleaning machine 7 sets the wafer. Chuck.
18. The cleaning machine 7 confirms that the wafer has been normally chucked, and performs the first stage cleaning of the wafer after the polishing.
[0044]
19. When the cleaning of the cleaning machine 7 is completed, the transfer robot 6 moves to a position where the cleaning robot 7 can reach the cleaning machine 7, adjusts the angle and height at the same time, and receives the wafer with a dirty hand.
20. The transfer robot 6 adjusts the angle and the height again and transfers it to the reversing machine 5. At the same time, the reversing machine 5 chucks the wafer.
[0045]
21. After confirming that the reversing machine 5 has normally chucked the wafer, pure water is sprayed from a pure water rinse nozzle attached to the reversing machine 5 to prevent the wafer from drying, and at the same time, the reversing machine 5 rotates 180 °. Turn the polished surface of the wafer up.
22. After confirming that the reversing machine 5 has normally rotated 180 °, the transfer robot 2 adjusts the angle and height, and receives the wafer from the reversing machine 5 with a dirty hand. At the same time, the reversing machine 5 releases the chuck. To do.
[0046]
23. The transfer robot 2 adjusts the angle and height again and transfers the wafer to the cleaning machine 3, and at the same time, the cleaning machine 3 chucks the wafer.
24. The cleaning machine 3 confirms that the wafer has been normally chucked, and performs the second stage cleaning of the polished wafer.
[0047]
25. After the cleaning by the cleaning machine 3 is completed, the transfer robot 2 adjusts the angle and height, and receives a wafer from the cleaning machine 3 with a clean hand.
26. The transfer robot 2 adjusts the angle and height again, and the polished wafer is transferred to the position where the wafer in the wafer cassette was stored before being processed.
27. Even-numbered and subsequent wafers are transferred to the polishing table 10 in the same manner as described above, sequentially polished, cleaned in the same order as described above, and returned to the wafer cassette.
[0048]
Next, details of the operation of the pusher portion of the index type A will be described with reference to FIG. 9 and FIG. FIG. 9 is a plan view showing the relationship among the top ring, the index table, the pusher, and the transfer robot, and FIG. 10 is an operation explanatory view of the pusher.
As shown in FIG. 9, the wafer 102 to be transferred to the top ring 12 is transferred to the index table 19 by the transfer robot 6 from the direction 210. The wafer to be transported is placed on the shoulder of the pin 101 with a step assembled on the index table 19 by the robot hand 160. At this time, the wafer holding portion of the robot hand 160 and the contact portion between the pins 101 and the wafer 102 are different portions of the outer peripheral portion of the wafer. Thereafter, the index table 19 is rotated by a motor 200 (see FIG. 4), and the wafer 102 moves to the transfer position 215 to the top ring 12 and is positioned above the pusher 17. FIG. 10A illustrates a state in which the wafer 102 is placed on the index table 19 and conveyed above the pusher 17. In this figure, the top ring 12 is positioned above the index table 19, and the pusher 17 is disposed below the index table 19.
[0049]
Next, the pusher 17 is lifted by the cylinder 105, pushes up the wafer 102 placed on the shoulder of the pin 101, and the wafer 102 is placed on the stage 106 of the pusher 17. At this time, the contact portion between the stage 106 and the wafer 102 is different from the contact portion between the pins 101 and the wafer 102, and is partially shared with the contact portion between the robot hand 160 and the wafer 102. FIG. 10B shows a state where the cylinder 105 of the pusher 17 is stroked and the wafer 102 on the index table 19 and the stage 106 of the pusher 17 are in contact with each other. At this time, since the alignment guide 107 and the alignment guide 108 of the pusher 17 are in contact with each other, the stage 106 and the stage 109 are at fixed positions.
[0050]
FIG. 10C shows a state where the cylinder 105 further strokes, the wafer 102 is lifted from the index table 19, and the stage 109 is in contact with the top ring 12. When the stage 106 picks up the wafer 102 from the index table 19, the alignment guide 107 and the alignment guide 108 are not in contact with each other, so that they can move freely in a planar position. This alignment operation can be performed by incorporating the linear guide into the A part (see FIG. 10A) so as to be orthogonal. Further, the guide 110 of the stage 109 is tapered, and the pusher 17 is guided so that the top ring 12 is accommodated in the guide 110 when it comes into contact with the top ring 12. That is, the pusher 17 has a position adjusting function with respect to the top ring 12. And in order to relieve the impact when the stage 109 and the top ring 12 contact, the spring 111 and the spring 112 are incorporated, and the shock absorber 113 is incorporated so that the contact position can be adjusted.
