JP5188952B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置、特に半導体ウェハなどの基板を平坦かつ鏡面状に研磨するために用いられる基板処理装置に関するものであり、特に、かかる基板処理装置において用いられる基板搬送装置、および、かかる基板搬送装置や反転機において用いられる基板把持装置に関するものである。

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）を行う研磨装置が知られている。

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。

このような研磨装置をはじめとする基板処理装置においては、基板処理プロセスのタクトタイムを向上することが求められている。また、最近では、容易にメンテナンス作業を行うことができる基板処理装置が要望されている。

上記基板処理装置においては、基板を搬送するために基板搬送装置が用いられるが、これらの基板搬送装置のタクトタイムを短縮して、基板処理プロセス全体のタクトタイムを向上することが求められている。さらに、これらの基板搬送装置の部品の数を少なくして構造をシンプルにし、コストダウンを図ることも要望されている。

また、基板処理装置においては、基板を把持した状態でそれぞれの処理を行うために基板把持装置が各部に設けられる。従来の基板把持装置では、基板の大きさが異なると確実に基板を把持することが難しいという問題があった。

さらに、上述した基板処理装置においては各種の薬液が用いられ、これらの薬液を基板処理装置の各部に供給するために薬液供給装置が設けられる。このような薬液供給装置については、その設置スペースを小さくしてコストダウンを図るとともに、メンテナンスの作業性を向上することが求められている。

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、基板処理プロセスのタクトタイムを向上することができる基板処理装置を提供することを第１の目的とする。

さらに、本発明は、部品の数を少なくして構造をシンプルにし、コストダウンを図ることができる基板搬送装置を提供することを第２の目的とする。

本発明の第１の態様によれば、基板処理プロセスのタクトタイムを向上することができる基板処理装置が提供される。この基板処理装置は、基板に対して所定の処理を行う複数の処理部と、上記複数の処理部間で上記基板を搬送する基板搬送機構とを備えている。上記基板搬送機構は、上記基板を把持する基板把持機構と、上記複数の処理部のうち１つの処理部の筐体のフレームを中心として上記基板把持機構を旋回させる旋回アームを有する旋回機構と、上記基板把持機構および上記旋回機構を上記フレームに沿って上下動させる上下動機構とを備え、上記旋回機構は、上記旋回アームに接続されたモータを有しており、上記モータで上記旋回アームおよび上記基板把持機構を旋回させることにより上記基板を上記複数の処理部間で搬送する。

このような基板搬送機構は、従来の搬送ロボットのようにアームを伸縮させる必要がなく、上下動機構、旋回機構、および基板把持機構によって構成することができるので、基板搬送機構の構成を簡略化することができ、小さな荷重で駆動することができる。したがって、基板の搬送が迅速化され、基板処理プロセスのタクトタイムが向上する。また、研磨部などの処理部のフレームを利用して基板搬送機構を構成しているので、アームの伸び縮みのスペースが必要なくなり、基板搬送機構を小型化してその設置面積を小さくすることができる。また、基板搬送機構の剛性を高くすることができる。

本発明の一参考例によれば、基板処理プロセスのタクトタイムを向上することができる基板処理装置が提供される。この基板処理装置は、基板に対して第１の処理を行う第１の処理部と、上記第１の処理部で処理された基板を反転する反転機と、上記反転機で反転された基板に対して第２の処理を行う第２の処理部とを備えている。上記反転機は、上記基板を把持する把持部と、上記把持部により把持された基板を反転する反転機構と、上記把持部の下方に上下動可能に配置され、上記反転機構により反転された基板を保持する仮置部とを備えている。このような仮置部は基板を搬送する際のバッファとして利用することができるので、基板処理プロセスのタクトタイムを向上することができる。

上記基板処理装置は、上記第１の処理部または上記第２の処理部と上記反転機の上記把持部または上記仮置部との間で上記基板を受け渡しする基板搬送機構をさらに備えていてもよい。

本発明の一参考例によれば、基板処理プロセスのタクトタイムを向上することができる基板処理装置が提供される。この基板処理装置は、基板に対して所定の処理を行う複数の処理部と、上記複数の処理部間で上記基板を搬送する基板搬送機構とを備えている。上記基板搬送機構は、上記基板を水平に保持した状態で該基板の表面に平行な一方向に沿って上記基板を所定の処理部間で搬送する水平搬送機構と、上記所定の処理部をスキップするように、上記基板を垂直に保持した状態で上記一方向に沿って上記基板を搬送する垂直搬送機構とを備えている。

このような基板処理装置によれば、ある処理部からのコンタミネーションの影響を受けることなく、クリーンな状態で基板を別の処理部に搬送することができる。また、水平搬送機構による搬送と垂直搬送機構による搬送とを別ルートで行うことができるので、基板搬送機構における基板の滞留を抑えることができる。したがって、基板処理プロセスのタクトタイムが向上する。

本発明の他の参考例によれば、容易にメンテナンス作業を行うことができる基板処理装置が提供される。この基板処理装置は、基板に対して所定の処理を行う複数の処理部を備えている。上記複数の処理部のうち少なくとも１つは、枠体と、上記枠体を固定する固定脚と、引き出し方向に転動可能なメインローラを有し、長さが調整可能なキャスター脚とを備えている。上記枠体の引き出し時には、上記キャスター脚を上記固定脚よりも長くすることで、上記枠体を上記キャスター脚で支持する。このような構成によれば、複数の処理部のうち少なくとも１つを他の処理部から容易に取り外すことができ、メンテナンス作業が容易になる。

上記キャスター脚は、隣接する部材に当接するサイドローラを有することが好ましい。また、上記枠体は、該枠体に隣接して設けられた上記引き出し方向に延びる一対のガイド体の間に配置される突起部を有していてもよい。

本発明の他の参考例によれば、容易にメンテナンス作業を行うことができる基板処理装置が提供される。この基板処理装置は、基板に対して所定の処理を行う複数のユニットを枠体に収容している。上記枠体は、上記ユニットの脚に取り付けられたスライドブロックを摺動させる例えば樹脂からなるプレートと、上記プレート上を摺動されるスライドブロックを引き出し方向にガイドするガイド体とを備えている。このような構成によれば、基板に対して所定の処理を行うユニットを基板処理装置から容易に取り外すことができ、メンテナンス作業が容易になる。

本発明の他の参考例によれば、部品の数を少なくして構造をシンプルにし、コストダウンを図ることができる基板搬送装置が提供される。この基板搬送装置は、基板を保持するトップリングを保持するガイドステージと、上記ガイドステージに対して上下動可能なプッシュステージと、上記ガイドステージを上下動させるボールスプライン機構を有するシリンダと、上記ガイドステージのセンタリングを行うリニアウェイとを備えている。このような構成により、基板搬送装置の部品の数を少なくして構造をシンプルにすることができ、コストダウンを図ることができる。

本発明の他の参考例によれば、基板処理プロセスのタクトタイムを向上することができる基板搬送装置が提供される。この基板搬送装置は、基板の中心を挟んで互いに対向し、上記基板の外周部を把持する一対の把持部を有する複数のチャッキングユニットと、上記一対の把持部を互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉させる開閉機構と、上記把持部を上記チャッキングユニットの配列方向に沿った軸を中心として回転させる回転機構と、上記複数のチャッキングユニットを上下動させる上下動機構と、上記複数のチャッキングユニットを上記チャッキングユニットの配列方向に沿って移動させる移動機構とを備えている。

このような構成により、複数の基板を複数のチャッキングユニットにより同時に搬送することができる。また、基板搬送装置により基板を搬送し終わった後、処理部の外部に把持部を出すことで、処理部の内部では処理を行いつつ、基板搬送装置を所望の待機位置に移動させることができる。したがって、処理部における処理の開始時間を早くすることができ、タクトタイムを向上することができる。

本発明の他の参考例によれば、基板に対して所定の処理を行う処理部と、基板を上記処理部に搬入および搬送する上記基板搬送装置と、を備えた基板処理装置が提供される。上記処理部は、基板を保持して回転させる複数のローラと、上記基板搬送装置によって搬送された基板の上下方向の移動を許容しつつ、水平方向の移動を規制する複数の位置決めガイドとを有する。上記複数のローラは、基板が載置される支持部をそれぞれ有する。

