JP2000294616A - 仮置台付位置合わせ機構及びポリッシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理前と処理後の２つの逆方向に向かうルー
トの両半導体ウエハを同時にスムーズに取り扱うことが
できる仮置台付位置合わせ機構及びポリッシング装置を
提供する。 【解決手段】 支持部材５５部分に載置した半導体ウエ
ハを、位置合わせ用部材５８によって支持部材５５から
押し上げて回転駆動することで半導体ウエハのノッチ等
の基準位置を所望の位置に合わせる位置合わせ機構であ
る。半導体ウエハを載置して位置合わせする部分の下部
に、半導体ウエハを別途載置する仮置台５９を設置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハを平
坦且つ鏡面状に研磨するポリッシング装置などに用いて
好適な仮置台付位置合わせ機構及びポリッシング装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハの表面を平坦化する
手段として、回転するターンテーブル上に貼付した研磨
布等の研磨面に研磨液を供給しながらトップリングに保
持した半導体ウエハを押し付けて化学機械的研磨（ＣＭ
Ｐ）するポリッシング装置が開発・使用されている。

【０００３】この種のポリッシング装置においては、ウ
エハカセットを装着するウエハカセット部から半導体ウ
エハを取り出し、研磨部へ搬送して研磨し、研磨された
半導体ウエハを洗浄部で洗浄した後に再びウエハカセッ
ト部のウエハカセットに戻すことが行われている。

【０００４】ところで上述した従来のポリッシング装置
においては、半導体ウエハに設けたノッチやオリフラの
位置（基準位置）の方向を揃える位置合わせ機構が具備
されておらず、従ってこれら半導体ウエハの基準位置合
わせは、ポリッシング装置とは別途に設置された位置合
わせ専用機によって別工程で行われていた。

【０００５】このため半導体ウエハの位置合わせ用の別
工程を独立して半導体製造工程の中に組み入れる必要が
生じるばかりか、位置合わせ専用機が必要になってしま
うという問題点があった。

【０００６】この問題点を解決するためには、前記ポリ
ッシング装置の研磨や洗浄などを行う処理部とウエハカ
セット部の半導体ウエハ搬送経路の間の位置に位置合わ
せ機構を設置し、処理部で処理の終わった半導体ウエハ
の基準位置をこの機構で揃えた後にウエハカセット部に
戻すようにすれば良い。

【０００７】しかしながらポリッシング装置の処理部と
ウエハカセット部の間の位置は、研磨前の半導体ウエハ
をウエハカセット部から処理部に移送するルート（この
場合は通常位置合わせ不要）と、逆に研磨後の半導体ウ
エハをウエハカセット部に移送するルートの２つの逆方
向に向かうルートがあるため、この位置に位置合わせ機
構を設置した場合、位置合わせの必要のない半導体ウエ
ハも位置合わせ機構の部分を通過させなければならず、
両方向のルートへの半導体ウエハの移送がスムーズに行
えなくなるという問題点が生じる。

【０００８】一方従来の位置合わせ機構は、半導体ウエ
ハの下面中心部を真空吸着によって吸着してこれを回転
し、半導体ウエハの外周に設けたノッチやオリフラを検
出し、これを所定の位置に停止することで位置合わせを
行うように構成されていた。

【０００９】しかしながら半導体ウエハの下面中心部を
吸着部材によって真空吸着する為、吸着部材からゴミが
ウエハの下面へ付着してしまうという問題点があった。

【００１０】また半導体ウエハを真空吸着した場合、真
空吸着位置が半導体ウエハの中心からずれることがある
ので、半導体ウエハを吸着する場合は精度良く行う必要
が生じる。またたとえ真空吸着位置が半導体ウエハの中
心からずれた場合であっても半導体ウエハの外周に設け
た小さなノッチなどを検出するためには、検出センサと
してノッチなどの位置が多少ずれてもこれを検出できる
ように高価な検出センサを使用しなければならなかっ
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みてなされたものでありその目的は、半導体ウエハの位
置合わせ用の工程をポリッシング装置内で行え、またた
とえこのように構成しても研磨前の半導体ウエハをウエ
ハカセット部から処理部に移送するルートと、逆に研磨
後の半導体ウエハをウエハカセット部に移送するルート
の２つの逆方向に向かうルートの両半導体ウエハを同時
にスムーズに取り扱うことができる仮置台付位置合わせ
機構及びポリッシング装置を提供することにある。

