A7 559582 五、發明說明(/ ) 【技術領域】 --------------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係有關硏磨裝置、硏磨方法、半導體元件之製 造方法及製造裝置,特別係有關在半導體晶圓、光學透鏡 、磁碟基板等之圓形基板的邊緣部之硏磨所使用之硏磨裝 置、硏磨方法等。 【習知技術】 習知,對半導體晶圓、光學透鏡、磁碟基板等之圓形 基板的邊緣部,以所欲之平面度來進行硏磨之技術已眾所 周知。 特別地,針對半導體晶圓,在其出貨前,進行其表面( 元件形成面)、背面及邊緣部之硏磨,並使用硏磨後之半導 體晶圓,在半導體元件之製程上,於元件形成面形成由半 導體膜、金屬膜所形成之元件構造。 在此情況,在由半導體膜、金屬膜所形成之半導體晶 圓,於成膜後,進行使其平坦化之化學方式、機械方式之 硏磨(以下稱之爲「CMP」硏磨),其後,透過洗淨將附著 於半導體晶圓全體(表面、背面、邊緣部)之物質(構成半導 體膜、金屬膜之各種物質)予以除去。 但,在近年來欲圖高密度化之半導體元件,如眾所周 知,所殘餘之不要物質會對元件特性造成影響。此外,在 僅洗淨上述之半導體元件全體方面,在不影響元件特性來 對附著於半導體晶圓上之不要物質無法充分地除去。特別 地,即使針對該邊緣部進行洗淨,亦容易殘留不要物質。 此係由於半導體晶圓之邊緣部面比表面及背面具有更多凹 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 559582 A7 ____ B7_______ 五、發明說明(2 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 凸部’因此不要物質很容易滲入,而附著於該凹凸部之不 要物質’即使加以洗淨亦很難除去所造成。然而,習知並 未揭示將半導體晶圓之邊緣部之不要物質有效果且短時間 地加以除去之方法。 惟,一般而言,用以硏磨邊緣部之硏磨裝置已揭示有 例如特開平9-85600號公報。 該習知之硏磨裝置50,如圖20所示,具有:藉由馬 達而以旋轉軸51R爲中心來旋轉之鼓輪51、安裝於該鼓輪 51之硏磨構件52、傾斜台56、用以吸附半導體晶圓10之 挾持台57等。 --線· 在進行對半導體晶圓10之邊緣部11之硏磨時,如虛 線般使傾斜台56傾斜,而被吸附於挾持台57之半導體晶 圓10係以既定角度接觸於鼓輪51之硏磨構件52。此時, 在邊緣部11與硏磨構件52之接觸部分,以噴嘴54來供給 泥狀硏磨液。又,圖中符號58係用以覆蓋硏磨裝置50全 體之上蓋。 由於該泥狀硏磨液係含有對人體有害之化學物質,因 此必須防止其在硏磨裝置50內之飛散。爲了防止飛散,雖 以蓋體53覆蓋鼓輪51,但由於在蓋體53設置窗部53A來 使邊緣部11接觸於硏磨構件52,因此,泥狀硏磨液會從 該窗部53A往外部飛散。 飛散之泥狀硏磨液會附著於硏磨裝置50內而造成弄污 之原因。又,若隨時間之經過而使其乾燥,泥狀硏磨液之 成分會浮遊於硏磨裝置50之氣氛中,亦對半導體晶圓造成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 _ B7 _ 五、發明說明($ ) 污染。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又,在將泥狀硏磨液回收後,廢棄、再利用之情況, 在習知之硏磨裝置50,由於飛散之泥狀硏磨液會附著於內 部之壁面等,因此很難達成高回收效率。 進而,在進行硏磨裝置之維修、檢查作業之情況,若 有害之泥狀硏磨液附著於裝置內部時,則無法安全地進行 該作業。 又,如上述習知之硏磨裝置50,由於其硏磨構件52 之硏磨面52A在鼓輪51表面形成圓柱狀,當對半導體晶 圓10之邊緣部11之上側斜面及下側斜面進行硏磨時,若 將吸附於挾持板57之半導體晶圓10暫時拆離,則必須再 將其重複吸附。 又,在習知之硏磨裝置50,由於半導體晶圓10之邊 緣部11係與圓柱狀之硏磨面52A呈點接觸,因此需要長 時間來硏磨半導體晶圓1〇之邊緣部11全周。 在此種半導體元件之製程上,即使欲進行邊緣部11之 硏磨,會造成硏磨時間長、產能低下之情況。 【發明之揭示】 本發明有鑑於此,其第1目的係提供當對基板之邊緣 部進行硏磨時,不會使泥狀硏磨液往外部飛散之硏磨裝置 〇 本發明之第2目的,係提供在半導體元件之製造方法 上,欲圖有效地除去附著於半導體晶圓之邊緣部之殘留物 質,並可提升良率之半導體元件之製造方法及製造裝置。 ____5__—--—-----— _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 559582 a7 ____ B7____ — - 一 〜^ 五、發明說明(> ) 本發明之第3目的,係提供能於短時間硏磨圓形基抜 之邊緣部之硏磨裝置。 Γ 请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之第4目的,係提供在半導體元件之製造方法 上,可有效地且於短時間除去附著於半導體晶圓之邊緣部 之殘留物質,提高良率,從而提高產能之半導體元件之製 造方法。 爲達成上述目的之第1發明之硏磨裝置,係具備:硏 磨構件,在內面具有大致圓錐狀之硏磨面;旋轉部,可使 前述硏磨構件沿前述大致圓錐狀之硏磨面之軸的周圍旋轉 ;保持部,用以邊旋轉邊保持基板;及移動部,移動前述 保持部,俾使前述基板之邊緣部以既定角度接觸於前述硏 磨面。 線· 依本發明,由於基板之邊緣部係與在內面具有大致圓 錐狀之硏磨面之硏磨構件邊接觸邊硏磨,因此在硏磨時, 即使供給硏磨液,亦不會使其往外側飛散。 在此硏磨裝置,較佳爲前述硏磨構件由第1硏磨部及 第2硏磨部所構成,前述第1硏磨部之硏磨面係呈沿前述 旋轉部之軸方向往下側擴大之大致圓錐狀’前述第2硏磨 部之硏磨面係呈沿前述旋轉部之軸方向往上側擴大之大致 圓錐狀,前述移動部係移動前述保持部,俾使前述基板之 邊緣部選擇性地與前述第1硏磨部之硏磨面及前述第2硏 磨部之硏磨面接觸。 藉此,由於硏磨構件係由:第1硏磨部,具有相對於 軸方向往下側擴大之大致圓錐狀之硏磨面;以及第2硏磨 —一 —. f\ 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 ____B7_____ 五、發明說明(f ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 部,具有相對於軸方向往上側擴大之大致圓錐狀之硏磨面 所構成,因此,可不必翻轉基板即可對基板邊緣部之上側 斜面以及下側斜面進行硏磨。 進而,較佳係設置:硏磨液供給部,供給硏磨液至前 述硏磨構件;及硏磨液回收部,由下方覆蓋前述大致圓錐狀 之空間。 此外,較佳係前述硏磨構件之硏磨面,在至少與前述 基板接觸之部分,配置成相對於前述旋轉部之旋轉軸傾斜 30〜70度。 