特開 2023-67630 ポリッシュ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023067630

(43)【公開日】2023-05-16

(54)【発明の名称】ポリッシュ装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/30 20120101AFI20230509BHJP

   B24B 37/12 20120101ALI20230509BHJP

   B24B 37/10 20120101ALI20230509BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20230509BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20230509BHJP

【ＦＩ】

B24B37/30 A

B24B37/12 D

B24B37/10

B24B41/06 A

B24B41/06 L

H01L21/304 621D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021179041

(22)【出願日】2021-11-01

(71)【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

(74)【代理人】

【識別番号】100165423

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 雅久

(72)【発明者】

【氏名】三井 貴彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 寛

(72)【発明者】

【氏名】高岡 和宏

【テーマコード（参考）】

3C034

3C158

5F057

【Ｆターム（参考）】

3C034AA07

3C034BB73

3C034DD10

3C158AA07

3C158AC04

3C158CB03

3C158CB05

3C158DA12

3C158DA17

3C158EA11

3C158EA12

3C158EB01

3C158ED10

3C158ED11

3C158ED12

5F057AA33

5F057AA34

5F057DA03

5F057FA32

5F057FA34

5F057FA36

5F057FA39

(57)【要約】

【課題】小型で高効率なインデックス機構を備え、装置の小型化及び生産性の向上を図ることができるポリッシュ装置を提供する。
【解決手段】研磨布９を保持して回転する研磨テーブル２と、ワークＷを吸着して回転しワークＷを研磨布９に摺接させるチャック３と、回動してチャック３が保持するワークＷをチャック３と共に移送するインデックス４と、を具備し、インデックス４の周縁部には、インデックス４を回動自在に支持する軸受２０が設けられている。このような構成により、インデックス４の中央部にインデックス４を支持する支柱等を設ける必要がなく、ポリッシュ装置を小型化することができる。また、インデックス４の小型化によりワークＷの移送距離が短くなり、インデックス４による効率的なワークＷの搬送が実現する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨布を保持して回転する研磨テーブルと、
ワークを吸着して回転し前記ワークを前記研磨布に摺接させるチャックと、
回動して前記チャックが保持する前記ワークを前記チャックと共に移送するインデックスと、を具備し、
前記インデックスの周縁部には、前記インデックスを回動自在に支持する支持部材が設けられていることを特徴とするポリッシュ装置。

【請求項2】

前記インデックスの周縁部には、駆動手段から前記インデックスに回動する動力を伝達する動力伝達部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のポリッシュ装置。

【請求項3】

前記動力伝達部材は、前記インデックスの周縁部に設けられたベルトクランプと、両端部が前記ベルトクランプに固定されたベルトと、を有することを特徴とする請求項２に記載のポリッシュ装置。

【請求項4】

前記動力伝達部材は、前記インデックスの周縁部に設けられ伝道面に凹凸歯形が形成されたプーリと、前記プーリに噛合するベルトと、を有することを特徴とする請求項２に記載のポリッシュ装置。

【請求項5】

前記動力伝達部材は、前記インデックスの周縁部に前記インデックスと同軸に設けられた大歯車と、前記大歯車に噛合する小歯車と、を有することを特徴とする請求項２に記載のポリッシュ装置。

【請求項6】

上部に前記研磨テーブルが配設されたベーステーブルと、
前記ベーステーブルの上部に設けられ前記インデックスを支持するコラムと、を具備し、
前記研磨布は、前記研磨テーブルの上面に保持され、
前記ワークは、前記チャックの下面に吸着され、
前記ワークの下面が前記研磨布の上面に摺接することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のポリッシュ装置。

【請求項7】

前記支持部材は、前記インデックスの周縁部に固定された内輪と、前記コラム側に固定された外輪と、前記内輪と前記外輪との間にそれぞれが交互に直交するよう配列された円筒状の転動体と、を有する軸受であることを特徴とする請求項６に記載のポリッシュ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウエハ等のワークを研磨するポリッシュ装置に関し、特に小型化が可能なインデックス機構を備えたポリッシュ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体ウエハ等の研磨加工、例えばＣＭＰ（化学的機械研磨：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等、を行うポリッシュ装置がある。この種のポリッシュ装置として、半導体ウエハ等のワークを研磨テーブル上の加工位置に搬送するインデックス機構を備えたものが知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、正逆方向に回動可能な中空軸に中心部を軸承されたインデックスヘッドを有する研磨装置が開示されている。インデックスヘッドの下部には、インデックスヘッドの中空軸を中心として同一円周上に、ウエハを上方から吸着保持する複数のチャック機構が設けられている。チャック機構に保持されたウエハは、インデックスヘッドの回動によって研磨工程が行われる位置に移送され、チャック機構の回転軸を中心として回転しながら、下方にある回転するポリッシャに押圧され研磨される。

