JP4197103B2 - 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、特に半導体ウェハなどの研磨対象物を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に線幅が０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の平坦度を必要とする。このような半導体ウェハの表面を平坦化する一手段として、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うポリッシング装置が知られている。
【０００３】
この種の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置は、研磨布を上面に有する研磨テーブルとトップリングとを備えている。そして、研磨テーブルとトップリングとの間に研磨対象物（ウェハ）を介在させて、研磨布の表面に砥液（スラリ）を供給しつつ、トップリングによって研磨対象物を研磨テーブルに押圧して、研磨対象物の表面を平坦かつ鏡面状に研磨している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、研磨テーブルとトップリングとを有する研磨ユニットを複数備えたポリッシング装置が知られている。このようなポリッシング装置においては、各トップリングにおけるウェハの受け渡し位置に、ウェハを受け渡す受け渡し機構（プッシャ）が設けられ、これらのプッシャにウェハを搬送する搬送ロボットが設けられる。
【０００５】
しかしながら、上述したポリッシング装置においては、研磨ユニットごとにプッシャを設ける必要があるため、プッシャの設置スペースが大きくなり、また、これらのプッシャ間でウェハを搬送するための搬送ロボットの移動スペースも大きくなり、装置が大型化してしまう。また、上記搬送ロボットはウェハを一度に何枚も搬送できるものではないため、上記搬送ロボットが様々な用途で用いられる場合には、他のウェハを搬送するために搬送ロボットが拘束されていると、目的であるウェハの搬送が遅れてしまうことがある。このような場合には、ウェハの処理及び搬送が効率的に行えず、スループットの低下をもたらしてしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、装置の省スペース化を図ることができ、また研磨対象物の処理及び搬送を効率的に行ってスループットを向上す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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の第１の態様は、研磨対象物を収納したカセットを搭載するフロントロード部と、前記フロントロード部に搭載されたカセットから研磨対象物を取り出して移動させる第１搬送ロボットと、研磨面を有する研磨テーブル、該研磨テーブルの研磨面に研磨対象物を押圧するトップリング、及び該トップリングを前記研磨面上の研磨位置と研磨対象物の受け渡し位置との間で移動させる移動機構を有する研磨ユニットをそれぞれ複数有する第１研磨部及び第２研磨部からなる研磨部と、前記第１研磨部及び前記第２研磨部でそれぞれ研磨された研磨対象物を洗浄する洗浄部とを備え、前記第１研磨部には、複数の研磨ユニットの配列方向に沿って直線状に並び、前記研磨対象物の受け渡し位置を含む複数の搬送位置の間で研磨対象物を搬送する第１リニアトランスポータと、前記研磨対象物の受け渡し位置としての前記第１リニアトランスポータの搬送位置に位置して、該第１トランスポータと前記トップリングとの間で前記研磨対象物を受け渡す受け渡し機構が設けられ、前記第２研磨部には、複数の研磨ユニットの配列方向に沿って直線状に並び、前記研磨対象物の受け渡し位置を含む複数の搬送位置の間で研磨対象物を搬送する第２リニアトランスポータと、前記研磨対象物の受け渡し位置としての前記第２リニアトランスポータの搬送位置に位置して、該第２トランスポータと前記トップリングとの間で前記研磨対象物を受け渡す受け渡し機構が設けられ、前記第１リニアトランスポータ、前記第２リニアトランスポータ及び前記洗浄部にアクセス可能な位置に第２搬送ロボットが配置されていることを特徴とするポリッシング装置である。
【０００８】
このような構成により、搬送機構の移動スペースとは別に受け渡し機構（プッシャ）の設置スペースを設ける必要がなくなるため、装置をコンパクトにできるとともに、研磨対象物の搬送も効率的に行うことが可能となる。
【００１０】
半導体ウェハなどの研磨対象物を研磨するポリッシング装置はクリーンルーム内に設置されるが、クリーンルームの清浄化の観点から、一般に、ポリッシング装置を研磨対象物のロード／アンロード部から長手方向に延びる構造とし、複数のポリッシング装置を装置の幅方向に並設することがなされる。このような場合、上記直動搬送機構の複数の搬送位置を装置の長手方向に沿って配置して、装置の長手方向、すなわち研磨ユニットの配列方向に研磨対象物を直動搬送することとすれば、装置の幅を最小限に抑えることができる。したがって、装置全体の省スペース化をより効率的に図ることが可能となる。
【００１１】
本発明の好ましい一態様は、上記第１搬送ロボットは、ロード／アンロード部内に設置され、該ロード／アンロード部、上記研磨部及び上記洗浄部は、隔壁により区画されて形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の好ましい一態様は、上記ロード／アンロード部、上記研磨部及び上記洗浄部は、それぞれ独立に排気されるように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の好ましい一態様は、上記隔壁には、研磨対象物を通過させるための開口が形成され、該開口には、開閉自在なシャッタが設けられていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の好ましい一態様は、上記洗浄部は、所定の方向に沿って配列した複数の洗浄機を有することを特徴としている。
【００１９】
本発明の好ましい一態様は、上記複数の洗浄機は、隔壁によってそれぞれ区画されていることを特徴としている。
【００４７】
【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一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るポリッシング装置の全体構成を示す平面図、図２は図１に示すポリッシング装置の概要を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態におけるポリッシング装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、ハウジング１の内部は隔壁１ａ，１ｂ，１ｃによってロード／アンロード部２と研磨部３（３ａ，３ｂ）と洗浄部４とに区画されている。これらのロード／アンロード部２、研磨部３ａ，３ｂ、及び洗浄部４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気されるものである。
【００４８】
ロード／アンロード部２は、多数の半導体ウェハをストックするウェハカセットを載置する２つ以上（本実施形態では３つ）のフロントロード部２０を備えている。これらのフロントロード部２０は、ポリッシング装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に隣接して配列されている。フロントロード部２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、又はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
【００４９】
また、ロード／アンロード部２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な第１搬送機構としての第１搬送ロボット２２が設置されている。第１搬送ロボット２２は走行機構２１上を移動することによってフロントロード部２０に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。この第１搬送ロボット２２は上下に２つのハンドを備えており、例えば、上側のハンドをウェハカセットに半導体ウェハを戻すときに使用し、下側のハンドを研磨前の半導体ウェハを搬送するときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。
【００５０】
ロード／アンロード部２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部２の内部は、装置外部、研磨部３、及び洗浄部４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、第１搬送ロボット２２の走行機構２１の上部には、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルや有毒蒸気、ガスが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。
【００５１】
研磨部３は、半導体ウェハの研磨が行われる領域であり、第１研磨ユニット３０Ａと第２研磨ユニット３０Ｂとを内部に有する第１研磨部３ａと、第３研磨ユニット３０Ｃと第４研磨ユニット３０Ｄとを内部に有する第２研磨部３ｂとを備えている。これらの第１研磨ユニット３０Ａ、第２研磨ユニット３０Ｂ、第３研磨ユニット３０Ｃ、及び第４研磨ユニット３０Ｄは、図１に示すように、装置の長手方向に沿って配列されている。
【００５２】
図１に示すように、第１研磨ユニット３０Ａは、研磨面を有する研磨テーブル３００Ａと、半導体ウェハを保持しかつ半導体ウェハを研磨テーブル３００Ａに対して押圧しながら研磨するためのトップリング３０１Ａと、研磨テーブル３００Ａに研磨液やドレッシング液（例えば、水）を供給するための研磨液供給ノズル３０２Ａと、研磨テーブル３００Ａのドレッシングを行うためのドレッサ３０３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素）の混合流体を霧状にして、１又は複数のノズルから研磨面に噴射するアトマイザ３０４Ａとを備えている。また、同様に、第２研磨ユニット３０Ｂは、研磨テーブル３００Ｂと、トップリング３０１Ｂと、研磨液供給ノズル３０２Ｂと、ドレッサ３０３Ｂと、アトマイザ３０４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット３０Ｃは、研磨テーブル３００Ｃと、トップリング３０１Ｃと、研磨液供給ノズル３０２Ｃと、ドレッサ３０３Ｃと、アトマイザ３０４Ｃとを備えており、第４研磨ユニット３０Ｄは、研磨テーブル３００Ｄと、トップリング３０１Ｄと、研磨液供給ノズル３０２Ｄと、ドレッサ３０３Ｄと、アトマイザ３０４Ｄとを備えている。
【００５３】
第１研磨部３ａの第１研磨ユニット３０Ａ及び第２研磨ユニット３０Ｂと洗浄部４との間には、長手方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウェハを搬送する第２（直動）搬送機構としての第１リニアトランスポータ５が配置されている。この第１リニアトランスポータ５の第１搬送位置ＴＰ１の上方には、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２から受け取ったウェハを反転する反転機３１が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ３２が配置されている。また、第２搬送位置ＴＰ２の下方には上下に昇降可能なプッシャ３３が、第３搬送位置ＴＰ３の下方には上下に昇降可能なプッシャ３４が、第４搬送位置ＴＰ４の下方には上下に昇降可能なリフタ３５がそれぞれ配置されている。
【００５４】
また、第２研磨部３ｂには、第１リニアトランスポータ５に隣接して、長手方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウェハを搬送する第２（直動）搬送機構としての第２リニアトランスポータ６が配置されている。この第２リニアトランスポータ６の第５搬送位置ＴＰ５の下方には上下に昇降可能なリフタ３６が、第６搬送位置ＴＰ６の下方にはプッシャ３７が、第７搬送位置ＴＰ７の下方にはプッシャ３８がそれぞれ配置されている。
【００５５】
研磨時にはスラリを使用することを考えるとわかるように、研磨部３は最もダーティな（汚れた）領域である。したがって、本実施形態では、研磨部３内のパーティクルが外部に飛散しないように、各研磨テーブルの周囲から排気が行われており、研磨部３の内部の圧力を、装置外部、周囲の洗浄部４、ロード／アンロード部２よりも負圧にすることでパーティクルの飛散を防止している。また、通常、研磨テーブルの下方には排気ダクト（図示せず）が、上方にはフィルタ（図示せず）がそれぞれ設けられ、これらの排気ダクト及びフィルタを介して清浄化された空気が噴出され、ダウンフローが形成される。
【００５６】
洗浄部４は、研磨後の半導体ウェハを洗浄する領域であり、第２搬送ロボット４０と、第２搬送ロボット４０から受け取ったウェハを反転する反転機４１と、研磨後の半導体ウェハを洗浄する４つの洗浄機４２〜４５と、反転機４１及び洗浄機４２〜４５の間でウェハを搬送する第３搬送機構としての搬送ユニット４６とを備えている。これらの第２搬送ロボット４０、反転機４１、及び洗浄機４２〜４５は、長手方向に沿って直列に配置されている。また、これらの洗浄機４２〜４５の上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、洗浄部４の内部は、研磨部３からのパーティクルの流入を防止するために研磨部３よりも高い圧力に常時維持されている。
【００５７】
次に、ロード／アンロード部２のフロントロード部２０について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）はフロントロード部２０を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、フロントロード部２０は、ウェハカセット２００を装置に搭載するためのロード／アンロードステージ２０１を備えている。このロード／アンロードステージ２０１はウェハカセット２００の下面の形状にあわせたブロックによる位置決め機構を有しており、繰り返しカセットを載せても常に同じ位置になるよう構成されている。また、正しい位置にウェハカセット２００が搭載された場合には、ボタン式のセンサによりカセット２００の存在を検知する。同時にそのときウェハがカセット２００からある一定長飛び出した場合に遮光されるように透過型光センサ２０２をカセット２００の上下に配置することで、ウェハの飛び出しを検知し、カセット２００のスロットにウェハが正しく収まっているかどうかを検知する。飛び出しを検知した場合は、インターロックが作動し、第１搬送ロボット２２やサーチ機構２０３等がフロントロード部２０に対してアクセスできないように制御する。なお、ウェハの飛び出しを検知する方法としては、ＣＣＤカメラに取り込んだ画像を分析することによってウェハの飛び出しを検知したり、ウェハの端面に投光した光の反射光を検知する反射型センサを用いてウェハの飛び出しを検知したりしてもよい。
【００５８】
各ロード／アンロードステージ２０１の下にはダミーウェハステーション２０４が配置されている。ダミーウェハステーション２０４は、ウェハを各１枚以上載置することが可能であり、製品ウェハを処理する前に研磨面の状態を安定した状態にするのに使用するダミーウェハや、装置の状態を確認するために搬送させるＱＣウェハなどを入れる。ダミーウェハステーション２０４内には、ウェハ有無検知用のセンサ２０５が設置されており、ウェハの存在を確認することができるようになっている。カセット２００が載置されていない場合にはステーションの上部に構成されるロード／アンロードステージ２０１を持ち上げて、手作業にてダミーウェハステーション２０４にウェハを載せることも可能になっている。標準的にダミーウェハステーション２０４へウェハを搭載する方法としては、ウェハを挿入したカセット２００を、任意のロード／アンロードステージ２０１に載せた後、ウェハのサーチを行い、どのウェハをどのダミーウェハステーション２０４に送るかをコントロールパネルより指示すれば、カセット２００、ダミーウェハステーション２０４双方にアクセス可能な第１搬送ロボット２２によって、ウェハをカセット２００からダミーウェハステーション２０４へ移送する方法がとられる。また、フロントロード部２０のうちの１つにダミーウェハを載置して、このフロントロード部をダミーウェハステーションとして用いてもよい。
【００５９】
ロード／アンロードステージ２０１の下部（ダミーウェハステーションがある場合は更にその下）には、ウェハサーチ機構２０３を備えている。サーチ機構２０３は駆動源（パルスモータ）２０６により、上下にストローク可能で、その先端には、ウェハサーチセンサ２０７が配置されている。サーチ機構２０３はウェハサーチ動作中以外には装置内部に待機していて、他の動作部分との干渉を防いでいる。サーチセンサ２０７は、フロントロード部２０側面からみて、光線がカセット２００内を水平に貫通するように向かい合って配置される。ウェハサーチ時にはサーチ機構２０３がダミーウェハステーション２０４の下からカセット２００の最終スロット上部まで往復し、ウェハによって光線が遮光された回数をカウントし、ウェハの枚数をカウントするとともにその位置を駆動源のパルスモータ２０６のパルスから検知して、カセット２００内のどのスロットにウェハがあるのかを判断する。また、あらかじめカセット２００のスロット間隔を入力しておき、その間隔以上のパルス間でセンサ２０７の光線が遮光された場合にはウェハが斜めに挿入されていることを検知するウェハ斜め検知機能も有している。
【００６０】
また、ウェハカセットの開口部と装置の間には、シリンダにより上下に駆動されるシャッタ２０８が配置され、カセット搭載エリアと装置内を遮断する。このシャッタ２０８はカセットに対して第１搬送ロボット２２がウェハを出し入れしている場合を除き、閉じられている。更に、装置前面に対して複数並べられたロード／アンロードステージ２０１の間にはそれぞれ隔壁２０９が設けられている。これにより、処理終了後のカセット交換作業中、隣のカセットが稼働中でも作業者が誤って触れることなくカセットにアクセスすることができる。
【００６１】
また、フロントロード部２０の前面は扉２１０により装置外部と遮られている。この扉２１０には、ロック機構及び開閉判別用のセンサ２１１が設けられており、処理中に扉２１０をロックすることにより、カセットの保護と人体への危険を未然に防止している。また、扉２１０が一定時間開いたままになっているときにアラーム（警報）を発するようになっている。
【００６２】
ここで、カセットをフロントロード部２０へ載置する方法としては、以下の２通りがある。
（１）ウェハが収納されたカセット２００をそのまま載置台へ置く方法。これはクリーンルームのフロントロード部２０に面している部屋が比較的清浄な状態にある場合、例えば、クラス１００以下のときにとられる方法である。
（２）クリーンルームのフロントロード部２０に面した部屋が比較的ダーティな（汚れた）状態にある場合、例えば、クラス１０００以上のときにはカセット２００をクラス１００程度に管理された箱の中に入れ、クリーンルーム内を搬送し、そのままフロントロード部２０へ載置する方法がとられる。
（１）の手段をとる場合には、フロントロード部２０にフィルタファンユニット２１２を設けることでカセットの載置される場所を特に清浄な状態に保つことが好ましい。
【００６３】
次に、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２について説明する。図４は、第１搬送ロボット２２を示す側面図である。図４に示すように、第１搬送ロボット２２は、旋回のためのθ軸２２０、上ハンド伸縮のためのＲ１軸２２１−１、下ハンド伸縮のためのＲ２軸２２１−２、上下移動のためのＺ軸２２２、カセットの並び方向の走行のためのＸ軸２２３を有している。なお、ロボットのＺ軸２２２は、ロボットボディ２２４に組み込んであってもよい。
【００６４】
上下のハンドはともに真空ラインを有しており、真空吸着ハンドとして使用することができる。この吸着型ハンドは、カセット内のウェハのずれに関係なく正確にウェハを搬送することができる。また、これらのハンドとして、ウェハの周縁部を保持する落とし込み型ハンドを用いることもできる。この落とし込み型ハンドは、吸着型ハンドのようにゴミを集めてこないので、ウェハの裏面のクリーン度を保ちながらウェハを搬送することができる。したがって、この落とし込み型ハンドを、洗浄機４５からウェハを取り出し、フロントロード部２０のウェハカセットに収納するまでの搬送工程、すなわち、洗浄終了後のウェハの搬送に使用すると効果的である。更に、上側のハンドを落とし込み型ハンドとすれば、洗浄後のクリーンなウェハをそれ以上汚さないようにできる。図４は、上側のハンドとして落とし込み型ハンド２２５を使用し、下側のハンドとして吸着型ハンド２２６を使用した例を示している。
【００６５】
なお、真空吸着ハンドとして使用した場合、真空スイッチを用いることによりハンド上のウェハの有無を検知することができる。また、落とし込み型ハンドとして使用した場合、反射形や静電容量形などの近接センサを用いることによりハンド上のウェハの有無を検知することができる。
【００６６】
本実施形態では、上側のハンド２２５は洗浄機４５、フロントロード部２０に対してアクセス可能であり、下側のハンド２２６はフロントロード部２０、研磨部３の反転機３１に対してアクセス可能となっている。
【００６７】
図５は、本発明の他の実施形態における第１搬送ロボットのハンドを示す平面図である。図５に示すハンドは、ウェハＷの周縁部を保持する複数の支持部２２７と、ハンドの基部に設けられた可動クランプ２２８とを備えている。可動クランプ２２８がウェハＷの中心方向に移動すると、ウェハは支持部２２７に支持され、保持されるようになっている。また、可動クランプ２２８のストローク量を測定することにより、ハンド上のウェハの有無を検知することができるようになっている。
【００６８】
ここで、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２の上部に、ウェハの膜厚を測定する膜厚測定器（In-line Thickness Monitor：ＩＴＭ）を設置してもよい。このような膜厚測定器を設置した場合には、第１搬送ロボット２２が膜厚測定器にアクセスする。この膜厚測定器は、第１搬送ロボット２２から研磨前又は研磨後のウェハを受け取り、このウェハに対して膜厚を測定する。この膜厚測定器において得られた測定結果に基づいて研磨条件等を適切に調整すれば、研磨精度を上げることができる。
【００６９】
次に、研磨部３の研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄについて説明する。これらの研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは同一構造であるため、以下では第１研磨ユニット３０Ａについてのみ説明する。
【００７０】
研磨テーブル３００Ａの上面には研磨布又は砥石等が貼付されており、この研磨布又は砥石等によって半導体ウェハを研磨する研磨面が構成されている。研磨時には、研磨液供給ノズル３０２Ａから研磨テーブル３００Ａ上の研磨面に研磨液が供給され、研磨対象である半導体ウェハがトップリング３０１Ａにより研磨面に押圧されて研磨が行われる。なお、１以上の研磨ユニットにベルト又はテープの研磨面を設けて、ベルト又はテープの研磨面とテーブル状の研磨面とを組み合わせることもできる。
【００７１】
図６は、第１研磨ユニット３０Ａのトップリング３０１Ａの構造を示す部分的に断面された側面図である。トップリング３０１Ａは、トップリング３０１Ａを回転、押し付け、揺動などの動作をさせるトップリングヘッド３１００に支持されている。トップリング３０１Ａは、ウェハの上面を保持するとともに研磨テーブル３００Ａの研磨面に押し付けるトップリング本体３１０２と、ウェハの外周を保持するガイドリング３１０４と、トップリング３０１Ａとウェハの間に配置される緩衝材としてのバッキングフィルム３１０６とを備えている。トップリング本体３１０２はたわみの少ない材質、例えばセラミックや耐腐食性を有し剛性のある金属（ステンレス）などによって形成されており、ウェハの全面を均一に押し付けられるようにウェハ側の面が平坦に仕上げられている。研磨するウェハによってはこの面が緩やかに凹凸があってもよい。
【００７２】
ガイドリング３１０４はウェハの外周が抑えられるようにウェハ外径よりわずかに大きい内径を有しており、ガイドリング３１０４内にウェハが挿入される。トップリング本体３１０２にはウェハ押し付け面に開口するとともに反対側の面に開口する複数の貫通穴３１０８が形成されている。そして、これら貫通穴３１０８を介して上方からウェハ接触面に対して陽圧のクリーンエアや窒素ガスを供給し、ウェハのある領域を選択的にかつ部分的に押し付けられるようになっている。また、貫通穴３１０８を負圧にすることでウェハを吸着することが可能になり、トップリング本体３１０２にウェハを吸着しウェハの搬送を行っている。また貫通穴３１０８からクリーンエアや窒素ガスをウェハに吹き付けウェハをトップリング本体３１０２から離脱できるようにもなっている。この場合、エアやガスに純水などを混合することでウェハが離脱する力を高め、確実なウェハの離脱を行うことも可能になっている。
【００７３】
また、トップリング３０１Ａの上面には取付フランジ３１１０が取り付けられており、この取付フランジ３１１０の上面の中心部には半球状の穴が形成されている。取付フランジ３１１０の上方には、トップリング駆動軸３１１２に固定された駆動フランジ３１１４が配設されており、この駆動フランジ３１１４にも同様の半球状の穴が形成されている。これら両穴の中に硬質の例えばセラミックの球３１１６が収容され、駆動フランジ３１１４に加えられる下方向への押し付け力は球３１１６を介して下の取付フランジ３１１０に伝達されるようになっている。
【００７４】
一方、トップリングヘッド３１００は、スプラインシャフトからなるトップリング駆動軸３１１２を介してトップリング３０１Ａを支持している。また、トップリングヘッド３１００は、揺動軸３１１７によって支持されている。揺動軸３１１７は、軸の下端に連結された移動機構としてのモータ（図示せず）が回転することで揺動し、トップリングヘッド３１００が旋回できるようになっており、この旋回によってトップリング３０１Ａを研磨位置、メンテナンス位置、及びウェハの受け渡し位置へ移動させることが可能になっている。揺動軸３１１７の上方で、トップリングヘッド３１００の上面にモータ３１１８が設けられており、モータを回転させると、このモータの軸端に取り付けられた駆動プーリ３１２０が回転し、トップリング駆動軸３１１２の外周にある従動プーリ３１２２がベルト３１２４を介して回転する。従動プーリ３１２２が回転すると、トップリング駆動軸３１１２が同様に回転する。トップリング駆動軸３１１２の回転がトップリング３０１Ａに伝達され、トップリング３０１Ａが回転する。
【００７５】
また、トップリングヘッド３１００の上面にはシリンダ３１２６が軸を下向きにして取り付けられており、トップリングヘッド３１００とシリンダ３１２６の軸とはフレキシブルに結合されている。シリンダ３１２６に供給するエアの圧力をコントロールすることで、トップリング駆動軸３１１２を上昇下降させる力、すなわちトップリング３０１Ａを研磨面に対して押圧する力をコントロールできるようになっている。また、シリンダ３１２６とトップリングヘッド３１００の結合部分に引っ張り／圧縮式の荷重測定器３１２８（ロードセル）が介装されており、シリンダ３１２６がトップリングヘッド３１００を基点にし、上下の推力を発するときにその推力を測定することが可能になっている。この推力はウェハを押し付けている力に置き換えられるので、押し付け力の管理を目的として、この測定された推力を利用してフィードバック回路を形成してもよい。シリンダ３１２６のボディーとスプラインシャフトからなるトップリング駆動軸３１１２とは、トップリング駆動軸３１１２が回転可能な状態で連結されている。したがって、シリンダ３１２６が上下方向に動作すると、トップリング駆動軸３１１２は同時に上下方向に動作する。トップリング駆動軸３１１２の内部には貫通穴が形成されており、貫通孔内にチューブ（図示せず）が設けられている。トップリング駆動軸３１１２とトップリング３０１Ａが回転するので、チューブの上端部には回転継手３１３０が設置されている。この回転継手３１３０を介して、真空、窒素ガス、クリーンエアや純水等の気体及び／又は液体がトップリング本体３１０２に供給される。なお、シリンダ３１２６をスプラインシャフト上に直接取り付けてもよく、この場合にはシリンダ３１２６とスプラインシャフトの結合部分に荷重測定器３１２８を取り付ける。
【００７６】
上述のように構成されたトップリング３０１Ａはプッシャ３３に搬送されたウェハを真空吸着し、ウェハをトップリング３０１Ａのガイドリング３１０４内に保持する。その後、トップリング３０１Ａはプッシャ３３の上方から研磨テーブル３００Ａ上の研磨面の上方へ揺動する。トップリング３０１Ａが研磨テーブル３００Ａ上方のポリッシング可能な位置に揺動してきたら、トップリング３０１Ａを所望の回転数で回転させ、シリンダ３１２６によりトップリング３０１Ａを下降させ、研磨テーブル３００Ａの上面まで下降させる。トップリング３０１Ａが研磨テーブル３００Ａの上面まで下降したら、シリンダ３１２６の下降点検出用のセンサ３１３２が作動し、下降動作が完了したことを信号として発する。その信号を受け、シリンダ３１２６は所望の押し付け荷重に対応する圧力に設定されたエアが供給され、トップリング３０１Ａを研磨テーブル３００Ａに押し付け、ウェハに押し付け力を加える。同時にウェハを吸着していた負圧用の回路を遮断する。このとき、例えばウェハの研磨する膜質などにより、この負圧はかけたままにしたり、遮断したり、更にバルブを切り換えて気体の圧力をコントロールして陽圧をかけたりして、ウェハの研磨プロファイルをコントロールする。このときの圧力はトップリング３０１Ａのウェハ保持部分に形成された貫通穴３１０８にのみかかるので、ウェハのどの領域にその圧力をかけたいかにより貫通穴３１０８の穴径、数、位置を変えて所望の研磨プロファイルを達成する。
【００７７】
その後、所望の研磨プロセスが終了する（研磨プロセスの終了は時間や膜厚によって管理される）と、トップリング３０１Ａはウェハを吸着保持する。そして、研磨テーブル上をウェハと研磨布が接触したまま揺動し、ウェハの中心が研磨テーブル３００Ａ上に存在し可能な限り研磨テーブル３００Ａの外周近傍に位置し、ウェハの表面の４０％程度が研磨テーブル３００Ａからはみ出すところまで移動する。その後、シリンダ３１２６を作動させ、ウェハとともにトップリング３０１Ａを上昇させる。これは、使用する研磨布によっては、パッド上のスラリとウェハとの間の表面張力がトップリングの吸着力よりも強くなることがあり、ウェハが研磨布上に残されてしまうため、その表面張力を減少させるために、研磨テーブル上よりもウェハを飛び出させてからトップリング３０１Ａを上昇させる。ウェハがウェハ面積の４０％以上研磨テーブルからはみ出ると、トップリングは傾き、ウェハが研磨テーブルのエッジに当たりウェハが割れてしまうおそれがあるので４０％程度のはみ出しが好ましい。すなわち、ウェハ中心が研磨テーブル３００Ａ上にあることが重要である。
【００７８】
トップリング３０１Ａの上昇が完了すると、シリンダ３１２６の上昇点検出センサ３１３４が作動し、上昇動作が完了したことが確認できる。そして、トップリング３０１Ａの揺動動作を開始し、プッシャ３３の上方へ移動してプッシャ３３へのウェハの受け渡しを行う。ウェハをプッシャ３３に受け渡した後、トップリング３０１Ａに向かって下方又は横方向、上方向から洗浄液を吹き付け、トップリング３０１Ａのウェハ保持面や研磨後のウェハ、その周辺を洗浄する。この洗浄水の供給は、次のウェハがトップリング３０１Ａに受け渡されるまでの間トップリングの乾燥防止を目的とし、継続してもよい。ランニングコストを考慮して間欠的に洗浄水を吹き付けてもよい。ポリッシングの間に、例えばポリッシング時間を複数のステップに分割し、そのステップごとにトップリングの押し付け力や、回転数、ウェハの保持方法を変更することが可能になっている。また使用する砥液の種類、量、濃度、温度、供給のタイミングなどを変更することが可能である。
【００７９】
また、ポリッシングの最中に、例えばトップリングの回転用のモータへの電流値をモニタしておくと、このモータが出力しているトルクが算出できる。ウェハのポリッシングの終点に伴いウェハと研磨布との摩擦に変化が生じる。このトルク値の変化を利用し、ポリッシングの終点を検知するようにしてもよい。同様に研磨テーブル３００Ａの電流をモニタし、トルクの変化を算出し、ポリッシングの終点を検知してもよい。同様にトップリングの振動を測定しながらポリッシングを行い、その振動波形の変極点を検知し、ポリッシング終了の確認を行ってもよい。更に、静電容量を測定してポリッシング完了を検知してもよい。この４通りのポリッシング完了検知はウェハの研磨前と研磨後の表面の凹凸の違いや表面の膜質の違い又は残膜量から判断する方法である。また、ポリッシングを終了したウェハの表面を洗浄し、研磨量を確認し、研磨不足を測定してから再度不足分をポリッシングしてもよい。
【００８０】
