JP6920141B2

JP6920141B2 - 研磨装置

Info

Publication number: JP6920141B2
Application number: JP2017170162A
Authority: JP
Inventors: 聡山中
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-09-05
Also published as: CN109420972B; KR20190026591A; JP2019042888A; CN109420972A; TW201913796A; TWI754087B; KR102528131B1

Description

本発明は、研磨パッドでウェーハを研磨加工する研磨装置に関する。

ウェーハなどの被加工物を例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）と呼ばれる化学的機械的研磨法により研磨する研磨装置は、ウェーハに研磨パッドを当接させ、スラリーをウェーハに供給しながらウェーハの研磨加工を行っている（例えば、下記の特許文献１を参照）。かかるＣＭＰ研磨加工おいては、ウェーハにスラリーが付着すると、洗浄しても取れなくなることがある。その原因としては、ウェーハに付着した状態でスラリーが乾燥してしまうと、ウェーハに水滴の跡やスラリーの跡が残るためである。

上記問題の対策として、ウェーハの研磨加工後、ウェーハを濡らした状態を維持しつつカセットに収納して、その後、カセットに収納されたウェーハを薬液で洗浄している。つまり、研磨加工後はウェーハを水没させた状態を維持するとよい。特にウェーハがリチウムタンタレート、リチウムナイオベートなどからなる場合には、ウェーハからスラリーが取れにくくなるため、研磨加工後に、カセットを水没させ水中でカセット内にウェーハを収容する水中搬送を行う研磨装置がある（例えば、下記の特許文献２を参照）。

特開２００４−２２８０４号公報特開平１１−２７７４２３号公報

上記したようなカセットは、次の洗浄工程で耐薬液性が必要なため、樹脂で形成されている。水に沈む樹脂もあるが、成型が難しかったり、重くなったりするため、通常、ポリエチレン製の樹脂でカセットを製造している。そのため、カセットを水槽内の水中に沈めても浮かび上がってしまうという問題がある。また、不適切なカセットサイズのカセットを研磨装置に誤って供給してしまうことがあり、水槽内に水没させたカセットを認識することができないという問題もある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、カセットが水面に浮き上がるのを防止するとともにカセットのカセットサイズを認識できるようにすることを目的とする。

本発明は、ウェーハを棚状に収容する第１のカセットと、ウェ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ェ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ェーハを研磨する研磨手段と、該保持テーブルからウェーハを搬出する搬出手段と、該搬出手段が搬出したウェーハを棚状に収容する第２のカセットと、該搬出手段が搬出したウェーハを該第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、ウェーハを保持する保持面を有し、該保持面の中央から放射状に水を放水し該保持面とウェーハとの間に水層を形成してウェーハを保持する搬出パッドを備え、該収納手段は、水槽と、該第２のカセットが載置され該水槽内に該第２のカセットを水没させるカセットユニットと、該水槽内に水没した該第２のカセットに向かって延在するレールと、該搬出手段が該レールの上に水没させたウェーハを該レールの延在方向に沿って水中移動させ該第２のカセットに収納する移動手段と、を備え、該カセットユニットは、該第２のカセットが載置されるステージと、該第２のカセットを上から押さえるおもりと、該ステージに載置された該第２のカセットを該おもりで押さえた状態で該ステージを昇降させ該第２のカセットを水没させる昇降手段とを備え、該おもりが該第２のカセットを押さえているときの該おもりの高さ位置で該第２のカセットのカセットサイズを認識する認識部を備える。

上記おもりは、アームの一方の端に配設され、該アームは、他方の端を支点に旋回することにより、該おもりを上記ステージに載置された上記第２のカセットの上に接近及び離間させ、上記認識部は、該アームの角度で該おもりの高さを認識し、該第２のカセットのカセットサイズを認識することができる。

