WO2002049802A1 - Dispositif et procede de polissage, et procede et dispositif pour produire un dispositif a semiconducteurs - Google Patents

Dispositif et procede de polissage, et procede et dispositif pour produire un dispositif a semiconducteurs Download PDF

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WO2002049802A1
WO2002049802A1 PCT/JP2001/010845 JP0110845W WO0249802A1 WO 2002049802 A1 WO2002049802 A1 WO 2002049802A1 JP 0110845 W JP0110845 W JP 0110845W WO 0249802 A1 WO0249802 A1 WO 0249802A1
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polishing
semiconductor wafer
unit
edge portion
drum
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PCT/JP2001/010845
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Inventor
Shigeto Izumi
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Nikon Corporation
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
    • B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B21/002—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding edges or bevels
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    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/065—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers

Definitions

  • the present invention relates to a polishing apparatus, a polishing method, a semiconductor device manufacturing method and a manufacturing apparatus, and more particularly to a polishing apparatus, a polishing method, and the like used for polishing an edge portion of a circular substrate such as a semiconductor wafer, an optical lens, and a magnetic disk substrate. It is a thing. Background art
  • the front surface (device forming surface), the back surface, and the edge of the semiconductor wafer are polished before shipment, and the polished semiconductor wafer is used in a semiconductor device manufacturing process.
  • a device structure composed of a semiconductor film, a metal film, and the like is formed on a device formation surface.
  • CMP polishing chemical mechanical polishing
  • a polishing apparatus for polishing an edge portion is generally known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-850600.
  • a known polishing apparatus 50 includes a drum 51 rotating around a rotation shaft 51 R by a motor 55, and a polishing member 52 attached to the drum 51. , A tilting table 56, a check table 57 for sucking the semiconductor wafer 10, and the like.
  • the inclined table 56 When polishing the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10, the inclined table 56 is inclined as shown by a broken line, and the semiconductor wafer 10 adsorbed on the chuck table 57 is polished to the polishing member of the drum 51. It is pressed against 52 at a predetermined angle. At this time, a slurry polishing liquid is supplied from a nozzle 54 to a contact portion between the edge portion 11 and the polishing member 52.
  • reference numeral 58 denotes an upper cover that covers the entire polishing apparatus 50.
  • the drum 51 is covered with a cover 53 to prevent scattering.
  • the cover 53 is provided with a window 53 A for bringing the edge portion 11 into contact with the polishing member 52. Slurry polishing liquid splatters outside from part 5 3 A.
  • the splattered slurry polishing liquid adheres to the polishing apparatus 50 and causes contamination. Also, if it dries over time, the composition of the slurry polishing liquid The particles float in the atmosphere in the polishing apparatus 50, and contaminate the semiconductor wafer.
  • the conventional polishing apparatus 50 achieves high recovery efficiency because the scattered slurry polishing liquid adheres to the inner wall surface and the like. It was difficult.
  • the conventional polishing apparatus 50 has a structure in which the polishing surface 52 A of the polishing member 52 is formed in a cylindrical shape on the surface of the drum 51, so that the edge portion 11 1 In order to polish the upper and lower bevels of the semiconductor wafer, the semiconductor wafer 10 adsorbed on the chuck plate 57 had to be once removed, returned, and then adsorbed again.
  • the edge 11 of the semiconductor wafer 10 since the edge 11 of the semiconductor wafer 10 has a point contact with the cylindrical polishing surface 52A, the entire periphery of the edge 11 of the semiconductor wafer 10 is formed. It took a long time to polish.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and a first object is to provide a polishing apparatus that prevents a slurry polishing liquid from scattering to the outside when polishing an edge portion of a substrate.
  • a second object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device manufacturing method capable of effectively removing an extra substance adhering to an edge portion of a semiconductor wafer and improving a yield.
  • a third object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of polishing a wedge portion of a circular substrate in a short time.
  • a fourth object of the present invention is to improve the yield or throughput by effectively or in a short time removing excess substances adhering to the edge of a semiconductor wafer in a semiconductor device manufacturing method. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
  • a rotating part including a polishing member having a substantially conical polishing surface on an inner surface thereof, wherein the polishing member is configured to be rotatable around an axis of the substantially conical polishing surface.
  • a polishing apparatus comprising: a holding unit that holds a substrate while rotating the substrate; and a moving unit that moves the holding unit such that an edge of the substrate comes into contact with the polishing surface at a predetermined angle.
  • the edge portion of the substrate is polished while being in contact with the polishing member having the substantially conical polishing surface on the inner surface, even if the polishing liquid is supplied during polishing, No more splattering.
  • the polishing member includes a first polishing portion and a second polishing portion, and a polishing surface of the first polishing portion has a substantially conical shape extending downward with respect to an axial direction of the rotating portion.
  • the polishing surface of the second polishing unit has a substantially conical shape extending upward with respect to the axial direction of the rotating unit, and the moving unit includes an edge portion of the substrate and a polishing portion of the first polishing portion. It is preferable that the holding unit is moved so that the polishing surface selectively contacts the polishing surface of the second polishing unit.
  • the polishing member has a first polishing portion having a substantially conical polishing surface extending downward in the axial direction, and a second polishing portion having a substantially conical polishing surface extending upward in the axial direction.
  • the upper and lower bevels of the edge of the substrate are polished without turning over the substrate. it can.
  • polishing liquid supply unit that supplies a polishing liquid to the polishing member
  • polishing liquid collection unit that covers the substantially conical space from below.
  • the polishing member has a polished surface
  • the inclination at least at a position where the substrate is in contact with the substrate is 30 degrees to 70 degrees with respect to the rotation axis of the rotating unit (preferably, (60 degrees).
  • the polishing surface of the polishing member is inclined at 30 ° to 70 ° with respect to the rotation axis at least at a position where the substrate is in contact with the polishing member.
  • the size of the device can be reduced while setting the angle of the lower bevel to a desired value.
  • a second invention for achieving the above object is a polishing apparatus for polishing an edge portion of a substrate, comprising: a first polishing portion having a first polishing surface and polishing a bevel on an upper side of the edge portion; A second polishing section having a polished surface for polishing the lower bevel of the edge portion, and pressing the upper bevel of an edge portion of the substrate against the first polished surface at a predetermined angle. And a pressing portion capable of pressing the lower bevel against the second polishing surface at a predetermined angle.
  • the first polishing surface of the first polishing unit and the first polishing surface of the second polishing unit are identical to the present invention.
  • the edge polishing of the circular substrate can be performed on the polishing surface of No. 2, the processing time of the edge polishing of the circular substrate is reduced.
  • the first polishing section includes a first polishing member having a substantially cylindrical first polishing surface on an inner surface thereof, and the first polishing section is provided around an axis of the substantially cylindrical first polishing surface.
  • a second polishing unit configured to be rotatable and having a substantially cylindrical second polishing surface on the inner surface, wherein the second polishing unit is positioned eccentrically with respect to the axis; It is preferable that the polishing apparatus include a polishing member and be rotatable around an axis of the cylindrical second polishing surface, and further include a holding section that holds the substrate while rotating the substrate.
  • the edge portion of the substrate is polished by the substantially cylindrical first polishing surface of the first polishing portion and the substantially cylindrical second polishing surface of the second polishing portion.
  • the contact area between the edge portion and the first and second polishing surfaces can be increased, and the processing time for edge polishing can be shortened.
  • a third invention for achieving the above object is a polishing belt having one or more polishing surfaces formed thereon, a driving unit for driving the polishing belt, and a radius of curvature of the polishing surface according to a radius of a substrate to be polished.
  • This is a polishing apparatus having an adjustable pelt adjustment unit.
  • the polishing belt on which the first polishing surface and the second polishing surface are formed can freely adjust the curvature radii on the first and second polishing surfaces. Irrespective of this, the edge portion can be polished. Further, since the contact area between the edge portion of the substrate and the first and second polishing surfaces can be freely adjusted, the contact area can be increased and the processing time can be shortened.
  • this polishing apparatus at least a first polishing surface and a second polishing surface are formed on the polishing belt, and the radius of curvature of at least one of the first and second polishing surfaces is set to the radius of the substrate to be polished. It is preferable to provide a belt adjusting section that can be adjusted accordingly.
  • a first polishing portion having a substantially cylindrical first polishing surface and polishing the bevel on an upper side of the edge portion is provided on the substantially cylindrical first polishing surface. And rotating the substantially cylindrical second polishing surface Rotating a second polishing portion for polishing the lower bevel of the edge portion around an axis of the substantially cylindrical second polishing surface; and a process of rotating the upper portion of the edge portion of the substrate. Pressing the bevel against the first polishing surface and the lower bevel against the second polishing surface selectively or simultaneously.
  • the edge portion of the substrate is polished by the substantially cylindrical first polishing surface of the first polishing portion and the substantially cylindrical second polishing surface of the second polishing portion.
  • the contact area between the edge portion and the first polished surface and the second polished surface can be increased, and the processing time for edge polishing can be further reduced.
  • a fifth invention for achieving the above object is a procedure for holding a semiconductor wafer while rotating the same, and a polishing member having a substantially conical polishing surface on its inner surface and rotating about an axis of the substantially conical polishing surface. Pressing the edge of the semiconductor wafer against the polished surface at a predetermined angle.
  • a sixth invention for achieving the above object is a semiconductor device manufacturing method including a step of continuously performing polishing on an edge portion of a semiconductor wafer and CMP on a device forming surface.
  • a seventh invention for achieving the above object is a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of continuously performing polishing of an edge portion of a semiconductor wafer and CMP polishing of a device formation surface according to the fifth invention. .
  • the polishing of the edge portion of the semiconductor wafer and the CMP polishing of the device forming surface are efficiently performed, so that the density is increased. Also in the manufacture of semiconductor devices, unnecessary substances adhering to a semiconductor wafer can be effectively removed. In particular, substances adhered to and left on the edges are less likely to affect device formation in subsequent manufacturing steps.
  • An eighth invention for achieving the above object is a semiconductor device manufacturing method in which CMP polishing of a device forming surface of a semiconductor wafer and polishing of an edge portion by the polishing method of the fourth invention are continuously performed. .
  • the polishing of the edge portion of the semiconductor wafer and the CMP polishing of the device forming surface are efficiently performed, so that even in the manufacture of a high-density semiconductor device, Unnecessary substances attached to the semiconductor wafer can be effectively removed. In particular, substances adhered to and left on the edge portion are less likely to affect device formation in the subsequent manufacturing process.
  • a ninth invention for achieving the above object is a first polishing unit for polishing an edge portion of a semiconductor wafer, a second polishing unit for polishing a device forming surface of a semiconductor wafer, and the second polishing unit.
  • This is a semiconductor device manufacturing apparatus provided with a cleaning chamber for continuously performing a cleaning process on a semiconductor wafer polished by a unit.
  • polishing of an edge portion of a semiconductor wafer in a first polishing unit, polishing of a device forming surface of the semiconductor wafer in a second polishing unit, and cleaning of a semiconductor wafer in a cleaning chamber can be performed continuously, so that the throughput can be improved by shortening the manufacturing period of the semiconductor device.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a state where an edge portion of a semiconductor wafer is polished by a polishing apparatus.
  • Figure 3 illustrates the force acting on the slurry polishing liquid attached to the polishing surface.
  • FIG. 4 is a view showing a shape of an edge portion of a semiconductor wafer.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the angle between the polishing member and the semiconductor wafer during edge polishing.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the inclination angle of the polished surface and the angle of the semiconductor wafer.
  • FIG. 7 is a diagram showing a method of attaching a polishing cloth constituting a polishing member to an inner wall of a drum.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example in which a polishing member is provided on a drum.
  • FIG. 9 is a view showing the shape of the opening provided in the auxiliary plate.
  • FIG. 10 is a diagram showing a polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view showing the structure of a polishing apparatus 100 according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a state where an edge portion of a semiconductor wafer is polished by a polishing apparatus.
  • FIG. 13 is a diagram showing a structure of a polishing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a main part of a polishing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a sectional view showing the positional relationship between the polishing belt and the top member.
  • FIG. 16 is a perspective view showing the top member.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a top member having rollers arranged on a curved surface.
  • FIG. 18 is a diagram showing a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram showing a semiconductor device manufacturing process using a semiconductor manufacturing apparatus.
  • FIG. 20 is a diagram showing a conventional polishing apparatus 50.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a polishing apparatus 100 of the present embodiment.
  • the polishing apparatus 100 includes a drum (rotating section) 120, a tilting table 130, an upper cover 140, a polishing liquid collecting tab (polishing liquid collecting section) 150, and a drum. It comprises a rotating section 160, a pressing cylinder 170, and the like.
  • the drum 120 is rotatably mounted on a frame 102 fixed to a worktable 101 by a bearing 122.
  • a polishing member 122 having a substantially conical shape with a polishing surface 122A extending downward is attached.
  • the polishing member 122 is made of a foaming polishing pad (for example, SUBA400 (trade name) manufactured by Rodel Nitta Corporation).
  • a pulley 16 3 is provided on the outer periphery of the drum 120, and the pulley 16 3 and the pulley 16 2 attached to the drum rotating motor 16 1 are driven. It is suspended by a belt 1 6 4.
  • the drum 120 is formed into a substantially conical polished surface 1 2 2 A extending downward. It can rotate around 20 0).
  • a labyrinth 123 is attached to the drum 120 so as to cover a gap between the drum 120 and the frame 102.
  • the inclined table 130 is provided inside the drum 120.
  • Ramp 1 30 is a chuck table (holding unit) that holds the semiconductor wafer (substrate) 10 while rotating it.
  • 13 1 and an arm unit to which the chuck table 13 1 is attached 13 5 s Table rotation motor 13 2.
  • the semiconductor wafer 10 sucked and held on the chuck table 1331 can be inclined at a predetermined angle (6> 2) with respect to the polished surface 122A by the angle adjusting unit 133. it can.
  • the pressing cylinder (moving part) 170 is provided with a tilting table 130 so that the semiconductor wafer 10 adsorbed on the chuck table 13 1 can be pressed against the polishing surface 122 A with a constant force. Move the whole.
  • the upper part of the drum 120 is opened (upper open end 120 A).