図７及び図８はドレッサ３０３Ａを示す縦断面図であり、図７はダイヤモンドドレッサを示し、図８はブラシドレッサを示す。図７に示すように、ドレッサ３０３Ａは、研磨布をドレッシングするドレッサ面を有するドレッサプレート３３００を備えている。ドレッサプレート３３００は取付フランジ３３０２に締結されており、取付フランジ３３０２の上面の中心部には半球状の穴が形成されている。取付フランジ３３０２の上方には、ドレッサ駆動軸３３０４に固定された駆動フランジ３３０６が配置されており、駆動フランジ３３０６にも同様の半球状の穴が形成されている。これら両穴の中に硬質の例えばセラミックの球３３０８が収容され、駆動フランジ３３０６に加えられる下方向への押し付け力は球３３０８を介して下のドレッサプレート３３００に伝達されるようになっている。ドレッサプレート３３００の下面には、パッドの形状修正や目立てを行うためにダイヤモンド粒３３１０が電着されている。ダイヤモンド粒以外にも硬質の例えばセラミックの突起が多数配置されたものなどでもよい。これらの交換はドレッサプレート３３００のみを交換すればよく、他種類のプロセスに容易に対応できるようになっている。いずれも表面の形状がドレッシング対象であるパッドの表面形状に反映されるのでドレッサのドレッシング面は平面に仕上げられている。
【００８１】
ドレッサ駆動軸３３０４はドレッサヘッド３３１２に支持されている。ドレッサヘッド３３１２の機能は、概略トップリングヘッド３１００と同様であり、ドレッサ駆動軸３３０４をモータによって回転させるともにドレッサ駆動軸３３０４をシリンダによって昇降させるようになっている。ドレッサヘッド３３１２の詳細構造は、トップリングヘッド３１００と概略同一であるため、図示は省略する。
【００８２】
図８はブラシドレッサを示し、ドレッサプレート３３００の下面にダイヤモンド粒３３１０に代わってブラシ３３１４が設けられている。その他の構成は図７に示すダイヤモンドドレッサと概略同様である。
【００８３】
上述の構成において、研磨布の形状修正や目立てを行う際、ドレッサ３０３Ａは洗浄位置から揺動し、研磨テーブル３００Ａ上のドレッシング位置の上方に移動する。揺動が完了するとドレッサ３０３Ａは所望の回転数で回転し、上昇下降のシリンダが作動し、ドレッサ３０３Ａが下降する。研磨テーブル３００Ａの上面にドレッサ３０３Ａが接触すると、シリンダに設けられた下降点検出センサが検知し、テーブル上にドレッサ３０３Ａがタッチダウンしたという信号を発する。その信号を受けシリンダはドレッサ３０３Ａに押し付け力を加え、所望の押圧力にて研磨テーブル３００Ａ上のパッドをドレッシングする。所望の時間、ドレッシングを行った後、シリンダが上昇方向に動作しドレッサ３０３Ａは研磨テーブル３００Ａ面から離れる。その後、ドレッサ３０３Ａは揺動し、洗浄位置へ移動し、その場で例えば洗浄桶（図示せず）に水没させてドレッサ自身を洗浄する。この洗浄は例えば水桶に水没させ、又はスプレーノズルで吹き付け洗浄し、又は水桶の底面に植毛されたブラシに押し付けて回転させ洗浄してもよい。また、桶の中に超音波素子を設けて、その振動エネルギによりドレッサを洗浄してもよい。
【００８４】
また、第１研磨ユニット３０Ａは、機械的ドレッサ３０３Ａの他に、流体圧による非接触型のドレッサとしてアトマイザ３０４Ａを備えている。このアトマイザの主な目的は、研磨面上に堆積、目詰まりした研磨屑、スラリ粒子を洗い流すことである。アトマイザの流体圧による研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサ３０３Ａによる研磨面の目立て作業により、より好ましいドレッシング、すなわち研磨面の再生を達成することができる。通常は接触型のドレッサ（ダイヤモンドドレッサ等）によるドレッシングの後に、アトマイザによる研磨面の性状再生を行う場合が多い。
【００８５】
次に、第１研磨部３ａの第１リニアトランスポータ５について説明する。図９は第１リニアトランスポータ５の正面図、図１０は図９の平面図である。図９及び図１０に示すように、第１リニアトランスポータ５は、直線往復移動可能な４つの搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４を備えており、これらのステージは上下に２段の構成となっている。すなわち、下段には第１搬送ステージＴＳ１、第２搬送ステージＴＳ２、第３搬送ステージＴＳ３が配置され、上段には第４搬送ステージＴＳ４が配置されている。
【００８６】
下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３と上段の搬送ステージＴＳ４とは、図１０の平面図上では同じ軸上を移動するが、設置される高さが異なっているため、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３と上段の搬送ステージＴＳ４とは互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。第１搬送ステージＴＳ１は、反転機３１とリフタ３２とが配置された第１搬送位置ＴＰ１とプッシャ３３が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第２搬送位置ＴＰ２との間でウェハを搬送し、第２搬送ステージＴＳ２は、第２搬送位置ＴＰ２とプッシャ３４が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第３搬送位置ＴＰ３との間でウェハを搬送し、第３搬送ステージＴＳ３は、第３搬送位置ＴＰ３とリフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４との間でウェハを搬送する。また、第４搬送ステージＴＳ４は、第１搬送位置ＴＰ１と第４搬送位置ＴＰ４との間でウェハを搬送する。
【００８７】
図１０に示すように、各搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４には、それぞれ４本のピン５０が固定されており、このピン５０により搬送ステージに載置されたウェハの外周縁がガイドされて位置決めされた状態でウェハが搬送ステージ上に支持されるようになっている。これらのピン５０は、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から形成される。また、各搬送ステージには、透過型センサなどによりウェハの有無を検知するセンサ（図示せず）が構成されており、各搬送ステージ上のウェハの有無を検知することができるようになっている。
【００８８】
搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は、それぞれ支持部５１，５２，５３，５４により支持されており、図９に示すように、第２搬送ステージＴＳ２（駆動側の搬送ステージ）の支持部５２の下部には、エアシリンダ（駆動機構）５５のロッド５５ａに連結された連結部材５６が取り付けられている。また、第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２にはシャフト５７及びシャフト５８が挿通されている。シャフト５７の一端は第１搬送ステージＴＳ１（被駆動側の搬送ステージ）の支持部５１に連結され、他端にはストッパ５７１が設けられている。また、シャフト５８の一端は第３搬送ステージＴＳ３（被駆動側の搬送ステージ）の支持部５３に連結され、他端にはストッパ５８１が設けられている。シャフト５７には、第１搬送ステージＴＳ１の支持部５１と第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２との間にスプリング５７２が介装されており、同様にシャフト５８には、第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２と第３搬送ステージＴＳ３の支持部５３との間にスプリング５８２が介装されている。第１リニアトランスポータ５の両端部には、それぞれ第１搬送ステージＴＳ１の支持部５１及び第３搬送ステージＴＳ３の支持部５３に当接するメカストッパ５０１，５０２が設けられている。
【００８９】
エアシリンダ５５が駆動しロッド５５ａが伸縮すると、ロッド５５ａに連結された連結部材５６が移動し、第２搬送ステージＴＳ２は連結部材５６とともに移動する。このとき、第１搬送ステージＴＳ１の支持部５１はシャフト５７及びスプリング５７２を介して第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２に接続されているので、第１搬送ステージＴＳ１も第２搬送ステージＴＳ２とともに移動する。また、第３搬送ステージＴＳ３の支持部５３もシャフト５８及びスプリング５８２を介して第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２に接続されているので、第３搬送ステージＴＳ３も第２搬送ステージＴＳ２とともに移動する。このように、エアシリンダ５５の駆動により第１搬送ステージＴＳ１、第２搬送ステージＴＳ２、及び第３搬送ステージＴＳ３が一体となって同時に直線往復移動をするようになっている。
【００９０】
ここで、第１搬送ステージＴＳ１が第１搬送位置ＴＰ１を越えて移動しようとした場合、第１搬送ステージＴＳ１の支持部５１がメカストッパ５０１に規制されて、それ以上の移動がスプリング５７１に吸収されて第１搬送ステージＴＳ１が第１搬送位置ＴＰ１を越えて移動できないようになっている。したがって、第１搬送ステージＴＳ１は第１搬送位置ＴＰ１に正確に位置決めされる。また同様に、第３搬送ステージＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４を越えて移動しようとした場合、第３搬送ステージＴＳ３の支持部５３がメカストッパ５０２に規制されて、それ以上の移動がスプリング５８２に吸収されて第３搬送ステージＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４を越えて移動できないようになっている。したがって、第３搬送ステージＴＳ３は第４搬送位置ＴＰ４に正確に位置決めされる。
【００９１】
各搬送ステージの移動すべきストロークが異なる場合には、それぞれの搬送ステージに対してエアシリンダを設けて各搬送ステージの移動を制御することもできるが、これは装置の大型化につながってしまう。本実施形態では、移動距離が最も長い搬送ステージにエアシリンダ５５のストロークを合わせれば、他の搬送ステージについてはスプリング５７２，５８２により余分なストロークが吸収される。したがって、搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３のストロークが異なっていても、これら３つの搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３を１つのエアシリンダ５５によって同時に移動させることができる。
【００９２】
また、第１リニアトランスポータ５は、上段の第４搬送ステージＴＳ４を直線往復移動させるエアシリンダ（図示せず）を備えており、このエアシリンダにより第４搬送ステージＴＳ４は上記下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３と同時に移動するように制御される。
【００９３】
次に第２研磨部３ｂの第２リニアトランスポータ６について説明する。図１１は第２リニアトランスポータ６の正面図、図１２は図１１の平面図である。図１１及び図１２に示すように、第２リニアトランスポータ６は、直線往復移動可能な３つの搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６，ＴＳ７を備えており、これらのステージは上下に２段の構成となっている。すなわち、上段には第５搬送ステージＴＳ５、第６搬送ステージＴＳ６が配置され、下段には第７搬送ステージＴＳ７が配置されている。
【００９４】
上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６と下段の搬送ステージＴＳ７とは、図１２の平面図上では同じ軸上を移動するが、設置される高さが異なっているため、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６と下段の搬送ステージＴＳ７とは互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。第５搬送ステージＴＳ５は、リフタ３６が配置された第５搬送位置ＴＰ５とプッシャ３７が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第６搬送位置ＴＰ６との間でウェハを搬送し、第６搬送ステージＴＳ６は、第６搬送位置ＴＰ６とプッシャ３８が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第７搬送位置ＴＰ７との間でウェハを搬送し、第７搬送ステージＴＳ７は、第５搬送位置ＴＰ５と第７搬送位置ＴＰ７との間でウェハを搬送する。
【００９５】
図１２に示すように、各搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６，ＴＳ７には、それぞれ４本のピン６０が固定されており、このピン６０により搬送ステージに載置されたウェハの外周縁がガイドされて位置決めされた状態でウェハが搬送ステージ上に支持されるようになっている。これらのピン６０は、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から形成される。また、各搬送ステージには、透過型センサなどによりウェハの有無を検知するセンサ（図示せず）が構成されており、各搬送ステージ上のウェハの有無を検知することができるようになっている。
【００９６】
搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６，ＴＳ７は、それぞれ支持部６１，６２，６３により支持されており、図１１に示すように、第６搬送ステージＴＳ６（駆動側の搬送ステージ）の支持部６２の下部には、エアシリンダ（駆動機構）６５のロッド６５ａが連結されている。また、第６搬送ステージＴＳ６の支持部６２にはシャフト６７が挿通されている。シャフト６７の一端は第５搬送ステージＴＳ５（被駆動側の搬送ステージ）の支持部６１に連結され、他端にはストッパ６７１が設けられている。シャフト６７には、第５搬送ステージＴＳ５の支持部６１と第６搬送ステージＴＳ６の支持部６２との間にスプリング６７２が介装されている。第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５側の端部には、第５搬送ステージＴＳ５の支持部６１に当接するメカストッパ６０１が設けられている。
【００９７】
エアシリンダ６５が駆動しロッド６５ａが伸縮すると、ロッド６５ａに連結された第６搬送ステージＴＳ６が移動する。このとき、第５搬送ステージＴＳ５の支持部６１はシャフト６７及びスプリング６７２を介して第６搬送ステージＴＳ６の支持部６２に接続されているので、第５搬送ステージＴＳ５も第６搬送ステージＴＳ６とともに移動する。このように、エアシリンダ６５の駆動により第５搬送ステージＴＳ５及び第６搬送ステージＴＳ６が一体となって同時に直線往復移動をするようになっている。
【００９８】
ここで、第５搬送ステージＴＳ５が第５搬送位置ＴＰ５を越えて移動しようとした場合、第５搬送ステージＴＳ５の支持部６１がメカストッパ６０１に規制されて、それ以上の移動がスプリング６７２に吸収されて第５搬送ステージＴＳ５が第５搬送位置ＴＰ５を越えて移動できないようになっている。したがって、第５搬送ステージＴＳ５は第５搬送位置ＴＰ５に正確に位置決めされる。このように、第２リニアトランスポータ６においても、上述した第１リニアトランスポータ５と同様に、２つの搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６を１つのエアシリンダ６５によって同時に移動させることができる。また、第２リニアトランスポータ６は、下段の第７搬送ステージＴＳ７を直線往復移動させるエアシリンダ（図示せず）を備えており、このエアシリンダにより第７搬送ステージＴＳ７は上記上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６と同時に移動するように制御される。
【００９９】
なお、本実施形態では、エアシリンダによってリニアトランスポータ５，６を駆動しているが、例えばボールねじを用いたモータ駆動により駆動することとしてもよい。
【０１００】
次に、第１研磨部３ａの反転機３１及び洗浄部４の反転機４１について説明する。第１研磨部３ａの反転機３１は、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２のハンドが到達可能な位置に配置され、研磨前のウェハを第１搬送ロボット２２から受け取り、このウェハの上下を反転してリフタ３２に渡すものである。また、洗浄部４の反転機４１は、第２搬送ロボット４０のハンドが到達可能な位置に配置され、研磨後のウェハを第２搬送ロボット４０から受け取り、このウェハの上下を反転して搬送ユニット４６に渡すものである。これらの反転機３１，４１は同一構造であるため、以下では反転機３１についてのみ説明する。
【０１０１】
図１３（ａ）は反転機３１を示す平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の一部断面された側面図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、反転機３１は２本の円弧状のアーム３１０を備え、アーム３１０にウェハＷをクランプするための溝が形成されたコマ３１１が複数（例えば６個）固定されている。このアーム３１０はシリンダ３１２と圧縮ばね３１３の力を利用して押し引きされるシャフト３１４の動きに合わせて開閉されるように構成されている。アーム３１０は、シリンダ３１２が伸びたときに開き、シリンダ３１２が縮んだときに圧縮ばね３１３の力で閉じられる。シャフト３１４とシリンダ３１２の先端には間隔が設けてあり、シャフト３１４は圧縮ばね３１３の力でエンドブロック３１５にストッパ３１６が当たるまで引き戻される。
【０１０２】
また、ウェハＷがチャックされているときは、ストッパ３１６とエンドブロック３１５の間には１ｍｍのクリアランスができるようにエンドブロック３１５が調整されている。そして、ストッパ３１６にはスリットが切られており、ウェハをクランプした位置でこのスリットを透過するように透過型光センサ３１７が配置されている。したがって、ウェハＷをクランプしていないとき、あるいは正常にクランプできなかったときには、このセンサ３１７の光は透過しないため、ウェハＷの有無をこのセンサ３１７が認識できるようになっている。
【０１０３】
また、シャフト３１４のスライド機構とプーリ３１８とが接続されており、このプーリ３１８はステッピングモータ３１９の軸端のプーリ３２０とベルト３２１で連結されており、ステッピングモータ３１９が回転するとアーム３１０が回転する構造になっている。
【０１０４】
また、図１に示すように、反転機３１と第１搬送ロボット２２との間にはシャッタ１０が設置されており、ウェハの搬送時にはシャッタ１０を開いて第１搬送ロボット２２と反転機３１との間でウェハの受け渡しが行われる。また、反転機４１と第２搬送ロボット４０との間、反転機４１と１次洗浄機４２との間、第１研磨部３ａと第２搬送ロボットとの間、及び第２研磨部３ｂと第２搬送ロボット４０との間にもそれぞれシャッタ１１，１２，１３，１４が設置されており、ウェハの搬送時にはこれらのシャッタ１１，１２，１３，１４を開いて反転機４１と第１搬送ロボット４０又は１次洗浄機４２との間でウェハの受け渡しが行われる。ウェハの受け渡しがないときにはこれらのシャッタ１０，１１，１２，１３，１４は閉まっており、このときにウェハの洗浄やアーム３１０に固定されたチャックコマ３１１の洗浄などが行えるように防水機構を有している。また、反転機３１及び／又は反転機４１の周囲には、ウェハ乾燥防止用のノズル（図示せず）が複数設けられており、長時間ウェハが滞留した場合にはこのノズルから純水を噴霧して乾燥を防止するようになっている。
【０１０５】
次に、上述のように構成された反転機の動作を説明する。反転機３１は第１搬送ロボット２２から搬送されてくるウェハをアーム３１０を開いた状態で待っている。第１搬送ロボット２２の下ハンドにより搬送されるウェハの位置がアーム３１０に固定されたコマ３１１のウェハクランプ用の溝と平面的に同じ高さで、かつアーム３１０のコマ配置の概ね中心に搬送されてきたとき、第１搬送ロボット２２からの移動完了の信号を受けてアーム３１０を閉じる。センサ３１７でウェハＷの有無を確認した後、第１搬送ロボット２２はハンドをある所定の高さまで下げて、その後ハンドを引き抜く。反転機３１に受け渡されたウェハＷはアーム３１０とともにステッピングモータ３１９の駆動により反転される。反転されたウェハＷはリフタ３２がウェハＷを受け取りにくるまでその状態で待機する。反転機４１も反転機３１と同様の動作により、研磨後のウェハを第２搬送ロボット４０から受け取り、このウェハの上下を反転して搬送ユニット４６に渡す。
【０１０６】
反転の動作はポリッシングの前後にそれぞれ行われる。ポリッシング後のウェハＷを反転する場合（反転機４１）は、ポリッシング時にウェハＷについた砥液や研磨屑がウェハＷ上で乾燥し、固着してウェハＷにダメージを与えるのを防止するため、反転中や反転後にウェハＷへ洗浄液をリンスする。リンスされる洗浄液は純水や薬液が使用され、スプレーノズルにより必要流量及び圧力で、最適な角度から所望の時間吹き付ける。このリンスにより後段の洗浄性能が十分に発揮される。ウェハＷが反転機上で待機する場合、その間中、洗浄液を流し続けるが、ランニングコストを考慮し洗浄液を間欠的に流して洗浄液の使用量を低減してもよい。また、反転機３１又は４１がウェハＷをクランプしていないときに、ウェハＷをクランプする溝やその周辺をその洗浄液で洗浄し、ウェハＷに接触する部位からウェハＷが逆汚染されるのを防ぐこともできる。
【０１０７】
次に、第２搬送ロボット４０について説明する。図１４は、第２搬送ロボット４０を示す斜視図である。図１４に示すように、第２搬送ロボット４０は、旋回のためのθ軸４００、上ハンド伸縮のためのＲ１軸４０１−１、下ハンド伸縮のためのＲ２軸４０１−２、上下移動のためのＺ軸４０２を有している。上下のハンドとして上述した落とし込み型ハンドを使用することができる。落とし込み型ハンドとして使用した場合、反射形や静電容量形などの近接センサ、あるいは透過型光センサを用いることによりハンド上のウェハＷの有無を検知することができる。図１４は、上下のハンドとして落とし込み型ハンド４０５，４０６を使用した例を示している。本実施形態では、ハンド４０５，４０６はリフタ３５，３６及び反転機４１に対してアクセス可能となっている。
【０１０８】
次に、第１研磨部３ａのリフタ３２，３５、及び第２研磨部３ｂのリフタ３６について説明する。第１研磨部３ａのリフタ３２は、第１搬送ロボット２２及び第１リニアトランスポータ５がアクセス可能な位置に配置されており、これらの間でウェハを受け渡す第１受け渡し機構として機能する。すなわち、反転機３１により反転されたウェハを第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１又は第４搬送ステージＴＳ４に受け渡すものである。また、第１研磨部３ａのリフタ３５及び第２研磨部３ｂのリフタ３６は、リニアトランスポータ５，６及び洗浄部４の第２搬送ロボット４０がアクセス可能な位置に配置されており、これらの間でウェハを受け渡す第２受け渡し機構として機能する。すなわち、リフタ３５は、第１リニアトランスポータ５の第３搬送ステージＴＳ３又は第４搬送ステージＴＳ４上のウェハを第２搬送ロボット４０に受け渡すものであり、リフタ３６は、第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５又は第７搬送ステージＴＳ７上のウェハと第２搬送ロボット４０との間でウェハを受け渡すものである。これらのリフタ３２，３５，３６は同一の構造であるため、以下の説明ではリフタ３２についてのみ説明する。
【０１０９】
図１５は、リフタ３２を示す縦断面図である。リフタ３２は、ウェハを載置するステージ３２２と、ステージ３２２の上昇下降動作を行うシリンダ３２３とを備えており、シリンダ３２３とステージ３２２とはスライド可能なシャフト３２４で連結されている。ステージ３２２は複数の爪３２５に分かれていて、それぞれの爪３２５はオリフラ付きウェハを載置した場合でも搬送に影響しない範囲内にウェハを保持できるような間隔で配置される。この爪３２５は反転機３１のチャック用のコマ３１１と位相が一致しない向きに配置されている。つまりチャック用のコマ３１１がウェハを保持する第１のウェハエッジ部と、リフタ３２の爪３２５が保持する第２のウェハエッジ部は一致しない。また、反転機３１や第１リニアトランスポータ５とのウェハ受け渡しを行う爪３２５にはウェハが載置される面があり、それより上方はウェハが載置される際に搬送位置決め誤差を吸収し、ウェハを求芯するようにテーパ状になっている。
【０１１０】
シリンダ３２３の上昇動作でステージ３２２のウェハ保持面は反転機３１のウェハ保持高さまで上昇する。この上昇動作を停止させるためにストッパとして緩衝機能のあるストッパ３２６が設置されている。このストッパ３２６にシリンダ３２３の軸に固定されたストッパベース３２７が当接するとシリンダ３２３の上昇が停止し、シリンダ３２３の軸に連結されているステージ３２２の上昇も同時に停止する。このストッパ３２６の位置によりステージ３２２の上昇する高さを受け渡しに必要な高さに調整できる。また、このシリンダ３２３には上昇位置と下降位置のそれぞれを検知するセンサ３２８，３２９が設けられており、シリンダ３２３の上昇下降の動作が完了したことを検知できるようになっている。
【０１１１】
次に、上述のように構成されたリフタの動作を説明する。ポリッシング前のウェハは第１搬送ロボット２２から反転機３１へ搬送された後、反転され、パターン面が下を向く。反転機３１で保持されたウェハに対し下方からリフタ３２が上昇してきてウェハの直下で停止する。リフタ３２がウェハの直下で停止したのを、例えばリフタの上昇確認用センサ３２９で確認すると、反転機３１はウェハのクランプを開放し、ウェハはリフタ３２のステージ３２２に載置される。その後、リフタ３２はウェハを載置したまま下降をする。下降の途中でウェハは第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ１又はＴＳ４に受け渡される。このとき、ウェハは搬送ステージのピン５０上に載置される。ウェハが第１リニアトランスポータ５に受け渡された後もリフタ３２は下降を続け、シリンダ３２３のストローク分まで下降して停止する。
【０１１２】
また、ウェハは、第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３又はＴＳ４から第２搬送ロボット４０にリフタ３５によって搬送される。研磨後のウェハは、第１リニアトランスポータ５の搬送ステージに載ってリフタ３５の上方（第４搬送位置ＴＰ４）に搬送されてくる。第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３又はＴＳ４に載置されたウェハがリフタ３５の真上に来て停止したことを確認した後、リフタ３５は上昇を開始する。リフタ３５は上昇の途中で第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３又はＴＳ４に載ったウェハを下方から取り去る。その後、ウェハを載せたまま上昇を続ける。そして、第２搬送ロボット４０にウェハを受け渡す高さでウェハの上昇は停止し、上昇終了となる。上昇終了は上述のシリンダ３２３のセンサ３２９で検知され、この検知信号は装置本体の制御系に送られ、上昇終了が認識される。その信号を受け、第２搬送ロボット４０のハンドがウェハを受け渡りに行く。第２搬送ロボット４０のハンドによる保持を確認した後、リフタ３５は下降する。
【０１１３】
また、リフタ３６は、リフタ３２と同様の動作により第２搬送ロボット４０から第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ５にウェハを受け渡し、またリフタ３５と同様の動作により第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ７から第２搬送ロボット４０にウェハを受け渡す。
【０１１４】
次に、第１研磨部３ａのプッシャ３３，３４及び第２研磨部３ｂのプッシャ３７，３８について説明する。第１研磨部３ａのプッシャ３３は、第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ１上のウェハを第１研磨ユニット３０Ａのトップリング３０１Ａに受け渡すとともに、第１研磨ユニット３０Ａにおける研磨後のウェハを第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ２に受け渡すものである。プッシャ３４は、第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ２上のウェハを第２研磨ユニット３０Ｂのトップリング３０１Ｂに受け渡すとともに、第２研磨ユニット３０Ｂにおける研磨後のウェハを第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３に受け渡すものである。また、第２研磨部３ｂのプッシャ３７は、第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ５上のウェハを第３研磨ユニット３０Ｃのトップリング３０１Ｃに受け渡すとともに、第３研磨ユニット３０Ｃにおける研磨後のウェハを第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ６に受け渡すものである。プッシャ３８は、第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ６上のウェハを第４研磨ユニット３０Ｄのトップリング３０１Ｄに受け渡すとともに、第４研磨ユニット３０Ｄにおける研磨後のウェハを第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ７に受け渡すものである。このように、プッシャ３３，３４，３７，３８は、リニアトランスポータ５，６と各トップリングとの間でウェハを受け渡す第３受け渡し機構として機能する。これらのプッシャ３３，３４，３７，３８は同一の構造であるため、以下の説明ではプッシャ３３についてのみ説明する。
【０１１５】
図１６は、プッシャ３３を示す縦断面図である。図１６に示すように、プッシャ３３は、中空シャフト３３０の延長上にトップリングを保持するためのガイドステージ３３１と、中空シャフト３３０の中を貫通するスプラインシャフト３３２と、スプラインシャフト３３２の延長上にウェハを保持するプッシュステージ３３３とを備えている。スプラインシャフト３３２には軸ブレに対してフレキシブルに軸を接続可能なフローティングジョイント３３４によってエアシリンダ３３５，３３６が連結されている。エアシリンダは２個直列に上下に配置されている。最下段に配置されたエアシリンダ３３６は、ガイドステージ３３１の上昇／下降用、及びプッシュステージ３３３の上昇／下降用であり、エアシリンダ３３５ごと中空シャフト３３０を上下させる。エアシリンダ３３５は、プッシュステージ３３３の上昇／下降用である。
【０１１６】
ガイドステージ３３１の最外周には、トップリングガイド３３７が４個設置されている。トップリングガイド３３７は、上段部３３８と下段部３３９とを有する２段の階段構造となっている。トップリングガイド３３７の上段部３３８はトップリングのガイドリング３１０４（図６参照）下面とのアクセス部であり、下段部３３９はウェハの求芯用及び保持用である。上段部３３８にはトップリングを導入するためのテーパ３３８ａ（２５°〜３５°ぐらいが好ましい）が形成されており、下段部３３９にはウェハを導入するためのテーパ３３９ａ（１０°〜２０°ぐらいが好ましい）が形成されている。ウェハアンロード時は直接トップリングガイド３３７でウェハエッジを受ける。
【０１１７】
ガイドステージ３３１の裏面には防水機能と上昇したステージが元の位置に復帰するための案内の機能を持ったガイドスリーブ３４０が設置されている。ガイドスリーブ３４０の内側にはプッシャのセンタリングのためのセンタスリーブ３４１がベアリングケース３４２に固定されている。プッシャ３３はこのベアリングケース３４２において研磨部側のモータハウジング３４３に固定されている。
【０１１８】
プッシュステージ３３３とガイドステージ３３１の間の防水にはＶリング３４４が用いられ、Ｖリング３４４のリップ部分がガイドステージ３３１と接触し、内部への水の浸入を防いでいる。ガイドステージ３３１が上昇するとＧ部の容積が大きくなり、圧力が下がり水を吸い込んでしまう。これを防ぐためにＶリング３４４の内側に穴３４５を設け、圧力が下がることを防止している。
【０１１９】
トップリングガイド３３７に位置合わせ機構を持たせるため、Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動可能なリニアウェイ３４６を配置している。ガイドステージ３３１はリニアウェイ３４６に固定されている。リニアウェイ３４６は中空シャフト３３０に固定されている。中空シャフト３３０はスライドブッシュ３４７を介してベアリングケース３４２に保持されている。エアシリンダ３３６のストロークは圧縮ばね３４８によって中空シャフト３３０に伝えられる。
