TWI446476B

TWI446476B - 基板處理裝置，基板搬送裝置，基板夾持裝置，以及藥物處理裝置

Info

Publication number: TWI446476B
Application number: TW096106357A
Authority: TW
Inventors: Nobuyuki Takahashi; Hiroaki Nishida; Hiroomi Torii; Soichi Isobe; Tadakazu Sone; Ryuichi Kosuge; Hiroyuki Kaneko; Hiroshi Sotozaki; Takao Mitsukura; Takahiro Ogawa; Kenichi Sugita
Original assignee: Ebara Corp
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2014-07-21
Also published as: JP2012209589A; KR101106203B1; JPWO2007099976A1; KR20110022050A; CN101390197A; EP1988568A1; CN102117736B; EP1988568A4; KR20080106933A; TW200739794A; WO2007099976A1; KR101075053B1; US20120193506A1; CN102117736A; US20090067959A1; JP5188952B2; CN101390197B

Description

基板處理裝置，基板搬送裝置，基板夾持裝置，以及藥物處理裝置

本發明係關於一種基板處理裝置，尤其是關於一種用於將半導體晶圓等之基板研磨成平坦且鏡面狀的基板處理裝置。此外，本發明係關於一種在該種基板處理裝置中所用的基板搬送裝置。並且，本發明係關於一種在該種基板搬送裝置或反轉機中所用的基板夾持裝置。此外，本發明係關於一種在上述之基板處理裝置中所用的藥物處理裝置。

近年來，隨著半導體裝置之高積體化進展，電路之配線亦隨之細微化，配線間距離亦變得更窄。尤其是在線寬為0.5 μm以下之光微影的情形中，由於焦點深度會變淺所以步進機之結像面需要有平坦度。作為將該種半導體晶圓之表面平坦化的一種手段，已知有一種進行化學機械研磨(CMP)的研磨裝置。

該種化學機械研磨(CMP)裝置，係具備在上表面具有研磨布的研磨台與頂環(top ring)。然後，使研磨對象物(晶圓)夾置於研磨台與頂環之間，一面對研磨布之表面供給研磨液(漿料)，一面藉由頂環將研磨對象物按壓在研磨台，以將研磨對象物之表面研磨成平坦且鏡面狀。

在以該種研磨裝置為首的基板處理裝置中，被要求提升基板處理過程之工作時間(tact time)。此外，最近，被期望一種可容易進行維修作業的基板處理裝置。

上述基板處理裝置中，雖然為了搬送基板而採用基板搬送裝置，但是被要求縮短該等基板搬送裝置之工作時間，以提升基板處理過程整體之工作時間。並且，亦被期望減少該等基板搬送裝置之零件數以形成簡單構造，而謀求成本降低。

此外，基板處理裝置中，為了在夾持基板之狀態下進行各自之處理而將基板夾持裝置設在各部。以往之基板夾持裝置，會有當基板之大小有差異時就難以確實夾持基板的問題。

並且，在上述之基板處理裝置中為了使用各種藥物，且將這些藥物供給至基板處理裝置之各部而設有藥物供給裝置。有關該種藥物供給裝置，被要求縮小其設置空間以謀求成本降低，並且提高維修作業性。

本發明係有鑒於該種先前技術之問題點而開發完成者，其第1目的在於提供一種可提升基板處理過程之工作時間的基板處理裝置。

本發明之第2目的係在於提供一種可容易進行維修作業的基板處理裝置。

本發明之第3目的係在於提供一種可減少零件數以形成簡單構造，且謀求成本降低的基板搬送裝置。

本發明之第4目的係在於提供一種可提升基板處理過程之工作時間的基板搬送裝置。

本發明之第5目的係在於提供一種可確實夾持基板的基板夾持裝置。

本發明之第6目的係在於提供一種可縮小設置空間以謀求成本降低，並且可提高維修作業性的藥物供給裝置。

依據本發明之第1態樣，提供一種可提高基板處理過程之工作時間的基板處理裝置。該基板處理裝置係具有對基板進行預定處理之複數個處理部、及在上述複數個處理部間搬送上述基板之基板搬送機構。上述基板搬送機構係具備：基板夾持機構，係夾持上述基板；上下移動機構，係沿著上述複數個處理部中之1個處理部框體的框架而使上述基板夾持機構上下移動；及迴旋機構，係以上述框架為中心或以鄰接上述框架之軸為中心而使上述基板夾持機構迴旋。

該種基板搬送機構由於無需如以往之搬送機器人般使手臂伸縮，即可藉由上下移動機構、迴旋機構、及基板夾持機構而構成，所以可簡化基板搬送機構之構成，且可以較小的荷重進行驅動。因此，基板之搬送可迅速化，且可提升基板處理過程之工作時間。此外，由於利用研磨部等之處理部的框架來構成基板搬送機構，所以不需要手臂伸縮之空間，且可將基板搬送機構小型化以縮小其設置面積。此外，可提高基板搬送機構之剛性。

依據本發明之第2態樣，提供一種可提高基板處理過程之工作時間的基板處理裝置。該基板處理裝置係具有對基板進行第1處理之第1處理部、將在上述第1處理部被處理之基板予以反轉的反轉機、及對在上述反轉機被反轉之基板進行第2處理之第2處理部。上述反轉機具備：夾持部，係夾持上述基板；反轉機構，係將由上述夾持部所夾持之基板予以反轉；及暫置部，係在上述夾持部之下方配置成可上下移動，用以保持由上述反轉機構所反轉之基板。該種暫置部由於可利用作為搬送基板時之緩衝器，所以可提高基板處理過程之工作時間。

上述基板處理裝置亦可復具備基板搬送機構，用以在上述第1處理部或上述第2處理部與上述反轉機之上述夾持部或上述暫置部之間交接上述基板。

依據本發明之第3態樣，提供一種可提升基板處理過程之工作時間的基板處理裝置。該基板處理裝置係具有對基板進行預定處理之複數個處理部、及在上述複數個處理部間搬送上述基板之基板搬送機構。上述基板搬送機構具備：水平搬送機構，係在水平保持上述基板之狀態下沿著與該基板表面呈平行之一方向於預定之處理部間搬送上述基板；及垂直搬送機構，係以跳過上述預定處理部之方式，在垂直保持上述基板之狀態下沿著上述一方向搬送上述基板。

依據該種基板處理裝置，不會受到來自某處理部之污染的影響，而可在潔淨狀態下將基板搬送至其他的處理部。此外，由於可以不同路徑進行水平搬送機構之搬送與垂直搬送機構之搬送，所以可抑制基板搬送機構之基板的滯留。因此，可提高基板處理過程之工作時間。

依據本發明之第4態樣，提供一種可容易進行維修作業的基板處理裝置。該基板處理裝置係具備對基板進行預定處理之複數個處理部。上述複數個處理部中之至少1個處理部具備：框體；固定腳，係固定上述框體；及腳輪(caster)，係具有可朝拉出方向轉動之主滾輪(roller)，且長度可調整。依據該種構成，可容易將複數個處理部中之至少1個處理部從其他的處理部拆除，使維修作業變成容易。

上述腳輪，較佳為具有抵接所鄰接之構件的側滾輪。此外，上述框體亦可具有突起部，其中該突起部係配置在鄰接該框體所設置之朝上述拉出方向延伸的一對導件體之間。

依據本發明之第5態樣，提供一種可容易進行維修作業的基板處理裝置。該基板處理裝置係將對基板進行預定處理之複數個單元收容於框體。上述框體具備：板件，係由使被安裝於上述單元之腳的滑塊滑動(例如樹脂)所構成；及導件體，係將滑動於上述板件上之滑塊朝拉出方向導引。依據該種構成，可容易將對基板進行預定處理之單元從基板處理裝置拆除，使維修作業變成容易。

依據本發明之第6態樣，提供一種可減少零件數而形成簡單構造，且可謀求成本降低的基板搬送裝置。該基板搬送裝置係具備：導引載物台，係保持用以保持基板之頂環(top ring)；推進載物台，係可相對於上述導引載物台上下移動；汽缸，係具有使上述導引載物台上下移動之滾珠鍵槽(ball spline)機構；及線性滑塊(linear weight)，係進行上述導引載物台之中心定位。利用該種構成，可減少基板搬送裝置的零件數而形成簡單構造，且可謀求成本降低。

依據本發明之第7態樣，提供一種可提升基板處理過程之工作時間的基板搬送裝置。該基板搬送裝置係具備：複數個夾緊單元，係具有包夾基板之中心而互為相對向且夾持上述基板外周部的一對夾持部；開閉機構，係使上述一對夾持部朝相互接近之方向或相互離開之方向開閉；旋轉機構，係使上述夾持部以沿著上述夾緊單元之排列方向的軸為中心而旋轉；上下移動機構，係使上述複數個夾緊單元上下移動；及移動機構，係使上述複數個夾緊單元沿著上述夾緊單元之排列方向移動。

利用該種構成，可利用複數個夾緊單元同時搬送複數個基板。此外，在利用基板搬送裝置完成搬送基板之後，藉由朝處理部外部取出夾持部，可在處理部內部一面進行處理，一面使基板搬送裝置朝所期望之待機位置移動。因此，可使處理部中之處理的開始時間提早，而可提升工作時間。

依據本發明之第8態樣，提供一種具備對基板進行預定處理之處理部、及將基板對上述處理部進行搬入及搬出之上述基板搬送裝置的基板處理裝置。上述處理部係具有：複數個滾輪，係保持基板並使之旋轉；及複數個定位導件，係一面容許藉由上述基板搬送裝置所搬送來之基板朝上下方向之移動，而一面限制其水平方向之移動。上述複數個滾輪係分別具有載置基板之支撐部。

依據本發明之第9態樣，提供一種具備對基板進行預定處理之複數個處理部、及在上述複數個處理部間搬送上述基板之上述基板搬送裝置的基板處理裝置。上述基板搬送裝置係利用上述夾持部將上述基板交接至上述處理部，在將上述夾持部從上述處理部露出之後使上述夾持部旋轉，之後使上述夾持部移動至預定位置。

依據本發明之第10態樣，提供一種可確實夾持基板的基板夾持裝置。該基板夾持裝置係具備：一對夾持部，係具有接觸基板外周部之至少2個夾爪機構，且包夾基板之中心而互為相對向；及開閉機構，係使上述一對夾持部朝相互接近之方向或相互離開之方向開閉。

依據該種構成之基板夾持裝置，由於可藉由將一對夾持部單方向朝互為相反方向移動而進行基板之夾持與釋放，所以可確實夾持基板。

亦可利用點接觸上述基板外周部的定位銷(coma)、或是利用線接觸上述基板外周部的夾爪部來構成上述夾爪機構。在該情況，上述夾爪部較佳為具有：傾斜面，係從上述基板之直徑方向內側朝外側逐漸變高；及突起部，係設於上述傾斜面之最外周。

依據本發明之第11態樣，提供一種可縮小設置空間以謀求成本降低，並且可提高維修作業性的藥物供給裝置。該藥物供給裝置係在同一單元內具備：藥物供給配管，係供給藥物；壓力感測器，係檢測流入上述藥物供給配管內之藥物壓力；第1空氣操作閥，係調整流入上述藥物供給配管內之藥物流量；純水供給配管，係對上述藥物供給配管供給純水；第2空氣操作閥，係調整流入上述純水供給配管內之純水流量；止回閥(chech valve)，係防止流入上述藥物供給配管內之藥物逆流至上述純水供給配管；藥物回送配管，係將未使用之藥物從上述藥物供給配管送回；及第3空氣操作閥，係調整流入上述藥物回送配管內之藥物流量。

依據該種藥物供給裝置，由於將壓力感測器、第1、第2、第3空氣操作閥、止回閥等一體化，所以設置空間會變小，可謀求成本降低。此外，由於這些構件集中在1處，所以可提高維修作業性。

依據本發明之第12態樣，提供一種具有對基板進行預定處理之複數個處理部、及在上述複數個處理部間搬送上述基板之基板搬送機構的基板處理裝置。上述基板搬送機構係具備：突起部，係具有朝向基板中心延伸的上側突起部與下側突起部；搬送機器人，係在將上述基板之外周部載置於上述下側突起部之上面之後，進行退避；及開閉機構，係使上述突起部朝向上述基板中心開閉，且在上述下側突起部之上面載置有上述基板之外周部時閉合上述突起部。

如同上述，依據本發明，可提升基板處理過程之工作時間。此外，可容易進行維修作業。並且，可減少基板搬送裝置之零件數以形成簡單構造，且可謀求成本降低。此外，可利用基板夾持裝置而確實夾持基板。並且，可縮小藥劑供給裝置之設置空間以謀求成本降低，並且提高維修作業性。

以下，就本發明之研磨裝置之一實施形態參照第1至63圖加以詳細說明。另外，第1至63圖中，相同或相當之構成要素上，附記相同之元件符號並省略重複之說明。

第1圖係顯示本發明一實施形態中之研磨裝置之全體構成的平面圖；第2圖係顯示第1圖所示研磨裝置之概要的立體圖。如第1圖所示，本實施形態中之研磨裝置，係具備大致矩形狀之殼體1，殼體1之內部係藉由隔壁1a、1b、1c被區劃成裝載/卸載部2、研磨部3(3a、3b)及洗淨部4。這些裝載/卸載部2、研磨部3a、3b及洗淨部4係分別獨立組裝、獨立排氣。

裝載/卸載部2係具備載置用以堆疊多數個半導體晶圓之晶圓卡匣的2個以上(本實施形態中為4個)之前裝載部20。這些前裝載部20係鄰接排列於研磨裝置之寬度方向(與長度方向垂直之方向)。在前裝載部20可搭載開放卡匣(open cassette)、SMIF(Standard Manufacturing Interface，標準製造介面)莢式容器(pod)、或FOUP(Front Opening Unified Pod，前開式晶圓傳送盒)。在此，SMIF、FOUP係藉由在內部收納晶圓卡匣，且以隔壁覆蓋，而可保持與外部空間獨立之環境的密閉容器。

此外，在裝載/卸載部2中，沿著前裝載部20之列舖設有行走機構21，而在該行走機構21上設置有可沿著晶圓卡匣之排列方向移動的搬送機器人22。搬送機器人22係藉由移動於行走機構21上而可對搭載於前裝載部20之晶圓卡匣進行存取。該搬送機器人22係在上下具備二隻手，例如，在將半導體晶圓送回晶圓卡匣時使用上側之手，而在搬送研磨前之半導體晶圓時使用下側之手，並可分開使用上下之手。

由於裝載/卸載部2係最需要保持潔淨之狀態的區域，所以裝載/卸載部2之內部，經常維持在皆比裝置外部、研磨部3、及洗淨部4更高的壓力。此外，在搬送機器人22之行走機構21的上部，設有一具有HEPA(High Efficiency Particulate Air；高效率粒子空氣)過濾器或ULPA(Ultra Low Penetration Air；超高效率粒子空氣)過濾器等之潔淨空氣過濾器的過濾器風扇單元(未圖示)，將微粒子或有毒蒸氣、瓦斯予以除去的潔淨空氣係利用該過濾器風扇單元經常朝下方吹出。

研磨部3係進行半導體晶圓研磨的區域，其具備內部具有第1研磨單元30A與第2研磨單元30B之第1研磨部3a、及內部具有第3研磨單元30C與第4研磨單元30D之第2研磨部3b。這些第1研磨單元30A、第2研磨單元30B、第3研磨單元30C、及第4研磨單元30D係如第1圖所示，沿著裝置之長度方向而排列。

