JP3790799B2 - Semiconductor wafer chamfered surface polishing equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの周縁に形成された面取り面を研磨する半導体ウェーハの面取り面研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハ等の半導体ウェーハの周縁に形成された面取り面を食刻加工（エッチング）する技術として、ＣＣＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｎｅｒ Ｒｏｕｎｄｉｎｇ）加工が知られているが、このＣＣＲ加工を施した場合、面取り面と半導体ウェーハ表裏面との境界部分に突起が形成される。この突起は微小であるが、半導体ウェーハを樹脂製のカセットに収容したとき、これがカセットに接触してカセットを削り、微小な削り屑を生じてしまう。この削り屑が半導体ウェーハの性能を劣化させる原因となることはいうまでもない。
【０００３】
そこで、ＣＣＲ加工とは別に半導体ウェーハの面取り面にＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）加工を施すことが知られている。このＣＭＰ加工は、半導体ウェーハの面取り面に向けて研磨液を供給しながら研磨布によって研磨する技術であって、従来、このＣＭＰ加工を実施する面取り面研磨装置としては、研磨布が巻回された研磨ドラムを、その軸線が半導体ウェーハの回転軸に対して傾斜した状態で回転可能に支持し、この研磨ドラムを回転させながら半導体ウェーハの面取り面に押し付けることによって研磨を行なっていた。
なお、研磨時に半導体ウェーハを保持する手段として、半導体ウェーハの表裏面に外傷を与え難いことから、吸引手段に接続された吸着盤等で半導体ウェーハを吸着状態に保持する手段が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体ウェーハの面取り面研磨装置には、以下のような課題が残されている。すなわち、研磨ドラムを半導体ウェーハの半径方向外方の一方から面取り面に押し付けて研磨を行うので、吸着盤等で保持状態の半導体ウェーハに、面取り面に直交する方向、すなわち吸着面に対して斜めに押圧力が加わることにより、半導体ウェーハの吸着力が低下して研磨時に半導体ウェーハが位置ずれしたり、外れてしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、半導体ウェーハを確実に保持しながら良好な研磨加工を行うことができる半導体ウェーハの面取り面研磨装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の半導体ウェーハの面取り面研磨装置では、半導体ウェーハの周縁に形成された面取り面に研磨液を供給するとともに研磨布を押圧状態に摺動させて前記面取り面を研磨する半導体ウェーハの面取り面研磨装置であって、
前記半導体ウェーハの上面に吸着し該半導体ウェーハを円周方向に回転可能に支持するウェーハ吸着盤と、
該ウェーハ吸着盤を軸線を中心に回転させる吸着盤駆動機構と、
前記研磨布を前記半導体ウェーハの下面側の面取り面に当接させるとともに摺動可能に支持する研磨布駆動機構とを備え、
前記研磨布駆動機構は、前記研磨布が外周面に設けられかつ前記半導体ウェーハの表裏面と平行な軸線を有して回転可能に支持された研磨ドラムと、
前記研磨布が当接する前記面取り面に対して、該面取り面における前記半導体ウェーハ外周面側から前記半導体ウェーハの下面側へ向けて前記研磨布が摺動する方向に前記各研磨ドラムを回転させる複数のドラム駆動手段とを備え、
該研磨布駆動機構は、複数の前記研磨ドラムを前記半導体ウェーハの円周方向に等間隔に配しているとともに、前記ウェーハ吸着盤に吸着された半導体ウェーハの周方向と交差する方向に研磨ドラムを回転させて、
面取り面に各研磨布が摺動して生じる摩擦力のうち、半導体ウェーハの半径方向成分が互いに相殺されることによって、前記摩擦力は半導体ウェーハの軸線方向成分のみとなり、半導体ウェーハの吸着部分に加わる研磨時の摩擦力も、半導体ウェーハの吸着面に垂直に加わることにより、ウェーハ吸着盤の吸着力が研磨中に維持されるように設定され、
ウェーハ吸着盤の回転数は、１００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの範囲に設定されるとともに、各研磨ドラムの回転数は、１ｒｐｍ〜５０ｒｐｍの範囲に設定されていることを特徴とする。
本発明は、半導体ウェーハの外側面に当接する研磨布の盛り上がり部が形成され、該盛り上がり部が前記外側面に押圧状態で当接するとともに外側面から面取り面に向かって摺動し、研磨布によって面取り面の研磨が行われるとともに、外側面についても同時に研磨が行われることもできる。
【０００７】
すなわち、本発明の半導体ウェーハの面取り面研磨装置では、半導体ウェーハの周縁に形成された面取り面に研磨液を供給するとともに研磨布を押圧状態に摺動させて前記面取り面を研磨する半導体ウェーハの面取り面研磨装置であって、前記半導体ウェーハの上面に吸着し該半導体ウェーハを円周方向に回転可能に支持するウェーハ吸着盤と、該ウェーハ吸着盤を軸線を中心に回転させる吸着盤駆動機構と、前記研磨布を前記半導体ウェーハの下面側の面取り面に当接させるとともに摺動可能に支持する研磨布駆動機構とを備え、該研磨布駆動機構は、複数の前記研磨布を前記半導体ウェーハの円周方向に等間隔に配しているとともに、前記ウェーハ吸着盤に吸着された半導体ウェーハの周方向と交差する方向に研磨布を移動させるように設定され、前記吸着盤駆動機構は、前記ウェーハ吸着盤に吸着された半導体ウェーハを前記研磨布の移動速度より速い周速度で回転させるように設定されている技術が採用される。
この半導体ウェーハの面取り面研磨装置では、半導体ウェーハを上方からウェーハ吸着盤で支持するとともに、研磨布駆動機構の複数の研磨布が半導体ウェーハの下面側の面取り面に当接状態とされかつ半導体ウェーハの円周方向に等間隔に配されているので、研磨時において半導体ウェーハは下面側の面取り面に当接された複数の研磨布によって支持される。すなわち、各研磨布は、面取り面にそれぞれ押圧力を加えるが半導体ウェーハの円周方向に等間隔に配されているので、バランスがとれることによって、前記押圧力の半径方向成分が互いに相殺され、半導体ウェーハに加わる押圧力が軸線方向上方へ向かう成分のみとなる。したがって、半導体ウェーハの吸着部分に加わる研磨時の押圧力は、半導体ウェーハの吸着面に垂直（すなわち、吸着方向）に加わることにより、ウェーハ吸着盤の吸着力が良好に維持されるとともに半導体ウェーハは吸着方向にさらに押圧されてより確実に保持される。さらに、研磨布駆動機構が、複数の研磨布を半導体ウェーハの円周方向に等間隔に配しているとともに、ウェーハ吸着盤に吸着された半導体ウェーハの周方向と交差する方向に研磨布を移動させるように設定され、吸着盤駆動機構が、ウェーハ吸着盤に吸着された半導体ウェーハを研磨布の移動速度より速い周速度で回転させるように設定されているので、周方向への面取り面の移動速度が研磨布の移動速度を上回ることにより、面取り面に対する研磨布の摺動方向が相対的に周方向側に傾き、特に上記速度差が顕著な場合はほぼ周方向となる。したがって、面取り面が相対的にその周方向に向かって研磨されることになり、周方向の凹凸も容易に平坦化することができる。なお、研磨布の移動速度と半導体ウェーハの周速度との速度差を調整することにより、研磨レートを制御することが可能である。
【０００８】
本発明の半導体ウェーハの面取り面研磨装置では、上記の半導体ウェーハの面取り面研磨装置において、前記研磨布駆動機構は、前記研磨布が外周面に設けられかつ前記半導体ウェーハの表裏面と平行な軸線を有して回転可能に支持された研磨ドラムと、前記研磨布が当接する前記面取り面に対して前記各研磨ドラムをそれぞれ同一方向に回転させる複数のドラム駆動手段とを備え、前記研磨布の移動速度は、前記研磨ドラムの周速度とされる技術が採用される。
【０００９】
この半導体ウェーハの面取り面研磨装置では、外周面に研磨布を設けた複数の研磨ドラムを前記面取り面に対してそれぞれ同一方向に回転させる複数のドラム駆動手段を備えているので、面取り面に各研磨布の押圧で生じる摩擦力のうち、半導体ウェーハの半径方向成分が互いに相殺されることによって、前記摩擦力は半導体ウェーハの軸線方向成分のみとなる。したがって、半導体ウェーハの吸着部分に加わる研磨時の摩擦力も、半導体ウェーハの吸着面に垂直に加わることにより、ウェーハ吸着盤の吸着力が良好に維持される。
また、研磨布の移動速度が、研磨ドラムの周速度とされるので、半導体ウェーハと研磨ドラムとの互いの回転数（または回転速度）の制御により面取り面に対する研磨布の相対的摺動方向を、面取り面の周方向側に容易に向けることができ、周方向の凹凸の平坦化が容易となる。
さらに、ウェーハ吸着盤と研磨ドラムとの回転数の調整により、容易に研磨レートを制御することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態を図１から図１５を参照しながら説明する。
これらの図にあって、符号１はウェーハ取り出し機構、２はウェーハ位置決めユニット、３はウェーハ搬送機構、４は表面研磨室、５は表面研磨室移送機構、６は表面研磨機構、７は裏面研磨室、８は裏面研磨室移送機構、９は裏面研磨機構、１０はウェーハ収納機構を示している。
【００１１】
本形態の半導体ウェーハの面取り面研磨装置は、図２および図３に示すように、半導体ウェーハＷをカセットＣ１から取り出すウェーハ取り出し機構１と、該ウェーハ取り出し機構１から取り出された半導体ウェーハＷの位置決めを行うウェーハ位置決めユニット２と、該ウェーハ位置決めユニット２で位置決めされた半導体ウェーハＷを搬送して半導体ウェーハＷの表面側および裏面側の研磨工程に送るウェーハ搬送機構３と、該ウェーハ搬送機構３で搬送される半導体ウェーハＷをその表面側の研磨が行われる表面研磨室４へ移送し研磨後にウェーハ搬送機構３へと戻す表面研磨室移送機構５と、表面研磨室４において半導体ウェーハＷの表面側を研磨する表面研磨機構６と、表面側が研磨され再びウェーハ搬送機構３で搬送される半導体ウェーハＷをその裏面側の研磨が行われる裏面研磨室７へ移送し研磨後にウェーハ搬送機構３へと戻す裏面研磨室移送機構８と、裏面研磨室７において半導体ウェーハＷの裏面側を研磨する裏面研磨機構９と、裏面側が研磨され再びウェーハ搬送機構３で搬送される半導体ウェーハＷを収納用カセットＣ２へと移載するウェーハ収納機構１０と、前記各機構に電気的に接続されこれらを制御する操作制御部１２とを備えている。
【００１２】
前記ウェーハ取り出し機構１は、図２から図４に示すように、カセット載置用テーブル１３と、該カセット載置用テーブル１３の上面に中央部を囲むように載置された４つのカセットＣ１と、カセット載置用テーブル１３の中央部に設けられ所定のカセットＣ１から半導体ウェーハＷを取り出し用ハンド１４で吸着し一枚づつ取り出してウェーハ搬送機構３へと移載するローダーユニット１５とを備えている。
【００１３】
前記各カセットＣ１は、収納されている複数の半導体ウェーハＷが水平状態となるように載置され、各半導体ウェーハＷを取り出す方向がカセット載置用テーブル１３の中央部に向かうように設置される。
また、前記ローダーユニット１５は、水平方向に延在する取り出し用ハンド１４をカセット載置用テーブル１３の上面中央部に配した状態で該カセット載置用テーブル１３内に設置されている。前記取り出し用ハンド１４は、ローダーユニット１５の垂直軸線を中心に回転可能かつ延在方向に進退可能とされているとともに、上下動可能に支持されている。
【００１４】
前記ウェーハ位置決めユニット２は、前記カセット載置用テーブル１３に隣接状態に設置された基台１６上のカセット載置用テーブル１３側端部に設置され、カセットＣ１から取り出された半導体ウェーハＷを載置台２ａ上でセンタリング（芯出し）およびオリエンテーションフラット（オリフラ）の方向決めを行うものである。
【００１５】
前記ウェーハ搬送機構３は、図５および図６に示すように、ウェーハ位置決めユニット２によって位置決めされた半導体ウェーハＷを第１受け渡し部２０で表面研磨室移送機構５に受け渡す第１搬送部２１と、表面研磨機構６によって表面側が研磨された半導体ウェーハＷを表面研磨室移送機構５から第１受け渡し部２０で受け取って移送し第２受け渡し部２２で半導体ウェーハＷを反転させる第２搬送部２３と、該第２搬送部２３によって反転された半導体ウェーハＷを受け取って第３受け渡し部２４で裏面研磨室移送機構８に受け渡す第３搬送部２５と、裏面研磨機構９によって裏面側が研磨された半導体ウェーハＷを裏面研磨室移送機構８から受け取って第４受け渡し部２６でウェーハ収納機構１０に受け渡す第４搬送部２７とから構成されている。
【００１６】
前記第１〜第４受け渡し部２０、２２、２４、２６は、基台１６上部にカセット載置用テーブル１３側の端部から順に長手方向に配され、前記第１〜第４搬送部２１、２３、２５、２７は、前記第１〜第４受け渡し部２０、２２、２４、２６の一側面に沿ってカセット載置用テーブル１３側の端部から順に設けられている。
【００１７】
前記第１搬送部２１は、先端部に形成された円弧状の吸着溝２８ａで半導体ウェーハＷを吸着して支持する第１ハンド２８と、該第１ハンド２８をローダーユニット１５と第１受け渡し部２０との間で水平移動可能に支持する第１ロッドレスシリンダ２９と、第１ハンド２８を上下動可能に支持する第１上下動シリンダ３０と、前記第１ハンド２８の吸着溝２８ａ、第１ロッドレスシリンダ２９および第１上下動シリンダ３０にそれぞれ個別に接続された圧縮空気供給用の各配管を束ねた第１配管部３１とを備えている。
【００１８】
前記第１ロッドレスシリンダ２９は、その両端部が第１受け渡し部２０の一側面に水平状態に固定され、第１ロッドレスシリンダ２９の第１可動部３２には、第１ハンド２８の基端部が上下動可能に支持されるとともに前記第１上下動シリンダ３０が設置されている。また、第１可動部３２は、第１ロッドレスシリンダ２９と平行してその上方に配された第１ガイド部３３に水平移動可能に支持されている。
前記第１ハンド２８は、基台１６の長手方向に直交する方向に水平状態に延在するとともに、その基端部が、第１上下動シリンダ３０のピストン部３０ａ先端部と連結部材３４を介して接続されている。
【００１９】
前記第２搬送部２３は、先端部に形成された２つの吸着孔３５ａで半導体ウェーハＷを吸着して支持する第２ハンド３５と、該第２ハンド３５を第１受け渡し部２０と第２受け渡し部２２との間で水平移動可能に支持する第２ロッドレスシリンダ３６と、第２ハンド３５を上下動可能に支持する第２上下動シリンダ３７と、前記第２ハンド３５の吸着孔３５ａ、第２ロッドレスシリンダ３６および第２上下動シリンダ３７にそれぞれ個別に接続された圧縮空気供給用の各配管を束ねた第２配管部３８とを備えている。
【００２０】
前記第２ロッドレスシリンダ３６は、その両端部が第１受け渡し部２０および第２受け渡し部２２のそれぞれの一側面に水平状態に固定され、第２ロッドレスシリンダ３６の第２可動部３９には、第２ハンド３５の基端部が上下動かつ回転可能に支持されるとともに前記第２上下動シリンダ３７が設置されている。また、第２可動部３９は、第２ロッドレスシリンダ３６と平行してその上方に配された第２ガイド部４０に水平移動可能に支持されている。
【００２１】
前記第２ハンド３５は、基台１６の長手方向に直交する方向に水平状態に延在するとともに、その基端部が、第２上下動シリンダ３７のピストン部３７ａ先端部と連結部材４１を介して接続されている。また、第２ハンド３５の基端部には、第２ハンド３５の延在方向を軸線として第２ハンド３５を回転可能に支持する反転用アクチュエータ４２が設けられている。
【００２２】
前記第３搬送部２５は、先端部に形成された２つの吸着孔４３ａで半導体ウェーハＷを吸着して支持する第３ハンド４３と、該第３ハンド４３を第２受け渡し部２２と第３受け渡し部２４との間で水平移動可能に支持する第３ロッドレスシリンダ４４と、第３ハンド４３を上下動可能に支持する第３上下動シリンダ４５と、前記第３ハンド４３の吸着孔３５ａ、第３ロッドレスシリンダ４４および第３上下動シリンダ４５にそれぞれ個別に接続された圧縮空気供給用の各配管を束ねた第３配管部４６とを備えている。
【００２３】
