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【発明の名称】 基板用仮置台および基板の搬送方法
【発明者】 【氏名】井出 悟
【住所又は居所】神奈川県厚木市上依知３００９番地 株式会社岡本工作機械製作所内

【氏名】持丸 順行
【住所又は居所】神奈川県厚木市上依知３００９番地 株式会社岡本工作機械製作所内
【要約】 【課題】両面が研磨されたベアウエハをチャック機構より仮置台に載置する際にウエハに傷を付けることなく受理し、仮置台よりアンロ−ディングカセットに受理したウエハを搬送ロボットで搬送する際の受け取りを容易とした仮置台の提供。、【解決手段】 仮置台９ｂの基板受皿９２上面に噴水流を供給して水膜を張り、この噴水流を基板受皿上面に供給している状態でチャック機構の下面に保持されている研磨加工された基板を前記仮置台の基板受皿上に落下させ、基板の研磨面を噴水流て洗浄した後、昇降機構８０のシリンダロッド８１を上昇させることにより基板芯出位置決め機構７０の複数のピコ７４により研磨基板のセンタリングを行うとともに、ピコにより外周縁を固定された研磨基板を仮置台の基板受皿９０外周縁より起立した縁部９２ａの上部より高い位置に研磨・洗浄された基板を移動させ、ついで、研磨・洗浄された基板の端部を搬送ロボットのア−ムで把持し、収納カセット内に研磨・洗浄された基板を搬送する。

【解決手段】仮置台９ｂの基板受皿９２上面に噴水流を供給して水膜を張り、この噴水流を基板受皿上面に供給している状態でチャック機構の下面に保持されている研磨加工された基板を前記仮置台の基板受皿上に落下させ、基板の研磨面を噴水流て洗浄した後、昇降機構８０のシリンダロッド８１を上昇させることにより基板芯出位置決め機構７０の複数のピコ７４により研磨基板のセンタリングを行うとともに、ピコにより外周縁を固定された研磨基板を仮置台の基板受皿９０外周縁より起立した縁部９２ａの上部より高い位置に研磨・洗浄された基板を移動させ、ついで、研磨・洗浄された基板の端部を搬送ロボットのア−ムで把持し、収納カセット内に研磨・洗浄された基板を搬送する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板の研磨加工後に、前もって研磨装置の定められた位置に待機させられ、チャック機構の下面に保持されている研磨加工された基板を落下させてこの基板を載せる仮置台であって、該仮置台９ｂは、円筒状脚９１の上部に、起立した縁部９２ａを外周縁に有し、中央部９２ｂが外周部分９２ｃと比較して低い段差９２ｄを有する略円板状底板９２を設け、この略円板状底板９２の外周縁近傍内側に複数個のピコ７４，７４…が昇降可能な大きさの孔９３，９３，９３…を同一円周１００上に設け、前記段差９２ｄよりは高い円環状の脚９４ａを有し、この脚を構成する側壁に複数の噴流吹出口９４ｂ，９４ｂ…を設けた蓋体９４で前記底板９２の段差内側中央部９２ｂを被覆した基板受皿９０であって、該蓋体９４で被覆される略円板状底板９２の一部に流体導入孔９２ｅを設けた基板受皿９０、前記基板受皿９０の円筒状脚内をシリンダロッド８１が昇降可能に、かつ、該ロッドの軸芯Ａと前記基板受皿９０の軸芯Ｂが同一線上となるように設置された昇降機構８０、中央７１より外周方向に放射状に延び、前記基板受皿９０の円筒状脚９１に設けた開口部９１ａ，９１ａ…を経て円筒状脚９１外部に延びた複数のア−ム７２，７２…を有する板状の取付金具７３を前記昇降機構のシリンダロッド先端８１ａに水平に固定し、該各ア−ムの先端近傍に頭部７４ａが円錐状で脚部７４ｂが円柱状のピコ７４，７４…を垂直に起立させ、該ピコの円錐状頭部７４ａが前記基板受皿９０の略円板状底板９２に設けた孔９３上面より上に位置するように設けた基板芯出位置決め機構７０、および、前記基板受皿９０の略円板状底板９２と蓋体９４とで構成される流体通路６１に流体を導く前記流体導入孔９２ｅに噴水流を供給するスクレ−バ機構６０、よりなる基板用仮置台。
【請求項２】 仮置台９ｂの基板受皿９２上面に噴水流を供給して水膜を張り、この噴水流を基板受皿上面に供給している状態でチャック機構の下面に保持されている研磨加工された基板を前記仮置台の基板受皿上に落下させ、基板の研磨面を噴水流て洗浄した後、昇降機構８０のシリンダロッド８１を上昇させることにより基板芯出位置決め機構７０の複数のピコ７４，７４，…により研磨基板のセンタリングを行うとともに、ピコにより外周縁を固定された研磨基板を仮置台の基板受皿９０外周縁より起立した縁部９２ａの上部より高い位置に研磨・洗浄された基板を移動させ、ついで、研磨・洗浄された基板の端部を搬送ロボットのア−ムで把持し、収納カセット内に研磨・洗浄された基板を搬送することを特徴とする、基板の搬送方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨された基板の研削加工後に、前もって研磨装置の定められた位置に待機させられ、加工された基板を載せる仮置台に関する。本発明はまた、仮置台に研磨された基板をチャック機構より受け取り、この研磨面に付着する粒子を洗浄し、収納カセット内に搬送ロボットで研磨・洗浄基板を搬送する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】基板の研磨加工の生産性を向上（基板のスル−プット時間を短縮）させるために、インデックスヘッド型研磨装置複数の基板を同一の研磨プラテンで同時に研磨することは知られている（特開平１２−１００８９９号、特開２０００−９４３０５号、同２０００−９４３１７号、同２０００−１６４５４３号）。
