WO2004003987A1 - コンタミネーション除去装置 - Google Patents

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WO2004003987A1
WO2004003987A1 PCT/JP2003/007768 JP0307768W WO2004003987A1 WO 2004003987 A1 WO2004003987 A1 WO 2004003987A1 JP 0307768 W JP0307768 W JP 0307768W WO 2004003987 A1 WO2004003987 A1 WO 2004003987A1
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WO
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polishing pad
semiconductor wafer
polishing
contamination
rotary table
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/007768
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kazuhisa Arai
Yshinori Mitsui
Hideki Hayasaka
Original Assignee
Disco Corporation
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Publication date
Application filed by Disco Corporation filed Critical Disco Corporation
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67046—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly scrubbing means, e.g. brushes
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    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00—Cleaning by methods involving the use of tools
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    • 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
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • 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
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    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a contamination removal device for removing contamination attached to a front outer edge or a back outer edge and an outer peripheral surface of a semiconductor wafer.
  • Circuits such as LSIs formed on the surface of semiconductor wafers are formed by laminating complex and fine circuits through a number of processes such as diffusion processes, thin film formation processes, exposure processes, wafer surface condition inspection processes, and cleaning processes. You. During such multiple steps, various unnecessary materials and impurities (conclusion) may adhere to and accumulate on the semiconductor wafer. For example, in the thin film forming process by chemical vapor deposition (CVD) or the like, when copper wiring or aluminum wiring is formed on a circuit, metals such as copper and aluminum are formed on the outer peripheral surface and the back surface of the semiconductor layer 18.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the semiconductor wafer to which the contamination has been adhered is transported by a transfer device, or the contamination is attached to a table of an inspection device for inspecting a surface condition of the semiconductor wafer.
  • contamination is transferred to such a transport device or table.
  • cross-contamination in which the contamination indirectly adheres to another semiconductor wafer via the transfer device or the table may occur. If such contamination is mixed into the processing gas used in the thin film forming process, it will cause a significant deterioration in circuit quality. For this reason, contamination that has adhered to the periphery of the edge of the semiconductor device between each process is removed. Therefore, it is necessary to prevent the occurrence of cross contamination.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-259592 discloses a method for removing contamination which prevents the occurrence of cross contamination via a polishing grindstone.
  • the contamination removal method disclosed in the above-mentioned publication not only increases the production cost because the polishing tape is disposable, but also impairs the workability because frequent replacement of the polishing tape is not required. There's a problem.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and a main technical problem thereof is to provide a contamination removal device which has good productivity and workability and can efficiently remove contamination. It is in. Disclosure of the invention
  • a contamination removal apparatus for removing contamination attached to a front outer edge or a rear outer edge and an outer peripheral surface of a semiconductor wafer.
  • a rotating table for holding a semiconductor wafer, and holding means including a rotary driving means for rotating and driving the rotary table;
  • a ring-shaped or circular first shape having a rotation axis arranged in parallel with the rotation axis of the turntable and having an end face acting on an outer peripheral portion of an upper surface of the semiconductor wafer held on the turntable;
  • An outer edge polishing means comprising: a polishing pad; and a rotation driving means for driving a rotation shaft of the first polishing pad.
  • a rotary shaft disposed in parallel with the rotary axis of the rotary table;
  • An outer peripheral surface polishing means comprising: a roll-shaped second polishing pad in which the outer peripheral surface acts on the outer peripheral surface of the held semiconductor wafer; and a rotary drive means for rotating and driving the second polishing pad.
  • Polishing liquid supply means for supplying a polishing liquid to the upper surface of the semiconductor wafer held on the rotary table.
  • a contamination removal device is provided.
  • the outer edge and the outer peripheral surface of the front or back surface of the semiconductor device 8 can be simultaneously polished to remove the contamination.
  • the rotating shaft of the first polishing pad is disposed outside the outer peripheral surface of the semiconductor wafer held on the rotating table.
  • the first polishing pad can be disposed at a suitable position where the first polishing pad and the second polishing pad do not interfere with each other.
  • the first polishing pad can reciprocate toward the center of the rotary table. With such a configuration, the outer edge of the semiconductor wafer held on the turntable can be polished smoothly to have a shape that is gently inclined.
  • the polishing performance by the abrasive grains can be improved, and the abrasive liquid does not contain abrasive grains. Since a polishing slurry can be used, it is possible to prevent the impact on the environment when the polishing liquid is discarded.
  • a plurality of the holding means are provided, and the semiconductor wafer held on each rotary table of the plurality of holding means is simultaneously polished by at least one of the first polishing pad and the second polishing pad. Is desirable. With this configuration, This allows multiple wafers to be polished simultaneously, further improving productivity.
  • the polishing liquid desirably contains citrates.
  • citric acids in the polishing liquid, it is possible to prevent contamination from continuing to adhere to the first polishing pad and the second polishing pad. For this reason, the occurrence of cross contamination via both pads can be prevented.
  • the polishing liquid functions as a slurry, and it is not necessary to include abrasive grains in the first polishing pad and the second polishing pad. Therefore, the step of including abrasive grains during the production of the polishing pad can be omitted.
  • the terms used in this specification are defined as follows.
  • the contamination refers to unnecessary substances or impurities such as a metal such as copper or aluminum, an oxide film, a nitride film, and the like attached to the semiconductor wafer.
  • Cross-contamination means that contamination that has adhered to one semiconductor wafer 18 indirectly adheres to another semiconductor wafer.
  • the edge portion of the semiconductor wafer refers to a boundary portion between the front or back surface of the semiconductor wafer and the outer peripheral surface.
  • the surface of the semiconductor wafer 18 refers to the surface on which the circuit is formed.
  • the back surface of the semiconductor wafer means the surface opposite to the surface on which the circuit is formed.
  • the upper surface of the semiconductor wafer means that the semiconductor wafer is held on a rotary table of holding means. Refers to the front surface or the back surface that is located on the upper side in a state where the camera is in the upright position.
  • the outer peripheral surface of the semiconductor wafer refers to a side surface located on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer having a substantially circular shape, and is curved when an edge portion of the semiconductor wafer is rounded by chamfering. It shall include the side face.
  • the outer edge of the front surface or the back surface of the semiconductor wafer is a part of the front surface or the back surface of the semiconductor wafer, and is a ring-shaped region extending from the edge portion to a predetermined distance inside. Say. No circuit such as an LSI is formed at the outer edge.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a contamination removal device configured according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a first polishing pad and a polishing pad holding member of an outer edge portion polishing means constituting the contamination removal device shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a state in which the edge portion of the semiconductor wafer 18 has been polished by the contamination removal apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 (a) shows a case where the first polishing pad is fixed and polished.
  • FIG. 3B is an explanatory view showing an enlarged shape around the edge portion of the semiconductor wafer in FIG. 3B. Explanatory drawing which expands and shows the shape of a part periphery.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a second embodiment of a con- trol mine removal device configured according to the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view schematically showing an arrangement of members constituting the contamination removal device shown in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 A first embodiment of a contamination removal device configured according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a contamination removal device configured according to the present invention.
  • the contamination removing apparatus 10 according to the first embodiment includes a holding means 14 for holding the semiconductor wafer 11, and an outer edge for polishing an outer edge of an upper surface of the semiconductor wafer 12 held by the holding means 14.
  • a supply means 50 is provided.
  • the holding means 14 includes a rotating table 16 for holding the semiconductor wafer 12, a rotating shaft 18 provided at the center of the lower surface of the rotating table 16, and a rotating drive for rotating the rotating shaft 18. And an electric motor M3 as a means.
  • the turntable 16 is formed in a disc shape with, for example, stainless steel, ceramics, or the like, and the upper surface thereof is a flat horizontal surface.
  • the holding means 14 has a vacuum suction mechanism (not shown), and can hold the semiconductor wafer 12 placed on the upper surface of the turntable 16 by vacuum suction.
  • the orientation of the semiconductor wafer 12 placed on the upper surface of the turntable 16 may be either the case where the front surface is upward or the case where the back surface is upward.
  • the center of the rotary table 16 and the semiconductor wafer 12 are aligned so that the semiconductor wafer 12 held on the upper surface of the rotary table 16 does not shake due to the rotation of the rotary table 16. It is desirable to place them.
  • the outer diameter of the turntable 16 is set to be smaller than the outer diameter of the semiconductor wafer 12. For this reason, the semiconductor wafer 12 placed on the turntable 16 is held with its outer peripheral portion protruding from the outer peripheral edge of the turntable 16.
