JP6856383B2 - 研磨装置 - Google Patents

Description

本発明は、研磨装置に関する。

半導体デバイスの製造工程においては、保持テーブルが保持したウエーハに研磨パッドを接触させて研磨する研磨工程を含んでいる。例えば、ウエーハの表面を研磨する研磨装置では、遊離砥粒を含んだスラリーを研磨面に供給して研磨するものが知られている。このような研磨装置による研磨工程では、研磨後のウエーハが乾燥すると、ウエーハの表面にスラリーが固着する事態が発生し得る。例えば、研磨後のウエーハの乾燥を防止するために、搬送パッドの保持面とウエーハの被保持面との隙間に水の層を介在させ、ウェット環境でウエーハを搬送する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２５２８７７号公報

しかしながら、上述したウエーハの搬送方法を利用する場合であっても、ウエーハを収容するカセットに搬送する過程において、研磨工程で利用されたスラリーがウエーハの表面に固着する事態が発生し得る。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、研磨加工で利用されたスラリーがウエーハに固着するのを防止することができる研磨装置を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様の研磨装置は、ウエーハを棚状に収納した第１のカセットと、ウエーハを保持する保持テーブルと、第１のカセットから保持テーブルにウエーハを搬入する搬入手段と、保持テーブルが保持したウエーハを研磨パッドで研磨する研磨手段と、研磨されたウエーハを保持テーブルから搬出する搬出手段と、研磨されたウエーハを棚状に収納する第２のカセットと、搬出手段が保持テーブルから搬出した研磨されたウエーハを第２のカセットに収納する収納手段と、を備えた研磨装置であって、搬出手段は、板状でウエーハを保持する保持面の中央から水を放射状に放水して保持面とウエーハの上面との間に水層を形成してウエーハを保持する搬出パッドを備え、収納手段は、水槽と、水槽内の水中に第２のカセットを水没させるカセット水没手段と、水没した第２のカセットに向かって延在し水槽内に水没させたレールと、レールの上に搬出手段でウエーハを水没させレールの延在方向で水没した第２のカセットに向かってウエーハを水中移動させる水中移動手段と、を備える。

この構成によれば、ウエーハを保持する搬出パッドの保持面の中央から水を放射状に放水して保持面とウエーハの上面との間に水層を形成してウエーハを保持テーブルから搬出する一方、水槽に第２のカセットを水没させた状態で第２のカセットに向かって研磨加工後のウエーハを水中移動させる。これにより、研磨加工後のウエーハをウェット状態で保持テーブルから搬出すると共に、ウェット状態で第２のカセットに搬送することができるので、研磨加工で利用されたスラリーがウエーハの表面に固着するのを防止することができる。

本発明によれば、研磨加工で利用されたスラリーがウエーハに固着するのを防止することができる。

本実施の形態に係る研磨装置の斜視図である。 本実施の形態に係る研磨装置が有する搬出パッドの外観を示す斜視図である。 本実施の形態に係る搬出パッドの保持面を説明するための斜視図である。 本実施の形態に係る搬出パッドの内部構造を説明するための断面模式図である。 本実施の形態に係る研磨装置が有する収納手段の構成の説明図である。 本実施の形態に係る研磨装置において、ウエーハを搬出する際の各種工程を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る研磨装置において、ウエーハを搬出する際の各種工程を説明するための模式図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る研磨装置について説明する。図１は、本実施の形態の研磨装置の斜視図である。なお、図１においては、説明の便宜上、後述する水中移動手段４３に対応する部分を破断して示している。なお、以下においては、図１に示す左下方側を「前方側」と呼び、同図に示す右上方側を「後方側」と呼ぶものとする。

図１に示すように、研磨装置１は、被加工物であるウエーハＷに対して搬入処理、研磨加工処理、搬出処理からなる一連の作業を自動で実施するように構成されている。研磨装置１で加工されたウエーハＷは、第２のカセットであるカセットＣ２に棚状に収納された状態で別装置である洗浄装置に搬出され、その表面（上面）及び裏面（下面）が洗浄される。

ウエーハＷは、略円形に形成されており、第１のカセットであるカセットＣ１に棚状に収納された状態で研磨装置１に搬入される。ウエーハＷの下面には、ウエーハＷと同径の保護テープＴ（図４参照）が貼着されている。なお、ウエーハＷは、研磨対象となる板状部材であればよく、シリコン、ガリウム砒素等の半導体ウエーハでもよいし、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３；ＬＴ）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３；ＬＮ）などの圧電材料でもよいし、セラミック、ガラス、サファイア等の光デバイスウエーハでもよいし、デバイスパターン形成前のアズスライスウエーハでもよい。

