WO2015174375A1 - 研磨テーブル交換装置、研磨テーブルの交換方法、および半導体デバイス製造装置の構成部品を交換する装置 - Google Patents

研磨テーブル交換装置、研磨テーブルの交換方法、および半導体デバイス製造装置の構成部品を交換する装置 Download PDF

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WO2015174375A1
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polishing
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秀一 末政
篠崎　弘行
小林　裕
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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
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for exchanging a polishing table used in a polishing apparatus for polishing a substrate such as a wafer.
  • the present invention relates to an apparatus and a method for realizing simple maintenance while restricting a maintenance space from the viewpoint of increasing the size of a polishing table and improving productivity per footprint as the wafer size increases.
  • the present invention also relates to an apparatus for exchanging components of a semiconductor device manufacturing apparatus represented by a polishing apparatus for polishing a substrate such as a wafer.
  • a CMP apparatus that is one of semiconductor device manufacturing apparatuses is a polishing apparatus that chemically and mechanically polishes a wafer.
  • One of the largest components in a CMP apparatus is a polishing table.
  • This polishing table is a surface plate-like rotating body that is mounted horizontally on a table shaft and has a polishing pad attached to the surface thereof.
  • This polishing table is a large and heavy part and cannot be replaced manually. For this reason, a series of operations are performed in which a dedicated lifter is prepared, the polishing table is lifted in the CMP apparatus, moved horizontally, pulled out of the CMP apparatus, and placed on a receiving table.
  • the polishing table is pulled out horizontally and placed on the receiving table, a maintenance space larger than the diameter of the polishing table is required.
  • the maintenance space necessary for exchanging the polishing table is 900 mm.
  • the polishing table diameter exceeds 1000 mm, it is difficult to replace the polishing table in the conventional maintenance space of 900 mm.
  • the lifter is also provided with a fixed frame at the same height as the upper frame of the semiconductor device manufacturing apparatus.
  • the upper frame of the semiconductor device manufacturing apparatus and the fixed frame of the lifter are connected by a connection bracket.
  • a crane is disposed immediately below the fixed frame, and the crane lifts the component parts of the semiconductor device manufacturing apparatus and pulls the component parts out of the semiconductor device manufacturing apparatus.
  • the lifter fixing frame is connected to the upper frame of the semiconductor device manufacturing apparatus as described above. Therefore, the fixed frame is at a high position, and the center of gravity of the lifter is increased. For this reason, the lifter has a wide shape in order to prevent the lifter from falling over when it is carried in. However, if the lifter has a wide shape, the lifter cannot be carried in smoothly if the passage width in the manufacturing plant is limited.
  • connection bracket In order to attach the connection bracket to the upper frame of the semiconductor device manufacturing apparatus, it is necessary to lift the connection bracket itself to the upper frame. However, the weight of the connection bracket is about 20 kg, and it is dangerous to lift the connection bracket to the upper frame by human power. For this reason, the apparatus for lifting a connection bracket was separately needed.
  • An object of the present invention is to provide a polishing table exchanging apparatus and a polishing table exchanging method capable of exchanging a large polishing table with a small maintenance space. It is another object of the present invention to provide a component replacement device that has a low center of gravity and can eliminate the need for a dedicated device for lifting a connection bracket for connection to a semiconductor device manufacturing apparatus.
  • One aspect of the present invention is a polishing table exchange device for removing a polishing table from a polishing apparatus, a crane that moves the polishing table in a vertical direction and a horizontal direction, and a table base on which the polishing table is placed.
  • a polishing table exchanging apparatus comprising a table table tilting mechanism for tilting the table table.
  • the polishing table exchanging apparatus as a whole is further provided with a moving mechanism that is movable.
  • the apparatus further includes a connecting portion connected to the polishing apparatus.
  • the crane includes a lift arm that is extendable in a horizontal direction, a table support that is attached to a tip of the lift arm, and that supports the polishing table, and a vertical movement device that moves the lift arm up and down. It is characterized by having.
  • the polishing table is raised, the raised polishing table is moved in the horizontal direction, the polishing table is taken out of the polishing apparatus, the polishing table is placed on a table base, and the table base is placed on the table base.
  • a polishing table exchange method characterized by tilting together with a polishing table.
  • Still another aspect of the present invention is a component replacement apparatus used for replacement of a component of a semiconductor device manufacturing apparatus, wherein the vertical frame extends in the vertical direction, and the movable frame is movable up and down along the vertical frame. And a connecting member that is fixed to the movable frame and connects the semiconductor device manufacturing apparatus and the movable frame, a crane that is positioned below the movable frame and that can move up and down along the vertical frame, A lifting device that lifts and lowers the crane and the movable frame along the vertical frame is provided.
  • the movable frame and the crane can move up and down independently of each other, the lifting device is connected to the crane, and the movable frame and the crane are located below the movable frame.
  • a frame stopper is provided for restricting the movement to the position.
  • a preferable aspect further includes a base frame fixed to a lower portion of the vertical frame, and a crane stopper provided between the base frame and the crane and restricting the downward movement of the crane.
  • the crane includes a pivot shaft extending in a vertical direction, a rail that can pivot horizontally around the pivot shaft, and a movable pulley that can move on the rail in the longitudinal direction of the rail. It is characterized by that.
  • the connecting member is detachably fixed to the movable frame by a screw.
  • the apparatus and method of the present invention are indispensable for simultaneously realizing productivity improvement by increasing the number of polishing apparatuses, in addition to productivity improvement by increasing the wafer size.
  • the center of gravity of the entire component replacement device can be lowered by lowering the movable frame and crane. Therefore, the possibility of falling when moving the component replacement device is reduced, and the width of the component replacement device itself can be designed to be small. Therefore, there are effects such as reduction of member cost, reduction of transportation cost, and reduction of storage space. Furthermore, even when the passage width in the factory is limited, the component replacement device can be smoothly moved through the passage.
  • exchange apparatus which is a jig
  • exchange apparatus component replacement
  • a perspective view of a polishing table exchange device It is a side view which shows the state which the crane and the movable frame raised. It is a perspective view which shows the state which the crane and the movable frame raised. It is a side view which shows the state which connected the movable frame to the upper frame of the grinding
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a polishing apparatus.
  • a polishing apparatus (also referred to as a CMP apparatus) 1, which is an example of a semiconductor device manufacturing apparatus, polishes a wafer W by pressing the wafer W against the polishing table 3 for supporting the polishing pad 2 and the polishing pad 2 on the polishing table 3.
  • a polishing liquid supply nozzle 5 for supplying a polishing liquid (usually slurry) onto the polishing pad 2.
  • the polishing table 3 is connected to a table motor 6 disposed below the table shaft 3a, and the polishing table 3 is rotated by the table motor 6 in a direction indicated by an arrow.
  • a polishing pad 2 is affixed to the upper surface of the polishing table 3, and the upper surface of the polishing pad 2 constitutes a polishing surface 2a for polishing the wafer W.
  • the polishing head 4 is connected to the lower end of the head shaft 7.
  • the polishing head 4 is configured to hold the wafer W on the lower surface thereof by vacuum suction.
