WO1999046084A1 - Appareil de polissage - Google Patents

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Description

明 細 書 ポリ ッシング装置
技術分野
本発明はポリ ツシング装置に係り、 特に、 半導体ウェハ等のボリ ッシ ング対象物を平坦かつ鏡面状に研磨するポリ ッシング装置に関するもの である。 背景技術
近年、 半導体デバイスの高集積化が進むにつれて回路の配線が微細化 し、 配線間距離もより狭く なりつつある。 これに伴い、 光リ ソグラフィ などで回路形成を行う場合に焦点深度が浅くなるので、 ステツバの結像 面のより高い平坦度を必要とする。 半導体ウェハの表面を平坦化する手 段と して、 ポリ ツシング装置によって、 回転するターンテーブル上に貼 付した研磨布に砥粒を含む研磨液を供給しながら、 キヤ リァで保持した 半導体ウェハを研磨布に押しっけて研磨する化学機械的研磨 （C M P ) が行われている。
ク リーンルーム内にポリ ッシング装置を設置するために、 研磨部等の 処理部をハゥジング内に収容した装置も提案されている。 この種の装置 においては、 ウェハカセッ トを装着するウェハカセッ ト装着部から半導 体ウェハを取り出し、 研磨部へ搬送して研磨し、 研磨された半導体ゥェ ハを洗浄部で洗浄した後、 ウェハカセッ ト装着部のウェハカセッ トに戻 すことが行われている。
上述した従来のポリ ッシング装置においては、 ウェハカセッ トを装着 するウェハカセッ ト装着部と、 研磨部および洗浄部等の処理部との間は 仕切られておらず同一環境にある。 このため、 処理部のク リーン度を高 めることによ り ウェハカセッ ト内の処理前後の半導体ウェハの処理部か らの汚染を防いでいた。 この結果、 処理部のク リーン度を必要以上に高 めることが求められ、 ボリ ツシング装置の運転コス トがかかり、 かつゥ ェハカセッ ト内の半導体ウェハのク リーン度が処理部のク リーン度に左 右されるという問題点があった。
また、 上述した従来のポリ ツシング装置においては、 研磨、 洗浄等の 半導体ウェハの処理後に、 専用機を用いて別工程にて半導体ウェハのォ リ フラゃノ ツチ等の基準位置を所定の方向に合わせる位置合わせを行つ ていた。 このため、 半導体ウェハの位置合わせのための別途の工程を半 導体製造工程の中に組み入れる必要があること と、 半導体ウェハの位置 合わせ用の専用機が必要であるという問題点があつた。 発明の開示
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、 研磨部、 洗浄部等の処理 部と ウェハカセッ ト部等の収容部の間にシャッタ付の隔壁を用いた独立 した部屋を設け、 この部屋のク リーン度を高めることにより、 処理部か ら収容部への汚染を防ぐことができるポリ ッシング装置を提供すること を第 1 の目的とする。
また本発明は、 ポリ ッシング装置における搬送工程の間に半導体ゥェ ハの基準位置 （オリ フラ、 ノ ッチ等） を所定の方向に合わせて停止させ る、 位置合わせを行うことができるポリ ツシング装置を提供することを 第 2の目的とする。
上述の第 1 の目的を達成するため、 本発明の第 1の態様は、 半導体ゥ ェハ等のポリ ッシング対象物を研磨するポリ ッシング装置において、 ポ リ ッシング対象物を研磨する処理部と、 該処理部への研磨すべきポリ ッ シング対象物の供給及び/又は研磨後のポリ ッシング対象物の受け入れ のための収容部と、 前記処理部と収容部との間に両部を隔てたシャ ッタ 付の隔壁によって区画されたク リーン室とを備えたことを特徴とするも のである。 前記収容部は、 前記処理部に研磨すべきポリ ツシング対象物 を供給し、 も しく は研磨後のポリ ッシング対象物を受け入れるもの、 ま たは前記処理部に研磨すべきポリ ッシング対象物を供給すると ともに研 磨後のポリ ッシング対象物を受け入れるものである。
