(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面中心部の噴出孔（４）から空気または純水を噴出させることによってウェハ（６）を非接触ホールドするウェハホルダー（５）とこれを先端に有するキャリアアーム（１２）とからなるキャリアを用いてウェハ（６）を非接触ホールドさせながら、ウェハ（６）をローディングステーション（３）からポリッシングステーション（１１）上に移動させ、次いでウェハホルダー（５）の外周に上下移動自在に設けた数個のリテーナ（７）の働きで、ウェハ（６）に均一な圧力がかかるように空気圧をかけながら研磨を行い、研磨後は、上記空気圧に代えて水を噴出させながらウェハ洗浄純水シャワー部（８）にキャリアアーム（１２）を移動させてウェハ研磨面を洗浄し、次いで上下面を洗浄し終えたウェハ（６）をアンローディングステーション（９）に置く作業を順次繰り返すことを特徴とするウェハ搬送方法。
【請求項２】
ローディングステーション（３）に置かれたウェハ（６）をウェハ研磨部およびウェハ洗浄部を経てアンローディングステーション（９）に搬送するための装置であって、一体に構成されたウェハ研磨部とウェハ搬送部とを主要な構成要素として成り、ウェハ研磨部は、定盤（１）上にパッド（２）を設けてあるポリッシングステーション（１１）から成り、研磨後にウェハ研磨面を洗浄するウェハ洗浄純水シャワー部（８）を備えるものであって、ウェハ搬送部は、空気または純水の噴出孔（４）を下面中心部に有する円板状構成体の外周に上下移動自在の数個のリテーナ（７）を垂直に懸垂配置されたウェハホルダー（５）と該ウェハホルダーを自由端に取り付け、他端は回転可能に固定されたキャリアアーム（１２）から構成されていると共に、該ウェハホルダー（５）はウェハ（６）を非接触ホールドしながら左右前後に移動可能な構造としたことを特徴とするウェハ搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ウェハの研磨と洗浄を同一装置で行う自動搬出装置および搬出方法に関し、更に詳しくは、空気または純水を交互に噴出することによって非接触ホールドさせながらウェハを研磨工程および洗浄工程に移動させることを特徴とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、酸化膜あるいは金属膜の製造を容易にする平坦化技術としてケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）が知られるようになった。
【０００３】
また半導体ウェハを研磨する時の搬送具（以下キャリアと言う）には種々の形状があるが、（１）ウェハとキャリア装着用のプレートをワックスを用いて貼り、これをキャリアに装着して研磨するタイプ、（２）マットに純水を含ませたキャリアにウェハを装着して研磨するタイプ、（３）バキュームでウェハを吸着搬送した後に、ウェハを純水で保持して研磨を行い、再度バキュームでウェハを搬送するタイプ、（４）袋状の容器に水あるいは空気を封じ込め、この上に重りを載せてウェハ上に置き、定盤上に圧力を加えながらウェハを研磨するタイプ等が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の（１）〜（４）のタイプでは、必ずウェハとキャリア面とが接触するため、パーティクルやその他の不純物の付着など汚染の問題がある上、研磨が１回終了する毎にキャリア自体を純水洗浄する等のリコンディショニングをする必要があり、これが作業効率や生産性を阻害していた。  また上記（１）のタイプでは、ワックスによるウェハの貼り付けなどは手作業によって行われるため、自動化、省力化の面からも大きな問題があった。
【０００５】
ウェハの搬送方法に関しては、バキュームチャックで吸着搬送するタイプや手作業で行う等の手段が知られているが、キャリア自体の機能としては、ウェハの搬送と研磨時のウェハ保持の両機能を備えたものがある。しかし現在のキャリアではこれらの機構が別々になっているので、キャリアの構造が複雑になり、故障等のトラブルの発生率が高く、また装置の価格が高くなるという欠点を有していた。
【０００６】
上述のように、従来のキャリアでは、ウェハの研磨と搬送が別々の工程で行われるため、作業効率が上がらず、生産性の面で問題があり、新規な手段でウェハの研磨・洗浄を行った上搬送ができる自動タイプの装置の開発が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、かかる課題を解決するため鋭意研究したところ、ウェハをホールドする平面の中心部に設けた孔から空気または水等の流体を噴出することによってウェハ６がウェハホルダー５のホールド面に非接触状態で引きつけられると共に、ウェハホルダー５外周部に数個のリテーナ７を配置することによって、非接触状態でウェハ６がホールドされた状態を保持できることを見いだして、本発明を提供することができた。