  • the head shaft 7 is moved up and down by a vertical movement mechanism (not shown).
  • the polishing of the wafer W is performed as follows.
  • the polishing head 4 and the polishing table 3 are rotated in directions indicated by arrows, respectively, and a polishing liquid (slurry) is supplied onto the polishing pad 2 from the polishing liquid supply nozzle 5.
  • a polishing liquid slurry
  • the polishing head 4 presses the wafer W against the polishing surface 2 a of the polishing pad 2.
  • the surface of the wafer W is polished by the mechanical action of abrasive grains contained in the polishing liquid and the chemical action of the polishing liquid.
  • FIG. 2 is a side view showing the polishing table exchange device 10 which is a jig for exchanging the polishing table 3.
  • the polishing table exchanging device 10 supports the polishing table 3 and moves the polishing table 3 in the vertical and horizontal directions, a table base 14 on which the polishing table 3 is placed, and the table base 14 is tilted.
  • a power jack 15 as a table base tilting mechanism is provided.
  • the crane 12 includes a lift arm 21 that can be expanded and contracted in the horizontal direction, a handle 22 that is gripped by a hand when the lift arm 21 is expanded and contracted in the horizontal direction, and an arm lock mechanism 23 that fixes the tip position of the lift arm 21.
  • a plurality of chains (table support tools) 24 attached to the tip of the lift arm 21 for supporting the polishing table 3, an arm holder 26 for holding the lift arm 21, and the arm holder 26 and the lift arm 21.
  • a winch 30 as a vertically moving device that moves up and down integrally.
  • the lift arm 21 of this embodiment is a telescopic arm.
  • the arm holder 26 is supported by a plurality of linear guides 33 attached to a plurality of vertical frames 16 extending in the vertical direction so as to be movable in the vertical direction.
  • the winch 30 is attached to a horizontal frame 17 fixed to the vertical frame 16.
  • the vertical frame 16 and the horizontal frame 17 constitute a housing 18 of the polishing table exchange device 10.
  • the crane 12, the table base 14, and the power jack 15 are attached to the housing 18.
  • the winch 30 and the arm holder 26 are connected by a wire rope (not shown).
  • a wire rope not shown.
  • the winch 30 winds up the wire rope
  • the arm holder 26 and the lift arm 21 held by the arm holder 26 are raised together.
  • the winch 30 unwinds the wire rope
  • the arm holder 26 and the lift arm 21 descend due to their own weight.
  • the vertical movement of the arm holder 26 and the lift arm 21 is guided in the vertical direction by the linear guide 33.
  • FIG. 3 is a bottom view showing the lift arm 21 and the arm lock mechanism 23.
  • the arm lock mechanism 23 includes a pantograph mechanism.
  • the arm lock mechanism 23 is disposed along the lift arm 21, and the arm lock mechanism 23 is supported by a bracket 27.
  • One end of the arm lock mechanism 23 is connected to the tip of the lift arm 21, and the other end of the arm lock mechanism 23 is connected to the arm holder 26.
  • the handle 22 is fixed to the tip of the lift arm 21.
  • the arm lock mechanism 23 When the handle 22 is grasped by hand and the lift arm 21 is manually expanded and contracted, the arm lock mechanism 23 is expanded and contracted in the same manner.
  • the arm lock mechanism 23 includes a lock lever 23a that fixes the length thereof, and the entire length of the arm lock mechanism 23 is fixed by manually operating the lock lever 23a. Therefore, the horizontal length of the lift arm 21 connected to the arm lock mechanism 23 is fixed, and the position of the tip of the lift arm 21 is fixed.
  • an actuator for example, a combination of a motor and a ball screw
  • an actuator for example, a combination of a motor and a ball screw
  • FIG. 4 is a plan view showing the polishing table 3 to which a chain 24 as a table support is connected.
  • three chains 24 are used, and the polishing table 3 is suspended from the lift arm 21 by these three chains 24.
  • a first suspension bracket 41 and a second suspension bracket 42 are attached to the periphery of the polishing table 3.
  • the first suspension bracket 41 and the second suspension bracket 42 are arranged symmetrically with respect to the center of the polishing table 3.
  • the first suspension bracket 41 includes one connection ring (eye bolt) 44
  • the second suspension bracket 42 includes two connection rings (eye bolts) 45 and 46.
  • One of the three chains 24 is attached to the connection ring 44 of the first suspension bracket 41, and the other two are attached to the connection rings 45 and 46 of the second suspension bracket 42.
  • the other ends of the three chains 24 are connected to a mounting portion 48 fixed to the tip of the lift arm 21.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the table base 14.
  • the table base 14 includes two support arms 51 that are parallel to each other, a connecting arm 52 that connects the two support arms 51, and an arm that is fixed to the two support arms 51.
  • a shaft 54 is provided.
  • These support arms 51 have a horizontal table mounting surface 51a. Further, these support arms 51 each have two claws 51b extending vertically at their tips.
  • Bearings (not shown) are fixed to the two support frames 57 extending vertically, and the arm shaft 54 extending horizontally is rotatably supported by these bearings. Therefore, the table base 14 is configured to be able to rotate around the axis of the arm shaft 54.
  • the support frame 57 constitutes the housing 18 together with the vertical frame 16 and the horizontal frame 17.
  • a locking member 61 is fixed to the end of the arm shaft 54, and the locking member 61 rotates together with the arm shaft 54.
  • An arm stopper (upper arm stopper) 64 fixed to the support frame 57 is disposed above the locking member 61.
  • an arm stopper (lower arm stopper) 65 is disposed below the table base 14.
  • the lower surface of the table base 14 comes into contact with the arm stopper 65 so that the table base 14 does not tilt further downward. Accordingly, the range of inclination of the table base 14 is limited by the upper arm stopper 64 and the lower arm stopper 65.
  • a power jack (table base tilting mechanism) 15 is connected to the connecting arm 52 (see FIG. 5) of the table base 14.
  • the power jack 15 is provided with a handle 15a. When the handle 15a is turned, the table base 14 rotates downward about the arm shaft 54, and thereby the table base 14 tilts downward.
  • a plurality of rollers 69 as a moving mechanism are fixed to a base frame 67 that constitutes a part of the casing 18 of the polishing table exchange device 10. These rollers 69 allow the polishing table exchange device 10 itself to move with the polishing table 3 and transport the polishing table 3 to a desired location.
  • the polishing table exchange device 10 is moved and brought into contact with the frames 1 a and 1 b of the polishing device 1.
  • the polishing table exchanging device 10 has a plurality of connecting portions 71 and 72 that are detachably connected to the frames 1 a and 1 b of the polishing device 1.
  • two connecting portions 71 and 72 are provided at the upper and lower portions of the housing 18. These connecting portions 71 and 72 are connected to the frames 1 a and 1 b of the polishing apparatus 1 by bolts (not shown), respectively, whereby the entire polishing table exchange apparatus 10 is fixed to the polishing apparatus 1.
  • the polishing table 3 and the lift arm 21 are connected by a chain 24.
  • the first suspension bracket 41 and the second suspension bracket 42 are attached to the polishing table 3, and the chain 24 is connected to the polishing table 3 via these suspension brackets 41 and 42.