研磨装置１の基台１０の前方側には、複数のウエーハＷが収納される一対のカセットＣ１、Ｃ２が配置される。カセットＣ１には研磨加工前のウエーハＷが収納され、カセットＣ２には研磨加工後のウエーハＷが収納される。カセットＣ１の後方には、カセットＣ１からウエーハＷを取り出すカセットロボット１１が設けられている。カセットロボット１１の後方には、加工前のウエーハＷを位置決めする位置決め機構１４が設けられている。

一方、カセットＣ２の後方側及び下方側には、カセットＣ２に対して加工後のウエーハＷを収納する収納手段１７が設けられている。位置決め機構１４と収納手段１７との間には、加工前のウエーハＷを保持テーブル５に搬入する搬入手段２０が設けられている。また、収納手段１７の後方側には、保持テーブル５から加工後のウエーハＷを収納手段１７に搬出する搬出手段６が設けられている。

カセットロボット１１は、多節リンクからなるロボットアーム１２の先端にハンド部１３を設けて構成されている。カセットロボット１１は、カセットＣ１から位置決め機構１４に対して加工前のウエーハＷを搬送する。

位置決め機構１４は、仮置きテーブル１５の周囲に、仮置きテーブル１５の中心に対して進退可能な複数の位置決めピン１６を配置して構成される。位置決め機構１４では、仮置きテーブル１５上に載置されたウエーハＷの外周縁に複数の位置決めピン１６が突き当てられることで、ウエーハＷの中心が仮置きテーブル１５の中心に位置決めされる。

搬入手段２０では、搬入パッド２１によって仮置きテーブル１５からウエーハＷが持ち上げられ、アーム２２によって搬入パッド２１が旋回されることで保持テーブル５にウエーハＷが搬入される。

搬出手段６では、搬出パッド６０及び昇降手段６１によって保持テーブル５からウエーハＷが持ち上げられ、旋回手段６２によって搬出パッド６０等に連結されたアーム６３が旋回されることで保持テーブル５からウエーハＷが搬出される。搬出されたウエーハＷは、収納手段１７に搬送される。なお、この搬出手段６の構成については後述する。

収納手段１７は、搬出手段６の前方側に配置された水槽４０と、この水槽４０内の水中にカセットＣ２を水没させるカセット水没手段４１と、水槽４０内で前後方向に延在するレール４２と、レール４２上に配置されたウエーハＷを前方側に搬送する水中移動手段４３とを含んで構成される。

水槽４０は、搬出手段６の前方側において、基台１０と一体的に設けられている。水槽４０は、カセットＣ２の下方側に配置されている。水槽４０は、上方側に開口した形状を有し、一定量の水を収容している。なお、水槽４０は、基台１０から着脱可能に設けられていてもよい。また、水槽４０に水を供給し続け水槽４０の上から水を溢れさせることで水槽４０の水に含められるスラリーの濃度が高まるのを防止している。水槽４０の水は、定期的に交換することでスラリーの濃度が高まるのを防止してもよい。例えば、１カセット（２５枚）ごとに水を入れ換える。

カセット水没手段４１は、カセットＣ２が載置されるカセットステージ４１１と、このカセットステージ４１１を支持するカセットステージ昇降手段４１２とを有している。カセットステージ４１１は、水槽４０の開口部に対応する位置に配置されている。カセットステージ昇降手段４１２は、カセットＣ２を載置した状態のカセットステージ４１１を昇降可能に構成される。詳細について後述するように、カセットステージ昇降手段４１２は、水中移動手段４３によるウエーハＷの収納時にカセットＣ２を水槽４０内に下降させ水没させる。

レール４２は、一定間隔を空けて配置された一対のレール部材４２１を有している。これらのレール部材４２１は、水槽４０内に収容された水に水没する位置に配置されている。これらのレール部材４２１の上面には、複数のウエーハ搬送面４２２が形成されている。これらのウエーハ搬送面４２２は、レール部材４２１に段差部を形成することで構成されている。これらのウエーハ搬送面４２２は、寸法の異なる複数のウエーハＷを搬送可能に構成されている。例えば、ウエーハ搬送面４２２は、上段で寸法の大きいウエーハＷ（例えば、１２インチ）を、下段で寸法の小さいウエーハ（例えば、６インチ）を、中段で寸法が中程度のウエーハＷ（例えば、８イント）を搬送可能に構成される。

