(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の表面形状と同等形状の水の層を形成し、水の表面張力によって水の層上に浮遊する物体と水の層とを合致させて物体の位置合わせを遂行する物体位置合わせテーブルであって、このテーブルは、位置合わせを遂行せんとする第１の物体の表面形状と同等形状の水の層を形成する第１の水層形成領域と、この第１の水層形成領域の外側に第１の物体よりも大きい第２の物体の表面形状と同等形状の水の層を形成する第２の水層形成領域と、を少なくとも含み、前記第１の水層形成領域には給水孔が形成され、その外側に形成される水層形成領域には排水孔が開閉自在に形成されることを特徴とする物体位置合わせテーブル。
【請求項２】
第２の水層形成領域の外側に更に１以上の水層形成領域が形成される請求項１記載の物体位置合わせテーブル。
【請求項３】
物体とは半導体ウェーハであり、この物体の表面形状が円形である請求項１又は２記載の物体位置合わせテーブル。
【請求項４】
半導体ウェーハの表面を研磨する研磨装置に組み込まれる請求項３記載の物体位置合わせテーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ等を位置合わせするための物体位置合わせテーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハ等の水に浮く物体を、水の表面張力を利用して所定の位置に位置合わせするようにした技術が公知である（例えば、特公昭６０−２２５００号公報）。この公報の場合は、半導体ウェーハの表面を研磨加工する際に、回転テーブル上に設けられた吸着固定用の円形載台の中心に半導体ウェーハの中心を合わせるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
半導体ウェーハの表面研磨加工において、一連の工程を自動的且つ能率的に遂行するため、カセット内から引き出した未研磨の半導体ウェーハを待機領域に待機させ、研磨部での研磨工程のタイミングに合わせて、旋回アームを有する搬送手段で待機領域上の半導体ウェーハを回転テーブルの円形載台に搬送する一方、研磨後の半導体ウェーハを円形載台から待機領域に搬送する動作が行われる。待機領域には、水の表面張力を利用した位置合わせテーブルを設け、半導体ウェーハの中心合わせをするようにしている。
しかしながら、前記待機領域の位置合わせテーブルは、一定径の半導体ウェーハ用に設計されているため、それと異なる径の半導体ウェーハを位置決めすることはできない。このため、数種類の位置合わせテーブルを用意し、半導体ウェーハの大きさに合わせて位置合わせテーブルを交換しなければならない。
【０００４】
本発明は、このような従来の事態に鑑みなされたもので、テーブルを交換せずに、異径の半導体ウェーハを位置合わせできるようにした物体位置合わせテーブルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための手段として、本発明は、物体の表面形状と同等形状の水の層を形成し、水の表面張力によって水の層上に浮遊する物体と水の層とを合致させて物体の位置合わせを遂行する物体位置合わせテーブルであって、このテーブルは、位置合わせを遂行せんとする第１の物体の表面形状と同等形状の水の層を形成する第１の水層形成領域と、この第１の水層形成領域の外側に第１の物体よりも大きい第２の物体の表面形状と同等形状の水の層を形成する第２の水層形成領域と、を少なくとも含み、前記第１の水層形成領域には給水孔が形成され、その外側に形成される水層形成領域には排水孔が開閉自在に形成されることを特徴とする物体位置合わせテーブルを要旨とする。
又、第２の水層形成領域の外側に更に１以上の水層形成領域が形成されること、
物体とは半導体ウェーハであり、この物体の表面形状が円形であること、
半導体ウェーハの表面を研磨する研磨装置に組み込まれること、
を要旨とするものである。
【０００６】
【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(イ) 、(ロ) は本発明に係る物体位置合わせテーブルの一実施形態を示すもので、１はテーブル本体であり、その上面には水層を形成するための第１の水層形成領域２と、この第１の水層形成領域の外側にそれより大きい水層を形成するための第２の水層形成領域３とが同心円状に形成されている。これらの水層形成領域２、３は、テーブル本体１の上面を凹溝状に形成するか、又はリング状の隔壁２ａ、３ａを設けることで形成することができる。隔壁３ａの上面は、前記隔壁２ａの上面と同一高さにするか或は少し高めに設定する。