  • the nozzle polishing liquid supply unit
  • a slurry polishing liquid is supplied from 182 (250 m1 / min).
  • the nozzle 182 is connected to the polishing liquid supply tube 181, and can be directed in any direction with a flexible structure.
  • the semiconductor to be polished is directed to the edge 11 of the wafer 10.
  • the upper open end 120 A of the drum 120 is covered by an upper cover 140.
  • the lower part of the drum 120 is open (lower open end 120).
  • a drum skirt 126 is connected to the lower open end 120B, and the work is performed below the lower open end 120B so as to cover the entire lower open end 120B (and the drum skirt 126).
  • a polishing liquid recovery tab 150 is provided on the table 101 side.
  • the polishing liquid collecting tabs 150 are arranged at regular intervals so as not to come into contact with the rotating drum 120, and the drains 19 1 and the suction pipes 19 2 are attached to the bottom thereof.
  • the suction pipe 192 is a vacuum pump (not shown) that pumps the atomized slurry polishing liquid inside the drum 120 (in the atmosphere). And so on.
  • the slurry polishing liquid supplied from the nozzle 18 toward the edge portion 11 is sucked from the suction pipe 192, so that the slurry polishing liquid may scatter upward from the upper open end 12 OA. Disappears.
  • the polished surface 122A in the drum 120 is at a predetermined inclination angle with respect to the rotating shaft 120R at a position where it comes into contact with the edge portion 11 (indicated by a broken circle S in FIG. 2).
  • the drum 120 rotates at a high speed, for example, in the direction indicated by an arrow X in FIG. 2 (for example, 1000 rpm) due to the rotation of the drum rotation module 161.
  • the semiconductor wafer 10 adsorbed on the cartridge 13 is tilted at the arm portion 135 so as to be at a predetermined angle 02 with respect to the polished surface 122A.
  • the motor rotates at a low speed (0.5 to 2 rpm) in the direction indicated by the arrow Y in FIG. 2 by the pull rotation motor 13 2 (FIG. 1).
  • the semiconductor wafer 10 rotated in this way is moved in the direction of arrow Z in the figure by the pressing cylinder 170 together with the inclined table 130, and the edge of the semiconductor wafer 10 is polished to the polished surface 122A.
  • 1 1 is pressed at a predetermined angle 6> 2, and edge polishing is performed.
  • the chuck table 13 1 can be moved up and down by the vertical movement mechanism 13 3 of the inclined table 13 0, and the contact point between the edge 11 and the polishing surface 12 2 A is moved. Thus, polishing using the entire polishing member 122 can be performed.
  • the slurry polishing liquid adhering to the polishing surface 122 A is The centrifugal force F 1 and the resultant force F 3 with the anti-power F 2 from the polished surface 122 A are guided downward along the polished surface 122 A.
  • the slurry The polishing liquid can be efficiently collected in the polishing liquid collection tab 150.
  • three surfaces (lower bevel 11 B, middle 11 C, upper bevel 11 A) of the edge 11 of the semiconductor wafer 10 are polished by the polishing apparatus 100. Is performed.
  • ′ In the edge polishing of the semiconductor wafer 10, first, as shown in FIG. 5 (a), the back surface 10 B side of the semiconductor wafer 10 is attracted to the chuck table 13 1 (the device forming surface 10 A is ), While the chuck table 13 1 is rotating at a low speed, it is pressed against the polishing surface 122 A which rotates at a high speed.
  • the angle 02 with respect to the polished surface 122A of the semiconductor wafer 10 is determined so that the angle 0a of the upper bevel 11A becomes a desired angle.
  • the angle 02 is 22 degrees
  • the angle 02 is 37 degrees
  • the angle 02 is 37 degrees.
  • the polishing of the middle surface 11C is performed. This polishing is performed by setting the angle 02 between the semiconductor wafer 10 and the polished surface 122 A to approximately 90 degrees.
  • the semiconductor wafer 10 is turned over, the device forming surface 10A is sucked to the chuck table 131, and the lower bevel 11B is polished.
  • the angle 6> 2 with respect to the polished surface 122A of the semiconductor substrate 10 is determined such that the angle 0b of the lower bevel 11B becomes the above value.
  • the angle 0 2 is 22 degrees, and when the angle 0 b is 37 degrees, The angle ⁇ 2 is 37 degrees.
  • the semiconductor wafer 10 is polished so that the angle 6> a of the upper bevel 11A and the angle 6> b of the lower bevel 11B become a predetermined angle. It must be tilted so that it has a predetermined angle of 0 2 with respect to 2 2 A (when 0 a is 22 degrees, 2 is 22 degrees, when 0 a is 37 degrees, 6> 2 is 37 degrees) .
  • the inner diameter of the drum 120 of the polishing apparatus 100 is determined so that the semiconductor wafer 10 can be sufficiently accommodated inside the polishing member 122, but the overall size of the polishing apparatus 100 is reduced. It is preferable that the size is smaller.
  • the inclination angle 0 1 of the polished surface 122 A with respect to the rotation axis 120 R is small (the inclination is steep) as shown in FIG.
  • the semiconductor wafer 10 must be inclined by an angle 02 with respect to the polished surface 122A.
  • the smaller the inclination angle ⁇ 1 the smaller the inclination angle of the semiconductor wafer 10 with respect to the rotation axis 120R (the steeper the inclination).
  • the inclination angle 0 1 of the polished surface 122 A is, as shown in FIG. 6 (b), the diameter of the semiconductor wafer 10 and the substantially conical polished surface 122 A. Based on the inner diameter at the polishing position (the portion in contact with the page 11) and the angle 0a of the upper bevel 11A and the lower bevel 11B, the inclination of the semiconductor device 10 is gentle. It is determined to be.
  • an upper bevel 11 A of a 12-inch semiconductor wafer 10 is used by using a drum 120 having a diameter of 18 inches at a polished portion (a portion indicated by a circle S in FIG. 2) of a polished surface 122 A.
  • the angle of inclination 01 of the polished surface 122A is set to 60 degrees so that both the edges 0a and 0b of the lower bevel 11B can be edge-polished to 22 degrees.
  • the inclination angle 0 1 is determined in consideration of the diameter of the semiconductor wafer 10 that can be polished, the miniaturization of the polishing apparatus 100, and the angle Sa of the upper bevel 11A and the lower bevel 11B.
  • the lever value is preferably about 30 to 70 degrees.
  • a polishing cloth 124 having a shape shown in FIG. 7A is attached to the inner wall of the drum 120 ( Figure 7 (b).
  • an auxiliary plate 126 provided with a polishing member 125 may be arranged on the lower open end 120B side of the polishing surface 122A.
  • the polishing surface 125A of the polishing member 125 has a substantially conical shape extending upward with respect to the rotation axis 120R.
  • the chuck table 131 can be moved up and down in the direction of the arrow in FIG. 8 by the up-down movement mechanism 133 (without turning over the semiconductor substrate 10). ),
  • the upper bevel 11A and the lower bevel 11B can be polished.
  • the middle surface 11C is designed so that the semiconductor wafer 10 is perpendicular to the polished surface 122A or 125A.
  • the bull 1 3 1 is performed in an inclined state.
  • the slurry polishing liquid is guided to the polishing liquid collection reservoir 150 below the outer peripheral portion 126B of the auxiliary plate 126 as shown in FIG. Many openings 1 26 C are provided.
  • the cross-sectional shape of the opening 126C is oblique as shown in FIG. 9B, and when the drum 120 rotates in the direction of the arrow in the figure, the cross-sectional shape of the opening 126C Due to the wind-off effect, the mist-like slurry in the drum 120 is guided downward (the polishing liquid recovery tab 150 side), and is efficiently recovered.
  • the polishing surface 1 25 A of the polishing member 1 25 is also inclined at an angle of 0 4 with respect to the rotation axis 120 R, and thus adheres to the polishing surface 1 25 A.
  • the slurry polishing liquid is guided toward the outer peripheral portion 126B of the auxiliary plate 126 by the combined force of the centrifugal force and the drag. As a result, the slurry polishing liquid is efficiently collected from the opening 126 C on the polishing liquid collection tab 150 side.
  • the slurry polishing liquid supplied at the time of edge polishing is collected in the polishing liquid collection tab 150 without scattering to the outside of the drum 120. Therefore, the slurry polishing liquid can be efficiently collected, discarded, and reused without polluting the polishing apparatus 100 and without contaminating the semiconductor wafer 100. . In addition, since the slurry polishing liquid does not scatter outside the drum 120, repair and inspection work of the polishing apparatus 100 is facilitated.
  • the polishing member 210 is constituted by a first polishing unit 220 and a second polishing unit 230.
  • the first polishing portion 220 has a substantially conical shape in which the polishing surface 220A extends downward with respect to the rotating shaft 210RJ.
  • the second polishing portion 230 has a substantially conical shape in which the polishing surface 230A extends upward with respect to the rotation axis 210R.
  • the drum 210 is rotated at a high speed by the drum rotating unit 260 having the same mechanism as the drum rotating unit 160 of the first embodiment.
  • the slurry polishing liquid is applied to the drum 21 as shown by an arrow X in the figure.
  • the slurry is guided to a slurry collecting section 290 via a slurry collecting tab 250 arranged below the zero.
  • the slurry polishing liquid is disposed above the drum 220 as shown by the arrow Y.
  • the slurry is guided to the slurry collecting section 290 via the upper collecting section 240.
  • the inclination angles 0 1 1 and 6> 21 of the polished surfaces 220 A and 23 OA with respect to the rotating shaft 21 OR are predetermined values (for example, 60 degrees).
  • the slurry polishing liquid adhering to the polished surfaces 220 A and 230 A is lowered on the polished surface 220 A by the combined force of the centrifugal force and the drag from the polished surface 220 A s 230 A.
  • the slurry polishing liquid can be efficiently recovered to the slurry recovery section 290 via the upper recovery section 240 and the polishing liquid recovery section 250.
  • the other configuration such as the chuck table of the polishing apparatus 200 is the same as that of the polishing apparatus 100 of the first embodiment described above, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the slurry polishing liquid supplied at the time of edge polishing is recovered by the slurry recovery section 290 without scattering to the outside of the drum 210.
  • the slurry polishing liquid does not contaminate the polishing apparatus 200 and does not contaminate the semiconductor wafer. Polishing liquid can be efficiently collected, discarded and reused.
  • the slurry polishing liquid does not scatter outside the drum 210, repair and inspection work of the polishing apparatus 200 is facilitated.
  • the polishing apparatuses 100 and 200 for polishing the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10 have been described.
  • the present invention relates to an optical lens.
  • the present invention can be applied to polishing of an edge portion of a circular substrate such as a magnetic disk substrate.
  • FIG. 11 is a sectional view showing a polishing apparatus 300 of the present embodiment.
  • the polishing apparatus 300 includes a first drum (first polishing section) 310, a second drum (second polishing section) 320, a chuck base 330, and a polishing liquid collecting pump. 350, 1st drum rotating section 360, 2nd drum rotating section 37 0, 1st pressing cylinder 38 1 (pressing section), 2nd pressing cylinder 38 2 (pressing section), etc. It is constituted by.
  • the first drum 3 10 is rotatably attached to the frame 102 by pairing 3 11.
  • the frame portion 302 has its protruding portion 302 A slidably attached to a linear guide 301 A formed on a work table 301.
  • the frame 302 moves with respect to the worktable 301 while the first drum 310 is rotatably supported by the first pressing cylinder 381 (the direction of the arrow A in FIG. 11). ).
  • a first polishing member 312 is provided inside the first drum 310.
  • the first polishing member 312 has a cylindrical polishing surface 312A on its inner wall.
  • a pulley 363 is provided on the outer circumference of the first drum 310, and the pulley 363 and the pulley mounted on the drum rotation motor 361 side are provided.
  • the first drive belt 36 is suspended by the first drive belt 36 4.
  • the first driving pelt 364 is driven by the drum rotating motor 361
  • the first drum 310 is formed into a cylindrical polishing surface 312A axis (rotating axis 31OR). Rotate around.
  • a chuck pace (holding portion) 330 is provided inside the first drum 310.
  • the chuck base 330 holds the semiconductor wafer 10 while rotating it while tilting the semiconductor wafer 10 at a predetermined angle 6> 1 with respect to the rotation axis 310R, a chuck plate 331, a table rotation motor 332, It has a lifting drive mechanism 3 3 4.
  • the semiconductor wafer 1 that rotates while being inclined at a predetermined angle> 1
  • the 0-page portion 11 (upper bevel 11 A) is pressed against the polished surface 3 12 A with a constant force.
  • a collar portion 325 is provided on the upper portion of the first drum 310 so as to cover the entire lower open end 320B of the second drum 320 from below.
  • the collar section 325 is for guiding the portion of the slurry polishing liquid supplied to the semiconductor wafer 10 from the nozzles 383 and 384 and scattered, into the inside of the first drum 310.
  • a drum unit 3326 is provided below the first drum 310. The drum skirt 326 is for guiding the slurry polishing liquid supplied to the semiconductor wafer 10 further to the polishing liquid collection tank 350.
  • the second drum 320 is rotatably attached to the frame 303 by bearings 321.
  • the block portion 303A is slidably attached to a linear guide 301B formed in the work table 301.
  • the frame 303 is pressed by the second pressing cylinder 382 into the second drive.
  • the robot moves with respect to the work table 301 while rotatably supporting the computer 320 (the direction of the arrow B in FIG. 11).
  • a second polishing member 3222 is provided inside the second drum 320.
  • the second polishing member 322 has a cylindrical polishing surface 32A on its inner wall.
  • a pulley 373 is provided on the outer periphery of the second drum 322, and the pulley 373 and the pulley 373 mounted on the drum rotation motor 371 side are provided. 2 are suspended by a second drive pelt 3 7 4.
  • the second drum 32 0 has a cylindrical polishing surface 3 22 A shaft (rotation shaft 3 2 0 R).
  • the second drum 320 is eccentrically arranged so that its rotation axis 320R is displaced from the rotation axis 31OR of the first drum 310 (see FIGS. 11 and 12).
  • the second drum 320 is provided with a first drum 31 so that the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10 adsorbed on the work plate 33 of the work base 330 can be brought into contact therewith. The position relative to 0 has been determined.
