(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを吸引保持するチャックテーブルと、そのチャックテーブルに対峙して配設された研磨砥石とを備えた研磨装置において、
ウェーハ載置領域と、待機領域と、洗浄領域と、研磨領域とが配設されており、
前記ウェーハ載置領域には、研磨すべき複数枚のウェーハを収容した第１のカセットと、研磨後のウェーハを収容する第２のカセットとが着脱自在に載置され、この第１のカセットと第２のカセットに対するウェーハの搬出入及び前記待機領域との間でウェーハをやり取りする搬出入手段が配設され、
前記待機領域には、待機テーブルが配設され、この待機テーブルに関連して搬送手段が上下動及び旋回可能に配設され、この搬送手段は前記待機領域と前記洗浄領域との間、及び前記洗浄領域と前記研磨領域との間でウェーハをやり取りし、
前記洗浄領域には、第１の洗浄手段と第２の洗浄手段とが配設され、これらの洗浄手段はそれぞれ回転円盤の上面にブラシ等の洗浄部材を有し、前記搬送手段の旋回円弧上に位置して前記第１の洗浄手段は研磨前のウェーハの下面を洗浄し、前記第２の洗浄手段は研磨後のウェーハの下面を洗浄し、更に上下動及び旋回動するアームの先端に回転円盤が取り付けられ、その回転円盤の下面にブラシ等の洗浄部材が設けられた第３の洗浄手段が配設され、この第３の洗浄手段は前記チャックテーブルの真上に位置決めして研磨後のウェーハの上面を洗浄すると共に、チャックテーブルの上面を洗浄し、
前記研磨領域には、ターンテーブルが設けられ、このターンテーブルの上に複数個の前記チャックテーブルが円周方向に沿って配設され、このチャックテーブルに関連させて粗研磨用の第１の研磨機と、仕上げ研磨用の第２の研磨機が並設され、前記第１の研磨機、第２の研磨機はそれぞれ下端部に回転円盤が取り付けられると共にその下面に前記研磨砥石が装着され、チャックテーブル上に吸着されたウェーハを研磨する研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｓｉ等で形成された半導体ウェーハは、ウェーハメイキングにおいて両面が研磨されたり、又は表面にＩＣ等の回路が形成されている場合には、その裏面のみが研磨されるが、いずれもウェーハを吸引保持するチャックテーブルと、それに対峙して配設された研磨砥石とを備えた研磨装置が一般的に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の研磨装置を用いたウェーハの研磨において、チャックテーブルとウェーハとの間にゴミが介在していると研磨の際にウェーハが割れたり、ディンプルと称する窪みが生じたりする問題があった。
そこで、本発明は、チャックテーブルとウェーハとの間にゴミが介在しないようにして、研磨の際にウェーハの割れやディンプルを防止できるようにした半導体ウェーハの研磨装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための具体的手段として、本発明は、ウェーハを吸引保持するチャックテーブルと、そのチャックテーブルに対峙して配設された研磨砥石とを備えた研磨装置において、
ウェーハ載置領域と、待機領域と、洗浄領域と、研磨領域とが配設されており、
前記ウェーハ載置領域には、研磨すべき複数枚のウェーハを収容した第１のカセットと、研磨後のウェーハを収容する第２のカセットとが着脱自在に載置され、この第１のカセットと第２のカセットに対するウェーハの搬出入及び前記待機領域との間でウェーハをやり取りする搬出入手段が配設され、
前記待機領域には、待機テーブルが配設され、この待機テーブルに関連して搬送手段が上下動及び旋回可能に配設され、この搬送手段は前記待機領域と前記洗浄領域との間、及び前記洗浄領域と前記研磨領域との間でウェーハをやり取りし、
前記洗浄領域には、第１の洗浄手段と第２の洗浄手段とが配設され、これらの洗浄手段はそれぞれ回転円盤の上面にブラシ等の洗浄部材を有し、前記搬送手段の旋回円弧上に位置して前記第１の洗浄手段は研磨前のウェーハの下面を洗浄し、前記第２の洗浄手段は研磨後のウェーハの下面を洗浄し、更に上下動及び旋回動するアームの先端に回転円盤が取り付けられ、その回転円盤の下面にブラシ等の洗浄部材が設けられた第３の洗浄手段が配設され、この第３の洗浄手段は前記チャックテーブルの真上に位置決めして研磨後のウェーハの上面を洗浄すると共に、チャックテーブルの上面を洗浄し、
前記研磨領域には、ターンテーブルが設けられ、このターンテーブルの上に複数個の前
