JP2002192446A - 研磨装置、研磨方法及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円形基板のエッジ部を短期間に研磨可能な研
磨装置を提供すると共に、これをデバイス製造工程での
半導体ウェハのエッジ部の研磨処理に用いて処理期間の
短縮化を図る。 【解決手段】 半導体ウェハ１０のエッジ部１１を研磨
する研磨装置１００は、第１ドラム１１０と第２ドラム
１２０とを具える。第１ドラム１１０は第１の研磨面１
１２Ａでエッジ部１１の上側のベベル１１Ａを研磨する
第１の研磨部１１２を具える。第２ドラム１２０は第２
の研磨面で下側ベベル１１Ｂを研磨する第２の研磨部１
２２を具える。第１押付用シリンダ１８１は半導体ウェ
ハ１０のエッジ部１１の上側ベベル１１Ａを所定の角度
で第１の研磨面１１２Ａに押し当て、第２押付用シリン
ダ１８２は下側ベベル１１Ｂを所定の角度で第２の研磨
面１２２Ａに押し当てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置、研磨方
法及び半導体デバイスの製造方法に関し、特に半導体ウ
ェハ、光学レンズ、磁気ディスク基板等の円形基板のエ
ッジ部の研磨に用いられる研磨装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体ウェハ、光学レンズ、
磁気ディスク基板等の円形基板を、所望の平面度で研磨
する技術が知られている。特に、半導体ウェハに対して
は、その出荷前に、表面（デバイス形成面）、裏面、及
び、エッジ部の研磨が行われ、研磨後の半導体ウェハを
用いて、半導体デバイスの製造工程で、そのデバイス形
成面に半導体膜、金属膜等からなるデバイス構造が形成
されていく。

【０００３】この場合、半導体膜、金属膜が形成された
半導体ウェハには、成膜後、平坦化のための化学的機械
的研磨（以下、「ＣＭＰ研磨」と称す。）が行われ、そ
の後、半導体ウェハ全体（表面、裏面、エッジ部）に付
着した物質（半導体膜、金属膜を構成する各種物質）が
洗浄によって除去される。ところで、近年の高密度化が
図られた半導体デバイスでは、僅かに残った不要な物質
がデバイス特性に影響を与えることが知られている。し
かるに、上記したように成膜後に半導体ウェハ全体を洗
浄するだけでは、半導体ウェハに付着した不要な物質
を、デバイス特性に影響を与えない程度まで十分に除去
することができないことが分かった。これは、半導体ウ
ェハの洗浄を行っても、そのエッジ部に、不要な物質が
洗浄しきれずに残ってしまうからである。

【０００４】そこで、本発明者等は、デバイス製造工程
において、不要な物質が付着し得るエッジ部を、成膜工
程等が終了する毎に研磨する半導体デバイスの製造方法
を着想した。ここで、エッジ部を研磨する研磨装置は、
例えば、特開平９−８５６００号公報等によって公知と
なっている。

【０００５】公知の研磨装置５０は、図１１に示すよう
に、モータ５５によって回転軸５１Ｒを中心に回転する
ドラム５１、このドラム５１に取り付けられた研磨部材
５２、チャックベース５６、半導体ウェハ１０を吸着す
るためのチャックプレート５７等を有する。半導体ウェ
ハ１０のエッジ部１１を研磨する際には、破線で示すよ
うにチャックベース５６が傾けられて、チャックプレー
ト５７に吸着された半導体ウェハ１０が、ドラム５１の
研磨部材５２に所定の角度で押し当てられる。このとき
エッジ部１１と研磨部材５２との接触部分には、ノズル
５４からスラリー研磨液が供給される。尚、図中、５３
はドラム５１を覆う内カバー、５８は研磨装置５０の全
体を覆う外カバーである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の研
磨装置５０は、研磨部材５２の研磨面５２Ａが、ドラム
５１の表面に円柱状に形成されているため、半導体ウェ
ハ１０のエッジ部１１の上側ベベルと下側ベベルとを研
磨するには、チャックプレート５７に吸着された半導体
ウェハ１０を一旦外し、これを返して吸着し直さなけれ
ばならなかった。

【０００７】又、従来の研磨装置５０では、半導体ウェ
ハ１０のエッジ部１１は、円柱状の研磨面５２Ａと点接
触する構成であるため、半導体ウェハ１０のエッジ部１
１全周を研磨するのに長時間を要していた。このように
半導体デバイスの製造工程において、エッジ部１１の研
磨を行おうとしても、研磨時間が長期化してしまい、ス
ループットが低下するという不具合があった。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、第１の目的は、円形基板のエッジ部を短期間に研
磨可能な研磨装置を提供することである。又、本発明の
第２の目的は、半導体デバイス製造方法において、半導
体ウェハのエッジ部の研磨処理を短期間で行ってスルー
プットを向上させることができる半導体の製造方法を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の研磨装置は、基板のエッジ部を研磨する
もので、第１の研磨面を有し前記エッジ部の上側のベベ
ルを研磨する第１の研磨部と、第２の研磨面を有し前記
エッジ部の下側のベベルを研磨する第２の研磨部と、前
記基板のエッジ部の前記上側のベベルを所定の角度で前
記第１の研磨面に押し当てると共に前記下側のベベルを
所定の角度で前記第２の研磨面に押し当てることができ
る押当て部とを備えたものである。