  • the semiconductor wafer 10 rotates while being inclined at a predetermined angle 01.
  • the other edge 11 (lower bevel 11 B) of the edge 11 is pressed against the polished surface 3 12 A with a constant force.
  • polishing liquid collecting tab 350 covering the lower open end 3110B of the first drum 310 is arranged so as not to contact the first drum 310 rotating at a high speed.
  • a drain 351, which constitutes a polishing liquid recovery unit, is provided at the bottom.
  • the polishing apparatus 300 has an edge of the semiconductor wafer 10 at the time of edge polishing.
  • Nozzles 383 and 384 for supplying the slurry polishing liquid to the unit 11 are provided.
  • the upper open end 32 OA of the second drum 320 is covered by an upper cover 385 so that the slurry polishing liquid does not splash outside.
  • the first drum 310 and the second drum 320 are polished surfaces 312A and 322A provided inside the first drum 310 and the second drum 320, respectively. It is eccentrically arranged so that it can abut against 1 1 (1 1A, 1 1B) and does not touch it.
  • the semiconductor wafer 10 is inclined by the chuck plate 331 of the chuck base 330 at a predetermined angle 01 with respect to the rotation axis 310R (FIG. 11).
  • the semiconductor wafer 10 is first rotated by the table rotation motor 332 as shown in FIG.
  • the first drum 310 is illustrated by the drum rotation module 361.
  • the 12th drum 320 rotates at a high speed in the direction indicated by arrow Z (about 1000 rpm) by the drum rotation motor 37 1 in the direction indicated by the arrow Y (about l O O O rpm).
  • the first drum 3 10 and the second drum 320 rotated at a high speed are respectively moved by an arrow by a first pressing cylinder 38 1 and a second pressing cylinder 382.
  • the chuck plate 331 can be moved up and down by an elevating drive mechanism 334.
  • the contact portion between the edge portion 11 and the polishing members 312, 322 is moved to use the entire polishing members 312, 322. Polishing is possible.
  • the diameter of the first drum 310 and the second drum 320 of the polishing apparatus 300 is such that the edge 11 of the semiconductor wafer 10 tilted at an angle 01 is two points on each of the polishing surfaces 312A and 322A. Its value is determined so that it does not touch. In order to reduce the size of the entire polishing apparatus 300, it is preferable that the polishing apparatus 300 is small as long as this condition is satisfied.
  • the first drum 310 for edge-polishing the upper vapor 11A and the edge-polishing for the lower pellet 11B are used.
  • the upper bevel 11A and the lower bevel 11B can be polished almost at the same time because the second drum 320 is provided, and the time for edge polishing of the semiconductor wafer 10 is reduced. Is performed.
  • the inclination (6> 1) of the semiconductor wafer 10 at the chuck pace 330 is 45 degrees if the angles Sa and 0b of the upper bevel 11A and the lower bevel 11B are the same. Although optimal, the angle can be appropriately changed according to the angles 0a and 0b.
  • edge polishing of the upper bevel 11A and the edge polishing of the lower bevel 11B may be performed at different times. Even in this case, Since the semiconductor wafer 10 is turned upside down for polishing the upper bevel 11A and the lower bevel 11B, the time for re-adsorbing the semiconductor wafer 10 is eliminated, so that the time for the edge polishing process of the semiconductor wafer 10 is reduced. .
  • FIG. 13 is a view showing the entire polishing apparatus 400 according to the present embodiment
  • FIG. 14 is a perspective view showing a positional relationship between the first and second drums 410 and 420 and the curvature radius adjusting section 460. .
  • the polishing apparatus 40 ⁇ includes a first drum 410, a second drum 420, a first brake base 430, a second brake pace 440, a polishing belt 450, a curvature radius adjusting section (top member) 46 1, 462. And so on.
  • the polishing belt 4500 is suspended between the first drum 410 and the second drum 420.
  • the first drum 410 is rotated at a high speed (about lOOOO rpm) by a driving motor 411, which is provided below the pace 470, whereby the polishing pelt 450 is driven.
  • a driving unit is constituted by the driving motor 41 1 and the first drum 410, and at this time, the second drum 420 is driven to rotate.
  • a moving cylinder 421 is attached to an attachment portion 422 of the second drum 420.
  • the second drum 420 is moved along the elliptical opening (not shown) by the moving cylinder 421 to adjust the tension of the polishing belt 450.
  • the distance between the first drum 410 and the second drum 420 is shortened by the moving cylinder 421 to facilitate the work.
  • a polishing member 452 made of a polishing cloth is attached to the polishing belt 450. Have been. When the first drum 410 rotates and the polishing pelt 450 is driven, the polishing member 452 moves at a constant speed between the first drum 410 and the second drum 420.
  • the portion between the first drum 410 and the second drum 420 is the polished surface (the first polished surface 452A, the second polished surface 4).
  • the first chuck base 430 and the second chuck base 440 are provided with chuck plates 431 and 441 for holding the semiconductor wafers 10 and 20 while rotating them, and table rotating modules 432 and 442, respectively. . Also, the chuck plates 431 and 441 are moved in the directions shown by arrows in FIG. 13 to the work tables 401 and 402 to which the first and second chuck bases 430 and 440 are attached, respectively. A moving device (not shown) for pressing against 450 is provided.
  • the edge portions 11 of the semiconductor wafers 10 and 20 that rotate at a low speed while being inclined at a predetermined angle 02 are formed.
  • 21 in the illustrated example, the upper bevel 11 A in the case of the edge portion 11
  • the angle 02 is determined according to the angles 0a and Sb (see FIG. 4) of the edge portions 11 and 21.
  • the polishing belt 450 has a top member (belt adjustment unit) 46 1, 4 that presses the upper and lower ends 450C of the belt with a constant force.
  • the polishing belt 450 pressed inward by the top members 461, 462 is adjusted to a predetermined radius of curvature by the curved surfaces 461A, 462A.
  • the top members 46 1 and 462 are at least curved surfaces 46 1A and 46 2A is processed smoothly, and friction with the polishing belt 450 is hardly generated.
  • the radius of curvature r 1 (FIG. 16) of the curved surfaces 46 1 A and 46 2 A is determined by the first polished surface 45 2 A and the second polished surface 45 2 B of the polishing belt 450. These values are used to determine the radius of curvature, and the values are determined by the diameters of the semiconductor wafers 10 and 20 polished on the first and second polishing surfaces 45A and 45B, respectively. It is determined according to the bell angle Sa, the lower bevel 11B angle 0b (Fig. 4), and the like.
  • the curvature radii r 1 of the top members 26 1 and 26 2 may be the same value or different values.
  • the first drum 410, the second drum 420, the first chuck base 430, and the second chuck base 440 are formed by the upper cover 485.
  • the slurry polishing liquid is supplied to the contact portion between the semiconductor wafers 10 and 20 and the polishing pelt 450 from the nozzles 483 and 484 provided on the ceiling portion thereof.
  • the slurry polishing liquid supplied toward the semiconductor wafer 10 is collected by the upper cover 485 from the drain 471 provided on the base 4770 without scattering to the outside.
  • the polishing belt 450 suspended on the first drum 410 and the second drum 420 is adsorbed on the chuck plates 431, 441, respectively.
  • the edge portions 11 and 21 of the two semiconductor wafers 10 and 20 can be polished.
  • the polishing belt 450 By using the polishing belt 450 in this manner, the contact area between the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10 and the polishing surfaces 45A and 45B can be increased. Can be shortened.
  • the semiconductor wafers 10 and 2 ° are rotated at a low speed (about l to 2 rpm) in the direction indicated by the arrow X in FIG. 13 while the polishing belt 450 is
  • the motor 411 is rotated at a high speed in the direction indicated by the arrow Y in the figure (the rotation speed of the second drum 220 is about 100 rpm).
  • This state The first chuck base 430 and the second chuck base 440 are
  • the edge portions 11 and 21 of the semiconductor wafers 10 and 20 are pressed against the polishing surfaces 452A and 452B of the polishing belt 450 with a constant force. The edge polishing is performed.
  • the chuck plates 43 1 and 441 can both be moved up and down by a lifting drive mechanism (not shown).
  • the curved surfaces 461A and 462A of the top members 461 and 462 are smoothly processed to improve the slip of the polishing belt 450, but as shown in FIG. A roller 464 may be provided on the curved surface 463A of the top member 463 to improve the sliding of the polishing belt 450.
  • the edge portions 11 and 21 of the two semiconductor chips 10 and 20 can be polished by the polishing pelt 450 whose radius of curvature can be freely adjusted. Therefore, the contact area between the edge portions 11 and 21 and the polished surfaces 452A and 452B can be increased, and the processing time for edge polishing can be reduced. Further, since the radii of curvature of the polished surfaces 452A and 452B can be freely adjusted, the edge portions 11 and 21 can be polished regardless of the semiconductor wafers 10 and 20 of any diameter. Also, when the angle of the edge is changed, the length of the contact portion changes.
  • the polishing apparatuses 100, 200, 300, and 400 for polishing the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10 are described. As described above, the present invention can of course be applied to polishing of an edge portion of a circular substrate such as an optical lens and a magnetic disk substrate.
  • the fifth embodiment is intended to clean / remove substances attached to the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10 in the manufacturing process of the semiconductor device.
  • the polishing apparatus of any one of the embodiments 100, 200, 300, 400 is used.
  • FIG. 18 shows that unnecessary processing remaining on the semiconductor wafer 10 after performing desired processing (for example, formation of an aluminum layer, implantation of impurities, etc.) on the device formation surface 10 A of the semiconductor wafer 10 is shown.
  • 1 shows a semiconductor manufacturing apparatus 500 for removing unnecessary substances.
  • edge polishing of the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10, CMP polishing of the device forming surface 10A of the semiconductor wafer 10A, and cleaning of the semiconductor wafer 10 are continuously performed. Done.
  • an edge polishing unit (first polishing unit) 510 for polishing the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10; A CMP polishing unit (second polishing unit) 520 for polishing the surface 10A is continuously arranged.
  • the edge polishing of the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10 and the CMP polishing of the device forming surface 10A are continuously performed (without intervening other processing, and the transport distance of the semiconductor wafer 10 is reduced).
  • a CMP polishing unit 520 is arranged downstream of the edge polishing unit 510 in accordance with the flow (order) of the polishing process for the actual semiconductor wafer 10.
  • a buffer station 5330 communicating with the upstream side of the edge polishing unit 5 10 and the downstream side of the CMP polishing unit 5 20 are provided.
  • the buffer station 530 is provided with a post-cleaning unit (cleaning room) 540.
  • the cleaning unit 540 is constituted by an edge portion post-cleaning chamber 540A and a post-CMP cleaning chamber 540B.
  • the polishing apparatus 100, 200, 300, or 300 described in the first to fourth embodiments is applied to the edge portion 11 of the semiconductor wafer 10 taken in. Edge polishing using 400 is performed.
  • the semiconductor laser 10 is transported by a transport robot (not shown) to the edge polishing unit 510.
  • the wafer is transported to a CMP polishing unit 520 provided continuously, and CMP polishing is performed on the device forming surface 10A.
  • the CMP of the device forming surface 10A is performed by a well-known CMP polisher, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the semiconductor wafer 10 is transported by a transport robot (not shown) to the rear of the edge portion of the post-cleaning unit 540. It is transported to the washing room 540 A.
  • this post-section cleaning chamber 540 A post-washing is performed to remove slurry and unnecessary substances (metals and the like) attached to the edge section 11. Thereafter, treatments such as scrub cleaning, megasonic cleaning, and ultrasonic cleaning are performed as cleaning.
  • the semiconductor wafer 10 is transported to the post-CMP cleaning chamber 540 B, where post-cleaning processing (scrub cleaning, megasonic cleaning, etc.) is performed on the device forming surface 1 OA, and further drying processing (spin drying, etc.) Is performed.
  • the cleaned semiconductor wafer 10 is transported again to the front end by the transport robot (not shown) and stored in a cassette (not shown).
  • the polishing of the edge portion 11 of the semiconductor device 10 using the semiconductor manufacturing apparatus 500, the polishing of the device forming surface 1OA, and the post-cleaning are further performed. Even in the manufacture of a semiconductor device with increased density, unnecessary substances attached to the semiconductor substrate 10 can be effectively removed.
  • the irregularities on the surface of the edge are polished and removed together with unnecessary substances such as particles and heavy metals that have adhered to the fine holes and the like on the surface of the edge, resulting in a smooth surface.
  • Unnecessary substances such as particles and metals do not adhere to the holes, so-called pits, etc., the recesses, and high quality cleaning can be performed even in the post-cleaning process.
  • By performing high-quality cleaning it is possible to effectively reduce the effect of substances adhered and remaining on this portion on device formation in the subsequent manufacturing process. As a result, the production yield of semiconductor devices can be improved.
  • the edge polishing unit and the CMP polishing unit are integrated, the waste slurry slurry used for CMP polishing can be used for edge polishing, and the effective use of the slurry polishing solution is improved. Will be possible.
  • a semiconductor device manufacturing procedure in which the device forming surface 1OA is polished by the semiconductor manufacturing apparatus 500 and the edge portion 11 is polished as appropriate will be described with reference to the flow chart showing the semiconductor device manufacturing process in FIG. Theory I will tell.
  • step S200 In manufacturing a semiconductor device, first, in step S200, an oxidation step (step S201), a CVD step (step S202), an electrode film forming step (step S203), an ion From the implantation step (step S204), the next processing step to be performed is selected. Then, according to this selection, any one of steps S201 to S204 is executed.
  • step S201 the device forming surface 10A of the semiconductor wafer 10 is oxidized to form an oxide film, and in step S202, an insulating film and the like are formed on the device forming surface 10A by a CVD method or the like. Then, in step S203, metal is deposited on the device forming surface 10A to form an electrode film or the like, and in step S204, impurities are ion-implanted in the device forming surface 10A.
  • step S202 When the CVD step (step S202) or the electrode film forming step (step S203) is completed, the process proceeds to step S205, and a step of determining whether or not to perform a polishing step (edge polishing ZCMP polishing) is performed. A determination is made.