本発明の他の参考例によれば、基板に対して所定の処理を行う複数の処理部と、上記複数の処理部間で上記基板を搬送する上記基板搬送装置と、を備えた基板処理装置が提供される。上記基板搬送装置は、上記把持部により上記基板を上記処理部に受け渡し、上記把持部を上記処理部から出した後に上記把持部を回転させ、その後上記把持部を所定の位置に移動させる。

本発明の他の参考例によれば、確実に基板を把持することができる基板把持装置が提供される。この基板把持装置は、基板の外周部に接触する少なくとも２つのチャック機構を有し、上記基板の中心を挟んで互いに対向する一対の把持部と、上記一対の把持部を互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉させる開閉機構とを備えている。

このような構成の基板把持装置によれば、一対の把持部を１方向に互いに反対向きに移動することによって基板の把持とリリースとを行うことができるので、確実に基板を把持することができる。

上記基板の外周部に点接触するコマ、あるいは上記基板の外周部に線接触するチャック部により上記チャック機構を構成してもよい。この場合において、上記チャック部は、上記基板の径方向内側から外側に向かって次第に高くなる傾斜面と、上記傾斜面の最外周に設けられた突起部とを有することが好ましい。

本発明の他の参考例によれば、設置スペースを小さくしてコストダウンを図るとともに、メンテナンスの作業性を向上することができる薬液供給装置が提供される。この薬液供給装置は、薬液を供給する薬液供給配管と、上記薬液供給配管を流れる薬液の圧力を検出する圧力センサと、上記薬液供給配管を流れる薬液の流量を調整する第１のエアオペレートバルブと、上記薬液供給配管に純水を供給する純水供給配管と、上記純水供給配管を流れる純水の流量を調整する第２のエアオペレートバルブと、上記薬液供給配管を流れる薬液が上記純水供給配管に逆流することを防止するチェッキ弁と、使用しない薬液を上記薬液供給配管から戻す薬液戻し配管と、上記薬液戻し配管を流れる薬液の流量を調整する第３のエアオペレートバルブとを同一のユニット内に備えている。

このような薬液供給装置によれば、圧力センサ、第１、第２、第３のエアオペレートバルブ、チェッキ弁などを一体化しているので、設置スペースが小さくなり、コストダウンを図ることができる。また、これらの部材が１箇所に集まるので、メンテナンスの作業性が向上する。

本発明の他の参考例によれば、基板に対して所定の処理を行う複数の処理部と、前記複数の処理部間で前記基板を搬送する基板搬送機構とを有する基板処理装置が提供される。上記基板搬送機構は、基板の中心に向かって延びる上側突起部と下側突起部とを有する突起部と、上記下側突起部の上面に上記基板の外周部を載置した後、退避する搬送ロボットと、上記突起部を上記基板の中心に向かって開閉させ、上記下側突起部の上面に上記基板の外周部が載置されたときに上記突起部を閉じる開閉機構とを備えている。

上述したように、本発明の各態様および参考例によれば、基板処理プロセスのタクトタイムを向上することができる。また、容易にメンテナンス作業を行うことができる。さらに、基板搬送装置の部品の数を少なくして構造をシンプルにし、コストダウンを図ることができる。また、基板把持装置により確実に基板を把持することができる。さらに、薬液供給装置の設置スペースを小さくしてコストダウンを図るとともに、メンテナンスの作業性を向上することできる。

本発明の他の参考例によれば、基板を挟んで互いに対向する一対の把持部を有する基板把持装置に用いられ、基板の把持及びリリースに用いられるコマが提供される。上記コマは、前記一対の把持部に設けられ、基板の外周部に点接触して基板を把持しうるように構成される。

図１は、本発明の一実施形態における基板処理装置としての研磨装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、図１に示す研磨装置の概要を示す斜視図である。 図３Aおよび図３Bは、図１に示す研磨装置のフロントロード部を示す図であり、図３Aは正面図、図３Bは側面図である。 図４は、図１に示す研磨装置の搬送ロボットを示す側面図である。 図５は、本発明の他の実施形態における搬送ロボットのハンドを示す平面図である。 図６は、図１に示す研磨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は、図１に示す研磨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は、図１に示す研磨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は、図１に示す研磨装置におけるスイングトランスポータおよび洗浄部の反転機を示す斜視図である。 図１０は、図１に示す研磨装置の第１リニアトランスポータを示す正面図である。 図１１は、図１０の平面図である。 図１２は、図１に示す研磨装置の第２リニアトランスポータを示す正面図である。 図１３は、図１２の平面図である。 図１４は、図１に示す研磨装置における第１研磨部の反転機を示す斜視図である。 図１５は、図１４の平面図である。 図１６は、図１４の側面図である。 図１７は、図１４の反転機の開閉機構を示す縦断面図である。 図１８は、図１４の反転機の開閉機構を示す縦断面図である。 図１９は、図１５のXIX-XIX線断面図である。 図２０は、図１４の反転機のウェハ受取時の状態を示す平面図である。 図２１は、図２０の反転機のウェハ受取時の状態を示す斜視図である。 図２２は、図１４の反転機のウェハ反転時の状態を示す斜視図である。 図２３は、図１に示す研磨装置における洗浄部の反転機の仮置部を示す斜視図である。 図２４は、図２３の仮置部が上昇した状態を示す斜視図である。 図２５は、図１に示す研磨装置のリフタを示す縦断面図である。 図２６は、図１に示す研磨装置のプッシャの縦断面図である。 図２７は、図１に示す研磨装置の搬送ユニットを示す斜視図である。 図２８Aおよび図２８Bは、図２７に示す搬送ユニットの動作を示す模式図である。 図２９は、図２７に示す搬送ユニットのアームを持ち上げた状態を示す斜視図である。 図３０Aおよび図３０Bは、図２７に示す搬送ユニットの動作の説明に付する図であり、図３０Aは横断面図、図３０Bは縦断面図である。 図３１Aは、図２７に示す搬送ユニットの待機時の状態を模式的に示す側面図であり、図３１Bは、図３１Aの背面図である。 図３２Aは、図２７に示す搬送ユニットの移動時の状態を模式的に示す側面図であり、図３２Bは、図３２Aの背面図であり、図３２Cは、図２７に示す搬送ユニットの移動時の状態を模式的に示す側面図であり、図３２Dは、図３２Cの背面図である。 図３３は、１次洗浄機４２を模式的に示す斜視図である。 図３４は、１次洗浄機４２を模式的に示す平面図である。 図３５は、１次洗浄機４２にウェハが搬入されるときの動作を示す模式図である。 図３６は、１次洗浄機４２のローラ（肩部）にウェハが載置されるときの動作を示す模式図である。 図３７は、ウェハが保持されるときの動作を示す模式図である。 図３８は、ウェハが保持され、処理されるときの動作を示す模式図である。 図３９Aから図３９D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４０Aから図４０D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４１Aから図４１D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４２Aから図４２D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４３Aから図４３D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４４Aから図４４D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４５Aから図４５Ｅ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４６Aから図４６D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４７Aから図４７D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４８Aから図４８Ｅ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４９Aから図４９D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５０Aから図５０D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５１Aから図５１Ｅ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５２は、図１に示す研磨装置の変形例を示す模式図である。 図５３は、図１に示す研磨装置の枠体の構成を示す斜視図である。 図５４は、図５３に示す洗浄部の枠体の下部を示す模式図である。 図５５は、図５３に示す洗浄部の枠体に取り付けられるキャスター脚を示す斜視図である。 図５６は、図５３に示す洗浄部の枠体を引き出すときの状態を示す斜視図である。 図５７は、図５３に示す洗浄部の枠体の下部を示す模式図である。 図５８は、図５３に示す洗浄部の枠体に隣接して設けられるガイド体を示す模式図である。 図５９は、図５３に示す洗浄部の構造を示す斜視図である。 図６０は、図５９に示す１つの洗浄部の取付構造を示す斜視図である。 図６１は、図１に示す研磨装置の薬液供給装置を示すブロック図である。 図６２は、図６１の薬液供給装置を示す縦断面図である。 図６３は、図６１の薬液供給装置を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る研磨装置の一実施形態について図１から図６３を参照して詳細に説明する。なお、図１から図６３において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は本発明の一実施形態に係る研磨装置の全体構成を示す平面図、図２は図１に示す研磨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研磨装置は、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、および洗浄部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。

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４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、研磨装置の幅方向（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、または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。

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搬送ロボット２２が設置されている。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。

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、および洗浄部４のいずれよりも高い圧力に常時維持されている。また、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。