【０００８】
すなわち、本発明の第１は、下面中心部の噴出孔４から空気または純水を噴出させることによってウェハ６を非接触ホールドするウェハホルダー５とこれを先端に有するキャリアアーム１２とからなるキャリアを用いてウェハ６を非接触ホールドさせながら、ウェハ６をローディングステーション３からポリッシングステーション１１上に移動させ、次いでウェハホルダー５の外周に上下移動自在に設けた数個のリテーナ７の働きで、ウェハ６に均一な圧力がかかるように空気圧をかけながら研磨を行い、研磨後は、上記空気圧に代えて水を噴出させながらウェハ洗浄純水シャワー部８にキャリアアーム１２を移動させてウェハ研磨面を洗浄し、次いで上下面を洗浄し終えたウェハ６をアンローディングステーション９に置く作業を順次繰り返すことを特徴とするウェハ搬送方法であり；第２は、ローディングステーション３に置かれたウェハ６をウェハ研磨部およびウェハ洗浄部を経てアンローディングステーション９に搬送するための装置であって、一体に構成されたウェハ研磨部とウェハ搬送部とを主要な構成要素として成り、ウェハ研磨部は、定盤１上にパッド２を設けてあるポリッシングステーション１１から成り、研磨後にウェハ研磨面を洗浄するウェハ洗浄純水シャワー部８を備えるものであって、ウェハ搬送部は、空気または純水の噴出孔４を下面中心部に有する円板状構成体の外周に上下移動自在の数個のリテーナ７を垂直に懸垂配置されたウェハホルダー５と該ウェハホルダーを自由端に取り付け、他端は回転可能に固定されたキャリアアーム１２から構成されていると共に、該ウェハホルダー５はウェハ６を非接触ホールドしながら左右前後に移動可能な構造としたことを特徴とするウェハ搬送装置に関するものである。
【０００９】
【作用】
本発明において用いるウェハ搬送装置の概要について図１および図２を参照して説明する。本装置中央にスラリー１０を染み込ませるためのパッド２を貼った回転する定盤１からなるポリッシングステーション１１があり、定盤１の右側にはローディングステーション３があり、オリエンタルクラッドがポジショニングされたウェハ６が待機している。
【００１０】
定盤１の左側には、アンローディングステーション９があり、研磨後のウェハ６を純水洗浄した後に純水槽（図示せず）に収納する。
【００１１】
上記各ステーション間のウェハ移動は、キャリアアーム１２先端のウェハホルダー５の中心孔から空気または水等の流体を噴出させてウェハ６を非接触ホールドさせながら行うが、この場合、ウェハ６をホールドしながら、ウェハ６の研磨と、ウェハホルダー５のホールド面およびウェハ研磨面の洗浄とを同時に行うことができる。ウェハホルダー５の構造は図３〜図５に示すようになっている。図３は正面図、図４は平面図、図５はウェハホルダーがウェハをホールドして搬送している状態を示す断面図、図６はキャリアアームに保持させたウェハを研磨している状態を示す断面図である。
【００１２】
本発明装置の作用としては、まずウェハホルダー５の先端がローディングステーション３上のウェハ６面上に移動し、該先端がウェハ６面上２〜３ｍｍ程度のところで停止する。
【００１３】
次いで、ウェハホルダー５中心部に設けた中心孔から空気または水（純水）を個別に約０．  ５〜３ｋｇ／ｃｍ２  の圧力で噴出させると、ウェハ６は、ウェハホルダー５のホールド面に引きつけられ、空気または水の通る隙間を介してウェハホルダー５にホールドされる（図５参照）。
【００１４】
次に、ウェハ６をホールドしたウェハホルダー５は、ポリッシングステーション１１に移動して、降下しながらパッド２面に接近するが、この時ウェハホルダー５の外周に設けられた数個のピン状リテーナ７の先端がパッド２の上面に接触して上方にスライドすると共に、ウェハ６がパッド２に接触した位置で停止する（図６参照）。
【００１５】
この時、純水を用いてウェハ６をホールドしながら搬送した場合には純水を空気圧に切り替え、空気圧の場合にはそのまま、ウェハ６に均一で適当な圧力が加わる位置にまでウェハホルダー５の先端を降下させて、その位置で停止する。
【００１６】
次いで、スラリー１０を供給しながら定盤１を回転させるとウェハ６は研磨されるが、研磨されている間、ウェハホルダー５中心孔からの空気の噴出が、ウェハ６をホールドすると共に、ウェハホールド面へのスラリー１０の混入を防ぐ働きをしている。
【００１７】
研磨終了後は、ウェハホルダー５中心孔からの噴出物を純水に切り替え、パッド２上でウェハ６を水平に滑らせながら定盤１の外に移動させると、ウェハ６はウェハホルダー５にホールドされた状態になる。
【００１８】
次いでウェハホルダー５は、ウェハ６をホールドしたまま洗浄純水シャワ８の上面に移動することによってウェハ研磨面を洗浄すると共に、ウェハホールド面の洗浄を同時に行い、洗浄終了後のウェハ６をアンローディングステーション９に搬送し、ウェハホルダー５は再びローディングステーション３上に移動して一工程が終了する。
【００１９】
上記のように、本発明においては、空気または水を中心孔から噴出することによって、ウェハ６を非接触状態でホールドすることから、従来法におけるウェハとキャリアとの接触による汚染が防止される上、ウェハ６の研磨・洗浄の自動化が可能になる。
【００２０】
【実施例１】
図１（本発明装置の平面図）を参照しながら本発明を説明する。研磨されるウェハ６は、先ずローディングステーション３上に順次積み上げられた。
【００２１】
キャリアアーム１２の一端に設けられたウェハホルダー５の先端は、ローディングステーション３上に平行移動して降下しながらウェハ６面上２〜３ｍｍ程度のところで停止し、次いで、ウェハホルダー中心孔から空気を約２ｋｇ／ｃｍ２  の圧力で噴出させてウェハ６をウェハホルダーホールド面にて非接触状態でホールドした。
【００２２】
次にウェハ６をホールドしたウェハホルダー５は、ポリッシングステーション１１に移動して降下しながらパッド２面に接近するが、この時ウェハホルダー５外周に設けられた８個のピン状リテーナ７の先端がパッド２上面に接触して上方にスライドすると共に、ウェハ６がパッド２の上面に接触した状態で、ウェハホルダー５の降下が止まる。
【００２３】
次いでスラリー１０を供給しながら定盤１を回転させるとウェハ６は研磨されるが、研磨されている間、ウェハホルダー中心孔からの空気の噴出が、ウェハ６を非接触状態でホールドすると共に、ウェハホールド面へのスラリー１０の浸入を防ぐ働きをしている。
【００２４】
研磨終了後、ウェハホルダー中心孔からの空気噴出を純水噴出に切り替え、ウェハ６を前記のように非接触状態でホールドしたまま、ウェハホルダー５をパッド２上から水平に滑らせながら定盤１上から洗浄純水シャワ８上に移動させた。
【００２５】
次いで、洗浄純水シャワ８によってウェハ６下面の研磨面が洗浄されると共に、ウェハ６上面もウェハホルダー中心孔からの純水によって同時に洗浄される。
【００２６】
洗浄終了後、ウェハ６は、ウェハホルダー５によってホールドされたままアンローディングステーション９上に移動して、アンローディングステーション９内部に搬送される。
【００２７】
搬送後、キャリアアーム１２を回転させてウェハホルダー部５を再びローディングステーション３上に移動することによって、本発明に係わる研磨・洗浄の一工程が終了するが、これらの工程を順次繰り返すことによって、所要量のウェハ６を研磨・洗浄することができる。
【００２８】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、ウェハを非接触状態でホールドし、且つ空気または純水による噴出の切り替えもできるため、従来法のようにウェハ面を傷つけることもなく、さらに研磨・洗浄を行うための搬送手段の自動化および一体化が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の平面図である。
【図２】本発明装置の略断面図である。
【図３】本発明装置におけるウェハホルダーの正面図である。
【図４】本発明装置におけるウェハホルダーの平面図である。
【図５】ウェハホルダーがウェハをホールドして搬送している状態を示す断面図である。
【図６】ウェハホルダーにホールドされたウェハを研磨している状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１    定盤
２    パッド
３    ローディングステーション
４    空気または純水の噴出口
５    ウェハホルダー
６    ウェハ
７    リテーナ
８    洗浄純水シャワ
９    アンローディングステーション
１０    スラリー
１１    ポリッシングステーション
１２    キャリアアーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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