(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを研磨するポリッシング装置であって、
前記ポリッシング装置は、
ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロードブロックと、
ウエハを移動させる搬送ブロックと、
ウエハを研磨するポリッシングブロックと、
研磨後のウエハを洗浄する洗浄ブロックと、
前記ロード・アンロードブロックのカセットと前記搬送ブロックのロボットの相対位置及び前記洗浄ブロックと前記搬送ブロックのロボットの相対位置をティーチングにより記憶する制御ブロックとからなり、
前記各ブロックごとに制御機器を配備し、
前記ロード・アンロードブロック、搬送ブロック、ポリッシングブロック及び洗浄ブロック内には、
モータを駆動するドライバ、
ドライバに電気を供給する電気端子台、
エアーシリンダ及びプロセスバルブを駆動する制御バルブ、
制御バルブにエアーを供給するエアー供給キット、
該ドライバと制御バルブへの制御信号を変換するインターフェース、
制御信号を受け入れる通信端子台の少なくともいずれかひとつが設けられていることを特徴とするポリッシング装置。
【請求項２】
前記制御ブロック内には、
前記ロード・アンロードブロック、搬送ブロック、ポリッシングブロック及び洗浄ブロックに電気を供給する電源部及び電気端子台、
制御指令を出すコンピュータ、
制御信号を送る通信端子台、
外部からの電気の供給を受け入れる電源端子台、
運転を指令する操作パネルの少なくともいずれかひとつを備えたことを特徴とする請求項１記載のポリッシング装置。
【請求項３】
前記ドライバと、電気端子台と、制御バルブと、エアー供給キットと、インターフェースと、通信端子台とをブロックごとに１つのシャーシに取付け、該シャーシをブロックから引き出し可能としたことを特徴とする請求項１または２記載のポリッシング装置。
【請求項４】
前記ブロックに、前記シャーシを覆うように受け皿を設け、
この受け皿内に漏水センサを取り付けたことを特徴とする請求項３記載のポリッシング装置。
【請求項５】
ウエハを研磨するポリッシング装置であって、
前記ポリッシング装置は、
ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロードブロックと、
ウエハを移動させる搬送ブロックと、
ウエハを研磨するポリッシングブロックと、
研磨後のウエハを洗浄する洗浄ブロックと、
前記ロード・アンロードブロックのカセットと前記搬送ブロックのロボットの相対位置及び前記洗浄ブロックと前記搬送ブロックのロボットの相対位置をティーチングにより記憶する制御ブロックとからなり、
前記各ブロックごとに制御機器を配備したことを特徴とするポリッシング装置。
【請求項６】
前記ロード・アンロードブロック、搬送ブロック、ポリッシングブロック、洗浄ブロックには、
制御信号を変換するインターフェースと、
制御信号を受け入れる通信端子台とが設けら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。
【請求項７】
前記制御ブロックには、
制御指令を出すコンピュータと、
制御信号を送り出す通信端子台とが設けられていることを特徴とする請求項５または６記載のポリッシング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はポリッシング装置に係り、特に、半導体ウエ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る。
【０００２】
【従来の技術】
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。特に０．５μｍ以下の光リソグラフィの場合、焦点深度が浅くなるためステッパの結像面の平坦度を必要とする。
そこで、半導体ウエハの表面を平坦化することが必要となるが、この平坦化法の１手段としてポリッシング装置により研磨することが行われている。
【０００３】