【００１０】又、請求項２の研磨装置は、請求項１にお
いて、前記第１の研磨部が略円筒状の第１の研磨面を内
面に有する第１の研磨部材を具えると共に前記略円筒状
の第１の研磨面の軸の回りに回転可能に構成され、前記
第２の研磨部が前記軸に対して偏心して位置する略円筒
状の第２の研磨面を内面に有する第２の研磨部材を具え
ると共に該円筒状の第２の研磨面の軸の回りに回転可能
に構成され、更に、基板を回転させながら保持する保持
部とを具えたものである。

【００１１】又、請求項３の研磨方法は、略円筒状の第
１の研磨面を有し前記エッジ部の上側のベベルを研磨す
る第１の研磨部を前記略円筒状の第１の研磨面の軸の回
りに回転させる手順と、略円筒状の第２の研磨面を有し
前記エッジ部の前記下側のベベルを研磨する第２の研磨
部を前記略円筒状の第２の研磨面の軸の回りに回転させ
る手順と、前記基板のエッジ部の前記上側のベベルを前
記第１の研磨面に、前記下側のベベルを前記第２の研磨
面に、選択的に又は同時に押し当てる手順とを含むもの
である。

【００１２】又、請求項４の研磨装置は、１又は２以上
の研磨面が形成された研磨ベルトと、該研磨ベルトを駆
動する駆動部と、研磨面の曲率半径を研磨する基板の半
径に応じて調整可能なベルト調整部とを具えたものであ
る。又、請求項５の研磨装置は、請求項４において、前
記研磨ベルトに少なくとも第１の研磨面と第２の研磨面
とが形成され、前記第１、第２の研磨面の少なくとも一
方の曲率半径を、研磨する基板の半径に応じて調整可能
なベルト調整部を具えたものである。

【００１３】又、請求項６の半導体デバイスの製造方法
は、半導体ウェハのデバイス形成面に対するＣＭＰ研磨
と、請求項３に記載の研磨方法によるエッジ部の研磨と
を連続して行うものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態について、図１〜図３を用いて説
明する。

【００１５】図１は、本実施の形態の研磨装置１００を
示す断面図である。図に示すように研磨装置１００は、
第１ドラム（第１研磨部）１１０、第２ドラム（第２研
磨部）１２０、チャックベース１３０、研磨液回収タブ
１５０、第１ドラム回転部１６０、第２ドラム回転部１
７０、第１押付用シリンダ１８１（押当て部）、第２押
付用シリンダ１８２（押当て部）等によって構成されて
いる。

【００１６】このうち第１ドラム１１０は、ベアリング
１１１によって、フレーム１０２に回転自在に取り付け
られている。又、フレーム１０２はそのブロック部１０
２Ａが、作業台１０１に形成されたリニアガイド１０１
Ａに、摺動自在に取り付けられている。フレーム１０２
は、第１押付用シリンダ１８１によって、第１ドラム１
１０を回転可能に支持しながら、作業台１０１に対して
移動する（図１中矢印Ａの方向）。

【００１７】第１ドラム１１０の内部には、第１研磨部
材１１２が設けられている。この第１研磨部材１１２
は、その内壁に円筒状の研磨面１１２Ａを有する。又、
第１ドラム１１０の外周には、プーリー１６３が設けら
れており、このプーリー１６３とドラム回転用モータ１
６１側に取り付けられたプーリー１６２が、第１駆動ベ
ルト１６４で懸架されている。この第１駆動ベルト１６
４がドラム回転用モータ１６１によって駆動されること
で、第１ドラム１１０は、円筒状の研磨面１１２Ａの軸
（回転軸１１０Ｒ）を中心に回転する。

【００１８】又、第１ドラム１１０の内側には、チャッ
クベース（保持部）１３０が設けられている。このチャ
ックベース１３０は、半導体ウェハ１０を回転軸１１０
Ｒに対して所定の角度θ１で傾斜させながら回転保持す
るチャックプレート１３１、テーブル回転用モータ１３
２、昇降駆動機構１３４を具える。ここで前記した第１
押付用シリンダ１８１によって、第１ドラム１１０がフ
レーム１０２ごと図中左方向に移動されると、所定の角
度θ１で傾斜されながら回転する半導体ウェハ１０のエ
ッジ部１１（上側ベベル１１Ａ）が研磨面１１２Ａに一
定の力で押し付けられる。

【００１９】又、第１ドラム１１０の上部には、第２ド
ラム１２０の下側開放端１２０Ｂ全体を下側から覆うよ
うに、カラー部１２５が設けられている。このカラー部
１２５は、ノズル１８３，１８４から半導体ウェハ１０
に供給されて飛散されたスラリー研磨液の部分を第１ド
ラム１１０内部に導くためのものである。又、第１ドラ
ム１１０の下部にはドラムスカート１２６が設けられて
いる。このドラムスカート１２６は、半導体ウェハ１０
に供給されたスラリー研磨液を更に研磨液回収タブ１５
０に導くためのものである。

