(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方で回転軸（１６）に軸承されたインデックスヘッド（５）に該回転軸を中心に同一円周上に等間隔に設けられた一対のスピンドル（２４，２４）を４組取り付けた基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ，６ｄ，６ｄ)、
前記インデックスヘッドの回転軸（１６）を時計廻り方向に９０度、９０度、９０度、９０度づつ、もしくは９０度、９０度、９０度、−２７０度づつ回動させて前記基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ，６ｄ，６ｄ)を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）、第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）および第３ポリシングステ−ジ（ｓ４）位置に決める回動機構、
前記基板チャック機構のスピンドル（２４，２４）を昇降させる昇降機構（３４，３４）および該スピンドル（２４，２４）を水平方向に回転させる機構（Ｍ１，Ｍ２）、
前記４組の基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ，６ｄ，６ｄ)の下方に相対向するように前記インデックスヘッド（５）の回転軸（１６）の軸心の下方に同一円周上に等間隔に設けられた前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）、第１プラテン（２ａ）を備える第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、第２プラテン（２ｂ）を備える第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）および第３プラテン（２ｃ）を備える第３ポリシングステ−ジ（ｓ４）、
上面に第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）仮置台、基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）および第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）仮置台を同一円周上に等間隔に設けたインデックステ−ブル（９）、
上記第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）をローディングゾーン（Ｚ１）、第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）をアンローディングゾーンゾーン（Ｚ２）、および基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）ならびに前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）と位置決めし、これらの第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）、基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）、および第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）のいずれか１つが前記インデックステーブル（９）を軸承する回転軸（９１）が回転することで前記第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）および第３ポリシングステ−ジ（ｓ４）、と同一円周上となり、前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）が前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）と位置決めされ、
前記インデックステ−ブル（９）を軸承する回転軸（９１）を時計廻り方向に１２０度、１２０度、１２０度づつ、もしくは１２０度、１２０度、−２４０度づつ回動させて前述のローディングゾーン（Ｚ１）、アンローディングゾーン（Ｚ２）、および基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）に位置させる回動機構（Ｍ5）
および、前記インデックステ−ブル（９）の手前の左右に設けられた、基板ロ−ディングカセット（７ａ，７ａ）と基板ロ−ディング搬送ロボット（８ａ）よりなる基板供給機構と、基板アンロ−ディングカセット（７ｂ，７ｂ）と基板アンロ−ディング搬送ロボット（８ｂ）よりなる基板排出機構、
とを含む基板の研磨装置（３０）。
【請求項２】
基板アンロ−ディングカセット（７ｂ，７ｂ）は、水槽内を昇降可能に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の基板の研磨装置（３０）。
【請求項３】
インデックステ−ブル（９）に設けられた第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）および第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）は、基板位置決め機構（９２）の上に剛性の樹脂製プレ−ト（９３）の表面に緩衝材樹脂シ−ト（９４）を積層した仮置台を設けた構造を採ることを特徴とする、請求項１に記載の基板の研磨装置（３０）。
【請求項４】
上方で回転軸（１６）に軸承されたインデックスヘッド（５）に該回転軸を中心に同一円周上に等間隔に設けられた一対のスピンドル（２４，２４）の３組に取り付けられた基板チャック機構（６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ）、
前記インデックスヘッド（５）の回転軸（１６）を時計廻り方向に１２０度、１２０度、１２０度づつ、もしくは１２０度、１２０度、−２４０度づつ回動させて前記基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ)を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）、粗研磨プラテン（２ａ）を備える第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）および仕上研磨プラテン（２ｂ）を備える第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）位置に決める回動機構、
前記基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ)のスピンドル（２４，２４）を昇降させる昇降機構（（３４，３４））およびスピンドルを水平方向に回転させる機構（Ｍ１，Ｍ２）、
前記一対のスピンドル（２４，２４）の３組に取り付けられた基板チャック機構（６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ）の下方に相対向するように前記インデックスヘッド（５）の回転軸の軸心下方に同一円周上に等間隔に設けられた前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック洗浄ステ−ジ（ｓ１）、第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、および第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）、
