(57)【要約】      （修正有）【課題】連続して被処理体の研磨及び洗浄が可能である研磨洗浄複合装置を提供する。【解決手段】研磨洗浄複合装置において、研磨装置部２は、一対の筒状研磨治具２２によって、複数の薄板円盤状の被処理体５が収容されたコンテナ４から順次搬送される被処理体を鉛直方向に挟持固定し、自転用ローラ２１によって自転させながら、前記一対の円筒状研磨治具を前記被処理体を引上げるように回転運動させて研磨を行い、洗浄装置部３は、環状形状の搬送機構１０で、前記研磨装置部によって研磨された被処理体を、円周状に配された複数の保持手段３０によって順次保持して、所定の位置に移動させ、前記被処理体を挟持する一対の洗浄治具４１によって順次洗浄する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板円盤状の被処理体の研磨を行う研磨装置部と、該研磨装置で研磨された被処理体を洗浄する洗浄装置部とを一連に配した研磨洗浄複合装置において、
前記研磨装置部は、研磨布が配された一対の円筒状研磨治具と、該円筒状研磨治具の上方に配され、前記被処理体の上方位置を制限すると共に前記被処理体を自転させる少なくとも一つの自転用ローラとによって少なくとも構成されると共に、前記一対の円筒状研磨治具によって、複数の被処理体が収容されたコンテナから順次搬送される被処理体を鉛直方向に挟持固定する保持手段と、該保持手段によって保持された被処理体を前記自転用ローラによって自転させると共に、前記一対の円筒状研磨治具を前記被処理体を引上げるように回転運動させる研磨手段とを少なくとも具備することを特徴とする研磨洗浄複合装置。
【請求項２】
薄板円盤状の被処理体の研磨を行う研磨装置部と、該研磨装置で研磨された被処理体を洗浄する洗浄装置部とを一連に配した研磨洗浄複合装置において、
前記洗浄装置部は、前記研磨装置部から順次搬送される被処理体を保持する保持手段と、円周状に前記保持手段を均等に配する環状の搬送手段と、該搬送手段が回動し、前記保持手段によって保持された被処理体が所定の位置に移動した時に、前記被処理体を挟持する一対の洗浄治具を具備し、該一対の洗浄治具を回動させると共に前記被処理体を自転させる洗浄手段とを具備することを特徴とする研磨洗浄複合装置。
【請求項３】
薄板円盤状の被処理体の研磨を行う研磨装置部と、該研磨装置で研磨された被処理体を洗浄する洗浄装置部とを一連に配した研磨洗浄複合装置において、
前記研磨装置部は、研磨布が配された一対の円筒状研磨治具と、該円筒状研磨治具の上方に配され、前記被処理体の上方位置を制限すると共に前記被処理体を自転させる少なくとも一つの自転用ローラとによって少なくとも構成されると共に、前記一対の円筒状研磨治具によって、複数の被処理体が収容されたコンテナから順次搬送される被処理体を鉛直方向に挟持固定する保持手段と、該保持手段によって保持された被処理体を前記自転用ローラによって自転させると共に、前記一対の円筒状研磨治具を前記被処理体を引上げるように回転運動させる研磨手段とを少なくとも具備すると共に、
前記洗浄装置部は、前記研磨装置部から順次搬送される被処理体を保持する保持手段と、円周状に前記保持手段を均等に配する環状の搬送手段と、該搬送手段が回動し、前記保持手段によって保持された被処理体が所定の位置に移動した時に、前記被処理体を挟持する一対の洗浄治具を具備し、該一対の洗浄治具を回動させると共に前記被処理体を自転させる洗浄手段とを具備することを特徴とする研磨洗浄複合装置。
【請求項４】
前記洗浄装置部の保持手段は、前記被処理体の周縁に接する複数の自転用ローラからなることを特徴とする請求項２又は３記載の研磨洗浄複合装置。
【請求項５】
前記一対の円筒状研磨治具は、前記被処理体の中心点を通過する水平基準線よりも所定値下側で、前記水平基準線に対して平行に前記被処理体に線的に接触することを特徴とする請求項１又は３記載の研磨洗浄複合装置。
【請求項６】
前記一対の円筒状研磨治具は、前記被処理体の中心点を通過する水平基準線よりも所定値下側で、前記水平基準線に対して所定角度傾斜して前記被処理体に線的に接触することを特徴とする請求項１又は３記載の研磨洗浄複合装置。
【請求項７】
前記研磨装置部を構成する自転用ローラの少なくとも一つは、前記被処理体の中心が前記円筒状研磨治具の接触領域を通過するように前記被処理体を移動させることを特徴とする請求項１又は３〜７のいずれか一つに記載の研磨洗浄複合装置。
【請求項８】