本発明に係る研磨装置は、ウェーハを棚状に収容する第１のカセットと、ウェ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ェーハを搬入する搬入手段と、保持テーブルが保持したウェーハを研磨する研磨手段と、保持テーブルからウェーハを搬出する搬出手段と、搬出手段が搬出したウェーハを棚状に収容する第２のカセットと、搬出手段が搬出したウェーハを第２のカセットに収納する収納手段とを備え、収納手段は、水槽と、水槽内に第２のカセットを水没させるカセットユニットと、水槽内に水没した第２のカセットに向かって延在するレールと、搬出手段がレールの上に水没させたウェーハをレールの延在方向に沿って水中移動させ第２のカセットに収納する移動手段とを備え、カセットユニットは、第２のカセットが載置されるステージと、第２のカセットを上から押さえるおもりと、ステージに載置された第２のカセットをおもりで押さえた状態でステージを昇降させ第２のカセットを水没させる昇降手段とを備えたため、水槽内に水没した第２のカセットの上をおもりで押さえることにより、第２のカセットが水面に向けて浮き上がるのを防止することができる。これにより、樹脂製で安価に製造した第２のカセットを利用することができる。また、本発明にかかる研磨装置は、おもりが第２のカセットを押さえているときのおもりの高さ位置で第２のカセットのカセットサイズを認識する認識部を備えるため、不適切なカセットサイズの第２のカセットを容易に認識することができる。

上記おもりは、アームの一方の端に配設され、アームは、他方の端を支点に旋回することにより、おもりを上記ステージに載置された上記第２のカセットの上に接近及び離間させ、上記認識部は、アームの角度でおもりの高さを認識し、第２のカセットのカセットサイズを認識することができるため、上記同様に、不適切なカセットサイズの第２のカセットを容易に認識することができる。

研磨装置の構成を示す斜視図である。搬出パッドの構成を示す斜視図である。研磨後のウェーハを搬出パッドで搬出する状態を示す断面図である。ウェーハと第２のカセットとを水槽に水没させる状態を示す断面図である。移動手段によってウェーハを第２のカセットに向けて移動させる状態を示す断面図である。第２のカセットにウェーハを収納する状態を示す断面図である。ウェーハが収納された第２のカセットを下降させる状態を示す断面図である。認識部がアームの角度でおもりの高さを認識して第２のカセットのカセットサイズ（大きいカセットサイズ）を認識する状態を示す断面図である。認識部がアームの角度でおもりの高さを認識して第２のカセットのカセットサイズ（小さいカセットサイズ）を認識する状態を示す断面図である。認識部がアームの位置でおもりの高さを認識して第２のカセットのカセットサイズ（大きいカセットサイズ）を認識する状態を示す断面図である。認識部がアームの位置でおもりの高さを認識して第２のカセットのカセットサイズ（小さいカセットサイズ）を認識する状態を示す断面図である。

図１に示す研磨装置１は、ＣＭＰによりウェーハＷを研磨する研磨装置の一例である。研磨装置１は、Ｙ軸方向に延在する装置ベース１００を有し、装置ベース１００の＋Ｙ方向側の端部には、ステージ４が配設されている。ステージ４の上には研磨前のウェーハＷを棚状に収容する第１のカセット５が載置される。第１のカセット５に対面する位置には、ウェーハＷを所望の位置に搬送する搬送手段６を備え、搬送手段６の可動範囲にはウェーハＷを仮置きするための仮置きテーブル７を備える。第１のカセット５は、例えばポリエチレン等の樹脂によって形成されている。第１のカセット５のサイズは、特に限定されず、例えば４インチや６インチや８インチのウェーハＷを収容できるウェーハＷのサイズに対応したカセットサイズを有している。ステージ４には、載置された第１のカセット５の大きさや形状によって加工前のウェーハＷのサイズを認識するセンサを備えている。また、加工前のウェーハＷのサイズ認識は、仮置きテーブル７で行ってもよい。すなわち、仮置きテーブル７に載置されるウェーハＷをセンサ等で検出することでウェーハＷのサイズを認識する。この場合、研磨加工条件に設定した加工データにウェーハＷのサイズを設定してもよい。このようにして、研磨装置１においては、加工前のウェーハＷのサイズを認識している。

装置ベース１００には、ウェーハＷを保持する保持テーブル２を備える。保持テーブル２の上面は、ウェーハＷを吸引保持する保持面２ａとなっており、保持面２ａには、図示しない吸引源が接続されている。保持テーブル２の周囲はカバー３によって覆われ、保持テーブル２の下方には、Ｙ軸方向に保持テーブル２を移動させる保持テーブル移動手段が接続されている。仮置きテーブル７の近傍には、第１のカセット５から搬出され仮置きテーブル７に仮置きされたウェーハＷを保持テーブル２に搬入する搬入手段３０を備える。