  • the electric motor M3 rotates the rotary table 16 by rotating the rotary shaft 18 in the direction indicated by the arrow. The direction of rotation may be opposite to the direction of the arrow.
  • the outer edge portion polishing means 20 includes a first polishing pad 22, a polishing pad holding member 24 for mounting the first polishing pad 22, and a center of the polishing pad holding member 24.
  • a rotating shaft 26 provided, an electric motor Ml as a rotation driving means for rotating the rotating shaft 26, a polishing pad pressing mechanism (not shown), and a polishing pad moving mechanism (FIG. Show Zu).
  • the first polishing pad 22 is formed in a ring shape as shown in FIG. 2 in the illustrated embodiment.
  • the first polishing pad 22 may have a disk shape.
  • the first polishing pad 22 has a two-layer structure including a polishing cloth on the surface and an elastic layer on the inside, and does not include abrasive grains.
  • the polishing cloth is an artificial leather-like cloth made of, for example, a nonwoven fabric or urethane foam, and has a predetermined coefficient of friction and appropriate hardness, and is also excellent in hydrophilicity, viscoelasticity, and chemical resistance. I have.
  • the elastic layer is made of a material having elasticity, and has a function of elastically contacting the polishing pad pressed against the outer edge of the semiconductor wafer 12. Note that the first polishing pad 22 does not necessarily need to include the elastic layer.
  • the first polishing pad 22 may be a fixed abrasive pad containing abrasive grains. As shown in FIG.
  • the polishing pad holding member 24 includes a ring-shaped holding portion 241, formed of, for example, stainless steel, and an upper wall 24 closing an upper portion of the ring-shaped holding portion 241, It consists of two.
  • the ring-shaped holding portion 241 has an outer diameter and an inner diameter that are substantially the same as the outer diameter and the inner diameter of the first polishing pad 22 formed in a ring shape.
  • a first polishing pad 22 is attached to the lower end surface of the holding portion 241 with an adhesive tape or the like.
  • the first polishing pad 22 mounted on the polishing pad holding member 24 as described above moves the rotating shaft 26 outside the outer peripheral surface of the semiconductor wafer 12 held on the rotary table 16. At a position parallel to the rotation axis 18 of the turntable 16.
  • the first polishing pad 22 is disposed with its lower end face facing in parallel with the upper surface of the semiconductor wafer 12 held on the turntable 16.
  • the electric motor Ml rotates the polishing pad holding member 24 and the first polishing pad 22 by rotating the rotating shaft 26 in the direction indicated by the arrow. Therefore, the first polishing pad 22 is rotated in a horizontal plane parallel to the upper surface of the turntable 16. It is tightened.
  • the polishing pad pressing mechanism (not shown) includes, for example, a cylinder mechanism (FIG. 3) that operates the first polishing pad 22 and the polishing pad holding member 24 in a direction perpendicular to the upper surface of the rotary table 16. (Not shown).
  • This polishing pad pressing mechanism causes the lower end surface of the first polishing pad 22 to act on the outer edge of the upper surface of the semiconductor wafer 12 held on the rotary table 16, and to apply a predetermined pressing force. It has a function to run.
  • the pressing force of the first polishing pad 22 to the outer edge of the upper surface of the semiconductor wafer 12 is detected by a pressure detection sensor (not shown) and controlled to a predetermined magnitude.
  • the polishing pad swing mechanism (not shown) moves the first polishing pad 22 and the polishing pad holding member 24 in a plane parallel to the upper surface of the turntable 16 in the direction of the center of the turntable 16. Reciprocate toward.
  • the outer edge polishing means 20 configured as described above drives the electric motor M1 to rotate the polishing pad holding member 24 and the first polishing pad 22 while the first polishing pad 20 rotates.
  • the upper outer edge of the semiconductor wafer 12 can be polished.
  • the polishing width of the outer edge of the upper surface of the semiconductor wafer 12 is adjusted. Can be adjusted. Further, by reciprocating the first polishing pad 22 toward the center of the rotary table 16 during polishing, the outer edge of the upper surface of the semiconductor wafer 12 held on the rotary table 16 is removed.
  • the outer edge polishing means 20 may be arranged so that the rotating shaft 26 of the first polishing pad 22 is located outside the semiconductor wafer 12 held on the rotating table 16. desirable. With this configuration, the outer edge polishing means 20 is separated from the outer peripheral surface polishing means 30 described later, and the first polishing pad 22 and the outer polishing means described later are removed during polishing. It is possible to prevent the peripheral surface polishing means 30 from interfering with the second polishing pad 32. Outer surface polishing means>
  • the outer peripheral surface polishing means 30 includes a second polishing pad 32, a polishing pad holding member 34 for mounting the second polishing pad 32, and a center of the polishing pad holding member 34.
  • the rotating shaft 36 is provided, an electric motor M2 as a rotation driving means for rotating the rotating shaft 36, and a polishing pad pressing mechanism (not shown).
  • the second polishing pad 32 is formed in a roll shape in the illustrated embodiment.
  • the second polishing pad 32 is different from the first polishing pad 22 only in shape, and the material and other configurations are substantially the same as the first polishing pad 22. The description is omitted here.
  • the polishing pad holding member 34 is formed of, for example, stainless steel in a cylindrical shape (or a drum shape), and the second polishing pad 32 formed in a roll shape is attached to the outer peripheral surface thereof with an adhesive tape or the like. Attached.
  • the second polishing pad 32 mounted on the polishing pad holding member 34 in this manner is arranged so that the rotation axis 26 is parallel to the rotation axis 18 of the rotary table 16. . Therefore, the first polishing pad 22 is arranged with its outer peripheral surface facing the outer peripheral surface of the semiconductor wafer 12 held on the turntable 16.
  • the electric motor M2 rotates the polishing pad holding member 34 and the second polishing pad 32 by rotating the rotating shaft 36 in the direction indicated by the arrow.
  • the polishing pad pressing mechanism includes, for example, a cylinder mechanism (not shown) that operates the second polishing pad 32 and the polishing pad holding member 34 in the horizontal direction. I'm wearing This polishing pad pressing mechanism causes the outer peripheral surface of the second polishing pad 32 to act on the outer peripheral surface of the semiconductor wafer 12 held on the rotary table 16 to apply a predetermined pressing force. It has a function to make it work.
  • the pressing force of the second polishing pad 32 on the outer peripheral surface of the semiconductor wafer 12 is detected by a pressure detection sensor (not shown) and controlled to a predetermined magnitude.
  • the outer edge polishing means 20 configured as described above drives the electric motor M2 to rotate the polishing pad holding member 34 and the second polishing pad 32, while the second polishing pad is rotated.
  • the outer peripheral surface of the semiconductor wafer 12 can be polished.
  • the outer diameter of the rotary table 16 is configured to be smaller than the outer diameter of the semiconductor wafer 12, and the outer peripheral portion of the semiconductor wafer 12 is in a state of protruding from the rotary table 16.
  • the polishing pad 32 and the rotary table 16 do not collide.
  • the polishing liquid supply means 50 includes a polishing liquid supply nozzle 52 disposed above the center of the turntable 16.
  • the polishing liquid supply nozzle 52 is connected to a polishing liquid supply device (not shown), and supplies the polishing liquid to the center of the semiconductor wafer 12 held on the turntable 16.
  • the polishing liquid is, for example, an abrasive (that is, a slurry) containing a chemically reactive substance, and is made of various chemical solutions, abrasive grains, and the like.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the polishing liquid contains abrasive grains.
  • a polishing liquid containing no abrasive may be used.
  • the polishing liquid is added with citric acid such as citric acid or citrate at a ratio of 5% by weight or less. Since citrates have high solubility in water and low toxicity, they do not cause much harm as waste liquid. preferable.
  • the contamination removal device in the first embodiment is configured as described above, and its operation will be described below.
  • the semiconductor wafer 12 is placed on the rotary table 16 of the holding means 14 with, for example, the surface thereof facing upward, and a vacuum suction mechanism (not shown) is operated to suck and hold the semiconductor wafer 12 on the rotary table 16. I do.
  • the polishing liquid supply means 50 is operated to turn the polishing table supply nozzle 52 to the rotary table 16.
  • a polishing liquid is supplied to the upper surface of the semiconductor wafer 12 held above.
  • a polishing pad pressing mechanism (not shown) is operated.
  • the lower end surface of the first polishing pad 22 is pressed against the outer edge of the surface of the semiconductor wafer 12.
