JPH10230449A - 化学的機械研磨装置における自動的に研磨パッドを交換するための方法及び装置 - Google Patents
化学的機械研磨装置における自動的に研磨パッドを交換するための方法及び装置Info
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- JPH10230449A JPH10230449A JP37039397A JP37039397A JPH10230449A JP H10230449 A JPH10230449 A JP H10230449A JP 37039397 A JP37039397 A JP 37039397A JP 37039397 A JP37039397 A JP 37039397A JP H10230449 A JPH10230449 A JP H10230449A
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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- B24B37/11—Lapping tools
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- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B45/00—Means for securing grinding wheels on rotary arbors
- B24B45/003—Accessories therefor
Abstract
(57)【要約】
【課題】 使用済み研磨パッドを化学的機械研磨装置に
自動的に再配置する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 パッドが研磨プラテン上にあるときに、
コントローラによって機械式装置が使用済み研磨パッド
に接触して配置され、パッドチャック機構が起動され
る。次に、機械式装置及びパッドは使用済みパッド用容
器に移動されて、ここでパッドチャック機構は非作動状
態にされ、使用済みパッドが容器中で外される。その
後、コントローラによって機械式装置は清浄研磨パッド
用ディスペンサ内の清浄研磨パッドに接触して配置さ
れ、パッドチャック機構が再起動され、清浄パッドが機
械式装置に固定される。機械式装置及び清浄パッドはプ
ラテンに移動され、パッドチャック機構が非作動状態に
されて清浄研磨パッドがプラテン上で外される。
自動的に再配置する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 パッドが研磨プラテン上にあるときに、
コントローラによって機械式装置が使用済み研磨パッド
に接触して配置され、パッドチャック機構が起動され
る。次に、機械式装置及びパッドは使用済みパッド用容
器に移動されて、ここでパッドチャック機構は非作動状
態にされ、使用済みパッドが容器中で外される。その
後、コントローラによって機械式装置は清浄研磨パッド
用ディスペンサ内の清浄研磨パッドに接触して配置さ
れ、パッドチャック機構が再起動され、清浄パッドが機
械式装置に固定される。機械式装置及び清浄パッドはプ
ラテンに移動され、パッドチャック機構が非作動状態に
されて清浄研磨パッドがプラテン上で外される。
Description
【０００１】
【発明の背景】本発明は、一般に、基板の化学的機械研
磨に関し、特に化学的機械研磨装置において研磨パッド
を自動的に交換する方法及び装置に関する。
磨に関し、特に化学的機械研磨装置において研磨パッド
を自動的に交換する方法及び装置に関する。
【０００２】通常、集積回路は、導電性層、半導体層或
いは絶縁層等を連続的に堆積することによって、基板上
に、特にシリコンウエハ上に形成される。各層が堆積さ
れた後、その層は、回路特徴部を作成するためにエッチ
ングされる。一連の層が連続的に堆積されてエッチング
されるに従って、基板の外部又は最外側の表面、すなわ
ち基板の露出表面は徐々に非平坦なものとなる。この非
平坦な外部表面は集積回路製造業者には問題を提起する
ものである。基板の外部表面が非平坦であると、その上
に置かれるホトレジスト層も非平坦となる。ホトレジス
トは、通常、光画像をホトレジスト上に焦点合わせする
ホトリソグラフィック装置によってパターン形成され
る。外部表面があまりに非平坦であると、外部表面の頂
部と低部との間の最大差が結像装置の焦点深度を超える
ことがある。このような場合、外部表面全域にわたって
光画像を適切に焦点合わせすることは不可能である。
いは絶縁層等を連続的に堆積することによって、基板上
に、特にシリコンウエハ上に形成される。各層が堆積さ
れた後、その層は、回路特徴部を作成するためにエッチ
ングされる。一連の層が連続的に堆積されてエッチング
されるに従って、基板の外部又は最外側の表面、すなわ
ち基板の露出表面は徐々に非平坦なものとなる。この非
平坦な外部表面は集積回路製造業者には問題を提起する
ものである。基板の外部表面が非平坦であると、その上
に置かれるホトレジスト層も非平坦となる。ホトレジス
トは、通常、光画像をホトレジスト上に焦点合わせする
ホトリソグラフィック装置によってパターン形成され
る。外部表面があまりに非平坦であると、外部表面の頂
部と低部との間の最大差が結像装置の焦点深度を超える
ことがある。このような場合、外部表面全域にわたって
光画像を適切に焦点合わせすることは不可能である。
【０００３】焦点深度を向上させた新たなホトリソグラ
フィック装置を設計することは法外に高価である。その
上、集積回路での特徴サイズが微細化するにつれて、よ
り短い光波長を使用しなければならず、その結果、有効
な焦点深度は更に減少している。従って、平坦表面にす
るためには周期的に基板表面を平坦化する必要がある。
フィック装置を設計することは法外に高価である。その
上、集積回路での特徴サイズが微細化するにつれて、よ
り短い光波長を使用しなければならず、その結果、有効
な焦点深度は更に減少している。従って、平坦表面にす
るためには周期的に基板表面を平坦化する必要がある。
【０００４】化学的機械研磨は、認められた平坦化方法
の一つである。この平坦化方法では、通常、基板がキャ
リヤヘッド又は研磨ヘッドに取り付けられなくてはなら
ない。次に、基板の露出された表面が回転研磨パッドに
接触して置かれる。基板にキャリヤから制御可能な負
荷、すなわち圧力が与えられて、研磨パッドに押しつけ
られる。加えて、キャリヤが回転されて基板と研磨表面
との間に更に運動が与えられるであろう。研磨材及び少
なくとも一つの化学的に活性な薬品を包含する研磨スラ
リが研磨パッドに供給されて、パッドと基板との間の境
界面に研磨用の化学溶液が提供される。
の一つである。この平坦化方法では、通常、基板がキャ
リヤヘッド又は研磨ヘッドに取り付けられなくてはなら
ない。次に、基板の露出された表面が回転研磨パッドに
接触して置かれる。基板にキャリヤから制御可能な負
荷、すなわち圧力が与えられて、研磨パッドに押しつけ
られる。加えて、キャリヤが回転されて基板と研磨表面
との間に更に運動が与えられるであろう。研磨材及び少
なくとも一つの化学的に活性な薬品を包含する研磨スラ
リが研磨パッドに供給されて、パッドと基板との間の境
界面に研磨用の化学溶液が提供される。
【０００５】化学的機械研磨はかなり複雑なプロセスで
あり、単なる水研ぎとは異なっている。化学的機械研磨
プロセスにおいては、スラリ中の反応剤が基板の外部表
面と反応して反応部位が形成される。研磨パッド及び研
磨粒子が基板上の反応部位で相互作用して研磨が行われ
る。
あり、単なる水研ぎとは異なっている。化学的機械研磨
プロセスにおいては、スラリ中の反応剤が基板の外部表
面と反応して反応部位が形成される。研磨パッド及び研
磨粒子が基板上の反応部位で相互作用して研磨が行われ
る。
【０００６】化学的機械研磨プロセスで用いられる研磨
パッドは定期的に交換されなければならず、これによっ
て基板の効果的な研磨が確保される。一般に、パッド交
換のためには、人が使用済みのパッドをプラテンから外
し、プラテンに残っている余分の接着剤を除去し、新し
い接着剤をプラテン表面に塗布し、清潔な研磨パッドを
プラテンに固定しなくてはならない。
パッドは定期的に交換されなければならず、これによっ
て基板の効果的な研磨が確保される。一般に、パッド交
換のためには、人が使用済みのパッドをプラテンから外
し、プラテンに残っている余分の接着剤を除去し、新し
い接着剤をプラテン表面に塗布し、清潔な研磨パッドを
プラテンに固定しなくてはならない。
【０００７】集積回路の製造において更に考慮の対象と
なるのは、プロセス及び製品の安定性である。高い歩留
まり、すなわち低い欠陥率を達成するには、連続して送
られてくる各基板が、ほぼ同様の条件下で研磨される必
要がある。言い換えれば、各集積回路が実質的に同一な
ものとなるように、個々の基板はほぼ同量研磨されなけ
ればならない。
なるのは、プロセス及び製品の安定性である。高い歩留
まり、すなわち低い欠陥率を達成するには、連続して送
られてくる各基板が、ほぼ同様の条件下で研磨される必
要がある。言い換えれば、各集積回路が実質的に同一な
ものとなるように、個々の基板はほぼ同量研磨されなけ
ればならない。
【０００８】
【発明の概要】一つの見地によると、本発明は、化学的
機械研磨(ＣＭＰ)装置から使用済みの研磨パッドを自動
的に取り外す方法及び装置であることを特徴としてい
る。機械式装置がＣＭＰ装置内のプラテン上の使用済み
研磨パッドに接して置かれ、パッドが機械式装置にチャ
ックされる。機械式装置及びパッドは使用済みのパッド
容器に移動され、その容器の中でパッドは機械式装置か
ら外される。
機械研磨(ＣＭＰ)装置から使用済みの研磨パッドを自動
的に取り外す方法及び装置であることを特徴としてい
る。機械式装置がＣＭＰ装置内のプラテン上の使用済み
研磨パッドに接して置かれ、パッドが機械式装置にチャ
ックされる。機械式装置及びパッドは使用済みのパッド
容器に移動され、その容器の中でパッドは機械式装置か
ら外される。
【０００９】本発明の実施態様は以下の特徴を有するこ
とができる。空気式アクチュエータ等のリフティング機
構が使用可能であり、これによって使用済み研磨パッド
がプラテンから持ち上げられる。真空ポンプが使用可能
であり、これによってパッドがプラテンにチャックされ
る。
とができる。空気式アクチュエータ等のリフティング機
構が使用可能であり、これによって使用済み研磨パッド
がプラテンから持ち上げられる。真空ポンプが使用可能
であり、これによってパッドがプラテンにチャックされ
る。