水中移動手段４３は、前後方向に延在するガイドレール４３１と、このガイドレール４３１に沿って往復移動可能なスライダ４３２とを有している。スライダ４３２には、装置内側に突出するアーム４３３と、このアーム４３３の先端部近傍から下方側に伸縮可能に構成された伸縮部材４３４とが設けられている。伸縮部材４３４は、平面視にて一対のレール部材４２１の中央に配置され、これらのレール部材４２１上に配置されたウエーハＷの後端面に接触可能に構成されている。伸縮部材４３４がウエーハＷの後端面に接触した状態でスライダ４３２が前方側に移動することでウエーハＷを前方側に搬送することができる。

研磨装置１の後方側における基台１０の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口部が形成されている。この開口部は、保持テーブル５と共に移動可能な移動板２３及び蛇腹状の防水カバー２４に覆われている。防水カバー２４の下方には、保持テーブル５をＸ軸方向に移動させるボールねじ式の進退手段（不図示）が設けられている。保持テーブル５は、図示しないテーブル回転手段に連結されており、テーブル回転手段の駆動によってウエーハＷの中心を軸に回転可能に構成されている。保持テーブル５の上面には、ウエーハＷの下面を保持する保持面５０ａが形成されている。

基台１０の後部から立設するコラム２５には、研磨手段３０を保持テーブル５に対して接近及び離反させる方向（Ｚ軸方向）に研磨送りする研磨送り手段２６が設けられている。研磨送り手段２６は、コラム２５に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール２７と、一対のガイドレール２７にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル２８とを有している。Ｚ軸テーブル２８の背面側には図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ２９が螺合されている。ボールネジ２９の一端部に連結された駆動モータＭによりボールネジ２９が回転駆動されることで、研磨手段３０がガイドレール２７に沿ってＺ軸方向に移動される。

研磨手段３０は、ハウジング３１を介してＺ軸テーブル２８の前面に取り付けられており、スピンドルユニット３２で研磨ホイール３３を中心軸回りに回転させるように構成されている。スピンドルユニット３２は、いわゆるエアスピンドルであり、ケーシングの内側で高圧エアを介してスピンドル軸３４を回転可能に支持している。

スピンドル軸３４の先端にはマウント３５が連結されている。マウント３５には研磨パッド３６を下面に備えた研磨ホイール３３が装着されている。研磨パッド３６は、発泡材や繊維質等で形成されており、研磨パッド３６の中心と回転軸の中心とを一致させるように、マウント３５に装着されている。研磨手段３０は、保持テーブル５が吸引保持しているウエーハＷを研磨パッド３６で研磨する。

このような研磨装置１では、カセットＣ１内からウエーハＷが位置決め機構１４に搬送されて、位置決め機構１４でウエーハＷがセンタリングされる。次に、保持テーブル５上にウエーハＷが搬入され、保持テーブル５が研磨手段３０の下方の加工位置に位置付けられる。そして、図示しないスラリー供給手段から遊離砥粒を含んだスラリーが供給された状態で研磨手段３０によりウエーハＷの上面が研磨される。

研磨加工後は、保持テーブル５が搬出手段６の近傍に位置付けられる。そして、搬出手段６によってウエーハＷが保持テーブル５から搬出される。ウエーハＷは、収納手段１７が有するレール４２上に搬送される。その後、ウエーハＷは、水中移動手段４３により水槽４０内でレール４２に沿ってカセットＣ２へ搬送される。ウエーハＷが所定枚数だけカセットＣ２に収納されると、カセットＣ２が洗浄装置に搬出され、内部のウエーハＷが洗浄される。

ところで、研磨加工後のウエーハＷをカセットＣ２に搬送する際、ウエーハＷが乾燥してしまうと、研磨工程で利用されたスラリーがウエーハＷの表面に固着する事態が発生し得る。本発明者は、研磨加工直後の搬送工程だけでなく、研磨加工後のウエーハＷをカセットＣ２に収納するまでの搬送工程でも、ウエーハＷが乾燥し、ウエーハＷの表面に残存したスラリーが固着し得る点に着目した。そして、このような搬送工程でもウェット状態で搬送することがウエーハＷへのスラリーの固着の防止に寄与することを見出し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の骨子は、ウエーハＷを保持する搬出パッド６０の保持面の中央から水を放射状に放水して保持面とウエーハＷの上面との間に水層を形成してウエーハＷを保持テーブル５から搬出する一方、水槽４０にカセットＣ２を水没させた状態でカセットＣ２に向かって研磨加工後のウエーハＷを水中移動させることである。本発明によれば、研磨加工後のウエーハＷをウェット状態で保持テーブル５から搬出すると共に、ウェット状態でカセットＣ２に搬送することができるので、研磨加工で利用されたスラリーがウエーハＷの表面に固着するのを防止することができる。