【００１２】また本発明の目的は、半導体ウエハにゴミ
が付着しにくい仮置台付位置合わせ機構を提供すること
にある。

【００１３】また本発明の目的は、載置した半導体ウエ
ハの求心を容易に行え、安価な検出センサを使用するこ
とができる仮置台付位置合わせ機構を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、半導体ウエハを搬送する経路中に設置さ
れ、半導体ウエハを載置してその基準位置を所定の方向
に合わせる位置合わせ機構において、前記位置合わせ機
構の半導体ウエハを載置する部分の近傍に、半導体ウエ
ハを別途載置する仮置台を設置することによって仮置台
付位置合わせ機構を構成した。また本発明は、前記半導
体ウエハの外周縁を支持する支持部材に、支持した半導
体ウエハの外周縁が滑る角度のテーパ面を設けることで
支持した半導体ウエハの求心をせしめること、及び／又
は前記仮置台において半導体ウエハの外周縁をガイドす
るガイド部材に、ガイドした半導体ウエハの外周縁が滑
る角度のテーパ面を設けることでガイドした半導体ウエ
ハの求心をせしめることとした。また本発明は、前記仮
置台付位置合わせ機構を、半導体ウエハの外周縁を支持
する支持部材と、半導体ウエハの下面の外周近傍に当接
して支持部材から押し上げて回転駆動することで半導体
ウエハの基準位置を所望の位置に合わせる位置合わせ用
部材と、半導体ウエハの基準位置を検出する検出手段と
を具備して構成した。また本発明は、半導体ウエハを研
磨する処理部と、該処理部に研磨すべき半導体ウエハを
供給すると共に研磨後の半導体ウエハを受け入れる収納
部との半導体ウエハ搬送経路の間に、前記仮置台付位置
合わせ機構を設置してポリッシング装置を構成した。ま
た本発明は、半導体ウエハを研磨する処理部と、該処理
部に研磨すべき半導体ウエハを供給すると共に研磨後の
半導体ウエハを受け入れる複数の収納部との半導体ウエ
ハ搬送経路の間の位置に、半導体ウエハの基準位置を所
定の方向に合わせる仮置台付位置合わせ機構を設置し、
前記仮置台付位置合わせ機構で位置合わせした半導体ウ
エハを複数の収納部に収納せしめる構造のポリッシング
装置であって、前記位置合わせ機構は複数の収納部に応
じて半導体ウエハの基準位置の位置合わせ方向を異なら
せるように構成した。また前記仮置台付位置合わせ機構
は、半導体ウエハを前記複数の収納部へ選択的に収納可
能と構成した。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１，図２は本発明の一実施
形態にかかる仮置台付位置合わせ機構５０を示す図であ
り、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図、図２
（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ矢視図、図２（ｂ）は図１
（ｂ）のＢ−Ｂ矢視図、図２（ｃ）は図１（ｂ）のＣ−
Ｃ矢視図、図２（ｄ）はこの機構の上部の側断面図（図
１（ａ）のＤ−Ｄ断面矢視図）である。

【００１６】これらの図に示すようにこの仮置台付位置
合わせ機構５０は、ボックス状に組まれたフレーム５１
と、フレーム５１の上面に取り付けた取付台５３中央の
貫通孔５３ａの周囲から上方向に立設される４個の支持
部材５５と、取付台５３の下側に設置されたプレート５
７上面から立設して貫通孔５３ａの内周面内に入り込む
４個の位置合わせ用部材５８と、プレート５７の下側に
設置される仮置台５９とを具備している。

【００１７】ここで取付台５３の上面には、半導体ウエ
ハの外周部に設けたノッチを検出するノッチ検出センサ
６１が固定されている。またフレーム５１の上面には支
持部材５５上に半導体ウエハ６が存在するか否かを検出
するウエハ検出センサ６３が固定されている。

【００１８】プレート５７は４本の支柱６５によって、
仮置台５９に触れないようにその下側に設置した回転台
６７に固定され、回転台６７はモータ６９に回転自在に
取り付けられている。モータ６９は昇降台７１に固定さ
れており、昇降台７１はスプラインシャフト７３によっ
て上下動自在に支持され、また昇降台７１はエアシリン
ダ（上下駆動手段）７５によって上下動自在に駆動され
る。

【００１９】一方仮置台５９は、その上面に半導体ウエ
ハ６を支持する４本のピン（ガイド部材）７７を立設
し、またその所定位置に反射型のウエハ有無センサ７９
を取り付けている。また仮置台５９は、フレーム５１の
下部の部分からモータ６９の中央に設けた貫通孔を介し
て立設された支柱８１上に固定されている。また昇降台
７１上には原点センサ８３が取り付けられ、回転台６７
の下面にはセンサドグ８５が取り付けられている。

【００２０】つまりこの仮置台付位置合わせ機構５０
は、モータ６９が駆動されることで回転台６７とプレー
ト５７と位置合わせ用部材５８とが回転される。またエ
アシリンダ７５を駆動することで昇降台７１とモータ６
９と回転台６７とプレート５７と位置合わせ用部材５８
とが上下動する。これらの回転や上下動の動作の際、仮
置台５９は元の位置を維持して動かない。

【００２１】図３（ａ）と図３（ｂ）はノッチ検出セン
サ（検出手段）６１と支持部材５５と位置合わせ用部材
５８の関係を示す図である。図１乃至図３に示すように
支持部材５５の内周面の上部には、半導体ウエハ６の外
周縁に接触して半導体ウエハ６を支持する逆円錐状のテ
ーパ面５５ａが設けられている。テーパ面５５ａの傾斜
角度は、支持した半導体ウエハ６の外周縁が滑る角度に
設定されている。この実施形態においては支持部材５５
の材質としてテフロン材又はＰＥＥＫ（ポリエーテルエ
ーテルケトン）材を用いている。この傾斜角度は半導体
ウエハ６の重量や大きさ及び支持部材５５の材質やテー
パ面５５ａの表面状態などの諸条件によって異なる。こ
のような角度のテーパ面５５ａを設けることにより、４
本の支持部材５５のテーパ面５５ａに載置した半導体ウ
エハ６は、例え傾いて載置されたとしても、その外周縁
が自重によってテーパ面５５ａ上を滑り、ちょうど水平
になる位置で停止することとなる。つまり前記テーパ面
５５ａを前記傾斜角度にすることで、これに載せた半導
体ウエハ６を容易に求心（センタリング）することがで
きる。

【００２２】一方図３に示すようにノッチ検出センサ６
１は、投光部６１ａと受光部６１ｂとから構成されてい
る。

【００２３】図３（ａ）のように支持部材５５のテーパ
面５５ａに載せられて求心された半導体ウエハ６は、図
１（ｂ）に示すエアシリンダ７５により上昇する位置合
わせ用部材５８により図３（ｂ）のように受け取られて
持ち上げられ、その後位置合わせ用部材５８がモータ６
９により回転駆動される。ノッチ検出センサ６１は回転
している半導体ウエハ６に設けたノッチを検出可能な位
置に光軸を合わせてあり、投光部６１ａからの光は通常
遮光状態であり、半導体ウエハ６のノッチが光軸を通過
するときのみ受光部６１ｂは投光部６１ａからの光を受
光し、光を電気的信号に変換して出力する。

