JPH07299734A - ウェハの搬送方法および搬送装置 - Google Patents

ウェハの搬送方法および搬送装置

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JPH07299734A
JPH07299734A JP11399494A JP11399494A JPH07299734A JP H07299734 A JPH07299734 A JP H07299734A JP 11399494 A JP11399494 A JP 11399494A JP 11399494 A JP11399494 A JP 11399494A JP H07299734 A JPH07299734 A JP H07299734A
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wafer holder
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謙二 竹田
Isamu Nishino
勇 西野
Mitsuru Yoshida
充 吉田
Yoshitaka Kudo
義孝 工藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の方法では、ウェハの研磨と搬送が別々
の工程で行われるため作業効率が悪く、ウェハとキャリ
ア面が接触するため不純物の付着による汚染の問題があ
ったが、これらの問題を解決して、ウェハの搬送手段の
自動化と一体化を可能にする。 【構成】 ウェハホルダー5の中心に設けた噴出孔から
空気を噴出することによって、ウェハ6をウェハホルダ
ーのホールド面に非接触状態でホールドし、回転する定
盤1上で研磨を行った後、空気噴出を純水噴出に切り替
え、洗浄純水シャワ8の上でウェハ6の上下面を同時に
洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェハの研磨と洗浄を
同一装置で行う自動搬出装置および搬出方法に関し、更
に詳しくは、空気または純水を交互に噴出することによ
って非接触ホールドさせながらウェハを研磨工程および
洗浄工程に移動させることを特徴とするものである。
【0002】
【従来の技術】近年、酸化膜あるいは金属膜の製造を容
易にする平坦化技術としてケミカルメカニカルポリッシ
ング(CMP)が知られるようになった。
【0003】また半導体ウェハを研磨する時の搬送具
(以下キャリアと言う)には種々の形状があるが、
(1)ウェハとキャリア装着用のプレートをワックスを
用いて貼り、これをキャリアに装着して研磨するタイ
プ、(2)マットに純水を含ませたキャリアにウェハを
装着して研磨するタイプ、(3)バキュームでウェハを
吸着搬送した後に、ウェハを純水で保持して研磨を行
い、再度バキュームでウェハを搬送するタイプ、(4)
袋状の容器に水あるいは空気を封じ込め、この上に重り
を載せてウェハ上に置き、定盤上に圧力を加えながらウ
ェハを研磨するタイプ等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
(1)〜(4)のタイプでは、必ずウェハとキャリア面
とが接触するため、パーティクルやその他の不純物の付
着など汚染の問題がある上、研磨が1回終了する毎にキ
ャリア自体を純水洗浄する等のリコンディショニングを
する必要があり、これが作業効率や生産性を阻害してい
た。 また上記(1)のタイプでは、ワックスによるウ
ェハの貼り付けなどは手作業によって行われるため、自
動化、省力化の面からも大きな問題があった。
【0005】ウェハの搬送方法に関しては、バキューム
チャックで吸着搬送するタイプや手作業で行う等の手段
が知られているが、キャリア自体の機能としては、ウェ
ハの搬送と研磨時のウェハ保持の両機能を備えたものが
ある。しかし現在のキャリアではこれらの機構が別々に
なっているので、キャリアの構造が複雑になり、故障等
のトラブルの発生率が高く、また装置の価格が高くなる
という欠点を有していた。
【0006】上述のように、従来のキャリアでは、ウェ
ハの研磨と搬送が別々の工程で行われるため、作業効率