前記第３ロッドレスシリンダ４４は、その両端部が第２受け渡し部２２および第３受け渡し部２４のそれぞれの一側面に水平状態に固定され、第３ロッドレスシリンダ４４の第３可動部４７には、第３ハンド４３の基端部が上下動可能に支持されるとともに前記第３上下動シリンダ４５が設置されている。また、第３可動部４７は、第３ロッドレスシリンダ４４と平行してその上方に配された第３ガイド部４８に水平移動可能に支持されている。
前記第３ハンド４３は、第２ハンド３５と同様に、基台１６の長手方向に直交する方向に水平状態に延在するとともに、その基端部が、連結部材４９を介して第３上下動シリンダ４５のピストン部４５ａ先端部と接続されている。
【００２４】
前記第４搬送部２７は、半導体ウェーハＷを載置する第４ハンド５０と、該第４ハンド５０を第３受け渡し部２４と第４受け渡し部２６との間で水平移動可能に支持する第４ロッドレスシリンダ５１とを備えている。
前記第４ロッドレスシリンダ５１は、その両端部が第３受け渡し部２４および第４受け渡し部２６のそれぞれの一側面に水平状態に固定され、第４ロッドレスシリンダ５１の第４可動部５２には、第４ハンド５０の基端部が上下動可能に支持されている。
【００２５】
前記第４ハンド５０は、基台１６の長手方向に直交する方向に向けて延在するとともに、その先端部が基端部より低い位置で水平状態に配されている。
第４ハンド５０の先端部は、載置される半導体ウェーハＷの直径と同幅に設定され、また該半導体ウェーハＷの外縁部に当接して位置決めする突起部５０ａが４つ設けられている。
【００２６】
また、第４受け渡し部２６には、基台１６の長手方向端部に第４受け渡し部２６に移動された第４ハンド５０を昇降可能に支持するハンド昇降用エアシリンダ５３が設けられている。該ハンド昇降用エアシリンダ５３は、上下方向に延在して配され、そのシリンダロッド５３ａの先端部には、第４ハンド５０の側部がはめ込まれる第４ハンド支持部材５３ｂが取り付けられている。
【００２７】
前記第１受け渡し部２０は、図７に示すように、ローダーユニット１５に隣接して設けられた矩形状の水槽であり、内部に洗浄水として純水が供給されて満たされている。また、前記第２受け渡し部２２は、第１受け渡し部２０に隣接し該第１受け渡し部２０より深く設定された矩形状の水槽であり、第１受け渡し部２０等から溢れた純水が流れ込むように設定され底部に該純水が排水される洗浄水排水孔５４が形成されている。
前記第３受け渡し部２４および前記第４受け渡し部２６は、前記第２受け渡し部２２に隣接し前記第１受け渡し部２０と同じ深さに設定された矩形状の水槽であり、互いに連通状態とされ内部に洗浄水として純水が供給されて満たされている。
【００２８】
前記表面研磨室移送機構５は、図８に示すように、第１受け渡し部２０および表面研磨室４において半導体ウェーハＷをそれぞれ上方から吸着状態に支持する一対のウェーハ吸着盤５４と、これらウェーハ吸着盤５４を上下動かつ回転可能にそれぞれ支持する一対の吸着盤支持部５５と、これら吸着盤支持部５５を第１受け渡し部２０と表面研磨室４との間に立設された回転可能な旋回軸部材５６で支持するとともに該旋回軸部材５６を中心に旋回させる旋回機構５７とを備えている。すなわち、一対のウェーハ吸着盤５４は、旋回軸部材５６を中心に対称な位置に配されている。
【００２９】
一方、前記裏面研磨室移送機構８は、第３受け渡し部２４および裏面研磨室７において半導体ウェーハＷをそれぞれ上方から吸着状態に支持する一対のウェーハ吸着盤５４と、これらウェーハ吸着盤５４を上下動かつ回転可能にそれぞれ支持する一対の吸着盤支持部５５と、これら吸着盤支持部５５を第３受け渡し部２４と裏面研磨室７との間に立設された回転可能な旋回軸部材５６を中心に旋回させる旋回機構５７とを備えている。
【００３０】
前記旋回機構５７は、前記旋回軸部材５６を回転させる旋回用ロータリーアクチュエータ５８と、旋回軸部材５６を挿通状態に回転可能に支持する筒状支持部材５９とを備えている。
前記旋回用ロータリーアクチュエータ５８は、表面研磨室４または裏面研磨室７の下方にそれぞれ設置されるとともに回転駆動軸６０に固定された連結ギヤ６１が旋回軸部材５６の下部に固定された下部ギヤ６２に噛み合わされている。
前記筒状支持部材５９は、基台１６の中央部を貫通状態とされ、下部の外周に設けられた下部フランジ部６３が基台１６上面に固定されて支持されている。
【００３１】
前記旋回軸部材５６の下端には、半径方向外方に延在する棒状の旋回ストッパ６４が固定されるとともに、基台１６の上部裏面には、旋回位置決め部６５が所定位置の２箇所（１箇所図示せず）に固定されている。該旋回位置決め部６５は、旋回ストッパ６４の先端部が所定量旋回して係止する位置、すなわちにウェーハ吸着盤５４が、第１受け渡し部２０の上部または表面研磨室４の上部まで旋回する場合および第３受け渡し部２４の上部または裏面研磨室７の上部まで旋回する場合にそれぞれ相当する位置に設けられている。
また、旋回位置決め部６５は、旋回ストッパ６４の先端部が当接する際の衝撃を吸収するショックアブソーバ６６と係止位置を微調整する位置決めボルト６７とを下部側面に備えている。
【００３２】
前記旋回軸部材５６の上端には、上部フランジ部６８が設けられ、該上部フランジ部６８の上部には、円筒部材６９が軸線を同じくして固定されている。該円筒部材６９の外周面には、上下方向に延在して配された一対の吸着盤昇降用エアシリンダ７０が互いに円筒部材６９の軸線に対して対称な位置に設けられている。これら吸着盤昇降用エアシリンダ７０は、上部に固定されたシリンダ部７０ａと該シリンダ部７０ａ内から上下方向に進退可能とされたシリンダロッド部７０ｂとを備えている。該シリンダロッド部７０ｂに先端部には、前記吸着盤支持部５５が固定されている。
【００３３】
該吸着盤支持部５５は、シリンダロッド部７０ｂの先端部に固定された枠部７１と、該枠部７１の上部に固定された回転モータ７２と、該回転モータ７２の回転駆動軸に接続されその回転数を減速する減速機７３ａと、該減速機７３ａによって減速されたウェーハ吸着盤５４の回転角を検出する回転角検出センサ７３ｂと、減速機７３ａの回転軸に接続され上下方向の軸線を中心として回転可能に枠部７１の下端に支持された支持ロッド７４とを備えている。該支持ロッド７４は、図示しない吸引手段に接続され上下に貫通する接続孔７４ａが内部に形成されている。
【００３４】
前記ウェーハ吸着盤５４は、前記支持ロッド７４の下端に上面が固定され、軸線を同じくして前記回転モータ７２の回転によって回転可能とされている。
すなわち、回転モータ７２および減速機７３ａ等は、ウェーハ吸着盤５４を所定の回転数（回転速度）で軸線を中心に回転させる吸着盤駆動機構として機能する。
また、ウェーハ吸着盤５４は、図９に示すように、吸着する半導体ウェーハＷより所定量小さな径に設定されるとともにオリフラに対応して一部が切欠部５４ａとされた円盤状に形成され、水切り性を高めるために略円錐形状とされている。さらに、ウェーハ吸着盤５４の下面には、前記接続孔７４ａに接続された吸引孔（図示せず）が形成されている。
【００３５】
前記表面研磨室４および前記裏面研磨室７は、図１および図８に示すように、旋回軸部材５６に対して第１受け渡し部２０および第３受け渡し部２４の反対側にそれぞれ配置され、研磨室側板７５、研磨室天板７６、研磨室シャッタ７７および研磨室底板７８とから構成されている。該研磨室底板７８は、中央部外方に向かって傾斜状態に設定され、その最下部には、研磨時に使用された研磨液を排水する研磨液排水孔７９が形成されている。該研磨液排水孔７９は、使用済み研磨液を再使用するための排液貯留部（図示せず）に接続されている。なお、研磨室側板７５の下部には、ミスト抜き用のミスト取り出し口７５ａが設けられている。
【００３６】
前記研磨室天板７６は、表面研磨室４および裏面研磨室７の上方をそれぞれ覆って配され、その中央部には、ウェーハ吸着盤５４に吸着された半導体ウェーハＷの外径より若干大きく設定された内径を有する円形の天板開口部７６ａが形成されている。
また、研磨室天板７６は、外側の研磨室側板７５の直上部分に基台１６の長手方向に伸縮可能に支持された一対のシャッタ用エアシリンダ８０を備え、これらシャッタ用エアシリンダ８０のシリンダロッド８０ａの先端部には連結部材８１を介して一対の板状の研磨室シャッタ７７がそれぞれ固定されている。
【００３７】
前記連結部材８１には、貫通孔８１ａが形成され、該貫通孔８１ａには研磨室天板７６上に設けられたガイド棒８２が挿通状態とされている。すなわち、連結部材８１、ガイド棒８２にガイドされて基台１６の長手方向に水平移動可能に支持されている。
これらの研磨室シャッタ７７は、研磨室天板７６に沿って表面研磨室４および裏面研磨室７をそれぞれ覆って配されるとともに、前記シャッタ用エアシリンダ８０の伸縮によって基台１６の長手方向に開閉可能に研磨室天板７６に支持されている。また、前記一対の研磨室シャッタ７７は、互いに対向する内縁部に半円状の切欠部７７ａが形成され、閉口時に前記支持ロッド７４の径より若干大きな内径を有する円形の開口部が中央部に形成される。
【００３８】
前記研磨室天板７６は、周縁部に上方に突出し研磨室天板７６上面を囲むように配された研磨室天板周壁部８３が設けられている。
また、表面研磨室４と第１受け渡し部２０との間および裏面研磨室７と第３受け渡し部２４との間には、中間部天板８４がそれぞれ設けられ、これら中間部天板８４には、周縁部に上方に突出し中間部天板８４上面を囲むように配された中間部天板周壁部８５が設けられている。
【００３９】
前記中間部天板８４は、第１受け渡し部２０および第３受け渡し部２４の旋回軸部材５６側の側板２０ａ，２４ａ上部に一側縁がそれぞれ配され、その他側縁は表面研磨室４および裏面研磨室７の研磨室側板７５外側面にそれぞれ配されている。すなわち、中間部天板８４は、研磨室天板７６より低い位置に配されかつ第１受け渡し部２０および第３受け渡し部２４より高い位置に配されている。
【００４０】
前記研磨室天板周壁部８３は、突出量が他の部分より小さくされた第１低壁部８３ａが中間部天板８４側に形成され、また前記中間部天板周壁部８５は、突出量が他の部分より小さくされた第２低壁部８５ａが第１受け渡し部２０側および第３受け渡し部２４側にそれぞれ形成されている。
また、研磨室天板７６および中間部天板８４上には、洗浄水が供給されるとともに研磨室天板周壁部８３および中間部天板周壁部８５によって浅く貯められている。
【００４１】
前記表面研磨機構６および前記裏面研磨機構９は、図１、図１０および図１１に示すように、表面研磨室４内および裏面研磨室７内でそれぞれウェーハ吸着盤５４によって保持状態の半導体ウェーハＷを中心に基台１６の長手方向両側に配されかつ半導体ウェーハＷの表裏面と平行な軸線、すなわち前記長手方向に直交する方向の軸線を有して回転可能に支持された一対の研磨ドラム９０と、これらの研磨ドラム９０をそれぞれ回転駆動するとともに移動させる一対のドラム駆動手段９１と、研磨時に研磨液を研磨ドラム９０上に供給するとともに半導体ウェーハＷの面取り面にも供給する研磨液供給手段９２とをそれぞれ備えている。
【００４２】
前記ドラム駆動手段９１は、研磨ドラム９０を基台１６の長手方向に直交する方向に進退移動させるドラム直動ユニット部９３と、該ドラム直動ユニット部９３に揺動可能に支持され研磨ドラム９０を先端部に接続するとともに該研磨ドラム９０を半導体ウェーハＷの面取り面に押圧状態に当接させるとともに半導体ウェーハＷの軸線に向かう方向に摺動可能に支持するドラム支持部９４とを備えている。
【００４３】
前記ドラム直動ユニット部９３は、第１受け渡し部２０と表面研磨室４との間および第３受け渡し部２４と裏面研磨室７との間にそれぞれ配され、基台１６上に固定され図示しないボールネジおよび該ボールネジを回転駆動するモータ等を内蔵したユニット本体９４と、該ボールネジに螺着されボールネジに沿って移動可能な直動部９５とを備えている。
【００４４】
前記ドラム支持部９４は、前記直動部９５の上部に設けられたピボット軸受部９５ａに揺動可能に上端部が支持された揺動腕部９６と、該揺動腕部９６の下端部に固定され基台１６の長手方向に直交する方向に延在して配されるとともに先端部に研磨ドラム９０を回転可能に支持するドラム支持軸部９７とを備えている。
前記揺動腕部９６は、上端部に貫通孔９６ａが形成され、該貫通孔９６ａに挿通されるとともに前記ピボット軸受部９５ａに両端部が回転可能に支持される揺動用ロッド９６ｂを備えている。
【００４５】
前記ドラム支持軸部９７は、前記揺動腕部９６の下端部に固定され表面研磨室４内側の研磨室側板７５に貫通状態のドラム用筒状部材９８と、該ドラム用筒状部材９８内に軸線を同じくするとともに軸受部９８ａを介して回転可能に挿通されたドラム回転軸部材９９とを備えている。
該ドラム回転軸部材９９は、先端部に研磨ドラム９０が軸線を同じくして固定され、後端部に図示しない回転駆動源が接続されている。
【００４６】
前記揺動腕部９６の上端部および直動部９５の下部は、バランス用バネ１００で連結されているとともに、揺動腕部９６の下端部および直動部９５の下部は、押圧用エアシリンダ１０１で連結されている。
前記バランス用バネ１００は、揺動腕部９６によって支持されているドラム支持軸部９７を一定高さに保持して、該ドラム支持軸部９７に取り付けられている研磨ドラム９０の高さ位置を設定するものである。
【００４７】
また、前記押圧用エアシリンダ１０１は、研磨時に、バランス用バネ１００によって一定高さに保持されたドラム支持軸部９７をウェーハ吸着盤５４に吸着状態の半導体ウェーハＷへ向けた斜め上方に一定の押圧力で押し、ドラム支持軸部９７に取り付けられている回転状態の研磨ドラム９０外周面を表面研磨機構６においては半導体ウェーハＷの表面側の面取り面に、裏面研磨機構９においては半導体ウェーハＷの裏面側の面取り面に、それぞれ押圧させるものである。
【００４８】
前記ドラム用筒状部材９８の先端には、研磨ドラム９０の外周面半分を覆うドラム用カバー１０２が取り付けられている。
該ドラム用カバー１０２は、ドラム用筒状部材９８に固定され研磨ドラム９０の内側面に近接状態に配された円盤部１０２ａと、研磨ドラム９０の外周面のうち表面研磨室４内および裏面研磨室７内にそれぞれ配された半導体ウェーハＷに対して反対側の半分を近接状態で覆う円弧状板部１０２ｂとを備えている。
【００４９】
なお、前記円盤部１０２ａと表面研磨室４内側の研磨室側板９５との間および前記円盤部１０２ａと裏面研磨室７内側の研磨室側板９５との間には、表面研磨室４内および裏面研磨室７内のドラム用筒状部材９８を覆う蛇腹部材１０３がそれぞれ取り付けられている。これら蛇腹部材１０３は、研磨時に研磨液がドラム用筒状部材９８内等に入り込むことを防止するものである。
【００５０】
前記研磨液供給手段９２は、前記ドラム用カバー１０２の円弧状板部１０２ｂの上部に取り付けられた複数の供給ノズル１０４と、これら供給ノズル１０４に固定されウェーハ吸着盤５４に保持状態の半導体ウェーハＷ側に配された研磨液用ブラシ１０５と、前記供給ノズル１０４に接続され研磨液を供給する研磨液導入手段１０６とを備えている。
前記研磨液用ブラシ１０５は、ナイロン等の弾性体で形成され、その先端部が研磨ドラム９０の軸線方向に沿って外周面上に当接状態に配されている。
【００５１】
前記研磨液導入手段１０６は、図４に示すように、研磨液を貯留するスラリータンク１０７と、該スラリータンク１０７から研磨液を吸い上げて前記供給ノズル１０４へ導くスラリーポンプ１０８とを備えている。なお、符号１０９は、使用済み研磨液を再使用するために用いる排出ミスト除去用のサイクロンである。
【００５２】
前記研磨ドラム９０は、図１２に示すように、ドラム回転軸部材９９先端部に設けられた取付用フランジ９９ａに軸線を同じくしてボルト１０９で固定されるアルミニウム合金製のホイール本体１１０と、該ホイール本体１１０の外周面を覆って設けられた研磨布１１１とを備えている。
前記ホイール本体１１０の外周面には、軸線に平行に延在するとともに半径方向外方に突出する突条形状のキー１１０ａが設けられ、前記研磨布１１１に内側からくい込んで研磨布１１１の回り止めとされている。
【００５３】
前記研磨布１１１は、繊維の向きが一定でない不織布で円環状に形成された単位研磨布１１１ａを複数枚積層させ円筒状にしたものであり、ホイール本体１１０の外周面に軸線を同じくして外挿状態に取り付けられている。
研磨布１１１の両端面には、塩化ビニールで形成され研磨布１１１と同じ外径に設定された円環状の補強板１１２がそれぞれ配され、これら補強板１１２の外側面には、ステンレスで形成され研磨布１１１より小さな外径に設定された円環状の押え板１１３がそれぞれ配されている。