【００２４】またウエハ検出センサ６３は、図１に示す
ように投光部６３ａと受光部６３ｂとから構成されてお
り、投光部６３ａからの光が支持部材５５のテーパ面５
５ａ上の半導体ウエハ６によって遮光されて受光部６３
ｂに到達しないときに半導体ウエハ６が支持部材５５上
に存在すると判断する。

【００２５】図４はノッチ検出センサ６１、ウエハ検出
センサ６３、モータ６９、ウエハ有無センサ７９、原点
センサ８３の制御回路を示すブロック図である。同図に
示すようにノッチ検出センサ６１はセンサアンプ９１を
介してドライブユニット９３に接続されている。ドライ
ブユニット９３とモータ（ダイレクトドライブモータ）
６９とはモータケーブル及びレゾルバケーブルによって
相互に接続されている。ドライブユニット９３はＲＳ２
３２Ｃケーブルによってボードコンピュータ９５に接続
されている。ウエハ検出センサ６３はセンサアンプ９７
を介してボードコンピュータ９５に接続されている。ま
たウエハ有無センサ７９と、モータ６９の原点を確認す
るための原点センサ８３とはそれぞれセンサアンプ９
９，１０１を介してボードコンピュータ９５に接続され
ている。

【００２６】図５は仮置台５９のピン７７部分の要部拡
大図である。同図に示すようにピン７７は、円柱状であ
ってその上面から円錐形状の突起部７７ａを突出し、該
突起部７７ａの外周面をテーパ面７７ｂとし、ピン７７
の突起部７７ａを突出する面をウエハ載置面７７ｃとし
て構成されている。

【００２７】このテーパ面７７ｂの傾斜角度も、前記図
３に示すテーパ面５５ａの場合と同様に、ガイドした半
導体ウエハ６の外周縁が滑る角度に設定されている。こ
の実施形態においてピン７７の材質はテフロン材又はＰ
ＥＥＫ材を用いているが、この傾斜角度は半導体ウエハ
６の重量や大きさ及びピン７７の材質やテーパ面の表面
状態などの諸条件によって異なる。このような角度のテ
ーパ面７７ｂを設けることにより、４本のピン７７のテ
ーパ面７７ｂに半導体ウエハ６が例え傾いて載置された
としても、その外周縁が自重によってテーパ面７７ｂ上
を滑り落ち、確実にウエハ載置面７７ｃ上に載り、確実
に水平になる。つまり前記テーパ面５５ａの場合と同様
に、テーパ面７７ｂを前記傾斜角度にすることで、これ
に載せた半導体ウエハ６を容易に求心することができ
る。

【００２８】なお図５に示すウエハ有無センサ７９は反
射型であり、もし半導体ウエハ６がピン７７に斜めに載
置された場合は、反射光がウエハ有無センサ７９に戻ら
ないことからこれを検出できる。

【００２９】次に図６〜図１１は前記図１乃至図５に示
す仮置台付位置合わせ機構５０を用いて構成したポリッ
シング装置全体の平面図である。このポリッシング装置
は、研磨部１，１と、洗浄部１０と、クリーン室２０
と、ロードアンロード部３０−１，３０−２と、ウエハ
カセット部（収納部）４０−１，４０−２とを具備して
構成されている。このポリッシング装置はウエハカセッ
ト部４０−１，４０−２を除く部分全体がハウジング１
００内に収容されている。

【００３０】研磨部１には、一対の研磨ユニット２ａ，
２ｂが左右に対向して配置されている。洗浄部１０に
は、中央部に２台のスカラロボット１１ａ，１１ｂが配
置され、２台のスカラロボット１１ａ，１１ｂの両側
に、それぞれ１台の反転機１２，１３が配置され、反転
機１２，１３の両隣に２台の洗浄機、即ち第１次洗浄機
１４ａ，１４ｂと第２次洗浄機１５ａ，１５ｂとが配置
されている。研磨部１と洗浄部１０との間には隔壁１０
１が設けられており、研磨部１と洗浄部１０との間での
半導体ウエハの受け渡しは隔壁１０１に形成された開口
を通して行うようになっている。

【００３１】また洗浄部１０とクリーン室２０及びロー
ドアンロード部３０とを仕切るために隔壁１０２が設け
られている。ロードアンロード部３０−１，３０−２に
隣接したウエハーカセット部４０−１，４０−２は、ハ
ウジングによって密閉された空間にウエハーカセットを
収容することができる密閉型のものであり、半導体ウエ
ハを取り出す際にシャッタが開放されるようになってい
る。ウエハーカセット部４０−１，４０−２は、研磨す
べき半導体ウエハを研磨部１や洗浄部１０等の処理部に
供給するとともに研磨後の半導体ウエハを受け入れる収
容部を構成している。

【００３２】図７に示すように、洗浄部１０およびロー
ドアンロード部３０−１，３０−２の上部には、フィル
ターユニット７０，８０が設置されており、フィルター
ユニット７０によって洗浄部１０内の空気を清浄化し、
フィルターユニット８０によってロードアンロード部３
０−１，３０−２内の空気を清浄化するようになってい
る。また、隔壁１０３の上部には任意に風量調整を行え
る開口部を設けており、これを介して清浄化されたロー
ド部３０−１，３０−２内の空気をクリーン室２０に供
給し、クリーン室２０内も清浄化している。

【００３３】図８は、研磨部１および洗浄部１０の詳細
を示す斜視図である。図８においては、ハウジング１０
０および研磨部１と洗浄部１０との間の隔壁１０１は図
示していない。図９に示すように、２基の研磨ユニット
２ａ，２ｂは、基本的に同一の仕様の装置が対称に配置
されており、それぞれ、上面に研磨布９を貼付したター
ンテーブル３と、半導体ウエハを真空吸着により保持し
てターンテーブル面に押し付けるトップリングヘッド４
と、研磨布のドレッシング（目立て）を行うドレッシン
グヘッド５とを備えている。