【０００３】特開２０００−９４３１７号公報には、図７および図８に示すように、３基の研磨プラテン２ａ，２ｂ，２ｃおよび左右方向に往復移動可能な基板ロ−ディング／アンロ−ディング用仮置台４を同一の円周上Ｃに配置した基台１と、この基台の上方でそれぞれ別の４基のスピンドル２４，２４，２４，２４に軸承されたヘッド２５に基板２枚ｗ１，ｗ２を保持する４基のチャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを９０，９０，９０，９０度づつ時計廻り方向に回動する回転軸１６に回動自在に支持してなるインデックスヘッド５と、基板ロ−ディングカセット７ａ，７ａ、該基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に基板ｗを搬送する搬送ア−ム８ａ、およびチャック機構６ａより移送され、基板仮置台４上に置かれた研磨後の基板を基板アンロ−ディングカセット７ｂに移送する搬送ア−ム８ｂ、基板洗浄ノズル９’、研磨プラテンのドレッサ３、チャック洗浄機構１３とを備えた研磨装置が記載されている。
【０００４】該研磨装置を用いて基板を研磨するには、次ぎの工程を経て行われる。
（１）基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に基板ｗを搬送ア−ム８ａで搬送し、仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ａの下方に位置させ、チャック機構６ａを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ａを上昇させる。
【０００５】（２）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａを下降させ、第１研磨プラテンに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ａを上昇させる。その間、仮置台４は左方向に移動して元の位置に戻り、新たな基板ｗが基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に搬送ア−ム８ａで搬送され、ついで仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ｂの下方に位置させ、チャック機構６ｂを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ｂを上昇させる。
【０００６】（３）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａを下降させ、第２研磨プラテン２ｂに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨する。その間、仮置台４は左方向に移動して元の位置に戻り、新たな基板ｗが基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に搬送ア−ム８ａで搬送され、ついで仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ｃの下方に位置させ、チャック機構６ｃを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ｃを上昇させる。また、チャック機構６ｂを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｂを上昇させる。
【０００７】（４）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａを下降させ、第３研磨プラテン２ｃに押圧し、基板と第３プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第３研磨プラテンを摺動させて基板表面を仕上研磨する。その間、仮置台４は左方向に移動して元の位置に戻り、新たな基板ｗが基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に搬送ア−ム８ａで搬送され、ついで仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ｄの下方に位置させ、チャック機構６ｄを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ｄを上昇させる。また、チャック機構６ｂを下降させ、第２研磨プラテンに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｂを上昇させる。一方、チャック機構６ｃを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｃを上昇させる。
【０００８】（５）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａを仮置台４上に下降させ、管２１ａの減圧を止め、基板を仮置台４上に置いた後、チャック機構６ａは上昇する。仮置台４の基板に洗浄液が吹き付けられた後、仮置台４は右方向に移動し、仮置台４上の仕上研磨された基板は搬送ア−ム８ｂにより基板アンロ−ディングカセット７ｂ内に表面が濡れた状態で収納される。ついで、仮置台４は左方向に移動して元の位置に戻り、新たな基板ｗが基板ロ−ディングカセットから仮置台４上に搬送ア−ム８ａで搬送され、ついで仮置台４を右方向に移動させチャック機構６ａの下方に位置させ、チャック機構６ａを下降させて仮置台４上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１を減圧して基板をチャック機構の吸着板に吸着させ、ついでチャック機構６ａを上昇させる。その間に、チャック機構６ｂを第３研磨プラテン２ｃに押圧し、基板と第３プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第３研磨プラテンを摺動させて基板表面を仕上研磨する。一方、チャック機構６ｃを下降させ、第２研磨プラテンに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｃを上昇させる。および、チャック機構６ｄを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｄを上昇させる。