上面に第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）仮置台、基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）よび第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）仮置台を同一円周上に等間隔に設けたインデックステ−ブル（９）、
上記第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）をローディングゾーン（Ｚ１）、第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）をアンローディングゾーンゾーン（Ｚ２）、および基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）ならびに前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）と位置決めし、これらの第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）、基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）、および第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）のいずれか１つが前記インデックステーブル（９）を軸承する回転軸（９１）が回転することで前記第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）および第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）と同一円周上となり、前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）が前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）と位置決めされ、
前記インデックステ−ブル（９）を軸承する回転軸（９１）を時計廻り方向に１２０度、１２０度、１２０度づつ、もしくは１２０度、１２０度、−２４０度づつ回動させて前述のローディングゾーン（Ｚ１）、アンローディングゾーン（Ｚ２）、および基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）に位置させる回動機構（Ｍ５）
および、
前記インデックステ−ブル（９）の手前の左右に設けられた、基板ロ−ディングカセット（７ａ，７ａ）と基板ロ−ディング搬送ロボット（８ａ）よりなる基板供給機構と、基板アンロ−ディングカセット（７ｂ，７ｂ）と基板アンロ−ディング搬送ロボット（８ｂ）よりなる基板排出機構、
とを含む基板の研磨装置（３０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スル−プット時間の短いインデックスヘッド型研磨装置に関する。
研磨される基板としては、シリコンベアウエハ、シリコンデバイスウエハ、液晶基板、ＡｌＴｉＣ基板、樹脂基板、ガラス基板等が利用できる。
【０００２】
【従来の技術】
基板の研磨加工の生産性を向上させるために、インデックスヘッド型研磨装置複数の基板を同一の研磨プラテンで同時に研磨することは知られている（特開平１２−１００８９９号、特開２０００−９４３０５号、同２０００−９４３１７号、同２０００−１６４５４３号）。
特開２０００−９４３１７号公報には、図６、図７および図８に示すように、３組の研磨プラテン２ａ，２ｂ，２ｃおよび左右方向に往復移動可能な基板ローディング／アンローディング用仮置台４を同一の円周上Ｃに配置した基台１と、この基台の上方でそれぞれ別の４組のスピンドル２４，２４，２４，２４に軸承されたヘッド２５に基板２枚ｗ１，ｗ２を保持する４組のチャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを９０，９０，９０，９０度づつ時計廻り方向に回動する回転軸１６に回動自在に支持してなるインデックスヘッド５と、基板ローディングカセット７ａ，７ａ、該基板ローディングカセットから仮置台４上に基板ｗを搬送する搬送アーム８ａ、およびチャック機構６ａより移送され、基板仮置台４上に置かれた研磨後の基板を基板アンローディングカセット７ｂに移送する搬送アーム８ｂ、基板洗浄ノズル９、研磨プラテンのドレッサ３、チャック洗浄機構１３とを備えた研磨装置が記載されている。
【０００３】
該研磨装置を用いて基板を研磨するには、次ぎの工程を経て行われる。
（１）基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に基板ｗを搬送ア−ム８ａで搬送し、仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ａの下方に位置させ、チャック機構６ａを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ａを上昇させる。
【０００４】
（２）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａを下降させ、第１研磨プラテンに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ａを上昇させる。
その間、仮置台４は左方向に移動して元の位置に戻り、新たな基板ｗが基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に搬送ア−ム８ａで搬送され、ついで仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ｂの下方に位置させ、チャック機構６ｂを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ｂを上昇させる。
【０００５】
（３）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａを下降させ、第２研磨プラテン２ｂに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨する。
その間、仮置台４は左方向に移動して元の位置に戻り、新たな基板ｗが基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に搬送ア−ム８ａで搬送され、ついで仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ｃの下方に位置させ、チャック機構６ｃを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ｃを上昇させる。
また、チャック機構６ｂを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｂを上昇させる。
【０００６】
（４）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａを下降させ、第３研磨プラテン２ｃに押圧し、基板と第３プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第３研磨プラテンを摺動させて基板表面を仕上研磨する。
その間、仮置台４は左方向に移動して元の位置に戻り、新たな基板ｗが基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に搬送ア−ム８ａで搬送され、ついで仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ｄの下方に位置させ、チャック機構６ｄを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ｄを上昇させる。