【００１０】別の見地によると、本発明は、ＣＭＰ装置
内の研磨プラテン上に研磨パッドを自動的に配置する方
法及び装置であることを特徴としている。機械式装置が
パッドディスペンサ中の研磨パッドに接して置かれて、
パッドが機械式装置にチャックされる。次に、機械式装
置及びパッドは研磨プラテンに移動され、パッドが機械
式装置から外され、プラテン上に配置される。
内の研磨プラテン上に研磨パッドを自動的に配置する方
法及び装置であることを特徴としている。機械式装置が
パッドディスペンサ中の研磨パッドに接して置かれて、
パッドが機械式装置にチャックされる。次に、機械式装
置及びパッドは研磨プラテンに移動され、パッドが機械
式装置から外され、プラテン上に配置される。
【００１１】本発明の実施態様は以下の特徴を有してい
る。研磨パッドがプラテンにチャックされることができ
る。パッドは真空ポンプを用いて機械式装置又はプラテ
ンにチャックされることができる。プラテンは、研磨パ
ッドがプラテン上に配置されるように所定の方向に整列
される。
る。研磨パッドがプラテンにチャックされることができ
る。パッドは真空ポンプを用いて機械式装置又はプラテ
ンにチャックされることができる。プラテンは、研磨パ
ッドがプラテン上に配置されるように所定の方向に整列
される。
【００１２】別の見地によると、本発明は、研磨パッド
を保持するようになっているプラテン、研磨パッドをプ
ラテンから自動的に取り外すように作動可能な機械式装
置及び、研磨パッドがプラテンから外された後にその研
磨パッドを機械式装置から受容するために置かれたパッ
ド容器を有するＣＭＰ装置であることを特徴としてい
る。
を保持するようになっているプラテン、研磨パッドをプ
ラテンから自動的に取り外すように作動可能な機械式装
置及び、研磨パッドがプラテンから外された後にその研
磨パッドを機械式装置から受容するために置かれたパッ
ド容器を有するＣＭＰ装置であることを特徴としてい
る。
【００１３】更に別の見地によると、本発明は、研磨パ
ッドを保持するようになっているプラテン、研磨パッド
を一時的に保持するようになっているパッドディスペン
サ、及びパッドディスペンサから研磨パッドを回収して
それを自動的にプラテン上に置くように操作可能な機械
式装置を有するＣＭＰ装置であることを特徴としてい
る。
ッドを保持するようになっているプラテン、研磨パッド
を一時的に保持するようになっているパッドディスペン
サ、及びパッドディスペンサから研磨パッドを回収して
それを自動的にプラテン上に置くように操作可能な機械
式装置を有するＣＭＰ装置であることを特徴としてい
る。
【００１４】本発明の実施態様は以下の特徴を有してい
る。プラテンは、研磨パッドをプラテンに固定する固定
機構を含んでもよい。機械式装置は、研磨パッドを機械
式装置に固定するパッドチャック機構を含んでもよい。
各パッドチャック機構は真空ポンプを含んでもよい。Ｃ
ＭＰ装置はまた、プラテンを所定の方向に保持するプラ
テン整列機構及びプラテン上に置かれる前に研磨パッド
を所定の方向に配置するパッド整列機構を含んでもよ
い。コントローラを使用して機械式装置の作動を調節し
てもよい。
る。プラテンは、研磨パッドをプラテンに固定する固定
機構を含んでもよい。機械式装置は、研磨パッドを機械
式装置に固定するパッドチャック機構を含んでもよい。
各パッドチャック機構は真空ポンプを含んでもよい。Ｃ
ＭＰ装置はまた、プラテンを所定の方向に保持するプラ
テン整列機構及びプラテン上に置かれる前に研磨パッド
を所定の方向に配置するパッド整列機構を含んでもよ
い。コントローラを使用して機械式装置の作動を調節し
てもよい。
【００１５】別の見地では、本発明は、使用済みの研磨
パッドを化学的機械研磨装置内で交換する方法及び装置
であることを特徴としている。機械式装置は、研磨プラ
テン上にあるときに使用済みの研磨パッドに接して置か
れて、パッドは機械式装置にチャックされる。機械式装
置及びパッドは使用済みパッド用容器に移動され、この
容器の中でパッドは機械式装置から外される。次に、機
械式装置は、清潔なパッドディスペンサ中の清潔な研磨
パッドに接して置かれて、清潔なパッドが機械式装置に
固定される。そして、機械式装置及び清潔なパッドがプ
ラテンに移動されて、清潔なパッドが機械式装置から取
り外される。
パッドを化学的機械研磨装置内で交換する方法及び装置
であることを特徴としている。機械式装置は、研磨プラ
テン上にあるときに使用済みの研磨パッドに接して置か
れて、パッドは機械式装置にチャックされる。機械式装
置及びパッドは使用済みパッド用容器に移動され、この
容器の中でパッドは機械式装置から外される。次に、機
械式装置は、清潔なパッドディスペンサ中の清潔な研磨
パッドに接して置かれて、清潔なパッドが機械式装置に
固定される。そして、機械式装置及び清潔なパッドがプ
ラテンに移動されて、清潔なパッドが機械式装置から取
り外される。
【００１６】本発明の長所には、以下に示すもの一つ以
上が含まれているであろう。研磨パッドの定期的交換と
いった手作業が排除されるであろう。化学的機械研磨装
置のスループット及び効率が向上されることができ、清
潔な研磨パッドの交換中にこのパッドが偶然破損される
危険性は最小化し、更には排除されるであろう。研磨パ
ッドとプラテンとの間での重要な整列は自動的に制御さ
れるであろう。
上が含まれているであろう。研磨パッドの定期的交換と
いった手作業が排除されるであろう。化学的機械研磨装
置のスループット及び効率が向上されることができ、清
潔な研磨パッドの交換中にこのパッドが偶然破損される
危険性は最小化し、更には排除されるであろう。研磨パ
ッドとプラテンとの間での重要な整列は自動的に制御さ
れるであろう。
【００１７】本発明の他の特徴及び長所は以下の記載に
おいて述べられており、一部はその説明から明らかであ
り、或いは本発明を実施すれば判明するであろう。本発
明の長所は、請求項において特に指摘された手段や組み
合わせによって認識されるであろう。
おいて述べられており、一部はその説明から明らかであ
り、或いは本発明を実施すれば判明するであろう。本発
明の長所は、請求項において特に指摘された手段や組み
合わせによって認識されるであろう。
【００１８】本明細書中に援用されその一部を成す添付
図面は、本発明の実施態様を概略的に示しており、上記
の一般的な説明及び以下の実施形態の詳細な説明と共
に、本発明の原理を説明するように機能している。
図面は、本発明の実施態様を概略的に示しており、上記
の一般的な説明及び以下の実施形態の詳細な説明と共
に、本発明の原理を説明するように機能している。
【００１９】
【好ましい実施態様の説明】図１に、本発明が実現され
る化学的機械研磨(ＣＭＰ)装置３０を示す。ＣＭＰ装置
３０は、テーブル面３３が設けられた下部機械ベース３
２及び取り外し可能な上部外側カバー（図示せず）を有
する。テーブル面３３は、一連の研磨ステーション３５
a、３５b及び３５c並びに搬送ステーション３７を支持
している。搬送ステーション３７は、研磨ステーション
３５a、３５b及び３５cを有するほぼ矩形の装置を形成
している。搬送ステーション３７は、基板１０を一つず
つローディング装置（図示せず）から受容する機能、基
板を洗浄する機能、基板をキャリヤ又は研磨ヘッド８０
中にローディングする機能（後述）、基板をキャリヤか
ら受容する機能、基板を再度洗浄する機能及び最後に基
板をローディング装置に戻す機能を含む複数の機能を果
たしている。ＣＭＰ装置３０に関する更なる詳細は、本
明細書に援用されている「化学的機械研磨用の回転式処
理装置（CALOUSELPROSESSING SYSTEM FOR CENMICAL MEC
HANICAL POLISING ）」という名称の、アプライド マ
テリアルズ インコーポレテッドに譲受され、１９９５
年１０月２７日に出願された米国特許第０８/５４９,３
３６号明細書に見出すことができる。
る化学的機械研磨(ＣＭＰ)装置３０を示す。ＣＭＰ装置
３０は、テーブル面３３が設けられた下部機械ベース３
２及び取り外し可能な上部外側カバー（図示せず）を有
する。テーブル面３３は、一連の研磨ステーション３５
a、３５b及び３５c並びに搬送ステーション３７を支持
している。搬送ステーション３７は、研磨ステーション
３５a、３５b及び３５cを有するほぼ矩形の装置を形成
している。搬送ステーション３７は、基板１０を一つず
つローディング装置（図示せず）から受容する機能、基
板を洗浄する機能、基板をキャリヤ又は研磨ヘッド８０
中にローディングする機能（後述）、基板をキャリヤか
ら受容する機能、基板を再度洗浄する機能及び最後に基
板をローディング装置に戻す機能を含む複数の機能を果
たしている。ＣＭＰ装置３０に関する更なる詳細は、本
明細書に援用されている「化学的機械研磨用の回転式処
理装置（CALOUSELPROSESSING SYSTEM FOR CENMICAL MEC
HANICAL POLISING ）」という名称の、アプライド マ
テリアルズ インコーポレテッドに譲受され、１９９５
年１０月２７日に出願された米国特許第０８/５４９,３
３６号明細書に見出すことができる。
【００２０】研磨ステーション３５a〜３５cは各々が、
研磨パッド４２を有する回転可能プラテン４０を有す
る。活性剤（例えば、酸化研磨用の脱イオン水）、研磨
粒子（例えば、酸化研磨用の二酸化シリコン）及び化学
的反応性の触媒（例えば、酸化研磨用の水酸化カリウ
ム）を含んだスラリ５０が、スラリ供給管５２から研磨
パッド４２の表面に供給される。充分な量のスラリが与
えられて、研磨パッド４２の全面にわたって湿らせる。
２つ以上の中間洗浄ステーション５５aと５５bとが、隣
接する研磨ステーション３５aと、３５bと３５cとの間
に置かれている。洗浄ステーションは、基板が１の研磨
ステーションから他の研磨ステーションへと通過する際
に基板をすすぎ洗いするものである。
研磨パッド４２を有する回転可能プラテン４０を有す
る。活性剤（例えば、酸化研磨用の脱イオン水）、研磨
粒子（例えば、酸化研磨用の二酸化シリコン）及び化学
的反応性の触媒（例えば、酸化研磨用の水酸化カリウ
ム）を含んだスラリ５０が、スラリ供給管５２から研磨
パッド４２の表面に供給される。充分な量のスラリが与
えられて、研磨パッド４２の全面にわたって湿らせる。
２つ以上の中間洗浄ステーション５５aと５５bとが、隣
接する研磨ステーション３５aと、３５bと３５cとの間
に置かれている。洗浄ステーションは、基板が１の研磨
ステーションから他の研磨ステーションへと通過する際
に基板をすすぎ洗いするものである。
【００２１】回転可能マルチヘッド回転式（carousel）
装置６０が、下部機械ベース３２の上に置かれている。