[0051]
FIG. 10D shows a state in which the cylinder 114 further strokes from the state of FIG. 10C, the stage 106 on which the wafer 102 is placed is raised, and the wafer 102 is in contact with the suction surface of the top ring 12. . Even in this state, the spring 111 and the spring 112 act so that the stage 106 does not press the wafer 102 against the top ring 12 more than necessary.
With these series of operations, the wafer 102 on the index table 19 is transferred to the top ring 12.
[0052]
When the wafer 102 is placed on the index table 19 from the top ring 12, the pusher 17 is operated in the state shown in FIG. 10C, and the wafer 102 is detached from the top ring 12 in this state. When the wafer 102 is detached from the top ring 12, the pusher 17 is moved in the reverse order of the series of operations for adsorbing the wafer 102 to the top ring 12 so as to be in FIG. 10 (c) → FIG. 10 (b) → FIG. 10 (a). By operating the wafer 102, the wafer 102 adsorbed on the top ring 12 is transferred onto the index table 19. At this time, the wafer 102 is placed on the pins 101 of the index table 19. Thereafter, the index table 19 is rotated by the motor 200 and rotated to the unloading position of the wafer 102, and the wafer 102 is unloaded in the direction of the arrow 211 by the robot hand 180 of the transfer robot 8.
[0053]
FIG. 11 is a plan view showing a modification of the first aspect of the polishing apparatus according to the present invention. In this embodiment, two load pushers 15 are arranged on the diagonal line of the index table 19, and two unload pushers 16 are arranged on the diagonal line of the index table 19. A total of four pushers 15 and 16 are installed on the index table 19.
[0054]
12 to 16 are schematic process diagrams showing an example of polishing a wafer by the polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 11, in which a wafer is taken out from one wafer cassette (CS1), and a polishing process. Each process until the wafer cassette (CS1) is returned to the wafer cassette (CS1) after the cleaning process, and each process until the wafer is taken out from the other wafer cassette (CS2), returned to the wafer cassette (CS2) via the polishing process and the cleaning process. Is illustrated. 12 to 16, the wafer cassette is represented by CS1, CS2, the transfer robot is represented by RB1, RB2, RB3, RB4, and the cleaning machine is represented by CL1-1, CL1-2, CL2-1, CL2-2, The reversing machine is T.W. ov1, T. It is represented by ov2, the polishing table is represented by TT1, TT2, the top ring is represented by TR1, TR2, the index table loading platform (or pusher) is represented by In-1L, In-2L, and the index table is unloaded. The cradle (or pusher) is represented by In-1UL and In-2UL.
[0055]
As shown in FIGS. 12 to 16, one wafer has a wafer cassette (CS1) → transfer robot (RB1) → reversing machine (T.ov1) → transfer robot (RB2) → loading table (or pusher). (In-1L) → Top ring (TR1) → Polishing table (TT1) → Unloading stand (or pusher) (In-1UL) → Transport robot (RB3) → Cleaning machine (CL1-1) → Transport robot (RB2) → Reversing machine (T.ov2) → Transfer robot (RB1) → Cleaning machine (CL2-1) → Transport robot (RB1) → Wafer cassette (CS1).
[0056]
The other wafer is: wafer cassette (CS2) → transfer robot (RB1) → reversing machine (T.ov1) → transfer robot (RB2) → loading stand (or pusher) (In-2L) → top ring (TR2) → Polishing table (TT2) → Unloading stand (or pusher) (In-2UL) → Conveying robot (RB4) → Cleaning machine (CL1-2) → Conveying robot (RB2) → Reversing machine (T .Ov2) → Transfer robot (RB1) → Cleaning machine (CL2-2) → Transport robot (RB1) → Wafer cassette (CS2).
As can be seen from FIGS. 12 to 16, two of the four tables of the index table 19 supply wafers to one polishing table 9, and the other two tables supply the other polishing table 10. A wafer to be transported. The wafer polished by the polishing table 9 and the wafer polished by the polishing table 10 are handled in common by the index table 19, the transfer robot 6, the transfer robot 2, and the reversing machines 4 and 5.