搬入手段３０は、ウェーハＷを保持する搬入パッド３１と、搬入パッド３１を水平に支持する旋回アーム３２と、旋回アーム３２を昇降させるとともに水平方向に旋回させる移動機構３３とを備える。移動機構３３は、旋回アーム３２に接続された軸部材３３０と、軸部材３３０に接続された図示しないモータとを少なくとも備える。軸部材３３０がＺ軸方向に昇降すると、旋回アーム３２とともに搬入パッド３１をＺ軸方向に昇降させることができる。また、軸部材３３０が回転すると、旋回アーム３２が水平方向に旋回し、搬入パッド３１を水平方向に旋回させることができる。

装置ベース１００の−Ｙ方向側の後部には、コラム１０１が立設されている。コラム１０１の前方において保持テーブル２が保持するウェーハＷを研磨する研磨手段１０と、保持テーブル２が保持するウェーハＷに対して接近及び離間する方向（Ｚ軸方向）に研磨手段１０を研磨送りする研磨送り手段２０とを備える。

研磨手段１０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル１１と、スピンドル１１を回転可能に囲繞して支持するスピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を保持するホルダ１３と、スピンドル１１の一端に接続されたモータ１４と、スピンドル１１の下端にマウント１５を介して着脱可能に装着された研磨パッド１６とを備える。研磨パッド１６は、円板１７と、円板１７に固定された研磨部材１８とにより構成されている。モータ１４によりスピンドル１１が回転することにより研磨パッド１６を所定の回転速度で回転させることができる。研磨部材１８は、例えばウレタンや不織布により形成されている。研磨手段１０には、研磨部材１８と保持テーブル２が保持するウェーハＷとの間にスラリーを供給するスラリー供給源１９が接続されている。

研磨送り手段２０は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ２１と、ボールネジ２１の一端に接続されたモータ２２と、ボールネジ２１と平行に延在する一対のガイドレール２３と、一方の面が研磨手段１０に連結された昇降板２４とを備える。昇降板２４の他方の面には一対のガイドレール２３が摺接し、昇降板２４の中央に形成されたナットにはボールネジ２１が螺合している。モータ２２がボールネジ２１を駆動することにより、一対のガイドレール２３に沿って昇降板２４とともに研磨手段１０をＺ軸方向に研磨送りすることができる。

保持テーブル２の側方側（図示の例では＋Ｘ方向側）には、保持テーブル２から研磨後のウェーハＷを搬出する搬出手段４０を備える。搬出手段４０は、ウェーハＷを保持する搬出パッド４１と、搬出パッド４１をＺ軸方向に昇降させる昇降機構４２と、昇降機構４２に一端が接続された旋回アーム４３と、旋回アーム４３の他端に接続された旋回機構４４とを備える。昇降機構４２は、シリンダ４２０と、ピストンロッド４２１とを少なくとも備え、搬出パッド４１をＺ軸方向に昇降させることができる。旋回機構４４は、旋回アーム４３を水平方向に旋回させる回転軸４４０と、回転軸４４０に接続されたモータとを少なくとも備え、モータによって回転軸４４０が回転すると、旋回アーム４３が水平方向に旋回し、搬出パッド４１を水平方向に旋回させることができる。

図２に示すように、搬出パッド４１は、円板状に形成されウェーハＷを保持する保持面４１０を有し、保持面４１０の中央部４１１には、放射状に水を放水するための複数（図示の例では３つ）の水噴出口４１２が形成されている。各水噴出口４１２には、図１に示す水供給源４５が接続されている。保持面４１０には、水噴出口４１２から噴出された水が放射状に流れるように傾斜した溝４１３が形成されている。溝４１３は、搬出パッド４１の外周側から中心側（中央部４１１側）に向けて低く傾斜した斜面４１３ａを有している。保持面４１０の外周部には、リング状の横ずれ防止壁４１４が配設されている。このように構成される搬出パッド４１では、各水噴出口４１２から溝４１３に沿って水を放射状に放水することで保持面４１０とウェーハＷとの間に水層を形成し、ベルヌーイの原理を利用してウェーハＷを非接触の状態で吸引保持することができる。

