DE10224559A1 - Polierverfahren zur Entfernung von Eckmaterial von einem Halbleiterwafer - Google Patents

Abstract

Bei einer Poliervorrichtung wird ein drehbares Eckpolierelement derart positioniert, dass dessen Ecke mit der Ecke des Isolierfilms ausgerichtet ist, wobei eine Presseinrichtung auf das Eckpolierelement zu dem Metallfilm der Peripherie davon aufgebracht wird. Der Metallfilm wird durch das drehbar angetriebene Polierelement entfernt, wobei Schlamm der Polierfläche zugeführt wird. Der Metallabschnitt, welcher in die Ecke eingedrungen ist, die durch die Seitenwand des Isolierfilms und der Oberfläche des Halbleiterwafersubstrats gebildet wird, ist extrem schwer durch herkömmliche Entfernungsverfahren zu entfernen, jedoch kann dieser im Wesentlichen vollständig entfernt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polierverfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen des Eckmaterials, welches in eine Ecke eingedrungen ist, das durch eine Seitenwand eines Isolierfilms an einem Halbleiterwafer und an einer Frontfläche des Wafers ausgebildet wird.

2. HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Fig. 1A bis E sind darstellende Zeichnungen, welche ein Teil einer Bearbeitung einer Halbleiterwaferoberfläche darstellen. Ein Halbleiterwafer W ist als kreisförmige Platte mit einer ebenen Frontfläche 2p, einer hinteren Frontfläche 2q, einer vorderen geneigten Fläche 2a, einer hinteren geneigten Fläche 2b und einer Seitenfläche 3 aufgebaut. Ein Isolierfilm I, der aus Silikonoxidfilm hergestellt ist, ist an der ebenen Frontfläche 2p des Halbleiterwafers W ausgebildet (Fig. 1A). Als nächstes werden Gräben oder Nuten T zur Bildung eines Leiters bzw. von Leiterbahnen an dem Isolierungsfilm I ausgebildet (Fig. 1B), und ferner wird ein Metallfilm M an einem Oxidfilm I ausgebildet (Fig. 1C). Zu dieser Zeit dringt das Metall in die Gräben bzw. Nuten ein. Der Film M wird derart entfernt, dass das Metall in den Gräben bzw. Nuten T verbleibt (Fig. 1E). Das Metall, welches in den Nuten T verbleibt, bildet die Leiterbahnen bzw. Leitungen der Halbleitervorrichtung.

Gemäß der Natur des Metallfilmbildungsverfahrens werden unnötige Metallfilmabschnitte M1, M2, M3 an der externen Fläche der Isolierungsfilmfläche ausgebildet, nämlich an einem Teil der ebenen Frontfläche 2p und an den Oberfläche 2a, 3 und 2b.

Um den Metallfilm M an dem Oxidfilm I zu entfernen, so dass die Leiterbahnen gebildet werden, wird ein chemischer, mechanischer Polierungsprozess bzw. Polierprozess (CPM) ausgeführt. Wenn ein Teil des Metallfilms M abblättert bzw. abpellt und das abgeblätterte Fragment zwischen dem Oxidfilm und einem Polierungswerkzeug bzw. Polierwerkzeug im Eingriff ist, wird bei diesem CMP-Prozess die Oxidfilmfläche zerkratzt. Die Kratzer vermindern den Ertrag der Herstellung der Halbleitervorrichtung, und darüber hinaus können die Metallfilmabschnitte M1, M2, M3 leicht abgeschält werden bzw. leicht abblättern. Daher werden diese Metallfilmabschnitte M1, M2, M3 entfernt, bevor der CMP-Prozess durchgeführt wird (Fig. 1D).

Es ist ersichtlich, dass eine Wölbung, welche "Rest (rebound)" genannt wird, manchmal an dem Oxidfilm verbleibt bzw. übrigbleibt, wenn der CMP-Prozess durchgeführt worden ist, ohne dass die Metallfilmabschnitte M1, M2, M3 entfernt worden sind. Wenn der Rest durch einen separaten Prozess entfernt worden ist, tendiert der notwendige Abschnitt dazu, dass dieser entfernt wird, und daher wird die Gleichförmigkeit der Filmdicke zerstört. In dieser Hinsicht ist es ebenso äußerst schwierig, den CMP-Prozess durchzuführen, wobei die Metallfilme M1, M2, M3 angebracht bzw. angeordnet sind.

Die japanische veröffentlichte Patentanmeldung Nr. 2000-068273 offenbart eine Technologie zur Entfernung des Metallfilms der Peripherie des Isolierungsfilms I, nachdem der Metallfilm an der Oberfläche des Isolierungsfilms I durch den CMP-Prozess entfernt worden ist. Diese Technologie zieht die Tatsache in Betracht, dass der Metallfilm der Peripherie in dem folgenden Prozess leicht beschädigt bzw. verunreinigt werden kann, und wobei der verunreinigte Film dazu tendiert, dass er abblättert bzw. abpellt, und dadurch gekennzeichnet ist, dass dies nach dem CMP-Prozess durchgeführt wird. Daher wird dadurch nicht das Problem gelöst, dass der Metallfilm der Peripherie während des CMP-Prozesses abblättert bzw. abpellt, wie die vorliegende Erfindung.

Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. Hei Nr. 10-312981 (Patent-Nr. 3111928) offenbart das Entfernen eines Metallfilms der Peripherie davon, bevor der Metallfilm M an dem Isolierungsfilm I durch den CMP-Prozess entfernt worden ist. Die Entfernung des Metallfilms an der Peripherie wird durch Untertauchen des gesamten Wafers in eine Oxidationslösung in einem Ätzbehälter oder durch Drücken des Wafers auf ein Polierungselement bzw. Polierungspad durchgeführt, so dass die Waferperipherie unter Druck in das Pad eindringt.

In dem vorherigen Fall wird vorgeschlagen, dass ein Metallfilm einer angemessenen Dicke von einer derartigen Größenordnung, welche die Durchführung des CMP-Prozesses ermöglicht, auf dem Isolierungsfilm verbleibt, wenn der periphere Metallfilm entfernt wird. Da das Verfahren von der Ätzgeschwindigkeit abhängt, ist es jedoch nicht verlässlich, und darüber hinaus wird das folgende Problem verursacht, dass eine optimale Ätzlösung bzw. eine optimale Art für die Ätzlösung ausgewählt werden muss.

Das Problem der Abhängigkeit von der Ätzgeschwindigkeit kann dadurch gelöst werden, dass der Metallfilm an dem Isolierungsfilm von dem Ätzen durch eine Maske geschützt wird, wobei jedoch dadurch ein weiteres Problem der Implementierung des Maskierungsprozesses oder eines Prozesses zur Entfernung derselben verursacht wird. Da es in jedem Fall unmöglich ist, den peripheren Metallfilm senkrecht zu dem Halbleiterwaferbasiselement von dem Isolierungsfilm zu entfernen, verbleibt ein Teil des Metallfilms M' an dem Eckabschnitt des Isolierungsfilms (Fig. 1D) und an dem Halbleiterwaferbasiselement. Dies wird in dem folgenden CMP- Prozess abblättern, wodurch ein Zerkratzen verursacht wird.

In dem letzteren Fall (dem Entfernungsverfahren zum Drücken der Waferperipherie zu dem Polishingpad, so dass es unter Druck in das Pad eindringt), kann diese Stelle in Abhängigkeit von der Verformung des Polierungspads poliert werden, und wobei der Polierungseffekt nicht ausreichend bis in den Eckabschnitt ausgeführt wird, wodurch ein Teil des Metallfilms M' in einfacher Art und Weise verbleibt (Fig. 1D). Wie in dem ersteren Fall, wird in dem folgenden CMP-Prozess dieses Abblättern bzw. Abpellen Kratzer verursachen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welche im Wesentlichen vollständig die Metallfilmabschnitte M1, M2 und M3 des Metallfilms M der Halbleiterwaferperipherie entfernt, bevor ein chemisch mechanisches Polieren des Metallfilms an der Isolierungsfilmoberfläche durchgeführt wird. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Abschälfragmente daran zu hindern, dass diese zwischen dem Oxidfilm und dem Polierungswerkzeug während des CMP-Prozesses im Eingriff sind, und wobei dadurch der Ertrag der Halbleitervorrichtungsherstellung verbessert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem Halbleiterwafer, wo ein Metallfilm an der Oberfläche des Isolierungsfilms und der Oberfläche einer Peripherie davon ausgebildet ist, wo der Isolierungsfilm nicht ausgebildet ist, der Metallfilm der Peripherie davon vor der chemisch mechanischen Polierung des Metallfilms an der Isolierungsfilmoberfläche entfernt. Der Metallabschnitt, welcher in den Eckabschnitt eindringt, der durch die Seitenwand des Isolierungsfilms und der Oberfläche des Halbleiterbasiselements ausgebildet ist, welcher extrem schwer durch den herkömmlichen Entfernungsprozess entfernt werden kann, kann im Wesentlichen vollständig durch den Effekt eines drehbar angetriebenen Polierungselements entfernt werden, und wobei ein Schlamm bzw. eine Schlacke zu einem Polierungsabschnitt zugeführt wird. Der Halbleiterwafer, von dem der Umfangsfilm einschließlich des Metallabschnitts des Eckabschnitts entfernt ist, wird mit reinem Wasser abgewaschen und zu dem CMP-Prozess übergeben, um den Metallfilm an der Isolierungsfilmfläche zu entfernen. Da kein Metallabschnitt in dem Eckabschnitt vorliegt, wird der Metallabschnitt keinesfalls während des CMP-Prozesses abblättern bzw. abpellen. Daher können keine Abblätterfragmente bzw. Peelfragmente, welche zwischen dem Polierungselement und dem Isolierungsfilm im Eingriff stehen, einen Kratzer an der Isolierungsfilmfläche verursachen.