[0057]
FIG. 17 is a plan view showing the arrangement of each part of the second aspect of the polishing apparatus according to the present invention.
The polishing apparatus shown in FIG. 17 includes two rotatable load / unload stages 1 on which a wafer cassette 40 for stocking a large number of semiconductor wafers is placed. A transfer robot 2 having two hands is arranged at a position where it can reach each wafer cassette 40 on the load / unload stage 1.
[0058]
One of the two hands in the transfer robot 2 grips only a clean semiconductor wafer, and the other hand grips only a dirty wafer. Two cleaning machines 3 for cleaning and drying the polished semiconductor wafer are disposed on both sides of the transfer robot 2. Each washing machine 3 is installed at a position where the hand of the transfer robot 2 can reach. A reversing device 4 for reversing the semiconductor wafer to a position where the hand of the transport robot 2 can reach the line connecting the center 2c of the transport robot 2 and the cleaning machine 3 at a position symmetrical to the load / unload stage 1 and a reversal. Machine 5 is arranged.
[0059]
The reversing machine 4 has both a chuck mechanism for chucking a semiconductor wafer and a reversing mechanism for reversing the front and back surfaces of the semiconductor wafer. The reversing machine 4 processes only a clean semiconductor wafer. The reversing machine 5 includes a rinsing mechanism for cleaning the semiconductor wafer in addition to the chuck mechanism and the reversing mechanism, and the reversing machine 5 processes only dirty semiconductor wafers.
[0060]
A transfer robot 6 having two hands is arranged at a position symmetrical to the transfer robot 2 with reference to a line L1 connecting the centers 4c and 5c of the wafer to be chucked by the reversing machine 4 and the reversing machine 5. ing. The transfer robot 6 is disposed at a position where the hand of the transfer robot 6 can reach the reversing machines 4 and 5. One of the two hands of the transfer robot 6 grips only a clean semiconductor wafer, and the other hand grips only a dirty semiconductor wafer.
[0061]
On both sides of the transfer robot 6, a cleaning machine 7 for cleaning the semiconductor wafer after polishing is disposed. The washing machine 7 differs from the washing machine 3 in the washing method. The washing machine 7 is installed at a position where the hand of the transfer robot 6 can reach.
Two transfer robots 8 having one hand are arranged at positions opposite to the reversing machines 4 and 5 with reference to a line connecting the centers of the two washing machines 7. The transfer robot 8 is disposed at a position where the hand of the transfer robot 8 can reach each cleaning machine 7. A wafer station 20 is installed between the two transfer robots 8, and the wafer station 20 includes a rinse mechanism. The wafer station 20 is surrounded by a waterproof tank in order to prevent rinsing water from being scattered by rinsing, and has three surfaces for shutters for loading and unloading the wafer.
[0062]
The polishing apparatus includes a housing 30 so as to surround each device, and the housing 30 is partitioned into a plurality of rooms (including a polishing room and a cleaning room). The two transfer robots 8 to the load / unload stage 1 are arranged in the cleaning chamber 30A. A partition wall 31 is installed at a position adjacent to the transfer robot 8 in the cleaning chamber 30 </ b> A, and a polishing chamber 30 </ b> B that is a separate room from the cleaning chamber 30 </ b> A is disposed on the opposite side of the partition wall 31.
The polishing chamber 30B includes two polishing tables 9, 10 and two top rings 12 for holding one semiconductor wafer and polishing the semiconductor wafer while pressing the semiconductor wafer against the polishing tables 9, 10. Has been placed.
[0063]
In the polishing chamber 30B, two index tables 19 installed corresponding to the two top rings 12 are installed. Each index table 19 includes a load pusher 15 for transferring a wafer and an unload pusher 16 for transferring the wafer from the top ring 12. The load pusher 15 and the unload pusher 16 are arranged on the same circumference on the index table 19 at equal intervals, and a pair of the load pusher 15 and the unload pusher 16 are installed on the index table 19. That is, one set of the load pusher 15 and the unload pusher 16 is prepared for each of the polishing tables 9 and 10. Further, when the index table 19 supporting each pusher is rotated, the load pusher 15 and the unload pusher 16 are in the first position, that is, the position where the transfer robot 8 and the wafer can be delivered, and the second position, that is, the top. The position where the ring 12 and the wafer can be transferred can be moved. The load pusher 15 is moved to substantially the same position as the unload pusher 16 and simultaneously the unload pusher 16 is moved to substantially the same position as the load pusher 15, and the load and unload pushers are moved to the top ring 12 and the transfer robot 8 almost simultaneously. Reachable. Each index table 19 can be controlled independently.
