JP2844740B2 - ウエーハ研磨装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

ウエーハ研磨装置及び半導体装置の製造方法

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JP2844740B2 JP1289362A JP28936289A JP2844740B2 JP 2844740 B2 JP2844740 B2 JP 2844740B2 JP 1289362 A JP1289362 A JP 1289362A JP 28936289 A JP28936289 A JP 28936289A JP 2844740 B2 JP2844740 B2 JP 2844740B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 半導体ウエーハの表面をエッチングする機能を付加し
たウエーハ研磨装置に関し、 簡単且つ容易に半導体ウエーハの裏面に形成された不
要な多結晶シリコン膜を除去することが可能な機能を具
備したウエーハ研磨装置の提供を目的とし、 〔1〕半導体ウエーハの表面を研磨するウエーハ研磨部
と、前記半導体ウエーハをウエーハ研磨部に供給するウ
エーハカセットを載置するローダ部と、前記ウエーハ研
磨部において研磨された前記半導体ウエーハを収納する
ウエーハカセットを載置するアンローダ部とからなるウ
エーハ研磨装置において、前記ウエーハ研磨部と前記ロ
ーダ部或いは前記アンローダ部の間にエッチングステー
ションを配設し、前記エッチングステーションは前記半
導体ウエーハの表面側を保持する保持具と前記半導体ウ
エーハの表面に水を供給する供給口と前記ウエーハ裏面
にエッチング液を供給する薬液供給ノズル及び該ウエー
ハ裏面を洗浄する洗浄水供給ノズルとを具備するよう構
成する。
〔2〕半導体ウエーハの表面を研磨するウエーハ研磨部
と、前記半導体ウエーハをウエーハ研磨部に供給するウ
エーハカセットを載置するローダ部と、前記ウエーハ研
磨部において研磨された前記半導体ウエーハを収納する
ウエーハカセットを載置するアンローダ部とからなるウ
エーハ研磨装置において、前記ウエーハ研磨部と前記ロ
ーダ部或いは前記アンローダ部の間にエッチングステー
ションを配設し、前記エッチングステーションから前記
ウエーハ研磨部に第1のウエーハを供給するとともに前
記ローダ部から前記エッチングステーションに第2のウ
エーハを移送する工程と、該第1のウエーハ表面の研磨
を行うのと同時に該第2のウエーハの裏面をエッチング
する工程とを有するよう構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体ウエーハの表面をエッチングする機
能を付加したウエーハ研磨装置に関するものである。
半導体ウエーハ上に形成した半導体チップの内部に素
子分離用の溝を設けた後、この溝内に多結晶シリコン膜
を成長させて埋め込んでいるが、近年の半導体チップの
アスペクト比の大きな溝に対しては、この多結晶シリコ
ン膜を減圧CVD装置を用いる減圧CVD法によって成長させ
ている。
この減圧CVD装置においては同時に多数の半導体ウエ
ーハの処理を可能にするため、半導体ウエーハを垂直に
保持するウエーハホルダを用いて多結晶シリコン膜を成
長させている。このため、多結晶シリコン膜の成長が必
要な半導体ウエーハの面(以下、表面と称する)のみで
なく、多結晶シリコン膜の成長が必要でない半導体ウエ
ーハの面(以下、裏面と称する)にも形成され、この裏
面に形成された多結晶シリコン膜が後工程の障害の原因
となっている。
この障害の除去のためにこの裏面に形成された多結晶
シリコン膜を研磨或いはエッチングによって除去してい
るが、いずれの方法においても多くの工数が必要になっ
ている。
以上のような状況から、上記の半導体ウエーハの裏面
に形成された多結晶シリコン膜を、多くの工数を掛けず
に効率よく除去することが可能な装置が要望されてい
る。
〔従来の技術〕
従来のウエーハ研磨装置を第5図により詳細に説明す
る。
第5図は従来のウエーハ研磨装置の概略構造を示す側
面図である。
まず、研磨しようとする半導体ウエーハ7の表面を下