が上がらず、生産性の面で問題があり、新規な手段でウ
ェハの研磨・洗浄を行った上搬送ができる自動タイプの
装置の開発が望まれていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる課
題を解決するため鋭意研究したところ、ウェハをホール
ドする平面の中心部に設けた孔から空気または水等の流
体を噴出することによってウェハ6がウェハホルダー5
のホールド面に非接触状態で引きつけられると共に、ウ
ェハホルダー5外周部に数個のリテーナ7を配置するこ
とによって、非接触状態でウェハ6がホールドされた状
態を保持できることを見いだして、本発明を提供するこ
とができた。
【0008】すなわち、本発明の第1は、圧縮空気また
は水を噴出させることによってウェハ6を非接触ホール
ドするウェハホルダー5とこれを先端に有するキャリア
アーム12とからなるキャリアを用いて、ウェハ6をロ
ーディングステーション3からポリッシングステーショ
ン11上に移動させ、次いでウェハホルダー5の外周に
設けた数個のリテーナ7の働きで、ウェハ6に均一な圧
力がかかるように空気圧をかけながら研磨を行い、研磨
後は、上記空気圧に代えて水を噴出させながらウェハ洗
浄純水シャワー部8にキャリアアーム12を移動させて
ウェハ研磨面を洗浄し、次いで上下面を洗浄し終えたウ
ェハ6をアンローディングステーション9に置く作業を
順次繰り返すことを特徴とするウェハ搬送方法であり;
第2は、底面が、浮揚させたウェハを水平に非接触保持
できるウェハホールド面をなし、該面の中心部にはウェ
ハを浮揚させて保持するための空気または水を個別に噴
出させ得る中心孔がある円筒状の構成体からなるウェハ
ホルダー5と該ウェハホルダーのウェハホールド面を水
平に維持しながらウェハホルダーを自在に移動させるこ
とができるキャリアアーム12とを有してなることを特
徴とするウェハの搬送装置であり;第3は、ローディン
グステーション3に置かれたウェハ6をウェハ研磨部お
よびウェハ洗浄部を経てアンローディングステーション
9に搬送するための装置であって、一体に構成されたウ
ェハ研磨部とウェハ搬送部とを主要な構成要素として成
り、ウェハ研磨部は、定盤1上にパッド2を設けてある
ポリッシングステーション11から成り、ウェハ搬送部
は、空気または純水の噴出孔4を下面中心部に有する円
板状中実体の外周に上下移動自在の数個のリテーナ7を
垂直に懸垂配置されたウェハホルダー5と該ウェハホル
ダーを自由端に取り付け、他端は回転可能に固定された
キャリアアーム12から構成されていると共に、該ウェ
ハホルダー5はウェハ6を非接触ホールドしながら左右
前後に移動可能な構造としたことを特徴とするウェハ搬
送装置に関するものである。
【0009】
【作用】本発明において用いるウェハ搬送装置の概要に
ついて図1および図2を参照して説明する。本装置中央
にスラリー10を染み込ませるためのパッド2を貼った
回転する定盤1からなるポリッシングステーション11
があり、定盤1の右側にはローディングステーション3
があり、オリエンタルクラッドがポジショニングされた
ウェハ6が待機している。
【0010】定盤1の左側には、アンローディングステ
ーション9があり、研磨後のウェハ6を純水洗浄した後
に純水槽(図示せず)に収納する。
【0011】上記各ステーション間のウェハ移動は、キ
ャリアアーム12先端のウェハホルダー5の中心孔から
空気または水等の流体を噴出させてウェハ6を非接触ホ
ールドさせながら行うが、この場合、ウェハ6をホール
ドしながら、ウェハ6の研磨と、ウェハホルダー5のホ
ールド面およびウェハ研磨面の洗浄とを同時に行うこと
ができる。ウェハホルダー5の構造は図3〜図5に示す
ようになっている。図3は正面図、図4は平面図、図5
はウェハホルダーがウェハをホールドして搬送している
状態を示す断面図、図6はキャリアアームに保持させた
ウェハを研磨している状態を示す断面図である。
【0012】本発明装置の作用としては、まずウェハホ
ルダー5の先端がローディングステーション3上のウェ
ハ6面上に移動し、該先端がウェハ6面上2〜3mm程
度のところで停止する。
【0013】次いで、ウェハホルダー5中心部に設けた