前記研磨装置部を構成する自転用ローラの少なくとも一つは、前記被処理体の中心が前記円筒状研磨治具の接触領域を横切るように前記被処理体を移動させることを特徴とする請求項１又は３〜７のいずれか一つに記載の研磨洗浄複合装置。
【請求項９】
前記研磨装置部を構成する自転用ローラは、前記被処理体の中心が前記円筒状研磨治具の接触領域を横切るように楕円旋回運動を行うことを特徴とする請求項１又は３〜７のいずれか一つに記載の研磨洗浄複合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、磁気ディスク用基板、半導体ウェハー、液晶表示用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板などの薄板円盤状の被処理体の表面を研磨し、洗浄する研磨洗浄複合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１は、複数の被研磨物を保持する孔を有するキャリアを上下定盤間で保持して公転及び正逆方向に交互に自転させて複数の被研磨物の両面を研磨する研磨装置を開示する。
【０００３】
特許文献２は、研磨装置において、例えば、ウェハーの表面を研磨する工程を、粗い研磨工程、精密な研磨工程、仕上げの研磨工程といった複数の研磨工程で複数段階で行うことを開示し、研磨ステーション間でウェハーを移動させる場合に、ウェハーに付着したスラリーを十分に除去することを課題としている。このため、洗浄装置において、ウェハーには、保持ヘッドに保持された状態での洗浄及び保持台座上に載置された状態での洗浄がなされ、そして保持ヘッドも単独で洗浄されることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２５４３０１号公報
【特許文献２】
特開２００１−１４４０５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在において、ウェハー等の薄板円盤状の被処理体を多量に研磨することが要求されており、従来では、特許文献１で開示されるように、複数の被処理体を受容可能な複数のキャリアを、自転する研磨面を有し、スラリーが供給される上定盤と下定盤の間で自転及び公転させることによって、一度の多数の被処理体を研磨していた。この場合、研磨終了後に被処理体を取り出すときに、被処理体に付着したスラリーにより研磨面が変化するため、できる限り早急に取り出す必要があり、取り出す順番によって品質に変化が生じるという不具合が生じる。
【０００６】
また、特許文献２で開示されるように、研磨工程毎に洗浄によってスラリーの除去を行うことが望ましいが、工程が複雑になるという不具合が生じる。
【０００７】
このため、この発明は、連続して被処理体の研磨及び洗浄が可能である研磨洗浄複合装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明は、薄板円盤状の被処理体の研磨を行う研磨装置部と、該研磨装置で研磨された被処理体を洗浄する洗浄装置部とを一連に配した研磨洗浄複合装置において、前記研磨装置部は、研磨布が配された一対の円筒状研磨治具と、該円筒状研磨治具の上方に配され、前記被処理体の上方位置を制限すると共に前記被処理体を自転させる少なくとも一つの自転用ローラとによって少なくとも構成されると共に、前記一対の円筒状研磨治具によって、複数の被処理体が収容されたコンテナから順次搬送される被処理体を鉛直方向に挟持固定する保持手段と、該保持手段によって保持された被処理体を前記自転用ローラによって自転させると共に、前記一対の円筒状研磨治具を前記被処理体を引上げるように回転運動させる研磨手段とを少なくとも具備することにある。
【０００９】
また、この発明は、薄板円盤状の被処理体の研磨を行う研磨装置部と、該研磨装置で研磨された被処理体を洗浄する洗浄装置部とを一連に配した研磨洗浄複合装置において、前記洗浄装置部は、前記研磨装置部から順次搬送される被処理体を保持する保持手段と、円周状に前記保持手段を均等に配する環状の搬送手段と、該搬送手段が回動し、前記保持手段によって保持された被処理体が所定の位置に移動した時に、前記被処理体を挟持する一対の洗浄治具を具備し、該一対の洗浄治具を回動させると共に前記被処理体を自転させる洗浄手段とを具備することにある。
【００１０】