[0064]
The load pusher 15 and the unload pusher 16 have a function of moving up and down, and can access the top ring 12 and the transfer robot 8. The load pusher 15 is provided with an automatic alignment mechanism. The automatic alignment mechanism works only when the load pusher 15 is raised to receive the wafer toward the top ring 12. The wafer can be received from the top ring 12 by moving the range in which the mounting error can be absorbed. When the transfer robot 8 receives a wafer from the unload pusher 16, the unload pusher 16 is positioned at the lower end and positioned so as not to move on the spot.
[0065]
The unload pusher 16 is provided with an automatic alignment mechanism. The automatic alignment mechanism works only when the unload pusher 16 is lifted to receive a wafer from the top ring 12, and the unload pusher 16 The wafer can be received from the top ring 12 by moving the range in which the mounting error can be absorbed. When the transfer robot 8 receives a wafer from the unload pusher 16, the unload pusher 16 is positioned at the lower end and positioned so as not to move on the spot. The structure of the pushers 15 and 16 is substantially the same as the structure shown in FIGS. 10 (a) to 10 (d).
[0066]
Further, a rinse nozzle is provided at the first position for supplying a cleaning liquid to the wafer carried out from the top ring 12 and cleaning it. A cleaning nozzle is provided at the second position for supplying a cleaning liquid to the top ring 12 after the wafer is unloaded and cleaning the top ring 12. Sensors for confirming the presence or absence of a wafer are installed at the first position and the second position. Notches are formed in the partition walls between the load pusher 15 and the transfer robot 8 and between the unload pusher 16 and the transfer robot 8 so that the wafer can pass, and a shutter 18 is disposed in each notch.
[0067]
FIG. 18 is a diagram showing the relationship among the top ring 12, the polishing tables 9, 10 and the pusher portion. As shown in FIG. 18, the top ring 12 is suspended from the top ring arm 11 by a rotatable shaft 32. The top ring arm 11 is supported by a rotatable rotary shaft 33 so that the top ring 12 can access the polishing tables 9 and 10. Each top ring 12 can press the semiconductor wafer against the polishing tables 9 and 10 with an arbitrary load by an air cylinder provided in the top ring arm 11. Above the central portions of the polishing tables 9 and 10, a polishing liquid nozzle 13 is disposed for flowing a polishing liquid for polishing. A dresser 14 for dressing the polishing tables 9 and 10 is arranged. A polishing cloth or a grindstone (fixed abrasive) is mounted on the upper surfaces of the polishing tables 9 and 10. An index table 19 having a load pusher 15 and an unload pusher 16 is installed adjacent to the rotation shaft 33 of the top ring 12.
[0068]
Next, the overall operation of the polishing apparatus configured as described above will be described.
The semiconductor wafer before polishing is stocked in the wafer cassette 40, and the cassette 40 is placed on the load / unload stage 1. After all processing conditions in the apparatus are input, the apparatus starts automatic operation. In this polishing apparatus, several polishing steps can be performed. In operation 1, an odd number of semiconductor wafers (hereinafter referred to as wafers) counted from the upper stage of the wafer cassette are sequentially polished on the polishing table 9. The even number of wafers are polished by the polishing table 10. Hereinafter, the polishing process will be described step by step.
[0069]
1. The load / unload stage 1 adjusts the angle and changes the orientation of the wafer cassette 40 to an angle that the transfer robot 2 can transfer.
2. The transfer robot 2 adjusts the angle and height, sucks the wafer that has entered the wafer cassette 40 with a clean hand, and pulls the wafer out of the wafer cassette 40.
[0070]
3. The transfer robot 2 adjusts the angle and height again while holding the wafer, and transfers the wafer to the reversing machine 4.
