(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイス製造装置の構成部品の交換に使用される構成部品交換装置であって、
鉛直方向に延びる縦フレームと、
前記縦フレームに沿って上下動可能な可動フレームと、
前記可動フレームに固定され、前記半導体デバイス製造装置と前記可動フレームとを連結するための連結部材と、
前記可動フレームの下方に位置し、前記縦フレームに沿って上下動可能なクレーンと、
前記クレーンおよび前記可動フレームを前記縦フレームに沿って昇降させる昇降装置とを備えたことを特徴とする構成部品交換装置。
【請求項２】
前記可動フレームと前記クレーンは互いに独立に上下動可能であり、
前記昇降装置は、前記クレーンに連結されており、
前記可動フレームと前記クレーンとの間には、前記可動フレームの下方への移動を制限するフレームストッパが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の構成部品交換装置。
【請求項３】
前記縦フレームの下部に固定された基部フレームと、
前記基部フレームと前記クレーンとの間に設けられ、前記クレーンの下方への移動を制限するクレーンストッパとをさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の構成部品交換装置。
【請求項４】
前記クレーンは、鉛直方向に延びる旋回軸と、前記旋回軸を中心として水平に旋回可能なレールと、前記レール上を該レールの長手方向に移動可能な移動式滑車とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の構成部品交換装置。
【請求項５】
前記連結部材は、ねじによって前記可動フレームに取り外し可能に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の構成部品交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハなどの基板を研磨する研磨装置に代表される半導体デバイス製造装置の構成部品を交換するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、さまざまな装置によって製造される。例えば、半導体デバイス製造装置の１つであるＣＭＰ装置は、ウェーハを化学機械的に研磨する研磨装置である。ＣＭＰ装置で最も大きな部品の一つに研磨テーブルがある。この研磨テーブルは、テーブル軸に水平に装着され、表面に研磨パットが貼り付けられる定盤状の回転体である。この研磨テーブルは大きく、重量のある部品であり、人力では交換することができない。そのため、専用のリフターを用意しＣＭＰ装置内で研磨テーブルを持ち上げ、水平移動させ、ＣＭＰ装置外に引き出し、そして受け取り台上に乗せる、という一連の作業を実施している。
【０００３】
リフターを安定させた状態で半導体デバイス製造装置の構成部品を交換するために、半導体デバイス製造装置の上部フレームにリフターを固定する必要がある。そのため、リフターにも、半導体デバイス製造装置の上部フレームと同じ高さに固定フレームが設けられている。半導体デバイス製造装置の上部フレームとリフターの固定フレームとは、連結ブラケットによって連結される。固定フレームの直下にはクレーンが配置されており、このクレーンによって半導体デバイス製造装置の構成部品を吊り上げ、構成部品を半導体デバイス製造装置から引き出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３４１０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
構成部品の交換時にリフターを安定させるために、リフターの固定フレームは、上述したように、半導体デバイス製造装置の上部フレームに連結される。したがって、固定フレームは高い位置にあり、リフターの重心位置が高くなる。このため、リフター搬入時の転倒を防ぐために、リフターは幅広な形状を有している。しかし、リフターを幅広な形状とすると、製造工場内の通路幅に制限がある場合にはリフターをスムーズに搬入することができない。
【０００６】
また、半導体デバイス製造装置の上部フレームに連結ブラケットを取り付けるためには、連結ブラケット自体を上部フレームまで持ち上げる必要がある。しかしながら、連結ブラケットの重量は約２０kgと重く、人力によって連結ブラケットを上部フレームにまで持ち上げることは危険である。このため、連結ブラケットを持ち上げるための装置が別途必要とされていた。
【０００７】