【００２０】一方、第２ドラム１２０は、ベアリング１
２１によって、フレーム１０３に回転自在に取り付けら
れている。このフレーム１０３も、そのブロック部１０
３Ａが、作業台１０１に形成されたリニアガイド１０１
Ｂに、摺動自在に取り付けられている。このフレーム１
０３は、第２押付用シリンダ１８２によって、第２ドラ
ム１２０を回転自在に支持しながら作業台１０１に対し
て移動する（図１中矢印Ｂの方向）。

【００２１】第２ドラム１２０の内部には、第２研磨部
材１２２が設けられている。この第２研磨部材１２２
は、その内壁に円筒状の研磨面１２２Ａを有する。又、
第２ドラム１２０の外周には、プーリー１７３が設けら
れており、このプーリー１７３とドラム回転用モータ１
７１側に取り付けられたプーリー１７２が、第２駆動ベ
ルト１７４で懸架されている。この第２駆動ベルト１７
４がドラム回転用モータ１７１によって駆動されること
で、第２ドラム１２０は、円筒状の研磨面１２２Ａの軸
（回転軸１２０Ｒ）を中心に回転する。尚、第２ドラム
１２０は、その回転軸１２０Ｒが第１ドラム１１０の回
転軸１１０Ｒとずれるように偏心して配置される（図２
参照）。

【００２２】この第２ドラム１２０は、その内側に、チ
ャックベース１３０のチャックプレート１３１に吸着さ
れた半導体ウェハ１０のエッジ部１１が当接可能となる
ように、第１ドラム１１０との相対的な位置が決定され
ている。前記した第２押付用シリンダ１８２が第２ドラ
ム１２０をフレーム１０３ごと、図中右方向に移動させ
ると、所定の角度θ１で傾斜されながら回転する半導体
ウェハ１０のエッジ部１１の他方（下側ベベル１１Ｂ）
が、研磨面１１２Ａに一定の力で押し付けられる。

【００２３】又、第１ドラム１１０の下部開放端１１０
Ｂを覆おう研磨液回収タブ１５０は、高速回転する第１
ドラム１１０と接触しないように配置されている。尚、
その底部には、研磨液回収部を構成するドレイン１５１
が設けられている。又、研磨装置１００には、エッジ研
磨時に半導体ウェハ１０のエッジ部１１に向けてスラリ
ー研磨液を供給するためのノズル１８３、１８４が設け
られている。尚、第２ドラム１２０の上部開放端１２０
Ａは、上カバー１８５によって覆われて、スラリー研磨
液が外部に飛び散らないようになっている。

【００２４】次に、研磨装置１００の第１ドラム１１
０、第２ドラム１２０と、チャックベース１３０のチャ
ックプレート１３１に吸着された半導体ウェハ１０との
位置関係について、図２を用いて説明する。エッジ研磨
処理が開始される前は、第１ドラム１１０と、第２ドラ
ム１２０とは、各々の内部に設けられた研磨面１１２
Ａ、１２２Ａが、共に半導体ウェハ１０のエッジ部１１
（１１Ａ，１１Ｂ）に当接可能で、かつ、接しないよう
に、偏心して配置されている。

【００２５】このとき半導体ウェハ１０は、チャックベ
ース１３０のチャックプレート１３１に、回転軸１１０
Ｒに対して所定の角度θ１で傾斜されている（図１）。
半導体ウェハ１０のエッジ部１１に対する研磨処理が開
始されると、先ず、テーブル回転用モータ１３２によっ
て半導体ウェハ１０が、図２の矢印Ｘで示す方向に低速
回転（約０．５〜２ｒｐｍ）する。

【００２６】一方で、第１ドラム１１０は、ドラム回転
用モータ１６１によって図２の矢印Ｙで示す方向に高速
回転し（約１０００ｒｐｍ）、第２ドラム１２０は、ド
ラム回転用モータ１７１によって矢印Ｚで示す方向に高
速回転する（約１０００ｒｐｍ）。上記高速回転された
第１ドラム１１０、第２ドラム１２０は、第１押付用シ
リンダ１８１、第２押付用シリンダ１８２によって、各
々、矢印Ａ，Ｂに示す方向に移動される。

【００２７】この移動によって、低速回転している半導
体ウェハ１０のエッジ部１１に、研磨面１１２Ａ、１２
２Ａが一定の力で押し付けられて、エッジ部１１の上側
ベベル１１Ａ、下側ベベル１１Ｂが、略同時に研磨され
る（図２中、破線の円で示すＳ１、Ｓ２部分）。尚、チ
ャックプレート１３１は、昇降駆動機構１３４によって
上下動可能になっており、エッジ部１１と研磨部材１１
２，１２２との接触箇所を移動させて研磨部材１１２，
１２２全体を使った研磨が可能になっている。