  • a polishing pad pressing mechanism (not shown) is operated. It operates to press the outer peripheral surface of the second polishing pad 32 against the outer peripheral surface of the semiconductor wafer 12 held on the turntable 16.
  • the outer peripheral portion of the upper surface of the semiconductor wafer 12 is polished by the first polishing pad 22 and the outer peripheral surface of the semiconductor wafer 12 is simultaneously polished by the second polishing pad 32. The wafer is polished and the contamination attached to the semiconductor wafer 12 is removed.
  • both polishing operations can proceed simultaneously without interfering with each other.
  • the contaminants removed from the semiconductor wafer 12 are attached to the first polishing pad 22 and the second polishing pad 32 by the action of citrates contained in the polishing liquid. I left without being able to maintain, Discharged together with the polishing liquid.
  • a polishing pad driving mechanism (not shown) is operated during the polishing to move the first polishing pad 22 and the polishing pad holding member 24 to the upper surface of the rotary table 16. In a parallel plane, the rotary table 16 is reciprocated toward the center.
  • the reciprocating action of the first polishing pad 22 will be described with reference to FIG. FIG.
  • FIG. 3 (a) is an enlarged explanatory view showing the shape around the edge portion of the semiconductor wafer 12 when the first polishing pad 22 is fixed and polished
  • FIG. 3 (b) is FIG. 3 is an explanatory diagram showing, in an enlarged manner, the shape of the periphery of an edge portion of a semiconductor wafer a when the first polishing pad 22 is reciprocated and polished.
  • FIG. 3 (a) when the first polishing pad 22 is fixed and polished, substantially the same portion of the outer edge of the semiconductor wafer 12 continues to be polished, so that the polishing is performed.
  • a step occurs between the portion and the unpolished portion. When such a step is formed, the contamination adheres to the step and easily accumulates, and it is difficult to remove the contamination accumulated in such a portion.
  • the outer edge of the semiconductor wafer 12 is shaped so as to be gently inclined. Since the surface is polished, the steps described above do not occur, and the periphery of the edge portion becomes smooth. Therefore, by polishing the first polishing pad 22 by reciprocating the polishing, the contamination adhering to the outer edge of the semiconductor wafer 12 can be suitably removed, and the polishing can be performed. Contamination hardly adheres to the inclined surface thus formed, so that the occurrence of cross contamination can be prevented.
  • the pressing force of the first polishing pad 22 by a polishing pad pressing mechanism (not shown) and the polishing pad swing mechanism By adjusting the reciprocating movement width of the first polishing pad 22 by the above, the shape around the edge portion of the semiconductor wafer 12 after polishing can be controlled. . Further, as described above, by adjusting the distance between the rotation axis 18 of the rotation table 16 and the rotation axis 26 of the first polishing pad 22, the outer edge of the semiconductor wafer 12 is adjusted. The polishing width can be adjusted. As described above, according to the contamination device in the illustrated embodiment, the shape around the edge portion of the semiconductor wafer 12 and the dimension of the polishing width can be adjusted according to demand, so that the contamination device can be used.
  • the contamination removal device 10 polishes the outer edge and the outer peripheral surface of the front or back surface of the semiconductor wafer 12 at the same time and adheres to the semiconductor wafer 12. Contamination can be efficiently removed. Therefore, by applying the contamination removal device 10 between the respective manufacturing steps of the semiconductor manufacturing plant, it is possible to prevent the occurrence of cross contamination.
  • the contamination removal device 10 uses a polishing pad having a relatively long life without using a disposable polishing tape as in the above-described conventional contamination removal method. As a result, the cost of replacing the polishing pad can be reduced, and the number of times the polishing pad needs to be replaced is reduced, thereby improving productivity and workability.
  • the contamination removal device 10 in the second embodiment is different from the contamination removal device 10 in the first embodiment in that two sets of holding means 14 and polishing liquid supply means 50 are provided.
  • Each component that constitutes each means Has substantially the same configuration as that of the contamination removal device 10 according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • the contamination removing device 10 according to the second embodiment includes a holding unit 14-11 for holding a semiconductor wafer 12 _ 1, and a semiconductor wafer 1.
  • Polishing solution supply means 50 0-1 for supplying a polishing liquid to the upper surface of semiconductor wafer 12-1 held by 14-1, and semiconductor wafer held by holding means 14-12
  • a polishing liquid supply means 50-12 for supplying a polishing liquid to the upper surface of 1 2 -2 is provided.
  • the outer edge polishing means 20 is disposed at an intermediate position between the holding means 14-1 and the holding means 14-12, and the lower end surface of the first polishing pad 22 is rotated by the rotation of the holding means 14-11.
  • the outer peripheral surface polishing means 30 is provided with holding means 1 4 1
  • the outer peripheral surface of the second polishing pad 32 is disposed at an intermediate position between 1 and the holding means 14 11 so as to face the outer edge polishing means 20, and the rotary table of the holding means 14 11 1
  • the semiconductor wafer 12-1 held by the rotary table 16-1 of the holding means 14-1 and the rotary table 16-2 of the holding means 14-1-2 are held.
  • the semiconductor wafer 1 2-2 is provided with a center of rotation of the rotating shaft 26 of the first polishing pad 22 forming the outer edge polishing means 20 and a second polishing forming the outer peripheral surface polishing means 30.
  • the pad 32 is disposed at a position symmetrical with respect to a center line L connecting the rotation axis of the rotation axis 36 of the pad 32.
  • the semiconductor wafer 12-1 and the semiconductor wafer 12-2 are adjusted so as to have the same height.
  • the first polishing pad 22 is formed on the upper surface of the semiconductor wafer 12-1 and the upper surface of the semiconductor wafer 12-2.
  • the outer edge H can be polished simultaneously with substantially the same polishing width.
  • the second polishing pad 32 acts on the outer peripheral surface S of the semiconductor wafer 12-1 and the outer peripheral surface S of the semiconductor wafer 12-2, both polishing pads should be polished simultaneously. Can be. Note that the first polishing pad 22 and the second polishing pad 32 are spaced apart from each other so as not to interfere with each other, so that both can operate simultaneously.
  • the contamination removal apparatus 10 in the second embodiment is configured to simultaneously polish the outer peripheral portion H and the outer peripheral surface S of the two semiconductor wafers 12-1, 12-2, and remove the contamination. Since one shot can be removed, the processing time can be reduced and the working efficiency can be further improved.
  • the contamination removal device 10 in the second embodiment uses a robot (not shown) or the like to transfer the loaded semiconductor wafer to the rotating table 16-1 of the holding means 14-11.
  • the semiconductor wafer is turned over and the reverse surface is placed on the turntable 16-2 so that the outer peripheral portion H and the outer peripheral surface are removed. You may comprise so that it may grind and carry out.
  • both sides of a plurality of semiconductor wafers are sequentially processed in a flow operation. Since it can be polished, work efficiency is further improved and productivity can be improved.
  • the outer peripheral surface S of one semiconductor device 8 is polished twice, so that it is possible to reliably prevent contamination removal remaining after contamination.
  • the first polishing pad 22 and the second polishing pad 32 do not contain abrasive grains, and slurry (free abrasive grains) is obtained by adding abrasive grains to a polishing liquid.
  • the first polishing pad 22 and the second polishing pad 32 may be fixed abrasive pads in which the abrasive grains are solidified with a binder such as a resin, and a polishing liquid containing no abrasive grains may be used. .
  • the fixed abrasive pad as described above, the effect of the abrasive grains contributing to polishing can be improved, and a reduction in running cost can be expected.
  • a polishing liquid that does not contain abrasive grains, so even if this polishing liquid is discarded, its effect on the environment is less than when slurry is discarded. Can be prevented.
  • a ring-shaped pad is used as the first polishing pad 22
  • a disk-shaped pad may be used.
  • a cylindrical (or drum-shaped) roll-shaped second polishing pad 32 is exemplified, but the outer peripheral surface of the second polishing pad 32 is axially centered.
  • the chamfering process is performed so that the edge part is appropriately in contact with the outer peripheral surface of the semiconductor wafer and is polished.
  • the holding means 14 sucks and holds the semiconductor wafer 12 using a vacuum suction mechanism, but the semiconductor wafer 12 is bonded to an adhesive. Or may be configured to be detachably held by using an adhesive means such as an adhesive tape.
  • the first polishing pad 22 rocked by the polishing pad rocking mechanism reciprocates linearly.
  • the first polishing pad 22 may at least perform a movement including a reciprocating movement in a direction toward the center of the semiconductor wafer 12. Good.