従来、この種のポリッシング装置は、大きく分けると、ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロード機能、ウエハを移動させる搬送機能、ウエハを研磨するポリッシング機能、最近では研磨後のウエハを洗浄する洗浄機能、そして装置の運転をコントロールする制御機能を備え、これらの機能を発揮すべく多数の機器とそれを取り付ける部材が個々に組み付けられて装置が構成されていた。
また、機器の運転及び制御に必要なドライバや制御バルブは、装置全体を制御するコンピュータなどと一緒に制御盤内に収納されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これまでのポリッシング装置は、以下のような問題が有った。
（１）対象物である半導体ウエハの種類が多く、またポリッシングのプロセス条件がウエハの種類によって異なるため、使用する機器の構成も異なり、装置の標準化が難しく、標準化によるコストの低減および納期の短縮が望めなかった。
（→装置製造の生産性）
（２）半導体ウエハは世代交代が速く、合わせて装置の機能の高度化を必要とするが、装置の改造は容易ではなく、装置更新のコストが多大であった。
（→拡張性）
（３）ポリッシング装置は通常クリーンルームに設置されるので、修理における機器の分解や部品交換時の発塵はできるだけ抑えなければならないが、装置の組立構成上限界があった。                                                  （→メンテナンス性）
（４）装置の大きさ及びウエハカセットのロード・アンロードの位置および操作パネル位置などのレイアウトが固定されているため、使用場所の都合によっては装置へのアクセスが不便であった。                                    （→ユーザ対応性）
【０００５】
このような問題を回避する手段の１つとして、装置の機能ごとのブロック化が考えられる。しかし、これまでのように、モータを駆動するドライバや、該ドライバ、エアーシリンダ及びプロセスバルブを駆動する制御バルブ、ドライバと制御バルブへの制御信号を変換するインターフェースを１つの制御盤内に集中して収納する場合、
（１）任意のブロック数に備えて盤内のスペースを確保すると、制御盤が非常に大きなものになってしまうので、制御盤はブロック構成数の個別対応となり標準化ができない。
（２）ブロック単位での組立状態で確認運転をしようとすると、種々の制御機器を備えたテストスタンドが必要となるので実施が困難である。
（３）途中で機能を高めるため、あるいはユーザの求めに応じてモータやシリンダ等の機器の仕様を変更した場合、関連するドライバや制御バルブ及びインターフェースの大きな形状変更を伴うと、制御盤内の機器のレイアウトや配線の変更が必要となり、改造のためのコストと納期へ与えるインパクトが大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は上述の事情に鑑みなされたもので、装置のブロック化に適合し、生産性、拡張性、メンテナンス性、ユーザ対応性の優れたポリッシング装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は、ウエハを研磨するポリッシング装置であって、前記ポリッシング装置は、ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロードブロックと、ウエハを移動させる搬送ブロックと、ウエハを研磨するポリッシングブロックと、研磨後のウエハを洗浄する洗浄ブロックと、前記ロード・アンロードブロックのカセットと前記搬送ブロックのロボットの相対位置及び前記洗浄ブロックと前記搬送ブロックのロボットの相対位置をティーチングにより記憶する制御ブロックとからなり、前記各ブロックごとに制御機器を配備し、前記ロード・アンロードブロック、搬送ブロック、ポリッシングブロック及び洗浄ブロック内には、モータを駆動するドライバ、ドライバに電気を供給する電気端子台、エアーシリンダ及びプロセスバルブを駆動する制御バルブ、制御バルブにエアーを供給するエアー供給キット、該ドライバと制御バルブへの制御信号を変換するインターフェース、制御信号を受け入れる通信端子台の少なくともいずれかひとつが設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