Bei der Polierungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ein Dreheckpolierungselement positioniert, um dessen Ecke bzw. Kante mit der Kante des Isolierungsfilms auszurichten, und wobei Presseinrichtungen das Eckpolierungselement zu dem Metallfilm der Peripherie davon aufbringen. Der Metallfilm der Peripherie davon einschließlich der Metallabschnitte der Eckabschnitte wird im Wesentlichen vollständig durch das drehbar angetriebene Polierungselement entfernt, und wobei Schlamm zu dem Polierungsabschnitt zugeführt wird.

Weitere Aufgaben und Vorteile neben den vorstehend erwähnten werden für den Fachmann aus der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, welche im Folgenden dargestellt ist. In der Beschreibung wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, welche ein Teil der Beschreibung bilden und welche ein Beispiel der Erfindung darstellen. Jedoch ist ein derartiges Beispiel nicht so zu verstehen, dass verschiedene Ausführungsformen der Erfindung ausgeschlossen sind, und daher wird auf die Ansprüche Bezug genommen, welche der Beschreibung folgen, um den Umfang der Erfindung bzw. den Rahmen der Erfindung zu bestimmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1A bis E zeigen Figuren zur Darstellung eines Teils der Bearbeitung der Halbleiterwaferoberfläche;

Fig. 2 ist eine Draufsicht, welche schematisch eine Polierungsvorrichtung, eine Arbeitseinbringungsvorrichtung und eine Arbeitsausbringungsvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang A-A von Fig. 2, welche ein Paar von Polierungselementen für geneigte Oberflächen und entsprechende Kompositionen davon darstellt;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang B-B von Fig. 2, welche ein Polierungselement zur Polierung einer Seitenfläche eines Werkstücks W und entsprechende Kompositionen davon darstellt;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang C-C von Fig. 2, welche ein Eckpolierungselement zum Polieren des Eckabschnitts des Werkstücks und entsprechende Kompositionen davon darstellt; und

Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels, wobei die Struktur modifiziert ist, so dass die Drehachse des Eckpolierungselements rechtwinklig zur Drehachse des Werkstücks W wird.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Nun werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung werden Metallfilme M1, M2, M3 der Peripherie davon entfernt, bevor ein Halbleiterwafer, wobei ein Metallfilm M an der Oberfläche des Isolierungsfilms ausgebildet wird, und wobei die Oberfläche der Peripherie davon zu dem CMP-Prozess übertragen wird, entsprechend versandt bzw. weiter transportiert wird. Zu dieser Zeit wird ebenso ein Metall M' an Eckabschnitten vollständig entfernt. Der Halbleiterwafer, von dem der Metallfilm der Peripherie davon entfernt wird, wird durch pures Wasser abgewaschen und zu dem folgenden CMP-Prozess übertragen bzw. zugeführt. Nun wird das Verfahren der Erfindung und Ausführungsformen des Polierungsapparates davon beschrieben. Fig. 2 ist eine Draufsicht, welche schematisch eine Poliervorrichtung 10, eine Arbeitsstückeinbringungsvorrichtung 4 und eine Arbeitsstückausbringungsvorrichtung 6 gemäß der Erfindung darstellt.

Ein Halbleiterwafer, wie in Fig. 1 gezeigt, wobei ein Isolierungsfilm I und ein Metallfilm M daran ausgebildet werden (im Folgenden als Arbeits- bzw. Arbeitsstück bezeichnet), wird stromaufwärts davon transferiert und auf einen Ruhetisch 41 plaziert. Die armförmige Arbeitsstückeinbringungsvorrichtung 4 nimmt das Werkstück W von dem Ruhetisch 41 auf und dreht sich, um das gleiche durch Spannfuttereinrichtungen 12 zu einer Polierungsvorrichtung 10 zu übertragen. Wie weiter unten beschrieben, poliert die Polierungsvorrichtung 10 und entfernt unnötige Metallabschnitte von dem äußeren Umfang des Werkstücks durch Rotieren des Halbleiterwafers bzw. des Werkstücks W um einen vorbestimmten Betrag oder während einer vorbestimmten Zeit.

Die Arbeitsstückausbringungsvorrichtung 6, welche im Wesentlichen ähnlich zu der Arbeitsstückeinbringungsvorrichtung 4 ist, nimmt das Werkstück W von dem Einspanneinrichtungen 12 auf, nachdem das Polieren des äußeren Umfangs des Werkstücks W vervollständigt ist, dreht sich und plaziert das gleiche auf dem Ruhetisch 62. Das Werkstück W, welches auf dem Ruhetisch 62 platziert ist, wird ferner stromabwärts durch weitere Übertragungseinrichtungen übertragen, abgewaschen und zu einem CMP-Prozess zugeführt. Die Leiter bzw. Leiterbahnen werden durch Entfernen des Metallfilms M an dem Isolierungsfilm I in dem CMP-Prozess ausgeführt bzw. ausgebildet.