【0004】

また例えば、特許文献２には、上部に複数の基板ホルダーテーブルが配設されたインデックス型回転テーブルを有する半導体基板研磨装置が開示されている。インデックス型回転テーブルが回動することにより、基板ホルダーテーブルの上面に保持されたワークが移送される。そして、基板ホルダーテーブルがそれぞれに接続されたスピンドルを回転軸として回転し、回転するワークの上方から回転する研磨パッドが下降して、研磨パッドでワークの上面を摺擦する研磨が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００―２４９１６号公報

【特許文献2】特開２００８―２２１４１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記した従来技術のインデックス機構を備えたポリッシュ装置は、半導体ウエハ等の生産性を向上させると共に、装置の小型化を図るために改善すべき点があった。

【0007】

具体的には、従来技術のインデックス機構は、インデックスヘッドまたはインデックステーブル等の回動するインデックスの中心部に、これらを支持する回転軸となる支柱が設けられている。そのため、支柱の直径に相当する分は必ずインデックスの寸法が大きくなり、インデックス機構のための広い領域が必要になって、ポリッシュ装置が大型化する。

【0008】

また、インデックスの中心部が支柱に支持される構成では、インデックスを回動させてワークを移動する際のワークの移動距離が長くなる。即ち、中心部に設けられた支柱の径に相当する分だけ、ワークの移動時の回動半径が大きくなり、回動周長が長くなる。よって、ワークの移動時間を短縮して生産性を向上させることが難しかった。

【0009】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型で高効率なインデックス機構を備え、装置の小型化及び生産性の向上を図ることができるポリッシュ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のポリッシュ装置は、研磨布を保持して回転する研磨テーブルと、ワークを吸着して回転し前記ワークを前記研磨布に摺接させるチャックと、回動して前記チャックが保持する前記ワークを前記チャックと共に移送するインデックスと、を具備し、前記インデックスの周縁部には、前記インデックスを回動自在に支持する支持部材が設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明のポリッシュ装置によれば、研磨布を保持して回転する研磨テーブルと、ワークを吸着して回転するチャックと、回動してチャックが保持するワークを移送するインデックスと、を具備し、インデックスの周縁部には、インデックスを回動自在に支持する支持部材が設けられている。このような構成により、インデックスの中央部にインデックスを支持する支柱等を設ける必要がなく、ポリッシュ装置を小型化することができる。また、インデックスの小型化によりワークの移送距離が短くなり、インデックスによる効率的なワーク搬送が実現する。

【0012】

また、本発明のポリッシュ装置によれば、前記インデックスの周縁部には、駆動手段から前記インデックスに回動する動力を伝達する動力伝達部材が設けられても良い。これにより、インデックスに回動の動力を伝達するために、インデックスの中央部に回転軸等を設ける必要がない。よって、小型で高効率なインデックス機構が得られ、ポリッシュ装置を小型化し、且つ生産性の向上を図ることができる。

【0013】

また、本発明のポリッシュ装置によれば、前記動力伝達部材は、前記インデックスの周縁部に設けられたベルトクランプと、両端部が前記ベルトクランプに固定されたベルトと、を有しても良い。このような構成により、インデックスの周縁部への取り付けが容易な動力伝達部材が得られると共に、駆動手段からの動力を効率的に伝達し、中心部に支柱がない小型のインデックスを効率良く回動させることができる。

【0014】

また、本発明のポリッシュ装置によれば、前記動力伝達部材は、前記インデックスの周縁部に設けられ伝道面に凹凸歯形が形成されたプーリと、前記プーリに噛合するベルトと、を有しても良い。このような構成により、駆動手段からの動力を効率的に伝達し、中心部に支柱がない小型のインデックスを効率良く回動させることができる。

【0015】

前記動力伝達部材は、前記インデックスの周縁部に前記インデックスと同軸に設けられた大歯車と、前記大歯車に噛合する小歯車と、を有しても良い。このような構成により、駆動手段からの動力を歯車機構で効率的に伝達し、中心部に支柱がない小型のインデックスを効率良く回動させることができる。