4). The reversing machine 4 chucks the wafer transported by the transport robot 2, and after confirming that the wafer has been normally chucked, the reversing machine 4 rotates the wafer 180 ° so that the processing surface of the wafer faces downward.
[0071]
5). After confirming that the reversing machine 4 has normally rotated 180 °, the transfer robot 6 adjusts the angle and height, opens the chuck of the reversing machine 4, and receives the wafer from the reversing machine 4 with a clean hand.
6). The transfer robot 6 adjusts the angle and height again, and transfers the wafer to the wafer station 20. If the load pusher 15 is in the first position and the load pusher 15 has no wafer after confirming that it has been correctly transferred, the transfer robot 8 receives the wafer from the wafer station 20 and then the shutter 18 Open and transfer the wafer to the load pusher 15.
[0072]
7). When it is confirmed that the wafer has been transferred to the load pusher 15, the load pusher 15 moves from the center of the index table 19 to the second position and the wafer transfer position to the top ring 12.
8). After confirming the movement, the load pusher 15 rises and chucks the outer periphery of the top ring 12. Thereafter, the stage on which the wafer is further moved up and the back surface of the wafer comes into contact with the holding portion of the top ring 12, but a buffer mechanism using a spring provided at the lower part of the stage works to prevent damage to the wafer. The load pusher 15 stops rising when it is raised by a preset amount of movement, and then the top ring 12 vacuum-sucks the wafer.
[0073]
9. When it is confirmed that the top ring 12 has normally attracted the wafer, the rotating shaft 33 supporting the top ring arm 11 rotates, and the top ring 12 moves to the polishing position on the polishing table 9.
10. When it is confirmed that the top ring 12 has moved to the polishing position, the polishing table 9 that has been rotated at the idling speed and the stopped top ring 12 are rotated in the same direction at a speed that is input in advance, and the abrasive nozzle 13 A previously inputted type and flow rate of the polishing liquid flows down onto the polishing table 9. Thereafter, the top ring 12 descends, and when it is confirmed that the top ring 12 has reached the polishing table 9, a pressing pressure corresponding to a previously input condition is applied to the top ring 12 and input in advance. Polishing is performed only for the time. Polishing may be performed while changing the type of the abrasive liquid continuously in this step, or flowing down a liquid containing no solid content.
[0074]
11. When the polishing is finished, the abrasive liquid nozzle 13 stops supplying the abrasive liquid, and the top ring 12 sucks the wafer. The shaft 33 supporting the top ring arm 11 rotates to a position where the top ring 12 is half off from the polishing table 9. Next, the top ring 12 rises and the top ring 12 further rotates to the second position.
12 After confirming that the top ring 12 is positioned on the second position, the unload pusher 16 rises to chuck the top ring 12 and finishes raising. At this time, the wafer mounting portion of the unload pusher 16 secures a predetermined gap between the wafer and the wafer held on the top ring 12. Next, the top ring 12 cuts off the vacuum, blows air or nitrogen and pure water, and separates the wafer onto the unload pusher 16.
[0075]
13. After the top ring 12 leaves the wafer, the unload pusher 16 is lowered.
14 When the unload pusher 16 is lowered and it is confirmed that the wafer is on the unload pusher 16, the index table 19 rotates and moves the unload pusher 16 to the first position. In this state, pure water is sprayed from the rinse nozzle 42 to clean the top ring 12, and at the same time, a cleaning liquid is sprayed from the rinse nozzle 43 to clean the wafer. At this time, a wafer before polishing is transferred to the load pusher 15 by the transfer robot 8. The load pusher 15 is located at the second position, and pure water is jetted from the rinse nozzle 44 to wash away pure water dripped from the top ring 12. Thereafter, a polishing process is performed as described above.
[0076]
15. After the top ring 12 and the wafer are rinsed, the shutter 18 is opened, the transfer robot 8 adjusts the angle and height, and receives the wafer from the unload pusher 16. Thereafter, after confirming that the load pusher 15 has transferred the wafer to the top ring 12, the index table 19 is rotated to move the unload pusher 16 to the second position.
16. After receiving the wafer from the unload pusher 16, the transfer robot 8 adjusts the angle and height and transfers the wafer to the cleaning machine 7. At the same time, the cleaning machine 7 chucks the wafer.
[0077]
17. The cleaning machine 7 confirms that the wafer has been normally chucked, and performs double-sided cleaning of the first stage of the wafer after polishing.