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、および第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。

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）の混合流体または液体（例えば純水）を霧状にして、１また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。

第１研磨部３ａの第１研磨ユニット３０Ａおよび第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がそれぞれ配置されている。なお、第３搬送位置ＴＰ３と第４搬送位置ＴＰ４との間にはシャッタ１２が設けられている。

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が配置されている。なお、第５搬送位置ＴＰ５と第６搬送位置ＴＰ６との間にはシャッタ１３が設けられている。

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およ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。
各研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄは、それぞれ隔壁で仕切られて密閉されており、密閉されたそれぞれの研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄから個別に排気が行われている。したがって、半導体ウェハは、密閉された研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ内で処理され、スラリの雰囲気の影響を受けないため、良好な研磨を実現することができる。各研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ間の隔壁には、図１に示すように、リニアトランスポータ５，６が通るための開口が開けられている。この開口にはそれぞれシャッタを設けて、ウェハが通過する時だけシャッタを開けるようにしてもよい。

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、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および洗浄機４２〜４５の間でウェハを搬送する搬送ユニット４６とを備えている。これらの反転機４１および洗浄機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。

図１に示すように、第１リニアトランスポータ５と第２リニアトランスポータ６との間には、第１リニアトランスポータ５、第２リニアトランスポータ６、および洗浄部４の反転機４１の間でウェハを搬送するスイングトランスポータ（ウェハ搬送機構）７が配置されている。このスイングトランスポータ７は、第１リニアトランスポータ５の第４搬送位置ＴＰ４から第２リニアトランスポータ６の第５搬送位置ＴＰ５へ、第２リニアトランスポータ６の第５搬送位置ＴＰ５から反転機４１へ、第１リニアトランスポータ５の第４搬送位置ＴＰ４から反転機４１にそれぞれウェハを搬送できるようになっている。

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３Aおよび図３Bはフロントロード部２０を示す図であり、図３Aは正面図、図３Bは側面図である。図３Aおよび図３B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、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。

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とダミーウェハステーション２０４の双方にアクセス可能な搬送ロボット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。

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さらにその下）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。

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。さらに、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。

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、ロック機構およ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。

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。

次に、ロード／アンロード部２の搬送ロボット２２について説明する。図４は、搬送ロボット２２を示す側面図である。図４に示すように、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。

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。さらに、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。

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。

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。

図５は、本発明の他の実施形態における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。

図１に示すように、ロード／アンロード部２の側部には、ウェハの膜厚を測定する膜厚測定器（In-line Thickness Monitor：ＩＴＭ）８が設置されており、搬送ロボット２２は膜厚測定器８にもアクセスできるようになっている。この膜厚測定器８は、搬送ロボット２２から研磨前または研磨後のウェハを受け取り、このウェハの膜厚を測定する。この膜厚測定器８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。

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。

研磨テーブル３００Ａの上面には研磨布または砥石等が貼付されており、この研磨布また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またはテープの研磨面を設けて、ベルトまた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。

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。

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。

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。

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、およ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。

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の内部には貫通孔が形成されており、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および／また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。

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、さら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。

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。

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に向かって下方または横方向、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。

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。さらに、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また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。

図７および図８はドレッサ３０３Ａの例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。

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。

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。

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、またはスプレーノズルで吹き付け洗浄し、また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。

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。

次に、スイングトランスポータ７について説明する。図９は、洗浄部４の反転機４１とともにスイングトランスポータ７を示す斜視図である。図９に示すように、本実施形態におけるスイングトランスポータ７は、第１研磨部３ａの筐体のフレーム１０２に設置されており、上下に延びる断面略コ字状のフレーム１０２の内部に配置されたロボシリンダ１０４と、ロボシリンダ１０４上を上下動するベースブラケット１０６と、ロボシリンダ１０４を上下動させるモータ１０７と、ベースブラケット１０６に取り付けられたモータカバー１０８と、モータカバー１０８内に収容されたモータの回転軸に取り付けられた旋回アーム１１０と、旋回アーム１１０の先端に取り付けられたウェハ把持機構１１２とを備えている。

ウェハ把持機構１１２は、ウェハＷの周縁を両側から把持する一対の把持部１１４と、把持部１１４のロッド１１４ａをウェハＷの径方向（矢印Ａ）に開閉させる開閉機構１１６とを備えている。一対の把持部１１４は、ウェハＷの中心を挟んで互いに対向するように配置されており、それぞれの把持部１１４の両端には、ウェハＷの外周部に点接触するコマ（チャック機構）１１８がそれぞれ２つ設けられている。これらのコマ１１８は把持部１１４の両端から下方に突出して設けられている。

開閉機構１１６は、例えばエアシリンダにより構成されており、把持部１１４を互いに近接する方向に移動させてウェハＷを把持し、把持部１１４を互いに離間する方向に移動させてウェハＷをリリースする。なお、本実施形態では、それぞれの把持部１１４に２つのコマ１１８を設けた例を説明したが、これに限られるものではなく、それぞれの把持部１１４に３つ以上のコマ１１８を設けてもよい。

このように、本実施形態のスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２は、一対の把持部１１４を１方向に互いに反対向きに移動することによってウェハＷの把持とリリースとを行っているため、確実にウェハＷを把持することができる。すなわち、開閉機構１１６のストロークを変更するだけで、同一の機構により種々のサイズのウェハＷを把持することができる。また、コマ１１８は把持部１１４の両端から下方に突出して設けられており、ウェハＷの下方にはコマ１１８以外の部材が位置することがない。したがって、従来のウェハ搬送機構のようにロボットハンドの上面にある液体がウェハの下面に付着するなどの問題が生ずることがない。

ロボシリンダ１０４内にはボールねじとスライドガイドが設けられており、モータ１０７の駆動によりロボシリンダ１０４上のベースブラケット１０６が上下動するようになっている（矢印Ｂ）。これによりベースブラケット１０６とともにウェハ把持機構１１２が上下動するようになっており、フレーム１０２に沿ってウェハ把持機構１１２を上下動させる上下動機構がロボシリンダ１０４およびベースブラケット１０６によって構成されている。

また、旋回アーム１１０は、モータカバー１０８内のモータの駆動により該モータの回転軸を中心として旋回するようになっている（矢印Ｃ）。これにより、ウェハ把持機構１１２が、第１リニアトランスポータ５、第２リニアトランスポータ６、および洗浄部４の反転機４１の間で移動されるようになっており、フレーム１０２に隣接するモータ１０８の回転軸を中心としてウェハ把持機構１１２を旋回させる旋回機構がモータカバー１０８内のモータおよび旋回アーム１１０によって構成されている。なお、本実施形態では、フレーム１０２に隣接するモータカバー１０８内のモータの回転軸を中心としてウェハ把持機構１１２を旋回する例を説明したが、これに限られるものではなく、フレーム１０２を中心としてウェハ把持機構１１２を旋回してもよい。

ウェハＷを把持する場合には、把持部１１４を開いた状態で、把持部１１４のコマ１１８がウェハＷの下方に位置するまでベースブラケット１０６を下降させる。そして、開閉機構１１６を駆動して把持部１１４を互いに近接する方向に移動させ、把持部１１４のコマ１１８の最内周部をウェハＷの最外周よりも内側に位置させる。この状態で、ベースブラケット１０６を上昇させ、ウェハＷを把持部１１４のコマ１１８に把持した状態で持ち上げる。本実施形態では、コマ１１８とウェハＷとが点接触し、ウェハＷの接触面積を極力小さくすることができるので、ウェハを把持する際にウェハＷの表面に付着するごみを低減することができる。

このように、本実施形態におけるスイングトランスポータ７は、従来の搬送ロボットのようにアームを伸縮させる必要がなく、上下動機構、旋回機構、およびウェハ把持機構によって構成することができるので、ウェハ搬送機構の構成を簡略化することができ、小さな荷重で駆動することができる。したがって、基板の搬送が迅速化される。また、研磨部などの処理部のフレームを利用してスイングトランスポータ７を構成しているので、アームの伸び縮みのスペースが必要なくなり、ウェハ搬送機構を小型化してその設置面積を小さくすることができる。また、スイングトランスポータ７を処理部のフレームに固定することにより、スイングトランスポータ７の剛性を高くすることができる。

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１０は第１リニアトランスポータ５の正面図、図１１は図１０の平面図である。図１０および図１１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。