Die Poliervorrichtung 10 der Ausführungsform weist Einspanneinrichtungen 12 zum Einspannen eines scheibenförmigen Werkstücks W auf und zum Rotieren desselben um die Achse davon, ferner weist die Poliervorrichtung 10 ein Paar von Polierelementen 13a, 13b für geneigte Oberflächen zum Polieren der geneigten Oberflächen 2a, 2b des Werkstücks W, welches durch die Einspanneinrichtungen 12 gehalten wird, ein Seitenpolierelement 14a zum Polieren der Seitenfläche 3 des Werkstücks W und ein Eckpolierelement 74a zum Polieren des zuvor erwähnten Eckabschnitts auf.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang A-A von Fig. 2, welche ein Paar von Neigungspolierelementen 13a, 13b und eine entsprechende Komposition davon aufweist. Die Einspanneinrichtung 12 weist einen Einspanntisch 16 auf, der eine Scheibenform hat, die einen Durchmesser aufweist, welcher geringfügig kleiner als das Werkstück W ist, und wobei das Werkstück W horizontal auf dem Einspanntisch 16 in einem Zustand gehalten werden kann, wo sich die äußere Kante seitlich von dem Einspanntisch 16 durch Vakuumabsorption hervorragt. Daher sind eine Vielzahl von Absorptionsöffnungen an der oberen Fläche des Einspanntisches 16 vorgesehen, wobei diese Absorptionsöffnungen mit einer nicht geneigten Vakuumpumpe durch eine Passage in einer Lagerwelle 17 durch einen Verbindungsanschluss 18 verbunden sind.

Zusätzlich ist die Lagerwelle 17 durch ein Lagerelement 19 um die rechtwinklige Achse an einem Maschinenkörper 11 drehbar gelagert und derart konfiguriert, dass diese in einer normalen Richtung drehbar angetrieben ist und ebenso in einer rückwärtigen Richtung durch einen Elektromotor 20 mit einer gewünschten Geschwindigkeit in den notwendigen Richtungen drehbar angetrieben wird. Eine Schlammversorgungsdüse N zum Versorgen der Werkstückoberfläche W mit Schlamm ist oberhalb des Einspanntisches 16 installiert. Es ist ersichtlich, dass die Einspanneinrichtungen des Werkstücks W an dem Einspanntisch 16 nicht auf die vorstehend erwähnte Vakuumabsorption limitiert sind, sondern dass auch elektrostatische Einspanneinrichtungen, die eine elektrostatische Adhäsion verwenden, oder andere herkömmliche Verfahren verwendet werden können.

Das Neigungspolierelement 13a, 13b ist dasjenige, wobei bogenförmige Aussparungen in einem festen Basiskörper ausgeformt sind, die aus Metall, synthetischem Harz bzw. Kunstharz oder Keramiken oder ähnlichem aufgebaut sind, und wobei ein konkaver Bogen der Arbeitsfläche mit dem äußeren Umfang des Werkstücks W in einem Linienkontakt ist, wobei ein flexibles Polierpad 23 auf die innere Fläche der Aussparung aufgebracht wird. Eine konkave Poliernut für den Eingriff mit dem Werkstück befindet sich nicht an der Oberfläche des Polierpads 23. Jedoch ist es möglich, eine Schlammnut vorzusehen, um den Schlammfluss zu verbessern.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind zwei Neigungspolierelemente 13a, 13b mit im Wesentlichen derselben Konfiguration und mit deren entsprechenden Achsen zur Achse des Werkstücks W geneigt angeordnet, wobei gegenüberliegende Positionen an beiden Enden der geometrischen Richtung des Werkstücks W durch die Einspanneinrichtungen 12 gehalten werden. Die Arbeitsfläche des geneigten Polierelements 13a ist im Wesentlichen mit der gesamten Breite der Front der geneigten Fläche 2a des Werkstücks W in Kontakt, wobei die Arbeitsfläche des geneigten Polierelements 13b im Wesentlichen mit der gesamten Breite der rückwärtigen geneigten Oberfläche 2b des Werkstücks W in Kontakt ist.

Es ist bevorzugt, dass die Länge des Bogens der Arbeitsfläche des Polierelements 13a, 13b gleich oder kleiner wie ein Viertel der Länge des Umfangs des Werkstücks W ist, wobei die Kurvenform der Arbeitsfläche gleich oder geringfügig kleiner wie die Kurvenform des Umfangs des Werkstücks W ist.

Darüber hinaus ist die Poliervorrichtung 10 durch einen Versetzungsmechanismus 26 gelagert, um die Neigungspolierelemente 13a, 13b in einer Richtung im Wesentlichen entlang der Neigung der geneigten Fläche 2a, 2b des Werkstücks W zu bewegen, und wobei entsprechende lineare Führungsmechanismen 7 vorgesehen sind, so dass die Versetzung in einer Richtung (wobei die Richtung in Kontakt mit der geneigten Fläche 2a, 2b des Werkstücks ist und von der geneigten Fläche 2a, 2b des Werkstücks W getrennt ist) rechtwinklig zu der Versetzungsrichtung möglich ist. Jeder lineare Führungsmechanismus 7 ist mit einer Presseinrichtung 28 vorgesehen, um einen Polierdruck zur Vorspannung jedes geneigten Polierelements 13a, 13b in einer Richtung aufzubringen, wobei dieses mit der geneigten Oberfläche 2a, 2b in Kontakt ist.