また、チャック機構６ｂを下降させ、第２研磨プラテンに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｂを上昇させる。一方、チャック機構６ｃを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｃを上昇させる。
【０００７】
（５）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａを仮置台４上に下降させ、管２１ａの減圧を止め、基板を仮置台４上に置いた後、チャック機構６ａは上昇する。仮置台４の基板に洗浄液が吹き付けられた後、仮置台４は右方向に移動し、仮置台４上の仕上研磨された基板は搬送ア−ム８ｂにより基板アンロ−ディングカセット７ｂ内に表面が濡れた状態で収納される。
ついで、仮置台４は左方向に移動して元の位置に戻り、新たな基板ｗが基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に搬送ア−ム８ａで搬送され、ついで仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ａの下方に位置させ、チャック機構６ａを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ａを上昇させる。
その間に、チャック機構６ｂを第３研磨プラテン２ｃに押圧し、基板と第３プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第３研磨プラテンを摺動させて基板表面を仕上研磨する。
一方、チャック機構６ｃを下降させ、第２研磨プラテンに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｃを上昇させる。および、チャック機構６ｄを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｄを上昇させる。
【０００８】
（６）以下、前記（５）の工程、即ち、インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させ、基板のアンロ−ディング／ロ−ディング、仕上研磨、中仕上研磨、粗研磨の工程を繰り返す。
【０００９】
上記例では、１ステ−ジ毎に２枚の基板が加工されたが、１ステ−ジ毎に１枚の基板が加工されるようにチャック機構を変更してもよい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
これら３組の研磨プラテンを用いるインデックスヘッド型研磨装置は、基板研磨のスループット時間を２〜４分／枚と短縮できる利点を有している。
しかし、基板研磨のスループット時間を更に０．５〜１分／枚と短縮することが半導体デバイスメーカーより要求されている。
本発明者等は、スループット時間１〜３分／枚を目標とするには、従前のインデックスヘッド型研磨装置では、基板洗浄、基板のアンローディング、チャック機構洗浄、基板のローディングの一連の作業を行うアンローディング／ローディングステージでの作業時間が律速であることを見出し、アンローディング／ローディングステージでの前記作業を他の機構に割り振ることでスループット時間をより短縮できる研磨装置が提供できることを見出した。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の１は、上方で回転軸（１６）に軸承されたインデックスヘッド（５）に該回転軸を中心に同一円周上に等間隔に設けられた一対のスピンドル（２４，２４）を４組取り付けた基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ，６ｄ，６ｄ)、
前記インデックスヘッドの回転軸（６）を時計廻り方向に９０度、９０度、９０度、９０度づつ、もしくは９０度、９０度、９０度、−２７０度づつ回動させて前記基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ，６ｄ，６ｄ)を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）、第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）および第３ポリシングステ−ジ（ｓ４）位置に決める回動機構、
前記基板チャック機構のスピンドル（２４，２４）を昇降させる昇降機構（３４，３４）および該スピンドル（２４，２４）を水平方向に回転させる機構（Ｍ１，Ｍ２）、
前記４組の基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ，６ｄ，６ｄ)の下方に相対向するように前記インデックスヘッド（５）の回転軸（１６）の軸心の下方に同一円周上に等間隔に設けられた前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）、第１プラテン（２ａ）を備える第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、第２プラテン（２ｂ）を備える第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）および第３プラテン（２ｃ）を備える第３ポリシングステ−ジ（ｓ４）、
上面に第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）仮置台、基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）および第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）仮置台を同一円周上に等間隔に設けたインデックステ−ブル（９）、
上記第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）をローディングゾーン（Ｚ１）、第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）をアンローディングゾーンゾーン（Ｚ２）、および基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）ならびに前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）と位置決めし、これらの第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）、基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）、および第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）のいずれか１つが前記インデックステーブル（９）を軸承する回転軸（９１）が回転することで前記第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）および第３ポリシングステ−ジ（ｓ４）、と同一円周上となり、前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）が前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）と位置決めされ、
前記インデックステ−ブル（９）を軸承する回転軸（９１）を時計廻り方向に１２０度、１２０度、１２０度づつ、もしくは１２０度、１２０度、−２４０度づつ回動させて前述のローディングゾーン（Ｚ１）、アンローディングゾーン（Ｚ２）、および基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）に位置させる回動機構（Ｍ5）
および、前記インデックステ−ブル（９）の手前の左右に設けられた、基板ロ−ディングカセット（７ａ，７ａ）と基板ロ−ディング搬送ロボット（８ａ）よりなる基板供給機構と、基板アンロ−ディングカセット（７ｂ，７ｂ）と基板アンロ−ディング搬送ロボット（８ｂ）よりなる基板排出機構、