  • the lift arm 21 is raised by the winch 30 and the polishing table 3 is pulled up.
  • the handle 22 attached to the tip of the lift arm 21 is grasped, and the lift arm 21 is contracted by pulling forward, and the polishing table 3 is moved in the horizontal direction toward the table base 14. .
  • the horizontal movement of the polishing table 3 is performed until the entire polishing table 3 is taken out from the polishing apparatus 1 and the peripheral edge of the polishing table 3 comes into contact with the claws 51b of the table base 14 as shown in FIG. Is called.
  • the chain 24 is detached from the polishing table 3 and the lift arm 21, and the polishing table 3 is placed on the table mounting surface 51a (see FIG. 5) of the table base 14.
  • the polishing table 3 is tied to the table base 14 with a belt 75.
  • the handle 15 a of the power jack 15 is turned, and the table base 14 is tilted together with the polishing table 3 until the lower surface of the table base 14 comes into contact with the lower arm stopper 65.
  • the inclined polishing table 3 is supported by the claw 51 b so that the polishing table 3 does not slide off the table base 14.
  • the bolts (not shown) are removed to release the connecting portions 71 and 72 from the frames 1 a and 1 b of the polishing apparatus 1, thereby polishing the polishing table exchange apparatus 10 on which the polishing table 3 is mounted. Disconnect from device 1.
  • the polishing table exchanging device 10 provided with the roller 69 as a moving mechanism can be moved to a desired place.
  • the tilted polishing table 3 is accommodated in the housing 18 of the polishing table changer 10. Therefore, if the polishing table changer 10 is used, the polishing table 3 can be exchanged in a narrow maintenance space, and the polishing table 3 can be transported in a narrow maintenance space.
  • a series of steps shown in FIGS. 6 to 13 may be performed in the reverse flow.
  • FIG. 14 is a side view showing another embodiment of a polishing table exchange device (component replacement device) 10 which is a jig for exchanging the polishing table 3
  • FIG. 15 is a perspective view of the polishing table exchange device 10. It is.
  • the polishing table exchanging device 10 includes a vertical frame 85 extending in the vertical direction, a movable frame 87 movable up and down along the vertical frame 85, and a connecting bracket (connecting member) for connecting the polishing device 1 and the movable frame 87. ) 90, a crane 100 that can move up and down along the vertical frame 85, and a base frame 99 fixed to the lower portion of the vertical frame 85.
  • Handles 88 and 89 are fixed to the vertical frame 85 and the movable frame 87, respectively.
  • the crane 100 is located below the movable frame 87.
  • the connection bracket 90 is a metal bracket having an L-shaped cross section, and is fixed to the movable frame 87 by screws 92. When these screws 92 are removed, the connection bracket 90 can be removed from the movable frame 87.
  • a guide rail 95 extending in the vertical direction is fixed to the vertical frame 85.
  • the movable frame 87 and the crane 100 are respectively fixed to two linear guides 96 attached to the guide rail 95 so as to be movable up and down.
  • the movable frame 87 and the crane 100 are moved along the vertical frame 85 together with these linear guides 96. It can move in the vertical direction.
  • the movable frame 87 and the crane 100 can move up and down independently of each other.
  • the crane 100 includes a turning shaft 101 extending in the vertical direction and a rail 102 that can turn horizontally around the turning shaft 101. Further, the crane 100 includes a trolley (movable pulley) 104 that can move on the rail 102 in the longitudinal direction of the rail 102, a shaft holding portion 105 that holds the turning shaft 101, and a block 106 to which the shaft holding portion 105 is fixed. And a connecting frame 107 fixed to the block 106. The linear guide 96 described above is fixed to the block 106.
  • the polishing table 3 that is a component of the polishing apparatus 1 is suspended from the trolley 104.
  • the rail 102 and the movable frame 87 extend horizontally from the vertical frame 85.
  • a frame stopper 112 is attached to the upper surface of the block 106.
  • the frame stopper 112 has a function of restricting the downward movement of the movable frame 87.
  • the dead weight of the movable frame 87 is supported by the crane 100 through the frame stopper 112.
  • the frame stopper 112 may be attached to the movable frame 87.
  • a crane stopper 114 is attached to the upper surface of the base frame 99.
  • the crane stopper 114 has a function of restricting the downward movement of the crane 100.
  • the crane stopper 114 may be attached to the crane 100.
  • the polishing table exchange device 10 further includes a winch 120 and a chain 121.
  • the winch 120 is connected to a horizontal portion 85 a extending from the upper end of the vertical frame 85, and the chain 121 is connected to the connection frame 107 of the crane 100.
  • the winch 120 winds up the chain 121 the crane 100 and the movable frame 87 rise together.
  • 16 and 17 are views showing a state where the crane 100 and the movable frame 87 are raised.
  • the movable frame 87 is supported by the crane 100 via the frame stopper 112. Therefore, when the winch 120 winds up the chain 121, the crane 100 rises, and the movable frame 87 rises as the crane 100 moves upward. Therefore, the crane 100 and the movable frame 87 are raised together.
  • connection bracket (connection member) 90 is fixed to the movable frame 87 in advance.
  • the connecting bracket 90 is lifted together with the movable frame 87 and the crane 100 by the winch 120 and the chain 121. Therefore, a dedicated device for raising the connection bracket 90 is not necessary.
  • the crane 100 and the movable frame 87 are lowered by its own weight.
  • the crane 100 and the movable frame 87 can be lowered until the crane 100 contacts the crane stopper 114. That is, the position where the crane 100 contacts the crane stopper 114 is the lowest position of the crane 100 and the movable frame 87. 14 and 15 show the lowest positions of the crane 100 and the movable frame 87. 16 and 17 show the raised positions of the crane 100 and the movable frame 87.
  • the vertical movement of the crane 100 and the movable frame 87 is guided in the vertical direction by the guide rail 95 and the linear guide 96.
  • the lifting device that lifts and lowers the crane 100 and the movable frame 87 along the vertical frame 85 includes the winch 120 and the chain 121.
  • a plurality of casters 125 as a moving mechanism are fixed to the base frame 99. With these casters 125, the polishing table exchange device 10 itself can be moved to a desired location. By lowering the movable frame 87 and the crane 100, the center of gravity of the entire polishing table exchange device 10 can be lowered. Therefore, the possibility of falling when the polishing table changer 10 is moved is reduced, and the width of the polishing table changer 10 itself can be designed to be small. Therefore, there are effects such as reduction of member cost, reduction of transportation cost, and reduction of storage space. Further, even when the passage width in the factory is limited, the polishing table exchange device 10 can be smoothly moved through the passage.
  • the polishing table exchange device 10 is moved to the side of the polishing device 1.
  • the chain 121 is wound up by the winch 120, and the crane 100 and the movable frame 87 are raised until the connection bracket 90 is positioned at the same height as the upper frame 1 a of the polishing apparatus 1.
  • the connecting bracket 90 is fixed to the upper frame 1a of the polishing apparatus 1 with bolts 130.
  • the base frame 99 is fixed to the lower frame 1b of the polishing apparatus 1 with bolts (not shown).