如第1圖所示，第1研磨單元30A，係具備：研磨台300A，係具有研磨面；頂環301A，係用以保持半導體晶圓且一面將半導體晶圓按壓在研磨台300A而一面予以研磨；研磨液供給噴嘴302A，係用以對研磨台300A供給研磨液或修整液(例如，水)；修整器303A，係用以進行研磨台300A之修整(dressing)；及霧化器304A，係將液體(例如純水)與氣體(例如氮)之混合流體或液體(例如純水)形成霧狀，並從1個或複數個噴嘴對研磨面噴射。此外，同樣地，第2研磨單元30B，係具備研磨台300B、頂環301B、研磨液供給噴嘴302B、修整器303B、及霧化器304B；第3研磨單元30C，係具備研磨台300C、頂環301C、研磨液供給噴嘴302C、修整器303C、及霧化器304C；第4研磨單元30D，係具備研磨台300D、頂環301D、研磨液供給噴嘴302D、修整器303D、及霧化器304D。

在第1研磨部3a之第1研磨單元30A及第2研磨單元30B與洗淨部4之間，配置有在沿著長度方向之4個搬送位置(從裝載/卸載部2側依序為第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)之間搬送晶圓的第1線性運送器5。在該第1線性運送器5之第1搬送位置TP1的上方，配置有將從裝載/卸載部2之搬送機器人22接受之晶圓予以反轉的反轉機31，而在其下方配置有可上下升降的升降桿32。此外，分別在第2搬送位置TP2之下方配置有可上下升降的推進機33，在第3搬送位置TP3之下方配置有可上下升降的推進機34。另外，在第3搬送位置TP3與第4搬送位置TP4之間設有擋門12。

此外，在第2研磨部3b配置有第2線性運送器6，係鄰接第1線性運送器5，並在沿著長度方向之3個搬送位置(從裝載/卸載部2側依序為第5搬送位置TP5、第6搬送位置TP6、第7搬送位置TP7)之間搬送晶圓。在該第2線性運送器6之第6搬送位置TP6的下方配置有推進機37，在第7搬送位置TP7之下方配置有推進機38。另外，在第5搬送位置TP5與第6搬送位置TP6之間設有擋門13。

當考慮在研磨時使用漿料時即可明白般，研磨部3係為最髒(污染)的區域。因此，本實施形態，係從各研磨台之周圍進行排氣，以免研磨部3內之微粒子朝外部飛散，且藉由將研磨部3之內部壓力，形成比裝置外部、周圍之洗淨部4、裝載/卸載部2較負壓而防止微粒子飛散。此外，通常係分別在研磨台之下方設有排氣導管(未圖示)，而在上方設有過濾器(未圖示)，且透過這些排氣導管及過濾器噴出經清淨化之空氣，且形成降流(down flow)。

各研磨單元30A、30B、30C、30D係分別以間隔壁來隔間密閉，且從被密閉之各自的研磨單元30A、30B、30C、30D個別地進行排氣。因此，由於半導體晶圓在被密閉之研磨單元30A、30B、30C、30D內處理，不受到漿料之環境影響，所以可實現良好的研磨。如第1圖所示，在各研磨單元30A、30B、30C、30D間之間隔壁，開出線性運送器5、6通過用的開口。亦可在該開口內分別設置擋門，並只在晶圓通過時打開擋門。

洗淨部4係洗淨研磨後之半導體晶圓的區域，其具備：反轉機41，係將晶圓予以反轉；4個洗淨機42至45，係洗淨研磨後之半導體晶圓；以及搬送單元46，係在反轉機41及洗淨機42至45之間搬送晶圓。這些反轉機41及洗淨機42至45，係沿著長度方向序列配置。此外，在這些洗淨機42至45的上部，設有一具有潔淨空氣過濾器之過濾器風扇單元(未圖示)，藉由該過濾器風扇單元，去除微粒子的潔淨空氣會經常朝下方吹出。此外，為了要防止微粒子從研磨部3流入，洗淨部4之內部係經常維持在比研磨部3更高的壓力。

如第1圖所示，在第1線性運送器5與第2線性運送器6之間，配置有在第1線性運送器5、第2線性運送器6、及洗淨部4之反轉機41之間搬送晶圓的擺動運送器(晶圓搬送機構)7。該擺動運送器7係可分別從第1線性運送器5之第4搬送位置TP4將晶圓搬送至第2線性運送器6之第5搬送位置TP5、從第2線性運送器6之第5搬送位置TP5將晶圓搬送至反轉機41、從第1線性運送器5之第4搬送位置TP4將晶圓搬送至反轉機41。

接著，就裝載/卸載部2之前裝載部20加以說明。第3A圖及第3B圖係顯示前裝載部20的示意圖；第3A圖為正面圖；第3B圖為側視圖。如第3A圖及第3B圖所示，前裝載部20係具備用以將晶圓卡匣200搭載於裝置之裝載/卸載載物台201。該裝載/卸載載物台201係具有依配合晶圓卡匣200下面之形狀的區塊所進行的定位機構，且構成即使重複載置卡匣亦可經常保持在相同位置。此外，在正確位置搭載有晶圓卡匣200之情形中，係利用按鈕式之感測器來檢測卡匣200之存在。同時，以此時晶圓從卡匣200凸出某一定長度時會被遮光之方式將穿透型光感測器202配置在卡匣200之上下，藉以檢測晶圓之凸出，而檢測晶圓是否在卡匣200之槽內被正確收納。在檢測到凸出之情況，聯鎖系統(interlock)會動作，控制成搬送機器人22或搜尋機構203等無法對前裝載部20進行存取。另外，作為檢測晶圓之凸出的方法，亦可藉由分析取入於CCD照相機內之影像來檢測晶圓之凸出，或使用檢測投光於晶圓端面之光的反射光之反射型感測器來檢測晶圓之凸出。

在各裝載/卸載載物台201之下方配置有假性晶圓站204。假性晶圓站204，係可載置晶圓各1片以上，且置入在處理製品晶圓之前使研磨面之狀態呈穩定之狀態而使用的假性晶圓、或為了確認裝置之狀態而使之搬送的QC晶圓等。在假性晶圓站204內，設置有晶圓有無檢測用之感測器205，其可確認晶圓之存在。在未載置有卡匣200時亦可舉起構成於站之上部的裝載/卸載載物台201，並以手作業使晶圓載置於假性晶圓站204。作為對假性晶圓站204搭載晶圓的標準方法可舉出，將插入有晶圓之卡匣200載置於任意之裝載/卸載載物台201內之後，進行晶圓之搜尋，且若利用控制板來指示將哪個晶圓送至哪個假性晶圓站204時，則藉由可對卡匣200與假性晶圓站204之雙方進行存取的搬送機器人22將晶圓從卡匣200移送至假性晶圓站204的方法。此外，亦可在前裝載部20中之一個載置假性晶圓，並將該前裝載部當作假性晶圓站來使用。

在裝載/卸載載物台201之下部(在有假性晶圓站之情況係更在其下方)，具備晶圓搜尋機構203。搜尋機構203係可藉由驅動源(脈波馬達)206而上下進行進動(stroke)，且於其前端配置有晶圓搜尋感測器207。搜尋機構203係除了晶圓搜尋動作中以外其餘都待機在裝置內部，用以防止與其他動作部分之干涉。搜尋感測器207從前裝載部20側面來看，係以光線水平貫穿於卡匣200內之方式相對向配置。在搜尋晶圓時搜尋機構203係從假性晶圓站204之下方往復移動至卡匣200之最終槽上部，用以依據晶圓計數光線被遮住的次數計數晶圓之片數，並且從驅動源之脈波馬達206之脈波檢測其位置，並判斷卡匣200內之哪個槽中有晶圓。此外，亦具有事先輸入卡匣200之槽間隔，且在感測器207之光線在該間隔以上之脈波間被遮住時檢測出晶圓被傾斜插入的晶圓傾斜檢測功能。

此外，在晶圓卡匣之開口部與裝置之間，配置有利用汽缸朝上下驅動的擋門208，用以遮斷卡匣搭載區域與裝置內。該擋門208除了搬送機器人22對卡匣搬出搬入晶圓的情況以外，其餘都關閉著。並且，在對裝置前面並排複數個裝載/卸載載物台201之間分別設有間隔壁209。藉此，在處理結束後之卡匣交換作業中，即使相鄰之卡匣運轉中，作業者亦能以不會誤觸之狀態對卡匣進行存取。

此外，前裝載部20之前面係利用門210來與裝置外部切斷。在該門210設有鎖機構及開閉判別用之感測器211，且藉由在處理中將門210予以鎖住，以達到卡匣之保護與防止對人體造成危險於未然。當門210保持一定時間開著的狀態時就會發出警報。

在此，作為將卡匣載置於前裝載部20的方法，有以下之2種。

(1)將收納有晶圓之卡匣200直接置放在載置台之方法。此係面向於無塵室之前裝載部20的房間處於比較清淨之狀態的情況，例如，在等級100以下時所採用的方法。

(2)當面向於無塵室之前裝載部20的房間處於比較髒(污染)之狀態的情況，例如，在等級1000以上時，係將卡匣200置入於被管理在等級100左右之箱中，予以搬送至無塵室內，且直接載置於前裝載部20的方法。

在採用(1)之手段的情況，較佳為藉由在前裝載部20設置過濾器風扇單元212以將載置有卡匣之場所保持於特別清淨的狀態。

接著，就裝載/卸載部2之搬送機器人22加以說明。第4圖係顯示搬送機器人22之側視圖。如第4圖所示，搬送機器人22係具有迴旋用之θ軸220、上手伸縮用之R1軸221－1、下手伸縮用之R2軸221－2、上下移動用之Z軸222、及卡匣並排方向之行走用的X軸223。另外，機器人之Z軸222亦可組入於機器人身體224內。

上下之手均具有真空管線，其可當作真空吸附手來使用。該吸附型手係與卡匣內之晶圓的偏移無關地而可正確地搬送晶圓。此外，亦可使用保持晶圓周緣部的凹入型手作為該等之手。該凹入型手由於不會像如吸附型手般集中髒污，所以可一面保持晶圓背面之潔淨度而可一面搬送晶圓。因此，當將該凹入型手使用於從洗淨機45取出晶圓且予以收納至前裝載部20之晶圓卡匣內為止的搬送步驟中，亦即，使用於洗淨結束後之晶圓搬送時很有效。並且，若將上側之手形成凹入型手，可使洗淨後之潔淨的晶圓不會受到污染。第4圖係顯示使用凹入型手225作為上側之手，使用吸附型手226作為下側之手的例子。

另外，在使用為真空吸附手的情況中，可藉由使用真空開關來檢測手上之晶圓的有無。此外，在使用為凹入型手的情況中，可藉由使用反射型或靜電電容型等之近接感測器來檢測手上之晶圓的有無。

本實施形態中，上側之手225係可對洗淨機45、前裝載部20進行存取，而下側之手226係可對前裝載部20、研磨部3之反轉機31進行存取。

第5圖係顯示本發明另一實施形態中之搬送機器人之手的平面圖。第5圖所示之手係具備保持晶圓W之周緣部的複數個支撐部227、及被設於手之基部的活動夾板(clamp)228。當活動夾板228往晶圓W之中心方向移動時，晶圓就會被支撐部227支撐，且被保持。此外，藉由測量活動夾板228之衝程量，可檢測手上之晶圓的有無。

如第1圖所示，在裝載/卸載部2之側部，設置有用以測量晶圓之膜厚的膜厚測量器(In－line Thickness Monitor：ITM)8，而搬送機器人22亦可對膜厚測量器8進行存取。該膜厚測量器8，係從搬送機器人22接受研磨前或研磨後之晶圓，且測量該晶圓之膜厚。若根據在該膜厚測量器8中所獲得的測量結果而適切地調整研磨條件等，則可提高研磨精確度。

接著，就研磨部3之研磨單元30A、30B、30C、30D加以說明。由於這些研磨單元30A、30B、30C、30D係為同一構造，所以以下只就第1研磨單元30A加以說明。

在研磨台300A之上面貼附有研磨布或研磨石等，藉由該研磨布或研磨石等構成研磨半導體晶圓之研磨面。在研磨時，從研磨液供給噴嘴302A對研磨台300A上之研磨面供給研磨液，而作為研磨對象之半導體晶圓係藉由頂環301A被按壓在研磨面並進行研磨。另外，亦可在一個以上之研磨單元設置皮帶或膠帶之研磨面，而組合皮帶或膠帶之研磨面與台(table)狀之研磨面。

第6圖係顯示第1研磨單元30A之頂環301A構造之局部剖面的側視圖。頂環301A係由使頂環301A進行旋轉、按壓、搖動等之動作的頂環頭3100所支撐。頂環301A係具備：頂環本體3102，係保持晶圓之上表面並予以按壓在研磨台300A之研磨面；導環3104，係保持晶圓之外周；及背墊薄膜(backing film)3106，係配置於頂環301A與晶圓之間作為緩衝材。頂環本體3102係藉由彎曲少之材質，例如陶瓷或具耐腐蝕性且有剛性的金屬(不銹鋼)等所形成，且以均等地按壓晶圓之全面的方式將晶圓側之面細加工成平坦。該面亦可依所要研磨之晶圓具有緩和的凹凸。

導環3104係以阻擋晶圓之外周的方式具有比晶圓外徑稍微大的內徑，在導環3104內插入有晶圓。在頂環本體3102形成有複數個貫穿孔3108，其於晶圓按壓面開口並於相反側之面開口。然後，經由這些貫穿孔3108從上方對晶圓接觸面供給正壓之潔淨空氣或氮氣，且選擇性地局部按壓具有晶圓之區域。此外，藉由將貫穿孔3108形成負壓而可吸附晶圓，而將晶圓吸附在頂環本體3102並進行晶圓之搬送。此外，亦可從貫穿孔3108對晶圓吹送潔淨空氣或氮氣而使晶圓從頂環本體3102脫離。該情況，亦可藉由在空氣或氣體中混合純水等以提高晶圓脫離之力，且進行確實的晶圓之脫離。

在頂環301A之上面安裝有安裝凸緣3110，在該安裝凸緣3110之上面的中心部形成有半球狀之孔。在安裝凸緣3110之上方，配設有固定在頂環驅動軸3112之驅動凸緣3114，亦在該驅動凸緣3114形成有同樣的半球狀之孔。在該等兩孔之中收容有硬質之例如陶瓷的球3116，而對施加在驅動凸緣3114之下方向的按壓力係透過球3116傳遞至下方之安裝凸緣3110。

另一方面，頂環頭3100係藉由由鍵槽軸(spline shaft)所構成之頂環驅動軸3112來支撐頂環301A。此外，頂環頭3100係藉由搖動軸3117來支撐。搖動軸3117係藉由作為連結在軸之下端的移動機構之馬達(未圖示)旋轉而搖動，頂環頭3100就可迴旋，且藉由該迴旋可使頂環301A移動至研磨位置、維修位置、及晶圓之交接位置。在搖動軸3117之上方，係在頂環頭3100之上面設有馬達3118，當使馬達旋轉時，安裝在該馬達之軸端的驅動滑輪3120就會旋轉，而位於頂環驅動軸3112之外周的隨動滑輪3122會透過皮帶3124而旋轉。當隨動滑輪3122旋轉時，頂環驅動軸3112就會同樣旋轉。頂環驅動軸3112之旋轉被傳遞至頂環301A，頂環301A會旋轉。

