JPH08250457A - Vertical wafer polishing device - Google Patents

Vertical wafer polishing device

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Publication number
JPH08250457A
JPH08250457A JP5466095A JP5466095A JPH08250457A JP H08250457 A JPH08250457 A JP H08250457A JP 5466095 A JP5466095 A JP 5466095A JP 5466095 A JP5466095 A JP 5466095A JP H08250457 A JPH08250457 A JP H08250457A
Authority
JP
Japan
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wafer
polishing
vertical
suction pad
cleaning
Prior art date
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Pending
Application number
JP5466095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Sanada
友宏 真田
Takao Inaba
高男 稲葉
Osamu Matsushita
治 松下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Seimitsu Co Ltd filed Critical Tokyo Seimitsu Co Ltd
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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a vertical wafer polishing device which can improve the flatness accuracy and cleaning efficiency of wafers and, at the same time, can be reduced in occupying space. CONSTITUTION: A wafer W to be polished is pressed against a vertical polishing turntable covered with a piece of polishing cloth while the wafer W is vertically held by means of a suction pad 32. The wafer W is polished by relatively rotating the turntable 30 with respect to the pad 32 in a state where the wafer W is slidden on the cloth 36 while slurry is supplied to the space between the pad 32 and polishing surface of the turntable 30. Since the slurry easily flows down, the polishing dust discharging function of the slurry is improved and the scratching of the wafer W by the polishing duct can be prevented. In addition, the flatness accuracy and polishing efficiency of the wafer are also improved. In addition, the cleaning solution can be easily removed from cleaning means 52, 53, and 54, drying means 56, and wafer carrying system 14 between processes after the wafer W is cleaned, because the wafer W is maintained in a vertical attitude.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は縦型ウエハ研磨装置に係
り、特にウエハの多層化に対応した平坦化工程の研磨を
化学的機械研磨方法で行う縦型ウエハ研磨装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical type wafer polishing apparatus, and more particularly to a vertical type wafer polishing apparatus for performing polishing in a flattening process corresponding to multi-layering of wafers by a chemical mechanical polishing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の高集積化の要求に伴
い、ウエハの高密度化及び多層化が進み、ウエハ上に回
路配線パターンを形成する露光装置の焦点深度が浅くな
ってきている。これにより、露光面となるウエハの平面
度が高精度に要求されており、高精度の平坦化を実現す
る方法として化学的機械研磨方法(CMP)が用いられ
ている。従来のウエハ研磨装置は、研磨布を被覆した研
磨定盤と吸着パッドとを水平に対面して配設し、前記吸
着パッドに被研磨ウエハを吸着し、それを前記研磨定盤
に押し付けるとともに、ケミカル研磨材(スラリー)を
供給しながら両者を相対摺動させて該ウエハを研磨して
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, with the demand for higher integration of semiconductor elements, the density of wafers and the number of layers have increased, and the depth of focus of exposure apparatuses for forming circuit wiring patterns on wafers has become shallow. Therefore, the flatness of the wafer to be the exposed surface is required with high accuracy, and the chemical mechanical polishing method (CMP) is used as a method for realizing highly accurate flattening. A conventional wafer polishing apparatus, a polishing platen and a suction pad coated with a polishing cloth are arranged horizontally facing each other, the wafer to be polished is sucked by the suction pad, and it is pressed against the polishing platen, While supplying a chemical polishing material (slurry), both are slid relative to each other to polish the wafer.

【0003】また、1チップあたりの平面度を高精度に
するために比較的硬い研磨布が使用されている。一方、
研磨後のウエハを洗浄、乾燥する装置として、洗浄、乾
燥する処理工程を一つの装置で行うことができる枚葉式
洗浄装置も提案されている。
Further, a relatively hard polishing cloth is used to make the flatness per chip highly accurate. on the other hand,
As an apparatus for cleaning and drying the wafer after polishing, a single wafer cleaning apparatus capable of performing the processing steps of cleaning and drying with one apparatus has also been proposed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ウエハ研磨装置は、研磨定盤が水平(横型)に設けられ
ているため、スラリーの研磨切り屑排出機能が低く、硬
い研磨布を使用すると、研磨定盤の上に残る研磨切り屑
により、ウエハの被研磨面に傷が入ってしまうという問
題がある。即ち、この傷によって、平坦化の精度が低下
し、平坦化の高精度化が達成できない。
However, in the conventional wafer polishing apparatus, since the polishing platen is provided horizontally (horizontal type), the function of discharging slurry polishing chips is low, and when a hard polishing cloth is used, There is a problem that the polishing chips left on the polishing platen may scratch the surface to be polished of the wafer. That is, due to this scratch, the precision of the flattening is lowered, and the precision of the flattening cannot be improved.