とを含む基板の研磨装置（３０）を提供するものである。
【００１２】
従前の研磨装置の基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジを、インデックステ−ブル上に割り振り、このインデックステ−ブルに第１および第２ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジおよびチャック機構洗浄ステ−ジを設けることにより基板のアンロ−ディングおよびロ−ディングを１分以下で行うことが可能となった。（第１ポリシングステ−ジが律速となる。）
【００１３】
本発明の請求項２は、前記研磨装置（３０）において、基板アンロ−ディングカセット（７ｂ，７ｂ）は、水槽内を昇降可能に設けられたことを特徴とする。
【００１４】
第３研磨された基板を収納する基板アンロ−ディングカセットは、水槽内に一旦浸漬されるので、基板が濡れた状態となり、基板表面に砥粒が固着するのが妨げられる。
【００１５】
本発明の請求項３は、前記研磨装置（３０）において、インデックステ−ブル（９）に設けられた第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）および第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）は、基板位置決め機構（９２）の上に剛性の樹脂製プレ−ト（９３）の表面に緩衝材樹脂シ−ト（９４）を積層した仮置台を設けた構造を採ることを特徴とする。
【００１６】
インデックステ−ブル上で基板の位置出し（センタリング）をすることにより、インデックスヘッド下で基板をチャック機構に保持させる位置が正確に割り出される。また、仮置台の表面を構成する緩衝材樹脂シ−トにより、基板に傷が付きにくい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。なお、各図において、研磨装置の各々のステ−ジでは、２枚の基板が同時に加工処理、洗浄処理できるようにインデックスヘッド下のチャック機構は、一対のスピンドルを４組取り付けたチャック機構により最大８枚の基板をチャックできるチャック機構を備える研磨装置を例に採る。
図１は、本発明の研磨装置の平面図（但し、インデックステーブル上の基板ローディング／アンローディングステージの一方の樹脂プレートは、省略してある。）、図２は図１における研磨装置の第１ポリシングステージ部分の正面図、図３は図１におけるインデックステーブル部分の基板ローディング／アンローディングステージ部分の断面図、図４は図１におけるインデックステーブルのチャック機構洗浄ステージ部分の断面図、図５は図４のチャック機構洗浄ステージのブラシと洗浄液供給ノズル部の拡大図である。
【００１８】
本発明の研磨装置３０を示す図１において、１は基台、２ａは第１研磨プラテン、２ｂは第２研磨プラテン、２ｃは第３プラテン、３，３，３は研磨プラテンのドレッサ、３ａ，３ａ，３ａは回転軸、４は基板ロ−ディング／アンロ−ディング用仮置台、５はインデックスヘッド、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄはチャック機構、７ａはロ−ディングカセット、７ｂはアンロ−ディングカセット、７ｃは水槽、８ａはロ−ディング搬送ロボット、８ｂはアンロ−ディング搬送ロボット、９はインデックステ−ブル、９ａは第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジの仮置台、９ｂは第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジの仮置台である。９ａ'，９ｂ'は樹脂製プレ−トが取り除かれた基板位置決め機構を示す。図１では、インデックスヘッド５下の基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック洗浄ステ−ジｓ１に、インデックステ−ブル９上面に設けた洗浄機構１３，１３が位置している状態を示している。
【００１９】
インデックスヘッド５下は、４つの壁１ｗ、２ｗ、３ｗ，４ｗにより仕切られ、基台１に４つのステ−ジ、即ち、基板ロ−ディング／基板アンロ−ディング／チャック洗浄ステ−ジｓ１、第１ポリシングステ−ジｓ２、第２ポリシングステ−ジｓ３および第３ポリシングステ−ジｓ４に割り振る。
【００２０】
前記洗浄機構１３は、チャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに洗浄液を吹き付けるノズル１３ａ，１３ａ、チャック機構底面洗浄ブラシ１３ｂ，１３ｂ、チャック機構側面洗浄ブラシ１３ｃ、ブラシ３ｂに洗浄液を吹き付けるノズル１３ｄを備える（図４および図５参照）。
【００２１】
図２において、１０は研磨プラテン２を軸承するスピンドル、Ｍ４はモ−タで研磨プラテンを水平方向に回転する駆動力を与える。１１は研磨布、１３はチャック洗浄器である。
チャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは１対のスピンドルで組みとなり、回転軸１６に軸承されたインデックスヘッド５に回転軸１６の軸心Ｏを中心として同一の円周上Ｃに配置され、基台１の上方でそれぞれ一対のスピンドル２４，２４に軸承されたヘッド２５，２５を合計で８組み備えている。
回転軸１６をモータ（図示されていない）により時計廻り方向に９０，９０，９０，９０度づつ回動するか、時計廻り方向に９０，９０，９０，−２７０度づつ回動することによりインデックスヘッド５、および基板２枚ｗ１，ｗ２を保持する４組のチャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが９０，９０，９０，９０度づつ、または９０，９０，９０，−２７０度づつ時計廻り方向に回動する。
インデックスヘッド５下の４組のチャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、インデックスヘッドの前記回転により、基板ローディング／アンローディング／チャック機構洗浄ステージｓ１、第１ポリシングステージｓ２、第２ポリシングステージｓ３および第３ポリシングステージｓ４に振り分けられる。
【００２２】
基台１側には、前記８基のチャック機構６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ，６ｄ，６ｄの下方に相対向するように前記インデックスヘッド５の回転軸１６の軸心と同一とする中心点Ｏより同一円周上に等間隔に設けられた基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジｓ１、第１ポリシングステ−ジｓ２、第２ポリシングステ−ジｓ３および第３ポリシングステ−ジｓ４が設けられる。図１においては、基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジｓ１にはチャック洗浄機構１３，１３が、第１ポリシングステ−ジｓ2には回転テ−ブル表面に研磨布が貼付された第１プラテン２ａとこの研磨プラテン表面に砥粒を含有する研磨剤スラリ−供給管５０が、第２ポリシングステ−ジｓ3には回転テ−ブル表面に研磨布が貼付された第２プラテン２ｂとこの研磨プラテン表面に砥粒を含有する研磨剤スラリ−供給管５０が、第３ポリシングステ−ジｓ4には回転テ−ブル表面に研磨布が貼付された第３プラテン２ｃとこの研磨プラテン表面に砥粒を含有する研磨剤スラリ−供給管５０が設けられている。
【００２３】
研磨プラテンの研磨布としては、硬質発泡ウレタンシ−ト、ポリ弗化エチレンシ−ト、ポリエステル繊維不織布、フェルト、ポリビニ−ルアルコ−ル繊維不織布、ナイロン繊維不織布、これら不織布上に発泡性ウレタン樹脂溶液を流延させ、ついで発泡・硬化させたもの等が使用される。通常、第１プラテンの研磨布は第２プラテンおよび第３プラテンの研磨布よりも硬くて表面が粗いものが使用される。