【００２８】この実施の形態では、研磨装置１００によ
って、半導体ウェハ１０の上側ベベル１１Ａ、下側ベベ
ル１１Ｂの角度θａ、θｂが所定角度（例えば、θａ＝
θｂで、２２度又は３７度）に成形される（図３）。こ
こで研磨装置１００の第１ドラム１１０、第２ドラム１
２０の直径は、角度θ１で傾けられた半導体ウェハ１０
のエッジ部１１が、研磨面１１２Ａ，１２２Ａの各々に
おいて２点接触しないように、その値が決定されてい
る。研磨装置１００全体の小型化のためには、この条件
を満たす範囲で小さい方が好ましい。

【００２９】以上説明したように第１の実施の形態の研
磨装置１００では、上側ベベル１１Ａをエッジ研磨する
ための第１ドラム１１０と、下側ベベル１１Ｂをエッジ
研磨するための第２ドラム１２０とが設けられているた
め、これら上側ベベル１１Ａ、下側ベベル１１Ｂを、略
同時に研磨することができ、半導体ウェハ１０のエッジ
研磨処理の時間が短縮化される。

【００３０】尚、半導体ウェハ１０のチャックベース１
３０での傾き（θ１）は、上側ベベル１１Ａ、下側ベベ
ル１１Ｂの角度θａ、θｂを同じにするのであれば、４
５度が最適であるが、角度θａ、θｂに応じて、適宜、
角度を変化させることができる。又、上側ベベル１１Ａ
のエッジ研磨と下側ベベル１１Ｂのエッジ研磨を、別個
のタイミングで行ってもよいのは、勿論である。この場
合でも、上側ベベル１１Ａ、下側ベベル１１Ｂの研磨の
ために半導体ウェハ１０を裏返しにして吸着し直す手間
が省けるので、半導体ウェハ１０のエッジ研磨処理の時
間が短縮化される。

【００３１】（第２の実施の形態）次に、本発明の第２
の実施の形態の研磨装置２００について、図４〜図８を
用いて説明する。図４は、本実施の形態の研磨装置２０
０の全体を示す図、図５は、第１、第２ドラム２１０、
２２０と曲率半径調整部２６０の位置関係を示す斜視図
である。

【００３２】これらの図に示すように研磨装置２００
は、第１ドラム２１０、第２ドラム２２０、第１チャッ
クベース２３０、第２チャックベース２４０、研磨ベル
ト２５０、曲率半径調整部（コマ部材）２６１，２６２
等によって構成されている。このうち第１ドラム２１
０、第２ドラム２２０に研磨ベルト２５０が懸架されて
いる。

【００３３】又、第２ドラム２２０は、ベース２７０下
側に設けられた駆動用モータ２１１によって、高速回転
（約１０００ｒｐｍ）で回転され、これにより研磨ベル
ト２５０が駆動される。この駆動用モータ２１１と第２
ドラム２２０とによって駆動部が構成され、このとき第
１ドラム２１０は従動して回転する。又、第２ドラム２
２０の取付部２２２には、移動用シリンダ２２１が取り
付けられている。この移動用シリンダ２２１によって第
２ドラム２２０が楕円形の開口（図示されず）に沿って
移動され、研磨ベルト２５０のテンション調整が行われ
る。研磨ベルト２５０の取替時、この移動用シリンダ２
２１によって第１ドラム２１０と第２ドラム２２０との
距離を縮めることでその作業が容易になる。

【００３４】研磨ベルト２５０には、研磨布からなる研
磨部材２５２が貼り付けられている。上記した第１ドラ
ム２１０が回転して研磨ベルト２５０が駆動されると、
研磨部材２５２が、第１ドラム２１０、第２ドラム２２
０間で一定速度で移動する。このとき第１ドラム２１０
と第２ドラム２２０との間の部分（図５中、斜線で示す
箇所）が、研磨面（第１研磨面２５２Ａ、第２研磨面２
５２Ｂ）として利用される。

【００３５】第１チャックベース２３０、第２チャック
ベース２４０は、各々、半導体ウェハ１０，２０を回転
させながら保持するチャックプレート２３１、２４１、
テーブル回転用モータ２３２、２４２等を具えている。
又、第１チャックベース２３０、第２チャックベース２
４０が取り付けられた作業台２０１、２０２には、チャ
ックプレート２３１、２４１を、図４中、矢印で示す方
向に移動させて、研磨ベルト２５０に押し当てるための
移動装置（図示省略）が設けられている。

【００３６】この移動装置によって第１チャックベース
２３０、第２チャックベース２４０が、研磨ベルト２５
０に向かって移動すると、所定の角度θ２傾けられたま
ま低速回転する半導体ウェハ１０Ａ、２０Ａのエッジ部
１１（図示例では、上側ベベル１１Ａ）が一定の力で、
第１研磨面２５２Ａ、第２研磨面２５２Ｂに押し付けら
れる。尚、角度θ２は、エッジ部１１、２１の角度θ
ａ、θｂ（図３参照）に応じて決定される。