【0005】また、平坦化の高精度化には、研磨処理の
精度向上のみならず、研磨後の洗浄能力の向上も合わせ
て必要であるが、従来のウエハ洗浄装置は、ウエハの表
面を水平(横姿勢)に保ちながら洗浄、搬送、及び乾燥
を行っているため、ウエハの裏面洗浄が困難であり、洗
浄効率が悪く、洗浄後に汚染物(ゴミ)が再付着すると
いう問題がある。また、ウエハ表面に洗浄液が残り、乾
燥に時間がかかるという問題もある。
Further, in order to increase the accuracy of flattening, not only the accuracy of the polishing process but also the cleaning ability after polishing must be improved. In the conventional wafer cleaning apparatus, the surface of the wafer is leveled. Since cleaning, transportation, and drying are performed while maintaining the (horizontal orientation), there is a problem that back surface cleaning of the wafer is difficult, cleaning efficiency is poor, and contaminants (dust) reattach after cleaning. There is also a problem that the cleaning liquid remains on the wafer surface and it takes time to dry.

【0006】更に、従来のウエハ研磨装置(横型ウエハ
研磨装置)及び洗浄装置は設置面積が大きく、限られた
空間を有効に使用する必要のあるクリーンルームへの設
置には適さないという問題もある。本発明はこのような
事情に鑑みてなされたもので、平坦化の高精度化及び洗
浄効率の向上を図ると共に、省スペース化を実現する為
の縦型ウエハ研磨装置を提供することを目的とする。
Further, the conventional wafer polishing apparatus (horizontal wafer polishing apparatus) and cleaning apparatus have a large installation area and are not suitable for installation in a clean room where it is necessary to effectively use a limited space. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vertical wafer polishing apparatus for achieving high precision in flattening, improvement in cleaning efficiency, and space saving. To do.

【0007】[0007]

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、研磨対象となるウエハを鉛直縦型状態で吸着
保持する吸着パッドと、前記吸着パッドと対面する研磨
面を有する縦型の研磨盤と、前記吸着パッドと前記研磨
盤の研磨面との間にスラリーを供給するスラリー供給手
段と、を備え、前記スラリー供給手段によってスラリー
を供給しつつ、前記吸着パッドと前記研磨盤とを相対回
転摺動させて、前記ウエハを縦向きの姿勢で研磨するこ
とを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a suction pad for sucking and holding a wafer to be polished in a vertical vertical state, and a vertical type having a polishing surface facing the suction pad. Polishing pad, and a slurry supply means for supplying a slurry between the suction pad and the polishing surface of the polishing board, while supplying the slurry by the slurry supply means, the suction pad and the polishing board Is relatively slid relative to the wafer, and the wafer is polished in a vertical orientation.

【0008】また、本発明は前記目的を達成するため
に、複数枚のウエハが縦姿勢で格納されている第1のウ
エハカセットからウエハを一枚づつ取り出し、縦姿勢の
まま後記吸着パッドに運搬する第1のハンドリング手段
と、前記第1のハンドリング手段で運ばれたウエハを鉛
直縦型状態で吸着保持する吸着パッドと、前記吸着パッ
ドと対面する研磨面を有する縦型の研磨盤と、前記吸着
パッドと前記研磨盤の研磨面との間にスラリーを供給す
るスラリー供給手段と、前記スラリー供給手段によって
スラリーを供給しつつ、前記吸着パッドと前記研磨盤と
を相対回転摺動させて研磨した後のウエハを前記吸着パ
ッドから取り出し、縦姿勢のまま後記洗浄手段へ運搬す
る第2のハンドリング手段と、前記第2のハンドリング
手段で運ばれたウエハを縦姿勢の状態で液体中に浸漬し
て洗浄する洗浄手段と、前記洗浄手段から後記乾燥手段
へとウエハを縦姿勢で搬送する搬送手段と、前記搬送手
段で搬送された洗浄後のウエハを縦姿勢の状態で乾燥す
る乾燥手段と、前記乾燥手段で乾燥されたウエハを縦姿
勢の状態で取り出し、複数枚のウエハを縦姿勢で格納す
ることができる第2のウエハカセットに縦姿勢のまま運
搬する第3のハンドリング手段と、を備えたことを特徴
としている。
Further, in order to achieve the above object, the present invention takes out the wafers one by one from a first wafer cassette in which a plurality of wafers are stored in a vertical posture, and conveys the wafers in a vertical posture to a suction pad described later. A first handling means, a suction pad for sucking and holding the wafer carried by the first handling means in a vertical vertical state, a vertical polishing machine having a polishing surface facing the suction pad, Slurry supply means for supplying a slurry between the suction pad and the polishing surface of the polishing board, and while supplying the slurry by the slurry supply means, the suction pad and the polishing board are relatively rotated and slid to perform polishing. The second wafer is taken out by the second handling means and the second handling means that takes out the subsequent wafer from the suction pad and conveys it in the vertical position to the cleaning means described later. And a cleaning means for immersing the wafer in a liquid in a vertical position for cleaning, a transfer means for transferring the wafer from the cleaning means to a drying means described below in a vertical position, and a cleaned wafer transferred by the transfer means. A drying unit that dries in a vertical position and a wafer that has been dried by the drying unit is taken out in a vertical position, and a second wafer cassette that can store a plurality of wafers in a vertical position is held in the vertical position. And a third handling means for carrying.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、被研磨ウエハは吸着パッドに
縦姿勢で保持されるとともに、該吸着パッドと対面する
縦型の研磨盤の研磨面に押し付けられる。そして、前記
吸着パッドと前記研磨盤の研磨面との間にスラリーを供
給しつつ、両者を相対回転摺動させることによってウエ
ハを研磨している。前記スラリーは研磨を促進すると共
に、研磨によって発生する切り屑(研磨切り屑)を接触
面から排出する機能を有している。このように研磨の接
触面を縦型にしたことにより、スラリーは容易に下方へ
流れ落ちるので、研磨切り屑を排出する機能が向上す
る。これにより、研磨切り屑によってウエハに傷が付く
のを防ぐことができ、平坦化精度を上げるとともに研磨
効率を高めることができる。
According to the present invention, the wafer to be polished is held vertically on the suction pad and pressed against the polishing surface of the vertical polishing plate facing the suction pad. Then, while the slurry is supplied between the suction pad and the polishing surface of the polishing plate, the both are relatively rotated and slid to polish the wafer. The slurry has a function of promoting polishing and a function of discharging chips (polishing chips) generated by polishing from the contact surface. By making the polishing contact surface vertical in this way, the slurry easily flows down, and the function of discharging polishing chips is improved. As a result, it is possible to prevent the wafer from being scratched by the polishing chips, and it is possible to improve the planarization accuracy and the polishing efficiency.