【０１２０】
プッシュステージ３３３はガイドステージ３３１の上方にあり、プッシュステージ３３３の中心より下方に伸びるプッシュロッド３４９はガイドステージ３３１の中心のスライドブッシュ３５０を通すことで芯出しされ、スプラインシャフト３３２に接している。プッシュステージ３３３はスプラインシャフト３３２を介してシリンダ３３５によって上下し、トップリング３０１ＡへウェハＷをロードする。プッシュステージ３３３の端には位置決めのための圧縮ばね３５１が配置されている。
【０１２１】
トップリングガイド３３７がトップリング３０１Ａにアクセスする際の高さ方向の位置決めと衝撃吸収のために、ショックキラー３５２が設置される。各々のエアシリンダにはプッシャ上下方向の位置確認のため上下リミットセンサが具備される。すなわち、シリンダ３３５にセンサ３５３，３５４が、シリンダ３３６にセンサ３５５，３５６がそれぞれ取り付けられている。また、プッシャに付着したスラリなどからウェハへの逆汚染を防止するため、汚れを洗浄するための洗浄ノズルが別途設置される。プッシャ上のウェハ有無を確認するためのウェハ有無センサが別途設置される場合もある。エアシリンダ３３５，３３６の制御はダブルソレノイドバルブで行う。
【０１２２】
次に、上述のように構成されたプッシャ３３の動作を説明する。図１７（ａ）乃至図１７（ｅ）は、プッシャ３３の動作の説明に付する図である。
１）ウェハロード時
図１７（ａ）に示すように、プッシャ３３の上方に第１リニアトランスポータ５によってウェハＷが搬送される。トップリング３０１Ａがプッシャ３３の上方のウェハロード位置（第２搬送位置）にあってウェハを保持していないとき、図１７（ｂ）に示すように、エアシリンダ３３５によりプッシュステージ３３３が上昇する。プッシュステージ３３３の上昇完了がセンサ３５３で確認されると、図１７（ｃ）に示すように、エアシリンダ３３６によりガイドステージ３３１周りの構成品一式が上昇していく。上昇途中で第１リニアトランスポータ５の搬送ステージのウェハ保持位置を通過する。このとき、通過と同時にウェハＷをトップリングガイド３３７のテーパ３３９ａでウェハＷを求芯し、プッシュステージ３３３によりウェハＷの（エッジ以外の）パターン面を保持する。
【０１２３】
プッシュステージ３３３がウェハＷを保持したままトップリングガイド３３７は停止することなく上昇していき、トップリングガイド３３７のテーパ３３８ａによってガイドリング３１０４を呼び込む。Ｘ，Ｙ方向に自在に移動可能なリニアウェイ３４６による位置合わせでトップリング３０１Ａに求芯し、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４下面と接触することでガイドステージ３３１の上昇は終了する。
【０１２４】
ガイドステージ３３１はトップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４下面に接触して固定され、それ以上上昇することはない。ところが、エアシリンダ３３６はショックキラー３５２に当たるまで上昇し続けるので、圧縮ばね３４８は収縮するためスプラインシャフト３３２のみが更に上昇し、プッシュステージ３３３が更に上昇する。このとき、図１７（ｄ）に示すように、プッシュステージ３３３はウェハＷの（エッジ以外の）パターン面を保持し、トップリング３０１ＡまでウェハＷを搬送する。ウェハＷがトップリングに接触した後にシリンダ３３６が上昇するとそれ以上のストロークをばね３５１が吸収し、ウェハＷを保護している。
【０１２５】
トップリング３０１ＡがウェハＷの吸着を完了すると、プッシャは下降を開始し、図１７（ａ）の状態まで下降する。下降の際、トップリング求芯のためセンタ位置を移動していたガイドステージ３３１はガイドスリーブ３４０に設けられたテーパ部とセンタスリーブ３４１に設けられたテーパ部によってセンタリングされる。下降終了で動作が完了する。
【０１２６】
２）ウェハアンロード時
プッシャ上方のウェハアンロード位置にトップリング３０１ＡによってウェハＷが搬送される。第１リニアトランスポータ５の搬送ステージがプッシャ３３の上方にあってウェハを搭載していないとき、エアシリンダ３３６によりガイドステージ３３１周りの構成品一式が上昇し、トップリングガイド３３７のテーパ３３８ａによってガイドリング３１０４を呼び込む。リニアウェイ３４６による位置合わせでトップリング３０１Ａに求芯し、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４の下面と接触することでガイドステージ３３１の上昇は終了する。
【０１２７】
エアシリンダ３３６はショックキラー３５２に当たるまで動作し続けるが、ガイドステージ３３１はトップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４の下面に接触して固定されているため、エアシリンダ３３６は圧縮ばね３４８の反発力に打勝ってスプラインシャフト３３２をエアシリンダ３３５ごと押し上げ、プッシュステージ３３３を上昇させる。このとき、図１７（ｅ）に示すように、プッシュステージ３３３はトップリングガイド３３７の下段３３９のウェハ保持部より高い位置になることはない。本実施形態では、シリンダ３３６はトップリングガイド３３７がガイドリング３１０４に接触したところから更にストロークするように設定されている。このときの衝撃はばね３４８によって吸収される。
【０１２８】
エアシリンダ３３６の上昇が終了するとトップリング３０１ＡよりウェハＷがリリースされる。このとき、トップリングガイド３３７の下段テーパ３３９ａによってウェハＷは求芯され、トップリングガイド３３７の下段部３３９にエッジ部が保持される。ウェハＷがプッシャに保持されると、プッシャは下降を開始する。下降の際、トップリング求芯のためセンタ位置を移動していたガイドステージ３３１はガイドスリーブ３４０とセンタスリーブ３４１によりセンタリングされる。下降の途中でプッシャより第１リニアトランスポータ５の搬送ステージにウェハＷのエッジ部で受け渡され、下降終了で動作が完了する。
【０１２９】
次に、洗浄部４の洗浄機４２〜４５について説明する。１次洗浄機４２及び２次洗浄機４３としては、例えば、上下に配置されたロール状のスポンジを回転させてウェハの表面及び裏面に押し付けてウェハの表面及び裏面を洗浄するロールタイプの洗浄機を用いることができる。また、３次洗浄機４４としては、例えば、半球状のスポンジを回転させながらウェハに押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。４次洗浄機４５としては、例えば、ウェハの裏面はリンス洗浄することができ、ウェハ表面の洗浄は半球状のスポンジを回転させながら押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。この４次洗浄機４５は、チャックしたウェハを高速回転させるステージを備えており、ウェハを高速回転させることで洗浄後のウェハを乾燥させる機能（スピンドライ機能）を有している。なお、各洗浄機４２〜４５において、上述したロールタイプの洗浄機やペンシルタイプの洗浄機に加えて、洗浄液に超音波を当てて洗浄するメガソニックタイプの洗浄機を付加的に設けてもよい。
【０１３０】
次に、洗浄部４の搬送ユニット４６について説明する。図１８は搬送ユニット４６を示す斜視図、図１９は正面図、図２０は平面図である。図１８乃至図２０に示すように、搬送ユニット４６は、洗浄機内のウェハを着脱自在に保持する保持機構としての４つのチャッキングユニット４６１〜４６４を備えており、これらのチャッキングユニット４６１〜４６４は、メインフレーム４６５から水平方向に延びるガイドフレーム４６６に取り付けられている。メインフレーム４６５には、鉛直方向に延びるボールねじ４６７が取り付けられており、このボールねじ４６７に連結されたモータ４６８の駆動により、メインフレーム４６５及びチャッキングユニット４６１〜４６４が上下に昇降するようになっている。したがって、モータ４６８及びボールねじ４６７は、チャッキングユニット４６１〜４６４を上下動させる上下動機構を構成する。また、メインフレーム４６５には、洗浄機４２〜４５の並びと平行に延びるボールねじ４６９が取り付けられており、このボールねじ４６９に連結されたモータ４７０の駆動により、メインフレーム４６５及びチャッキングユニット４６１〜４６４が水平方向に移動するようになっている。したがって、モータ４７０及びボールねじ４６９は、チャッキングユニット４６１〜４６４を洗浄機４２〜４５の配列方向に沿って移動させる移動機構を構成する。
【０１３１】
図２１（ａ）及び図２１（ｂ）はチャッキングユニット４６１を示すもので、図２１（ａ）は平面図、図２１（ｂ）は正面図である。本実施形態では、洗浄機４２〜４５と同数のチャッキングユニットを用いている。チャッキングユニット４６１〜４６４は同一構造であるので、以下ではチャッキングユニット４６１についてのみ説明する。チャッキングユニット４６１は、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）に示すように、ウェハＷを保持する開閉自在の１対のアーム４７１ａ，４７１ｂと、アーム４７１ａ，４７１ｂが取り付けられたベース４７２とを備えており、アーム４７１ａ，４７１ｂには、少なくとも３つ（本実施形態では４つ）のチャックコマ４７３が設けられている。これらのチャックコマ４７３によりウェハＷの周縁部を挟み込んで保持し、ウェハを次の洗浄機に搬送できるようになっている。
【０１３２】
図２１（ｂ）に示すように、一方のアーム４７１ｂにはこのアーム４７１ｂを開くためのエアシリンダ４７４のシャフト４７４ａが連結されている。このエアシリンダ４７４及びベース４７２は、それぞれガイドフレーム４６６に固定されている。ここで、ベース４７２にはピニオン４７５が設けられており、各アーム４７１ａ，４７１ｂにはピニオン４７５に係合するラック４７６ａ，４７６ｂがそれぞれ設けられている。したがって、エアシリンダ４７４により一方のアーム４７１ｂを開くと、このアーム４７１ｂのラック４７６ｂとピニオン４７５との係合により、ラック４７６ａを介して他方のアーム４７１ａが同時に開くようになっている。このようにして、チャッキングユニットは、ウェハＷの端面をアーム４７１ａ，４７１ｂに挟み込んでウェハＷを保持する。各チャッキングユニットは、エアシリンダのストロークを検知することによってウェハの有無を検知可能となっている。なお、真空吸着によりウェハを保持することとしてもよく、この場合には、ウェハ有無の検知を真空圧力を測定することによって行うことができる。
【０１３３】
次に、上述のように構成された搬送ユニット４６の動作を説明する。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は図１８に示す搬送ユニットの動作の説明に付する図であり、図２２（ａ）は横断面図、図２２（ｂ）は縦断面図である。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように、各洗浄機４２〜４５（図２２（ａ）及び図２２（ｂ）では洗浄機４２〜４４のみを示す）は、洗浄中に外部に使用流体が飛散しないように隔壁４２０，４３０，４４０等によって区画されており、これらの隔壁には搬送ユニット４６のチャッキングユニットを通過させるための開口４２０ａ，４２０ｂ，４３０ａ，４３０ｂ，４４０ａ，４４０ｂ等が形成されている。これらの開口には、それぞれシャッタ４２１，４３１，４４１等が設けられている。
【０１３４】
ウェハを搬送していないときには、上記シャッタは閉じられており、各チャッキングユニット４６１〜４６４は反転機４１又は洗浄機４２〜４４の上方の空間（待機位置）で待機している。この待機位置では、チャッキングユニット４６１の１対のアームは反転機４１の左右に位置し（この位置が洗浄前のウェハの待機位置となる）、チャッキングユニット４６２の１対のアームは１次洗浄機４２の左右に位置し、チャッキングユニット４６３の１対のアームは２次洗浄機４３の左右に位置し、チャッキングユニット４６４の１対のアームは３次洗浄機４４の左右に位置している。
【０１３５】
ウェハの搬送時には、搬送ユニット４６のモータ４６８の駆動により反転機４１又は洗浄槽の内部のウェハ位置まで各チャッキングユニット４６１〜４６４を下降させる。そして、各チャッキングユニットのエアシリンダ４７４を駆動することによってアームを開閉して反転機４１又は洗浄槽の内部のウェハを保持する。その後、搬送ユニット４６のモータ４６８の駆動により上記開口４２０ａ，４２０ｂ，４３０ａ，４３０ｂ，４４０ａ，４４０ｂ等が形成された位置まで各チャッキングユニット４６１〜４６４を上昇させ、シャッタ４２１，４３１，４４１等を開く。そして、搬送ユニット４６のモータ４７０の駆動により、チャッキングユニット４６１を開口４２０ａを介して１次洗浄機４２に、チャッキングユニット４６２を開口４２０ｂ，４３０ａを介して２次洗浄機４３に、チャッキングユニット４６３を開口４３０ｂ，４４０ａを介して３次洗浄機４４に、チャッキングユニット４６４を開口４４０ｂを介して４次洗浄機４５にそれぞれ導入する。各洗浄機４２〜４５にウェハが搬送された後、上記シャッタを閉じ、モータ４７０の駆動によりチャッキングユニット４６１〜４６４を洗浄槽内部のウェハ保持機構まで下降させる。そして、各チャッキングユニットのエアシリンダ４７４を駆動することによってアームを開閉してアームに保持したウェハを洗浄槽内部のウェハ保持機構に受け渡す。
【０１３６】
このように、本実施形態においては、反転機４１から１次洗浄機に、１次洗浄機から２次洗浄機に、２次洗浄機から３次洗浄機に、３次洗浄機から４次洗浄機にそれぞれ半導体ウェハを同時に搬送することができる。また、洗浄機の外部にウェハを取り出さなくても、洗浄機の内部において次の洗浄機に搬送することができるので、ウェハ搬送のためのストロークを最小限に抑え、ウェハの搬送時間を短くすることが可能となる。なお、図示はしないが、洗浄後のウェハを待機させる待機位置を４次洗浄機４５に隣接して設け、４次洗浄機４５において洗浄が終わったウェハを搬送ユニット４６によりこの待機位置に移動させることとしてもよい。
【０１３７】
ここで、洗浄部４の反転機４１に代えて、膜厚測定器を設けることとしてもよい。図２３乃至図２５は、このような膜厚測定器の動作の説明に付する図である。図２３（ａ）に示すように、膜厚測定器は、半導体ウェハを保持するとともにこれを反転するウェハ反転保持機構４７０と、半導体ウェハを吸着保持するハンドリングユニット４７１と、上面にウェハ測定窓４７２ａを有する膜厚測定部４７２とを備えている。膜厚測定部４７２は、ウェハの膜厚を測定するものであり、上面に設置されたウェハ測定窓４７２ａにウェハを載置することによってウェハの膜厚を測定することができる。この膜厚測定部４７２は、ウェハ反転保持機構４７０に対して略鉛直方向に配置されている。
【０１３８】
膜厚測定器のウェハ反転保持機構４７０は上述した反転機４１と同じ位置に配置され、アーム４７０ａに固定された少なくとも３つ以上のチャックコマ（保持部）４７０ｂによってウェハを保持し、パターン面が下向き（フェイスダウン）の状態で渡されたウェハを反転してパターン面が上向き（フェイスアップ）の状態にするものである。なお、このウェハ反転保持機構４７０は、ウェハのノッチを検出してウェハの膜厚測定時の位置決めを行うためのノッチアライニング機能を有している。また、膜厚測定器のハンドリングユニット４７１は、上下に反転可能かつ上下動可能に構成されており、ウェハ反転保持機構４７０と膜厚測定部４７２との間でウェハを搬送する搬送機構として用いられる。また、ハンドリングユニット４７１は、上下にウェハを真空吸着する真空吸着ハンド（真空吸着部）４７１ａ，４７１ｂを備えている。これらの真空吸着ハンド４７１ａ，４７１ｂにより２枚のウェハを同時に吸着することができるようになっている。一方の真空吸着ハンド４７１ａは膜厚測定前のウェハを吸着するために使用され、他方の真空吸着ハンド４７１ｂは膜厚測定後のウェハを吸着するために使用される。
【０１３９】
ウェハの待機位置には、ウェハ乾燥防止用のノズル（図示せず）が複数設けられており、長時間ウェハが滞留した場合にはこのノズルから純水を噴霧して乾燥を防止できるようになっている。また、このノズルから噴霧された純水が飛散しないように、膜厚測定器は槽状の構造となっている。また、ウェハ反転保持機構４７０には、アーム４７０ａが開いた角度によってウェハの有無を検知するセンサが設けられており、また、ハンドリングユニット４７１には、真空圧を検知することでウェハの有無を検知するセンサが設けられている。
【０１４０】
まず、第２搬送ロボット４０のハンドが膜厚測定器に挿入され（図２３（ａ））、研磨後のウェハＷ１がフェイスダウンの状態でチャックコマ４７０ｂによってウェハ反転保持機構４７０に保持される（図２３（ｂ））。なお、チャックコマ４７０ｂは回転可能に構成されており、チャックコマ４７０ｂの回転によりウェハＷ１のノッチアライニングを行うことができる。
【０１４１】
次に、ウェハ反転保持機構４７０が反転し、ウェハＷ１を反転してフェイスアップの状態にする。そして、ハンドリングユニット４７１が上昇して、真空吸着ハンド４７１ａによってウェハＷ１の裏面を吸着する（図２３（ｃ））。その後、ウェハ反転保持機構４７０がウェハＷ１の保持を解除し（図２３（ｄ））、ウェハＷ１を吸着したハンドリングユニット４７１が下降する（図２３（ｅ））。所定の距離だけ下降すると、ハンドリングユニット４７１が反転し、ウェハＷ１を反転してフェイスダウンの状態にする（図２３（ｆ））。なお、このときウェハ反転保持機構４７０も反転する。
【０１４２】
反転後、ハンドリングユニット４７１は下降して、吸着したウェハＷ１を膜厚測定部４７２のウェハ測定窓４７２ａに載置し、膜厚の測定を開始する（図２３（ｇ））。ウェハＷ１をウェハ測定窓４７２ａに載置した後、ハンドリングユニット４７１は上昇して反転し、このとき、次のウェハＷ２が第２搬送ロボット４０のハンドによって膜厚測定器に挿入される（図２３（ｈ））。この挿入されたウェハＷ２はウェハＷ１と同様にチャックコマ４７０ｂによってウェハ反転保持機構４７０に保持される（図２３（ｉ））。
【０１４３】
そして、上述と同様にウェハ反転保持機構４７０が反転し、ウェハＷ２を反転してフェイスアップの状態にする。そして、ハンドリングユニット４７１が上昇して、真空吸着ハンド４７１ａによってウェハＷ２の裏面を吸着する（図２３（ｊ））。その後、ウェハ反転保持機構４７０がウェハＷ２の保持を解除し（図２４（ａ））、ウェハＷ２を吸着したハンドリングユニット４７１が下降する（図２４（ｂ））。なお、このときハンドリングユニット４７１は反転しない。ウェハＷ１の膜厚測定が終了すると、ハンドリングユニット４７１が更に下降し、真空吸着ハンド４７１ｂによって膜厚測定後のウェハＷ１の裏面を吸着する（図２４（ｃ））。その後、ハンドリングユニット４７１は上昇し（図２４（ｄ））、所定の位置で反転する（図２４（ｅ））。これにより、膜厚測定後のウェハＷ１はフェイスアップの状態となり、膜厚測定前のウェハＷ２はフェイスダウンの状態となる。
【０１４４】
そして、ハンドリングユニット４７１が下降して、ウェハＷ２を膜厚測定部４７２のウェハ測定窓４７２ａに載置し、膜厚の測定を開始する（図２４（ｆ））。その後、ハンドリングユニット４７１は膜厚測定後のウェハＷ１を吸着したまま上昇し（図２４（ｇ））、ウェハＷ１をウェハ反転保持機構４７０まで搬送する（図２４（ｈ））。この膜厚測定後のウェハＷ１はチャックコマ４７０ｂによってウェハ反転保持機構４７０にフェイスアップの状態で保持され（図２４（ｉ））、ハンドリングユニット４７１は再び下降する（図２４（ｊ））。
【０１４５】
次に、上述した搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６１が膜厚測定器に挿入され（図２５（ａ））、このチャッキングユニット４６１に膜厚測定後のウェハＷ１が保持され（図２５（ｂ））、このウェハＷ１が１次洗浄機４２に搬送される（図２５（ｃ）及び図２５（ｄ））。膜厚測定後のウェハＷ１が搬送された後、ウェハ反転保持機構４７０が反転し（図２５（ｅ））、次のウェハＷ３が第２搬送ロボット４０のハンドによって膜厚測定器に挿入される（図２５（ｆ））。以降は、図２３（ｉ）乃至図２５（ｆ）に示した処理が繰り返される。
【０１４６】
次に、このような構成のポリッシング装置を用いてウェハを研磨する処理について説明する。
ウェハをシリーズ処理する場合には、ウェハは、フロントロード部２０のウェハカセット→第１搬送ロボット２２→反転機３１→リフタ３２→第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１→プッシャ３３→トップリング３０１Ａ→研磨テーブル３００Ａ→プッシャ３３→第１リニアトランスポータ５の第２搬送ステージＴＳ２→プッシャ３４→トップリング３０１Ｂ→研磨テーブル３００Ｂ→プッシャ３４→第１リニアトランスポータ５の第３搬送ステージＴＳ３→リフタ３５→第２搬送ロボット４０→リフタ３６→第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５→プッシャ３７→トップリング３０１Ｃ→研磨テーブル３００Ｃ→プッシャ３７→第２リニアトランスポータ６の第６搬送ステージＴＳ６→プッシャ３８→トップリング３０１Ｄ→研磨テーブル３００Ｄ→プッシャ３８→第２リニアトランスポータ６の第７搬送ステージＴＳ７→リフタ３６→第２搬送ロボット４０→反転機４１→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６１→１次洗浄機４２→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６２→２次洗浄機４３→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６３→３次洗浄機４４→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６４→４次洗浄機４５→第１搬送ロボット２２→フロントロード部２０のウェハカセットという経路で搬送される。
【０１４７】
このときのリニアトランスポータ５，６の動作を図２６乃至図３２を参照して説明する。まず、第１搬送ロボット２２が、フロントロード部２０上のウェハカセットからウェハＡを取り出し、このウェハＡを反転機３１に搬送する。反転機３１はウェハＡをチャックした後、ウェハＡを１８０°反転させる。そして、リフタ３２が上昇することによって、ウェハＡはリフタ３２上に載置される。リフタ３２がそのまま下降することによって、ウェハＡは第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２６（ａ））。
【０１４８】
リフタ３２は、ウェハＡが第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１上に載置された後も、第１搬送ステージＴＳ１が移動しても互いに干渉しない位置まで下降を続ける。リフタ３２が下降を完了すると、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＡがトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２６（ｂ））。
【０１４９】
ここで、第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＡがトップリング３０１Ａに受け渡される。このとき、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する（図２６（ｃ））。トップリング３０１Ａに移送されたウェハＡは、トップリング３０１Ａの真空吸着機構により吸着され、ウェハＡは研磨テーブル３００Ａまで吸着されたまま搬送される。そして、ウェハＡは研磨テーブル３００Ａ上に取り付けられた研磨布又は砥石等からなる研磨面で研磨される。研磨が終了したウェハＡは、トップリング３０１Ａの揺動によりプッシャ３３の上方に移動され、プッシャ３３に受け渡される。このウェハＡは、プッシャ３３の下降によって第２搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２６（ｄ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＢが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。
【０１５０】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＡがトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＢはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２７（ａ））。
【０１５１】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＡとウェハＢがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。このとき、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する（図２７（ｂ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡ及びウェハＢは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２７（ｃ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＣが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。
【０１５２】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第３搬送ステージＴＳ３上のウェハＡは、リフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動され、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＢはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＣはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２７（ｄ））。
【０１５３】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＢとウェハＣがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＡが第２搬送ロボット４０に受け渡される。このとき、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する（図２８（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＢ及びウェハＣは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置され、ウェハＡは第２搬送ロボット４０により第２研磨部３ｂに送られる（図２８（ｂ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＤが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２８（ｂ）及び図２８（ｃ））。
【０１５４】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第３搬送ステージＴＳ３上のウェハＢは、リフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動され、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＣはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＤはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２８（ｄ））。
【０１５５】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＣとウェハＤがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＢが第２搬送ロボット４０に受け渡される。このとき、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する（図２９（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＣ及びウェハＤは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置され、ウェハＢは第２搬送ロボット４０により第２研磨部３ｂに送られる。このとき、上述と同様にして、次のウェハＥが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２９（ｂ）及び図２９（ｃ））。
【０１５６】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第３搬送ステージＴＳ３上のウェハＣは、リフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動され、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＤはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＥはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２９（ｄ））。以降は、図２９（ａ）乃至図２９（ｄ）に示した処理が繰り返される。
【０１５７】
一方、図２８（ｂ）においてウェハＡを受け取った第２搬送ロボット４０は、このウェハＡを第２研磨部３ｂの第２リニアトランスポータ６のリフタ３６上に搬送し（図３０（ａ））、リフタ３６が上昇することによって、ウェハＡがリフタ３６上に載置される。リフタ３６がそのまま下降することによって、ウェハＡは第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５上に載置される（図３０（ｂ））。
【０１５８】
リフタ３６は、ウェハＡが第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５上に載置された後も、第５搬送ステージＴＳ５が移動しても互いに干渉しない位置まで下降を続ける。リフタ３６が下降を完了すると、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＡがトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３０（ｃ））。
【０１５９】
ここで、第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＡがトップリング３０１Ｃに受け渡される（図３０（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動する（図３１（ａ））。その後、研磨が終了したウェハＡはプッシャ３７によって第６搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３１（ｂ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＢが第５搬送ステージＴＳ５上に載置される。
【０１６０】
そして、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第６搬送ステージＴＳ６上のウェハＡはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（第７搬送位置ＴＰ７）に移動され、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＢはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３１（ｃ））。
【０１６１】
ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８及び第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＡとウェハＢがそれぞれトップリング３０１Ｄとトップリング３０１Ｃに受け渡される（図３１（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動する（図３２（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡ及びウェハＢは、それぞれプッシャ３８，３７によって第７搬送ステージＴＳ７、第６搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３２（ｂ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＣが第５搬送ステージＴＳ５上に載置される。
【０１６２】