【００３７】研磨ベルト２５０には、図４〜図８に示す
ように、ベルト上下端２５０Ｃを一定の力で押し付ける
コマ部材（ベルト調整部）２６１、２６２が配置されて
いる。このコマ部材２６１、２６２によって内側に押し
付けられた研磨ベルト２５０は、曲面２６１Ａ、２６２
Ａによって所定の曲率半径に調整される。このコマ部材
２６１、２６２は、少なくとも曲面２６１Ａ、２６２Ａ
が滑らかに加工され、研磨ベルト２５０との間で摩擦が
生じ難くなっている。

【００３８】又、曲面２６１Ａ、２６２Ａの曲率半径ｒ
１（図７）は、研磨ベルト２５０の第１研磨面２５２
Ａ、第２研磨面２５２Ｂでの曲率半径を各々決定するた
めのもので、その値は、各々の第１研磨面２５２Ａ、第
２研磨面２５２Ｂで研磨される半導体ウェハ１０、２０
の直径、上側ベベルの角度θａ、下側ベベル１１Ｂの角
度θｂ（図３）等に応じて決定される。尚、コマ部材２
６１、２６２の曲率半径ｒ１は、同じ値であっても異な
る値でもよい。

【００３９】このように構成された研磨装置２００は、
第１ドラム２１０、第２ドラム２２０、第１チャックベ
ース２３０、第２チャックベース２４０が上カバー２８
５によって覆われており、その天井部分に設けられたノ
ズル２８３，２８４から半導体ウェハ１０、２０と研磨
ベルト２５０との接触部分にスラリー研磨液が供給され
る。半導体ウェハ１０に向けて供給されたスラリー研磨
液は、上カバー２８５によって、外部に飛び散ることな
く、ベース２７０に設けられたドレイン２７１より回収
される。

【００４０】この実施の形態の研磨装置２００では、第
１ドラム２１０、第２ドラム２２０に懸架された研磨ベ
ルト２５０が、チャックプレート２３１、２４１に各々
吸着された２枚の半導体ウェハ１０、２０のエッジ部１
１、２１を研磨可能になっている。このように研磨ベル
ト２５０を用いることで、半導体ウェハ１０のエッジ部
１１と研磨面２５２Ａ，２５２Ｂとの接触面積が大きく
できるので、エッジ研磨の処理時間が短縮できる。

【００４１】この研磨装置２００でも、半導体ウェハ１
０、２０が、図４中の矢印Ｘで示す方向に低速回転（約
１〜２ｒｐｍ）され、一方で、研磨ベルト２５０が、モ
ータ２１１によって図中の矢印Ｙで示す方向に高速回転
（第２ドラム２２０の回転速度が約１０００ｒｐｍ）さ
れる。この状態で、第１チャックベース２３０、第２チ
ャックベース２４０が、案内溝２０３，２０４に沿って
矢印に示す方向に移動されると、半導体ウェハ１０、２
０のエッジ部１１、２１が、研磨ベルト２５０の研磨面
２５２Ａ、２５２Ｂに一定の力で押し付けられ、エッジ
研磨が行われる。

【００４２】尚、チャックプレート２３１、２４１は、
共に図示省略の昇降駆動機構によって上下動可能になっ
ており、エッジ部１１、２１と、研磨面２５２Ａ，２５
２Ｂとの接触箇所を移動させて研磨部材２５２全体を使
った研磨が可能になっている。又、上記した実施の形態
では、コマ部材２６１、２６２の曲面２６１Ａ、２６２
Ａを滑らかに加工して研磨ベルト２５０の滑りをよくし
ているが、図８に示すように、コマ部材２６３の曲面２
６３Ａに、ローラ２６４を設けて、研磨ベルト２５０の
滑りをよくしてもよい。

【００４３】以上説明したように第２の実施の形態の研
磨装置２００では、２枚の半導体ウェハ１０、２０のエ
ッジ部１１、２１を、曲率半径を自在に調整できる研磨
ベルト２５０によって研磨できるため、エッジ部１１、
２１と研磨面２５２Ａ、２５２Ｂとの接触面積を大きく
してエッジ研磨の処理時間を短縮化できる。又、研磨面
２５２Ａ、２５２Ｂの曲率半径を自在に調整できるの
で、如何なる直径の半導体ウェハ１０、２０に関して
も、エッジ部１１、２１の研磨が可能になる。又、エッ
ジの角度を変えた場合、接触部の長さが変化する。その
ため、エッジの角度毎に、最適な接触部の長さを得るこ
とができるコマ部材を準備することでどのようなエッジ
角度の研磨も効率よく行われる。更に、又、コマ部材２
６１、２６２の曲面を互いに異ならせることができるの
で、異なる直径の半導体ウェハ１０、２０であっても、
同時に、エッジ研磨が可能になる。

【００４４】尚、上記した第１、第２の実施の形態で
は、半導体ウェハ１０のエッジ部１１を研磨する研磨装
置１００、２００について説明したが、本発明は、光学
レンズ、磁気ディスク基板等の円形の基板のエッジ部の
研磨に適用できるのは、勿論である。 （第３の実施の形態）次に、本発明の第３の実施の形態
について、図９、図１０を用いて説明する。