以下、本実施の形態に係る研磨装置１が有する搬出手段６（搬出パッド６０）の構成について、図１〜図３を参照して説明する。図２は、本実施の形態に係る研磨装置１が有する搬出パッド６０の外観を示す斜視図である。図３は、本実施の形態に係る研磨装置１が有する搬出パッド６０の保持面６４を説明するための斜視図である。なお、図２においては、説明の便宜上、搬出手段６の一部（昇降手段６１）を簡略化して示している。

図１に示すように、搬出手段６は、基台１０に立設される支柱の上端に設けられる旋回手段６２と、この旋回手段６２の周面から水平方向に延出するアーム６３と、アーム６３の先端に連結された昇降手段６１と、昇降手段６１の下端部に支持される搬出パッド６０とを有する。

旋回手段６２は、保持テーブル５から加工後のウエーハＷを受け取る位置と、保持テーブル５から搬出したウエーハＷを収納手段１７のレール４２上に受け渡す位置との間で搬出パッド６０を旋回可能に構成されている。

アーム６３は、旋回手段６２の周面から装置の内側に向けて延出して設けられている。アーム６３は、その先端部が、研磨加工後のウエーハＷの受け渡し位置に配置された保持テーブル５の保持面５０ａの上方領域、並びに、収納手段１７のレール４２の後端側の上方領域に配置される長さを有している。

昇降手段６１は、搬出パッド６０を保持テーブル５に対して接近及び離間する方向に昇降可能に構成されている。より具体的にいうと、昇降手段６１は、保持テーブル５上のウエーハＷを保持する高さ位置と、保持テーブル５から一定距離だけ離間し、ウエーハＷを収納手段１７まで搬送する高さ位置との間で搬出パッド６０を昇降可能に構成されている。

図２に示すように、昇降手段６１は、円盤形状を有する搬出パッド６０の上面の中央部で連結されている。昇降手段６１に連結される部分のアーム６３の上面には、水供給源接続部６３１及びエア供給源接続部６３２が設けられている。これらの水供給源接続部６３１及びエア供給源接続部６３２には、それぞれ図示しない水供給源及びエア供給源が接続され、搬出パッド６０の保持面６４（図３参照）から噴射される水やエアの供給を受ける。昇降手段６１の内部には、これらの水供給源接続部６３１及びエア供給源接続部６３２に連通する水供給管６３３及びエア供給管６３４が配設されている（図４参照）。

図３に示すように、搬出パッド６０の下面には、板状を有し、ウエーハＷを保持する保持面６４が設けられている。搬出パッド６０の外周部には、ガイドリング６５が設けられている。このガイドリング６５は、その下端部が搬出パッド６０本体よりも下方側に突出するように、搬出パッド６０に取り付けられている（図４参照）。すなわち、ガイドリング６５は、搬出パッド６０の保持面６４よりも突出して配置されている。保持面６４よりも突出するガイドリング６５の内周面は、保持面６４の外周縁を囲う環状の側壁部を構成する。

図３に示すように、保持面６４の中央には、保持面６４と同一平面上に配置される底面部６４１が設けられている。底面部６４１は、平面視にて、概して円形状を有しており、保持面６４の一部を構成する。底面部６４１の上方には、昇降手段６１内に形成された水供給管６３３が配置されている（図４参照）。底面部６４１は、この水供給管６３３を通る水の進行方向と直交する平面上に延在して配置されている。

底面部６４１の上方には、保持面６４の径方向外周側に向かって開口した複数（本実施の形態では、３個）の放水口６４２が形成されている。これらの放水口６４２は、保持面６４の中心から等角度（本実施の形態では、隣接する放水口６４２の中央部間の角度が１２０度）の間隔で配置されている。

各放水口６４２の外周側には、放水口６４２から保持面６４の径方向外周側に向かって放射状に延びる複数（本実施の形態では、３本）の放水溝６４３が形成されている。放水溝６４３は、保持面６４よりも凹ませて形成されている。言い換えると、放水溝６４３は、保持面６４の一部を上方側に凹部形状とすることで形成されている。放水溝６４３は、保持面６４の中心部側の一端が放水口６４２に連結され、外周部側の他端が保持面６４の外周縁近傍まで延びている。なお、放水溝６４３の他端は、保持面６４の外周縁まで至っていない。