藉此,由於硏磨構件之硏磨面,在至少與前述基板接 觸之部分,配置成相對於旋轉軸傾斜30〜70度,因此,相 對於被硏磨基板之直徑,可以所欲之値來設定上側斜面、 下側斜面的角度,且可使裝置小型化。 爲達成前述目的之第2發明之硏磨裝置,係硏磨基板 之邊緣部,其特徵係具備:第1硏磨部,具有第1硏磨面 ,用以硏磨前述邊緣部上側之斜面;第2硏磨部,具有第 2硏磨面,用以硏磨前述邊緣部下側之斜面;及接觸部, 以既定角度將前述基板之邊緣部之前述上側之斜面接觸於 前述第1硏磨面,並且,以既定角度將前述下側之斜面接 觸於前述第2硏磨面。 依本發明,由於係以第1硏磨部之第1硏磨面及第2 硏磨部之第2硏磨面來對圓形基板進行邊緣硏磨,因此可 縮短圓形基板之邊緣硏磨之處理時間。 在該硏磨裝置,較佳係前述第1硏磨部具有第1硏磨 7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 559582 A7 __-- _ B7____ 五、發明說明(石) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 構件(在內面具有大致圓筒狀之第1硏磨面),並且可在 前述大致圓筒狀之第1硏磨面之軸的周圍旋轉;前述第2 硏磨部具有第2硏磨構件(在內面具有相對於前述軸偏心 而定位之大致圓筒狀之第2硏磨面),並且可在前述大致 圓筒狀之第2硏磨面之軸的周圍旋轉;及具有保持部,用 以邊旋轉邊保持基板。 藉此,由於係以第1硏磨部之大致圓筒狀之第1硏磨 面及第2硏磨部之大致圓筒狀之第2硏磨面來進行硏磨, 因此可擴大前述邊緣部與第1硏磨面及第2硏磨面之接觸 面積,並縮短邊緣硏磨之處理時間。 爲達成前述目的之第3發明之硏磨裝置,係具有:硏 磨皮帶,形成有1個或2個以上之硏磨面;驅動部,驅動 該硏磨皮帶;及皮帶調整部,可對應進行硏磨之基板半徑 來調整硏磨方向之曲率半徑。 依本發明,由於形成有第1硏磨面及第2硏磨面兩者 之硏磨皮帶,係可自由調整在第1、第2硏磨面之曲率半 徑’因此不論基板之半徑爲何,皆可硏磨該邊緣部。又, 由於基板之邊緣部與第1硏磨面及第2硏磨面之接觸面積 可自由調整,因此可擴大其接觸面積,並縮短其處理時間 〇 在該硏磨裝置,較佳係在前述硏磨皮帶至少形成第1 硏磨面及第2硏磨面;及具有皮帶調整部,可對應進行硏 磨之基板半徑來調整前述第1、第2硏磨面之至少一方之 曲率半徑。 _ 兮 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 559582 A7 B7 五、發明說明(7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 藉此,由於可藉由皮帶調整部來適當調整硏磨皮帶;^ 第1硏磨面及第2硏磨面之曲率半徑,因此,即使對相舞 直徑之圓形基板,亦可同時進行邊緣硏磨。 爲達成前述目的之第4發明之硏磨方法,係具有:f吏 第1硏磨部(具有大致圓筒狀之第1硏磨面,並硏磨基丰友 之邊緣部上側之斜面)繞著前述大致圓筒狀之第1硏磨面 之軸的周圍旋轉之步驟;使第2硏磨部(具有大致圓筒狀 之第2硏磨面,並硏磨前述邊緣部下側之斜面)繞著前述 大致圓筒狀之第2硏磨面之軸的周圍旋轉之步驟;及使前 述基板之邊緣部上側之斜面與第1硏磨面、及前述邊緣部 下側之斜面與第2硏磨面,選擇性地或同時接觸之步驟。 依本發明,由於基板之邊緣部係以第1硏磨部之大致 圓筒狀之第1硏磨面及第2硏磨部之大致圓筒狀之第2硏 磨面來進行硏磨,因此可擴大前述邊緣部與第1硏磨面及 --線- 第2硏磨面之接觸面積,並更加縮短邊緣硏磨之處理時間 〇 爲達成前述目的之第5發明之半導體晶圓之硏磨方法 ,係具有:邊旋轉半導體晶圓邊予以保持之步驟;及以既 定角度將前述半導體晶圓之邊緣部接觸於硏磨構件(在內 面具有大致圓錐狀之硏磨面,繞著前述大致圓錐狀之硏磨 面之軸的周圍旋轉)之前述硏磨面之步驟。 爲達成前述目的之第6發明之半導體元件之製造方法 ,係包含:連續進行對半導體晶圓之邊緣部之硏磨、及對 元件形成面之CMP硏磨之步驟。 ---9------ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 559582 A7 _____B7 __ 五、發明說明(g ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲達成前述目的之第7發明之半導體元件之製造方法 ,係包含:連續進行以前述第5發明來對半導體晶圓之邊 緣部之硏磨、及對元件形成面之CMP硏磨。 依第5發明及第6發明,在元件製程上,由於有效率 地進行對半導體晶圓之邊緣部之硏磨、及對元件形成面之 CMP硏磨,因此,即使在欲圖高密度化之半導體元件之製 造,亦可有效地除去附著於半導體晶圓之不要物質。特別 地,對於附著於邊緣部而殘留之物質,可減少在其後製程 之對元件形成之影響。 爲達成前述目的之第8發明之半導體元件之製造方法 ,係:連續進行對半導體晶圓之元件形成面之CMP硏磨、 及以前述第4發明之硏磨方法來對邊緣部之硏磨。 依本發明,在元件製程上,由於有效率地進行對半導. 體晶圓之邊緣部之硏磨、及對元件形成面之CMP硏磨,因 此,即使在欲圖高密度化之半導體元件之製造,亦可有效 地除去附著於半導體晶圓之不要物質。特別地,對於附著 於邊緣部而殘留之物質,可減少在其後之製程之對元件形 成之影響。 爲達成前述目的之第9發明之半導體元件之製造裝置 ,係連續設置:第1硏磨單元,用以硏磨半導體晶圓之邊 緣部;第2硏磨單元,用以硏磨半導體晶圓之元件形成面 :及洗淨室,針對以前述第2硏磨單元所硏磨後之半導體 晶圓進行洗淨處理。 依本發明,由於可連續進行在第1硏磨單元之半導體 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 559582 A/ ____B7_____ 五、發明說明(《) 晶圓之邊緣部之硏磨、在第2硏磨單元之半導體晶圓之元 件形成面之硏磨、及在洗淨室之對半導體晶圓之洗淨處理 ,因此,可藉由縮短半導體元件之製造時間,來提高產能 〇 【圖式之簡單說明】 圖1係表示本發明之第1實施形態之硏磨裝置之構造 之截面圖。 圖2係以硏磨裝置來硏磨半導體晶圓之邊緣部之狀態 之立體圖。 圖3係作用於附著在硏磨面之泥狀硏磨液之力之說明 圖。 圖4係表示半導體晶圓之邊緣部的形狀之圖。 圖5係邊緣硏磨時之硏磨構件與半導體晶圓之角度之 說明圖。 圖6係硏磨面的傾斜角度與半導體晶圓的角度之關係 之說明圖。 圖7係對構成硏磨構件之硏磨布的鼓輪內壁之貼合方 法之示意圖。 圖8係在鼓輪設置硏磨構件之範例之示意圖。 圖9係在輔助板設置開口的形狀之示意圖。 圖10係表示本發明之第2實施形態之硏磨裝置之圖。 圖11表示本發明之第3實施形態之硏磨裝置1〇0之 構造之截面圖。 圖12係以硏磨裝置來硏磨半導體晶圓之邊緣部之狀態 ---- 11_______ 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