【００２４】
インデックステ−ブル（９）は、その上面に軸芯Ｏ１を中心として同心円上に等間隔に第１ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）、第２ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）およびチャック機構用洗浄ステージ（１３，１３）を備える。上記第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）をローディングゾーン（Ｚ１）、第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）をアンローディングゾーン（Ｚ２）、および、基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）ならびに前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）とし、これらの第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）、第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）および基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）のいずれか１つが前記インデックステーブル（９）を軸承する回転軸（９１）が回転することで前記第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）および第３ポリシングステ−ジ（ｓ４）、と同一円周上となり、前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）が前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）と位置決めされる。図３に示すようにスピンドル９１に軸承されたインデックステ−ブル９は、ＡＣサ−ボアクチエ−タＭ５により水平方向に１２０度づつ時計廻り方向に回動されるか、１２０度、１２０度、−２４０度づつ回動され、前述のローディングゾーン（Ｚ１）、アンローディングゾーン（Ｚ２）、および基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）と位置決めがなされる。
【００２５】
第１および第２ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ９ａ，９ａ，９ｂ，９ｂは、基板位置決め機構９２の上に剛性の樹脂製プレ−ト９３の表面に緩衝材樹脂シ−ト９４を積層した仮置台を設けた構造を採る。９６は緩衝材樹脂シ−トを剛性の樹脂製プレ−ト９３に固定させるのを容易とするために用いた介在プレ−トで、緩衝材樹脂シ−ト９４は接着剤９５で介在プレ−ト９６に積層され、ビス９７を用いて剛性の樹脂製プレ−ト９３に螺子止めされる。
樹脂製プレ−ト９３は、インデックステ−ブル９の中央より放射状に延びる支持具９００にボルト９０１により固定されている。
【００２６】
剛性の樹脂製プレ−ト９３としては、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリメチルメタクリレ−ト、エポキシ樹脂、フェノ−ル樹脂等の剛性の高い樹脂製板が使用される。介在プレ−ト９６としては、樹脂製プレ−ト９３の素材と同一のものか、アルミニウム板が使用される。
緩衝材樹脂シ−ト９４としては、ポリビニルアルコ−ルゲル、ポリシリコンゲル、ポリビニルピロリドンヒドロゲル、キサンタンガムヒドロゲル、コラ−ゲンヒドロゲル、ポリビニルアルコ−ル系多孔質シ−ト（例えば、カネボウ株式会社のベルクリンの商品名で販売されているスポンジ）等の軟質の樹脂シ−トが好適に使用される。この緩衝材樹脂シ−ト９４の表面は平滑でもよいし、エンボス模様９４ａが施されたものの方が基板の離れ易さの面から好ましい。エンボス模様としては、梨地模様、格子模様、直径３〜１０ｍｍの円柱のエンボス模様、千鳥模様等が挙げられる。
【００２７】
基板位置決め機構９２は、インデックステ−ブル９の空所に備えられたエアシリンダ９８、ア−ム９９、ピン９９ａ、板バネ９９ｂおよびセンサ１００を備える。
エアシリンダ９８のロッドが下降するとピン９９ａを支点としてア−ム９９の外端は上昇し、基板位置決め機構９２の中心点に基板の中心点が一致するよう基板のセンタリングを行う。また、エアシリンダ９８のロッドが上昇するとピン９９ａを支点としてア−ム９９の外端は下降し、ア−ム９９の外端は基板より離れる。また、仮置台９ａ，９ｂ上の基板に後述する図９で示されるチャック機構の下端面に設けた環状保持リング６０８が当接した際、板バネ９９ｂ，９９ｂが押し下げられ、ア−ム９９の外端が基板より離れる構造となっている。
センサ１００は、仮置台９ａ，９ｂ上に基板が存在するか否か確認し、制御装置に伝達する役目をなす。
【００２８】
図１、図４および図５に示すように、チャック機構洗浄器１３はインデックステ−ブル９の空所に設けられ、チャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに洗浄液を吹き付けるノズル１３ａ，１３ａ、チャック機構底面洗浄ブラシ１３ｂ，１３ｂ、チャック機構側面洗浄ブラシ１３ｃ、ブラシ１３ｂに洗浄液を吹き付けるノズル１３ｄ、チャック機構底面洗浄ブラシ１３ｂを回転させるインダクションモ−タＭ６およびチャック機構側面洗浄ブラシ１３ｃを回転させるインダクションモ−タＭ７を備える。
【００２９】
インデックステ−ブルのロ−ディングゾ−ンＺ１では、ロ−ディングカセット７ａよりロ−ディング搬送ロボット８ａが基板を取り出し、ア−ムを反転後、仮置台９ａ上に搬送し、仮置台に基板を載せた後、位置決め装置９２のエア−シリンダを下降させることにより位置合わせ（センタリング）をする。アンロ−ディングゾ−ンＺ２では、Ｈ字型把持具を備えるアンロ−ディング搬送ロボット８ｂが研磨された基板を仮置台９ｂより受け取り、アンロ−ディングカセット７ｂ内に基板を搬送する。
【００３０】
アンロ−ディングカセット７ｂは、水槽７ｃ内を昇降可能に設けられ（特開２０００−１００９００号）、カセット７ｂを水槽に浸漬することにより常時、研磨された基板を湿った状態に保つ。
【００３１】
図２に示す基板のチャック機構は、研磨装置のスピンドル２４，２４に軸承されたヘッド２５，２５を水平方向に往復移動可能な揺動機構を備える。それぞれ別々のスピンドル２４，２４に軸承されたヘッド２５，２５には、吸着または接着材で貼付された基板２枚ｗ１，ｗ２が保持される。スピンドル２４，２４の回転は、モ−タＭ1，Ｍ2の駆動力をプ−リ３１，３１で受け、これをベルト３２，３２を介してプ−リ３３，３３に伝えることで行なわれる。
３４，３４はエア−シリンダでスピンドル２４，２４を昇降する。２つのスピンドル２４，２４は、揺動フレ−ム３５で連結されており、サ−ボモ−タＭ３の駆動をプ−リ３６が受け、ベルト３７を介してプ−リ３８に伝え、ボ−ルネジ３９を時計廻り方向または逆廻り方向に回転させる。
揺動時のスピンドルまたは研磨プラテンの反転は、制御装置の指令を受け、サ−ボモ−タＭ３が行う。
【００３２】
ボ−ルネジ３９には、前記揺動フレ−ム３５を係止する函体４０が螺合され、フレ−ム３５の側面の上下に取り付けられたガイド４１，４１がレ−ル４２上を走行することによりスピンドル２４，２４は同時に同一方向であって水平方向に移動する。
函体の左右に分けてリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２が設けられ、図示されていないドッグがリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２のいずれかに当接するとストロ−クエンドの指令が発信される。