18. When the cleaning of the cleaning machine 7 is completed, the transfer robot 6 adjusts the angle and height, inserts a dirty hand into the cleaning machine 7 through another opening, and receives the wafer.
19. The transfer robot 6 adjusts the angle and the height again and transfers it to the reversing machine 5. At the same time, the reversing machine 5 chucks the wafer.
20. After confirming that the reversing machine 5 has normally chucked the wafer, pure water is sprayed from a pure water rinse nozzle attached to the reversing machine 5 to prevent the wafer from drying, and at the same time, the reversing machine 5 rotates 180 °. Turn the polished surface of the wafer up.
[0078]
21. After confirming that the reversing machine 5 has normally rotated 180 °, the transfer robot 2 adjusts the angle and height, and at the same time the reversing machine 5 receives the wafer from the reversing machine 5 with a dirty hand. Open.
22. The transfer robot 2 adjusts the angle and height again and transfers the wafer to the cleaning machine 3, and at the same time, the cleaning machine 3 chucks the wafer.
23. The cleaning machine 3 confirms that the wafer has been normally chucked, and performs the second stage cleaning of the polished wafer.
24. After the cleaning of the cleaning machine 3 is completed, the transfer robot 2 adjusts the angle and height, and receives a wafer from the cleaning machine 3 with a clean hand.
[0079]
25. The transfer robot 2 adjusts the angle and height again, and the polished wafer is transferred to the position where the wafer in the wafer cassette 40 was stored before being processed.
26. Even-numbered and subsequent wafers are transferred to the polishing table 10 in the same manner as described above, and the top ring 12 is moved in the direction opposite to the top ring 12 of the polishing table 9 and transferred in the same order as described above. And then returned to the wafer cassette.
[0080]
In the operation described in the above 1 to 26, the embodiment has been described in which the wafers stored in one wafer cassette are distributed to the table 9 for the odd-numbered sheets and to the table 10 for the even-numbered sheets. The software may be configured to distribute the wafers to the table 9 and the wafers in other wafer cassettes to the table 10. Furthermore, the apparatus may be configured so that two or more cassettes can be assigned to each table, and a continuous sheet type apparatus configuration may be adopted.
[0081]
In the example shown in FIG. 18, the pusher is installed on the index table, but the pusher may be installed below the index table as in the embodiment shown in FIG. 4. The index table does not necessarily have to be in the form of a table, and may have a form in which a load pusher and an unload pusher are fixed to a rotating shaft.
[0082]
19 to 34 are schematic process diagrams showing the operation of the index table (rotary transporter) according to another embodiment. In FIG. 19 to FIG. 34, the transfer robots 6, 8 and 8 are represented by RB2, RB3 and RB4, the loading table for the index table 19 is represented by LD1 and LD2, and the unloading table for the index table 19 is ULD1. And ULD2. The top ring is indicated by TR1 and TR2. In the initial state shown in FIG. 19, the two loading platforms LD1 and LD2 are positioned adjacent to the top rings TR1 and TR2, and the two unloading platforms ULD1 and ULD2 are the transfer robots RB3 and RB4. Is located adjacent to Each table includes a loading table LD1 for the first polishing table, an unloading table ULD1 for the first polishing table, an unloading table ULD2 for the second polishing table, and a second polishing table. The loading table LD2 is positioned around the rotation axis of the index table 19 in the clockwise direction.
[0083]
Next, the operation of the index table will be described with reference to FIGS.
In step 1, as shown in FIG. 19, the transfer robot RB2 holds the wafer 1 to be polished by the first polishing table (TT1).
In step 2, as shown in FIG. 20, the index table is rotated 90 degrees clockwise from the state shown in FIG. Thereafter, the transfer robot RB2 transfers the wafer to the loading table LD1.
In step 3, as shown in FIG. 21, the index table rotates and returns to the state shown in FIG.
In step 4, as shown in FIG. 22, the pusher ascends to receive the wafer 1 from the table and transfers the wafer 1 to the top ring TR1. Thereafter, the top ring TR1 starts polishing the wafer 1. The transfer robot RB2 holds the wafer 2 to be polished by the second polishing table (TT2).
[0084]
In step 5, as shown in FIG. 23, the index table is rotated 90 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. Thereafter, the transfer robot RB2 transfers the wafer 2 to the loading table LD2.