図１に示す装置ベース１００には、搬出手段４０が搬出したウェーハＷを棚状に収容する第２のカセット８と、搬出手段４０が搬出したウェーハＷを第２のカセット８に収納する収納手段５０とを備える。第２のカセット８は、図３に示すように、上下方向に所定の間隔を設けて形成された複数の収容棚８ａを有している。第２のカセット８には、収容棚８ａにおいてウェーハＷを水平な状態で収容可能となっている。第２のカセット８は、第１のカセット５と同様に、例えばポリエチレン等の樹脂によって形成されている。また、第２のカセット８のサイズについても、特に限定されず、例えば４インチや６インチや８インチのウェーハＷを収容できるウェーハＷのサイズに対応したカセットサイズを有している。

収納手段５０は、水槽５１と、第２のカセット８が載置され水槽５１内に第２のカセット８を水没させるカセットユニット６０と、水槽５１内に水没した第２のカセット８に向かって延在するレール５３と、搬出手段４０がレール５３の上に水没させたウェーハＷをレール５３の延在方向に水中移動させ第２のカセット８に収納する移動手段５４とを備える。水槽５１は、レール５３が敷設された第１の底部５２ａと、第１の底部５２ａよりも深い第２の底部５２ｂとを有している。研磨後のウェーハＷを第２のカセット８に収納するときは、水槽５１内に洗浄水９が溜められた状態で実施される。洗浄水９は、特に限られないが、例えば薬液や純水を使用することができる。第１の底部５２ａは、レール５３の上においてウェーハＷが水没する程度の深さを有していればよい。また、第２の底部５２ｂは、第２のカセット８が水没する程度の深さを有していればよい。

装置ベース１００の＋Ｘ方向側の端部には、Ｙ軸方向に延在する平板１０２が立てかけられて配設されており、平板１０２に移動手段５４が配設されている。移動手段５４は、アーム５４０と、アーム５４０の一端から昇降機構５４２を介して接続された押し出し部５４１と、平板１０２に沿って延在するボールネジ５４３と、ボールネジ５４３の一端に接続されたモータ５４４と、ボールネジ５４３と平行に延在する一対のガイドレール５４５と、アーム５４０の他端に接続されガイドレール５４５に沿ってＹ軸方向に移動する移動部５４６とを備える。昇降機構５４２は、シリンダと、ピストンロッドとにより構成され、押し出し部５４１をＺ軸方向に昇降させることができる。移動部５４６の側部には一対のガイドレール５４５が摺接し、移動部５４６の中央に形成されたナットにはボールネジ５４３が螺合している。モータ５４４がボールネジ５４３を駆動することにより、一対のガイドレール５４５に沿って移動部５４６とともに押し出し部５４１をＹ軸方向に移動させることができる。

水槽５１の側方には、カセットユニット６０を支持する支持板１０３が配設されている。カセットユニット６０は、第２のカセット８が載置されるステージ６１と、第２のカセット８を上から押さえるおもり６２と、ステージ６１に載置された第２のカセット８をおもり６２で押さえた状態でステージ６１を昇降させ第２のカセット８を水没させる昇降手段６５とを備える。ステージ６１には、その一端からＺ軸方向に延在する図３に示す連結部６６が連結されている。また、ステージ６１には、第２のカセット８の外形に応じて、第２のカセット８の角の位置に複数（例えば２つ）の位置決めブロック６７が配設されている。位置決めブロック６７は、例えば断面略Ｌ字形状のブロックである。位置決めブロック６７の内側面に第２のカセット８の角を当接させることにより、第２のカセット８をステージ６１において適正な位置に位置決めすることができる。

図３に示すように、おもり６２は、アーム６３の一方の端に配設され、アーム６３の他方の端には水平方向の軸心を有する支点部６４が配設されている。支点部６４は、ステージ６１の連結部６６の上端に固定されている。アーム６３が支点部６４を軸にして旋回することにより、おもり６２をステージ６１に載置された第２のカセット８の上面に対して接近及び離間させることができる。おもり６２の重さは、特に限定されない。