【0010】また、本発明の他の態様によれば、研磨工
程のみならず、研磨後の洗浄工程、洗浄後の乾燥工程、
及び上記各工程間のウエハの搬送工程においてもウエハ
の姿勢を縦向きに保ち、研磨処理及び洗浄処理を連続し
て一枚づつ処理(枚葉処理)している。これにより、洗
浄工程では、両面同時洗浄が可能となるばかりでなく、
洗浄終了後の洗浄液の切れが良くなり、ゴミの再付着が
少なくなる。そして、乾燥工程でも、洗浄液の切れが良
く、乾燥時間の短縮を図ることができる。更に、ウエハ
の搬送工程においてウエハの姿勢を変えることがなく、
省スペースかつスムーズな作業流れが可能となり、処理
能率が向上する。
According to another aspect of the present invention, not only the polishing step but also a cleaning step after polishing, a drying step after cleaning,
Also, in the wafer transfer process between the above-mentioned processes, the wafer posture is maintained in the vertical direction, and the polishing process and the cleaning process are continuously performed one by one (single wafer process). This not only enables simultaneous cleaning on both sides in the cleaning process,
After the cleaning is completed, the cleaning liquid runs out better, and the redeposition of dust is reduced. Further, even in the drying step, the washing liquid runs out well, and the drying time can be shortened. Furthermore, without changing the attitude of the wafer during the wafer transfer process,
Space-saving and smooth work flow are possible, improving processing efficiency.

【0011】[0011]

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る縦型ウエ
ハ研磨装置の好ましい実施例について詳説する。図1は
本発明に係る縦型ウエハ研磨装置の実施例の構成を示す
概略斜視図である。この縦型ウエハ研磨装置10は、主
に、ウエハ研磨部13、ウエハ搬送部14、及びウエハ
洗浄部16等から構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a vertical wafer polishing apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of an embodiment of a vertical wafer polishing apparatus according to the present invention. The vertical wafer polishing apparatus 10 mainly includes a wafer polishing section 13, a wafer transfer section 14, a wafer cleaning section 16, and the like.

【0012】前記ウエハ研磨部13は、研磨盤30、研
磨盤回転用モータ31、吸着パッド32、吸着パッド回
転用モータ33等から構成されており、前記研磨盤30
は研磨面が研磨布36で被覆され、縦向きの状態で配設
されている。前記研磨盤30はモータ31によって、例
えば同図時計回転方向に回転される。尚、回転方向はこ
れに限定するものではない。
The wafer polishing section 13 is composed of a polishing plate 30, a polishing plate rotating motor 31, a suction pad 32, a suction pad rotating motor 33 and the like.
The polishing surface is covered with a polishing cloth 36, and the polishing surface is arranged vertically. The polishing platen 30 is rotated by a motor 31, for example, in the clockwise direction in FIG. The rotation direction is not limited to this.

【0013】一方、吸着パッド32は、前記研磨盤30
の研磨面と対面して縦向きに設けられており、研磨する
ウエハWを裏面からエアーの吸引等によって吸着し、縦
姿勢で保持することができる。該吸着パッド32は、モ
ータ33によって回転されつつ研磨盤30方向に押圧さ
れる。また、吸着パッド32には、研磨量検出器(終端
検出器)38が取り付けられており、該終端検出器38
によってウエハWの板厚を高精度に測定して研磨終点を
検出し、研磨終了のタイミングを検知している。
On the other hand, the suction pad 32 is the polishing plate 30.
The wafer W to be polished is attracted by suction of air from the back surface and can be held in a vertical position, facing the polishing surface of the wafer. The suction pad 32 is pressed toward the polishing plate 30 while being rotated by a motor 33. A polishing amount detector (end detector) 38 is attached to the suction pad 32, and the end detector 38 is attached.
The plate thickness of the wafer W is measured with high accuracy to detect the polishing end point and to detect the polishing end timing.