Der Versetzungsmechanismus 26 bewegt das Polierelement 13a, 13b zu Beginn und am Ende des Poliervorgangs oder andere, um mit dem Werkstück W in Kontakt zu kommen oder von dem Werkstück W getrennt zu sein, und wobei zur selben Zeit die Kontaktposition des Polierelements im Hinblick auf das Werkstück W während des Polierens geändert wird. Die entsprechenden Versetzungsmechanismen 26 weisen eine Kugelumlaufspindel 31, die parallel mit der axialen Linie des Polierelements 13a, 13b an einem Halter 13 installiert ist, der an einem Maschinenkörper 11 vorgesehen ist, einen Elektromotor 33 zur Drehung der Umlaufspindel 31 über ein Band bzw. einen Keilriemen 32, ein Schraubenmutterelement 34, welches durch eine Schraubenverbindung mit der Kugelumlaufspindel 31 verbunden ist und sich oberhalb und rückwärtig durch die Drehung der Kugelumlaufspindel 31 bewegt, einen bewegbaren Tisch 3, der mit dem Schraubenmutterelement 34 gekoppelt ist und dadurch bewegt wird, und einen Gleitmechanismus 36, der von dem bewegbaren Tisch 35 bewegbar gelagert wird. An den entsprechenden bewegbaren Tischen 35 wird das Polierelement 13a, 13b durch entsprechende lineare Führungsmechanismen 7 gestützt bzw. gelagert. Der Gleitmechanismus 36 besteht aus einer Schiene 36a, die parallel mit der Kugelumlaufspindel 31 angeordnet ist, und einem Gleitelement 36b, welches an dem bewegbaren Tisch 35 vorgesehen ist und auf der Schiene 36a gleitet.

Die entsprechenden linearen Führungsmechanismen 27 weisen eine Schiene 27a auf, die an einem Halter 39 zum Halten der Polierelemente 13a, 13b vorgesehen sind und sich in einer Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung der Polierelemente 13a, 13b erstrecken, und wobei der lineare Führungsmechanismus 27 ferner ein Gleitelement 27b aufweist, das an dem bewegbaren Tisch 35 angebracht ist, wobei dieses auf der Schiene 27a bewegbar ist. Ferner ist es möglich, deren Beziehung bzw. Verhältnis zueinander umzukehren.

Die Presseinrichtung für das geneigte Polierelement 13a ist wie folgt konfiguriert bzw. aufgebaut. Ein Ende eines Kabels 57 ist mit einem Halter 39 gekoppelt, welcher das geneigte Polierelement 13a stützt bzw. lagert, wobei sich das andere Ende des Kabels 57 nach unten in eine Neigung parallel zu der Schiene 27a des linearen Führungsmechanismus 27 erstreckt und um eine Rolle 58 gewickelt ist, die an dem Halter 30 angebracht ist und sich hinsichtlich der rechtwinkligen Richtung ändert, und wobei ein Gewicht 59 an einem unteren Ende davon aufgehängt ist. Die Schwerkraft des Gewichts 59 spannt das Neigungspolierelement 13a nach unten entlang der Schiene 27a, wodurch ein Polierdruck auf das Neigungspolierelement 13a aufgebracht wird.

Auf der anderen Seite ist für das Neigungspolierelement 13b das Kabel 57, wobei ein Ende davon mit einem Halter 39 gekoppelt ist, nach oben geneigt parallel zu der Schiene 27a des linearen Führungsmechanismus 27 ausgerichtet, um eine Rolle 58 gewickelt, die durch einen Halter 61 an dem Maschinenkörper 11 gelagert ist, und wobei sich die Richtung nach unten ändert, wobei ein Gewicht 59 an dem unteren Ende davon aufgehängt ist. Die Schwerkraft des Gewichts 59 spannt das Neigungspolierelement 13b geneigt nach oben vor, wodurch ein notwendiger Polierdruck erzeugt wird.

Es ist ersichtlich, dass ein entsprechender Zuführmechanismus hinsichtlich der rückwärtig gerichteten Richtung mit entsprechenden Haltern 39 vorgesehen ist, welche durch einen fixierten Abstand vorgesehen sind und gegen das Gewicht des entsprechenden Gewichts 59 gestoppt werden, so dass die entsprechenden Polierelemente 13a, 13b an einer Position gehalten werden können, welche von dem Werkstück W getrennt ist, wenn das Polieren nicht durchgeführt wird.