昇降手段６５は、Ｚ軸方向に延在するボールネジ６５０と、ボールネジ６５０の一端に接続されたモータ６５１と、ステージ６１を昇降させる昇降部６５２とを備えている。昇降部６５２には連結部６６が接続され、昇降部６５２の中央に形成されたナットにはボールネジ６５０が螺合している。モータ６５１がボールネジ６５０を駆動することにより、昇降部６５２とともに第２のカセット８を昇降させ、水槽５１内に第２のカセット８を水没させることができる。そして、水槽５１内に水没した第２のカセット８の上面をおもり６２で押さえることにより、第２のカセット８が洗浄水９の水面に向けて浮き上がることを防止できる。

図１に示す研磨装置１は、おもり６２が第２のカセット８を押さえているときのアーム６３の角度で第２のカセット８のカセットサイズを認識する認識部７０を備えている。認識部７０には、認識部７０が認識した第２のカセット８のカセットサイズが適正であるかどうかを判断する判断手段８０が接続されている。認識部７０は、図３の部分拡大図に示すように、例えば、反射型の光センサであり、測定光をアーム６３に向けて投光する投光部７１と、アーム６３の側面で反射した反射光を受光する受光部７２とに分割された構成となっている。認識部７０では、投光部７１からアーム６３に測定光を投光して側面で反射した反射光を受光部７２で受光し、その反射光の受光量を図示しない光電変換部で電圧値に変換して、おもり６２の高さ位置を検出して第２のカセット８のカセットサイズを認識することができる。認識部７０は、反射型センサで構成したが、例えば支点部６４に角度検出センサを設けてアーム６３の角度を検出し、おもり６２の高さ位置を認識して第２のカセット８のカセットサイズを認識するようにしてもよい。

次に、研磨装置１の動作例について説明する。ウェーハＷは、円形板状の基板を有する被加工物の一例であって、例えば、リチウムタンタレート（LT）やリチウムナイオベート（LN）により構成されている。まず、搬送手段６は、第１のカセット５から研磨前のウェーハＷを搬出して仮置きテーブル７に仮置きする。搬入手段３０は、仮置きテーブル７に仮置きされたウェーハＷを搬入パッド３１で搬出し、保持テーブル２の保持面２ａにウェーハＷを搬入する。保持テーブル２の保持面２ａにウェーハＷが載置されたら、吸引源の吸引力によって保持面２ａでウェーハＷを吸引保持し、図示しない保持テーブル移動手段で保持テーブル２を例えば−Ｙ方向に移動させ、研磨手段１０の下方にウェーハＷを移動させる。そして、研磨送り手段２０により昇降板２４とともに研磨手段１０を下降させる。

ウェーハＷを保持した保持テーブル２は、所定の回転速度で回転する。研磨手段１０は、スピンドル１１によって研磨パッド１６を所定の回転速度で回転させ、研磨送り手段２０は、研磨パッド１６を例えば−Ｚ方向に研磨送りしながら、研磨部材１８を回転するウェーハＷに接触させ、研磨部材１８とウェーハＷとを相対的に摺動させる。このとき、スラリー供給源１９から研磨部材１８とウェーハＷとの間にスラリーを供給する。研磨手段１０によって、所定の時間だけウェーハＷを研磨したら、研磨送り手段２０により研磨手段１０を上昇させ、研磨加工を終了する。

研磨加工が終了したら、搬出手段４０によって保持テーブル２から研磨後のウェーハＷを搬出する。保持テーブル移動手段によって保持テーブル２を例えば＋Ｙ方向に移動させる。続いて、図３に示すように、搬出手段４０は、旋回機構４４によって旋回アーム４３とともに搬出パッド４１を保持テーブル２の上方側に位置づけ、昇降機構４２によって搬出パッド４１を例えば−Ｚ方向に下降させることにより、搬出パッド４１の保持面４１０をウェーハＷに接触させる。水供給源４５が作動して、図２に示した水噴出口４１２から水を放射状に放水して保持面４１０とウェーハＷとの間に水層を形成することで、保持面４１０において非接触の状態でウェーハＷを吸引保持する。

