JP2982125B2 - 円板状加工片の研磨方法および当該研磨方法を実施する装置 - Google Patents

円板状加工片の研磨方法および当該研磨方法を実施する装置

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    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、円板状の加工片、
特に半導体ウエーハの単一面に対する研磨を行なうため
の円板状加工片の研磨方法に関する。また、本発明は、
この方法を実施するのに適する円板状加工片の研磨装置
にも関する。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエーハの単一面研磨の間中、当
該半導体ウエーハの逆側面は支持板上に固定されてい
る。前記半導体ウエーハの前面側は、複数枚の支持板
が、その上に研磨布が広げられる研磨板に対して、研磨
機の研磨ヘッドによって押し付けられることにより研磨
される。研磨の間中、前記研磨板と前記支持板とは回転
している。通常、研磨作業が行われる前に、マニピュレ
ータが固定した半導体前記ウエーハで覆われている支持
板を研磨ヘッドに搬送し、かつ研磨作業に続いて再び前
記支持板を受容する。複数枚の前記支持板が連続して搬
送される。複数の前記研磨ヘッドが研磨板上部構造内に
ともに持ち来され、かつ前記研磨板および前記研磨板上
部構造は共通の機枠に支持されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】記載された方法および
記載された前記研磨機の使用は一定の範囲に達成される
ような滑らか、かつ平らな前面側を有する半導体ウエー
ハのみを許容している。
【0004】それゆえ、本発明の目的は、公知の研磨方
法および研磨機に関連する欠点を回避する変更された研
磨方法およびこの方法を実施するための装置を提供する
ことにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数枚
の支持板は、研磨布がその上に広げられる研磨板に対し
て、複数の研磨ヘッドによって押し付けられ、そして前
記研磨ヘッドが研磨板上部構造内に収納されており、前
記支持板上に固定される、円板状物体を研磨するための
円板状加工片の研磨方法において、前記支持板が、研磨
作業に続いて、前記研磨ヘッドの持ち上げ装置によって
前記研磨板から同時に持ち上げられ、そして前記研磨板
上部構造が、前記支持板とともに、研磨ラインの上方の
直線ガイドに沿って移動させられることを特徴とする円
板状加工片の研磨方法が提供される。
【0006】本方法は、特に、加工片が複数枚の前記支
持板の同時の操作のために完全に均一に処理されるとい
う事実により特徴付けられる。
【0007】また、本発明によれば、複数枚の前記支持
板がそれによって前記研磨板から同時に持ち上げられ
る、複数の持ち上げ装置を前記研磨ヘッド内に備え、そ
して前記研磨板上部構造が、前記支持板とともに、研磨
ラインの上方の直線ガイドに沿って移動させられる本方
法を実施するための円板状加工片の研磨装置が提供され
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明を、以下で、図面を参照し
て、より詳細に説明する。
【0009】図1による装置は直線ガイド1として設計
されているフレームを備える。研磨板上部構造(以下
で、ポータルと称する)2が直線ガイド1に沿って移動
される。ポータル2は、直線ガイドによって支持され、
かつ支持板6用の少なくとも1つの受容ステーション4
および少なくとも1枚の研磨板5によって形成されてい
る研磨ライン3の上方に置かれている。研磨板5および
ポータル2は熱および振動機構の両方によって互いから
隔離されるのが、特に好適である。すなわち、研磨板5
とポータル2との間には機械的接続が無いようにすべき
である。図示された装置の場合に、これは、直線ガイド
1がポータル2のみを支持し、かつ研磨板5を支持しな
いという事実によって達成される。この設計の利点は、
半導体ウエーハの研磨の結果に逆の作用を有する、ポー