In step 6, as shown in FIG. 24, the index table rotates and returns to the state shown in FIG. 22 (FIG. 19). The transfer robot RB2 holds the wafer 3 to be polished by the first polishing table (TT1).
In step 7, as shown in FIG. 25, the pusher ascends to receive the wafer 2 from the table, and transfers the wafer 2 to the top ring TR2. Thereafter, the top ring TR2 starts polishing the wafer 2.
In step 8, as shown in FIG. 26, the index table is rotated 90 degrees clockwise from the state shown in FIG. Thereafter, the transfer robot RB2 transfers the wafer 3 to the loading table LD1.
[0085]
In step 9, as shown in FIG. 27, the index table is rotated 180 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. The transfer robot RB2 holds the wafer 4 to be polished by the second polishing table (TT2).
In step 10, as shown in FIG. 28, after the polishing of the wafer is completed on the first polishing table (TT1), the pusher is raised to receive the polished wafer 1 from the top ring TR1, and the unloading table ULD1. Pass to. The transfer robot RB2 transfers the wafer 4 to the loading table LD2.
In step 11, as shown in FIG. 29, the index table is rotated 90 degrees clockwise from the state shown in FIG. Thereafter, the polished wafer 1 is cleaned with pure water at this position. The transfer robot RB2 holds the wafer 5 to be polished by the first polishing table (TT1).
In step 12, as shown in FIG. 30, the pusher ascends to receive the wafer 3 from the table, and transfers the wafer 3 to the top ring TR1. Thereafter, the top ring TR1 starts polishing the wafer 3. The transfer robot RB3 receives the polished wafer 1 after cleaning from the unloading table ULD1.
[0086]
In step 13, as shown in FIG. 31, the index table is rotated 90 degrees clockwise from the state shown in FIG. Thereafter, the transfer robot RB2 transfers the wafer 5 to the loading table LD1.
In step 14, as shown in FIG. 32, after the polishing of the wafer is completed on the second polishing table (TT2), the pusher is raised to receive the polished wafer 2 from the top ring TR2, and the unloading table ULD2 Pass to.
In step 15, as shown in FIG. 33, the index table is rotated 90 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. Thereafter, the polished wafer 2 is cleaned with pure water at this position. The transfer robot RB2 holds the wafer 6 to be polished by the second polishing table (TT2).
In step 16, as shown in FIG. 34, the pusher ascends, receives the wafer 4 from the loading table LD2, and transfers it to the top ring TR2. Thereafter, the top ring TR2 starts polishing the wafer 4. The transfer robot RB4 receives the cleaned polished wafer 2 from the unloading table ULD2.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to shorten the time for transporting a polishing object such as a semiconductor wafer to the top ring, and dramatically increase the number of processed objects (throughput) per unit time. Can be increased. Further, in the conventional apparatus, the throughput is increased by increasing the number of top rings and simultaneously polishing the objects to be polished, and between the objects to be polished due to individual differences in the top ring resulting from increasing the number of top rings. In-plane uniformity after polishing has varied, but in the present invention, it is possible to increase the throughput with less top ring by increasing the conveyance speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an arrangement configuration of each part of a first aspect of a polishing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a relationship between a top ring and a polishing table in the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a plan view showing details of an index table type A. FIG.
FIG. 4 is an elevational view showing details of the index table type A.
5 is a plan view showing details of an index table type B. FIG.
FIG. 6 is an elevational view showing details of the index table type B.
FIG. 7 is a plan view showing details of a linear motion table type.
FIG. 8 is an elevation view showing details of the linear motion table type.
FIG. 9 is a plan view showing a relationship among a top ring, an index table, a pusher, and a transfer robot.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the operation of the pusher.
FIG. 11 is a plan view showing a modification of the first aspect of the polishing apparatus according to the present invention.
12 is a schematic process diagram showing a case where polishing of a semiconductor wafer is performed by the polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 11. FIG.
13 is a schematic process diagram showing a case where polishing of a semiconductor wafer is performed by the polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 11. FIG.
14 is a schematic process diagram showing a case where polishing of a semiconductor wafer is performed by the polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 11. FIG.
15 is a schematic process diagram showing a case where polishing of a semiconductor wafer is performed by the polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 11. FIG.