  • an example in which the first polishing pad 22 and the second polishing pad 32 are rotated in the directions indicated by arrows is shown, but the first polishing pad 22 and the second polishing pad 22 are rotated.
  • the rotation direction of the second polishing pad 32 may be opposite to the direction of the arrow.
  • two holding means 14-1 and 14-12 have been described.
  • three or more holding means are provided and the outer edge polishing means and the outer peripheral surface polishing means are provided.
  • the means and the polishing liquid supply means By appropriately arranging the means and the polishing liquid supply means, three or more semiconductor wafers can be simultaneously polished.
  • two semiconductor devices are formed by using two holding units 14 _ 1, 14-12, one outer edge polishing unit 20, and one outer peripheral surface polishing unit 30.
  • a configuration using two holding means 14 11, 14 12, one outer edge polishing means 20 and two outer peripheral surface polishing means 30 may be adopted.
  • One holding means 14-1, 14-2, two outer edge portion polishing means 20 and one outer peripheral surface polishing means 30 may be used.
  • the outer edge and the outer peripheral surface of the front surface or the back surface of the semiconductor wafer can be simultaneously polished to remove contaminants.
  • the occurrence of loss contamination can be prevented.
  • the cost of replacing the polishing pad can be suppressed, and the number of times of replacing the polishing pad is reduced, so that productivity and workability are improved. Increase.

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Abstract

半導体ウエーハの表面外縁部または裏面外縁部および外周面に付着したコンタミネーションを除去するためのコンタミネーション除去装置であって、　半導体ウエハを保持する回転テーブルと該回転テーブルを回転駆動する回転駆動手段とを備えた保持手段と、該回転テーブル上に保持された半導体ウエーハの上面外縁部に端面が作用するリング状または円板状の第１の研磨パッドを備えた外縁部研磨手段と、回転テーブル上に保持された半導体ウエーハの外周面に外周面が作用するロール状の第２の研磨パッドを備えた外周面研磨手段と、回転テーブル上に保持された半導体ウエーハの上面に研磨液を供給する研磨液供給手段とを具備している。

Description

明 細 書 コンタ ミネーショ ン除去装置
技術分野
本発明は、 半導体ゥェ一ハの表面外縁部または裏面外縁部および外周面に付着 したコンタミネーションを除去するためのコンタミネーション除去装置に関する
背景技術
半導体ゥエーハの表面に形成される L S I等の回路は、 拡散工程、 薄膜形成ェ 程、 露光工程、 ゥエーハ表面状態検査工程、 洗浄工程等幾多の工程を経て複雑で 微細な回路が積層されて形成される。 かかる多工程を経る間には、 半導体ゥェ一 ハに多様な不要物、 不純物 （コンクミネ一シヨン） が付着して堆積することがあ る。 例えば C V D (Chemi cal Vapour Depos i t i on) 等による薄膜形成工程では、 回路上に銅配線やアルミニウム配線等を形成する際に、 半導体ゥェ一八の外周面 および裏面に銅、 アルミニウム等の金属がコンタミネ一シヨンとして付着してし まう また、 コンタミネ一ションが付着した半導体ゥェ一ハを搬送装置で搬送したり 、 半導体ゥエーハの表面状態を検査する検査装置のテーブルにコンタミネ一ショ ンが付着した半導体ゥェ一ハを載置すると、 かかる搬送装置やテーブルにコンタ ミネーシヨンが移転してしまう。 このため、 搬送装置やテーブルを介して別の半 導体ゥエーハにもコンタミネーションが間接的に付着する、 所謂クロスコンタミ ネ一ションが発生することもある。 このようなコンタミネ一ションが薄膜形成工程で用いられる処理ガスに混入し たりすると、 回路の品質を著しく低下させる原因となってしまう。 このため、 各 工程間で半導体ゥエー八のエツジ部分周辺に付着したコンタミネ一ションを除去 して、 クロスコンタミネーションの発生を防止する必要がある。 上述したようなコンタミネ一ションを除去する方法として、 半導体ゥェ一八の の外周および裏面の外縁部に堆積した金属原子を研磨テープによって研磨して除 去するとともに、 この研磨テープを使い捨てにすることで、 研磨砥石を介したク ロスコンタミネ一ションの発生を防止するようにしたコンタミネーショ ン除去方 法が特開 2 0 0 2 - 2 5 9 5 2号公報に開示されている。 しかしながら、 上記公報に開示されたコンタミネーシヨン除去方法は、 研磨テ —プを使い捨てにするため生産コス卜が増大するだけでなく、 研磨テープを頻繁 に交換しなくはならないため作業性が悪いという問題がある。 また、 研磨テープ は研磨できる領域が狭いため、 半導体ゥェ一ハに付着したコンタミネ一ションの 除去に時間を要し非効率的であるという問題もある。 本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、 その主たる技術課題は、 生産 性、 作業性が良く、 効率的にコンタミネ一シヨ ンを除去することができるコンタ ミネーション除去装置を提供することにある。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明によれば、 半導体ゥエーハの表面外縁部ま たは裏面外縁部および外周面に付着したコンタミネ一ションを除去するためのコ ンタ ミネ一ショ ン除去装置であって、
半導体ウェハを保持する回転テーブルと、 該回転テーブルを回転駆動する回転 駆動手段とを備えた保持手段と、
該回転テーブルの回転軸と平行に配設された回転軸を有し該回転テーブル上に 保持された半導体ゥェ一ハの上面外縁部に端面が作用するリング状または円扳状 の第 1の研磨パッ ドと、 該第 1の研磨パッ ドの回転軸を回転駆動する回転駆動手 段とを備えた外縁部研磨手段と、
該回転テーブルの回転軸と平行に配設された回転軸を有し該回転テーブル上に 保持された半導体ゥエーハの外周面に外周面が作用するロール状の第 2の研磨パ ッ ドと、 該第 2の研磨パッ ドを回転駆動する回転駆動手段とを備えた外周面研磨 手段と、
該回転テーブル上に保持された半導体ゥェ一ハの上面に研磨液を供給する研磨 液供給手段と、 を具備している、
ことを特徴とするコンタミネーション除去装置が提供される。