【0014】前記吸着パッド32は、一つの研磨盤30
に対して複数設けることができ、図1の実施例では4基
の吸着パッド32が設けられている。尚、吸着パッド3
2の設置数は、これに限るものではない。図1に示す4
基の吸着パッド32はそれぞれ、同図上反時計回転方向
に自転すると共に、4基全体が研磨盤30内を公転しな
がら、ウエハWを研磨することができる。尚、回転方向
は特に限定するものではない。
The suction pad 32 is one polishing plate 30.
However, a plurality of suction pads 32 are provided in the embodiment of FIG. The suction pad 3
The number of installations of 2 is not limited to this. 4 shown in FIG.
Each of the base suction pads 32 can rotate in the counterclockwise direction in the figure, and the wafer W can be polished while the four bases revolve in the polishing plate 30. The rotation direction is not particularly limited.

【0015】研磨盤30の周囲には、図示しないスラリ
ー供給口が複数箇所に設けられており、ウエハWの研磨
中は研磨盤30と吸着パッド32との摺動面間に研磨を
促進するスラリー液を供給している。ウエハ搬送部14
は、ウエハローダロボット40、キャリアレール42、
43、ウエハキャリア45、45、キャリア移載機4
6、47、ウエハ移載ロボット48、及びウエハアンロ
ーダロボット49等から構成されている。
Around the polishing plate 30, there are provided slurry supply ports (not shown) at a plurality of places, and during polishing of the wafer W, a slurry for promoting polishing between the sliding surfaces of the polishing plate 30 and the suction pad 32. Supplying liquid. Wafer transfer unit 14
Is a wafer loader robot 40, a carrier rail 42,
43, wafer carriers 45, 45, carrier transfer machine 4
6, 47, a wafer transfer robot 48, a wafer unloader robot 49, and the like.

【0016】前記ウエハローダロボット40は、公知の
駆動手段によって進退移動且つ回動自在に構成され、ウ
エハ研磨装置10内に搬入されたウエハカセット50内
に進入してウエハWを一枚づつ取り出し、180°回動
し前記吸着パッド32に搬送することができる。前記ウ
エハカセット50は、未研磨のウエハWを複数枚縦向き
に収納しており、前記ウエハローダロボット40は、前
記カセット50に収納されているウエハWの縦向きの姿
勢を維持しながら、ウエハWを前記吸着パッド32にハ
ンドリングする。
The wafer loader robot 40 is configured to be movable back and forth and rotated by a known driving means, and enters the wafer cassette 50 carried into the wafer polishing apparatus 10 to take out the wafers W one by one. It can be rotated by 180 ° and conveyed to the suction pad 32. The wafer cassette 50 accommodates a plurality of unpolished wafers W in a vertical direction, and the wafer loader robot 40 maintains the wafers W accommodated in the cassette 50 in a vertical posture while W is handled on the suction pad 32.

【0017】前記キャリアレール42、43は、図に示
すように互いに平行に配置されており、該キャリアレー
ル42、43上を図示しないモータ等によりウエハキャ
リア45、45が走行できるようになっている。また、
キャリア移載機46、47は、前記キャリアレール4
2、43と共に略四辺形を形成するようにキャリアレー
ル42、43と連結されている。
The carrier rails 42 and 43 are arranged in parallel with each other as shown in the drawing, and the wafer carriers 45 and 45 can be moved on the carrier rails 42 and 43 by a motor or the like not shown. . Also,
The carrier transfer machines 46 and 47 are the carrier rails 4
It is connected to the carrier rails 42 and 43 so as to form a substantially quadrilateral together with the reference numerals 2 and 43.

【0018】前記キャリア移載機46はレール部材46
Aと1つの可動部材46Bから構成され、可動部材46
Bは、ウエハキャリア45を保持できるとともに、図示
しないモータ等によりレール部材46Aに沿って往復移
動可能に設けられている。即ち、可動部材46Bは、前
記キャリアレール42の終点(同図右下)に到達したウ
エハキャリア45を保持して、レール部材46Aの左端
(図中46B′の位置)に移動する。これにより、ウエ
ハキャリア45をレール部材46Aに沿って移動させる
ことができる。
The carrier transfer machine 46 includes a rail member 46.
A and one movable member 46B,
B is capable of holding the wafer carrier 45 and provided so as to be capable of reciprocating along the rail member 46A by a motor or the like not shown. That is, the movable member 46B holds the wafer carrier 45 that has reached the end point (lower right in the figure) of the carrier rail 42, and moves to the left end (position 46B 'in the figure) of the rail member 46A. As a result, the wafer carrier 45 can be moved along the rail member 46A.

【0019】尚、このとき、ウエハキャリア45上のウ
エハWの姿勢及び向きを変えることなく、ウエハキャリ
ア45を移動させることができる。また、レール部材4
6Aの左端に移動したウエハキャリア45は前記可動部
材46B′から離れて、他方のキャリアレール43に移
り、該キャリアレール43に沿って移動可能となる。そ
の後、前記可動部材46B′は、レール部材46Aの右
端(図中46Bの位置)へ戻り、次のウエハキャリア4
5を移動させる。
At this time, the wafer carrier 45 can be moved without changing the attitude and orientation of the wafer W on the wafer carrier 45. Also, the rail member 4
The wafer carrier 45 that has moved to the left end of 6A moves away from the movable member 46B ', moves to the other carrier rail 43, and can move along the carrier rail 43. Thereafter, the movable member 46B 'returns to the right end of the rail member 46A (position 46B in the figure), and the next wafer carrier 4 is moved.
Move 5