回転式装置６０は中心ポスト６２によって支持されてお
り、ベース３２内部に配置された回転式装置モータアセ
ンブリ（図示せず）によって回転式装置の軸６４を中心
として回転する。回転式装置板６６及びカバー６８は中
心ポスト６２によって支持されている。マルチヘッド回
転式装置６０には４つのキャリヤヘッド装置７０a，７
０b，７０c，７０dが含まれている。これらキャリヤヘ
ッド装置のうちの三つは基板を受容して保持し、その基
板を研磨ステーション３５a〜３５cのプラテン４０上の
研磨パッド４２に対して押しつけることによって研磨す
るものである。これらキャリヤヘッド装置の内の一つが
基板を搬送ステーション３７から受容してそこに送りだ
す。
装置６０が、下部機械ベース３２の上に置かれている。
回転式装置６０は中心ポスト６２によって支持されてお
り、ベース３２内部に配置された回転式装置モータアセ
ンブリ（図示せず）によって回転式装置の軸６４を中心
として回転する。回転式装置板６６及びカバー６８は中
心ポスト６２によって支持されている。マルチヘッド回
転式装置６０には４つのキャリヤヘッド装置７０a，７
０b，７０c，７０dが含まれている。これらキャリヤヘ
ッド装置のうちの三つは基板を受容して保持し、その基
板を研磨ステーション３５a〜３５cのプラテン４０上の
研磨パッド４２に対して押しつけることによって研磨す
るものである。これらキャリヤヘッド装置の内の一つが
基板を搬送ステーション３７から受容してそこに送りだ
す。
【００２２】この四つのキャリヤヘッド装置７０a〜７
０dは、回転式装置の軸６４の周りに等角度間隔で回転
式装置支持プレート６６上に取り付けられている。中心
ポスト６２によって、回転式装置モータは回転式装置支
持プレート６６を回転させて、キャリヤヘッド装置７０
a〜７０d及び取り付けられた基板を回転式装置の軸６４
の周りに周回させる。
０dは、回転式装置の軸６４の周りに等角度間隔で回転
式装置支持プレート６６上に取り付けられている。中心
ポスト６２によって、回転式装置モータは回転式装置支
持プレート６６を回転させて、キャリヤヘッド装置７０
a〜７０d及び取り付けられた基板を回転式装置の軸６４
の周りに周回させる。
【００２３】各キャリヤヘッド装置７０a〜７０dには、
キャリヤ又はキャリヤヘッド８０が設けられている。各
キャリヤヘッド８０は自身の軸の周りを独立に回転し、
回転式装置支持プレート６６内に形成されている放射状
スロット７２中で横方向に独立して振動する。キャリヤ
駆動シャフト７４によってキャリヤヘッド回転モータ７
６がキャリヤヘッド８０（カバー６８を１/４だけ取り
外して図示している）に接続されている。ヘッド一つに
対して一つのキャリヤ駆動シャフト及びモータがある。
キャリヤ又はキャリヤヘッド８０が設けられている。各
キャリヤヘッド８０は自身の軸の周りを独立に回転し、
回転式装置支持プレート６６内に形成されている放射状
スロット７２中で横方向に独立して振動する。キャリヤ
駆動シャフト７４によってキャリヤヘッド回転モータ７
６がキャリヤヘッド８０（カバー６８を１/４だけ取り
外して図示している）に接続されている。ヘッド一つに
対して一つのキャリヤ駆動シャフト及びモータがある。
【００２４】図２を参照すると、自動パッド交換機構１
００が化学的機械研磨装置のテーブル面３３に取り付け
られている。パッド交換機構１００は、研磨ステーショ
ン３５a及び３５bのところにあるプラテン４０の研磨パ
ッド４２を取り替えるロボットである。パッド交換機構
１００は使用済みパッドを研磨装置に取り付けられた容
器１１６内に置き、同様に研磨装置に取り付けられてい
るディスペンサ１１８から清浄なパッドを取ってくもの
である。この使用済みパッド用容器１１６及び清浄パッ
ド用ディスペンサ１１８は、以下に説明するように、索
引するカセットであるのが望ましい。代わりに、「ディ
スペンサ」及び「容器」は、それぞれ単なる新しいパッ
ド用スタック及び使用済みパッド用スタックであっても
よい。追加のパッド交換機構、使用済みパッド用容器及
び清浄パッド用ディスペンサは、同じように、研磨ステ
ーション３５bと３５cとの間にあるＣＭＰ装置に取り付
けられる（図１）。
００が化学的機械研磨装置のテーブル面３３に取り付け
られている。パッド交換機構１００は、研磨ステーショ
ン３５a及び３５bのところにあるプラテン４０の研磨パ
ッド４２を取り替えるロボットである。パッド交換機構
１００は使用済みパッドを研磨装置に取り付けられた容
器１１６内に置き、同様に研磨装置に取り付けられてい
るディスペンサ１１８から清浄なパッドを取ってくもの
である。この使用済みパッド用容器１１６及び清浄パッ
ド用ディスペンサ１１８は、以下に説明するように、索
引するカセットであるのが望ましい。代わりに、「ディ
スペンサ」及び「容器」は、それぞれ単なる新しいパッ
ド用スタック及び使用済みパッド用スタックであっても
よい。追加のパッド交換機構、使用済みパッド用容器及
び清浄パッド用ディスペンサは、同じように、研磨ステ
ーション３５bと３５cとの間にあるＣＭＰ装置に取り付
けられる（図１）。
【００２５】パッド交換機構１００は、固定ベース１０
４に取り付けられた可動プレーナ（planer）マニピュレ
ータ１０２である。このプレーナマニピュレータ１０２
は、可動アーム１０６及び、パッドチャック機構として
作動するエンドエフェクタ(end effector)１０８を有す
る。このエンドエフェクタ１０８は、以下に説明するよ
うに、研磨パッド４２をチャックするために真空ポンプ
が発生させた吸引力を用いる標準のベンチュリブレード
である。可動アーム１０６は３つの軸１１０，１１２，
１１４の周りを枢動して、研磨ステーション３５a及び
３５bにある研磨パッドを取り除いて交換する。また、
図３を参照すると、プレーナマニピュレータ１０２は全
体として、水平軸１２０を中心として固定ベース１０４
を中心として回転して使用済みパッド用容器１１６及び
清浄パッド用ディスペンサ１１８に接近する。プレーナ
マニピュレータロボットは、Rorze社等の数社で製造さ
れている。このようなプレーナマニピュレータロボット
の１例がRorzeの文献1VRR8140-008-101及び1VRR8151に
示されている。
４に取り付けられた可動プレーナ（planer）マニピュレ
ータ１０２である。このプレーナマニピュレータ１０２
は、可動アーム１０６及び、パッドチャック機構として
作動するエンドエフェクタ(end effector)１０８を有す
る。このエンドエフェクタ１０８は、以下に説明するよ
うに、研磨パッド４２をチャックするために真空ポンプ
が発生させた吸引力を用いる標準のベンチュリブレード
である。可動アーム１０６は３つの軸１１０，１１２，
１１４の周りを枢動して、研磨ステーション３５a及び
３５bにある研磨パッドを取り除いて交換する。また、
図３を参照すると、プレーナマニピュレータ１０２は全
体として、水平軸１２０を中心として固定ベース１０４
を中心として回転して使用済みパッド用容器１１６及び
清浄パッド用ディスペンサ１１８に接近する。プレーナ
マニピュレータロボットは、Rorze社等の数社で製造さ
れている。このようなプレーナマニピュレータロボット
の１例がRorzeの文献1VRR8140-008-101及び1VRR8151に
示されている。
【００２６】使用済みパッド用容器１１６及び清浄パッ
ド用ディスペンサ１１８の内部では、新しいパッド及び
使用済みのパッドが研磨装置に対して５度の角度に傾斜
しており、パッドは重力によって所定の位置に配置され
ている。結果として、プレーナマニピュレータ１０２は
水平軸の周りに合計で９５度だけ回転して清浄パッド用
ディスペンサ１１８から清潔なパッドを取り出して、使
用済みパッドを使用済みパッド用容器１１６の中に置
く。清浄パッド用ディスペンサ１１８には、パッドがデ
ィスペンサ１１８から除去されたときにディスペンサ内
の積み重ねられたパッドを１パッドの厚さ分（一般に１
/４インチ（０.６３５cm））だけ前方に移動させる索引
付け（indexing）機構１１９も設けられている。この索
引付け機構１１９は、親ネジ及び、エンコーダ装備モー
タ１２３で駆動される線形駆動アセンブリ１２１を有す
ることが望ましい。同様の索引付け機構を、使用済みパ
ッド用容器１１６内に設けて、パッドが容器内に置かれ
るたびに使用済みパッドがＣＭＰ装置から離れるように
してもよい。索引付け機構１１９の位置は以下に示すよ
うにコントローラ１７５によって調節される。
ド用ディスペンサ１１８の内部では、新しいパッド及び
使用済みのパッドが研磨装置に対して５度の角度に傾斜
しており、パッドは重力によって所定の位置に配置され
ている。結果として、プレーナマニピュレータ１０２は
水平軸の周りに合計で９５度だけ回転して清浄パッド用
ディスペンサ１１８から清潔なパッドを取り出して、使
用済みパッドを使用済みパッド用容器１１６の中に置
く。清浄パッド用ディスペンサ１１８には、パッドがデ
ィスペンサ１１８から除去されたときにディスペンサ内
の積み重ねられたパッドを１パッドの厚さ分（一般に１
/４インチ（０.６３５cm））だけ前方に移動させる索引
付け（indexing）機構１１９も設けられている。この索
引付け機構１１９は、親ネジ及び、エンコーダ装備モー
タ１２３で駆動される線形駆動アセンブリ１２１を有す
ることが望ましい。同様の索引付け機構を、使用済みパ
ッド用容器１１６内に設けて、パッドが容器内に置かれ
るたびに使用済みパッドがＣＭＰ装置から離れるように
してもよい。索引付け機構１１９の位置は以下に示すよ
うにコントローラ１７５によって調節される。
【００２７】使用済みパッド上のスラリがエンドエフェ
クタ１０８を汚染しないようにするために、一つ以上の
パッドリフティング機構１２２が、各プラテン４０の外
部表面１２６に作り付けられている。このリフティング
機構１２２は使用済み研磨パッド４２を少し持ち上げ
て、エンドエフェクタ１０８がパッド４２の底部表面に
接触するようにする。リフティング機構１２２は、エン
ドエフェクタ１０８がパッド４２の下で自由に運動でき
るぐらいパッド４２を持ち上げなければならないが、パ
ッド４２がキャリヤヘッド８０に接触するほど持ち上げ
てはならない。標準のＣＭＰ装置では、リフティング機
構１２２によって、２０インチ(５０.８cm)パッド４２
がキャリヤヘッド８０に接触することなく２度傾斜して
持ち上げられ、同時にエンドエフェクタ１０８がパッド
４２の下で自由に運動できるようにされるであろう。図
３に示すように、リフティング機構１２２が、外部表面
１２６の代わりに、或いはこれに加えて、各々のプラテ
ン４０の本体に設けられてもよい。リフティング機構の
構造及び作動を以下に説明する。