【００３３】
５０は研磨液の供給ノズルである。
前記基板２枚ｗ１，ｗ２の中心点を結ぶ直線Ｌは、研磨プラテンの中心点ｏを含む鉛直面内にある。
スピンドル２４，２４に軸承されたチャック機構のヘッド２５，２５は前記鉛直面に対し垂直な水平面方向（矢印の方向）に往復移動可能となっている。往復移動の幅は１〜５５ｍｍ、好ましくは２０〜４０ｍｍである。
【００３４】
該研磨装置３０を用いてそれぞれ別々のスピンドル２４，２４に軸承されたヘッド２５，２５に保持された基板２枚ｗ１，ｗ２を、同一の研磨プラテン２に押し当て、基板と研磨プラテンとの間に研磨液５１を介在させつつ、基板と研磨プラテンを摺動させて同時に２枚の基板表面を研磨する。スピンドル２４，２４の回転数は３０〜１００ｒｐｍ、研磨プラテンの回転数は３０〜１００ｒｐｍ、基板の研磨プラテンに対する押圧５０〜４００ｇ／ｃｍ２である。
【００３５】
この際、チャック機構のヘッド２５を水平方向に往復揺動させるのが好ましい。研磨中、ヘッドまたは研磨プラテンを水平方向に往復揺動させることは、平坦度の良好な、かつ、鏡面の研磨基板を得るに有用である。
研磨中の揺動フレ−ムの左右方向往復揺動の距離は、１〜５５ｍｍ幅、好ましくは２５〜５０ｍｍである。揺動フレ−ムの左右水平方向の往復移動により揺動フレ−ムに備え付けられている基板を保持しているスピンドル２４，２４が左右水平方向に往復移動することとなるので、このスピンドルに軸承されたヘッドに保持された基板も左右水平方向に往復移動する。
【００３６】
研磨液の例としては、基板の種類により異なるが、コロイダルアルミナ、フ−ムドシリカ、酸化セリウム、チタニア、コロイダルシリカ等の砥粒を０．０１〜２０重量％、界面活性剤０．３〜３重量％、ｐＨ調整剤、防腐剤、分散溶媒などを含有するスラリ−が使用される。シリコンベアウエハにはシリカ系の砥粒を含有する研磨剤スラリ−が一般に用いられる。
【００３７】
第１ポリシングステ−ジで用いる研磨剤スラリ−中の砥粒は、第２ポリシングステ−ジおよび第３ポリシングステ−ジで用いる研磨剤スラリ−中の砥粒よりも粒径が粗いものが使用される。粗い粒径の砥粒は研磨基速度が速いが基板に傷をつけるので、第２，第３ポリシングでは粒径が細かい砥粒を含有する研磨剤スラリ−が使用される。
【００３８】
図１で示す研磨装置を用いて基板を研磨するには、次ぎの工程を経る。
１）インデックステ−ブル９上での工程：
（１）基板ロ−ディングカセット７ａから基板ｗを搬送ロボット８ａで把持し、ア−ムを後退させた後にア−ムを反転させ、ついでインデックステ−ブル９上のゾ−ンＺ１に位置する第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジを構成する仮置台９ａ，９ａ上に基板を載せた後、位置決め機構９２でセンタリングを行う。
【００３９】
この間に、インデックステ−ブル９上のゾ−ンＺ2に位置する第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジを構成する仮置台９ｂ，９ｂ上の研磨加工基板は、アンロ−ディング搬送ロボット８ｂにより把持または吸着され、ア−ムを反転後、アンロ−ディングカセット７ｂ内に搬送される。
また、インデックステ−ブル９上のゾ−ンＺ3では、ノズル１３ａ，１３ｄより洗浄液を噴射するとともにブラシを回転させることにより基板を保持していないチャック機構の表面および側面を洗浄器１３で洗浄する。
【００４０】
（２）インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度回転させ、洗浄器をゾ−ンＺ２へ、基板が取り去られた仮置台９ｂ，９ｂをゾ−ンＺ１へ、基板を載せた仮置台９ａ，９ａをゾ−ンＺ３へ移動する。
ついで、ゾ−ンＺ３では、チャック機構６ａを下降させて仮置台９ａ，９ａ上の基板ｗ１，ｗ２に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）供給を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ａ，６ａを上昇させ、インデックスヘッドのスピンドル１６が時計廻り方向に９０度又は−２７０度回動され、ゾ−ンＺ３へ研磨基板を保持したチャック機構６ｄ，６ｄを導き、チャック機構６ｄ，６ｄを下降させ、仮置台９ａ，９ａ上に研磨基板を載せた後、チャック機構６ｄ，６ｄを上昇させる。
【００４１】
ゾ−ンＺ１では、基板ロ−ディングカセット７ａから新たな基板ｗを搬送ロボット８ａが把持し、ア−ムを後退させた後にア−ムを反転させ、ついでインデックステ−ブル９上のゾ−ンＺ１に位置する仮置台９ｂ，９ｂ上に基板を載せた後、位置決め機構でセンタリングが行なわれる。
ゾ−ンＺ２では何も行われない。
【００４２】
（３）インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度回転させ、洗浄器をゾ−ンＺ1へ、基板が取り去られた仮置台９ａ，９ａをゾ−ンＺ２へ、基板を載せた仮置台９ｂ，９ｂをゾ−ンＺ３へ移動する。
ついで、ゾ−ンＺ３では、チャック機構６ａを下降させて仮置台９ｂ，９ｂ上の基板ｗ１，ｗ２に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ｄ，６ｄを上昇させ、インデックスヘッドのスピンドル１６が時計廻り方向に９０度又は−２７０度回動され、ゾ−ンＺ３へ研磨基板を保持したチャック機構６ｃ，６ｃを導き、チャック機構６ｃ，６ｃを下降させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）の減圧を止め、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）に圧空を供給して仮置台９ａ，９ａ上に研磨基板を載せた後、チャック機構６ｃ，６ｃを上昇させる。
ゾ−ンＺ１では、何も行われない。
【００４３】
（４）インデックステ−ブル９を時計廻り方向に−２４０度回転させ、洗浄器をゾ−ンＺ3へ、研磨基板が載せられた仮置台９ｂ，９ｂをゾ−ンＺ２へ、基板が取り去られた仮置台９ａ，９ａをゾ−ンＺ1へ移動する。
ついで、前記（１）の工程に戻り、（１）から（４）の工程を繰返す。
【００４４】
この例において、インデックステ−ブル９の回動は、時計廻り方向に１２０度、１２０度、−２４０度の繰返しの例を示したが、インデックステ−ブル９の回動は、時計廻り方向に１２０度、１２０度、１２０度の繰返しであってもよい。
【００４５】
２）インデックスヘッドでの工程：
（１）チャック機構６ａ，６ａを下降させてインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ａ，６ａを上昇させる。その後、インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度または−２４０度回転させ、チャック機構６ａ，６ａ下にインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上の基板を位置させる。
【００４６】
（２）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａ，６ａを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ａ，６ａを上昇させる。
その間にチャック機構６ｄ，６ｄを下降させてインデックステ−ブル９上の仮置台９ｂ，９ｂ上の新たな基板に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ｄ，６ｄを上昇させる。その後、インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度または−２４０度回動させ、チャック機構６ｄ，６ｄ下にインデックステ−ブル９上の仮置台９ｂ，９ｂ上の基板を位置させる。
【００４７】