【0020】前記キャリアレール43の終点に到達した
ウエハキャリア45は、キャリア移載機47によって他
方のキャリアレール42に移される。尚、キャリア移載
機47も前記キャリア移載機46と同等の構成から成
り、その機能も同様である。このようにキャリアレール
42、43とウエハキャリア移載機46、47で構成さ
れる略四辺形状の案内路上をウエハキャリア45、45
が同図時計回転方向に巡回している。
The wafer carrier 45 which has reached the end point of the carrier rail 43 is transferred to the other carrier rail 42 by the carrier transfer device 47. The carrier transfer machine 47 has the same structure as the carrier transfer machine 46 and has the same function. Thus, the wafer carriers 45, 45 are guided along the substantially quadrilateral guide path constituted by the carrier rails 42, 43 and the wafer carrier transfer machines 46, 47.
Circulates in the clockwise direction in the figure.

【0021】ウエハキャリア45は、ウエハWを保持す
る略L字状のウエハ保持部45Aを有しており、該ウエ
ハ保持部45Aは図示しない駆動手段により同図下方に
昇降させることができる。これにより、保持したウエハ
Wを前記洗浄部16の超音波洗浄槽52、薬液洗浄槽5
3、ハイメガ流水洗浄槽54、及び乾燥槽56内に降下
させたり、降下させたウエハWを引き上げたりすること
ができる。尚、洗浄部16は他の洗浄方法、手段でもよ
い。
The wafer carrier 45 has a substantially L-shaped wafer holding portion 45A for holding the wafer W, and the wafer holding portion 45A can be raised and lowered downward in the figure by a driving means (not shown). As a result, the held wafer W is transferred to the ultrasonic cleaning tank 52 and the chemical cleaning tank 5 of the cleaning unit 16.
3. The wafer W can be dropped into the high-mega water washing tank 54 and the drying tank 56, and the lowered wafer W can be pulled up. The cleaning unit 16 may be another cleaning method or means.

【0022】前記ウエハ移載ロボット48は、公知の駆
動手段によって伸縮移動且つ回動自在に構成され、研磨
盤30の下方に設けられており、研磨が終了したウエハ
Wを吸着パッド32から順次取り出して、90°回動し
てウエハキャリア45に移載するハンドリングを行う。
尚、このときウエハWは縦向き姿勢に保たれている。前
記ウエハアンローダロボット49は、公知の駆動手段に
よって水平移動且つ上下移動自在に構成され、乾燥槽5
6内に進入して乾燥の終了したウエハWをエアー吸引等
によって吸着保持して引き上げ、水平移動して処理終了
済ウエハを格納するウエハカセット60に運搬すること
ができる。このときも、ウエハWは縦向きに維持されて
おり、ウエハカセット60もウエハWを縦姿勢で収納す
るようになっている。
The wafer transfer robot 48 is constructed so as to be capable of expanding and contracting and rotating by a well-known driving means and is provided below the polishing plate 30. The wafers W after polishing are sequentially taken out from the suction pad 32. Then, the wafer is rotated by 90 ° and transferred to the wafer carrier 45 for handling.
At this time, the wafer W is kept in the vertical posture. The wafer unloader robot 49 is configured to be horizontally movable and vertically movable by a known driving means, and the drying tank 5
The wafer W that has entered the inside of 6 and has been dried can be sucked and held by air suction or the like, pulled up, and horizontally moved to be transported to the wafer cassette 60 for storing the processed wafer. At this time as well, the wafer W is maintained in the vertical orientation, and the wafer cassette 60 also accommodates the wafer W in the vertical posture.

【0023】また、ウエハキャリア45は複数個の設け
られ、複数枚のウエハWの研磨、洗浄、乾燥を並行処理
することができる。前記の如く構成されたウエハ研磨装
置10の作用について説明する。図1のウエハ研磨装置
10で研磨されるウエハWは、図2(A)のようにラッ
プ工程を経たシリコン基盤21に薄膜形成装置(CVD
装置)でアルミ配線パターン23を施し、更にその配線
上に絶縁膜(SiO2 )25を形成したものである。
Further, a plurality of wafer carriers 45 are provided, and polishing, cleaning and drying of a plurality of wafers W can be performed in parallel. The operation of the wafer polishing apparatus 10 configured as described above will be described. The wafer W polished by the wafer polishing apparatus 10 of FIG. 1 is formed on the silicon substrate 21 which has undergone the lapping process as shown in FIG.
Device), an aluminum wiring pattern 23 is formed, and an insulating film (SiO 2 ) 25 is further formed on the wiring.