クタ１０８を汚染しないようにするために、一つ以上の
パッドリフティング機構１２２が、各プラテン４０の外
部表面１２６に作り付けられている。このリフティング
機構１２２は使用済み研磨パッド４２を少し持ち上げ
て、エンドエフェクタ１０８がパッド４２の底部表面に
接触するようにする。リフティング機構１２２は、エン
ドエフェクタ１０８がパッド４２の下で自由に運動でき
るぐらいパッド４２を持ち上げなければならないが、パ
ッド４２がキャリヤヘッド８０に接触するほど持ち上げ
てはならない。標準のＣＭＰ装置では、リフティング機
構１２２によって、２０インチ(５０.８cm)パッド４２
がキャリヤヘッド８０に接触することなく２度傾斜して
持ち上げられ、同時にエンドエフェクタ１０８がパッド
４２の下で自由に運動できるようにされるであろう。図
３に示すように、リフティング機構１２２が、外部表面
１２６の代わりに、或いはこれに加えて、各々のプラテ
ン４０の本体に設けられてもよい。リフティング機構の
構造及び作動を以下に説明する。
【００２８】エンドエフェクタ１０８が両面ブレードで
あれば、リフティング機構１２２はまったく無くてもよ
い。この場合は、プレーナマニピュレータ１０２は、使
用済みパッドの上面を吸引してプラテン４０から持ち上
げて、この使用済みパッドを除去する。プレーナマニピ
ュレータ１０２は、新しいパッドの下面を吸引してプラ
テン上に横に置くことによってプラテン上に配置させ
る。パッドは撓むので、新しいパッドは、プラテン４０
と接触する前又は接触したらすぐにプラテンのパッドチ
ャック機構が起動されて、プラテン４０に保持されるこ
とができる。
あれば、リフティング機構１２２はまったく無くてもよ
い。この場合は、プレーナマニピュレータ１０２は、使
用済みパッドの上面を吸引してプラテン４０から持ち上
げて、この使用済みパッドを除去する。プレーナマニピ
ュレータ１０２は、新しいパッドの下面を吸引してプラ
テン上に横に置くことによってプラテン上に配置させ
る。パッドは撓むので、新しいパッドは、プラテン４０
と接触する前又は接触したらすぐにプラテンのパッドチ
ャック機構が起動されて、プラテン４０に保持されるこ
とができる。
【００２９】化学的機械研磨装置のなかには、本明細書
に援用されている「化学的機械研磨のための現場終点検
出方法及び装置（APPARATUS AND METHOD FOR IN−SITU
ENDPOINT DETECTOR FOR CEMICAL MECHANICAL POLIAHIN
G） 」という名称の、アプライド マテリアルズ イン
コーポレテッドに譲受され、１９９６年２月２２日に出
願された米国特許出願第０８/６０５,７６９号明細書に
述べられているような終点検出基整列機能を有するもの
もある。これらの装置では、パッド交換機構１００は、
個々のプラテン４０内にある開口部１３６（図３）を各
研磨パッド４２内の透明な「窓」１３２（図２）に整列
させて、終点検出装置がプラテン内で作動できるように
しなければならない。プラテン４０及びパッド４２が確
実に整列されるように、各プラテン４０は、テーブル面
３３に取り付けられたホーミングセンサ１２８によって
検出されるホーミングフラグ１３０を有する。ホーミン
グセンサ１２８がホーミングフラグ１３０を検出する
と、以下に説明するように、ホーミングセンサ１２８は
信号をコントローラ１７５に送り、プラテン４０の回転
を停止するようにコントローラ１７５に指示をする。各
研磨パッド４２はノッチ又は溝１３４を自身の外部エッ
ジ１４２に有するが、これは清浄パッド用ディスペンサ
１１８内にある対応したリッジ１４２に嵌め合うように
なっており、これによってパッドがディスペンサに適切
に整列される。
に援用されている「化学的機械研磨のための現場終点検
出方法及び装置（APPARATUS AND METHOD FOR IN−SITU
ENDPOINT DETECTOR FOR CEMICAL MECHANICAL POLIAHIN
G） 」という名称の、アプライド マテリアルズ イン
コーポレテッドに譲受され、１９９６年２月２２日に出
願された米国特許出願第０８/６０５,７６９号明細書に
述べられているような終点検出基整列機能を有するもの
もある。これらの装置では、パッド交換機構１００は、
個々のプラテン４０内にある開口部１３６（図３）を各
研磨パッド４２内の透明な「窓」１３２（図２）に整列
させて、終点検出装置がプラテン内で作動できるように
しなければならない。プラテン４０及びパッド４２が確
実に整列されるように、各プラテン４０は、テーブル面
３３に取り付けられたホーミングセンサ１２８によって
検出されるホーミングフラグ１３０を有する。ホーミン
グセンサ１２８がホーミングフラグ１３０を検出する
と、以下に説明するように、ホーミングセンサ１２８は
信号をコントローラ１７５に送り、プラテン４０の回転
を停止するようにコントローラ１７５に指示をする。各
研磨パッド４２はノッチ又は溝１３４を自身の外部エッ
ジ１４２に有するが、これは清浄パッド用ディスペンサ
１１８内にある対応したリッジ１４２に嵌め合うように
なっており、これによってパッドがディスペンサに適切
に整列される。
【００３０】図４を参照すると、プラテン４０内の終点
検出装置３３０をホーミングセンサ及びフラグの替わり
に用いて、プラテン４０及びパッド４２を整列させても
よい。終点検出装置３３０は、プラテン４０の開口部１
３６を通って直接上方にレーザ光線３３４を発射するレ
ーザ源３３２を有する。パッド４２がプラテン４０上に
あると、レーザ光線は４５度ビームスプリッタ３３６を
通過してパッド４２に入射する。光がパッド４２を透過
するか又はプラテン４０に反射されて戻るかは、パッド
４２の方向によって決まる。
検出装置３３０をホーミングセンサ及びフラグの替わり
に用いて、プラテン４０及びパッド４２を整列させても
よい。終点検出装置３３０は、プラテン４０の開口部１
３６を通って直接上方にレーザ光線３３４を発射するレ
ーザ源３３２を有する。パッド４２がプラテン４０上に
あると、レーザ光線は４５度ビームスプリッタ３３６を
通過してパッド４２に入射する。光がパッド４２を透過
するか又はプラテン４０に反射されて戻るかは、パッド
４２の方向によって決まる。
【００３１】パッド４２が適切に整列されていると、レ
ーザ光線３３４の光りのほとんどは透明窓１３２を通過
するが、一部は窓１３２で反射してプラテン４０中に戻
る。パッド４２がプラテン４０上にあるがまだ適切に整
列されていない場合は、レーザ光線のほとんどが反射し
てプラテン４０中に戻る。
ーザ光線３３４の光りのほとんどは透明窓１３２を通過
するが、一部は窓１３２で反射してプラテン４０中に戻
る。パッド４２がプラテン４０上にあるがまだ適切に整
列されていない場合は、レーザ光線のほとんどが反射し
てプラテン４０中に戻る。
【００３２】ビームスプリッタ３３６は、プラテン４０
中に反射して戻されたレーザビーム３３４の部分３３８
を再度レシーバ３４０に出力する。レシーバ３４０は、
反射光３３８の強度が比較的高いか、比較的低いか或い
はないかを判断する強度しきい値検出器である。反射光
３３８の強度が比較的低い場合は、パッド４２は適切に
整列されており、レシーバ３４０はプラテン４０の回転
を止めるようにコントローラに指示する信号を発生す
る。それ以外は、レシーバ３４０は信号を送出しない。
中に反射して戻されたレーザビーム３３４の部分３３８
を再度レシーバ３４０に出力する。レシーバ３４０は、
反射光３３８の強度が比較的高いか、比較的低いか或い
はないかを判断する強度しきい値検出器である。反射光
３３８の強度が比較的低い場合は、パッド４２は適切に
整列されており、レシーバ３４０はプラテン４０の回転
を止めるようにコントローラに指示する信号を発生す
る。それ以外は、レシーバ３４０は信号を送出しない。
【００３３】自動パッド交換装置で使用されるすべての
モータ及びポンプは制御装置１７５によって制御され
る。制御装置１７５は単一の制御装置でもよいし、複数
の制御装置を有するものであってもよい。制御装置１７
５は、プログラムコードを実行させるマイクロプロセッ
サ等のプログラム可能コントローラを有することが望ま
しい。パッド交換プロセス中の制御装置１７５の作動を
以下に説明する。
モータ及びポンプは制御装置１７５によって制御され
る。制御装置１７５は単一の制御装置でもよいし、複数
の制御装置を有するものであってもよい。制御装置１７
５は、プログラムコードを実行させるマイクロプロセッ
サ等のプログラム可能コントローラを有することが望ま
しい。パッド交換プロセス中の制御装置１７５の作動を
以下に説明する。
【００３４】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照すると、
各プラテン４０は真空駆動パッドチャック機構１６４を
有していることがわかる。パッドチャック機構１６４
は、プラテン４０の頂部表面１７０に設けられた複数の
開口部１６８及び開口部１６９に各々が達している複数
の通路１６６及び通路６７中に開口している、プラテン
内の中空チャンバ１６５を有する。パッドチャック機構
１６４は、定置コンジット１７２を介して空気式ポンプ
等の真空装置１７１に接続されている。定置コンジット
１７２と回転プラテン４０のと間の接続部は、ベアリン
グ１７３で密封された標準の回転ユニオン且つプリング
である。真空装置１７１はコントローラ１７５によって
制御される。真空駆動パッドチャック機構は、速達郵便
番号TB888889881USで１９９６年７月１２日に出願さ
れ、本明細書に援用されている、アプライド マテリア
ルズ インコーポレテッドに譲受された「化学的機械研
磨装置内のプラテン上への研磨パッドの保持方法（HOLS
DING A POLOSHING PAD ON A PLATEN IN A CHEMICAL MEC
HANICAL POLOSHING SYSTEM）」という名称の米国特許出
願明細書に説明されている。
各プラテン４０は真空駆動パッドチャック機構１６４を
有していることがわかる。パッドチャック機構１６４
は、プラテン４０の頂部表面１７０に設けられた複数の
開口部１６８及び開口部１６９に各々が達している複数
の通路１６６及び通路６７中に開口している、プラテン
内の中空チャンバ１６５を有する。パッドチャック機構
１６４は、定置コンジット１７２を介して空気式ポンプ
等の真空装置１７１に接続されている。定置コンジット
１７２と回転プラテン４０のと間の接続部は、ベアリン
グ１７３で密封された標準の回転ユニオン且つプリング
である。真空装置１７１はコントローラ１７５によって
制御される。真空駆動パッドチャック機構は、速達郵便
番号TB888889881USで１９９６年７月１２日に出願さ