記チャックテーブルが円周方向に沿って配設され、このチャックテーブルに関連させて粗研磨用の第１の研磨機と、仕上げ研磨用の第２の研磨機が並設され、前記第１の研磨機、第２の研磨機はそれぞれ下端部に回転円盤が取り付けられると共にその下面に前記研磨砥石が装着され、チャックテーブル上に吸着されたウェーハを研磨する研磨装置を要旨とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳説する。
図１は、本発明に係る研磨装置１を示すもので、ウェーハ載置領域Ａと、待機領域Ｂと、洗浄領域Ｃと、研磨領域Ｄとが配設されている。
【０００６】
前記ウェーハ載置領域Ａには、ベッド２の前方中央部に多角形（図では六角形）の凹所２ａが形成され、この凹所２ａの両側に第１のカセット３と第２のカセット４がそれぞれ着脱自在に載置され、凹所２ａ内には搬出入手段５が配設されている。
【０００７】
第１のカセット３は、研磨すべき複数枚のウェーハＷが収容され、その開口部を前記凹所２ａ側に向けて載置され、第２のカセット４は研磨後のウェーハを収容すべく開口部を同じく凹所２ａ側に向けて載置されている。つまり、第１、第２のカセット３、４は凹所２ａを挾んでその対向辺に配置されているが、これに限定されず例えば図に仮想線で示すように凹所２ａの手前側の隣接辺に配置するようにしても良い。
【０００８】
前記搬出入手段５は、上下動及び軸回転する支軸５ａと、その上端部に取り付けられた把持アーム５ｂを有し、この把持アーム５ｂは進退及び水平軸回りに反転可能に形成されている。この搬出入手段５は、前記第１、第２のカセット３、４に対するウェーハの搬出入及び待機領域Ｂとの間でウェーハをやり取りする機能を有する。
【０００９】
待機領域Ｂには、第１の待機テーブル６と第２の待機テーブル７とが両側に配設され、これらの上に載置されるウェーハを中央に位置決めするための位置決め用ピン６ａ、７ａがそれぞれ円周方向に複数個配設されている。
【００１０】
又、第１、第２の待機テーブル６、７に関連させて、第１の搬送手段８と第２の搬送手段９とが上下動及び旋回可能に配設されており、これらの搬送手段は待機領域Ｂと洗浄領域Ｃとの間、及び洗浄領域Ｃと研磨領域Ｄとの間でウェーハをやり取りする機能を有する。
【００１１】
洗浄領域Ｃには、第１の洗浄手段１０と第２の洗浄手段１１とが両側に配設され、これらの洗浄手段は回転円盤１０ａ、１１ａの上面にブラシ等の洗浄部材１０ｂ、１１ｂをそれぞれ有している。この場合、第１の洗浄手段１０は前記第１の搬送手段８の旋回円弧上に位置し、第２の洗浄手段１１は前記第２の搬送手段９の旋回円弧上に位置するようにしてある。
【００１２】
更に、第２の洗浄手段１１の近くには第３の洗浄手段１２が配設され、この第３の洗浄手段１２は、上下動及び旋回動するアーム１２ａの先端部に回転円盤１２ｂが取り付けられ、その下面にブラシ等の洗浄部材１２ｃが設けられている。
尚、各洗浄手段における洗浄部材Ｓは、例えば図３に示すように回転円盤Ｔの全面に設けるのではなく、所定の角度をあけて放射線状にしかも各放射線を円弧状に湾曲させて設けても良く、その他適宜の形態であっても良い。
【００１３】
前記研磨領域Ｄには、ターンテーブル１３が設けられこのターンテーブル１３の上に複数個（図では４個）のチャックテーブル１４が円周方向に沿って配設され、これらのチャックテーブル１４に関連させて粗研磨用の第１の研磨機１５と、仕上げ研磨用の第２の研磨機１６とが並設されている。
【００１４】
前記第１、第２の研磨機１５、１６は、それぞれ下端部に回転円盤１５ａ、１６ａが取り付けられると共にその下面に研磨砥石１５ｂ、１６ｂが装着され、チャックテーブル上に吸着されたウェーハを同時にそれぞれ研磨できるようにしてある。
【００１５】
１７は第１、第２の研磨機１５、１６の取付部であり、前面側に上下方向をなすガイドレール１７ａ、１７ｂが左右に一対ずつ配設され、これらのガイドレールに沿って第１、第２の研磨機１５、１６を保持する取付板１７ｃ、１７ｄがそれぞれ上下動するようにしてある。１８は取付部１７の後面側に取り付けた駆動用モータである。
【００１６】
このように構成された研磨装置１において、先ず第１のカセット３内から未研磨のウェーハＷが前記搬出入手段５により搬出され、第１の待機テーブル６上に搬送されると共に位置決め用ピンに６ａにより中央に載置される。
【００１７】
このウェーハＷは、前記第１の搬送手段８により吸着されて図２に示すように第１の洗浄手段１０の真上に位置決めされ、回転円盤１０ａ上の洗浄部材１０ｂをウェーハＷに接触させて回転し、ノズル１０ｃから水（又は洗浄液）を噴射しながらウェーハＷの下面を洗浄する。これはウェーハＷの裏面に付着しているゴミ等を除去して清浄にするためである。
【００１８】
洗浄後、前記第１の搬送手段８を旋回させてウェーハＷをチャックテーブル１４上に搬送し、このチャックテーブル１４に吸引保持させる（チャックテーブル１４の上面が既に洗浄されていることは後述する）。この時、チャックテーブル１４は、第１の搬送手段８の旋回位置即ち支軸を中心とする円周上に予め待機している。