【００４５】この第３の実施の形態は、半導体デバイス
の製造工程において、特に半導体ウェハ１０のエッジ部
１１に付着した物質を、洗浄／除去するために、上記し
た第１又は第２の実施の形態の研磨装置１００、２００
を用いたものである。ここで図９は、半導体ウェハ１０
のデバイス形成面１０Ａに所望の加工処理（例えば、ア
ルミ層の形成、不純物の打ち込み等）を行った後に、半
導体ウェハ１０に残った不要な物質を除去するための半
導体製造装置５００を示す。この半導体製造装置５００
では、半導体ウェハ１０のエッジ部１１に対するエッジ
研磨、半導体ウェハ１０のデバイス形成面１０Ａに対す
るＣＭＰ研磨、更には、半導体ウェハ１０の洗浄が連続
して行われる。

【００４６】すなわち、この半導体製造装置５００で
は、半導体ウェハ１０のエッジ部１１を研磨するための
エッジ研磨ユニット（第１の研磨室）５１０と、半導体
ウェハ１０のデバイス形成面１０Ａを研磨するためのＣ
ＭＰ研磨ユニット（第２の研磨室）５２０とが連続して
配置されている。これにより半導体ウェハ１０のエッジ
部１１に対するエッジ研磨とデバイス形成面１０ＡのＣ
ＭＰ研磨とを連続して（他の処理を介在させることな
く、かつ、半導体ウェハ１０の搬送距離が最小となるよ
うに）行うことが可能となる。この実施の形態では、実
際の半導体ウェハ１０に対する研磨処理の流れ（順序）
に従って、エッジ研磨ユニット５１０の下流側にＣＭＰ
研磨ユニット５２０が配置されている。

【００４７】又、エッジ研磨ユニット５１０の上流側
と、ＣＭＰ研磨ユニット５２０の下流側には、これに連
通するバッファステーション５３０が設けられている。
このバッファステーション５３０には、後洗浄ユニット
（洗浄室）５４０が設けられている。この洗浄ユニット
５４０は、エッジ部後洗浄室５４０ＡとＣＭＰ後洗浄室
５４０Ｂとによって構成されている。

【００４８】このように構成された半導体製造装置５０
０では、先ず、半導体製造装置５００のフロントエンド
のカセット（図示省略）内に収容された半導体ウェハ１
０が、搬送ロボット（図示省略）によって、バッファス
テーション５３０に仮置きされ、その後、搬送ロボット
（図示省略）によって、エッジ研磨ユニット５１０に取
り入れられる。

【００４９】エッジ研磨ユニット５１０では、取り入れ
られた半導体ウェハ１０のエッジ部１１に対して、第１
又は第２の実施の形態で説明した研磨装置１００又は研
磨装置２００を用いたエッジ研磨が行われる。

【００５０】エッジ研磨ユニット５１０でのエッジ研磨
が終了すると、半導体ウェハ１０は搬送ロボット（図示
省略）にて、このエッジ研磨ユニット５１０に連続して
設けられたＣＭＰ研磨ユニット５２０に搬送されて、当
該デバイス形成面１０Ａに対するＣＭＰ研磨が行われ
る。尚、デバイス形成面１０Ａに対するＣＭＰ研磨は、
周知のＣＭＰ研磨装置によって行われるため、その詳細
な説明は省略する。

【００５１】ＣＭＰ研磨ユニット５２０でのデバイス形
成面１０Ａの研磨が終了すると、半導体ウェハ１０は、
搬送ロボット（図示省略）によって、後洗浄ユニット５
４０のエッジ部後洗浄室５４０Ａに搬送される。このエ
ッジ部後洗浄室５４０Ａでは、エッジ部１１に付着した
スラリーや不要な物質（金属等）を除去するための後洗
浄が行われる。この後洗浄として、スクラブ洗浄、メガ
ソニック洗浄、超音波洗浄等の処理が行われる。

【００５２】次いで、半導体ウェハ１０はＣＭＰ後洗浄
室５４０Ｂに搬送されてデバイス形成面１０Ａに対する
後洗浄処理（スクラブ洗浄、メガソニック洗浄等）が行
われ、更に乾燥処理（スピン乾燥等）が行われる。洗浄
が行われた半導体ウェハ１０は、搬送ロボット（図示省
略）によって、再びフロントエンドに搬送されて、カセ
ット（図示省略）に収容される。