図４に示すように、搬出手段４０は、昇降機構４２によって搬出パッド４１を例えば＋Ｚ方向に上昇させるとともに、旋回機構４４によって搬出パッド４１を水平方向に旋回させ、水槽５１の上方側に搬出パッド４１を位置づける。搬出パッド４１でウェーハＷを搬出する際には、ウェーハＷの外周縁が図２に示した横ずれ防止壁４１４に接触することでウェーハＷの動きが規制される。水槽５１には、洗浄水９があらかじめ溜められている。

搬出手段４０は、レール５３の上にウェーハＷを載置して水槽５１に溜められた洗浄水９に水没させる。ウェーハＷが水槽５１内に水没すると、ウェーハＷに付着したスラリー等が取り除かれる。また、カセットユニット６０は、おもり６２がステージ６１に載置された第２のカセット８の上から押さえた状態で昇降手段６５によって第２のカセット８を例えば−Ｚ方向に下降させ、図５に示すように、水槽５１内に溜められた洗浄水９に第２のカセット８を水没させて所定の収容棚８ａの位置をレール５３の延長線上に位置づける。このとき、第２のカセット８が水槽５１の第２の底部５２ｂに向けて沈むが、浮力で第２のカセット８が浮き上がろうとしても、おもり６２によって第２のカセット８の浮き上がりが防止される。

次いで、移動手段５４は、押し出し部５４１をウェーハＷの外周縁の近傍に位置づける。移動手段５４は、図６に示すように、押し出し部５４１でウェーハＷの外周縁を押しながら、レール５３に沿ってウェーハＷを例えば＋Ｙ方向に水中移動させることにより、第２のカセット８内に進入させて収容棚８ａにウェーハＷを収納する。収納されたウェーハＷは、次の工程に移行するまで水槽５１内に水没した状態が維持されるため、ウェーハＷが乾燥するのを防止することができる。そのため、ウェーハＷに付着したスラリーが乾いて取れにくくなるという問題もない。こうして、１枚のウェーハＷの収納動作が終了したら、図７に示すように、昇降手段６５により、第２のカセット８をさらに−Ｚ方向に下降させ、次の収容棚８ａの位置をレール５３の延長線上に位置づけ、上記した研磨後のウェーハＷの搬出動作とウェーハＷの収納動作とを繰り返し行って、第２のカセット８の各収容棚８ａにウェーハＷを棚状に収納する。

次に、ステージ６１に載置された第２のカセット８のカセットサイズが適切であるかどうかを判断する場合について説明する。本実施形態では、カセットサイズに応じた電圧値が認識部７０に設定されているものとする。また、ステージ６１に載置されるべき第２のカセット８のカセットサイズは、例えば８インチ用であるものとして判断手段８０に設定されているものとする。

図８に示すように、複数のウェーハＷを棚状に収容した第２のカセット８が水槽５１内に水没したら、認識部７０がアーム６３の角度でおもり６２の高さ位置を認識し、第２のカセット８のカセットサイズを認識する。具体的には、投光部７１によってアーム６３に向けて検出光を投光しアーム６３の側面で反射した反射光を受光部７２で受光したら、受光量を光電変換部で電圧値に変換し、この電圧値に基づき第２のカセット８のカセットサイズを認識する。ここで、受光部７２で受光する受光量は、アーム６３の角度によって変化する。つまり、アーム６３の角度が大きければ、アーム６３により反射光を遮断する範囲が小さくなり受光量が少なくなる。一方、アーム６３の角度が小さければ、アーム６３で反射光を遮断する範囲が大きくなり受光量が多くなる。

例えば、図８の部分拡大図に示すように、アーム６３の角度θ１が大きい場合は、受光部７２で受光する受光量が少なくなるため、第２のカセット８の上面に接触するおもり６２の高さ位置が高くなり、第２のカセット８の上面高さ位置が高いことが確認できる。すなわち、認識部７０は、受光部７２が受光した受光量を光電変換部で電圧値に変換して、変換した電圧値から大きいカセットサイズ（例えば８インチ用）の第２のカセット８であると認識することができる。そして、図１に示した判断手段８０では、認識部７０が認識した情報に基づき、ステージ６１に適切なカセットサイズの第２のカセット８が載置されていると判断する。