【0016】

また、本発明のポリッシュ装置によれば、上部に前記研磨テーブルが配設されたベーステーブルと、前記ベーステーブルの上部に設けられ前記インデックスを支持するコラムと、を具備し、前記研磨布は、前記研磨テーブルの上面に保持され、前記ワークは、前記チャックの下面に吸着され、前記ワークの下面が前記研磨布の上面に摺接しても良い。このような構成により、ポリッシュ装置の大型化を抑えながら、チャックに保持されたワークよりも径の大きな研磨布を高精度に保持できる大径の研磨テーブルを設けることができる。よって、中央部に支柱がない小型のインデックスで効率的にワークを移送して、大径の研磨布でワークを高精度に研磨することができる。

【0017】

また、本発明のポリッシュ装置によれば、前記支持部材は、前記インデックスの周縁部に固定された内輪と、前記コラム側に固定された外輪と、前記内輪と前記外輪との間にそれぞれが交互に直交するよう配列された円筒状の転動体と、を有する軸受であっても良い。これにより、内輪及び外輪と転動体との線接触により、ラジアル荷重、アキシアル荷重及びモーメント等の複雑な荷重を同時に小さい弾性変位で受けることができ、インデックスを高精度な回動ができるよう支持することができる。よって、インデックスの中心部に支柱を設けることなく、小型のインデックスでワークを正確に移送することができ、高効率な研磨加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置の概略構成を示す平面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置の概略構成を示す側面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置のインデックスを支持する軸受の概略を示す（Ａ）断面図、（Ｂ）Ａ－Ａ線断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置のロードカセットからワークを受け取る状態を示す平面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置のロードトレイでワークを受け取った状態を示す平面図である。

【図6】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置のチャックにワークを受け渡す状態を示す平面図である。

【図7】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置の研磨加工時の状態を示す平面図である。

【図8】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置のアンロードトレイでワークを受け取る状態を示す平面図である。

【図9】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置のアンロードトレイからワークを受け渡す状態を示す平面図である。

【図10】本発明の実施形態に係るポリッシュ装置のアンロードカセットにワークを受け渡した状態を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態に係るポリッシュ装置を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るポリッシュ装置１の概略構成を示す平面図である。
図１を参照して、ポリッシュ装置１は、略基板状のワークＷの表面を研磨する装置である。具体的には、ワークＷは、例えば、半導体基板であり、ポリッシュ装置１は、例えば、化学的機械研磨（ＣＭＰ）加工を行う装置である。即ち、ポリッシュ装置１は、ワークＷを形成する半導体等の表面や、半導体等の表面に形成された各種被覆等を、高精度に平坦状に仕上げるために用いられる。

【0020】

ポリッシュ装置１は、ワークＷを研磨する研磨布９を保持する研磨テーブル２と、ワークＷを保持するチャック３と、チャック３が保持するワークＷを移送するインデックス４と、ワークＷをチャック３に搬送するワーク搬送機構５と、を有する。

【0021】

図２は、ポリッシュ装置１の概略構成を示す側面図である。
図１及び図２を参照して、研磨テーブル２は、ワークＷを研磨する研磨布９を吸着保持して回転させる装置である。具体的には、研磨テーブル２は、略円形状の形態を成し、ベースフレーム１０の上部に水平回転自在に設けられ、上部にある保持面に研磨布９を保持した状態で図示しない駆動手段によって駆動されて回転する。なお、研磨布９は、例えば、図示しない減圧装置等を利用して研磨テーブル２の保持面に真空吸着されても良い。

【0022】

研磨布９は、ワークＷを研磨するための布部材である。研磨布９としては、例えば、発泡ポリウレタンシート、合成繊維等から成る不織布、その他のフェルトが利用されても良い。

【0023】

チャック３は、研磨対象のワークＷを吸着保持して回転させる機構である。チャック３は、ワークＷを保持する略円形状の保持面を有する。チャック３には、上下方向、即ち保持面に対して垂直な方向、に延在する回転軸１４が設けられており、回転軸１４を介してインデックス４に支持されている。

【0024】

ワークＷを保持するチャック３の保持面は、略中央に設けられた回転軸１４を中心として回転自在に構成されている。インデックス４の上方には、チャック３を回転させる駆動手段としてチャック用モータ１５が設けられている。チャック３は、チャック用モータ１５によって駆動されて回転する。即ち、ワークＷは、チャック３の回転軸１４を中心として水平回転する。