さらに、この発明は、薄板円盤状の被処理体の研磨を行う研磨装置部と、該研磨装置で研磨された被処理体を洗浄する洗浄装置部とを一連に配した研磨洗浄複合装置において、前記研磨装置部は、研磨布が配された一対の円筒状研磨治具と、該円筒状研磨治具の上方に配され、前記被処理体の上方位置を制限すると共に前記被処理体を自転させる少なくとも一つの自転用ローラとによって少なくとも構成されると共に、前記一対の円筒状研磨治具によって、複数の被処理体が収容されたコンテナから順次搬送される被処理体を鉛直方向に挟持固定する保持手段と、該保持手段によって保持された被処理体を前記自転用ローラによって自転させると共に、前記一対の円筒状研磨治具を前記被処理体を引上げるように回転運動させる研磨手段とを少なくとも具備すると共に、前記洗浄装置部は、前記研磨装置部から順次搬送される被処理体を保持する保持手段と、円周状に前記保持手段を均等に配する環状の搬送手段と、該搬送手段が回動し、前記保持手段によって保持された被処理体が所定の位置に移動した時に、前記被処理体を挟持する一対の洗浄治具を具備し、該一対の洗浄治具を回動させると共に前記被処理体を自転させる洗浄手段とを具備することにある。
【００１１】
概略的には、研磨洗浄複合装置において、研磨装置部は、一対の円筒状研磨治具によって、複数の薄板円盤状の被処理体が収容されたコンテナから順次搬送される被処理体を順次鉛直方向に挟持固定し、自転用ローラによって自転させながら、前記一対の円筒状研磨治具を前記被処理体を引上げるように回転運動させて研磨を行い、洗浄装置部は、環状形状の搬送機構で、前記研磨装置部によって研磨された被処理体を、順次円周状に配された複数の保持手段によって保持して、所定の位置に移動させ、前記被処理体を挟持する一対の洗浄治具によって洗浄する。
【００１２】
さらに、前記洗浄装置部の保持手段は、前記被処理体の周縁に接する複数の自転用ローラからなることが望ましい。
【００１３】
さらにまた、前記一対の円筒状研磨治具は、前記被処理体の中心点を通過する水平基準線よりも所定値下側で、前記水平基準線に対して平行に前記被処理体に線的に接触することが望ましい。
【００１４】
また、前記一対の円筒状研磨治具は、前記被処理体の中心点を通過する水平基準線よりも所定値下側で、前記水平基準線に対して所定角度傾斜して前記被処理体に線的に接触するものであっても良いものである。該所定角度は、５〜４０°の範囲内であることが望ましく、特に１０〜２０°の範囲内であることが望ましい。
【００１５】
前記研磨装置部を構成する自転用ローラの少なくとも一つは、前記被処理体の中心が前記円筒状研磨治具の接触領域を通過するように前記被処理体を移動（往復運動）、又は楕円旋回運動させることが望ましい。これにより、被処理体が薄型円板であり、且つ中央に開口部を有しない場合には、全体的に均一な研磨が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面により説明する。
【００１７】
本願発明の実施の形態に係る研磨洗浄複合装置１は、研磨装置部２と、洗浄装置部３とによって少なくとも構成されている。
【００１８】
コンテナ４に搭載された、例えば、磁気ディスク用基板、半導体ウェハー、液晶表示用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板などの薄板円盤状の被処理体５は、リフト機構６のグリップ６ａによってグリップされ、コンテナ４から上方に持ち上げられる。そして、キャリア７が移動して、キャリア７の一次ホルダ７ａが下方位置に到達したときに、グリップ６ａが下降してキャリア７の一次ホルダ７ａに被処理体５が載置される。
【００１９】
前記一次ホルダ７ａに被処理体５が載置されると、キャリア７は、前記一次ホルダ７ａが研磨機構２０の下方に位置する場所まで横方向に移動し、ここから、上方に移動する。前記研磨機構２０は、上方に移動してきた被処理体５を保持する。
【００２０】
前記研磨機構２０は、図２（ａ），（ｂ）で示すように、前記被処理体５の上方位置を制限し、且つ前記被処理体５を自転させる一対の自転用ローラ２１と、前記被処理体５を挟持して保持すると共に、前記被処理体５を上方へ付勢する方向に回転する一対の円筒状研磨治具２２とによって少なくとも構成される。前記円筒状研磨治具２２は、円筒形状をしており、その外周側面には研磨布が装着される。また、円筒状研磨治具２２は、前記被処理体５の中心点を通る中心基準線Ｍよりも所定値Ｄだけ下方である線的な当接位置（Ｓ）において、前記被処理体５の両側で接触する。これにより、線的な当接位置（Ｓ）が中心基準線Ｍと同一である場合よりも、前記被処理体５の保持力を向上させることができると共に、被処理体５の研磨の状態をさらに良好にすることができるものである。