  • a polishing step edge polishing ZCMP polishing
  • step S206 When it is determined that the polishing process is to be performed, the process proceeds to step S206, and a wiring layer to be planarized such as an oxide film or another insulating film, or a Damascene Process on the surface of the semiconductor device is used. (Polishing of metal film on the surface) Edge polishing and CMP polishing by the semiconductor manufacturing apparatus 500 described above are continuously performed on the target device forming surface 1 OA, and thereafter, the process proceeds to step S207. move on.
  • step S206 when it is determined that the polishing process is not performed, the process skips step S206 and proceeds to step S207.
  • step S207 a photolithography step is performed.
  • a resist is applied to a semiconductor wafer, a fixed pattern is printed using an exposure device, and the exposed resist is developed.
  • the metal film or the like of the semiconductor wafer is removed by etching using a developed resist in portions other than the resist, and thereafter, the resist film is peeled.
  • step S208 it is determined in step S209 whether or not all the desired processes for the semiconductor device have been completed.
  • step S209 As long as the determination result in step S209 is "No", the process returns to step S209 and the above-described series of processing is repeated (formation of a circuit pattern on a semiconductor wafer). When the result of the determination in step S209 changes to "Yes", the program ends.
  • the polishing apparatus and the polishing method according to the present invention can be used for polishing a wafer, for example, in a semiconductor device manufacturing process. Needless to say, the method and apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention can be used for manufacturing a semiconductor device.

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Description

明 細 書 研磨装置、 研磨方法、 半導体デバイスの製造方法及び製造装置 技術分野
本発明は、 研磨装置、 研磨方法、 半導体デバイスの製造方法及び製造 装置に関し、 特に半導体ウェハ、 光学レンズ、 磁気ディスク基板等の円 形基板のエッジ部の研磨に用いられる研磨装置、 研磨方法等に関するも のである。 背景技術
従来、 半導体ウェハ、 光学レンズ、 磁気ディスク基板等の円形基板の エッジ部を、 所望の平面度で研磨する技術が知られている。
特に、 半導体ウェハに対しては、 その出荷前に、 表面 （デバイス形成 面）、 裏面、 及び、 エッジ部の研磨が行われ、 研磨後の半導体ウェハを用 いて、 半導体デバイスの製造工程で、 そのデバイス形成面に半導体膜、 金属膜等からなるデバィス構造が形成されていく。
この場合、半導体膜、金属膜が形成された半導体ウェハには、成膜後、 平坦化のための化学的機械的研磨 （以下、 「C M P研磨」 と称す。） が行 われ、 その後、 半導体ウェハ全体 （表面、 裏面、 エッジ部） に付着した 物質 （半導体膜、 金属膜を構成する各種物質） が洗浄によって除去され る o
ところで、 近年の高密度化が図られた半導体デバイスでは、 僅かに残 つた不要な物質がデバイス特性に影響を与えることが知られている。 し かるに、 上記したように半導体ウェハ全体を洗浄するだけでは、 半導体 ウェハに付着した不要な物質を、 デバイス特性に影響を与えない程度ま で効果的に除去することができないことが分かった。 特にそのエッジ部 には、 洗浄を行っても、 不要な物質が残り易い。 これは半導体ウェハの エッジ部面は、 表面や裏面よりも凹凸部が多いため、 不要な物質が入り 込みやすく、 この凹凸部に付着した不要な物質が、 洗浄によっても除去 しにくいことに起因している。 しかしながら、 従来は、 半導体ウェハの エツジ部の不要物質を効果的に、 又は短時間で除去する方法は知られて いなかった。
ところで、 一般的にエッジ部を研磨する研磨装置が、 例えば、 特開平 9 - 8 5 6 0 0号公報等によって公知となっている。
公知の研磨装置 5 0は、 図 2 0に示すように、 モ一夕 5 5によって回 転軸 5 1 Rを中心に回転する ドラム 5 1、 この ドラム 5 1に取り付けら れた研磨部材 5 2、 傾斜台 5 6、 半導体ウェハ 1 0を吸着するためのチ ャヅクテーブル 5 7等を有する。
半導体ゥヱハ 1 0のエッジ部 1 1を研磨する際には、 破線で示すよう に傾斜台 5 6が傾けられて、 チャックテーブル 5 7に吸着された半導体 ウェハ 1 0が、 ドラム 5 1の研磨部材 5 2に所定の角度で押し当てられ る。 このときエッジ部 1 1と研磨部材 5 2と接触部分には、 ノズル 5 4 からスラリー研磨液が供給される。 尚、 図中、 5 8は研磨装置 5 0全体 を覆う上カバーである。 ·
このスラ リー研磨液には人体に有害な化学物質が含まれるため、 研磨 装置 5 0内での飛散を防止する必要がある。 飛散防止のためドラム 5 1 はカバー 5 3で覆われるが、 斯かるカバー 5 3にはエッジ部 1 1を研磨 部材 5 2に当接させるために窓部 5 3 Aが設けられるため、 この窓部 5 3 Aからスラリ一研磨液が外部に飛び散る。
飛び散ったスラリー研磨液は、 研磨装置 5 0内に付着して汚れの原因 になる。 又、 時間の経過と共にこれが乾燥すると、 スラリー研磨液の成 分が研磨装置 5 0内の雰囲気中で浮遊し、 半導体ウェハを汚染すること にもなる。
又、 スラ リー研磨液を回収して、 廃棄 ·再利用する場合にも、 従来の 研磨装置 5 0では、 飛び散ったスラリー研磨液が内部の壁面等に付着す るため、 高い回収効率を達成するのが困難であった。
更に、 研磨装置の補修、 点検作業等を行う場合に、 有害なスラリー研 磨液が装置内部に付着していると、 作業を安全に行うことができない。 又、 上記のように従来の研磨装置 5 0は、 研磨部材 5 2の研磨面 5 2 Aが、 ドラム 5 1の表面に円柱状に形成されているため、 半導体ウェハ 1 0のエッジ部 1 1の上側べベルと下側べベルとを研磨するには、 チヤ ヅクプレート 5 7に吸着された半導体ウェハ 1 0を一旦外し、 これを返 して吸着し直さなければならなかった。
又、 従来の研磨装置 5 0では、 半導体ゥヱハ 1 0のエッジ部 1 1は、 円柱状の研磨面 5 2 Aと点接触する構成であるため、 半導体ゥヱハ 1 0 のエッジ部 1 1全周を研磨するのに長時間を要していた。
このように半導体デバイスの製造工程において、 エッジ部 1 1の研磨 を行おうとしても、 研磨時間が長期化してしまい、 スループッ トが低下 するという不具合があった。 発明の開示
本発明は、 かかる事情に鑑みてなされたもので、 第 1の目的は、 基板 のエッジ部を研磨するに当たって、 スラリー研磨液が外部に飛び散らな いようにした研磨装置を提供することである。
本発明の第 2の目的は、 半導体デバイス製造方法において、 半導体ゥ ェハのエッジ部に付着する余分な物質を効果的に除去して、 歩留り向上 を図ることができる、 半導体デバイスの製造方法及び製造装置を提供す ることである。
本発明の第 3の目的は、 円形基板のェッジ部を短期間に研磨可能な研 磨装置を提供することである。
本発明の第 4の目的は、 半導体デバイス製造方法において、 半導体ゥ ェハのエッジ部に付着する余分な物質の除去を、 効果的に又は短時間で 行って、 歩留又はスループッ トを向上させることができる半導体デバイ スの製造方法を提供することである。
上記目的を達成する第 1の発明は、 略円錐状の研磨面を内面に有する 研磨部材を具え、 前記研磨部材を前記略円錐状の研磨面の軸の回りに回 転可能に構成した回転部と、 基板を回転させながら保持する保持部と、 前記基板のエツジ部が所定の角度で前記研磨面に当接するように前記保 持部を移動させる移動部とを備えた研磨装置である。
本発明によれば、 基板のエッジ部が、 略円錐状の研磨面を内面に有す る研磨部材に当接されながら研磨されるので、 研磨時に、 研磨液を供給 しても、 これが外側に飛び散ることがなくなる。
この研磨装置において、 前記研磨部材が、 第 1の研磨部と第 2の研磨 部とからなり、 前記第 1の研磨部の研磨面が前記回転部の軸方向に対し て下側に広がる略円錐状であり、 前記第 2の研磨部の研磨面が前記回転 部の軸方向に対して上側に広がる略円錐状であり、 前記移動部が、 前記 基板のエツジ部が前記第 1の研磨部の研磨面と前記第 2の研磨部の研磨 面に選択的に当接するように、 前記保持部を移動させるようにすること が好ましい。
これにより、 研磨部材が、 軸方向に対して下側に広がる略円錐状の研 磨面を有する第 1の研磨部と、 軸方向に対して上側に広がる略円錐状の 研磨面を有する第 2の研磨部によって構成されることになるので、 基板 のエツジ部の上側べベルと下側べベルとを、 基板を裏返すことなく研磨 できる。
さらに、 前記研磨部材に研磨液を供給する研磨液供給部と、 前記略円 錐状の空間を下方から覆う研磨液回収部とを設けることが好ましい。
これにより、 研磨液供給部から研磨部材に供給された研磨液を、 効率 よく研磨液回収部に回収することができる。
加えて、 前記研磨部材が、 その研磨面で、 少なぐとも前記基板が当接 される箇所での傾きが前記回転部の回転軸に対して 3 0度〜 7 0度 （好 ましくは、 6 0度）となるように配置されるようにすることが好ましい。 これにより、 研磨部材の研磨面が、 少なくとも前記基板が当接される 箇所で、 回転軸に対して 3 0度〜 7 0度で傾くので、 研磨される基板の 直径に対して、 上側べペル、 下側べベルの角度を所望の値にしつつ、 装 置の小型化が図られる。
前記目的を達成する第 2の発明は、 基板のェッジ部を研磨する研磨装 置で、 第 1の研磨面を有し前記エツジ部の上側のベベルを研磨する第 1 の研磨部と、 第 2の研磨面を有し前記エッジ部の下側のベベルを研磨す る第 2の研磨部と、 前記基板のエツジ部の前記上側のベベルを所定の角 度で前記第 1の研磨面に押し当てると共に前記下側のベベルを所定の角 度で前記第 2の研磨面に押し当てることができる押当て部とを備えた研 磨装置である。
本発明によれば、 第 1の研磨部の第 1の研磨面と、 第 2の研磨部の第
2の研磨面で、 円形基板に対するエッジ研磨を行うことができるので、 円形基板のエツジ研磨の処理時間が短縮化される。
この研磨装置において、 前記第 1の研磨部が略円筒状の第 1の研磨面 を内面に有する第 1の研磨部材を具えると共に前記略円筒状の第 1の研 磨面の軸の回りに回転可能に構成され、 前記第 2の研磨部が前記軸に対 して偏心して位置する略円筒状の第 2の研磨面を内面に有する第 2の研 磨部材を具えると共に該円筒状の第 2の研磨面の軸の回りに回転可能に 構成され、 更に、 基板を回転させながら保持する保持部とを具えるよう にすることが好ましい。
これにより、 基板のエッジ部が、 第 1の研磨部の略円筒状の第 1の研 磨面と、 第 2の研磨部の略円筒状の第 2研磨面とによって研磨されるの で、 前記エッジ部と第 1の研磨面、 第 2の研磨面の接触面積を大きくで き、 エッジ研磨の処理時間が短くなる。
前記目的を達成する第 3の発明は、 1又は 2以上の研磨面が形成され た研磨ベルトと、 該研磨ベルトを駆動する駆動部と、 研磨面の曲率半径 を研磨する基板の半径に応じて調整可能なペルト調整部とを具えた研磨 装置である。