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１１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。

図１１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、ポリプロピレン（ＰＰ）、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。

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１０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およびシャフト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および第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。

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およびスプリング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およびスプリング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、および第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。

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。

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。

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５９０を備えており、このエアシリンダ５９０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、かつ互いに逆方向に移動するように制御される。なお、第３搬送ステージＴＳ３または第４搬送ステージＴＳ４が第４搬送位置ＴＰ４あるいは第４搬送位置ＴＰ４から第３搬送位置ＴＰ３に移動される時のみシャッタ１２が開かれ、これにより環境汚染の高い研磨部３ａからクリーン度の高い洗浄部４へ流入する気流を極力減らすことができるので、ウェハおよびウェハが洗浄・乾燥される洗浄部４内への汚染が防止され、また、従来の研磨装置に比べてスループットが向上する。

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１２は第２リニアトランスポータ６の正面図、図１３は図１２の平面図である。図１２および図１３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。

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１３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、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。

図１３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、ポリプロピレン（ＰＰ）、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。

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１２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。

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およびスプリング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および第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。

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６９０を備えており、このエアシリンダ６９０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、かつ互いに逆方向に移動するように制御される。なお、第５搬送ステージＴＳ５または第７搬送ステージＴＳ７が第５搬送位置ＴＰ５あるいは第５搬送位置ＴＰ５から第６搬送位置ＴＰ６に移動される時のみシャッタ１３が開かれ、これにより環境汚染の高い研磨部３ａからクリーン度の高い洗浄部４へ流入する気流を極力減らすことができるので、ウェハおよびウェハが洗浄・乾燥される洗浄部４内への汚染が防止され、また、従来の研磨装置に比べてスループットが向上する。

なお、本実施形態では、エアシリンダ５５，５９０，６５，６９０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。

次に、第１研磨部３ａの反転機３１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。

図１４は反転機３１を示す斜視図、図１５は図１４の平面図、図１６は図１４の側面図である。図１４から図１６に示すように、反転機３１は、ウェハＷの周縁を両側から把持する一対の円弧状の把持部３１０と、把持部３１０に取り付けられたシャフト３１４と、シャフト３１４をその軸方向に移動させ把持部３１０を開閉させる開閉機構３１２とを備えている。一対の把持部３１０は、ウェハＷの中心を挟んで互いに対向するように配置されており、それぞれの把持部３１０の両端には、ウェハＷの外周部に線接触するチャック部３１１がそれぞれ２つ設けられている。なお、本実施形態では、それぞれの把持部３１０に２つのチャック部３１１を設けた例を説明するが、これに限られるものではなく、それぞれの把持部３１０に３つ以上のチャック部３１１を設けてもよい。

図１７は、反転機３１の開閉機構３１２を示す縦断面図である。図１７に示すように、開閉機構３１２は、それぞれのシャフト３１４および把持部３１０を閉方向に付勢する圧縮ばね３１５と、それぞれのシャフト３１４に連結されたスライド式エアシリンダ３１３とを備えている。この開閉機構３１２は、圧縮ばね３１５により把持部３１０を互いに近接する方向に移動させてウェハＷを把持するようになっており、このときエアシリンダ３１３の可動部３１３ａはメカストッパ３１７に当接するようになっている。また、開閉機構３１２は、エアシリンダ３１３の駆動により把持部３１０を互いに離間する方向に移動させてウェハＷをリリースするようになっている。このときの状態を図１８に示す。

すなわち、ウェハＷを把持する場合には、片方のエアシリンダ３１３を加圧し、他方のエアシリンダ３１３は圧縮ばね３１５の付勢力のみによって閉じられる。このとき、加圧されたエアシリンダ３１３の可動部３１３ａのみがメカストッパ３１７に押し付けられ、その位置に固定される。このとき、圧縮ばね３１５によって付勢される他方のエアシリンダ３１３に接続された把持部３１０の位置がセンサ３１９により検出される。ウェハＷがない場合には、加圧されない方のエアシリンダ３１３はフルストローク位置にあり、センサ３１９の応答がないため、ウェハＷが把持されていないことが検出される。

上述したように、圧縮ばね３１５をウェハＷの把持に用い、エアシリンダ３１３をウェハＷのリリースに用いることにより、エアシリンダ３１３の空気圧によりウェハＷが破損することを防止することができる。

図１４から図１６に示すように、開閉機構３１２には、ウェハＷの中心軸と垂直な軸周りに回転する回転軸３１６が取り付けられている。この回転軸３１６は反転機構３１８に連結されており、反転機構３１８により回転されるようになっている。したがって、反転機構３１８が駆動されると、回転軸３１６を中心として開閉機構３１２および把持部３１０が回転し、把持部３１０に把持したウェハＷが反転されるようになっている。

図１９は、図１５のXIX-XIX線断面図である。図１９に示すように、反転機３１のチャック部３１１は、ウェハＷの径方向内側から外側に向かって次第に高くなる傾斜面３１１ａ（下側突起部）と、傾斜面３１１ａの最外周に設けられた突起部３１１ｂ（上側突起部）とを有し、これによりウェハＷの外周部を把持する凹部が形成されている。これらの傾斜面３１１ａと突起部３１１ｂとによりウェハＷの受け取りと位置決めがなされる。すなわち、搬送ロボット２２からウェハＷを受け取る場合には、図２０に示すように、開閉機構３１２を駆動し、把持部３１０を互いに離間する方向に移動させて開いておく。この状態で、搬送ロボット２２からウェハＷをリリースし、ウェハＷの周縁部をチャック部３１１の傾斜面３１１ａ上に載置する(図２１参照)。ウェハＷが傾斜面３１１ａに載置された後、開閉機構３１２を駆動し、把持部３１０を互いに近接する方向に移動させて閉じると、ウェハＷの周縁部が傾斜面３１１ａ上を滑り、ウェハＷは最終的に傾斜面３１１ａの最外周で突起部３１１ｂによって位置決めされることになる。図１４および図１５は、この位置決めされた状態を示している。

上述したように、本実施形態における反転機３１は、把持部３１０の傾斜面３１１ａと突起部３１１ｂとによってウェハＷの位置決めを行うことができるので、搬送ロボット２２から反転機３１にウェハＷを渡すときに、搬送ロボット２２によってウェハＷの位置決めをする必要がなくなる。すなわち、搬送ロボット２２は、反転機３１上に移動したときに、ウェハＷの位置決めを行わずにリリースして反転機３１に渡すことができ、ウェハＷのリリース後直ぐに次の動作に移ることができる。したがって、搬送ロボット２２がウェハＷの受け渡しのために拘束される時間が少なくなり、スループットが向上する。

このようにしてウェハＷが反転機３１によって把持された後、反転機構３１８が駆動され、図２２に示すように開閉機構３１２および把持部３１０が回転軸３１６を中心として回転される。これにより把持部３１０に把持されたウェハＷが１８０°反転される。ウェハＷが反転された後、開閉機構３１２を駆動し、把持部３１０を互いに離間する方向に移動させて開くと、反転機３１からリフタ３２にウェハＷが受け渡される。

また、上述したように、本実施形態の反転機３１は、一対の把持部３１０を１方向に互いに反対向きに移動することによってウェハＷの把持とリリースとを行っているため、確実にウェハＷを把持することができる。すなわち、開閉機構３１２のストロークを変更するだけで、同一の機構により種々のサイズのウェハＷを把持することができる。

なお、図１に示すように、反転機３１と搬送ロボット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。ウェハの受け渡しがないときにはシャッタ１０は閉まっており、このときにウェハの洗浄や把持部３１０に固定されたチャック部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の周囲に、ウェハ乾燥防止用のノズル（図示せず）を複数設け、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してもよい。

洗浄部４の反転機４１は、スイングトランスポータ７の把持部１１４が到達可能な位置に配置され、研磨後のウェハをスイングトランスポータ７の把持部１１４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。この反転機４１の構造は上述した第１研磨部３ａの反転機３１の構造と基本的に同一である。反転機４１も反転機３１と同様の動作により、研磨後のウェハをスイングトランスポータ７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。

