JPH11297665A - ウエハ端面処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウエハの端面を処理する装置におい
て、端面への処理液の補給と排出を効率良く行なう装置
を提供し、生産性を向上させると同時に連続して常に一
定したエッチングや研磨の状態を得る。 【解決手段】 ウエハ端面処理用のベルト１の一端をエ
ッチング液６等の処理液に浸漬させ、これを高速回転さ
せながらロ−ラ２でウエハ端面に当接させ端面を処理す
る。この時、移動ロ−ラ４でベルト１を連続的に振幅運
動させ、ベルト１の面を有効に利用し、かつウエハ端面
の傾斜面を表裏均等に処理する。また、ウエハのオリフ
ラ部に対してロ−ラ２を磁気コイルで操作し他の周辺部
と同じ押圧をかけ均等な処理をおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】半導体ウエハの製造工程には
半導体ウエハの端面をエッチングや研磨する工程があ
る。本発明はエッチング液や研磨液等の処理液を使用し
て半導体ウエハの端面をエッチングや研磨するウエハ端
面処理装置に関するものである。以降では「半導体ウエ
ハ」を単に「ウエハ」と述べることがある。また、「ウ
エハの端面」とは半導体ウエハの表と裏の平面以外の周
辺部を指す。

【０００２】

【従来の技術】従来のエッチング液を使用する装置で
は、エッチング液を供給するロ−ラとこのロ−ラとウエ
ハの両方に接することでエッチング液を中継するエッチ
ング用ロ−ラがある、この２個のロ−ラとウエハを共に
回転させることでウエハの端面に接する部分にエッチン
グ液を連続的に運んでウエハの端面をエッチングしてい
る（特開平５−２０６１０２）。また、鏡面研磨装置
（特開平８−１４９３）ではバフでウエハの端面を機械
的に鏡面研磨している。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】ウエハを連続的に
処理しようとするとき従来の装置では問題がある。すな
わち上記のエッチング液を使用する装置では、ウエハと
接したエッチング液の一部が上記のエッチング用ロ−ラ
及びエッチング液を供給するロ−ラに再付着し、その一
部は各ロ−ラの回転とともに繰り返し使用されるため、
連続的にエッチングを継続させるとエッチング能力が低
下し、またその液やロ−ラも汚され処理に適さなくな
る。この問題を解決するためにはウエハの端面に運ばれ
るエッチング液の交換を促し、ロ−ラの汚れを取りなが
ら常に同じ効果を持続させることが要求される。また、
従来の装置ではエッチング用ロ−ラを高速で回転させる
と遠心力が働き、エッチング液が飛散したりウエハが接
触する溝にエッチング液が付着できずエッチングが十分
行なわれなくなる。したがって現状の機構では常に一定
の処理品質を確保しながら効率を向上させることは容易
ではない。

【０００４】また、上記の鏡面研磨装置では、バフを使
用した機械的摩擦であるため、バフと面接触しないウエ
ハの端面は研磨速度が遅く効率の向上が容易ではない。
これに対して処理液による場合は、たとえばウエハ表面
の鏡面研磨工程、すなわち「ポリシング」で使用されて
いる研磨剤を混合した研磨液による場合は、研磨液をウ
エハの端面全体に接触させ化学的かつ機械的に研磨でき
るため効率がよい。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のウエハ端面処理装置においては、柔軟性の
ある帯形のベルトを設け、該ベルトの一部を処理液に浸
漬しながら、ロ−ラで該ベルトをウエハの端面に押し当
てながら回転させる機構を設ける。処理液としてはアン
モニア水等のエッチング液やウエハ等を鏡面研磨する研
磨液を使用する。また、処理液に応じて十分な耐久性を
持った材質や構造を持ったベルトを使用する。

【０００６】ウエハの端面に応じた接触面を上記ベルト
面に形成するウエハ受溝を上記のロ−ラに設け、さらに
該ロ−ラはウエハ端面の押し当てでウエハ面に対し垂直
方向に揺動するようにする。また、該ウエハ受溝と上記
のロ−ラが上記ベルトと接する面に、排液溝と、上記ベ
ルトを引き付ける吸引口を設ける。