にして収納した供給側のウエーハカセット11aを、半導
体ウエーハ7の供給側の搬送装置12の入口側のローダ部
11に置き、この搬送装置12、例えば図示のような駆動プ
ーリにより駆動される丸ベルトにより半導体ウエーハ7
をウエーハカセット11aから取り出し、ウエーハ研磨部1
4の吸着ヘッド14aを用いて半導体ウエーハ7をウエーハ
研磨部14に搬送して半導体ウエーハ7の表面の研磨を行
う。
研磨処理が完了した半導体ウエーハ7は吸着ヘッド14
aによって収納側の搬送装置15に載置し、アンローダ部1
6に載置した収納側のウエーハカセット16aに搬送して収
納する。
減圧CVD装置により半導体ウエーハ7の表面に多結晶
シリコン膜を形成した場合には、多結晶シリコン膜の形
成を必要とする半導体ウエーハ7の表面にも、多結晶シ
リコン膜の形成が不要な裏面にも多結晶シリコン膜が形
成される。
この裏面に形成された多結晶シリコン膜は、後工程に
おける反り等の原因となり、半導体ウエーハ7上の半導
体チップが不良となるので、裏面のこの多結晶シリコン
膜を除去することが必要になる。
この多結晶シリコン膜の除去方法としては、研磨によ
る除去とエッチングによる除去の二通りの方法がある
が、いずれの方法を採用しても工数が掛かり、コストア
ップになる。特にエッチングによる場合には半導体ウエ
ーハ7の表面にレジスト膜を形成して保護した後に裏面
をエッチングしなければならないから非常に多くの工数
が必要である。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上説明した従来のウエーハ研磨装置においては、半
導体ウエーハの表面に多結晶シリコン膜を減圧CVD装置
を用いて形成した場合、多結晶シリコン膜を形成する必
要のない半導体ウエーハの裏面にも多結晶シリコン膜が
形成され、この裏面に形成された多結晶シリコン膜は、
後工程における反り等の原因となり半導体チップが不良
となるので、裏面のこの多結晶シリコン膜を除去するこ
とが必要になる。この多結晶シリコン膜を除去するのに
は多くの工数が必要となりコストアップになるという問
題点があった。
本発明は以上のような状況から、簡単且つ容易に半導
体ウエーハの裏面に形成された不要な多結晶シリコン膜
を除去することが可能な機能を具備したウエーハ研磨装
置の提供を目的としたものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のウエーハ研磨装置は、 〔1〕半導体ウエーハの表面を研磨するウエーハ研磨部
と、この半導体ウエーハをウエーハ研磨部に供給するウ
エーハカセットを載置するローダ部と、このウエーハ研
磨部において研磨された半導体ウエーハを収納するウエ
ーハカセットを載置するアンローダ部とからなるウエー
ハ研磨装置において、このウエーハ研磨部とローダ部或
いはアンローダ部の間にエッチングステーションを配設
し、このエッチングステーションは半導体ウエーハの表
面側を保持する保持具とこのウエーハの表面に水を供給
する供給口とこの半導体ウエーハ裏面にエッチング液を
供給する薬液供給ノズル及びこのウエーハ裏面を洗浄す
る洗浄水供給ノズルとを具備するよう構成し、 本発明の半導体装置の製造方法は、 〔2〕半導体ウエーハの表面を研磨するウエーハ研磨部
と、この半導体ウエーハをウエーハ研磨部に供給するウ
エーハカセットを載置するローダ部と、このウエーハ研
磨部において研磨された半導体ウエーハを収納するウエ
ーハカセットを載置するアンローダ部とからなるウエー
ハ研磨装置において、このウエーハ研磨部とローダ部或
いはアンローダ部の間にエッチングステーションを配設
し、このエッチングステーションからこのウエーハ研磨
部に第1のウエーハを供給するとともにこのローダ部か
らこのエッチングステーションに第2のウエーハを移送
する工程と、この第1のウエーハ表面の研磨を行うのと
同時にこの第2のウエーハの裏面をエッチングする工程
とを有するよう構成する。
〔作用〕
即ち本発明においては、供給側のローダ部とウエーハ
研磨部の間、或いは収納側のアンローダ部と研磨部の間
にエッチングステーションを設け、ウエーハ研磨部にお
いて半導体ウエーハの表面を研磨している間に、このエ