此外，在頂環頭3100之上面使軸向下而安裝有汽缸3126，頂環頭3100與汽缸3126之軸係撓性地被結合。藉由控制供至汽缸3126之空氣壓力，可控制使頂環驅動軸3112之升降之力(即將頂環301A對研磨面按壓之力)。此外，在汽缸3126與頂環頭3100之結合部分介設有拉伸/壓縮式之負載測量器3128(負載單元)，而汽缸3126係以頂環頭3100為基點，而在發出上下之推力時可測量該推力。由於該推力被置換成按壓晶圓之力，所以亦可將按壓力之管理當作目的，而利用該被測量出之推力而形成回授電路。汽缸3126之本體與由鍵槽軸所構成之頂環驅動軸3112係在頂環驅動軸3112可旋轉之狀態下連結著。因此，當汽缸3126朝上下方向動作時，頂環驅動軸3112就會同時朝上下方向動作。在頂環驅動軸3112之內部形成有貫穿孔，在貫穿孔內設有軟管(未圖示)。由於頂環驅動軸3112與頂環301A會旋轉，所以在軟管之上端部設置有旋轉接頭3130。透過該旋轉接頭3130，真空、氮氣、潔淨空氣或純水等之氣體及/或液體係供給至頂環本體3102。另外，亦可將汽缸3126直接安裝在鍵槽軸上，在該情況係在汽缸3126與鍵槽軸之結合部分安裝負載測量器3128。

如上述所構成之頂環301A係真空吸附被搬送至推進機33之晶圓，且將晶圓保持於頂環301A之導環3104內。之後，頂環301A係從推進機33之上方朝研磨台300A上之研磨面的上方搖動。在頂環301A搖動到研磨台300A上方之可拋光的位置之後，會以所期望之旋轉數使頂環301A旋轉，且利用汽缸3126使頂環301A下降，使之下降至研磨台300A之上面為止。在頂環301A下降至研磨台300A之上面之後，汽缸3126之下降點檢測用之感測器3132會動作，且發出下降動作完成之信號。接受該信號後，汽缸3126係被供給設定在與所期望之按壓負載相對應之壓力的空氣，而將頂環301A按壓在研磨台300A，對晶圓施加按壓力。同時，切斷吸附著晶圓之負壓用的迴路。此時，例如根據晶圓所研磨之膜質等，而將該負壓保持施加之狀態，或予以切斷，進而切換閥而控制氣體之壓力並施加正壓，以控制晶圓之研磨輪廓。由於此時之壓力只施加在頂環301A之晶圓保持部分所形成的貫穿孔3108，所以依想在晶圓之哪個區域施加該壓力而改變貫穿孔3108之孔徑、數目、位置以達成所期望之研磨輪廓。

之後，當所期望之研磨製程結束(研磨製程之結束係可依時間或膜厚而管理)時，頂環301A會吸附保持晶圓。然後，在保持晶圓與研磨布接觸之狀態下搖動於研磨台上，並以晶圓之中心存在於研磨台300A上之狀態下儘可能地予以定位至研磨台300A之外周近旁，而移動至晶圓之表面從研磨台300A露出40%左右之處為止。之後，使汽缸3126動作，且使頂環301A與晶圓同時上升。此係因為有時依所使用之研磨布，研磨墊上之漿料與晶圓之間的表面張力會變得比頂環之吸附力強，而使晶圓被留在研磨布上，所以為了使該表面張力減少，在使晶圓比研磨機台凸出後再使頂環301A上升。當晶圓從研磨台露出晶圓面積之40%以上時，由於有頂環傾斜、晶圓碰觸研磨台之邊緣而使晶圓破裂之虞，所以露出40%左右較佳。亦即，重要者是晶圓中心要位於研磨台300A上。

當頂環301A之上升完成時，汽缸3126之上升點檢測感測器3134會動作，可確認上升動作完成。然後，開始進行頂環301A之搖動動作，而朝推進機33之上方移動而進行對推進機33之晶圓交接。在將晶圓交接至推進機33之後，朝向頂環301A從下方或橫方向、上方向吹送洗淨液，用以洗淨頂環301A之晶圓保持面或研磨後之晶圓及其周邊。該洗淨水之供給係以下一個晶圓被交接至頂環301A為止之期間防止頂環之乾燥為目的，亦可繼續。亦可考慮運轉成本而間歇性地吹送洗淨水。在拋光之期間，例如可將拋光時間分割成複數個步驟，在該每一步驟變更頂環之按壓力、或旋轉數、晶圓之保持方法。此外，可變更所使用的研磨液之種類、數量、濃度、溫度、供給之時序等。

此外，在拋光當中，例如當事先監視頂環對旋轉用之馬達的電流值時，就可算出該馬達所輸出之轉矩。伴隨著晶圓之拋光終點，在晶圓與研磨布間之摩擦會發生變化。亦可利用該轉矩值之變化，檢測拋光之終點。同樣地亦可監視研磨台300A之電流，且算出轉矩之變化，而檢測拋光之終點。同樣地亦可一面測量頂環之振動一面進行拋光，而檢測其振動波形之變極點，以進行拋光結束之確認。並且，亦可測量靜電電容以檢測拋光完成。這4種拋光完成檢測係從晶圓之研磨前與研磨後之凹凸的差異或表面之膜質的差異或是殘膜量來進行判斷的方法。此外，亦可洗淨已結束拋光之晶圓的表面，且確認研磨量，在測量研磨不足之後再次拋光不足部分。

第7及8圖係顯示修整器303A之例的縱剖面圖；第7圖係顯示鑽石修整器；第8圖係顯示刷式修整器。如第7圖所示，修整器303A係具備一個具有用以修整研磨布之修整面的修整器板3300。修整器板3300係鎖緊在安裝凸緣3302，而在安裝凸緣3300上面的中心部形成有半球狀之孔。在安裝凸緣3302之上方，配置有被固定在修整器驅動軸3304之驅動凸緣3306，而在驅動凸緣3306亦形成有同樣的半球狀之孔。在該等兩孔之中收容有硬質之例如陶瓷的球3308，而對施加在驅動凸緣3306上之下方向的按壓力可透過球3308傳遞至下方之修整器板3300。在修整器板3300之下面，為了進行研磨墊之形狀修正或使之銳利而電鍍有鑽石顆粒3310。除了鑽石顆粒以外亦可為配置有多數個硬質之例如陶瓷的突起物等。該等之交換只要交換修整器板3300即可，且可容易對應其他種類之製程。由於任一種表面之形狀均可反映在作為修整對象之研磨墊的表面形狀，所以修整器之修整面可被細加工成平面。

修整器驅動軸3304係由修整器頭3312所支撐。修整器頭3312之功能係概略與頂環頭3100同樣，藉由馬達使修整器驅動軸3304旋轉，並且藉由汽缸使修整器驅動軸3304升降。修整器頭3312之詳細構造，由於與頂環頭3100概略相同，所以省略圖示。

第8圖係顯示刷式修整器，在修整器板3300之下面設有刷子3314以取代鑽石顆粒3310。其他構成與第7圖所示之鑽石修整器概略相同。

在上述構成中，進行研磨布之形狀修正或使之銳利時，修整器303A會從洗淨位置開始搖動，且移動至研磨台300A上之修整位置的上方。當搖動完成時修整器303A會以所期望之旋轉數旋轉，而升降之汽缸會動作，修整器303A會下降。當修整器303A接觸研磨台300A之上面時，設於汽缸上之下降點檢測感測器會進行檢測，且發出修整器303A降落(touchdown)在研磨台上的信號。接受該信號之汽缸係對修整器303A施加按壓力，且以所期望之按壓力來修整研磨台300A上之研磨墊。在以所期望之時間進行修整後，汽缸會朝上升方向動作而修整器303A會從研磨台300A面離開。之後，修整器303A會搖動，且朝洗淨位置移動，在該處例如使之沉沒在洗淨桶(未圖示)內以洗淨修整器本身。該洗淨係例如亦可使之沉沒在水桶內，或以噴霧噴嘴進行吹送洗淨，或按壓在植毛於水桶底面之刷子並使之旋轉洗淨。此外，亦可在桶中設置超音波元件，並利用該振動能量來洗淨修整器。

此外，第1研磨單元30A除了機械式修整器303A以外，亦具備霧化器304A作為藉由流體壓所進行的非接觸型之修整器。該霧化器之主要目的，係清洗堆積、堵塞在研磨面上的研磨屑、漿料粒子。利用藉由霧化器之流體壓所進行的研磨面之淨化、與藉由機械式接觸之修整器303A所進行的研磨面之銳利作業，即可達成更佳的修整，即研磨面之再生。通常多有在藉由接觸型之修整器(鑽石修整器等)進行修整之後，藉由霧化器進行研磨面之性狀再生的情況。

接著，就擺動運送器7加以說明。第9圖係顯示洗淨部4之反轉機41與擺動運送器7之立體圖。如第9圖所示，本實施形態之擺動運送器7係具備：機器人汽缸(robo－cylinder)104，係設置於第1研磨部3a之框體的框架102，且配置於上下延伸之剖面略呈ㄇ字狀框架102之內部；基底托架(base blacket)106，係上下移動於機器人汽缸104上；馬達107，係使機器人汽缸104上下移動；馬達蓋108，係安裝於基底托架106；迴旋手臂110，係安裝於馬達蓋108內所收容的馬達之旋轉軸；及晶圓夾持機構112，係安裝於迴旋手臂110之前端。

晶圓夾持機構112係具備有：一對夾持部114，係從兩側夾持晶圓W之周緣；及開閉機構116，係使夾持部114之桿114a朝晶圓W之直徑方向(箭號A)開閉。一對夾持部114係以包夾晶圓W之中心而互為相對向的方式而配置，且在各自之夾持部114的兩端，分別配置有2個點接觸晶圓W之外周部的定位銷(夾爪機構)118。這些定位銷118係從夾持部114之兩端朝下方突出而設置。

開閉機構116係例如由氣壓缸(air cylinder)所構成，用以使夾持部114朝相互接近之方向移動而夾持晶圓W，且使夾持部114朝相互離開之方向移動而釋放晶圓W。另外，本實施形態中，雖已說明在各自之夾持部114設置2個定位銷118的例子，但並非限定於此，亦可在各自之夾持部114設置3個以上之定位銷118。

如此，本實施形態之擺動運送器7的晶圓夾持機構112由於係藉由將一對夾持部114朝互為相反之方向單方向地移動而進行晶圓W之夾持與釋放，所以可確實地夾持晶圓W。亦即，只要變更開閉機構116之衝程，即可利用同一機構夾持各種尺寸的晶圓W。此外，定位銷118係從夾持部114之兩端朝下方突出而設置，而定位銷118以外之構件不會位於晶圓W之下方。因此，不會發生習知之晶圓搬送機構般處於機器手上面的液體附著在晶圓下面等的問題。

在機器人汽缸104內設有滾珠螺桿與滑動導件(slide guide)，而機器人汽缸104上之基底托架106會藉由馬達107之驅動而上下移動(箭號B)。藉此，基底托架106與晶圓夾持機構112會同時上下移動，而沿著框架102使晶圓夾持機構112上下移動之上下移動機構係由機器人汽缸104及基底托架106所構成。

此外，迴旋手臂110係藉由馬達蓋108內之馬達的驅動而以該馬達之旋轉軸為中心而迴旋(箭號C)。藉此，晶圓夾持機構112係在第1線性運送器5、第2線性運送器6、及洗淨部4之反轉機41之間移動，而以鄰接框架102的馬達107之旋轉軸為中心而使晶圓夾持機構112迴旋的迴旋機構係由馬達蓋108內之馬達及迴旋手臂110所構成。另外，本實施形態中，雖已說明以鄰接框架102之馬達蓋108內的馬達之旋轉軸為中心而迴旋晶圓夾持機構112的例子，但並非限定於此，亦可以框架102為中心而迴旋晶圓夾持機構112。

在夾持晶圓W的情形中，係在打開夾持部114之狀態下，使基底托架106下降至夾持部114之定位銷118位於晶圓W之下方為止。然後，驅動開閉機構116使夾持部114移動於相互接近之方向，且使夾持部114之定位銷118的最內周部位於比晶圓W之最外周更內側。在該狀態下，使基底托架106上升，而在將晶圓W夾持於夾持部114之定位銷118的狀態下予以往上舉起。本實施形態中，由於定位銷118與晶圓W係點接觸，可極力縮小晶圓W之接觸面積，所以在夾持晶圓時可減低附著在晶圓W表面的髒污。

如此，本實施形態中之擺動運送器7由於不需要如以往之搬送機器人般地使手臂伸縮，而可藉由上下移動機構、迴旋機構、及晶圓夾持機構而構成，所以可簡化晶圓搬送機構之構成，且可以較小之負載來驅動。因此，基板之搬送係迅速化。此外，由於利用研磨部等之處理部的框架來構成擺動運送器7，所以不需要手臂之伸縮空間，可將晶圓搬送機構小型化並縮小其設置面積。此外，藉由將擺動運送器7固定在處理部之框架，可提高擺動運送器7之剛性。

接著，就第1研磨部3a之第1線性運送器5加以說明。第10圖係顯示第1線性運送器5之正面圖；第11圖係第10圖之平面圖。如第10及11圖所示，第1線性運送器5係具備可直線往復移動之4個搬送載物合TS1、TS2、TS3、TS4，這些載物台係成為上下2層之構成。亦即，在下層配置有第1搬送載物台TS1、第2搬送載物台TS2、第3搬送載物台TS3，在上層配置有第4搬送載物台TS4。

下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3與上層之搬送載物台TS4在第11圖之平面圖上雖移動於相同之軸上，但是由於所設置之高度不同，所以下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3與上層之搬送載物台TS4不會相互干涉而可自由移動。第1搬送載物台TS1係在配置有反轉機31及升降桿32的第1搬送位置TP1與配置有推進機33(晶圓之交接位置)的第2搬送位置TP2之間搬送晶圓，第2搬送載物台TS2係在第2搬送位置TP2與配置有推進機34(晶圓之交接位置)的第3搬送位置TP3之間搬送晶圓，第3搬送載物台TS3係在第3搬送位置TP3與第4搬送位置TP4之間搬送晶圓。此外，第4搬送載物台TS4係在第1搬送位置TP1與第4搬送位置TP4之間搬送晶圓。

如第11圖所示，在各搬送載物台TS1、TS2、TS3、TS4分別固定有4支銷50，而可在藉由該銷50導引並定位被載置於搬送載物台之晶圓的外周緣的狀態下將晶圓支撐於搬送載物台上。這些銷50係由聚丙烯(PP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)或聚醚醚酮(PEEK)等樹脂所形成。此外，在各搬送載物台，係藉由穿透型感測器等構成用以檢測晶圓之有無的感測器(未圖示)，可檢測各搬送載物台上之晶圓的有無。