本発明によれば、 第 1の研磨面と前記第 2の研磨面とが形成された研 磨ベルトは、第 1、第 2の研磨面での曲率半径を自在に調整できるので、 基板の半径に関わらずに、 そのエッジ部の研磨が可能になる。 又、 基板 のエッジ部と第 1の研磨面、 第 2の研磨面の接触面積を自在に調整でき るので、 接触面積を大きく してその処理時間を短くすることができる。 この研磨装置において、 前記研磨ベルトに少なく とも第 1の研磨面と 第 2の研磨面とが形成され、 前記第 1、 第 2の研磨面の少なくとも一方 の曲率半径を、 研磨する基板の半径に応じて調整可能なベルト調整部を 具えるようにすることが好ましい。
これにより、 研磨ベルトの第 1の研磨面と第 2の研磨面の曲率半径を ベルト調整部で適宜調整可能とすることができるため、 異なる直径の円 形基板であっても、 同時に、 エッジ研磨をすることができる。
前記目的を達成する第 4の発明は、 略円筒状の第 1の研磨面を有し前 記エツジ部の上側のベベルを研磨する第 1の研磨部を前記略円筒状の第 1の研磨面の軸の回りに回転させる手順と、 略円筒状の第 2の研磨面を 有し前記エッジ部の前記下側のベベルを研磨する第 2の研磨部を前記略 円筒状の第 2の研磨面の軸の回りに回転させる手順と、 前記基板のエツ ジ部の前記上側のベベルを前記第 1の研磨面に、 前記下側のベベルを前 記第 2の研磨面に、 選択的に又は同時に押し当てる手順とを含む研磨方 法である。
本発明によれば、 基板のエッジ部が、 第 1の研磨部の略円筒状の第 1 の研磨面と、 第 2の研磨部の略円筒状の第 2研磨面とによって研磨され るので、 前記エッジ部と第 1の研磨面、 第 2の研磨面の接触面積を大き くでき、 エッジ研磨の処理時間が更に短くなる。
前記目的を達成する第 5の発明は、 半導体ウェハを回転させながら保 持する手順と、 略円錐状の研磨面を内面に有し前記略円錐状の研磨面の 軸の回りに回転する研磨部材の前記研磨面に前記半導体ウェハのエッジ 部を所定の角度で押し当てる手順とを含む半導体ゥェハの研磨方法であ る。
前記目的を達成する第 6の発明は、 半導体ウェハのエッジ部に対する 研磨と、 デバイス形成面に対する C M P研磨とを連続して行う工程を含 む半導体デバイスの製造方法である。
前記目的を達成する第 7の発明は、 前記第 5の発明による半導体ゥェ ハのエッジ部に対する研磨と、 デバイス形成面に対する C M P研磨とを 連続して行う工程を含む半導体デバイスの製造方法である。
これら第 5の発明から第 6の発明によれば、 デバイス製造工程で、 半 導体ウェハのエッジ部に対する研磨と、 デバイス形成面に対する C M P 研磨とが効率よく行われるので、 高密度化が図られた半導体デバイスの 製造においても、 半導体ウェハに付着した不要な物質を効果的に除去す ることができる。 特に、 エッジ部に付着、 残存された物質が、 その後の 製造工程でのデバイス形成に影響を与えることが少なくなる。 前記目的を達成する第 8の発明は、 半導体ウェハのデバイス形成面に 対する C M P研磨と、 前記第 4の発明である研磨方法によるエッジ部の 研磨とを連続して行う半導体デバイスの製造方法である。
本発明によれば、 デバイス製造工程で、 半導体ウェハのエッジ部に対 する研磨と、 デバイス形成面に対する C M P研磨とが効率よく行われる ので、 高密度化が図られた半導体デバイスの製造においても、 半導体ゥ ェハに付着した不要な物質を効果的に除去することができる。 特に、 ェ ッジ部に付着、 残存された物質が、 その後の製造工程でのデバイス形成 に影響を与えることが少なくなる。
前記目的を達成する第 9の発明は、 半導体ウェハのエッジ部を研磨す る第 1の研磨ュニッ 卜と、 半導体ゥヱハのデバイス形成面を研磨する第 2の研磨ュニッ トと、 前記第 2の研磨ュニッ トによって研磨された半導 体ウェハに対する洗浄処理を行う洗浄室とが連続して設けられた半導体 デバイスの製造装置である。
本発明によれば、 第 1の研磨ユニッ トでの半導体ウェハのエッジ部の 研磨と、 第 2の研磨ュニッ トでの半導体ウェハのデバイス形成面の研磨 と、 洗浄室での半導体ウェハに対する洗浄処理を連続して行うことがで きるので、 半導体デバイスの製造期間の短縮化により、 スループッ トの 向上が図られる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態である研磨装置の構造を示す断面 図である。
図 2は、 研磨装置で半導体ゥェハのエツジ部を研磨する様子を示す斜 視図である。
図 3は、 研磨面に付着したスラリー研磨液に作用する力を説明するた めの図である。
図 4は、 半導体ウェハのエツジ部の形状を示す図である。
図 5は、 ェッジ研磨時の研磨部材と半導体ゥェハとの角度を説明する ための図である。
図 6は、 研磨面の傾斜角度と半導体ウェハの角度との関係を説明する ための図である。
図 7は、 研磨部材を構成する研磨布のドラム内壁への貼付方法を示す 図である。
図 8は、 ドラムに研磨部材を設けた例を示す図である。
図 9は、 補助プレートに設けられた開口の形状を示す図である。
図 1 0は、本発明の第 2の実施の形態である研磨装置を示す図である。 図 1 1は、 本発明の第 3の実施である形態の研磨装置 1 0 0の構造を 示す断面図である。
図 1 2は、 研磨装置で半導体ウェハのエッジ部を研磨する様子を示す 斜視図である。
図 1 3は、 本発朋の第 4の実施の形態である研磨装置の構造を示す図 である。
図 1 4は、 本発明の第 4の実施形態である研磨装置の要部を示す斜視 図である。
図 1 5は、 研磨ベルトとコマ部材との位置関係を示す断面図である。 図 1 6は、 コマ部材を示す斜視図である。
図 1 7は、 曲面にローラが配置されたコマ部材を示す斜視図である。 図 1 8は、本発明の実施の形態である半導体製造装置を示す図である。 図 1 9は、 半導体製造装置が用いられた半導体デバイスの製造工程を 示す図である。
図 2 0は、 従来の研磨装置 5 0を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態のうち最良と思われるものを説明するが、 本発明の範囲が、 これらの説明によって制限を受けるものではない。 (第 1の実施の形態）
以下、 本発明の第 1の実施の形態について、 図 1から図 9を用いて説 明する。
図 1は、 本実施の形態の研磨装置 1 0 0を示す断面図である。
この図に示すように研磨装置 1 0 0は、 ドラム （回転部） 1 2 0、 傾 斜台 1 3 0、 上カバー 1 4 0、研磨液回収タブ（研磨液回収部） 1 5 0、 ドラム回転部 1 6 0、押付用シリンダ 1 7 0等によって構成されている。 このうち ドラム 1 2 0は、 ベアリ ング 1 2 1によって、 作業台 1 0 1 に固定されたフレーム 1 0 2に、 回転自在に取り付けられている。
ドラム 1 2 0の内部には、 研磨面 1 2 2 Aが下側に広がる略円錐状に 形成された研磨部材 1 2 2が取り付けられている。 この研磨部材 1 2 2 は、 発泡型の研磨パヅ ド （例えば、 ローデル ' 二ッ夕社製 S U B A 4 0 0 (商品名）） からなる。
又、 ドラム 1 2 0の外周には、 プーリ一 1 6 3が設けられており、 こ のプーリー 1 6 3と ドラム回転用モータ 1 6 1側に取り付けられたプ一 リー 1 6 2が、 駆動ベルト 1 6 4で懸架されている。 この駆動ベルト 1 6 4を ドラム回転用モー夕 1 6 1によって駆動することで、 ドラム 1 2 0は、 下側に広がる略円錐状に形成された研磨面 1 2 2 Aの軸 （回転軸 1 2 0 ) を中心に回転できるようになつている。 又、 ドラム 1 2 0に は、 フレーム 1 0 2 との間の間隙を覆うようにラビリンス 1 2 3が取り 付けられている。
傾斜台 1 3 0は、 このドラム 1 2 0の内部に設けられている。 傾斜台 1 30は、 半導体ゥェハ （基板） 1 0を回転させながら保持するチヤヅ クテーブル （保持部） 1 3 1、 チャックテーブル 1 3 1が取り付けられ たアーム部 1 3 5 s テーブル回転用モー夕 1 3 2、 アーム部 1 3 5の角 度を調整する角度調整部 1 3 3、 上下動調整部 1 34を具える。 前記角 度調整部 1 3 3によって、 チヤヅクテーブル 1 3 1に吸着保持された半 導体ウェハ 1 0を研磨面 1 2 2 Aに対して所定の角度 （ 6> 2 ) に、 傾斜 させることができる。
押付用シリンダ （移動部） 1 7 0は、 チヤヅクテーブル 1 3 1に吸着 された半導体ゥヱハ 1 0が一定の力で当該研磨面 1 2 2 Aに押し付けら れるように、 傾斜台 1 3 0全体を移動させる。
このように構成された研磨装置 1 0 0では、 ドラム 1 2 0の上部が閧 放され （上部開放端 1 2 0 A) ここから半導体ウェハ 1 0に向けて、 ノ ズル （研磨液供給部） 1 8 2からスラリー研磨液が供給される （ 2 5 0 m 1/m i n)。このノズル 1 8 2は、研磨液供給用管 1 8 1に接続され、 フレキシブルな構造で任意の方向に向けられる。 ここでは研磨される半 導体ゥヱハ 1 0のエッジ部 1 1に向けられる。 このドラム 1 2 0の上部 開放端 1 2 0 Aは、 上カバ一 1 40によって覆われている。
又、 研磨装置 1 0 0では、 ドラム 1 2 0の下部が開放されている （下 側開放端 1 2 0ョ）。この下側開放端 1 2 0 Bにはドラムスカート 1 2 6 が連設され、 更にその下方に、 下側開放端 1 2 0 B (及びドラムスカー ト 1 2 6 ) 全体を覆うように、 作業台 1 0 1側に研磨液回収タブ 1 5 0 が設けられている。
この研磨液回収タブ 1 5 0は、 回転する ドラム 1 2 0と接触しないよ うに一定間隔離れて配置され、 その底部に構成する ドレイン 1 9 1、 吸 気管 1 9 2が取り付けられている。 ここで吸気管 1 9 2は、 ドラム 1 2 0内部 （雰囲気中） で霧状のスラリー研磨液を減圧ポンプ （図示省略） 等で吸引するために設けられている。 ノズル 1 8 2からエッジ部 1 1に 向けて供給されたスラリ一研磨液は、 この吸気管 1 9 2から吸引される ので、 スラリー研磨液が、 上部開放端 1 2 O Aから上方に飛び散ること がなくなる。
次に、 研磨装置 1 0 0を構成する ドラム 1 2 0と、 傾斜台 1 3 0と、 ドラム回転部 1 6 0 との関係について、 図 2、 図 3を用いて説明する。 ドラム 1 2 0内の研磨面 1 2 2 Aは、エッジ部 1 1 と当接する箇所（図 2中、 破線の円 Sで示す部分） で回転軸 1 2 0 Rに対して所定の傾斜角 度 6> 1 ( 3 0度〜 7 0度） で傾く （図 3 ; 最適値は約 6 0度）。
研磨時、 ドラム 1 2 0は、 ドラム回転用モ一夕 1 6 1の回転によって、 例えば、 図 2中、 矢印 Xで示す方向に高速回転する （例えば、 1 0 0 0 r p m)。一方、 チヤヅクテ一プル 1 3 1に吸着された半導体ゥェハ 1 0 は、 研磨面 1 2 2 Aに対して所定の角度 0 2 となるようにアーム部 1 3 5が傾斜され、 この状態でテ一プル回転用モータ 1 3 2 (図 1 ) によつ て図 2中矢印 Yで示す方向に低速回転する （ 0 . 5〜2 r p m )。
このように回転された半導体ウェハ 1 0は傾斜台 1 3 0ごと押付用シ リンダ 1 7 0によって図中矢印 Zの方向に移動されて、 研磨面 1 2 2 A に半導体ウェハ 1 0のエツジ部 1 1が所定の角度 6> 2で押し当てられ、 エッジ研磨が行われる。尚、傾斜台 1 3 0の上下動機構 1 3 3によって、 チヤヅクテーブル 1 3 1は上下動可能になっており、 エッジ部 1 1 と研 磨面 1 2 2 Aとの接触箇所を移動させて研磨部材 1 2 2全体を使った研 磨が可能になっている。
又、 図 3に示すように、 研磨面 1 2 2 Aを回転軸 1 2 0 Rに対して所 定の傾斜角度 0 1で傾けることで、 研磨面 1 2 2 Aに付着したスラリー 研磨液は、 遠心力 F 1、 研磨面 1 2 2 Aからの抗カ F 2 との合力 F 3に よって、 研磨面 1 2 2 Aに沿って下方に導かれる。 この結果、 スラリ一 研磨液を効率よく、 研磨液回収タブ 1 5 0に回収できる。
ここで、 半導体ウェハ 1 0のェヅジ研磨について、 図 4、 図 5を用い て説明する。
この実施の形態では、 研磨装置 1 0 0によって、 半導体ウェハ 1 0の エッジ部 1 1の 3つの面 （下側べベル 1 1 B、 中面 1 1 C、 上側べベル 1 1 A ) の研磨が行われる。
ここで、 上側べベル 1 1 A、 下側べベル 1 1 Bは、 その角度 （半導体 ウェハ 1 0の面に対する角度） 0 a、 0 bが所定の角度 （例えば、 Θ a = 0 bで、 2 2度又は 3 7度） となるようにェヅジ研磨が行われる。' この半導体ウェハ 1 0のエッジ研磨は、 先ず、 図 5 ( a ) に示すよう に、 半導体ウェハ 1 0の裏面 1 0 B側がチヤックテーブル 1 3 1に吸着 され（デバイス形成面 1 0 Aが上）、 チヤヅクテ一ブル 1 3 1が低速回転 されながら、高速回転する研磨面 1 2 2 Aに押し当てられる。この場合、 上側べベル 1 1 Aの角度 0 aが所望の角度となるように、 半導体ウェハ 1 0の研磨面 1 2 2 Aに対する角度 0 2が決定される。 例えば、 角度 0 aが 2 2度のときには角度 0 2は 2 2度、 角度 0 aが 3 7度のときには 角度 0 2は 3 7度である。
この上側べベル 1 1 Aの研磨が終了すると、 次いで、 中面 1 1 Cに対 する研磨が行われる。 この研磨は、 半導体ウェハ 1 0と研磨面 1 2 2 A との角度 0 2を略 9 0度にして行われる。