【0025】

なお、チャック３は、研磨テーブル２よりも小径である。換言すれば、研磨テーブル２は、チャック３に保持されたワークＷよりも径の大きな研磨布９を高精度に保持できる。このような大径の研磨テーブル２が設けられることにより、ポリッシュ装置１は、中央部に支柱がない小型のインデックス４で装置全体の大型化を抑えながら、大径の研磨布９でワークＷを高精度に研磨することができる。

【0026】

チャック用モータ１５の回転動力をチャック３に伝達する動力伝達手段は、例えば、Ｖ形ベルト、タイミングベルト、その他各種のベルト機構等である。インデックス４の上方には、回転軸１４に連結されたプーリ１６と、チャック用モータ１５の出力軸に固定されたプーリ１７と、プーリ１６及びプーリ１７に掛けられたベルト１８と、が設けられている。なお、チャック用モータ１５は、動力伝達手段を介さずチャック３を駆動するダイレクトドライブモータ等であっても良い。

【0027】

また、ポリッシュ装置１は、チャック３の保持面を上下方向に送る送り手段としてのエアシリンダ１９を有する。エアシリンダ１９は、インデックス４の上方に設けられ、チャック３を上下方向に送ると共に、研磨工程においては、チャック３に保持されたワークＷを研磨布９の研磨面に向かって押圧する。

【0028】

ポリッシュ装置１では、ワークＷに研磨布９を接触させて相対移動させることによりワークＷの研磨が行われる。詳しくは、研磨工程において、ワークＷの被研磨面、即ち下面は、チャック３の回転軸１４を中心として回転しながら、研磨テーブル２の回転軸を中心として回転している研磨布９の研磨面、即ち上面、に当接する。そして、ワークＷの被研磨面は、研磨布９の研磨面に押圧される。これにより、ワークＷの被研磨面が研磨される。

【0029】

インデックス４は、チャック３に保持されたワークＷを、回転しながら研磨位置４０に移送する割り出し装置である。具体的には、インデックス４は、略円形状の形態を成し、ベースフレーム１０の上方に設けられたコラム１１に水平回動自在に支持されている。

【0030】

詳しくは、ベースフレーム１０の上方には、ベースフレーム１０から立設された支柱１３と、支柱１３に支持されたアッパープレート１２と、を有するコラム１１が形成されている。そして、インデックス４は、コラム１１のアッパープレート１２に回動自在に支持されている。

【0031】

インデックス４には、２つのチャック３が設けられており、インデックス４は、チャック３を支持した状態で、インデックス４の中心軸を中心とし回動する。インデックス４の回動によって、ワークＷは、チャック３に保持された状態でローディング位置４１から研磨位置４０に、または、その逆に送られる。

【0032】

ここで、インデックス４の回動機構について詳述する。インデックス４の周縁部には、インデックス４を回動自在に支持する支持部材としての軸受２０が設けられている。具体的には、インデックス４は、その周縁部が軸受２０を介してアッパープレート１２に回転自在に支持されている。

【0033】

このようにインデックス４は周縁部が軸受２０に支持されているので、インデックス４の中央部にインデックス４を支持する支柱等を設ける必要がない。これにより、ポリッシュ装置１の小型化を図ることができる。また、インデックス４の小型化によりワークＷの移送距離が短くなり、インデックス４による効率的なワークＷの搬送が実現する。よって、ポリッシュ装置１によるワークＷの生産性を高めることができる。

【0034】

また、コラム１１には、インデックス４を回動させてワークＷを移送するための駆動手段であるインデックス用モータ２４が設けられている。インデックス用モータ２４の回動動力は、インデックス４の周縁部に伝達される。

【0035】

詳しくは、インデックス４の周縁部には、インデックス用モータ２４からインデックス４に回動する動力を伝達する動力伝達部材としてのベルト２７の両端部を固定するベルトクランプ２５が設けられている。

【0036】

そして、インデックス用モータ２４の出力軸にはプーリ２６が固定されている。インデックス用モータ２４の出力軸に固定されたプーリ２６と、インデックス４の周縁部に設けられたベルトクランプ２５とは、ベルト２７を介して動力伝達可能に連結されている。

【0037】

このようにインデックス４の周縁部に回動動力を伝達する機構が設けられることにより、前述の如く、インデックス４に回動の動力を伝達するために、インデックス４の中央部に回転軸等を設ける必要がない。よって、小型で高効率なインデックス機構が得られ、ポリッシュ装置１を小型化し、且つ生産性の向上を図ることができる。