本発明の第 1の態様によれば、 処理部の汚染物質がウェハカセッ ト部 等の収容部に到達することがなく、 処理部のク リーン度を必要以上に高 めなくてもよく、 また、 収容部のク リーン度を維持することができる。 また上述の第 2の目的を達成するため、 本発明の第 2の態様は、 半導 体ウェハを研磨するポリ ッシング装置において、 半導体ウェハを研磨す る処理部と、 該処理部に研磨すべき半導体ウェハを供給すると ともに研 磨後の半導体ウェハを受け入れる収容部と、 前記処理部と収容部との間 に設置され処理部と収容部間で半導体ウェハを搬送する途中で半導体ゥ ェハの基準位置を所定の方向に合わせる位置合わせ機構とを備えたこと を特徴とするものである。
本発明の第 2の態様によれば、 ポリ ッシング装置における処理部と収 容部との間の搬送工程の間に、 半導体ウェハの基準位置 （オリ フラ、 ノ ツチ等） を所定の方向に合わせて停止させる、 位置合わせを行う ことが できる。 図面の簡単な説明
図 1は本発明のポリ ッシング装置を模式的に示す平面図である。
図 2は本発明のポリ ッシング装置の外観を示す側面図である。
図 3は図 1及び図 2に示す研磨部および洗浄部の詳細を示す斜視図で ある。
図 4は図 1 の I V— I V線断面図である。
図 5は図 1 の V— V線断面図である。
図 6は図 1 の VI— V I線断面図である。
図 7はハン ドリ ングテーブルの正面図である。
図 8はハン ドリ ングテーブルの平面図である。
図 9は図 7 の I X— IX線矢視図である。
図 1 0 A及び図 1 0 Bはノ ツチ検出センサと支持部材と位置合せ用部 材との関係を示す図である。
図 1 1はノ ツチ検出センサ、 ウェハ検出センサおよびモータの制御回 路を示すブロ ック図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に係るポリ ッシング装置の実施の形態を図面を参照して 説明する。
図 1は本発明のポリ ッシング装置の平面図であり、 図 2はポリ ツシン グ装置の外観を示す側面図である。 図 1および図 2に示すよ うに、 ポリ ッシング装置は、 研磨部 1 と、 洗浄部 1 0 と、 ク リーン室 2 0 と、 口一 ドアンロード部 3 0 と、 ウェハカセッ ト部 4 0 と力 ら構成されてレ、る。 ポリ ッシング装置は、 ウェハカセッ ト部 4 0を除く全体がハウジング 1 0 0に収容されている。 研磨部 1 には、 一対の研磨ユニッ ト 2 a， 2 bが左右に対向して配置 されている。 洗浄部 1 0には、 中央部に 2台のスカラロボッ ト 1 1 a， 1 1 bが配置され、 2台のスカラロボッ ト 1 1 a , 1 1 b の両側に、 そ れぞれ 1台の反転機 1 2， 1 3が配置され、 反転機 1 2 , 1 3の両隣に 2台の洗浄機、 即ち第 1次洗浄機 1 4 a， 1 4 b と第 2次洗浄機 1 5 a : 1 5 b とが配置されている。 研磨部 1 と洗浄部 1 0 との間には隔壁 1 0 1が設けられており、 研磨部 1 と洗浄部 1 0 との間での半導体ウェハの 受け渡しは隔壁 1 0 1 に形成された開口を通して行う よ うになっている: また洗浄部 1 0 とク リーン室 2 0及びロー ドアン口一 ド部 3 0 とを仕 切るために隔壁 1 0 2が設けられている。 更に、 ク リーン室 2 0 と ロー ドアンロード部 3 0を仕切るために、 隔壁 1 0 3が設けられている。 な お洗浄部 1 0 とタ リーン室 2 0 とで囲まれた部屋 6 9には配電盤が収容 されている。 ロードアン口一ド部 3 0に隣接したウェハカセッ ト部 4 0 は、 ハウジングによって密閉された空間にウェハカセッ トを収容するこ とができる密閉型のものであり、 半導体ウェハを取り出す際にシャ ツタ が開放されるようになっている。 ウェハカセッ ト部 4 0は、 研磨すべき 半導体ウェハを研磨部 1や洗浄部 1 0等の処理部に供給すると と もに研 磨後の半導体ウェハを受け入れる収容部を構成している。
図 2に示すよ うに、 洗浄部 1 0およびロードアンロー ド部 3 0 の上部 には、 フイノレターユニッ ト 7 0， 8 0が設置されており 、 フィルタ一ュ ニッ ト 7 0によって洗浄部 1 0内の空気を清浄化し、 フィルタ一ュニッ ト 8 0によってロー ドアンロー ド部 3 0内の空気を清浄化するよ うにな つている。