そこで、本発明は、重心が低く、しかも半導体デバイス製造装置に連結するための連結ブラケットを持ち上げるための専用装置を不要とすることができる構成部品交換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、半導体デバイス製造装置の構成部品の交換に使用される構成部品交換装置であって、鉛直方向に延びる縦フレームと、前記縦フレームに沿って上下動可能な可動フレームと、前記可動フレームに固定され、前記半導体デバイス製造装置と前記可動フレームとを連結するための連結部材と、前記可動フレームの下方に位置し、前記縦フレームに沿って上下動可能なクレーンと、前記クレーンおよび前記可動フレームを前記縦フレームに沿って昇降させる昇降装置とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記可動フレームと前記クレーンは互いに独立に上下動可能であり、前記昇降装置は、前記クレーンに連結されており、前記可動フレームと前記クレーンとの間には、前記可動フレームの下方への移動を制限するフレームストッパが設けられていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記縦フレームの下部に固定された基部フレームと、前記基部フレームと前記クレーンとの間に設けられ、前記クレーンの下方への移動を制限するクレーンストッパとをさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記クレーンは、鉛直方向に延びる旋回軸と、前記旋回軸を中心として水平に旋回可能なレールと、前記レール上を該レールの長手方向に移動可能な移動式滑車とを備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記連結部材は、ねじによって前記可動フレームに取り外し可能に固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
可動フレームおよびクレーンを下降させることによって、構成部品交換装置全体の重心を低くすることができる。したがって、構成部品交換装置の移動時に転倒の可能性が低くなり、構成部品交換装置自体の幅を小さく設計することができる。よって、部材コストの削減、輸送費用の削減、保管スペースを小さくできる、等の効果がある。さらに、工場内の通路幅に制限がある場合でも、構成部品交換装置を通路を通ってスムーズに移動させることができる。
【００１１】
また、連結部材は可動フレームに予め固定されているので、昇降装置によって連結部材を可動フレームとともに昇降させることができる。したがって、人力で連結部材を持ち上げる必要がなく、連結部材を持ち上げるための専用の装置を用意する必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】研磨装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】研磨テーブルを交換するための治具である研磨テーブル交換装置（構成部品交換装置）を示す側面図である。
【図３】研磨テーブル交換装置の斜視図である。
【図４】クレーンおよび可動フレームが上昇した状態を示す側面図である。
【図５】クレーンおよび可動フレームが上昇した状態を示す斜視図である。
【図６】クレーンおよび可動フレームが上昇した後に可動フレームを研磨装置の上フレームに連結した状態を示す側面図である。
【図７】研磨テーブルがクレーンから吊り下げられている様子を示す斜視図である。
【図８】研磨テーブルがクレーンによって研磨装置から取り出されている様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、研磨装置を模式的に示す斜視図である。半導体デバイス製造装置の一例である研磨装置（ＣＭＰ装置ともいう）１は、研磨パッド２を支持するための研磨テーブル３と、研磨テーブル３上の研磨パッド２にウェーハＷを押し付けてウェーハＷを研磨する研磨ヘッド４と、研磨パッド２上に研磨液（通常はスラリー）を供給する研磨液供給ノズル５とを備えている。
【００１４】
研磨テーブル３は、テーブル軸３ａを介してその下方に配置されるテーブルモータ６に連結されており、このテーブルモータ６により研磨テーブル３が矢印で示す方向に回転されるようになっている。この研磨テーブル３の上面には研磨パッド２が貼付されており、研磨パッド２の上面がウェーハＷを研磨する研磨面２ａを構成している。研磨ヘッド４はヘッドシャフト７の下端に連結されている。研磨ヘッド４は、真空吸引によりその下面にウェーハＷを保持できるように構成されている。ヘッドシャフト７は、上下動機構（図示せず）により上下動するようになっている。
【００１５】
ウェーハＷの研磨は次のようにして行われる。研磨ヘッド４および研磨テーブル３をそれぞれ矢印で示す方向に回転させ、研磨液供給ノズル５から研磨パッド２上に研磨液（スラリー）を供給する。この状態で、研磨ヘッド４は、ウェーハＷを研磨パッド２の研磨面２ａに押し付ける。ウェーハＷの表面は、研磨液に含まれる砥粒の機械的作用と研磨液の化学的作用により研磨される。