【0038】

なお、インデックス用モータ２４の動力をインデックス４の周縁部に伝達するベルトクランプ２５、プーリ２６及びベルト２７として、例えば、Ｖ形ベルト、タイミングベルト、その他各種のベルト機構等を採用することができる。

【0039】

例えば、インデックス４に回動動力を伝達する動力伝達部材のプーリ２６は、伝道面に台形歯形等の凹凸歯形が形成されたタイミングプーリであり、ベルト２７は、プーリ２６に噛合するタイミングベルト、ベルトクランプ２５は、タイミングベルトの両端部を固定するクランプであっても良い。

【0040】

このような構成により、インデックス用モータ２４からの動力を効率的且つ正確に伝達し、中心部に支柱がない小型のインデックス４を正確な位置に効率良く高精度に回動させることができる。

【0041】

なお、インデックス４の周縁部には、インデックス用モータ２４からインデックス４に回動する動力を伝達する動力伝達部材として、ベルト２７に噛合する図示しないプーリが、インデックス４及び軸受２０と同軸に設けられても良い。

【0042】

また、インデックス用モータ２４からインデックス４に回動する動力を伝達する動力伝達部材は、歯車機構を構成するものであっても良い。例えば、インデックス４の周縁部には、動力伝達部材として、インデックス４及び軸受２０と同軸のピッチ円で歯形が形成された図示しない大歯車が設けられても良い。インデックス４の周縁部に設けられた大歯車は、インデックス用モータ２４の出力軸に設けられた図示しない小歯車と、直接または他の歯車を介して動力伝達自在に噛み合う。

【0043】

ポリッシュ装置１は、研磨工程において研磨布９に研磨液を供給する図示しない研磨液供給装置を有する。研磨工程においては、研磨液供給装置から供給される研磨液は、研磨布９を介して研磨面に供給される。研磨液としては、例えば、純水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等の溶液中に、砥粒として酸化ケイ素（シリカ）、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化セリウム（セリア）、酸化マンガン等が混濁されたものが使用されても良い。

【0044】

また、ポリッシュ装置１は、研磨布９の研磨面をドレッシングする図示しないドレッシング装置を有する。ドレッシング装置は、研磨布９の目詰まり除去や目立てを行うための図示しないドレッサを有する。ドレッサは、例えば、ダイヤモンド砥粒がニッケル（Ｎｉ）電着されたダイヤモンドドレッサである。

【0045】

また、ドレッサは、例えば、合成樹脂から形成されても良い。ドレッサを構成する合成樹脂材料は、高強度で耐熱性に優れた工業用プラスチック（エンジニアリングプラスチック）、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が好ましい。具体的には、ドレッサは、ナイロンブラシまたはＰＥＥＫブラシ等であっても良い。

【0046】

また、ドレッシング装置は、高圧水を供給する高圧水発生装置と、研磨布９の研磨面またはドレッサのドレッシング面に向かって高圧水を噴射する高圧水噴射ノズルと、を有しても良い。高圧水発生装置から供給される高圧水の圧力は、例えば、１～１５ＭＰａである。このような構成により、研磨布９の研磨面またはドレッサのドレッシング面を効果的に洗浄することができ、優れたドレッシング性能が発揮される。

【0047】

ポリッシュ装置１には、加工対象のワークＷを装置内に供給するためのロードカセット３７と、研磨加工が行われたワークＷを装置から取り出すためのアンロードカセット３８と、が設けられている。

【0048】

ロードカセット３７及びアンロードカセット３８は、複数のワークＷを収容可能なカセットである。また、ロードカセット３７及びアンロードカセット３８は、ポリッシュ装置１から取り外し可能に構成されている。

【0049】

ワーク搬送機構５は、加工対象のワークＷをチャック３に搬送する機構である。具体的には、ワーク搬送機構５は、ロードカセット３７内に収容されている加工対象のワークＷをチャック３に搬送し、研磨加工が完了したワークＷをチャック３からアンロードカセット３８に搬送する。

【0050】

ワーク搬送機構５は、ロードカセット３７及びアンロードカセット３８に対してワークＷの搬送を行うロボット３６と、ロボット３６から受け取ったワークＷをチャック３に送るロードトレイ３０と、チャック３からワークＷを受け取り、ロボット３６に受け渡すアンロードトレイ３２と、を有する。

【0051】

ロボット３６は、図示しない制御装置によって制御され、図示しない駆動手段によって駆動されて、ワークＷを自動搬送する搬送用ロボットである。
ロボット３６は、ロードカセット３７に収容されているワークＷを取り出してロードトレイ３０に送る。また、ロボット３６は、研磨加工が完了したワークＷをアンロードトレイ３２から受け取り、アンロードカセット３８に収容する。