559582 A7 〜--__57 —------ _· 一 五、發明說明(丨。) 之立體圖。 圖13表示本發明之第4實施形態之硏磨裝置之構造圖 〇 圖14表示本發明之第4實施形態之硏磨裝置之要部之 立體圖。 圖15係表示硏磨皮帶與彗形構件之位置關係之截面圖 〇 圖16係表示彗形構件之立體圖。 圖17係表示在曲面配置有滾子之彗形構件之立體圖。 圖18係表示本發明之實施形態之半導體製造裝置之圖 〇 圖19係將半導體製造裝置用於半導體元件之製程之示 意圖。 圖20係表示習知之硏磨裝置50之圖。 【發明之較佳實施形態】 以下,雖以較佳之實施形態來說明本發明’惟本發明 之範圍並未限於該說明。 (第1實施形態) 以下,以圖1至圖9來說明本發明之第1實施形態。 圖1係表示本實施形態之硏磨裝置1〇〇之截面圖° 如該圖所示,硏磨裝置1〇〇,係由:鼓輪(旋轉部)120 、傾斜台130、上蓋140、硏磨液回收桶(硏磨液回收部 )150、鼓輪旋轉部160、壓著用汽缸170等所構成。 其中鼓輪120係藉由軸承121以旋轉自如方式固定於 ________12------------一 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · · 丨線· A7 559582 ___ —__B7____ 五、發明說明(") 框體102(固定於作業台101)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在鼓輪120內部,安裝硏磨構件122(形成有往下側擴 大且呈大致圓錐狀之硏磨面120A)。該硏磨構件122係由 發泡型之硏磨墊(例如,羅碟爾尼達公司製之SUBA400(商 品名))。 在鼓輪120外周設置滑輪163,而安裝於該滑輪163 與鼓輪旋轉用馬達161側之滑輪162係被懸架於驅動皮帶 164。藉由鼓輪旋轉用馬達161來驅動該驅動皮帶164,俾 使鼓輪120能以往下側擴大且呈大致圓錐狀之硏磨面i2〇A 之軸(旋轉軸120R)爲中心來旋轉。又,在鼓輪120安裝曲 折軸123以覆蓋與框體102間之間隙。 傾斜台130係設於該鼓輪120內部。傾斜台130具備 :邊旋轉邊保持半導體晶圓(基板)1〇之挾持台(保持部)131 、安裝有挾持台131之臂部135、台旋轉用馬達132、用來 調整臂部135的角度之角度調整部133、上下動調整部134 。藉由前述角度調整部133,能相對於硏磨面122A以既定 角度(2),使被吸附保持於挾持台131之半導體晶圓10傾 斜。 壓著用汽缸(移動部)170移動傾斜台130全體,俾使被 吸附於挾持台131之半導體晶圓10以一定之力壓著於該硏 磨面122A。 在如此所構成之硏磨裝置100,鼓輪120的上部係呈 開放(上部開放端120A),由此朝向半導體晶圓10,並由噴 嘴(硏磨液供給部)182來供給泥狀硏磨液(250ml/min)。該 ---- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 559582 A7 ----BL___ 五、發明說明(θ) 噴嘴182,係連接於硏磨液供給用管181,並可朝任意方向 之撓性構造。在此係朝向半導體晶圓1〇之邊緣部11 °鼓 輪120的上部開放端120Α係被上蓋140所覆蓋。 又,在硏磨裝置1〇〇,鼓輪120的下部係呈開放(下側 開放端120Β)。在此下側開放端120Β連設鼓輪側緣126, 進而,在其下方於作業台1〇1側設置硏磨液回收桶150 ’ 俾覆蓋下側開放端120Β(及鼓輪側緣126)全體。 該硏磨液回收桶15 0,係以一定間_配置’使其不接 觸所旋轉之鼓輪120,並安裝構成其底部之排水管191、吸 氣管192。此處,吸氣管192,係以減壓栗(省略圖不)等來 吸引呈霧狀的泥狀硏磨液而設置於鼓輪120內部(氣氛中) 。由於從噴嘴182朝邊緣部11而供給的泥狀硏磨液被吸氣 管192所吸引,因此,泥狀硏磨液不會從上部開放端12〇Α 往上方飛散。 其次,以圖2及圖3來說明構成硏磨裝置1〇〇之鼓輪 120、傾斜台130、及鼓輪旋轉部160之關係。 在鼓輪120內之硏磨面122Α,係在與邊緣部11相接 觸之處(圖2中,虛線之圓S所示之部分),相對於旋轉軸 120R以既定之傾斜角度0 1(30〜70度)傾斜(圖3最適値約 爲60度)。 硏磨時,鼓輪120係藉由鼓輪旋轉用馬達161之旋轉 ,來進行例如圖中以箭頭X所示之方向高速旋轉(例如 lOOOrpm)。另一方面,被挾持台131所吸附之半導體晶圓 10,係相對於硏磨面122A形成既定角度β 2而傾斜臂部 ________Li__ t、紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線! I el n n n ϋ n n ϋ n ϋ n ϋ ϋ ϋ n ϋ ϋ I ϋ . 559582 A7 _____B7 _ 五、發明說明(丨)) 135,在此狀態,藉由台旋轉用馬達132(圖1),沿圖2中 箭頭Y所示之方向低速旋轉(0.5〜2rPm)。 如此臂旋轉後之半導體晶圓1〇,係藉由壓著用汽缸 170沿圖中箭頭Z方向移動,以既定角度02使半導體晶 圓10之邊緣部11接觸於硏磨面122A,來進行邊緣硏磨。 又,藉由傾斜台130之上下動機構133,使挾持台131可 進行上下動,移動邊緣部11與硏磨面122A之接觸處,而 可進行使用硏磨構件122全體之硏磨。 又,如圖3所示,藉由以既定之傾斜角度1使硏磨面 122A相對於旋轉軸120R傾斜,使附著於硏磨面122A之 泥狀硏磨液透過離心力F1與來自硏磨面122A之阻力F2 兩者之合力F3,來導引使其沿硏磨面122A之下方。結果 ,可將泥狀硏磨液有效率地回收至硏磨液回收桶150。 在此,以圖4、圖5來說明有關半導體晶圓1〇之邊緣 硏磨。 在此實施形態,藉由硏磨裝置100,來對半導體晶圓 10之邊緣部11之3個面(下側斜面11B、中面11C、上側 斜面11A)。 此處,上側斜面11 A、下側斜面11 B,係進行邊緣 硏磨以使其角度(相對於半導體晶圓10之面的角度)^a、 形成既定角度。 該半導體晶圓10之邊緣硏磨,首先,如圖5(a)所示, 半導體晶圓10之背面10Β側係被挾持台131所吸附(元件 形成面在上面),挾持台131邊低速旋轉,邊與高速旋轉之 L_,_ 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) ' ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ---I 1---訂---------I · A7 559582 ___B7 _ 五、發明說明(# ) 硏磨面122A相接觸。在此情況,設定相對於半導體晶圓 10之硏磨面122A之角度0 2,以使上側斜面11 A之角度 Θ a形成所欲之角度。