【００５４】
前記研磨布１１１は、圧縮率が６〜１０％に設定され、本実施形態では８％の圧縮率にセットされている。また、研磨布１１１の半径方向の厚さは、半導体ウェーハＷの４倍程度に設定され、例えば半導体ウェーハＷの厚さが０．７５ｍｍの場合には、３．０ｍｍの厚さとされる。
なお、前記圧縮率は、ＪＩＳ Ｌ−１０９６に準拠するものであり、単位研磨布１１１ａに初荷重Ｗ0を負荷した１分後の厚さＴ1を読み、同時に荷重Ｗ1に増し、１分後の厚さＴ2を読むことによって次式で算出される。
圧縮率（％）＝（Ｔ1−Ｔ2）／Ｔ1×１００
（但し、Ｗ0＝３００ｇ／ｃｍ2、Ｗ1＝１８００ｇ／ｃｍ2）
【００５５】
研磨ドラム９０基端側の押え板１１３は、ホイール本体１１０の基端部外周面に形成された拡径部１１０ｂに係止され、また研磨ドラム９０先端側の押え板１１３は、ホイール本体１１０先端面にボルト１１４で固定された円環状の研磨布押圧板１１５によって基端側へと押圧状態に支持されている。したがって、研磨布１１１は、補強板１１２および押え板１１３に挟持状態とされ一定の押圧力によって軸線方向に圧縮状態とされている。
【００５６】
前記ウェーハ収納機構１０は、図１３に示すように、第３受け渡し部２４の上方に配され第３受け渡し部２４に移送された半導体ウェーハＷを収納用ハンド１１６で取り出して移送するアンローダーユニット１５と、該アンローダーユニット１５によって移送される半導体ウェーハＷが収納される収納用カセットＣ２を所定位置に載置する収納用カセット載置部１１７とを備えている。
【００５７】
前記アンローダーユニット１５は、基台１６上に立設された２つの柱部材１１８の上部に架設された梁部材１１９に垂下状態に支持されており、該梁部材１１９に取り付けられた水平方向移動装置１２０によって梁部材１１９の延在方向、すなわち基台１６の長手方向に直交する方向に沿って移動可能とされている。
前記水平方向移動装置１２０の側面には、上下方向に伸縮可能な収納用エアシリンダ１２１がその上部を固定して垂下状態とされ、該収納用エアシリンダ１２１の下部には先端部に収納用ハンド１１６を備えるハンド揺動回転部１２２が支持されている。
【００５８】
該ハンド揺動回転部１２２は、基台１６の長手方向に直交する水平軸線を中心に収納用ハンド１１６を揺動させる揺動用ロータリーアクチュエータ１２３と、収納用ハンド１１６をその延在方向を軸線として回転させる回転用ロータリーアクチュエータ１２４とを備えている。
前記収納用ハンド１１６は、先端部に図示しない吸引手段に接続された複数の吸着孔（図示せず）が形成され、これら吸着孔によって第４受け渡し部２６に移送された半導体ウェーハＷを吸着して支持するものである。
【００５９】
前記収納用カセット載置部１１７は、基台１６の端部側の側面に設けられ、第４受け渡し部２６より低い位置に配されている。この収納用カセット載置部１１７は、基台１６の長手方向に直交する方向に４つの収納用カセットＣ２を並べることができ純水が供給され満たされている水槽部１２５と、該水槽部１２５内に配され前記収納用カセットＣ２が個別に載置されて位置決めされる４つのカセット用ハンド１２６と、水槽部１２５と基台１６との間に設置され各カセット用ハンド１２６を個別に昇降可能に支持する４つのカセット昇降用エアシリンダ１２７とを備えている。
【００６０】
前記収納用カセットＣ２は、半導体ウェーハＷの載置位置がその表裏面が基台１６の長手方向に平行にかつ半導体ウェーハＷの軸線が水平状態になるように設定されている。
また、前記カセット用ハンド１２６は、縦断面Ｌ字状に形成され、その上部が対応する前記カセット昇降用エアシリンダ１２７のシリンダロッド１２７ａ先端に固定されている。
【００６１】
次に、本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における半導体ウェーハの面取り面研磨方法について、〔ウェーハ取り出し工程〕、〔ウェーハ位置決め工程〕、〔表面研磨工程〕、〔ウェーハ反転工程〕、〔裏面研磨工程〕および〔ウェーハ収納工程〕とに分けて説明する。
【００６２】
〔ウェーハ取り出し工程〕
まず、研磨処理前の半導体ウェーハＷを入れたカセットＣ１を、半導体ウェーハＷの表面が下方に向くようにカセット載置用テーブル１３上の所定位置にセットする。
【００６３】
ローダーユニット１５を駆動して、取り出し用ハンド１４を上下動させるとともにカセット載置用テーブル１３の中央部から所定位置の半導体ウェーハＷの上部に移動させ、半導体ウェーハＷを吸着保持する。吸着後、取り出し用ハンド１４を再びカセット載置用テーブル１３の中央部に戻すとともに垂直軸線を中心に回転させ、半導体ウェーハＷを保持した先端部をウェーハ位置決めユニット２に向ける。
【００６４】
〔ウェーハ位置決め工程〕
ローダーユニット１５によって半導体ウェーハＷを保持した取り出し用ハンド１４を上方に移動させ、ウェーハ位置決めユニット２の載置台２ａに対応した高さに設定した後、取り出し用ハンド１４をウェーハ位置決めユニット２の載置台２ａ上へ水平移動させる。このとき、載置台２ａの下部には、予め第１ハンド２８を配しておく。
【００６５】
そして、半導体ウェーハＷを載置台２ａ上に配した状態で吸着を解除するとともに、半導体ウェーハＷを開放してウェーハ位置決めユニット２に移載する。
次に、ウェーハ位置決めユニット２を駆動して、載置台２ａ上の半導体ウェーハＷの芯出しおよびオリフラの方向決めを行い、半導体ウェーハＷを所定の向きに位置決めする。
【００６６】
〔表面研磨工程〕
次に、第１上下動シリンダ３０によって第１ハンド２８を上昇させるとともに位置決めされた半導体ウェーハＷを上面に載置し、吸着溝２８ａによって吸着保持する。
そして、第１ロッドレスシリンダ２９によって第１受け渡し部２０の上方へと第１ハンド２８を水平移動して半導体ウェーハＷを第１受け渡し部２０へ移送する。
【００６７】
この状態において、予め第１受け渡し部２０の上方に位置させたウェーハ吸着盤５４を、吸着盤昇降用エアシリンダ７０によって吸着盤支持部５５とともに下降させ、半導体ウェーハＷ上に当接させる。このとき、第１ハンド２８の吸着を解除し半導体ウェーハＷを解放するとともに、ウェーハ吸着盤５４によって半導体ウェーハＷを、軸線を同じくして吸着保持する。
【００６８】
ウェーハ吸着盤５４が半導体ウェーハＷを保持した状態で、旋回用ロータリーアクチュエータ５８を駆動させて旋回軸部材５６を１８０゜回転させるとともにウェーハ吸着盤５４を１８０゜旋回させ、表面研磨室４の上方に位置させる。
そして、表面研磨室４の研磨室シャッタ７７を、シャッタ用エアシリンダ８０の作動によってスライドさせ、研磨室天板７６の天板開口部７６ａを開口させる。
【００６９】
天板開口部７６ａが開いた状態で、吸着盤昇降用エアシリンダ７０によってウェーハ吸着盤５４を下降させ、表面研磨室４内の所定位置に配される。このとき、ウェーハ吸着盤５４に保持状態の半導体ウェーハＷの向きは、オリフラが基台１６の長手方向に直交する方向に沿って配されている。
さらに、この状態で、研磨室シャッタ７７を、再びシャッタ用エアシリンダ８０の作動によってスライドさせ、研磨室天板７６の天板開口部７６ａを閉じる。このとき、支持ロッド７４が、互いに当接した研磨室シャッタ７７の切欠部７７ａで形成された円形の開口部内に配される。
【００７０】
次に、表面研磨室４内の一対の研磨ドラム９０を、ドラム直動ユニット部９３を駆動することによって基台１６側から保持状態の半導体ウェーハＷの両側へと移動させる。
さらに、押圧用エアシリンダ１０１を作動させ、揺動腕部９６を押し上げることによって一対の研磨ドラム９０の研磨布１１１を、半導体ウェーハＷの両側から表面側の面取り面に所定の押圧力で押圧状態に当接させる。このとき、半導体ウェーハＷのオリフラは、一方の研磨ドラム９０の研磨布１１１において研磨液用ブラシ１０５の下方近傍に当接される。
【００７１】
この状態で、スラリーポンプ１０８を駆動させてスラリータンク１０７から吸い上げた研磨液を、一方の供給ノズル１０４から研磨布１１１上に供給する。そして、図示しない回転駆動源を駆動させて、オリフラの面取り面に当接する研磨ドラム９０を、研磨布１１１がオリフラの面取り面に沿って半導体ウェーハＷの軸線に向かう方向に摺動する方向に回転させることによって研磨を行う。
【００７２】
このとき、供給ノズル１０４から研磨布１１１上に供給される研磨液は、自重と研磨ドラム９０の回転とによって半導体ウェーハＷ側へと移動するとともに研磨液用ブラシ１０５の先端に当接して、研磨ドラム９０の軸線方向に広げられる。すなわち、研磨液を研磨ドラム９０の軸線方向に一様に供給するとともに、研磨布１１１に馴染ませるので、前記軸線方向のどの位置の研磨布１１１においても良好な研磨性能が得られる。
【００７３】
オリフラの面取り面の研磨を終了した後、他方の研磨ドラム９０も同様に回転させるとともに、他方の供給ノズル１０４から研磨布１１１に研磨液を供給する。同時に、回転モータ７２を駆動させ、ウェーハ吸着盤５４とともに半導体ウェーハＷを回転させる。このとき、回転モータ７２の回転は減速機７３ａによって所定回転速度に設定されるとともに、ウェーハ吸着盤５４の回転角が回転角検出センサ７３ｂによって検出される。
【００７４】
なお、ウェーハ吸着盤５４の回転数は、１００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの範囲に設定されるとともに、各研磨ドラム９０の回転数は、１ｒｐｍ〜５０ｒｐｍの範囲に設定される。
すなわち、研磨前の面取り面には、図１５の（ａ）に示すように、周方向に沿って大きく緩やかな凹凸および微小な凹凸が生じているが、研磨布１１１による研磨方向が面取り面Ｍの周方向に直交する方向のみであると、図１５の（ｂ）に示すように、微小な凹凸は平坦にすることができるが、緩やかな凹凸が残存してしまっていた。しかしながら、ウェーハ吸着盤５４の回転速度が研磨ドラム９０の回転速度より速く設定されているので、研磨方向が周方向側に傾くことにより、図１５の（ｃ）に示すように、微小な凹凸のみならず前記緩やかな凹凸をも周方向に亙って平坦化させることができる。
なお、研磨布１１１の移動速度と半導体ウェーハＷの周速度との速度差を調整することにより、研磨レートを制御することが可能である。
【００７５】
したがって、前記研磨ドラム９０、前記ドラム駆動手段９１および前記研磨液供給手段９２は、半導体ウェーハＷの面取り面Ｍに研磨液を供給しながら研磨布１１１を押圧状態に当接させて弾性変形させるとともに、該研磨布１１１を面取り面Ｍの傾斜に沿って半導体ウェーハＷの外縁から中心に向けて摺動可能に支持する研磨布駆動機構として機能する。
【００７６】
さらに、研磨布１１１を面取り面Ｍに押圧状態に当接させ弾性変形させるとともに摺動させるので、図１４に示すように、半導体ウェーハＷの外側面Ｓに当接する研磨布１１１の盛り上がり部１１１ｂが形成され、該盛り上がり部１１１ｂが前記外側面Ｓに押圧状態で当接するとともに外側面Ｓから面取り面Ｍに向かって摺動する。すなわち、研磨布１１１によって面取り面Ｍの研磨が行われるとともに、外側面Ｓについても同時に研磨が行われる。
【００７７】
また、上記研磨時において使用された研磨液は、研磨ドラム９０から直接研磨室底板７８上に流れ落ちるか、またはドラム用カバー１０２の円弧状板部１０２ｂによって下方に誘導されて研磨室底板７８上に流れ落ちる。なお、ドラム用カバー１０２の円盤部１０２ａは、ドラム用筒状部材９８の周囲へ研磨液が飛び散ることを防ぎ、円弧状板部１０２ｂは、研磨室側板７５へ研磨液が飛び散ることを防いでいる。
【００７８】
研磨室底板７８上に流れ落ちた研磨液は、傾斜に従って研磨液排水孔７９へ流れて、排液貯留部（図示せず）へと排出される。なお、該排液貯留部の使用済み研磨液は、再使用するためにサイクロン１０９によってミスト除去処理が施される。
また、前記研磨ドラム９０は、研磨する半導体ウェーハＷ毎にドラム直動ユニット部９３によって軸線方向に所定量移動され、研磨布１１１の外周面における広い範囲で研磨することによって、研磨ドラム９０の長寿命化が図られている。
【００７９】
表面側の面取り面Ｍを研磨した後、研磨室シャッタ７７をスライドさせて研磨室天板７６の天板開口部７６ａを開口させる。そして、半導体ウェーハＷを保持したウェーハ吸着盤５４を吸着盤昇降用エアシリンダ７０によって研磨室天板７６の上方まで上昇させる。
【００８０】
なお、表面研磨室４において一方のウェーハ吸着盤５４に保持された半導体ウェーハＷの表面側の面取り面Ｍが研磨されている間に、他方のウェーハ吸着盤５４は、前記ウェーハ取り出し工程および前記ウェーハ位置決め工程を経て第１受け渡し部２０に搬送された別の半導体ウェーハＷを、一方のウェーハ吸着盤５４と同様にして吸着保持している。
【００８１】
この状態で、旋回用ロータリーアクチュエータ５８を駆動して旋回軸部材５６を回転させ、一方および他方のウェーハ吸着盤５４をそれぞれ１８０゜旋回させる。すなわち、一方のウェーハ吸着盤５４に保持された半導体ウェーハＷは、再び第１受け渡し部２０の上方に移送されるとともに、他方のウェーハ吸着盤５４に保持された半導体ウェーハＷは、表面研磨室４の上方に移送され一方のウェーハ吸着盤５４に保持された半導体ウェーハＷと同様に表面側の面取り面Ｍの研磨が行われる。
【００８２】
旋回時において、旋回中の一方のウェーハ吸着盤５４および保持された半導体ウェーハＷから、研磨室天板７６および中間部天板８４上に研磨液が落ちる場合がある。しかしながら、研磨室天板７６および中間部天板８４には、研磨室天板周壁部８３および中間部天板周壁部８５によって周縁部が高くされ洗浄水が貯められているので、落ちた研磨液は、研磨室天板周壁部８３および中間部天板周壁部８５から他の部分に流れ落ちないとともに乾いて付着することがない。
【００８３】
また、中間部天板８４が研磨室天板７６より低く設定されるとともに第１受け渡し部２０および第３受け渡し部２４より高く設定され、研磨室天板周壁部８３および中間部天板周壁部８５には第１低壁部８３ａおよび第２低壁部８５ａがそれぞれ形成されているので、研磨室天板７６上に落ちた研磨液は、洗浄水とともに第１低壁部８３ａを介して研磨室天板７６から中間部天板８４へと流れ落ち、さらに第２低壁部８５ａを介して中間部天板８４から第１受け渡し部２０および第３受け渡し部２４へと流れ落ちる。
【００８４】
〔ウェーハ反転工程〕
表面研磨済みの半導体ウェーハＷを第１受け渡し部２０の上方に移送した後、保持しているウェーハ吸着盤５４を下降させて、第１受け渡し部２０の純水中に水没状態で位置させるとともに、ウェーハ吸着盤５４を所定量回転させる。このとき、半導体ウェーハＷおよびウェーハ吸着盤５４に付着している研磨液が、純水によって洗い落とされる。
【００８５】
研磨液を洗い落とした後、再びウェーハ吸着盤５４を上昇させ第１受け渡し部２０の上方に位置させ、さらに第２ハンド３５を第２上下動シリンダ３７でウェーハ吸着盤５４より低い位置に設定するとともに第１受け渡し部２０のウェーハ吸着盤５４の下方に第２ロッドレスシリンダ３６によって水平移動させる。
この状態で、ウェーハ吸着盤５４を下降させるとともに半導体ウェーハＷを第２ハンド３５上に載置する。このとき、ウェーハ吸着盤５４の吸着を解除して半導体ウェーハＷを開放するとともに、第２ハンド３５の吸着孔３５ａで半導体ウェーハＷの下面、すなわち表面側を吸着して半導体ウェーハＷを保持する。
【００８６】
次に、半導体ウェーハＷを保持した第２ハンド３５を、第２ロッドレスシリンダ３６によって第２受け渡し部２２へと水平移動する。なお、第２受け渡し部２２に移送された第２ハンド３５は、第２受け渡し部２２の底部に対して半導体ウェーハＷの半径より高い位置に設定される。
この状態で、反転用アクチュエータ４２を駆動して第２ハンド３５を延在方向を軸線として１８０゜回転させる。
そして、第３ハンド４３を、第３上下動シリンダ４５および第３ロッドレスシリンダ４４によって第２ハンド３５に保持された半導体ウェーハＷの下方に移動させる。
【００８７】
第３ハンド４３が第２ハンド３５の下方に位置した後、第２ハンド３５を下降させて半導体ウェーハＷを第３ハンド４３上に載置する。このとき、第２ハンド３５の吸着を解除して半導体ウェーハＷを開放するとともに、第３ハンド４３の吸着孔３５ａで半導体ウェーハＷの下面、すなわち裏面側を吸着して半導体ウェーハＷを保持する。
第３ハンド４３は、半導体ウェーハＷを吸着した後、第３受け渡し部２４へと第３ロッドレスシリンダ４４によって水平移動される。
【００８８】
〔裏面研磨工程〕