【０００９】（６）以下、前記（５）の工程、即ち、インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させ、基板のアンロ−ディング／ロ−ディング、仕上研磨、中仕上研磨、粗研磨の工程を繰り返す。
【００１０】これら３基の研磨プラテンを用いるインデックスヘッド型研磨装置は、基板研磨のスル−プット時間を２〜４分／枚と短縮できる利点を有している。
【００１１】本発明者等は、スル−プット時間１〜３分／枚を目標とするには、従前のインデックスヘッド型研磨装置では、基板洗浄、基板のアンロ−ディング、チャック機構洗浄、基板のロ−ディングの一連の作業を行うアンロ−ディング／ロ−ディングステ−ジでの作業時間が律速であることを見出し、アンロ−ディング／ロ−ディングステ−ジでの前記作業を仮置台を備えたインデックステ−ブルに割り振ることでスル−プット時間をより短縮できる研磨装置が提供できることを見出し、提案した（特願２０００−２８９７１０号）。
【００１２】また、基板の研磨加工後に、前もって研磨装置の定められた位置に待機させ、研磨加工された基板を載せて基板下面を水流により洗浄すると同時に基板のセンタリングを行なう仮置台自身も知られている（特開昭６１−１６８４３９号、同６１−１６８４３８号、特開平５−１０２１１４号、特公昭６０−２２５００号、同７−２２８８０号、特開平１０−３０３１５２号）。
【００１３】メモリ−デバイスの高集積化と微細化のため、基板の大口径化（２００ｍｍ径からあ３００ｍｍあるいは４００ｍｍ径）とパタ−ン寸法の縮小化が行なわれている。従来、研磨加工された基板の平坦度（ＳＦＱＲ）については、リソグラフィ−等の成膜工程の管理面から配線（パタ−ン化）幅以下の平坦度が基板に要求され、従来では平坦度（ＳＦＱＲ）が０．２５μｍ以下であったが、近時は上述のように平坦度（ＳＦＱＲ）が０．１３μｍ以下の基板が要求されるようになっている。
【００１４】例えば、２００ｍｍ径基板で、記憶容量１メガビット（１Ｍ）のＤＲＡＭでは、パタ−ン寸法が１．０〜０．８μｍであったものが、４Ｍで０．５μｍ、１６Ｍで０．３５μｍ、６４Ｍで０．２５μｍ、２５６Ｍで０．１８μｍ、３００ｍｍ径基板で、記憶容量１６ＭのＤＲＡＭでは、パタ−ン寸法が０．２５μｍであったものが、６４Ｍで０．１８μｍ、２５６Ｍで０．１３μｍのパタ−ン寸法が要求されている（「入門ビジュアルテクノロジ− 半導体のすべて」１−１２章の３６〜３９頁、１９９９年３月５日 株式会社日本実業出版社 第４版）。
【００１５】平坦性の優れた基板を製造する方法として、特開平９−９７７７５号公報は、シリコンインゴットを切断して得られた円板上基板を面取りした後に、基板の両面を一次鏡面研磨し、ついで片面仕上研磨する基板の製造方法を提案する。
【００１６】また、特開平９−２７０３９７号公報は、次ぎの工程を経過して基板を製造する方法を提案する。
（１）インゴットを切断（スライス）して基板（ウエハ）を得るインゴット切断工程、（２）切断された基板の表面または表裏面を平面研削する平面研削工程、（３）平面研削された基板をアルカリ溶液によりエッチングするアルカリエッチング工程（研削により生じた２〜１０μｍ深さの加工歪を解消）、（４）アルカリエッチングされた基板の周縁部を面取りする面取り工程、（５）面取りされた基板の表裏面を研磨する研磨工程。
【００１７】更に、米国特許第５，９６３，８２１号明細書は、次ぎの工程を経過して基板を製造する方法を提案する。
（１）インゴットを切断（スライス）して基板（ウエハ）を得るインゴット切断工程、（２）ラップ加工により基板を平坦化する工程、（３）基板をアルカリ溶液によりエッチングするアルカリエッチング工程、（４）基板の表裏面を研磨する両面研磨工程。
【００１８】基板の大口径化と高集積化のため、基板（ベアウエハ）は、両面が研磨され、さらに一方の研磨面を仕上研磨して表裏を区別できるようにしたものが３００ｍｍ以上の径を有するウエハでは使用される傾向にある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】従来の水流で基板のセンタリングを行う仮置台においては、水流が仮置台の表面より吹き出すように仮置台の受皿素材としてポ−ラスセラミック板を用いていた。また、ア−ムで基板のセンタリングを行う仮置台においては、基板をバキュ−ム吸着するため、同じく仮置台の受皿素材としてポ−ラスセラミック板を用い、仮置台上に研磨基板を載せる際、基板表面に傷が付かないようにポ−ラスセラミック板表面に水膜を形成させている。
【００２０】しかし、基板の表面平坦度が向上し、かつ、基板径が３００ｍｍ以上と大口径となると、吸着パッドで基板表面を吸着し、仮置台より基板を移動させようとしても基板表面に作用する水膜の表面張力が大きく、移動困難である。特に、基板が３０〜１２０μｍと薄いときは破損してしまうことが判明した。