【００２１】
以上の構成によって、前記円筒状研磨治具２２が、基準線Ｓにおいて前記被処理体５を挟持して、前記被処理体５を上方へ付勢する方向に回転すると共に、前記自転用ローラ２１が前記被処理体５を自転させることによって、前記被処理体５の両面を研磨することができるものである。尚、この研磨工程において、前記円筒状研磨治具２２の側面に装着された研磨布には、所定の特性を有するスラリーが供給されるものである。
【００２２】
研磨工程が終了すると、前記キャリア７が図面左方向に移動し、一次ホルダ７ａが新しい被処理体５を載置すると同時に、キャリア７の二次ホルダ７ｂが研磨機構２０から研磨された被処理体５を受け取り、キャリア７が図面右方向に移動する。そして、研磨された被処理体５は、キャリア７の二次ホルダ７ｂから搬送機構８のグリップ８ａによって洗浄装置部３に搬送される。
【００２３】
前記洗浄装置部３は、周縁上に所定の間隔で配された複数の保持機構３０を有する環状搬送機構１０と、該環状搬送機構１０の所定に位置に設けられた少なくとも一つ（この実施の形態では、２つ）の洗浄機構４０とを具備する。また、前記環状搬送機構１０は、略観覧車状に構成されるもので、前記保持機構３０にグリップされた被処理体５を、所定の角度（この実施の形態では、４５°）毎に回動させて、洗浄機構４０に搬送し、洗浄した後、乾燥させながら、搬送機構９まで、順次移動させるものである。
【００２４】
前記洗浄装置部３の保持機構３０は、前記被処理体５を少なくとも３点で保持する３つの保持用ローラ３１によって構成される。この場合、両側に位置する保持用ローラ３１を中間に位置する保持用ローラ３１側に付勢するように回転力を加えることによって前記被処理体５の保持力を向上させることができる。
【００２５】
前記洗浄機構４０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、前記被処理体５を挟持して自転する一対の洗浄治具４１と、前記保持用ローラ３１を駆動して前記被処理体５を自転させる自転機構とによって構成される。尚、この洗浄治具４１による洗浄工程では、洗浄水が供給され、被処理体５に付着したスラリー等のパーティクルを除去する。尚、この実施の形態では、保持用ローラ３１を積極的に駆動させる機構としたが、前記保持用ローラ３１を回動自在な構造とすることにより、前記洗浄治具４１の回動に伴って被処理体５が自転運動を行うことができるものである。
【００２６】
そして、前記環状搬送機構１０が回動して、所定の位置まで搬送された研磨され且つ洗浄された被処理体５は、搬送機構９のグリップ９ａによって保持機構３０から搬出され、コンテナ４に収納される。
【００２７】
このように、本願発明の研磨洗浄複合装置１において、コンテナ４に収納された被処理体５を、連続して研磨し、洗浄してコンテナ４に収納することができるため、一定の品質を保持できると共に、生産性を向上させることができるものである。
【００２８】
図４に示される別の実施の形態に係る研磨機構２０は、一対の円筒状研磨治具２２の線的な当接位置Ｓ’を前述した線的な当接位置Ｓに対して所定角度（α）傾斜させたことを特徴とするものである。
【００２９】
これは、例えば図５で示すように、上記実施の形態では、自転用ローラ２１と被処理体５との接触点及び円筒状研磨治具２２と被処理体５との接触線とを結んだ場合の交点Ｐｓが、被処理体５の回転中心Ｒｓを通過する鉛直線ＭＬ上に位置するが、この実施の形態では、自転用ローラ２１と被処理体５との接触点及び円筒状研磨治具２２と被処理体５との接触線とを結んだ場合の交点Ｐｓ’は、被処理体５の回転中心Ｒｓを通過する鉛直線ＭＬからずれた位置に存在する。また、一方の自転用ローラ２１と被処理体５との接触点及び円筒状研磨治具２２と被処理体５との接触線とを結んで形成される三角形が、他方の自転用ローラ２１と被処理体５との接触点及び円筒状研磨治具２２と被処理体５との接触線とを結んで形成される三角形と非相似形となる。
【００３０】
以上の要因により、被処理体５のぶれを防止できるので、上述した第１の実施の形態よりもさらに、研磨精度の向上させることができると共に、研磨性能を安定させることができるものである。尚、前記角度αとしては、５〜４０°の範囲内であることが望ましく、特に１０〜２０°の範囲内であることが望ましい。
【００３１】