搬送載物台TS1、TS2、TS3、TS4，係分別由支撐部51、52、53、54所支撐，如第10圖所示，在第2搬送載物台TS2(驅動側之搬送載物台)之支撐部52的下部，安裝有連結在氣壓缸(驅動機構)55之桿55a的連結構件56。此外，在第2搬送載物台TS2之支撐部52插通有軸(shaft)57及軸58。軸57之一端係連結在第1搬送載物台TS1(被驅動側之搬送載物台)之支撐部51，而另一端設有止動器(stopper)571。此外，軸58之一端係連結在第3搬送載物台TS3(被驅動側之搬送載物台)之支撐部53，而另一端設有止動器581。在軸57中，係在第1搬送載物台TS1之支撐部51與第2搬送載物台TS2之支撐部52之間介設有彈簧572，同樣地在軸58中，係在第2搬送載物台TS2之支撐部52與第3搬送載物台TS3之支撐部53之間介設有彈簧582。在第1線性運送器5之兩端部，分別設有抵接第1搬送載物台TS1之支撐部51及第3搬送載物台TS3之支撐部53的機構止動器501、502。

當氣壓缸55驅動且桿55a伸縮時，連結在桿55a之連結構件56就會移動，而第2搬送載物台TS2會與連結構件56同時移動。此時，由於第1搬送載物台TS1之支撐部51係經由軸57及彈簧572而連接在第2搬送載物台TS2之支撐部52，所以第1搬送載物台TS1亦與第2搬送載物台TS2同時移動。此外，由於第3搬送載物台TS3之支撐部53亦經由軸58及彈簧582而連接在第2搬送載物台TS2之支撐部52，所以第3搬送載物台TS3亦與第2搬送載物台TS2同時移動。如此，藉由氣壓缸55之驅動，使第1搬送載物台TS1、第2搬送載物台TS2及第3搬送載物台TS3成為一體並同時進行直線往復移動。

在此，當第1搬送載物台TS1移動至將超過第1搬送位置TP1時，第1搬送載物台TS1之支撐部51會受到機構止動器501限制，超過之移動會被彈簧571吸收而使第1搬送載物台TS1無法移動至超過第1搬送位置TP1。因此，第1搬送載物台TS1係正確地定位在第1搬送位置TP1。同樣地，在第3搬送載物台TS3移動至將超過第4搬送位置TP4時，第3搬送載物台TS3之支撐部53會受到機構止動器502限制，超過之移動會被彈簧582吸收而使第3搬送載物台TS3無法移動至超過第4搬送位置TP4。因此，第3搬送載物台TS3係正確地定位在第4搬送位置TP4。

在各搬送載物台所應移動之衝程不同的情況，雖亦可對各自之搬送載物台設置氣壓缸以限制各搬送載物台之移動，但是會造成裝置之大型化。本實施形態中，若使氣壓缸55之衝程與移動距離最長之搬送載物台一致的話，則有關其他的搬送載物台係利用彈簧572、582來吸收多餘的衝程。因此，即使搬送載物台TS1、TS2、TS3之衝程不同，亦可藉由1個氣壓缸55而使這3個搬送載物台TS1、TS2、TS3同時移動。

此外，第1線性運送器5，係具備使上層之第4搬送載物台TS4直線往復移動的氣壓缸590，藉由該氣壓缸590控制第4搬送載物台TS4與上述下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3同時且朝互為相反方向移動。另外，只有在第3搬送載物台TS3或第4搬送載物台TS4移動至第4搬送位置TP4或是從第4搬送位置TP4移動至第3搬送位置TP3時擋門12才會被打開，藉此，由於可極力減少從環境污染高之研磨部3a流入潔淨度高之洗淨部4的氣流，所以可防止晶圓及晶圓被洗淨、乾燥之洗淨部內的污染，此外，與以往之研磨裝置相較可提高產出(throughput)。

接著，就第2研磨部3b之第2線性運送器6加以說明。第12圖係顯示第2線性運送器6之正面圖；第13圖係第12圖之平面圖。如第12及13圖所示，第2線性運送器6係具備可直線往復移動之3個搬送載物台TS5、TS6、TS7，而這些載物台係成為上下2層之構成。亦即，在上層配置有第5搬送載物台TS5、第6搬送載物台TS6，在下層配置有第7搬送載物台TS7。

上層之搬送載物台TS5、TS6與下層之搬送載物台TS7在第13圖之平面圖上雖移動於相同之軸上，但是由於所設置之高度不同，所以上層之搬送載物台TS5、TS6與下層之搬送載物台TS7不會相互干涉而可自由移動。第5搬送載物台TS5係在第5搬送位置TP5與配置有推進機37(晶圓之交接位置)的第6搬送位置TP6之間搬送晶圓，第6搬送載物台TS6係在第6搬送位置TP6與配置有推進機38(晶圓之交接位置)的第7搬送位置TP7之間搬送晶圓，第7搬送載物台TS7係在第5搬送位置TP5與第7搬送位置TP7之間搬送晶圓。

如第13圖所示，在各搬送載物台TS5、TS6、TS7，分別固定有4支銷60，並在藉由該銷60導引並定位被載置於搬送載物台之晶圓的外周緣的狀態下將晶圓支撐於搬送載物台上。這些銷60係由聚丙烯(PP)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)或聚醚醚酮(PEEK)等樹脂所形成。此外，在各搬送載物台，係藉由穿透型感測器等構成用以檢測晶圓之有無的感測器(未圖示)，可檢測各搬送載物台上之晶圓的有無。

搬送載物台TS5、TS6、TS7係分別由支撐部61、62、63所支撐，如第12圖所示，在第6搬送載物台TS6(驅動側之搬送載物台)之支撐部62的下部，連結有氣壓缸(驅動機構)65之桿65a。此外，在第6搬送載物台TS6之支撐部62插通有軸67。軸67之一端係連結在第5搬送載物台TS5(被驅動側之搬送載物台)之支撐部61，而另一端設有止動器671。在軸67中，係在第5搬送載物台TS5之支撐部61與第6搬送載物台TS6之支撐部62之間介設有彈簧672。在第2線性運送器6之第5搬送載物台TS5側的端部，設有抵接第5搬送載物台TS5之支撐部61的機構止動器601。

當氣壓缸65驅動且桿65a伸縮時，連結在桿65a之第6搬送載物台TS6會移動。此時，由於第5搬送載物台TS5之支撐部61係經由軸67及彈簧672而連接在第6搬送載物台TS6之支撐部62，所以第5搬送載物台TS5亦與第6搬送載物台TS6同時移動。如此，藉由氣壓缸65之驅動，使第5搬送載物台TS5及第6搬送載物台TS6成為一體並同時進行直線往復移動。

在此，當第5搬送載物台TS5移動至將超過第5搬送位置TP5時，第5搬送載物台TS5之支撐部61會受到機構止動器601限制，超過之移動會被彈簧672吸收而使第5搬送載物台TS5無法移動至超過第5搬送位置TP5。因此，第5搬送載物台TS5係正確地定位在第5搬送位置TP5。如此，即使在第2線性運送器6中，亦與上述之第1線性運送器5同樣，可藉由1個氣壓缸65使2個搬送載送台TS5、TS6同時移動。此外，第2線性運送器6係具備使下層之第7搬送載物台TS7直線往復移動的氣壓缸690，藉由該氣壓缸690控制第7搬送載物台TS7與上述上層之搬送載物台TS5、TS6同時且朝互為相反方向移動。另外，只有在第5搬送載物台TS5或第7搬送載物台TS7移動至第5搬送位置TP5或是從第5搬送位置TP5移動至第6搬送位置TP6時擋門13才會被打開，藉此，由於可極力減少從環境污染高之研磨部3a流入潔淨度高之洗淨部4的氣流，所以防止晶圓及晶圓被洗淨、乾燥之洗淨部4內的污染，此外，與以往之研磨裝置相較可提高產出。

另外，本實施形態中，雖藉由氣壓缸55、590、65、690來驅動線性運送器5、6，但是亦可利用例如使用滾珠螺桿之馬達驅動來驅動。

接著，就第1研磨部3a之反轉機31加以說明。第1研磨部3a之反轉機31係配置於裝載/卸載部2之搬送機器人22的手可到達的位置，用以從搬送機器人22接受研磨前之晶圓，且將該晶圓之上下予以反轉而交至升降桿32。

第14圖係顯示反轉機31之立體圖；第15圖係第14圖之平面圖；第16圖係第14圖之側視圖。如第14至16圖所示，反轉機31係具備有：一對圓弧狀之夾持部310，係從兩側夾持晶圓W之周緣；軸314，係安裝在夾持部310；及開閉機構312，係使軸314朝其軸方向移動且使夾持部310開閉。一對夾持部310係以包夾晶圓W之中心而互為相對向的方式所配置，且在各自之夾持部310的兩端，分別設有2個線接觸晶圓W之外周部的夾爪部311。另外，本實施形態中，雖已說明在各自之夾持部310設置2個夾爪部311的例子，但並非限定於此，亦可在各自之夾持部310設置3個以上之夾爪部311。

第17圖係顯示反轉機31之開閉機構312的縱剖面圖。如第17圖所示，開閉機構312係具備將各自之軸314及夾持部310朝閉方向增能的壓縮彈簧315、及聯結在各自之軸314的滑動式氣壓缸313。該開閉機構312係利用壓縮彈簧315使夾持部310朝相互接近之方向移動以夾持晶圓W，此時氣壓缸313之活動部313a會抵接機構止動器317。此外，開閉機構312係利用氣壓缸313之驅動使夾持部310朝相互離開之方向移動以釋放晶圓W。將此時之狀態顯示於第18圖中。

亦即，在夾持晶圓W的情況，加壓單方之氣壓缸313，而另一方之氣壓缸313只藉由壓縮彈簧315之彈推力而關閉。此時，只有被加壓的氣壓缸313之活動部313a被機構止動器317按壓，且固定在該位置。此時，連接在藉由壓縮彈簧315而被彈推的另一方之氣壓缸313的夾持部310之位置係由感測器319檢測出。在沒有晶圓W的情況，由於未被加壓之一方的氣壓缸313係處於全衝程(full stroke)之位置，且沒有感測器319之回應，所以檢測出晶圓W未被夾持。

如同上述，藉由將壓縮彈簧315用於晶圓W之夾持，且將氣壓缸313用於晶圓W之釋放，可防止晶圓W因氣壓缸313之空氣壓力而破損。

如第14至16圖所示，在開閉機構312安裝有繞著與晶圓W之中心軸垂直之軸旋轉的旋轉軸316。該旋轉軸316係連結在反轉機構318，並藉由反轉機構318而旋轉。因此，當反轉機構318被驅動時，開閉機構312及夾持部310會以旋轉軸316為中心而旋轉，且夾持於夾持部310的晶圓W會被反轉。

第19圖係第15圖之XIX－XIX線剖面圖。如第19圖所示，反轉機31之夾爪部311係具有從晶圓W之直徑方向內側朝外側逐漸變高的傾斜面311a(下側突起部)、及設於傾斜面311a之最外周的突起部311b(上側突起部)，藉此形成有用以夾持晶圓W之外周部的凹部。藉由這些傾斜面311a與突起部311b來進行晶圓W之接受與定位。亦即，當從搬送機器人22接受晶圓W時，如第20圖所示，事先驅動開閉機構312，使夾持部310朝相互離開之方向移動而打開。在該狀態下，從搬送機器人22釋放晶圓W，且將晶圓W之周緣部載置於夾爪部311之傾斜面311a上(參照第21圖)。在晶圓W被載置於傾斜面311a之後，當驅動開閉機構312，使夾持部310朝相互接近之方向移動而關閉時，晶圓W之周緣部會滑動於傾斜面311a上，而晶圓W最終會在傾斜面311a之最外周藉由突起部311b而定位。第14及15圖係顯示該被定位之狀態。

如同上述，本實施形態中之反轉機31由於可藉由夾持部310之傾斜面311a與突起部311b來進行晶圓W之定位，所以在從搬送機器人22將晶圓W交至反轉機31時，無需藉由搬送機器人22進行晶圓W之定位。亦即，搬送機器人22在移動至反轉機31上時，可不進行晶圓W之定位而予以釋放並移交至反轉機31，且可在釋放晶圓W之後馬上移至下一個動作。因此，搬送機器人22受制於晶圓W之交接的時間會變少，故提高產出。

如此，在藉由反轉機31夾持晶圓W之後，驅動反轉機構318，如第22圖所示，開閉機構312及夾持部310係以旋轉軸316為中心而旋轉。藉此受夾持部310所夾持之晶圓W會被反轉180°。在晶圓W被反轉之後，當驅動開閉機構312，使夾持部310朝相互離開之方向移動而分開時，晶圓W係從反轉機31交接至升降桿32。

此外，如同上述，本實施形態之反轉機31由於藉由將一對夾持部310單方向朝相互相反方向移動來進行晶圓W之夾持與釋放，所以可確實地夾持晶圓W。亦即，只要變更開閉機構312之衝程，可藉由同一機構夾持各種尺寸之晶圓W。

另外，如第1圖所示，在反轉機31與搬送機器人22之間設置有擋門10，係在晶圓搬送時打開擋門10並在搬送機器人22與反轉機31之間進行晶圓之交接。在沒有晶圓之交接時擋門10會關閉，此時具有防水機構以便可進行晶圓之洗淨或固定在夾持部310之夾爪部311的洗淨等。此外，亦可在反轉機31之周圍，設置複數個防止晶圓乾燥用之噴嘴(未圖示)，且在長時間滯留晶圓的情況從該噴嘴噴出霧狀純水以防止乾燥。

洗淨部4之反轉機41係配置在擺動運送器7之夾持部114可到達的位置，用以從擺動運送器7之夾持部114接受研磨後之晶圓，且將該晶圓之上下予以反轉且移交至搬送單元46。該反轉機41之構造基本上與上述第1研磨部3a之反轉機31的構造相同。反轉機41亦藉由與反轉機31相同的動作，從擺動運送器7接受研磨後之晶圓，且將該晶圓之上下予以反轉並移交至搬送單元46。

在此，如第9圖所示，洗淨部4之反轉機41係在夾持部114之下方具有暫置部130。第23圖係顯示該暫置部130之立體圖。如第23圖所示，暫置部130係具備有：矩形狀之基底板131、設於基底板131之四角隅的定位銷132、支撐基底板131之支撐筒133、及將支撐筒133上下移動之氣壓缸134。在各自之定位銷132的上部設有略呈半球狀之突起132a，並利用該突起132a進行晶圓W之定位。支撐筒133係經由桿135連結在氣壓缸134，藉由氣壓缸134之驅動，基底板131係與支撐筒133同時上下移動。

當晶圓W被反轉時，暫置部130之氣壓缸134會被驅動，基底板131會上升至晶圓W之接受位置。當基底板131上升至晶圓W之接受位置時，開閉機構132會被驅動，且使夾持部310朝相互離開之方向移動。藉此，晶圓W係從夾持部310釋放，且載置於基底板131之定位銷132上。之後，暫置部130之氣壓缸134會被驅動，且如第24圖所示，基底板131會下降至預定位置。被載置於該暫置部130之定位銷132上的晶圓W係交接至後述之搬送單元46，且依次搬送至各洗淨機42至45，而在各自之洗淨機中洗淨。

該種之暫置部130由於可當作洗淨前之晶圓的緩衝器來使用，所以可提高製程整體之工作時間。此外，若在反轉機41設置洗淨機構，則在藉由各洗淨機42至45進行洗淨之前亦可進行晶圓W之暫洗淨。