れ、本明細書に援用されている、アプライド マテリア
ルズ インコーポレテッドに譲受された「化学的機械研
磨装置内のプラテン上への研磨パッドの保持方法（HOLS
DING A POLOSHING PAD ON A PLATEN IN A CHEMICAL MEC
HANICAL POLOSHING SYSTEM）」という名称の米国特許出
願明細書に説明されている。
【００３５】プラテン４０はまた、パッドリフティング
機構１２２を駆動する装置１７４を有する。この装置１
７４は、パッドチャック機構１６４の中空チャンバ１６
５を取り囲む中空チャンバ１７６を有する。通路１７７
及び通路１７８は、中空チャンバ１７６をリフティング
機構１２２に結合している。リフティング機構１２２
は、定置コンジット１８０を介して中空チャンバ１７６
に結合されている空気式ポンプ等の圧力源１７９によっ
て起動される。中空チャンバ１７６と定置コンジット１
８０との間の接続部は、ベアリング１８１で密封された
標準の回転ユニオン且つプリングとなっている。真空源
１７９と同様に、圧力源１７９はコントローラ１７５に
よって制御される。
機構１２２を駆動する装置１７４を有する。この装置１
７４は、パッドチャック機構１６４の中空チャンバ１６
５を取り囲む中空チャンバ１７６を有する。通路１７７
及び通路１７８は、中空チャンバ１７６をリフティング
機構１２２に結合している。リフティング機構１２２
は、定置コンジット１８０を介して中空チャンバ１７６
に結合されている空気式ポンプ等の圧力源１７９によっ
て起動される。中空チャンバ１７６と定置コンジット１
８０との間の接続部は、ベアリング１８１で密封された
標準の回転ユニオン且つプリングとなっている。真空源
１７９と同様に、圧力源１７９はコントローラ１７５に
よって制御される。
【００３６】代わりに、真空源１７１及び空気圧力源１
７９が双方共一つの中空チャンバ１６５に結合されて、
同じ通路１６６及び通路１６７を介して開口部１６８及
び１６９並びにパッドリフティング機構１２２にそれぞ
れ吸引圧力及び空気圧力が印加されるようなっていても
よい。本実施形態では、通路１６６及び通路１６７に
は、真空源１７１が作動されたときにパッドに吸引圧力
が印加され、空気圧力源１７９が作動されたときにリフ
ティング機構１２２に空気圧力が印加される。
７９が双方共一つの中空チャンバ１６５に結合されて、
同じ通路１６６及び通路１６７を介して開口部１６８及
び１６９並びにパッドリフティング機構１２２にそれぞ
れ吸引圧力及び空気圧力が印加されるようなっていても
よい。本実施形態では、通路１６６及び通路１６７に
は、真空源１７１が作動されたときにパッドに吸引圧力
が印加され、空気圧力源１７９が作動されたときにリフ
ティング機構１２２に空気圧力が印加される。
【００３７】上述のように、プラテン４０は、プラテン
４０の外部表面１２６から突出しているタブであるホー
ミング信号フラグ１３０を有してもよい。ＣＭＰ装置の
テーブル面３３のベースプレート１２５に取り付けられ
ているホーミングセンサ１２８によって、ホーミングフ
ラグ１３０が検出されて、回転しているプラテン４０を
止めるようにコントローラ１７５が指示する。ホーミン
グセンサ１２８は、コントローラによって作動される
と、ホーミグフラグ１３０が光アイソレータ３２０を通
過するときだけ遮断される連続信号をコントローラに出
力する光カプラ３２０すなわち「光アイソレータ」であ
る。コントローラ１７５は、この信号が遮断されるとプ
ラテンの回転を停止する。代わりに、ホーミングセンサ
１２８は、ホーミングフラグ１３０が通過するとパルス
を発生させる容量性又は誘導性の装置であってもよい。
４０の外部表面１２６から突出しているタブであるホー
ミング信号フラグ１３０を有してもよい。ＣＭＰ装置の
テーブル面３３のベースプレート１２５に取り付けられ
ているホーミングセンサ１２８によって、ホーミングフ
ラグ１３０が検出されて、回転しているプラテン４０を
止めるようにコントローラ１７５が指示する。ホーミン
グセンサ１２８は、コントローラによって作動される
と、ホーミグフラグ１３０が光アイソレータ３２０を通
過するときだけ遮断される連続信号をコントローラに出
力する光カプラ３２０すなわち「光アイソレータ」であ
る。コントローラ１７５は、この信号が遮断されるとプ
ラテンの回転を停止する。代わりに、ホーミングセンサ
１２８は、ホーミングフラグ１３０が通過するとパルス
を発生させる容量性又は誘導性の装置であってもよい。
【００３８】図６から図１２、更に再度図２を参照する
と、制御装置１７５によって、前のパッド交換からの、
パッドに行われた研磨サイクルの数が監視されているこ
とがわかる。固定研磨パッドを用いて、約６ウエハ／時
／パッドという最適研磨速度で作動されているＣＭＰ装
置では、パッドは３０分ごとに（約３０研磨サイクル後
に）交換されることが望ましい。周期的に調整される従
来型の非固定研磨パッドは、固定研磨パッドより交換頻
度は低い。
と、制御装置１７５によって、前のパッド交換からの、
パッドに行われた研磨サイクルの数が監視されているこ
とがわかる。固定研磨パッドを用いて、約６ウエハ／時
／パッドという最適研磨速度で作動されているＣＭＰ装
置では、パッドは３０分ごとに（約３０研磨サイクル後
に）交換されることが望ましい。周期的に調整される従
来型の非固定研磨パッドは、固定研磨パッドより交換頻
度は低い。
【００３９】制御装置１７５は、所定数（例えば３０）
の研磨サイクルが発生したかを継続的に監視する（ステ
ップ４００）。所定数の研磨サイクルが起こると、制御
装置１７５はプラテンを減速し（ステップ４０２）、各
ホーミングセンサ１２８からの信号を待つ（ステップ４
０４）。ホーミングセンサ１２８からの信号を受信する
と、制御装置１７５は、エンコーダ装備モータによる対
応プラテンの駆動を即座に停止する（ステップ４０
６）。次に、制御装置１７５はプラテンのパッドチャッ
ク機構を非作動状態にして（ステップ４０７）、中心プ
ラテン用のパッドリフティング機構１２２を装置で使用
していれば起動する（ステップ４０８）。コントローラ
は、プレーナマニピュレータ１０２を中心プラテン上の
パッドに移動開始させ（ステップ４１０）、プレーナマ
ニピュレータのパッド到達を監視する（ステップ４１
２）。プレーナマニピュレータがパッドに到達すると、
制御装置１７５はエンドエフェクタ１０８上のチャック
機構を起動して（ステップ４１４）、エンドエフェクタ
１０８にパッドを固定する。装置がパッドリフティング
機構を有する場合は、コントローラはプレーナマニピュ
レータをパッドの下に置いて、エンドエフェクタの上面
上のチャック機構を起動する。装置がパッドリフティン
グ機構を有しない場合は、コントローラはプレーナマニ
ピュレータをパッドの上面に置いて、エンドエフェクタ
の下面にあるチャック機構を起動する。制御装置１７５
は、使用済みパッド用容器１１６にプレーナマニピュレ
ータ及びパッドを移動する（ステップ４１６）。コント
ローラ１７５はプレーナマニピュレータを監視して、使
用済みパッド用容器１１６に到達したかを判断し（ステ
ップ４１８）、到達したら、チャック機構を非作動状態
にして（ステップ４２０）、使用済みパッド用容器１１
６中にパッドを外す（ステップ４２２）。同時に、制御
装置１７５は、使用済みパッド用容器１１６中の索引付
け機構を駆動するモータを起動する（ステップ４２
４）。
の研磨サイクルが発生したかを継続的に監視する（ステ
ップ４００）。所定数の研磨サイクルが起こると、制御
装置１７５はプラテンを減速し（ステップ４０２）、各
ホーミングセンサ１２８からの信号を待つ（ステップ４
０４）。ホーミングセンサ１２８からの信号を受信する
と、制御装置１７５は、エンコーダ装備モータによる対
応プラテンの駆動を即座に停止する（ステップ４０
６）。次に、制御装置１７５はプラテンのパッドチャッ
ク機構を非作動状態にして（ステップ４０７）、中心プ
ラテン用のパッドリフティング機構１２２を装置で使用
していれば起動する（ステップ４０８）。コントローラ
は、プレーナマニピュレータ１０２を中心プラテン上の
パッドに移動開始させ（ステップ４１０）、プレーナマ
ニピュレータのパッド到達を監視する（ステップ４１
２）。プレーナマニピュレータがパッドに到達すると、
制御装置１７５はエンドエフェクタ１０８上のチャック
機構を起動して（ステップ４１４）、エンドエフェクタ
１０８にパッドを固定する。装置がパッドリフティング
機構を有する場合は、コントローラはプレーナマニピュ
レータをパッドの下に置いて、エンドエフェクタの上面
上のチャック機構を起動する。装置がパッドリフティン
グ機構を有しない場合は、コントローラはプレーナマニ
ピュレータをパッドの上面に置いて、エンドエフェクタ
の下面にあるチャック機構を起動する。制御装置１７５
は、使用済みパッド用容器１１６にプレーナマニピュレ
ータ及びパッドを移動する（ステップ４１６）。コント
ローラ１７５はプレーナマニピュレータを監視して、使
用済みパッド用容器１１６に到達したかを判断し（ステ
ップ４１８）、到達したら、チャック機構を非作動状態
にして（ステップ４２０）、使用済みパッド用容器１１
６中にパッドを外す（ステップ４２２）。同時に、制御
装置１７５は、使用済みパッド用容器１１６中の索引付
け機構を駆動するモータを起動する（ステップ４２
４）。
【００４０】使用済みパッドが容器内に置かれると、制
御装置１７５は、研磨ステーション３５bの所にあるプ
ラテンにプレーナマニピュレータを移動開始して（ステ
ップ４２６）、リフティング機構１２２を（設けられて
いれば）起動し、対応パッドを持ち上げる（ステップ４
２８）。制御装置１７５は、プレーナマニピュレータ１
０２のパッド到達を待って（ステップ４３０）、エンド
エフェクタ１０８上のチャック機構を起動し、パッドを
固定する（ステップ４３２）。次に、コントローラはパ
ッドを容器１１６に移動させて（ステップ４３４）、パ
ッドが容器１１６に到達するのを待つ（ステップ４３
６）。プレーナマニピュレータ１０２が容器１１６に到
達すると、制御装置１７５はチャック機構を非作動状態
にして（ステップ４３８）、パッドを容器１１６内に置
いて（ステップ４４０）、容器１１６内の索引付け機構
を起動する（ステップ４４２）。
御装置１７５は、研磨ステーション３５bの所にあるプ
ラテンにプレーナマニピュレータを移動開始して（ステ
ップ４２６）、リフティング機構１２２を（設けられて
いれば）起動し、対応パッドを持ち上げる（ステップ４
２８）。制御装置１７５は、プレーナマニピュレータ１
０２のパッド到達を待って（ステップ４３０）、エンド
エフェクタ１０８上のチャック機構を起動し、パッドを