【0024】近年のステッパ(露光)装置の分解能の向
上により、パターン幅dを0.35μm以下に形成する
ことが可能となり、配線の多層化(3層から4層)が可
能となっている。この多層化は、縦構造の段差即ち、該
絶縁膜25の凹凸を平坦化し、更にその平坦面に配線パ
ターン23を形成し、絶縁膜25で覆うという工程を繰
り返すことにより達成される(図2(B)参照)。該ウ
エハ研磨装置10は上記絶縁膜の凹凸の平坦化工程で使
用され、1チップ当たりの平面度を高精度に行うための
装置である。
With the recent improvement in the resolution of the stepper (exposure) device, the pattern width d can be formed to 0.35 μm or less, and the wiring can be multi-layered (three to four layers). This multi-layering is achieved by repeating the steps of flattening the step of the vertical structure, that is, the unevenness of the insulating film 25, forming the wiring pattern 23 on the flat surface, and covering with the insulating film 25 (FIG. 2). (See (B)). The wafer polishing apparatus 10 is used in the step of flattening the unevenness of the insulating film, and is an apparatus for performing flatness per chip with high accuracy.

【0025】さて、図1に戻って、ウエハカセット50
にて搬入されたウエハWをウエハローダロボット40で
取り出し、研磨部13へ搬送する。前記ウエハWの裏面
(電気素子回路が形成されていない側の面)を吸着パッ
ド32に吸着させ、研磨すべき酸化膜表面25を研磨布
36と接触させる。そして、砥粒又はパウダと加工液
(ラップ液)を混ぜたもの(スラリー)を研磨布の裏面
及び表面に供給しつつ(不図示)、吸着パッド32を加
圧するとともに、吸着パッドスピンドル33及び研磨盤
スピンドル31を回転させて吸着パッド32と研磨盤3
0とを相対慴動させる。これにより、配線部23に対応
して突出した酸化膜層25の凹凸部をケミカルメカノポ
リシングにより研磨除去して平坦化している。
Now, returning to FIG. 1, the wafer cassette 50
The wafer W carried in is taken out by the wafer loader robot 40 and is carried to the polishing section 13. The back surface of the wafer W (the surface on which the electric element circuit is not formed) is adsorbed to the adsorption pad 32, and the oxide film surface 25 to be polished is brought into contact with the polishing cloth 36. Then, while supplying a mixture (slurry) of abrasive grains or powder and a working liquid (lap liquid) to the back surface and the front surface of the polishing cloth (not shown), the suction pad 32 is pressed and the suction pad spindle 33 and the polishing are performed. The disk spindle 31 is rotated to move the suction pad 32 and the polishing disk 3
Relatively move 0 and. As a result, the protrusions and depressions of the oxide film layer 25 corresponding to the wiring portions 23 are polished and removed by chemical mechanical polishing to be planarized.

【0026】このとき、研磨によって発生する研磨切り
屑は、スラリー液と共に下方に排出され易く、研磨切り
屑がウエハWに傷をつけることはない。このようにスラ
リーの循環機能を高めたことにより、従来の横型のウエ
ハ研磨装置に比べ、より硬い研磨布を使用することが可
能になるとともに、研磨切り屑によるウエハ面の損傷を
防止することができる。これにより、ウエハの多層化に
対応して要求される平坦化の精度向上を図ることができ
る。
At this time, polishing chips generated by polishing are easily discharged downward together with the slurry liquid, and the polishing chips do not damage the wafer W. By improving the circulation function of the slurry in this way, it becomes possible to use a harder polishing cloth as compared with the conventional horizontal type wafer polishing apparatus, and it is possible to prevent the wafer surface from being damaged by polishing chips. it can. As a result, it is possible to improve the accuracy of flattening which is required in response to the multi-layering of wafers.

【0027】続いて、終端検出器38により所定の研磨
量に達したことが確認されたウエハWは、ウエハ移載ロ
ボット48によって吸着パッド32からウエハキャリヤ
45に移される。ウエハキャリア45に移載されたウエ
ハWは、キャリアレール42に沿って超音波洗浄槽52
まで運ばれる。そして、ウエハキャリア45の保持部4
5Aを前記超音波洗浄槽52に下降させることにより、
ウエハWを洗浄する。
Subsequently, the wafer W, which has been confirmed by the end detector 38 to reach the predetermined polishing amount, is transferred from the suction pad 32 to the wafer carrier 45 by the wafer transfer robot 48. The wafer W transferred onto the wafer carrier 45 is transferred to the ultrasonic cleaning tank 52 along the carrier rail 42.
Is carried to. Then, the holding portion 4 of the wafer carrier 45
By lowering 5A into the ultrasonic cleaning tank 52,
The wafer W is cleaned.

【0028】洗浄後は前記保持部45Aを上昇させて、
ウエハWを超音波洗浄槽52から引き上げる。続いて、
ウエハキャリア45が移動してキャリアレール42の端
部(図中右下)に到達すると、キャリア移載機46の可
動部材46Aがウエハキャリア45を保持する。そし
て、該可動部材46Aはウエハキャリア45の向きと姿
勢を維持しつつレール部材46Bに沿って移動し、ウエ
ハキャリハ45を他方のキャリアレール43へと移し変
える。
After washing, the holding portion 45A is raised to
The wafer W is pulled up from the ultrasonic cleaning tank 52. continue,
When the wafer carrier 45 moves and reaches the end of the carrier rail 42 (lower right in the figure), the movable member 46A of the carrier transfer device 46 holds the wafer carrier 45. Then, the movable member 46A moves along the rail member 46B while maintaining the orientation and posture of the wafer carrier 45, and transfers the wafer carrier 45 to the other carrier rail 43.

