JPH09254028A - ポリッシング装置のプッシャー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トップリングに当接しても十分な緩衝作用を
発揮するポリッシング装置のプッシャーを提供するこ
と。 【解決手段】 トップリング７５へ半導体ウエハ１００
を受け渡しする位置に設置されるプッシャー１０であ
る。プッシャー１０は半導体ウエハ１００を載置する載
置部１１と、載置部１１を上下動する駆動部２１とを有
し、且つ載置部１１と駆動部２１の間に緩衝機構３１を
設けている。緩衝機構３１は載置部１１を上下方向に平
行移動する平行移動機構５１と、載置部１１を上方向に
弾発する弾発機構３３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトップリングにポリ
ッシング対象物を受け渡しする際に使用するポリッシン
グ装置のプッシャーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハの製造工程において
は、半導体ウエハ表面を平坦且つ鏡面化するためにポリ
ッシング装置が使用されている。

【０００３】この種のポリッシング装置は、各々独立し
た回転数で回転するターンテーブルとトップリングとを
有し、トップリングが保持した半導体ウエハをターンテ
ーブル上に設けた研磨面に接触して該半導体ウエハの表
面を研磨する。

【０００４】一方このトップリングへの半導体ウエハの
受け渡し、つまり研磨前の半導体ウエハをトップリング
に渡したり、研磨後の半導体ウエハをトップリングから
受け取ったりすることは、プッシャーによって行なわれ
る。

【０００５】図４はこの種の従来のプッシャー１１０の
概略一部断面図である。同図に示すようにこのプッシャ
ー１１０は、半導体ウエハ１５０を載置する載置部１２
０及び該載置部１２０をシャフト１３１によって上下動
せしめる駆動部１３０とを具備して構成されている。

【０００６】一方トップリング１４０は円板状であって
その下面に半導体ウエハ１５０を吸着する吸着面１４１
を設けている。またこのトップリング１４０は球状の球
軸受１４３を介してシャフト１４７に接続されている。
つまりトップリング１４０は球軸受１４３を中心に揺動
自在である。また球軸受１４３の周囲のシャフト１４７
とトップリング１４０間には弾発部材１４５が取り付け
られている。

【０００７】そして例えばプッシャー１１０からトップ
リング１４０に半導体ウエハ１５０を渡す場合は、まず
図示しないロボットのハンドによって搬送されてきた半
導体ウエハ１５０を一旦載置部１２０の上に載置し、次
にトップリング１４０をプッシャー１１０の真上（図示
する位置）に移動し、次に駆動部１３０を駆動して載置
部１２０を上昇してその上面をトップリング１４０の下
面に当接し、次にこの状態で半導体ウエハ１５０をトッ
プリング１４０の吸着面１４１に吸着せしめ、最後に駆
動部１３０を駆動して載置部１２０を下降させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記載置部１
２０の上面をトップリング１４０の下面に当接させたと
きに生じる衝撃は、半導体ウエハ１５０に伝わらないよ
うにすることが必要であるが、従来この衝撃の吸収は前
記トップリング１４０に設けた弾発部材１４５によって
行なわれていた。

【０００９】しかしながらこの弾発部材１４５はトップ
リング１４０の揺動に対する衝撃の緩衝を行なうのみ
で、トップリング１４０の回転中心軸に位置する球軸受
１４３の部分に加わる衝撃に対してはほとんど緩衝作用
を生じず、該回転中心軸に加えられる衝撃は吸収できな
かった。

【００１０】なお載置部１２０の上面をトップリング１
４０の下面に当接させず、接近させるのみとすれば、前
記衝撃は全く生じないのであるが、そうすると半導体ウ
エハ１５０が両者の間に生じる隙間から抜け出てしまう
恐れがある。

【００１１】これらのことから従来、載置部１２０のト
ップリング１４０に対する高さ方向の位置決め調整は、
極めて精度良く行なわなければならなかった。

【００１２】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、トップリングに当接しても十分な緩衝
作用を発揮し、これによってトップリングとプッシャー
間の高さ方向の位置決め調整を極めて容易にすることが
できるポリッシング装置のプッシャーを提供することに
ある。