そして、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第７搬送ステージＴＳ７上のウェハＡは、リフタ３６が配置された第５搬送位置ＴＰ５に移動され、第６搬送ステージＴＳ６上のウェハＢはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（第７搬送位置ＴＰ７）に移動され、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＣはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３２（ｃ））。
【０１６３】
ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８及び第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＢとウェハＣがそれぞれトップリング３０１Ｄとトップリング３０１Ｃに受け渡され、また、第５搬送位置に配置されたリフタ３６が上昇し、ウェハＡが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３２（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動し、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動するとともに、次のウェハＤが第２搬送ロボット４０によって用意される（図３２（ｅ））。以降は、図３２（ａ）乃至図３２（ｅ）に示した処理が繰り返される。
【０１６４】
ウェハをパラレル処理する場合には、一方のウェハは、フロントロード部２０のウェハカセット→第１搬送ロボット２２→反転機３１→リフタ３２→第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１→プッシャ３３→トップリング３０１Ａ→研磨テーブル３００Ａ→プッシャ３３→第１リニアトランスポータ５の第２搬送ステージＴＳ２→プッシャ３４→トップリング３０１Ｂ→研磨テーブル３００Ｂ→プッシャ３４→第１リニアトランスポータ５の第３搬送ステージＴＳ３→リフタ３５→第２搬送ロボット４０→反転機４１→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６１→１次洗浄機４２→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６２→２次洗浄機４３→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６３→３次洗浄機４４→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６４→４次洗浄機４５→第１搬送ロボット２２→フロントロード部２０のウェハカセットという経路で搬送される。
【０１６５】
また、他方のウェハは、フロントロード部２０のウェハカセット→第１搬送ロボット２２→反転機３１→リフタ３２→第１リニアトランスポータ５の第４搬送ステージＴＳ４→リフタ３５→第２搬送ロボット４０→リフタ３６→第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５→プッシャ３７→トップリング３０１Ｃ→研磨テーブル３００Ｃ→プッシャ３７→第２リニアトランスポータ６の第６搬送ステージＴＳ６→プッシャ３８→トップリング３０１Ｄ→研磨テーブル３００Ｄ→プッシャ３８→第２リニアトランスポータ６の第７搬送ステージＴＳ７→リフタ３６→第２搬送ロボット４０→反転機４１→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６１→１次洗浄機４２→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６２→２次洗浄機４３→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６３→３次洗浄機４４→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６４→４次洗浄機４５→第１搬送ロボット２２→フロントロード部２０のウェハカセットという経路で搬送される。
【０１６６】
このときのリニアトランスポータ５，６の動作を図３３乃至図３８を参照して説明する。上述したシリーズ処理と同様にウェハＡが第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１上に載置される（図３３（ａ））。そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＡはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図３３（ｂ））。
【０１６７】
ここで、第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＡがトップリング３０１Ａに受け渡される。このとき、次のウェハＢが第４搬送ステージＴＳ４上に載置される（図３３（ｃ））。そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する。これにより、第４搬送ステージＴＳ４上のウェハＢがリフタ３５が配置された第４搬送位置に移動される（図３３（ｄ））。
【０１６８】
研磨が終了したウェハＡはプッシャ３３によって第２搬送ステージＴＳ２上に載置されるとともに、次のウェハＣが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＢが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３４（ａ））。このウェハＢは第２搬送ロボット４０により第２研磨部３ｂに送られる。
【０１６９】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＡはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＣはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図３４（ｂ））。
【０１７０】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＡとウェハＣがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。また、上述と同様にして、次のウェハＤが第４搬送ステージＴＳ４上に載置される（図３４（ｃ））、そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する。これにより、第４搬送ステージＴＳ４上のウェハＤがリフタ３５が配置された第４搬送位置に移動される（図３４（ｄ））。
【０１７１】
それぞれの研磨ユニットにおいて研磨が終了したウェハＡ及びウェハＣは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置されるとともに、次のウェハＥが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＤが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３５（ａ））。
【０１７２】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第３搬送ステージＴＳ３上のウェハＡは、リフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動され、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＣはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＥはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図３５（ｂ））。
【０１７３】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＣとウェハＥがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、研磨の終了したウェハＡが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３５（ｃ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＦが第４搬送ステージＴＳ４上に載置される。
【０１７４】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する。これにより、第４搬送ステージＴＳ４上のウェハＦがリフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動される（図３５（ｄ））。それぞれの研磨ユニットにおいて研磨が終了したウェハＣ及びウェハＥは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置されるとともに、次のウェハＧが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＦが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３５（ｅ））。以降は、図３５（ｂ）乃至図３５（ｅ）に示した処理が繰り返される。
【０１７５】
一方、図３４（ａ）においてウェハＢを受け取った第２搬送ロボット４０は、このウェハＢを第２研磨部３ｂの第２リニアトランスポータ６のリフタ３６上に搬送し（図３６（ａ））、リフタ３６が上昇することによって、ウェハＢがリフタ３６上に載置される。リフタ３２がそのまま下降することによって、ウェハＢは第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５上に載置される（図３６（ｂ））。
【０１７６】
リフタ３６は、ウェハＢが第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５上に載置された後も、第５搬送ステージＴＳ５が移動しても互いに干渉しない位置まで下降を続ける。リフタ３６が下降を完了すると、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＢがトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３６（ｃ））。
【０１７７】
ここで、第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＢがトップリング３０１Ｃに受け渡される（図３６（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動する（図３７（ａ））。その後、研磨が終了したウェハＢはプッシャ３７によって第６搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３７（ｂ））。このとき、図３５（ａ）において第２搬送ロボット４０に渡されたウェハＤが第５搬送ステージＴＳ５上に載置される。
【０１７８】
そして、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第６搬送ステージＴＳ６上のウェハＢはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（第７搬送位置ＴＰ７）に移動され、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＤはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３７（ｃ））。
【０１７９】
ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８及び第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＢとウェハＤがそれぞれトップリング３０１Ｄとトップリング３０１Ｃに受け渡される（図３７（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動する（図３８（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＢ及びウェハＤは、それぞれプッシャ３８，３７によって第７搬送ステージＴＳ７、第６搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３８（ｂ））。このとき、図３５（ｅ）において第２搬送ロボット４０に渡されたウェハＦが第５搬送ステージＴＳ５上に載置される。
【０１８０】
そして、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第７搬送ステージＴＳ７上のウェハＢは、リフタ３６が配置された第５搬送位置に移動され、第６搬送ステージＴＳ６上のウェハＤはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（第７搬送位置ＴＰ７）に移動され、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＦはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３８（ｃ））。
【０１８１】
ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８及び第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＤとウェハＦがそれぞれトップリング３０１Ｄとトップリング３０１Ｃに受け渡され、また、第５搬送位置に配置されたリフタ３６が上昇し、ウェハＢが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３８（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動し、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動するとともに、次のウェハＨが第２搬送ロボット４０によって用意される（図３８（ｅ））。以降は、図３８（ａ）乃至図３８（ｅ）に示した処理が繰り返される。
【０１８２】
ここで、上述した構成の研磨ユニットに代えて図３９に示す構成の研磨ユニットを用いることもできる。図３９に示す研磨ユニット５００は、上面に研磨布５１０が貼付された研磨テーブル５１１と、研磨対象物である半導体ウェハを真空吸着により保持し、これを研磨テーブル５１１に押圧して研磨するトップリングユニット５２０と、研磨テーブル５１１上の研磨布の目立て（ドレッシング）を行うドレッシングユニット５３０とを備えている。研磨テーブル５１１の研磨布５１０の表面は研磨対象物である半導体ウェハと摺接する研磨面を構成している。研磨テーブル５１１は、テーブル軸５１３を介してその下方に配置されるモータ（図示せず）に連結されており、研磨テーブル５１１はそのテーブル軸５１３回りに回転可能となっている。研磨テーブル５１１の上方には研磨液供給ノズル５１４及びアトマイザ５１５が配置されている。
【０１８３】
トップリングユニット５２０は、図３９に示すように、回転可能な支軸（移動機構）５２１と、支軸５２１の上端に取り付けられたトップリングヘッド５２２と、トップリングヘッド５２２の自由端から垂下するトップリングシャフト５２３と、トップリングシャフト５２３の下端に連結される略円盤状のトップリング５２４とを備えている。トップリング５２４は、支軸５２１の回転によるトップリングヘッド５２２の揺動とともに水平方向に移動し、プッシャと研磨布５１０上の研磨位置との間での往復運動が可能となっている。
【０１８４】
また、トップリング５２４は、トップリングシャフト５２３を介してトップリングヘッド５２２の内部に設けられたモータ及び昇降シリンダに連結されており、これにより昇降可能かつトップリングシャフト５２３回りに回転可能となっている。研磨対象物である半導体ウェハは、トップリング５２４の下端面に真空等によって吸着、保持される。上述した機構により、トップリング５２４は自転しながら、その下面に保持した半導体ウェハを研磨布５１０に対して任意の圧力で押圧することができる。
【０１８５】
ドレッシングユニット５３０は、研磨を行って劣化した研磨布５１０の表面を再生するもので、本実施形態においては、研磨布５１０の表面を薄く削り取ることによる目粗しを行うダイヤモンドドレッサ５４０と、研磨布５１０に形成された凹部に詰まった砥粒や研磨屑を掻き出すブラシドレッサ５５０とを備えている。
【０１８６】
ドレッシングユニット５３０は、研磨テーブル５１１の中心に対してトップリングユニット５２０とは反対側に配置されており、図３９に示すように、回転可能な支軸５３１と、支軸５３１に取り付けられたドレッサヘッド５３２と、ドレッサヘッド５３２の先端に取り付けられた揺動アーム５３３とを備えている。ドレッサヘッド５３２の上部には揺動モータ５３５が取り付けられており、上記揺動アーム５３３は揺動モータ５３５に連結されている。支軸５３１の回転によってドレッサヘッド５３２が揺動し、更に揺動モータ５３５を回転駆動することによって揺動アーム５３３が図３９の矢印Ｃで示すように揺動するようになっている。
【０１８７】
揺動アーム５３３の自由端からはドレッサーシャフト５３４が垂下しており、このドレッサーシャフト５３４の下端に略円盤状のダイヤモンドドレッサ５４０が連結されている。ドレッサーシャフト５３４は揺動アーム５３３の上部に設けられた駆動機構（エアシリンダ及びモータ）５３６に連結されており、この駆動機構５３６によってドレッサーシャフト５３４に連結されたダイヤモンドドレッサ５４０が昇降可能かつドレッサーシャフト５３４回りに回転可能となっている。
【０１８８】
図３９に示すように、揺動アーム５３３の自由端近傍には駆動機構（エアシリンダ及びモータ）５３７が設けられており、この駆動機構５３７からはドレッサーシャフト５３８が垂下している。ドレッサーシャフト５３８の下端には略円盤状のブラシドレッサ５５０が連結されており、この駆動機構５３７によってドレッサーシャフト５３８に連結されたブラシドレッサ５５０が昇降可能かつドレッサーシャフト５３８回りに回転可能となっている。
【０１８９】
ところで、近年の半導体製造工場の自動化とウェハの大径化の流れにより、半導体製造装置内にウェハＩＤ認識機構を搭載する要望が増加している。すなわち、ウェハ上に規格化されたＩＤコードを付与し、このＩＤコードをＩＤ認識センサで読みとり、このＩＤコードからウェハに関する情報を得て、これを「半導体製造装置の加工条件の調整」や「工場の工程管理」などに利用する要望が増加している。このような基板ＩＤ認識機構は、まずウェハのノッチ（又はオリエンテーションフラット）の位置を検知した後、ウェハを所定角度だけ回転して位置決めを行う。このような回転位置決めを行うユニットは「ノッチアライナ」と呼ばれており、ノッチアライナで位置決めされたウェハは、ＩＤ認識センサによってそのＩＤコードが読みとられ、このＩＤコードが制御部に伝達される。
【０１９０】
しかしながら、上述したようなノッチアライナやＩＤ認識機構は、設置のために大きな空間を必要とするため、装置のフットプリントの増大を招く一因となっている。また、ウェハをノッチアライナに受け渡しする動作が必要となるため、ウェハの搬送経路に乱れが生じ、本来想定していたスループットを確保できなくなる場合も考えられる。そこで、図４０（ａ）に示すようなノッチアライナを兼ね備えた反転機７００を用いることが好ましい。図４０（ａ）に示す反転機７００は、反転機本体７０２と、反転機本体７０２に取り付けられた反転軸７０４と、基板を保持する保持機構としての開閉可能な１対のアーム７０６とを備えている。この反転機７００のアーム７０６には、ウェハＷをクランプするための溝が形成されたコマ７０８が複数取り付けられており、反転軸７０４が回転することによりアーム７０６のコマ７０８にクランプされたウェハＷが反転されるようになっている。
【０１９１】
また、ウェハＷのノッチ検出用センサとして透過型光センサ７１０がウェハＷの周縁部に位置するように配置されており、ウェハＷの上方には、ウェハＷのＩＤ認識用のセンサ７１２が配置されている。また、図４０（ｂ）に示すように、アーム７０６上のコマ７０８は、内部に配置されたモータ（回転機構）７１４の回転軸７１４ａに連結されており、各コマ７０８がそれぞれ互いに同期して回転できるようになっている。したがって、モータ７１４を駆動することによって、コマ７０８の溝にウェハＷの周縁部を保持した状態でこのウェハＷを回転させることができる。なお、伝達ベルトによって動力を伝達し、コマ７０８を回転させてもよい。
【０１９２】
次に、このような反転機７００を上述した第１研磨部３ａの反転機として用いた場合の処理を例として説明する。フロントロード部２０から取り出されたウェハは、第１搬送ロボット２２によって反転機７００に搬送される。反転機７００に受け渡されたウェハは、アーム７０６が閉じることによって反転機にハンドリングされる。このとき、ウェハＷは、少なくとも３つ（図４０（ａ）に示す例では４つ）のコマ７０８によって支持される。そして、モータ７１４を駆動し、ウェハＷを回転させ、ノッチ検出用センサ７１０によってウェハＷのノッチを検出する。センサ７１０がノッチを検出するとモータ７１４の回転を停止し、ノッチを所定の位置に位置決めする。この位置決めされた状態においては、ウェハ上のＩＤコードがＩＤ認識用センサ７１２の真下に位置するようになっており、このＩＤ認識用センサ７１２によってＩＤコードが読みとられる。その後、反転軸７０４が回転することによりウェハＷが反転され、以降の処理に運ばれる。このように、ノッチアライナを兼ね備えた反転機７００を用いることにより、第１搬送ロボット２２における処理ウェハあたりの搬送回数を増やすことなく、ウェハを処理することが可能になるため、スループットへの影響を最小限にとどめることができる。
【０１９３】
図４０（ａ）に示す例では、アーム７０６によりウェハＷをクランプする例について説明したが、図４１に示すように、ウェハを真空吸着する反転機においてもノッチアライナ機能を設けることができる。図４１に示す反転機７２０は、反転機本体７２２と、反転機本体７２２に取り付けられた反転軸７２４と、反転軸７２４の先端に取り付けられた真空吸着部７２６とを備えている。真空吸着部７２６の下面はウェハＷを真空吸着するようになっており、反転軸７２４が回転することにより真空吸着部７２６に吸着されたウェハＷが反転されるようになっている。
【０１９４】
また、ウェハＷのノッチ検出用センサとして透過型光センサ７２８がウェハＷの周縁部に位置するように配置されており、ウェハＷの上方には、ウェハＷのＩＤ認識用のセンサ７３０が配置されている。真空吸着部７２６は回転可能に構成されており、下面に吸着したウェハＷを回転させることができる。このように、真空吸着部７２６は、基板を保持する保持機構及び基板を回転させる回転機構としての機能を有する。真空吸着部７２６にウェハＷを吸着した後、ウェハＷを回転させ、ノッチ検出用センサ７２８によってウェハＷのノッチを検出する。ノッチ検出用センサ７２８によってウェハＷのノッチを検出する。センサ７２８がノッチを検出すると真空吸着部７２６の回転を停止し、ノッチを所定の位置に位置決めする。この位置決めされた状態においては、ウェハ上のＩＤコードがＩＤ認識用センサ７３０の真下に位置するようになっており、このＩＤ認識用センサ７３０によってＩＤコードが読みとられる。
【０１９５】
また、このようなノッチアライナ機能は反転機だけでなく、その他の基板処理装置にも設けることが可能である。例えば、上述した研磨ユニットのトップリングにノッチアライナ機能を付加することができる。上述したように、ウェハは表面を下向きの状態でトップリングの下面に保持され、また、トップリングは回転可能に構成されているため、図４２に示すように、ウェハＷの周縁部の下方に、ウェハＷのノッチ検出用センサ及びＩＤ認識用センサとしてＣＣＤカメラ７３２を配置すれば、トップリング７３０にノッチアライナとしての機能を持たせることが可能となる。近年では、ＣＣＤカメラによって取り込んだ画像の処理技術が飛躍的に向上しているため、トップリング７３０の下方に配置されたＣＣＤカメラ７３２によりノッチの検出とＩＤの認識を行うことができる。
【０１９７】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【０１９８】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、搬送機構の移動スペースとは別に受け渡し機構（プッシャ）の設置スペースを設ける必要がなくなるため、装置をコンパクトにできるとともに、研磨対象物の搬送も効率的に行うことが可能となる。また、直動搬送機構の複数の搬送位置を装置の長手方向に沿って配置すれば、装置の長手方向に研磨対象物を直動搬送することができ、装置の幅を最小限に抑えることができる。したがって、装置全体の省スペース化をより効率的に図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるポリッシング装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すポリッシング装置の概要を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は図１に示すポリッシング装置のフロントロード部２０を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】図１に示すポリッシング装置の第１搬送ロボットを示す側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態における第１搬送ロボットのハンドを示す平面図である。
【図６】図１に示すポリッシング装置のトップリングの構造を示す部分的に断面された側面図である。
【図７】図１に示すポリッシング装置のドレッサを示す縦断面図であり、ダイヤモンドドレッサを示す。
【図８】図１に示すポリッシング装置のドレッサを示す縦断面図であり、ブラシドレッサを示す。
【図９】図１に示すポリッシング装置の第１リニアトランスポータを示す正面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】図１に示すポリッシング装置の第２リニアトランスポータを示す正面図である。
【図１２】図１１の平面図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は図１に示すポリッシング装置の反転機を示す図であり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の一部断面された側面図である。
【図１４】図１のポリッシング装置の第２搬送ロボット４０を示す斜視図である。
【図１５】図１に示すポリッシング装置のリフタを示す縦断面図である。
【図１６】図１に示すポリッシング装置のプッシャの縦断面図である。
【図１７】図１６に示すプッシャの動作の説明に付する図である。
【図１８】図１に示すポリッシング装置の搬送ユニットを示す斜視図である。
【図１９】図１８の正面図である。
【図２０】図１８の平面図である。
【図２１】図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は図１８に示す搬送ユニットのチャッキングユニットを示すもので、図２１（ａ）は平面図、図２１（ｂ）は正面図である。
【図２２】図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は図１８に示す搬送ユニットの動作の説明に付する図であり、図２２（ａ）は横断面図、図２２（ｂ）は縦断面図である。
【図２３】図２３（ａ）乃至図２３（ｊ）は、洗浄部の反転機に代えて取り付けられる膜厚測定器の動作の説明に付する図である。
【図２４】図２４（ａ）乃至図２４（ｊ）は、洗浄部の反転機に代えて取り付けられる膜厚測定器の動作の説明に付する図である。
【図２５】図２５（ａ）乃至図２５（ｆ）は、洗浄部の反転機に代えて取り付けられる膜厚測定器の動作の説明に付する図である。
【図２６】図２６（ａ）乃至図２６（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図２７】図２７（ａ）乃至図２７（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図２８】図２８（ａ）乃至図２８（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図２９】図２９（ａ）乃至図２９（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３０】図３０（ａ）乃至図３０（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３１】図３１（ａ）乃至図３１（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３２】図３２（ａ）乃至図３２（ｅ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３３】図３３（ａ）乃至図３３（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３４】図３４（ａ）乃至図３４（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３５】図３５（ａ）乃至図３５（ｅ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３６】図３６（ａ）乃至図３６（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３７】図３７（ａ）乃至図３７（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３８】図３８（ａ）乃至図３８（ｅ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３９】本発明の他の実施形態における研磨ユニットを示す概略斜視図である。
【図４０】図４０（ａ）は本発明の他の実施形態における反転機を示す概略斜視図、図４０（ｂ）は図４０（ａ）の部分断面図である。
【図４１】図４１は本発明の他の実施形態における反転機を示す概略斜視図である。
【図４２】本発明の他の実施形態におけるトップリングを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ ロード／アンロード部
３ 研磨部
４ 洗浄部
５，６ リニアトランスポータ
１０〜１４ シャッタ
２０ フロントロード部
２１ 走行機構
２２ 第１搬送ロボット
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 研磨ユニット
３１，４１ 反転機
３２ リフタ
３３，３４，３７，３８ プッシャ
３５，３６ リフタ
４０ 第２搬送ロボット
４２〜４５ 洗浄機
４６ 搬送ユニット
５０，６０ ピン
５１〜５４，６１〜６３ 支持部
５５，６５ エアシリンダ
５６ 連結部材
５７，５８，６７ シャフト
４６１〜４６４ チャッキングユニット
４６５ メインフレーム
４６６ ガイドフレーム
４６７，４６９ ボールねじ
４６８，４７０ モータ
４７１ａ，４７１ｂ アーム
４７２ ベース
４７３ チャックコマ
４７４ エアシリンダ
４７５ ピニオン
４７６ａ，４７６ｂ ラック
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ 研磨テーブル
３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，３０１Ｄ トップリング
３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ 研磨液供給ノズル
３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃ，３０３Ｄ ドレッサ
３０４Ａ，３０４Ｂ，３０４Ｃ，３０４Ｄ アトマイザ
４７０ ウェハ反転保持機構
４７１ ハンドリングユニット
４７１ａ，４７１ｂ 真空吸着ハンド
４７２ 膜厚測定部
５０１，５０２，６０１ メカストッパ
７０２，７２２ 反転機本体
７０４，７２４ 反転軸
７０６ アーム
７０８ コマ
７１０，７２８ ノッチ検出用センサ
７１２，７３０ ＩＤ認識用センサ
７１４ モータ
７２６ 真空吸着部
ＴＳ１〜ＴＳ７ 搬送ステージ
ＴＰ１〜ＴＰ７ 搬送位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリッシング装置、特に半導体ウェハなどの研磨対象物を平坦かつ鏡面状に研磨するポリッシング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。特に線幅が０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパーの結像面の平坦度を必要とする。このような半導体ウェハの表面を平坦化する一手段として、化学機械研磨（ＣＭＰ）を行うポリッシング装置が知られている。
【０００３】