【0029】次に、キャリアレール43を介して薬液洗
浄槽53まで運ばれたウエハWは、ウエハキャリア45
の保持部45Aが下降することによって、該薬液洗浄槽
53に浸漬される。洗浄後は保持部45Aを上昇させ
て、ウエハWを薬液洗浄槽53から引き上げられる。上
記同様にして、ハイメガ流水洗浄槽54による洗浄処理
を行う。このように各洗浄工程において、ウエハWは縦
向きの姿勢のまま保持されているので、ウエハWの表面
及び裏面が同時に均質に洗浄することができる。
Next, the wafer W carried to the chemical cleaning tank 53 via the carrier rail 43 is transferred to the wafer carrier 45.
When the holding portion 45A of the above is lowered, it is immersed in the chemical cleaning tank 53. After cleaning, the holding part 45A is raised to lift the wafer W from the chemical cleaning tank 53. In the same manner as described above, the cleaning process by the high mega flowing water cleaning tank 54 is performed. Thus, in each cleaning step, since the wafer W is held in the vertical posture, the front surface and the back surface of the wafer W can be cleaned uniformly at the same time.

【0030】ハイメガ流水洗浄後のウエハWは、キャリ
アレール43を介して乾燥槽56に運ばれ、ウエハキャ
リア45の保持部45Aによって該乾燥槽56に下降さ
れる。該乾燥槽56は、例えば、スピンドライヤで構成
され、高速回転による遠心力を利用して表面の液体をふ
りきって迅速に乾燥することができる。この乾燥工程に
おいても、ウエハを縦姿勢で乾燥しているので、液切れ
がよく、短時間で乾燥でき、ゴミの再付着も防止でき
る。
The wafer W after the high-mega water washing is carried to the drying tank 56 via the carrier rail 43, and lowered to the drying tank 56 by the holding portion 45A of the wafer carrier 45. The drying tank 56 is composed of, for example, a spin dryer, and can use the centrifugal force generated by high-speed rotation to wipe off the liquid on the surface to dry quickly. Also in this drying step, since the wafer is dried in the vertical posture, the liquid is well drained and can be dried in a short time, and the reattachment of dust can be prevented.

【0031】乾燥工程を終了したウエハWは、アンロー
ダロボット49によって、乾燥槽56から取り出され、
ウエハカセット60に収納される。空になったウエハキ
ャリア45はキャリア移載機47によってキャリアレー
ル42に移され、次のウエハWを運ぶように準備され
る。そして、上述したウエハ処理工程が繰り返される。
尚、ウエハキャリヤ45は多数台用意されており、研磨
が終了したウエハを随時処理することができる。
The wafer W that has completed the drying process is taken out of the drying tank 56 by the unloader robot 49,
It is stored in the wafer cassette 60. The emptied wafer carrier 45 is transferred to the carrier rail 42 by the carrier transfer machine 47, and is ready to carry the next wafer W. Then, the wafer processing process described above is repeated.
It should be noted that a large number of wafer carriers 45 are prepared so that the polished wafers can be processed at any time.

【0032】このように、ウエハWの姿勢を縦向きのま
ま搬送し、研磨処理及び洗浄処理を行うようにしたこと
により、省スペース化が可能で、処理能率も向上させる
ことができる。
By thus carrying the wafer W in the vertical orientation and performing the polishing process and the cleaning process, the space can be saved and the processing efficiency can be improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るウエ
ハ研磨装置によれば、被研磨ウエハを吸着する吸着パッ
ドと該吸着パッドと対面する研磨盤とを縦型に配設した
ことにより、研磨接触面に供給されるスラリーの循環機
能が向上して、高精度の平坦化が可能となる。
As described above, according to the wafer polishing apparatus of the present invention, since the suction pad for sucking the wafer to be polished and the polishing plate facing the suction pad are vertically arranged, The circulation function of the slurry supplied to the polishing contact surface is improved, and highly precise flattening is possible.

【0034】また、研磨のみならず、ウエハ搬送手段、
洗浄手段及び乾燥手段とを設け、各工程においてもウエ
ハを縦姿勢の状態で保つようにしたので、洗浄・乾燥効
率を向上することができ、研磨、洗浄、乾燥の一連の工
程をスムーズに枚葉処理できる。これにより、高スルー
プット化が可能となる。更に、従来の横型のウエハ研磨
装置と比べて、省スペース化が可能である。
In addition to polishing, wafer transfer means,
Since the cleaning means and the drying means are provided and the wafer is kept in the vertical position even in each process, cleaning / drying efficiency can be improved, and a series of polishing, cleaning, and drying steps can be performed smoothly. Can process leaves. As a result, high throughput can be achieved. Further, space can be saved as compared with the conventional horizontal wafer polishing apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る縦型ウエハ研磨装置の実施例の構
成を示す概略斜視図
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the configuration of an embodiment of a vertical wafer polishing apparatus according to the present invention.