【００３４】トップリングヘッド４は、ターンテーブル
３の上方に位置し、半導体ウエハ６を保持しつつターン
テーブル３に押し付けるトップリング７を具備してい
る。前記ターンテーブル３はモータ（図示せず）に連結
されており、その軸心の回りに回転可能になっている。
トップリング７は、モータおよび昇降シリンダ（図示せ
ず）に連結されている。これによって、トップリング７
は昇降可能かつその軸心回りに回転可能になっており、
半導体ウエハ６を研磨布９に対して任意の圧力で押圧す
ることができるようになっている。また半導体ウエハ６
はトップリング７の下端面に真空等によって吸着される
ようになっている。

【００３５】また、ターンテーブル３の上方には砥液供
給ノズル（図示せず）が設置されており、砥液供給ノズ
ルによってターンテーブル３に貼り付けられた研磨布９
上に研磨砥液が供給されるようになっている。ドレッシ
ングヘッド５はドレッシング部材８を有している。ドレ
ッシング部材８は、研磨布９上のトップリング７の位置
の反対側にあり、研磨布９のドレッシングを行うことが
できるように構成されている。研磨布９には、ドレッシ
ングに使用するドレッシング液、例えば純水がテーブル
上に伸びたドレッシング液供給ノズル（図示せず）から
供給されるようになっている。ドレッシング部材８は昇
降用のシリンダと回転用のモータに連結されており、昇
降可能かつその軸心回りに回転可能になっている。

【００３６】上述の構成の研磨部１において、トップリ
ング７に保持された半導体ウエハ６を研磨布９上に押圧
し、ターンテーブル３およびトップリング７を回転させ
ることにより、半導体ウエハ６の下面（被研磨面）が研
磨布９と擦り合わされる。この時、同時に研磨布９上に
砥液供給ノズルから砥液を供給することにより、半導体
ウエハ６の被研磨面は、砥液中の砥粒の機械的研磨作用
と砥液の液体成分であるアルカリによる化学的研磨作用
との複合作用によってポリッシングされる。

【００３７】半導体ウエハ６の所定の研磨量を研磨した
時点でポリッシングを終了する。このポリッシングが終
了した時点では、ポリッシングによって研磨布９の特性
が変化し、次に行うポリッシングの研磨性能が劣化する
ので、ドレッシング部材８によって研磨布９のドレッシ
ングを行う。

【００３８】図６に示すように、研磨ユニット２ａ，２
ｂは、半導体ウエハをトップリング７との間で授受する
プッシャＰを備えている。トップリング７は水平面内で
旋回可能とされ、プッシャＰは上下動可能となってい
る。

【００３９】洗浄機の構成は任意であるが、例えば、第
１次洗浄機１４ａ，１４ｂがスポンジ付きのローラで半
導体ウエハ表裏両面を拭う形式の洗浄機であり、第２次
洗浄機１５ａ，１５ｂが半導体ウエハのエッジを把持し
て水平面内で回転させながら洗浄液を供給する形式の洗
浄機である。後者は、遠心脱水して乾燥させる乾燥機と
しての機能を持つ。第１次洗浄機１４ａ，１４ｂにおい
て、半導体ウエハの１次洗浄を行うことができ、第２次
洗浄機１５ａ，１５ｂにおいて１次洗浄後の半導体ウエ
ハの２次洗浄を行うことができるようになっている。

【００４０】スカラロボット１１ａ，１１ｂは、例えば
ロボット本体の上部に水平面内で屈曲自在に関節アーム
が設けられているもので、それぞれ上下に２つの把持部
を、ドライフィンガとウエットフィンガとして使い分け
る形式となっている。この実施の形態ではロボットを２
基使用しているので、基本的に、第１ロボット１１ａ
は、反転機１２，１３よりカセット側の領域を、第２ロ
ボット１１ｂは反転機１２，１３より研磨ユニット側の
領域を受け持つ。

【００４１】以下の説明ではクリーン室２０の右側周辺
の構成について述べるが、クリーン室２０の左側にもこ
れと対称な位置に勝手反対の構成を備えており、左側に
ついては、図の説明は省略する。

【００４２】図９乃至図１１は、洗浄部１０とクリーン
室２０とロードアンロード部３０−１，３０−２との関
係を示す図であり、図９は図６のａ−ａ線断面図、図１
０は図６のｂ−ｂ線断面図、図１１は図６のｃ−ｃ線断
面図である。図９に示すように、ロードアンロード部３
０（図では３０−１）にはスカラロボット３１（図では
３１−１）が設置されている。スカラロボット３１はリ
ニアモータ３２により図６の実線と破線との間を走行可
能になっている。ロードアンロード部３０とウエハーカ
セット部４０との間にはハウジング１００の壁がある
が、この壁には開口１００ａ（図１０参照）が形成され
ている。そして、スカラロボット３１によってウエハー
カセット部４０（図では４０−２）内のウエハーカセッ
ト４１から半導体ウエハ６を１枚ずつ取り出し、隣接す
るクリーン室２０に供給するようになっている。尚、ウ
エハーカセット４１は各ウエハーカセット部４０−１，
４０−２のそれぞれに２個ずつ、開口１００ａに対して
平行に備えられている。

【００４３】クリーン室２０内には、図１０に示すよう
に、仮置台付位置合わせ機構５０が設置されている。ま
た、クリーン室２０とロードアンロード部３０との間を
仕切る隔壁１０３には開口１０３ａが設けられ、この開
口１０３ａを開閉するシャッタ２２が設けられている。
シャッタ２２はエアシリンダ２３によって開閉されるよ
うになっている。また、図１１に示すように、クリーン
室２０と洗浄部１０との間を仕切る隔壁１０２には、開
口１０２ａが設けられ、この開口１０２ａを開閉するシ
ャッタ２４が設けられている。シャッタ２４はエアシリ
ンダ２５によって開閉されるようになっている。