  • the winch 120 unwinds the chain 121 and lowers the crane 100 slightly.
  • the movable frame 87 is fixed to the upper frame 1a of the polishing apparatus 1 via the connection bracket 90, the movable frame 87 does not descend.
  • the polishing table 3 is connected to the trolley 104 of the crane 100 with a belt 128.
  • a chain or a wire may be used.
  • a suspension bracket 129 is attached to the polishing table 3, and the belt 128 is connected to the polishing table 3 via these suspension brackets 129.
  • the chain 121 is wound up by the winch 120, the crane 100 is raised, and the polishing table 3 is pulled up.
  • the rail 102 of the crane 100 is turned around the turning shaft 101, and the polishing table 3 is taken out from the polishing apparatus 1.
  • the crane 100 is further lowered, and the polishing table 3 is placed on a table carrier (not shown) connected to the polishing table changer 10.
  • the belt 128 is removed from the trolley 104 and the suspension bracket 129, whereby the removal operation of the polishing table 3 is completed.
  • the chain 121 is wound up by the winch 120 and the crane 100 is raised until the frame stopper 112 contacts the movable frame 87.
  • the bolt 130 is removed, and the connection bracket 90 is separated from the upper frame 1a.
  • a bolt (not shown) is removed, and the base frame 99 is separated from the lower frame 1b.
  • the chain 121 is unwound from the winch 120 and the movable frame 87 and the crane 100 are lowered integrally until the crane 100 contacts the crane stopper 114.
  • the center of gravity of the entire polishing table exchange device 10 can be lowered.
  • the polishing table exchanging apparatus 10 is an apparatus for exchanging a polishing table that is a component of a semiconductor device manufacturing apparatus, but the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the present invention can be applied to a component replacement device for replacing the polishing head 4 shown in FIG. 1, and further, a component for replacing replacement components of a semiconductor device manufacturing apparatus other than the polishing device. It can also be applied to an exchange device.
  • the present invention is applicable to an apparatus for exchanging component parts of a semiconductor device manufacturing apparatus represented by a polishing apparatus for polishing a substrate such as a wafer.

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Abstract

　ウェーハなどの基板を研磨する研磨装置に使用される研磨テーブルを交換するための装置が開示される。研磨テーブル交換装置（１０）は、研磨テーブル（３）を研磨装置（１）から取り出すための装置である。この研磨テーブル交換装置（１０）は、研磨テーブル（３）を鉛直方向および水平方向に移動させるクレーン（１２）と、研磨テーブル（３）が載置されるテーブル台（１４）と、テーブル台（１４）を水平方向に対して傾けるテーブル台傾動機構（１５）とを備える。

Description

研磨テーブル交換装置、研磨テーブルの交換方法、および半導体デバイス製造装置の構成部品を交換する装置
　本発明は、ウェーハなどの基板を研磨する研磨装置に使用される研磨テーブルを交換するための装置および方法に関する。特に、ウェーハサイズアップに伴う研磨テーブルの大型化とフットプリントあたりの生産性向上の観点から、メンテナンススペースを制限しつつ簡易なメンテナンスを実現するための装置および方法に関する。
　また、本発明は、ウェーハなどの基板を研磨する研磨装置に代表される半導体デバイス製造装置の構成部品を交換するための装置に関する。
　半導体デバイスは、さまざまな装置によって製造される。例えば、半導体デバイス製造装置の１つであるＣＭＰ装置は、ウェーハを化学機械的に研磨する研磨装置である。ＣＭＰ装置で最も大きな部品の一つに研磨テーブルがある。この研磨テーブルは、テーブル軸に水平に装着され、表面に研磨パットが貼り付けられる定盤状の回転体である。この研磨テーブルは大きく、重量のある部品であり、人力では交換することができない。そのため、専用のリフターを用意しＣＭＰ装置内で研磨テーブルを持ち上げ、水平移動させ、ＣＭＰ装置外に引き出し、そして受け取り台上に乗せる、という一連の作業を実施している。
　従来の方法では、研磨テーブルを水平に引き出して受け取り台に乗せるため、研磨テーブルの直径以上のメンテナンススペースが必要であった。例えば、ウェーハサイズ３００ｍｍのＣＭＰ装置では、研磨テーブルの交換に必要なメンテナンススペースは９００ｍｍとされる。しかしながら、ウェーハサイズ４５０ｍｍのＣＭＰ装置では、研磨テーブル直径が１０００ｍｍを超えるため、従来のメンテナンススペース９００ｍｍでは研磨テーブルを交換することは困難である。