Die Kontaktposition der geneigten Polierelemente 13a, 13b und des Werkstücks W kann in einfacher Art und Weise durch Bewegen der Polierelemente 13a, 13b hinsichtlich der Richtung nach rechts und links entlang der axialen Linie davon durch die Drehung der Kugelumlaufspindel 31 des Versetzungsmechanismus 26 verändert werden. Der Polierdruck der Polierelemente 13a, 13b und des Werkstücks W kann in einfacher Art und Weise durch das Gewicht des Gewichts 59 justiert bzw. eingestellt werden. Zusätzlich wird zu Beginn und am Ende des Poliervorgangs das geneigte Polierelement 13a nach rechts bewegt, wobei das geneigte Polierelement 13b nach links bewegt wird (Fig. 3). Somit werden diese Polierelemente 13a, 13b von dem Werkstück W getrennt, wobei das Werkstück W gelagert oder wegbewegt werden kann.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang B-B von Fig. 2, welche ein Seitenpolierelement 14a zum Polieren der Seitenfläche 3 eines Werkstücks W und eine entsprechende Komposition davon darstellt. Das Seitenpolierelement 14a weist eine konkave, bogenförmige Arbeitsfläche 42 mit einer Konfiguration auf, die im Wesentlichen ähnlich zu denjenigen der Neigungspoliereelemente 13a, 13b ist. Daher ist es möglich, eine Schlammnut vorzusehen, um den Schlammfluss auf die Arbeitsfläche 42 zu verbessern, wobei doch eine konkave Nut zum Polieren nicht vorgesehen werden kann, in welche das Werkstück eingepasst werden kann. Das Seitenpolierelement 14a ist mit seiner axialen Linie parallel zu der axialen Linie des Werkstücks W in einer Position angeordnet, welche sich um 90° von den Neigungspolierelementen 13a, 13b unterscheidet. Die Seitenfläche 3 (siehe Fig. 1) wird durch Aufbringung der Arbeitsfläche 42 rechtwinklig zu dem Werkstück W poliert.

Es ist bevorzugt, dass die Länge des Bogens der Arbeitsfläche 42 gleich oder kleiner wie ein Viertel der Länge des Umfangs des Werkstücks W ist, wobei die Kurvenform des Bogens gleich oder geringfügig kleiner wie die Kurvenform des Umfangs des Werkstücks W ist.

Ein Versetzungsmechanismus zur Bewegung des Seitenpolierelements 14a ist parallel mit der axialen Linie des Werkstücks W, ein linearer Führungsmechanismus 44 zur bewegbaren Lagerung in einer Richtung, welche rechtwinklig zu der axialen Linie verläuft, und eine Druckeinrichtung 45 ist vorgesehen, um den Polierdruck aufzubringen.

Der Versetzungsmechanismus 43 weist eine Kugelumlaufspindel 47, die sich parallel mit der axialen Linie des Seitenpolierungselements 14a erstreckt, einen Elektromotor 48 zur Drehung der Kugelumlaufspindel 47, einen bewegbaren Tisch 49, um diese Kugelumlaufspindel 47 und den Elektromotor 48 zu lagern bzw. zu stützen, ein Schraubenmutterelement 50, welches durch eine Verschraubung mit der Kugelumlaufspindel 47 gekoppelt ist und nach oben und unten durch die Drehung der Kugelumlaufspindel 47 bewegt wird, und ein Stützelement 51 auf, welches mit dem Schraubenmutterelement 50 gekoppelt ist und dadurch bewegt wird, und wobei ein Gleitmechanismus 52 die Versetzung des Lagerelements 51 führt bzw. leitet. Däs Seitenpolierelement 14a ist an dem Lagerelement 51 durch einen Halter 53 angebracht. Der Gleitmechanismus 52 besteht aus einer Schiene 52a, welche parallel zu der Kugelumlaufspindel 47 an dem bewegbaren Tisch 59 angebracht ist, und aus einem Gleitelement 52b, welches an dem Lagerelement 51 angebracht ist und auf der Schiene 52a gleitet.

Der lineare Gleitmechanismus 44 weist eine Schiene 44a, die an dem Maschinenkörper 11 vorgesehen ist und sich in eine Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung des Seitenpolierelements 14a erstreckt, sowie ein Gleitelement 44b auf, welches an dem bewegbaren Tisch 49 angebracht ist und auf der Schiene 44a bewegbar angebracht ist.

Das Kabel 57, welches mit dem bewegbaren Tisch 49 gekoppelt ist, wird um eine Rolle 58 an dem Maschinenkörper 11 gewickelt und ändert die Richtung nach unten, wobei ein Gewicht 59 über das untere Ende davon gehängt wird. Die Schwerkraft des Gewichts 59 spannt den bewegbaren Tisch 49 in Richtung des Werkstücks W vor, wodurch ein notwendiger Polierdruck aufgebracht wird.

Während des Polierens kann die Position der Arbeitsfläche 42, welche mit dem Werkstück W in Kontakt ist, durch Bewegen der Seitenpolierelemente 14a nach oben und unten geändert werden, wobei der Versetzungsmechanismus 43 betätigt wird. Zusätzlich sind nicht gezeigte Zuführeinrichtungen zum Trennen der Seitenpolierelemente 14a von dem Werkstück W gegen die Schwerkraft des Gewichts 59 vorgesehen.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht entlang C-C von Fig. 2, welche ein Eckpolierelement 47a zum Polieren des Eckabschnitts des Werkstücks W und entsprechende Kompositionen davon darstellt. Das Eckpolierelement 47a weist ein scheibenförmiges Polierelement auf, das durch einen Spindelmotor sm drehbar angetrieben wird.