【００２１】本発明の１は、研磨基板表面を傷付けることなく、かつ、基板に異物を付着させない仮置台であって、かつ、仮置台より研磨基板を容易に搬送することができる仮置台を提供するものである。本発明の２は、研磨された基板を研磨装置のチャック機構より受け取り、洗浄し、次の工程に研磨・洗浄された基板を搬送する方法を提供するものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の１は、基板の研磨加工後に、前もって研磨装置の定められた位置に待機させられ、チャック機構の下面に保持されている研磨加工された基板を落下させてこの基板を載せる仮置台であって、該仮置台９ｂは、円筒状脚９１の上部に、起立した縁部９２ａを外周縁に有し、中央部９２ｂが外周部分９２ｃと比較して低い段差９２ｄを有する略円板状底板９２を設け、この略円板状底板９２の外周縁近傍内側に複数個のピコ７４，７４，７４，７４，７４が昇降可能な大きさの孔９３，９３，９３，９３，９３を同一円周１００上に設け、前記段差９２ｄよりは高い円環状の脚９４ａを有し、この脚を構成する側壁に複数の噴流吹出口９４ｂ，９４ｂ，９４ｂ，９４ｂ，９４ｂを設けた蓋体９４で前記底板９２の段差内側中央部９２ｂを被覆した基板受皿９０であって、該蓋体９４で被覆される略円板状底板９２の一部に流体導入孔９２ｅを設けた基板受皿９０、前記基板受皿９０の円筒状脚内をシリンダロッド８１が昇降可能に、かつ、該ロッドの軸芯Ａと前記基板受皿９０の軸芯Ｂが同一線上となるように設置された昇降機構８０、中央７１より外周方向に放射状に延び、前記基板受皿９０の円筒状脚９１に設けた開口部９１ａ，９１ａ，９１ａ，９１ａ，９１ａを経て円筒状脚９１外部に延びた複数のア−ム７２，７２，７２，７２，７２を有する板状の取付金具７３を前記昇降機構のシリンダロッド先端８１ａに水平に固定し、該各ア−ムの先端近傍に頭部７４ａが円錐状で脚部７４ｂが円柱状のピコ７４，７４，７４，７４，７４，７４を垂直に起立させ、該ピコの円錐状頭部７４ａが前記基板受皿９０の略円板状底板９２に設けた孔９３上面より上に位置するように設けた基板芯出位置決め機構７０、および、前記基板受皿９０の略円板状底板９２と蓋体９４とで構成される流体通路６１に流体を導く前記流体導入孔９２ｅに噴水流を供給するスクレ−バ機構６０、よりなる基板用仮置台を提供するものである。
【００２３】本発明の請求項２は、仮置台９ｂの基板受皿９２上面に噴水流を供給して水膜を張り、この噴水流を基板受皿上面に供給している状態でチャック機構の下面に保持されている研磨加工された基板を前記仮置台の基板受皿上に落下させ、基板の研磨面を噴水流て洗浄した後、昇降機構８０のシリンダロッド８１を上昇させることにより基板芯出位置決め機構７０の複数のピコ７４，７４，…により研磨基板のセンタリングを行うとともに、ピコにより外周縁を固定された研磨基板を仮置台の基板受皿９０外周縁より起立した縁部９２ａの上部より高い位置に研磨・洗浄された基板を移動させ、ついで、研磨・洗浄された基板の端部を搬送ロボットのア−ムで把持し、収納カセット内に研磨・洗浄された基板を搬送することを特徴とする、基板の搬送方法を提供するものである。
【００２４】チャック機構より薄厚の両面研磨基板が仮置台の受皿上に落下される際、受け皿には水膜が張られており、かつ、複数箇所より噴水流が噴出しているので基板表面に傷が付くことがない。基板の厚みが薄いので、基板は受皿の底板に平行になって落ちることは稀で、一般には斜めになって落下する。同一円周上に設けられた複数の噴水流によりこの斜めに落下する角度が和らげられるとともに、噴水流および水膜により基板表面が洗浄され、表面に付着していた粒子が洗い流される。
【００２５】蓋体の円環状の脚側壁に設けた噴流吹出口より噴出される噴水流は、仮置台の受皿底板に設けた段差の壁に衝突し、上方へ向く噴出流と水平に拡がり水膜を形成しようとするベクトルに効率よく分かれる。
【００２６】研磨された基板の中心と、仮置台の受皿の中心に位置ずれが生じても、昇降機構のシリンダロッドを上昇させることにより基板芯出位置決め機構の複数のピコにより研磨基板のセンタリングが行なわれるので、搬送ロボットのア−ムによる基板の把持が正確に行なわれる。また、基板の仮置台からの上昇時に噴水流の存在により水膜からの基板の分離は容易となる。更に、搬送ロボットのア−ムによる基板の把持時、基板は仮置台の受皿縁部上端より高い位置にピコにより把持されているので、搬送ロボットのア−ムによる基板の把持が容易である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。なお、各図において、研磨装置の各々のステ−ジでは、２枚の基板が同時に加工処理、洗浄処理できるようにインデックスヘッド下のチャック機構は、４の倍数である８基のスピンドルに軸承されたチャック機構を備える研磨装置を例に採る。図１は本発明の仮置台を備える研磨装置の平面図、図２は図１における研磨装置の第１ポリシングステ−ジ部分の正面図、図３はチャック機構の断面図、図４は仮置台の断面図で図５のＩ−Ｉ線より見た図、図５は仮置台の平面図、図６は図４におけるＩＩ−ＩＩ線より見た仮置台の平面図である。
【００２８】図１および図２に示す研磨装置３０は、上方で回転軸に軸承されたインデックスヘッド５に該回転軸１６を中心に同一円周上に等間隔に設けられた４基のスピンドルに取り付けられた基板チャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、前記インデックスヘッドの回転軸を時計廻り方向に９０度、９０度、９０度、９０度づつ、もしくは９０度、９０度、９０度、−２７０度づつ回動させる回動機構、【００２９】前記基板チャック機構のスピンドルを昇降させる昇降機構３４，３４およびスピンドルを水平方向に回転させる機構Ｍ１，Ｍ２、前記４基の基板チャック機構の下方に相対向するように前記インデックスヘッド５の回転軸の軸心を同一とする中心点より同一円周上に等間隔に設けられた基板ロ−ディング／基板アンロ−ディング／チャック洗浄ステ−ジｓ１、第１ポリシングステ−ジｓ２、第２ポリシングステ−ジｓ３および第３ポリシングステ−ジｓ４、【００３０】上面にロ−ディング用第１仮置台９ａ，９ａ、基板チャック機構用洗浄機構１３およびアンロ−ディング用第２仮置台９ｂ，９ｂを同一円周上に等間隔に設けたインデックステ−ブル９、前記インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度、２４０度づつ交互に、もしくは１２０度、−１２０度、交互に回動させる回動機構（図に示めされてない）、および、【００３１】前記インデックステ−ブルの手前の左右に設けられた、基板ロ−ディングカセット７ａと基板ロ−ディング搬送ロボット８ａよりなる基板供給機構と、基板アンロ−ディングカセット７ｂと基板アンロ−ディング搬送ロボット８ｂよりなる基板排出機構、水槽７ｃ、とを備える基板の研磨装置３０である。
【００３２】図１中、１は基台、２ａは第１研磨プラテン、２ｂは第２研磨プラテン、２ｃは第３プラテン、３，３，３は研磨プラテンのドレッサ、３ａ，３ａ，３ａは回転軸であり、９ａ'，９ｂ'は基板受皿が取り除かれた仮置台のセンタリング機構を示す。図１では、インデックスヘッド５下の基板ロ−ディング／基板アンロ−ディング／チャック洗浄ステ−ジ６ａ，６ａに、インデックステ−ブル９に設けたチャック洗浄機構１３，１３が位置している状態を示している。
【００３３】インデックスヘッド５下は、４つの壁１ｗ、２ｗ、３ｗ，４ｗにより仕切られ、基台１に４つのステ−ジ、即ち、基板ロ−ディング／基板アンロ−ディング／チャック洗浄ステ−ジｓ１、第１ポリシングステ−ジｓ２、第２ポリシングステ−ジｓ３および第３ポリシングステ−ジｓ４に割り振る。
【００３４】前記洗浄機構１３は、チャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに洗浄液を吹き付けるノズル１３ａ，１３ａ、チャック機構底面洗浄ブラシ１３ｂ，１３ｂ、チャック機構側面洗浄ブラシ１３ｃ、ブラシ３ｂに洗浄液を吹き付けるノズル１３ｄを備える。
【００３５】図２において、１０は研磨プラテン２を軸承するスピンドル、Ｍ４はモ−タで研磨プラテンを水平方向に回転する駆動力を与える。１１は研磨布である。チャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは一対のスピンドルで組みとなり、回転軸１６に軸承されたインデックスヘッド５に回転軸１６の軸心Ｏを中心として同一の円周上Ｃに配置され、基台１の上方でそれぞれ８基のスピンドル２４に軸承されたヘッド２５を備えている。回転軸１６をモ−タ（図示されていない）により時計廻り方向に９０，９０，９０，９０度づつ回動するか、時計廻り方向に９０，９０，９０，−２７０度づつ回動することによりインデックスヘッド５、および基板２枚ｗ１，ｗ２を保持する８基のチャック機構６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが９０，９０，９０，９０度づつ、または９０，９０，９０，−２７０度づつ時計廻り方向に回動する。
【００３６】インデックスヘッド５下の８基のチャック機構６ａ，６ａ，６ｂ，６ｂ，６ｃ，６ｃ，６ｄ，６ｄは、インデックスヘッドの前記回転により、基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジｓ１、第１ポリシングステ−ジｓ２、第２ポリシングステ−ジｓ３および第３ポリシングステ−ジｓ４に振り分けられる【００３７】基台１側には、前記８基のチャック機構の下方に相対向するように前記インデックスヘッド５の回転軸１６の軸心と同一とする中心点Ｏより同一円周上Ｃに等間隔に設けられた基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジｓ１、第１ポリシングステ−ジｓ２、第２ポリシングステ−ジｓ３および第３ポリシングステ−ジｓ４が設けられる。基板ロ−ディング／アンロ−ディング／チャック機構洗浄ステ−ジｓ１には、図１ではチャック洗浄ステ−ジ１３，１３が、第１ポリシングステ−ジｓ2には回転テ−ブル表面に研磨布が貼付された第１プラテン２ａとこの研磨プラテン表面に砥粒を含有する研磨剤スラリ−供給管５０が、第２ポリシングステ−ジｓ3には回転テ−ブル表面に研磨布が貼付された第２プラテン２ｂとこの研磨プラテン表面に砥粒を含有する研磨剤スラリ−供給管５０が、第３ポリシングステ−ジｓ4には回転テ−ブル表面に研磨布が貼付された第３プラテン２ｃとこの研磨プラテン表面に砥粒を含有する研磨剤スラリ−供給管５０が設けられている。
【００３８】研磨プラテンの研磨布としては、硬質発泡ウレタンシ−ト、ポリ弗化エチレンシ−ト、ポリエステル繊維不織布、フェルト、ポリビニ−ルアルコ−ル繊維不織布、ナイロン繊維不織布、これら不織布上に発泡性ウレタン樹脂溶液を流延させ、ついで発泡・硬化させたもの等が使用される。通常、第１プラテンの研磨布は第２プラテンおよび第３プラテンの研磨布よりも硬くて表面が粗いものが使用される。
【００３９】インデックステ−ブル９は、その上面に軸芯Ｏ１を中心として同心円上に等間隔にロ−ディング第１仮置台９ａ，９ａ、アンロ−ディング用第２仮置台９ｂ，９ｂおよびチャック機構洗浄ステ−ジ１３，１３を備える（図１参照）。スピンドルに軸承されたインデックステ−ブル９はＡＣサ−ボアクチエ−タにより水平方向に１２０度、２４０度づつ時計廻り方向に回動されるか、１２０度、−１２０度づつ回動される。