この種の化学機械研磨（ＣＭＰ）装置は、研磨布を上面に有する研磨テーブルとトップリングとを備えている。そして、研磨テーブルとトップリングとの間に研磨対象物（ウェハ）を介在させて、研磨布の表面に砥液（スラリ）を供給しつつ、トップリングによって研磨対象物を研磨テーブルに押圧して、研磨対象物の表面を平坦かつ鏡面状に研磨している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、研磨テーブルとトップリングとを有する研磨ユニットを複数備えたポリッシング装置が知られている。このようなポリッシング装置においては、各トップリングにおけるウェハの受け渡し位置に、ウェハを受け渡す受け渡し機構（プッシャ）が設けられ、これらのプッシャにウェハを搬送する搬送ロボットが設けられる。
【０００５】
しかしながら、上述したポリッシング装置においては、研磨ユニットごとにプッシャを設ける必要があるため、プッシャの設置スペースが大きくなり、また、これらのプッシャ間でウェハを搬送するための搬送ロボットの移動スペースも大きくなり、装置が大型化してしまう。また、上記搬送ロボットはウェハを一度に何枚も搬送できるものではないため、上記搬送ロボットが様々な用途で用いられる場合には、他のウェハを搬送するために搬送ロボットが拘束されていると、目的であるウェハの搬送が遅れてしまうことがある。このような場合には、ウェハの処理及び搬送が効率的に行えず、スループットの低下をもたらしてしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、装置の省スペース化を図ることができ、また研磨対象物の処理及び搬送を効率的に行ってスループットを向上す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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の第１の態様は、研磨対象物を収納したカセットを搭載するフロントロード部と、前記フロントロード部に搭載されたカセットから研磨対象物を取り出して移動させる第１搬送ロボットと、研磨面を有する研磨テーブル、該研磨テーブルの研磨面に研磨対象物を押圧するトップリング、及び該トップリングを前記研磨面上の研磨位置と研磨対象物の受け渡し位置との間で移動させる移動機構を有する研磨ユニットをそれぞれ複数有する第１研磨部及び第２研磨部からなる研磨部と、前記第１研磨部及び前記第２研磨部でそれぞれ研磨された研磨対象物を洗浄する洗浄部とを備え、前記第１研磨部には、複数の研磨ユニットの配列方向に沿って直線状に並び、前記研磨対象物の受け渡し位置を含む複数の搬送位置の間で研磨対象物を搬送する第１リニアトランスポータと、前記研磨対象物の受け渡し位置としての前記第１リニアトランスポータの搬送位置に位置して、該第１トランスポータと前記トップリングとの間で前記研磨対象物を受け渡す受け渡し機構が設けられ、前記第２研磨部には、複数の研磨ユニットの配列方向に沿って直線状に並び、前記研磨対象物の受け渡し位置を含む複数の搬送位置の間で研磨対象物を搬送する第２リニアトランスポータと、前記研磨対象物の受け渡し位置としての前記第２リニアトランスポータの搬送位置に位置して、該第２トランスポータと前記トップリングとの間で前記研磨対象物を受け渡す受け渡し機構が設けられ、前記第１リニアトランスポータ、前記第２リニアトランスポータ及び前記洗浄部にアクセス可能な位置に第２搬送ロボットが配置されていることを特徴とするポリッシング装置である。
【０００８】
このような構成により、搬送機構の移動スペースとは別に受け渡し機構（プッシャ）の設置スペースを設ける必要がなくなるため、装置をコンパクトにできるとともに、研磨対象物の搬送も効率的に行うことが可能となる。
【００１０】
半導体ウェハなどの研磨対象物を研磨するポリッシング装置はクリーンルーム内に設置されるが、クリーンルームの清浄化の観点から、一般に、ポリッシング装置を研磨対象物のロード／アンロード部から長手方向に延びる構造とし、複数のポリッシング装置を装置の幅方向に並設することがなされる。このような場合、上記直動搬送機構の複数の搬送位置を装置の長手方向に沿って配置して、装置の長手方向、すなわち研磨ユニットの配列方向に研磨対象物を直動搬送することとすれば、装置の幅を最小限に抑えることができる。したがって、装置全体の省スペース化をより効率的に図ることが可能となる。
【００１１】
本発明の好ましい一態様は、上記第１搬送ロボットは、ロード／アンロード部内に設置され、該ロード／アンロード部、上記研磨部及び上記洗浄部は、隔壁により区画されて形成されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の好ましい一態様は、上記ロード／アンロード部、上記研磨部及び上記洗浄部は、それぞれ独立に排気されるように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明の好ましい一態様は、上記隔壁には、研磨対象物を通過させるための開口が形成され、該開口には、開閉自在なシャッタが設けられていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の好ましい一態様は、上記洗浄部は、所定の方向に沿って配列した複数の洗浄機を有することを特徴としている。
【００１９】
本発明の好ましい一態様は、上記複数の洗浄機は、隔壁によってそれぞれ区画されていることを特徴としている。
【００４７】
【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一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るポリッシング装置の全体構成を示す平面図、図２は図１に示すポリッシング装置の概要を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態におけるポリッシング装置は、略矩形状のハウジング１を備えており、ハウジング１の内部は隔壁１ａ，１ｂ，１ｃによってロード／アンロード部２と研磨部３（３ａ，３ｂ）と洗浄部４とに区画されている。これらのロード／アンロード部２、研磨部３ａ，３ｂ、及び洗浄部４は、それぞれ独立に組み立てられ、独立に排気されるものである。
【００４８】
ロード／アンロード部２は、多数の半導体ウェハをストックするウェハカセットを載置する２つ以上（本実施形態では３つ）のフロントロード部２０を備えている。これらのフロントロード部２０は、ポリッシング装置の幅方向（長手方向と垂直な方向）に隣接して配列されている。フロントロード部２０には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing Interface）ポッド、又はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ここで、ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部にウェハカセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
【００４９】
また、ロード／アンロード部２には、フロントロード部２０の並びに沿って走行機構２１が敷設されており、この走行機構２１上にウェハカセットの配列方向に沿って移動可能な第１搬送機構としての第１搬送ロボット２２が設置されている。第１搬送ロボット２２は走行機構２１上を移動することによってフロントロード部２０に搭載されたウェハカセットにアクセスできるようになっている。この第１搬送ロボット２２は上下に２つのハンドを備えており、例えば、上側のハンドをウェハカセットに半導体ウェハを戻すときに使用し、下側のハンドを研磨前の半導体ウェハを搬送するときに使用して、上下のハンドを使い分けることができるようになっている。
【００５０】
ロード／アンロード部２は最もクリーンな状態を保つ必要がある領域であるため、ロード／アンロード部２の内部は、装置外部、研磨部３、及び洗浄部４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、第１搬送ロボット２２の走行機構２１の上部には、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタなどのクリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルや有毒蒸気、ガスが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。
【００５１】
研磨部３は、半導体ウェハの研磨が行われる領域であり、第１研磨ユニット３０Ａと第２研磨ユニット３０Ｂとを内部に有する第１研磨部３ａと、第３研磨ユニット３０Ｃと第４研磨ユニット３０Ｄとを内部に有する第２研磨部３ｂとを備えている。これらの第１研磨ユニット３０Ａ、第２研磨ユニット３０Ｂ、第３研磨ユニット３０Ｃ、及び第４研磨ユニット３０Ｄは、図１に示すように、装置の長手方向に沿って配列されている。
【００５２】
図１に示すように、第１研磨ユニット３０Ａは、研磨面を有する研磨テーブル３００Ａと、半導体ウェハを保持しかつ半導体ウェハを研磨テーブル３００Ａに対して押圧しながら研磨するためのトップリング３０１Ａと、研磨テーブル３００Ａに研磨液やドレッシング液（例えば、水）を供給するための研磨液供給ノズル３０２Ａと、研磨テーブル３００Ａのドレッシングを行うためのドレッサ３０３Ａと、液体（例えば純水）と気体（例えば窒素）の混合流体を霧状にして、１又は複数のノズルから研磨面に噴射するアトマイザ３０４Ａとを備えている。また、同様に、第２研磨ユニット３０Ｂは、研磨テーブル３００Ｂと、トップリング３０１Ｂと、研磨液供給ノズル３０２Ｂと、ドレッサ３０３Ｂと、アトマイザ３０４Ｂとを備えており、第３研磨ユニット３０Ｃは、研磨テーブル３００Ｃと、トップリング３０１Ｃと、研磨液供給ノズル３０２Ｃと、ドレッサ３０３Ｃと、アトマイザ３０４Ｃとを備えており、第４研磨ユニット３０Ｄは、研磨テーブル３００Ｄと、トップリング３０１Ｄと、研磨液供給ノズル３０２Ｄと、ドレッサ３０３Ｄと、アトマイザ３０４Ｄとを備えている。
【００５３】
第１研磨部３ａの第１研磨ユニット３０Ａ及び第２研磨ユニット３０Ｂと洗浄部４との間には、長手方向に沿った４つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順番に第１搬送位置ＴＰ１、第２搬送位置ＴＰ２、第３搬送位置ＴＰ３、第４搬送位置ＴＰ４とする）の間でウェハを搬送する第２（直動）搬送機構としての第１リニアトランスポータ５が配置されている。この第１リニアトランスポータ５の第１搬送位置ＴＰ１の上方には、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２から受け取ったウェハを反転する反転機３１が配置されており、その下方には上下に昇降可能なリフタ３２が配置されている。また、第２搬送位置ＴＰ２の下方には上下に昇降可能なプッシャ３３が、第３搬送位置ＴＰ３の下方には上下に昇降可能なプッシャ３４が、第４搬送位置ＴＰ４の下方には上下に昇降可能なリフタ３５がそれぞれ配置されている。
【００５４】
また、第２研磨部３ｂには、第１リニアトランスポータ５に隣接して、長手方向に沿った３つの搬送位置（ロード／アンロード部２側から順番に第５搬送位置ＴＰ５、第６搬送位置ＴＰ６、第７搬送位置ＴＰ７とする）の間でウェハを搬送する第２（直動）搬送機構としての第２リニアトランスポータ６が配置されている。この第２リニアトランスポータ６の第５搬送位置ＴＰ５の下方には上下に昇降可能なリフタ３６が、第６搬送位置ＴＰ６の下方にはプッシャ３７が、第７搬送位置ＴＰ７の下方にはプッシャ３８がそれぞれ配置されている。
【００５５】
研磨時にはスラリを使用することを考えるとわかるように、研磨部３は最もダーティな（汚れた）領域である。したがって、本実施形態では、研磨部３内のパーティクルが外部に飛散しないように、各研磨テーブルの周囲から排気が行われており、研磨部３の内部の圧力を、装置外部、周囲の洗浄部４、ロード／アンロード部２よりも負圧にすることでパーティクルの飛散を防止している。また、通常、研磨テーブルの下方には排気ダクト（図示せず）が、上方にはフィルタ（図示せず）がそれぞれ設けられ、これらの排気ダクト及びフィルタを介して清浄化された空気が噴出され、ダウンフローが形成される。
【００５６】
洗浄部４は、研磨後の半導体ウェハを洗浄する領域であり、第２搬送ロボット４０と、第２搬送ロボット４０から受け取ったウェハを反転する反転機４１と、研磨後の半導体ウェハを洗浄する４つの洗浄機４２〜４５と、反転機４１及び洗浄機４２〜４５の間でウェハを搬送する第３搬送機構としての搬送ユニット４６とを備えている。これらの第２搬送ロボット４０、反転機４１、及び洗浄機４２〜４５は、長手方向に沿って直列に配置されている。また、これらの洗浄機４２〜４５の上部には、クリーンエアフィルタを有するフィルタファンユニット（図示せず）が設けられており、このフィルタファンユニットによりパーティクルが除去されたクリーンエアが常時下方に向かって吹き出している。また、洗浄部４の内部は、研磨部３からのパーティクルの流入を防止するために研磨部３よりも高い圧力に常時維持されている。
【００５７】
次に、ロード／アンロード部２のフロントロード部２０について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）はフロントロード部２０を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、フロントロード部２０は、ウェハカセット２００を装置に搭載するためのロード／アンロードステージ２０１を備えている。このロード／アンロードステージ２０１はウェハカセット２００の下面の形状にあわせたブロックによる位置決め機構を有しており、繰り返しカセットを載せても常に同じ位置になるよう構成されている。また、正しい位置にウェハカセット２００が搭載された場合には、ボタン式のセンサによりカセット２００の存在を検知する。同時にそのときウェハがカセット２００からある一定長飛び出した場合に遮光されるように透過型光センサ２０２をカセット２００の上下に配置することで、ウェハの飛び出しを検知し、カセット２００のスロットにウェハが正しく収まっているかどうかを検知する。飛び出しを検知した場合は、インターロックが作動し、第１搬送ロボット２２やサーチ機構２０３等がフロントロード部２０に対してアクセスできないように制御する。なお、ウェハの飛び出しを検知する方法としては、ＣＣＤカメラに取り込んだ画像を分析することによってウェハの飛び出しを検知したり、ウェハの端面に投光した光の反射光を検知する反射型センサを用いてウェハの飛び出しを検知したりしてもよい。
【００５８】
各ロード／アンロードステージ２０１の下にはダミーウェハステーション２０４が配置されている。ダミーウェハステーション２０４は、ウェハを各１枚以上載置することが可能であり、製品ウェハを処理する前に研磨面の状態を安定した状態にするのに使用するダミーウェハや、装置の状態を確認するために搬送させるＱＣウェハなどを入れる。ダミーウェハステーション２０４内には、ウェハ有無検知用のセンサ２０５が設置されており、ウェハの存在を確認することができるようになっている。カセット２００が載置されていない場合にはステーションの上部に構成されるロード／アンロードステージ２０１を持ち上げて、手作業にてダミーウェハステーション２０４にウェハを載せることも可能になっている。標準的にダミーウェハステーション２０４へウェハを搭載する方法としては、ウェハを挿入したカセット２００を、任意のロード／アンロードステージ２０１に載せた後、ウェハのサーチを行い、どのウェハをどのダミーウェハステーション２０４に送るかをコントロールパネルより指示すれば、カセット２００、ダミーウェハステーション２０４双方にアクセス可能な第１搬送ロボット２２によって、ウェハをカセット２００からダミーウェハステーション２０４へ移送する方法がとられる。また、フロントロード部２０のうちの１つにダミーウェハを載置して、このフロントロード部をダミーウェハステーションとして用いてもよい。
【００５９】
ロード／アンロードステージ２０１の下部（ダミーウェハステーションがある場合は更にその下）には、ウェハサーチ機構２０３を備えている。サーチ機構２０３は駆動源（パルスモータ）２０６により、上下にストローク可能で、その先端には、ウェハサーチセンサ２０７が配置されている。サーチ機構２０３はウェハサーチ動作中以外には装置内部に待機していて、他の動作部分との干渉を防いでいる。サーチセンサ２０７は、フロントロード部２０側面からみて、光線がカセット２００内を水平に貫通するように向かい合って配置される。ウェハサーチ時にはサーチ機構２０３がダミーウェハステーション２０４の下からカセット２００の最終スロット上部まで往復し、ウェハによって光線が遮光された回数をカウントし、ウェハの枚数をカウントするとともにその位置を駆動源のパルスモータ２０６のパルスから検知して、カセット２００内のどのスロットにウェハがあるのかを判断する。また、あらかじめカセット２００のスロット間隔を入力しておき、その間隔以上のパルス間でセンサ２０７の光線が遮光された場合にはウェハが斜めに挿入されていることを検知するウェハ斜め検知機能も有している。
【００６０】
また、ウェハカセットの開口部と装置の間には、シリンダにより上下に駆動されるシャッタ２０８が配置され、カセット搭載エリアと装置内を遮断する。このシャッタ２０８はカセットに対して第１搬送ロボット２２がウェハを出し入れしている場合を除き、閉じられている。更に、装置前面に対して複数並べられたロード／アンロードステージ２０１の間にはそれぞれ隔壁２０９が設けられている。これにより、処理終了後のカセット交換作業中、隣のカセットが稼働中でも作業者が誤って触れることなくカセットにアクセスすることができる。
【００６１】
また、フロントロード部２０の前面は扉２１０により装置外部と遮られている。この扉２１０には、ロック機構及び開閉判別用のセンサ２１１が設けられており、処理中に扉２１０をロックすることにより、カセットの保護と人体への危険を未然に防止している。また、扉２１０が一定時間開いたままになっているときにアラーム（警報）を発するようになっている。
【００６２】
ここで、カセットをフロントロード部２０へ載置する方法としては、以下の２通りがある。
（１）ウェハが収納されたカセット２００をそのまま載置台へ置く方法。これはクリーンルームのフロントロード部２０に面している部屋が比較的清浄な状態にある場合、例えば、クラス１００以下のときにとられる方法である。
（２）クリーンルームのフロントロード部２０に面した部屋が比較的ダーティな（汚れた）状態にある場合、例えば、クラス１０００以上のときにはカセット２００をクラス１００程度に管理された箱の中に入れ、クリーンルーム内を搬送し、そのままフロントロード部２０へ載置する方法がとられる。
（１）の手段をとる場合には、フロントロード部２０にフィルタファンユニット２１２を設けることでカセットの載置される場所を特に清浄な状態に保つことが好ましい。
【００６３】
次に、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２について説明する。図４は、第１搬送ロボット２２を示す側面図である。図４に示すように、第１搬送ロボット２２は、旋回のためのθ軸２２０、上ハンド伸縮のためのＲ１軸２２１−１、下ハンド伸縮のためのＲ２軸２２１−２、上下移動のためのＺ軸２２２、カセットの並び方向の走行のためのＸ軸２２３を有している。なお、ロボットのＺ軸２２２は、ロボットボディ２２４に組み込んであってもよい。
【００６４】
上下のハンドはともに真空ラインを有しており、真空吸着ハンドとして使用することができる。この吸着型ハンドは、カセット内のウェハのずれに関係なく正確にウェハを搬送することができる。また、これらのハンドとして、ウェハの周縁部を保持する落とし込み型ハンドを用いることもできる。この落とし込み型ハンドは、吸着型ハンドのようにゴミを集めてこないので、ウェハの裏面のクリーン度を保ちながらウェハを搬送することができる。したがって、この落とし込み型ハンドを、洗浄機４５からウェハを取り出し、フロントロード部２０のウェハカセットに収納するまでの搬送工程、すなわち、洗浄終了後のウェハの搬送に使用すると効果的である。更に、上側のハンドを落とし込み型ハンドとすれば、洗浄後のクリーンなウェハをそれ以上汚さないようにできる。図４は、上側のハンドとして落とし込み型ハンド２２５を使用し、下側のハンドとして吸着型ハンド２２６を使用した例を示している。
【００６５】
なお、真空吸着ハンドとして使用した場合、真空スイッチを用いることによりハンド上のウェハの有無を検知することができる。また、落とし込み型ハンドとして使用した場合、反射形や静電容量形などの近接センサを用いることによりハンド上のウェハの有無を検知することができる。
【００６６】
本実施形態では、上側のハンド２２５は洗浄機４５、フロントロード部２０に対してアクセス可能であり、下側のハンド２２６はフロントロード部２０、研磨部３の反転機３１に対してアクセス可能となっている。
【００６７】
図５は、本発明の他の実施形態における第１搬送ロボットのハンドを示す平面図である。図５に示すハンドは、ウェハＷの周縁部を保持する複数の支持部２２７と、ハンドの基部に設けられた可動クランプ２２８とを備えている。可動クランプ２２８がウェハＷの中心方向に移動すると、ウェハは支持部２２７に支持され、保持されるようになっている。また、可動クランプ２２８のストローク量を測定することにより、ハンド上のウェハの有無を検知することができるようになっている。
【００６８】
ここで、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２の上部に、ウェハの膜厚を測定する膜厚測定器（In-line Thickness Monitor：ＩＴＭ）を設置してもよい。このような膜厚測定器を設置した場合には、第１搬送ロボット２２が膜厚測定器にアクセスする。この膜厚測定器は、第１搬送ロボット２２から研磨前又は研磨後のウェハを受け取り、このウェハに対して膜厚を測定する。この膜厚測定器において得られた測定結果に基づいて研磨条件等を適切に調整すれば、研磨精度を上げることができる。
【００６９】
次に、研磨部３の研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄについて説明する。これらの研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは同一構造であるため、以下では第１研磨ユニット３０Ａについてのみ説明する。
【００７０】
研磨テーブル３００Ａの上面には研磨布又は砥石等が貼付されており、この研磨布又は砥石等によって半導体ウェハを研磨する研磨面が構成されている。研磨時には、研磨液供給ノズル３０２Ａから研磨テーブル３００Ａ上の研磨面に研磨液が供給され、研磨対象である半導体ウェハがトップリング３０１Ａにより研磨面に押圧されて研磨が行われる。なお、１以上の研磨ユニットにベルト又はテープの研磨面を設けて、ベルト又はテープの研磨面とテーブル状の研磨面とを組み合わせることもできる。
【００７１】
図６は、第１研磨ユニット３０Ａのトップリング３０１Ａの構造を示す部分的に断面された側面図である。トップリング３０１Ａは、トップリング３０１Ａを回転、押し付け、揺動などの動作をさせるトップリングヘッド３１００に支持されている。トップリング３０１Ａは、ウェハの上面を保持するとともに研磨テーブル３００Ａの研磨面に押し付けるトップリング本体３１０２と、ウェハの外周を保持するガイドリング３１０４と、トップリング３０１Ａとウェハの間に配置される緩衝材としてのバッキングフィルム３１０６とを備えている。トップリング本体３１０２はたわみの少ない材質、例えばセラミックや耐腐食性を有し剛性のある金属（ステンレス）などによって形成されており、ウェハの全面を均一に押し付けられるようにウェハ側の面が平坦に仕上げられている。研磨するウェハによってはこの面が緩やかに凹凸があってもよい。
【００７２】
ガイドリング３１０４はウェハの外周が抑えられるようにウェハ外径よりわずかに大きい内径を有しており、ガイドリング３１０４内にウェハが挿入される。トップリング本体３１０２にはウェハ押し付け面に開口するとともに反対側の面に開口する複数の貫通穴３１０８が形成されている。そして、これら貫通穴３１０８を介して上方からウェハ接触面に対して陽圧のクリーンエアや窒素ガスを供給し、ウェハのある領域を選択的にかつ部分的に押し付けられるようになっている。また、貫通穴３１０８を負圧にすることでウェハを吸着することが可能になり、トップリング本体３１０２にウェハを吸着しウェハの搬送を行っている。また貫通穴３１０８からクリーンエアや窒素ガスをウェハに吹き付けウェハをトップリング本体３１０２から離脱できるようにもなっている。この場合、エアやガスに純水などを混合することでウェハが離脱する力を高め、確実なウェハの離脱を行うことも可能になっている。
【００７３】
また、トップリング３０１Ａの上面には取付フランジ３１１０が取り付けられており、この取付フランジ３１１０の上面の中心部には半球状の穴が形成されている。取付フランジ３１１０の上方には、トップリング駆動軸３１１２に固定された駆動フランジ３１１４が配設されており、この駆動フランジ３１１４にも同様の半球状の穴が形成されている。これら両穴の中に硬質の例えばセラミックの球３１１６が収容され、駆動フランジ３１１４に加えられる下方向への押し付け力は球３１１６を介して下の取付フランジ３１１０に伝達されるようになっている。
【００７４】
一方、トップリングヘッド３１００は、スプラインシャフトからなるトップリング駆動軸３１１２を介してトップリング３０１Ａを支持している。また、トップリングヘッド３１００は、揺動軸３１１７によって支持されている。揺動軸３１１７は、軸の下端に連結された移動機構としてのモータ（図示せず）が回転することで揺動し、トップリングヘッド３１００が旋回できるようになっており、この旋回によってトップリング３０１Ａを研磨位置、メンテナンス位置、及びウェハの受け渡し位置へ移動させることが可能になっている。揺動軸３１１７の上方で、トップリングヘッド３１００の上面にモータ３１１８が設けられており、モータを回転させると、このモータの軸端に取り付けられた駆動プーリ３１２０が回転し、トップリング駆動軸３１１２の外周にある従動プーリ３１２２がベルト３１２４を介して回転する。従動プーリ３１２２が回転すると、トップリング駆動軸３１１２が同様に回転する。トップリング駆動軸３１１２の回転がトップリング３０１Ａに伝達され、トップリング３０１Ａが回転する。
【００７５】
また、トップリングヘッド３１００の上面にはシリンダ３１２６が軸を下向きにして取り付けられており、トップリングヘッド３１００とシリンダ３１２６の軸とはフレキシブルに結合されている。シリンダ３１２６に供給するエアの圧力をコントロールすることで、トップリング駆動軸３１１２を上昇下降させる力、すなわちトップリング３０１Ａを研磨面に対して押圧する力をコントロールできるようになっている。また、シリンダ３１２６とトップリングヘッド３１００の結合部分に引っ張り／圧縮式の荷重測定器３１２８（ロードセル）が介装されており、シリンダ３１２６がトップリングヘッド３１００を基点にし、上下の推力を発するときにその推力を測定することが可能になっている。この推力はウェハを押し付けている力に置き換えられるので、押し付け力の管理を目的として、この測定された推力を利用してフィードバック回路を形成してもよい。シリンダ３１２６のボディーとスプラインシャフトからなるトップリング駆動軸３１１２とは、トップリング駆動軸３１１２が回転可能な状態で連結されている。したがって、シリンダ３１２６が上下方向に動作すると、トップリング駆動軸３１１２は同時に上下方向に動作する。トップリング駆動軸３１１２の内部には貫通穴が形成されており、貫通孔内にチューブ（図示せず）が設けられている。トップリング駆動軸３１１２とトップリング３０１Ａが回転するので、チューブの上端部には回転継手３１３０が設置されている。この回転継手３１３０を介して、真空、窒素ガス、クリーンエアや純水等の気体及び／又は液体がトップリング本体３１０２に供給される。なお、シリンダ３１２６をスプラインシャフト上に直接取り付けてもよく、この場合にはシリンダ３１２６とスプラインシャフトの結合部分に荷重測定器３１２８を取り付ける。
【００７６】
上述のように構成されたトップリング３０１Ａはプッシャ３３に搬送されたウェハを真空吸着し、ウェハをトップリング３０１Ａのガイドリング３１０４内に保持する。その後、トップリング３０１Ａはプッシャ３３の上方から研磨テーブル３００Ａ上の研磨面の上方へ揺動する。トップリング３０１Ａが研磨テーブル３００Ａ上方のポリッシング可能な位置に揺動してきたら、トップリング３０１Ａを所望の回転数で回転させ、シリンダ３１２６によりトップリング３０１Ａを下降させ、研磨テーブル３００Ａの上面まで下降させる。トップリング３０１Ａが研磨テーブル３００Ａの上面まで下降したら、シリンダ３１２６の下降点検出用のセンサ３１３２が作動し、下降動作が完了したことを信号として発する。その信号を受け、シリンダ３１２６は所望の押し付け荷重に対応する圧力に設定されたエアが供給され、トップリング３０１Ａを研磨テーブル３００Ａに押し付け、ウェハに押し付け力を加える。同時にウェハを吸着していた負圧用の回路を遮断する。このとき、例えばウェハの研磨する膜質などにより、この負圧はかけたままにしたり、遮断したり、更にバルブを切り換えて気体の圧力をコントロールして陽圧をかけたりして、ウェハの研磨プロファイルをコントロールする。このときの圧力はトップリング３０１Ａのウェハ保持部分に形成された貫通穴３１０８にのみかかるので、ウェハのどの領域にその圧力をかけたいかにより貫通穴３１０８の穴径、数、位置を変えて所望の研磨プロファイルを達成する。
【００７７】
その後、所望の研磨プロセスが終了する（研磨プロセスの終了は時間や膜厚によって管理される）と、トップリング３０１Ａはウェハを吸着保持する。そして、研磨テーブル上をウェハと研磨布が接触したまま揺動し、ウェハの中心が研磨テーブル３００Ａ上に存在し可能な限り研磨テーブル３００Ａの外周近傍に位置し、ウェハの表面の４０％程度が研磨テーブル３００Ａからはみ出すところまで移動する。その後、シリンダ３１２６を作動させ、ウェハとともにトップリング３０１Ａを上昇させる。これは、使用する研磨布によっては、パッド上のスラリとウェハとの間の表面張力がトップリングの吸着力よりも強くなることがあり、ウェハが研磨布上に残されてしまうため、その表面張力を減少させるために、研磨テーブル上よりもウェハを飛び出させてからトップリング３０１Ａを上昇させる。ウェハがウェハ面積の４０％以上研磨テーブルからはみ出ると、トップリングは傾き、ウェハが研磨テーブルのエッジに当たりウェハが割れてしまうおそれがあるので４０％程度のはみ出しが好ましい。すなわち、ウェハ中心が研磨テーブル３００Ａ上にあることが重要である。
【００７８】
トップリング３０１Ａの上昇が完了すると、シリンダ３１２６の上昇点検出センサ３１３４が作動し、上昇動作が完了したことが確認できる。そして、トップリング３０１Ａの揺動動作を開始し、プッシャ３３の上方へ移動してプッシャ３３へのウェハの受け渡しを行う。ウェハをプッシャ３３に受け渡した後、トップリング３０１Ａに向かって下方又は横方向、上方向から洗浄液を吹き付け、トップリング３０１Ａのウェハ保持面や研磨後のウェハ、その周辺を洗浄する。この洗浄水の供給は、次のウェハがトップリング３０１Ａに受け渡されるまでの間トップリングの乾燥防止を目的とし、継続してもよい。ランニングコストを考慮して間欠的に洗浄水を吹き付けてもよい。ポリッシングの間に、例えばポリッシング時間を複数のステップに分割し、そのステップごとにトップリングの押し付け力や、回転数、ウェハの保持方法を変更することが可能になっている。また使用する砥液の種類、量、濃度、温度、供給のタイミングなどを変更することが可能である。
【００７９】
また、ポリッシングの最中に、例えばトップリングの回転用のモータへの電流値をモニタしておくと、このモータが出力しているトルクが算出できる。ウェハのポリッシングの終点に伴いウェハと研磨布との摩擦に変化が生じる。このトルク値の変化を利用し、ポリッシングの終点を検知するようにしてもよい。同様に研磨テーブル３００Ａの電流をモニタし、トルクの変化を算出し、ポリッシングの終点を検知してもよい。同様にトップリングの振動を測定しながらポリッシングを行い、その振動波形の変極点を検知し、ポリッシング終了の確認を行ってもよい。更に、静電容量を測定してポリッシング完了を検知してもよい。この４通りのポリッシング完了検知はウェハの研磨前と研磨後の表面の凹凸の違いや表面の膜質の違い又は残膜量から判断する方法である。また、ポリッシングを終了したウェハの表面を洗浄し、研磨量を確認し、研磨不足を測定してから再度不足分をポリッシングしてもよい。
【００８０】
図７及び図８はドレッサ３０３Ａを示す縦断面図であり、図７はダイヤモンドドレッサを示し、図８はブラシドレッサを示す。図７に示すように、ドレッサ３０３Ａは、研磨布をドレッシングするドレッサ面を有するドレッサプレート３３００を備えている。ドレッサプレート３３００は取付フランジ３３０２に締結されており、取付フランジ３３０２の上面の中心部には半球状の穴が形成されている。取付フランジ３３０２の上方には、ドレッサ駆動軸３３０４に固定された駆動フランジ３３０６が配置されており、駆動フランジ３３０６にも同様の半球状の穴が形成されている。これら両穴の中に硬質の例えばセラミックの球３３０８が収容され、駆動フランジ３３０６に加えられる下方向への押し付け力は球３３０８を介して下のドレッサプレート３３００に伝達されるようになっている。ドレッサプレート３３００の下面には、パッドの形状修正や目立てを行うためにダイヤモンド粒３３１０が電着されている。ダイヤモンド粒以外にも硬質の例えばセラミックの突起が多数配置されたものなどでもよい。これらの交換はドレッサプレート３３００のみを交換すればよく、他種類のプロセスに容易に対応できるようになっている。いずれも表面の形状がドレッシング対象であるパッドの表面形状に反映されるのでドレッサのドレッシング面は平面に仕上げられている。