また、放水溝６４３は、放水口６４２側（保持面６４の中心部側）の一端が最も凹んでおり、外周部側の他端に向けて次第に保持面６４の表面側に近づいていく（図４参照）。言い換えると、放水溝６４３は、放水口６４２側の一端で最も深さ寸法が大きく、外周部側の他端に向けて次第に浅くなっていく。すなわち、放水溝６４３の上面６４３aは、保持面６４の中心部から外周側に向かって徐々に下がる傾斜面を構成している。放水口６４２は、これらの放水溝６４３の一端側にて、外周側に開口した状態で配置されている。

なお、保持面６４のうち、放水溝６４３が形成されていない部分は、平坦面を構成している。上述したように、放水溝６４３の外周側の端部は、保持面６４の外周縁まで到達していない。このため、保持面６４の外周縁近傍には、放水溝６４３を除く保持面６４と同一平面上に配置される平坦面が配置されている。

図４は、本実施の形態に係る搬出パッド６０の内部構造を説明するための断面模式図である。図４においては、説明の便宜上、保持テーブル５及びこれに載置されたウエーハＷ及び保護テープＴを示している。保護テープＴは、研磨対象となるウエーハＷの種別に応じて貼着されるものであり、貼着されなくても良い。保護テープＴは、ウエーハＷよりわずかに大きい径の寸法を有することが好ましい。ウエーハＷに保護テープＴを貼着している場合は、後述するウエーハ水中移動工程（図７参照）において、カセットＣ２にウエーハＷを収納するときに伸縮部材４３４が保護テープＴを押してカセットＣ２に収納させるので、ウエーハＷの縁を欠けさせる心配がない。

図４に示すように、搬出パッド６０及び昇降手段６１の内部には、水供給源接続部６３１に連通する水供給管６３３が配設されている。同様に、搬出パッド６０及び昇降手段６１の内部には、エア供給源接続部６３２に連通するエア供給管６３４が配設されている。エア供給管６３４は、搬出パッド６０内で適宜に分岐され、保持面６４の下面にエアを放出可能に構成されている。

搬出手段６においては、保持テーブル５から加工後のウエーハＷを搬出する際、水供給源接続部６３１に接続されたバルブを開放し、放水口６４２から水を放出するように構成されている。放水口６４２から放出された水は、放水溝６４３を介して放射状に放水される。保持テーブル５上のウエーハＷの被保持面Ｗ１に搬出パッド６０の保持面６４を接近させた状態でこのように放水することにより、被保持面Ｗ１と保持面６４との間に水層が形成される。このように発生した水層は、保持テーブル５上のウエーハＷに対する吸着力を発生させる。このように吸着力を発生させた状態で保持テーブル５の吸引保持力を解除することにより、搬出パッド６０の保持面６４にウエーハＷを保持することができる。

一方、搬出手段６においては、搬出パッド６０の保持面６４に保持されたウエーハＷを収納手段１７のレール４２上に受け渡す際、エア供給源接続部６３２に接続されたバルブを開放し、保持面６４のエア放出口（不図示）からエアを放出するように構成されている。これにより、搬出パッド６０の保持面６４とウエーハＷの被保持面Ｗ１との間に作用する水層の吸着力から解放し、ウエーハＷをレール４２上に受け渡すことができる。このように研磨加工後のウエーハＷは、搬出パッド６０から供給される水によってウェット状態を維持しながら保持テーブル５から収納手段１７に搬送される。このため、保持テーブル５から収納手段１７に搬送される際にウエーハＷが乾燥するのを防止することができる。

次に、本実施の形態に係る研磨装置１が有する収納手段１７（水中移動手段４３）の構成について、図５を参照して説明する。図５は、本実施の形態に係る研磨装置１が有する収納手段１７の構成の説明図である。なお、図５においては、説明の便宜上、保持テーブル５、搬出手段６及びカセットＣ２を示している。また、図５においては、説明の便宜上、レール４２及び水中移動手段４３の一部を簡略化すると共に、カセット水没手段４１の部材（カセットステージ４１１及びカセットステージ昇降手段４１２）の位置を図１から変形して示している。さらに、図５においては、ウエーハＷに貼着された保護テープＴを省略している。

図５に示すように、搬出手段６は、搬送パッド６０で保持テーブル５上のウエーハＷを搬出可能な位置に配置されている。収納手段１７は、搬出手段６の前方側に配置されている。収納手段１７の水槽４０は、前方側部分に深底部４０１が設けられる一方、後方側部分に深底部４０１よりも浅い浅底部４０２が設けられている。水槽４０では、これらの深底部４０１と浅底部４０２が連結して構成されている。水槽４０内には、浅底部４０２が一定の深さになるように水ＷＡが収容されている。