例如,角度Θ a爲22度時,角度0 2 爲22度,角度0a爲37度時,角度Θ 2爲37度。 當該上側斜面11A之硏磨結束時’其次,對中面11C 進行硏磨。該硏磨係使半導體晶圓1〇與硏磨面122A之角 度Θ2形成大致90度來進行。 當該中面11C之硏磨結束時,使半導體晶圓10翻轉 ,使元件形成面10A吸附於挾持台131。在此情況,設定 相對於半導體晶圓10之硏磨面122A之角度0 2,以使上 側斜面11 B之角度0 b形成上述之値。在此情況亦與上述 同樣地,角度0b爲22度時,角度0 2爲22度,角度6>b 爲37度時,角度02爲37度。 其次,以圖6來說明相對於硏磨面122A之旋轉軸 120R的傾斜角度0 1。 如上述般,在進行邊緣硏磨時,必須使半導體晶圓1〇 相對於硏磨面122A形成既定角度0 2,以使上側斜面11 A 、下側斜面ΠΒ形成既定角度(角度0a爲22度時,角度 02爲22度,角度0a爲37度時,角度02爲37度)。 另一方面,硏磨裝置100之鼓輪12〇的內徑,雖設定 爲可充份地將半導體晶圓10容納於硏磨構件122內側,惟 由於硏磨裝置100全體之小型化,故越小越好。 如上述般,在進行邊緣硏磨時,必須使半導體晶圓1〇 相對於硏磨面122A形成既定角度(例如,使$ 2=22度)。 _______1^.____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐)一 --- --------------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . -線. A7 559582 _____^____ 五、發明說明(Κ ) 此處,如圖6(a)所示,考慮到相對於硏磨面122Α之 旋轉軸120R的傾斜角度0 1較小(較傾斜)之情況。在使用 該硏磨面,以既定角度0 2來硏磨上側或下側斜面之情況 ,必須使半導體晶圓10相對於硏磨面122Α僅傾斜角度6» 2。此處,若傾斜角度0 1越小,則相對於旋轉軸120R的 傾斜角度β 1越小(較傾斜)。 此時,在大致圓錐狀的硏磨面122Α內側,當半導體 晶圓10超過某限度而較傾斜時,半導體晶圓10之邊緣部 11會與硏磨面122A的2點接觸(圖6(a)之X符號),較不理 术目。 鑒於以上之點,硏磨面122Α之傾斜角度θ 1,如圖 6(b)所示,係根據半導體晶圓1〇之直徑、在大致圓錐狀的 硏磨面122Α之硏磨位置(與邊緣部11的接觸部分)之內徑 、上側斜面11 Α及下側斜面11Β的角度Θ a、0b來決定 ,俾使該半導體晶圓1〇形成緩和傾斜。在此實施形態,在 硏磨面122A之硏磨部分(圖2之圓S所示之處)之直徑,係 使用18英吋之鼓輪120,俾能對上側斜面11 A及下側斜面 11 B的角度0a、0b邊緣硏磨爲22度,而將硏磨面122A 之傾斜角度0 1設定爲60度。又,傾斜角度0 1其値較佳 係大致30〜70度,以可進行硏磨之半導體晶圓1〇之直徑、 半導體晶圓10之小型化、以及檢測上側斜面11A及下側 斜面11 B的角度Θ a、0 b。 在鼓輪120之內壁,當將硏磨構件120設置成大致圓 錐狀時’例如,將如圖7(a)所示之形狀之硏磨布124貼著 — ------p- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 馨: 一5J· · -丨線· A7 559582 B7__ 五、發明說明(4 於鼓輪120之內壁(圖7(b))。 此處,藉由事先將硏磨布124之貼著面124A 當使鼓輪120沿圖7(b)中箭頭所示之方向旋轉時,透 削之效果,而將在鼓輪120內形成霧狀之泥狀硏磨液; 方(硏磨液回收桶150側)導引。 又,在硏磨面122Α之下側開放端120Β側,如圖8所 示,亦可配置設置有硏磨構件125之輔助板126。在該輔 助板126,硏磨構件125之硏磨面125Α係相對於旋轉軸 120R形成往上側擴大之大致圓錐狀。 藉由事先設置硏磨構件125,僅以上下動機構133來 使挾持台131沿圖8之箭頭方向進行上下動(不必翻轉半導 體晶圓10),即可進行上側斜面11 Α及下側斜面11 Β之邊 緣硏磨。中面11C係在挾持台131傾斜之狀態下進行,俾 使半導體晶圓10與硏磨面122A或125A形成垂直。 在此情況,於輔助板126之外周部126B,如圖9(a)所 示,設置多數之開口 126C,俾將泥狀硏磨液導引至其下方 之硏磨液回收桶150。 該開口 126C之截面形狀,如圖9(b)般形成傾斜,當 鼓輪120沿圖中箭頭方向旋轉時,藉由開口 126C之截面 形狀風削效果,使在鼓輪120內之泥狀硏磨液往下方(硏磨 液回收桶150側)導引且有效率地回收。 又,由於硏磨構件125之硏磨面125A亦如圖8所示 般,相對於旋轉軸120R傾斜角度4,因此,附著於硏磨面 150A之泥狀硏磨液,藉由離心力與阻力之合力,而導引朝 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297S>爱1 " " 訂: -線- A7 559582 _ _B7___ —— 五、發明說明((7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 輔助板126之外周部126B。藉此,泥狀硏磨液可有效率地 從開口 126C回收於硏磨液回收桶150。 如以上之說明,在第1實施形態之硏磨裝置1〇〇,由 於在進行邊緣硏磨所供給之泥狀硏磨液不會往鼓輪120之 外側飛散且可將其回收於硏磨液回收桶15〇 ’因此’泥狀 硏磨液不會使硏磨裝置100污染,並且不會污染到半導體 晶圓10、可有效率地回收泥狀硏磨液且將其廢棄或再利用 。又,由於泥狀硏磨液不會往鼓輪120之外側飛散,因此 可容易地進行硏磨裝置1〇〇之維修及檢查作業。 (第2實施形態) 其次,以圖10來說明本發明之第2實施形態之硏磨裝 置 200。 在此第2實施形態,硏磨構件210係由第1硏磨部 220、及第2硏磨部230所構成。 此處,第1硏磨部220,硏磨面220A係相對於旋轉軸 210R,形成往下側擴大之大致圓錐狀。又,第2硏磨部 230,硏磨面230A係相對於旋轉軸210R,形成往上側擴 大之大致圓錐狀。 又,鼓輪210,係藉由具有與第1實施形態之鼓輪旋 轉部160相同機構之鼓輪旋轉部260來高速旋轉。 在該硏磨裝置200,當藉由第1硏磨部220來硏磨半 導體晶圓10之邊緣部11時,泥狀硏磨液係如圖中箭頭X 所示之方向般,透過配置於鼓輪210下方之硏磨液回收桶 250而導引至硏磨液回收部290。另一方面,當藉由第2硏 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 _ B7___ 一 五、發明說明(β ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 磨部230來硏磨半導體晶圓1〇之邊緣部11時,泥狀硏磨 液係如圖中箭頭γ所示之方向般,透過配置於鼓輪220上 方之上部回收部240而導引至硏磨液回收部290。 