16 is a schematic process diagram showing a case where polishing of a semiconductor wafer is performed by the polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 11. FIG.
FIG. 17 is a plan view showing the arrangement of each part of the second aspect of the polishing apparatus according to the present invention.
18 is a view showing a relationship among a top ring, a polishing table, and a pusher portion in the apparatus shown in FIG.
FIG. 19 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 20 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 21 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 22 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 23 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 24 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 25 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 26 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 27 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 28 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 29 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 30 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 31 is a schematic process diagram illustrating an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 32 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 33 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
FIG. 34 is a schematic process diagram showing an operation of an index table (rotary transporter) according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Load / unload stage
2,6,8 transfer robot
3,7 Washing machine
4,5 reversing machine
9,10 Polishing table
11 Top ring arm
12 Top ring
13 Abrasive nozzle
14 Dresser
15,16 pusher
17 Pusher
18 Shutter
19 Index table
20 Wafer station
21 Cover
25 Transport mechanism
42, 43, 44 Rinse nozzle
30 Housing
30A Cleaning room
30B Polishing room
31 Bulkhead
33, 41 Rotating shaft
34 Air cylinder
40 Wafer cassette
101 pin
102 wafers
105,114 cylinders
106 stages
111, 112 spring
113 Shock absorber

Claims (4)

研磨面を有した研磨テーブルと、
ポリッシング対象物を保持しポリッシング対象物を研磨面に押圧するトップリングと、
装置内の2つの位置間でポリッシング対象物を搬送する搬送機構とを備え、
前記搬送機構は、高さ方向の異なる位置に配置された2本の直線レールと、該レールのそれぞれに沿って摺動可能な2個の置き台とを備え、2個の置き台は高さ方向に互いに干渉しないように個別に水平方向に移動可能であり、2個の置き台はそれぞれがトップリングのポリッシング対象物搬送位置に移動可能となっていて、該位置にてプッシャによりポリッシング対象物をトップリングに受け渡し、2個の置き台はそれぞれが搬送ロボットのポリッシング対象物受け渡し位置に移動可能となっていて、該位置にて搬送ロボットとポリッシング対象物を受け渡し、
前記搬送ロボットの到達可能位置にリンス機構とシャッターとを備えたステーションが配置されており、該ステーションに研磨後のポリッシング対象物をシャッターを開き搬入してリンス洗浄することを特徴とするポリッシング装置。
A polishing table having a polishing surface;
A top ring that holds the polishing object and presses the polishing object against the polishing surface;
A transport mechanism for transporting a polishing object between two positions in the apparatus,
The transport mechanism includes two straight rails arranged at different positions in the height direction, and two cradles that can slide along each of the rails. It is possible to move individually in the horizontal direction so as not to interfere with each other in the direction, and each of the two stands can be moved to the polishing object conveyance position of the top ring, and the polishing object can be moved by the pusher at this position. the to pass received in the top ring, two stand's each have movable in polishing an object delivery position of the transfer robot, passes the transfer robot and polishing the object at said position,
A polishing apparatus , wherein a station having a rinse mechanism and a shutter is disposed at a reachable position of the transfer robot, and a polishing object to be polished is carried into the station by opening the shutter and performing rinse cleaning .
前記搬送機構は、研磨前のポリッシング対象物を保持するロード用置き台と、研磨後のポリッシング対象物を保持するアンロード用置き台とからな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。  The polishing apparatus according to claim 1, wherein the transport mechanism includes a loading table that holds a polishing object before polishing and an unloading table that holds a polishing object after polishing. . 前記トップリングは、回転軸の回りに回転移動し、前記研磨テーブルの上方の位置と前記搬送機構の上方の位置に位置す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。  The polishing apparatus according to claim 1, wherein the top ring rotates around a rotation shaft and is located at a position above the polishing table and a position above the transport mechanism. 前記搬送機構は、クリーンでドライなポリッシング対象物を把持する上側のハンドと、ダーティーでウェットなポリッシング対象物を把持する下側のハンドとを備えた搬送ロボットを備え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。  The transport mechanism includes a transport robot having an upper hand for gripping a clean and dry polishing object and a lower hand for gripping a dirty and wet polishing object. Item 2. The polishing apparatus according to Item 1.
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