【００４４】ウエハの搬出入部を図９乃至図１１に示す
ように構成することにより、ウエハの処理部への搬入時
にはウエハーカセット部４０より半導体ウエハ６をスカ
ラロボット３１が取り出し、次に、ロードアンロード部
３０側のシャッタ２２が開き、半導体ウエハ６をクリー
ン室２０内の仮置台付位置合わせ機構５０にセットす
る。次に、シャッタ２２が閉じ、処理部側のシャッタ２
４が開き、スカラロボット１１ａにより仮置台付位置合
わせ機構５０上の半導体ウエハ６を取り出し、その後、
処理部側のシャッタ２４を閉じる。ウエハの処理部から
の搬出時には、上記の逆の手順で行われる。この手順で
処理部へウエハを搬出入することにより、各ウエハ処理
部よりの汚染がロードアンロード部３０に入らない。

【００４５】そして処理部における処理手順としては、
以下に示すようなシリーズ処理（逐次処理）とパラレル
処理（並列処理）の何れかが行われる。もちろんこれら
の処理手順以外の処理手順を用いても良い。

【００４６】（１）シリーズ処理 シリーズ処理（２段階研磨）の場合は、洗浄機は３台が
稼動する。半導体ウエハの流れは、ウエハーカセット４
１→仮置台付位置合わせ機構５０→反転機１２→第１研
磨ユニット２ａ→洗浄機１４ａ→第２研磨ユニット２ｂ
→洗浄機１４ｂ→反転機１３→洗浄機１５ａ→仮置台付
位置合わせ機構５０→ウエハーカセット４１となる。半
導体ウエハの移送は２台のスカラロボット１１ａ，１１
ｂの何れかが行う。ロボット１１ａ，１１ｂは、それぞ
れ、ドライな半導体ウエハを扱う時はドライフィンガを
用い、濡れた半導体ウエハを扱う時はウエットフィンガ
を用いる。

【００４７】プッシャＰはスカラロボット１１ｂから半
導体ウエハを受け、トップリング７が上方に来たときに
上昇して半導体ウエハを渡す。トップリング７はターン
テーブル３の研磨面９上に旋回して半導体ウエハを下降
して研磨面に当接して研磨を行う。研磨後の半導体ウエ
ハを保持したトップリング７は再度プッシャＰ上方に旋
回し、プッシャＰが上昇して半導体ウエハがプッシャＰ
に受け渡され、プッシャＰの位置に設けられたリンス液
供給装置によってリンス洗浄する。

【００４８】このようなポリッシング装置では、プッシ
ャＰ及び洗浄機１４ａで半導体ウエハがトップリング７
と切り離された状態で洗浄されるので、半導体ウエハの
研磨面だけでなく裏面や側面に付着する第１次研磨用の
研磨液等を完全に除去することができる。第２次の研磨
を受けた後は、洗浄機１４ｂ及び洗浄機１５ａで洗浄さ
れ、スピン乾燥されて仮置台付位置合わせ機構５０を介
してカセット４１へ戻される。シリーズ処理において
は、第１研磨ユニット２ａにおける研磨条件と第２研磨
ユニット２ｂにおける研磨条件は異なっている。

【００４９】（２）パラレル処理 この場合は、４基の洗浄機を稼動させる。カセットは２
つを用いても、１つのカセットを共用してもよい。半導
体ウエハの流れは、ウエハーカセット４１→仮置台付位
置合わせ機構５０→反転機１２→研磨ユニット２ａ→洗
浄機１４ａ→反転機１３→洗浄機１５ａ→仮置台付位置
合わせ機構５０→ウエハーカセット４１と移動する流れ
と、ウエハーカセット４１→仮置台付位置合わせ機構５
０→反転機１２→研磨ユニット２ｂ→洗浄機１４ｂ→反
転機１３→洗浄機１５ｂ→仮置台付位置合わせ機構５０
→ウエハーカセット４１と移動する流れの２系列にな
る。反転機１２，１３は、シリーズ処理の場合も同様で
あるが、研磨前のドライな半導体ウエハを扱う反転機１
２と、研磨後のウエットな半導体ウエハを扱う反転機１
３とを使い分けるが、洗浄機は搬送ラインの両側のいず
れを用いてもよい。パラレル処理においては、研磨ユニ
ット２ａ，２ｂにおける研磨条件は同一であり、洗浄機
１４ａ，１４ｂにおける洗浄条件は同一であり、洗浄機
１５ａ，１５ｂにおける洗浄条件は同一である。洗浄機
１５ａ，１５ｂにおいて、半導体ウエハは洗浄およびス
ピン乾燥された後、仮置台付位置合わせ機構５０を介し
てカセット４１へ戻される。

【００５０】実施例においては、密閉型のウエハーカセ
ット部を説明したが、ウエハーカセット部は通常のオー
プン型のウエハーカセットを用いることもできる。

【００５１】ところで本発明の場合、仮置台付位置合わ
せ機構５０において、ウエハカセット部４０−１又は４
０−２から取り出した未処理の半導体ウエハを仮置台５
９（図１（ｂ）参照）を介して処理部に搬送する動作
と、処理後の半導体ウエハのノッチ位置を支持部材５５
で位置合わせを行った後にウエハカセット部４０−１又
は４０−２に搬送・収納する処理とを同時に行うことが
できる。つまり両方向へ向かう半導体ウエハを同時に１
台の仮置台付位置合わせ機構５０を介して搬送すること
ができる。以下具体的動作の一例を説明する。

【００５２】１）まず半導体ウエハを処理部へ搬入する
ため、ウエハカセット４０−１又は４０−２より半導体
ウエハをスカラロボット３１−１又は３１−２が取り出
し、クリーン室２０内の仮置台付位置合わせ機構５０の
仮置台５９上の４本のピン７７の間に挿入する。挿入さ
れた半導体ウエハは、図５に示すように各ピン７７のテ
ーパ面７７ｂ上を滑り落ち確実にウエハ載置面７７ｃ上
に載り水平になる。