【００１３】

【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、ポリッシング対象物を保持するトップリン
グと、該トップリングに保持したポリッシング対象物の
表面を研磨するターンテーブルと、トップリングへポリ
ッシング対象物を受け渡しする位置に設置されるプッシ
ャーとを具備してなるポリッシング装置において、前記
プッシャーは、ポリッシング対象物を載置する載置部
と、該載置部を上下動する駆動部とを有し、且つ該載置
部と駆動部の間に緩衝機構を設け、さらに該緩衝機構
を、前記載置部を上下方向に平行移動する平行移動機構
と、載置部を上方向に弾発する弾発機構とによって構成
した。

【００１４】

【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。ここでまず本発明を適用する
ポリッシング装置全体の構造について簡単に説明する。
図３は該ポリッシング装置７０及びその横に設置する洗
浄装置９０を示す概略平断面図である。

【００１５】同図に示すようにポリッシング装置７０
は、その中央にターンテーブル７３を設置し、両側にト
ップリング７５を取り付けたポリッシングユニット７７
と、ドレッシングツール７９を取り付けたドレッシング
ユニット８１とを配置し、さらにポリッシングユニット
７７の横に、本発明にかかるプッシャー１０を設置して
構成されている。

【００１６】一方洗浄装置９０は、その中央に矢印Ｃ方
向に移動可能な２台のワーク搬送ロボット９１，９３を
設置し、その一方側に１次・２次洗浄機９５，９７とス
ピン乾燥機（又は洗浄機能付スピン乾燥機）９９を設置
し、他方側に２台のワーク反転機１０１，１０３を設置
して構成されている。

【００１７】そして例えば研磨前の半導体ウエハを収納
したカセット１０５が図３に示す位置にセットされる
と、ワーク搬送ロボット９３が該カセット１０５から１
枚の半導体ウエハを取り出してワーク反転機１０３に渡
し、該半導体ウエハを反転した後、ワーク搬送ロボット
９１によってプッシャー１０上に載置される。

【００１８】次にポリッシングユニット７７のトップリ
ング７５が一点鎖線で示すように回動してプッシャー１
０の真上に移動する。

【００１９】そしてプッシャー１０上の半導体ウエハ
は、上方に押し上げられてトップリング７５の下面に接
近し、真空吸着によって該トップリング７５の下面に吸
着される。

【００２０】半導体ウエハを吸着したトップリング７５
はターンテーブル７３上に移動して該半導体ウエハをタ
ーンテーブル７３表面の研磨面７４に圧接し、各々独立
に回転するターンテーブル７３とトップリング７５によ
ってその表面が研磨され、その後トップリング７５は再
びプッシャー１０の真上に移動し、研磨後の半導体ウエ
ハがプッシャー１０上に載置される。

【００２１】プッシャー１０上の半導体ウエハは、ワー
ク搬送ロボット９１によってワーク反転機１０１に渡さ
れて反転された後に、１次・２次洗浄機９５，９７で洗
浄され、スピン乾燥機（又は洗浄機能付スピン乾燥機）
９９でスピン乾燥されて、ワーク搬送ロボット９３によ
ってカセット１０５に戻される。

【００２２】ここで図１は前記プッシャー１０の概略構
造を示す一部断側面図である。同図に示すようにこのプ
ッシャー１０は、半導体ウエハを載置する載置部１１
と、該載置部１１を上下動する駆動部２１とを有してお
り、且つ該載置部１１と駆動部２１の間に緩衝機構３１
を設けて構成されている。以下各構成部品について説明
する。

【００２３】載置部１１は底板１３の周囲から上方向に
向けて側壁１５を突出し、該側壁１５の上端内周辺に半
導体ウエハを位置決めして載置する切欠き１７を設けて
構成されている。

【００２４】駆動部２１は駆動用のモータなどを内蔵し
た駆動部本体２３と、該駆動部本体２３の上面から突出
するシャフト２５と、シャフト２５の上端にボルト２７
によって固定される板部材２９とによって構成されてい
る。

【００２５】そして駆動部本体２３内のモータを駆動す
ると、シャフト２５が上下方向（矢印Ａ方向）に駆動さ
れ、板部材２９は上下方向に平行移動される。

【００２６】次に緩衝機構３１は、位置決めシャフト３
５とコイルスプリング３７とを具備してなる弾発機構３
３と、３本（図では２本のみ示す）のシャフト５３とシ
ャフト受け５５とを具備してなる平行移動機構５１とに
よって構成されている。緩衝機構３１は半導体ウエハ１
００に付着していた研磨液が緩衝機構３１にかからない
ように防水機構１９０，１９１により研磨液から保護さ
れている。