【００５３】このように、半導体デバイス製造工程にお
いて、半導体製造装置５００を用いた半導体ウェハ１０
のエッジ部１１の研磨、デバイス形成面１０Ａの研磨、
更には、後洗浄を行うことによって、高密度化が図られ
た半導体デバイスの製造においても、半導体ウェハ１０
に付着した不要な物質を十分除去することができる。特
に、エッジ部１１を研磨（エッジ研磨）することで、エ
ッジ部に付着した不要な物質を研磨除去することがで
き、更にエッジ部の表面の凹凸が除去され、平滑な面に
なることで、表面の微細な穴に付着していたパーティク
ルや重金属が凹部の除去と一緒に研磨除去され、更にま
たエッジ部の表面の凹凸が除去され、平滑な面になるこ
とで、表面の微細な穴いわゆるピット等や凹部へのパー
ティクルや金属の付着がなくなる。エッジ部が鏡面化す
ることで、後洗浄工程においても高品質な洗浄が行え
る。高品質な洗浄が行えることで、この部分に付着、残
存されていた物質が、その後の製造工程でのデバイス形
成に影響を与えることがなくなる。

【００５４】次に、この半導体製造装置５００によるデ
バイス形成面１０Ａの研磨、エッジ部１１の研磨が適宜
行われる半導体デバイスの製造手順について、図１０の
半導体デバイス製造プロセスを示すフローチャートに従
って説明する。半導体デバイスを製造するに当たって
は、先ず、ステップＳ２００で、酸化工程（ステップＳ
２０１）、ＣＶＤ工程（ステップＳ２０２）、電極膜形
成工程（ステップＳ２０３）、イオン打ち込み工程（ス
テップＳ２０４）から、次に行うべき処理工程が選択さ
れる。そして、この選択に従って、ステップＳ２０１〜
Ｓ２０４の何れかが実行される。

【００５５】ステップＳ２０１では半導体ウェハ１０の
デバイス形成面１０Ａが酸化されて酸化膜が形成され、
ステップＳ２０２ではＣＶＤ法等によってデバイス形成
面１０Ａに絶縁膜等が形成され、ステップＳ２０３では
デバイス形成面１０Ａに金属が蒸着されて電極膜等が形
成され、ステップＳ２０４ではデバイス形成面１０Ａに
不純物がイオン打ち込みされる。

【００５６】ＣＶＤ工程（ステップＳ２０２）又は電極
膜形成工程（ステップＳ２０３）が終了すると、その
後、ステップＳ２０５に進み研磨工程（エッジ研磨／Ｃ
ＭＰ研磨）を行うか否かの判別が行われる。研磨工程を
行うとの判断がなされると、ステップＳ２０６に進ん
で、酸化膜、他の絶縁膜等の平坦化対象の、又は半導体
デバイス表面のダマシンプロセス（Damascene proces
s）による配線等の形成（表面の金属膜の研磨）対象の
ウェハ１０に対して、上記した半導体製造装置５００に
よるエッジ研磨、ＣＭＰ研磨が連続して行われ、その
後、ステップＳ２０７に進む。

【００５７】一方、研磨工程を行わないとの判断がなさ
れると、ステップＳ２０６をスキップして、ステップＳ
２０７に進む。ステップＳ２０７では、フォトリソグラ
フィ工程が行われる。このフォトリソグラフィ工程で
は、半導体ウェハへのレジストの塗布、露光装置を用い
た固定パターンの焼き付け、露光されたレジストの現像
が行われる。

【００５８】次のステップＳ２０８では、半導体ウェハ
の金属膜等が、現像されたレジストを用いて該レジスト
以外の部分でエッチングにより削除され、その後、レジ
スト膜の剥離が行われる。ステップＳ２０８の処理が終
了すると、ステップＳ２０９で半導体ウェハに対する所
望の処理が全て終了したか否かが判別される。

【００５９】このステップＳ２０９の判別結果が“Ｎ
ｏ”であるうちは、ステップＳ２００に戻って上記した
一連の処理が繰り返えされる（半導体ウェハ上への回路
パターンの形成）。ステップＳ２０９の判別結果が“Ｙ
ｅｓ”に転じると、そのまま本プログラムを終了する。

【００６０】

【発明の効果】以上説明した請求項１の研磨装置によれ
ば、第１の研磨部の第１の研磨面と、第２の研磨部の第
２の研磨面で、円形基板に対するエッジ研磨を行うこと
ができるので、円形基板のエッジ研磨の処理時間が短縮
化される。

【００６１】又、請求項２の研磨装置、請求項３の研磨
方法によれば、基板のエッジ部が、第１の研磨部の略円
筒状の第１の研磨面と、第２の研磨部の略円筒状の第２
研磨面とによって研磨されるので、前記エッジ部と第１
の研磨面、第２の研磨面の接触面積を大きくでき、エッ
ジ研磨の処理時間が更に短くなる。又、請求項４の研磨
装置によれば、第１の研磨面と前記第２の研磨面とが形
成された研磨ベルトは、第１、第２の研磨面での曲率半
径を自在に調整できるので、基板の半径に関わらずに、
そのエッジ部の研磨が可能になる。又、基板のエッジ部
と第１の研磨面、第２の研磨面の接触面積を自在に調整
できるので、接触面積を大きくしてその処理時間を更に
短くすることができる。