【００５３】２）仮置台５９上に半導体ウエハが載置さ
れたかどうかはウエハ有無センサ７９が検出する。この
ときウエハ有無センサ７９として反射型を用いているの
で、半導体ウエハが斜めになってるときは反応せず、確
実に半導体ウエハが水平に置かれたか否かが判断でき
る。

【００５４】３）次にスカラロボット１１ａによって処
理部で処理された後の別の半導体ウエハが、仮置台付位
置合わせ機構５０の４本の支持部材５５内に挿入・載置
される。このとき前述のように半導体ウエハの外周縁が
テーパ面５５ａに当接することで例え傾いていたとして
も自重によってテーパ面５５ａ上を滑り、ちょうど水平
になる位置（図３の（ａ）に示すウエハ位置）で停止す
る（求心される）。

【００５５】４）支持部材５５に処理後の半導体ウエハ
が受け渡されたことをウエハ検出センサ６３が検出す
る。

【００５６】５）ウエハ検出センサ６３が半導体ウエハ
を検出すると、スカラロボット１１ａは、前記仮置台５
９に載置していた未処理の半導体ウエハを搬出して処理
部に搬送して前記シリアル処理又はパラレル処理を開始
させる。

【００５７】６）次に仮置台５９から未処理の半導体ウ
エハが搬出された後、エアシリンダ７５を作動して位置
合わせ用部材５８を図３（ｂ）に示すウエハ上昇位置ま
で上昇して前記処理後の半導体ウエハを受け取って持ち
上げる。

【００５８】７）この状態でボードコンピュータ９５に
よりモータ６９を駆動して半導体ウエハを回転する。

【００５９】８）回転する半導体ウエハのノッチがノッ
チ検出センサ６１をよぎると、センサ信号が出力（Ｏ
Ｎ）され、この信号がドライブユニット９３に入力され
る。なお回転する半導体ウエハは支持部材５５によって
求心されているので、ノッチが回転する位置は正確に一
定であり、ノッチ検出センサ６１として安価なものを使
用できる。

【００６０】９）そして前記信号が出力（ＯＮ）された
タイミングから予め設定しておいたパルス個数分だけモ
ータ６９を回転した後停止する。これによって半導体ウ
エハのノッチ位置が所定方向に位置合わせされる。

【００６１】１０）モータ６９停止後、エアシリンダ７
５を作動して位置合わせ用部材５８を下降し、半導体ウ
エハを支持部材５５に渡す。

【００６２】１１）位置合わせ用部材５８が下降した
後、再度モータ６９を回転させ、原点センサ８３とセン
サドグ８５によって位置合わせ用部材５８を元の位置に
原点復帰させる。位置合わせ用部材５８を原点復帰させ
るのは、そうしないと４本の支柱６５の位置が定まら
ず、支柱６５の中央にある仮置台５９への半導体ウエハ
の受け渡しができなくなってしまう恐れがあるからであ
る。

【００６３】１２）次に前記１）と同様に、スカラロボ
ット３１−１又は３１−２により仮置台５９上に未処理
の半導体ウエハを載置する。

【００６４】１３）次に前記２）と同様に、ウエハ有無
センサ７９によって仮置台５９上に半導体ウエハが載置
されたかどうかを検出する。

【００６５】１４）次にスカラロボット３１−１又は３
１−２は、支持部材５５上のノッチ位置の方向を所定の
方向とした処理済みの半導体ウエハを受け取り、ウエハ
カセット４０−１又は４０−２に収める。

【００６６】このように本発明においては半導体ウエハ
のノッチ位置（基準位置）を所定の方向に合わせる位置
合わせ機構に、半導体ウエハを別途載置して搬送する仮
置台を設置したので、未処理の半導体ウエハと処理済の
半導体ウエハとをスムーズに逆方向に搬送・処理できる
のである。

【００６７】ところで上記仮置台付位置合わせ機構５０
の場合、駆動部であるモータ６９やエアシリンダ７５な
どは発塵の恐れのあるので、これらを仮置台５９の下側
に設置することとした。これによって半導体ウエハには
塵が付着しにくくなる。

【００６８】しかしながらそのために、モータ６９と位
置合わせ用部材５８及びプレート５７との間を４本の支
柱６５によって仮置台５９に触れないように支持する必
要が生じる。

【００６９】このため仮置台５９への半導体ウエハの受
け渡しは、モータ６９が停止して支柱６５が静止してい
るときでないと行えず、半導体ウエハの受け渡しに制限
が生じる。

【００７０】図１２は他の実施形態にかかる仮置台付位
置合わせ機構５０−２を示す側面図である。なお前記実
施形態と同一部分には同一符号を付してその詳細な説明
は省略する。

【００７１】この実施形態において前記仮置台付位置合
わせ機構５０と相違する点は、仮置台５９をモータ６９
の下側に設置した点である。このように構成することに
より、仮置台５９の周囲には支柱６５等がなくなり、モ
ータ６９などの駆動時であっても何らこれに制限されず
に仮置台５９への半導体ウエハの受け渡しが行えるよう
になる。

【００７２】従ってこの仮置台付位置合わせ機構５０−
２の場合、前記動作の具体例における工程５）若しくは
工程１２）の動作が、工程３）、工程４）、及び工程
６）乃至工程１１）までの動作にかかわらず自由に行う
ことができる。

【００７３】なおこのように構成することで、モータ６
９によってプレート５７を直接回転駆動することができ
るので、前記仮置台付位置合わせ機構５０で用いた支柱
６５を省略でき、そのプレート５７と回転台６７とを一
つの部材で構成でき、高さ方向の小型化と部品点数の削
減が図れる。なお図１２では昇降台７１を上下動するエ
アシリンダ７５の記載を省略している。