また、図６（ａ），（ｂ）で示す第３の実施の形態に係る研磨機構２０では、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る研磨機構２０の一部を構成する少なくとも一つ（この実施の形態では、一つ）の自転用ローラ２１を、上下（図６（ａ））又は円弧状（図６（ｂ））に移動させて、前記被処理体５を他方の自転用ローラ２１を中心とした円弧状に移動（往復運動）させ、被処理体５の中心を線的に接触する一対の円筒状研磨治具２２の研磨領域を通過させるものである。これにより、例えば、被処理体５が中央に開口部を有しないタイプのものである場合でも良好な研磨性能を維持できるものである。
【００３２】
さらに、図７（ａ），（ｂ）で示す第４の実施の形態に係る研磨機構２０では、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る研磨機構２０の一部を構成する自転用ローラ２１を楕円旋回運動させ、前記被処理体５を楕円旋回運動させ、被処理体５の中心を線的に接触する一対の円筒状研磨治具２２の研磨領域を通過させるものである。これにより、上述した第３の実施の形態と同様に、被処理体５が中央に開口部を有しないタイプのものである場合でも良好な研磨性能を維持できるものである。また、前記被処理体５の中心が前記円筒状研磨治具２２の研磨領域を通過する運動を行うものであれば、前記自転用ローラ２１の動作については特に限定しない。
【００３３】
また、前記自転用ローラ２１を前記円筒状研磨治具２２の回転力に抗して前記被処理体５を下方に押し下げるように下方に移動させ、瞬間的に定位置に戻すように運動させることによっても、被処理体５の中心を円筒状研磨治具２２の研磨領域を通過させることができるものである。このとき、被処理体５は瞬間的に横移動するが、被処理体５のこの横移動によって被処理体５の中心付近の研磨状態を良好にすることができるものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、研磨装置部と洗浄装置部を連続して配置すると共に、研磨工程及び洗浄工程を順次連続して行うようにしたため、連続した作業が可能となり、被処理体の高品質化及び生産性を向上させることができるものである。
【００３５】
また、洗浄工程において、被処理体の研磨される表裏面を保持するのではなく、被処理体の周縁を点で保持するようにしたことから、品質を向上させることができるようになるものである。
【００３６】
さらに、研磨工程において、被処理体と円筒研磨治具とが点接触となり、連続した直線欠陥を防止するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係る研磨洗浄複合装置の概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る研磨機構の概略構成図であり、（ａ）はその正面概略図であり、（ｂ）はその側面概略図である。
【図３】洗浄機構の概略構成図であり、（ａ）はその正面概略図であり、（ｂ）はその断面概略図である。
【図４】第２の実施の形態に係る研磨機構の正面概略図である。
【図５】第２の実施の形態に係る研磨機構の動作状況を示した説明図である。
【図６】第３の実施の形態に係る研磨機構を示すもので、（ａ）は第１の実施の形態に係る研磨機構の自転用ローラを上下運動させた場合を示し、（ｂ）は第２の実施の形態に係る研磨機構の自転用ローラを他方の自転用ローラを支点として回動させた場合を示すものである。
【図７】第４の実施の形態に係る研磨機構を示すもので、（ａ）は第１の実施の形態に係る研磨機構の自転用ローラを楕円旋回運動させて被処理体を楕円旋回運動させる場合を示し、（ｂ）は第２の実施の形態に係る研磨機構の自転用ローラを楕円旋回運動させて被処理体を楕円旋回運動させる場合を示すものである。
【符号の説明】
１  研磨洗浄複合装置
２  研磨装置部
３  洗浄装置部
４  コンテナ
５  被処理体
１０  環状搬送機構
２０  研磨機構
２１  自転用ローラ
２２  円筒状研磨治具
３０  保持機構
３１  保持用ローラ
４０  洗浄機構
４１  洗浄治具
【図１】
2004174679.tif 000003
【図２】
2004174679.tif 000004
【図３】
2004174679.tif 000005
【図４】
2004174679.tif 000006
【図５】
2004174679.tif 000007
【図６】
2004174679.tif 000008
【図７】
2004174679.tif 000009