タル2によって発生される熱および振動が研磨板5にほ
とんど伝達されることがないということである。
【0010】また、直線ガイド1は、複数のポータル2
を支持することも可能である。同様に、研磨ライン3は
複数枚の研磨板5および前記支持板6用の複数の受容ス
テーション4を有することができ、その場合に、これら
の構成要素は異なる方法において設計されても良い。例
えば、複数の研磨板5のそれぞれは、そこで実施される
研磨の形式および使用される研磨布および研磨材によっ
て別々に設計される。複数の受容ステーション4は前記
支持板6用の貯蔵庫を設けるように設計される。また、
受容ステーション4は、前記半導体ウエーハが液体と接
触させられる処理ステーションとして、受容ステーショ
ンの機能を超える機能を有することも可能である。この
場合に、受容ステーション4を液体で充填されるタンク
として設計するのが適切である。前記液体は、水または
洗浄液または化学的活性物質、例えば、前記半導体ウエ
ーハと前記支持板6との間の接続を破壊するための、ま
たは前記半導体ウエーハの表面をエッチングまたは化学
的に変性する、例えば表面を親水性にするための物質を
含有する液体であっても良い。
【0011】特別な努力なしに直線ガイド1および研磨
ライン3を延長することができかつ適切ならば、更に他
のポータル、研磨板5および受容ステーション4を追加
することができるのが、特に好適である。現存する研磨
板6および受容ステーション4を発展型へと迅速に交換
しる可能性とともに、かかるモジュールの延長性および
研磨ライン3へのアクセスの容易さは、特別な柔軟性お
よび安全手段を備えた装置を提供する。
【0012】図1に示した実施例の受容ステーション4
aは、準備された支持板6がそこから持ち上げられる荷
積みステーションとして役立つ。ポータル2aはまず、
受容ステーション4aの上方の位置に移動される。ポー
タル2の研磨ヘッドの持ち上げ装置は次いで準備された
支持板6が受容ステーション4aから同時に持ち上げら
れるのを許容し、かつ研磨作業に供給されるようにその
上に固定される半導体ウエーハを許容する。この研磨作
業のために、第1研磨板5aが研磨ライン3に設けら
れ、その研磨板5aの上で粗い研磨が実施される。ポー
タル2aは、そのために、支持板6とともに、研磨板5
aの上方の位置に達するまで直線ガイド1に沿って移動
させられる。
【0013】前記半導体ウエーハは次いで、支持板6が
前記研磨ヘッドによって、研磨布がその上に広げられる
研磨板5aの表面に対して押し付けられることにより研
磨される。この研磨作業後、支持板6は前記研磨ヘッド
の持ち上げ装置によって研磨板5aから同時に持ち上げ
られる。このことは、結果として前記半導体ウエーハが
均一に処理され、かつ研磨材が異なる時間の長さにわた
って前記半導体ウエーハに作用することを阻止できるの
で、特に好都合である。この作用を阻止できなければ、
研磨結果の品質はかなり損なわれるかも知れない。
【0014】図1による研磨ライン3は、処理ステーシ
ョンとして機能するように設計されている。そして、支
持板6用の更に他の受容ステーション4b,4cを備え
る。その中に堆積される支持板6は液体、例えば、半導
体ウエーハから研磨材残留物または研磨された材料を除
去するか、または半導体ウエーハ上に化学作用を働かせ
る、洗浄剤またはエッチング剤と接触させられる。ポー
タル2aは、支持板6とともに、研磨板5aの上方のそ
の位置から、直線ガイド3に沿って、受容ステーション
4bの上方の位置へ移動させられる。支持板6は次いで
再び受容ステーション4bに同時に堆積させられる。
【0015】研磨ライン3は、それゆえ、2枚の追加の
研磨板5bおよび5cおよび支持板6用の更に他の受容
ステーション4b,4cからなっている。研磨板5bお
よび5cにおける研磨位置では前記半導体ウエーハの中
間研磨および仕上げ研磨を行なえる。支持板6は更に他
のポータル2bによって搬送される。ポータル2b内に
収納される研磨ヘッドの持ち上げ装置によって、支持板
6は最初、同時に受容ステーション4bから持ち上げら
れる。ポータル2bは、支持板6とともに、研磨板5b