このように構成されたコンタミネーション除去装置によれば、 半導体ゥエー八 の表面または裏面の外縁部と外周面とを同時に研磨してコンタミネ一ションを除 去することができる。 上記第 1の研磨パッ ドの回転軸は、 上記回転テーブル上に保持された半導体ゥ エーハの外周面より外側に配置することが望ましい。 このように構成することに より、 第 1の研磨パッ ドと第 2の研磨パッ ドが干渉しないような好適な位置に第 1の研磨パッ ドを配置することができ、 半導体ゥエー八の外縁部および外周面に 付着したコンタミネ一ションを同時に除去し易くなる。 また、 上記第 1の研磨パッ ドは、 上記回転テーブルの中心方向に向けて往復動 可能であることが望ましい。 このように構成することにより、 回転テーブル上に 保持された半導体ゥェ一ハの外縁部を円滑に研磨して、 緩やかに傾斜するような 形状にすることができる。 更に、 上記第 1の研磨パッ ドおよび上記第 2の研磨パッ ドを砥粒を含んだ固定 砥石パッ ドにすることにより、 砥粒による研磨性能を向上できるとともに、 研磨 液として砥粒を含まないものを使用できるので、 かかる研磨液を廃棄したときに 環境に及ぼす影響を防止できる。 また、 上記保持手段を複数備え、 該複数の保持手段の各回転テーブル上に保持 された半導体ゥエーハを少なくとも 1つの該第 1の研磨パッ ドおよび該第 2の研 磨パッ ドによって同時に研磨することが望ましい。 このように構成することによ り、 複数枚の半導体ゥエーハを同時に研磨することができ、 生産性がより向上す
また、 上記研磨液はクェン酸類を含むことがことが望ましい。 研磨液にクェン 酸類を含ませることにより、 上記第 1の研磨パッ ドおよび上記第 2の研磨パッ ド にコンタミネーシヨンが付着し続けないようにすることができる。 このため、 両 パッ ドを介したクロスコンタミネ一ションの発生を防止できる。 また、 上記研磨液に砥粒を含ませることにより、 研磨液がスラ リーとして機能 し、 上記第 1の研磨パッ ドおよび上記第 2の研磨パッ ドに砥粒を含ませる必要が なくなる。 従って、 研磨パッ ドの製造時に砥粒を含ませる工程を省略できる。 ここで、 本明細書において用いられる用語について、 次の通り定義する。
コンタミネーシヨンとは、 半導体ゥェ一ハ上に付着した銅若しくはアルミニゥ ム等の金属、 酸化膜、 窒化膜等の不不要物若しくは不純物をいう。
クロスコンタミネーションとは、 一つの半導体ゥェ一八に付着していたコンタ ミネーションが間接的に他の半導体ゥエーハに付着することをいう。
半導体ゥェ一ハのエツジ部分とは、 半導体ゥエーハの表面若しくは裏面と外周 面との境界部分をいう。
半導体ゥェ一八の表面とは、 回路が形成されている側の面をいう。
半導体ゥェ一ハの裏面とは、 回路が形成されている側の面と反対側の面をいう 半導体ゥェ—八の上面とは、 半導体ゥエー八が保持手段の回転テーブル上に保 持された状態で上側に位置する表面または裏面をいう。
半導体ゥェ一ハの外周面とは、 略円扳形状を有する半導体ゥェ一ハの外周部分 に位置する側面をいい、 半導体ゥエーハのエツジ部分が面取り加工により R形状 となっている場合の湾曲した側面をも含むものとする。
半導体ゥエーハの表面または裏面の外縁部とは、 半導体ゥェ一ハの表面または 裏面の一部であって、 エッジ部分から所定距離内側に至るまでのリング状の領域 をいう。 なお、 この外縁部には L S I等の回路は形成されていない。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に従って構成されたコンタミネーション除去装置の第 1の実施 形態を示す斜視図。
図 2は、 図 1に示すコンタミネーシヨン除去装置を構成する外縁部研磨手段の 第 1の研磨パッ ドおよび研磨パッ ド保持部材を示す斜視図。
図 3は、 図 1に示すコンタミネーション除去装置により半導体ゥェ一八のエツ ジ部分を研磨した状態を示すもので、 図 3 ( a ) は第 1の研磨パッ ドを固定して 研磨した場合における半導体ゥェ一ハのェッジ部分周辺の形状を拡大して示す説 明図であり、 図 3 ( b ) は第 1の研磨パッ ドを往復動させて研磨した場合におけ る半導体ゥエーハのェッジ部分周辺の形状を拡大して示す説明図。
図 4は、 本発明に従つて構成されたコン夕ミネ一ション除去装置の第 2の実施 形態を示す斜視図。
図 5は、 図 4に示すコンタミネーシヨン除去装置を構成する各部材の配置を模 式的に示す平面図。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に従って構成されたコンタミネーション除去装置の好適な実施形 態について、 添付図面を参照して詳細に説明する。
(第 1の実施形態）
本発明に従って構成されたコンタミネーション除去装置の第 1の実施形態につ いて、 図 1および図 2を参照して説明する。
図 1には本発明に従って構成されたコンタミネーション除去装置の第 1の実施 形態の斜視図が示されている。 第 1の実施形態におけるコンタミネ一ション除去 装置 1 0は、 半導体ウェハ 1 1を保持する保持手段 1 4と、 該保持手段 1 4に保 持された半導体ウェハ 1 2の上面外縁部を研磨する外縁部研磨手段 2 0と、 保持 手段 1 4に保持された半導体ウェハ 1 2の外周面を研磨する外周面研磨手段 3 0 と、 保持手段 1 4に保持された半導体ゥェ一ハの上面に研磨液を供給する研磨液 供給手段 5 0を具備している。 〈保持手段〉
保持手段 1 4は、 半導体ウェハ 1 2を保持する回転テーブル 1 6と、 該回転テ 一ブル 1 6の下面中心に設けられた回転軸 1 8と、 該回転軸 1 8を回転駆動する 回転駆動手段としての電動モータ M 3とを具備している。 回転テーブル 1 6は、 例えばステンレス鋼やセラミックス等で円盤状に形成され、 その上面は平坦な水 平面となっている。 また、 保持手段 1 4は、 図示しない真空吸着機構を備えてお り、 回転テーブル 1 6の上面に載置された半導体ウェハ 1 2を真空吸着して保持 することができる。 なお、 回転テーブル 1 6の上面に載置される半導体ウェハ 1 2の向きは、 表面を上側にする場合と、 裏面を上向きとする場合のいずれであつ てもよい。 また、 回転テーブル 1 6の上面に保持された半導体ウェハ 1 2が回転 テーブル 1 6の回転によってぶれが生じないように、 回転テーブル 1 6の中心と 半導体ウェハ 1 2を中心を一致させるように載置することが望ましい。 上記回転テーブル 1 6の外径は、 半導体ウェハ 1 2の外径より小さくなるよう に設定されている。 このため、 回転テーブル 1 6上に載置された半導体ウェハ 1 2は、 その外周部分が回転テーブル 1 6の外周縁からはみ出した状態で保持され とに'よる。 上記電動モータ M 3は、 回転軸 1 8を矢印で示す方向に回転駆動することによ り回転テーブル 1 6を回転せしめる。 なお、 回転方向は矢印と反対方向でもよい
〈外縁部研磨手段〉
外縁部研磨手段 2 0は、 第 1の研磨パッ ド 2 2と、 該第 1の研磨パッ ド 2 2を 装着する研磨パッ ド保持部材 2 4と、 該研磨パッ ド保持部材 2 4の中心に設けら れた回転軸 2 6と、 該回転軸 2 6を回転駆動する回転駆動手段としての電動モー タ M l と、 研磨パッ ド押圧機構 （図示せず） および研磨パッ ド摇動機構 （図示せ ず） を具備している。 第 1の研磨パッ ド 2 2は、 図示の実施形態においては図 2に示すようにリング 状に形成されている。 なお、 第 1の研磨パッ ド 2 2は、 円板状であってもよい。 この第 1の研磨パッ ド 2 2は、 図示の実施形態においては表面の研磨布と内側の 弾力層とから構成された 2層構造を有しており、 砥粒を含まない構成である。 研 磨布は、 例えば不織布や発泡ウレタン等を材料とする人工皮革様の布であり、 所 定の摩擦係数と適度な固さを有し、 親水性、 粘弾性、 耐薬品性にも優れている。 また、 弾力層は、 弾力性を有する材料で構成されており、 半導体ウェハ 1 2の外 縁部に押圧された研磨布を弾力的に接触させる機能を有する。 なお、 第 1の研磨 パッ ド 2 2は、 上記弾力層を必ずしも具備しなくてもよい。 また、 第 1の研磨パ ッ ド 2 2は、 砥粒を含んだ固定砥粒パッ ドとしてもよい。 研磨パッ ド保持部材 2 4は、 図 2に示すように例えばステンレス鋼によって形 成されたリング状の保持部 2 4 1と、 該リング状の保持部 2 4 1の上部を塞ぐ上 壁 2 4 2とからなっている。 リング状の保持部 2 4 1は、 上記リング状に形成さ れた第 1の研磨パッ ド 2 2の外径および内径と略同一の外径および内径を有する 。 この保持部 2 4 1の下端面に、 第 1の研磨パッ ド 2 2が粘着テープ等によって 貼り付けられる。 