【０００７】また、上記ベルトのウエハ端面との接触部
において、すなわちロ−ラ部において該ベルトを横ずれ
させながら回転させる。

【０００８】また、ウエハ端面に対するロ−ラの押圧を
電気的に制御できるようにする。

【０００９】また、処理しようとするウエハは真空吸着
盤でそのウエハ中心部を吸着保持し、上記の回転するベ
ルトを上記のウエハ受溝に押し当てた状態で該ウエハの
端面を回転させる。

【００１０】処理液中で上記ベルトを洗浄、あるいは該
ベルトに浸透、付着した処理液の交換を行なう。

【発明の実施の形態】発明の実施について処理液として
エッチング液を用いた形態を図面を参照して説明する。

【００１１】まずウエハ７の端面８に押し当てるベルト
１は処理液に対して耐久性を持つ繊維を細い糸状にして
それを帯状に緻密に織り上げて製作する。ベルト１にテ
ンションをかける糸巻き形のガイドロ−ラ９とロ−ラ
２、移動ロ−ラ４、駆動ロ−ラ５、異形ガイドロ−ラ２
１にベルト１を架け、一端をエッチング液６に浸漬して
回転するよう構成する。また、駆動ロ−ラ５にはベルト
１のスリップを防止する押さえロ−ラ２６を併設させ
る。

【００１２】ウエハ７の端面８にベルト１を当接させる
ロ−ラ２については、ロ−ラ２のベルト受面１１でウエ
ハの中心に向けてベルト１を押し付ける構造とする。ベ
ルト受面１１に、ウエハ７の端面８の押し当て及びベル
ト１の吸引により、ウエハ７の端面８に応じた処理面３
がベルト１に形成されるようウエハ受溝１０を設ける。

【００１３】ウエハ受溝１０やベルト受面１１に排液溝
１２と吸引口１３を設ける。ベルト１にロ−ラ２が押し
当てられた状態でベルトが吸引されるよう、かつ吸引口
１３から処理液や空気、ガスが排出されるよう排液溝１
２を吸引口１３につなげる。

【００１４】ロ−ラ２に回転軸１５を通し、ロ−ラ２が
ベルト１の回転方向に自由に回転できるようにする。そ
して、軸受台３０とロ−ラ２の間にベルト１の振幅分の
遊びを設ける。

【００１５】ロ−ラ２のロ−ラ軸受部１４は真空に耐え
る密閉した箱形の容器とし、これに該ロ−ラ２の頭だけ
を突出させる窓を設ける。さらに該ロ−ラ２とロ−ラ軸
受部１４の隙間を小さくするための窓枠形のカバ−２８
を該窓に設け、該ロ−ラ２の軸の移動に押され揺動する
構造とする。そしてロ−ラ２の下部のロ−ラ軸受部１４
の負圧空間１６を負圧とするため真空を圧力調整し、ロ
−ラ軸受部１４の動きに支障とならないよう可動性のあ
る樹脂性の真空配管２５で供給する。該負圧空間１６の
下部に溜まるエッチング液６は真空配管２５から排出
し、気体と液体の分離槽に溜め、薬液フィルタ−を通し
ポンプで適時槽２２へ戻す。

【００１６】また、ロ−ラ軸受部１４をウエハ７の中心
方向に遠近平行移動できるようにし、両端にＮ極かＳ極
を持つ永久磁石１７に連結し、永久磁石１７を取り巻く
磁気コイル１９に直流電圧をかけ、その電圧を変化さ
せ、ウエハ７の外周部にある平らなオリフラ１８の部分
への押圧を他の外周部と同じとなるよう変化させる。そ
して、磁気コイル１９が無電圧の時も、ロ−ラ軸受部１
４とロ−ラ２の全体をウエハ７の中心方向にスプリング
２０で押し上げておく。

【００１７】また、ベルト１の回転で回転する移動ロ−
ラ４の回転軸２７をロ−ラ２の回転の中心軸に対して平
行としたまま、回転軸２７の軸方向に移動ロ−ラ４を連
続し等速で振幅運動させる。この移動速度は調整可能と
する。