第３ハンド４３が第３受け渡し部２４に配された後、予め第３受け渡し部２４の上方に位置させた裏面研磨室移送機構８のウェーハ吸着盤５４を、下降させるとともに第３ハンド４３上の半導体ウェーハＷの上面に当接させる。このとき、第３ハンド４３の吸着を解除して半導体ウェーハＷを開放するとともに、裏面研磨室移送機構８のウェーハ吸着盤５４で半導体ウェーハＷの上面、すなわち表面側を吸着して半導体ウェーハＷを保持する。
【００８９】
この後、表面研磨工程と同様に、裏面研磨室移送機構８によって、裏面を下方に向けて保持した半導体ウェーハＷを裏面研磨室７内へと移送し、裏面側のオリフラおよび外縁部全周の面取り面の研磨を行う。このとき、表面側の研磨と同様に、裏面側においても外側面の研磨も同時に行われる。
そして、裏面側の面取り面の研磨が終了した後、表面研磨工程と同様に、裏面研磨室移送機構８のウェーハ吸着盤５４に保持状態の半導体ウェーハＷは、再び第３受け渡し部２４の上方に移送される。
【００９０】
なお、表面研磨工程と同様に、裏面研磨室７において一方のウェーハ吸着盤５４に保持された半導体ウェーハＷの裏面側の面取り面Ｍが研磨されている間に、他方のウェーハ吸着盤５４は、前記表面研磨工程および前記ウェーハ反転工程を経て第３受け渡し部２４に搬送された別の半導体ウェーハＷを、一方のウェーハ吸着盤５４と同様にして吸着保持している。
【００９１】
この状態で、旋回用ロータリーアクチュエータ５８を駆動して旋回軸部材５６を回転させ、一方および他方のウェーハ吸着盤５４をそれぞれ１８０゜旋回させる。すなわち、一方のウェーハ吸着盤５４に保持された半導体ウェーハＷは、再び第３受け渡し部２４の上方に移送されるとともに、他方のウェーハ吸着盤５４に保持された半導体ウェーハＷは、裏面研磨室７の上方に移送され一方のウェーハ吸着盤５４に保持された半導体ウェーハＷと同様に裏面側の面取り面Ｍの研磨が行われる。
【００９２】
〔ウェーハ収納工程〕
裏面研磨済みの半導体ウェーハＷを第３受け渡し部２４の上方に移送した後、保持しているウェーハ吸着盤５４を下降させて、第３受け渡し部２４の純水中に水没状態で位置させるとともに、ウェーハ吸着盤５４を所定量回転させる。このとき、半導体ウェーハＷおよびウェーハ吸着盤５４に付着している研磨液が、純水によって洗い落とされる。
【００９３】
研磨液を洗い落とした後、ウェーハ吸着盤５４をさらに下降させ、予め第３受け渡し部２４の底部近傍に配した第４ハンド５０上に半導体ウェーハＷを載置する。このとき、ウェーハ吸着盤５４の吸着を解除して半導体ウェーハＷを開放するとともに、第４ハンド５０上で突起部５０ａによって半導体ウェーハＷを位置決め保持する。
【００９４】
次に、半導体ウェーハＷを保持した第４ハンド５０を、第４ロッドレスシリンダ５１によって水没状態で第４受け渡し部２６へと水平移動する。このとき、第４受け渡し部２６へ移動された第４ハンド５０の移動方向側部がハンド昇降用エアシリンダ５３の第４ハンド支持部材５３ｂにはめ込まれる。
この後、ハンド昇降用エアシリンダ５３によって、第４ハンド５０は半導体ウェーハＷを載置した状態で第４受け渡し部２６の上方へと上昇される。
【００９５】
このとき、予めアンローダーユニット１５を駆動させて収納用ハンド１１６の先端部を、吸着孔を下方に向けて第４受け渡し部２６の上方に配しておき、第４ハンド５０は、半導体ウェーハＷが収納用ハンド１１６に当接する位置で上昇が停止される。
この状態で、収納用ハンド１１６の吸着孔で半導体ウェーハＷの上面を吸着するとともに、半導体ウェーハＷを保持する。
この後、第４ハンド５０は、再びハンド昇降用エアシリンダ５３によって、第４受け渡し部２６の底部近傍へと下降退避される。
【００９６】
次に、半導体ウェーハＷを水平状態で保持した収納用ハンド１１６を、回転用ロータリーアクチュエータ１２４を作動させて延在方向を軸線として９０゜回転させ、半導体ウェーハＷを垂直状態とする。
そして、この状態で収納用ハンド１１６を、収納用エアシリンダ１２１を作動させてハンド揺動回転部１２２とともに上昇させた後、揺動用ロータリーアクチュエータ１２３を作動させて基台１６の長手方向に直交する水平軸線を中心に下方（図中の矢印方向）に１０５゜回転させて揺動し、収納用カセット載置部１１７の水槽部１２５上方に半導体ウェーハＷを位置させる。
【００９７】
さらに、水平方向移動装置１２０を駆動させ、収納用ハンド１１６を梁部材１１９の延在方向に移動させて所定の収納用カセットＣ２の収納位置の直上に半導体ウェーハＷを位置決めする。
この後、収納用エアシリンダ１２１を伸ばして、収納用ハンド１１６に保持状態の半導体ウェーハＷを収納用カセットＣ２の収納位置まで下降させる。そして、収納用ハンド１１６の吸着を解除し、半導体ウェーハＷを開放するとともに収納用カセットＣ２に収納する。
【００９８】
上記各工程によって所定枚数の半導体ウェーハＷが収納用カセットＣ２に収納された後、該収納用カセットＣ２が載置されたカセット用ハンド１２６をカセット昇降用エアシリンダ１２７によって上昇させ、収納用カセットＣ２の取手部分を水槽部１２５から上方に出した状態とする。この後、半導体ウェーハＷは収納用カセットＣ２ごと水槽部１２５から取り出されて次工程へと移送される。
【００９９】
この半導体ウェーハの面取り面研磨装置では、半導体ウェーハＷを上方からウェーハ吸着盤５４で支持するとともに、一対の研磨ドラム９０が半導体ウェーハＷの下面側の面取り面Ｍに当接状態とされかつ半導体ウェーハＷの軸線に対して対称（すなわち、半導体ウェーハＷの円周方向に等間隔）に配されているので、研磨時において半導体ウェーハＷは下面側の面取り面Ｍに当接された一対の研磨ドラム９０の研磨布１１１によって支持される。
【０１００】
すなわち、各研磨布１１１は、面取り面Ｍにそれぞれ押圧力を加えるが半導体ウェーハＷの円周方向に等間隔にそれぞれ配されているので、バランスがとれることによって、前記押圧力の半径方向成分が互いに相殺され、半導体ウェーハＷに加わる押圧力が軸線方向上方へ向かう成分のみとなる。したがって、半導体ウェーハＷの吸着部分に加わる研磨時の押圧力は、半導体ウェーハＷの吸着面に垂直（すなわち、吸着方向）に加わることにより、ウェーハ吸着盤５４の吸着力が良好に維持されるとともに半導体ウェーハＷは吸着方向にさらに押圧されてより確実に保持される。
【０１０１】
また、研磨布駆動機構によって、複数の研磨布１１１を半導体ウェーハＷの円周方向に等間隔に配しているとともに、ウェーハ吸着盤５４に吸着された半導体ウェーハＷの周方向と交差する方向に研磨布１１１を移動させるように設定され、吸着盤駆動機構によって、ウェーハ吸着盤５４に吸着された半導体ウェーハＷを研磨布１１１の移動速度より速い周速度で回転させるように設定されているので、周方向への面取り面Ｍの移動速度が研磨布１１１の移動速度を上回ることにより、面取り面Ｍに対する研磨布１１１の摺動方向が相対的に周方向側に傾き、特に上記速度差が顕著な場合はほぼ周方向となる。
したがって、面取り面Ｍが相対的にその周方向に向かって研磨されることになり、周方向の凹凸も容易に平坦化することができる。
【０１０２】
さらに、一対の研磨ドラム９０を面取り面Ｍに対してそれぞれ同一方向に回転させるので、面取り面Ｍに各研磨布１１１が摺動して生じる摩擦力のうち、半導体ウェーハＷの半径方向成分が互いに相殺されることによって、前記摩擦力は半導体ウェーハＷの軸線方向成分のみとなる。したがって、半導体ウェーハＷの吸着部分に加わる研磨時の摩擦力も、半導体ウェーハＷの吸着面に垂直に加わることにより、ウェーハ吸着盤５４の吸着力が良好に維持される。
【０１０３】
また、研磨布１１１の移動速度が、研磨ドラム９０の周速度とされるので、半導体ウェーハＷと研磨ドラム９０との互いの回転数（または回転速度）の制御により面取り面Ｍに対する研磨布１１１の相対的摺動方向を、面取り面Ｍの周方向側に容易に向けることができ、周方向の凹凸の平坦化が容易となる。
さらに、ウェーハ吸着盤５４と研磨ドラム９０との回転数の調整により、容易に研磨レートを制御することができる。
【０１０４】
なお、本発明は、次のような実施形態をも含むものである。
（１）オリフラが形成された半導体ウェーハＷを研磨したが、図９に示すように、ノッチ部分Ｎが形成された半導体ウェーハＷ１を研磨しても構わない。この場合、本実施形態におけるウェーハ吸着盤５４において吸着保持する際に、ノッチ部分Ｎが切欠部５４ａに対向するように半導体ウェーハＷ１を位置決めすることによって、ノッチ部分Ｎを含んだ全周に亙って面取り面の研磨が可能となる。すなわち、ウェーハ吸着盤５４は、オリフラが形成された半導体ウェーハＷとノッチ部分Ｎが形成された半導体ウェーハＷ１に兼用することができる。
【０１０５】
（２）ウェーハ吸着盤５４は、研磨液や洗浄水等の水切り性を向上させるために略円錐状に形成されているが、図１６に示すように、中心から外縁に向けて螺旋状溝１２０ａが複数本上面に形成されたウェーハ吸着盤１２０を用いることによって、さらに水切り性が向上する。すなわち、回転するウェーハ吸着盤１２０上の研磨液等が、遠心力によって螺旋状溝１２０ａに沿って中心から外縁に誘導されることによって、半径方向外方に流れ易くなる。
【０１０６】
（３）半導体ウェーハＷの軸線に対して対称に配された一対の研磨ドラム９０によって半導体ウェーハＷを研磨したが、半導体ウェーハの円周方向に等間隔に配されていれば３以上の複数の研磨ドラムを採用しても構わない。この場合、研磨ドラムの数が多いほど円周方向の各研磨ドラム、すなわち各研磨布の間隔が狭くなるので、半導体ウェーハの全周の面取り面を研磨するのに必要な半導体ウェーハの回転角度が小さくなり、加工時間をより短縮させることができる。
【０１０７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）本発明の半導体ウェーハの面取り面研磨装置によれば、半導体ウェーハを上方からウェーハ吸着盤で支持するとともに、研磨布駆動機構の複数の研磨布が半導体ウェーハの下面側の面取り面に当接状態とされかつ半導体ウェーハの円周方向に等間隔に配されているので、半導体ウェーハに加わる押圧力は半導体ウェーハの吸着面に垂直に加わる成分のみとなって、ウェーハ吸着盤の吸着力を良好に維持することができるとともに、吸着方向に押圧力が加わって半導体ウェーハをより確実に保持することができる。したがって、研磨時において半導体ウェーハの位置ずれ等が生じず高精度な研磨加工を行うことができる。さらに、研磨布駆動機構が、ウェーハ吸着盤に吸着された半導体ウェーハの周方向と交差する方向に研磨布を移動させるように設定され、吸着盤駆動機構が、ウェーハ吸着盤に吸着された半導体ウェーハを研磨布の移動速度より速い周速度で回転させるように設定されているので、面取り面に対する研磨布の摺動方向が相対的に周方向側に傾き、面取り面が相対的にその周方向に向かって研磨されて、周方向の凹凸も容易に平坦化することができる。また、研磨布の移動速度と半導体ウェーハの周速度との速度差を調整することにより、研磨レートを制御することが可能である。
【０１０８】
（２）本発明の半導体ウェーハの面取り面研磨装置によれば、複数の研磨ドラムを前記面取り面に対してそれぞれ同一方向に回転させることによって、面取り面に各研磨布が摺動して生じる摩擦力も、半導体ウェーハの吸着面に垂直に加わる成分のみとなって、ウェーハ吸着盤の吸着力をさらに良好に維持することができる。また、研磨布の移動速度が、研磨ドラムの周速度とされるので、半導体ウェーハと研磨ドラムとの互いの回転速度の制御により面取り面に対する研磨布の相対的摺動方向を、面取り面の周方向側に容易に向けることができ、周方向の凹凸の平坦化が容易となる。さらに、ウェーハ吸着盤と研磨ドラムとの回転数の調整により、容易に研磨レートを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における表面研磨室および表面研磨機構を示す縦断面図である。
【図２】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態を示す正面図である。
【図３】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態を示す平面図である。
【図４】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態を示す左側面図である。
【図５】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態におけるウェーハ搬送機構を示す平面図である。
【図６】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態におけるウェーハ搬送機構を示す正面図である。
【図７】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における第１〜第４搬送部を示す縦断面図である。
【図８】 図３のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図９】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態におけるウェーハ吸着盤と吸着される半導体ウェーハとの位置関係を示す説明図である。
【図１０】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における表面研磨室および表面研磨機構を示す一部を破断した平面図である。
【図１１】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における表面研磨機構の要部を示す縦断面図である。
【図１２】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における研磨ドラムを示す断面図である。
【図１３】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態におけるウェーハ収納機構を示す縦断面図である。
【図１４】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における面取り面の研磨を説明するための要部を拡大した縦断面図である。
【図１５】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における面取り面の周方向断面を従来と比較して研磨前後で示した概略断面図である。
【図１６】 本発明に係る半導体ウェーハの面取り面研磨装置の一実施形態における螺旋状溝が形成されたウェーハ吸着盤を示す平面図である。
【符号の説明】
７２ 回転モータ
７３ａ 減速機
５４，１２０ ウェーハ吸着盤
９０ 研磨ドラム
９１ ドラム駆動手段
９２ 研磨液供給手段
１１１ 研磨布
Ｍ 面取り面
Ｗ，Ｗ１ 半導体ウェーハ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer for polishing a chamfered surface formed on a peripheral edge of a semiconductor wafer.
[0002]
[Prior art]
As a technique for etching (etching) a chamfered surface formed on the periphery of a semiconductor wafer such as a silicon wafer, CCR (Chemical Corner Rounding) processing is known. When this CCR processing is performed, Protrusions are formed at the boundaries between the front and back surfaces of the semiconductor wafer. Although this protrusion is minute, when the semiconductor wafer is accommodated in a resin cassette, it contacts the cassette and scrapes the cassette, producing minute shavings. Needless to say, the shavings cause deterioration of the performance of the semiconductor wafer.