このように研磨パッ ド保持部材 2 4に装着された第 1の研磨パッ ド 2 2は、 回 転軸 2 6を上記回転テーブル 1 6上に保持された半導体ゥエーハ 1 2の外周面よ り外側において回転テーブル 1 6の回転軸 1 8と平行になるように配設される。 従って、 第 1の研磨パッ ド 2 2は、 その下端面が回転テーブル 1 6上に保持され た半導体ゥェーハ 1 2の上面と平行に対向した状態で配置される。 上記電動モータ M lは、 回転軸 2 6を矢印で示す方向に回転駆動することによ り研磨パッ ド保持部材 2 4および第 1の研磨パッ ド 2 2を回転せしめる。 従って 、 第 1の研磨パッ ド 2 2は、 回転テーブル 1 6の上面と平行な水平面内で回転せ しめられる。 研磨パッ ド押圧機構 （図示せず） は、 上記第 1の研磨パッ ド 2 2および研磨パ ッ ド保持部材 2 4を回転テーブル 1 6の上面に対して垂直方向に作動する例えば シリンダ機構 （図示せず） からなつている。 この研磨パッ ド押圧機構は、 第 1の 研磨パッ ド 2 2の下端面を回転テーブル 1 6上に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2 の上面外縁部に作用させ、 所定の押圧力を作用せしめる機能を有する。 なお、 第 1の研磨パッ ド 2 2の半導体ゥエーハ 1 2の上面外縁部への押圧力は、 図示しな い圧力検出センサによって検出され、 所定の大きさに制御される。 研磨パッ ド揺動機構 （図示せず） は、 第 1の研磨パッ ド 2 2および研磨パッ ド 保持部材 2 4を回転テーブル 1 6の上面と平行な面内において、 回転テーブル 1 6の中心方向に向けて往復動せしめる。 以上のように構成された外縁部研磨手段 2 0は、 電動モータ M 1を駆動して研 磨パッ ド保持部材 2 4および第 1の研磨パッ ド 2 2を回転させつつ、 第 1の研磨 パッ ド 2 2の下端面を回転テーブル 1 6上に保持された半導体ゥエーハ 1 2の上 面外縁部に押圧することにより、 半導体ゥェ一ハ 1 2の上面外縁部を研磨するこ とができる。 なお、 回転テーブル 1 6の回転軸 1 8と第 1の研磨パッ ド 2 2の回 転軸 2 6の軸間距離を調整することにより、 半導体ゥェ一ハ 1 2の上面外縁部の 研磨幅を調整することができる。 更に、 研磨中に第 1の研磨パッ ド 2 2を回転テ 一ブル 1 6の中心方向に向けて往復動させることにより、 回転テーブル 1 6上に 保持された半導体ゥエーハ 1 2の上面外縁部を緩やかに傾斜するような形状に研 磨することができ、 段差の発生を防止できる。 なお、 外縁部研磨手段 2 0は、 第 1の研磨パッ ド 2 2の回転軸 2 6を回転テー ブル 1 6上に保持された半導体ゥエーハ 1 2の外側に位置するように配置するこ とが望ましい。 このように構成することにより、 外縁部研磨手段 2 0と後述する 外周面研磨手段 3 0とを離隔して、 研磨中に第 1の研磨パッ ド 2 2と後述する外 周面研磨手段 3 0の第 2の研磨パッ ド 3 2との干渉を防止することができる。 く外周面研磨手段〉
外周面研磨手段 3 0は、 第 2の研磨パッ ド 3 2と、 該第 2の研磨パッ ド 3 2を 装着する研磨パッ ド保持部材 3 4と、 該研磨パッ ド保持部材 3 4の中心に設けら れた回転軸 3 6と、 該回転軸 3 6を回転駆動する回転駆動手段としての電動モー タ M 2と、 研磨パッ ド押圧機構 （図示せず） を具備している。 第 2の研磨パッ ド 3 2は、 図示の実施形態においてはロール状に形成されてい る。 この第 2の研磨パッ ド 3 2は、 上記第 1の研磨パッ ド 2 2と比して形状が異 なるのみで、 材質その他の構成は第 1の研磨パッ ド 2 2を実質的に同一であるの で、 その説明は省略する。 研磨パッ ド保持部材 3 4は、 例えばステンレス鋼によって円柱状 （またはドラ ム状） に形成され、 その外周面に上記ロール状に形成された第 2の研磨パッ ド 3 2が粘着テープ等により貼り付けられる。 このように研磨パッ ド保持部材 3 4に装着された第 2の研磨パッ ド 3 2は、 回 転軸 2 6を上記回転テーブル 1 6の回転軸 1 8と平行になるように配設される。 従って、 第 1の研磨パッ ド 2 2は、 その外周面が回転テーブル 1 6上に保持され た半導体ゥエーハ 1 2の外周面と対向した状態で配置される。 上記電動モータ M 2は、 回転軸 3 6を矢印で示す方向に回転駆動することによ り研磨パッ ド保持部材 3 4および第 2の研磨パッ ド 3 2を回転せしめる。 従って 、 第 2の研磨パッ ド 3 2は、 回転しつつその外周面が回転テーブル 1 6に保持さ れた半導体ゥエーハ 1 2の外周面に作用することができる。 研磨パッ ド押圧機構 （図示せず） は、 上記第 2の研磨パッ ド 3 2および研磨パ ッ ド保持部材 3 4を水平方向に作動する例えばシリンダ機構 （図示せず） からな つている。 この研磨パッ ド押圧機構は、 第 2の研磨パッ ド 3 2の外周面を回転テ —ブル 1 6上に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2の外周面に作用させ、 所定の押圧 力を作用せしめる機能を有する。 なお、 第 2の研磨パッ ド 3 2の半導体ゥェ一ハ 1 2の外周面への押圧力は、 図示しない圧力検出センサによって検出され、 所定 の大きさに制御される。 以上のように構成された外縁部研磨手段 2 0は、 電動モータ M 2を駆動して研 磨パッ ド保持部材 3 4および第 2の研磨パッ ド 3 2を回転させつつ、 第 2の研磨 パッ ド 3 2の外周面を回転テーブル 1 6上に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2の外 周面に押圧することにより、 半導体ゥェ一ハ 1 2の外周面を研磨することができ る。 この際、 回転テーブル 1 6の外径が半導体ゥェ一ハ 1 2の外径より小さく構 成され半導体ゥエーハ 1 2の外周部分が回転テーブル 1 6からはみ出した状態と なっているので、 第 2の研磨パッ ド 3 2と回転テーブル 1 6とは千渉しない。
〈研磨液供給手段〉
研磨液供給手段 5 0は、 回転テーブル 1 6の中心部上側に配設された研磨液供 給用ノズル 5 2を具備している。 この研磨液供給用ノズル 5 2は、 研磨液供給装 置 （図示せず） に接続されており、 回転テーブル 1 6上に保持された半導体ゥェ —ハ 1 2の中心部に研磨液を供給する。 この研磨液は、 例えば化学反応性物質を 含む研磨剤 （即ち、 スラリー） であり、 各種の化学溶液や研磨砥粒等からなって いる。 かかる研磨液を研削中に回転テーブル 1 6上に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2の上面に供給することによって、 化学的機械研磨 （C M P ： Chemi cal echa ni cal Po l i sh i ng)が可能となる。 なお、 本実施形態においては、 研磨液が砥粒を 含む例を示したが、 第 1の研磨パッ ド 2 2および第 2の研磨パッ ド 3 2を固定砥 粒パッ ドとした場合には、 砥粒を含まない研磨液を用いてもよい。 また、 研磨液は、 例えばクェン酸若しくはクェン酸塩等のクェン酸類が 5重量 %以下の割合で添加されていることが望ましい。 クェン酸類は、 水への溶解度が 高く、 毒性が低いので廃液としての害も少ないため、 研磨液に添加する酸として 好ましい。 このようにクェン酸類を研磨液に添加することによって、 研磨によつ て半導体ゥェ一ハから除去されたコンタミネーションが第 1の研磨パッ ド 2 2お よび第 2の研磨パッ ド 3 2の表面に付着し続けないようにすることができる。 従 つて、 研磨液にクェン酸類を添加することにより、 第 1の研磨パッ ド 2 2および 第 2の研磨パッ ド 3 2を介したクロスコンタミネーションの発生を防止すること ができる。 第 1の実施形態におけるコンタミネ一ション除去装置は以上のように構成され ており、 以下その作動について説明する。