【００８１】
ドレッサ駆動軸３３０４はドレッサヘッド３３１２に支持されている。ドレッサヘッド３３１２の機能は、概略トップリングヘッド３１００と同様であり、ドレッサ駆動軸３３０４をモータによって回転させるともにドレッサ駆動軸３３０４をシリンダによって昇降させるようになっている。ドレッサヘッド３３１２の詳細構造は、トップリングヘッド３１００と概略同一であるため、図示は省略する。
【００８２】
図８はブラシドレッサを示し、ドレッサプレート３３００の下面にダイヤモンド粒３３１０に代わってブラシ３３１４が設けられている。その他の構成は図７に示すダイヤモンドドレッサと概略同様である。
【００８３】
上述の構成において、研磨布の形状修正や目立てを行う際、ドレッサ３０３Ａは洗浄位置から揺動し、研磨テーブル３００Ａ上のドレッシング位置の上方に移動する。揺動が完了するとドレッサ３０３Ａは所望の回転数で回転し、上昇下降のシリンダが作動し、ドレッサ３０３Ａが下降する。研磨テーブル３００Ａの上面にドレッサ３０３Ａが接触すると、シリンダに設けられた下降点検出センサが検知し、テーブル上にドレッサ３０３Ａがタッチダウンしたという信号を発する。その信号を受けシリンダはドレッサ３０３Ａに押し付け力を加え、所望の押圧力にて研磨テーブル３００Ａ上のパッドをドレッシングする。所望の時間、ドレッシングを行った後、シリンダが上昇方向に動作しドレッサ３０３Ａは研磨テーブル３００Ａ面から離れる。その後、ドレッサ３０３Ａは揺動し、洗浄位置へ移動し、その場で例えば洗浄桶（図示せず）に水没させてドレッサ自身を洗浄する。この洗浄は例えば水桶に水没させ、又はスプレーノズルで吹き付け洗浄し、又は水桶の底面に植毛されたブラシに押し付けて回転させ洗浄してもよい。また、桶の中に超音波素子を設けて、その振動エネルギによりドレッサを洗浄してもよい。
【００８４】
また、第１研磨ユニット３０Ａは、機械的ドレッサ３０３Ａの他に、流体圧による非接触型のドレッサとしてアトマイザ３０４Ａを備えている。このアトマイザの主な目的は、研磨面上に堆積、目詰まりした研磨屑、スラリ粒子を洗い流すことである。アトマイザの流体圧による研磨面の浄化と、機械的接触であるドレッサ３０３Ａによる研磨面の目立て作業により、より好ましいドレッシング、すなわち研磨面の再生を達成することができる。通常は接触型のドレッサ（ダイヤモンドドレッサ等）によるドレッシングの後に、アトマイザによる研磨面の性状再生を行う場合が多い。
【００８５】
次に、第１研磨部３ａの第１リニアトランスポータ５について説明する。図９は第１リニアトランスポータ５の正面図、図１０は図９の平面図である。図９及び図１０に示すように、第１リニアトランスポータ５は、直線往復移動可能な４つの搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４を備えており、これらのステージは上下に２段の構成となっている。すなわち、下段には第１搬送ステージＴＳ１、第２搬送ステージＴＳ２、第３搬送ステージＴＳ３が配置され、上段には第４搬送ステージＴＳ４が配置されている。
【００８６】
下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３と上段の搬送ステージＴＳ４とは、図１０の平面図上では同じ軸上を移動するが、設置される高さが異なっているため、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３と上段の搬送ステージＴＳ４とは互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。第１搬送ステージＴＳ１は、反転機３１とリフタ３２とが配置された第１搬送位置ＴＰ１とプッシャ３３が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第２搬送位置ＴＰ２との間でウェハを搬送し、第２搬送ステージＴＳ２は、第２搬送位置ＴＰ２とプッシャ３４が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第３搬送位置ＴＰ３との間でウェハを搬送し、第３搬送ステージＴＳ３は、第３搬送位置ＴＰ３とリフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４との間でウェハを搬送する。また、第４搬送ステージＴＳ４は、第１搬送位置ＴＰ１と第４搬送位置ＴＰ４との間でウェハを搬送する。
【００８７】
図１０に示すように、各搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４には、それぞれ４本のピン５０が固定されており、このピン５０により搬送ステージに載置されたウェハの外周縁がガイドされて位置決めされた状態でウェハが搬送ステージ上に支持されるようになっている。これらのピン５０は、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から形成される。また、各搬送ステージには、透過型センサなどによりウェハの有無を検知するセンサ（図示せず）が構成されており、各搬送ステージ上のウェハの有無を検知することができるようになっている。
【００８８】
搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４は、それぞれ支持部５１，５２，５３，５４により支持されており、図９に示すように、第２搬送ステージＴＳ２（駆動側の搬送ステージ）の支持部５２の下部には、エアシリンダ（駆動機構）５５のロッド５５ａに連結された連結部材５６が取り付けられている。また、第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２にはシャフト５７及びシャフト５８が挿通されている。シャフト５７の一端は第１搬送ステージＴＳ１（被駆動側の搬送ステージ）の支持部５１に連結され、他端にはストッパ５７１が設けられている。また、シャフト５８の一端は第３搬送ステージＴＳ３（被駆動側の搬送ステージ）の支持部５３に連結され、他端にはストッパ５８１が設けられている。シャフト５７には、第１搬送ステージＴＳ１の支持部５１と第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２との間にスプリング５７２が介装されており、同様にシャフト５８には、第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２と第３搬送ステージＴＳ３の支持部５３との間にスプリング５８２が介装されている。第１リニアトランスポータ５の両端部には、それぞれ第１搬送ステージＴＳ１の支持部５１及び第３搬送ステージＴＳ３の支持部５３に当接するメカストッパ５０１，５０２が設けられている。
【００８９】
エアシリンダ５５が駆動しロッド５５ａが伸縮すると、ロッド５５ａに連結された連結部材５６が移動し、第２搬送ステージＴＳ２は連結部材５６とともに移動する。このとき、第１搬送ステージＴＳ１の支持部５１はシャフト５７及びスプリング５７２を介して第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２に接続されているので、第１搬送ステージＴＳ１も第２搬送ステージＴＳ２とともに移動する。また、第３搬送ステージＴＳ３の支持部５３もシャフト５８及びスプリング５８２を介して第２搬送ステージＴＳ２の支持部５２に接続されているので、第３搬送ステージＴＳ３も第２搬送ステージＴＳ２とともに移動する。このように、エアシリンダ５５の駆動により第１搬送ステージＴＳ１、第２搬送ステージＴＳ２、及び第３搬送ステージＴＳ３が一体となって同時に直線往復移動をするようになっている。
【００９０】
ここで、第１搬送ステージＴＳ１が第１搬送位置ＴＰ１を越えて移動しようとした場合、第１搬送ステージＴＳ１の支持部５１がメカストッパ５０１に規制されて、それ以上の移動がスプリング５７１に吸収されて第１搬送ステージＴＳ１が第１搬送位置ＴＰ１を越えて移動できないようになっている。したがって、第１搬送ステージＴＳ１は第１搬送位置ＴＰ１に正確に位置決めされる。また同様に、第３搬送ステージＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４を越えて移動しようとした場合、第３搬送ステージＴＳ３の支持部５３がメカストッパ５０２に規制されて、それ以上の移動がスプリング５８２に吸収されて第３搬送ステージＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４を越えて移動できないようになっている。したがって、第３搬送ステージＴＳ３は第４搬送位置ＴＰ４に正確に位置決めされる。
【００９１】
各搬送ステージの移動すべきストロークが異なる場合には、それぞれの搬送ステージに対してエアシリンダを設けて各搬送ステージの移動を制御することもできるが、これは装置の大型化につながってしまう。本実施形態では、移動距離が最も長い搬送ステージにエアシリンダ５５のストロークを合わせれば、他の搬送ステージについてはスプリング５７２，５８２により余分なストロークが吸収される。したがって、搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３のストロークが異なっていても、これら３つの搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３を１つのエアシリンダ５５によって同時に移動させることができる。
【００９２】
また、第１リニアトランスポータ５は、上段の第４搬送ステージＴＳ４を直線往復移動させるエアシリンダ（図示せず）を備えており、このエアシリンダにより第４搬送ステージＴＳ４は上記下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３と同時に移動するように制御される。
【００９３】
次に第２研磨部３ｂの第２リニアトランスポータ６について説明する。図１１は第２リニアトランスポータ６の正面図、図１２は図１１の平面図である。図１１及び図１２に示すように、第２リニアトランスポータ６は、直線往復移動可能な３つの搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６，ＴＳ７を備えており、これらのステージは上下に２段の構成となっている。すなわち、上段には第５搬送ステージＴＳ５、第６搬送ステージＴＳ６が配置され、下段には第７搬送ステージＴＳ７が配置されている。
【００９４】
上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６と下段の搬送ステージＴＳ７とは、図１２の平面図上では同じ軸上を移動するが、設置される高さが異なっているため、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６と下段の搬送ステージＴＳ７とは互いに干渉することなく自由に移動可能となっている。第５搬送ステージＴＳ５は、リフタ３６が配置された第５搬送位置ＴＰ５とプッシャ３７が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第６搬送位置ＴＰ６との間でウェハを搬送し、第６搬送ステージＴＳ６は、第６搬送位置ＴＰ６とプッシャ３８が配置された（ウェハの受け渡し位置である）第７搬送位置ＴＰ７との間でウェハを搬送し、第７搬送ステージＴＳ７は、第５搬送位置ＴＰ５と第７搬送位置ＴＰ７との間でウェハを搬送する。
【００９５】
図１２に示すように、各搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６，ＴＳ７には、それぞれ４本のピン６０が固定されており、このピン６０により搬送ステージに載置されたウェハの外周縁がガイドされて位置決めされた状態でウェハが搬送ステージ上に支持されるようになっている。これらのピン６０は、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの樹脂から形成される。また、各搬送ステージには、透過型センサなどによりウェハの有無を検知するセンサ（図示せず）が構成されており、各搬送ステージ上のウェハの有無を検知することができるようになっている。
【００９６】
搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６，ＴＳ７は、それぞれ支持部６１，６２，６３により支持されており、図１１に示すように、第６搬送ステージＴＳ６（駆動側の搬送ステージ）の支持部６２の下部には、エアシリンダ（駆動機構）６５のロッド６５ａが連結されている。また、第６搬送ステージＴＳ６の支持部６２にはシャフト６７が挿通されている。シャフト６７の一端は第５搬送ステージＴＳ５（被駆動側の搬送ステージ）の支持部６１に連結され、他端にはストッパ６７１が設けられている。シャフト６７には、第５搬送ステージＴＳ５の支持部６１と第６搬送ステージＴＳ６の支持部６２との間にスプリング６７２が介装されている。第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５側の端部には、第５搬送ステージＴＳ５の支持部６１に当接するメカストッパ６０１が設けられている。
【００９７】
エアシリンダ６５が駆動しロッド６５ａが伸縮すると、ロッド６５ａに連結された第６搬送ステージＴＳ６が移動する。このとき、第５搬送ステージＴＳ５の支持部６１はシャフト６７及びスプリング６７２を介して第６搬送ステージＴＳ６の支持部６２に接続されているので、第５搬送ステージＴＳ５も第６搬送ステージＴＳ６とともに移動する。このように、エアシリンダ６５の駆動により第５搬送ステージＴＳ５及び第６搬送ステージＴＳ６が一体となって同時に直線往復移動をするようになっている。
【００９８】
ここで、第５搬送ステージＴＳ５が第５搬送位置ＴＰ５を越えて移動しようとした場合、第５搬送ステージＴＳ５の支持部６１がメカストッパ６０１に規制されて、それ以上の移動がスプリング６７２に吸収されて第５搬送ステージＴＳ５が第５搬送位置ＴＰ５を越えて移動できないようになっている。したがって、第５搬送ステージＴＳ５は第５搬送位置ＴＰ５に正確に位置決めされる。このように、第２リニアトランスポータ６においても、上述した第１リニアトランスポータ５と同様に、２つの搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６を１つのエアシリンダ６５によって同時に移動させることができる。また、第２リニアトランスポータ６は、下段の第７搬送ステージＴＳ７を直線往復移動させるエアシリンダ（図示せず）を備えており、このエアシリンダにより第７搬送ステージＴＳ７は上記上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６と同時に移動するように制御される。
【００９９】
なお、本実施形態では、エアシリンダによってリニアトランスポータ５，６を駆動しているが、例えばボールねじを用いたモータ駆動により駆動することとしてもよい。
【０１００】
次に、第１研磨部３ａの反転機３１及び洗浄部４の反転機４１について説明する。第１研磨部３ａの反転機３１は、ロード／アンロード部２の第１搬送ロボット２２のハンドが到達可能な位置に配置され、研磨前のウェハを第１搬送ロボット２２から受け取り、このウェハの上下を反転してリフタ３２に渡すものである。また、洗浄部４の反転機４１は、第２搬送ロボット４０のハンドが到達可能な位置に配置され、研磨後のウェハを第２搬送ロボット４０から受け取り、このウェハの上下を反転して搬送ユニット４６に渡すものである。これらの反転機３１，４１は同一構造であるため、以下では反転機３１についてのみ説明する。
【０１０１】
図１３（ａ）は反転機３１を示す平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の一部断面された側面図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、反転機３１は２本の円弧状のアーム３１０を備え、アーム３１０にウェハＷをクランプするための溝が形成されたコマ３１１が複数（例えば６個）固定されている。このアーム３１０はシリンダ３１２と圧縮ばね３１３の力を利用して押し引きされるシャフト３１４の動きに合わせて開閉されるように構成されている。アーム３１０は、シリンダ３１２が伸びたときに開き、シリンダ３１２が縮んだときに圧縮ばね３１３の力で閉じられる。シャフト３１４とシリンダ３１２の先端には間隔が設けてあり、シャフト３１４は圧縮ばね３１３の力でエンドブロック３１５にストッパ３１６が当たるまで引き戻される。
【０１０２】
また、ウェハＷがチャックされているときは、ストッパ３１６とエンドブロック３１５の間には１ｍｍのクリアランスができるようにエンドブロック３１５が調整されている。そして、ストッパ３１６にはスリットが切られており、ウェハをクランプした位置でこのスリットを透過するように透過型光センサ３１７が配置されている。したがって、ウェハＷをクランプしていないとき、あるいは正常にクランプできなかったときには、このセンサ３１７の光は透過しないため、ウェハＷの有無をこのセンサ３１７が認識できるようになっている。
【０１０３】
また、シャフト３１４のスライド機構とプーリ３１８とが接続されており、このプーリ３１８はステッピングモータ３１９の軸端のプーリ３２０とベルト３２１で連結されており、ステッピングモータ３１９が回転するとアーム３１０が回転する構造になっている。
【０１０４】
また、図１に示すように、反転機３１と第１搬送ロボット２２との間にはシャッタ１０が設置されており、ウェハの搬送時にはシャッタ１０を開いて第１搬送ロボット２２と反転機３１との間でウェハの受け渡しが行われる。また、反転機４１と第２搬送ロボット４０との間、反転機４１と１次洗浄機４２との間、第１研磨部３ａと第２搬送ロボットとの間、及び第２研磨部３ｂと第２搬送ロボット４０との間にもそれぞれシャッタ１１，１２，１３，１４が設置されており、ウェハの搬送時にはこれらのシャッタ１１，１２，１３，１４を開いて反転機４１と第１搬送ロボット４０又は１次洗浄機４２との間でウェハの受け渡しが行われる。ウェハの受け渡しがないときにはこれらのシャッタ１０，１１，１２，１３，１４は閉まっており、このときにウェハの洗浄やアーム３１０に固定されたチャックコマ３１１の洗浄などが行えるように防水機構を有している。また、反転機３１及び／又は反転機４１の周囲には、ウェハ乾燥防止用のノズル（図示せず）が複数設けられており、長時間ウェハが滞留した場合にはこのノズルから純水を噴霧して乾燥を防止するようになっている。
【０１０５】
次に、上述のように構成された反転機の動作を説明する。反転機３１は第１搬送ロボット２２から搬送されてくるウェハをアーム３１０を開いた状態で待っている。第１搬送ロボット２２の下ハンドにより搬送されるウェハの位置がアーム３１０に固定されたコマ３１１のウェハクランプ用の溝と平面的に同じ高さで、かつアーム３１０のコマ配置の概ね中心に搬送されてきたとき、第１搬送ロボット２２からの移動完了の信号を受けてアーム３１０を閉じる。センサ３１７でウェハＷの有無を確認した後、第１搬送ロボット２２はハンドをある所定の高さまで下げて、その後ハンドを引き抜く。反転機３１に受け渡されたウェハＷはアーム３１０とともにステッピングモータ３１９の駆動により反転される。反転されたウェハＷはリフタ３２がウェハＷを受け取りにくるまでその状態で待機する。反転機４１も反転機３１と同様の動作により、研磨後のウェハを第２搬送ロボット４０から受け取り、このウェハの上下を反転して搬送ユニット４６に渡す。
【０１０６】
反転の動作はポリッシングの前後にそれぞれ行われる。ポリッシング後のウェハＷを反転する場合（反転機４１）は、ポリッシング時にウェハＷについた砥液や研磨屑がウェハＷ上で乾燥し、固着してウェハＷにダメージを与えるのを防止するため、反転中や反転後にウェハＷへ洗浄液をリンスする。リンスされる洗浄液は純水や薬液が使用され、スプレーノズルにより必要流量及び圧力で、最適な角度から所望の時間吹き付ける。このリンスにより後段の洗浄性能が十分に発揮される。ウェハＷが反転機上で待機する場合、その間中、洗浄液を流し続けるが、ランニングコストを考慮し洗浄液を間欠的に流して洗浄液の使用量を低減してもよい。また、反転機３１又は４１がウェハＷをクランプしていないときに、ウェハＷをクランプする溝やその周辺をその洗浄液で洗浄し、ウェハＷに接触する部位からウェハＷが逆汚染されるのを防ぐこともできる。
【０１０７】
次に、第２搬送ロボット４０について説明する。図１４は、第２搬送ロボット４０を示す斜視図である。図１４に示すように、第２搬送ロボット４０は、旋回のためのθ軸４００、上ハンド伸縮のためのＲ１軸４０１−１、下ハンド伸縮のためのＲ２軸４０１−２、上下移動のためのＺ軸４０２を有している。上下のハンドとして上述した落とし込み型ハンドを使用することができる。落とし込み型ハンドとして使用した場合、反射形や静電容量形などの近接センサ、あるいは透過型光センサを用いることによりハンド上のウェハＷの有無を検知することができる。図１４は、上下のハンドとして落とし込み型ハンド４０５，４０６を使用した例を示している。本実施形態では、ハンド４０５，４０６はリフタ３５，３６及び反転機４１に対してアクセス可能となっている。
【０１０８】
次に、第１研磨部３ａのリフタ３２，３５、及び第２研磨部３ｂのリフタ３６について説明する。第１研磨部３ａのリフタ３２は、第１搬送ロボット２２及び第１リニアトランスポータ５がアクセス可能な位置に配置されており、これらの間でウェハを受け渡す第１受け渡し機構として機能する。すなわち、反転機３１により反転されたウェハを第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１又は第４搬送ステージＴＳ４に受け渡すものである。また、第１研磨部３ａのリフタ３５及び第２研磨部３ｂのリフタ３６は、リニアトランスポータ５，６及び洗浄部４の第２搬送ロボット４０がアクセス可能な位置に配置されており、これらの間でウェハを受け渡す第２受け渡し機構として機能する。すなわち、リフタ３５は、第１リニアトランスポータ５の第３搬送ステージＴＳ３又は第４搬送ステージＴＳ４上のウェハを第２搬送ロボット４０に受け渡すものであり、リフタ３６は、第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５又は第７搬送ステージＴＳ７上のウェハと第２搬送ロボット４０との間でウェハを受け渡すものである。これらのリフタ３２，３５，３６は同一の構造であるため、以下の説明ではリフタ３２についてのみ説明する。
【０１０９】
図１５は、リフタ３２を示す縦断面図である。リフタ３２は、ウェハを載置するステージ３２２と、ステージ３２２の上昇下降動作を行うシリンダ３２３とを備えており、シリンダ３２３とステージ３２２とはスライド可能なシャフト３２４で連結されている。ステージ３２２は複数の爪３２５に分かれていて、それぞれの爪３２５はオリフラ付きウェハを載置した場合でも搬送に影響しない範囲内にウェハを保持できるような間隔で配置される。この爪３２５は反転機３１のチャック用のコマ３１１と位相が一致しない向きに配置されている。つまりチャック用のコマ３１１がウェハを保持する第１のウェハエッジ部と、リフタ３２の爪３２５が保持する第２のウェハエッジ部は一致しない。また、反転機３１や第１リニアトランスポータ５とのウェハ受け渡しを行う爪３２５にはウェハが載置される面があり、それより上方はウェハが載置される際に搬送位置決め誤差を吸収し、ウェハを求芯するようにテーパ状になっている。
【０１１０】
シリンダ３２３の上昇動作でステージ３２２のウェハ保持面は反転機３１のウェハ保持高さまで上昇する。この上昇動作を停止させるためにストッパとして緩衝機能のあるストッパ３２６が設置されている。このストッパ３２６にシリンダ３２３の軸に固定されたストッパベース３２７が当接するとシリンダ３２３の上昇が停止し、シリンダ３２３の軸に連結されているステージ３２２の上昇も同時に停止する。このストッパ３２６の位置によりステージ３２２の上昇する高さを受け渡しに必要な高さに調整できる。また、このシリンダ３２３には上昇位置と下降位置のそれぞれを検知するセンサ３２８，３２９が設けられており、シリンダ３２３の上昇下降の動作が完了したことを検知できるようになっている。
【０１１１】
次に、上述のように構成されたリフタの動作を説明する。ポリッシング前のウェハは第１搬送ロボット２２から反転機３１へ搬送された後、反転され、パターン面が下を向く。反転機３１で保持されたウェハに対し下方からリフタ３２が上昇してきてウェハの直下で停止する。リフタ３２がウェハの直下で停止したのを、例えばリフタの上昇確認用センサ３２９で確認すると、反転機３１はウェハのクランプを開放し、ウェハはリフタ３２のステージ３２２に載置される。その後、リフタ３２はウェハを載置したまま下降をする。下降の途中でウェハは第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ１又はＴＳ４に受け渡される。このとき、ウェハは搬送ステージのピン５０上に載置される。ウェハが第１リニアトランスポータ５に受け渡された後もリフタ３２は下降を続け、シリンダ３２３のストローク分まで下降して停止する。
【０１１２】
また、ウェハは、第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３又はＴＳ４から第２搬送ロボット４０にリフタ３５によって搬送される。研磨後のウェハは、第１リニアトランスポータ５の搬送ステージに載ってリフタ３５の上方（第４搬送位置ＴＰ４）に搬送されてくる。第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３又はＴＳ４に載置されたウェハがリフタ３５の真上に来て停止したことを確認した後、リフタ３５は上昇を開始する。リフタ３５は上昇の途中で第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３又はＴＳ４に載ったウェハを下方から取り去る。その後、ウェハを載せたまま上昇を続ける。そして、第２搬送ロボット４０にウェハを受け渡す高さでウェハの上昇は停止し、上昇終了となる。上昇終了は上述のシリンダ３２３のセンサ３２９で検知され、この検知信号は装置本体の制御系に送られ、上昇終了が認識される。その信号を受け、第２搬送ロボット４０のハンドがウェハを受け渡りに行く。第２搬送ロボット４０のハンドによる保持を確認した後、リフタ３５は下降する。
【０１１３】
また、リフタ３６は、リフタ３２と同様の動作により第２搬送ロボット４０から第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ５にウェハを受け渡し、またリフタ３５と同様の動作により第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ７から第２搬送ロボット４０にウェハを受け渡す。
【０１１４】
次に、第１研磨部３ａのプッシャ３３，３４及び第２研磨部３ｂのプッシャ３７，３８について説明する。第１研磨部３ａのプッシャ３３は、第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ１上のウェハを第１研磨ユニット３０Ａのトップリング３０１Ａに受け渡すとともに、第１研磨ユニット３０Ａにおける研磨後のウェハを第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ２に受け渡すものである。プッシャ３４は、第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ２上のウェハを第２研磨ユニット３０Ｂのトップリング３０１Ｂに受け渡すとともに、第２研磨ユニット３０Ｂにおける研磨後のウェハを第１リニアトランスポータ５の搬送ステージＴＳ３に受け渡すものである。また、第２研磨部３ｂのプッシャ３７は、第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ５上のウェハを第３研磨ユニット３０Ｃのトップリング３０１Ｃに受け渡すとともに、第３研磨ユニット３０Ｃにおける研磨後のウェハを第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ６に受け渡すものである。プッシャ３８は、第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ６上のウェハを第４研磨ユニット３０Ｄのトップリング３０１Ｄに受け渡すとともに、第４研磨ユニット３０Ｄにおける研磨後のウェハを第２リニアトランスポータ６の搬送ステージＴＳ７に受け渡すものである。このように、プッシャ３３，３４，３７，３８は、リニアトランスポータ５，６と各トップリングとの間でウェハを受け渡す第３受け渡し機構として機能する。これらのプッシャ３３，３４，３７，３８は同一の構造であるため、以下の説明ではプッシャ３３についてのみ説明する。
【０１１５】
図１６は、プッシャ３３を示す縦断面図である。図１６に示すように、プッシャ３３は、中空シャフト３３０の延長上にトップリングを保持するためのガイドステージ３３１と、中空シャフト３３０の中を貫通するスプラインシャフト３３２と、スプラインシャフト３３２の延長上にウェハを保持するプッシュステージ３３３とを備えている。スプラインシャフト３３２には軸ブレに対してフレキシブルに軸を接続可能なフローティングジョイント３３４によってエアシリンダ３３５，３３６が連結されている。エアシリンダは２個直列に上下に配置されている。最下段に配置されたエアシリンダ３３６は、ガイドステージ３３１の上昇／下降用、及びプッシュステージ３３３の上昇／下降用であり、エアシリンダ３３５ごと中空シャフト３３０を上下させる。エアシリンダ３３５は、プッシュステージ３３３の上昇／下降用である。
【０１１６】
ガイドステージ３３１の最外周には、トップリングガイド３３７が４個設置されている。トップリングガイド３３７は、上段部３３８と下段部３３９とを有する２段の階段構造となっている。トップリングガイド３３７の上段部３３８はトップリングのガイドリング３１０４（図６参照）下面とのアクセス部であり、下段部３３９はウェハの求芯用及び保持用である。上段部３３８にはトップリングを導入するためのテーパ３３８ａ（２５°〜３５°ぐらいが好ましい）が形成されており、下段部３３９にはウェハを導入するためのテーパ３３９ａ（１０°〜２０°ぐらいが好ましい）が形成されている。ウェハアンロード時は直接トップリングガイド３３７でウェハエッジを受ける。
【０１１７】
ガイドステージ３３１の裏面には防水機能と上昇したステージが元の位置に復帰するための案内の機能を持ったガイドスリーブ３４０が設置されている。ガイドスリーブ３４０の内側にはプッシャのセンタリングのためのセンタスリーブ３４１がベアリングケース３４２に固定されている。プッシャ３３はこのベアリングケース３４２において研磨部側のモータハウジング３４３に固定されている。
【０１１８】
プッシュステージ３３３とガイドステージ３３１の間の防水にはＶリング３４４が用いられ、Ｖリング３４４のリップ部分がガイドステージ３３１と接触し、内部への水の浸入を防いでいる。ガイドステージ３３１が上昇するとＧ部の容積が大きくなり、圧力が下がり水を吸い込んでしまう。これを防ぐためにＶリング３４４の内側に穴３４５を設け、圧力が下がることを防止している。
【０１１９】
トップリングガイド３３７に位置合わせ機構を持たせるため、Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動可能なリニアウェイ３４６を配置している。ガイドステージ３３１はリニアウェイ３４６に固定されている。リニアウェイ３４６は中空シャフト３３０に固定されている。中空シャフト３３０はスライドブッシュ３４７を介してベアリングケース３４２に保持されている。エアシリンダ３３６のストロークは圧縮ばね３４８によって中空シャフト３３０に伝えられる。
【０１２０】
プッシュステージ３３３はガイドステージ３３１の上方にあり、プッシュステージ３３３の中心より下方に伸びるプッシュロッド３４９はガイドステージ３３１の中心のスライドブッシュ３５０を通すことで芯出しされ、スプラインシャフト３３２に接している。プッシュステージ３３３はスプラインシャフト３３２を介してシリンダ３３５によって上下し、トップリング３０１ＡへウェハＷをロードする。プッシュステージ３３３の端には位置決めのための圧縮ばね３５１が配置されている。
【０１２１】
トップリングガイド３３７がトップリング３０１Ａにアクセスする際の高さ方向の位置決めと衝撃吸収のために、ショックキラー３５２が設置される。各々のエアシリンダにはプッシャ上下方向の位置確認のため上下リミットセンサが具備される。すなわち、シリンダ３３５にセンサ３５３，３５４が、シリンダ３３６にセンサ３５５，３５６がそれぞれ取り付けられている。また、プッシャに付着したスラリなどからウェハへの逆汚染を防止するため、汚れを洗浄するための洗浄ノズルが別途設置される。プッシャ上のウェハ有無を確認するためのウェハ有無センサが別途設置される場合もある。エアシリンダ３３５，３３６の制御はダブルソレノイドバルブで行う。
【０１２２】
次に、上述のように構成されたプッシャ３３の動作を説明する。図１７（ａ）乃至図１７（ｅ）は、プッシャ３３の動作の説明に付する図である。
１）ウェハロード時