上述反轉之動作係在拋光之前後分別進行。在將拋光後之晶圓W予以反轉的情況(反轉機41)，為了防止在拋光時附著在晶圓W上的研磨液或研磨屑在晶圓W上乾燥、固接並對晶圓W帶來損傷，故在反轉中或反轉後將洗淨液對晶圓W進行潤濕。被潤濕之洗淨液係使用純水或藥物，且藉由噴霧噴嘴以必要流量及壓力，從最適當的角度吹送所期望之時間。藉由該潤濕，係充分發揮後段之洗淨性能。當晶圓W在反轉機上待機時，於該期間中，雖持續流出洗淨液，但是亦可考慮運轉成本而間歇性地流出洗淨液以減低洗淨液之使用量。此外，在反轉機31或41未夾緊晶圓W時，能以該洗淨液來洗淨夾緊晶圓W之溝或其周邊，而防止從接觸晶圓W之部位逆污染晶圓W。

接著，就第1研磨部3a之升降桿32加以說明。第1研磨部3a之升降桿32係配置在搬送機器人22及第1線性運送器5可存取的位置，用以發揮作為在該等之間交接晶圓之交接機構的功能。亦即，將藉由反轉機31而被反轉之晶圓交接至第1線性運送器5之第1搬送載物台TS1或第4搬送載物台TS4者。

第25圖係顯示升降桿32之縱剖面圖。升降桿32係具備用以載置晶圓之載物台322、及進行載物台322之升降動作的汽缸323，而汽缸323與載物台322係以可滑動之軸324來連結。載物台322係被分成複數個爪325，各個爪325係以即使在載置具定向平面(orientation flat)之晶圓的情況亦可在不影響搬送之範圍內保持晶圓的間隔來配置。該爪325係配置在相位與反轉機31之夾爪部311不一致的方向。換句話說，夾爪部311保持晶圓的第1晶圓邊緣部、與升降桿32之爪325所保持的第2晶圓邊緣部並不一致。此外，在進行與反轉機31或第1線性運送器5之晶圓交接的爪325中係具有晶圓被載置的面，其上方係形成為斜面(taper)狀，以便在載置晶圓時吸收搬送定位誤差，且以求出晶圓中心。

載物台322之晶圓保持面係藉由汽缸323之上升動作上升至反轉機31之晶圓保持高度。為了使該上升動作停止係設置有具緩衝功能之止動器326作為止動器。當固定在汽缸323之軸的止動器基底327抵接該止動器326時，汽缸323之上升會停止，且連結在汽缸323之軸的載物台322之上升亦會同時停止。可藉由該止動器326之位置將載物台322所要上升之高度調整在交接時所需的高度。此外，在該汽缸323設有檢測上升位置與下降位置之各自的感測器328、329，可檢測汽缸323之升降動作已完成。

接著，說明如上述所構成的升降桿32之動作。拋光前之晶圓在從搬送機器人22搬送至反轉機31之後，會被反轉，且圖案面會向下。升降桿32相對於保持在反轉機31之晶圓從下方開始上升而在晶圓之正下方停止。當例如以升降桿之上升確認用感測器329來確認升降桿32已在晶圓之正下方停止時，反轉機31會開放晶圓之夾緊，晶圓會被載置於升降桿32之載物台322。之後，升降桿32會在載置晶圓之狀態下進行下降。在下降之中途晶圓會被交接至第1線性運送器5之搬送載物台TS1或TS4。此時，晶圓被載置於搬送載物台之銷50上。在晶圓被交接至第1線性運送器5之後升降桿32亦會持續下降，且下降至汽缸323之衝程量並停止。另外，與後述之推進機33同樣地，亦可在升降桿32安裝內藏滾珠鍵槽之汽缸。

接著，就第1研磨部3a之推進機33、34及第2研磨部3b之推進機37、38加以說明。第1研磨部3a之推進機33係將第1線性運送器5之搬送載物台TS1上的晶圓交接至第1研磨單元30A之頂環301A，並且將第1研磨單元30A之研磨後的晶圓交接至第1線性運送器5之搬送載物台TS2者。推進機34係將第1線性運送器5之搬送載物台TS2上的晶圓交接至第2研磨單元30B之頂環301B，並且將第2研磨單元30B之研磨後的晶圓交接至第1線性運送器5之搬送載物台TS3者。此外，第2研磨部3b之推進機37係將第2線性運送器6之搬送載物台TS5上的晶圓交接至第3研磨單元30C之頂環301C，並且將第3研磨單元30C之研磨後的晶圓交接至第2線性運送器6之搬送載物台TS6者。推進機38係將第2線性運送器6之搬送載物台TS6上的晶圓交接至第4研磨單元30D之頂環301D，並且將第4研磨單元30D之研磨後的晶圓交接至第2線性運送器6之搬送載物台TS7者。如此，推進機33、34、37、38係發揮作為在線性運送器5、6與各頂環之間交接晶圓的交接機構之功能。由於這些推進機33、34、37、38係為相同構造，所以以下之說明中只就推進機33加以說明。

第26圖係推進機33之縱剖面圖。如第26圖所示，推進機33係具備用以保持頂環之導引載物台331、及保持晶圓之推進載物台333。在導引載物台331之最外周，設置有4個頂環導件337。頂環導件337之上層部338係為與頂環之導環3104(參照第6圖)下面之間進行存取的存取部。在上層部338形成有用以導入頂環之斜面338a(較佳為25°至35°左右)。晶圓卸載時係直接以頂環導件337來接受晶圓邊緣。

在導引載物台331之背面設置有具防水功能之導引套筒340。在導引套筒340之內側設置有推進機防水用之中心套筒341。

為了使頂環導件337具有位置對準機構，係配置一個朝X軸及Y軸方向移動並進行導引載物台331之中心定位的線性滑塊(linear way)346。導引載物台331係固定在線性滑塊346。該線性滑塊346係成為可藉由加壓而回復到中心位置的構造。利用該構造實現導引載物台331之中心定位。或是，只要以線性滑塊346內部之彈簧，則無須加壓即可回復到中心位置。

此外，線性滑塊346係固定在軸330，該軸330係連結在具有滾珠鍵槽機構之汽缸347。汽缸347係藉由未圖示之馬達的驅動而驅動，且經由軸330使導引載物台331上下移動。

推進載物台333係在導引載物台331之上方，且在推進載物台333之中心設有使推進載物台333相對於導引載物台331上下移動的氣壓缸349。推進載物台333係藉由氣壓缸349而上下移動，且將晶圓裝載至頂環301A。在推進載物台333之端配置有定位用之壓縮彈簧351。

另外，為了防止從附著在推進機之漿料等對晶圓的逆污染，而另外設置有用以洗淨污髒之洗淨噴嘴。亦有另外設置用以確認推進機上之晶圓有無的晶圓有無感測器之情形中。

接著，說明如上述所構成的推進機33之動作。

1)晶圓裝載時首先，藉由第1線性運送器5將晶圓W搬送至推進機33之上方。當頂環301A在推進機33上方之晶圓裝載位置(第2搬送位置)並未保持晶圓時，導引載物台331周圍之構成品整套會藉由汽缸347持續上升。上升中途會通過第1線性運送器5之搬送載物台的晶圓保持位置。此時，與通過同時地以頂環導件337之斜面求出晶圓W之中心，且利用推進載物台333保持晶圓W之(邊緣以外之)圖案面。

在推進載物台333保持晶圓W之狀態下頂環導件337不會停止而會持續上升，且藉由頂環導件337之斜面338a招至導環3104。以可在X、Y方向移動自如的線性滑塊346之位置對準來對頂環301A並求出中心，且導引載物台331之上升會藉由頂環導件337之上層部338與導環3104之下面接觸而結束。

導引載物台331係在頂環導件337之上層部338接觸導環3104下面時被固定，不會上升該程度以上。此時，推進載物台333係藉由氣壓缸349而更加上升。此時，推進載物台333係保持晶圓W之(邊緣以外之)圖案面，且搬送晶圓W至頂環301A。當頂環301A完成晶圓W之吸附時，推進機會開始下降，且在下降結束時完成動作。

2)晶圓卸載時藉由頂環301A將晶圓W搬送至推進機上方之晶圓卸載位置。當第1線性運送器5之搬送載物台在推進機33之上方並未搭載晶圓時，導引載物台331周圍之構成品整套會藉由汽缸347而上升，且藉由頂環導件337之斜面338a招至導環3104。以線性滑塊346之位置對準來對頂環301A求出中心，且導引載物台331之上升會藉由頂環導件337之上層部338與導環3104之下面接觸而結束。

雖然藉由氣壓缸349而使推進載物台333上升，但是此時，推進載物台333並不會變成比頂環導件337之晶圓保持部更高的位置。當氣壓缸349之上升結束時晶圓W會從頂環301A釋放。此時，係藉由頂環導件337之下層斜面而求出晶圓W之中心，且將邊緣部保持於頂環導件337。當晶圓W被推進機保持時，推進機會開始下降。在下降時，為了求出頂環中心而往中心位置移動的導引載物台331係藉由導引套筒340與中心套筒341而中心定位。在下降之中途係以晶圓W之邊緣部從推進機交接至第1線性運送器5之搬送載物台，且在下降結束時完成動作。另外，為了防止下降時之晶圓橫向偏移，在頂環301A下降的同時承接部339a會藉由內部之彈簧339b而凸出。

接著，就洗淨部4之洗淨機42至45加以說明。作為1次洗淨機42及2次洗淨機43，係可使用例如使配置於上下之滾輪狀的海綿旋轉並按壓在晶圓之表面及背面以洗淨晶圓之表面及背面的滾輪型洗淨機。此外，作為3次洗淨機44，係可使用例如一面使半球狀之海綿旋轉而一面按壓晶圓而洗淨的筆型(pencil－type)洗淨機。作為4次洗淨機45，係可使用，例如晶圓之背面可進行潤濕洗淨、且晶圓表面之洗淨係一面使半球狀之海綿旋轉而一面按壓以洗淨的筆型洗淨機。該4次洗淨機45係具備使已夾緊之晶圓高速旋轉之載物台，且具有藉由使晶圓高速旋轉而使洗淨後之晶圓乾燥的功能(離心法脫水(spin－drying)功能)。另外，在各洗淨機42至45中，除了上述的滾輪型洗淨機或筆型洗淨機以外，亦可附加設置使超音波施加於洗淨液以進行洗淨的百萬赫茲超音波(megasonic)型之洗淨機。

接著，就洗淨部4之搬送單元46加以說明。第27圖係顯示搬送單元46之立體圖。如第27圖所示，搬送單元46係具備作為裝卸自如地夾持洗淨機內之晶圓的晶圓夾持機構之4個夾緊單元461至464，這些夾緊單元461至464係安裝在從主框架465延伸於水平方向的導框466。在主框架465安裝有延伸於鉛垂方向的滾珠螺桿(未圖示)，而夾緊單元461至464係藉由連結在該滾珠螺桿的馬達468之驅動而上下升降。因此，馬達468及滾珠螺桿係構成使夾緊單元461至464上下移動的上下移動機構。

此外，在主框架465安裝有與洗淨機42至45之列呈平行延伸的滾珠螺桿469，而主框架465及夾緊單元461至464係藉由連結在該滾珠螺桿469的馬達470之驅動而移動於水平方向。因此，馬達470及滾珠螺桿469係構成使夾緊單元461至464沿著洗淨機42至45之排列方向(夾緊單元461至464之排列方向)移動的移動機構。

本實施形態中，係使用與洗淨機42至45相同數目的夾緊單元。由於夾緊單元461、462與夾緊單元463、464基本上為相同構造，且相對於主框架465呈對稱，所以以下只就夾緊單元461、462加以說明。

夾緊單元461係具備保持晶圓W之開閉自如的一對手臂471a、471b，而夾緊單元462係具備一對手臂472a、472b。在各自之夾緊單元手臂設有至少3個(本實施形態中為4個)夾緊定位銷473。可藉由這些夾緊定位銷473來夾住晶圓W之周緣部並予以保持，且將晶圓搬送至下一個洗淨機。

如第27圖所示，在導框466設有用以朝向使夾緊單元461之手臂471a、471b與夾緊單元462之手臂472a、472b相互接近之方向或相互離開之方向開閉的氣壓缸474。因此，藉由利用氣壓缸474關閉手臂471a、471b、472a、472b，可將晶圓W之端面夾入於手臂471a、471b、472a、472b以保持晶圓W。如此，氣壓缸474係構成使各夾緊單元461至464之手臂朝相互接近之方向或相互離開之方向開閉的開閉機構。另外，各夾緊單元係藉由檢測氣壓缸之衝程而可檢測晶圓之有無。另外，亦可藉由真空吸附來保持晶圓，在該情況，可藉由測量真空壓力而進行晶圓有無之檢測。

此外，夾緊單元461之手臂471a、471b與夾緊單元462之手臂472a、472b係安裝在設置成可於導框466旋轉的旋轉軸475。此外，在導框466設有以旋轉軸475為中心使這些手臂471a、471b、472a、472b旋轉的氣壓缸476。在該氣壓缸476之桿的前端設有以銷477為中心而可旋轉的連桿構件478。該連桿構件478係經由桿479而連結在旋轉軸475。如此，氣壓缸476、連桿構件478、及桿479係構成以旋轉軸475為中心而使各夾緊單元461至464之手臂旋轉的旋轉機構。

第28A及28B圖係說明氣壓缸476之動作與手臂471a之動作的示意圖。第28A圖係手臂471a下降的狀態，當從該狀態驅動氣壓缸476時，如第28B圖所示連桿構件478會以銷477為中心而旋轉。藉此，桿479會移動至下方，而旋轉軸475會旋轉。藉此，手臂471a會以旋轉軸475為中心而旋轉。本實施形態中，手臂471a、471b、472a、472b係藉由氣壓缸476之驅動而旋轉90°。另外，氣壓缸476係具有剎車(brake)467a，其於驅動時會在解除該剎車476a之後開始動作。第29圖係顯示驅動氣壓缸476並使全部的夾緊單元461至464之手臂旋轉90°(往上舉起)的狀態。

接著，說明如上述所構成的搬送單元46之動作。第30A及30B圖係賦予第27圖所示搬送單元之動作說明的示意圖；第30A圖為橫剖面圖；第30B圖為縱剖面圖。如第30A及30B圖所示，反轉機41及洗淨機42至45係藉由反應室(chamber)410、420、430、440、450所區劃俾使其在洗淨中不讓使用流體飛散至外部，且在這些反應室內形成有用以使搬送單元46之夾緊單元通過的開口410a、410b、420a、420b、430a、430b、440a、440b、450a、450b。在這些開口分別設有擋門411、421、431、441、451。

在沒有搬送晶圓時，上述擋門被關閉著，而各夾緊單元461至464係在反轉機41或洗淨機42至44之側方的空間(待機位置)待機。在該待機位置中，如第31A及31B圖所示，夾緊單元461之一對手臂係位於反轉機41之左右，夾緊單元462之一對手臂係位於1次洗淨機42之左右，夾緊單元463之一對手臂係位於2次洗淨機43之左右，夾緊單元464之一對手臂係位於3次洗淨機44之左右。