ここで、図９に示すように、洗浄部４の反転機４１は、把持部１１４の下方に仮置部１３０を有している。図２３は、この仮置部１３０を示す斜視図である。図２３に示すように、仮置部１３０は、矩形状のベースプレート１３１と、ベースプレート１３１の四隅に設けられたコマ１３２と、ベースプレート１３１を支持する支持筒１３３と、支持筒１３３を上下動するエアシリンダ１３４とを備えている。それぞれのコマ１３２の上部には略半球状の突起１３２ａが設けられており、この突起１３２ａによりウェハＷの位置決めがなされる。支持筒１３３はロッド１３５を介してエアシリンダ１３４に連結されており、エアシリンダ１３４の駆動により支持筒１３３とともにベースプレート１３１が上下動するようになっている。

ウェハＷが反転されると、仮置部１３０のエアシリンダ１３４が駆動され、ベースプレート１３１がウェハＷの受取位置まで上昇される。ベースプレート１３１がウェハＷの受取位置まで上昇されると、開閉機構３１２が駆動され、把持部３１０を互いに離間する方向に移動させる。これにより、ウェハＷが把持部３１０からリリースされ、ベースプレート１３１のコマ１３２上に載置される。その後、仮置部１３０のエアシリンダ１３４が駆動され、図２４に示すように、ベースプレート１３１が所定の位置まで下げられる。この仮置部１３０のコマ１３２上に載置されたウェハＷは後述する搬送ユニット４６に受け渡され、各洗浄機４２〜４５に順次搬送され、それぞれの洗浄機で洗浄される。

このような仮置部１３０は、洗浄前のウェハのバッファとして利用することができるので、プロセス全体のタクトタイムを向上することができる。また、反転機４１に洗浄機構を設ければ、各洗浄機４２〜４５による洗浄の前にウェハＷの仮洗浄を行うこともできる。

上述した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および圧力で、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または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。

次に、第１研磨部３ａのリフタ３２について説明する。第１研磨部３ａのリフタ３２は、搬送ロボット２２および第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または第４搬送ステージＴＳ４に受け渡すものである。

図２５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のチャック部３１１と位相が一致しない向きに配置されている。つまりチャック部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。

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。

次に、上述のように構成されたリフタ３２の動作を説明する。ポリッシング前のウェハは搬送ロボット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または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。なお、リフタ３２にも、後述するプッシャ３３と同様に、ボールスプライン内蔵シリンダを取り付けてもよい。

次に、第１研磨部３ａのプッシャ３３，３４および第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。

図２６は、プッシャ３３を示す縦断面図である。図２６に示すように、プッシャ３３は、トップリングを保持するためのガイドステージ３３１と、ウェハを保持するプッシュステージ３３３とを備えている。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。

ガイドステージ３３１の裏面には防水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防水のためのセンタスリーブ３４１が設置されている。

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軸およびＹ軸方向に移動してガイドステージ３３１のセンタリングを行うリニアウェイ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。このリニアウェイ３４６は加圧することにより中心位置に復帰可能な構造となっている。この構造によりガイドステージ３３１のセンタリングが実現される。あるいは、リニアウェイ３４６内部のスプリングだけで、加圧することなく中心位置に復帰可能となっている。

また、リニアウェイ３４６はシャフト３３０に固定されており、このシャフト３３０は、ボールスプライン機構を有するシリンダ３４７に連結されている。図示しないモータの駆動によりシリンダ３４７が駆動され、シャフト３３０を介してガイドステージ３３１が上下動するようになっている。

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の中心にはガイドステージ３３１に対してプッシュステージ３３３を上下動させるエアシリンダ３４９が設けられている。プッシュステージ３３３はエアシリンダ３４９によって上下し、トップリング３０１Ａへウェハをロードする。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。

なお、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。

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。
１）ウェハロード時
まず、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、シリンダ３４７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。

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。

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。このとき、プッシュステージ３３３はエアシリンダ３４９によりさらに上昇される。このとき、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。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、下降終了で動作が完了する。

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、シリンダ３４７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。

エアシリンダ３４９によりプッシュステージ３３３を上昇させるが、このとき、プッシュステージ３３３はトップリングガイド３３７のウェハ保持部より高い位置になることはない。エアシリンダ３４９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の下段テーパによってウェハＷは求芯され、トップリングガイド３３７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。なお、下降時のウェハの横ずれを防止するために、トップリング３０１Ａの下降とともに受け部３３９ａが内部のスプリング３３９ｂによって飛び出すようになっている。

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および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および裏面に押し付けてウェハの表面およ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。

次に、洗浄部４の搬送ユニット４６について説明する。図２７は、搬送ユニット４６を示す斜視図である。図２７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把持するウェハ把持機構としての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（図示せず）が取り付けられており、このボールねじに連結されたモータ４６８の駆動により、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およびボールねじは、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およ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およびボールねじ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（チャッキングユニット４６１〜４６４の配列方向）に沿って移動させる移動機構を構成する。

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４６１，４６２とチャッキングユニット４６３，４６４とは基本的に同一構造であり、メインフレーム４６５に対して対称であるため、以下ではチャッキングユニット４６１，４６２についてのみ説明する。

チャッキングユニット４６１は、ウェハＷを保持する開閉自在の１対のアーム４７１ａ，４７１ｂを備え、チャッキングユニット４６２は１対のアーム４７２ａ，４７２ｂを備えている。それぞれのチャッキングユニットのアームには、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。

図２７に示すように、ガイドフレーム４６６には、チャッキングユニット４６１のアーム４７１ａ，４７１ｂとチャッキングユニット４６２のアーム４７２ａ，４７２ｂとを互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉するためのエアシリンダ４７４が設けられている。したがって、エアシリンダ４７４によりアーム４７１ａ，４７１ｂ，４７２ａ，４７２ｂを閉じることにより、ウェハＷの端面をアーム４７１ａ，４７１ｂ，４７２ａ，４７２ｂに挟み込んでウェハＷを保持することができるようになっている。このように、エアシリンダ４７４は、各チャッキングユニット４６１〜４６４のアームを互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉する開閉機構を構成する。なお、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、真空圧力を測定することによってウェハ有無の検知を行うことができる。

また、チャッキングユニット４６１のアーム４７１ａ，４７１ｂとチャッキングユニット４６２のアーム４７２ａ，４７２ｂは、ガイドフレーム４６６に回転可能に設けられた回転軸４７５に取り付けられている。また、ガイドフレーム４６６には、回転軸４７５を中心としてこれらのアーム４７１ａ，４７１ｂ，４７２ａ，４７２ｂを回転させるエアシリンダ４７６が設けられている。このエアシリンダ４７６のロッドの先端にはピン４７７を中心として回転可能なリンク部材４７８が設けられている。このリンク部材４７８はロッド４７９を介して回転軸４７５に連結されている。このように、エアシリンダ４７６、リンク部材４７８、およびロッド４７９は、各チャッキングユニット４６１〜４６４のアームを回転軸４７５を中心として回転させる回転機構を構成する。

図２８Aおよび図２８Bは、エアシリンダ４７６の動作とアーム４７１ａの動作とを説明する模式図である。図２８Aはアーム４７１ａが下がった状態であり、この状態からエアシリンダ４７６を駆動すると、図２８Bに示すようにリンク部材４７８がピン４７７を中心として回転する。これによりロッド４７９が下方に移動され、回転軸４７５が回転する。これにより、アーム４７１ａが回転軸４７５を中心として回転する。本実施形態では、シリンダ４７６の駆動によりアーム４７１ａ，４７１ｂ，４７２ａ，４７２ｂが９０°回転するようになっている。なお、シリンダ４７６は、ブレーキ４７６ａを有しており、駆動の際にはこのブレーキ４７６ａを解除してから動作を開始する。図２９は、エアシリンダ４７６を駆動してすべてのチャッキングユニット４６１〜４６４のアームを９０°回転させた（持ち上げた）状態を示している。

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３０Aおよび図３０Bは図２７に示す搬送ユニットの動作の説明に付する図であり、図３０Aは横断面図、図３０Bは縦断面図である。図３０Aおよび図３０Bに示すように、反転機４１および洗浄機４２〜４５は、洗浄中に外部に使用流体が飛散しないようにチャンバ４１０，４２０，４３０，４４０，４５０によって区画されており、これらのチャンバには搬送ユニット４６のチャッキングユニットを通過させるための開口４１０ａ，４１０ｂ，４２０ａ，４２０ｂ，４３０ａ，４３０ｂ，４４０ａ，４４０ｂ，４５０ａ，４５０ｂが形成されている。これらの開口には、それぞれシャッタ４１１，４２１，４３１，４４１，４５１が設けられている。