【００１８】また、槽２２の底に半導体ウエハの洗浄装
置等に使用され市販されている耐薬品性を持つ板状の超
音波振動板２３を投げ込みその上面を超音波振動させ
る。また、処理液６の液中にある異形ガイドロ−ラ２１
を、その回転軸を糸巻き形の回転の中心軸からずらせて
設けて回転させ、ベルト１を処理液中で揺動させる。

【００１９】また、真空吸着盤２４を設け、ウエハ７の
中心部を吸着保持し、ウエハの中心を通る垂線を軸とし
て回転させ、回転しながら保持したウエハ７の端面８を
ウエハ受溝１０の位置でベルト７に当接させる。なお、
ウエハ７とロ−ラ２の回転軸は平行にする。

【００２０】ウエハ７の端面８をエッチングする時は、
ウエハ７を反時計方向に、ベルト１を時計方向に回転さ
せる。ウエハの回転速度は１０ｒ．ｐ．ｍ程度とし、ベ
ルト１の回転速度は、駆動ロ−ラ４を可変速モ−タ（図
面では省略）で回転させ、調整可能とし、ウエハ７にベ
ルト１を押し当てて回転したとき、ウエハ７方向に飛散
がないよう調整する。

【００２１】さらに、処理面３の形状の違う複数のウエ
ハ受溝１０を１個のロ−ラ２に設け、ウエハ７の端面８
を順にそれらのウエハ受溝１０に押し当てて回転させ所
望の端面形状に加工しても良い。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次の効果を奏する。

【００２３】請求項１のウエハ端面処理装置において
は、一度ウエハの端面と接触したベルトの部分に浸透ま
たは付着している処理に使われた液は該ベルトの回転と
共に運ばれ処理液中で交換が行なわれるため、連続して
複数枚のウエハを処理しても、処理能力が低下したり、
汚れた処理液がそのまま繰り返しウエハと接することが
なく一定したエッチングや研磨を達成できる。

【００２４】また、請求項１のウエハ端面処理装置にお
いては、一度ウエハの端面と接触したベルトの部分は回
転により処理液中に浸漬されるため該ベルトに付着した
ゴミや汚れが落ちやすく汚れたまま繰り返しウエハと接
することがなく一定したエッチングや研磨を達成でき
る。

【００２５】請求項３のウエハ端面処理装置において
は、ウエハ端面との接触部でベルトの横ずれの反復運動
が繰り返されるため、ウエハの表裏両方向から均等にベ
ルトが端面の傾斜部に接触することとなり端面の傾斜部
を均一に処理できる。

【００２６】また、請求項１のウエハ端面処理装置にお
いては、ウエハの端面に処理液を運ぶ部分のベルトの曲
率を小さくすることができるため、ベルトの速度を上げ
ても、付着または浸透した処理液がウエハ端面に届くま
えに遠心力で飛散することを防ぐことができる。従って
ベルトの速度の向上で処理効率を容易に上げることがで
きる。

【００２７】請求項２のウエハ端面処理装置において
は、ロ−ラに設けられたウエハ受溝は、ウエハの端面に
応じた処理面をベルト面に形成するため、ウエハの端面
を所望な面に加工できる。またウエハ受溝を複数設けて
平均して用いることでベルト１の寿命を長くできる。ま
た、形の異なるウエハ受溝を複数設けて使用すること
で、端面の各部を順に処理でき、より正確な処理ができ
る。

【００２８】請求項４記載のウエハ端面処理装置におい
ては、吸引口に負圧を導くことで、ウエハが接する処理
面をベルトの裏面からの吸引で形成できる。したがって
ウエハ受溝により正確に処理面を形成できる。

【００２９】また、請求項４記載のウエハ端面処理装置
においては、ウエハが接触する部分の該ベルトから処理
液が逃げる排液溝（隙間）があるため、この部分がウエ
ハで圧接されたとき該ベルトに浸透あるいは付着した処
理液がベルトから飛散したり、あるいはベルト表面にあ
ふれることの防止に効果がある。該ベルトに浸透した処
理液が多い場合でも処理液をウエハの端面にだけ作用で
き正確な処理ができる。また吸引口に負圧を導くことで
上記の効果はさらに促進する。