An dem Maschinenkörper 11 erstreckt sich eine Schiene 76a in einer Richtung orthogonal zu der axialen Linie des Werkstücks W, und wobei ein bewegbarer Tisch 75a durch ein Gleitelement 76b gleitbar angeordnet ist, welches darauf plaziert ist. Ferner erstreckt sich auf dem bewegbaren Tisch 75 eine Schiene 77a in der axialen Richtung des Werkstücks W, und wobei ein Haltetisch 79 gleitbar durch ein Gleitelement 77b darauf plaziert ist.

Ein Zuführmotor 78C zum Antreiben einer Zuführschraube 78r ist an dem Maschinenkörper 11 fixiert, und wobei die Zuführschraube 78r mit der weiblichen Schraube des weiblichen Schraubenelements 75b in Eingriff ist, welche an dem unteren Teil des bewegbaren Tisches 75 fixiert ist. Wenn sich der Zuführmotor 78C dreht, dreht sich die Zuführschraube 78r, wobei der bewegbare Tisch 75 nach rechts und links in der Zeichnung bewegt wird, genauer gesagt, in einer Richtung, welche sich von der axialen Linie des Werkstücks W unterscheidet oder sich dieser annähert, wobei das weibliche Schraubenelement 75b damit im Eingriff ist. Die relative Position der Kante des Eckpolierelements 74a hinsichtlich des Werkstücks W wird durch Steuerung des Betrags der Drehung des Zuführmotors 78C gesteuert.

Ein Kontaktelement 79b ist an dem Haltertisch 79 fixiert. Ein Kolbenzylindermechanismus 79C ist an dem bewegbaren Tisch 75 installiert, und wenn der Kolbenzylindermechanismus 79C verlängert ist, drückt eine Kolbenstange 79r davon das Kontaktelement 79b nach oben. Dadurch bewegt sich das Eckpolierelement 74a nach oben, d. h. in einer Richtung weg von dem Werkstück W.

Ein Ende des Kabels 57 ist an dem Kontaktelement 79b fixiert, wobei das Kabel 57 zwischen zwei Rollen 58 im Eingriff ist, die durch den bewegbaren Tisch 75 drehbar gelagert und an dem Gewicht 59 angebracht sind. Das Gewicht 59 wird durch den Polierdruck auf das Werkstück W kompensiert, d. h. dass das Gewicht des Haltertisches 79a, des Spindelmotors sm, des Eckpolierelements 74a und andere Elemente reguliert werden, so dass ein herkömmlicher Polierdruck erhalten werden kann.

Für den Poliervorgang wird als erstes der Kolbenzylindermechanismus 79C verlängert, wobei der Haltertisch 79 durch die Kolbenstange 79r nach oben gedrückt wird. Dadurch wird ebenso das Eckpolierelement 74a angehoben. Als nächstes wird der Motor 78C angetrieben, um das Eckpolierelement 74a nach rechts zu bewegen (die zurückgezogene Position). Zu dieser Zeit werden die anderen Polierelemente bewegt, d. h. das Neigungspolierelement 13a, 13b und das Seitenpolierelement 14a werden zu deren entsprechenden Rückzugspositionen bewegt. Die Arbeitsaufbringungsvorrichtung 6 nimmt von der Einspanneinrichtung 12 ein poliertes Werkstück heraus, wobei die Arbeitseinbringungsvorrichtung 4 ein neues Werkstück W auf einer Einspanneinrichtung 12 plaziert. Als nächstes hält die Einspanneinrichtung 12 das Werkstück W und beginnt zu rotieren. Wie vorstehend erwähnt, wird der Zuführmotor 78C gesteuert, und die Kante des Eckpolierelements 74a wird mit der Kante des Isolierungsfilms I ausgerichtet. Als nächstes wird der Spindelmotor sm angetrieben, um die Drehung des Eckpolierelements 74a zu beginnen. Die anderen Polierelemente (die geneigten Polierelemente 13a, 13b und die Seitenpolierelemente 14a) werden ebenso hinsichtlich deren Polierpositionen bewegt, um mit dem Polieren zu beginnen. Der Kolbenzylindermechanismus 79C zieht sich zusammen, wobei sich das Eckpolierelement 74a absenkt, und wobei das Eckpolierelement 74a und das Werkstück W miteinander in Kontakt geraten, um mit dem Polieren zu beginnen.

Somit werden die Metallfilme M1, M2, M3 durch die Neigungsflächenpolierelemente 13a, 13b, das Seitenpolierelement 14a und das Eckpolierelement 74a poliert. Der Metallfilm M' des Eckabschnitts, welcher bei dem herkömmlichen Verfahren schwierig zu entfernen war, kann ebenso entfernt werden, da die Position der Kante des Eckpolierelements 74a mit der Position der Kante des Isolierfilms I übereinstimmt, und darüber hinaus wird ausreichend Schlamm durch die Drehung des Eckpolierelements 74a zugeführt, wie vorstehend erwähnt.

Des Weiteren führt nicht immer eine gleiche Stelle eines Polierelements den Poliereffekt durch, wie bei der Verwendung eines nicht drehbaren Polierelements, sondern das Eckpolierelement 74 dreht sich dementsprechend, wodurch die Polierlast verteilt wird, welche auf eine einheitliche Länge der Kante davon aufgebracht wird. Somit verformt sich die Kante des Eckpolierelements 74 geringer, wodurch sich die Frequenz der Endbearbeitung vermindert (Formrektifikation).