図 6のよ う にフィノレタユニッ ト 7 0は、 フィノレタ F I と、 フイ ノレタ F I 上部に設けられたファ ン F Aとからなる c 洗浄部 1 0の床には吸気口があり、 この吸気口はダク ト R Dを介して フ レタユニッ ト 7 0へ連通している。 フ レタユニッ ト 7 0は、 以下 に記載するよ うに洗浄部 1 0に循環流を起こ している。 すなわち、 フィ ルタュニッ ト 7 0のファ ン F Aを作動し、 洗浄部 1 0の床から吸気し、 ダク ト R Dを介してその空気をフィルタ F I に通し、 またフィルタュニ ッ ト 7 0は、 ポリ ツシング装置外の清浄な空気を取り入れ （図 6では I Nで示す） 、 この清浄な空気 （これもファン F Aによってフィルタ F I を通過する） と、 上述の、 フィルタ F I を通した空気とをダウンフロー にして洗浄部 1 0に送っている。
また、 洗浄部 1 0には、 洗浄部 1 0内の汚れた空気をポリ ッシング装 置外へ強制排気する排気手段 Eが設けられている。
図 5において、 図 6 と対応する部分には図 6 の符号にそれぞれ" 1 " を付した符号を付けてある。 フィルタュニッ ト 8 0 もフィルタュニッ ト 7 0 と同様の構成で、 ロー ドアンロード部 3 0の床に吸気口があり、 フ ィルタユニッ ト 8 0に連通している点も上述と同様で、 また、 ロー ドア ンロー ド部 3 0に、 ポリ ッシング装置外へ強制排気する排気手段 E 1が 設けられている点も上述と同様である。
洗浄部 1 0 とク リーン室 2 0及びロードアンロード部 3 0 とが隔壁 1 0 2により仕切られているので、 ウェハカセッ ト部 4 0を清浄に保つに は、 口一 ドアンロード部 3 0を非常に清浄に保つだけで十分なので、 フ ィルタュニッ ト 8 0のファン出力のみ強力にし、 ダウンフローも強力に し、 フィルタユニッ ト 7 0のファン出力は小さ くてよい = これは洗浄部 1 0を必要以上に清浄にする必要がないためである。 これによ り、 フィ ルタュニッ ト 7 0のファン出力を小さくでき、 低出力のファンを使用す ればすみ、 コス トダウンとなり、 また運転コス トも安く できる。 また、 図 5のよ うに隔壁 1 0 3にはスリ ッ ト 1 0 3 bが設けてあり、 ク リーン室 2 0内は、 ク リーン室 2 0の床の吸気口によ り ダク ト R D 1 を介してフィ ルタュニッ ト 8 0によ り吸気され、 フィルタュニッ 卜 8 0 によってク リ 一ン室 2 0内の空気を清浄化するよ うになつている。 フィ ルタュニッ ト 8 0は絶えずフィルタュニッ ト Ί 0よ り圧力が高く なるよ うに調整されており、 タ リ一ン室 2 0の清浄度を保つよ うになつている。 すなわち、 ス リ ッ ト 1 0 3 b、 ダク ト R D 1 により、 ク リーン室 2 0に 循環流が生じ、 ク リ一ン室 2 0の清净度が保たれる。 ロードアンロー ド 部 3 0、 ク リーン室 2 0、 洗浄部 1 0の圧力を順に P 。， P P ,。と すると、 P 3。> P 2。〉 P 。となり、 洗浄部 1 0力 らク リーン室 2 0へは シャ ツタ 2 4が開いたときに空気が流れていかない。 これにより、 ク リ ーン室 2 0はクラス 1 0以下の清浄度を保つことができる。 清浄度は、 高い順に並べると口一ドアンロード部 3 0、 ク リーン室 2 0、 洗浄部 1 0の順となる。 これは、 フィルタユニッ ト 8 0の真下のロー ドアンロー ド部が一番清浄になるためである。
また、 上記とあわせ、 洗浄部 1 0の圧力 P ,。は装置の設置されている ク リーンルームの圧力よ り低く なるよ う調整されており、 口一 ドアン口 一ド部 3 0の圧力 P 3。は、 ク リーンルームの圧力よ り も高く なるよ う調 整されている。 さらに、 研磨部 1の圧力 P ,は洗浄部の圧力 P！。より低く 設定されている。 こ う した圧力設定とシャッターとによ り、 ウェハカセ ッ ト内に収められている半導体ウェハは清浄度の高い状態で保つことが でき、 かつ研磨部 1や洗浄部 1 0の汚れた雰囲気がウェハカセッ ト内の 半導体ウェハに影響するのを防ぐことができる。