の上方の位置に移動させられる。前記半導体ウエーハの
中間研磨後、支持板6は再び研磨板5bから持ち上げら
れ、かつ研磨板5cの上方の位置へ運ばれる。そして、
精密研磨後、支持板6は研磨板5cから持ち上げられ、
そしてポータル2bは、支持板6とともに、受容ステー
ション4cの上方の位置へ移動させられる。次いで、支
持板6は受容ステーション4cに堆積される。受容ステ
ーション4cは、前記半導体ウエーハが、例えば液体で
洗浄されかつ支持板6が更に搬送されるまで貯蔵される
荷降ろしステーションとして適切に設計されている。ま
た、複数の利用し得る研磨板上部構造が研磨ラインの上
方で同時に移動されるように装置を作動することも可能
である。
【0016】図2は研磨ヘッドの好適な実施例を示して
いる。この研磨ヘッドの最も重要な特徴の機能はドイツ
連邦共和国特許出願第P19651761.3号に記載
されている。本発明に関して、注目すべきことは、研磨
ヘッド7が、更に他の研磨ヘッドとともに、ポータル2
内に収納されかつ持ち上げ装置8を有しているというこ
とである。持ち上げ装置は、真空Vを印加することによ
り、持ち上げ装置の支持板6を吸い上げる真空工具とし
て設計されている。本発明によれば、研磨作業後、複数
枚の支持板6が同時に持ち上げられ、そしてポータル
は、支持体板とともに、直線ガイド3に沿って移動させ
られる。
【0017】以下、本発明の、実施の形態を要約列挙す
る。
【0018】<1> 複数枚の支持板6は、研磨布がそ
の上に広げられる研磨板5に対して、複数の研磨ヘッド
によって押し付けられ、そして前記研磨ヘッドが研磨板
上部構造2内に収納されており、前記支持板6上に固定
される、円板状物体を研磨するための円板状加工片の研
磨方法において、前記支持板6が、研磨作業に続いて、
前記研磨ヘッドの持ち上げ装置によって研磨板5から同
時に持ち上げられ、そして研磨板上部構造2が、前記支
持板6とともに、研磨ライン3の上方の直線ガイド1に
沿って移動させられる円板状加工片の研磨方法。
【0019】<2> 研磨板上部構造2が、前記円板状
加工片がその上で研磨され、更に、他の研磨板5の上方
に位置されるまで、複数枚の支持板6とともに、移動さ
せられる、前記<1>に記載の円板状加工片の研磨方
法。
【0020】<3> 研磨板上部構造2が、複数枚の支
持板6が同時にその中に堆積され、受容ステーション4
の上方に位置されるまで、支持板6とともに、移動させ
られる、前記<1>に記載の円板状加工片の研磨方法。
【0021】<4> 前記円板状物体が受容ステーショ
ン4において液体で処理される、前記<3>に記載の円
板状加工片の研磨方法。
【0022】<5> 複数枚の支持板6が前記研磨ヘッ
ドの前記持ち上げ装置によって前記受容ステーション4
から同時に持ち上げられる、前記<3>または前記<4
>に記載の円板状加工片の研磨方法。
【0023】<6> 複数の研磨板上部構造2a,2b
が利用可能であり、これらの研磨板上部構造2a,2b
が、研磨ライン1の上方に連続してまたは複数枚の支持
板6とともに同時に移動させられる、前記<1>〜<5
>のいずれか1つに記載の円板状加工片の研磨方法。
【0024】<7> 複数枚の支持板6は、研磨布がそ
の上に広げられる研磨板5に対して、複数の研磨ヘッド
によって押し付けられ、そして前記研磨ヘッドが研磨板
5の上方に配置される研磨板上部構造2内に収納されて
おり、支持板6上に固定される、円板状物体を研磨する
ための円板状加工片の研磨装置において、前記複数枚の
支持板6がそれによって研磨板5から同時に持ち上げら
れる複数の持ち上げ装置が前記研磨ヘッド内に設けら
れ、そして研磨板上部構造2が、前記支持板6ととも
に、研磨ライン3の上方の直線ガイド1に沿って移動さ
せられる円板状加工片の研磨装置。
【0025】<8> 研磨板5と研磨板上部構造2と
が、熱および振動の両方対して、互いに、非結合されて
いる、前記<7>に記載の円板状加工片の研磨装置。
【0026】<9> 研磨ライン3が、研磨板5、適切
であるならば、更に他の複数枚の研磨板、および支持板
6用の少なくとも1つの受容ステーション4を備える、
前記<7>または<8>に記載の円板状加工片の研磨装