この中面 1 1 Cの研磨が終了すると、 半導体ウェハ 1 0が裏返しにさ れて、 チャックテーブル 1 3 1にデバイス形成面 1 0 Aが吸着され、 下 側べベル 1 1 Bに対する研磨が行われる。 この場合、 下側べベル 1 1 B の角度 0 bが上記した値となるように、 半導体ゥヱハ 1 0の研磨面 1 2 2 Aに対する角度 6> 2が決定される。 この場合も上記と同様に、 角度 0 bが 2 2度のときには角度 0 2は 2 2度、 角度 0 bが 3 7度のときには 角度 Θ 2は 3 7度である。
次いで、 研磨面 1 2 2 Aの回転軸 1 2 0 Rに対する傾斜角度 0 1につ いて、 図 6を用いて説明する。
上記したように、 エッジ研磨時には、 上側べベル 1 1 Aの角度 6> a、 下側べベル 1 1 Bの角度 6> bが所定の角度となるように、 半導体ウェハ 1 0を研磨面 1 2 2 Aに対して所定の角度 0 2 となるように傾けなけれ ばならない （ 0 aが 2 2度のとき 2は 2 2度、 0 aが 3 7度のとき 6> 2は 3 7度）。
一方で、 研磨装置 1 0 0のドラム 1 2 0の内径は、 研磨部材 1 2 2の 内側に半導体ウェハ 1 0が十分収容できるように決定されるが、 研磨装 置 1 0 0全体の小型化のためには小さい方が好ましい。
上記したように、 エッジ研磨時には、 半導体ゥヱハ 1 0が研磨面 1 2 2 Aに対して所定の角度 （例えば、 0 2 = 2 2度） となるように傾けな ければならない。
ここで、 図 6 ( a ) に示すように、 研磨面 1 2 2 Aの回転軸 1 2 0 R に対する傾斜角度 0 1が小さい （傾きが急峻） 場合を考えてみる。 この 研磨面を用いて所定の角度 0 2で上側又は下側べベルを研磨する場合、 この研磨面 1 2 2 Aに対して半導体ウェハ 1 0を角度 0 2だけ傾けなけ ればならない。 ここで傾斜角度 Θ 1が小さい程、 半導体ウェハ 1 0の回 転軸 1 2 0 Rに対する傾斜角度が小さくなる （傾きが急峻）。
このとき略円錐状の研磨面 1 2 2 Aの内側で、 半導体ウェハ 1 0をあ る限度を超えて急峻に傾けると、 半導体ウェハ 1 0のエッジ部 1 1が、 研磨面 1 2 2 Aと 2点で接触してしまい （図 6 ( a ) の x印） 好ましく ない。
以上の点に鑑みて、 研磨面 1 2 2 Aの傾斜角度 0 1は、 図 6 ( b ) に 示すように、 半導体ウェハ 1 0の直径、 略円錐状の研磨面 1 2 2 Aの研 磨位置 （ェヅジ部 1 1との接触部分） での内径、 上側べベル 1 1 A、 下 側べベル 1 1 Bの角度 0 a、 とに基づいて、 当該半導体ゥヱハ 1 0 の傾斜が緩やかになるように決定される。 この実施の形態では、 研磨面 122 Aの研磨部分 （図 2の円 Sで示す箇所） での直径が 18インチの ドラム 120を用いて、 1 2インチの半導体ウェハ 10の上側べベル 1 1 A、 下側べベル 1 1 Bの角度 0 a、 0 bを、 共に 22度にエッジ研磨 できるように、 研磨面 1 22 Aの傾斜角度 01が 60度に設定されてい る。 尚、 傾斜角度 0 1は、 研磨可能な半導体ゥェハ 10の直径と、 研磨 装置 100の小型化、 更には、 上側べベル 1 1 A、 下側べベル 1 1 Bの 角度 S a、 を勘案してその値は、 30度〜 70度程度が好ましい。
ドラム 1 20の内壁に、 略円錐状に研磨部材 1 22を設けるに当たつ ては、 例えば、 図 7 (a) に示す形状の研磨布 1 24が、 ドラム 1 20 の内壁に貼り付けられる （図 7 (b))。
ここで、 研磨布 1 24の貼り合わせ面 1 24 Aを斜めにしておくこと で、 ドラム 1 20が、 図 7 (b) 中矢印で示す方向に回転したときに、 風切り効果で、ドラム 120内で霧状となったスラリ一研磨液が下方（研 磨液回収タブ 1 50側） に導かれる。
尚、 研磨面 1 22 Aの下側開放端 120 B側に、 図 8に示すように、 研磨部材 1 2 5が設けられた補助プレート 12 6を配置してもよい。 こ の補助プレート 12 6では、 研磨部材 1 25の研磨面 1 25 Aが回転軸 120 Rに対して上側に広がる略円錐状となっている。
研磨部材 1 2 5を設けておくことで、 チャックテーブル 13 1を、 上 下動機構 1 33によって、 図 8の矢印方向に上下動させるだけで （半導 体ゥヱハ 1 0を裏返しにすることなく）、上側べベル 1 1 Aと下側べベル 1 1 Bのェヅジ研磨を行うことができる。 中面 1 1 Cは、 半導体ウェハ 10が研磨面 1 22 A又は 125Aと垂直となるように、 チヤヅクテ一 ブル 1 3 1が傾けられた状態で行われる。
この場合、 補助プレ一ト 1 2 6の外周部 1 2 6 Bには、 図 9 ( a ) に 示すように、 スラリー研磨液を、 その下方にある研磨液回収夕プ 1 5 0 に誘導するための多数の開口 1 2 6 Cが設けられる。
この開口 1 2 6 Cの断面形状は、 図 9 ( b ) に示すように、 斜めにな つており、 ドラム 1 2 0が図中矢印方向に回転したとき、 開口 1 2 6 C の断面形状の風切り効果で、ドラム 1 2 0内の霧状のスラリ一研磨液が、 下方 （研磨液回収タブ 1 5 0側） に誘導され、 効率よく回収される。 尚、 研磨部材 1 2 5の研磨面 1 2 5 Aも、 図 8に示すように、 回転軸 1 2 0 Rに対して角度 0 4で傾いているため、 研磨面 1 2 5 Aに付着し たスラリー研磨液は、 遠心力と抗力との合力によって、 補助プレート 1 2 6の外周部 1 2 6 Bに向けて導かれる。 これによつて、 スラリー研磨 液が開口 1 2 6 Cから効率よく、 研磨液回収タブ 1 5 0側に回収される ことになる。
以上説明したように第 1の実施の形態の研磨装置 1 0 0では、 エッジ 研磨時に供給されたスラリー研磨液は、 ドラム 1 2 0の外側に飛び散る ことなく、研磨液回収タブ 1 5 0に回収されるので、スラリー研磨液が、 研磨装置 1 0 0を汚すことなく、 又、 半導体ウェハ 1 0を汚染すること もなく、 スラリー研磨液を効率よく回収して、 廃棄 ·再利用することが できる。 又、 ドラム 1 2 0の外側にスラリー研磨液が飛散しないので、 研磨装置 1 0 0の補修 ·点検作業が容易になる。
(第 2の実施の形態）
次に、 本発明の第 2の実施の形態の研磨装置 2 0 0について、 図 1 0 を用いて説明する。
この第 2の実施の形態では、 研磨部材 2 1 0が、 第 1の研磨部 2 2 0 と、 第 2の研磨部 2 3 0とによって構成されている。 ここで第 1の研磨部 2 2 0は、 研磨面 2 2 0 Aが回転軸 2 1 0 RJこ対 して下側に広がる略円錐状となっている。 又、 第 2の研磨部 2 3 0は、 研磨面 2 3 O Aが回転軸 2 1 0 Rに対して上側に広がる略円錐状となつ ている。
又、 ドラム 2 1 0は、 第 1の実施の形態のドラム回転部 1 6 0と同一 の機構を有する ドラム回転部 2 6 0によって、 高速回転される。
この研磨装置 2 0 0では、 第 1の研磨部 2 2 0によって半導体ウェハ 1 0のェヅジ部 1 1が研磨されるときには、 スラリ一研磨液は、 図中、 矢印 Xで示すようにドラム 2 1 0の下方に配置されたスラリ一回収タブ 2 5 0を介して、 スラリ一回収部 2 9 0に導かれる。 一方、 第 2の研磨 部 2 3 0によって半導体ウェハ 1 0のェヅジ部 1 1が研磨されるときに は、 スラリー研磨液は、 矢印 Yで示すように、 ドラム 2 2 0の上方に配 置された上部回収部 2 4 0を介して、スラリ一回収部 2 9 0に導かれる。
このとき、 研磨面 2 2 0 A、 2 3 O Aの、 回転軸 2 1 O Rに対する傾 斜角度 0 1 1、 6> 2 1は、 所定の値 （例えば、 6 0度） となっているの で、 研磨面 2 2 0 A、 2 3 0 Aに付着したスラリー研磨液は、 遠心力と 研磨面 2 2 0 A s 2 3 0 Aからの抗力との合力によって、 研磨面 2 2 0 Aでは下方に、 研磨面 2 3 0 Aでは上方に、 各々導かれる。 この結果、 スラリ一研磨液を効率よく、 上部回収部 2 4 0、 研磨液回収夕ブ 2 5 0 を介して、 スラリー回収部 2 9 0に回収できる。 尚、 研磨装置 2 0 0の チヤックテーブル等の他の構成は、 上記した第 1の実施の形態の研磨装 置 1 0 0と同一であり、 その詳細な説明は省略する。
この第 2の実施の形態の研磨装置 2 0 0でも、 エッジ研磨時に供給さ れたスラリー研磨液は、 ドラム 2 1 0の外側に飛び散ることなく、 スラ リー回収部 2 9 0に回収されるので、 スラリー研磨液が、 研磨装置 2 0 0を汚すことなく、 又、 半導体ウェハを汚染することもなく、 スラリー 研磨液を効率よく回収して、 廃棄 ·再利用することができる。 又、 ドラ ム 2 1 0の外側にスラ リー研磨液が飛び散らないので、 研磨装置 2 0 0 の補修 ·点検作業が容易になる。
尚、 上記した第 1、 第 2の実施の形態では、 半導体ウェハ 1 0のェヅ ジ部 1 1を研磨する研磨装置 1 0 0、 2 0 0について説明したが、 本発 明は、 光学レンズ、 磁気ディスク基板等の円形基板のエッジ部の研磨に 適用できるのは、 勿論である。
(第 3の実施の形態）
図 1 1は、 本実施の形態の研磨装置 3 0 0を示す断面図である。 図に 示すように研磨装置 3 0 0は、 第 1 ドラム （第 1研磨部） 3 1 0、 第 2 ドラム （第 2研磨部） 3 2 0、 チヤヅクベ一ス 3 3 0、 研磨液回収夕プ 3 5 0、 第 1 ドラム回転部 3 6 0、 第 2 ドラム回転部 3 7 0、 第 1押付 用シリンダ 3 8 1 (押当て部）、 第 2押付用シリンダ 3 8 2 (押当て部） 等によって構成されている。
このうち第 1 ドラム 3 1 0は、 ペアリング 3 1 1によって、 フレーム 1 0 2に回転自在に取り付けられている。
又、 フレーム 3 0 2はそのプロヅク部 3 0 2 Aが、 作業台 3 0 1に形 成されたリニアガイ ド 3 0 1 Aに、 摺動自在に取り付けられている。 フ レーム 3 0 2は、 第 1押付用シリンダ 3 8 1によって、 第 1 ドラム 3 1 0を回転可能に支持しながら、 作業台 3 0 1に対して移動する （図 1 1 中矢印 Aの方向）。
第 1 ドラム 3 1 0の内部には、第 1研磨部材 3 1 2が設けられている。 この第 1研磨部材 3 1 2は、 その内壁に円筒状の研磨面 3 1 2 Aを有す る o
又、第 1 ドラム 3 1 0の外周には、プーリ一 3 6 3が設けられており、 このプーリ一 3 6 3 と ドラム回転用モー夕 3 6 1側に取り付けられたプ 一リー 3 6 2が、 第 1駆動ベルト 3 6 4で懸架されている。 この第 1駆 動ペルト 3 6 4がドラム回転用モータ 3 6 1によって駆動されることで、 第 1 ドラム 3 1 0は、 円筒状の研磨面 3 1 2 Aの軸 （回転軸 3 1 O R ) を中心に回転する。
又、 第 1 ドラム 3 1 0の内側には、 チヤヅクペース （保持部） 3 3 0 が設けられている。 このチヤックベース 3 3 0は、 半導体ウェハ 1 0を 回転軸 3 1 0 Rに対して所定の角度 6> 1で傾斜させながら回転保持する チャックプレート 3 3 1、 テーブル回転用モー夕 3 3 2、 昇降駆動機構 3 3 4を具える。
ここで前記した第 1押付用シリンダ 3 8 1によって、 第 1 ドラム 3 1 0がフレーム 3 0 2ごと図中左方向に移動されると、 所定の角度 > 1で 傾斜されながら回転する半導体ウェハ 1 0のェヅジ部 1 1 (上側べベル 1 1 A ) が研磨面 3 1 2 Aに一定の力で押し付けられる。
又、 第 1 ドラム 3 1 0の上部には、 第 2 ドラム 3 2 0の下側開放端 3 2 0 B全体を下側から覆うように、 カラー部 3 2 5が設けられている。 このカラー部 3 2 5は、 ノズル 3 8 3 , 3 8 4から半導体ウェハ 1 0に 供給されて飛散されたスラリー研磨液の部分を第 1 ドラム 3 1 0内部に 導くためのものである。 又、 第 1 ドラム 3 1 0の下部にはドラムス力一 ト 3 2 6が設けられている。 このドラムスカート 3 2 6は、 半導体ゥェ ハ 1 0に供給されたスラリ一研磨液を更に研磨液回収夕ブ 3 5 0に導く ためのものである。
一方、 第 2 ドラム 3 2 0は、 ベアリング 3 2 1によって、 フレーム 3 0 3に回転自在に取り付けられている。
このフレーム 3 0 3も、 そのブロック部 3 0 3 Aが、 作業台 3 0 1に 形成されたリニアガイ ド 3 0 1 Bに、 摺動自在に取り付けられている。 このフレーム 3 0 3は、 第 2押付用シリンダ 3 8 2によって、 第 2 ドラ ム 3 2 0を回転自在に支持しながら作業台 3 0 1に対して移動する （図 1 1中矢印 Bの方向）。
第 2 ドラム 3 2 0の内部には、第 2研磨部材 3 2 2が設けられている。 この第 2研磨部材 3 2 2は、 その内壁に円筒状の研磨面 3 2 2 Aを有す る。
又、第 2 ドラム 3 2 0の外周には、プ一リー 3 7 3が設けられており、 このプーリー 3 7 3 と ドラム回転用モー夕 3 7 1側に取り付けられたプ ーリ一 3 7 2が、 第 2駆動ペルト 3 7 4で懸架されている。 この第 2駆 動ベルト 3 7 4がドラム回転用モ一夕 3 7 1によって駆動されることで、 第 2 ドラム 3 2 0は、 円筒状の研磨面 3 2 2 Aの軸 （回転軸 3 2 0 R ) を中心に回転する。 尚、 第 2 ドラム 3 2 0は、 その回転軸 3 2 0 Rが第 1 ドラム 3 1 0の回転軸 3 1 O Rとずれるように偏心して配置される (図 1 1、 図 1 2参照）。