【0052】

ロードトレイ３０は、ワークＷをチャック３に送るためのトレイである。詳しくは、ロードトレイ３０は、ロボット３６から搬送された加工対象のワークＷを受け取り、ワークＷをチャック３に送って受け渡す。

【0053】

ロードトレイ３０は、ベースフレーム１０の上部に設けられた水平方向に延在するレール３４に支持され、レール３４に沿って移動する。具体的には、ロードトレイ３０は、図示しない駆動装置によって送られて、ロボット３６からワークＷを受け取る基準位置３１からチャック３にワークＷを受け渡すローディング位置４１まで往復移動可能である。

【0054】

アンロードトレイ３２は、ワークＷをチャック３からロボット３６に受け渡すためのトレイである。詳しくは、アンロードトレイ３２は、ローディング位置４１でチャック３から研磨加工後のワークＷを受け取り、そのワークＷを基準位置３３まで送ってロボット３６に受け渡す。

【0055】

アンロードトレイ３２は、レール３４に支持されており、レール３４に沿って移動する。具体的には、アンロードトレイ３２は、図示しない駆動装置によって送られて、ロボット３６にワークＷを受け渡す基準位置３３から、チャック３からワークＷを受け取るローディング位置４１まで、往復移動可能である。

【0056】

このように、ロードトレイ３０とアンロードトレイ３２は、それぞれがレール３４に沿って往復移動可能に、チャック３からの距離が略同じとなる左右対象な位置に設けられている。

【0057】

ロードトレイ３０がロボット３６からワークＷを受け取る基準位置３１は、図１において、ポリッシュ装置１の略中央にあるローディング位置４１の左側、即ちポリッシュ装置１の左側部分にある。他方、アンロードトレイ３２がロボット３６にワークＷを受け渡す基準位置３３は、ローディング位置４１の右側、即ちポリッシュ装置１の右側部分にある。なお、ロードトレイ３０とアンロードトレイ３２の配設は、上記とは左右逆の形態であっても良い。

【0058】

ロードトレイ３０及びアンロードトレイ３２と、研磨テーブル２と、の間には、下隔壁２８及び上隔壁２９が設けられている。下隔壁２８及び上隔壁２９は、研磨工程時において、ワーク研磨テーブルの上方で研磨されるワークＷからの研磨屑等がロードトレイ３０及びアンロードトレイ３２側に飛散することを防止する壁である。

【0059】

具体的には、下隔壁２８は、ベースフレーム１０の上部に固定されている。下隔壁２８の上端部は、研磨テーブル２の上面より高い位置にある。上隔壁２９は、インデックス４の下部に固定されており、上隔壁２９の下端部は、下隔壁２８の上端部に近接している。そして、上隔壁２９は、インデックス４と共に回動する。これにより、インデックス４の回動でワークＷを移送する構成において、研磨屑等の飛散による研磨前及び研磨後のワークＷの汚染を防止することができる。

【0060】

また、ポリッシュ装置１は、チャック３の保持面を洗浄する図示しないチャック洗浄装置を有しても良い。チャック洗浄装置は、研磨工程でチャック３に付着した研磨屑等を、次に加工すべきワークＷを保持する前に除去する部材であり、例えば、ベースフレーム１０の上部に設けられている。チャック洗浄装置の図示しないチャック洗浄部材は、例えば、合成樹脂から形成されたブラシ状の部材であり、ナイロンブラシ等である。

【0061】

なお、チャック洗浄装置には、チャック３を洗浄するために、チャック３の保持面に高圧水を噴き付ける図示しない高圧水噴射手段が設けられても良い。チャック３に噴き付けられる高圧水は、例えば、純水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液である。

【0062】

図３（Ａ）は、インデックス４を支持する軸受２０の概略を示す断面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すＡ－Ａ線断面図である。
図３（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、インデックス４を支持する支持部材としての軸受２０は、例えば、クロスローラベアリングでも良い。詳しくは、軸受２０は、インデックス４の周縁部に固定された内輪２１と、コラム１１側に固定された外輪２２と、内輪２１と外輪２２との間にそれぞれが交互に直交するよう配列された略円筒状の転動体である、ころ２３と、を有する。

【0063】

このようにインデックス４を支持する軸受２０としてクロスローラベアリングが採用されることにより、支持部材の小型化を図ることができると共に、インデックス４の高精度な回動が可能となる。