（３）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａ，６ａを下降させ、第２研磨プラテン２ｂに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、研磨終了後、チャック機構６ａ，６ａを上昇させる。また、チャック機構６ｄ，６ｄを下降させ、第１研磨プラテンに押圧し、基板と第１研磨プラテン２ａとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｂを上昇させる。
その間にチャック機構６ｃ，６ｃを下降させてインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上の新たな基板に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ｃ，６ｃを上昇させる。その後、インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度または−２４０度回動させ、チャック機構６ｂ，６ｂ下にインデックステ−ブル９上の仮置台９ｂ，９ｂ上の基板を位置させる。
【００４８】
（４）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａ，６ａを下降させ、第３研磨プラテン２ｃに押圧し、基板と第３研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第３研磨プラテンを摺動させて基板表面を仕上研磨し、仕上研磨終了後、チャック機構６ａを上昇させる。
また、チャック機構６ｄ，６ｄを下降させ、第２研磨プラテン２ｂに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｄ，６ｄを上昇させる。および、チャック機構６ｃ，６ｃを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｃ，６ｃを上昇させる。
【００４９】
その間にチャック機構６ｂ，６ｂを下降させてインデックステ−ブル９上の仮置台９ｂ，９ｂ上の新たな基板に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ｂ，６ｂを上昇させる。その後、インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度または−２４０度回動させ、チャック機構６ｂ，６ｂ下にインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上に位置させる。この仮置台には、基板は載っていない。
【００５０】
（５）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に−２７０度回動させた後、チャック機構６ａ，６ａをインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上に下降させ、管２１ａ（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）の減圧を止め、ついで管２１ａ（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）に圧空を供給して研磨基板を仮置台９ａ，９ａ上に置いた後、チャック機構６ａ，６ａを上昇させる。
上昇したチャック機構６ａ，６ａの下端面２５（図９では６０７）および側面に、洗浄器１３のノズル１３ａ，１３ｄより洗浄液を吹きつけ、ブラシ１３ｂ，１３ｃの回動によりチャック機構を洗浄する。
ついで、インデックステ−ブル９を１２０度時計廻り方向に回転させ、チャック機構６ａ，６ａ下にインデックステ−ブル９上の仮置台９ｂ，９ｂ上の基板を位置させる。
なお、仕上研磨された基板は、既述したようにインデックステ−ブル９が１２０度回転してインデックステ−ブルのゾ−ンＺ２に移行された後、搬送ロボット８ｂによりアンロ−ディング収納カセット８ｂ内に搬送される。
【００５１】
その間に、チャック機構６ｄ，６ｄを下降させ、第３研磨プラテン２ｃに押圧し、基板と第３研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第３研磨プラテンを摺動させて基板表面を仕上研磨し、仕上研磨終了後、チャック機構６ｄ，６ｄを上昇させる。また、チャック機構６ｃ，６ｃを下降させ、第２研磨プラテン２ｂに押圧し、基板と第２研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、中仕上研磨終了後、チャック機構６ｃ，６ｃを上昇させる。および、チャック機構６ｂ，６ｂを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｂ，６ｂを上昇させる。
【００５２】
（６）以下、上記（５）の工程に記載の、インデックスヘッド５の回転軸１６の回動させ、基板のアンロ−ディング／ロ−ディング、粗研磨、中仕上研磨、仕上研磨およびチャック機構の洗浄の工程を繰り返す。
なお、研磨装置の研磨プラテン２ａ，２ｂ，２ｃの研磨布１１は、ドレッサ３を回転軸３ａ中心に回転駆動させることにより目立てが修復される。
【００５３】
上記例において、インデックスヘッド５の回動は、インデックスヘッド５の回動およびインデックステ−ブル９の回動に逆方向にの回動する機会を挿入させることにより用役管や電気ケ−ブルの捩れが防止され、これらの破損が防止されることを目的に、時計廻り方向に９０度、９０度、９０度、−２７０度の繰返しの例を示したが、インデックスヘッド５の回動は、時計廻り方向に９０度、９０度、９０度、９０度の繰り返しであってもよい。
【００５４】
本発明の別の実施態様として、基板の研磨中、チャック機構を左右方向に１〜５５ｍｍ往復移動させてもよい。また、上記実施例では１ステ−ジ毎に２枚の基板が加工される例を示したが、１ステ−ジ毎に１枚の基板が加工されるようにチャック機構を変更してもよい。
更に、チャック機構６の構造を、図９に示すような特願平１１−２８３６６６号明細書に記載の、中空スピンドル軸に軸承されたお椀状主体部６０１、該お椀状主体部の下端部に水平方向に固定された可撓性材よりなるダイヤフラム６０２、該ダイヤフラムに固定された中央部に鉛直方向に気体通路６０３が設けられ、下面の前記気体通路部に通じて形成された凹部６０４を有する剛体製支持板６０５、前記気体通路の気体を給排出できる手段、お椀状主体部の内側とダイヤフラムの上面側とで形成される加圧室６０６に気体を供給する手段、該剛体製支持板の下面にゴム等の可撓性膜６０７を該剛体製支持板と該可撓性膜で隙間が０．１〜０．３ｍｍの機密性の高い空間が形成されるように可撓性膜を取り付けた基板キャリア部、該可撓性膜の下面よりは突出して前記剛体製支持板の下部外周縁に取り付けられた環状保持リング６０８、前記環状保持リングの側壁と該可撓性膜の下面とで形成された基板収納ポケット部６０９および高さ位置調整機構６１０を備える基板キャリアのヘッド構造としてもよい。
【００５５】
この基板キャリアのヘッドは、気体通路部６０３を減圧すると基板と可撓性膜６０７間が負圧となり、基板が可撓性膜に保持（チャック）される。また、基板の保持時および研磨時は、基板の裏面は常に可撓性膜にバッキングされているので基板に傷がつかない。
基板の研磨時は、気体通路部６０３に加圧空気を供給し、基板の研磨プラテンへの押圧を高めることができる。
【００５６】
更に、研磨される基板の径が小さい、あるいは研磨量が少なく、研磨プラテンが粗研磨プラテン（２ａ）と仕上研磨プラテン（２ｃ）の２基で充分のときは、チャック機構も第１と第２のチャック機構とすることができ、研磨装置３０の構造を、
上方で回転軸（１６）に軸承されたインデックスヘッド（５）に該回転軸を中心に同一円周上に等間隔に設けられた一対のスピンドル（２４，２４）の３組に取り付けられた基板チャック機構（６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ）、