此時,由於硏磨面220A、230A相對於旋轉軸210之 傾斜角度11、0 21係形成既定之値(例如60度),因此’ 附著於硏磨面220A、230A之泥狀硏磨液係藉由離心力與 來自硏磨面220A、230A之阻力兩者之合力,而分別導引 往硏磨面220A下方、及硏磨面230A上方。結果,可透過 上部回收部240及硏磨液回收桶250,有效率地將泥狀硏 磨液回收於硏磨液回收部290。又,硏磨裝置200之挾持 台等其他構成係與上述第1實施形態之硏磨裝置1〇〇相同 ,故省略其詳細說明。 _線_ 在此第2實施形態之硏磨裝置200,由於在進行邊緣 硏磨時所供給之泥狀硏磨液,亦不會往鼓輪210外側飛散 ,並可將其回收於硏磨液回收部290,因此,泥狀硏磨液 不會污染到硏磨裝置200,並且亦不會污染到半導體晶圓 ,可有效率地回收泥狀硏磨液,並將其廢棄、再利用。又 ,由於泥狀硏磨液不會往鼓輪210外側飛散,因此,可容 易地進行硏磨裝置200之維修、檢查作業。 又,在上述第1、第2實施形態,雖已說明對半導體 晶圓10之邊緣部11進行硏磨之硏磨裝置1〇〇、200,惟本 發明當然亦可適用於光學透鏡、磁碟基板等圓形基板之邊 緣部的硏磨。 (第3實施形態) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 559582 a7 ______B7 ____ 五、發明說明〇?) 圖11係表示本實施形態之硏磨裝置300之截面圖。 如圖所示,硏磨裝置300具備:第1鼓輪(第1硏磨部)310 、第2鼓輪(第2硏磨部)320、挾持座33〇、硏磨液回收桶 350、第1鼓輪旋轉部360、第2鼓輪旋轉部370、第1壓 著用汽缸381(接觸部)、及第2壓著用汽缸382(接觸部)等 〇 該第1鼓輪310係以旋轉自如方式’透過軸承311而 安裝於框體302。 又,框體302,係以滑動自如方式安裝於線性導件 301A(在作業台301形成有方塊部302A)。框體302係透過 第1壓著用汽缸381,以可旋轉方式邊支撐第1鼓輪310, 邊相對於作業台301移動(沿圖11中箭頭A之方向)。 在第1鼓輪310內部設置有第1硏磨構件312。該第 1硏磨構件312在其內壁具有圓筒狀之硏磨面312A。 又,在第1鼓輪310外周設置有滑輪363,該滑輪 363及安裝於鼓輪旋轉用馬達361側之滑輪362係透過第1 驅動皮帶364來懸架。藉由以鼓輪旋轉用馬達361來驅動 該第1驅動皮帶364,俾使第1鼓輪310以圓筒狀之硏磨 面312A之軸(旋轉軸310R)爲中心而旋轉。 又,在第1鼓輪310內側設置有挾持座(保持部)330。 挾持座330具備使半導體晶圓10相對於旋轉軸310R以既 定角度1邊傾斜邊旋轉保持之挾持板331、台旋轉用馬達 332、升降驅動機構334。 此處,當藉由前述第1壓著用汽缸381使第1鼓輪 尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210 X 29^1 公爱1 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂.· 線· A7 559582 ______B7 ____ 五、發明說明(/) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 310沿框體302圖中左方向移動時,以既定角度1邊傾斜 邊旋轉之半導體晶圓10之邊緣部11(上側斜面11A)係以一 定之力被壓著於硏磨面312A。 又,在第1鼓輪310上部設置套環部325,俾從下側 覆蓋第2鼓輪320之下側開方端320B全體。該套環部325 ,係用以將由噴嘴383、384供給至半導體晶圓10而飛散 之泥狀硏磨液之部分導引至第1鼓輪310內部。又,在第 1鼓輪310下部設置鼓輪側緣326。該鼓輪側緣326,係用 以將供給至半導體晶圓10之泥狀硏磨液,進一步導引至硏 磨液回收桶350。 另一方面,第2鼓輪320,係藉由軸承321以旋轉自 如方式安裝於框體303。 ;線· 該框體303亦以滑動自如方式安裝在形成於作業台 3〇1(形成有方塊部303A)之線性導件301B。該框體303, 係藉由第2壓著用汽缸,邊旋轉自如地支撐第2鼓輪320 ,邊相對於作業台301移動(圖11中箭頭B之方向)。 在第2鼓輪320內部設置第2硏磨構件322。該第2 硏磨構件322,在其內壁具有圓筒狀之硏磨面322A。 又,在第2鼓輪320外周設置滑輪373,該滑輪373 與安裝於鼓輪旋轉用馬達371側之滑輪372,係以第2驅 動皮帶374懸架。藉由使第2驅動皮帶374以鼓輪旋轉用 馬達371驅動,來使第2鼓輪320以圓筒狀之硏磨面322A 之軸(旋轉軸320R)爲中心旋轉。又,第2鼓輪320係配置 成偏心(參照圖11、圖12),俾使其旋轉軸320R與第1鼓 —- _____.22 ----- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 ____ B7 ___ 一 五、發明說明(W) 輪310之旋轉軸310R偏置。 該第2鼓輪320,係形成可與被挾持座330之挾持板 331所吸附之半導體晶圓1〇之邊緣部11接觸的方式,來 決定與第1鼓輪310之相對位置。 前述第2壓著用汽缸382,當使第2鼓輪320沿每一 框體303圖中右方向移動時,以既定角度1邊傾斜邊旋轉 之半導體晶圓10之邊緣部11之另一方(下側斜面11Β) ’ 被以一定之力壓著於硏磨面312Α。 又,覆蓋第1鼓輪310之下部開放端310Β之硏磨液 回收桶350,係配置成不與高速旋轉之第1鼓輪310接觸 。又,在其底部設置有構成硏磨液回收部之排水管351。 又,在硏磨裝置300設置噴嘴383、384,用以在進行 邊緣硏磨時朝半導體晶圓10之邊緣部11供給泥狀硏磨液 。又,第2鼓輪320之上部開放端320Α係被上蓋385所 覆蓋,俾使泥狀硏磨液不致向外部飛散。 其次,以圖12說明硏磨裝置300之第1鼓輪310、第 2鼓輪320,與被挾持座330之挾持板331所吸附之半導體 晶圓10之位置關係。 在邊緣硏磨處理開始之前,第1鼓輪31〇與第2鼓輪 320,在各內部所設置之硏磨面312Α、322Α係偏心設置, 俾使其與半導體晶圓10之邊緣部11(11Α、11Β)可接觸且 未接觸。 此時,半導體晶圓10在挾持座330之挾持板331,係 相對於旋轉軸310R以既定角度θ 1傾斜(圖11)。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -2Γ--0 · -線- 559582 A7 ------ -B7__ 五、發明說明(A) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 當對半導體晶圓10之邊緣部11開始進行硏磨處理時 ’首先’以台旋轉用馬達332使半導體晶圓10沿圖12之 箭頭X所示之方向低速旋轉(約0.5〜2rpm)。 