一方、図９に示すように、水槽５１内に水没したのが第２のカセット８’であり、部分拡大図に示すように、アーム６３の角度θ２が小さい場合、受光部７２で受光する受光量が多くなるため、第２のカセット８’の上面に接触するおもり６２の高さ位置が低くなり、第２のカセット８’の上面高さ位置が低いことが確認できる。すなわち、認識部７０は、受光部７２で受光した受光量を光電変換部で電圧値に変換して、変換した電圧値から小さいカセットサイズ（例えば６インチ用）の第２のカセット８’であると認識する。図１に示した判断手段８０では、認識部７０が認識した情報に基づき、ステージ６１に不適切なカセットサイズの第２のカセット８’が載置されていると判断する。この場合は、昇降手段６５によってステージ６１を上昇させ、第２のカセット８’をステージ６１から取り出し、適切な第２のカセット８をステージ６１に載置するとよい。

このように、本発明に係る研磨装置１は、ウェーハＷを第２のカセット８に収納する収納手段５０を備え、収納手段５０は、水槽５１と、水槽５１内に第２のカセット８を水没させるカセットユニット６０と、水槽５１内に水没した第２のカセット８に向かって延在するレール５３と、搬出手段４０がレール５３の上に水没させたウェーハＷをレール５３の延在方向に沿って水中移動させ第２のカセット８に収納する移動手段５４とを備え、カセットユニット６０は、第２のカセット８が載置されるステージ６１と、第２のカセット８を上から押さえるおもり６２と、ステージ６１に載置された第２のカセット８をおもり６２で押さえた状態でステージ６１を昇降させ第２のカセット８を水没させる昇降手段６５とを備えたため、水槽５１内に水没した第２のカセット８の上をおもり６２で押さえることにより、第２のカセット８が洗浄水９の水面に向けて浮き上がるのを防止することができる。これにより、樹脂製で安価に製造した第２のカセット８を利用可能となる。また、本発明によれば、認識部７０がアーム６３の角度でおもり６２の高さを認識し、第２のカセット８のカセットサイズを認識することができるため、加工前に認識したウェーハＷのサイズに対して不適切なカセットサイズの第２のカセット８を容易に認識することができる。

カセットサイズを認識する手段としては、上記した認識部７０の構成に限定されるものではなく、例えば、図１０に示すように、おもり６２が第２のカセット８を押さえているときのおもり６２の高さ位置で第２のカセット８のカセットサイズを認識する認識部９０でもよい。認識部９０は、例えば、光学式の位置センサであって、投光部と受光部とを備えている。また、図１０の例におけるカセットユニット６０Ａは、第２のカセット８が載置されるステージ６１Ａを備え、その他の構成は上記カセットユニット６０と同様であるため、共通の符号を付している。

ステージ６１Ａの一端にはＺ軸方向に延在する連結部６８が連結され、連結部６８にはガイド６９が配設されている。おもり６２は、水平方向に延在するアーム６３Ａの一方の端に配設され、アーム６３Ａの他方の端にはアーム支持部６３０が配設されている。このアーム支持部６３０は、ガイド６９に沿ってアーム６３Ａを水平な状態で上下方向に移動させることができる。ガイド６９には、複数の認識部９０が軸方向に配置されている。アーム支持部６３０によって認識部９０が遮られることでアーム６３Ａの軸方向の位置を特定し、かかる位置に基づいておもり６２の高さを検出し第２のカセット８のカセットサイズを認識することができる。認識部９０には、認識部９０が認識した第２のカセット８のカセットサイズが適切であるかどうかを判断する判断手段（不図示）が接続されている。

例えば、図１０の部分拡大図に示すように、アーム支持部６３０がガイド６９において高い位置で停止したときは、第２のカセット８の上面に接触するおもり６２の高さ位置が高くなり、第２のカセット８の上面高さ位置が高いことが確認できる。すなわち、認識部９０は、このおもり６２の高さ位置から大きいカセットサイズ（例えば８インチ用）の第２のカセット８であると認識する。ステージ６１Ａに載置されるべき第２のカセット８のカセットサイズが例えば８インチ用である場合、判断手段では、認識部９０が認識した情報に基づき、ステージ６１Ａに適切なカセットサイズの第２のカセット８が載置されていると判断する。