水中移動手段４３は、搬出手段６の前方側であって、水槽４０の浅底部４０２の上方側に配置されている。ガイドレール４３１は、前後方向に延在して配置されている。スライダ４３２は、ガイドレール４３１に沿って前後方向に往復移動可能に構成されている。アーム４３３は、ガイドレール４３１の延在方向と直交する方向（紙面手前側）にスライダ４３２から延出して設けられている。伸縮部材４３４は、アーム４３３の先端部近傍の下面から下方側（水槽４０側）に延出して設けられている。伸縮部材４３４は、浅底部４０２内の水ＷＡから退避した位置（図５に示す位置）と、先端部が浅底部４０２内の水ＷＡ内に進入する位置（図７Ａに示す位置）との間で伸縮可能に構成されている。

レール４２は、水槽４０の浅底部４０２に配置されている。レール４２は、浅底部４０２内の水ＷＡに水没して配置されている。レール４２は、浅底部４０２の後端部近傍から僅かに深底部４０１側に突出するように、前後方向に延在して設けられている。レール４２の後端部と、浅底部４０２の後壁部との間には、伸縮部材４３４が進入可能な空間が設けられている。図５では、単一のウエーハ搬送面４２２を含むレール４２を示しているが、複数のウエーハ搬送面４２２を有する場合でも、レール４２全体が浅底部４０２内の水ＷＡに水没して配置される。

カセット水没手段４１のカセットステージ昇降手段４１２は、水槽４０の深底部４０１の近傍に配置されている。カセットステージ４１１は、深底部４０１に対応する位置に配置されている。カセットステージ昇降手段４１２は、深底部４０１内の水ＷＡからカセットＣ２を退避させた位置（図５に示す位置）と、深底部４０１内の水ＷＡにカセットＣ２の一部を水没させる位置（例えば、図７Ｂに示す位置）との間でカセットステージ４１１を昇降可能に構成される。カセットＣ２は、後方側に開口部を向けた状態でカセットステージ４１１に載置されている。

次に、上記構成を有する研磨装置１におけるウエーハＷの搬出方法について、図６及び図７を参照して説明する。図６及び図７は、本実施の形態に係る研磨装置１において、ウエーハＷを搬出する際の各種工程を説明するための模式図である。なお、図６及び図７においては、図５と同様に、保護テープＴを省略し、レール４２及び水中移動手段４３の一部を簡略化すると共に、カセット水没手段４１の部材の位置を図１から変形して示している。

図６Ａは、保持テーブル５上のウエーハＷを搬出パッド６０で保持する工程（以下、「ウエーハ保持工程」という）を示している。このウエーハ保持工程では、研磨加工が施され、保持テーブル５上に吸着保持されたウエーハＷが搬出手段６の搬出パッド６０で保持される。ウエーハＷを保持する際、図６Ａに示すように、昇降手段６１により搬出パッド６０が保持テーブル５の近傍に位置付けられる。この場合、搬出パッド６０の保持面６４は、ウエーハＷの被保持面Ｗ１に対向するが、接触しない位置に配置される。

ウエーハＷに接近した状態から、水供給源接続部６３１に接続されたバルブが開放されることで、搬出パッド６０の放水口６４２から水が放出される（図３参照）。放水口６４２から放出された水は、放水溝６４３に沿って流れ、ガイドリング６５の内壁面に当接する。ガイドリング６５の内壁面に当接した水は、放出溝６４３の周方向外側に流出する。これにより、隣接する放水溝６４３間に配置された保持面６４とウエーハＷとの間隙が水で満たされた状態となる。この結果、搬出パッド６０の保持面６４とウエーハＷの被保持面Ｗ１との間に水層が形成され、その水層にウエーハＷを保持する吸着力が発生する。この状態で保持テーブル５による吸着力を解除すると、搬出パッド６０にウエーハＷが保持される。

なお、ウエーハ保持工程において、水中移動手段４３のスライダ４３２は、ガイドレール４３１の後端部に位置付けられている。また、伸縮部材４３４は、浅底部４０２内の水から退避した状態となっている。カセット水没手段４１のカセットステージ昇降手段４１２は、カセットＣ２が深底部４０１内の水から退避する位置にカセットステージ４１１を上昇させた状態となっている。

ウエーハ保持工程でウエーハＷが保持されると、ウエーハＷを水槽４０内の水ＷＡに水没させる工程（以下、「ウエーハ水没工程」という）に移行する。図６Ｂは、ウエーハ水没工程の説明図である。このウエーハ水没工程では、搬出パッド６０に保持されたウエーハＷが浅底部４０２のレール４２上に載置されることで、ウエーハＷが水槽４０内の水ＷＡに水没される。