この第 2 ドラム 3 2 0は、 その内側に、 チヤヅクベース 3 3 0のチヤ ヅクプレート 3 3 1に吸着された半導体ウェハ 1 0のェヅジ部 1 1が当 接可能となるように、 第 1 ドラム 3 1 0 との相対的な位置が決定されて いる。
前記した第 2押付用シリンダ 3 8 2が第 2 ドラム 3 2 0をフレーム 3 0 3ごと、 図中右方向に移動させると、 所定の角度 0 1で傾斜されなが ら回転する半導体ウェハ 1 0のエッジ部 1 1の他方（下側べベル 1 1 B ) が、 研磨面 3 1 2 Aに一定の力で押し付けられる。
又、 第 1 ドラム 3 1 0の下部開放端 3 1 0 Bを覆おう研磨液回収タブ 3 5 0は、 高速回転する第 1 ドラム 3 1 0と接触しないように配置され ている。 尚、 その底部には、 研磨液回収部を構成する ドレイン 3 5 1が 設けられている。
又、 研磨装置 3 0 0には、 エッジ研磨時に半導体ゥヱハ 1 0のエッジ 部 1 1に向けてスラ リー研磨液を供給するためのノズル 383、 384 が設けられている。 尚、 第 2 ドラム 320の上部開放端 32 OAは、 上 カバー 385によって覆われて、 スラリー研磨液が外部に飛び散らない ようになっている。
次に、 研磨装置 300の第 1 ドラム 3 10、 第 2 ドラム 320と、 チ ャヅクベース 330のチヤヅクプレ一ト 33 1に吸着された半導体ゥェ ノヽ 1 0との位置関係について、 図 12を用いて説明する。
エッジ研磨処理が開始される前は、 第 1 ドラム 3 1 0と、 第 2 ドラム 320とは、 各々の内部に設けられた研磨面 3 12 A、 322 Aが、 共 に半導体ウェハ 10のェヅジ部 1 1 ( 1 1A, 1 1 B) に当接可能で、 かつ、 接しないように、 偏心して配置されている。
このとき半導体ゥェハ 1 0は、 チヤックベース 330のチャックプレ ート 331に、 回転軸 3 10 Rに対して所定の角度 01で傾斜されてい る （図 1 1 )。
半導体ゥヱハ 10のエツジ部 1 1に対する研磨処理が開始されると、 先ず、 テーブル回転用モー夕 332によって半導体ウェハ 10が、 図 1
2の矢印 Xで示す方向に低速回転 （約 0. 5〜 2 r pm) する。
一方で、 第 1 ドラム 3 1 0は、 ドラム回転用モ一夕 3 6 1によって図
12の矢印 Yで示す方向に高速回転し （約 l O O O rpm)、第 2 ドラム 320は、 ドラム回転用モー夕 37 1によって矢印 Zで示す方向に高速 回転する （約 1000 r pm)o
上記高速回転された第 1 ドラム 3 10、 第 2 ドラム 320は、 第 1押 付用シリンダ 38 1、 第 2押付用シリンダ 382によって、 各々、 矢印
A， Bに示す方向に移動される。
この移動によって、 低速回転している半導体ゥヱハ 1 0のエッジ部 1
1に、 研磨面 3 12 A、 322 Aが一定の力で押し付けられて、 ェヅジ 部 1 1の上側べペル 1 1 A、 下側べベル 1 1 Bが、 略同時に研磨される (図 1 2中、 破線の円で示す S 1、 S 2部分）。
尚、 チャックプレート 33 1は、 昇降駆動機構 334によって上下動 可能になっており、 エッジ部 1 1と研磨部材 3 12， 322との接触箇 所を移動させて研磨部材 3 12， 322全体を使った研磨が可能になつ ている。
この実施の形態では、 研磨装置 300によって、 半導体ゥヱハ 10の 上側べベル 1 1 A、 下側べベル 1 1 Bの角度 0 a、 0bが所定角度 （例 えば、 0 a = 0 bで、 22度又は 37度） に成形される （図 4 )。
ここで研磨装置 300の第 1 ドラム 3 10、 第 2 ドラム 320の直径 は、 角度 0 1で傾けられた半導体ウェハ 10のエッジ部 1 1が、 研磨面 3 12 A, 322 Aの各々において 2点接触しないように、 その値が決 定されている。 研磨装置 300全体の小型化のためには、 この条件を満 たす範囲で小さい方が好ましい。
以上説明したように第 3の実施の形態である研磨装置 300では、 上 側べペル 1 1 Aをエツジ研磨するための第 1 ドラム 3 10と、 下側ペペ ル 1 1 Bをエッジ研磨するための第 2 ドラム 320とが設けられている ため、 これら上側べベル 1 1A、 下側べベル 1 1 Bを、 略同時に研磨す ることができ、 半導体ゥェハ 10のエツジ研磨処理の時間が短縮化され る。
尚、 半導体ウェハ 10のチヤヅクペース 330での傾き （ 6> 1 ) は、 上側べベル 1 1 A、 下側べベル 1 1 Bの角度 S a、 0bを同じにするの であれば、 45度が最適であるが、 角度 0 a、 0bに応じて、 適宜、 角 度を変化させることができる。
又、 上側べペル 1 1 Aのエッジ研磨と下側べベル 1 1 Bのエッジ研磨 を、別個のタイ ミングで行ってもよいのは、勿論である。この場合でも、 上側べベル 1 1 A、 下側べベル 1 1 Bの研磨のために半導体ウェハ 1 0 を裏返しにして吸着し直す手間が省けるので、 半導体ゥェハ 10のエツ ジ研磨処理の時間が短縮化される。
(第 4の実施の形態）
次に、 本発明の第 4の実施の形態である研磨装置 400について、 図 13〜図 1 7を用いて説明する。
図 1 3は、 本実施の形態である研磨装置 400の全体を示す図、 図 1 4は、 第 1、 第 2 ドラム 410、 420と曲率半径調整部 460の位 g 関係を示す斜視図である。
これらの図に示すように研磨装置 40◦は、 第 1 ドラム 410、 第 2 ドラム 420、第 1チヤヅクベース 430、第 2チヤヅクペース 440、 研磨ベルト 45 0、 曲率半径調整部 （コマ部材） 46 1 , 462等によ つて構成されている。 このうち第 1 ドラム 4 1 0、 第 2 ドラム 420に 研磨ベルト 45 0が懸架されている。
又、 第 1 ドラム 4 1 0は、 ペース 470下側に設けられた駆動用モー 夕 4 1 1によって、 高速回転 （約 l O O O rpm) で回転され、 これに より研磨ペルト 450が駆動される。 この駆動用モー夕 41 1と第 1 ド ラム 4 10とによって駆動部が構成され、 このとき第 2 ドラム 420は 従動して回転する。
又、 第 2 ドラム 420の取付部 422には、 移動用シリンダ 42 1が 取り付けられている。 この移動用シリンダ 42 1によって第 2 ドラム 4 20が楕円形の開口 （図示されず） に沿って移動され、 研磨ベルト 45 0のテンション調整が行われる。 研磨ベルト 450の取替時、 この移動 用シリ ンダ 42 1によって第 1 ドラム 4 10と第 2 ドラム 420との距 離を縮めることでその作業が容易になる。
研磨ベルト 450には、 研磨布からなる研磨部材 452が貼り付けら れている。 上記した第 1 ドラム 410が回転して研磨ペルト 450が駆 動されると、 研磨部材 452が、 第 1 ドラム 4 1 0、 第 2 ドラム 420 間で一定速度で移動する。
このとき第 1 ドラム 4 10と第 2 ドラム 420との間の部分 （図 14 中、 斜線で示す箇所） が、 研磨面 （第 1研磨面 45 2 A、 第 2研磨面 4
52 B) として利用される。
第 1チヤックベース 430、 第 2チヤックベース 440は、 各々、 半 導体ゥェハ 10 , 2 0を回転させながら保持するチヤヅクプレ一ト 43 1、 441、 テーブル回転用モ一夕 432、 442等を具えている。 又、 第 1チヤ ヅクベース 430、 第 2チヤヅクベース 440が取り付 けられた作業台 40 1、 402には、 チャックプレート 43 1、 441 を、 図 13中、 矢印で示す方向に移動させて、 研磨ベルト 450に押し 当てるための移動装置 （図示省略） が設けられている。
この移動装置によって第 1チャックベース 430、 第 2チヤックベー ス 440が、 研磨ベルト 450に向かって移動すると、 所定の角度 02 傾けられたまま低速回転する半導体ウェハ 1 0、 2 0のエッジ部 1 1、 2 1 (図示例では、 エッジ部 1 1の場合上側べベル 1 1 A) が一定の力 で、 第 1研磨面 45 2 A、 第 2研磨面 452 Bに押し付けられる。 尚、 角度 02は、 エッジ部 1 1、 2 1の角度 0 a、 S b (図 4参照） に応じ て決定される。
研磨ベルト 450には、 図 1 3〜図 1 7に示すように、 ベルト上下端 450 Cを一定の力で押し付けるコマ部材 （ベルト調整部） 46 1、 4
62が配置されている。
このコマ部材 46 1、 462によって内側に押し付けられた研磨ベル ト 450は、 曲面 46 1 A、 462 Aによって所定の曲率半径に調整さ れる。 このコマ部材 46 1、 462は、 少なく とも曲面 46 1A、 46 2 Aが滑らかに加工され、 研磨ベルト 4 5 0との間で摩擦が生じ難くな つている。
又、 曲面 4 6 1 A、 4 6 2 Aの曲率半径 r 1 (図 1 6 ) は、 研磨ベル ト 4 5 0の第 1研磨面 4 5 2 A、 第 2研磨面 4 5 2 Bでの曲率半径を 各々決定するためのもので、 その値は、 各々の第 1研磨面 4 5 2 A、 第 2研磨面 4 5 2 Bで研磨される半導体ゥヱハ 1 0、 2 0の直径、 上側べ ベルの角度 S a、 下側べベル 1 1 Bの角度 0 b (図 4 ) 等に応じて決定 される。 尚、 コマ部材 2 6 1、 2 6 2の曲率半径 r 1は、 同じ値であつ ても異なる値でもよい。
このように構成された研磨装置 4 0 0は、 第 1 ドラム 4 1 0、 第 2 ド ラム 4 2 0、 第 1チャックベース 4 3 0、 第 2チャックベース 4 4 0が 上カバー 4 8 5によって覆われており、 その天井部分に設けられたノズ ル 4 8 3 , 4 8 4から半導体ウェハ 1 0、 2 0 と研磨ペルト 4 5 0との 接触部分にスラリー研磨液が供給される。 半導体ウェハ 1 0に向けて供 給されたスラリー研磨液は、 上カバー 4 8 5によって、 外部に飛び散る ことなく、 ベース 4 7 0に設けられたドレイン 4 7 1より回収される。 この実施の形態の研磨装置 4 0 0では、 第 1 ドラム 4 1 0、 第 2 ドラ ム 4 2 0に懸架された研磨ベルト 4 5 0が、 チャックプレート 4 3 1、 4 4 1に各々吸着された 2枚の半導体ウェハ 1 0、 2 0のエッジ部 1 1、 2 1を研磨可能になっている。 このように研磨ベルト 4 5 0を用いるこ とで、 半導体ゥェハ 1 0のェヅジ部 1 1と研磨面 4 5 2 A , 4 5 2 Bと の接触面積が大きくできるので、 エッジ研磨の処理時間が短縮できる。
この研磨装置 4 0 0でも、 半導体ウェハ 1 0、 2 ◦が、 図 1 3中の矢 印 Xで示す方向に低速回転 （約 l〜2 r p m ) され、 一方で、 研磨ベル ト 4 5 0が、 モ一夕 4 1 1によって図中の矢印 Yで示す方向に高速回転 (第 2 ドラム 2 2 0の回転速度が約 1 0 0 0 r p m ) される。 この状態 で、 第 1チャックべ一ス 430、 第 2チャックベース 440が、 案内溝
403 , 404に沿って矢印に示す方向に移動されると、 半導体ウェハ 1 0、 20のエッジ部 1 1、 2 1が、 研磨ベルト 450の研磨面 452 A、 452 Bに一定の力で押し付けられ、 ェヅジ研磨が行われる。
尚、 チャックプレート 43 1、 441は、 共に図示省略の昇降駆動機 構によって上下動可能になっており、 エッジ部 1 1、 2 1と、 研磨面 4
52 A, 452 Bとの接触箇所を移動させて研磨部材 452全体を使つ た研磨が可能になっている。
又、 上記した実施の形態では、 コマ部材 46 1、 46 2の曲面 46 1 A、 462 Aを滑らかに加工して研磨ベルト 450の滑りをよく してい るが、 図 1 7に示すように、 コマ部材 463の曲面 46 3Aに、 ローラ 464を設けて、 研磨ベルト 450の滑りをよく してもよい。
以上説明したように第 4の実施の形態である研磨装置 400では、 2 枚の半導体ゥヱハ 1 0、 20のエッジ部 1 1、 2 1を、 曲率半径を自在 に調整できる研磨ペルト 450によって研磨できるため、エッジ部 1 1、 2 1と研磨面 452 A、 452 Bとの接触面積を大きく してエッジ研磨 の処理時間を短縮化できる。 又、 研磨面 452 A、 45 2 Bの曲率半径 を自在に調整できるので、 如何なる直径の半導体ウェハ 10、 20に関 しても、 エッジ部 1 1、 2 1の研磨が可能になる。 又、 エッジの角度を 変えた場合、 接触部の長さが変化する。 そのため、 エッジの角度毎に、 最適な接触部の長さを得ることができるコマ部材を準備することでどの ようなエッジ角度の研磨も効率よく行われる。 更に、 又、 コマ部材 46 1、 462の曲面を互いに異ならせることができるので、 異なる直径の 半導体ウェハ 1 0、 20であっても、同時に、ェヅジ研磨が可能になる。 尚、 上記した第 1〜第 4の実施の形態では、 半導体ウェハ 1 0のエツ ジ部 1 1を研磨する研磨装置 1 00、 2 00、 300、 400について 説明したが、 本発明は、 光学レンズ、 磁気ディスク基板等の、 円形の基 板のエッジ部の研磨に適用できるのは、 勿論である。
(第 5の実施の形態）
次に、 本発明の第 5の実施の形態について、 図 1 8、 図 1 9を用いて 説明する。