前記制御ブロック内には、前記ロード・アンロードブロック、搬送ブロック、ポリッシングブロック及び洗浄ブロックに電気を供給する電源部及び電気端子台、制御指令を出すコンピュータ、制御信号を送る通信端子台、外部からの電気の供給を受け入れる電源端子台、運転を指令する操作パネルの少なくともいずれかひとつを備えたことを特徴とする。
さらに、前記ドライバと、電気端子台と、制御バルブと、エアー供給キットと、インターフェースと、通信端子台とをブロックごとに１つのシャーシに取付け、該シャーシをブロックから引き出し可能としたことを特徴とする。
また、前記ブロックに前記シャーシを覆うように受け皿を設け、この受け皿内に漏水センサを取り付けたことを特徴とする。
また本発明は、ウエハを研磨するポリッシング装置であって、前記ポリッシング装置は、ウエハを収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロードブロックと、ウエハを移動させる搬送ブロックと、ウエハを研磨するポリッシングブロックと、研磨後のウエハを洗浄する洗浄ブロックと、前記ロード・アンロードブロックのカセットと前記搬送ブロックのロボットの相対位置及び前記洗浄ブロックと前記搬送ブロックのロボットの相対位置をティーチングにより記憶する制御ブロックとからなり、前記各ブロックごとに制御機器を配備したことを特徴とするものである。
さらに、前記ロード・アンロードブロック、搬送ブロック、ポリッシングブロック、洗浄ブロックには、制御信号を変換するインターフェースと、制御信号を受け入れる通信端子台とが設けられていることを特徴とする。
また、前記制御ブロックには、制御指令を出すコンピュータと、制御信号を送り出す通信端子台とが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上述した機能別ブロックごとに制御機器を配備した構成の本発明によれば、制御盤の標準化が可能であり、同時にブロック単位での事前動作チェックが可能で、コストの低減及び納期の短縮、信頼性の向上が望め、装置製造の生産性が向上する。
また、将来装置の機能の高度化が必要となったとき、制御盤の改造が必要ないため変更のコストが低く、装置の拡張性がある。
【００１０】
さらに、ブロック単位で制御部を外に引き出すことが可能なため、修理が容易でメンテナンス性が良い。制御部は、上部の受け皿によって保護されているのでプロセスの薬液に対しても安全である。
そして、ユーザの求めに応じてレイアウトを変更する場合も、電源ケーブルと通信ケーブルの引き回しを変えるだけで対応できる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明に係るポリッシング装置の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のポリッシング装置の外観図であり、装置本体Ａには受け渡し口３が設けられ、研磨未処理のウエハ１を収納したカセット２をカセット受け渡し口３に投入した後、操作パネル４のスイッチをＯＮにすると、カセット２中のウエハ１は自動的に一枚づつ抜き出され、研磨された後に、洗浄されて元のカセット２に戻され収納されるようになっている。すべてのウエハ１の研磨処理が終了した後、カセット２は取り出されて次工程に回される。
【００１２】
図２は装置本体Ａの内部を示したものであり、ウエハ１を収納したカセットの受け渡しをするロード・アンロードブロック５と、ウエハ１を移動させる搬送ブロック６と、ウエハ１を研磨するポリッシングブロック７と、研磨後のウエハ１を洗浄する洗浄ブロック８及びこれらの各ブロックを制御する制御ブロック９が共通ベース１０の上にそれぞれ独立して配置されている。
【００１３】
ロード・アンロードブロック５は、カセット２を載せるステージ１１と、収納されたウエハ１ａ〜ｚの数と収納棚１３ａ〜ｚの位置を計測（ウエハのマッピング）するセンシングセンサ１２とを備えており、その情報は制御ブロック９内のコンピュータ１４に記憶される。
【００１４】
搬送ブロック６には、レール６ａの上にロボット１５が移動自在に搭載されており、このフィンガー１６によって、各ブロック間でのウエハ１ａの受け渡しが行われるようになっている。このロボット１５がユニットとして機能し、レール６ａの上に複数設置可能である。
【００１５】