搬出パッド６０に保持されたウエーハＷは、昇降手段６１により上昇された後、旋回手段６２で浅底部４０２側に旋回される。搬出パッド６０が浅底部４０２内のレール４２上に配置されると、昇降手段６１により搬出パッド６０がレール４２上のウエーハ搬送面４２２の近傍まで下降される。このとき、搬出パッド６０に保持されたウエーハＷは、浅底部４０２内の水に水没した状態となっている。搬出パッド６０がウエーハ搬送面４２２に接近すると、エア供給源接続部６３２に接続されたバルブが開放されることで、搬出パッド６０のエア放出口からエアが放出される。これにより、搬送パッド６０に発生していた水の吸着力から解放され、ウエーハＷがレール４２上に載置される。

なお、ウエーハ水没工程において、水中移動手段４３のスライダ４３２は、搬出手段６との接触を回避するためにガイドレール４３１の後端部から前端部に移動している。なお、伸縮部材４３４及びカセットステージ昇降手段４１２の状態は、ウエーハ保持工程から変わっていない。

ウエーハ水没工程でウエーハＷがレール４２上に載置されると、ウエーハＷをカセットＣ２に向けて水中移動させる工程（以下、「ウエーハ水中移動工程」という）に移行する。図７Ａ及び図７Ｂは、ウエーハ水中移動工程の説明図である。ウエーハ水中移動工程では、ウエーハＷを搬出した搬出パッド６０が保持テーブル５側に旋回されると共に、スライダ４３２がガイドレール４３１の後端部側に移動される。

ガイドレール４３１の後端部にスライダ４３２が位置付けられると、伸縮部材４３４の先端部が浅底部４０２内の水中であって、レール４２の近傍まで伸びる。このとき、伸縮部材４３４の先端部は、レール４２の後端部と浅底部４０２の後壁部との間の空間であって、ウエーハＷの後端部に当接する位置に配置される。なお、ウエーハＷに保護テープＴが貼着される場合は、ウエーハＷからはみ出した保護テープＴの縁に伸縮部材４３４の先端が当接する位置に配置される。

一方、カセット水没手段４１のカセットステージ昇降手段４１２は、カセットＣ２の一部が深底部４０１内の水ＷＡに水没する位置にカセットステージ４１１を下降させる。より具体的には、カセットＣ２における所望の棚（例えば、最下層の棚）が、レール４２上のウエーハ搬送面２２と同一の高さに配置される位置になるまで、カセットステージ４１１を下降させる。このとき、カセットＣ２における所望の棚は、深底部４０１内の水ＷＡに水没した状態となる。

カセットＣ２が所望の高さに移動すると、ガイドレール４３１に沿ってスライダ４３２が前方側（カセットＣ２側）に移動する。スライド４３２の移動に伴い、伸縮部材４３４がレール４２上のウエーハＷを前方側に押し出す。このとき、ウエーハＷは、ウエーハ搬送面４２２上で浅底部４０２内の水中をカセットＣ２に向かって移動する。

スライダ４３２がガイドレール４３１の一定位置まで移動すると、図７Ｂに示すように、ウエーハＷの前端部がカセットＣ２内に進入する。この状態から更にスライダ４３２が前方側に移動することで、ウエーハＷは、レール４２からカセットＣ２内に完全に収容された状態となる。このとき、ウエーハＷは、カセットＣ２における所望の棚上で深底部４０１内の水中を前方側に向かって移動する。このように研磨加工後のウエーハＷは、収納手段１７の水槽４０内の水ＷＡによってウェット状態を維持しながらカセットＣ２に搬送される。このため、カセットＣ２に収納される際にウエーハＷが乾燥するのを防止することができる。

ウエーハ水中移動工程でウエーハＷが完全にカセットＣ２内に収納されると、後続するウエーハＷを収納するためにカセットＣ２を下降させる工程（以下、「カセット下降工程」）に移行する。図７Ｃは、カセット下降工程の説明図である。このカセット下降工程では、先行してウエーハＷを収納した棚の上段の棚が、レール４２上のウエーハ搬送面４２２と同一の高さになるようにカセットステージ４１１を下降させる。

なお、カセット下降工程において、水中移動手段４３のスライダ４３２は、ガイドレール４３１の前端部に位置付けられている。また、伸縮部材４３４は、浅底部４０２内の水から退避した状態となっている。そして、図７Ｃに示すように、研磨加工後のウエーハＷを保持した保持テーブル５がウエーハＷの受け渡し位置に位置付けられると、ウエーハ保持工程に移行し、図６及び図７に示す各種工程が繰り返される。