図 3は、 研磨部 1および洗浄部 1 0の詳細を示す斜視図である。 図 3 においては、 ハウジング 1 0 0および研磨部 1 と洗浄部 1 0 との間の隔 壁 1 0 1は図示していない。 図 3に示すよ うに、 2基の研磨ユニッ ト 2 a , 2 bは、 基本的に同一の仕様の装置が対称に配置されており、 それ ぞれ、 上面に研磨布 9を貼付したターンテーブル 3 と、 半導体ウェハを 真空吸着によ り保持してターンテーブル面に押し付ける ト ップリ ングへ ッ ド 4 と、 研磨布の ドレッシング （目立て） を行う ドレッシングヘッ ド 5 とを備えている。
ト ップリ ングヘッ ド 4は、 ターンテーブル 3の上方に位置し、 半導体 ウェハ 6を保持しつつターンテーブル 3に押し付ける ト ツプリ ング 7を 具備している。 前記ターンテーブル 3はモータ （図示せず） に連結され ており、 その軸心の回り に回転可能になっている。 トップリ ング 7は、 モータおよび昇降シリ ンダ （図示せず） に連結されている。 これによつ て、 トツプリ ング 7は昇降可能かつその軸心回りに回転可能になってお り、 半導体ウェハ 6を研磨布 9に対して任意の圧力で押圧することがで きるよ うになつている。 また半導体ウェハ 6は トツプリ ング 7の下端面 に真空等によつて吸着されるよ うになつている。
また、 ターンテーブル 3の上方には砥液供給ノズル （図示せず） が設 置されており、 砥液供給ノズルによってターンテ一ブル 3に貼り付けら れた研磨布 9上に研磨砥液が供給されるようになつている。 ドレツシン グへッ ド 5は ドレッシング部材 8を有している。 ドレツシング部材 8は - 研磨布 9上の トツプリ ング 7の位置の反対側にあり、 研磨布 9の ドレツ シングを行う ことができるよ うに構成されている。 研磨布 9には、 ドレ ッシングに使用する ドレッシング液、 例えば純水がテーブル上に伸びた ドレッシング液供給ノズル （図示せず） から供給されるよ うになってい る。 ドレッシング部材 8は昇降用のシリ ンダと回転用のモータに連結さ れており、 昇降可能かつその軸心回りに回転可能になっている。 上述の構成の研磨部 1 において、 ト ツプリ ング 7に保持された半導体 ウェハ 6を研磨布 9上に押圧し、 ターンテーブル 3およびトップリ ング 7を回転させることによ り、 半導体ウェハ 6 の下面 （被研磨面） が研磨 布 9 と擦り合わされる。 この時、 同時に研磨布 9上に砥液供給ノズルか ら砥液を供給することによ り、 半導体ウェハ 6の被研磨面は、 砥液中の 砥粒の機械的研磨作用と砥液の液体成分であるアル力 リ による化学的研 磨作用との複合作用によつてポリ ッシングされる。
半導体ウェハ 6の所定の研磨量を研磨した時点でポリ ッシングを終了 する。 このポリ ッシングが終了した時点では、 ポリ ッシングによって研 磨布 9の特性が変化し、 次に行うポリ ッシングの研磨性能が劣化するの で、 ドレッシング部材 8によって研磨布 9の ドレッシングを行う。
図 1 に示すよ うに、 研磨ュュッ ト 2 a 2 bは、 半導体ウェハを トツ プリ ング 7 との間で授受するプッシャ 8 1 を備えている。 ト ップリ ング 7は水平面内で旋回可能とされ、 プッシャ 8 1 は上下動可能となってい る。
洗浄機の構成は任意であるが、 例えば、 第 1次洗浄機 1 4 a 1 4 b がスポンジ付きのローラで半導体ウェハ表裏両面を拭う形式の洗浄機で あり、 第 2次洗浄機 1 5 a 1 5 bが半導体ウェハのエッジを把持して 水平面内で回転させながら洗浄液を供給する形式の洗浄機である。 後者 は、 遠心脱水して乾燥させる乾燥機と しての機能を持つ。 第 1次洗浄機 1 4 a , 1 4 bにおいて、 半導体ウェハの 1次洗浄を行う ことができ、 第 2次洗浄機 1 5 a 1 5 bにおいて 1次洗浄後の半導体ウェハの 2次 洗浄を行う ことができるよ うになつている。
スカラロボッ ト 1 1 a 1 1 bは、 例えばロボッ ト本体の上部に水平 面内で屈曲自在に関節アームが設けられているもので、 それぞれ上下に 2つの把持部を有し、 これら把持部を ドライフィ ンガと ゥエツ トフイ ン ガと して使い分ける形式となっている。 この実施の形態ではロボッ トを 2基使用しているので、 基本的に、 第 1 ロボッ ト 1 1 a は、 反転機 1 2 1 3 よ りカセッ ト側の領域を、 第 2 ロボッ ト 1 1 bは反転機 1 2， 1 3 より研磨ュニッ ト側の領域を受け持つ。