固定する（ステップ４３２）。次に、コントローラはパ
ッドを容器１１６に移動させて（ステップ４３４）、パ
ッドが容器１１６に到達するのを待つ（ステップ４３
６）。プレーナマニピュレータ１０２が容器１１６に到
達すると、制御装置１７５はチャック機構を非作動状態
にして（ステップ４３８）、パッドを容器１１６内に置
いて（ステップ４４０）、容器１１６内の索引付け機構
を起動する（ステップ４４２）。
【００４１】次に、制御装置１７５はプレーナマニピュ
レータ１０２を清浄パッド用ディスペンサ１１８まで動
かし（ステップ４４４）、チャック機構を起動させて新
しいパッドをエンドエフェクタ１０８に固定する（ステ
ップ４４６）。パッドリフティング機構を有する装置及
び有さない装置のどちらにおいても、エンドエフェクタ
の上面はパッドの下面に接触して置かれる。制御装置１
７５は、清浄パッド用ディスペンサ１１８内の索引付け
機構を起動させてパッドをディスペンサ１１８内に再配
置し（ステップ４４８）、プレーナマニピュレータ及び
新しいパッドを中心プラテンに移動する（ステップ４５
０）。次に、制御装置１７５はパッドがプラテンに到達
するのを待って（ステップ４５２）、到達したら、エン
ドエフェクタのチャック機構を非作動状態にし（ステッ
プ４５４）、プラテン上のチャック機構を起動する（ス
テップ４５６）。そして、プレーナマニピュレータを再
度清浄パッド用ディスペンサに移動させ（ステップ４５
８）、チャック機構を起動して別の新たなパッドを固定
し（ステップ４６０）、清浄パッド用ディスペンサ１１
８内にある索引付け機構を起動する（ステップ４６
２）。次に、制御装置１７５はその新しいパッドを研磨
ステーション３５bのところのプラテンに移動させ（ス
テップ４６４）、パッドがプラテンに到達するのを待つ
（ステップ４６６）。パッドがプラテンに到達すると、
コントローラはエンドエフェクタのチャック機構を非作
動状態にして（ステップ４６８）、プラテン上のチャッ
ク機構を起動する（ステップ４７０）。次に、プレーナ
マニピュレータ１０２は自身の定常位置に復帰し（ステ
ップ４７２）、制御装置１７５は、研磨プロセスを再開
始するようにプラテンモータに指示する（ステップ４７
４）。
レータ１０２を清浄パッド用ディスペンサ１１８まで動
かし（ステップ４４４）、チャック機構を起動させて新
しいパッドをエンドエフェクタ１０８に固定する（ステ
ップ４４６）。パッドリフティング機構を有する装置及
び有さない装置のどちらにおいても、エンドエフェクタ
の上面はパッドの下面に接触して置かれる。制御装置１
７５は、清浄パッド用ディスペンサ１１８内の索引付け
機構を起動させてパッドをディスペンサ１１８内に再配
置し（ステップ４４８）、プレーナマニピュレータ及び
新しいパッドを中心プラテンに移動する（ステップ４５
０）。次に、制御装置１７５はパッドがプラテンに到達
するのを待って（ステップ４５２）、到達したら、エン
ドエフェクタのチャック機構を非作動状態にし（ステッ
プ４５４）、プラテン上のチャック機構を起動する（ス
テップ４５６）。そして、プレーナマニピュレータを再
度清浄パッド用ディスペンサに移動させ（ステップ４５
８）、チャック機構を起動して別の新たなパッドを固定
し（ステップ４６０）、清浄パッド用ディスペンサ１１
８内にある索引付け機構を起動する（ステップ４６
２）。次に、制御装置１７５はその新しいパッドを研磨
ステーション３５bのところのプラテンに移動させ（ス
テップ４６４）、パッドがプラテンに到達するのを待つ
（ステップ４６６）。パッドがプラテンに到達すると、
コントローラはエンドエフェクタのチャック機構を非作
動状態にして（ステップ４６８）、プラテン上のチャッ
ク機構を起動する（ステップ４７０）。次に、プレーナ
マニピュレータ１０２は自身の定常位置に復帰し（ステ
ップ４７２）、制御装置１７５は、研磨プロセスを再開
始するようにプラテンモータに指示する（ステップ４７
４）。
【００４２】パッド交換機構１００によって研磨ステー
ション３５a及び３５bのところにあるパッドが交換され
ている間に、制御装置１７５の制御下で、他のパッド交
換機構（図示せず）も研磨ステーション３５cのところ
で同様にパッドが交換される。代わりに、制御装置は、
各パッドが、パッドがＣＭＰ装置から除去された直後で
次のパッドが移動される直前に交換されるように構成さ
れてもよい。また、制御装置は、プレーナマニピュレー
タが使用済みパッドを固定したらすぐに傾斜して、スラ
リがＣＭＰ装置の台プレート上にだけ滴下してＣＭＰ装
置の他の部分には滴下しないようにすることもできる。
ション３５a及び３５bのところにあるパッドが交換され
ている間に、制御装置１７５の制御下で、他のパッド交
換機構（図示せず）も研磨ステーション３５cのところ
で同様にパッドが交換される。代わりに、制御装置は、
各パッドが、パッドがＣＭＰ装置から除去された直後で
次のパッドが移動される直前に交換されるように構成さ
れてもよい。また、制御装置は、プレーナマニピュレー
タが使用済みパッドを固定したらすぐに傾斜して、スラ
リがＣＭＰ装置の台プレート上にだけ滴下してＣＭＰ装
置の他の部分には滴下しないようにすることもできる。
【００４３】図１３及び図１４に、パッド交換機構１０
０の代替実施形態である、ＣＭＰ装置のテーブル面３３
に取り付けられたラックアンドピニオン機構２００を示
す。ラックアンドピニオン機構２００は水平軸２０２を
中心として回転し、装置に取り付けられている研磨プラ
テン４０と２つの索引カセット２０８及び２１０との間
でパッド２０６を移動させる。ラックアンドピニオン機
構２００に結合されたプレーナマニピュレータ２０４は
軸２０７を中心として回転して、プラテン４０上、索引
カセット２０８及び２１０の中のパッド２０６をつか
む。各プラテン４０内にある３つのリフティング機構２
１２が使用済みパッド２１８をプラテン４０から持ち上
げ、次に、プレーナマニピュレータ２０４が本来の位置
に移動したら、パッド２１８をプレーナマニピュレータ
２０４上に降下させる。リフティング機構２１２は、上
述のように空気で作動させるのが望ましい。また、上記
したように、プレーナマニピュレータ２０４は、パッド
２１８を吸引して固定する標準のベンチュリブレードエ
ンドエフェクタ２２０を有する。
０の代替実施形態である、ＣＭＰ装置のテーブル面３３
に取り付けられたラックアンドピニオン機構２００を示
す。ラックアンドピニオン機構２００は水平軸２０２を
中心として回転し、装置に取り付けられている研磨プラ
テン４０と２つの索引カセット２０８及び２１０との間
でパッド２０６を移動させる。ラックアンドピニオン機
構２００に結合されたプレーナマニピュレータ２０４は
軸２０７を中心として回転して、プラテン４０上、索引
カセット２０８及び２１０の中のパッド２０６をつか
む。各プラテン４０内にある３つのリフティング機構２
１２が使用済みパッド２１８をプラテン４０から持ち上
げ、次に、プレーナマニピュレータ２０４が本来の位置
に移動したら、パッド２１８をプレーナマニピュレータ
２０４上に降下させる。リフティング機構２１２は、上
述のように空気で作動させるのが望ましい。また、上記
したように、プレーナマニピュレータ２０４は、パッド
２１８を吸引して固定する標準のベンチュリブレードエ
ンドエフェクタ２２０を有する。
【００４４】図１５及び図１６は代替実施形態であり、
ＣＭＰ装置３０は、親ねじ及び線形ガイドアセンブリ２
５４でＣＭＰ装置に取り付けられている２つの可動索引
カセット２５０及び２５２を有している。各アセンブリ
の親ねじ２５６は、対応する索引カセット２５０に取り
付けられているモータ２５８によって駆動される。親ね
じ２５６は、研磨パッドの交換中には完全に伸張して研
磨パッドをカセット内で露出し（図１５）、研磨プロセ
ス中には完全に引き戻される（図１６）。
ＣＭＰ装置３０は、親ねじ及び線形ガイドアセンブリ２
５４でＣＭＰ装置に取り付けられている２つの可動索引
カセット２５０及び２５２を有している。各アセンブリ
の親ねじ２５６は、対応する索引カセット２５０に取り
付けられているモータ２５８によって駆動される。親ね
じ２５６は、研磨パッドの交換中には完全に伸張して研
磨パッドをカセット内で露出し（図１５）、研磨プロセ
ス中には完全に引き戻される（図１６）。
【００４５】図１７を更に参照すると、索引カセット２
５０及び２５２内の研磨パッド２６０が、それぞれ索引
カセット２５０及び２５２内にある「ロボット」２６２
及び２６４によってＣＭＰ装置３０の中心プラテン２６
６上に置かれる。各ロボット２６２及び２６４は、吸引
してパッド２６０を固定し、そのパッドを索引カセット
２５０及び２５２から中心プラテン２６６に移動させる
エンドエフェクタ２７２及び２７４をそれぞれ有する。
パッドがカセットの内の一つから除去されるごとに、カ
セット内の索引付け機構２６５が、カセット内の次のパ
ッドを前方に移動させて中心プラテン２６６上に置く。
ロボット２６２及び２６４はそれぞれ、対応する索引カ
セット２５０の中を、一対の線形トラック２７６及び２
７８（各索引カセット内には一つの線形トラックのみが
示されている）に沿って、垂直に移動する。
５０及び２５２内の研磨パッド２６０が、それぞれ索引
カセット２５０及び２５２内にある「ロボット」２６２
及び２６４によってＣＭＰ装置３０の中心プラテン２６
６上に置かれる。各ロボット２６２及び２６４は、吸引
してパッド２６０を固定し、そのパッドを索引カセット
２５０及び２５２から中心プラテン２６６に移動させる
エンドエフェクタ２７２及び２７４をそれぞれ有する。
パッドがカセットの内の一つから除去されるごとに、カ
セット内の索引付け機構２６５が、カセット内の次のパ
ッドを前方に移動させて中心プラテン２６６上に置く。
ロボット２６２及び２６４はそれぞれ、対応する索引カ
セット２５０の中を、一対の線形トラック２７６及び２
７８（各索引カセット内には一つの線形トラックのみが
示されている）に沿って、垂直に移動する。
【００４６】図１８（Ａ）、図１８（Ｂ）及び図１８
（Ｃ）を更に参照すると、カセット２５０内のロボット
２６２は、エンドエフェクタ２７２がパッド２６０の裏
面２８０と接触するように置かれている。従って、エン
ドエフェクタ２７２を通して吸引力が加えられると、ロ
ボット２６２は線形トラック２７６をプラテン２６６に
降下する。同時に、パッド２６０を中心プラテン２６６
に隣接し且つ並行に保持するように、エンドエフェクタ
２７２が９０度だけ上方に枢動し始める。するとロボッ
トは、パッド２６０を上述のようにプラテン２６６から
突出している複数のリフティング機構２８２上に横に配
置し、索引カセット２５０中に戻る。パッド２６０は、
リフティング機構２８２がプラテン２６６中に戻るとき