図１７（ａ）に示すように、プッシャ３３の上方に第１リニアトランスポータ５によってウェハＷが搬送される。トップリング３０１Ａがプッシャ３３の上方のウェハロード位置（第２搬送位置）にあってウェハを保持していないとき、図１７（ｂ）に示すように、エアシリンダ３３５によりプッシュステージ３３３が上昇する。プッシュステージ３３３の上昇完了がセンサ３５３で確認されると、図１７（ｃ）に示すように、エアシリンダ３３６によりガイドステージ３３１周りの構成品一式が上昇していく。上昇途中で第１リニアトランスポータ５の搬送ステージのウェハ保持位置を通過する。このとき、通過と同時にウェハＷをトップリングガイド３３７のテーパ３３９ａでウェハＷを求芯し、プッシュステージ３３３によりウェハＷの（エッジ以外の）パターン面を保持する。
【０１２３】
プッシュステージ３３３がウェハＷを保持したままトップリングガイド３３７は停止することなく上昇していき、トップリングガイド３３７のテーパ３３８ａによってガイドリング３１０４を呼び込む。Ｘ，Ｙ方向に自在に移動可能なリニアウェイ３４６による位置合わせでトップリング３０１Ａに求芯し、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４下面と接触することでガイドステージ３３１の上昇は終了する。
【０１２４】
ガイドステージ３３１はトップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４下面に接触して固定され、それ以上上昇することはない。ところが、エアシリンダ３３６はショックキラー３５２に当たるまで上昇し続けるので、圧縮ばね３４８は収縮するためスプラインシャフト３３２のみが更に上昇し、プッシュステージ３３３が更に上昇する。このとき、図１７（ｄ）に示すように、プッシュステージ３３３はウェハＷの（エッジ以外の）パターン面を保持し、トップリング３０１ＡまでウェハＷを搬送する。ウェハＷがトップリングに接触した後にシリンダ３３６が上昇するとそれ以上のストロークをばね３５１が吸収し、ウェハＷを保護している。
【０１２５】
トップリング３０１ＡがウェハＷの吸着を完了すると、プッシャは下降を開始し、図１７（ａ）の状態まで下降する。下降の際、トップリング求芯のためセンタ位置を移動していたガイドステージ３３１はガイドスリーブ３４０に設けられたテーパ部とセンタスリーブ３４１に設けられたテーパ部によってセンタリングされる。下降終了で動作が完了する。
【０１２６】
２）ウェハアンロード時
プッシャ上方のウェハアンロード位置にトップリング３０１ＡによってウェハＷが搬送される。第１リニアトランスポータ５の搬送ステージがプッシャ３３の上方にあってウェハを搭載していないとき、エアシリンダ３３６によりガイドステージ３３１周りの構成品一式が上昇し、トップリングガイド３３７のテーパ３３８ａによってガイドリング３１０４を呼び込む。リニアウェイ３４６による位置合わせでトップリング３０１Ａに求芯し、トップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４の下面と接触することでガイドステージ３３１の上昇は終了する。
【０１２７】
エアシリンダ３３６はショックキラー３５２に当たるまで動作し続けるが、ガイドステージ３３１はトップリングガイド３３７の上段部３３８がガイドリング３１０４の下面に接触して固定されているため、エアシリンダ３３６は圧縮ばね３４８の反発力に打勝ってスプラインシャフト３３２をエアシリンダ３３５ごと押し上げ、プッシュステージ３３３を上昇させる。このとき、図１７（ｅ）に示すように、プッシュステージ３３３はトップリングガイド３３７の下段３３９のウェハ保持部より高い位置になることはない。本実施形態では、シリンダ３３６はトップリングガイド３３７がガイドリング３１０４に接触したところから更にストロークするように設定されている。このときの衝撃はばね３４８によって吸収される。
【０１２８】
エアシリンダ３３６の上昇が終了するとトップリング３０１ＡよりウェハＷがリリースされる。このとき、トップリングガイド３３７の下段テーパ３３９ａによってウェハＷは求芯され、トップリングガイド３３７の下段部３３９にエッジ部が保持される。ウェハＷがプッシャに保持されると、プッシャは下降を開始する。下降の際、トップリング求芯のためセンタ位置を移動していたガイドステージ３３１はガイドスリーブ３４０とセンタスリーブ３４１によりセンタリングされる。下降の途中でプッシャより第１リニアトランスポータ５の搬送ステージにウェハＷのエッジ部で受け渡され、下降終了で動作が完了する。
【０１２９】
次に、洗浄部４の洗浄機４２〜４５について説明する。１次洗浄機４２及び２次洗浄機４３としては、例えば、上下に配置されたロール状のスポンジを回転させてウェハの表面及び裏面に押し付けてウェハの表面及び裏面を洗浄するロールタイプの洗浄機を用いることができる。また、３次洗浄機４４としては、例えば、半球状のスポンジを回転させながらウェハに押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。４次洗浄機４５としては、例えば、ウェハの裏面はリンス洗浄することができ、ウェハ表面の洗浄は半球状のスポンジを回転させながら押し付けて洗浄するペンシルタイプの洗浄機を用いることができる。この４次洗浄機４５は、チャックしたウェハを高速回転させるステージを備えており、ウェハを高速回転させることで洗浄後のウェハを乾燥させる機能（スピンドライ機能）を有している。なお、各洗浄機４２〜４５において、上述したロールタイプの洗浄機やペンシルタイプの洗浄機に加えて、洗浄液に超音波を当てて洗浄するメガソニックタイプの洗浄機を付加的に設けてもよい。
【０１３０】
次に、洗浄部４の搬送ユニット４６について説明する。図１８は搬送ユニット４６を示す斜視図、図１９は正面図、図２０は平面図である。図１８乃至図２０に示すように、搬送ユニット４６は、洗浄機内のウェハを着脱自在に保持する保持機構としての４つのチャッキングユニット４６１〜４６４を備えており、これらのチャッキングユニット４６１〜４６４は、メインフレーム４６５から水平方向に延びるガイドフレーム４６６に取り付けられている。メインフレーム４６５には、鉛直方向に延びるボールねじ４６７が取り付けられており、このボールねじ４６７に連結されたモータ４６８の駆動により、メインフレーム４６５及びチャッキングユニット４６１〜４６４が上下に昇降するようになっている。したがって、モータ４６８及びボールねじ４６７は、チャッキングユニット４６１〜４６４を上下動させる上下動機構を構成する。また、メインフレーム４６５には、洗浄機４２〜４５の並びと平行に延びるボールねじ４６９が取り付けられており、このボールねじ４６９に連結されたモータ４７０の駆動により、メインフレーム４６５及びチャッキングユニット４６１〜４６４が水平方向に移動するようになっている。したがって、モータ４７０及びボールねじ４６９は、チャッキングユニット４６１〜４６４を洗浄機４２〜４５の配列方向に沿って移動させる移動機構を構成する。
【０１３１】
図２１（ａ）及び図２１（ｂ）はチャッキングユニット４６１を示すもので、図２１（ａ）は平面図、図２１（ｂ）は正面図である。本実施形態では、洗浄機４２〜４５と同数のチャッキングユニットを用いている。チャッキングユニット４６１〜４６４は同一構造であるので、以下ではチャッキングユニット４６１についてのみ説明する。チャッキングユニット４６１は、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）に示すように、ウェハＷを保持する開閉自在の１対のアーム４７１ａ，４７１ｂと、アーム４７１ａ，４７１ｂが取り付けられたベース４７２とを備えており、アーム４７１ａ，４７１ｂには、少なくとも３つ（本実施形態では４つ）のチャックコマ４７３が設けられている。これらのチャックコマ４７３によりウェハＷの周縁部を挟み込んで保持し、ウェハを次の洗浄機に搬送できるようになっている。
【０１３２】
図２１（ｂ）に示すように、一方のアーム４７１ｂにはこのアーム４７１ｂを開くためのエアシリンダ４７４のシャフト４７４ａが連結されている。このエアシリンダ４７４及びベース４７２は、それぞれガイドフレーム４６６に固定されている。ここで、ベース４７２にはピニオン４７５が設けられており、各アーム４７１ａ，４７１ｂにはピニオン４７５に係合するラック４７６ａ，４７６ｂがそれぞれ設けられている。したがって、エアシリンダ４７４により一方のアーム４７１ｂを開くと、このアーム４７１ｂのラック４７６ｂとピニオン４７５との係合により、ラック４７６ａを介して他方のアーム４７１ａが同時に開くようになっている。このようにして、チャッキングユニットは、ウェハＷの端面をアーム４７１ａ，４７１ｂに挟み込んでウェハＷを保持する。各チャッキングユニットは、エアシリンダのストロークを検知することによってウェハの有無を検知可能となっている。なお、真空吸着によりウェハを保持することとしてもよく、この場合には、ウェハ有無の検知を真空圧力を測定することによって行うことができる。
【０１３３】
次に、上述のように構成された搬送ユニット４６の動作を説明する。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は図１８に示す搬送ユニットの動作の説明に付する図であり、図２２（ａ）は横断面図、図２２（ｂ）は縦断面図である。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように、各洗浄機４２〜４５（図２２（ａ）及び図２２（ｂ）では洗浄機４２〜４４のみを示す）は、洗浄中に外部に使用流体が飛散しないように隔壁４２０，４３０，４４０等によって区画されており、これらの隔壁には搬送ユニット４６のチャッキングユニットを通過させるための開口４２０ａ，４２０ｂ，４３０ａ，４３０ｂ，４４０ａ，４４０ｂ等が形成されている。これらの開口には、それぞれシャッタ４２１，４３１，４４１等が設けられている。
【０１３４】
ウェハを搬送していないときには、上記シャッタは閉じられており、各チャッキングユニット４６１〜４６４は反転機４１又は洗浄機４２〜４４の上方の空間（待機位置）で待機している。この待機位置では、チャッキングユニット４６１の１対のアームは反転機４１の左右に位置し（この位置が洗浄前のウェハの待機位置となる）、チャッキングユニット４６２の１対のアームは１次洗浄機４２の左右に位置し、チャッキングユニット４６３の１対のアームは２次洗浄機４３の左右に位置し、チャッキングユニット４６４の１対のアームは３次洗浄機４４の左右に位置している。
【０１３５】
ウェハの搬送時には、搬送ユニット４６のモータ４６８の駆動により反転機４１又は洗浄槽の内部のウェハ位置まで各チャッキングユニット４６１〜４６４を下降させる。そして、各チャッキングユニットのエアシリンダ４７４を駆動することによってアームを開閉して反転機４１又は洗浄槽の内部のウェハを保持する。その後、搬送ユニット４６のモータ４６８の駆動により上記開口４２０ａ，４２０ｂ，４３０ａ，４３０ｂ，４４０ａ，４４０ｂ等が形成された位置まで各チャッキングユニット４６１〜４６４を上昇させ、シャッタ４２１，４３１，４４１等を開く。そして、搬送ユニット４６のモータ４７０の駆動により、チャッキングユニット４６１を開口４２０ａを介して１次洗浄機４２に、チャッキングユニット４６２を開口４２０ｂ，４３０ａを介して２次洗浄機４３に、チャッキングユニット４６３を開口４３０ｂ，４４０ａを介して３次洗浄機４４に、チャッキングユニット４６４を開口４４０ｂを介して４次洗浄機４５にそれぞれ導入する。各洗浄機４２〜４５にウェハが搬送された後、上記シャッタを閉じ、モータ４７０の駆動によりチャッキングユニット４６１〜４６４を洗浄槽内部のウェハ保持機構まで下降させる。そして、各チャッキングユニットのエアシリンダ４７４を駆動することによってアームを開閉してアームに保持したウェハを洗浄槽内部のウェハ保持機構に受け渡す。
【０１３６】
このように、本実施形態においては、反転機４１から１次洗浄機に、１次洗浄機から２次洗浄機に、２次洗浄機から３次洗浄機に、３次洗浄機から４次洗浄機にそれぞれ半導体ウェハを同時に搬送することができる。また、洗浄機の外部にウェハを取り出さなくても、洗浄機の内部において次の洗浄機に搬送することができるので、ウェハ搬送のためのストロークを最小限に抑え、ウェハの搬送時間を短くすることが可能となる。なお、図示はしないが、洗浄後のウェハを待機させる待機位置を４次洗浄機４５に隣接して設け、４次洗浄機４５において洗浄が終わったウェハを搬送ユニット４６によりこの待機位置に移動させることとしてもよい。
【０１３７】
ここで、洗浄部４の反転機４１に代えて、膜厚測定器を設けることとしてもよい。図２３乃至図２５は、このような膜厚測定器の動作の説明に付する図である。図２３（ａ）に示すように、膜厚測定器は、半導体ウェハを保持するとともにこれを反転するウェハ反転保持機構４７０と、半導体ウェハを吸着保持するハンドリングユニット４７１と、上面にウェハ測定窓４７２ａを有する膜厚測定部４７２とを備えている。膜厚測定部４７２は、ウェハの膜厚を測定するものであり、上面に設置されたウェハ測定窓４７２ａにウェハを載置することによってウェハの膜厚を測定することができる。この膜厚測定部４７２は、ウェハ反転保持機構４７０に対して略鉛直方向に配置されている。
【０１３８】
膜厚測定器のウェハ反転保持機構４７０は上述した反転機４１と同じ位置に配置され、アーム４７０ａに固定された少なくとも３つ以上のチャックコマ（保持部）４７０ｂによってウェハを保持し、パターン面が下向き（フェイスダウン）の状態で渡されたウェハを反転してパターン面が上向き（フェイスアップ）の状態にするものである。なお、このウェハ反転保持機構４７０は、ウェハのノッチを検出してウェハの膜厚測定時の位置決めを行うためのノッチアライニング機能を有している。また、膜厚測定器のハンドリングユニット４７１は、上下に反転可能かつ上下動可能に構成されており、ウェハ反転保持機構４７０と膜厚測定部４７２との間でウェハを搬送する搬送機構として用いられる。また、ハンドリングユニット４７１は、上下にウェハを真空吸着する真空吸着ハンド（真空吸着部）４７１ａ，４７１ｂを備えている。これらの真空吸着ハンド４７１ａ，４７１ｂにより２枚のウェハを同時に吸着することができるようになっている。一方の真空吸着ハンド４７１ａは膜厚測定前のウェハを吸着するために使用され、他方の真空吸着ハンド４７１ｂは膜厚測定後のウェハを吸着するために使用される。
【０１３９】
ウェハの待機位置には、ウェハ乾燥防止用のノズル（図示せず）が複数設けられており、長時間ウェハが滞留した場合にはこのノズルから純水を噴霧して乾燥を防止できるようになっている。また、このノズルから噴霧された純水が飛散しないように、膜厚測定器は槽状の構造となっている。また、ウェハ反転保持機構４７０には、アーム４７０ａが開いた角度によってウェハの有無を検知するセンサが設けられており、また、ハンドリングユニット４７１には、真空圧を検知することでウェハの有無を検知するセンサが設けられている。
【０１４０】
まず、第２搬送ロボット４０のハンドが膜厚測定器に挿入され（図２３（ａ））、研磨後のウェハＷ１がフェイスダウンの状態でチャックコマ４７０ｂによってウェハ反転保持機構４７０に保持される（図２３（ｂ））。なお、チャックコマ４７０ｂは回転可能に構成されており、チャックコマ４７０ｂの回転によりウェハＷ１のノッチアライニングを行うことができる。
【０１４１】
次に、ウェハ反転保持機構４７０が反転し、ウェハＷ１を反転してフェイスアップの状態にする。そして、ハンドリングユニット４７１が上昇して、真空吸着ハンド４７１ａによってウェハＷ１の裏面を吸着する（図２３（ｃ））。その後、ウェハ反転保持機構４７０がウェハＷ１の保持を解除し（図２３（ｄ））、ウェハＷ１を吸着したハンドリングユニット４７１が下降する（図２３（ｅ））。所定の距離だけ下降すると、ハンドリングユニット４７１が反転し、ウェハＷ１を反転してフェイスダウンの状態にする（図２３（ｆ））。なお、このときウェハ反転保持機構４７０も反転する。
【０１４２】
反転後、ハンドリングユニット４７１は下降して、吸着したウェハＷ１を膜厚測定部４７２のウェハ測定窓４７２ａに載置し、膜厚の測定を開始する（図２３（ｇ））。ウェハＷ１をウェハ測定窓４７２ａに載置した後、ハンドリングユニット４７１は上昇して反転し、このとき、次のウェハＷ２が第２搬送ロボット４０のハンドによって膜厚測定器に挿入される（図２３（ｈ））。この挿入されたウェハＷ２はウェハＷ１と同様にチャックコマ４７０ｂによってウェハ反転保持機構４７０に保持される（図２３（ｉ））。
【０１４３】
そして、上述と同様にウェハ反転保持機構４７０が反転し、ウェハＷ２を反転してフェイスアップの状態にする。そして、ハンドリングユニット４７１が上昇して、真空吸着ハンド４７１ａによってウェハＷ２の裏面を吸着する（図２３（ｊ））。その後、ウェハ反転保持機構４７０がウェハＷ２の保持を解除し（図２４（ａ））、ウェハＷ２を吸着したハンドリングユニット４７１が下降する（図２４（ｂ））。なお、このときハンドリングユニット４７１は反転しない。ウェハＷ１の膜厚測定が終了すると、ハンドリングユニット４７１が更に下降し、真空吸着ハンド４７１ｂによって膜厚測定後のウェハＷ１の裏面を吸着する（図２４（ｃ））。その後、ハンドリングユニット４７１は上昇し（図２４（ｄ））、所定の位置で反転する（図２４（ｅ））。これにより、膜厚測定後のウェハＷ１はフェイスアップの状態となり、膜厚測定前のウェハＷ２はフェイスダウンの状態となる。
【０１４４】
そして、ハンドリングユニット４７１が下降して、ウェハＷ２を膜厚測定部４７２のウェハ測定窓４７２ａに載置し、膜厚の測定を開始する（図２４（ｆ））。その後、ハンドリングユニット４７１は膜厚測定後のウェハＷ１を吸着したまま上昇し（図２４（ｇ））、ウェハＷ１をウェハ反転保持機構４７０まで搬送する（図２４（ｈ））。この膜厚測定後のウェハＷ１はチャックコマ４７０ｂによってウェハ反転保持機構４７０にフェイスアップの状態で保持され（図２４（ｉ））、ハンドリングユニット４７１は再び下降する（図２４（ｊ））。
【０１４５】
次に、上述した搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６１が膜厚測定器に挿入され（図２５（ａ））、このチャッキングユニット４６１に膜厚測定後のウェハＷ１が保持され（図２５（ｂ））、このウェハＷ１が１次洗浄機４２に搬送される（図２５（ｃ）及び図２５（ｄ））。膜厚測定後のウェハＷ１が搬送された後、ウェハ反転保持機構４７０が反転し（図２５（ｅ））、次のウェハＷ３が第２搬送ロボット４０のハンドによって膜厚測定器に挿入される（図２５（ｆ））。以降は、図２３（ｉ）乃至図２５（ｆ）に示した処理が繰り返される。
【０１４６】
次に、このような構成のポリッシング装置を用いてウェハを研磨する処理について説明する。
ウェハをシリーズ処理する場合には、ウェハは、フロントロード部２０のウェハカセット→第１搬送ロボット２２→反転機３１→リフタ３２→第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１→プッシャ３３→トップリング３０１Ａ→研磨テーブル３００Ａ→プッシャ３３→第１リニアトランスポータ５の第２搬送ステージＴＳ２→プッシャ３４→トップリング３０１Ｂ→研磨テーブル３００Ｂ→プッシャ３４→第１リニアトランスポータ５の第３搬送ステージＴＳ３→リフタ３５→第２搬送ロボット４０→リフタ３６→第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５→プッシャ３７→トップリング３０１Ｃ→研磨テーブル３００Ｃ→プッシャ３７→第２リニアトランスポータ６の第６搬送ステージＴＳ６→プッシャ３８→トップリング３０１Ｄ→研磨テーブル３００Ｄ→プッシャ３８→第２リニアトランスポータ６の第７搬送ステージＴＳ７→リフタ３６→第２搬送ロボット４０→反転機４１→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６１→１次洗浄機４２→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６２→２次洗浄機４３→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６３→３次洗浄機４４→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６４→４次洗浄機４５→第１搬送ロボット２２→フロントロード部２０のウェハカセットという経路で搬送される。
【０１４７】
このときのリニアトランスポータ５，６の動作を図２６乃至図３２を参照して説明する。まず、第１搬送ロボット２２が、フロントロード部２０上のウェハカセットからウェハＡを取り出し、このウェハＡを反転機３１に搬送する。反転機３１はウェハＡをチャックした後、ウェハＡを１８０°反転させる。そして、リフタ３２が上昇することによって、ウェハＡはリフタ３２上に載置される。リフタ３２がそのまま下降することによって、ウェハＡは第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２６（ａ））。
【０１４８】
リフタ３２は、ウェハＡが第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１上に載置された後も、第１搬送ステージＴＳ１が移動しても互いに干渉しない位置まで下降を続ける。リフタ３２が下降を完了すると、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＡがトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２６（ｂ））。
【０１４９】
ここで、第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＡがトップリング３０１Ａに受け渡される。このとき、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する（図２６（ｃ））。トップリング３０１Ａに移送されたウェハＡは、トップリング３０１Ａの真空吸着機構により吸着され、ウェハＡは研磨テーブル３００Ａまで吸着されたまま搬送される。そして、ウェハＡは研磨テーブル３００Ａ上に取り付けられた研磨布又は砥石等からなる研磨面で研磨される。研磨が終了したウェハＡは、トップリング３０１Ａの揺動によりプッシャ３３の上方に移動され、プッシャ３３に受け渡される。このウェハＡは、プッシャ３３の下降によって第２搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２６（ｄ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＢが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。
【０１５０】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＡがトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＢはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２７（ａ））。
【０１５１】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＡとウェハＢがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。このとき、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する（図２７（ｂ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡ及びウェハＢは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置される（図２７（ｃ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＣが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。
【０１５２】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第３搬送ステージＴＳ３上のウェハＡは、リフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動され、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＢはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＣはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２７（ｄ））。
【０１５３】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＢとウェハＣがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＡが第２搬送ロボット４０に受け渡される。このとき、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する（図２８（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＢ及びウェハＣは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置され、ウェハＡは第２搬送ロボット４０により第２研磨部３ｂに送られる（図２８（ｂ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＤが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２８（ｂ）及び図２８（ｃ））。
【０１５４】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第３搬送ステージＴＳ３上のウェハＢは、リフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動され、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＣはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＤはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２８（ｄ））。
【０１５５】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＣとウェハＤがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＢが第２搬送ロボット４０に受け渡される。このとき、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する（図２９（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＣ及びウェハＤは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置され、ウェハＢは第２搬送ロボット４０により第２研磨部３ｂに送られる。このとき、上述と同様にして、次のウェハＥが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される（図２９（ｂ）及び図２９（ｃ））。
【０１５６】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第３搬送ステージＴＳ３上のウェハＣは、リフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動され、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＤはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＥはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図２９（ｄ））。以降は、図２９（ａ）乃至図２９（ｄ）に示した処理が繰り返される。
【０１５７】
一方、図２８（ｂ）においてウェハＡを受け取った第２搬送ロボット４０は、このウェハＡを第２研磨部３ｂの第２リニアトランスポータ６のリフタ３６上に搬送し（図３０（ａ））、リフタ３６が上昇することによって、ウェハＡがリフタ３６上に載置される。リフタ３６がそのまま下降することによって、ウェハＡは第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５上に載置される（図３０（ｂ））。
【０１５８】
リフタ３６は、ウェハＡが第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５上に載置された後も、第５搬送ステージＴＳ５が移動しても互いに干渉しない位置まで下降を続ける。リフタ３６が下降を完了すると、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＡがトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３０（ｃ））。
【０１５９】
ここで、第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＡがトップリング３０１Ｃに受け渡される（図３０（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動する（図３１（ａ））。その後、研磨が終了したウェハＡはプッシャ３７によって第６搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３１（ｂ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＢが第５搬送ステージＴＳ５上に載置される。
【０１６０】
そして、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第６搬送ステージＴＳ６上のウェハＡはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（第７搬送位置ＴＰ７）に移動され、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＢはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３１（ｃ））。
【０１６１】
ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８及び第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＡとウェハＢがそれぞれトップリング３０１Ｄとトップリング３０１Ｃに受け渡される（図３１（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動する（図３２（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡ及びウェハＢは、それぞれプッシャ３８，３７によって第７搬送ステージＴＳ７、第６搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３２（ｂ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＣが第５搬送ステージＴＳ５上に載置される。
【０１６２】
そして、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第７搬送ステージＴＳ７上のウェハＡは、リフタ３６が配置された第５搬送位置ＴＰ５に移動され、第６搬送ステージＴＳ６上のウェハＢはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（第７搬送位置ＴＰ７）に移動され、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＣはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３２（ｃ））。
【０１６３】
ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８及び第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＢとウェハＣがそれぞれトップリング３０１Ｄとトップリング３０１Ｃに受け渡され、また、第５搬送位置に配置されたリフタ３６が上昇し、ウェハＡが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３２（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動し、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動するとともに、次のウェハＤが第２搬送ロボット４０によって用意される（図３２（ｅ））。以降は、図３２（ａ）乃至図３２（ｅ）に示した処理が繰り返される。
【０１６４】