先ず、 保持手段 1 4の回転テーブル 1 6上に半導体ゥエーハ 1 2を例えば表面 を上向きにして載置し、 図示しない真空吸着機構を作動して回転テーブル 1 6上 に半導体ゥエーハ 1 2を吸着保持する。 次に、 保持手段 1 4の電動モータ M 3を 駆動して回転テーブル 1 6を回転させた上で、 研磨液供給手段 5 0を作動して研 磨液供給用ノズル 5 2から回転テーブル 1 6上に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2 の上面である表面に研磨液を供給する。 そして、 外縁部研磨手段 2 0の電動モー タ M lを駆動して研磨パッ ド保持部材 2 4および第 1の研磨パッ ド 2 2を回転さ せつつ、 図示しない研磨パッ ド押圧機構を作動して第 1の研磨パッ ド 2 2の下端 面を半導体ゥェ一ハ 1 2の表面外縁部に押圧する。 これと同時に、 外縁部研磨手 段 2 0の電動モータ M 2を駆動して研磨パッ ド保持部材 3 4および第 2の研磨パ ッ ド 3 2を回転させつつ、 図示しない研磨パッ ド押圧機構を作動して第 2の研磨 パッ ド 3 2の外周面を回転テーブル 1 6上に保持された半導体ゥェ—ハ 1 2の外 周面に押圧する。 この結果、 第 1の研磨パッ ド 2 2によって半導体ゥェ一ハ 1 2 の上面外縁部が研磨されるとともに、 第 2の研磨パッ ド 3 2によって半導体ゥェ —ハ 1 2の外周面が同時に研磨され、 半導体ゥエーハ 1 2に付着していたコンタ ミネーションが除去される。 この際、 第 1の研磨パッ ド 2 2と第 2の研磨パッ ド 3 2は離隔して配置されているので、 相互に干渉することなく、 双方の研磨動作 を同時進行させることができる。 なお、 半導体ゥエーハ 1 2から除去されたコン タミネ一ションは、 研磨液に含まれているクェン酸類の作用によって第 1の研磨 パッ ド 2 2および第 2の研磨パッ ド 3 2に付着した状態を維持できずに離脱し、 研磨液とともに排出される。 また、 図示の実施形態においては、 上記研磨中に図示しない研磨パッ ド摇動機 構を作動して第 1の研磨パッ ド 2 2および研磨パッ ド保持部材 2 4を回転テープ ル 1 6の上面と平行な面内において、 回転テーブル 1 6の中心方向に向けて往復 動せしめる。 ここで、 第 1の研磨パッ ド 2 2の往復動の作用について、 図 3を参 照して説明する。 図 3 ( a ) は第 1の研磨パッ ド 2 2を固定して研磨した場合に おける半導体ゥエーハ 1 2のエツジ部分周辺の形状を拡大して示す説明図であり 、 図 3 ( b ) は第 1の研磨パッ ド 2 2を往復動させて研磨した場合における半導 体ゥエーハ 1 2のエツジ部分周辺の形状を拡大して示す説明図である。 図 3 ( a ) に示すように、 第 1の研磨パッ ド 2 2を固定して研磨した場合には 、 半導体ゥエーハ 1 2の外縁部のうち略同一部分が研磨され続けるので、 研磨さ れた部分と研磨されていない部分とに間に段差が生ずる。 このように段差が生ず ると、 段差部にはコンタミネ一シヨンが付着して堆積し易い上に、 かかる部分に 堆積したコンタミネーションは除去しにくい。 これに対して、 図 3 ( b ) に示すように、 第 1の研磨パッ ド 2 2を往復動させ て研磨した場合には、 半導体ゥエーハ 1 2の外縁部を緩やかに傾斜するような形 状に研磨されるので、 上記のような段差が生じず、 エッジ部分周辺が滑らかとな る。 従って、 第 1の研磨パッ ド 2 2を往復動させて研磨することにより、 半導体 ゥェ一ハ 1 2の外縁部に付着しているたコンタミネーションを好適に除去するこ とができるとともに、 研磨された傾斜面にはコンタミネーションが付着し難くな るためクロスコンタミネ一ションの発生を防止することができる。 なお、 上述した第 1の研磨パッ ド 2 2を往復動させて研磨する場合において、 図示しない研磨パッ ド押圧機構による第 1の研磨パッ ド 2 2の押圧力と、 研磨パ ッ ド揺動機構による第 1の研磨パッ ド 2 2の往復運動幅を調整することによって 、 研磨後の半導体ゥェ一ハ 1 2のエッジ部分周辺の形状を制御することができる 。 また、 上述したように、 回転テーブル 1 6の回転軸 1 8と第 1の研磨パッ ド 2 2の回転軸 2 6の軸間距離を調整することにより、 半導体ゥェ一ハ 1 2の外縁部 の研磨幅を調整することができる。 このように、 図示の実施形態におけるコンク ミネ—シヨン装置によれば、 半導体ゥェ一ハ 1 2のエッジ部分周辺の形状や研磨 幅の寸法を需要に応じて調整できるので、 コンタミネ一ション装置の汎用性が高 まる。 以上のようにして、 半導体ゥェ一ハ 1 2の表面外縁部と外周面のコンタミネー シヨンを除去したならば、 半導体ゥエーハ 1 2を反転し裏面を上側にして回転テ —ブル 1 6上に保持し直し、 上述した研磨作業を実施して半導体ゥエーハ 1 2の 裏面外縁部と外周面に付着しているコンタミネーションを除去する。 以上のように、 第 1の実施形態におけるコンタミネ一ション除去装置 1 0は、 半導体ゥエーハ 1 2の表面または裏面の外縁部と外周面とを同時に研磨して半導 体ゥエーハ 1 2に付着しているコンタミネ一ションを効率的に除去することがで きる。 従って、 半導体製造工場の各製造工程間で、 コンタミネーシヨン除去装置 1 0を適用することにより、 クロスコンタミネ一シヨンの発生を防止することが できる。 また、 第 1の実施形態におけるコンタミネーシヨン除去装置 1 0は、 上 述した従来のコンタミネーション除去方法のように、 使い捨ての研磨テープを用 いずに、 比較的長寿命な研磨パッ ドを使用するので、 研磨パッ ドの交換コストを 抑制することができるとともに、 研磨パッ ドの交換回数が低減するため、 生産性 および作業性が高まる。
(第 2の実施形態）
次に、 本発明に従って構成されたコンタミネ一ション除去装置の第 2の実施形 態について、 図 4および図 5を参照して説明する。
第 2の実施形態におけるコンタミネ一ション除去装置 1 0は、 上述した第 1の 実施形態におけるコンタミネーシヨン除去装置 1 0に対して、 保持手段 1 4およ び研磨液供給手段 5 0を 2セッ ト具備したもので、 各手段を構成する各構成要素 は第 1の実施形態におけるコンタミネ一ション除去装置 1 0のものと実質的に同 一の構成であるため、 その説明は省略する。 第 2の実施形態におけるコンタミネーション除去装置 1 0は、 図 4に示すよう に、 半導体ゥェ一ハ 1 2 _ 1を保持する保持手段 1 4一 1と、 半導体ゥエーハ 1
2 — 2を保持する保持手段 1 4一 2と、 保持手段 1 4一 1に保持された半導体ゥ ェ一ハ 1 2 — 1の上面外縁部および保持手段 1 4 - 2に保持された半導体ゥエー ハ 1 2 — 2の上面外縁部を研磨する外縁部研磨手段 2 0と、 保持手段 1 4一 1に 保持された半導体ゥエーハ 1 2— 1の外周面および保持手段 1 4一 2に保持され た半導体ゥエーハ 1 2— 2の外周面を研磨する外周面研磨手段 3 0と、 保持手段
1 4 - 1に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2— 1の上面に研磨液を供給する研磨液 供給手段 5 0 — 1 と、 保持手段 1 4 一 2に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2 — 2の 上面に研磨液を供給する研磨液供給手段 5 0 一 2とを具備している。 外縁部研磨手段 2 0は、 保持手段 1 4 - 1と保持手段 1 4一 2との中間位置に 配設され、 第 1の研磨パッ ド 2 2の下端面が保持手段 1 4一 1の回転テーブル 1
6 一 1に保持された半導体ゥェ—ハ 1 2 — 1の上面外縁部および保持手段 1 4一
2の回転テーブル 1 6— 2に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2— 2の上面外縁部に 作用するように構成されている。 また、 外周面研磨手段 3 0は、 保持手段 1 4 一
1 と保持手段 1 4 一 2との中間位置に上記外縁部研磨手段 2 0と対向するように 配設され、 第 2の研磨パッ ド 3 2の外周面が保持手段 1 4一 1の回転テーブル 1
6 ― 1に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2 — 1の外周面および保持手段 1 4— 2の 回転テーブル 1 6 — 2に保持された半導体ゥェ一ハ 1 2 — 2の外周面に作用する ように構成されている。 ここで、 第 2の実施形態におけるコンタミネ一ション除去装置 1 0を構成する 上記各構成要素の配置および動作について、 図 5を参照して説明する。