ッチングステーションで半導体ウエーハの裏面のエッチ
ングを行い、裏面に形成されている不要な多結晶シリコ
ン膜を除去することができるので、この不要な多結晶シ
リコン膜の除去のために、特に工数を掛ける必要がな
く、半導体ウエーハの表面の研磨と裏面の多結晶シリコ
ン膜の除去を平行して同時に行うことが可能となる。
〔実施例〕
以下第1図〜第4図により本発明の半導体ウエーハの
裏面をまずエッチングし、つぎに半導体ウエーハの表面
の研磨を行う一実施例について詳細に説明する。
第1図は本発明による一実施例のウエーハ研磨装置の
概略構造を示す側面図であり、第2図は本発明による一
実施例のウエーハ研磨装置のタイムチャートである。
第3図は本発明による一実施例のエッチングステーシ
ョンを示す側断面図であり、第4図は本発明による一実
施例の半導体ウエーハの位置決め部の構造を示す側断面
図である。
まず第1図に示すように、研磨しようとする半導体ウ
エーハ7の裏面を上にして収納した供給側のウエーハカ
セット1aを、半導体ウエーハ7の供給側の搬送装置2の
入口側のローダ部1に置き、この搬送装置2により半導
体ウエーハ7をウエーハカセット1aから取り出し、ウエ
ーハ研磨部4の吸着ヘッド4aを用いて半導体ウエーハ7
をエッチングステーション3に搬送して半導体ウエーハ
7の裏面のエッチングを行う。
このエッチング工程においてはまず第3図に示すよう
に、ウエーハ研磨部4の吸着ヘッド4aにより搬送された
半導体ウエーハ7は、保持ピン3fにより真空チャック3a
の中心と半導体ウエーハ7の中心とが一致するように真
空チャック3aに吸着して固定される。
この真空チャック3aと半導体ウエーハ7との位置決め
は、第4図(a)に示すような保持ピン3fによって位置
決めを行い、吸着ヘッド4aと半導体ウエーハ7とを接触
させる場合には、真空チャック3aが上昇して半導体ウエ
ーハ7の表面と保持ピンの先端とを一致させるか或いは
第4図(b)に示すようなスプリング3gによって保持ピ
ン3hが浮き上がった状態で位置決めを行い、吸着ヘッド
4aと半導体ウエーハ7とを接触させる場合には保持ピン
3hの先端が半導体ウエーハ7の表面と同一になるまで吸
着ヘッド4aで押し下げるものである。
エッチング処理は第2図,第3図に示すように下部に
設けた水供給口3bから半導体ウエーハ7の表面に水を吹
きつけて供給し、真空チャック3aを50〜100rpmで回転さ
せると、水が図示の矢印の方向に半導体ウエーハ7の外
周部に向かって流れるようになる。
このような状態で、半導体ウエーハ7の上部に設けた
薬液供給ノズル3cからエッチング用の薬液を半導体ウエ
ーハ7の裏面に滴下して半導体ウエーハ7の裏面上に形
成されている多結晶シリコン膜をエッチングして除去す
る。
この場合、半導体ウエーハ7の表面の周辺部から水が
外方向に流れ出しているから、裏面に滴下したエッチン
グ用の薬液が半導体ウエーハ7の周辺で表面に回り込む
ことはない。
エッチング工程が終了すると、洗浄水供給ノズル3dか
ら洗浄水を供給して洗浄を行う。半導体ウエーハ7は回
転しているので、洗浄水はほぼ除去されているが、完全
に乾燥させるためにはエア供給ノズル3eから清浄な乾燥
エアを吹きつけて乾燥する。
ついで、ウエーハ研磨部4の吸着ヘッド4aを用いてエ
ッチング処理済の半導体ウエーハ7をウエーハ研磨部4
に搬送して半導体ウエーハ7の表面の研磨を行う。
研磨処理が完了した半導体ウエーハ7を吸着ヘッド4a
によって収納側の搬送装置5に載置し、アンローダ部6
に載置した収納側のウエーハカセット6aに搬送して収納
する。
このように半導体ウエーハ7の表面の研磨を行う前
に、半導体ウエーハ7を回転しながらその表面に水を中
心部から放射状に流しながら、半導体ウエーハ7の裏面
の上部の薬液供給ノズル3cからエッチング用の薬液を供
給するので、エッチング用の薬液を半導体ウエーハ7の
表面に回り込ませないでエッチングを行って半導体ウエ
ーハ7の裏面の多結晶シリコン膜を除去することが可能
となる。
なお、本実施例においては研磨工程の前にエッチング
処理を行っているが、研磨工程の後にエッチング処理を
行うことも可能である。
また、本実施例においてはエッチングステーション3