在搬送晶圓時，會打開擋門411、421、431、441、451，且關閉各夾緊單元之手臂，以將手臂分別導入反轉機41及洗淨機42至44之反應室內部。然後，藉由搬送單元46之馬達468的驅動而使各夾緊單元461至464下降至反應室之內部的晶圓位置。接著，藉由驅動搬送單元46之氣壓缸474而關閉手臂以保持反轉機41或洗淨機42至44之內部的晶圓。

之後，如第30B圖之垂直方向的箭號A所示，藉由搬送單元46之馬達468的驅動使各夾緊單元461至464上升至形成有上述開口410a、410b、420a、420b、430a、430b、440a、440b、450a、450b的位置。然後，藉由搬送單元46之馬達470的驅動，如第30B圖之水平方向的箭號B所示，分別經由開口410b、420a將夾緊單元461導入至1次洗淨機42，經由開口420b、430a將夾緊單元462導入至2次洗淨機43，經由開口430b、440a將夾緊單元463導入至3次洗淨機44，經由開口440b、450a將夾緊單元464導入至4次洗淨機45。

在晶圓被搬送至各洗淨機42至45內之後，藉由馬達468之驅動使夾緊單元461至464下降至洗淨機內部之晶圓保持機構。然後，藉由驅動夾緊單元之氣壓缸474而打開手臂以將保持於手臂之晶圓交接至洗淨機內部之晶圓保持機構。在該狀態下如第32A及32B圖所示，將手臂退出至反應室之外部且關閉擋門411、421、431、441、451，進行晶圓之洗淨。另外，亦可在開始晶圓之洗淨之後，藉由搬送單元46之馬達468的驅動使各夾緊單元461至464上升至接受下一個晶圓的位置。

接著，驅動搬送單元46之氣壓缸476，如第32C及32D圖所示，使各夾緊單元之手臂往上舉起旋轉90°。在該狀態下，驅動搬送單元46之馬達470，以使夾緊單元461至464分別移動至反轉機41、1次洗淨機42、2次洗淨機43、3次洗淨機44的位置為止。然後，驅動氣壓缸476，使各夾緊單元之手臂逆旋轉90°，並回到第31A及31B圖所示的狀態。另外，亦可與關閉擋門411、421、431、441、451的同時地使各夾緊單元之手臂往上舉起旋轉90°另外，夾緊單元461至464之上升及旋轉，只要在夾緊單元461至464移動至洗淨機外之後，下一個晶圓之搬送作業開始之前進行即可。

如此，本實施形態中，可分別同時將半導體晶圓從反轉機41搬送至1次洗淨機42，從1次洗淨機42搬送至2次洗淨機43，從2次洗淨機43搬送至3次洗淨機44，從3次洗淨機44搬送至4次洗淨機45。此外，由於可藉由使其移動至洗淨機之並列方向，而將晶圓搬送至下一個洗淨機，所以可將晶圓搬送用之衝程抑制在最小限度，且可縮短晶圓之搬送時間。

此外，在搬送單元46完成搬送晶圓之後，藉由將手臂退出至反應室之外部，可關閉擋門411、421、431、441、451，且可在反應室之內部一面進行處理，而一面使搬送單元46移動至所期望之待機位置。因此，可使洗淨步驟之開始時間提早，且可提升工作時間。另外，雖未圖示，但是亦可將使洗淨後之晶圓待機的待機位置設成鄰接4次洗淨機45，且在4次洗淨機45中使完成洗淨之晶圓藉由搬送單元46移動至該待機位置。

接著，就洗淨機42、43、44加以詳細說明。另外，由於洗淨機42、43、44係具有相同構成，所以在此只就1次洗淨機42加以說明。第33圖係顯示1次洗淨機42之立體圖；第34圖係顯示1次洗淨機42之平面圖。

如第33及34圖所示，洗淨機42係具備保持並使晶圓W旋轉的4個滾輪481、482、483、484、及一面限制晶圓W之水平方向的移動而一面容許上下方向之移動的4個定位導件490。第1滾輪481與第2滾輪482係構成為藉由未圖示之驅動機構(例如氣壓缸)而往第34圖之箭號所示的方向移動，同樣地第3滾輪483與第4滾輪484係構成為藉由未圖示之驅動機構而往箭號所示的方向移動。

這些滾輪481、482、483、484係藉由朝向晶圓W移動而抵接晶圓W之外周部，且保持晶圓W。更具體而言，第1滾輪481及第2滾輪482係朝向晶圓W移動，且藉由未圖示之止動器在事先決定之位置停止。接著，第3滾輪483及第4滾輪484係朝向晶圓W移動至抵接晶圓W為止，藉此晶圓W係藉由滾輪481、482、483、484而獲得保持。此外，藉由滾輪481、482、483、484朝向離開晶圓W之方向移動，而解除晶圓W之保持。

4個滾輪481、482、483、484係具有相同構成。以下，係就第1滾輪481加以詳細說明。滾輪481係為保持部481a與肩部(支撐部)481b之2層構成。肩部481b之直徑係比保持部481a之直徑大，且在肩部481b之上方形成有保持部481a。藉由搬送單元46(參照第27圖)之手臂471a、471b而搬送來的晶圓W，首先被載置於肩部481b、482b、483b、484b之上方，之後藉由滾輪481、482、483、484朝向晶圓W移動，而由保持部481a、482a、483a、484a進行保持。

4個滾輪481、482、483、484中之至少一個係構成藉由未圖示之旋轉機構而旋轉驅動，藉此晶圓W係在其外周部由滾輪481、482、483、484所保持的狀態下進行旋轉。在晶圓W旋轉之期間，由於第1滾輪481及第2滾輪482之位置係藉由止動器而固定，所以晶圓W之旋轉中心的位置實質上成為一定。在保持部481a、482a、483a、484a分別形成有與晶圓W之外周部緩和嵌合的凹部，當晶圓W旋轉時，晶圓W不會從滾輪481、482、483、484脫落。肩部481b、482b、483b、484b係朝向外側傾斜於下方，在藉由保持部481a、482a、483a、484a受到保持之期間，晶圓W係與肩部481b、482b、483b、484b保持成非接觸。

定位導件490係沿著藉由滾輪481、482、483、484而被保持的晶圓W之外周部而配置。各定位導件490係具有上下延伸之定位面490a、及朝著晶圓W之中心傾斜於下方的傾斜面490b。定位面490a係具有半圓形之橫剖面形狀。定位導件490係稍微離開晶圓W，而各定位導件490與晶圓W之外周部的距離係為0.5至2mm。本實施形態中，2對之定位導件490係相關於晶圓W之中心而配置成對稱。藉由如此的配置，晶圓W係藉由定位導件490而一面容許其上下方向之移動，一面限制其水平方向之移動。

第35至38圖係顯示晶圓被搬入至洗淨機42時之動作的示意圖。另外，第35至38圖之上半部分係顯示平面圖；而下半部分係顯示側視圖。

首先，搬送單元46之手臂471a、471b係移動於水平方向，而將晶圓W搬入至洗淨機42(第35圖)。接著，手臂471a、471b會下降，而將晶圓W載置於滾輪481、482、483、484之肩部481b、482b、483b、484b的上方(第36圖)。在手臂471a、471b打開的同時，第1及第2滾輪(位置保持滾輪)481、482會朝向晶圓W移動(第37圖)。此時，晶圓W之水平方向的位置會藉由定位導件490一面維持大致固定，一面沿著肩部481b、482b、483b、484b之傾斜而使晶圓W稍微移動至上方。然後，第3及第4滾輪(按壓滾輪)483、484會朝向晶圓W移動並保持晶圓W。此時，晶圓W之水平方向的位置亦會藉由定位導件490一面維持大致固定，一面沿著肩部481b、482b、483b、484b之傾斜而使晶圓W稍微移動至上方。在晶圓W受到滾輪481、482、483、484所保持的同時，擋門411會關閉，之後開始晶圓W之處理(第38圖)。在晶圓W之處理結束之後，以與上述相反之順序反覆進行相同步驟，晶圓W係從洗淨機42搬出。

在沒有上述定位導件的習知構成中，在第1及第2滾輪481、482、與第3及第4滾輪483、484移動並完成晶圓之保持為止，手臂471a、471b必須在原來之狀態下待機。此外，搬出晶圓之步驟亦同樣會發生等待時間，而在晶圓之搬入及搬出的步驟中發生時間之損失。此係為了防止晶圓隨著滾輪之移動而移動或傾斜，而在晶圓受到滾輪所夾持為止手臂471a、471b必須保持晶圓之故。該種的晶圓之移動或傾斜，在從滾輪取出晶圓時特別容易發生。

依據本實施形態之構成，由於在滾輪481、482、483、484移動之期間，晶圓W之水平位置及姿勢係藉由定位導件490而保持大致固定，所以手臂471a、471b之等待時間可被消除，且可縮短洗淨機42中之全體的處理時間。另外，本實施形態中，雖然設有4個定位導件490，但是定位導件490之數目並不限於4個，例如亦可在4至8之範圍內作適當選擇。此外，滾輪之數目並不限於4個，例如亦可設置6個滾輪。並且，亦可在晶圓W旋轉之期間，使定位導件490下降，俾使晶圓W之外周部不與定位導件490接觸。

接著，就使用該種構成之研磨裝置以研磨晶圓的處理加以說明。在序列處理晶圓的情況，晶圓係以前裝載部20之晶圓卡匣→搬送機器人22→反轉機31→升降桿32→第1線性運送器5之第1搬送載物台TS1→推進機33→頂環301A→研磨台300A→推進機33→第1線性運送器5之第2搬送載物台TS2→推進機34→頂環301B→研磨台300B→推進機34→第1線性運送器5之第3搬送載物台TS3→擺動運送器7→第2線性運送器6之第5搬送載物台TS5→推進機37→頂環301C→研磨台300C→推進機37→第2線性運送器6之第6搬送載物台TS6→推進機38→頂環301D→研磨台300D→推進機38→第2線性運送器6之第7搬送載物台TS7→擺動運送器7→反轉機41→暫置部130→搬送單元46之夾緊單元461→1次洗淨機42→搬送單元46之夾緊單元462→2次洗淨機43→搬送單元46之夾緊單元463→3次洗淨機44→搬送單元46之夾緊單元464→4次洗淨機45→搬送機器人22→前裝載部20之晶圓卡匣的路徑被搬送。

參照第39至45圖說明此時之線性運送器5、6的動作。首先，搬送機器人22係從前裝載部20上之晶圓卡匣中取出晶圓A，且將該晶圓A搬送至反轉機31。反轉機31係在夾緊晶圓A之後，使晶圓A反轉180°。然後，藉由升降桿32上升，將晶圓A載置於升降桿32上。藉由升降桿32以原狀下降，將晶圓A載置於第1線性運送器5之第1搬送載物台TS1上(第39A圖)。

在晶圓A被載置於第1線性運送器5之第1搬送載物台TS1上之後，升降桿32係持續下降至即使第1搬送載物台TS1移動亦不互為干涉之位置。當升降桿32完成下降時，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第4搬送位置TP4側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第1搬送位置TP1。藉此，將第1搬送載物台TS1上之晶圓A移動至頂環301A之晶圓交接位置(第2搬送位置TP2)(第39B圖)。

在此，被配置在第2搬送位置TP2之推進機33會上升，而將晶圓A交接至頂環301A。此時，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第1搬送位置TP1側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第4搬送位置TP4(第39C圖)。被移送至頂環301A之晶圓A，係由頂環301A之真空吸附機構所吸附，且晶圓A會在被吸附之狀態下搬送至研磨台300A。然後，晶圓A被安裝於研磨台300A上之研磨布或研磨石等所構成的研磨面所研磨。研磨結束之晶圓A，係藉由頂環301A之搖動而移動至推進機33之上方，且交接至推進機33。該晶圓A係藉由推進機33之下降而載置於第2搬送載物台TS2上(第39D圖)。此時，與上述同樣，將下一個晶圓B載置於第1搬送載物台TS1上。

然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第4搬送位置TP4側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第1搬送位置TP1。藉此，將第2搬送載物台TS2上之晶圓A移動至頂環301B之晶圓交接位置(第3搬送位置TP3)，而將第1搬送載物台TS1上之晶圓B移動至頂環301A之晶圓交接位置(第2搬送位置TP2)(第40A圖)。

在此，被配置在第3搬送位置TP3之推進機34及被配置於第2搬送位置TP2之推進機33會上升，而將晶圓A與晶圓B分別交接至頂環301A與頂環301B。此時，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第1搬送位置TP1側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第4搬送位置TP4(第40B圖)。在各自之研磨單元結束研磨的晶圓A及晶圓B係分別藉由推進機33、34而載置於第3搬送載物台TS3、第2搬送載物台TS2上(第40C圖)。此時，與上述同樣，將下一個晶圓C載置於第1搬送載物台TS1上。

然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第4搬送位置TP4側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第1搬送位置TP1。藉此，將第3搬送載物台TS3上之晶圓A移動至第4搬送位置TP4，將第2搬送載物台TS2上之晶圓B移動至頂環301B之晶圓交接位置(第3搬送位置TP3)，並將第1搬送載物台TS1上之晶圓C移動至頂環301A之晶圓交接位置(第2搬送位置TP2)(第40D圖)。

在此，被配置在第3搬送位置TP3之推進機34及被配置於第2搬送位置TP2之推進機33會上升，而將晶圓B與晶圓C分別交接至頂環301B與頂環301A。此外，擺動運送器7之晶圓夾持機構112會在第4搬送位置TP4迴旋，而將晶圓A交接至擺動運送器7。此時，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第1搬送位置TP1側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第4搬送位置TP4(第41A圖)。在各自之研磨單元結束研磨的晶圓B及晶圓C係分別藉由推進機33、34而被載置於第3搬送載物台TS3、第2搬送載物台TS2上，而晶圓A係藉由擺動運送器7而送至第2研磨部3b(第41B圖)。此時，與上述同樣，將下一個晶圓D載置於第1搬送載物台TS1上(第41B及41C圖)。

然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第4搬送位置TP4側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第1搬送位置TP1。藉此，將第3搬送載物台TS3上之晶圓B移動至第4搬送位置TP4，將第2搬送載物台TS2上之晶圓C移動至頂環301B之晶圓交接位置(第3搬送位置TP3)，而將第1搬送載物台TS1上之晶圓D移動至頂環301A之晶圓交接位置(第2搬送位置TP2)(第41D圖)。

在此，被配置在第3搬送位置TP3之推進機34及被配置於第2搬送位置TP2之推進機33會上升，而將晶圓C與晶圓D分別交接至頂環301B與頂環301A。此外，擺動運送器7之晶圓夾持機構112會在第4搬送位置TP4迴旋，而將晶圓B交接至擺動運送器7。此時，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第1搬送位置TP1側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第4搬送位置TP4(第42A圖)。在各自之研磨單元結束研磨的晶圓C及晶圓D係分別藉由推進機33、34而被載置於第3搬送載物台TS3、第2搬送載物台TS2上，而晶圓B係藉由擺動運送器7而送至第2研磨部3b。此時，與上述同樣，將下一個晶圓E載置於第1搬送載物台TS1上(第42B及42C圖)。

然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第4搬送位置TP4側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第1搬送位置TP1。藉此，將第3搬送載物台TS3上之晶圓C移動至第4搬送位置TP4，將第2搬送載物台TS2上之晶圓D移動至頂環301B之晶圓交接位置(第3搬送位置TP3)，而將第1搬送載物台TS1上之晶圓E移動至頂環301A之晶圓交接位置(第2搬送位置TP2)(第42D圖)。之後，反覆進行第42A至42D圖所示之處理。