中心孔から空気または水(純水)を個別に約0. 5〜3
kg/cm2 の圧力で噴出させると、ウェハ6は、ウェ
ハホルダー5のホールド面に引きつけられ、空気または
水の通る隙間を介してウェハホルダー5にホールドされ
る(図5参照)。
【0014】次に、ウェハ6をホールドしたウェハホル
ダー5は、ポリッシングステーション11に移動して、
降下しながらパッド2面に接近するが、この時ウェハホ
ルダー5の外周に設けられた数個のピン状リテーナ7の
先端がパッド2の上面に接触して上方にスライドすると
共に、ウェハ6がパッド2に接触した位置で停止する
(図6参照)。
【0015】この時、純水を用いてウェハ6をホールド
しながら搬送した場合には純水を空気圧に切り替え、空
気圧の場合にはそのまま、ウェハ6に均一で適当な圧力
が加わる位置にまでウェハホルダー5の先端を降下させ
て、その位置で停止する。
【0016】次いで、スラリー10を供給しながら定盤
1を回転させるとウェハ6は研磨されるが、研磨されて
いる間、ウェハホルダー5中心孔からの空気の噴出が、
ウェハ6をホールドすると共に、ウェハホールド面への
スラリー10の混入を防ぐ働きをしている。
【0017】研磨終了後は、ウェハホルダー5中心孔か
らの噴出物を純水に切り替え、パッド2上でウェハ6を
水平に滑らせながら定盤1の外に移動させると、ウェハ
6はウェハホルダー5にホールドされた状態になる。
【0018】次いでウェハホルダー5は、ウェハ6をホ
ールドしたまま洗浄純水シャワ8の上面に移動すること
によってウェハ研磨面を洗浄すると共に、ウェハホール
ド面の洗浄を同時に行い、洗浄終了後のウェハ6をアン
ローディングステーション9に搬送し、ウェハホルダー
5は再びローディングステーション3上に移動して一工
程が終了する。
【0019】上記のように、本発明においては、空気ま
たは水を中心孔から噴出することによって、ウェハ6を
非接触状態でホールドすることから、従来法におけるウ
ェハとキャリアとの接触による汚染が防止される上、ウ
ェハ6の研磨・洗浄の自動化が可能になる。
【0020】
【実施例1】図1(本発明装置の平面図)を参照しなが
ら本発明を説明する。研磨されるウェハ6は、先ずロー
ディングステーション3上に順次積み上げられた。
【0021】キャリアアーム12の一端に設けられたウ
ェハホルダー5の先端は、ローディングステーション3
上に平行移動して降下しながらウェハ6面上2〜3mm
程度のところで停止し、次いで、ウェハホルダー中心孔
から空気を約2kg/cm2の圧力で噴出させてウェハ
6をウェハホルダーホールド面にて非接触状態でホール
ドした。
【0022】次にウェハ6をホールドしたウェハホルダ
ー5は、ポリッシングステーション11に移動して降下
しながらパッド2面に接近するが、この時ウェハホルダ
ー5外周に設けられた8個のピン状リテーナ7の先端が
パッド2上面に接触して上方にスライドすると共に、ウ
ェハ6がパッド2の上面に接触した状態で、ウェハホル
ダー5の降下が止まる。
【0023】次いでスラリー10を供給しながら定盤1
を回転させるとウェハ6は研磨されるが、研磨されてい
る間、ウェハホルダー中心孔からの空気の噴出が、ウェ
ハ6を非接触状態でホールドすると共に、ウェハホール
ド面へのスラリー10の浸入を防ぐ働きをしている。
【0024】研磨終了後、ウェハホルダー中心孔からの
空気噴出を純水噴出に切り替え、ウェハ6を前記のよう
に非接触状態でホールドしたまま、ウェハホルダー5を
パッド2上から水平に滑らせながら定盤1上から洗浄純
水シャワ8上に移動させた。
【0025】次いで、洗浄純水シャワ8によってウェハ
6下面の研磨面が洗浄されると共に、ウェハ6上面もウ
ェハホルダー中心孔からの純水によって同時に洗浄され
る。
【0026】洗浄終了後、ウェハ6は、ウェハホルダー
5によってホールドされたままアンローディングステー
ション9上に移動して、アンローディングステーション
9内部に搬送される。
【0027】搬送後、キャリアアーム12を回転させて
ウェハホルダー部5を再びローディングステーション3
上に移動することによって、本発明に係わる研磨・洗浄
の一工程が終了するが、これらの工程を順次繰り返すこ