に、吸引されてプラテン２６６の表面に固定される。
（Ｃ）を更に参照すると、カセット２５０内のロボット
２６２は、エンドエフェクタ２７２がパッド２６０の裏
面２８０と接触するように置かれている。従って、エン
ドエフェクタ２７２を通して吸引力が加えられると、ロ
ボット２６２は線形トラック２７６をプラテン２６６に
降下する。同時に、パッド２６０を中心プラテン２６６
に隣接し且つ並行に保持するように、エンドエフェクタ
２７２が９０度だけ上方に枢動し始める。するとロボッ
トは、パッド２６０を上述のようにプラテン２６６から
突出している複数のリフティング機構２８２上に横に配
置し、索引カセット２５０中に戻る。パッド２６０は、
リフティング機構２８２がプラテン２６６中に戻るとき
に、吸引されてプラテン２６６の表面に固定される。
【００４７】２つの更なるロボット２８４及び２８６
が、線形トラック機構２８８及び２９０によってＣＭＰ
装置に取り付けられている。各ロボット２８４及び２８
６は、中心プラテン２６６上に置かれた新しい研磨パッ
ドをロボット２６２及び２９０によって中心プラテン２
６６から外部プラテン２６８及び２７０にそれぞれ運搬
する。これらのロボット２８４及び２８６はまた、使用
済みパッドをプラテン２６６、２６８及び２７０から除
去して、ＣＭＰ装置３０に隣接した使用済みパッド用容
器（図示せず）内に置く。線形トラック機構２８８及び
２９０は、電子コントローラ２９６によって制御される
モータ２９２及び２９４によって駆動される。索引カセ
ット内のロボット２６２及び２６４もまた、上記のよう
にコントローラに制御されるモータ（図示せず）によっ
て駆動され操作される。ロボット２８４及び２８６は、
パッドリフティング機構２８２によってパッドが持ち上
げられた後でパッドの下面を吸引するベンチュリブレー
ドエンドエフェクタ２８５及び２８７をそれぞれ有する
ことが望ましい。
が、線形トラック機構２８８及び２９０によってＣＭＰ
装置に取り付けられている。各ロボット２８４及び２８
６は、中心プラテン２６６上に置かれた新しい研磨パッ
ドをロボット２６２及び２９０によって中心プラテン２
６６から外部プラテン２６８及び２７０にそれぞれ運搬
する。これらのロボット２８４及び２８６はまた、使用
済みパッドをプラテン２６６、２６８及び２７０から除
去して、ＣＭＰ装置３０に隣接した使用済みパッド用容
器（図示せず）内に置く。線形トラック機構２８８及び
２９０は、電子コントローラ２９６によって制御される
モータ２９２及び２９４によって駆動される。索引カセ
ット内のロボット２６２及び２６４もまた、上記のよう
にコントローラに制御されるモータ（図示せず）によっ
て駆動され操作される。ロボット２８４及び２８６は、
パッドリフティング機構２８２によってパッドが持ち上
げられた後でパッドの下面を吸引するベンチュリブレー
ドエンドエフェクタ２８５及び２８７をそれぞれ有する
ことが望ましい。
【００４８】図１９（Ａ）、１９（Ｂ）及び１９（Ｃ）
を参照すると、ロボット２８４が新しい又は使用済みの
研磨パッド２９８を自身のエンドエフェクタ３００に固
定すると、ロボット２８４は時計回り方向に回転して目
標プラテン３０２から直線的に離れて（すなわち、矢印
３０４の方向に）移動して、パッド２９８がＣＭＰ装置
３０の中心ポスト６２に接触しないようにする。次に、
パッド２９８が中心ポスト６２を離れると、ロボット２
８４は目標プラテン３０２に（すなわち矢印３０６の方
向に）直線的に移動する。ロボット２８４は、目標プラ
テン３０２に接近するにつれて、反時計回り方向に回転
してパッド２９８をプラテン３０２上に正確に置く。ロ
ボット２８４は、新しいパッドを中心プラテン３０２か
ら外部プラテン２９８に移動させることと、使用済みパ
ッドを外部プラテン２９８から中心プラテン３０２に移
動させることの双方のためにこのように運動する。図１
７に示す他のロボット２８６も同様に運動して、パッド
と中心ポスト６２が衝突しないようになっている。
を参照すると、ロボット２８４が新しい又は使用済みの
研磨パッド２９８を自身のエンドエフェクタ３００に固
定すると、ロボット２８４は時計回り方向に回転して目
標プラテン３０２から直線的に離れて（すなわち、矢印
３０４の方向に）移動して、パッド２９８がＣＭＰ装置
３０の中心ポスト６２に接触しないようにする。次に、
パッド２９８が中心ポスト６２を離れると、ロボット２
８４は目標プラテン３０２に（すなわち矢印３０６の方
向に）直線的に移動する。ロボット２８４は、目標プラ
テン３０２に接近するにつれて、反時計回り方向に回転
してパッド２９８をプラテン３０２上に正確に置く。ロ
ボット２８４は、新しいパッドを中心プラテン３０２か
ら外部プラテン２９８に移動させることと、使用済みパ
ッドを外部プラテン２９８から中心プラテン３０２に移
動させることの双方のためにこのように運動する。図１
７に示す他のロボット２８６も同様に運動して、パッド
と中心ポスト６２が衝突しないようになっている。
【００４９】本発明を一つ以上の好ましい実施形態に関
連して説明した。しかしながら、本発明は図示されて説
明された実施形態に制限されるものではなく、本発明の
範囲は以下の請求項によって定義される。
連して説明した。しかしながら、本発明は図示されて説
明された実施形態に制限されるものではなく、本発明の
範囲は以下の請求項によって定義される。
【図１】化学的機械研磨装置の分解略斜視図である。
【図２】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨装
置の部分斜視図である。
置の部分斜視図である。
【図３】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨装
置の部分斜視図である。
置の部分斜視図である。
【図４】プラテンホーミグ装置としても使用される終点
検出装置を有するプラテンの部分断面図である。
検出装置を有するプラテンの部分断面図である。
【図５】（Ａ）は、パッド持ち上げ機能及びホーミング
検出機能を有するプラテンの断面図であり、（Ｂ）は、
プラテンホーミングセンサ及びホーミングフラグを有す
るプラテンの部分断面図である。
検出機能を有するプラテンの断面図であり、（Ｂ）は、
プラテンホーミングセンサ及びホーミングフラグを有す
るプラテンの部分断面図である。
【図６】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨装
置用の制御装置のフローチャートである。
置用の制御装置のフローチャートである。
【図７】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨装
置用の制御装置のフローチャートである。
置用の制御装置のフローチャートである。
【図８】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨装
置用の制御装置のフローチャートである。
置用の制御装置のフローチャートである。
【図９】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨装
置用の制御装置のフローチャートである。
置用の制御装置のフローチャートである。
【図１０】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨
装置用の制御装置のフローチャートである。
装置用の制御装置のフローチャートである。
【図１１】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨
装置用の制御装置のフローチャートである。
装置用の制御装置のフローチャートである。
【図１２】自動パッド交換機構を有する化学的機械研磨
装置用の制御装置のフローチャートである。
装置用の制御装置のフローチャートである。
【図１３】自動パッド交換機構の代替実施形態の部分斜
視図である。
視図である。
【図１４】自動パッド交換機構の代替実施形態の部分斜
視図である。
視図である。
【図１５】自動パッド交換機能を有する化学的機械研磨
装置の代替実施形態の斜視図である。
装置の代替実施形態の斜視図である。
【図１６】自動パッド交換機能を有する化学的機械研磨
装置の代替実施形態の斜視図である。
装置の代替実施形態の斜視図である。
【図１７】自動パッド交換機能を有する化学的機械研磨
装置の代替実施形態の斜視図である。
装置の代替実施形態の斜視図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、自動パッド交
換機構の代替実施形態の断面図である。
換機構の代替実施形態の断面図である。
【図１９】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、自動パッド交
換機能を有する化学的機械研磨装置の上面図である。
換機能を有する化学的機械研磨装置の上面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィクター ベリツキー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， メドウラーク レーン 1618 (72)発明者 アルル シャンムガスンドラム アメリカ合衆国， カリフォルニア州， マウンテン ヴュー， ノース ウィスマ ン ロード 100， ナンバー313
Claims (41)
- 【請求項１】 化学的機械研磨装置から使用済みパッド
を自動的に除去する装置であって、 使用済み研磨パッドを保持しているプラテンに隣接した
第１の位置と使用済みパッド用容器に隣接した第２の位
置との間を移動するようになっている機械式装置と、 前記使用済み研磨パッドを前記機械式装置に固定するよ
うに作動可能な、前記機械式装置に接続されたパッドチ
ャック機構と、 前記機械式装置を前記第１の位置に配置し、前記パッド
チャック機構を起動して前記使用済み研磨パッドを前記
機械式装置に固定し、前記機械式装置を前記第２の位置
に移動させ、前記パッドチャック機構を非作動状態にし
て前記使用済み研磨パッドを使用済みパッド用容器の中
で外すために作動可能なコントローラと、を有する装
置。 - 【請求項２】 前記使用済み研磨パッドを前記プラテン
から持ち上げるように作動可能なリフティング機構を更
に有する請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記リフティング機構が前記プラテンの
一部を含む請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記リフティング機構が空気式アクチュ