【０００７】
前記第１の水層形成領域２は、第１の物体である小径の半導体ウェーハＷ1 （図３）の表面形状と略同一形状に形成され、即ち隔壁２ａの外輪半径Ｒ1 を半導体ウェーハＷ1 の半径に合わせてある。
【０００８】
第２の水層形成領域３は、第２の物体である大径の半導体ウェーハＷ2 （図５）の表面形状と略同一形状に形成され、即ち隔壁３ａの外輪半径Ｒ2 を半導体ウェーハＷ2 の半径に合わせてある。
【０００９】
４はテーブル本体１の中心位置に設けられた給水孔であり、図１(ロ) のように下部には送水管５が接続され、その送水管５の要部には開閉弁６が取り付けられている。従って、開閉弁６を開くと、送水管５から給水孔４を経て第１の水層形成領域２内に給水して水層を形成することができる。
【００１０】
７は第２の水層形成領域３内に位置させてテーブル本体１の周辺部に設けられた排水孔であり、下部に排水管８が接続されると共にその要部に開閉弁９が取り付けられている。従って、開閉弁９を閉じて前記第１の水層形成領域２内へ給水すると、隔壁２ａを超えて溢れた水が第２の水層形成領域３内に入り込み、この第２の水層形成領域３内に水層を形成することができる。一方、開閉弁９を開けば、第２の水層形成領域３内の水を排水孔７及び排水管８を介して排水することができる。
【００１１】
このようにして、２つの開閉弁６、９を操作することで第１の水層形成領域２内のみ水層を形成し、或は第１の水層形成領域２内と第２の水層形成領域３内の両方に水層を形成することができる。更に、第２の水層形成領域３内を排水して第１の水層形成領域２内のみに水層を残すこともできる。
【００１２】
上記のように構成された物体位置合わせテーブルは、例えば図２に示すように半導体ウェーハの研磨装置１０に組み込んで使用される。
この研磨装置１０においては、第１のカセットＡ1 内に収容されている未研磨の半導体ウェーハＷを搬出入手段Ｂより搬出し、第１の搬送手段Ｃ1 によって回転テーブルＤの載台Ｅ上に搬送し、この載台Ｅに吸着固定して回転テーブルＤのステップ送りによって研磨部の粗研磨用回転砥石Ｆ1 の下に位置付けし、粗研磨した後仕上げ用回転砥石Ｆ2 の下に位置付けして仕上げ研磨し、次のステップで排出位置に割り出し、第２の搬送手段Ｃ2 によって搬出入手段Ｂまで搬送し、この搬出入手段Ｂにより第２のカセットＡ2 内に収容する。
【００１３】
場合によっては、仕上げ研磨後に第２の搬送手段Ｃ2 を使わないで、最初の搬入位置に割り出して第１の搬送手段Ａ1 で搬出し、元の第１のカセットＡ1 内に戻すこともある。更に、第１のカセットＡ1 と第２のカセットＡ2 から交互に搬出して、仕上げ研磨後に第１の搬送手段Ｃ1 と第２の搬送手段Ｃ2 とを用いてそれぞれ元の第１、第２のカセットＡ1 、Ａ2 内に戻すこともある。
【００１４】
このような種々の研磨バリエーションにおいて、一連の作業は連続的に行われるが、相互のタイミングを調整する関係から第１、第２の搬送手段Ｃ1 、Ｃ2 の搬送ルートの途中に待機領域を設け、その待機領域に第１の物体位置合わせテーブルＴ1 と第２の物体位置合わせテーブルＴ2 とをそれぞれ配設し、半導体ウェーハを一時的に待機させることが行われる。
【００１５】
第１のカセットＡ1 内に小径の半導体ウェーハＷ1 が収容されている場合は、図３(ロ) のように第１の物体位置合わせテーブルＴ1 の開閉弁６、９を共に開き、第１の水層形成領域２内に給水する。第１の水層形成領域２内に水層１１が形成された後、オーバーフローした水は第２の水層形成領域３内に流入するが排水孔７から排水される。給水を少しずつ継続することで第１の水層形成領域２内の水層１１は一定に保持され、その水面は表面張力によって少し盛り上がった状態となる。
【００１６】
この状態にて前記半導体ウェーハＷ1 が水面上に載せられると、水の表面張力によって中心方向に引っ張られ、図４のように第１の水層形成領域２に合致した中心位置に保持される。
【００１７】
第１のカセットＡ1 内に大径の半導体ウェーハＷ2 が収容されている場合は、図５(ロ) のように第１の物体位置合わせテーブルＴ1 の開閉弁６を開き、開閉弁９は閉じて第１の水層形成領域２内に給水する。第１の水層形成領域２内に水層１１が形成された後、オーバーフローした水は第２の水層形成領域３内に流入し、第２の水層形成領域３内に水層１２が形成されるとオーバーフローした水は外部に流出する。給水を少しずつ継続することで第１の水層形成領域２内及び第２の水層形成領域３内の水層１１、１２は一定に保持され、それらの水面は連結して表面張力によって少し盛り上がった状態となる。外部にオーバーフローした水は、集水部材（図略）により集めて所定の箇所に導くようにすると好ましい。