【００１６】
図２は、研磨テーブル３を交換するための治具である研磨テーブル交換装置（構成部品交換装置）１０を示す側面図であり、図３は研磨テーブル交換装置１０の斜視図である。この研磨テーブル交換装置１０は、鉛直方向に延びる縦フレーム１５と、縦フレーム１５に沿って上下動可能な可動フレーム１７と、研磨装置１と可動フレーム１７とを連結するための連結ブラケット（連結部材）２０と、縦フレーム１５に沿って上下動可能なクレーン３０と、縦フレーム１５の下部に固定された基部フレーム２９とを備えている。
【００１７】
縦フレーム１５および可動フレーム１７には、それぞれ取っ手１８，１９が固定されている。クレーン３０は、可動フレーム１７の下方に位置している。連結ブラケット２０は、Ｌ字型断面の金属製ブラケットであり、ねじ２２によって可動フレーム１７に固定されている。これらのねじ２２を取り外すと、連結ブラケット２０は可動フレーム１７から取り外すことができる。
【００１８】
縦フレーム１５には鉛直方向に延びるガイドレール２５が固定されている。可動フレーム１７およびクレーン３０は、ガイドレール２５に上下動自在に取り付けられた２つのリニアガイド２６にそれぞれ固定されており、可動フレーム１７およびクレーン３０はこれらのリニアガイド２６とともに縦フレーム１５に沿って鉛直方向に移動できるようになっている。可動フレーム１７とクレーン３０は互いに独立に上下動可能である。
【００１９】
クレーン３０は、鉛直方向に延びる旋回軸３１と、この旋回軸３１を中心として水平に旋回可能なレール３２とを備えている。さらにクレーン３０は、レール３２上を該レール３２の長手方向に移動可能なトロリー（移動式滑車）３４と、旋回軸３１を保持する軸保持部３５と、軸保持部３５が固定されたブロック３６と、ブロック３６に固定された連結フレーム３７とを備えている。上述したリニアガイド２６はブロック３６に固定されている。研磨装置１の構成部品である研磨テーブル３は、トロリー３４から吊り下げられる。レール３２および可動フレーム１７は、縦フレーム１５から水平に延びている。
【００２０】
ブロック３６の上面には、フレームストッパ４２が取り付けられている。このフレームストッパ４２は、可動フレーム１７の下方への移動を制限する機能を有する。可動フレーム１７の自重はフレームストッパ４２を通じてクレーン３０によって支持されている。フレームストッパ４２は、可動フレーム１７に取り付けられてもよい。基部フレーム２９の上面には、クレーンストッパ４４が取り付けられている。このクレーンストッパ４４は、クレーン３０の下方への移動を制限する機能を有する。クレーンストッパ４４は、クレーン３０に取り付けられてもよい。
【００２１】
研磨テーブル交換装置１０は、ウインチ５０およびチェーン５１をさらに備えている。ウインチ５０は、縦フレーム１５の上端から延びる水平部１５ａに連結され、チェーン５１はクレーン３０の連結フレーム３７に連結されている。ウインチ５０がチェーン５１を巻き上げると、クレーン３０および可動フレーム１７が一体に上昇する。図４および図５は、クレーン３０および可動フレーム１７が上昇した状態を示す図である。可動フレーム１７は、フレームストッパ４２を介してクレーン３０に支持されている。したがって、ウインチ５０がチェーン５１を巻き上げると、クレーン３０が上昇し、クレーン３０の上方への移動とともに可動フレーム１７も上昇する。したがって、クレーン３０および可動フレーム１７は一体に上昇する。
【００２２】
図４および図５に示すように、連結ブラケット（連結部材）２０は、可動フレーム１７に予め固定されている。連結ブラケット２０はウインチ５０およびチェーン５１によって、可動フレーム１７およびクレーン３０とともに上昇される。したがって、連結ブラケット２０を上昇させるための専用の装置は不要である。
【００２３】
ウインチ５０がチェーン５１を繰り出すと、クレーン３０および可動フレーム１７はその自重により下降する。クレーン３０および可動フレーム１７は、クレーン３０がクレーンストッパ４４に接触するまで下降することができる。すなわち、クレーン３０がクレーンストッパ４４に接触した位置は、クレーン３０および可動フレーム１７の最下位置である。図２および図３は、クレーン３０および可動フレーム１７の最下位置を示している。図４および図５は、クレーン３０および可動フレーム１７の上昇位置を示している。クレーン３０および可動フレーム１７の上下動は、ガイドレール２５およびリニアガイド２６によって鉛直方向にガイドされる。本実施形態では、クレーン３０および可動フレーム１７を縦フレーム１５に沿って昇降させる昇降装置は、ウインチ５０およびチェーン５１から構成される。
【００２４】