一方、図１１の部分拡大図に示すように、アーム支持部６３０がガイド６９において低い位置で停止したときは、第２のカセット８’の上面に接触するおもり６２の高さ位置が低くなり、第２のカセット８’の上面高さ位置が低いことが確認できる。すなわち、認識部９０は、このおもり６２の高さ位置から小さいカセットサイズ（例えば６インチ用）の第２のカセット８’であると認識する。判断手段では、認識部９０が認識した情報に基づき、ステージ６１Ａに不適切なカセットサイズの第２のカセット８’が載置されていると判断する。この場合は、昇降手段６５によってステージ６１Ａを上昇させ、第２のカセット８’をステージ６１から取り出し、適切な第２のカセット８をステージ６１Ａに載置するとよい。このように、認識部９０によれば、おもり６２が第２のカセット８を押さえているときのおもり６２の高さ位置で第２のカセット８のカセットサイズを認識することができ、不適切なカセットサイズの第２のカセット８を容易に認識することができる。

１：研磨装置１００：装置ベース１０１：コラム１０２：平板１０３：支持板
２：保持テーブル２ａ：保持面３：カバー４：ステージ
５：第１のカセット６：搬送手段７：仮置きテーブル８：第２のカセット９：水
１０：研磨手段１１：スピンドル１２：スピンドルハウジング１３：ホルダ
１４：モータ１５：マウント１６：研磨パッド１７：円板１８：研磨部材
１９：スラリー供給源
２０：研磨送り手段２１：ボールネジ２２：モータ２３：ガイドレール
２４：昇降板
３０：搬入手段３１：搬入パッド３２：旋回アーム３３：軸部材
４０：搬出手段４１：搬出パッド４１０：保持面４１１：中央部
４１２：水噴出口４１３：溝４１３ａ：斜面４１４：横ずれ防止壁
４２：昇降機構４２０：シリンダ４２１：ピストンロッド４３：旋回アーム
４４：旋回機構４４０：軸部材４５：水供給源
５０：収納手段５１：水槽５２ａ：第１の底部５２ｂ：第２の底部
５３：レール５４：移動手段５４０：アーム５４１：押し出し部
５４２：昇降機構５４３：ボールネジ５４４：モータ５４５：ガイドレール
５４６：移動部
６０，６０Ａ：カセットユニット６１，６１Ａ：ステージ６２：おもり
６３，６３Ａ：アーム６３０：アーム支持部６４：支点部
６５：昇降手段６５０：ボールネジ６５１：モータ６５２：昇降部
６６：連結部６７：位置決めブロック６８：連結部６９：ガイド
７０：認識部７１：投光部７２：受光部８０：判断手段９０：認識部

Claims

ウェーハを棚状に収容する第１のカセットと、ウェ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ェ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ェーハを研磨する研磨手段と、該保持テーブルからウェーハを搬出する搬出手段と、該搬出手段が搬出したウェーハを棚状に収容する第２のカセットと、該搬出手段が搬出したウェーハを該第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、ウェーハを保持する保持面を有し、該保持面の中央から放射状に水を放水し該保持面とウェーハとの間に水層を形成してウェーハを保持する搬出パッドを備え、
該収納手段は、水槽と、
該第２のカセットが載置され該水槽内に該第２のカセットを水没させるカセットユニットと、
該水槽内に水没した該第２のカセットに向かって延在するレールと、
該搬出手段が該レールの上に水没させたウェーハを該レールの延在方向に沿って水中移動させ該第２のカセットに収納する移動手段と、を備え、
該カセットユニットは、
該第２のカセットが載置されるステージと、
該第２のカセットを上から押さえるおもりと、
該ステージに載置された該第２のカセットを該おもりで押さえた状態で該ステージを昇降させ該第２のカセットを水没させる昇降手段とを備え、
該おもりが該第２のカセットを押さえているときの該おもりの高さ位置で該第２のカセットのカセットサイズを認識する認識部を備える研磨装置。
前記おもりは、アームの一方の端に配設され、
該アームは、他方の端を支点に旋回することにより、該おもりを前記ステージに載置された前記第２のカセットの上に接近及び離間させ、
前記認識部は、該アームの角度で該おもりの高さを認識し、該第２のカセットのカセットサイズを認識する請求項１記載の研磨装置。