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または洗浄機４２〜４４の側方の空間（待機位置）で待機している。この待機位置では、図３１Aおよび図３１Bに示すように、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、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。

ウェハの搬送時には、シャッタ４１１，４２１，４３１，４４１，４５１を開き、各チャッキングユニットのアームを閉じて、アームをそれぞれ反転機４１および洗浄機４２〜４４のチャンバ内部に導入する。そして、搬送ユニット４６のモータ４６８の駆動によりチャンバ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。次に、搬送ユニット４６のエアシリンダ４７４を駆動することによってアームを閉じて反転機４１または洗浄槽４１〜４４の内部のウェハを保持する。

その後、図３０Bの垂直方向の矢印Ａに示すように、搬送ユニット４６のモータ４６８の駆動により上記開口４１０ａ，４１０ｂ，４２０ａ，４２０ｂ，４３０ａ，４３０ｂ，４４０ａ，４４０ｂ，４５０ａ，４５０ｂが形成された位置まで各チャッキングユニット４６１〜４６４を上昇させる。そして、搬送ユニット４６のモータ４７０の駆動により、図３０Bの水平方向の矢印Ｂに示すように、チャッキングユニット４６１を開口４１０ｂ，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，４５０ａ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、モータ４６８の駆動によりチャッキングユニット４６１〜４６４を洗浄機内部のウェハ保持機構まで下降させる。そして、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いてアームに保持したウェハを洗浄機内部のウェハ保持機構に受け渡す。この状態で図３２Aおよび図３２Bに示すように、アームをチャンバの外部に出しシャッタ４１１，４２１，４３１，４４１，４５１を閉じ、ウェハの洗浄を行う。なお、ウェハの洗浄を開始した後、搬送ユニット４６のモータ４６８の駆動により次のウェハを受け取る位置まで各チャッキングユニット４６１〜４６４を上昇させてもよい。

次に、搬送ユニット４６のエアシリンダ４７６を駆動して、図３２Cおよび図３２Dに示すように、各チャッキングユニットのアームを９０°回転させ持ち上げる。この状態で、搬送ユニット４６のモータ４７０を駆動して、チャッキングユニット４６１〜４６４をそれぞれ反転機４１、１次洗浄機４２、２次洗浄機４３、３次洗浄機４４の位置まで移動させる。そして、エアシリンダ４７６を駆動して、各チャッキングユニットのアームを９０°逆に回転させて、図３１Aおよび図３１Bに示す状態に戻す。なお、シャッタ４１１，４２１，４３１，４４１，４５１を閉じるのと同時に各チャッキングユニットのアームを９０°回転させ持ち上げてもよい。なお、チャッキングユニット４６１〜４６４の上昇および回転は、チャッキングユニット４６１〜４６４が洗浄機の外に移動した後、次のウェハの搬送作業が始まる前までに行えばよい。

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４２に、１次洗浄機４２から２次洗浄機４３に、２次洗浄機４３から３次洗浄機４４に、３次洗浄機４４から４次洗浄機４５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、洗浄機の並ぶ方向に移動させることにより、ウェハを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。

また、搬送ユニット４６がウェハを搬送し終わった後、チャンバの外部にアームを出すことで、シャッタ４１１，４２１，４３１，４４１，４５１を閉じることができ、チャンバの内部では処理を行いつつ、搬送ユニット４６を所望の待機位置に移動させることができる。したがって、洗浄工程の開始時間を早くすることができ、タクトタイムを向上することができる。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。

次に、洗浄機４２，４３，４４について詳細に説明する。なお、洗浄機４２，４３，４４は同一の構成を有しているので、ここでは１次洗浄機４２についてのみ説明する。図３３は１次洗浄機４２を示す斜視図であり、図３４は１次洗浄機４２を示す平面図である。

図３３および図３４に示すように、洗浄機４２はウェハＷを保持して回転させる４つのローラ４８１，４８２，４８３，４８４と、ウェハＷの水平方向の移動を規制しつつ上下方向の移動を許容する４つの位置決めガイド４９０とを備えている。第１ローラ４８１と第２ローラ４８２は図示しない駆動機構（例えばエアシリンダ）によって図３４の矢印に示す方向に移動し、同様に、第３ローラ４８３と第４ローラ４８４は図示しない駆動機構によって矢印に示す方向に移動するように構成されている。

これら４つのローラ４８１，４８２，４８３，４８４はウェハＷに向かって移動することによりウェハＷの外周部に当接し、ウェハＷを保持する。より具体的には、第１ローラ４８１および第２ローラ４８２はウェハＷに向かって移動し、図示しないストッパにより予め決められた位置で停止する。次に、第３ローラ４８３および第４ローラ４８４はウェハＷに当接するまでウェハＷに向かって移動し、これによりウェハＷは４つのローラ４８１，４８２，４８３，４８４により保持される。また、ローラ４８１，４８２，４８３，４８４がウェハＷから離間する方向に移動することによって、ウェハＷの保持が解除される。

４つのローラ４８１，４８２，４８３，４８４は同一の構成を有している。以下、第１ローラ４８１について詳細に説明する。ローラ４８１は、保持部４８１ａと肩部（支持部）４８１ｂとの２段構成となっている。肩部４８１ｂの直径は保持部４８１ａの直径よりも大きく、肩部４８１ｂの上に保持部４８１ａが形成されている。搬送ユニット４６（図２７参照）のアーム４７１ａ，４７１ｂにより搬送されてきたウェハＷは、まず肩部４８１ｂ，４８２ｂ，４８３ｂ，４８４ｂの上に載置され、その後ローラ４８１，４８２，４８３，４８４がウェハＷに向かって移動することにより保持部４８１ａ，４８２ａ，４８３ａ，４８４ａに保持される。

４つのローラ４８１，４８２，４８３，４８４のうちの少なくとも１つは図示しない回転機構によって回転駆動されるように構成され、これによりウェハＷはその外周部がローラ４８１，４８２，４８３，４８４に保持された状態で回転する。ウェハＷが回転している間、第１ローラ４８１および第２ローラ４８２の位置がストッパによって固定されているので、ウェハＷの回転中心の位置は実質的に一定となる。保持部４８１ａ，４８２ａ，４８３ａ，４８４ａにはウェハＷの外周部に緩やかに嵌合する凹部がそれぞれ形成されており、ウェハＷが回転しているときにウェハＷがローラ４８１，４８２，４８３，４８４から外れないようになっている。肩部４８１ｂ，４８２ｂ，４８３ｂ，４８４ｂは外側に向かって下方に傾斜しており、保持部４８１ａ，４８２ａ，４８３ａ，４８４ａによって保持されている間、ウェハＷは肩部４８１ｂ，４８２ｂ，４８３ｂ，４８４ｂと非接触に保たれる。

位置決めガイド４９０は、ローラ４８１，４８２，４８３，４８４によって保持されたウェハＷの外周部に沿って配置されている。各位置決めガイド４９０は、上下に延びる位置決め面４９０ａと、ウェハＷの中心に向かって下方に傾斜する傾斜面４９０ｂとを有している。位置決め面４９０ａは半円形の横断面形状を有している。位置決めガイド４９０はウェハＷから僅かに離間しており、各位置決めガイド４９０とウェハＷの外周部との距離は０．５〜２ｍｍである。本実施形態では、２対の位置決めガイド４９０がウェハＷの中心に関して対称に配置されている。このような配置により、位置決めガイド４９０によってウェハＷはその上下方向の移動は許容されつつ、その水平方向の移動が規制される。

図３５乃至図３８は洗浄機４２にウェハが搬送されるときの動作を説明すする模式図である。なお、各図３５乃至図３８の上半分は平面図を示し、下半分は側面図を示す。
まず、搬送ユニット４６のアーム４７１ａ，４７１ｂが水平方向に移動し、ウェハＷが洗浄機４２に搬入される（図３５）。次に、アーム４７１ａ，４７１ｂが下降し、ウェハＷがローラ４８１，４８２，４８３，４８４の肩部４８１ｂ，４８２ｂ，４８３ｂ，４８４ｂの上に載置される（図３６）。アーム４７１ａ，４７１ｂが開くと同時に、第１及び第２ローラ（位置保持ローラ）４８１，４８２がウェハＷに向かって移動する（図３７）。このとき、位置決めガイド４９０によりウェハＷの水平方向の位置はほぼ一定に維持されつつ、肩部４８１ｂ，４８２ｂ，４８３ｂ，４８４ｂの傾斜に沿ってウェハＷが僅かに上方に移動する。そして、第３及び第４ローラ（押圧ローラ）４８３，４８４がウェハＷに向かって移動してウェハＷを保持する。このときも、位置決めガイド４９０によりウェハＷの水平方向の位置はほぼ一定に維持されつつ、肩部４８１ｂ，４８２ｂ，４８３ｂ，４８４ｂの傾斜に沿ってウェハＷが僅かに上方に移動する。ウェハＷがローラ４８１，４８２，４８３，４８４に保持されると同時にシャッタ４１１が閉じ、その後ウェハＷの処理が開始される（図３８）。ウェハＷの処理が終了した後は、上述と逆の順序で同じステップが繰り返され、ウェハＷが洗浄機４２から搬出される。