　また、リフターを安定させた状態で半導体デバイス製造装置の構成部品（例えば、研磨テーブル）を交換するために、半導体デバイス製造装置の上部フレームにリフターを固定する必要がある。そのため、リフターにも、半導体デバイス製造装置の上部フレームと同じ高さに固定フレームが設けられている。半導体デバイス製造装置の上部フレームとリフターの固定フレームとは、連結ブラケットによって連結される。固定フレームの直下にはクレーンが配置されており、このクレーンによって半導体デバイス製造装置の構成部品を吊り上げ、構成部品を半導体デバイス製造装置から引き出す。
　構成部品の交換時にリフターを安定させるために、リフターの固定フレームは、上述したように、半導体デバイス製造装置の上部フレームに連結される。したがって、固定フレームは高い位置にあり、リフターの重心位置が高くなる。このため、リフター搬入時の転倒を防ぐために、リフターは幅広な形状を有している。しかし、リフターを幅広な形状とすると、製造工場内の通路幅に制限がある場合にはリフターをスムーズに搬入することができない。
　また、半導体デバイス製造装置の上部フレームに連結ブラケットを取り付けるためには、連結ブラケット自体を上部フレームまで持ち上げる必要がある。しかしながら、連結ブラケットの重量は約２０kgと重く、人力によって連結ブラケットを上部フレームにまで持ち上げることは危険である。このため、連結ブラケットを持ち上げるための装置が別途必要とされていた。
特開２００１－３４１０６８号公報
　本発明は、小さなメンテナンススペースで大きな研磨テーブルを交換することができる研磨テーブル交換装置および研磨テーブルの交換方法を提供することを目的とする。
　また、本発明は、重心が低く、しかも半導体デバイス製造装置に連結するための連結ブラケットを持ち上げるための専用装置を不要とすることができる構成部品交換装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様は、研磨テーブルを研磨装置から取り出すための研磨テーブル交換装置であって、前記研磨テーブルを鉛直方向および水平方向に移動させるクレーンと、前記研磨テーブルが載置されるテーブル台と、前記テーブル台を傾けるテーブル台傾動機構とを備えたことを特徴とする研磨テーブル交換装置である。
　好ましい態様は、前記研磨テーブル交換装置全体を移動可能とする移動機構をさらに備えたことを特徴とする。
　好ましい態様は、前記研磨装置に連結される連結部をさらに備えたことを特徴とする。
　好ましい態様は、前記クレーンは、水平方向に伸縮自在なリフトアームと、前記リフトアームの先端に取付けられた、前記研磨テーブルを支持するテーブル支持具と、前記リフトアームを上下動させる上下動装置とを備えていることを特徴とする。
　本発明の他の態様は、研磨テーブルを上昇させ、前記上昇された研磨テーブルを水平方向に移動させて前記研磨テーブルを研磨装置から取り出し、前記研磨テーブルをテーブル台に置き、前記テーブル台を前記研磨テーブルとともに傾斜させることを特徴とする研磨テーブルの交換方法である。
　本発明のさらに他の態様は、半導体デバイス製造装置の構成部品の交換に使用される構成部品交換装置であって、鉛直方向に延びる縦フレームと、前記縦フレームに沿って上下動可能な可動フレームと、前記可動フレームに固定され、前記半導体デバイス製造装置と前記可動フレームとを連結するための連結部材と、前記可動フレームの下方に位置し、前記縦フレームに沿って上下動可能なクレーンと、前記クレーンおよび前記可動フレームを前記縦フレームに沿って昇降させる昇降装置とを備えたことを特徴とする。
　好ましい態様は、前記可動フレームと前記クレーンは互いに独立に上下動可能であり、前記昇降装置は、前記クレーンに連結されており、前記可動フレームと前記クレーンとの間には、前記可動フレームの下方への移動を制限するフレームストッパが設けられていることを特徴とする。
　好ましい態様は、前記縦フレームの下部に固定された基部フレームと、前記基部フレームと前記クレーンとの間に設けられ、前記クレーンの下方への移動を制限するクレーンストッパとをさらに備えたことを特徴とする。
　好ましい態様は、前記クレーンは、鉛直方向に延びる旋回軸と、前記旋回軸を中心として水平に旋回可能なレールと、前記レール上を該レールの長手方向に移動可能な移動式滑車とを備えたことを特徴とする。
　好ましい態様は、前記連結部材は、ねじによって前記可動フレームに取り外し可能に固定されていることを特徴とする。
　テーブル台とともに研磨テーブルを傾けることによって、大きな部品である研磨テーブルの垂直投影面積を小さくすることができる。従って、より小さなメンテナンススペースで大きな研磨テーブルの交換を実施できる。結果として、フットプリントあたりに設置できる研磨装置の台数も増やすことができる。本発明の装置および方法は、ウェーハサイズアップによる生産性向上に加えて、研磨装置台数増加による生産性向上を同時に実現するために必要不可欠なものである。
　可動フレームおよびクレーンを下降させることによって、構成部品交換装置全体の重心を低くすることができる。したがって、構成部品交換装置の移動時に転倒の可能性が低くなり、構成部品交換装置自体の幅を小さく設計することができる。よって、部材コストの削減、輸送費用の削減、保管スペースを小さくできる、等の効果がある。さらに、工場内の通路幅に制限がある場合でも、構成部品交換装置を通路を通ってスムーズに移動させることができる。
研磨装置を模式的に示す斜視図である。 研磨テーブルを交換するための治具である研磨テーブル交換装置を示す側面図である。 リフトアームおよびアームロック機構を示す底面図である。 テーブル支持具としてのチェーンが連結された研磨テーブルを示す平面図である。 テーブル台を示す斜視図である。 研磨テーブルを交換するときの研磨テーブル交換装置の動作を説明するための図である。 研磨テーブルを交換するときの研磨テーブル交換装置の動作を説明するための図である。 研磨テーブルを交換するときの研磨テーブル交換装置の動作を説明するための図である。 研磨テーブルを交換するときの研磨テーブル交換装置の動作を説明するための図である。 研磨テーブルを交換するときの研磨テーブル交換装置の動作を説明するための図である。 研磨テーブルを交換するときの研磨テーブル交換装置の動作を説明するための図である。 研磨テーブルを交換するときの研磨テーブル交換装置の動作を説明するための図である。 研磨テーブルを交換するときの研磨テーブル交換装置の動作を説明するための図である。 研磨テーブルを交換するための治具である研磨テーブル交換装置（構成部品交換装置）を示す側面図である。 研磨テーブル交換装置の斜視図である。 クレーンおよび可動フレームが上昇した状態を示す側面図である。 クレーンおよび可動フレームが上昇した状態を示す斜視図である。 クレーンおよび可動フレームが上昇した後に可動フレームを研磨装置の上フレームに連結した状態を示す側面図である。 研磨テーブルがクレーンから吊り下げられている様子を示す斜視図である。 研磨テーブルがクレーンによって研磨装置から取り出されている様子を示す斜視図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、研磨装置を模式的に示す斜視図である。半導体デバイス製造装置の一例である研磨装置（ＣＭＰ装置ともいう）１は、研磨パッド２を支持するための研磨テーブル３と、研磨テーブル３上の研磨パッド２にウェーハＷを押し付けてウェーハＷを研磨する研磨ヘッド４と、研磨パッド２上に研磨液（通常はスラリー）を供給する研磨液供給ノズル５とを備えている。
　研磨テーブル３は、テーブル軸３ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ６に連結されており、このテーブルモータ６により研磨テーブル３が矢印で示す方向に回転されるようになっている。この研磨テーブル３の上面には研磨パッド２が貼付されており、研磨パッド２の上面がウェーハＷを研磨する研磨面２ａを構成している。研磨ヘッド４はヘッドシャフト７の下端に連結されている。研磨ヘッド４は、真空吸引によりその下面にウェーハＷを保持できるように構成されている。ヘッドシャフト７は、上下動機構（図示せず）により上下動するようになっている。