ポリッシングブロック７は、回転テーブル１８とこれに対向するトップリング１７を有し、回転テーブル１８の表面には研磨布が貼り付けられ、また、この研磨布面上に砥液を供給する装置が設けられている。
洗浄ブロック８は、純水により洗浄を行う洗浄槽１９と乾燥槽２０とを備えており、これらの槽１９，２０が洗浄ブロック８を構成するユニットである。
【００１６】
そして、これらのブロックの内、ロード・アンロードブロック５、搬送ブロック６、ポリッシングブロック７及び洗浄ブロック８のそれぞれには、モータを駆動するドライバと、ドライバに電気を供給する電気端子台と、エアーシリンダ及びプロセスバルブを駆動する制御バルブと、制御バルブにエアーを供給するエアー供給キットと、ドライバと制御バルブへの制御信号を変換するインターフェースと、制御信号を受け入れる通信端子台とが設けられている。
【００１７】
このようなユニット化された構造を、図３により、洗浄ブロック８を例として説明する。この図は洗浄ブロック８の制御機器を収納したシャーシ２１を引き出したところである。シャーシ２１の両側面にはスライドバー２２が設けられ、これはブロック内面のレール２３に係合して摺動するようになっており、取っ手２４を引っ張ればシャーシ２１が外に引き出される。また、シャーシ２１には、脱落を防止するストッパ２５が付いている。シャーシ２１のケーブルと配管はフレキシブルタイプになっており、洗浄ブロック８と接続されたままでテスト運転が可能となっている。
【００１８】
シャーシ２１には、洗浄用ブラシのモータに駆動用の電流を送るためのドライバ２６、このドライバ２６に電気を供給する電気端子台２７、洗浄用ブラシをウエハ上に移動させるエアーシリンダ及び洗浄純水を送るバルブを駆動する制御バルブ２８、制御バルブ２８にエアーを供給するエアー供給キット２９、ドライバ２７と制御バルブ２８への制御信号を送るインターフェース３０、制御信号を受け入れる通信端子台３１とが取り付けられている。
【００１９】
シャーシ２１の収納部の上部には受け皿３２が設けられており、万が一、洗浄部から漏水があった場合にはこの受け皿３２で受け、シャーシ２１の電気機器に純水がかかるのを防いでいる。受け皿３２の内面には漏水センサ３３が貼り付けられていて、漏水があった場合には警報を出すと同時に、溜まった純水は装置の排水管に接続されたドレンパイプ３４で排出している。
【００２０】
このように、モータを駆動するドライバと、ドライバに電気を供給する電気端子台と、エアーシリンダ及びプロセスバルブを駆動する制御バルブと、制御バルブにエアーを供給するエアー供給キットと、ドライバと制御バルブへの制御信号を変換するインターフェースと、制御信号を受け入れる通信端子台とが設けられている点は、ロード・アンロードブロック５、搬送ブロック６及びポリッシングブロック７についても同様である。
【００２１】
一方、制御ブロック９には、図４に示すように、前記各ブロック５，６，７，８に電気を供給する電源部３５及び電気端子台３６と、制御指令を出すコンピュータ１４と、制御信号を送り出す通信端子台３７と、外部から電気の供給を受け入れる電源端子台３８と、運転を指令する操作パネル４とが備えられている。
【００２２】
このように構成された本発明のポリッシング装置の動作を説明する。
図１で受け渡し口３から投入されたカセット２は、ロード・アンロードブロック５のステージ１１に置かれ、センシングセンサ１２によって収納されたウエハ１ａ〜ｚの数と収納棚１３ａ〜ｚの位置が計測（ウエハのマッピング）され、その情報が制御ブロック９内のコンピュータ１４に記憶される。マッピングを終了すると、搬送ブロック６に搭載されたロボット１５のフィンガー１６がカセット２の棚１３ａ内のウエハ１ａを取り出してくる。
【００２３】
ロボット１５とカセット２の相対位置は各ブロック配置後のティーチングにより予めコンピュータ１４に記憶されている。つまり、ロボット１５の動作や位置設定はコンピュータ１４からの指令によってなされるのであって、カセット２が置かれるロード・アンロードブロック５とロボット１５が搭載されている搬送ブロック６との間の構造的拘束によって得られる寸法の取り合いによって決められているのではない。
【００２４】
カセット２から取り出されたウエハ１ａは、ロボット１５によってポリッシングブロック７のトップリング１７に装着され、回転テーブル１８上で研磨される。回転テーブル１８の表面には研磨布が貼り付けられ、砥液が流下された状態で研磨される。