【００１８】
この状態にて大径の半導体ウェーハＷ2 が水面上に載せられると、水の表面張力によって中心方向に引っ張られ、図６のように第２の水層形成領域３に合致した中心位置に保持される。
【００１９】
つまり、第１の物体位置合わせテーブルＴ1 は、小径の半導体ウェーハＷ1 でも大径の半導体ウェーハＷ2 でもどちらも、水の表面張力によって中心方向に引っ張って第１の水層形成領域２又は第２の水層形成領域３に合致した中心位置に合わせることができる。
【００２０】
このようにして第１の物体位置合わせテーブルＴ1 上に待機させた小径の半導体ウェーハＷ1 又は大径の半導体ウェーハＷ2 は、第１の搬送手段Ｃ1 により吸着されて載台Ｅ又は搬出入手段Ｂに搬送されるが、中心位置はそのまま保持されるため搬送先での位置合わせが不要となり、その後の工程を円滑に遂行できる。これと全く同様のことが、前記第２の物体位置合わせテーブルＴ2 についても言える。
【００２１】
図７(イ) 、(ロ) は本発明に係る物体位置合わせテーブルの他の実施形態を示すもので、テーブル本体２１には第１の水層形成領域２２と、その外周部を取り巻くようにして第２の水層形成領域２３とを備え、この場合は第１の水層形成領域２２はごく浅く形成されている。
【００２２】
前記第１の水層形成領域２２は、図７(イ) のように中心部に複数の給水孔２４が形成されると共に、(ロ) のようにこれらの給水孔２４に連通する送水路２５がテーブル本体２１に形成されている。又、第２の水層形成領域２３には、内部に排水孔２７が形成されると共に、着脱自在のキャップ２８が取り付けられている。
【００２３】
このように構成された物体位置合わせテーブルＴ3 は、前記キャップ２８を外した状態で給水すると、第１の水層形成領域２２内のみに水層を形成することができる。キャップ２８を嵌めた状態で給水すると、第１の水層形成領域２２内及び第２の水層形成領域２３内の両方とも水層を形成することができる。更に、キャップ２８を外せば、第２の水層形成領域２３内を排水して第１の水層形成領域２２内のみに水層を残すこともできる。つまり、この場合はキャップ２８を着脱することで必要とする領域内に水層を形成することができる。
【００２４】
この物体位置合わせテーブルＴ3 の使用方法及び作用等は、前記の物体位置合わせテーブルＴ1 、Ｔ2 と同じであるから説明を省略する。
【００２５】
尚、本発明の物体位置合わせテーブルにおいて、第２の水層形成領域の外側に更に１以上の水層形成領域を形成すれば、３種類以上の異径の半導体ウェーハに適用することが可能となる。更に、半導体ウェーハ及び円形物体に限らず、水に浮く他の板状物体に広く適用することが可能であり、研磨装置以外の装置に組み込んで使用することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水の表面張力を利用して位置合わせする物体位置合わせテーブルにおいて、複数の水層形成領域を同心円状に設けたので、異径の物体の位置合わせが可能となり、径の異なる位置合わせテーブルを複数用意する必要がなくなると共に、位置合わせテーブルを交換する必要もない等の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る物体位置合わせテーブルの実施形態を示すもので、(イ) は平面図、(ロ) は概略縦断面図である。
【図２】  (イ) は半導体ウェーハの研磨装置に組み込んだ使用例を示す説明図である。
【図３】小径の半導体ウェーハを位置決めする状態を示すもので、(イ) は平面図、(ロ) は概略断面図である。
【図４】同、位置決めされた状態での平面図である。
【図５】大径の半導体ウェーハを位置決めする状態を示すもので、(イ) は平面図、(ロ) は概略断面図である。
【図６】同、位置決めされた状態での平面図である。
【図７】本発明に係る物体位置決めテーブルの他の実施態様を示すもので、(イ) は平面図、(ロ) は概略断面図である。
【符号の説明】
１…テーブル本体
２…第１の水層形成領域
３…第２の水層形成領域
４…給水孔
５…送水管
６…開閉弁
７…排水孔
８…排水管
９…開閉弁
１０…研磨装置
２１…テーブル本体
２２…第１の水層形成領域
２３…第２の水層形成領域
２４…給水孔
２５…送水路
２７…排水孔
２８…キャップ
【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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