　ウェーハＷの研磨は次のようにして行われる。研磨ヘッド４および研磨テーブル３をそれぞれ矢印で示す方向に回転させ、研磨液供給ノズル５から研磨パッド２上に研磨液（スラリー）を供給する。この状態で、研磨ヘッド４は、ウェーハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押し付ける。ウェーハＷの表面は、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用と研磨液の化学的作用により研磨される。
　図２は、研磨テーブル３を交換するための治具である研磨テーブル交換装置１０を示す側面図である。この研磨テーブル交換装置１０は、研磨テーブル３を支持し、研磨テーブル３を鉛直方向および水平方向に移動させるクレーン１２と、研磨テーブル３が載置されるテーブル台１４と、前記テーブル台１４を傾けるテーブル台傾動機構としてのパワージャッキ１５とを備えている。
　クレーン１２は、水平方向に伸縮自在なリフトアーム２１と、リフトアーム２１を水平方向に伸縮させるときに手で掴むための取っ手２２と、リフトアーム２１の先端位置を固定するためのアームロック機構２３と、リフトアーム２１の先端に取付けられた、研磨テーブル３を支持するための複数のチェーン（テーブル支持具）２４と、リフトアーム２１を保持するアームホルダー２６と、アームホルダー２６およびリフトアーム２１を一体に上下動させる上下動装置としてのウインチ３０とを備えている。本実施形態のリフトアーム２１は、テレスコープ型アームである。
　アームホルダー２６は、鉛直方向に延びる複数の鉛直フレーム１６に取り付けられた複数のリニアガイド３３によって鉛直方向に移動可能に支持されている。ウインチ３０は、鉛直フレーム１６に固定された水平フレーム１７に取り付けられている。鉛直フレーム１６および水平フレーム１７は、研磨テーブル交換装置１０の筐体１８を構成する。クレーン１２、テーブル台１４、およびパワージャッキ１５は、筐体１８に取り付けられている。
　ウインチ３０とアームホルダー２６は、ワイヤーロープ（図示せず）によって繋がれている。ウインチ３０がワイヤーロープを巻き上げると、アームホルダー２６およびこれに保持されたリフトアーム２１が一体に上昇する。ウインチ３０がワイヤーロープを繰り出すと、アームホルダー２６およびリフトアーム２１はその自重により下降する。アームホルダー２６およびリフトアーム２１の上下動は、リニアガイド３３によって鉛直方向にガイドされる。
　図３は、リフトアーム２１およびアームロック機構２３を示す底面図である。図３に示すように、アームロック機構２３はパンタグラフ機構から構成されている。アームロック機構２３はリフトアーム２１に沿って配置されており、アームロック機構２３はブラケット２７により支えられている。アームロック機構２３の一端は、リフトアーム２１の先端に連結され、アームロック機構２３の他端は、アームホルダー２６に連結されている。取っ手２２は、リフトアーム２１の先端に固定されている。
　取っ手２２を手で掴み、リフトアーム２１を手動で伸縮させると、アームロック機構２３も同じように伸縮する。アームロック機構２３は、その長さを固定するロックレバー２３ａを備えており、ロックレバー２３ａを手動で操作することにより、アームロック機構２３の全体の長さが固定される。したがって、アームロック機構２３に連結されたリフトアーム２１の水平方向の長さが固定され、リフトアーム２１の先端の位置が固定される。取っ手２２およびアームロック機構２３に代えて、リフトアーム２１を水平方向に伸縮させるアクチュエータ（例えば、モータおよびボールねじとの組み合わせ）を設けてもよい。
　図４は、テーブル支持具としてのチェーン２４が連結された研磨テーブル３を示す平面図である。本実施形態では３本のチェーン２４が使用され、研磨テーブル３はこれら３本のチェーン２４によってリフトアーム２１から吊り下げられる。研磨テーブル３の周縁部には第１吊りブラケット４１および第２吊りブラケット４２が取り付けられる。第１吊りブラケット４１および第２吊りブラケット４２は、研磨テーブル３の中心に関して対称に配置される。第１吊りブラケット４１は１つの連結リング（アイボルト）４４を備えており、第２吊りブラケット４２は２つの連結リング（アイボルト）４５，４６を備えている。３本のチェーン２４のうちの１本は、第１吊りブラケット４１の連結リング４４に取り付けられ、他の２本は第２吊りブラケット４２の連結リング４５，４６に取り付けられる。３本のチェーン２４の他方の端部はリフトアーム２１の先端に固定された取付部４８に連結されている。
　図５は、テーブル台１４を示す斜視図である。図５に示すように、テーブル台１４は、互いに平行な２本のサポートアーム５１と、これら２本のサポートアーム５１間を連結する連結アーム５２と、２本のサポートアーム５１に固定されたアーム軸５４とを備えている。これらのサポートアーム５１は、水平なテーブル載置面５１ａを有している。さらに、これらサポートアーム５１は、その先端に鉛直に延びる２本の爪５１ｂをそれぞれ有している。鉛直に延びる２本のサポートフレーム５７には図示しない軸受がそれぞれ固定されており、水平に延びるアーム軸５４はこれら軸受により回転可能に支持されている。したがって、テーブル台１４はアーム軸５４の軸心を中心として回転することができるように構成されている。サポートフレーム５７は、鉛直フレーム１６および水平フレーム１７などとともに筐体１８を構成する。
　アーム軸５４の端部には係止部材６１が固定されており、係止部材６１はアーム軸５４と一体に回転するようになっている。係止部材６１の上方には、サポートフレーム５７に固定されたアームストッパ（上側アームストッパ）６４が配置されている。テーブル台１４がそのテーブル載置面５１ａが水平になるまで回転したときに、係止部材６１がアームストッパ６４に接触し、それ以上テーブル台１４が回転しないようになっている。従って、テーブル台１４は、水平方向に対して下方にのみ傾くことが許容されている。
　図２に示すように、テーブル台１４の下方には、アームストッパ（下側アームストッパ）６５が配置されている。テーブル台１４が水平方向に対して下方に傾くと、テーブル台１４の下面がアームストッパ６５に接触し、それ以上テーブル台１４が下方に傾かないようになっている。従って、テーブル台１４の傾きの範囲は、上側アームストッパ６４と下側アームストッパ６５によって制限される。テーブル台１４の連結アーム５２（図５参照）にはパワージャッキ（テーブル台傾動機構）１５が連結されている。パワージャッキ１５にはハンドル１５ａが設けられており、このハンドル１５ａを回すと、テーブル台１４がアーム軸５４を中心に下方に回転し、これによってテーブル台１４が下方に傾斜する。
　研磨テーブル交換装置１０の筐体１８の一部を構成する基部フレーム６７には、移動機構としての複数のローラー６９が固定されている。これらのローラー６９により、研磨テーブル交換装置１０自体が、研磨テーブル３とともに移動して、研磨テーブル３を所望の場所にまで運搬することが可能となる。
　次に、研磨テーブル交換装置１０を用いた研磨テーブル３の交換方法について説明する。まず、図６に示すように、研磨テーブル交換装置１０を移動させて研磨装置１のフレーム１ａ，１ｂに接触させる。研磨テーブル交換装置１０は、研磨装置１のフレーム１ａ，１ｂに着脱可能に連結される複数の連結部７１，７２を有している。本実施形態では、２つの連結部７１，７２が筐体１８の上部および下部に設けられている。これらの連結部７１，７２は研磨装置１のフレーム１ａ，１ｂにボルト（図示せず）によりそれぞれ連結され、これにより研磨テーブル交換装置１０の全体が研磨装置１に固定される。