[0003]
Therefore, it is known to perform CMP (Chemical Mechanical Polishing) processing on the chamfered surface of the semiconductor wafer separately from CCR processing. This CMP process is a technique of polishing with a polishing cloth while supplying a polishing liquid toward the chamfered surface of the semiconductor wafer. Conventionally, as a chamfered surface polishing apparatus for performing this CMP process, a polishing cloth is wound. The polishing drum is rotatably supported with its axis inclined with respect to the rotation axis of the semiconductor wafer, and polishing is performed by pressing the polishing drum against the chamfered surface of the semiconductor wafer while rotating the polishing drum.
As means for holding the semiconductor wafer during polishing, means for holding the semiconductor wafer in an adsorbed state with an adsorbing disk or the like connected to the suction means is adopted because it is difficult to damage the front and back surfaces of the semiconductor wafer.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the following problems remain in the conventional semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus. That is, the polishing drum is pressed against the chamfered surface from one of the outer sides of the semiconductor wafer in the radial direction. When the pressing force is applied to the semiconductor wafer, the adsorption force of the semiconductor wafer is reduced, and the semiconductor wafer may be misaligned or detached during polishing.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus capable of performing excellent polishing while reliably holding a semiconductor wafer.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
  That is,The present inventionIn the semiconductor wafer chamfered surface polishing equipment,A chamfering apparatus for chamfering a semiconductor wafer that polishes the chamfered surface by supplying a polishing liquid to a chamfered surface formed on the periphery of the semiconductor wafer and sliding a polishing cloth in a pressed state,
A wafer suction disk that adsorbs to the upper surface of the semiconductor wafer and supports the semiconductor wafer in a circumferential direction; and
A suction disk drive mechanism for rotating the wafer suction disk around an axis;
A polishing cloth driving mechanism that slidably supports the polishing cloth in contact with a chamfered surface on the lower surface side of the semiconductor wafer; and
The polishing cloth driving mechanism includes a polishing drum that is provided on the outer peripheral surface and rotatably supported with an axis parallel to the front and back surfaces of the semiconductor wafer;
A plurality of rotating each of the polishing drums in a direction in which the polishing cloth slides from the outer peripheral surface side of the semiconductor wafer toward the lower surface side of the semiconductor wafer with respect to the chamfered surface with which the polishing cloth abuts. Drum driving means,
The polishing cloth driving mechanism has a plurality of polishing drums arranged at equal intervals in a circumferential direction of the semiconductor wafer and a polishing drum in a direction intersecting with the circumferential direction of the semiconductor wafer adsorbed by the wafer suction disk Rotate the
Of the frictional force generated by the sliding of each polishing cloth on the chamfered surface, the radial components of the semiconductor wafer cancel each other, so that the frictional force becomes only the axial component of the semiconductor wafer, and the adsorbed portion of the semiconductor wafer. The friction force at the time of polishing is also set so that the suction force of the wafer suction disk is maintained during polishing by being applied perpendicularly to the suction surface of the semiconductor wafer,
The number of rotations of the wafer suction disk is set in a range of 100 rpm to 3000 rpm, and the number of rotations of each polishing drum is set in a range of 1 rpm to 50 rpm.
In the present invention, a raised portion of the polishing cloth that contacts the outer surface of the semiconductor wafer is formed, the raised portion contacts the outer surface in a pressed state, and slides from the outer surface toward the chamfered surface. The chamfered surface is polished and the outer surface can also be polished at the same time.
[0007]
That is, in the semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus of the present invention, a semiconductor wafer is supplied to the chamfered surface formed on the periphery of the semiconductor wafer, and the polishing cloth is slid in a pressed state to polish the chamfered surface. A chamfered surface polishing apparatus, a wafer suction disk that sucks on the upper surface of the semiconductor wafer and supports the semiconductor wafer in a circumferential direction, and a suction disk drive mechanism that rotates the wafer suction disk about an axis. A polishing cloth driving mechanism for contacting the polishing cloth against a chamfered surface on the lower surface side of the semiconductor wafer and slidably supporting the polishing cloth. The polishing cloth driving mechanism includes a plurality of polishing cloths attached to the semiconductor wafer. It is arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the polishing cloth is moved in a direction intersecting with the circumferential direction of the semiconductor wafer sucked by the wafer suction disk Is constant, the suction cup drive mechanism, it said has a semiconductor wafer adsorbed to the wafer suction disc is set to rotate at a higher peripheral speed than the moving speed of the polishing pad techniques are employed.
  In this semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus, the semiconductor wafer is supported from above by a wafer suction disk, and a plurality of polishing cloths of the polishing cloth driving mechanism are brought into contact with the chamfered surface on the lower surface side of the semiconductor wafer. The semiconductor wafer is supported by a plurality of polishing cloths in contact with the chamfered surface on the lower surface side during polishing. That is, each polishing cloth applies a pressing force to the chamfered surface, but is arranged at equal intervals in the circumferential direction of the semiconductor wafer, so that the radial components of the pressing force cancel each other by being balanced, The pressing force applied to the semiconductor wafer is only a component directed upward in the axial direction. Therefore, the pressing force applied to the suction portion of the semiconductor wafer is applied perpendicular to the suction surface of the semiconductor wafer (that is, the suction direction), so that the suction force of the wafer suction disk is maintained well and the semiconductor wafer It is further pressed in the suction direction and held more securely. Furthermore, the polishing cloth drive mechanism distributes a plurality of polishing cloths at equal intervals in the circumferential direction of the semiconductor wafer and moves the polishing cloth in a direction intersecting with the circumferential direction of the semiconductor wafer sucked by the wafer suction disk. Since the suction disk drive mechanism is set to rotate the semiconductor wafer attracted by the wafer suction disk at a peripheral speed faster than the movement speed of the polishing cloth, the chamfered surface moves in the circumferential direction. When the speed exceeds the moving speed of the polishing cloth, the sliding direction of the polishing cloth with respect to the chamfered surface is relatively inclined to the circumferential direction side. Therefore, the chamfered surface is relatively polished in the circumferential direction, and the unevenness in the circumferential direction can be easily flattened. The polishing rate can be controlled by adjusting the speed difference between the moving speed of the polishing cloth and the peripheral speed of the semiconductor wafer.
[0008]
  The present inventionIn the semiconductor wafer chamfered surface polishing equipment,the aboveIn the semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus, the polishing cloth driving mechanism includes a polishing drum in which the polishing cloth is provided on an outer peripheral surface and rotatably supported with an axis parallel to the front and back surfaces of the semiconductor wafer. A plurality of drum driving means for rotating the polishing drums in the same direction with respect to the chamfered surface with which the polishing cloth abuts, and the moving speed of the polishing cloth is set to the peripheral speed of the polishing drum. Technology is adopted.
[0009]
In this chamfered surface polishing apparatus for semiconductor wafers, a plurality of drum driving means for rotating a plurality of polishing drums provided with polishing cloths on the outer peripheral surface in the same direction with respect to the chamfered surface are provided. Of the frictional force generated by the pressing of the polishing cloth, the radial components of the semiconductor wafer cancel each other, so that the frictional force is only the axial component of the semiconductor wafer. Therefore, the friction force during polishing applied to the suction portion of the semiconductor wafer is also applied perpendicularly to the suction surface of the semiconductor wafer, so that the suction force of the wafer suction disk is maintained well.
Further, since the movement speed of the polishing cloth is the peripheral speed of the polishing drum, the relative sliding direction of the polishing cloth with respect to the chamfered surface is controlled by controlling the number of rotations (or rotation speed) of the semiconductor wafer and the polishing drum. It can be easily directed to the circumferential side of the chamfered surface, and the unevenness in the circumferential direction can be easily flattened.
Furthermore, the polishing rate can be easily controlled by adjusting the number of rotations of the wafer suction disk and the polishing drum.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In these drawings, reference numeral 1 denotes a wafer take-out mechanism, 2 denotes a wafer positioning unit, 3 denotes a wafer transfer mechanism, 4 denotes a surface polishing chamber, 5 denotes a surface polishing chamber transfer mechanism, 6 denotes a surface polishing mechanism, and 7 denotes a back surface polishing. Reference numeral 8 denotes a backside polishing chamber transfer mechanism, 9 denotes a backside polishing mechanism, and 10 denotes a wafer storage mechanism.
[0011]
As shown in FIGS. 2 and 3, the semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus of this embodiment has a wafer take-out mechanism 1 for taking out a semiconductor wafer W from a cassette C <b> 1 and positioning of the semiconductor wafer W taken out from the wafer take-out mechanism 1. A wafer positioning unit 2 that performs the above, a wafer transfer mechanism 3 that transfers the semiconductor wafer W positioned by the wafer positioning unit 2 and sends it to the polishing process on the front surface side and the back surface side of the semiconductor wafer W, and the wafer transfer mechanism 3 A surface polishing chamber transfer mechanism 5 that transfers the semiconductor wafer W to be transferred to the surface polishing chamber 4 where the surface side polishing is performed and returns to the wafer transfer mechanism 3 after polishing, and the surface side of the semiconductor wafer W in the surface polishing chamber 4 A surface polishing mechanism 6 for polishing the semiconductor, and a semiconductor which is polished on the surface side and transported again by the wafer transport mechanism 3 A backside polishing chamber transfer mechanism 8 for transferring the wafer W to the backside polishing chamber 7 where the backside polishing is performed and returning the wafer W to the wafer transfer mechanism 3 after polishing, and a backside for polishing the backside of the semiconductor wafer W in the backside polishing chamber 7. A polishing mechanism 9, a wafer storage mechanism 10 for transferring the semiconductor wafer W whose back side is polished and transferred again by the wafer transfer mechanism 3 to the storage cassette C 2, and electrically connected to and controlled by the respective mechanisms. And an operation control unit 12.
[0012]
As shown in FIGS. 2 to 4, the wafer take-out mechanism 1 includes a cassette mounting table 13, and four cassettes C1 mounted on the upper surface of the cassette mounting table 13 so as to surround the central portion. And a loader unit 15 provided at the center of the cassette mounting table 13 for picking up semiconductor wafers W from a predetermined cassette C1 with a picking hand 14 and picking them up one by one and transferring them to the wafer transfer mechanism 3. Yes.
[0013]
Each of the cassettes C1 is placed such that a plurality of stored semiconductor wafers W are in a horizontal state, and the direction in which each semiconductor wafer W is taken out is directed toward the center of the cassette placement table 13. .
The loader unit 15 is installed in the cassette mounting table 13 in a state in which a take-out hand 14 extending in the horizontal direction is arranged at the center of the upper surface of the cassette mounting table 13. The take-out hand 14 can be rotated about the vertical axis of the loader unit 15 and can be advanced and retracted in the extending direction, and is supported so as to move up and down.
[0014]
The wafer positioning unit 2 is installed at the cassette mounting table 13 side end on the base 16 installed adjacent to the cassette mounting table 13 and mounts the semiconductor wafer W taken out from the cassette C1. The centering (centering) and orientation flat (orientation flat) directions are determined on the mounting table 2a.
[0015]
As shown in FIGS. 5 and 6, the wafer transfer mechanism 3 includes a first transfer unit 21 that transfers the semiconductor wafer W positioned by the wafer positioning unit 2 to the surface polishing chamber transfer mechanism 5 by the first transfer unit 20. A semiconductor wafer W whose surface is polished by the surface polishing mechanism 6 is received by the first transfer unit 20 from the surface polishing chamber transfer mechanism 5 and transferred, and the second transfer unit 22 reverses the semiconductor wafer W by the second transfer unit 22; The semiconductor wafer W that has been inverted by the second transfer unit 23 and transferred to the backside polishing chamber transfer mechanism 8 by the third transfer unit 24 and the backside polished by the backside polishing mechanism 9 The fourth transfer unit 27 receives the wafer W from the back surface polishing chamber transfer mechanism 8 and transfers the wafer W to the wafer storage mechanism 10 by the fourth transfer unit 26. It is.
[0016]
The first to fourth transfer portions 20, 22, 24, and 26 are arranged in the longitudinal direction in order from the end on the cassette mounting table 13 side on the base 16, and the first to fourth transport portions 21, Reference numerals 23, 25, and 27 are provided in order from the end on the cassette mounting table 13 side along one side surface of the first to fourth transfer portions 20, 22, 24, and 26.
[0017]
The first transport unit 21 includes a first hand 28 that sucks and supports the semiconductor wafer W by an arc-shaped suction groove 28a formed at a tip portion, and the first hand 28 and a loader unit 15 and a first transfer unit. 20, a first rodless cylinder 29 that is supported so as to be horizontally movable, a first vertically moving cylinder 30 that supports the first hand 28 so as to be movable up and down, a suction groove 28a of the first hand 28, a first And a first pipe portion 31 bundled with compressed air supply pipes individually connected to the rodless cylinder 29 and the first vertical cylinder 30.
[0018]
Both ends of the first rodless cylinder 29 are fixed horizontally to one side surface of the first delivery portion 20, and the first movable portion 32 of the first rodless cylinder 29 has a proximal end of the first hand 28. The part is supported so as to be movable up and down, and the first vertical movement cylinder 30 is installed. The first movable portion 32 is supported by a first guide portion 33 disposed above and parallel to the first rodless cylinder 29 so as to be horizontally movable.
The first hand 28 extends in a horizontal state in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the base 16, and a base end portion of the first hand 28 is connected to a front end portion of the piston portion 30 a of the first vertical cylinder 30 and a connecting member 34. Connected.
[0019]
The second transfer unit 23 includes a second hand 35 that sucks and supports the semiconductor wafer W through two suction holes 35a formed at the tip, and the second hand 35 and the second delivery unit 20 and the second delivery unit 20. A second rodless cylinder 36 that supports the second hand 35 so as to be horizontally movable, a second vertical movement cylinder 37 that supports the second hand 35 so as to be movable up and down, a suction hole 35 a of the second hand 35, And a second pipe portion 38 that bundles pipes for supplying compressed air that are individually connected to the two-rodless cylinder 36 and the second vertically moving cylinder 37, respectively.
[0020]
Both ends of the second rodless cylinder 36 are fixed horizontally to one side of each of the first delivery portion 20 and the second delivery portion 22, and the second movable portion 39 of the second rodless cylinder 36 has a second movable portion 39. The base end portion of the second hand 35 is supported so as to move up and down and rotate, and the second up and down motion cylinder 37 is installed. Further, the second movable portion 39 is supported by the second guide portion 40 disposed in parallel with the second rodless cylinder 36 so as to be horizontally movable.
[0021]
The second hand 35 extends in a horizontal state in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the base 16, and a base end portion of the second hand 35 is interposed between a front end portion of a piston portion 37 a of the second vertical cylinder 37 and a connecting member 41. Connected. A reversing actuator 42 that rotatably supports the second hand 35 is provided at the base end portion of the second hand 35 with the extending direction of the second hand 35 as an axis.
[0022]
The third transfer unit 25 includes a third hand 43 that sucks and supports the semiconductor wafer W through two suction holes 43a formed at the tip, and the third hand 43 and the second delivery unit 22 and the third delivery unit. A third rodless cylinder 44 that is supported so as to be horizontally movable with respect to the portion 24, a third vertical movement cylinder 45 that supports the third hand 43 so as to be movable up and down, a suction hole 35a of the third hand 43, a second And a third pipe section 46 that bundles compressed air supply pipes individually connected to the three rodless cylinder 44 and the third vertical cylinder 45.
[0023]
Both ends of the third rodless cylinder 44 are fixed horizontally to one side of each of the second delivery portion 22 and the third delivery portion 24, and the third movable portion 47 of the third rodless cylinder 44 includes The base end of the third hand 43 is supported so as to be movable up and down, and the third vertical movement cylinder 45 is installed. The third movable portion 47 is supported by a third guide portion 48 disposed above and parallel to the third rodless cylinder 44 so as to be horizontally movable.
Similarly to the second hand 35, the third hand 43 extends in a horizontal state in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the base 16, and its base end portion moves in a third vertical direction via a connecting member 49. The piston 45 is connected to the tip of the piston 45 a of the cylinder 45.
[0024]
The fourth transport unit 27 supports a fourth hand 50 on which the semiconductor wafer W is placed, and a fourth hand 50 movably supported between the third delivery unit 24 and the fourth delivery unit 26. A rodless cylinder 51 is provided.
Both ends of the fourth rodless cylinder 51 are fixed horizontally to one side surface of each of the third delivery portion 24 and the fourth delivery portion 26, and the fourth movable portion 52 of the fourth rodless cylinder 51 includes The base end portion of the fourth hand 50 is supported so as to be movable up and down.