【００２７】ここで位置決めシャフト３５は円柱の上端
に平板状のストッパー板４１を設けて構成されている。
そしてこの位置決めシャフト３５は、底板１３の中央を
貫通した状態でその下端がボルト３９によって板部材２
９に固定されている。

【００２８】コイルスプリング３７は前記シャフト３５
を囲むように取り付けられ、且つ底板１３と板部材２９
間を引き離す方向に弾発するように取り付けられてい
る。

【００２９】次にシャフト５３は円柱状であり、その下
端は板部材２９にボルト５７によって固定されている。
また各シャフト５３はそれぞれ底板１３に固定したシャ
フト受け５５内にスライド自在に挿入されている。なお
シャフト受け５５はいずれも底板１３の面に対して垂直
に取り付けられているので、底板１３の面は各シャフト
５３に対して垂直方向にスライドする。従って載置部１
１は上下方向に平行移動する。

【００３０】次にプッシャー１０の動作を、トップリン
グ７５からプッシャー１１０に半導体ウエハ１００を渡
す動作で説明する。

【００３１】即ちトップリング７５に吸着した半導体ウ
エハ１００をプッシャー１０に渡すには、図１に示すよ
うにプッシャー１０の真上にトップリング７５を移動す
る。

【００３２】次に駆動部２１を駆動して載置部１１と緩
衝機構３１全体を上昇させ、図２に示すように載置部１
１の上端面をトップリング７５の外周下面に当接する。

【００３３】このとき載置部１１はコイルスプリング３
７の弾発力に抗してその全体が若干平行に沈む。載置部
１１とトップリング７５が当接したときの衝撃のほとん
どはこのコイルスプリング３７が吸収し、該衝撃が半導
体ウエハ１００に伝わることはない。言い替えればコイ
ルスプリング３７の弾発力を的確なものに選定すること
によって、半導体ウエハ１００に対してはほとんど衝撃
が加わらなくなる。

【００３４】そしてこの状態でトップリング７５による
半導体ウエハ１００の吸着を解除すれば、半導体ウエハ
１００は載置部１１の切欠き１７内に収納される。

【００３５】そして駆動部２１を駆動して載置部１１と
緩衝機構３１全体を下降させ、図１に示す位置に戻す。
このとき押し下げられていた載置部１１はコイルスプリ
ング３７の弾発力によってストッパー板４１に当接する
位置まで押し上げられ、その位置に位置決めされる。

【００３６】ところで上記動作とは逆に、プッシャー１
０からトップリング７５に半導体ウエハ１００を渡す場
合は、プッシャー１０は上記動作と逆の動作を行なえば
良い。

【００３７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、載置部と駆動部の間に、平行移動機構と弾発機構か
らなる緩衝機構を設けたので、プッシャーの載置部がト
ップリングに当接した際の衝撃が該緩衝機構に十分に吸
収され、ポリッシング対象物に衝撃が伝わらなくなる。
またプッシャーのトップリングへの当接量が多少変化し
ても、ポリッシング対象物に衝撃は伝わらないので、ト
ップリングとプッシャー間の位置決め調整をそれほど厳
密に行なわなくても良くなり、該調整作業が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】プッシャー１０の概略構造を示す一部断側面図
である。

【図２】プッシャー１０の載置部１１を上昇させたとき
の状態を示す図である。

【図３】ポリッシング装置と洗浄装置を示す概略平断面
図である。

【図４】従来のプッシャー１１０の概略一部断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ プッシャー １１ 載置部 ２１ 駆動部 ３１ 緩衝機構 ３３ 弾発機構 ５１ 平行移動機構 ７０ ポリッシング装置 ７３ ターンテーブル ７４ 研磨面 ７５ トップリング １００ 半導体ウエハ（ポリッシング対象物）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリッシング対象物を保持するトップリ
   ングと、該トップリングに保持したポリッシング対象物
   の表面を研磨するターンテーブルと、トップリングへポ
   リッシング対象物を受け渡しする位置に設置されるプッ
   シャーとを具備してなるポリッシング装置において、 前記プッシャーは、ポリッシング対象物を載置する載置
   部と、該載置部を上下動する駆動部とを有し、且つ該載
   置部と駆動部の間には緩衝機構を設け、 該緩衝機構は、前記載置部を上下方向に平行移動する平
   行移動機構と、載置部を上方向に弾発する弾発機構とを
   具備して構成されていることを特徴とするポリッシング
   装置のプッシャー。