【００４０】チャック機構６はのヘッド２５構造は、図３に示すように、中空スピンドル軸に軸承されたお椀状主体部６０１、該お椀状主体部の下端部に水平方向に固定された可撓性材よりなるダイヤフラム６０２、該ダイヤフラムに固定された中央部に鉛直方向に気体通路６０３が設けられ、下面の前記気体通路部に通じて形成された凹部６０４を有する剛体製支持板６０５、前記気体通路の気体を給排出できる手段、お椀状主体部の内側とダイヤフラムの上面側とで形成される加圧室６０６に気体を供給する手段、該剛体製支持板の下面にゴム等の可撓性膜６０７を該剛体製支持板と該可撓性膜で隙間が０．１〜０．３ｍｍの機密性の高い空間が形成されるように可撓性膜を取り付けた基板キャリア部、該可撓性膜の下面よりは突出して前記剛体製支持板の下部外周縁に取り付けられた環状保持リング６０８、前記環状保持リングの側壁と該可撓性膜の下面とで形成された基板収納ポケット部６０９および高さ位置調整機構６１０を備える基板キャリアのヘッド構造（特開２００１-１０５３０５号）を採る。
【００４１】この基板キャリアのヘッドは、気体通路部６０３を減圧すると基板と可撓性膜６０７間が負圧となり、第１仮置台９ａ上の基板が可撓性膜に保持（チャック）される。また、基板の保持時および研磨時は、基板の裏面は常に可撓性膜にバッキングされているので基板に傷がつかない。基板の研磨時は、気体通路部６０３に加圧空気を供給し、基板の研磨プラテンへの押圧を高めることができる。
【００４２】基板をチャック機構より第２仮置台９ｂの受皿に落下させるときは、気体通路部６０３に加圧空気を供給し、可撓性膜６０７を膨張させる。
【００４３】図４から図６に示すように、本発明のアンロ−ディング用仮置台９ｂは、円筒状脚９１の上部に、起立した縁部９２ａを外周縁に有し、中央部９２ｂが外周部分９２ｃと比較して低い段差９２ｄを有する略円板状底板９２を設け、この略円板状底板９２の外周縁近傍内側に複数個のピコ７４，７４，７４，７４，７４が昇降可能な大きさの孔９３，９３，９３，９３，９３を同一円周１００上に設け、前記段差９２ｄよりは高い円環状の脚９４ａを有し、この脚を構成する側壁に複数の噴流吹出口９４ｂ，９４ｂ，９４ｂ，９４ｂ，９４ｂを設けた蓋体９４で前記底板９２の段差内側中央部９２ｂを被覆した基板受皿９０であって、該蓋体９４で被覆される略円板状底板９２の一部に流体導入孔９２ｅを設けた基板受皿９０、【００４４】前記基板受皿９０の円筒状脚内をシリンダロッド８１が昇降可能に、かつ、該ロッドの軸芯Ａと前記基板受皿９０の軸芯Ｂが同一線上となるように設置された昇降機構８０、【００４５】中央円板状部分７１より外周方向に放射状に延び、前記基板受皿９０の円筒状脚９１に設けた開口部９１ａ，９１ａ，９１ａ，９１ａ，９１ａを経て円筒状脚９１外部に延びた複数のア−ム７２，７２，７２，７２，７２を有する板状の取付金具７３を前記昇降機構のシリンダロッド先端８１ａに水平に固定し、該各ア−ムの先端近傍に頭部７４ａが円錐状で脚部７４ｂが円柱状のピコ７４，７４，７４，７４，７４，７４を垂直に起立させ、該ピコの円錐状頭部７４ａが前記基板受皿９０の略円板状底板９２に設けた孔９３上面より上に位置するように設けた基板芯出位置決め機構７０、および、【００４６】前記基板受皿９０の略円板状底板９２と蓋体９４とで構成される流体通路６１に流体を導く前記流体導入孔９２ｅに噴水流を供給するスクレ−バ機構６０、よりなる。図中、６０ａはスクレ−バ機構の噴水流孔、６０ｂは止栓、９５は蓋止用ビス、９６はシ−ルプレ−ト、９７はシリンダブラケット、９８は基板確認用センサ、９９はブシュである。
【００４７】剛性の樹脂製基板受皿９０の底板９２、起立した縁部９２ａ、蓋体９４の素材としては、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリメチルメタクリレ−ト、エポキシ樹脂、フェノ−ル樹脂、ポリアセタ−ル、ポリ（テトラフルオロエチレン）等の剛性の高い樹脂製板が使用される。
【００４８】基板をチャック機構のヘッド２５より第２仮置台９ｂの受皿に落下させるときは、仮置台９ｂの基板受皿９２上面にスクレ−バ機構６０より噴水流を供給して水膜を張り、この噴水流を基板受皿上面に供給している状態でチャック機構の気体通路部６０３に加圧空気を供給し、可撓性膜６０７を膨張させて仮置台９ｂの受皿上に落下させた後、基板の研磨面を噴水流て洗浄した後、昇降機構８０のシリンダロッド８１を上昇させることにより基板芯出位置決め機構７０の複数のピコ７４，７４，…により研磨基板のセンタリングを行うとともに、ピコにより外周縁を固定された研磨基板を仮置台の基板受皿９０外周縁より起立した縁部９２ａの上部より高い位置（図４で仮想線で示すピコの位置）に研磨・洗浄された基板を移動させる。
【００４９】ついで、研磨・洗浄された基板の端部を搬送ロボット８ｂのア−ムで把持し、収納カセット７ｂ内に研磨・洗浄された基板を搬送する。
【００５０】収納カセット７ｂ内に基板が２５枚収納されたら、収納カセット７ｂを水槽７ｃ内に下降させ、水に浸漬させ、ついで収納カセット７ｂを上昇させて、次工程の場所へと運ぶ。
【００５１】他方のロ−ディング用第１仮置台９ａとしては、剛性の高い樹脂製受皿の表面にポリビニルアルコ−ル多孔質体または高分子ヒドロゲルよりなる緩衝材シ−トを積層したセンタリング機構を備えた仮置台（特願２００１−２０８５７号明細書参照）が使用される。
【００５２】親水性の緩衝材シ−トとしては、ポリシリコンヒドロゲル（例えば株式会社シ−ゲルよりＧＥＬシ−トの商品名で販売されるヒドロゲル）、ポリビニルピロリドンヒドロゲル、キサンタンガムヒドロゲル、コラ−ゲンヒドロゲル、寒天、デキストランヒドロゲル、カラギ−ナンヒドロゲル、トラガカントガムヒドロゲル、グリコサミノグリカンヒドロゲル等の親水性高分子ゲル等の高分子ヒドロゲルおよびポリビニルアルコ−ル系多孔質シ−ト（例えば、カネボウ株式会社よりベルクリンの商品名で販売されているスポンジ）等の柔軟性、弾力性のある高分子シ−トが使用される。なかでも、ポリビニルアルコ−ル系多孔質シ−トがチャック機構と基板が当接した際の衝撃吸収性の面で好ましい。緩衝材シ−トの厚みは、５〜１５ｍｍが好ましい。