図 4乃至図 6は、 洗浄部 1 0 とタ リーン室 2 0 とロー ドアン口一 ド部
3 0 との関係を示す図であり、 図 4は図 1の I V— IV線断面図、 図 5は図 1 の V— V線断面図、 図 6は図 1 の V I— V I線断面図である。 図 4に示す よ うに、 ロー ドアンロー ド部 3 ◦にはスカラロボッ ト 3 1 が設置されて いる。 スカラロボッ ト 3 1はリニアモータ 3 2により図 1 の実線と破線 との間を走行可能になっている。 ロードアンロー ド部 3 0 とウェハカセ ッ ト部 4 0 との間にはハウジング 1 0 0の壁があるが、 この壁には開口 1 0 0 a (図 5参照） が形成されている。 そして、 スカラロボッ ト 3 1 によってウェハカセッ ト部 4 0内のウェハカセッ ト 4 1から半導体ゥェ ハ 6を 1枚ずつ取り出し、 隣接するク リーン室 2 0に供給するよ うにな つている。 開口 1 0 0 a は、 上下動する扉 1 1 0によ り 閉塞されるよ う になっている。 ウェハ処理中は扉 1 1 0が開き、 開口 1 0 0 a を形成す るが、 処理前、 処理後及び装置停止時は扉 1 1 ◦が閉じ、 ロー ドアン口 一ド部 3 0 と ウェハカセッ ト部 4 0 とを隔絶してメンテナンスゃウェハ カセッ トの交換を行う。 すなわち、 ウェハ処理中は、 ウェハカセッ ト部
4 0 と口一 ドアンロー ド部 3 0は、 同じ雰囲気が保たれる。
ク リーン室 2 0内には、 図 5に示すよ うに、 ハンドリ ングテ一ブル 5
0が設置されている。 また、 ク リーン室 2 0 と ロードアンロード部 3 0 との間を仕切る隔壁 1 0 3には開口 1 0 3 aが設けられ、 この開口 1 0 3 a を開閉するシャツタ 2 2が設けられている。 シャツタ 2 2はエアシ リ ンダ 2 3によって開閉されるよ うになっている。 また、 図 6に示すよ うに、 ク リーン室 2 0 と洗浄部 1 0 との間を仕切る隔壁 1 0 2には、 開 口 1 0 2 aが設けられ、 この開口 1 0 2 a を開閉するシャ ツタ 2 4が設 けられている。 シャ ツタ 2 4はエアシリ ンダ 2 5によって開閉されるよ うになつている。
ウェハの搬出入部を図 4乃至図 6に示すよ うに構成することによ り、 ウェハの処理部への搬入時にはウェハカセッ ト部 4 0 よ り半導体ウェハ 6をスカラロボッ ト 3 1 が取り出し、 次に、 ロー ドアンロー ド部 3 0側 のシャ ツタ 2 2が開き、 半導体ウェハ 6をク リーン室 2 0内のハン ドリ ングテ一ブル 5 0にセッ トする。 次に、 シャ ツタ 2 2が閉じ、 処理部側 のシャツタ 2 4が開き、 スカラロボッ ト 1 1 a によ りハンドリ ングテー ブル 5 0上の半導体ウェハ 6を取り 出し、 その後、 処理部側のシャツタ 2 4を閉じる。 ウェハの処理部からの搬出時には、 上記の逆の手順で行 われる。 この手順で処理部へウェハを搬出入することによ り、 各ウェハ 処理部よ りの汚染がロー ドアン口一 ド部 3 0に入らない。
図 7乃至図 9は、 ハン ドリ ングテーブル 5 0の詳細を示す図であり、 図 7はハンドリ ングテーブルの正面図、 図 8はハンドリ ングテ一ブルの 平面図、 図 9は図 7の I X— IX線矢視図である。
図 7乃至図 9に示すよ うに、 ハン ドリ ングテーブル 5 0は、 ボックス 状のフ レーム 5 1 と、 フ レーム 5 1 の上面のプレー ト 5 1 a に固定され 逆円錐状のテ一パ面 5 2 a を有し半導体ウェハ 6の外周縁に接触して半 導体ウェハ 6を支持する 4個の支持部材 5 2 と、 支持部材 5 2に支持さ れた半導体ウェハ 6を受け取って所定量だけ回転させる 4個の位置合せ 用部材 5 3を備えている。 4個の位置合せ用部材 5 3は回転台 5 4に固 定されており、 回転台 5 4はモータ 5 5によって回転可能になっている ( またモータ 5 5および回転台 5 4は昇降台 5 6によって支持されており 昇降台 5 6はエアシリ ンダ 5 7によって昇降可能になっている。 なお符 号 6 0はスプラインシャフ トである。