【図2】図1の縦型ウエハ研磨装置で研磨される多層化
ウエハの概略図
FIG. 2 is a schematic view of a multi-layered wafer polished by the vertical wafer polishing apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ウエハ研磨装置 30…研磨盤 32…吸着パッド 36…研磨布 40…ウエハローダロボット 42、43…キャリアレール 45…ウエハキャリア 46、47…キャリア移載機 48…ウエハ移載ロボット 49…ウエハアンローダロボット 52…超音波洗浄槽 53…薬液洗浄槽 54…ハイメガ流水洗浄槽 56…乾燥槽 50、60…ウエハカセット 10 ... Wafer polishing apparatus 30 ... Polishing board 32 ... Suction pad 36 ... Polishing cloth 40 ... Wafer loader robot 42, 43 ... Carrier rail 45 ... Wafer carrier 46, 47 ... Carrier transfer machine 48 ... Wafer transfer robot 49 ... Wafer unloader Robot 52 ... Ultrasonic cleaning tank 53 ... Chemical cleaning tank 54 ... High mega running water cleaning tank 56 ... Drying tank 50, 60 ... Wafer cassette

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 研磨対象となるウエハを鉛直縦型状態で
吸着保持する吸着パッドと、 前記吸着パッドと対面する研磨面を有する縦型の研磨盤
と、 前記吸着パッドと前記研磨盤の研磨面との間にスラリー
を供給するスラリー供給手段と、を備え、 前記スラリー供給手段によってスラリーを供給しつつ、
前記吸着パッドと前記研磨盤とを相対回転摺動させて、
前記ウエハを縦向きの姿勢で研磨することを特徴とする
縦型ウエハ研磨装置。
1. A suction pad for adsorbing and holding a wafer to be polished in a vertical vertical state, a vertical polishing disk having a polishing surface facing the suction pad, the suction pad and a polishing surface of the polishing disk. And a slurry supply means for supplying a slurry between, while supplying the slurry by the slurry supply means,
Relatively sliding the suction pad and the polishing plate,
A vertical wafer polishing apparatus, which polishes the wafer in a vertical orientation.
【請求項2】 複数枚のウエハが縦姿勢で格納されてい
る第1のウエハカセットからウエハを一枚づつ取り出
し、縦姿勢のまま後記吸着パッドに運搬する第1のハン
ドリング手段と、 前記第1のハンドリング手段で運ばれたウエハを鉛直縦
型状態で吸着保持する吸着パッドと、 前記吸着パッドと対面する研磨面を有する縦型の研磨盤
と、 前記吸着パッドと前記研磨盤の研磨面との間にスラリー
を供給するスラリー供給手段と、 前記スラリー供給手段によってスラリーを供給しつつ、
前記吸着パッドと前記研磨盤とを相対回転摺動させて研
磨した後のウエハを前記吸着パッドから取り出し、縦姿
勢のまま後記洗浄手段へ運搬する第2のハンドリング手
段と、 前記第2のハンドリング手段で運ばれたウエハを縦姿勢
の状態で液体中に浸漬して洗浄する洗浄手段と、 前記洗浄手段から後記乾燥手段へとウエハを縦姿勢で搬
送する搬送手段と、 前記搬送手段で搬送された洗浄後のウエハを縦姿勢の状
態で乾燥する乾燥手段と、 前記乾燥手段で乾燥されたウエハを縦姿勢の状態で取り
出し、複数枚のウエハを縦姿勢で格納することができる
第2のウエハカセットに縦姿勢のまま運搬する第3のハ
ンドリング手段と、を備えたことを特徴とする縦型ウエ
ハ研磨装置。
2. A first handling means for taking out the wafers one by one from a first wafer cassette in which a plurality of wafers are stored in a vertical posture and transporting the wafers to a suction pad described later in the vertical posture, and the first handling means. A suction pad for adsorbing and holding the wafer carried by the handling means in a vertical vertical state, a vertical polishing disk having a polishing surface facing the suction pad, and a suction pad and a polishing surface of the polishing disk. While supplying a slurry by a slurry supply means for supplying a slurry between the slurry supply means,
Second handling means for taking out the wafer after polishing by sliding the suction pad and the polishing plate relative to each other and carrying the wafer to the cleaning means described below in the vertical position; and the second handling means Cleaning means for immersing and cleaning the wafer carried in the vertical position in the liquid, transfer means for transferring the wafer in the vertical position from the cleaning means to the drying means described later, and the transfer means for transferring the wafer. A drying unit for drying the cleaned wafer in a vertical position, and a second wafer cassette capable of taking out the wafer dried by the drying unit in the vertical position and storing a plurality of wafers in the vertical position. And a third handling means for transporting the wafer in a vertical position, the vertical wafer polishing apparatus.
【請求項3】 前記吸着パッド及び前記搬送手段とを複
数設け、研磨、洗浄、及び乾燥作業を並行して処理する
ことを特徴とする請求項2の縦型ウエハ研磨装置。
3. The vertical wafer polishing apparatus according to claim 2, wherein a plurality of said suction pads and said transfer means are provided and polishing, cleaning and drying operations are performed in parallel.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100312482B1 (en) * 1997-04-30 2002-01-15 포만 제프리 엘 Vertical polishing device and method
KR100352086B1 (en) * 1997-04-30 2002-11-18 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 Vertical polishing tool and method
JP2006179955A (en) * 2006-03-20 2006-07-06 Ebara Corp Polishing apparatus
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