另一方面,第1鼓輪310,係以鼓輪旋轉用馬達361 沿圖12之箭頭γ所示之方向高速旋轉(約i〇〇〇rpm),第2 鼓輪320 ’係以鼓輪旋轉用馬達371沿圖12之箭頭Z所示 之方向高速旋轉(約lOOOrpm)。 上述被高速旋轉之第1鼓輪310、第2鼓輪320,係 藉由第1壓著用汽缸381、第2壓著用汽缸382分別往箭 頭A、B所示之方向移動。 藉由該移動,使硏磨面312A、322A以一定之力壓著 於低速旋轉之半導體晶圓10之邊緣部11,而邊緣部11之 上側斜面11A、下側斜面11B大致同時進行硏磨(圖12中 ,以虛線之0所不之SI、S2部分)。 又’挾持板311藉由升降驅動機構334而形成可上下 動,使邊緣部11與硏磨構件312、322之接觸部分移動, 而可進行使用硏磨構件312、322全體之硏磨。 在此實施形態,藉由硏磨裝置300,使半導體晶圓10 之上側斜面11A、下側斜面11B之角度0 a、Θ13形成既定 角度(圖4,例如0 a=0 b,22度或37度)。 此處,硏磨裝置300之上側斜面11A、下側斜面11B 之直徑,係使以角度(9 1傾斜之半導體晶圓10之邊緣部11 在各硏磨面312A、322A不會2點接觸來決定其値。爲使 硏磨裝置300全體小型化,在滿足此條件之範圍越小越好 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 ___ B7 五、發明說明(/) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如以上所述,在第3實施形態之硏磨裝置300,由於 設置用以邊緣硏磨上側斜面11A之第1鼓輪310,以及用 以邊緣硏磨下側斜面11B之第2鼓輪320,因此,可大致 同時進行上側斜面11A、下側斜面11B之硏磨,因而可縮 短半導體晶圓10之邊緣硏磨處理時間。 又,在半導體晶圓10之挾持座330之傾斜角度(1), 若設爲與上側斜面11A、下側斜面11B之角度0a、0b相 同,雖以45度爲最佳,惟亦可依角度0 a、6» b而適當地 變化角度。 又,當然亦可將上側斜面11A之邊緣硏磨與下側斜面 11B之邊緣硏磨以個別時間來進行。在此情況,由於上側 斜面11A、下側斜面11B之硏磨,可省下將半導體晶圓10. 翻轉後再吸附之工時,故可縮短半導體晶圓1〇之邊緣硏磨 處理時間。 (第4實施形態) 其次,以圖13〜17來說明本發明之第4實施形態之硏 磨裝置400。 圖13係表示本實施形態之硏磨裝置400全體之圖’ 圖14係表示第1、第2鼓輪410、420與曲率半徑調整部 460之位置關係之立體圖。 如該等圖所示,硏磨裝置400具備:第1鼓輪410、 第2鼓輪420、第1挾持座430、第2挾持座440、硏磨皮 帶450、皮帶調整部(彗形構件)461、462。其中在第1鼓輪 ------2^------------- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 p—-〜__MI__--一 五、發明說明(〜) 410、第2鼓輪420懸架硏磨皮帶450。 又,第1鼓輪410,係被設於基座47〇下側之驅動用 馬達411高速旋轉(約lOOOrpm),藉此來驅動硏磨皮帶450 。以該驅動用馬達411及第1鼓輪410來構成驅動部’此 時’第2鼓輪420係連動旋轉。 又,在第2鼓輪420之安裝部422安裝移動用汽紅 42丨。藉由移動用汽缸421,來使第2鼓輪420沿橢圓形之 開口(未圖示),並進行硏磨皮帶450之張力調整。當進行 硏磨皮帶450之拆換時,藉由以移動用汽缸421來縮短第 1鼓輪410與第2鼓輪42〇之距離,可使該作業更容易。 在硏磨皮帶450貼上由硏磨布所構成之硏磨構件452 。當使上述第1鼓輪410旋轉而驅動硏磨皮帶450時,硏 磨構件452係以一定速度在第1鼓輪410與第2鼓輪420. 間移動。 此時,在第1鼓輪410與第2鼓輪420間之部分(圖 14中以斜線所示之處),係被利用作爲硏磨面(第1硏磨面 452A、第2硏磨面452B)。 第1挾持座430、第2挾持座44〇,分別具備:挾持 板431、441、台旋轉用馬達432、442等,俾邊旋轉邊保 持半導體晶圓10、20。 又,在安裝於第1挾持座430、第2挾持座440之作 業台401、402設置移動裝置(省略圖示),以使挾持板431 、441沿圖13中箭頭所示之方向移動且與硏磨皮帶45〇接 觸。 __24_--- -- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -------------».! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一5J· -線 559582 A7 ______B7 _ 五、發明說明(〇 當藉由該移動裝置來使第1挾持座430、第2挾持座 440朝硏磨皮帶450移動時,則以既定角度2傾斜且低速 旋轉之半導體晶圓10、20之邊緣部11、21(圖示範例爲邊 緣部11時之上側斜面11Α),係以一定之力被壓著於第1 硏磨面452Α、第2硏磨面452Β。又,角度0 2係依邊緣 部11、21之角度0 a、0b(參照圖4)來決定。 在硏磨皮帶450,如圖13〜17所示,配置有以一定之 力來壓著皮帶上下端部450C之彗形構件(皮帶調整部)461 、462 〇 藉由該彗形構件461、462而壓著於內側之硏磨皮帶 450,係以曲面461A、462A來調整爲既定之曲率半徑。該 彗形構件461、462至少係以曲面461A、462A來平滑地加 工,故較難與硏磨皮帶450之間產生摩擦。 又,曲面461A、462A之曲率半徑rl(圖16),由於係 用已決定在硏磨皮帶450之第1硏磨面452A、第2硏磨面 452B支曲率半徑,因此其値係依以第1硏磨面452A、第 2硏磨面452B所硏磨之半導體晶圓10、20之直徑、上側 斜面11A之角度6> a、下側斜面之角度6» b(圖4)等來決定 。又,彗形構件461、462之曲率半徑rl可爲相同値或相 異値。 如此所構成之硏磨裝置400,係以上蓋485來覆蓋第 1鼓輪410、第2鼓輪420、第1挾持座430、第2挾持座 440,並由設於其頂部之噴嘴483、484,供給泥狀硏磨液 至半導體晶圓10、20與硏磨皮帶450之接觸部分,朝半導 ______23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 鬌 -線· A7 559582 _____B7 _____ 五、發明說明(>έ) 體晶圓10所供給之泥狀硏磨液,係藉由上蓋485而使其不 會往外部飛散,並從設於基座470之排水管471予以回收 〇 在此實施形態之硏磨裝置400 ’被懸架於第1鼓輪 410、第2鼓輪420之硏磨皮帶450 ’係形成可對被吸附於 各挾持板431、441之2片半導體晶圓10、20之邊緣部11 、21進行硏磨。