図 5に示すように、 保持手段 1 4一 1の回転テーブル 1 6— 1に保持された半 導体ゥェ一ハ 1 2— 1 と保持手段 1 4一 2の回転テーブル 1 6 - 2に保持された 半導体ゥェ一ハ 1 2— 2は、 外縁部研磨手段 2 0を構成する第 1の研磨パッ ド 2 2の回転軸 2 6の回転中心と外周面研磨手段 3 0を構成する第 2の研磨パッ ド 3 2の回転軸 3 6の回転中心とを結ぶ中心線 Lに対して、 線対称となる位置に配置 されている。 なお、 半導体ゥェ一ハ 1 2— 1と半導体ゥエーハ 1 2— 2は、 同一 高さになるように調整される。 このように構成することにより、 第 1の研磨パッ ド 2 2は、 半導体ゥェ一ハ 1 2— 1の上面外縁部 H (斜線で示した領域） と半導 体ゥエーハ 1 2— 2の上面外縁部 H (斜線で示した領域） を、 略同一の研磨幅で 同時に研磨することができる。 また、 第 2の研磨パッ ド 3 2は、 半導体ゥェ一ハ 1 2 - 1の外周面 Sと半導体ゥェ一ハ 1 2— 2の外周面 Sに作用するので、 双方 を同時に研磨することができる。 なお、 第 1の研磨パッ ド 2 2と第 2の研磨パッ ド 3 2は、 相互に干渉し合わない位置に離隔して配置されているので、 双方を同 時に作動することができる。 更に、 図示しない研磨パッ ド揺動機構を作動して第 1の研磨パッ ド 2 2を上記 中心線 Lに沿って往復動させることにより、 半導体ゥエーハ 1 2— 1の上面外縁 部 Hおよび半導体ゥエーハ 1 2— 2の上面外縁部 Hを緩やかに傾斜するような形 状に同時に研磨することができる。 以上のように、 第 2の実施形態におけるコンタミネーシヨン除去装置 1 0は、 2つの半導体ゥエーハ 1 2— 1、 1 2 - 2の上面外縁部 Hおよび外周面 Sを同時 に研磨して、 コンタミネ一シヨンを除去することができるので、 加工時間を低減 して作業効率をより向上させることができる。 なお、 第 2の実施形態におけるコンタミネ一シヨン除去装置 1 0は、 図示しな いロボッ ト等を用いて、 搬入された半導体ゥエーハを保持手段 1 4 一 1の回転テ —ブル 1 6— 1に表面を上向きに載置し、 表面外縁部 Hおよび外周面を研磨した 後に、 この半導体ゥエーハを反転して回転テーブル 1 6— 2に裏面を上向きに載 置し、 裏面外縁部 Hおよび外周面を研磨して搬出するように構成してもよい。 こ のように構成することにより、 流れ作業的に複数の半導体ゥェ一ハの両面を順次 研磨することができるので、 より作業効率が高まり、 生産性を向上することがで きる。 また、 上記のように構成すると、 1つの半導体ゥエー八の外周面 Sが 2回 研磨されることになるので、 コンタミネ一ションの研磨除去残りを確実に防止で
3 以上、 本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、 本発明は実施形態のみ に限定されるものではなく、 本発明の技術思想の範囲において種々の変形は可能 である。
例えば、 上述した実施形態においては、 第 1の研磨パッ ド 2 2および第 2の研 磨パッ ド 3 2は砥粒を含まず、 研磨液に砥粒を加えてスラリー （遊離砥粒） した が、 第 1の研磨パッ ド 2 2および第 2の研磨パッ ド 3 2は砥粒を樹脂等のバイン ダ一で固めた固定砥粒パッ ドとし、 砥粒を含まない研磨液を用いてもよい。 この ように固定砥粒パッ ドを用いることにより、 砥粒が研磨に寄与する効果を向上さ せることができるとともに、 ランニングコス卜の低減も期待できる。 更に、 固定 砥粒パッ ドを用いることにより砥粒を含まない研磨液を使用することができるの で、 この研磨液を廃棄してもスラリ一を廃棄したときに比して環境に及ぼす影響 を防ぐことができる。 また、 上述した実施形態においては、 第 1の研磨パッ ド 2 2としてリング状パ ッ ドを用いた例を示したが、 円板状パッ ドを用いてもよい。 更に、 上述した実施形態においては、 ロール状の第 2の研磨パッ ド 3 2として 円柱状 （またはドラム状） のものを例示したが、 第 2の研磨パッ ド 3 2の外周面 を軸方向中央部から両端に向けて径を徐々に大きくなるような形状にすることに より、 面取り加工されエツジ部が R形状となっている半導体ゥェ一ハの外周面と 好適に接触して研磨することができる。 また、 上述した実施形態においては、 保持手段 1 4は真空吸着機構を用いて半 導体ゥェ一ハ 1 2を吸着保持する例を示したが、 半導体ゥエーハ 1 2を接着剤ま たは粘着テープ等の粘着手段を用いて着脱可能に保持するように構成してもよい
また、 上述した実施形態においては、 研磨パッ ド揺動機構によって揺動される 第 1の研磨パッ ド 2 2は直線的な往復運動をする例を示したが、 第 1の研磨パッ ド 2 2は少なくとも半導体ゥエーハ 1 2の中心に向かう方向の往復運動を含む運 動を行えはよく、 例えば第 1の研磨パッ ド 2 2は回転テーブル 1 6の上面と平行 な面内で円運動させてもよい。 更に、 上述した実施形態においては、 第 1の研磨パッ ド 2 2および第 2の研磨 パッ ド 3 2を矢印で示す方向に回転する例をしめしたが、 第 1の研磨パッ ド 2 2 および第 2の研磨パッ ド 3 2の回転方向は矢印と反対方向であってもよい。 また、 上述した第 2の実施形態においては、 2つの保持手段 1 4— 1 、 1 4一 2を具備した例を示したが、 3つ以上の保持手段を備え外縁部研磨手段と外周面 研磨手段および研磨液供給手段を適宜配置するとにより、 3枚以上の半導体ゥェ ーハを同時に研磨可能となる。 また、 上述した第 2の実施形態においては、 2つの保持手段 1 4 _ 1 、 1 4 一 2と 1つの外縁部研磨手段 2 0および 1つの外周面研磨手段 3 0を用いて 2枚の 半導体ゥエーハを同時に研磨する例を示したが、 2つの保持手段 1 4一 1 、 1 4 一 2と 1つの外縁部研磨手段 2 0および 2つの外周面研磨手段 3 0を用いる構成 としてもよく、 2つの保持手段 1 4— 1 、 1 4— 2と 2つの外縁部研磨手段 2 0 および 1つの外周面研磨手段 3 0を用いる構成としてもよい。 産業上の利用可能す生 以上説明したように本発明によれば、 半導体ゥエーハの表面または裏面の外縁 部と外周面とを同時に研磨してコンタミネ一ションを好適に除去できるので、 ク ロスコンタミネーションの発生を防止することができる。 更に、 本発明によれば 、 寿命の長い研磨パッ ドを使用するので、 研磨パッ ドの交換コストを抑制するこ とができるとともに、 研磨パッ ドの交換回数が低減するため、 生産性および作業 性が高まる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 半導体ゥエーハの表面外縁部または裏面外縁部および外周面に付着したコ ンタミネ一ションを除去するためのコンタミネーション除去装置であって、 半導体ウェハを保持する回転テーブルと、 該回転テーブルを回転駆動する回転 駆動手段とを備えた保持手段と、
該回転テーブルの回転軸と平行に配設された回転軸を有し該回転テーブル上に 保持された半導体ゥェ一ハの上面外縁部に端面が作用するリング状または円板状 の第 1の研磨パッ ドと、 該第 1の研磨パッ ドの回転軸を回転駆動する回転駆動手 段とを備えた外縁部研磨手段と、
該回転テーブルの回転軸と平行に配設された回転軸を有し該回転テーブル上に 保持された半導体ゥェ一ハの外周面に外周面が作用するロール状の第 2の研磨パ ッ ドと、 該第 2の研磨パッ ドを回転駆動する回転駆動手段とを備えた外周面研磨 手段と、
該回転テーブル上に保持された半導体ゥエーハの上面に研磨液を供給する研磨 液供給手段と、 を具備している、
ことを特徴とするコンタミネーシヨン除去装置。
2 . 該第 1の研磨パッ ドの回転軸は、 該回転テーブル上に保持された半導体ゥ エーハの外周面より外側に配置される、 請求項 1記載のコンタミネーション除去
3 . 該第 1の研磨パッ ドは、 該回転テーブル上の中心方向に向けて往復動可能 である、 請求項 1記載のコンタミネーシヨン除去装置。
4 . 該第 1の研磨パッ ドおよび該第 2の研磨パッ ドは、 砥粒を含んだ固定砥石 パッ ドからなつている、 請求項 1記載のコンタミネ一ション除去装置。
5 . 該保持手段は複数備え、 該複数の保持手段の各回転テーブル上に保持され た半導体ゥェ一ハを少なくとも 1つの該第 1の研磨パッ ドおよび該第 2の研磨パ ッ ドによって同時に研磨する、 請求項 1記載のコンタミネーション除去装置。
6 . 該研磨液は、 クェン酸類を含む、 請求項 1記載のコンタミネ一シヨ ン除去
7 . 該研磨液は、 砥粒を含んでいる、 請求項 1記載のコンタミネーシヨン除去
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