また、 プレー ト 5 1 a の上面には、 半導体ウェハ 6の外周部のノ ッチ を検出するノ ツチ検出センサ 5 8が固定されている。 フ レーム 5 1 の上 面には、 支持部材 5 2のテーパ面 5 2 a 上に半導体ウェハ 6が存在する か否かを検出するウェハ検出センサ 5 9が固定されている。
図 1 0 A及び図 1 0 Bはノ ツチ検出センサ 5 8 と支持部材 5 2 と位置 合せ用部材 5 3 との関係を示す図である。 図 1 0 A及び図 1 0 Bに示す ように、 ノ ッチ検出センサ 5 8は、 投光部 5 8 a と受光部 5 8 b と力 ら 構成されている。 支持部材 5 2のテーパ面 5 2 a の所定の円周上に支持 された半導体ウェハ 6はエアシリ ンダ 5 7によ り上昇する位置合せ用部 材 5 3により受け取られ、 その後、 位置合せ用部材 5 3がモータ 5 5に よ り回転駆動される。 ノ ッチ検出センサ 5 8は、 回転している半導体ゥ ェハ 6のノ ツチを検出可能な位置に光軸を合わせてあり、 投光部 5 8 a からの光は通常遮光状態であり、 半導体ウェハ 6のノ ツチが光軸を通過 する時にのみ受光部 5 8 bは投光部 5 8 aからの光を受光し、 光を電気 的信号に変換して出力する。 ノ ッチ検出センサ 5 8、 位置合せ用部材 5 3、 回転台 5 4およびモータ 5 5は半導体ウェハ 6 のノ ツチ位置の位置 合せ機構を構成している。
またウェハ検出センサ 5 9は、 図 7および図 8に示すように投光部 5 9 a と受光部 5 9 b とから構成されており、 投光部 5 9 aからの光が支 持部材 5 2のテーパ面 5 2 a上の半導体ウェハ 6によって遮光されて受 光部 5 9 bに到達しないときに、 半導体ウェハ 6が支持部材 5 2上に存 在すると判定する。 図 1 1はノ ツチ検出センサ 5 8、 ウェハ検出センサ 5 9およびモータ 5 5 の制御回路を示すプロ ック図である。 図 1 1 に示すよ うに、 ノ ッチ 検出センサ 5 8は、 センサアンプ 6 1 を介して ドライブュニッ ト 6 2に 接続されている。 ドライブュニッ ト 6 2 とモータ （ダイ レク ト ドライブ モータ） 5 5 とはモ一タケ一ブルおよびレゾルバケーブルによって相互 に接続されている。 ドライブュニッ ト 6 2は R S 2 3 2 Cケーブルによ つてボードコンピュータ 6 4に接続されている。 ウェハ検出センサ 5 9 はセンサアンプ 6 6を介してボ一 ドコンピュータ 6 4に接続されている: またモータ 5 5の原点を確認するための原点確認用センサ 6 7が設置さ れており、 原点確認用センサ 6 7はセンサアンプ 6 8を介してボー ドコ ンピュータ 6 4に接続されている。 なお回転台 5 4には原点確認用セン サ 6 7によって検出される被検出部 7 5が固定されている （図 7参照） （ 次に、 図 7乃至図 1 1 のよ うに構成されたハン ドリ ングテーブル 5 0 の作用を説明する。
処理部において処理された半導体ウェハ 6は、 ロボッ ト 1 1 a によつ てハンドリ ングテーブル 5 0における支持部材 5 2のテ一パ面 5 2 a に 受け渡される。 このとき、 半導体ウェハ 6は、 4個のテ一パ面 5 2 a に よってセンタ リ ングがなされる （図 1 0 A参照） 。 支持部材 5 2に半導 体ウェハ 6が受け渡されると、 これをウェハ検出センサ 5 9が検出する ( ウェハが検出されると、 エアシリ ンダ 5 7が作動して位置合せ用部材 5 3が上昇して半導体ウェハ 6を受け取り、 半導体ウェハ 6が回転可能と なる （図 1 0 B参照） 。 この状態でボードコンピュータ 6 4によ りモ一 タ 5 5の駆動が開始される。
半導体ウェハ 6のノ ツチがノ ツチ検出センサ 5 8をよぎると、 センサ 信号が出力 （O N ) され、 この信号が ドライブユニッ ト 6 2に入力され る。 前記信号が出力 （O N ) されたタイ ミングから予め設定しておいた パルス個数分だけモータ 5 5が回転し停止する。 これによつて、 半導体 ウェハのノ ツチ位置が所定方向に位置合せされる。