【００７４】ところで上記各実施形態における仮置台付
位置合わせ機構５０，５０−２においては、半導体ウエ
ハを支持してノッチ位置を揃えるために、半導体ウエハ
の外周縁を支持部材５５のテーパ面５５ａによって支持
し、次に位置合わせ用部材５８を半導体ウエハの下面の
外周近傍に当接して支持部材５５から押し上げて回転駆
動するようにしている。つまり従来のように半導体ウエ
ハの下面中央を真空吸着機構によって真空吸着していな
い。一方半導体ウエハの外周近傍（通常外周縁から３ｍ
ｍ程度の幅の部分）は、素子として使用されない部分な
ので、この部分を保持しても何ら問題ない。これらのこ
とから本発明によれば、半導体ウエハの汚れをさらに効
果的に防止できる。この効果は仮置台５９のピン（ガイ
ド部材）７７が半導体ウエハの外周を支持する機構とな
っている点においても同様に生じる。

【００７５】一方上記実施形態においては図６に示すよ
うに、処理後の半導体ウエハは、仮置台付位置合わせ機
構５０においてノッチ位置の位置合わせが行われた後
に、左右の何れかのスカラロボット３１−１又は３１−
２によって例えば交互にウエハカセット部４０−１，４
０−２内のウエハカセットに収納されていく。このため
もし仮置台付位置合わせ機構５０においてノッチの方向
を一方向のみに位置合わせしたとすると、スカラロボッ
ト３１−１又は３１−２の動作は左右逆動作になるの
で、ウエハカセット部４０−１，４０−２に収納される
半導体ウエハのノッチの方向が逆向きになってしまう。

【００７６】そこで本実施形態においては、ウエハカセ
ット部４０−１，４０−２に収納される半導体ウエハの
ノッチ方向が同一方向となるように、仮置台付位置合わ
せ機構５０において、スカラロボット３１−１によって
ウエハカセット部４０−１に収納する場合のノッチの方
向と、スカラロボット３１−２によってウエハカセット
部４０−２に収納する場合のノッチの方向とを異ならせ
た。

【００７７】即ち例えば図６においてスカラロボット３
１−１を用いる場合の仮置台付位置合わせ機構５０にお
けるノッチ位置を図６に示す点ｅ方向に揃え、スカラロ
ボット３１−２を用いる場合の仮置台付位置合わせ機構
５０におけるノッチ位置を点ｆ方向に揃えれば、ウエハ
カセット部４０−１とウエハカセット部４０−２に収納
される半導体ウエハのノッチ位置は何れも点ｇ方向に揃
えられる。このようにノッチ位置をそれぞれの収納部で
決めた方向に合わせることで、仮置台からウエハ毎に選
択的に収納部へ半導体ウエハを収納できる。

【００７８】なお仮置台付位置合わせ機構５０によるノ
ッチ位置の揃える方向は、複数のウエハカセット部（収
納部）の設置状態などに応じて種々の変更が可能であ
る。またこの発明については必ずしも仮置台付の位置合
わせ機構のみに適用されるものではなく、仮置台のない
位置合わせ機構にも同様に適用できる。即ち要は、位置
合わせ機構は複数の収納部に応じて半導体ウエハの基準
位置の位置合わせ方向を異ならせるように構成されてい
ればよい。

【００７９】なお上記実施形態では仮置台付位置合わせ
機構５０の半導体ウエハを載置する支持部材５５の下部
に仮置台５９を設置したが、場合によっては逆に支持部
材５５の上部に設置しても良い。また小型化は多少犠牲
になるが支持部材５５の側部に設置しても良い。要は支
持部材５５の近傍に設置すれば良い。

【００８０】上記実施形態では仮置台５９を一段のみ設
けたが、複数段重ねて設けても良い。そうすれば更に効
率的に半導体ウエハの搬送ができるようになる。

【００８１】上記実施形態では半導体ウエハのノッチの
位置合わせを行うように構成されているが、半導体ウエ
ハにオリフラなどの他の基準位置が設けられている場合
も同様に適用できる。

【００８２】なお上記実施形態では半導体ウエハのノッ
チ位置（基準位置）を検出する検出手段として図３に示
す構造のノッチ検出センサ６１を用いたが、センサの形
状構造は種々の変更が可能であり、例えば透過型でなく
反射型としても良い。このことは他のセンサにおいても
同様である。

【００８３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 位置合わせ機構に仮置台を設置したので、研磨前の半
導体ウエハをウエハカセット部から処理部に移送するル
ートと、逆に研磨後の半導体ウエハをウエハカセット部
に移送するルートの２つの逆方向に向かうルートの半導
体ウエハを同時にスムーズに取り扱うことができ、半導
体ウエハ搬送に要する時間短縮が図られる。

【００８４】支持部材のテーパ面の傾斜角度を支持し
た半導体ウエハの外周縁が滑る角度としたり、又は仮置
台におけるガイド部材のテーパ面の傾斜角度を、ガイド
した半導体ウエハの外周縁が滑る角度としたので、これ
らに載置する半導体ウエハの求心を容易に行うことがで
きる。またこのように正確に求心されるので、ノッチの
回転位置を常に正確にでき、ノッチ検出センサとして安
価なものが使用できる。また正確に求心されるので、そ
の後の搬送時の半導体ウエハずれ（ウエハカセット内で
のウエハ位置ずれやロボットハンド上でのウエハ位置ず
れなど）を解消できる。

【００８５】上記で求心されることから、半導体ウ
エハ回転中（基準位置検出中）に回転ずれがなくなるた
め、真空などによる半導体ウエハ固定手段が不要にな
る。

【００８６】半導体ウエハの外周を支持する支持部材
と、半導体ウエハの下面の外周近傍に当接して押し上げ
て回転駆動する位置合わせ用部材とによって位置合わせ
機構を構成したので、半導体ウエハが汚染されない。

【００８７】ポリッシング装置の半導体ウエハを搬送
する経路中に本発明にかかる仮置台付位置合わせ機構を
設置したので、半導体ウエハの基準位置（ノッチやオリ
フラ等）を所定の方向に位置合わせすることがポリッシ
ング装置内で行え、従って半導体ウエハの位置合わせの
ための別工程と位置合わせ用の専用機が不要になる。