【００６２】又、請求項５の研磨装置によれば、研磨ベ
ルトの第１の研磨面と第２の研磨面の曲率半径がベルト
調整部で適宜調整可能であるため、異なる直径の円形基
板であっても、同時に、エッジ研磨をすることができ
る。又、請求項６の半導体デバイスの製造方法によれ
ば、デバイス製造工程で、半導体ウェハのエッジ部に対
する研磨と、デバイス形成面に対するＣＭＰ研磨とが効
率よく行われるので、高密度化が図られた半導体デバイ
スの製造においても、半導体ウェハに付着した不要な物
質を十分除去することができる。特に、エッジ部に付
着、残存された物質が、その後の製造工程でのデバイス
形成に影響を与えることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の研磨装置１００の
構造を示す断面図である。

【図２】研磨装置１００で半導体ウェハ１０のエッジ部
１１を研磨する様子を示す斜視図である。

【図３】半導体ウェハ１０のエッジ部１１の形状を示す
図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の研磨装置２００の
構造を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態の研磨装置２００の
要部を示す斜視図である。

【図６】研磨ベルト２５０とコマ部材２６１、２６２と
の位置関係を示す断面図である。

【図７】コマ部材２６１を示す斜視図である。

【図８】曲面２６３Ａにローラ２６４が配置されたコマ
部材２６３を示す斜視図である。

【図９】第３の実施の形態の半導体製造装置５００を示
す図である。

【図１０】半導体製造装置５００が用いられた半導体デ
バイスの製造工程を示す図である。

【図１１】従来の研磨装置５０を示す図である。

【符号の説明】

１０ 半導体ウェハ １１ エッジ部 １１Ａ 上側ベベル １１Ｂ 下側ベベル １００，２００ 研磨装置 １１０ 第１ドラム（第１の研磨部） １２０ 第２ドラム（第２の研磨部） １１０Ｒ，１２０Ｒ 回転軸 １１２ 第１研磨部材 １２２ 第２研磨部材 １１２Ａ 研磨面（第１の研磨面） １２２Ａ 研磨面（第２の研磨面） １３０ チャックベース（保持部） １３１ チャックプレート １８１ 第１押付用シリンダ（第１の押当て部） １８２ 第２押付用シリンダ（第２の押当て部） ２２０ 第２ドラム（駆動部） ２１１ 駆動用モータ（駆動部） ２５０ 研磨ベルト ２５２ 研磨部材 ２５２Ａ 研磨面（第１の研磨面） ２５２Ｂ 研磨面（第２の研磨面） ２６１，２６２，２６３ コマ部材（ベルト調整部） ５００ 半導体製造装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板のエッジ部を研磨する研磨装置であ
   って、 第１の研磨面を有し、前記エッジ部の上側のベベルを研
   磨する第１の研磨部と、 第２の研磨面を有し、前記エッジ部の下側のベベルを研
   磨する第２の研磨部と、 前記基板のエッジ部の前記上側のベベルを所定の角度で
   前記第１の研磨面に押し当てると共に、前記下側のベベ
   ルを所定の角度で前記第２の研磨面に押し当てることが
   できる押当て部とを備えていることを特徴とする研磨装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の研磨装置であって、 前記第１の研磨部が、略円筒状の第１の研磨面を内面に
   有する第１の研磨部材を具えると共に前記略円筒状の第
   １の研磨面の軸の回りに回転可能に構成され、 前記第２の研磨部が、前記軸に対して偏心して位置する
   略円筒状の第２の研磨面を内面に有する第２の研磨部材
   を具えると共に該円筒状の第２の研磨面の軸の回りに回
   転可能に構成され、 前記基板を回転させながら保持する保持部とを具えてい
   ることを特徴とする研磨装置。
3. 【請求項３】 略円筒状の第１の研磨面を有し前記エッ
   ジ部の上側のベベルを研磨する第１の研磨部を前記略円
   筒状の第１の研磨面の軸の回りに回転させる手順と、 略円筒状の第２の研磨面を有し前記エッジ部の下側のベ
   ベルを研磨する第２の研磨部を前記略円筒状の第２の研
   磨面の軸の回りに回転させる手順と、 前記基板のエッジ部の前記上側のベベルを前記第１の研
   磨面に、前記下側のベベルを前記第２の研磨面に、選択
   的に、又は、同時に押し当てる手順とを含んでいること
   を特徴とする研磨方法。
4. 【請求項４】 １又は２以上の研磨面が形成された研磨
   ベルトと、該研磨ベルトを駆動する駆動部と、研磨方向
   の曲率半径を研磨する基板の半径に応じて調整可能なベ
   ルト調整部とを具えていることを特徴とする研磨装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の研磨装置において、 前記研磨ベルトには少なくとも第１の研磨面と第２の研
   磨面とが形成され、前記第１、第２の研磨面の少なくと
   も一方の曲率半径を、研磨する基板の半径に応じて調整
   可能なベルト調整部を具えていることを特徴とする研磨
   装置。
6. 【請求項６】 半導体ウェハのデバイス形成面に対する
   ＣＭＰ研磨と、請求項３に記載の研磨方法によるエッジ
   部の研磨とが連続して行われることを特徴とする半導体
   デバイスの製造方法。