另一方面，第41B圖中已接受晶圓A之擺動運送器7，係藉由迴旋而將該晶圓A搬送至第2研磨部3b之第2線性運送器6的第5搬送位置TP5(第43A圖)，而將晶圓A載置於第2線性運送器6之第5搬送載物台TS5上(第43B圖)。

在晶圓A被載置於第2線性運送器6之第5搬送載物台TS5上之後，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第7搬送位置TP7側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第5搬送位置TP5。藉此，將第5搬送載物台TS5上之晶圓A移動至頂環301C之晶圓交接位置(第6搬送位置TP6)(第43C圖)。

在此，被配置於第6搬送位置TP6之推進機37會上升，而將晶圓A交接至頂環301C(第43D圖)。此時，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第5搬送位置TP5側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第7搬送位置TP7(第44A圖)。之後，結束研磨之晶圓A係藉由推進機37而被載置於第6搬送載物台TS6上(第44B圖)。此時，與上述同樣，將下一個晶圓B載置於第5搬送載物台TS5上。

然後，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第7搬送位置TP7側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第5搬送位置TP5。藉此，將第6搬送載物台TS6上之晶圓A移動至頂環301D之晶圓交接位置(第7搬送位置TP7)，而將第5搬送載物台TS5上之晶圓B移動至頂環301C之晶圓交接位置(第6搬送位置TP6)(第44C圖)。

在此，被配置於第7搬送位置TP7之推進機38及被配置於第6搬送位置TP6之推進機37會上升，而將晶圓A與晶圓B分別交接至頂環301D與頂環301C(第44D圖)。此時，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第5搬送位置TP5側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第7搬送位置TP7(第45A圖)。在各自之研磨單元結束研磨的晶圓A及晶圓B係分別藉由推進機38、37而被載置於第7搬送載物台TS7、第6搬送載物台TS6上(第45B圖)。此時，與上述同樣，將下一個晶圓C載置於第5搬送載物台TS5上。

然後，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第7搬送位置TP7側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第5搬送位置TP5。藉此，將第7搬送載物台TS7上之晶圓A移動至第5搬送位置TP5，將第6搬送載物台TS6上之晶圓B移動至頂環301D之晶圓交接位置(第7搬送位置TP7)，而將第5搬送載物台TS5上之晶圓C移動至頂環301C之晶圓交接位置(第6搬送位置TP6)(第45C圖)。

在此，被配置於第7搬送位置TP7之推進機38及被配置於第6搬送位置TP6之推進機37會上升，而將晶圓B與晶圓C分別交接至頂環301D與頂環301C，此外，擺動運送器7之晶圓夾持機構112會在第5搬送位置迴旋，而將晶圓A交接至擺動運送器7(第45D圖)。此時，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第5搬送位置TP5側，下層之搬送載物台TS7會移動至第7搬送位置TP7，並且下一個晶圓D係藉由擺動運送器7而獲得準備(第45E圖)。之後，反覆進行第45A至45E圖所示之處理。

在並行(parallel)處理晶圓之情況，一方之晶圓係以前裝載部20之晶圓卡匣→搬送機器人22→反轉機31→升降桿32→第1線性運送器5之第1搬送載物台TS1→推進機33→頂環301A→研磨台300A→推進機33→第1線性運送器5之第2搬送載物台TS2→推進機34→頂環301B→研磨台300B→推進機34→第1線性運送器5之第3搬送載物台TS3→擺動運送器7→反轉機41→暫置部130→搬送單元46之夾緊單元461→1次洗淨機42→搬送單元46之夾緊單元462→2次洗淨機43→搬送單元46之夾緊單元463→3次洗淨機44→搬送單元46之夾緊單元464→4次洗淨機45→搬送機器人22→前裝載部20之晶圓卡匣的路徑被搬送。

此外，另一方之晶圓係以前裝載部20之晶圓卡匣→搬送機器人22→反轉機31→升降桿32→第1線性運送器5之第4搬送載物台TS4→擺動運送器7→第2線性運送器6之第5搬送載物台TS5→推進機37→頂環301C→研磨台300C→推進機307→第2線性運送器6之第6搬送載物台TS6→推進機38→頂環301D→研磨台300D→推進機38→第2線性運送器6之第7搬送載物台TS7→擺動運送器7→反轉機41→暫置部130→搬送單元46之夾緊單元461→1次洗淨機42→搬送單元46之夾緊單元462→2次洗淨機43→搬送單元46之夾緊單元463→3次洗淨機44→搬送單元46之夾緊單元464→4次洗淨機45→搬送機器人22→前裝載部20之晶圓卡匣的路徑被搬送。

參照第46至51圖說明此時之線性運送器5、6的動作。與上面所述之序列處理同樣，將晶圓A載置於第1線性運送器5之第1搬送載物台TS1上(第46A圖)。然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第4搬送位置TP4側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第1搬送位置TP1。藉此，將第1搬送載物台TS1上之晶圓A移動至頂環301A之晶圓交接位置(第2搬送位置TP2)(第46B圖)。

在此，被配置於第2搬送位置TP2之推進機33會上升，而將晶圓A交接至頂環301A。此時，下一個晶圓B被載置於第4搬送載物台TS4上(第46C圖)。然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第1搬送位置TP1側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第4搬送位置TP4。藉此，將第4搬送載物台TS4上之晶圓B移動至第4搬送位置(第46D)。

藉由推進機33將結束研磨之晶圓A載置於第2搬送載物台TS2上，並且將下一個晶圓C載置於第1搬送載物台TS1上。此外，擺動運送器7之晶圓夾持機構112會在第4搬送位置TP4迴旋，而將晶圓B交接至擺動運送器7(第47A圖)。該晶圓B係藉由擺動運送器7送至第2研磨部3b。

然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第4搬送位置TP4側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第1搬送位置TP1。藉此，將第2搬送載物台TS2上之晶圓A移動至頂環301B之晶圓交接位置(第3搬送位置TP3)，而將第1搬送載物台TS1上之晶圓C移動至頂環301A之晶圓交接位置(第2搬送位置TP2)(第47B圖)。

在此，被配置於第3搬送位置TP3之推進機34及被配置於第2搬送位置TP2之推進機33會上升，而將晶圓A與晶圓C分別交接至頂環301B與頂環301A。此外，與上述同樣，將下一個晶圓D載置於第4搬送載物台TS4上(第47C圖)，然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第1搬送位置TP1側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第4搬送位置TP4。藉此，將第4搬送載物台TS4上之晶圓D移動至第4搬送位置(第47D)。

在各自之研磨單元中結束研磨的晶圓A及晶圓C係分別藉由推進機34、33而被載置於第3搬送載物台TS3、第2搬送載物台TS2上，並且下一個晶圓E被載置於第1搬送載物台TS1上。此外，擺動運送器7之晶圓夾持機構112會在第4搬送位置TP4迴旋，而將晶圓D交接至擺動運送器7(第48A圖)。

然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第4搬送位置TP4側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第1搬送位置TP1。藉此，將第3搬送載物台TS3上之晶圓A移動至第4搬送位置TP4，將第2搬送載物台TS2上之晶圓C移動至頂環301B之晶圓交接位置(第3搬送位置TP3)，而將第1搬送載物台TS1上之晶圓E移動至頂環301A之晶圓交接位置(第2搬送位置TP2)(第48B圖)。

在此，被配置於第3搬送位置TP3之推進機34及被配置於第2搬送位置TP2之推進機33會上升，而將晶圓C與晶圓E分別交接至頂環301B與頂環301A。此外，擺動運送器7之晶圓夾持機構112會在第4搬送位置TP4迴旋，而將研磨結束之晶圓A交接至擺動運送器7(第48C圖)。此時，與上述同樣，將下一個晶圓F載置於第4搬送載物台TS4上。

然後，下層之搬送載物台TS1、TS2、TS3會移動至第1搬送位置TP1側，並且上層之搬送載物台TS4會移動至第4搬送位置TP4。藉此，將第4搬送載物台TS4上之晶圓F移動至第4搬送位置TP4(第48D圖)。在各自之研磨單元中結束研磨的晶圓C及晶圓E，係分別藉由推進機34、33而被載置於第3搬送載物台TS3、第2搬送載物台TS2上，並且下一個晶圓G被載置於第1搬送載物台TS1上。此外，擺動運送器7之晶圓夾持機構112會在第4搬送位置TP4迴旋，而將晶圓F交接至擺動運送器7(第48E圖)。之後，反覆進行第48B至48E圖所示之處理。

另一方面，第47A圖中已接受晶圓B之擺動運送器7，係將該晶圓B搬送至第2研磨部3b之第2線性運送器6的第5搬運位置TP5(第49A圖)，而將晶圓B被載置於第2線性運送器6之第5搬送載物台TS5上(第49B圖)。

在晶圓B被載置於第2線性運送器6之第5搬送載物台TS5上之後，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第7搬送位置TP7側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第5搬送位置TP5。藉此，將第5搬送載物台TS5之晶圓B移動至頂環301C之晶圓交接位置(第6搬送位置TP6)(第49C圖)。

在此，被配置於第6搬送位置TP6之推進機37會上升，而將晶圓B交接至頂環301C(第49D圖)。此時，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第5搬送位置TP5側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第7搬送位置TP7(第50A圖)。之後，研磨結束之晶圓B係藉由推進機37而被載置於第6搬送載物台TS6上(第50B圖)。此時，第48A圖中被交接至擺動運送器7的晶圓D係載置於第5搬送載物台TS5上。

然後，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第7搬送位置TP7側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第5搬送位置TP5。藉此，將第6搬送載物台TS6上之晶圓B移動至頂環301D之晶圓交接位置(第7搬送位置TP7)，而將第5搬送載物台TS5上之晶圓D移動至頂環301C之晶圓交接位置(第6搬送位置TP6)(第50C圖)。

在此，被配置於第7搬送位置TP7之推進機38及被配置於第6搬送位置TP6之推進機37會上升，而將晶圓B與晶圓D分別交接至頂環301D與頂環301C(第50D圖)。此時，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第5搬送位置TP5側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第7搬送位置TP7(第51A圖)。在各自之研磨單元中結束研磨之晶圓B及晶圓D係分別藉由推進機38、37而被載置於第7搬送載物台TS7、第6搬送載物台TS6上(第51B圖)。此時，第48E圖中被交接至擺動運送器7的晶圓F會被載置於第5搬送載物台TS5上。

然後，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第7搬送位置TP7側，並且下層之搬送載物台TS7會移動至第5搬送位置TP5。藉此，將第7搬送載物台TS7上之晶圓B移動至第5搬送位置，將第6搬送載物台TS6上之晶圓D移動至頂環301D之晶圓交接位置(第7搬送位置TP7)，而將第5搬送載物台TS5上之晶圓F移動至頂環301C之晶圓交接位置(第6搬送位置TP6)(第51C圖)。

在此，被配置於第7搬送位置TP7之推進機38及被配置於第6搬送位置TP6之推進機37會上升，而將晶圓D與晶圓F分別交接至頂環301D與頂環301C，此外，擺動運送器7之晶圓夾持機構112會在第5搬送位置迴旋，而將晶圓B交接至擺動運送器7(第51D圖)。此時，上層之搬送載物台TS5、TS6會移動至第5搬送位置TP5側，下層之搬送載物台TS7會移動至第7搬送位置TP7，並且下一個晶圓H係藉由擺動運送器7而獲得準備(第51E圖)。之後，反覆進行第51A至51E圖所示之處理。

在此，在並行處理晶圓之情況，如同上述，第1線性運送器5之第4搬送載物台TS4係將晶圓從第1搬送位置TP1搬送至第4搬送位置TP4，而第2搬送位置TP2及第3搬送位置TP3會被跳過(skip)。如第52圖所示，亦可在第1線性運送器5與洗淨部4之間，設置將晶圓保持垂直而從第1搬送位置TP1搬送至第4搬送位置TP4的垂直搬送機構700，以取代該第4搬送載物台TS4。若將該種垂直搬送機構700追加在由第1線性運送器5之第1搬送載物台TS1、第2搬送載物台TS2、第3搬送載物台TS3所構成的水平搬送機構中，則可在不會受到來自第1研磨部3a之污染影響之潔淨之狀態下將晶圓搬送至第2研磨部3b。此外，能夠不通過研磨部而確保用以確認洗淨機之性能的污染路徑(contamination route)。亦即，由於可利用垂直搬送機構700將不研磨之晶圓送至擺動運送器7，且經由反轉機41而送至洗淨機42至45，所以可進行各洗淨機42至45之各個的洗淨性能或逆污染的評估。並且，由於可以不同於第1研磨部3a內之晶圓的搬送之其他路徑來進行從搬送機器人22朝第2研磨部3b之晶圓的搬送，所以可抑制第1線性運送器5中之晶圓的滯留。另外，可利用上述洗淨部4之搬送單元46的構造(參照第29圖)作為該種垂直搬送機構700之構造。

第53圖係顯示第1圖所示研磨裝置之框體構成的立體圖。本實施形態中，可將洗淨部4之框體710從其他的框體711拆除。亦即，如第54圖所示，在洗淨部4之框體710的下部，配置有用以固定框體710之固定腳712、及用以拉出框體710之腳輪(caster)714。在腳輪714之下部配置有不銹鋼板716。

第55圖係顯示腳輪714之立體圖。如第55圖所示，腳輪714係具備可朝框體710之拉出方向轉動的主滾輪718、及抵接在設於不銹鋼板716之抵接部719的側滾輪720。在安裝有該側滾輪720之基底722形成有長孔724，可藉由被插通於該長孔724之螺桿726的鎖緊而調整側滾輪720之位置。此外，在該腳輪714之上部設有螺絲723，可藉由該螺絲723之鎖緊而調整腳輪714之長度。

在拉出洗淨部4之框體710的情況，如第56圖所示，在配置於腳輪714之下部的不銹鋼板716配置延長板724，而在框體710之中央部連接具把手之滾珠螺桿機構726。然後，藉由鎖緊腳輪714之上部的螺絲723而延長腳輪714，而如第57圖所示，使腳輪714變得比固定腳712長。藉此，至目前為止利用固定腳712所支撐的框體710係藉由腳輪714而獲得支撐。在該狀態下，當轉動第56圖所示之滾珠螺桿機構726的把手726a時，腳輪714之主滾輪718會轉動於不銹鋼板716及延長板724上，而可拉出洗淨部4之框體710。

在此，如第54圖所示，延伸於框體710之拉出方向的導件體730、731係鄰接洗淨部4之框體710而設。對應這些上下之導件體730、731，在洗淨部4之框體710的側面，設有被配置於上下之導件體730、731之間的突起部732。如第58圖之箭號所示，在洗淨部4之框體710被拉出時，上述突起部732會移動於上下之導件體730、731之間。依據該種構成，即使框體710變成好像會傾倒的樣子，由於框體710之突起部732亦會卡合於下導件體730或上導件體731，所以框體710不會翻倒。另外，在上下之導件體730、731之端部，設有用以防止框體710被過度擠壓的擠壓限制部733。