【００１９】
次いで、ターンテーブル１３を回転してチャックテーブル１４を第１の研磨機１５の真下に位置決めし、この第１の研磨機１５の研磨砥石１５ｂを回転させて研磨液を供給しながらウェーハＷの上面を粗研磨する。この際、チャックテーブル１４とウェーハＷの下面（清浄面）との間にはゴミ等が介在しないので、研磨の際にウェーハＷが割れたり、ディンプル（窪み）が生じたりすることはない。
【００２０】
この研磨作業中に、次に搬出された２番目のウェーハが第１の洗浄手段１０にて洗浄された後、後続のチャックテーブル上に保持され、研磨終了後にターンテーブル１３を回転させると、最初のウェーハは第２の研磨機１６に、２番目のウェーハは第１の研磨機１５にそれぞれ位置決めされる。
【００２１】
この後、第１、第２の研磨機１５、１６による粗研磨、仕上げ研磨が同時にそれぞれ行われ、研磨終了後に再びターンテーブル１３を回転させると、２番目のウェーハは第２の研磨機１６に位置付けられる一方、研磨作業中に後続のチャックテーブルに保持された３番目のウェーハは第１の研磨機１５に位置決めされる。
【００２２】
そして、最初のウェーハは、仕上げ研磨後に前記第３の洗浄手段１２の旋回位置に位置決めされ（この際、第３の洗浄手段１２によってウェーハの上面を洗浄することが好ましい）、これは前記第２の搬送手段９の旋回位置にも合致しており、次の研磨作業中にその第２の搬送手段９により吸着されて前記第２の洗浄手段１１の真上に位置決めされ、研磨時に汚れたウェーハの下面が洗浄され、洗浄後に前記第２の待機テーブル７上に搬送され、更に前記搬出入手段５により第２のカセット４内に収容される。これら一連の動作は、作業ステップに従って他作業とのタイミングをとりながら遂行される。
【００２３】
一方、最初のウェーハを保持していたチャックテーブルは、研磨工程時に研磨屑等により上面が汚れているため、前記第３の洗浄手段１２を旋回させて真上に位置決めし、この第３の洗浄手段１２によって上面をきれいに洗浄する。
【００２４】
このチャックテーブル洗浄工程は、前記研磨作業中になされ、研磨工程終了後にターンテーブル１３が回転されると、洗浄されたチャックテーブルは前記未研磨ウェーハの受け取り待機位置に位置付けられる。このチャックテーブルの上には、前記のように下面（チャックテーブルに接触する面）が洗浄された未研磨ウェーハが載置される。従って、チャックテーブルとウェーハの間にはゴミ等が介在する余地はなく、前記のように研磨時でのウェーハの割れやディンプルの発生を未然に防止することができる。
【００２５】
このようにして、各工程間でタイミングをとりながらウェーハの研磨作業を連続的かつ効率的に行うことができる。ウェーハの両面を研磨する場合は、上記のように片面研磨が終了した後、研磨後のウェーハを一旦第１のカセット３内に戻し、全部のウェーハにつき片面研磨が終了した後に、前記搬出入手段５にてウェーハを再び搬出すると共に、今度は把持アーム５ｂを反転させて未研磨面を上にして第１の待機テーブル６上に搬送し、前記のような工程を経て研磨し、最後に搬出入手段５にて第２のカセット４内に収容して作業を終了する。
尚、第３の洗浄手段１２と同じ洗浄手段を図１の符号２２の位置に配設し、ウェーハを載置する前にチャックテーブル１４の上面を洗浄するように構成しても良い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、半導体ウェーハの研磨装置において、チャックテーブルとその上に載置されるウェーハとの間にゴミが介在しないように構成したので、研磨の際にウェーハが割れたり、ディンプルが生じたりすることはなく、高品質のウェーハを提供できると共に研磨工程での歩留まりを著しく向上させる等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨装置を示す斜視図である。
【図２】ウェーハ洗浄手段の一例を示す概略断面図である。
【図３】洗浄部材の他の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１‥‥研磨装置
２‥‥ベッド
３‥‥第1のカセット
４‥‥第２のカセット
５‥‥搬出入手段
６‥‥第1の待機テーブル
７‥‥第2の待機テーブル
８‥‥第1の搬送手段
９‥‥第２の搬送手段
１０‥‥第1の洗浄手段
１１‥‥第2の洗浄手段
１２‥‥第３の洗浄手段
１３‥‥ターンテーブル
１４‥‥チャックテーブル
１５‥‥第1の研磨機
１６‥‥第2の研磨機
１７‥‥取付部
１８‥‥駆動用モータ
【図１】
0003894514.tif 000002
【図２】
0003894514.tif 000003
【図３】
0003894514.tif 000004