この第 5の実施の形態は、 半導体デバイスの製造工程において、 特に 半導体ウェハ 1 0のエッジ部 1 1に付着した物質を、 洗浄/除去するた めに、 上記した第 1から第 2の実施の形態の研磨装置 1 0 0、 2 0 0、 3 0 0、 4 0 0のいずれかを用いたものである。
ここで図 1 8は、 半導体ウェハ 1 0のデバイス形成面 1 0 Aに所望の 加工処理 （例えば、 アルミ層の形成、 不純物の打ち込み等） を行った後 に、 半導体ウェハ 1 0に残った不要な物質を除去するための半導体製造 装置 5 0 0を示す。 この半導体製造装置 5 0 0では、 半導体ウェハ 1 0 のェッジ部 1 1に対するエツジ研磨、 半導体ゥヱハ 1 0のデバイス形成 面 1 0 Aに対する C M P研磨、 更には、 半導体ウェハ 1 0の洗浄が連続 して行われる。
すなわち、 この半導体製造装置 5 0 0では、 半導体ウェハ 1 0のエツ ジ部 1 1を研磨するためのエッジ研磨ュニッ ト （第 1の研磨ュニッ ト） 5 1 0と、 半導体ウェハ 1 0のデバイス形成面 1 0 Aを研磨するための C M P研磨ユニッ ト （第 2の研磨ユニッ ト） 5 2 0とが連続して配置さ れている。 これにより半導体ゥェハ 1 0のエツジ部 1 1に対するエツジ 研磨とデバイス形成面 1 0 Aの C M P研磨とを連続して （他の処理を介 在させることなく、 かつ、 半導体ウェハ 1 0の搬送距離が最小となるよ うに） 行うことが可能となる。 この実施の形態では、 実際の半導体ゥヱ ハ 1 0に対する研磨処理の流れ （順序） に従って、 エッジ研磨ユニッ ト 5 1 0の下流側に C M P研磨ュニヅ ト 5 2 0が配置されている。 又、 エッジ研磨ュニヅ ト 5 1 0の上流側と、 C M P研磨ユニッ ト 5 2 0の下流側には、 これに連通するバヅファステ一シヨン 5 3 0が設けら れている。 このバッファステーション 5 3 0には、 後洗浄ユニッ ト （洗 浄室） 5 4 0が設けられている。 この洗浄ユニッ ト 5 4 0は、 エッジ部 後洗浄室 5 4 0 Aと C M P後洗浄室 5 4 0 Bとによって構成されている, このように構成された半導体製造装置 5 0 0では、 先ず、 半導体製造 装置 5 0 0のフロントエンドのカセッ ト （図示省略） 内に収容された半 導体ウェハ 1 0が、 搬送ロボッ ト （図示省略） によって、 バッファステ ーシヨン 5 3 0に仮置きされ、 その後、 搬送ロボヅ ト （図示省略） によ つて、 エッジ研磨ユニッ ト 5 1 0に取り入れられる。
ェヅジ研磨ュニヅ ト 5 1 0では、 取り入れられた半導体ウェハ 1 0の エッジ部 1 1に対して、 第 1から第 4の実施の形態で説明した研磨装置 1 0 0、 2 0 0 3 0 0又は 4 0 0を用いたェヅジ研磨が行われる。 ェ ヅジ研磨ュニ ヅ ト 5 1 0でのェ ヅジ研磨が終了すると、 半導体ゥェ ノヽ 1 0は搬送ロボヅ ト （図示省略） にて、 このェ ヅジ研磨ュニ ヅ ト 5 1 0に連続して設けられた C M P研磨ュニッ ト 5 2 0に搬送されて、 当該 デバイス形成面 1 0 Aに対する C M P研磨が行われる。 尚、 デバイス形 成面 1 0 Aに対する C M P研磨は、 周知の C M P研磨装置によって行わ れるため、 その詳細な説明は省略する。
C M P研磨ュニヅ ト 5 2 0でのデバィス形成面 1 0 Aの研磨が終了す ると、 半導体ゥヱハ 1 0は、 搬送ロボッ 卜 （図示省略） によって、 後洗 浄ュニヅ ト 5 4 0のエツジ部後洗浄室 5 4 0 Aに搬送される。
このェ ヅジ部後洗浄室 5 4 0 Aでは、 エッジ部 1 1に付着したスラリ 一や不要な物質 （金属等） を除去するための後洗浄が行われる。 この後 洗浄として、 スクラブ洗浄、 メガソニック洗浄、 超音波洗浄等の処理が 行われる。 次いで、 半導体ゥェハ 1 0は C M P後洗浄室 5 4 0 Bに搬送されてデ バイス形成面 1 O Aに対する後洗浄処理 （スクラブ洗浄、 メガソニック 洗浄等） が行われ、 更に乾燥処理 （スピン乾燥等） が行われる。
洗浄が行われた半導体ウェハ 1 0は、 搬送ロボッ ト （図示省略） によ つて、 再びフロントエンドに搬送されて、 カセット （図示省略） に収容
( れる。
このように、 半導体デバイス製造工程において、 半導体製造装置 5 0 0を用いた半導体ゥヱハ 1 0のエツジ部 1 1の研磨、 デバイス形成面 1 O Aの研磨、 更には、 後洗浄を行うことによって、 高密度化が図られた 半導体デバイスの製造においても、 半導体ゥヱハ 1 0に付着した不要な 物質を効果的に除去することができる。
更にエツジ部の表面の微細な穴等に付着していたパーティクルや重金 属等の不要物質と一緒に、 エッジ部の表面の凹凸が研磨除去され、 平滑 な面になることで、 表面の微細な穴いわゆるピヅ ト等ゃ凹部へのパーテ イクルゃ金属等の不要物質の付着がなくなり、 後洗浄工程においても高 品質な洗浄が行える。 高品質な洗浄が行えることで、 この部分に付着、 残存されていた物質が、 その後の製造工程でのデバイス形成に与える影 響を、 効果的に低減することができる。 その結果、 半導体デバイスの製 造歩留を向上させることができる。
又、 エッジ研磨ユニッ トと C M P研磨ユニッ トが一体化されているこ とで、 C M P研磨に使用したスラリー研磨液の廃液を、 エッジ研磨に利 用することができ、 スラリー研磨液の有効活用が可能になる。 次に、この半導体製造装置 5 0 0によるデバイス形成面 1 O Aの研磨、 エッジ部 1 1の研磨が適宜行われる半導体デバイスの製造手順について、 図 1 9の半導体デバイス製造プロセスを示すフローチヤ一卜に従って説 明する。
半導体デバイスを製造するに当たっては、先ず、ステップ S 2 0 0で、 酸化工程 （ステップ S 2 0 1 )、 C V D工程 （ステップ S 2 0 2 )、 電極 膜形成工程 （ステップ S 2 0 3 )、 イオン打ち込み工程 （ステップ S 2 0 4 ) から、 次に行うべき処理工程が選択される。 そして、 この選択に従 つて、 ステップ S 2 0 1〜 S 2 0 4の何れかが実行される。
ステップ S 2 0 1では半導体ウェハ 1 0のデバイス形成面 1 0 Aが酸 化されて酸化膜が形成され、 ステップ S 2 0 2では C V D法等によって デバイス形成面 1 0 Aに絶縁膜等が形成され、 ステップ S 2 0 3ではデ バイス形成面 1 0 Aに金属が蒸着されて電極膜等が形成され、 ステップ S 2 0 4ではデバィス形成面 1 0 Aに不純物がイオン打ち込みされる。
C V D工程 （ステヅプ S 2 0 2 ) 又は電極膜形成工程 （ステップ S 2 0 3 ) が終了すると、 その後、 ステップ S 2 0 5に進み研磨工程 （ェッ ジ研磨 Z C M P研磨） を行うか否かの判別が行われる。
研磨工程を行うとの判断がなされると、 ステップ S 2 0 6に進んで、 酸化膜、 他の絶縁膜等の平坦化対象の、 又は半導体デバイス表面のダマ シンプロセス （Damascene Process) による配線層の形成 （表面の金属 膜の研磨） 対象のデバイス形成面 1 O Aに対して、 上記した半導体製造 装置 5 0 0によるエッジ研磨、 C M P研磨が連続して行われ、 その後、 ステップ S 2 0 7に進む。
一方、 研磨工程を行わないとの判断がなされると、 ステップ S 2 0 6 をスキップして、 ステップ S 2 0 7に進む。
ステップ S 2 0 7では、 フォ ト リソグラフィ工程が行われる。 このフ オト リソグラフイエ程では、 半導体ウェハへのレジス トの塗布、 露光装 置を用いた固定パターンの焼き付け、 露光されたレジス トの現像が行わ れる。 次のステヅプ S 2 0 8では、 半導体ウェハの金属膜等が、 現像された レジス トを用いて該レジス ト以外の部分でエッチングにより削除され、 その後、 レジス ト膜の剥離が行われる。
ステヅプ S 2 0 8の処理が終了すると、 ステップ S 2 0 9で半導体ゥ ヱハに対する所望の処理が全て終了したか否かが判別される。
このステップ S 2 0 9の判別結果が " N o " であるうちは、 ステップ S 2 0 0に戻って上記した一連の処理が繰り返えされる （半導体ウェハ 上への回路パターンの形成）。 ステップ S 2 0 9の判別結果が " Y e s " に転じると、 そのまま本プログラムを終了する。 産業上の利用可能性
本発明に係る研磨装置、 研磨方法は、 例えば半導体デバイス製造プロ セスにおいて、 ウェハを研磨するのに利用することができる。 又、 本発 明に係る半導体デバイスの製造方法及び製造装置が、 半導体デバイスの 製造に利用可能であることはいうまでもない。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 略円錐状の研磨面を内面に有する研磨部材を具え、 前記研磨部材 を前記略円錐状の研磨面の軸の回りに回転可能に構成した回転部と、 基 板を回転させながら保持する保持部と、 前記基板のエッジ部が所定の角 度で前記研磨面に当接するように、 前記保持部を移動させる移動部とを 備えていることを特徴とする研磨装置。
2 . 請求の範囲第 1項に記載の研磨装置であって、 前記研磨部材は、 第 1の研磨部と第 2の研磨部とからなり、前記第 1の研磨部の研磨面が、 前記回転部の軸方向に対して下側に広がる略円錐状であり、 前記第 2の 研磨部の研磨面が、 前記回転部の軸方向に対して上側に広がる略円錐状 であり、 前記移動部は、 前記基板のエッジ部が前記第 1の研磨部の研磨 面と前記第 2の研磨部の研磨面に選択的に当接するように、 前記保持部 を移動させることを特徴とする研磨装置。
3 . 請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の研磨装置であって、 前記研 磨部材に研磨液を供給する研磨液供給部と、 前記略円錐状の空間を下方 から覆う研磨液回収部とが設けられていることを特徴とする研磨装置。
4 . 請求の範囲第 1項から第 3項のうちの何れか 1項に記載の研磨装 置であって、 前記研磨部材はその研磨面が、 少なく とも前記基板が当接 される箇所で、 前記回転部の回転軸に対して 3 0度〜 7 0度で傾くよう に配置されていることを特徴とする研磨装置。
5 .基板のエツジ部を研磨する研磨装置であって、第 1の研磨面を有し、 前記ェッジ部の上側のベベルを研磨する第 1の研磨部と、 第 2の研磨面 を有し、 前記エッジ部の下側のベベルを研磨する第 2の研磨部と、 前記 基板のエツジ部の前記上側のベベルを所定の角度で前記第 1の研磨面に 押し当てると共に、 前記下側のベベルを所定の角度で前記第 2の研磨面 に押し当てることができる押当て部とを備えていることを特徴とする研
6 . 請求項 5に記載の研磨装置であって、 前記第 1の研磨部が、 略円筒 状の第 1の研磨面を内面に有する第 1の研磨部材を具えると共に前記略 円筒状の第 1の研磨面の軸の回りに回転可能に構成され、 前記第 2の研 磨部が、 前記軸に対して偏心して位置する略円筒状の第 2の研磨面を内 面に有する第 2の研磨部材を具えると共に該円筒状の第 2の研磨面の軸 の回りに回転可能に構成され、 前記基板を回転させながら保持する保持 部とを具えていることを特徴とする研磨装置。
7 . 1又は 2以上の研磨面が形成された研磨ペルトと、 該研磨ペルト を駆動する駆動部と、 研磨方向の曲率半径を研磨する基板の半径に応じ て調整可能なベルト調整部とを具えていることを特徴とする研磨装置。
8 . 請求の範囲第 7項に記載の研磨装置であって、 前記研磨ベルトに は少なくとも第 1の研磨面と第 2の研磨面とが形成され、 前記第 1、 第 2の研磨面の少なく とも一方の曲率半径を、 研磨する基板の半径に応じ て調整可能なベルト調整部を具えていることを特徴とする研磨装置。
9 . 略円筒状の第 1の研磨面を有し基板のエツジ部の上側のベベルを 研磨する第 1の研磨部を前記略円筒状の第 1の研磨面の軸の回りに回転 させる手順と、 略円筒状の第 2の研磨面を有し前記エツジ部の下側のベ ベルを研磨する第 2の研磨部を前記略円筒状の第 2の研磨面の軸の回り に回転させる手順と、 前記基板のエッジ部の前記上側のベベルを前記第 1の研磨面に、 前記下側のベベルを前記第 2の研磨面に、 選択的に、 又 は、 同時に押し当てる手順とを含んでいることを特徴とする研磨方法。
1 0 . 半導体ウェハを回転させながら保持する手順と、 略円錐状の研 磨面を内面に有し、 前記略円錐状の研磨面の軸の回りに回転する研磨部 材の前記研磨面に、 前記半導体ウェハのエツジ部を所定の角度で押し当 てる手順とを含むことを特徴とする半導体ウェハの研磨方法。
1 1 . 半導体ゥヱハのエッジ部に対する研磨と、 デバイス形成面に対 する C M P研磨とを連続して行う工程を含むことを特徴とする半導体デ バイスの製造方法。
1 2 . 請求の範囲第 1 0項に記載の半導体ウェハの研磨方法によるェ ヅジ部に対する研磨と、 半導体ウェハのデバイス形成面に対する C M P 研磨とが連続して行われることを特徴とする半導体デバイスの製造方法,
1 3 . 半導体ウェハのデバイス形成面に対する C M P研磨と、 請求の 範囲第 9項に記載の研磨方法によるエツジ部の研磨とが連続して行われ ることを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
1 4 . 半導体ゥヱ八のエツジ部を研磨する第 1の研磨ュニッ トと、 半導 体ゥヱハのデバイス形成面を研磨する第 2の研磨ュニッ トと、 前記第 2 の研磨ュニッ トによって研磨された半導体ウェハに対する洗浄処理を行 う洗浄室とが連続して設けられていることを特徴とする半導体デバイス の製造装置。
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