[0025]
The fourth hand 50 extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the base 16, and is disposed in a horizontal state at a position where the tip end is lower than the base end.
The tip of the fourth hand 50 is set to have the same width as the diameter of the semiconductor wafer W to be placed, and four protrusions 50a are provided that contact and position the outer edge of the semiconductor wafer W.
[0026]
The fourth delivery section 26 is provided with a hand lifting air cylinder 53 that supports the fourth hand 50 moved to the fourth delivery section 26 at the longitudinal end of the base 16 so as to be movable up and down. The air cylinder 53 for raising and lowering the hand is arranged to extend in the vertical direction, and a fourth hand support member 53b into which a side portion of the fourth hand 50 is fitted is attached to the tip of the cylinder rod 53a. .
[0027]
As shown in FIG. 7, the first delivery unit 20 is a rectangular water tank provided adjacent to the loader unit 15, and is filled with pure water supplied as cleaning water. The second delivery part 22 is a rectangular water tank adjacent to the first delivery part 20 and set deeper than the first delivery part 20, so that the pure water overflowing from the first delivery part 20 and the like flows into the tank. The washing water drain hole 54 through which the pure water is drained is formed at the bottom.
The third delivery unit 24 and the fourth delivery unit 26 are rectangular water tanks adjacent to the second delivery unit 22 and set to the same depth as the first delivery unit 20, and are in communication with each other. The interior is filled with pure water as cleaning water.
[0028]
As shown in FIG. 8, the surface polishing chamber transfer mechanism 5 includes a pair of wafer suction disks 54 that support the semiconductor wafer W in an attracted state from above in the first delivery unit 20 and the surface polishing chamber 4, and these wafer suctions. A pair of suction disk support portions 55 that respectively support the disk 54 so as to move up and down and rotate, and the rotation of the suction disk support portions 55 erected between the first transfer section 20 and the surface polishing chamber 4. A turning mechanism 57 that is supported by the shaft member 56 and turns around the turning shaft member 56 is provided. In other words, the pair of wafer suction disks 54 are arranged at symmetrical positions around the pivot shaft member 56.
[0029]
On the other hand, the back surface polishing chamber transfer mechanism 8 includes a pair of wafer suction plates 54 that support the semiconductor wafer W in the suction state from above in the third delivery unit 24 and the back surface polishing chamber 7, and moves the wafer suction plates 54 up and down. Centered on a pair of suction disk support portions 55 that are rotatably supported, and a rotatable swivel shaft member 56 erected between the third delivery portion 24 and the back surface polishing chamber 7. And a turning mechanism 57 for turning the head.
[0030]
The turning mechanism 57 includes a turning rotary actuator 58 that rotates the turning shaft member 56 and a cylindrical support member 59 that rotatably supports the turning shaft member 56 in the inserted state.
The rotary rotary actuator 58 is installed below the front surface polishing chamber 4 or the back surface polishing chamber 7, and a connecting gear 61 fixed to the rotary drive shaft 60 is fixed to the lower portion of the rotary shaft member 56. Is engaged.
The cylindrical support member 59 is in a state of penetrating the center portion of the base 16, and a lower flange portion 63 provided on the outer periphery of the lower portion is fixed and supported on the upper surface of the base 16.
[0031]
A rod-like turning stopper 64 extending radially outward is fixed to the lower end of the turning shaft member 56, and a turning positioning portion 65 is provided at two predetermined positions (1) on the upper rear surface of the base 16. (Not shown). The swivel positioning unit 65 is a position where the tip end of the swivel stopper 64 swivels by a predetermined amount, that is, when the wafer suction plate 54 swivels to the upper part of the first transfer part 20 or the upper part of the surface polishing chamber 4. And it is provided at a position corresponding to the case where the upper part of the third delivery part 24 or the upper part of the back surface polishing chamber 7 is swung.
Further, the turning positioning portion 65 includes a shock absorber 66 that absorbs an impact when the tip end portion of the turning stopper 64 comes in contact and a positioning bolt 67 that finely adjusts the locking position on the lower side surface.
[0032]
An upper flange portion 68 is provided at the upper end of the pivot shaft member 56, and a cylindrical member 69 is fixed to the upper portion of the upper flange portion 68 with the same axis. On the outer peripheral surface of the cylindrical member 69, a pair of suction plate lifting / lowering air cylinders 70 extending in the vertical direction are provided at positions symmetrical to the axis of the cylindrical member 69. These suction plate lifting / lowering air cylinders 70 are provided with a cylinder part 70a fixed to the upper part and a cylinder rod part 70b that can be moved forward and backward in the cylinder part 70a. The suction disk support 55 is fixed to the tip of the cylinder rod 70b.
[0033]
The suction disk support portion 55 is connected to a frame portion 71 fixed to the tip portion of the cylinder rod portion 70b, a rotation motor 72 fixed to the upper portion of the frame portion 71, and a rotation drive shaft of the rotation motor 72. A reduction gear 73a that reduces the number of rotations, a rotation angle detection sensor 73b that detects the rotation angle of the wafer suction disk 54 decelerated by the reduction gear 73a, and a vertical axis connected to the rotation shaft of the reduction gear 73a. A support rod 74 supported at the lower end of the frame portion 71 so as to be rotatable is provided as a center. The support rod 74 is connected to a suction means (not shown) and has a connection hole 74a penetrating vertically.
[0034]
The wafer suction plate 54 has an upper surface fixed to the lower end of the support rod 74 and can be rotated by the rotation of the rotary motor 72 with the same axis.
That is, the rotation motor 72, the speed reducer 73a, and the like function as a suction disk drive mechanism that rotates the wafer suction disk 54 about the axis at a predetermined rotation speed (rotational speed).
Further, as shown in FIG. 9, the wafer suction disk 54 is formed in a disk shape that is set to a predetermined amount smaller in diameter than the semiconductor wafer W to be sucked and partially cut away 54 a corresponding to the orientation flat. In order to improve drainage, it has a substantially conical shape. Further, a suction hole (not shown) connected to the connection hole 74a is formed on the lower surface of the wafer suction disk 54.
[0035]
As shown in FIGS. 1 and 8, the front surface polishing chamber 4 and the back surface polishing chamber 7 are disposed on the opposite sides of the first transfer portion 20 and the third transfer portion 24 with respect to the pivot shaft member 56, respectively. The chamber side plate 75, the polishing chamber top plate 76, the polishing chamber shutter 77, and the polishing chamber bottom plate 78 are configured. The polishing chamber bottom plate 78 is set in an inclined state toward the outside of the central portion, and a polishing liquid drain hole 79 for draining the polishing liquid used at the time of polishing is formed in the lowermost part. The polishing liquid drain hole 79 is connected to a drainage reservoir (not shown) for reusing the used polishing liquid. A mist extraction port 75a for removing mist is provided at the lower portion of the polishing chamber side plate 75.
[0036]
The polishing chamber top plate 76 is disposed so as to cover the upper surfaces of the front surface polishing chamber 4 and the rear surface polishing chamber 7, and is set slightly larger than the outer diameter of the semiconductor wafer W adsorbed by the wafer suction plate 54 at the center. A circular top plate opening 76a having an inner diameter is formed.
Further, the polishing chamber top plate 76 includes a pair of shutter air cylinders 80 supported on the portion directly above the outer polishing chamber side plate 75 so as to extend and contract in the longitudinal direction of the base 16, and the cylinders of these shutter air cylinders 80. A pair of plate-shaped polishing chamber shutters 77 are fixed to the distal end portion of the rod 80a via a connecting member 81, respectively.
[0037]
A through hole 81a is formed in the connecting member 81, and a guide rod 82 provided on the polishing chamber top plate 76 is inserted into the through hole 81a. That is, it is supported by the connecting member 81 and the guide rod 82 so as to be horizontally movable in the longitudinal direction of the base 16.
These polishing chamber shutters 77 are arranged along the polishing chamber top plate 76 so as to cover the front surface polishing chamber 4 and the back surface polishing chamber 7, respectively, and in the longitudinal direction of the base 16 by the expansion and contraction of the shutter air cylinder 80. The polishing chamber top plate 76 is supported to be openable and closable. Further, the pair of polishing chamber shutters 77 are formed with semicircular cutouts 77a at inner edges facing each other, and a circular opening having an inner diameter slightly larger than the diameter of the support rod 74 at the center when closed. It is formed.
[0038]
The polishing chamber top plate 76 is provided with a polishing chamber top plate peripheral wall portion 83 that protrudes upward at the peripheral edge portion and surrounds the upper surface of the polishing chamber top plate 76.
An intermediate top plate 84 is provided between the front surface polishing chamber 4 and the first transfer portion 20 and between the back surface polishing chamber 7 and the third transfer portion 24. An intermediate top plate peripheral wall 85 is provided at the peripheral edge so as to protrude upward and surround the upper surface of the intermediate top plate 84.
[0039]
The intermediate top plate 84 has one side edge disposed on the side plates 20a, 24a of the first transfer portion 20 and the third transfer portion 24 on the pivot shaft member 56 side, and the other side edges are the surface polishing chamber 4 and the back surface. The polishing chamber 7 is disposed on the outer surface of the polishing chamber side plate 75. That is, the intermediate section top plate 84 is arranged at a position lower than the polishing chamber top board 76 and is arranged at a position higher than the first delivery section 20 and the third delivery section 24.
[0040]
The polishing chamber top plate peripheral wall portion 83 is formed with a first low wall portion 83a whose protrusion amount is smaller than that of other portions on the intermediate portion top plate 84 side, and the intermediate portion top plate peripheral wall portion 85 is a protrusion amount. The second low wall portion 85a, which is smaller than the other portions, is formed on the first delivery portion 20 side and the third delivery portion 24 side, respectively.
Further, cleaning water is supplied onto the polishing chamber top plate 76 and the intermediate top plate 84 and is stored shallowly by the polishing chamber top plate peripheral wall portion 83 and the intermediate top plate peripheral wall portion 85.
[0041]
The front surface polishing mechanism 6 and the rear surface polishing mechanism 9 are, as shown in FIGS. 1, 10, and 11, the semiconductor wafers W held by the wafer suction disk 54 in the front surface polishing chamber 4 and the back surface polishing chamber 7, respectively. A pair of polishing drums 90 that are arranged on both sides in the longitudinal direction of the base 16 and centered on the base 16 and are rotatably supported with axes parallel to the front and back surfaces of the semiconductor wafer W, that is, axes in a direction perpendicular to the longitudinal direction. A pair of drum driving means 91 for rotating and moving each of the polishing drums 90, and a polishing liquid supply means for supplying the polishing liquid onto the polishing drum 90 and supplying it to the chamfered surface of the semiconductor wafer W during polishing. 92, respectively.
[0042]
The drum driving means 91 is configured to move the polishing drum 90 forward and backward in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the base 16, and to be supported by the drum linear movement unit portion 93 so as to be swingable. And a drum support portion 94 that contacts the chamfered surface of the semiconductor wafer W in a pressed state and supports the polishing drum 90 so as to be slidable in the direction toward the axis of the semiconductor wafer W. .
[0043]
The drum linear motion unit 93 is disposed between the first delivery unit 20 and the front surface polishing chamber 4 and between the third delivery unit 24 and the rear surface polishing chamber 7 and is fixed on the base 16 and is not shown. A unit main body 94 incorporating a ball screw and a motor for rotating the ball screw is provided, and a linear motion portion 95 that is screwed to the ball screw and movable along the ball screw.
[0044]
The drum support portion 94 includes a swing arm portion 96 whose upper end portion is supported by a pivot bearing portion 95 a provided on the upper portion of the linear motion portion 95 so as to be swingable, and a lower end portion of the swing arm portion 96. A drum support shaft portion 97 that is fixed and extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the base 16 and that rotatably supports the polishing drum 90 is provided at the tip portion.
The swing arm portion 96 has a through hole 96a formed in the upper end portion thereof, and includes a swing rod 96b that is inserted into the through hole 96a and is rotatably supported at both ends by the pivot bearing portion 95a. .
[0045]
The drum support shaft portion 97 is fixed to the lower end portion of the swing arm portion 96 and penetrates the polishing chamber side plate 75 inside the surface polishing chamber 4, and the drum cylindrical member 98 inside the drum cylindrical member 98. And a drum rotation shaft member 99 that is rotatably inserted through a bearing portion 98a.
The drum rotation shaft member 99 has a polishing drum 90 fixed at the front end with the same axis, and a rotation drive source (not shown) connected to the rear end.
[0046]
The upper end portion of the swing arm portion 96 and the lower portion of the linear motion portion 95 are connected by a balance spring 100, and the lower end portion of the swing arm portion 96 and the lower portion of the direct motion portion 95 are a pressure air cylinder. 101.
The balance spring 100 holds the drum support shaft portion 97 supported by the swing arm portion 96 at a constant height, and sets the height position of the polishing drum 90 attached to the drum support shaft portion 97. It is to set.
[0047]
In addition, the pressing air cylinder 101 is fixed at a diagonally upward position so that the drum support shaft portion 97 held at a constant height by the balance spring 100 is directed toward the semiconductor wafer W in the suction state on the wafer suction plate 54 during polishing. The outer peripheral surface of the rotating polishing drum 90 that is pushed by the pressing force and is attached to the drum support shaft 97 is a chamfered surface on the front surface side of the semiconductor wafer W in the surface polishing mechanism 6, and the semiconductor wafer W in the back surface polishing mechanism 9. Are pressed against the chamfered surface on the back side.
[0048]
A drum cover 102 covering the outer peripheral surface half of the polishing drum 90 is attached to the tip of the drum cylindrical member 98.
The drum cover 102 is fixed to the drum cylindrical member 98 and is disposed in close proximity to the inner surface of the polishing drum 90, and the inner surface of the surface polishing chamber 4 and the rear surface polishing of the outer peripheral surface of the polishing drum 90. And an arcuate plate portion 102b that covers the other half of the semiconductor wafer W disposed in the chamber 7 in the proximity state.
[0049]
In addition, between the disk portion 102a and the polishing chamber side plate 95 inside the front surface polishing chamber 4 and between the disk portion 102a and the polishing chamber side plate 95 inside the back surface polishing chamber 7, the inside of the front surface polishing chamber 4 and the back surface polishing are performed. A bellows member 103 that covers the drum tubular member 98 in the chamber 7 is attached. These bellows members 103 prevent the polishing liquid from entering the drum cylindrical member 98 during polishing.
[0050]
The polishing liquid supply means 92 includes a plurality of supply nozzles 104 attached to the upper part of the arc-shaped plate portion 102 b of the drum cover 102, and the semiconductor wafer W fixed to the supply nozzles 104 and held on the wafer suction plate 54. A polishing liquid brush 105 disposed on the side and a polishing liquid introducing means 106 connected to the supply nozzle 104 and supplying the polishing liquid are provided.
The polishing liquid brush 105 is formed of an elastic body such as nylon, and its tip is arranged in contact with the outer peripheral surface along the axial direction of the polishing drum 90.
[0051]
As shown in FIG. 4, the polishing liquid introducing means 106 includes a slurry tank 107 that stores the polishing liquid, and a slurry pump 108 that sucks the polishing liquid from the slurry tank 107 and guides it to the supply nozzle 104. Reference numeral 109 denotes a cyclone for removing discharged mist used for reusing a used polishing liquid.
[0052]
As shown in FIG. 12, the polishing drum 90 includes a wheel body 110 made of an aluminum alloy that is fixed to the mounting flange 99a provided at the front end portion of the drum rotating shaft member 99 with the bolt 109 with the same axis. A polishing cloth 111 provided to cover the outer peripheral surface of the wheel main body 110 is provided.
On the outer peripheral surface of the wheel body 110, a ridge-shaped key 110a that extends parallel to the axis and protrudes radially outward is provided, and is inserted into the polishing cloth 111 from the inside to prevent the polishing cloth 111 from rotating. It is said that.
[0053]
The polishing cloth 111 is formed by laminating a plurality of unit polishing cloths 111a formed in an annular shape with a non-woven fabric having a non-constant fiber orientation, and is formed into a cylindrical shape. It is attached in the inserted state.
An annular reinforcing plate 112 made of vinyl chloride and set to the same outer diameter as that of the polishing cloth 111 is arranged on both end faces of the polishing cloth 111, and the outer side surfaces of these reinforcing boards 112 are made of stainless steel. An annular presser plate 113 having an outer diameter smaller than that of the polishing pad 111 is provided.
[0054]
The polishing cloth 111 has a compression rate set to 6 to 10%, and is set to a compression rate of 8% in this embodiment. Further, the thickness of the polishing pad 111 in the radial direction is set to about four times that of the semiconductor wafer W. For example, when the thickness of the semiconductor wafer W is 0.75 mm, the thickness is 3.0 mm.
In addition, the said compression rate is based on JIS L-1096, and initial load W is applied to unit polishing cloth 111a.0Thickness T 1 minute after loading1At the same time, load W1The thickness T after 1 minute2Is calculated by the following formula.