上述した位置決めガイドがない従来の構成では、第１及び第２ローラ４８１，４８２と、第３及び第４ローラ４８３，４８４が移動してウェハの保持が完了するまで、アーム４７１ａ，４７１ｂはそのままの状態で待機していなければならない。また、ウェハを搬出する工程も同様に待ち時間が発生し、ウェハの搬入および搬出の工程において時間のロスが生じていた。これは、ローラの移動に伴ってウェハが移動したり傾いてしまうことを防ぐために、ウェハがローラに把持されるまでアーム４７１ａ，４７１ｂがウェハを保持していなければならないからである。このようなウェハの移動や傾きは、ウェハをローラから取り出すときに特に起こりやすい。

本実施形態の構成によれば、ローラ４８１，４８２，４８３，４８４が移動している間、位置決めガイド４９０によってウェハＷの水平位置および姿勢がほぼ一定に保たれるので、アーム４７１ａ，４７１ｂの待ち時間が解消され、洗浄機４２での全体の処理時間を短縮することができる。なお、本実施形態では、４つの位置決めガイド４９０が設けられているが、位置決めガイド４９０の数は４つに限られず、例えば４〜８の範囲内で適宜選択することができる。また、ローラの数は４つに限られず、例えば６つのローラを設けることもできる。さらに、ウェハＷが回転している間、ウェハＷの外周部が位置決めガイド４９０と接触しないように、位置決めガイド４９０が下降するように構成してもよい。

次に、このような構成の研磨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→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→スイングトランスポータ７→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→スイングトランスポータ７→反転機４１→仮置部１３０→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→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。

このときのリニアトランスポータ５，６の動作を図３９から図４５を参照して説明する。まず、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３９A）。

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３９B）。

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３９C）。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また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３９D）。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。

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４０A）。

ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４および第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４０B）。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡおよびウェハ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４０C）。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。

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４０D）。

ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４および第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にスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２が旋回し、ウェハＡがスイングトランスポータ７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４１A）。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＢおよびウェハ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はスイングトランスポータ７により第２研磨部３ｂに送られる（図４１B）。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４１Bおよび図４１C）。

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４１D）。

ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４および第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にスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２が旋回し、ウェハＢがスイングトランスポータ７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４２A）。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＣおよびウェハ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はスイングトランスポータ７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４２Bおよび図４２C）。

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４２D）。以降は、図４２Aから図４２Dに示した処理が繰り返される。

一方、図４１BにおいてウェハＡを受け取ったスイングトランスポータ７は、旋回することによりこのウェハＡを第２研磨部３ｂの第２リニアトランスポータ６の第５搬送位置ＴＰ５に搬送し（図４３A）、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上に載置される（図４３B）。

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、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４３C）。

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４３D）。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４４A）。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４４B）。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。

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４４C）。

ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８および第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４４D）。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４５A）。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＡおよびウェハ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４５B）。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。

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４５C）。

ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８および第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搬送位置にスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２が旋回し、ウェハＡがスイングトランスポータ７に受け渡される（図４５D）。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がスイングトランスポータ７によって用意される（図４５Ｅ）。以降は、図４５Aから図４５Ｅに示した処理が繰り返される。

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→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→スイングトランスポータ７→反転機４１→仮置部１３０→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→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。

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→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→スイングトランスポータ７→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→スイングトランスポータ７→反転機４１→仮置部１３０→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→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。

このときのリニアトランスポータ５，６の動作を図４６から図５１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４６A）。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４６B）。

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４６C）。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が第４搬送位置に移動される（図４６D）。

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にスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２が旋回し、ウェハＢがスイングトランスポータ７に受け渡される（図４７A）。このウェハＢはスイングトランスポータ７により第２研磨部３ｂに送られる。

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４７B）。

ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４および第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４７C）、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が第４搬送位置に移動される（図４７D）。

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およびウェハ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にスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２が旋回し、ウェハＤがスイングトランスポータ７に受け渡される（図４８A）。

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４８B）。

ここで、第３搬送位置ＴＰ３に配置されたプッシャ３４および第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にスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２が旋回し、研磨の終了したウェハＡがスイングトランスポータ７に受け渡される（図４８C）。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。

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が第４搬送位置ＴＰ４に移動される（図４８D）。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およびウェハ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にスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２が旋回し、ウェハＦがスイングトランスポータ７に受け渡される（図４８Ｅ）。以降は、図４８Bから図４８Ｅに示した処理が繰り返される。

一方、図４７AにおいてウェハＢを受け取ったスイングトランスポータ７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の第５搬送位置ＴＰ５に搬送し（図４９A）、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４９B）。

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、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４９C）。

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４９D）。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５０A）。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５０B）。このとき、図４８Aにおいてスイングトランスポータ７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。

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５０C）。

ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８および第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５０D）。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５１A）。それぞれの研磨ユニットで研磨が終了したウェハＢおよびウェハ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５１B）。このとき、図４８Ｅにおいてスイングトランスポータ７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。

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５１C）。

ここで、第７搬送位置ＴＰ７に配置されたプッシャ３８および第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搬送位置にスイングトランスポータ７のウェハ把持機構１１２が旋回し、ウェハＢがスイングトランスポータ７に受け渡される（図５１D）。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がスイングトランスポータ７によって用意される（図５１Ｅ）。以降は、図５１Aから図５１Ｅに示した処理が繰り返される。

ここで、ウェハをパラレル処理する場合、上述したように、第１リニアトランスポータ５の第４搬送ステージＴＳ４は、第１搬送位置ＴＰ１から第４搬送位置ＴＰ４にウェハを搬送するようになっており、第２搬送位置ＴＰ２および第３搬送位置ＴＰ３はスキップされる。この第４搬送ステージＴＳ４に代えて、図５２に示すように、第１リニアトランスポータ５と洗浄部４との間に、ウェハを垂直に保持して第１搬送位置ＴＰ１から第４搬送位置ＴＰ４に搬送する垂直搬送機構７００を設けてもよい。このような垂直搬送機構７００を第１リニアトランスポータ５の第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から構成される水平搬送機構に追加すれば、第１研磨部３ａからのコンタミネーションの影響を受けることなく、クリーンな状態でウェハを第２研磨部３ｂに搬送することができる。また、研磨部を通過させることなく洗浄機の性能を確認するコンタミネーションルートを確保することができる。すなわち、研磨しないウェハを垂直搬送機構７００によりスイングトランスポータ７に送り、反転機４１を経由して洗浄機４２〜４５に送ることができるので、各洗浄機４２〜４５の個々の洗浄性性能や逆汚染の評価を行うことができる。さらに、搬送ロボット２２から第２研磨部３ｂへのウェハの搬送を第１研磨部３ａ内のウェハの搬送とは別ルートで行うことができるので、第１リニアトランスポータ５におけるウェハの滞留を抑えることができる。なお、このような垂直搬送機構７００の構造としては、上述した洗浄部４の搬送ユニット４６の構造（図２９参照）を利用することができる。

図５３は図１に示す研磨装置の枠体の構成を示す斜視図である。本実施形態では、洗浄部４の枠体７１０を他の枠体７１１から取り外すことができるようになっている。すなわち、図５４に示すように、洗浄部４の枠体７１０の下部には、枠体７１０を固定するための固定脚７１２と、枠体７１０を引き出すためのキャスター脚７１４とが設けられている。キャスター脚７１４の下部にはステンレスプレート７１６が配置されている。