　次に、図７に示すように、研磨テーブル３とリフトアーム２１とをチェーン２４で連結する。研磨テーブル３には、上述したように、第１吊りブラケット４１および第２吊りブラケット４２が取り付けられ、チェーン２４はこれらの吊りブラケット４１，４２を介して研磨テーブル３に連結される。この状態で、図８に示すように、ウインチ３０によりリフトアーム２１を上昇させ、研磨テーブル３を引き上げる。次いで、図９に示すように、リフトアーム２１の先端に取り付けられた取っ手２２を掴み、手前に引くことでリフトアーム２１を収縮させ、研磨テーブル３をテーブル台１４に向かって水平方向に移動させる。研磨テーブル３の水平方向への移動は、図１０に示すように、研磨テーブル３の全体が研磨装置１から取り出され、かつ研磨テーブル３の周縁部がテーブル台１４の爪５１ｂに接触するまで行われる。
　図１１に示すように、チェーン２４が研磨テーブル３およびリフトアーム２１から外され、これにより研磨テーブル３がテーブル台１４のテーブル載置面５１ａ（図５参照）上に載せられる。研磨テーブル３をテーブル台１４に固定するために、ベルト７５で研磨テーブル３をテーブル台１４に縛り付ける。そして、図１２に示すように、パワージャッキ１５のハンドル１５ａを回し、テーブル台１４の下面が下側アームストッパ６５に当接するまで、テーブル台１４を研磨テーブル３とともに傾ける。傾いた研磨テーブル３は爪５１ｂによって支持され、研磨テーブル３がテーブル台１４から滑り落ちないようになっている。
　図１３に示すように、ボルト（図示せず）を除去して連結部７１，７２を研磨装置１のフレーム１ａ，１ｂから解放し、これにより研磨テーブル３を搭載した研磨テーブル交換装置１０を研磨装置１から切り離す。移動機構としてのローラー６９を備えた研磨テーブル交換装置１０は、所望の場所に移動させることが可能である。図１３から分かるように、傾いた研磨テーブル３は研磨テーブル交換装置１０の筐体１８内に収まっている。したがって、研磨テーブル交換装置１０を用いれば、狭いメンテナンススペース内で研磨テーブル３を交換することができ、かつ狭いメンテナンススペース内で研磨テーブル３を運搬することができる。新たな研磨テーブル３を研磨装置１に搬入するときは、図６から図１３に示す一連の工程を逆の流れで実施すればよい。
　図１４は、研磨テーブル３を交換するための治具である研磨テーブル交換装置（構成部品交換装置）１０の他の実施形態を示す側面図であり、図１５は研磨テーブル交換装置１０の斜視図である。この研磨テーブル交換装置１０は、鉛直方向に延びる縦フレーム８５と、縦フレーム８５に沿って上下動可能な可動フレーム８７と、研磨装置１と可動フレーム８７とを連結するための連結ブラケット（連結部材）９０と、縦フレーム８５に沿って上下動可能なクレーン１００と、縦フレーム８５の下部に固定された基部フレーム９９とを備えている。
　縦フレーム８５および可動フレーム８７には、それぞれ取っ手８８，８９が固定されている。クレーン１００は、可動フレーム８７の下方に位置している。連結ブラケット９０は、Ｌ字型断面の金属製ブラケットであり、ねじ９２によって可動フレーム８７に固定されている。これらのねじ９２を取り外すと、連結ブラケット９０は可動フレーム８７から取り外すことができる。
　縦フレーム８５には鉛直方向に延びるガイドレール９５が固定されている。可動フレーム８７およびクレーン１００は、ガイドレール９５に上下動自在に取り付けられた２つのリニアガイド９６にそれぞれ固定されており、可動フレーム８７およびクレーン１００はこれらのリニアガイド９６とともに縦フレーム８５に沿って鉛直方向に移動できるようになっている。可動フレーム８７とクレーン１００は互いに独立に上下動可能である。
　クレーン１００は、鉛直方向に延びる旋回軸１０１と、この旋回軸１０１を中心として水平に旋回可能なレール１０２とを備えている。さらにクレーン１００は、レール１０２上を該レール１０２の長手方向に移動可能なトロリー（移動式滑車）１０４と、旋回軸１０１を保持する軸保持部１０５と、軸保持部１０５が固定されたブロック１０６と、ブロック１０６に固定された連結フレーム１０７とを備えている。上述したリニアガイド９６はブロック１０６に固定されている。研磨装置１の構成部品である研磨テーブル３は、トロリー１０４から吊り下げられる。レール１０２および可動フレーム８７は、縦フレーム８５から水平に延びている。
　ブロック１０６の上面には、フレームストッパ１１２が取り付けられている。このフレームストッパ１１２は、可動フレーム８７の下方への移動を制限する機能を有する。可動フレーム８７の自重はフレームストッパ１１２を通じてクレーン１００によって支持されている。フレームストッパ１１２は、可動フレーム８７に取り付けられてもよい。基部フレーム９９の上面には、クレーンストッパ１１４が取り付けられている。このクレーンストッパ１１４は、クレーン１００の下方への移動を制限する機能を有する。クレーンストッパ１１４は、クレーン１００に取り付けられてもよい。
　研磨テーブル交換装置１０は、ウインチ１２０およびチェーン１２１をさらに備えている。ウインチ１２０は、縦フレーム８５の上端から延びる水平部８５ａに連結され、チェーン１２１はクレーン１００の連結フレーム１０７に連結されている。ウインチ１２０がチェーン１２１を巻き上げると、クレーン１００および可動フレーム８７が一体に上昇する。図１６および図１７は、クレーン１００および可動フレーム８７が上昇した状態を示す図である。可動フレーム８７は、フレームストッパ１１２を介してクレーン１００に支持されている。したがって、ウインチ１２０がチェーン１２１を巻き上げると、クレーン１００が上昇し、クレーン１００の上方への移動とともに可動フレーム８７も上昇する。したがって、クレーン１００および可動フレーム８７は一体に上昇する。
　図１６および図１７に示すように、連結ブラケット（連結部材）９０は、可動フレーム８７に予め固定されている。連結ブラケット９０はウインチ１２０およびチェーン１２１によって、可動フレーム８７およびクレーン１００とともに上昇される。したがって、連結ブラケット９０を上昇させるための専用の装置は不要である。
　ウインチ１２０がチェーン１２１を繰り出すと、クレーン１００および可動フレーム８７はその自重により下降する。クレーン１００および可動フレーム８７は、クレーン１００がクレーンストッパ１１４に接触するまで下降することができる。すなわち、クレーン１００がクレーンストッパ１１４に接触した位置は、クレーン１００および可動フレーム８７の最下位置である。図１４および図１５は、クレーン１００および可動フレーム８７の最下位置を示している。図１６および図１７は、クレーン１００および可動フレーム８７の上昇位置を示している。クレーン１００および可動フレーム８７の上下動は、ガイドレール９５およびリニアガイド９６によって鉛直方向にガイドされる。本実施形態では、クレーン１００および可動フレーム８７を縦フレーム８５に沿って昇降させる昇降装置は、ウインチ１２０およびチェーン１２１から構成される。
　基部フレーム９９には、移動機構としての複数のキャスタ１２５が固定されている。これらのキャスタ１２５により、研磨テーブル交換装置１０自体を所望の場所にまで移動させることが可能となる。可動フレーム８７およびクレーン１００を下降させることによって、研磨テーブル交換装置１０全体の重心を低くすることができる。したがって、研磨テーブル交換装置１０の移動時に転倒の可能性が低くなり、研磨テーブル交換装置１０自体の幅を小さく設計することができる。よって、部材コストの削減、輸送費用の削減、保管スペースを小さくできる、等の効果がある。さらに、工場内の通路幅に制限がある場合でも、研磨テーブル交換装置１０を通路を通ってスムーズに移動させることができる。
　次に、研磨テーブル交換装置１０を用いた研磨テーブル３の交換方法について説明する。まず、クレーン１００および可動フレーム８７が図１４および図１５に示す下降位置にある状態で、研磨テーブル交換装置１０を研磨装置１の隣にまで移動させる。次いで、図１８に示すように、ウインチ１２０によりチェーン１２１を巻き上げて、連結ブラケット９０が研磨装置１の上フレーム１ａと同じ高さに位置するまで、クレーン１００および可動フレーム８７を上昇させる。そして、連結ブラケット９０をボルト１３０により研磨装置１の上フレーム１ａに固定する。同様に、基部フレーム９９をボルト（図示せず）により研磨装置１の下フレーム１ｂに固定する。