Compression rate (%) = (T1-T2) / T1× 100
(However, W0= 300 g / cm2, W1= 1800 g / cm2)
[0055]
The holding plate 113 on the base end side of the polishing drum 90 is locked to the enlarged diameter portion 110b formed on the outer peripheral surface of the base end portion of the wheel main body 110, and the press plate 113 on the front end side of the polishing drum 90 is the tip end of the wheel main body 110. It is supported in a pressed state toward the base end side by an annular polishing cloth pressing plate 115 fixed to the surface by bolts 114. Therefore, the polishing pad 111 is held between the reinforcing plate 112 and the holding plate 113 and is compressed in the axial direction by a constant pressing force.
[0056]
As shown in FIG. 13, the wafer storage mechanism 10 includes an unloader unit 15 for taking out and transferring the semiconductor wafer W, which is arranged above the third transfer unit 24 and transferred to the third transfer unit 24, with a storage hand 116. And a storage cassette mounting portion 117 for mounting the storage cassette C2 in which the semiconductor wafer W transferred by the unloader unit 15 is stored at a predetermined position.
[0057]
The unloader unit 15 is supported in a suspended state by a beam member 119 installed on top of two column members 118 erected on the base 16, and is moved in the horizontal direction attached to the beam member 119. The device 120 is movable along the extending direction of the beam member 119, that is, the direction orthogonal to the longitudinal direction of the base 16.
On the side surface of the horizontal movement device 120, a storage air cylinder 121 that can be expanded and contracted in the vertical direction is fixed with its upper portion suspended, and a lower portion of the storage air cylinder 121 has a storage hand at the tip. A hand rocking / rotating part 122 having 116 is supported.
[0058]
The hand rocking / rotating portion 122 includes a rocking rotary actuator 123 that rocks the storage hand 116 around a horizontal axis perpendicular to the longitudinal direction of the base 16 and an extension direction of the storage hand 116 as an axis. And a rotary actuator 124 for rotation.
The storage hand 116 has a plurality of suction holes (not shown) connected to suction means (not shown) at the tip, and sucks the semiconductor wafer W transferred to the fourth delivery section 26 by these suction holes. Support.
[0059]
The storage cassette mounting portion 117 is provided on the side surface on the end side of the base 16 and is disposed at a lower position than the fourth delivery portion 26. The storage cassette mounting section 117 includes a water tank section 125 in which four storage cassettes C2 can be arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the base 16 and supplied with pure water, and the water tank section 125. The cassette cassette 126 is placed between the water tank portion 125 and the base 16 and can be moved up and down individually. And four cassette lifting air cylinders 127 are provided.
[0060]
The storage cassette C2 is set such that the mounting position of the semiconductor wafer W is such that the front and back surfaces thereof are parallel to the longitudinal direction of the base 16 and the axis of the semiconductor wafer W is horizontal.
The cassette hand 126 is formed in an L-shaped longitudinal section, and the upper part thereof is fixed to the tip of the corresponding cylinder rod 127a of the cassette lifting / lowering air cylinder 127.
[0061]
Next, a semiconductor wafer chamfered surface polishing method in an embodiment of a semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus according to the present invention will be described with respect to a [wafer removal step], a [wafer positioning step], a [surface polishing step], and a [wafer reversal step] ], [Backside polishing step] and [Wafer storage step].
[0062]
[Wafer removal process]
First, the cassette C1 containing the semiconductor wafer W before the polishing process is set at a predetermined position on the cassette mounting table 13 so that the surface of the semiconductor wafer W faces downward.
[0063]
The loader unit 15 is driven to move the take-out hand 14 up and down and move it from the central part of the cassette mounting table 13 to the upper part of the semiconductor wafer W at a predetermined position to hold the semiconductor wafer W by suction. After the suction, the take-out hand 14 is returned to the central portion of the cassette mounting table 13 and rotated around the vertical axis so that the front end holding the semiconductor wafer W faces the wafer positioning unit 2.
[0064]
[Wafer positioning process]
After the loading hand 14 holding the semiconductor wafer W is moved upward by the loader unit 15 and set to a height corresponding to the mounting table 2 a of the wafer positioning unit 2, the extracting hand 14 is set to the mounting table of the wafer positioning unit 2. Move horizontally up 2a. At this time, the first hand 28 is arranged in advance under the mounting table 2a.
[0065]
Then, the suction is released while the semiconductor wafer W is placed on the mounting table 2 a, and the semiconductor wafer W is opened and transferred to the wafer positioning unit 2.
Next, the wafer positioning unit 2 is driven to center the semiconductor wafer W on the mounting table 2a and determine the orientation flat, thereby positioning the semiconductor wafer W in a predetermined direction.
[0066]
[Surface polishing process]
Next, the first hand 28 is raised by the first vertical movement cylinder 30 and the semiconductor wafer W positioned is placed on the upper surface, and is sucked and held by the suction groove 28a.
Then, the first hand 28 is moved horizontally above the first delivery unit 20 by the first rodless cylinder 29 to transfer the semiconductor wafer W to the first delivery unit 20.
[0067]
In this state, the wafer suction disk 54 previously positioned above the first delivery part 20 is lowered together with the suction disk support part 55 by the suction disk lifting / lowering air cylinder 70 and brought into contact with the semiconductor wafer W. At this time, the suction of the first hand 28 is released to release the semiconductor wafer W, and the semiconductor wafer W is sucked and held by the wafer suction disk 54 with the same axis.
[0068]
In a state where the wafer suction plate 54 holds the semiconductor wafer W, the turning rotary actuator 58 is driven to rotate the turning shaft member 56 by 180 ° and the wafer suction plate 54 to turn 180 ° to be above the surface polishing chamber 4. Position.
Then, the polishing chamber shutter 77 of the surface polishing chamber 4 is slid by the operation of the shutter air cylinder 80 to open the top plate opening 76 a of the polishing chamber top plate 76.
[0069]
In a state where the top plate opening 76a is opened, the wafer suction plate 54 is lowered by the suction plate lifting / lowering air cylinder 70 and disposed at a predetermined position in the surface polishing chamber 4. At this time, the orientation of the semiconductor wafer W held on the wafer suction disk 54 is arranged along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the base 16.
Further, in this state, the polishing chamber shutter 77 is slid again by the operation of the shutter air cylinder 80 to close the top plate opening 76 a of the polishing chamber top plate 76. At this time, the support rod 74 is disposed in a circular opening formed by the notch 77a of the polishing chamber shutter 77 in contact with each other.
[0070]
Next, the pair of polishing drums 90 in the surface polishing chamber 4 are moved from the base 16 side to both sides of the held semiconductor wafer W by driving the drum linear motion unit portion 93.
Further, by operating the pressing air cylinder 101 and pushing up the swing arm 96, the polishing cloth 111 of the pair of polishing drums 90 is pressed from the both sides of the semiconductor wafer W to the chamfered surface on the surface side with a predetermined pressing force. Abut. At this time, the orientation flat of the semiconductor wafer W is brought into contact with the vicinity of the lower part of the polishing liquid brush 105 on the polishing pad 111 of one polishing drum 90.
[0071]
In this state, the slurry pump 108 is driven to supply the polishing liquid sucked up from the slurry tank 107 onto the polishing cloth 111 from one supply nozzle 104. Then, a rotation driving source (not shown) is driven to rotate the polishing drum 90 in contact with the chamfered surface of the orientation flat so that the polishing cloth 111 slides along the chamfered surface of the orientation flat toward the axis of the semiconductor wafer W. Polishing is performed.
[0072]
At this time, the polishing liquid supplied from the supply nozzle 104 onto the polishing cloth 111 moves toward the semiconductor wafer W due to its own weight and the rotation of the polishing drum 90 and contacts the tip of the polishing liquid brush 105 to polish the polishing liquid. The drum 90 is spread in the axial direction. That is, since the polishing liquid is uniformly supplied in the axial direction of the polishing drum 90 and is made accustomed to the polishing cloth 111, good polishing performance can be obtained in the polishing cloth 111 at any position in the axial direction.
[0073]
After finishing the polishing of the chamfered surface of the orientation flat, the other polishing drum 90 is rotated in the same manner and the polishing liquid is supplied from the other supply nozzle 104 to the polishing pad 111. At the same time, the rotation motor 72 is driven to rotate the semiconductor wafer W together with the wafer suction board 54. At this time, the rotation of the rotation motor 72 is set to a predetermined rotation speed by the speed reducer 73a, and the rotation angle of the wafer suction disk 54 is detected by the rotation angle detection sensor 73b.
[0074]
The rotation speed of the wafer suction disk 54 is set in a range of 100 rpm to 3000 rpm, and the rotation speed of each polishing drum 90 is set in a range of 1 rpm to 50 rpm.
That is, as shown in FIG. 15A, the chamfered surface before polishing has large and gentle irregularities and minute irregularities along the circumferential direction, but the polishing direction by the polishing cloth 111 is the chamfered surface M. As shown in FIG. 15 (b), the minute unevenness can be flattened only in the direction orthogonal to the circumferential direction, but the gentle unevenness remains. However, since the rotation speed of the wafer suction disk 54 is set to be higher than the rotation speed of the polishing drum 90, only a minute unevenness is formed as shown in FIG. In addition, the gentle unevenness can be flattened over the circumferential direction.
The polishing rate can be controlled by adjusting the speed difference between the moving speed of the polishing pad 111 and the peripheral speed of the semiconductor wafer W.
[0075]
Therefore, the polishing drum 90, the drum driving means 91, and the polishing liquid supply means 92 are elastically deformed by bringing the polishing cloth 111 into contact with the pressing state while supplying the polishing liquid to the chamfered surface M of the semiconductor wafer W. The polishing pad 111 functions as a polishing pad driving mechanism that slidably supports the polishing pad 111 along the inclination of the chamfered surface M from the outer edge of the semiconductor wafer W toward the center.
[0076]
Further, since the polishing cloth 111 is brought into contact with the chamfered surface M in a pressed state and is elastically deformed and slid, as shown in FIG. The raised portion 111b is formed in contact with the outer surface S in a pressed state and slides from the outer surface S toward the chamfered surface M. That is, the chamfered surface M is polished by the polishing cloth 111 and the outer surface S is also polished at the same time.
[0077]
Also, the polishing liquid used during the above-described polishing flows down directly from the polishing drum 90 onto the polishing chamber bottom plate 78, or is guided downward by the arc-shaped plate portion 102b of the drum cover 102 and onto the polishing chamber bottom plate 78. run down. The disk portion 102 a of the drum cover 102 prevents the polishing liquid from scattering around the drum cylindrical member 98, and the arc-shaped plate portion 102 b prevents the polishing liquid from scattering to the polishing chamber side plate 75. .
[0078]
The polishing liquid that has flowed down on the polishing chamber bottom plate 78 flows to the polishing liquid drain hole 79 according to the inclination, and is discharged to a drainage reservoir (not shown). Note that the used polishing liquid in the drainage reservoir is subjected to mist removal processing by the cyclone 109 for reuse.
The polishing drum 90 is moved by a predetermined amount in the axial direction by the drum linear motion unit 93 for each semiconductor wafer W to be polished, and polished over a wide range on the outer peripheral surface of the polishing pad 111, whereby the length of the polishing drum 90 is increased. Life expectancy has been achieved.
[0079]
After the chamfered surface M on the front surface side is polished, the polishing chamber shutter 77 is slid to open the top plate opening 76a of the polishing chamber top plate 76. Then, the wafer suction plate 54 holding the semiconductor wafer W is raised to above the polishing chamber top plate 76 by the suction plate elevating air cylinder 70.
[0080]
While the chamfered surface M on the surface side of the semiconductor wafer W held by one wafer suction plate 54 is being polished in the surface polishing chamber 4, the other wafer suction plate 54 is used for the wafer take-out step and the wafer. Another semiconductor wafer W transferred to the first delivery unit 20 through the positioning process is sucked and held in the same manner as the one wafer suction disk 54.
[0081]
In this state, the turning rotary actuator 58 is driven to rotate the turning shaft member 56, and the one and the other wafer suction disks 54 are turned 180 degrees. That is, the semiconductor wafer W held on one wafer suction plate 54 is transferred again above the first delivery unit 20, and the semiconductor wafer W held on the other wafer suction plate 54 is transferred to the surface polishing chamber 4. The chamfered surface M on the front surface side is polished in the same manner as the semiconductor wafer W transferred to the upper side of the wafer and held on one wafer suction plate 54.
[0082]
At the time of turning, the polishing liquid may fall on the polishing chamber top plate 76 and the intermediate top plate 84 from one of the wafer suction plates 54 that are turning and the held semiconductor wafer W. However, the polishing chamber top plate 76 and the intermediate portion top plate 84 have their peripheral portions raised by the polishing chamber top plate peripheral wall portion 83 and the intermediate portion top plate peripheral wall portion 85 and store cleaning water. Does not flow down from the polishing chamber top plate peripheral wall portion 83 and the intermediate portion top plate peripheral wall portion 85 to other portions and does not dry out and adhere.
[0083]
The intermediate top plate 84 is set lower than the polishing chamber top plate 76 and higher than the first delivery unit 20 and the third delivery unit 24, and the polishing chamber top plate peripheral wall portion 83 and the intermediate top plate peripheral wall portion 85 are set. Since the first low wall portion 83a and the second low wall portion 85a are respectively formed in the polishing chamber, the polishing liquid that has dropped on the polishing chamber top plate 76 passes through the first low wall portion 83a together with the cleaning water. It flows down from the top plate 76 to the intermediate top plate 84, and further flows down from the intermediate top plate 84 to the first transfer portion 20 and the third transfer portion 24 via the second low wall portion 85a.
[0084]
[Wafer reversal process]
After the surface-polished semiconductor wafer W is transferred above the first delivery unit 20, the held wafer suction plate 54 is lowered and placed in the pure water of the first delivery unit 20 in a submerged state, The wafer suction board 54 is rotated by a predetermined amount. At this time, the polishing liquid adhering to the semiconductor wafer W and the wafer suction disk 54 is washed away with pure water.
[0085]
After washing off the polishing liquid, the wafer suction plate 54 is raised again and positioned above the first delivery unit 20, and the second hand 35 is set at a position lower than the wafer suction plate 54 by the second vertical movement cylinder 37. The first rod 20 is horizontally moved by the second rodless cylinder 36 below the wafer suction plate 54 of the first delivery unit 20.
In this state, the wafer suction disk 54 is lowered and the semiconductor wafer W is placed on the second hand 35. At this time, the suction of the wafer suction disk 54 is released to open the semiconductor wafer W, and the lower surface, that is, the front side of the semiconductor wafer W is sucked and held by the suction holes 35a of the second hand 35.
[0086]
Next, the second hand 35 holding the semiconductor wafer W is moved horizontally to the second delivery unit 22 by the second rodless cylinder 36. The second hand 35 transferred to the second delivery unit 22 is set at a position higher than the radius of the semiconductor wafer W with respect to the bottom of the second delivery unit 22.
In this state, the reversing actuator 42 is driven to rotate the second hand 35 by 180 ° with the extending direction as the axis.
Then, the third hand 43 is moved below the semiconductor wafer W held by the second hand 35 by the third vertical movement cylinder 45 and the third rodless cylinder 44.
[0087]
After the third hand 43 is positioned below the second hand 35, the second hand 35 is lowered to place the semiconductor wafer W on the third hand 43. At this time, the suction of the second hand 35 is released to open the semiconductor wafer W, and the lower surface, that is, the back surface side of the semiconductor wafer W is sucked by the suction hole 35a of the third hand 43 to hold the semiconductor wafer W.
After adsorbing the semiconductor wafer W, the third hand 43 is moved horizontally by the third rodless cylinder 44 to the third delivery unit 24.
[0088]
[Back polishing process]
After the third hand 43 is arranged on the third delivery unit 24, the wafer suction plate 54 of the back surface polishing chamber transfer mechanism 8, which has been previously positioned above the third delivery unit 24, is lowered and on the third hand 43. It is brought into contact with the upper surface of the semiconductor wafer W. At this time, the suction of the third hand 43 is released to release the semiconductor wafer W, and the upper surface, that is, the front side of the semiconductor wafer W is sucked by the wafer suction disk 54 of the backside polishing chamber transfer mechanism 8 to remove the semiconductor wafer W. Hold.
[0089]
Thereafter, similarly to the front surface polishing step, the back surface polishing chamber transfer mechanism 8 transfers the semiconductor wafer W held with the back surface facing downward into the back surface polishing chamber 7, and the orientation flat on the back surface side and the entire circumference of the outer edge portion are transferred. Polish the chamfered surface. At this time, similarly to the polishing on the front surface side, the outer surface is also polished on the back surface side at the same time.