基部フレーム２９には、移動機構としての複数のキャスタ５５が固定されている。これらのキャスタ５５により、研磨テーブル交換装置１０自体を所望の場所にまで移動させることが可能となる。可動フレーム１７およびクレーン３０を下降させることによって、研磨テーブル交換装置１０全体の重心を低くすることができる。したがって、研磨テーブル交換装置１０の移動時に転倒の可能性が低くなり、研磨テーブル交換装置１０自体の幅を小さく設計することができる。よって、部材コストの削減、輸送費用の削減、保管スペースを小さくできる、等の効果がある。さらに、工場内の通路幅に制限がある場合でも、研磨テーブル交換装置１０を通路を通ってスムーズに移動させることができる。
【００２５】
次に、研磨テーブル交換装置１０を用いた研磨テーブル３の交換方法について説明する。まず、クレーン３０および可動フレーム１７が図２および図３に示す下降位置にある状態で、研磨テーブル交換装置１０を研磨装置１の隣にまで移動させる。次いで、図６に示すように、ウインチ５０によりチェーン５１を巻き上げて、連結ブラケット２０が研磨装置１の上フレーム１ａと同じ高さに位置するまで、クレーン３０および可動フレーム１７を上昇させる。そして、連結ブラケット２０をボルト６０により研磨装置１の上フレーム１ａに固定する。同様に、基部フレーム２９をボルト（図示せず）により研磨装置１の下フレーム１ｂに固定する。
【００２６】
次に、図７に示すように、ウインチ５０はチェーン５１を繰り出して、クレーン３０を少しだけ下降させる。このとき、可動フレーム１７は、連結ブラケット２０を介して研磨装置１の上フレーム１ａに固定されているので、可動フレーム１７は下降しない。次に、研磨テーブル３をクレーン３０のトロリー３４にベルト５８で連結する。ベルト５８に代えてチェーンまたはワイヤーを使用してもよい。研磨テーブル３には、吊りブラケット５９が取り付けられ、ベルト５８はこれらの吊りブラケット５９を介して研磨テーブル３に連結される。この状態で、図８に示すように、ウインチ５０によりチェーン５１を巻き上げてクレーン３０を上昇させ、研磨テーブル３を引き上げる。さらに、クレーン３０のレール３２を旋回軸３１を中心に旋回させて、研磨テーブル３を研磨装置１から取り出す。クレーン３０をさらに下降させて、研磨テーブル交換装置１０に連結されたテーブルキャリア（図示しない）に研磨テーブル３を置く。そして、ベルト５８をトロリー３４および吊りブラケット５９から取り外し、これによって研磨テーブル３の取り出し作業が完了する。
【００２７】
研磨テーブル３の取り出し作業完了後、ウインチ５０でチェーン５１を巻き上げて、フレームストッパ４２が可動フレーム１７に接触するまで、クレーン３０を上昇させる。この状態で、ボルト６０を外し、連結ブラケット２０を上フレーム１ａから切り離す。同様に、図示しないボルトを外して、基部フレーム２９を下フレーム１ｂから切り離す。ウインチ５０からチェーン５１を繰り出して、クレーン３０がクレーンストッパ４４に接触するまで、可動フレーム１７およびクレーン３０を一体に下降させる。このように、可動フレーム１７およびクレーン３０を下降させることによって、研磨テーブル交換装置１０全体の重心を低くすることができる。
【００２８】
上述した実施形態に係る研磨テーブル交換装置１０は、半導体デバイス製造装置の構成部品である研磨テーブルを交換するための装置であるが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、本発明は、図１に示す研磨ヘッド４を交換するための構成部品交換装置に適用することもでき、さらには、研磨装置以外の半導体デバイス製造装置の交換部品を交換するための構成部品交換装置に適用することもできる。
【００２９】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【００３０】
１    研磨装置（ＣＭＰ装置）
２    研磨パッド
３    研磨テーブル
４    研磨ヘッド
５    研磨液供給ノズル
６    テーブルモータ
７    ヘッドシャフト
１０    研磨テーブル交換装置
１５    縦フレーム
１７    可動フレーム
１８，１９  取っ手
２０    連結ブラケット（連結部材）
２２    ねじ
２５    ガイドレール
２６    リニアガイド
２９    基部フレーム
３０    クレーン
３１    旋回軸
３２    レール
３４    トロリー（移動式滑車）
３５    軸保持部
３６    ブロック
３７    連結フレーム
４２    フレームストッパ
４４    クレーンストッパ
５０    ウインチ
５１    チェーン
５８    ベルト
５９    吊りブラケット
【図１】
0006445357.tif 000002
【図２】
0006445357.tif 000003
【図３】
0006445357.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006445357.tif 000008
【図８】
0006445357.tif 000009