以上説明したように、本実施の形態に係る研磨装置１によれば、ウエーハＷを保持する搬出パッド６０の保持面６４の中央から水を放射状に放水し、保持面６４とウエーハＷの上面（被保持面Ｗ１）との間に水層を形成してウエーハＷを保持テーブル５から搬出する一方、水槽４０にカセットＣ２を水没させた状態でカセットＣ２に向かってウエーハＷを水中移動させている。これにより、研磨加工後のウエーハＷをウェット状態で保持テーブル５から収納手段１７に搬出すると共に、収納手段１７でウエーハＷをウェット状態でカセットＣ２に収納することができるので、研磨加工後の搬送工程でウエーハＷが乾燥する事態を防止でき、研磨加工で利用されたスラリーがウエーハＷの表面に固着するのを防止することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、上記実施の形態においては、スライダ４３２及び伸縮部材４３４を有し、伸縮部材４３４の先端部でウエーハＷをカセットＣ２に移動させる水中移動手段４３について説明している。しかしながら、水中移動手段４３の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。レール４２に沿ってウエーハＷをカセットＣ２側に水中移動させることを条件として、水中移動手段４３は、水流を発生させる構成としてもよい。この場合、水中移動手段４３は、例えば、カセットＣ２側に向けて流体を噴射するノズルを備えることが考えられる。特に、水中移動手段４３は、２流体ノズルや超音波水ノズルを備えることが好ましい。

また、上記実施の形態においては、カセットＣ２として後方側に開口したカセットを備える場合について説明している。しかしながら、カセットＣ２の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、収納手段１７により収納されたウエーハＷのウェット状態を維持すべく、カセットＣ２の開口部を閉塞する蓋を備えた構成としてもよい。この場合には、研磨装置１の別装置である洗浄装置に搬出する際にも、カセットＣ２内でウエーハＷをウェット状態に維持でき、更にウエーハＷの表面にスラリーが固着する事態を防止することができる。

以上説明したように、本発明は、研磨加工で利用されたスラリーがウエーハに固着するのを防止することができるという効果を有し、遊離砥粒を含んだスラリーを研磨面に供給して研磨加工を行う研磨装置に有用である。

１ 研磨装置
１０ 基台
１７ 収納手段
２０ 搬入手段
３０ 研磨手段
４０ 水槽
４１ カセット水没手段
４１１ カセットステージ
４１２ カセットステージ昇降手段
４２ レール
４３ 水中移動手段
５ 保持テーブル
５０ａ 保持面
６ 搬出手段
６０ 搬出パッド
６１ 昇降手段
６４ 保持面
６４１ 底面部
６４２ 放水口
６４３ 放水溝
６５ ガイドリング
Ｃ１ カセット（第１のカセット）
Ｃ２ カセット（第２のカセット）
Ｔ 保護テープ
Ｗ ウエーハ
Ｗ１ 被保持面
ＷＡ 水

Claims (3)

1. ウエーハを棚状に収納した第１のカセットと、ウエーハを保持する保持テーブルと、該第１のカセットから該保持テーブルにウエーハを搬入する搬入手段と、該保持テーブルが保持したウエーハにスラリーを供給するスラリー供給手段と、ウエーハにスラリーを供給しつつ研磨パッドでウエーハを研磨する研磨手段と、研磨されスラリーが付着したウエーハを該保持テーブルから搬出する搬出手段と、該ウエーハを棚状に収納する第２のカセットと、該搬出手段が該保持テーブルから搬出した該ウエーハを該第２のカセットに収納する収納手段と、を備えた研磨装置であって、
   該搬出手段は、
   板状でウエーハを保持する保持面の中央から水を放射状に放水して該保持面とウエーハの上面との間に水層を形成してウエーハを保持する搬出パッドを備え、
   該収納手段は、
   水槽と、該水槽内の水中に該第２のカセットを水没させるカセット水没手段と、該水没した該第２のカセットに向かって延在し該水槽内に水没させたレールと、該レールの上に該搬出手段でウエーハを水没させ該レールの延在方向で水没した該第２のカセットに向かってウエーハを水中移動させる水中移動手段と、を備え、
   該水中移動手段には、該レールの延在方向に直交する鉛直方向に伸縮する伸縮部材を有する研磨装置。
2. 該水中移動手段は、水没した該カセットに向かって流体を噴射させ該カセットに向かう水流を作るノズルを備え、
   該水流によって該カセットにウエーハを収納可能な請求項１記載の研磨装置。
3. 該レールは、上面に段差部を備え、
   該段差部によって寸法の異なるウエーハを搬送可能な搬送面を有する請求項１記載の研磨装置。

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