藉由使用此種硏磨皮帶450,由於可擴大 半導體晶圓10之邊緣部11與硏磨面452Α、452Β之接觸 面積,故可縮短邊緣硏磨之處理時間。 在此硏磨裝置400,半導體晶圓10、20亦沿圖13中 之箭頭X所示之方向低速旋轉(約1〜2rpm),另一方面,硏 磨皮帶450藉由馬達411沿圖中之箭頭Y所示之方向高速 旋轉(第2鼓輪420之旋轉速度約lOOOrpm)。在此狀態下’ 當第1挾持座430、第2挾持座440沿著導引溝403、404 而朝箭頭所示之方向移動時,半導體晶圓1〇、20之邊緣部 11、21係以一定之力壓著於硏磨皮帶450之硏磨面452A 、452B,來進行邊緣硏磨。 又,挾持板431、441皆以未圖示之升降驅動機構來 進行上下動,使邊緣部11、21與硏磨面452A、452B之接 觸部分移動,可進行使用硏磨構件452全體之硏磨。 又,在上述實施形態,雖平滑地加工彗形構件461、 462之曲面461A、462A,並可良好地滑動硏磨皮帶450, 但,如圖17所示,亦可在彗形構件463之曲面463A設置 滾子464,如此亦可良好地滑動硏磨皮帶450。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·. 丨線 A7 559582 _______B7____ 五、發明說明(^7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在以上所述之第4實施形態之硏磨裝置400,由於藉 由可自由調整曲率半徑之硏磨皮帶450,來硏磨半導體晶 圓10、20之邊緣部11、21,故可擴大半導體晶圓10之邊 緣部Η與硏磨面452A、452B之接觸面積,從而可縮短邊 緣硏磨之處理時間。又,由於可硏磨面452A、452B之曲 率半徑可自由調整,因此,對任何直徑之半導體晶圓10、 20,皆可進行邊緣部11、21之硏磨。又,在改變邊緣的角 度之情況,接觸部之長度會變化。因此,在每一邊緣的角 度,藉由準備可獲得最佳接觸部長度之彗形構件,皆可有 效率地進行任何邊緣角度之硏磨。進而,由於可將彗形構 件461、462之曲面設爲彼此相異,因此,即使是相異直徑 之半導體晶圓10、20,亦可同時進行邊緣硏磨。 又,在上述第1〜4實施形態,雖已說明對半導體晶圓 10之邊緣部11進行硏磨之硏磨裝置100、200、300、400 ,惟本發明當然亦可適用於對光學透鏡、磁碟基板等之圓 形基板之邊緣部之硏磨。 (第5實施形態) 其次,以圖18、19來說明本發明之第5實施形態。 此第5實施形態,在半導體元件之製程中,特別係使 用上述第1〜4之實施形態之任一硏磨裝置100、200、300 、400,用以洗淨、除去附著於半導體晶圓10之邊緣部11 之物質。 此處,圖18係表示半導體製造裝置500,用來在半導 體晶圓10之元件形成面10A進行所欲之加工處理(例如, __ _ _9Q____ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 ____B7 五、發明說明(譴) 鋁層之形成、雜質之植入等)後,將殘留在半導體晶圓1〇 之不要物質除去。在該半導體製造裝置500,對半導體晶 圓10之邊緣部11之邊緣硏磨、對半導體晶圓10之元件形 成面10A之CMP硏磨、以及半導體晶圓1〇之洗淨係連續 進行。 即,在該半導體製造裝置500,用以對半導體晶圓1〇 之邊緣部11硏磨之邊緣硏磨單兀(第1硏磨單元)510、以 及用以進行對半導體晶圓1〇之元件形成面10A硏磨之 CMP硏磨單元(第2硏磨單元)520係連續配置。藉此,可 連續(不需***其他處理且使半導體晶圓10之運送距離變 爲最小)進行對半導體晶圓1〇之邊緣部11之邊緣硏磨、以 及對半導體晶圓10之元件形成面10A之CMP硏磨。在此 實施形態,依實際之對半導體晶圓1〇之硏磨處理流程(順 序),而在邊緣硏磨單元510之下流側配置CMP硏磨單元 520 〇
又,在邊緣硏磨單元510之上流側、以及在CMP硏 磨單元520之下流側,設置將其連通之緩衝站530。在該 緩衝站530設置後洗淨單元(洗淨室)540。該後洗淨單元 540,係由邊緣部後洗淨室540A、及CMP後洗淨室540B 所構成。 在如此所構成之半導體製造裝置500,首先,被收容 於半導體製造裝置500前端卡匣(省略圖示)內之半導體晶 圓10,係藉由運送機器人(省略圖示)而暫時置於緩衝站 530,然後,再以運送機器人取入於邊緣硏磨單元510。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 馨 上0· ;線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 ____________ B7 ____ 五、發明說明(θ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在該邊緣硏磨單元510,對被取入之半導體晶圓10之 邊緣部11,使用以第1〜4實施形態所說明之硏磨裝置100 、200、300、400來進行邊緣硏磨。 當在邊緣硏磨單元510之邊緣硏磨結束時,半導體晶 圓1〇係藉由運送機器人而運送至後洗淨單元540之邊緣部 後洗淨室540Α。 在該邊緣部後洗淨室540Α,進行用以除去附著於邊緣 部11之泥狀硏磨液及不要物質(金屬等)之後洗淨。於該後 洗淨,可進行擦淨洗淨、兆超音波(megasonic)洗淨、超音 波洗淨等處理。 其次,半導體晶圓10被運送至CMP後洗淨室540B, 然後,進行對元件形成面10A之後洗淨處理(擦淨洗淨、兆 超音波洗淨等),進而進行乾燥處理(旋轉乾燥等)。 被洗淨後之半導體晶圓10,藉由運送機器人再度運送 至前端後被收容於卡匣。 如此,在半導體元件製程,藉由利用半導體製造裝置 500來進行半導體晶圓10之邊緣部11之硏磨、以及元件 形成面10A之硏磨,進而進行後洗淨,即使在欲獲得高密 度化之半導體元件之製造,亦可有效地將附著於半導體晶 圓10之不要物質除去。 進而,藉由將附著於邊緣部表面微細孔等之粒子及重 金屬等不要物質與邊緣部表面之凹凸一起除去而形成平滑 之面,而對表面之微細孔,即所謂之槽等及凹部,不會附 著之粒子及重金屬等不要物質,且於後洗淨步驟亦可進行 _____34--- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) A7 559582 _ B7____-_ 五、發明說明(Μ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 高品質之洗淨。由於可進行高品質之洗淨’故可將附著、 殘留於該部分之物質對在其後之製程之元件形成的影響有 效地降低。結果,可提高半導體元件之製造良率。 