【００５３】ポリビニルアルコ−ル系多孔質シ−トは、重合度２００〜３０００の部分または完全鹸化したポリビニルアルコ−ルに酸を触媒としてホルムアルデヒドを稀有号させるホルマ−ル化反応によりポリビニルホルマ−ルを生成し、その際、気泡発生剤を加えて気泡形成を行い、水に不溶性の多孔質体を型内で形成させた後、酸、気泡発生剤および未反応のホルムアルデヒドを抽出することにより製造される気泡径が８０〜３００μｍ、気泡率８５〜９８容量％の連続気泡体である。受皿の素材の剛性の高い樹脂としては、仮置台９ｂの受皿素材と同じ素材のなかから選ぶことができる。
【００５４】インデックステ−ブル９のロ−ディングゾ−ンＺ１では、ロ−ディングカセット７ａよりロ−ディング搬送ロボット８ａが基板を取り出し、ア−ムを反転後、仮置台９ａ上に搬送し、仮置台に基板を載せた後、位置決め装置のエア−シリンダを下降させることにより位置合わせ（センタリング）をする。アンロ−ディングゾ−ンＺ２では、Ｈ字型把持具を備えるアンロ−ディング搬送ロボット８ｂが研磨された基板を仮置台９ｂより受け取り、アンロ−ディングカセット７ｂ内に基板を搬送する。既述したように、アンロ−ディングカセット７ｂは、水槽７ｃ内を昇降可能に設けられ（特開２０００−１００９００号）、カセット７ｂを水槽に浸漬することにより常時、研磨された基板を湿った状態に保つ。
【００５５】研磨装置３０を用いてそれぞれ別々のスピンドル２４，２４に軸承されたヘッド２５，２５に保持された基板２枚ｗ１，ｗ２を、同一の研磨プラテン２に押し当て、基板と研磨プラテンとの間に研磨液５１を介在させつつ、基板と研磨プラテンを摺動させて同時に２枚の基板表面を研磨する。スピンドル２４，２４の回転数は３０〜１００ｒｐｍ、研磨プラテンの回転数は３０〜１００ｒｐｍ、基板の研磨プラテンに対する押圧５０〜４００ｇ／ｃｍ２である。
【００５６】図１で示す研磨装置を用いて基板を研磨するには、次ぎの工程を経る。
１）インデックステ−ブル９上での工程：（１）基板ロ−ディングカセット７ａから基板ｗを搬送ロボット８ａで把持し、ア−ムを後退させた後にア−ムを反転させ、ついでインデックステ−ブル９上のゾ−ンＺ１に位置する第１仮置台９ａ，９ａ上に基板を載せた後、位置決め機構でセンタリングを行う。
【００５７】この間に、インデックステ−ブル９上のゾ−ンＺ2に位置する第２仮置台９ｂ，９ｂはチャック機構より落下された研磨加工基板を受皿に受け取り、噴水流により研磨面を洗浄し、ピコを上昇することにより基板のセンタリングを行なった後、アンロ−ディング搬送ロボット８ｂにより基板を把持され、ア−ムを反転後、アンロ−ディングカセット７ｂ内に搬送される。また、インデックステ−ブル９上のゾ−ンＺ3では、ノズル１３ａ，１３ｄより洗浄液を噴射するとともにブラシを回転させることにより基板を保持していないチャック機構の表面および側面を洗浄器１３で洗浄する。
【００５８】（２）インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度回転させ、洗浄器をゾ−ンＺ２へ、基板が取り去られた第２仮置台９ｂ，９ｂをゾ−ンＺ１へ、基板を載せた第１仮置台９ａ，９ａをゾ−ンＺ３へ移動する。ついで、ゾ−ンＺ３では、チャック機構６ａを下降させて仮置台９ａ，９ａ上の基板に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）供給を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ａ，６ａを上昇させ、インデックスヘッドのスピンドル１６が時計廻り方向に９０度又は−２７０度回動され、ゾ−ンＺ３へ研磨基板を保持したチャック機構６ｄ，６ｄを導き、チャック機構６ｄ，６ｄを下降させ、仮置台９ａ，９ａ上に研磨基板を載せた後、チャック機構６ｄ，６ｄを上昇させる。
【００５９】チャック機構が上昇したら、インデックステ−ブル９を２４０度、同一方向へ、または１２０度逆方向へ回動させ、第１仮置台９ａをゾ−ンＺ１へ、第２仮置台９ｂをゾ−ンＺ２へ、洗浄機構１３をゾ−ンＺ3へと戻す。
【００６０】以下、前記（１）の工程に戻り、上記（１）と（２）の工程を繰返す。
【００６１】２）インデックスヘッドでの工程：（１）チャック機構６ａ，６ａを下降させてインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上の基板にチャック機構の可撓性膜６０７を当接させ、チャック機構では気体通路部６０３を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ａ，６ａを上昇させる。その後、インデックステ−ブル９を時計廻り方向に２４０度または−１２０度回転させる。
【００６２】（２）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａ，６ａを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ａ，６ａを上昇させる。その間にチャック機構６ｄ，６ｄを下降させてインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上の新たな基板にチャック機構の可撓性膜６０７を当接させ、気体通路部６０３を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ｄ，６ｄを上昇させる。その後、インデックステ−ブル９を時計廻り方向に２４０度または−１２０度回動させる。