如第59圖所示，雖然在上述洗淨部4之框體710內組入有反轉機41及洗淨機42至45作為單元，但是本實施形態中，亦可將各自之單元740從洗淨部4之框體710個別地予以拉出而取出。亦即，如第60圖所示，單元740係具有延伸於下方之4支腳742，且在這些腳742之下部安裝有滑塊744。該滑塊744係配置在延伸於單元740之拉出方向的樹脂板746上，在單元740被拉出時，滑塊744會滑動於樹脂板746上。

樹脂板746係配置在延伸於單元740之拉出方向的導板748上，且在該導板748設有包夾所鄰接的單元740之滑塊744的導件體750。該導件體750係延伸於單元740之拉出方向，且在單元740被拉出時導引滑塊744。依據該種構成，係縮短將搭載於單元740之洗淨機從例如上述滾輪型之洗淨機交換成筆型之洗淨機時的時間，且交換作業亦會變成簡單。另外，在固定單元740時，藉由鎖緊被安裝在導件體750之側面的螺絲752而固定滑塊744，即可固定單元740。

另外，以上述框體710、711為首的研磨裝置之外裝係以鋁所形成，可謀求輕量化。因此，在維修時容易拉出洗淨部4之框體710或單元740，亦提高其移動時之安全性。

第61圖係顯示第1圖所示研磨裝置之藥物供給裝置800的方塊圖；第62及63圖係顯示藥物供給裝置800的縱剖面圖。如第61至63圖所示，本實施形態中之藥物供給裝置800，係在同一單元內具備：藥物供給配管802，係供給研磨液或洗淨液等之藥物801；壓力感測器804，係檢測流入藥物供給配管802之藥物801的壓力；空氣操作閥806，係將流入藥物供給配管802之藥物801的流量予以打開/關閉(ON/OFF)；純水供給配管810，係對藥物供給配管802供給純水808；空氣操作閥812，係將流入純水供給配管810之純水808的流量予以打開/關閉(ON/OFF)；止回閥814，係防止流入藥物供給配管802之藥物801逆流至純水供給配管810；藥物回送配管818，係將未被使用之藥物816從藥物供給配管802送回；及空氣操作閥820，係將流入藥物回送配管818之藥物816的流量予以打開/關閉(ON/OFF)。

在該種構成之藥物供給裝置800中，藉由調整空氣操作閥806，而從藥物供給配管802對各研磨單元30A、30B、30C、30D之研磨液供給噴嘴302A、302B、302C、302D(參照第1圖)供給藥物801。此外，在洗淨藥物供給配管802的情形中，會打開空氣操作閥812以將純水808供至藥物供給配管802，以防止在藥物供給配管802內發生阻塞。此外，未被使用於研磨之藥物816係藉由調整空氣操作閥820以從藥物回送配管818送回至供給源。

如此，本實施形態中，由於將壓力感測器804、空氣操作閥806、空氣操作閥812、止回閥814、空氣操作閥820等一體化，所以藥物供給裝置800之設置空間會變小，且可謀求成本降低。此外，由於這些構件集中於1處，故提高維修作業性。

另外，上述之實施形態中，雖以研磨晶圓之研磨裝置為例加以說明，但是本發明並不限於研磨裝置，亦可適用於其他的基板處理裝置。例如，亦可將複數個研磨單元置換成其他的基板處理單元(例如，電鍍處理單元或CVD(Chemical Vapour Deposition；化學氣相沉積法)單元等之成膜處理單元、濕式蝕刻單元或乾式蝕刻單元等)，且與研磨裝置構成不同的基板處理裝置。此外，亦可組合不同的複數個基板處理單元，且將這些單元並列配置於預定方向。

至目前為止雖已就本發明之較佳實施形態加以說明，但是本發明並未限定於上述之實施形態，在其技術思想之範圍內當然亦可以各種不同的形態來實施。

(產業上的可利用性)

本發明係可利用於基板處理裝置，尤其是為了將半導體晶圓等之基板研磨成平坦且鏡面狀所用的基板處理裝置。此外，本發明係可利用於在該種基板處理裝置中所用的基板搬送裝置。並且，本發明係可利用於在該種基板搬送裝置或反轉機中所用的基板夾持裝置。此外，本發明係可利用於上述基板處理裝置中所用的藥物處理裝置。

1．．．殼體

1a、1b、1c．．．間隔壁

2．．．裝載/卸載部

3．．．研磨部

3a、3b．．．第1、第2研磨部

4．．．洗淨部

5．．．第1線性運送器

6．．．第2線性運送器

7．．．擺動運送器(晶圓搬送機構)

8．．．膜厚測量器

10、12、13．．．擋門

20．．．前裝載部

21．．．行走機構

22．．．搬送機器人

30A、30B、30C、30D．．．第1至第4研磨單元

31、41．．．反轉機

32．．．升降桿

33、34、37、38．．．推進機

42至45．．．1次至4次洗淨機

46．．．搬送單元

51、52、53、54．．．支撐部

55、65．．．氣壓缸(驅動機構)

55a、65a．．．桿

56．．．連結構件

57、58、67、68．．．軸

60．．．銷

102．．．框架

104．．．機器人汽缸

106．．．基底托架

107．．．馬達

108．．．馬達蓋

110．．．迴旋手臂

112．．．晶圓夾持機構

114．．．夾持部

116．．．開閉機構

118．．．定位銷

130．．．暫置部

131．．．基底板

132．．．定位銷

132a．．．突起

133．．．支撐筒

134．．．氣壓缸

200．．．晶圓卡匣

201．．．裝載/卸載載物台

202．．．穿透型光感測器

203．．．搜尋機構

204．．．假性晶圓站

205．．．晶圓有無檢測用之感測器

206．．．驅動源(脈波馬達)

207．．．搜尋感測器

208、209．．．擋門

209．．．間隔壁

210．．．門

211．．．開閉判別用之感測器

220．．．迴旋用之θ軸

221－1．．．上手伸縮用之R1軸

221－2．．．下手伸縮用之R2軸

222．．．上下移動用之Z軸

223．．．卡匣並排方向之行走用的X軸

224．．．機器人身體

225．．．上側之手

226．．．下側之手

227．．．支撐部

228．．．活動夾板

300A至300D．．．研磨台

301A至301D．．．頂環

302A至302D．．．研磨液供給噴嘴

303A至303D．．．修整器

304A至304D．．．霧化器

310．．．夾持部

311．．．夾爪部

311a．．．傾斜面(下側突起部)

311b．．．突起部(上側突起部)

312．．．開閉機構

313．．．滑動式氣壓缸

313a．．．活動部

314．．．軸

315．．．壓縮彈簧

316．．．旋轉軸

317．．．機構止動器

318．．．反轉機構

319．．．感測器

322．．．載物台

323．．．汽缸

324．．．軸

325．．．爪

326．．．止動器

327．．．止動器基底

328、329．．．感測器

330．．．軸

331．．．導引載物台

333．．．推進載物台

337．．．頂環導件

338．．．頂環導件337之上層部

338a．．．斜面

339a．．．承接部

339b．．．彈簧

340．．．導引套環

346．．．線性滑塊

347．．．汽缸

349．．．氣壓缸

351．．．壓縮彈簧

410、420、430、440、450．．．反應室

410a、410b、420a、420b、430a、430b、440a、440b、450a、450b．．．開口

411、421、431、441、451．．．擋門

461至464．．．夾緊單元

465．．．主框架

466．．．導框

468．．．馬達

469．．．滾珠螺桿

470．．．馬達

471a、471b、472a、472b．．．手臂

473．．．夾緊定位銷

474．．．氣壓缸

475．．．旋轉軸

476．．．氣壓缸

476a．．．剎車

477．．．銷

478．．．連桿構件

479．．．桿

481、482、483、484．．．滾輪

481a、482a、483a、484a．．．保持部

481b、482b、483b、484b．．．肩部(支撐部)

490．．．定位導件

490a．．．定位面

490b．．．傾斜面

501、502、601．．．機構止動器

571、581、671．．．止動器

572、582、672．．．彈簧

590、690．．．氣壓缸

700．．．垂直搬送機構

710、711．．．框體

712．．．固定腳

714．．．腳輪

716．．．不銹鋼板

718．．．主滾輪

720．．．側滾輪

722．．．基底

723．．．螺絲

724．．．長孔

726．．．滾珠螺桿機構

726a．．．把手

730、731．．．上下之導件體

732．．．突起部

733．．．擠壓限制部

740．．．單元

742．．．腳

744．．．滑塊

746．．．樹脂板

748．．．導板

750．．．導件體

752．．．螺絲

800．．．藥物供給裝置

801、816．．．藥物

802．．．藥物供給配管

804．．．壓力感測器

806、812、820．．．空氣操作閥

808．．．純水

810．．．純水供給配管

814．．．止回閥

818．．．藥物回送配管

3100．．．頂環頭

3102．．．頂環本體

3104．．．導環

3106．．．背墊薄膜

3108．．．貫穿孔

3110．．．安裝凸緣

3112．．．頂環驅動軸

3114．．．驅動凸緣

3116．．．球

3117．．．搖動軸

3118．．．馬達

3120．．．驅動滑輪

3122．．．隨動滑動

3124．．．皮帶

3126．．．汽缸

3128．．．負載測量器

3130．．．旋轉接頭

3132．．．下降點檢測用之感測器

3300．．．修整器板

3302．．．安裝凸緣

3304．．．修整器驅動軸

3306．．．驅動凸緣

3308．．．球

3310．．．鑽石顆粒

3312．．．修整器頭

3314．．．刷子

A至G、W．．．晶圓

TP1至TP7．．．第1至第7搬送位置

TS1至TS7．．．第1至第7搬送載物台

第1圖係顯示作為本發明一實施形態中之基板處理裝置的研磨裝置之全體構成的平面圖。

第2圖係顯示第1圖所示研磨裝置之概要的立體圖。

第3A及3B圖係顯示第1圖所示研磨裝置之前裝載部的示意圖；第3A圖為正面圖；第3B圖為側視圖。

第4圖係顯示第1圖所示研磨裝置之搬送機器人的側視圖。

第5圖係顯示本發明另一實施形態中之搬送機器人之手的平面圖。

第6圖係顯示第1圖所示研磨裝置之頂環構造之局部剖面的側視圖。

第7圖係顯示第1圖所示研磨裝置之修整器的縱剖面圖；且顯示鑽石修整器。

第8圖係顯示第1圖所示研磨裝置之修整器的縱剖面圖；且顯示刷式修整器。

第9圖係顯示第1圖所示研磨裝置中之擺動運送器及洗淨部之反轉機的立體圖。

第10圖係顯示第1圖所示研磨裝置之第1線性運送器的正面圖。

第11圖係第10圖之平面圖。

第12圖係顯示第1圖所示研磨裝置之第2線性運送器的正面圖。

第13圖係第12圖之平面圖。

第14圖係顯示第1圖所示研磨裝置中之第1研磨部之反轉機的立體圖。

第15圖係第14圖之平面圖。

第16圖係第14圖之側視圖。

第17圖係顯示第14圖之反轉機之開閉機構的縱剖面圖。

第18圖係顯示第14圖之反轉機之開閉機構的縱剖面圖。

第19圖係第15圖之XIX－XIX線剖面圖。

第20圖係顯示第14圖之反轉機接收晶圓時之狀態的平面圖。

第21圖係顯示第20圖之反轉機接收晶圓時之狀態的立體圖。

第22圖係顯示第14圖之反轉機反轉晶圓時之狀態的立體圖。

第23圖係顯示第1圖所示研磨裝置中之洗淨部之反轉機之暫置部的立體圖。

第24圖係顯示第23圖之暫置部上升之狀態的立體圖。

第25圖係顯示第1圖所示研磨裝置之升降桿(lifter)的縱剖面圖。

第26圖係第1圖所示研磨裝置之推進機(pusher)的縱剖面圖。

第27圖係顯示第1圖所示研磨裝置之搬送單元的立體圖。

第28A及28B圖係顯示第27圖所示搬送單元之動作的示意圖。

第29圖係顯示往上舉起第27圖所示搬送單元之手臂之狀態的立體圖。

第30A及30B圖係賦予第27圖所示搬送單元之動作說明的示意圖；第30A圖為橫剖面圖；第30B圖為縱剖面圖。

第31A圖係示意性顯示第27圖所示搬送單元待機時之狀態的側視圖。

第31B圖係第31A圖之後視圖。

第32A圖係示意性顯示第27圖所示搬送單元移動時之狀態的側視圖。

第32B圖係第32A圖之後視圖。

第32C圖係示意性顯示第27圖所示搬送單元移動時之狀態的側視圖。

第32D圖係第32C圖之後視圖。

第33圖係示意性顯示1次洗淨機42的立體圖。

第34圖係示意性顯示1次洗淨機42的平面圖。

第35圖係顯示晶圓被搬入至1次洗淨機42內時之動作的示意性圖。

第36圖係顯示在1次洗淨機42之滾輪(肩部)載置有晶圓時之動作的示意性圖。

第37圖係顯示晶圓被保持時之動作的示意圖。

第38圖係顯示晶圓被保持、被處理時之動作的示意圖。

第39A至39D圖係顯示序列處理晶圓之情況之第1線性運送器之動作的示意性圖。

第40A至40D圖係顯示序列處理晶圓之情況之第1線性運送器之動作的示意性圖。

第41A至41D圖係顯示序列處理晶圓之情況之第1線性運送器之動作的示意性圖。

第42A至42D圖係顯示序列處理晶圓之情況之第1線性運送器之動作的示意圖。

第43A至43D圖係顯示序列處理晶圓之情況之第2線性運送器之動作的示意圖。

第44A至44D圖係顯示序列處理晶圓之情況之第2線性運送器之動作的示意圖。

第45A至45E圖係顯示序列處理晶圓之情況之第2線性運送器之動作的示意圖。

第46A至46D圖係顯示並行處理晶圓之情況之第1線性運送器之動作的示意圖。

第47A至47D圖係顯示並行處理晶圓之情況之第1線性運送器之動作的示意圖。

第48A至48E圖係顯示並行處理晶圓之情況之第1線性運送器之動作的示意圖。

第49A至49D圖係顯示並行處理晶圓之情況之第2線性運送器之動作的示意圖。

第50A至50D圖係顯示並行處理晶圓之情況之第2線性運送器之動作的示意圖。

第51A至51E圖係顯示並行處理晶圓之情況之第2線性運送器之動作的示意圖。

第52圖係顯示第1圖所示研磨裝置之變化例的示意圖。

第53圖係顯示第1圖所示研磨裝置之框體構成的立體圖。

第54圖係顯示第53圖所示洗淨部之框體下部的示意圖。

第55圖係顯示安裝於第53圖所示洗淨部之框體的腳輪之立體圖。

第56圖係顯示拉出第53圖所示洗淨部之框體時之狀態的立體圖。

第57圖係顯示第53圖所示洗淨部之框體下部的示意圖。

第58圖係顯示鄰接第53圖所示洗淨部之框體而設的導件體之示意圖。

第59圖係顯示第53圖所示洗淨部之構造的立體圖。

第60圖係顯示第59圖所示之1個洗淨部之安裝構造的立體圖。

第61圖係顯示第1圖所示研磨裝置之藥物供給裝置的方塊圖。

第62圖係顯示第61圖之藥物供給裝置的縱剖面圖。

第63圖係顯示第61圖之藥物供給裝置的縱剖面圖。