【0064】

即ち、軸受２０は、内輪２１及び外輪２２と、ころ２３との線接触により、小型でありながら、ワークＷ（図２参照）の移送工程や研磨工程においてインデックス４に作用するラジアル荷重、アキシアル荷重及びモーメント等の複雑な荷重を同時に、且つ小さい弾性変位で、受けることができる。

【0065】

これによりコラム１１は、軸受２０を介して、インデックス４を高精度な回動ができるよう支持することができる。よって、インデックス４の中心部に支柱を設けることなく、小型のインデックス４でワークＷを正確に安定して移送することができ、高効率且つ高精度な研磨加工を行うことができる。

【0066】

次に、図４ないし図１０を参照して、ポリッシュ装置１のワークＷを搬送して研磨する動作について説明する。
図４は、ロードカセット３７からワークＷを受け取る状態を示す平面図である。
図４に示すように、先ず、研磨対象のワークＷが収容されたロードカセット３７がポリッシュ装置１に取り付けられる。前述の通り、ロードカセット３７には、複数枚のワークＷが収容されても良い。ポリッシュ装置１にロードカセット３７を取り付ける作業は、作業者によって行われても良いし、他の図示しない搬送装置等によって自動的に行われても良い。

【0067】

図５は、ロードトレイ３０でワークＷを受け取った状態を示す平面図である。
図４及び図５を参照して、ロードカセット３７に収容されているワークＷは、ロボット３６によって取り出され、ロードトレイ３０に受け渡される。即ち、ワークＷは、ロボット３６によって、ロードトレイ３０の上部に載置される。この時、ロードトレイ３０は、インデックス４の左側の、ワークＷを受け取る基準位置３１にある。

【0068】

図６は、チャック３にワークＷを受け渡す状態を示す平面図である。
図５に示すように、ロードトレイ３０にワークＷが保持された状態で、図６に示すように、ロードトレイ３０はポリッシュ装置１の中央方向にあるローディング位置４１に移動し、ワークＷが一方のチャック３ａに受け渡される。なお、この時、アンロードトレイ３２は、ポリッシュ装置１の右側の、ワークＷを受け渡す基準位置３３にある。

【0069】

詳しくは、ローディング位置４１は、回動自在なインデックス４に支持された研磨加工中でない一方のチャック３ａの下方である。即ち、ワークＷは、研磨テーブル２の回転領域から径方向に離れた研磨加工を実行中でないチャック３ａの保持面の下方に送られる。
なお、この時、研磨テーブル上の研磨位置４０にある他方のチャック３ｂには、図示しない他のワークＷを保持されており、そのワークＷの研磨加工が行われている。

【0070】

ローディング位置４１に送られたワークＷは、上方のチャック３ａに受け渡されて吸着保持される。即ち、チャック３ａは、エアシリンダ１９（図２参照）によって、保持面の下方にあるワークＷに当接するように送られ、ワークＷを吸着する。そして、ワークＷを保持したチャック３ａは、インデックス４が回動可能な高さ、詳しくは、ワークＷが下隔壁２８を超えて回動できる高さまで、上方に送られる。

【0071】

図７は、ポリッシュ装置１の研磨加工時の状態を示す平面図である。
図６に示すように、ローディング位置４１でチャック３ａにワークＷが受け渡された後、図７に示すように、インデックス４は、周縁部を軸受２０に支持された状態で１８０度回動する。これにより、チャック３ａ及びチャック３ａに保持されたワークＷがローディング位置４１から研磨位置４０に送られる。
なお、この時、研磨テーブル上にあった他方のチャック３ｂは、研磨加工が行われた図示しないワークＷを保持して、研磨位置４０からローディング位置４１に送られる。

【0072】

次いで、チャック３ａは下方に送られ、ワークＷの被研磨面である下面は、研磨テーブル２に保持されている研磨布９の研磨面である上面に摺接する。そして、ワークＷの研磨工程が実行される。

【0073】

具体的には、エアシリンダ１９（図２参照）によってチャック３ａを介してワークＷが押圧されると共に、チャック用モータ１５（図２参照）によってチャック３ａが回転し、図示しない駆動手段に駆動されて研磨テーブル２が回転する。ワークＷと研磨布９との相対移動により、ワークＷの被研磨面が研磨される。

【0074】

研磨工程が完了したら、チャック３ａは、ワークＷを保持した状態で上方に送られる。即ち、チャック３ａは、ワークＷが下隔壁２８より高く、インデックス４が回動可能な高さまで上昇する。