又,藉由邊緣硏磨單元與CMP硏磨單元之一體化’ 可將CMP硏磨所使用之泥狀硏磨液之廢液利用在邊緣硏磨 ,故可有效活用泥狀硏磨液。 其次,以圖19所示之半導體元件製造過程之流程圖’ 來說明藉由該半導體製造裝置500,而適宜地進行元件形 成面10Α之硏磨、以及邊緣部11之硏磨之半導體元件之 製造順序。 當製造半導體元件時,首先,以步驟S200從氧化步 驟(步驟S201)、CVD步驟(步驟S202)、電極膜形成步驟( 步驟S203)、離子植入步驟(步驟S204)來選擇其次所要處 理之步驟。其次,依該選擇來進行步驟S201〜204之任一 步驟。 在步驟S201,將半導體晶圓10之元件形成面10Α氧 化而形成氧化膜,在步驟S202,以CVD法等將絕緣膜等 形成於元件形成面10Α,在步驟S203,將金屬蒸鍍於元件 形成面10Α而形成電極膜等,在步驟S204,將雜質植入於 元件形成面10Α。當CVD步驟(步驟S202)或電極膜形成步 驟(步驟S203)結束時,其後,進行步驟S205來判別是否 要進行硏磨步驟(邊緣硏磨、CMP硏磨)。 當判斷爲要進行硏磨步驟時,接著進行步驟S206,針 對氧化膜、其它絕緣膜等之平坦化對象,或藉由半導體元 --------32 —__— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 __B7_____^__ 五、發明說明() 件表面之金屬鑲嵌處理(Damascene Process)之配線層之形 成(表面的金屬膜之硏磨)對象之元件形成面1〇Α’來連續 進行藉由上述半導體製造裝置500之邊緣硏磨、CMP硏磨 ,其後,進行步驟S207。 另一方面,當判斷爲不要進行硏磨步驟時,跳過步驟 S206,而進行步驟S207。 在步驟S207進行光微影步驟。在該光微影歩驟,十系 進行對半導體晶圓之光阻塗布、使用曝光裝置之固定圖案 之燒著、曝光後之光阻之顯影。 在其次之步驟S2〇8,半導體晶圓之金屬膜等係使用該 顯影後之光阻,在該光阻以外之部分透過蝕刻來削除,$ 後,進行光阻膜之剝除。 當步驟S2〇8之處理結束時’以步驟S2〇9來判斷對半 導體晶圓之所欲處理是否完全結束。 當該步驟S209之判斷結果爲「否」時,回到步驟 S200,並重複上述一連串之處理(在半導體晶圓上形成電路 圖案)。當步驟S2〇9之判斷結果爲「是」時,則結束本程 式。 【產業上之可利用性】 本發明之硏磨裝置、硏磨方法,例如在半導體元件之 製程上,可利用來對晶圓進行硏磨。又,本發明之半導體 元件之製造方法及製造裝置,當然可利來製造半導體元件 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一0|,· -線- A7 559582 五、發明說明(A) 【符號說明】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1〇、20 半導體晶圓 10A 元件形成面 11 邊緣部 11A 上側斜面 11B 下側斜面 11C 中面 50 硏磨裝置 51 鼓輪 51R 旋轉軸 52 硏磨構件 52A 硏磨面 53 蓋體 53A 窗部 54 噴嘴 55 馬達 56 傾斜台 57 挾持台 58 上蓋 100、200、300、400 硏磨裝置 1〇1 作業台 102、302 框體 120 鼓輪(旋轉部) 120A 上部開放端 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 _B7_ 五、發明說明(》;) 120B 下側開放端 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 120R、210R、310R、320R 旋轉軸 121、 311、321 軸承 122、 312、322 硏磨構件 122A、125A、220A、230A、312A、322A 硏磨面 123 曲折軸 124 硏磨布 124A 貼合面 . 125、210 硏磨構件 126 輔助板(鼓輪側緣) 126B 外周部 126C 開口 130 傾斜台 131 挾持台 132 台旋轉用馬達 133 角度調整部(上下動機構) 134 上下動調整部 135 臂部 140 上蓋 150、250、350 硏磨液回收桶(硏磨液回收部) 160、 260 鼓輪旋轉部 161、 361、371 鼓輪旋轉用馬達 162、 163、362、363、373 滑輪 164 驅動皮帶 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 五、發明說明(0 ) 170 壓著用汽缸(移動部) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 181 硏磨液供給用管 182、383、384 噴嘴 191、351 排水管 192 吸氣管 220 第1硏磨部 230 第2硏磨部 240 上部回收部 301 作業台 301A 線性導件 302A、303A 方塊部 310 第1鼓輪(第1硏磨部) 310B 下部開放端 312 第1硏磨構件 320 第2鼓輪(第2硏磨部) 320A 上部開放端 322 第2硏磨構件 325 套環 326 鼓輪側緣 330 挾持座(保持部) 331 挾持板 332 台旋轉用馬達 334 升降驅動機構 360 第1鼓輪旋轉部 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 五、發明說明() 364 第1驅動皮帶 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 370 第2鼓輪旋轉部 374 第2驅動皮帶 381 第1壓著用汽缸(接觸部) 382 第2壓著用汽缸(接觸部) 385 上蓋 401、402 作業台 403、404 導引溝 410 第1鼓輪 411 驅動用馬達 420 第2鼓輪 430 第1挾持座 431、441 挾持板 440 第2挾持座 450 硏磨皮帶 452 硏磨構件 452A 第1硏磨面 452B 第2硏磨面 460 曲率半徑調整部 461、462 彗形構件(皮帶調整部) 461A、462A 曲面 464 滾子 470 基座 471 排水管 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) A7 559582 _B7_ 五、發明說明(Μ) 485 上蓋 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5〇〇 半導體製造裝置 510 邊緣硏磨單元(第1硏磨單元) 520 CMP硏磨單元(第2硏磨單元) 530 緩衝站 540 後洗淨單元(洗淨室) 540Α 邊緣部後洗淨室 540Β CMP後洗淨室 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)