【００３０】請求項５のウエハ端面処理装置において
は、ウエハのオリフラ部に対しても周辺部と同じ押圧を
かける必要があるが、ウエハ端面への押圧を電気的に微
妙に変化させることが容易であるため、より正確で均一
な処理ができ、かつ調整が容易となる。たとえば、ロ−
ラに厚さの違う３種類のウエハに対応する三つのウエハ
受溝を設けた場合、それぞれに押圧を調整する必要があ
るが、電磁コイルに流れる電流と押圧の関係を調べてお
けば電流計等で微妙な押圧の調整も簡単に行なえる。

【００３１】請求項３のウエハ端面処理装置において
は、ベルトがウエハに接する部分で連続して徐々に横ず
れして行くため、ベルトの同じ場所だけが摩擦されるこ
とがなく、ベルトの寿命を長くすることができる。ま
た、疲労の速度を遅らせることで、連続処理された複数
ウエハにおける処理の均一性も向上できる。また、ウエ
ハ１枚毎に横ずれを１往復以上行なえば、ウエハの外周
部端面の表裏（傾斜部）を均等に処理できる。

【００３２】また、請求項６のウエハ端面処理装置にお
いては、ベルト近傍の超音波振動やベルト自信の揺動に
よりベルトに付着した汚れが洗浄され、かつ浸透した処
理液の交換や処理液の攪拌が促進される。特に両方を併
用したほうが洗浄効果は大きくなる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハ端面処理装置の実施例を示す要
部斜視図である。

【図２】本発明のロ−ラのウエハ受溝の実施例を示す要
部断面図である。

【図３】半導体ウエハの端面の断面図である。

【図４】本発明のロ−ラの周辺機構の実施例を示す要部
断面図である。

【図５】本発明のロ−ラの実施例を示す要部斜視図であ
る。

【図６】本発明の移動ロ−ラの実施例を示す要部断面図
である。

【図７】本発明の槽の実施例を示す要部斜視図である。

【図８】本発明の異形ガイドロ−ラの実施例を示す要部
断面図である。

【符号の説明】

１ ベルト ２ ロ−ラ ３ 処理面 ４ 移動ロ−ラ ５ 駆動ロ−ラ ６ エッチング液 ７ ウエハ ８ 端面 ９ ガイドロ−ラ １０ ウエハ受溝 １１ ベルト受面 １２ 排液溝 １３ 吸引口 １４ ロ−ラ軸受部 １５、２７ 回転軸 １６ 負圧空間 １７ 永久磁石 １８ オリフラ １９ 磁気コイル ２０ スプリング ２１ 異形ガイドロ−ラ ２２ 槽 ２３ 超音波振動板 ２４ 真空吸着盤 ２５ 真空配管 ２６ 押さえロ−ラ ２８ カバ− ２９ 傾斜部 ３０、３１ 軸受台

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベルト（１）の一端をエッチング液
   （６）等の処理液に浸漬しながら回転させ、ロ−ラ
   （２）の押圧で該ベルトをウエハ（７）の端面（８）に
   接触させエッチングや研磨することを特徴とするウエハ
   端面処理装置。
2. 【請求項２】 上記ロ−ラに、ウエハ（７）の端面
   （８）に応じた処理面（３）をベルト（１）に形成する
   ウエハ受溝（１０）を設け、かつ該ウエハの面に垂直方
   向に、該ロ−ラが揺動することを特徴とする請求項１に
   記載のウエハ端面処理装置。
3. 【請求項３】 上記ロ−ラにおいてベルト（１）に横ず
   れの反復運動をさせることを特徴とする請求項１に記載
   のウエハ端面処理装置。
4. 【請求項４】 上記ロ−ラのウエハ受溝（１０）やベル
   ト受面（１１）に排液溝（１２）や吸引口（１３）を設
   けたことを特徴とする請求項２に記載のウエハ端面処理
   装置。
5. 【請求項５】 上記ロ−ラを永久磁石（１７）と連結
   し、磁気コイル（１９）でそれらの位置や押圧を電気的
   に変化させることを特徴とする請求項１に記載のウエハ
   端面処理装置。
6. 【請求項６】 上記処理液を槽（２２）に溜め、超音波
   振動させ、該処理液を介してその波動を上記ベルトに作
   用させること、あるいは該処理液中で該ベルトを揺動さ
   せることを特徴とする請求項１に記載のウエハ端面処理
   装置。