【0075】

図８は、アンロードトレイ３２でワークＷを受け取る状態を示す平面図である。
図８に示すように、研磨工程が終了してチャック３ａが上昇した後、インデックス４は、その中央部を中心として回動する。

【0076】

具体的には、インデックス４は、軸受２０に周縁部を支持された状態で、インデックス用モータ２４によって駆動され、１８０度逆転する。これにより、研磨加工が実行された後のワークＷは、研磨位置４０から研磨テーブル２の回転領域外にあるローディング位置４１に移送される。
なお、この時、次に研磨される図示しない他のワークＷは、他方のチャック３ｂに保持された状態で、ローディング位置４１から研磨位置４０に送られる。

【0077】

ここで、アンロードトレイ３２は、チャック３ａからワークＷを受け取るためにローディング位置４１に移動する。即ち、アンロードトレイ３２は、チャック３ａに保持されたワークＷの下方にある。そして、チャック３ａは、下方に送られ、アンロードトレイ３２にワークＷを受け渡す。
ワークＷをアンロードトレイ３２に受け渡した後、チャック３ａは、アンロードトレイ３２が移動できるよう、上方に送られる。

【0078】

図９は、アンロードトレイ３２からワークＷを受け渡す状態を示す平面図である。
図９を参照して、ローディング位置４１でチャック３ａからワークＷを受け取ったアンロードトレイ３２は、ロボット３６にワークＷを受け渡す基準位置３３に送られる。
そして、基準位置３３において、ワークＷは、ロボット３６に受け取られる。

【0079】

図１０は、アンロードカセット３８にワークＷを受け渡した状態を示す平面図である。
図１０を参照して、ロボット３６は、基準位置３３に送られたアンロードトレイ３２からワークＷを受け取った後、そのワークＷをアンロードカセット３８に収容する。そして、アンロードカセット３８に収容されるべき全てのワークＷの研磨加工が終了してアンロードカセット３８の収容が完了したら、アンロードカセット３８がポリッシュ装置１から取り外される。

【0080】

なお、図７に示す研磨加工時において、図８から図１０に示すように研磨加工が完了したワークＷをチャック３ｂからアンロードカセット３８に搬送する工程や、図５から図７に示すようにワークＷをロードカセット３７からチャック３ｂに搬送する工程が進められても良い。

【0081】

図４及び図５に示すようにロボット３６でワークＷをロードカセット３７からロードトレイ３０に搬送する工程において、図８及び図９に示すようにアンロードトレイ３２でワークＷをチャック３から基準位置３３に移送する工程が進められても良い。

【0082】

また、図５及び図６に示すようにロードトレイ３０でワークＷを基準位置３１からローディング位置４１に移送してチャック３に受け渡す工程が行われる際に、図１０に示すようなロボット３６でアンロードトレイ３２からアンロードカセット３８にワークＷを搬送する工程が行われても良い。
上記の方法により、ワークＷを効率良く搬送して、搬送時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。

【0083】

また、図６に示すようにワークＷがロードトレイ３０からチャック３ａに受け渡される工程の前に、図示しないチャック洗浄装置でチャック３ａの保持面を洗浄する工程が行われても良い。

【0084】

以上説明の如く、本実施形態に係るポリッシュ装置１は、中央部に回転軸が不要なインデックス４によって装置の大型化を抑えることができると共に、小型のインデックス４で高精度且つ高効率なワークＷの移送が可能である。よって、小型で高性能なポリッシュ装置１が得られ、半導体ウエハ等の生産性を向上させることができる。

【0085】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

【符号の説明】

【0086】

１ ポリッシュ装置
２ 研磨テーブル
３、３ａ、３ｂ チャック
４ インデックス
５ ワーク搬送機構
９ 研磨布
１０ ベースフレーム
１１ コラム
１２ アッパープレート
１３ 支柱
１４ 回転軸
１５ チャック用モータ
１６ プーリ
１７ プーリ
１８ ベルト
１９ エアシリンダ
２０ 軸受
２１ 内輪
２２ 外輪
２３ ころ
２４ インデックス用モータ
２５ ベルトクランプ
２６ プーリ
２７ ベルト
２８ 下隔壁
２９ 上隔壁
３０ ロードトレイ
３１ 基準位置
３２ アンロードトレイ
３３ 基準位置
３４ レール
３６ ロボット
３７ ロードカセット
３８ アンロードカセット
４０ 研磨位置
４１ ローディング位置
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】