Then, after the polishing of the chamfered surface on the back surface side is completed, the semiconductor wafer W held on the wafer suction plate 54 of the back surface polishing chamber transfer mechanism 8 is again placed above the third delivery portion 24 in the same manner as the front surface polishing step. Be transported.
[0090]
As in the surface polishing step, while the chamfered surface M on the back surface side of the semiconductor wafer W held on one wafer suction plate 54 in the back surface polishing chamber 7 is being polished, the other wafer suction plate 54 Another semiconductor wafer W transferred to the third delivery unit 24 through the surface polishing step and the wafer reversing step is sucked and held in the same manner as the one wafer suction disk 54.
[0091]
In this state, the turning rotary actuator 58 is driven to rotate the turning shaft member 56, and the one and the other wafer suction disks 54 are turned 180 degrees. That is, the semiconductor wafer W held on one wafer suction plate 54 is transferred again above the third delivery unit 24, and the semiconductor wafer W held on the other wafer suction plate 54 is transferred to the back surface polishing chamber 7. The chamfered surface M on the back surface side is polished in the same manner as the semiconductor wafer W transferred to the upper side of the wafer and held on one of the wafer suction plates 54.
[0092]
[Wafer storage process]
After transferring the back-polished semiconductor wafer W to above the third delivery unit 24, the held wafer suction plate 54 is lowered and placed in the pure water of the third delivery unit 24 in a submerged state. The wafer suction disk 54 is rotated by a predetermined amount. At this time, the polishing liquid adhering to the semiconductor wafer W and the wafer suction disk 54 is washed away with pure water.
[0093]
After washing off the polishing liquid, the wafer suction disk 54 is further lowered, and the semiconductor wafer W is placed on the fourth hand 50 previously disposed near the bottom of the third delivery section 24. At this time, the suction of the wafer suction disk 54 is released to open the semiconductor wafer W, and the semiconductor wafer W is positioned and held on the fourth hand 50 by the protrusion 50a.
[0094]
Next, the fourth hand 50 holding the semiconductor wafer W is moved horizontally to the fourth delivery section 26 in a submerged state by the fourth rodless cylinder 51. At this time, the moving direction side portion of the fourth hand 50 moved to the fourth delivery portion 26 is fitted into the fourth hand support member 53 b of the hand lifting air cylinder 53.
Thereafter, the fourth hand 50 is raised above the fourth delivery section 26 by the hand lifting air cylinder 53 with the semiconductor wafer W placed thereon.
[0095]
At this time, the unloader unit 15 is driven in advance, and the tip of the storage hand 116 is arranged above the fourth delivery section 26 with the suction hole facing downward, and the fourth hand 50 is connected to the semiconductor wafer W. Is stopped at a position where it comes into contact with the storage hand 116.
In this state, the upper surface of the semiconductor wafer W is sucked by the suction holes of the storage hand 116 and the semiconductor wafer W is held.
Thereafter, the fourth hand 50 is lowered and retracted again to the vicinity of the bottom of the fourth delivery section 26 by the hand lifting air cylinder 53 again.
[0096]
Next, the storage hand 116 holding the semiconductor wafer W in a horizontal state is rotated 90 degrees about the extending direction as an axis by operating the rotary rotary actuator 124 to bring the semiconductor wafer W into a vertical state.
In this state, the storage hand 116 is lifted together with the hand swinging rotary part 122 by operating the storage air cylinder 121, and then the swinging rotary actuator 123 is operated to be orthogonal to the longitudinal direction of the base 16. The semiconductor wafer W is swung by rotating by 105 ° downward (in the direction of the arrow in the figure) around the horizontal axis, and the semiconductor wafer W is positioned above the water tank portion 125 of the storage cassette mounting portion 117.
[0097]
Further, the horizontal movement device 120 is driven, the storage hand 116 is moved in the extending direction of the beam member 119, and the semiconductor wafer W is positioned immediately above the storage position of the predetermined storage cassette C2.
Thereafter, the storage air cylinder 121 is extended, and the semiconductor wafer W held in the storage hand 116 is lowered to the storage position of the storage cassette C2. Then, the suction of the storage hand 116 is released, and the semiconductor wafer W is released and stored in the storage cassette C2.
[0098]
After a predetermined number of semiconductor wafers W are stored in the storage cassette C2 by the above steps, the cassette hand 126 on which the storage cassette C2 is placed is raised by the cassette lifting / lowering air cylinder 127, and the storage cassette C2 The handle part is taken out from the water tank part 125 upward. Thereafter, the semiconductor wafer W is taken out from the water tank unit 125 together with the storage cassette C2 and transferred to the next process.
[0099]
In this semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus, the semiconductor wafer W is supported by the wafer suction disk 54 from above, and the pair of polishing drums 90 are brought into contact with the chamfered surface M on the lower surface side of the semiconductor wafer W, and the semiconductor wafer. Since the semiconductor wafer W is arranged symmetrically with respect to the axis of W (that is, equidistant in the circumferential direction of the semiconductor wafer W), the pair of polishing drums in which the semiconductor wafer W is in contact with the chamfered surface M on the lower surface side during polishing Supported by 90 polishing cloths 111.
[0100]
That is, since each polishing cloth 111 applies a pressing force to the chamfered surface M, but is arranged at equal intervals in the circumferential direction of the semiconductor wafer W, the radial component of the pressing force can be obtained by being balanced. The pressing force applied to the semiconductor wafer W is canceled by each other, and only the component directed upward in the axial direction is obtained. Therefore, the pressing force applied to the suction portion of the semiconductor wafer W is applied perpendicularly to the suction surface of the semiconductor wafer W (that is, the suction direction), so that the suction force of the wafer suction disk 54 is maintained well. The semiconductor wafer W is further pressed in the suction direction and is held more securely.
[0101]
Further, the polishing cloth driving mechanism distributes the plurality of polishing cloths 111 at equal intervals in the circumferential direction of the semiconductor wafer W, and in a direction intersecting the circumferential direction of the semiconductor wafer W sucked by the wafer suction disk 54. Since the polishing cloth 111 is set to move, and the suction disk drive mechanism is set to rotate the semiconductor wafer W sucked by the wafer suction board 54 at a peripheral speed faster than the movement speed of the polishing cloth 111, When the moving speed of the chamfered surface M in the circumferential direction exceeds the moving speed of the polishing pad 111, the sliding direction of the polishing pad 111 with respect to the chamfered surface M is relatively inclined toward the circumferential side, and the above speed difference is particularly remarkable. In the case, it is almost in the circumferential direction.
Therefore, the chamfered surface M is relatively polished in the circumferential direction, and the unevenness in the circumferential direction can be easily flattened.
[0102]
Further, since the pair of polishing drums 90 are rotated in the same direction with respect to the chamfered surface M, the radial components of the semiconductor wafer W among the frictional forces generated by the sliding of the respective polishing cloths 111 on the chamfered surface M are mutually. By canceling out, the frictional force becomes only the axial component of the semiconductor wafer W. Therefore, the friction force during polishing applied to the suction portion of the semiconductor wafer W is also applied perpendicularly to the suction surface of the semiconductor wafer W, so that the suction force of the wafer suction disk 54 is maintained well.
[0103]
Further, since the moving speed of the polishing cloth 111 is the peripheral speed of the polishing drum 90, the polishing cloth 111 is moved relative to the chamfered surface M by controlling the number of rotations (or the rotation speed) of the semiconductor wafer W and the polishing drum 90. The relative sliding direction can be easily directed to the circumferential direction side of the chamfered surface M, and the unevenness in the circumferential direction can be easily flattened.
Furthermore, the polishing rate can be easily controlled by adjusting the rotation speed of the wafer suction disk 54 and the polishing drum 90.
[0104]
The present invention includes the following embodiments.
(1) Although the semiconductor wafer W on which the orientation flat is formed is polished, as shown in FIG. 9, the semiconductor wafer W1 on which the notch portion N is formed may be polished. In this case, when the semiconductor wafer W1 is positioned so that the notch portion N faces the notch portion 54a when sucked and held by the wafer suction disk 54 in this embodiment, the entire circumference including the notch portion N is positioned. The chamfered surface can be polished. That is, the wafer suction disk 54 can be used for both the semiconductor wafer W on which the orientation flat is formed and the semiconductor wafer W1 on which the notch portion N is formed.
[0105]
(2) Although the wafer suction disk 54 is formed in a substantially conical shape in order to improve drainage performance of polishing liquid, cleaning water, etc., as shown in FIG. 16, the spiral groove 120a from the center toward the outer edge. Drainability is further improved by using the wafer suction disk 120 formed on the upper surface. That is, the polishing liquid or the like on the rotating wafer suction disk 120 is guided from the center to the outer edge along the spiral groove 120a by a centrifugal force, and thus easily flows radially outward.
[0106]
(3) The semiconductor wafer W is polished by a pair of polishing drums 90 arranged symmetrically with respect to the axis of the semiconductor wafer W. If the semiconductor wafer W is arranged at equal intervals in the circumferential direction of the semiconductor wafer, a plurality of three or more A polishing drum may be employed. In this case, the larger the number of polishing drums, the narrower the interval between the respective polishing drums in the circumferential direction, i.e., each polishing cloth. As a result, the processing time can be further shortened.
[0107]
【The invention's effect】
  The present invention has the following effects.
(1)The present inventionAccording to the semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus, the semiconductor wafer is supported by the wafer suction disk from above, and the plurality of polishing cloths of the polishing cloth driving mechanism are brought into contact with the chamfered surface on the lower surface side of the semiconductor wafer; Since the semiconductor wafer is arranged at equal intervals in the circumferential direction, the pressing force applied to the semiconductor wafer is only the component applied perpendicularly to the suction surface of the semiconductor wafer, and the suction force of the wafer suction disk is maintained well. In addition, the semiconductor wafer can be held more reliably by applying a pressing force in the suction direction. Therefore, the semiconductor wafer is not misaligned during polishing, and high-precision polishing can be performed. Further, the polishing cloth driving mechanism is set to move the polishing cloth in a direction intersecting with the circumferential direction of the semiconductor wafer sucked by the wafer suction disk, and the suction disk driving mechanism is sucked by the wafer suction disk. Is set to rotate at a peripheral speed faster than the moving speed of the polishing cloth, so that the sliding direction of the polishing cloth with respect to the chamfered surface is relatively inclined toward the circumferential direction, and the chamfered surface is relatively in the peripheral direction. As a result, the unevenness in the circumferential direction can be easily flattened. Further, the polishing rate can be controlled by adjusting the speed difference between the moving speed of the polishing cloth and the peripheral speed of the semiconductor wafer.
[0108]
(2)The present inventionAccording to the semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus, by rotating a plurality of polishing drums in the same direction with respect to the chamfered surface, the frictional force generated by the sliding of each polishing cloth on the chamfered surface is also reduced. Only the component applied perpendicularly to the suction surface is used, and the suction force of the wafer suction disk can be maintained even better. In addition, since the moving speed of the polishing cloth is the peripheral speed of the polishing drum, the relative sliding direction of the polishing cloth with respect to the chamfered surface is controlled by controlling the rotational speed of the semiconductor wafer and the polishing drum. It can be easily directed to the direction side, and the unevenness in the circumferential direction can be easily flattened. Furthermore, the polishing rate can be easily controlled by adjusting the number of rotations of the wafer suction disk and the polishing drum.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a surface polishing chamber and a surface polishing mechanism in an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing one embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing one embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 4 is a left side view showing an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a wafer transfer mechanism in an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 6 is a front view showing a wafer transfer mechanism in an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing first to fourth transfer units in an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a wafer suction disk and a semiconductor wafer to be sucked in an embodiment of a semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus according to the present invention.
FIG. 10 is a partially cutaway plan view showing a surface polishing chamber and a surface polishing mechanism in an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a main part of a surface polishing mechanism in an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a polishing drum in one embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a wafer storage mechanism in one embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 14 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part for explaining polishing of a chamfered surface in an embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a circumferential cross section of a chamfered surface in one embodiment of a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention before and after polishing as compared with the prior art.
FIG. 16 is a plan view showing a wafer suction disk in which a spiral groove is formed in an embodiment of a semiconductor wafer chamfered surface polishing apparatus according to the present invention;
[Explanation of symbols]
72 Rotating motor
73a reducer
54,120 Wafer suction plate
90 Polishing drum
91 Drum drive means
92 Polishing liquid supply means
111 polishing cloth
M Chamfer
W, W1 Semiconductor wafer

Claims (2)

半導体ウェーハの周縁に形成された面取り面に研磨液を供給するとともに研磨布を押圧状態に摺動させて前記面取り面を研磨する半導体ウェーハの面取り面研磨装置であって、
前記半導体ウェーハの上面に吸着し該半導体ウェーハを円周方向に回転可能に支持するウェーハ吸着盤と、
該ウェーハ吸着盤を軸線を中心に回転させる吸着盤駆動機構と、
前記研磨布を前記半導体ウェーハの下面側の面取り面に当接させるとともに摺動可能に支持する研磨布駆動機構とを備え、
前記研磨布駆動機構は、前記研磨布が外周面に設けられかつ前記半導体ウェーハの表裏面と平行な軸線を有して回転可能に支持された研磨ドラムと、
前記研磨布が当接する前記面取り面に対して、該面取り面における前記半導体ウェーハ外周面側から前記半導体ウェーハの下面側へ向けて前記研磨布が摺動する方向に前記各研磨ドラムを回転させる複数のドラム駆動手段とを備え、
該研磨布駆動機構は、複数の前記研磨ドラムを前記半導体ウェーハの円周方向に等間隔に配しているとともに、前記ウェーハ吸着盤に吸着された半導体ウェーハの周方向と交差する方向に研磨ドラムを回転させて、
面取り面に各研磨布が摺動して生じる摩擦力のうち、半導体ウェーハの半径方向成分が互いに相殺されることによって、前記摩擦力は半導体ウェーハの軸線方向成分のみとなり、半導体ウェーハの吸着部分に加わる研磨時の摩擦力も、半導体ウェーハの吸着面に垂直に加わることにより、ウェーハ吸着盤の吸着力が研磨中に維持されるように設定され、
ウェーハ吸着盤の回転数は、１００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの範囲に設定されるとともに、各研磨ドラムの回転数は、１ｒｐｍ〜５０ｒｐｍの範囲に設定されていることを特徴とする半導体ウェーハの面取り面研磨装置。A chamfering apparatus for chamfering a semiconductor wafer that polishes the chamfered surface by supplying a polishing liquid to a chamfered surface formed on the periphery of the semiconductor wafer and sliding a polishing cloth in a pressed state,
A wafer suction disk that sucks onto the upper surface of the semiconductor wafer and supports the semiconductor wafer in a circumferential direction; and
A suction disk drive mechanism for rotating the wafer suction disk around an axis;
A polishing cloth driving mechanism that slidably supports the polishing cloth in contact with the chamfered surface on the lower surface side of the semiconductor wafer;
The polishing cloth driving mechanism includes a polishing drum that is provided on the outer peripheral surface and rotatably supported with an axis parallel to the front and back surfaces of the semiconductor wafer;
A plurality of rotating each of the polishing drums in a direction in which the polishing cloth slides from the outer peripheral surface side of the semiconductor wafer toward the lower surface side of the semiconductor wafer with respect to the chamfered surface with which the polishing cloth abuts. Drum driving means,
The polishing cloth driving mechanism has a plurality of polishing drums arranged at equal intervals in the circumferential direction of the semiconductor wafer and a polishing drum in a direction intersecting with the circumferential direction of the semiconductor wafer adsorbed by the wafer suction disk Rotate the
Of the frictional force generated by sliding of each polishing cloth on the chamfered surface, the radial components of the semiconductor wafer cancel each other, so that the frictional force becomes only the axial component of the semiconductor wafer, and the adsorbed portion of the semiconductor wafer. frictional force during polishing applied also, by acting on the perpendicular to the suction surface of the semiconductor wafer, the adsorption force of the wafer suction disc is set to so that is maintained during polishing,
A chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer, wherein the number of rotations of the wafer suction disk is set in a range of 100 rpm to 3000 rpm, and the number of rotations of each polishing drum is set in a range of 1 rpm to 50 rpm . 請求項１記載の半導体ウェーハの面取り面研磨装置において、
半導体ウェーハの外側面に当接する研磨布の盛り上がり部が形成され、該盛り上がり部が前記外側面に押圧状態で当接するとともに外側面から面取り面に向かって摺動し、研磨布によって面取り面の研磨が行われるとともに、外側面についても同時に研磨が行われることを特徴とする半導体ウェーハの面取り面研磨装置。The chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer according to claim 1,
A raised portion of the polishing cloth that contacts the outer surface of the semiconductor wafer is formed, the raised portion contacts the outer surface in a pressed state and slides from the outer surface toward the chamfered surface, and the chamfered surface is polished by the polishing cloth. And a chamfered surface polishing apparatus for a semiconductor wafer, wherein the outer surface is also polished at the same time .
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