図５５は、キャスター脚７１４を示す斜視図である。図５５に示すように、キャスター脚７１４は、枠体７１０の引き出し方向に転動可能なメインローラ７１８と、ステンレスプレート７１６に設けられた突き当て部７１９に当接するサイドローラ７２０とを備えている。このサイドローラ７２０が取り付けられているベース７２２には長孔７２４が形成されており、この長孔７２４に挿通されるねじ７２６の締め付けによりサイドローラ７２０の位置を調整できるようになっている。また、このキャスター脚７１４の上部にはねじ７２３が設けられており、このねじ７２３の締め付けによりキャスター脚７１４の長さを調整できるようになっている。

洗浄部４の枠体７１０を引き出す場合は、図５６に示すように、キャスター脚７１４の下部に配置されたステンレスプレート７１６に延長プレート７２４を配置し、枠体７１０の中央部にハンドル付ボールねじ機構７２６を接続する。そして、キャスター脚７１４の上部のねじ７２３を締め付けることでキャスター脚７１４を延ばし、図５７に示すように、キャスター脚７１４が固定脚７１２よりも長くなるようにする。これにより、これまで固定脚７１２により支持されていた枠体７１０がキャスター脚７１４によって支持されることになる。この状態で、図５６に示すボールねじ機構７２６のハンドル７２６ａを回すと、キャスター脚７１４のメインローラ７１８がステンレスプレート７１６および延長プレート７２４上を転がり、洗浄部４の枠体７１０を引き出すことが可能となる。

ここで、図５４に示すように、枠体７１０の引き出し方向に延びるガイド体７３０，７３１が洗浄部４の枠体７１０に隣接して設けられている。これら上下のガイド体７３０，７３１に対応して、洗浄部４の枠体７１０の側面には、上下のガイド体７３０，７３１の間に配置される突起部７３２が設けられている。図５８に矢印で示すように、洗浄部４の枠体７１０が引き出されるとき、上記突起部７３２は上下のガイド体７３０，７３１の間を移動する。このような構成によれば、枠体７１０が傾いて倒れそうになっても、枠体７１０の突起部７３２が下ガイド体７３０または上ガイド体７３１に係止するため、枠体７１０が転倒してしまうことがない。なお、上下のガイド体７３０，７３１の端部には、枠体７１０が過度に押し込まれることを防止する押込制限部７３３が設けられている。

図５９に示すように、上述した洗浄部４の枠体７１０内には反転機４１および洗浄機４２〜４５がユニットとして組み込まれているが、本実施形態では、それぞれのユニット７４０が洗浄部４の枠体７１０から個別に引き出して取り外せるようになっている。すなわち、図６０に示すように、ユニット７４０は、下方に延びる４本の脚７４２を有しており、これらの脚７４２の下部にはスライドブロック７４４が取り付けられている。このスライドブロック７４４は、ユニット７４０の引き出し方向に延びる樹脂プレート７４６上に配置されており、ユニット７４０が引き出されるときにはスライドブロック７４４が樹脂プレート７４６上を摺動するようになっている。

樹脂プレート７４６は、ユニット７４０の引き出し方向に延びるガイドプレート７４８上に配置されており、このガイドプレート７４８には、隣接するユニット７４０のスライドブロック７４４を挟むガイド体７５０が設けられている。このガイド体７５０は、ユニット７４０の引き出し方向に延び、ユニット７４０が引き出されるときにスライドブロック７４４をガイドするようになっている。このような構成により、ユニット７４０に搭載された洗浄機を例えば上述したロールタイプの洗浄機からペンシルタイプの洗浄機に交換する際の時間が短縮され、交換作業も簡単になる。なお、ユニット７４０を固定する際には、ガイド体７５０の側面に取り付けられるねじ７５２を締め付け、スライドブロック７４４を固定することによりユニット７４０が固定される。

なお、上述した枠体７１０，７１１をはじめとする研磨装置の外装はアルミニウムで形成されており、軽量化が図られている。したがって、メンテナンス時に洗浄部４の枠体７１０やユニット７４０を引き出すことが容易であり、その移動の際の安全性も向上する。

図６１は図１に示す研磨装置の薬液供給装置８００を示すブロック図、図６２および図６３は薬液供給装置８００を示す縦断面図である。図６１から図６３に示すように、本実施形態における薬液供給装置８００は、研磨液や洗浄液などの薬液８０１を供給する薬液供給配管８０２と、薬液供給配管８０２を流れる薬液８０１の圧力を検出する圧力センサ８０４と、薬液供給配管８０２を流れる薬液８０１の流量をＯＮ／ＯＦＦするエアオペレートバルブ８０６と、薬液供給配管８０２に純水８０８を供給する純水供給配管８１０と、純水供給配管８１０を流れる純水８０８の流量をＯＮ／ＯＦＦするエアオペレートバルブ８１２と、薬液供給配管８０２を流れる薬液８０１が純水供給配管８１０に逆流することを防止するチェッキ弁８１４と、使用されない薬液８１６を薬液供給配管８０２から戻す薬液戻し配管８１８と、薬液戻し配管８１８を流れる薬液８１６の流量をＯＮ／ＯＦＦするエアオペレートバルブ８２０とを同一のユニット内に備えている。

このような構成の薬液供給装置８００においては、エアオペレートバルブ８０６を調整することにより、薬液供給配管８０２から各研磨ユニット３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄの研磨液供給ノズル３０２Ａ，３０２Ｂ，３０２Ｃ，３０２Ｄ（図１参照）に薬液８０１が供給されるようになっている。また、薬液供給配管８０２を洗浄する場合には、エアオペレートバルブ８１２を開いて純水８０８を薬液供給配管８０２に供給し、薬液供給配管８０２内に目詰まりが生ずるのを防止する。また、研磨に使用されない薬液８１６は、エアオペレートバルブ８２０を調整することにより薬液戻し配管８１８から供給源に戻される。

このように、本実施形態では、圧力センサ８０４、エアオペレートバルブ８０６、エアオペレートバルブ８１２、チェッキ弁８１４、エアオペレートバルブ８２０などを一体化しているので、薬液供給装置８００の設置スペースが小さくなり、コストダウンを図ることができる。また、これらの部材が１箇所に集まるので、メンテナンスの作業性が向上する。

なお、上述の実施形態では、ウェハを研磨する研磨装置を例に説明したが、本発明は研磨装置に限らず他の基板処理装置にも適用できるものである。例えば、複数の研磨ユニットを他の基板処理ユニット（例えば、めっき処理ユニットやＣＶＤユニットなどの成膜処理ユニット、ウェットエッチングユニットやドライエッチングユニットなど）に置き換え、研磨装置とは別の基板処理装置を構成してもよい。また、異なる複数の基板処理ユニットを組み合わせ、これらを所定の方向に並べて配置してもよい。

これまで本発明の好ましい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。

本発明は、基板処理装置、特に半導体ウェハなどの基板を平坦かつ鏡面状に研磨するために用いられる基板処理装置に利用可能である。また、本発明は、かかる基板処理装置において用いられる基板搬送装置に利用可能である。さらに、本発明は、かかる基板搬送装置や反転機において用いられる基板把持装置利用可能である。また、本発明は、上述した基板処理装置において用いられる薬液処理装置に利用可能である。

Claims (6)

1. 基板に対して所定の処理を行う複数の処理部と、前記複数の処理部間で前記基板を搬送する基板搬送機構とを有する基板処理装置であって、
   前記基板搬送機構は、
   前記基板を把持する基板把持機構と、
   前記複数の処理部のうち１つの処理部の筐体のフレームを中心として前記基板把持機構を旋回させる旋回アームを有する旋回機構と、
   前記基板把持機構および前記旋回機構を前記フレームに沿って上下動させる上下動機構とを備え、
   前記旋回機構は、前記旋回アームに接続されたモータを有しており、前記モータで前記旋回アームおよび前記基板把持機構を旋回させることにより前記基板を前記複数の処理部間で搬送することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記旋回アームは伸縮しない構造であることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記基板把持機構は、
   基板の外周部に接触する少なくとも２つのチャック機構を有し、前記基板の中心を挟んで互いに対向する一対の把持部と、
   前記一対の把持部を互いに近接する方向または互いに離間する方向に開閉させる開閉機構と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記チャック機構は、前記基板の外周部に点接触するコマであることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記チャック機構は、前記基板の外周部に線接触するチャック部であることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
6. 前記チャック機構は、
   前記基板の径方向内側から外側に向かって次第に高くなる傾斜面と、
   前記傾斜面の最外周に設けられた突起部と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。

Images