置。
【0027】<10> 直線ガイド1および研磨ライン
3がモジュール方法において延長される、前記<7>〜
前記<9>のいずれか1つに記載の円板状加工片の研磨
装置。
【0028】<11> 複数の研磨板上部構造2a,2
bが設けられ、これらの研磨板上部構造2a,2bが直
線ガイド1に沿って移動させられる、前記<7>〜前記
<10>のいずれか1つに記載の円板状加工片の研磨装
置。
【0029】
【発明の効果】叙上のごとく、本発明の特徴的構成は以
下の通り、すなわち、複数枚の支持板がは、研磨布がそ
の上に広げられる研磨板に対して、複数の研磨ヘッドに
よって押し付けられ、そして前記研磨ヘッドが研磨板上
部構造内に収納されており、前記支持板上に固定され
る、円板状物体、特に半導体ウエーハを研磨するための
円板状加工片の研磨方法において、前記支持板が、研磨
作業に続いて、前記研磨ヘッドの持ち上げ装置によって
前記研磨板から同時に持ち上げられ、そして前記研磨板
上部構造が、前記支持板とともに、研磨ラインの上方の
直線ガイドに沿って移動させられる構成となっている。
したがって、本発明によれば、公知の研磨方法の欠点を
回避しる円板状加工片の研磨方法を、また、この方法を
実施するりに適する研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】研磨装置の好適な実施例を示す斜視図である。
【図2】研磨ヘッドの好適な実施例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 直線ガイド(フレーム) 2 研磨板上部構造(ポータル) 3 研磨ライン 4 受容ステーション 4b 受容ステーション 5 研磨板 5a 第1研磨板 6 支持板6 7 研磨ヘッド 8 持ち上げ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルペルト・ケッケイス ドイツ連邦共和国 シェンベルク、レー ツ 4 (72)発明者 ライナー・ノイマン ドイツ連邦共和国 キルホドルフ、グラ フェン−フォン−ベルヘム−シュトラー セ 82 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B24B 37/00 - 37/04 H01L 2/304 622

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数枚の支持板は、研磨布がその上に広
    げられる研磨板に対して、複数の研磨ヘッドによって押
    し付けられ、そして前記研磨ヘッドが研磨板上部構造内
    に収納されており、前記支持板上に固定される、円板状
    物体を研磨するための円板状加工片の研磨方法におい
    て、 前記支持板が、研磨作業に続いて、前記研磨ヘッドの持
    ち上げ装置によって前記研磨板から同時に持ち上げら
    れ、そして前記研磨板上部構造が、前記支持板ととも
    に、研磨ラインの上方の直線ガイドに沿って移動させら
    れることを特徴とする円板状加工片の研磨方法。
  2. 【請求項2】 複数枚の支持板は、研磨布がその上に広
    げられる研磨板に対して、複数の研磨ヘッドによって押
    し付けられ、そして前記研磨ヘッドが前記研磨板の上方
    に配置される研磨板上部構造内に収納されており、前記
    支持板上に固定される、円板状物体を研磨するための円
    板状加工片の研磨装置において、 前記複数枚の支持板がそれによって前記研磨板から同時
    に持ち上げられる複数の持ち上げ装置が前記研磨ヘッド
    内に設けられ、そして前記研磨板上部構造が、前記支持
    板とともに、研磨ラインの上方の直線ガイドに沿って移
    動させられることを特徴とする円板状加工片の研磨装
    置。
JP35474798A 1997-12-18 1998-12-14 円板状加工片の研磨方法および当該研磨方法を実施する装置 Expired - Fee Related JP2982125B2 (ja)

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