モータ 5 5 の停止後、 エアシリ ンダ 5 7が作動して、 位置合せ用部材 5 3が下降する。 そのため、 半導体ウェハ 6は位置合せ用部材 5 3から 支持部材 5 2に受け渡される。 位置合せ用部材 5 3が下降した後、 再度 モータ 5 5を回転させ、 原点復帰させる。 モータ 5 5が原点復帰すると . これが原点確認用センサ 6 7によって検出される。 次に、 スカラロボッ ト 3 1が支持部材 5 2上の半導体ウェハ 6を受け取り、 半導体ウェハ 6 をウェハカセッ ト部 4 0内のウエノヽカセッ ト 4 1 に収納する。
半導体ウェハ 6をスカラロボッ ト 3 1 によ り ウェハカセッ ト 4 1力 ら ハン ドリ ングテ一ブル 5 0に移送し、 さ らにハン ドリ ングテ一ブル 5 0 からスカラロボッ ト 1 1 a により処理部に供給する際には、 通常、 ハン ドリ ングテーブル 5 0ではノ ツチ位置合わせはしないが、 この場合にも ノ ッチ位置合わせをしてもよい。 なお、 ノ ッチ検出センサ 5 8およびゥ ェハ検出センサ 5 9は、 透過型光センサを示したが、 反射型光センサで あってもよレヽ。
次に、 処理部における処理手順を説明する。
図 1 に示すポリ ッシング装置においては、 シリーズ処理とパラレル処 理の双方が行われる。
( 1 ) シリーズ処理 （逐次処理）
シリ ーズ処理 （ 2段階研磨） の場合は、 洗浄機は 3台が稼動する。 半導体ウェハの流れは、 ウェハカセッ ト 4 1→ハンドリ ングテーブル 5 0→反転機 1 2→第 1研磨ュニッ ト 2 a→洗浄機 1 4 a→第 2研磨ュ ニッ ト 2 b→洗浄機 1 4 b→反転機 1 3→洗浄機 1 5 a→ハンドリ ング テープノレ 5 0→ウエノ、カセッ ト 4 1 となる。 ロボッ ト 1 1 a , 1 1 bは. それぞれ、 ドライな半導体ウェハを扱う時はドライフィ ンガを用い、 濡 れた半導体ウェハを扱う時はゥエツ トフイ ンガを用いる。 プッシャ 8 1 は、 ロボッ ト 1 1 bから半導体ウェハを受け、 ト ップリ ング 7が上方に 来た時に上昇して半導体ウェハを渡す。 トップリ ング 7は研磨ュニッ ト の研磨布上に旋回し、 ウェハの研磨が行われる。 研磨後の半導体ウェハ を保持した ト ップリ ング 7は再度プッシャ 8 1 の上方に旋回し、 プッシ ャ 8 1が上昇して半導体ウェハがプッシャ 8 1 に受け渡され、 半導体ゥ ェハはプッシャ 8 1 の位置に設けられたリ ンス液供給装置によってリ ン ス洗浄される。
このよ うなポリ ッシング装置では、 プッシャ 8 1及び洗浄機 1 4 a で 半導体ウェハが トップリ ング 7 と切り離された状態で洗浄されるので、 半導体ウェハの被研磨面だけでなく裏面や側面に付着する第 1次研磨用 の研磨液等を完全に除去することができる。 第 2次の研磨を受けた後は 洗浄機 1 4 b及び洗浄機 1 5 aで洗浄され、 ス ピン乾燥されてハン ドリ ングテ一ブル 5 0を介してカセッ ト 4 1 へ戻される。 シリーズ処理にお いては、 第 1研磨ュニッ ト 2 a における研磨条件と第 2研磨ュニッ ト 2 bにおける研磨条件は異なっている。
( 2 ) パラレル処理 （並列処理）
この場合は、 4基の洗浄機を稼動させる。 カセッ トは 2つを用いても 1つのカセッ トを共用してもよい。
半導体ウェハが、 ウェハカセッ ト 4 1→ハンドリ ングテーブル 5 0→ 反転機 1 2→研磨ュニッ ト 2 a→洗浄機 1 4 a→反転機 1 3→洗浄機 1 5 a→ハンドリ ングテ一ブル 5 0→ウェハカセッ ト 4 1 と移動する流れ と、 半導体ウェハが、 ウェハカセッ ト 4 1→ハン ドリ ングテーブル 5 0 l b
→反転機 1 2→研磨ュニッ ト 2 b→洗浄機 1 4 b→反転機 1 3→洗浄機
1 5 b→ハン ドリ ングテーブル 5 0→ウェハカセッ ト 4 1 と移動する流 れの 2系列あることになる。 反転機 1 2， 1 3は、 シリ一ズ処理の場合 も同様であるが、 研磨前の ドライな半導体ウェハを扱う反転機 1 2 と、 研磨後のゥェッ トな半導体ウェハを极う反転機 1 3 とを使い分けるが、 洗浄機は搬送ラインの両側のいずれを用いてもよい。 バラ レル処理にお いては、 研磨ュニッ ト 2 a， 2 bにおける研磨条件は同一であり、 洗浄 機 1 4 a , 1 4 bにおける洗浄条件は同一であり、 洗浄機 1 5 a , 1 5 bにおける洗浄条件は同一である。 洗浄機 1 5 a， 1 5 bにおいて、 半 導体ウェハは洗浄およびス ピン乾燥された後、 ハン ドリ ングテーブル 5