【００８８】複数の収納部に応じて、位置合わせ機構
による半導体ウエハの基準位置の位置合わせ方向を異な
らせるように構成したので、複数の収納部におけるノッ
チ位置を所望の一定方向に向けることができる。

【００８９】処理前の半導体ウエハと処理後の半導体
ウエハとをそれぞれ独立した搬送経路で搬送できるの
で、処理後の半導体ウエハの清浄度が処理前の半導体ウ
エハによって左右されることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる仮置台付位置合わ
せ機構５０を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１
（ｂ）は側面図である。

【図２】図２（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ矢視図、図２
（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ矢視図、図２（ｃ）は図１
（ｂ）のＣ−Ｃ矢視図、図２（ｄ）は図１（ａ）のＤ−
Ｄ断面要部矢視図である。

【図３】図３（ａ），図３（ｂ）はノッチ検出センサ６
１と支持部材５５と位置合わせ用部材５８の関係を示す
図である。

【図４】ノッチ検出センサ６１、ウエハ検出センサ６
３、モータ６９、ウエハ有無センサ７９、原点センサ８
３の制御回路を示すブロック図である。

【図５】仮置台５９のピン７７部分の要部拡大図であ
る。

【図６】仮置台付位置合わせ機構５０を用いて構成した
ポリッシング装置全体の平面図である。

【図７】本発明のポリッシング装置の外観を示す側面図
である。

【図８】図６及び図７に示す研磨部及び洗浄部の詳細を
示す斜視図である。

【図９】図６のａ‐ａ線断面図である。

【図１０】図６のｂ‐ｂ線断面図である。

【図１１】図６のｃ−ｃ線断面図である。

【図１２】他の実施形態にかかる仮置台付位置合わせ機
構５０−２を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 研磨部 ３ ターンテーブル ４ トップリングヘッド ５ ドレッシングヘッド ６ 半導体ウエハ ７ トップリング Ｐ プッシャ ８ ドレッシングツール ９ 研磨面 １０ 洗浄部 １１ａ，１１ｂ スカラロボット １２，１３ 反転機 １４ａ，１４ｂ 第１次洗浄機 １５ａ，１５ｂ 第２次洗浄機 ２０ クリーン室 ３０−１，３０−２ ロードアンロード部 ４０−１，４０−２ ウエハカセット部（収納部） ５０，５０−２ 仮置台付位置合わせ機構 ５１ フレーム ５３ 取付台 ５５ 支持部材 ５５ａ テーパ面 ５７ プレート ５８ 位置合わせ用部材 ５９ 仮置台 ６１ ノッチ検出センサ（検出手段） ６１ａ 投光部 ６１ｂ 受光部 ６３ ウエハ検出センサ ６３ａ 投光部 ６３ｂ 受光部 ６５ 支柱 ６７ 回転台 ６９ モータ ７１ 昇降台 ７３ スプラインシャフト ７５ エアシリンダ ７７ ピン（ガイド部材） ７７ａ 突起部 ７７ｂ テーパ面 ７７ｃ ウエハ載置面 ７９ ウエハ有無センサ ８１ 支柱 ８３ 原点センサ ８５ センサドグ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハを搬送する経路中に設置さ
   れ、半導体ウエハを載置してその基準位置を所定の方向
   に合わせる位置合わせ機構において、 前記位置合わせ機構の半導体ウエハを載置する部分の近
   傍に、半導体ウエハを別途載置する仮置台を設置したこ
   とを特徴とする仮置台付位置合わせ機構。
2. 【請求項２】 前記半導体ウエハの外周縁を支持する支
   持部材に、支持した半導体ウエハの外周縁が滑る角度の
   テーパ面を設けることで支持した半導体ウエハの求心を
   せしめること、及び／又は前記仮置台において半導体ウ
   エハの外周縁をガイドするガイド部材に、ガイドした半
   導体ウエハの外周縁が滑る角度のテーパ面を設けること
   でガイドした半導体ウエハの求心をせしめることを特徴
   とする請求項１記載の仮置台付位置合わせ機構。
3. 【請求項３】 前記仮置台付位置合わせ機構は、半導体
   ウエハの外周縁を支持する支持部材と、半導体ウエハの
   下面の外周近傍に当接して支持部材から押し上げて回転
   駆動することで半導体ウエハの基準位置を所望の位置に
   合わせる位置合わせ用部材と、半導体ウエハの基準位置
   を検出する検出手段とを具備して構成されていることを
   特徴とする請求項１記載の仮置台付位置合わせ機構。
4. 【請求項４】 半導体ウエハを研磨する処理部と、該処
   理部に研磨すべき半導体ウエハを供給すると共に研磨後
   の半導体ウエハを受け入れる収納部との半導体ウエハ搬
   送経路の間に、請求項１乃至３の内の何れ一項に記載の
   仮置台付位置合わせ機構を設置したことを特徴とするポ
   リッシング装置。
5. 【請求項５】 半導体ウエハを処理する処理部と、該処
   理部に処理すべき半導体ウエハを供給すると共に処理後
   の半導体ウエハを受け入れる複数の収納部と半導体ウエ
   ハ搬送経路の間の位置に、半導体ウエハの基準位置を所
   定の方向に合わせる仮置台付位置合わせ機構を設置し、
   前記仮置台付位置合わせ機構で位置合わせした半導体ウ
   エハを複数の収納部に収納せしめる構造の半導体ウエハ
   処理装置であって、 前記仮置台付位置合わせ機構は複数の収納部に応じて半
   導体ウエハの基準位置の位置合わせ方向を設定可能なら
   しめるように構成されていること及び／又は前記仮置台
   付位置合わせ機構から半導体ウエハを前記複数の収納部
   へ選択的に収納可能と構成したことを特徴とする処理装
   置。