【００２５】
研磨後のウエハ１ａはロボット１５によって洗浄ブロック８に移送され、同ブロック内の洗浄槽１９に装着される。洗浄が終了すると、ウエハ１ａは、同ブロック内の乾燥槽２０に装着されて水切りが行われ、その後にロボット１５によって洗浄ブロック８から取り出され、カセット２の収納棚１３ａに戻される。ロボット１５と洗浄ブロックの相対位置は、前記同様に予めコンピュータ１４に記憶されている。
このようにして一枚のウエハ１ａの研磨が終了し、引き続き残りのウエハ１ｂ〜１ｚが研磨され、全枚数が処理終了したところでカセットが交換される。
【００２６】
ウエハ１を最適に研磨するためのプロセス条件として、ウエハ１の表面の被研磨膜に応じたトップリング１７の回転速度と押し付け力、回転テーブル１８の回転速度と表面のクロス材料の種類のほかに砥液の種類があり、ウエハ表面の膜の種類によってこれらが適切に設定・選択される。ここで、砥液は種類によって化学的性質が大きく異なり、例えばウエハの膜がＳｉＯ２  の場合は砥液は中性に近いが、膜が金属の場合は酸性またはアルカリ性である。従って、砥液に触れるポリッシング関連の部材の材料は耐食性のある特殊なものが使用される。また、後工程の洗浄もウエハの膜によって洗浄機器のメカニズムが異なる。
【００２７】
このような条件から、本装置は、ロード・アンロードブロック５と搬送ブロック６及び制御ブロック９の３ブロックについては完全に標準化が可能であり、ブロックに組上がった状態でストックされている。ポリッシングブロック７と洗浄ブロック８は、一部の部品がウエハ１の種類によって異なるため、半完成品の状態に組み立てられ、該部品はオプションでストックされている。従って、使用条件に適合した装置を製造する場合は、ユニット化されたブロックを組み立てれば良く、しかもストックの量自体も少ない。これによって、装置製造の生産性が高いものとなっている。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、機能別ブロックごとに制御機器を配備してあるので、ブロック単位での事前動作チェックが可能となり、制御盤も共通使用できるので標準化ができ、コストの低減及び納期の短縮ができ、装置製造の生産性が高まるとともに、さらには信頼性の向上が望めるという優れた効果を奏する。
【００２９】
また、将来、装置の機能の高度化が必要となったとき、制御盤を改造する必要がないので、変更のためのコストが低く、装置の拡張性がある。また、ユーザの求めに応じてレイアウトを変更する場合も電源ケーブルと通信ケーブルの引き回しを変えるだけで対応できる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、ブロック単位で制御部を外に引き出して修理を行うことが可能であり、メンテナンス性が良い。
請求項３の発明によれば、制御部は上部の受け皿によって保護されているので、プロセスの薬液に対しても安全である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のポリッシング装置の外観を示す斜視図である。
【図２】（ａ）はこの発明の一実施例のポリッシング装置の内部を示す斜視図であり、（ｂ）はカセットの構成を示す図である。
【図３】この発明の一実施例のポリッシング装置の洗浄ブロックを示す斜視図である。
【図４】この発明の一実施例のポリッシング装置の制御ブロックを示す斜視図である。
【符号の説明】
１    ウエハ
４  操作パネル
５  ロード・アンロードブロック
６  搬送ブロック
７  ポリッシングブロック
８  洗浄ブロック
９  制御ブロック
１４  コンピュータ
２１  シャーシ
２６  ドライバ
２７  電気端子台
２８  制御バルブ
２９  エアー供給キット
３０  インターフェース
３１  通信端子台
３２  受け皿
３３  漏水センサ
３５  電源部
３６  電気端子台
３７  通信端子台
３８  電源端子台
【図１】
0003583490.tif 000002
【図２】
0003583490.tif 000003
【図３】
0003583490.tif 000004
【図４】
0003583490.tif 000005