0を介してカセッ ト 4 1 へ戻される。
実施例においては、 密閉型のウェハカセッ ト部を説明したが、 ウェハ カセッ ト部は通常のオープン型のウェハカセッ トを用いることもできる 以上説明したよ うに、 本発明の第 1の態様によれば、 処理部と収容部 との間に独立したク リーン室を設けることによ り、 以下の効果を奏する (
1 ) 処理部のク リーン度を不必要に上げる必要がなく、 各種フィ ルタ ゃファン等の付帯設備の小型化ができる。
2 ) 処理部のク リーン度を必要以上に高めることを必要とせず、 装置 を設置するク リーンルームにおける空気の消費量が少なくてすみ、 運転 コス トを安くできる。
3 ) 今後、 ウェハカセッ ト部等の収容部のク リーン度が高められるこ とが見込まれるが、 本発明を適用することによ り簡単に対応できる。
4 ) 処理後の製品の 2次汚染を極力防止することができ、 品質向上を 達成できる。
また本発明の第 2の態様によれば、 ポリ ッシング装置における処理部 と収容部との間の搬送工程の間に、 半導体ウェハの基準位置 （オリ フラ . ノ ッチ等） を所定の方向に合わせて停止させる、 位置合わせを行う こと ができる。 したがって、 半導体ウェハの位置合わせのための別途の工程 を必要とせずに、 処理後の複数の半導体ウェハを収容部内に所定の方向 に整列させることができる。 このため、 位置合わせ用の専用機を省略す ることができる。
本発明の好ましい 1態様によれば、 半導体ウェハの研磨、 洗浄、 半導 体ウェハの基準位置の位置合わせの 3工程を同一装置の中で自動運転中 に行う ことができる。 産業上の利用の可能性
本発明は、 半導体ウェハ等のポリ ッシング対象物を平坦かつ鏡面状に 研磨するポリ ッシング装置に関するものであり、 半導体デバイスの製造 工程の 1つである化学機械的研磨 （C M P ) に好適に利用される。

Claims

請求の範囲
1 . 半導体ウェハ等のポリ ッシング対象物を研磨するポリ ッシング装置 において、
ポリ ッシング対象物を研磨する処理部と、 該処理部への研磨すべきポ リ ッシング対象物の供給及び Z又は研磨後のポリ ッシング対象物の受け 入れのための収容部と、 前記処理部と収容部との間に両部を隔てたシャ ッタ付の隔壁によって区画されたク リーン室とを備えたことを特徴とす るポリ ツシング装置。
2 . 前記処理部と収容部との間にロードアンロー ド部が設けられている ことを特徴とする請求項 1記載のポリ ッシング装置 c
3 . 前記ク リーン室内の圧力は前記処理部内の圧力よ り高く、 前記ロー ドアンロー ド部内の圧力より低いことを特徴とする請求項 2記載のポリ ッシング装置。
4 . 前記ロー ドアンロー ド部内に、 前記ク リーン室と収容部との間でポ リ ッシング対象物を受け渡しする搬送装置が設置されていることを特徴 とする請求項 2記載のポリ ッシング装置。
5 . 半導体ウェハを研磨するポリ ッシング装置において、
半導体ウェハを研磨する処理部と、 該処理部に研磨すべき半導体ゥェ ハを供給すると ともに研磨後の半導体ウェハを受け入れる収容部と、 前 記処理部と収容部との間に設置され処理部と収容部間で半導体ウェハを 搬送する途中で半導体ウェハの基準位置を所定の方向に合わせる位置合 わせ機構とを備えたことを特徴とするポリ ッシング装置。
6 . 前記位置合わせ機構は、 前記処理部と収容部との間に両部を隔てた シャ ツタ付の隔壁；こよって区画されたク リーン室に設置されていること を特徴とする請求項 5記載のポリ ッシング装置。
7 . 前記位置合わせ機構は、 前記半導体ウェハを保持して回転させる回 転機構と、 前記半導体ウェハの基準位置を検出するセンサとを備え、 前 記センサの出力を利用し、 前記半導体ウェハの回転終了時に半導体ゥェ ハの基準位置を所定の位置に合わせることが可能であることを特徴とす る請求項 5記載のポリ ッシング装置。
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