とによって、所要量のウェハ6を研磨・洗浄することが
できる。
【0028】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、ウェハ
を非接触状態でホールドし、且つ空気または純水による
噴出の切り替えもできるため、従来法のようにウェハ面
を傷つけることもなく、さらに研磨・洗浄を行うための
搬送手段の自動化および一体化が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の平面図である。
【図2】本発明装置の略断面図である。
【図3】本発明装置におけるウェハホルダーの正面図で
ある。
【図4】本発明装置におけるウェハホルダーの平面図で
ある。
【図5】ウェハホルダーがウェハをホールドして搬送し
ている状態を示す断面図である。
【図6】ウェハホルダーにホールドされたウェハを研磨
している状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 定盤 2 パッド 3 ローディングステーション 4 空気または純水の噴出口 5 ウェハホルダー 6 ウェハ 7 リテーナ 8 洗浄純水シャワ 9 アンローディングステーション 10 スラリー 11 ポリッシングステーション 12 キャリアアーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 義孝 東京都千代田区丸の内1丁目8番2号 同 和鉱業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧縮空気または水を噴出させることによ
    ってウェハ(6)を非接触ホールドするウェハホルダー
    (5)とこれを先端に有するキャリアアーム(12)と
    からなるキャリアを用いて、ウェハ(6)をローディン
    グステーション(3)からポリッシングステーション
    (11)上に移動させ、次いでウェハホルダー(5)の
    外周に設けた数個のリテーナ(7)の働きで、ウェハ
    (6)に均一な圧力がかかるように空気圧をかけながら
    研磨を行い、研磨後は、上記空気圧に代えて水を噴出さ
    せながらウェハ洗浄純水シャワー部(8)にキャリアア
    ーム(12)を移動させてウェハ研磨面を洗浄し、次い
    で上下面を洗浄し終えたウェハ(6)をアンローディン
    グステーション(9)に置く作業を順次繰り返すことを
    特徴とするウェハ搬送方法。
  2. 【請求項2】 底面が、浮揚させたウェハを水平に非接
    触保持できるウェハホールド面をなし、該面の中心部に
    はウェハを浮揚させて保持するための空気または水を個
    別に噴出させ得る中心孔がある円筒状の構成体からなる
    ウェハホルダー(5)と該ウェハホルダーのウェハホー
    ルド面を水平に維持しながらウェハホルダーを自在に移
    動させることができるキャリアアーム(12)とを有し
    てなることを特徴とするウェハの搬送装置。
  3. 【請求項3】 ローディングステーション(3)に置か
    れたウェハ(6)をウェハ研磨部およびウェハ洗浄部を
    経てアンローディングステーション(9)に搬送するた
    めの装置であって、一体に構成されたウェハ研磨部とウ
    ェハ搬送部とを主要な構成要素として成り、ウェハ研磨
    部は、定盤(1)上にパッド(2)を設けてあるポリッ
    シングステーション(11)から成り、ウェハ搬送部
    は、空気または純水の噴出孔(4)を下面中心部に有す
    る円板状構成体の外周に上下移動自在の数個のリテーナ
    (7)を垂直に懸垂配置されたウェハホルダー(5)と
    該ウェハホルダーを自由端に取り付け、他端は回転可能
    に固定されたキャリアアーム(12)から構成されてい
    ると共に、該ウェハホルダー(5)はウェハ(6)を非
    接触ホールドしながら左右前後に移動可能な構造とした
    ことを特徴とするウェハ搬送装置。
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