の半導体ウエーハ7の保持具として保持ピンと真空チャ
ック3aとを用いているが、いずれか一方のみにより半導
体ウエーハ7を保持することも可能である。
〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば、エッ
チングステーションを設けて研磨工程の前或いは後に半
導体ウエーハの裏面の多結晶シリコン膜をエッチングに
より除去することが可能となるから、後工程において発
生する障害を除去することが可能であり、またこのエッ
チング処理を研磨処理と同時に行うことが可能となるの
で著しく手番を短縮することが可能となる等の利点があ
り、著しい経済的及び、信頼性向上の効果が期待できる
ウエーハ研磨装置の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一実施例のウエーハ研磨装置の概
略構造を示す側面図、 第2図は本発明による一実施例のウエーハ研磨装置のタ
イムチャート、 第3図は本発明による一実施例のエッチングステーショ
ンを示す側断面図、 第4図は本発明による一実施例の半導体ウエーハの位置
決め部の構造を示す側断面図、 第5図は従来のウエーハ研磨装置の概略構造を示す側面
図、 である。 図において、 1はローダ部、1aはウエーハカセット、 2は搬送装置、3はエッチングステーション、 3aは真空チャック、3bは水供給口、 3cは薬液供給ノズル、3dは洗浄水供給ノズル、 3eはエア供給ノズル、3fは保持ピン、 3gはスプリング、3hは保持ピン、 4はウエーハ研磨部、4aは吸着ヘッド、 5は搬送装置、6はアンローダ部、 6aはウエーハカセット、7は半導体ウエーハ、 を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/304

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体ウエーハ(7)の表面を研磨するウ
    エーハ研磨部(4)と、 前記半導体ウエーハ(7)をウエーハ研磨部(4)に供
    給するウエーハカセット(1a)を載置するローダ部
    (1)と、 前記ウエーハ研磨部(4)において研磨された前記半導
    体ウエーハ(7)を収納するウエーハカセット(6a)を
    載置するアンローダ部(6)とからなるウエーハ研磨装
    置において、 前記ウエーハ研磨部(4)と前記ローダ部(1)或いは
    前記アンローダ部(6)の間にエッチングステーション
    (3)を配設し、 前記エッチングステーション(3)は前記半導体ウエー
    ハ(7)の表面側を保持する保持具(3a)と前記半導体
    ウエーハ(7)の表面に水を供給する供給口(3b)と前
    記半導体ウエーハ(7)裏面にエッチング液を供給する
    薬液供給ノズル(3c)及び該ウエーハ(7)裏面を洗浄
    する洗浄水供給ノズル(3d)とを具備することを特徴と
    するウエーハ研磨装置。
  2. 【請求項2】半導体ウエーハ(7)の表面を研磨するウ
    エーハ研磨部(4)と、 前記半導体ウエーハ(7)をウエーハ研磨部(4)に供
    給するウエーハカセット(1a)を載置するローダ部
    (1)と、 前記ウエーハ研磨部(4)において研磨された前記半導
    体ウエーハ(7)を収納するウエーハカセット(6a)を
    載置するアンローダ部(6)とからなるウエーハ研磨装
    置において、 前記ウエーハ研磨部(4)と前記ローダ部(1)或いは
    前記アンローダ部(6)の間にエッチングステーション
    (3)を配設し、 前記エッチングステーション(3)から前記ウエーハ研
    磨部(4)に第1のウエーハを供給するとともに前記ロ
    ーダ部(1)から前記エッチングステーション(3)に
    第2のウエーハを移送する工程と、 該第1のウエーハ表面の研磨を行うのと同時に該第2の
    ウエーハの裏面をエッチングする工程とを有することを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
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