　次に、図１９に示すように、ウインチ１２０はチェーン１２１を繰り出して、クレーン１００を少しだけ下降させる。このとき、可動フレーム８７は、連結ブラケット９０を介して研磨装置１の上フレーム１ａに固定されているので、可動フレーム８７は下降しない。次に、研磨テーブル３をクレーン１００のトロリー１０４にベルト１２８で連結する。ベルト１２８に代えてチェーンまたはワイヤーを使用してもよい。研磨テーブル３には、吊りブラケット１２９が取り付けられ、ベルト１２８はこれらの吊りブラケット１２９を介して研磨テーブル３に連結される。この状態で、図２０に示すように、ウインチ１２０によりチェーン１２１を巻き上げてクレーン１００を上昇させ、研磨テーブル３を引き上げる。さらに、クレーン１００のレール１０２を旋回軸１０１を中心に旋回させて、研磨テーブル３を研磨装置１から取り出す。クレーン１００をさらに下降させて、研磨テーブル交換装置１０に連結されたテーブルキャリア（図示しない）に研磨テーブル３を置く。そして、ベルト１２８をトロリー１０４および吊りブラケット１２９から取り外し、これによって研磨テーブル３の取り出し作業が完了する。
　研磨テーブル３の取り出し作業完了後、ウインチ１２０でチェーン１２１を巻き上げて、フレームストッパ１１２が可動フレーム８７に接触するまで、クレーン１００を上昇させる。この状態で、ボルト１３０を外し、連結ブラケット９０を上フレーム１ａから切り離す。同様に、図示しないボルトを外して、基部フレーム９９を下フレーム１ｂから切り離す。ウインチ１２０からチェーン１２１を繰り出して、クレーン１００がクレーンストッパ１１４に接触するまで、可動フレーム８７およびクレーン１００を一体に下降させる。このように、可動フレーム８７およびクレーン１００を下降させることによって、研磨テーブル交換装置１０全体の重心を低くすることができる。
　上述した実施形態に係る研磨テーブル交換装置１０は、半導体デバイス製造装置の構成部品である研磨テーブルを交換するための装置であるが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、本発明は、図１に示す研磨ヘッド４を交換するための構成部品交換装置に適用することもでき、さらには、研磨装置以外の半導体デバイス製造装置の交換部品を交換するための構成部品交換装置に適用することもできる。
　上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
　本発明は、ウェーハなどの基板を研磨する研磨装置に代表される半導体デバイス製造装置の構成部品を交換するための装置に利用可能である。
　１　　研磨装置（ＣＭＰ装置）
　２　　研磨パッド
　３　　研磨テーブル
　４　　研磨ヘッド
　５　　研磨液供給ノズル
　６　　テーブルモータ
　７　　ヘッドシャフト
１０　　研磨テーブル交換装置
１２　　クレーン
１４　　テーブル台
１５　　パワージャッキ（テーブル台傾動機構）
１６　　鉛直フレーム
１７　　水平フレーム
１８　　筐体
２１　　リフトアーム
２２　　取っ手
２３　　アームロック機構
２４　　チェーン（テーブル支持具）
２６　　アームホルダー
２７　　ブラケット
３０　　ウインチ（上下動装置）
３３　　リニアガイド
４１　　第１吊りブラケット
４２　　第２吊りブラケット
４４，４５，４６　　連結リング（アイボルト）
４８　　取付部
５１　　サポートアーム
５１ａ　　テーブル載置面
５１ｂ　　爪
５２　　連結アーム
５４　　アーム軸
５７　　サポートフレーム
６１　　係止部材
６４　　アームストッパ（上側アームストッパ）
６５　　アームストッパ（下側アームストッパ）
６７　　基部フレーム
６９　　ローラー
７１，７２　　連結部
７５　　ベルト
８５　　縦フレーム
８７　　可動フレーム
８８，８９　取っ手
９０　　連結ブラケット（連結部材）
９２　　ねじ
９５　　ガイドレール
９６　　リニアガイド
９９　　基部フレーム
１００　　クレーン
１０１　　旋回軸
１０２　　レール
１０４　　トロリー（移動式滑車）
１０５　　軸保持部
１０６　　ブロック
１０７　　連結フレーム
１１２　　フレームストッパ
１１４　　クレーンストッパ
１２０　　ウインチ
１２１　　チェーン
１２８　　ベルト
１２９　　吊りブラケット

Claims (10)

  1. 　研磨テーブルを研磨装置から取り出すための研磨テーブル交換装置であって、
    　前記研磨テーブルを鉛直方向および水平方向に移動させるクレーンと、
    　前記研磨テーブルが載置されるテーブル台と、
    　前記テーブル台を傾けるテーブル台傾動機構とを備えたことを特徴とする研磨テーブル交換装置。
  2. 　前記研磨テーブル交換装置全体を移動可能とする移動機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の研磨テーブル交換装置。
  3. 　前記研磨装置に連結される連結部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の研磨テーブル交換装置。
  4. 　前記クレーンは、水平方向に伸縮自在なリフトアームと、前記リフトアームの先端に取付けられた、前記研磨テーブルを支持するテーブル支持具と、前記リフトアームを上下動させる上下動装置とを備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の研磨テーブル交換装置。
  5. 　研磨テーブルを上昇させ、
    　前記上昇された研磨テーブルを水平方向に移動させて前記研磨テーブルを研磨装置から取り出し、
    　前記研磨テーブルをテーブル台に置き、
    　前記テーブル台を前記研磨テーブルとともに傾斜させることを特徴とする研磨テーブルの交換方法。
  6. 　半導体デバイス製造装置の構成部品の交換に使用される構成部品交換装置であって、
    　鉛直方向に延びる縦フレームと、
    　前記縦フレームに沿って上下動可能な可動フレームと、
    　前記可動フレームに固定され、前記半導体デバイス製造装置と前記可動フレームとを連結するための連結部材と、
    　前記可動フレームの下方に位置し、前記縦フレームに沿って上下動可能なクレーンと、
    　前記クレーンおよび前記可動フレームを前記縦フレームに沿って昇降させる昇降装置とを備えたことを特徴とする構成部品交換装置。
  7. 　前記可動フレームと前記クレーンは互いに独立に上下動可能であり、
    　前記昇降装置は、前記クレーンに連結されており、
    　前記可動フレームと前記クレーンとの間には、前記可動フレームの下方への移動を制限するフレームストッパが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の構成部品交換装置。
  8. 　前記縦フレームの下部に固定された基部フレームと、
    　前記基部フレームと前記クレーンとの間に設けられ、前記クレーンの下方への移動を制限するクレーンストッパとをさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の構成部品交換装置。
  9. 　前記クレーンは、鉛直方向に延びる旋回軸と、前記旋回軸を中心として水平に旋回可能なレールと、前記レール上を該レールの長手方向に移動可能な移動式滑車とを備えたことを特徴とする請求項６に記載の構成部品交換装置。
  10. 　前記連結部材は、ねじによって前記可動フレームに取り外し可能に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の構成部品交換装置。
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