【００６３】（３）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａ，６ａを下降させ、第２研磨プラテン２ｂに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、研磨終了後、チャック機構６ａ，６ａを上昇させる。また、チャック機構６ｄ，６ｄを下降させ、第１研磨プラテンに押圧し、基板と第１研磨プラテン２ａとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｂを上昇させる。その間にチャック機構６ｃ，６ｃを下降させてインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上の新たな基板に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ｃ，６ｃを上昇させる。その後、インデックステ−ブル９を時計廻り方向に１２０度または−２４０度回動させ、チャック機構６ｂ，６ｂ下にインデックステ−ブル９上の仮置台９ｂ，９ｂ上の基板を位置させる。
【００６４】（４）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に９０度回動させた後、チャック機構６ａ，６ａを下降させ、第３研磨プラテン２ｃに押圧し、基板と第３研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第３研磨プラテンを摺動させて基板表面を仕上研磨し、仕上研磨終了後、チャック機構６ａを上昇させる。また、チャック機構６ｄ，６ｄを下降させ、第２研磨プラテン２ｂに押圧し、基板と第２プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｄ，６ｄを上昇させる。および、チャック機構６ｃ，６ｃを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｃ，６ｃを上昇させる。
【００６５】その間にチャック機構６ｂ，６ｂを下降させてインデックステ−ブル９上の仮置台９ｂ，９ｂ上の新たな基板に吸着板２６を当接させ、管２１（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）を減圧して基板をチャック機構の下端面に吸着させ、ついでチャック機構６ｂ，６ｂを上昇させる。その後、インデックステ−ブル９を時計廻り方向に２４０度または−１２０度回動させる。
【００６６】（５）インデックスヘッド５の回転軸１６を時計廻り方向に−２７０度回動させた後、チャック機構６ａ，６ａをインデックステ−ブル９上の仮置台９ａ，９ａ上に下降させ、管２１ａ（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）の減圧を止め、ついで管２１ａ（図９に示すチャック機構では気体通路部６０３）に圧空を供給して研磨基板を仮置台９ａ，９ａ上に置いた後、チャック機構６ａ，６ａを上昇させる。上昇したチャック機構６ａ，６ａの下端面２５（図９では６０７）および側面に、洗浄器１３のノズル１３ａ，１３ｄより洗浄液を吹きつけ、ブラシ１３ｂ，１３ｃの回動によりチャック機構を洗浄する。ついで、インデックステ−ブル９を１２０度時計廻り方向に回転させ、チャック機構６ａ，６ａ下にインデックステ−ブル９上の仮置台９ｂ，９ｂ上の基板を位置させる。なお、仕上研磨された基板は、既述したようにインデックステ−ブル９が１２０度回転してインデックステ−ブルのゾ−ンＺ２に移行された後、搬送ロボット８ｂによりアンロ−ディング収納カセット８ｂ内に搬送される。
【００６７】その間に、チャック機構６ｄ，６ｄを下降させ、第３研磨プラテン２ｃに押圧し、基板と第３研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第３研磨プラテンを摺動させて基板表面を仕上研磨し、仕上研磨終了後、チャック機構６ｄ，６ｄを上昇させる。また、チャック機構６ｃ，６ｃを下降させ、第２研磨プラテン２ｂに押圧し、基板と第２研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第２研磨プラテンを摺動させて基板表面を中仕上研磨し、中仕上研磨終了後、チャック機構６ｃ，６ｃを上昇させる。および、チャック機構６ｂ，６ｂを下降させ、第１研磨プラテン２ａに押圧し、基板と第１研磨プラテンとの間に研磨剤スラリ−を介在させつつ、基板と第１研磨プラテンを摺動させて基板表面を粗研磨し、研磨終了後、チャック機構６ｂ，６ｂを上昇させる。
【００６８】（６）以下、上記（５）の工程に記載の、インデックスヘッド５の回転軸１６の回動させ、基板のアンロ−ディング／ロ−ディング、粗研磨、中仕上研磨、仕上研磨およびチャック機構の洗浄の工程を繰り返す。なお、研磨装置の研磨プラテン２ａ，２ｂ，２ｃの研磨布１１は、ドレッサ３を回転軸３ａ中心に回転駆動させることにより目立てが修復される。
【００６９】
【発明の効果】本発明の研磨基板用アンロ−ディング仮置台は、チャック機構より落下される基板を水膜および噴水流の存在により基板に傷付けることなく受け取ることができる。また、仮置台はセンタリング機構・昇降機構を備えるので、搬送ロボットによる把持が容易となる。
【出願人】 【識別番号】３９１０１１１０２
【氏名又は名称】株式会社岡本工作機械製作所
【住所又は居所】神奈川県厚木市上依知３００９番地
【出願日】 平成１３年８月２１日（２００１．８．２１）
【代理人】
【公開番号】 特開２００３−６２７５０（Ｐ２００３−６２７５０Ａ）
【公開日】 平成１５年３月５日（２００３．３．５）
【出願番号】 特願２００１−２４９７０５（Ｐ２００１−２４９７０５）