ウェハをパラレル処理する場合には、一方のウェハは、フロントロード部２０のウェハカセット→第１搬送ロボット２２→反転機３１→リフタ３２→第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１→プッシャ３３→トップリング３０１Ａ→研磨テーブル３００Ａ→プッシャ３３→第１リニアトランスポータ５の第２搬送ステージＴＳ２→プッシャ３４→トップリング３０１Ｂ→研磨テーブル３００Ｂ→プッシャ３４→第１リニアトランスポータ５の第３搬送ステージＴＳ３→リフタ３５→第２搬送ロボット４０→反転機４１→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６１→１次洗浄機４２→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６２→２次洗浄機４３→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６３→３次洗浄機４４→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６４→４次洗浄機４５→第１搬送ロボット２２→フロントロード部２０のウェハカセットという経路で搬送される。
【０１６５】
また、他方のウェハは、フロントロード部２０のウェハカセット→第１搬送ロボット２２→反転機３１→リフタ３２→第１リニアトランスポータ５の第４搬送ステージＴＳ４→リフタ３５→第２搬送ロボット４０→リフタ３６→第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５→プッシャ３７→トップリング３０１Ｃ→研磨テーブル３００Ｃ→プッシャ３７→第２リニアトランスポータ６の第６搬送ステージＴＳ６→プッシャ３８→トップリング３０１Ｄ→研磨テーブル３００Ｄ→プッシャ３８→第２リニアトランスポータ６の第７搬送ステージＴＳ７→リフタ３６→第２搬送ロボット４０→反転機４１→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６１→１次洗浄機４２→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６２→２次洗浄機４３→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６３→３次洗浄機４４→搬送ユニット４６のチャッキングユニット４６４→４次洗浄機４５→第１搬送ロボット２２→フロントロード部２０のウェハカセットという経路で搬送される。
【０１６６】
このときのリニアトランスポータ５，６の動作を図３３乃至図３８を参照して説明する。上述したシリーズ処理と同様にウェハＡが第１リニアトランスポータ５の第１搬送ステージＴＳ１上に載置される（図３３（ａ））。そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＡはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図３３（ｂ））。
【０１６７】
ここで、第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＡがトップリング３０１Ａに受け渡される。このとき、次のウェハＢが第４搬送ステージＴＳ４上に載置される（図３３（ｃ））。そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する。これにより、第４搬送ステージＴＳ４上のウェハＢがリフタ３５が配置された第４搬送位置に移動される（図３３（ｄ））。
【０１６８】
研磨が終了したウェハＡはプッシャ３３によって第２搬送ステージＴＳ２上に載置されるとともに、次のウェハＣが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＢが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３４（ａ））。このウェハＢは第２搬送ロボット４０により第２研磨部３ｂに送られる。
【０１６９】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＡはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＣはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図３４（ｂ））。
【０１７０】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＡとウェハＣがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。また、上述と同様にして、次のウェハＤが第４搬送ステージＴＳ４上に載置される（図３４（ｃ））、そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する。これにより、第４搬送ステージＴＳ４上のウェハＤがリフタ３５が配置された第４搬送位置に移動される（図３４（ｄ））。
【０１７１】
それぞれの研磨ユニットにおいて研磨が終了したウェハＡ及びウェハＣは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置されるとともに、次のウェハＥが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＤが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３５（ａ））。
【０１７２】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第４搬送位置ＴＰ４側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第１搬送位置ＴＰ１に移動する。これにより、第３搬送ステージＴＳ３上のウェハＡは、リフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動され、第２搬送ステージＴＳ２上のウェハＣはトップリング３０１Ｂのウェハ受け渡し位置（第３搬送位置ＴＰ３）に移動され、第１搬送ステージＴＳ１上のウェハＥはトップリング３０１Ａのウェハ受け渡し位置（第２搬送位置ＴＰ２）に移動される（図３５（ｂ））。
【０１７３】
ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４及び第２搬送位置ＴＰ２に配置されたプッシャ３３が上昇し、ウェハＣとウェハＥがそれぞれトップリング３０１Ｂとトップリング３０１Ａに受け渡される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、研磨の終了したウェハＡが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３５（ｃ））。このとき、上述と同様にして、次のウェハＦが第４搬送ステージＴＳ４上に載置される。
【０１７４】
そして、下段の搬送ステージＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３が第１搬送位置ＴＰ１側に移動するとともに、上段の搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４に移動する。これにより、第４搬送ステージＴＳ４上のウェハＦがリフタ３５が配置された第４搬送位置ＴＰ４に移動される（図３５（ｄ））。それぞれの研磨ユニットにおいて研磨が終了したウェハＣ及びウェハＥは、それぞれプッシャ３４，３３によって第３搬送ステージＴＳ３、第２搬送ステージＴＳ２上に載置されるとともに、次のウェハＧが第１搬送ステージＴＳ１上に載置される。また、第４搬送位置ＴＰ４に配置されたリフタ３５が上昇し、ウェハＦが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３５（ｅ））。以降は、図３５（ｂ）乃至図３５（ｅ）に示した処理が繰り返される。
【０１７５】
一方、図３４（ａ）においてウェハＢを受け取った第２搬送ロボット４０は、このウェハＢを第２研磨部３ｂの第２リニアトランスポータ６のリフタ３６上に搬送し（図３６（ａ））、リフタ３６が上昇することによって、ウェハＢがリフタ３６上に載置される。リフタ３２がそのまま下降することによって、ウェハＢは第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５上に載置される（図３６（ｂ））。
【０１７６】
リフタ３６は、ウェハＢが第２リニアトランスポータ６の第５搬送ステージＴＳ５上に載置された後も、第５搬送ステージＴＳ５が移動しても互いに干渉しない位置まで下降を続ける。リフタ３６が下降を完了すると、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＢがトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３６（ｃ））。
【０１７７】
ここで、第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＢがトップリング３０１Ｃに受け渡される（図３６（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動する（図３７（ａ））。その後、研磨が終了したウェハＢはプッシャ３７によって第６搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３７（ｂ））。このとき、図３５（ａ）において第２搬送ロボット４０に渡されたウェハＤが第５搬送ステージＴＳ５上に載置される。
【０１７８】
そして、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第６搬送ステージＴＳ６上のウェハＢはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（第７搬送位置ＴＰ７）に移動され、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＤはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３７（ｃ））。
【０１７９】
ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８及び第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＢとウェハＤがそれぞれトップリング３０１Ｄとトップリング３０１Ｃに受け渡される（図３７（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動する（図３８（ａ））。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＢ及びウェハＤは、それぞれプッシャ３８，３７によって第７搬送ステージＴＳ７、第６搬送ステージＴＳ６上に載置される（図３８（ｂ））。このとき、図３５（ｅ）において第２搬送ロボット４０に渡されたウェハＦが第５搬送ステージＴＳ５上に載置される。
【０１８０】
そして、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第７搬送位置ＴＰ７側に移動するとともに、下段の搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５に移動する。これにより、第７搬送ステージＴＳ７上のウェハＢは、リフタ３６が配置された第５搬送位置に移動され、第６搬送ステージＴＳ６上のウェハＤはトップリング３０１Ｄのウェハ受け渡し位置（第７搬送位置ＴＰ７）に移動され、第５搬送ステージＴＳ５上のウェハＦはトップリング３０１Ｃのウェハ受け渡し位置（第６搬送位置ＴＰ６）に移動される（図３８（ｃ））。
【０１８１】
ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８及び第６搬送位置ＴＰ６に配置されたプッシャ３７が上昇し、ウェハＤとウェハＦがそれぞれトップリング３０１Ｄとトップリング３０１Ｃに受け渡され、また、第５搬送位置に配置されたリフタ３６が上昇し、ウェハＢが第２搬送ロボット４０に受け渡される（図３８（ｄ））。このとき、上段の搬送ステージＴＳ５，ＴＳ６が第５搬送位置ＴＰ５側に移動し、下段の搬送ステージＴＳ７が第７搬送位置ＴＰ７に移動するとともに、次のウェハＨが第２搬送ロボット４０によって用意される（図３８（ｅ））。以降は、図３８（ａ）乃至図３８（ｅ）に示した処理が繰り返される。
【０１８２】
ここで、上述した構成の研磨ユニットに代えて図３９に示す構成の研磨ユニットを用いることもできる。図３９に示す研磨ユニット５００は、上面に研磨布５１０が貼付された研磨テーブル５１１と、研磨対象物である半導体ウェハを真空吸着により保持し、これを研磨テーブル５１１に押圧して研磨するトップリングユニット５２０と、研磨テーブル５１１上の研磨布の目立て（ドレッシング）を行うドレッシングユニット５３０とを備えている。研磨テーブル５１１の研磨布５１０の表面は研磨対象物である半導体ウェハと摺接する研磨面を構成している。研磨テーブル５１１は、テーブル軸５１３を介してその下方に配置されるモータ（図示せず）に連結されており、研磨テーブル５１１はそのテーブル軸５１３回りに回転可能となっている。研磨テーブル５１１の上方には研磨液供給ノズル５１４及びアトマイザ５１５が配置されている。
【０１８３】
トップリングユニット５２０は、図３９に示すように、回転可能な支軸（移動機構）５２１と、支軸５２１の上端に取り付けられたトップリングヘッド５２２と、トップリングヘッド５２２の自由端から垂下するトップリングシャフト５２３と、トップリングシャフト５２３の下端に連結される略円盤状のトップリング５２４とを備えている。トップリング５２４は、支軸５２１の回転によるトップリングヘッド５２２の揺動とともに水平方向に移動し、プッシャと研磨布５１０上の研磨位置との間での往復運動が可能となっている。
【０１８４】
また、トップリング５２４は、トップリングシャフト５２３を介してトップリングヘッド５２２の内部に設けられたモータ及び昇降シリンダに連結されており、これにより昇降可能かつトップリングシャフト５２３回りに回転可能となっている。研磨対象物である半導体ウェハは、トップリング５２４の下端面に真空等によって吸着、保持される。上述した機構により、トップリング５２４は自転しながら、その下面に保持した半導体ウェハを研磨布５１０に対して任意の圧力で押圧することができる。
【０１８５】
ドレッシングユニット５３０は、研磨を行って劣化した研磨布５１０の表面を再生するもので、本実施形態においては、研磨布５１０の表面を薄く削り取ることによる目粗しを行うダイヤモンドドレッサ５４０と、研磨布５１０に形成された凹部に詰まった砥粒や研磨屑を掻き出すブラシドレッサ５５０とを備えている。
【０１８６】
ドレッシングユニット５３０は、研磨テーブル５１１の中心に対してトップリングユニット５２０とは反対側に配置されており、図３９に示すように、回転可能な支軸５３１と、支軸５３１に取り付けられたドレッサヘッド５３２と、ドレッサヘッド５３２の先端に取り付けられた揺動アーム５３３とを備えている。ドレッサヘッド５３２の上部には揺動モータ５３５が取り付けられており、上記揺動アーム５３３は揺動モータ５３５に連結されている。支軸５３１の回転によってドレッサヘッド５３２が揺動し、更に揺動モータ５３５を回転駆動することによって揺動アーム５３３が図３９の矢印Ｃで示すように揺動するようになっている。
【０１８７】
揺動アーム５３３の自由端からはドレッサーシャフト５３４が垂下しており、このドレッサーシャフト５３４の下端に略円盤状のダイヤモンドドレッサ５４０が連結されている。ドレッサーシャフト５３４は揺動アーム５３３の上部に設けられた駆動機構（エアシリンダ及びモータ）５３６に連結されており、この駆動機構５３６によってドレッサーシャフト５３４に連結されたダイヤモンドドレッサ５４０が昇降可能かつドレッサーシャフト５３４回りに回転可能となっている。
【０１８８】
図３９に示すように、揺動アーム５３３の自由端近傍には駆動機構（エアシリンダ及びモータ）５３７が設けられており、この駆動機構５３７からはドレッサーシャフト５３８が垂下している。ドレッサーシャフト５３８の下端には略円盤状のブラシドレッサ５５０が連結されており、この駆動機構５３７によってドレッサーシャフト５３８に連結されたブラシドレッサ５５０が昇降可能かつドレッサーシャフト５３８回りに回転可能となっている。
【０１８９】
ところで、近年の半導体製造工場の自動化とウェハの大径化の流れにより、半導体製造装置内にウェハＩＤ認識機構を搭載する要望が増加している。すなわち、ウェハ上に規格化されたＩＤコードを付与し、このＩＤコードをＩＤ認識センサで読みとり、このＩＤコードからウェハに関する情報を得て、これを「半導体製造装置の加工条件の調整」や「工場の工程管理」などに利用する要望が増加している。このような基板ＩＤ認識機構は、まずウェハのノッチ（又はオリエンテーションフラット）の位置を検知した後、ウェハを所定角度だけ回転して位置決めを行う。このような回転位置決めを行うユニットは「ノッチアライナ」と呼ばれており、ノッチアライナで位置決めされたウェハは、ＩＤ認識センサによってそのＩＤコードが読みとられ、このＩＤコードが制御部に伝達される。
【０１９０】
しかしながら、上述したようなノッチアライナやＩＤ認識機構は、設置のために大きな空間を必要とするため、装置のフットプリントの増大を招く一因となっている。また、ウェハをノッチアライナに受け渡しする動作が必要となるため、ウェハの搬送経路に乱れが生じ、本来想定していたスループットを確保できなくなる場合も考えられる。そこで、図４０（ａ）に示すようなノッチアライナを兼ね備えた反転機７００を用いることが好ましい。図４０（ａ）に示す反転機７００は、反転機本体７０２と、反転機本体７０２に取り付けられた反転軸７０４と、基板を保持する保持機構としての開閉可能な１対のアーム７０６とを備えている。この反転機７００のアーム７０６には、ウェハＷをクランプするための溝が形成されたコマ７０８が複数取り付けられており、反転軸７０４が回転することによりアーム７０６のコマ７０８にクランプされたウェハＷが反転されるようになっている。
【０１９１】
また、ウェハＷのノッチ検出用センサとして透過型光センサ７１０がウェハＷの周縁部に位置するように配置されており、ウェハＷの上方には、ウェハＷのＩＤ認識用のセンサ７１２が配置されている。また、図４０（ｂ）に示すように、アーム７０６上のコマ７０８は、内部に配置されたモータ（回転機構）７１４の回転軸７１４ａに連結されており、各コマ７０８がそれぞれ互いに同期して回転できるようになっている。したがって、モータ７１４を駆動することによって、コマ７０８の溝にウェハＷの周縁部を保持した状態でこのウェハＷを回転させることができる。なお、伝達ベルトによって動力を伝達し、コマ７０８を回転させてもよい。
【０１９２】
次に、このような反転機７００を上述した第１研磨部３ａの反転機として用いた場合の処理を例として説明する。フロントロード部２０から取り出されたウェハは、第１搬送ロボット２２によって反転機７００に搬送される。反転機７００に受け渡されたウェハは、アーム７０６が閉じることによって反転機にハンドリングされる。このとき、ウェハＷは、少なくとも３つ（図４０（ａ）に示す例では４つ）のコマ７０８によって支持される。そして、モータ７１４を駆動し、ウェハＷを回転させ、ノッチ検出用センサ７１０によってウェハＷのノッチを検出する。センサ７１０がノッチを検出するとモータ７１４の回転を停止し、ノッチを所定の位置に位置決めする。この位置決めされた状態においては、ウェハ上のＩＤコードがＩＤ認識用センサ７１２の真下に位置するようになっており、このＩＤ認識用センサ７１２によってＩＤコードが読みとられる。その後、反転軸７０４が回転することによりウェハＷが反転され、以降の処理に運ばれる。このように、ノッチアライナを兼ね備えた反転機７００を用いることにより、第１搬送ロボット２２における処理ウェハあたりの搬送回数を増やすことなく、ウェハを処理することが可能になるため、スループットへの影響を最小限にとどめることができる。
【０１９３】
図４０（ａ）に示す例では、アーム７０６によりウェハＷをクランプする例について説明したが、図４１に示すように、ウェハを真空吸着する反転機においてもノッチアライナ機能を設けることができる。図４１に示す反転機７２０は、反転機本体７２２と、反転機本体７２２に取り付けられた反転軸７２４と、反転軸７２４の先端に取り付けられた真空吸着部７２６とを備えている。真空吸着部７２６の下面はウェハＷを真空吸着するようになっており、反転軸７２４が回転することにより真空吸着部７２６に吸着されたウェハＷが反転されるようになっている。
【０１９４】
また、ウェハＷのノッチ検出用センサとして透過型光センサ７２８がウェハＷの周縁部に位置するように配置されており、ウェハＷの上方には、ウェハＷのＩＤ認識用のセンサ７３０が配置されている。真空吸着部７２６は回転可能に構成されており、下面に吸着したウェハＷを回転させることができる。このように、真空吸着部７２６は、基板を保持する保持機構及び基板を回転させる回転機構としての機能を有する。真空吸着部７２６にウェハＷを吸着した後、ウェハＷを回転させ、ノッチ検出用センサ７２８によってウェハＷのノッチを検出する。ノッチ検出用センサ７２８によってウェハＷのノッチを検出する。センサ７２８がノッチを検出すると真空吸着部７２６の回転を停止し、ノッチを所定の位置に位置決めする。この位置決めされた状態においては、ウェハ上のＩＤコードがＩＤ認識用センサ７３０の真下に位置するようになっており、このＩＤ認識用センサ７３０によってＩＤコードが読みとられる。
【０１９５】
また、このようなノッチアライナ機能は反転機だけでなく、その他の基板処理装置にも設けることが可能である。例えば、上述した研磨ユニットのトップリングにノッチアライナ機能を付加することができる。上述したように、ウェハは表面を下向きの状態でトップリングの下面に保持され、また、トップリングは回転可能に構成されているため、図４２に示すように、ウェハＷの周縁部の下方に、ウェハＷのノッチ検出用センサ及びＩＤ認識用センサとしてＣＣＤカメラ７３２を配置すれば、トップリング７３０にノッチアライナとしての機能を持たせることが可能となる。近年では、ＣＣＤカメラによって取り込んだ画像の処理技術が飛躍的に向上しているため、トップリング７３０の下方に配置されたＣＣＤカメラ７３２によりノッチの検出とＩＤの認識を行うことができる。
【０１９７】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【０１９８】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、搬送機構の移動スペースとは別に受け渡し機構（プッシャ）の設置スペースを設ける必要がなくなるため、装置をコンパクトにできるとともに、研磨対象物の搬送も効率的に行うことが可能となる。また、直動搬送機構の複数の搬送位置を装置の長手方向に沿って配置すれば、装置の長手方向に研磨対象物を直動搬送することができ、装置の幅を最小限に抑えることができる。したがって、装置全体の省スペース化をより効率的に図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるポリッシング装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すポリッシング装置の概要を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は図１に示すポリッシング装置のフロントロード部２０を示す図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図である。
【図４】図１に示すポリッシング装置の第１搬送ロボットを示す側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態における第１搬送ロボットのハンドを示す平面図である。
【図６】図１に示すポリッシング装置のトップリングの構造を示す部分的に断面された側面図である。
【図７】図１に示すポリッシング装置のドレッサを示す縦断面図であり、ダイヤモンドドレッサを示す。
【図８】図１に示すポリッシング装置のドレッサを示す縦断面図であり、ブラシドレッサを示す。
【図９】図１に示すポリッシング装置の第１リニアトランスポータを示す正面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】図１に示すポリッシング装置の第２リニアトランスポータを示す正面図である。
【図１２】図１１の平面図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は図１に示すポリッシング装置の反転機を示す図であり、図１３（ａ）は平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の一部断面された側面図である。
【図１４】図１のポリッシング装置の第２搬送ロボット４０を示す斜視図である。
【図１５】図１に示すポリッシング装置のリフタを示す縦断面図である。
【図１６】図１に示すポリッシング装置のプッシャの縦断面図である。
【図１７】図１６に示すプッシャの動作の説明に付する図である。
【図１８】図１に示すポリッシング装置の搬送ユニットを示す斜視図である。
【図１９】図１８の正面図である。
【図２０】図１８の平面図である。
【図２１】図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は図１８に示す搬送ユニットのチャッキングユニットを示すもので、図２１（ａ）は平面図、図２１（ｂ）は正面図である。
【図２２】図２２（ａ）及び図２２（ｂ）は図１８に示す搬送ユニットの動作の説明に付する図であり、図２２（ａ）は横断面図、図２２（ｂ）は縦断面図である。
【図２３】図２３（ａ）乃至図２３（ｊ）は、洗浄部の反転機に代えて取り付けられる膜厚測定器の動作の説明に付する図である。
【図２４】図２４（ａ）乃至図２４（ｊ）は、洗浄部の反転機に代えて取り付けられる膜厚測定器の動作の説明に付する図である。
【図２５】図２５（ａ）乃至図２５（ｆ）は、洗浄部の反転機に代えて取り付けられる膜厚測定器の動作の説明に付する図である。
【図２６】図２６（ａ）乃至図２６（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図２７】図２７（ａ）乃至図２７（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図２８】図２８（ａ）乃至図２８（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図２９】図２９（ａ）乃至図２９（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３０】図３０（ａ）乃至図３０（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３１】図３１（ａ）乃至図３１（ｄ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３２】図３２（ａ）乃至図３２（ｅ）は、ウェハをシリーズ処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３３】図３３（ａ）乃至図３３（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３４】図３４（ａ）乃至図３４（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３５】図３５（ａ）乃至図３５（ｅ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第１リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３６】図３６（ａ）乃至図３６（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３７】図３７（ａ）乃至図３７（ｄ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３８】図３８（ａ）乃至図３８（ｅ）は、ウェハをパラレル処理する場合の第２リニアトランスポータの動作を示す模式図である。
【図３９】本発明の他の実施形態における研磨ユニットを示す概略斜視図である。
【図４０】図４０（ａ）は本発明の他の実施形態における反転機を示す概略斜視図、図４０（ｂ）は図４０（ａ）の部分断面図である。
【図４１】図４１は本発明の他の実施形態における反転機を示す概略斜視図である。
【図４２】本発明の他の実施形態におけるトップリングを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ ロード／アンロード部
３ 研磨部
４ 洗浄部
５，６ リニアトランスポータ
１０〜１４ シャッタ
２０ フロントロード部
２１ 走行機構
２２ 第１搬送ロボット
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 研磨ユニット
３１，４１ 反転機
３２ リフタ
３３，３４，３７，３８ プッシャ
３５，３６ リフタ
４０ 第２搬送ロボット
４２〜４５ 洗浄機
４６ 搬送ユニット
５０，６０ ピン
５１〜５４，６１〜６３ 支持部
５５，６５ エアシリンダ
５６ 連結部材
５７，５８，６７ シャフト
４６１〜４６４ チャッキングユニット
４６５ メインフレーム
４６６ ガイドフレーム
４６７，４６９ ボールねじ
４６８，４７０ モータ
４７１ａ，４７１ｂ アーム
４７２ ベース
４７３ チャックコマ
４７４ エアシリンダ
４７５ ピニオン
４７６ａ，４７６ｂ ラック
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，３００Ｄ 研磨テーブル
３０１Ａ，３０１Ｂ，３０１Ｃ，３０１Ｄ トップリング
３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ 研磨液供給ノズル
３０３Ａ，３０３Ｂ，３０３Ｃ，３０３Ｄ ドレッサ
３０４Ａ，３０４Ｂ，３０４Ｃ，３０４Ｄ アトマイザ
４７０ ウェハ反転保持機構
４７１ ハンドリングユニット
４７１ａ，４７１ｂ 真空吸着ハンド
４７２ 膜厚測定部
５０１，５０２，６０１ メカストッパ
７０２，７２２ 反転機本体
７０４，７２４ 反転軸
７０６ アーム
７０８ コマ
７１０，７２８ ノッチ検出用センサ
７１２，７３０ ＩＤ認識用センサ
７１４ モータ
７２６ 真空吸着部
ＴＳ１〜ＴＳ７ 搬送ステージ
ＴＰ１〜ＴＰ７ 搬送位置
Claims (6)
- 研磨対象物を収納したカセットを搭載するフロントロード部と、
前記フロントロード部に搭載されたカセットから研磨対象物を取り出して移動させる第１搬送ロボットと、
研磨面を有する研磨テーブル、該研磨テーブルの研磨面に研磨対象物を押圧するトップリング、及び該トップリングを前記研磨面上の研磨位置と研磨対象物の受け渡し位置との間で移動させる移動機構を有する研磨ユニットをそれぞれ複数有する第１研磨部及び第２研磨部からなる研磨部と、
前記第１研磨部及び前記第２研磨部でそれぞれ研磨された研磨対象物を洗浄する洗浄部とを備え、
前記第１研磨部には、複数の研磨ユニットの配列方向に沿って直線状に並び、前記研磨対象物の受け渡し位置を含む複数の搬送位置の間で研磨対象物を搬送する第１リニアトランスポータと、前記研磨対象物の受け渡し位置としての前記第１リニアトランスポータの搬送位置に位置して、該第１トランスポータと前記トップリングとの間で前記研磨対象物を受け渡す受け渡し機構が設けられ、
前記第２研磨部には、複数の研磨ユニットの配列方向に沿って直線状に並び、前記研磨対象物の受け渡し位置を含む複数の搬送位置の間で研磨対象物を搬送する第２リニアトランスポータと、前記研磨対象物の受け渡し位置としての前記第２リニアトランスポータの搬送位置に位置して、該第２トランスポータと前記トップリングとの間で前記研磨対象物を受け渡す受け渡し機構が設けられ、
前記第１リニアトランスポータ、前記第２リニアトランスポータ及び前記洗浄部にアクセス可能な位置に第２搬送ロボットが配置されていることを特徴とするポリッシング装置。 - 前記第１搬送ロボットは、ロード／アンロード部内に設置され、該ロード／アンロード部、前記研磨部及び前記洗浄部は、隔壁により区画されて形成され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。
- 前記ロード／アンロード部、前記研磨部及び前記洗浄部は、それぞれ独立に排気されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のポリッシング装置。
- 前記隔壁には、研磨対象物を通過させるための開口が形成され、該開口には、開閉自在なシャッタが設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のポリッシング装置。
- 前記洗浄部は、所定の方向に沿って配列した複数の洗浄機を有することを特徴とする請求項１に記載の記載のポリッシング装置。
- 前記複数の洗浄機は、隔壁によってそれぞれ区画されていることを特徴とする請求項５に記載のポリッシング装置。
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