Vorstehend sind Beispiele eines Falls beschrieben worden, in welchem das Eckpolierelement 74a mit einer Achse parallel zu der Achse des Werkstücks W vorgesehen ist. Die Struktur kann jedoch derart modifiziert werden, dass die Drehachse des Eckpolierelements 74a rechtwinklig zu der Drehachse des Werkstücks W ist. Wie in Fig. 6 gezeigt, kann bei einer Variation dies derart konfiguriert werden, dass der Spindelmotor sm und folglich die Achse des Eckpolierelements 74a, welches an demselben angebracht ist, horizontal oder orthogonal zu der axialen Linie des Werkstücks W ist. Der Abschnitt, welcher durch gestrichelte Linien in Fig. 5 und Fig. 6 umgeben ist, repräsentiert den Abschnitt entsprechend der Modifikation. Eine wiederholte Beschreibung dieser anderen Struktur, des Vorgangs und der Polierfunktion sowie die Effekte davon werden daher weggelassen.

Obwohl nicht lediglich bevorzugte Ausführungsformen speziell dargestellt und hier beschrieben worden sind, ist es ersichtlich, dass viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Licht der vorstehenden technischen Lehre und innerhalb des Rahmens der beigefügten Ansprüche möglich sind, ohne den Rahmen und den Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (7)

1. Polierverfahren zum Entfernen des Eckmaterials, welches in eine Ecke eindringt, die durch eine Seitenwand und einen Isolierungsfilm an einem Halbleiterwafer und einer Frontfläche des Wafers ausgebildet wird, wobei das Eckmaterial ein Teil eines Metallfilms ist, welcher an dem Isolierungsfilm und an einer Peripherie des Isolierungsfilms an dem Wafer ausgebildet wird, wobei das Entfernen des Eckmaterials durch ein drehbar angetriebenes Polierelement durchgeführt wird und Schlamm zu einer Polierfläche zugeführt wird, bevor ein chemisch mechanischer Polierprozess zur Entfernung des Metallfilms an dem Isolierungsfilm vorgenommen wird.

2. Polierverfahren nach Anspruch 1, wobei andere Teile des Metallfilms durch entsprechende Polierelemente zur selben Zeit poliert werden.

3. Polierverfahren nach Anspruch 2, wobei der Wafer mit purem Wasser abgewaschen wird, nachdem die gesamte Peripherie des Metallfilms poliert worden ist.

4. Poliervorrichtung zum Entfernen des Eckmaterials, welches in eine Ecke eingedrungen ist, die durch eine Endwand eines Isolierungsfilms an einem Halbleiterwafer und einer Frontfläche des Wafers ausgebildet ist, wobei das Eckmaterial Teil eines Metallfilms ist, welcher an dem Isolierungsfilm und einer Peripherie des Isolierungsfilms auf dem Wafer ausgebildet ist, und welche aufweist:
eine Einspanneinrichtung zum Lagern des Halbleiterwafers,
eine erste Dreheinrichtung zur drehbaren Lagerung der Einspanneinrichtung,
eine Waferantriebseinrichtung zum drehbaren Antrieb der Einspanneinrichtung,
ein Eckpolierungselement zum Entfernen des Eckmaterials von dem Halbleiterwafer,
eine Polierelementstützeinrichtung zum Stützen des Eckpolierelements,
eine zweite Dreheinrichtung zur drehbaren Lagerung der Polierelementestützeinrichtung,
eine Polierelementantriebseinrichtung zum drehbaren Antrieb der Polierelementstützeinrichtung,
eine Positionierungseinrichtung zur relativen Positionierung des Eckpolierelements und der Einspanneinrichtung, so dass eine Kante des Eckpolierelements und eine Kante des Isolierfilms ausgerichtet werden,
eine Druckeinrichtung zum Drücken des Eckpolierelements zu dem Metallfilm der Peripherie, um das Eckmaterial zu entfernen, und
eine Schlammzuführeinrichtung zum Zuführen von Schlamm zu einer Polierfläche.

5. Poliervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Druckeinrichtung aufweist:
ein Gewicht,
ein Kabel, dessen eines Ende mit dem Gewicht verbunden ist und dessen anderes Ende mit der zweiten Dreheinrichtung verbunden ist, und
eine Rolle, mit welcher das Kabel im Eingriff ist.

6. Poliervorrichtung nach Anspruch 5, wobei
ein geneigtes Polierelement zum Entfernen eines Metallfilms an der geneigten Fläche des Halbleiterwafers
und ein Seitenpolierelement zum Entfernen eines Metallfilms an einer Seitenfläche des Halbleiterwafers um die Einspanneinrichtung angeordnet sind.

7. Poliervorrichtung nach Anspruch 6, welche ferner aufweist:
eine Einbringungseinrichtung zum Einbringen des Halbleiterwafers zu der Einspanneinrichtung von außen
und eine Ausbringungseinrichtung zum Ausbringen des Halbleiterwafers aus der Einspanneinrichtung nach außen.