前記インデックスヘッド（５）の回転軸（１６）を時計廻り方向に１２０度、１２０度、１２０度づつ、もしくは１２０度、１２０度、−２４０度づつ回動させて前記基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ)を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）、第１プラテン（２ａ）を備える第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）および第２プラテン（２ｂ）を備える第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）位置に決める回動機構、
前記基板チャック機構(６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ)のスピンドル（２４，２４）を昇降させる昇降機構（（３４，３４））およびスピンドルを水平方向に回転させる機構（Ｍ１，Ｍ２）、
前記一対のスピンドル（２４，２４）の３組に取り付けられた基板チャック機構（６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ）の下方に相対向するように前記インデックスヘッド（５）の回転軸の軸心下方に同一円周上に等間隔に設けられた前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック洗浄ステ−ジ（ｓ１）、粗研磨プラテン（２ａ）を備える第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、および仕上研磨プラテン（２ｃ）を備える第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）、
上面に第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）仮置台、基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）および第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）仮置台を同一円周上に等間隔に設けたインデックステ−ブル（９）、
上記第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）をローディングゾーン（Ｚ１）、第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）をアンローディングゾーン（Ｚ２）、および基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）を基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）ならびに前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）とし、これらの第１基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ａ，９ａ）、第２基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ（９ｂ，９ｂ）および基板チャック機構用洗浄ステ−ジ（１３，１３）のいずれか１つが前記インデックステーブル（９）を軸承する回転軸（９１）が回転することで前記第１ポリシングステ−ジ（ｓ２）、第２ポリシングステ−ジ（ｓ３）と同一円周上となり、前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）が前記基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ（ｓ１）と位置決めされ、
前記インデックステ−ブル（９）を軸承する回転軸（９１）を時計廻り方向に１２０度、１２０度、１２０度づつ、もしくは１２０度、１２０度、−２４０度づつ回動させて前述のローディングゾーン（Ｚ１）、アンローディングゾーン（Ｚ２）、および基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾーン（Ｚ３）に位置させる回動機構（Ｍ５）
および、
前記インデックステ−ブル（９）の手前の左右に設けられた、基板ロ−ディングカセット（７ａ，７ａ）と基板ロ−ディング搬送ロボット（８ａ）よりなる基板供給機構と、基板アンロ−ディングカセット（７ｂ，７ｂ）と基板アンロ−ディング搬送ロボット（８ｂ）よりなる基板排出機構、
とを含む基板の研磨装置（３０）としてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ、第１ポリッシュステ−ジ、第２ポリッシュステ−ジおよび第３ポリッシュステ−ジを設けたインデックスヘッドと、第１ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジと第２ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジを設けたインデックステ−ブルを備える研磨装置は、基板のスル−プット時間が１〜２．５分／枚と短く、かつ、研磨装置のフットプリントを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の研磨装置の平面図である。
【図２】  図１における研磨装置の第１ポリシングステ−ジ部分の正面図である。
【図３】  図１におけるインデックステ−ブル部分の基板ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ部分の断面図である。
【図４】  図１におけるインデックステ−ブルのチャック機構洗浄ステ−ジ部分の断面図である。
【図５】  図４のチャック機構洗浄ステ−ジのブラシと洗浄液供給ノズル部の拡大図である。
【図６】  公知の研磨装置の平面図である。
【図７】  図６の研磨装置の略断面図である。
【図８】  図６の基板を保持するヘッド機構の構成を示す部分断面図である。
【図９】  研磨装置に使用される別の態様を示すチャック機構の部分断面図である。
【符号の説明】
１          基台
ｗ          基板
２          研磨プラテン
５          インデックスヘッド
ｓ１         ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジ
ｓ２         第１研磨ステ−ジ
ｓ３         第２研磨ステ−ジ
ｓ４         第３研磨ステ−ジ
６          チャック機構
７ａ        ロ−ディングカセット
７ｂ        アンロ−ディングカセット
８ａ，８ｂ  搬送ロボット
９          インデックステ−ブル
９ａ        第１ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ
９ｂ        第２ロ−ディング／アンロ−ディングステ−ジ
１１          研磨布
１３          チャック機構洗浄器
Ｚ１           ロ−ディングゾ−ン
Ｚ２           アンロ−ディングゾ−ン
Ｚ３           ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ゾ−ン
３０          研磨装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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