エータを含む請求項２に記載の装置。 - 【請求項５】 前記パッドチャック機構が真空ポンプを
含む請求項１に記載の装置。 - 【請求項６】 研磨パッドを保持するようになっている
プラテンと、 前記プラテンから前記研磨パッドを自動的に除去するよ
うに作動可能な機械式装置と、 前記パッドが前記プラテンから除去された後で前記機械
式装置から前記研磨パッドを受容するために配置された
パッド用容器と、を有する化学的機械研磨装置。 - 【請求項７】 前記プラテンが、前記研磨パッドを前記
プラテンに固定するために作動可能なパッドチャック機
構を有する請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記パッドチャック機構が真空ポンプを
含む請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記機械式装置が、前記研磨パッドを前
記機械式装置に接触させて保持するように作動可能なパ
ッドチャック機構を含む請求項６に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記パッドチャック機構が真空ポンプ
を含む請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 清浄研磨パッド用ディスペンサを更に
含む請求項６に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記機械式装置が、清浄研磨パッドを
前記清浄研磨パッド用ディスペンサから取ってきて前記
清浄研磨パッドを前記プラテン上に置くためにも作動可
能な請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記機械式装置の作動を調節するよう
になっているコントローラを更に含む請求項１２に記載
の装置。 - 【請求項１４】 前記機械式装置の作動を調節するコン
トローラを更に含む請求項６に記載の装置。 - 【請求項１５】 化学的機械研磨装置内で研磨プラテン
上に前記研磨パッドを自動的に置く装置であって、 パッド用ディスペンサに隣接した第１の位置及びプラテ
ンに隣接した第２の位置との間を移動するようになって
いる機械式装置と、 研磨パッドを前記機械式装置に固定するように作動可能
な前記機械式装置に結合されたパッドチャック機構と、 前記機械式装置を前記第１の位置に配置し、前記パッド
チャック機構を起動して前記研磨パッドを前記機械式装
置に固定し、前記機械式装置を前記第２の位置に移動さ
せ、前記パッドチャック機構を非作動状態にさせて前記
研磨パッドを前記プラテン上で外すように作動可能なコ
ントローラと、を含む装置。 - 【請求項１６】 前記パッドチャック機構が真空ポンプ
を含む請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記研磨パッドが前記プラテン上に置
かれているときに、前記プラテンを所定の方向に保持す
るように作動可能な整列機構を更に含む請求項１５に記
載の装置。 - 【請求項１８】 前記パッドを前記プラテンに固定する
ように作動可能な第２のパッドチャック機構を更に含む
請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記第２のパッドチャック機構が真空
ポンプを含む請求項１８に記載の装置。 - 【請求項２０】 研磨パッドを保持するためのプラテン
と、 前記研磨パッドを一時的に収納するようになっているパ
ッド用ディスペンサと、 前記研磨パッドを前記パッド用ディスペンサから取って
きて前記研磨パッドを前記プラテン上に自動的に置くよ
うに作動可能な機械式装置と、を含む化学的機械研磨装
置。 - 【請求項２１】 前記プラテンが、前記研磨パッドを前
記プラテンに固定するように作動可能なパッドチャック
機構を含む請求項２０に記載の装置。 - 【請求項２２】 前記パッドチャック機構が真空ポンプ
を含む請求項２１に記載の装置。 - 【請求項２３】 前記機械式装置が、前記研磨パッドを
前記機械式装置に固定するように作動可能なパッドチャ
ック機構を含む請求項２０に記載の装置。 - 【請求項２４】 前記パッドチャック機構が真空ポンプ
を含む請求項２３に記載の装置。 - 【請求項２５】 前記研磨パッドが前記プラテン上に置
かれているときに、前記プラテンを所定の方向に保持す
るように作動可能なプラテン整列機構を更に含む請求項
２０に記載の装置。 - 【請求項２６】 前記研磨パッドが前記プラテン上に置
かれる前に、前記研磨パッドを所定の方向に配置するよ
うになっているパッド整列機構を更に含む請求項２０に
記載の装置。 - 【請求項２７】 前記パッド整列機構が、前記パッド用
ディスペンサの構成部品を含む請求項２６に記載の装
置。 - 【請求項２８】 前記機械式装置の作動を調節するよう
になっているコントローラを更に含む請求項２０に記載
の装置。 - 【請求項２９】 化学的機械研磨装置内に使用済み研磨
パッドを再配置する装置であって、 使用済みパッド用容器と、 清浄パッド用ディスペンサと、 研磨プラテン上のパッドに隣接した第１の位置と前記使
用済みパッド用容器に隣接した第２の位置と前記清浄パ
ッド用ディスペンサに隣接した第３の位置との間を移動
するようになっている機械式装置と、 前記機械式装置に結合されたパッドチャック機構と、 コントローラとを備え、前記コントローラが、 i)前記研磨プラテンが前記使用済み研磨パッドを保持し
ている間に前記機械式装置を前記第１の位置に配置し、 ii) 前記パッドチャック機構を起動して、前記使用済み
研磨パッドを前記機械式装置に固定し、 iii) 前記機械式装置を前記第２の位置に移動させ、 iv) 前記パッドチャック機構を非作動状態にさせて、前
記使用済みパッドを前記使用済みパッド用容器の中で外
し、 v) 前記機械式装置を前記第３の位置に移動させ、 vi) 前記パッドチャック機構を起動して、前記清浄パッ
ド用ディスペンサ内の清浄研磨パッドを前記機械式装置
に固定し、 vii) 前記機械式装置を前記第１の位置に配置し、 viii) 前記パッドチャック機構を非作動状態にさせて、
前記清浄研磨パッドを前記プラテン上で外す、ことを行
うようになっている装置。 - 【請求項３０】 化学的機械研磨装置内に使用済みパッ
ドを再配置する装置であって、 使用済みパッド用容器と、 清浄パッド用ディスペンサと、 研磨プラテンに隣接した第１の位置と使用済みパッド用
容器に隣接した第２の位置と清浄パッド用ディスペンサ
に隣接した第３の位置との間を移動するための機械式装
置と、 前記機械式装置に前記パッドをチャックするためのパッ
ドチャック手段と、 前記第１の位置にある前記機械式装置を前記研磨プラテ
ン上の使用済み研磨パッドに接触させて置くための手段
と、 前記使用済み研磨パッドを前記機械式装置に固定するた
めに前記パッドチャック手段を起動する手段と、 前記機械手段を前記第２の位置に移動させる手段と、 前記使用済みパッドを前記使用済みパッド用容器の中で
外すために前記パッドチャック手段を非作動状態にさせ
る手段と、 前記機械式装置を前記第３の位置に移動させる手段と、 清浄研磨パッドを前記機械式装置に固定するために前記
パッドチャック手段を起動する手段と、 前記機械式装置を前記第１の位置に置く手段と、 前記清浄研磨パッドを前記プラテン上で外すために、前
記パッドチャック手段を非作動状態にさせる手段と、を
含む装置。 - 【請求項３１】 化学的機械研磨装置内に前記使用済み
パッドを自動的に配置するであって、 使用済み研磨パッドが研磨プラテン上にある間に、機械
式装置を前記使用済みパッドに接触させて置くことと、 前記使用済み研磨パッドを前記機械式装置にチャックす
ることと、 前記機械式装置及び前記パッドを使用済みパッド用容器
に移動させることと、 前記使用済みパッドを前記使用済みパッド用容器の中で
外すためにパッドチャック機構を非作動状態にさせるこ
とと、 前記機械式装置を、清浄パッド用ディスペンサ内にある
清浄研磨パッドに接触させて置くことと、 前記清浄研磨パッドを前記機械式装置にチャックするた
めに、前記パッドチャック機構を起動させることと、 前記機械式装置及び前記清浄研磨パッドを前記プラテン
に移動させることと、 前記清浄研磨パッドを前記プラテン上で外すために、前
記パッドチャック機構を非作動状態にさせることと、を
含む方法。 - 【請求項３２】 前記使用済みパッドを外すために、最
初に前記プラテン内でパッドチャック機構を非作動状態
にさせることを更に含む請求項３１に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記清浄研磨パッドが前記プラテン上
に置かれた後に、前記プラテン内の前記パッドチャック
機構を再起動することを更に含む請求項３１に記載の方
法。 - 【請求項３４】 使用済み研磨パッドを化学的機械研磨
装置から自動的に除去する方法であって、 使用済み研磨パッドがプラテン上にある間に前記使用済
み研磨パッドに接触させて機械式装置を置くことと、 前記使用済み研磨パッドを前記機械式装置にチャックす
ることと、 前記機械式装置及び前記使用済み研磨パッドを使用済み
パッド用容器に移動させることと、 前記パッドを前記機械式装置から前記使用済みパッド用
容器の中で外すことと、を含む方法。 - 【請求項３５】 前記使用済み研磨パッドを前記プラテ
ンから持ち上げるために、リフティング機構を起動する
ことを更に含む請求項３４に記載の方法。 - 【請求項３６】 前記リフティング機構を起動すること
が空気圧力源を起動することを含む請求項３５に記載の
方法。 - 【請求項３７】 前記パッドを前記機械式装置にチャッ
クすることが真空ポンプを起動することを含む請求項３
４に記載の方法。 - 【請求項３８】 化学的機械研磨装置内で研磨プラテン
上に研磨パッドを自動的に配置する方法であって、 パッド用ディスペンサ内にある前記研磨パッドに接触さ
せて機械式装置を置くことと、 前記研磨パッドを前記機械式装置にチャックすること
と、 前記機械式装置と前記研磨パッドを研磨プラテンに移動
させることと、 前記研磨パッドを前記機械式装置から前記研磨プラテン
上で外すことと、を含む方法。 - 【請求項３９】 前記研磨パッドを前記プラテンにチャ
ックすることを更に含む請求項３８に記載の方法。 - 【請求項４０】 前記パッドをチャックすることが真空
ポンプを起動することを含む請求項３８に記載の方法。 - 【請求項４１】 前記研磨パッドを前記プラテン上で外
す前に前記プラテンを所定の方向に自動的に整列させる
ことを更に含む請求項３８に記載の方法。
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