DE69615273T2 - Polieren der Randbereiche von Wafers - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfahren zum Spiegelpolieren des Umfangsabschnittes eines Wafers und eine Vorrichtung nützlich zum Ausführen des Verfahrens.
• Eine Spiegelpolierschritt eines Wafers wird allgemein ausgeführt nach einem Abfasungsschritt, um zu verhindern, dass der Umfangsabschnitt eines Wafers absplittert, einem Läppschritt, um die Veränderung in der Dicke des Wafers klein zu machen, und einem Ätzschritt zum Entfernen einer brüchigen Schicht und von verunreinigten Abschnitten. Der Spiegelpolierschritt enthält einen Spiegelpolierschritt für die Hauptoberfläche des Wafers und einen Spiegelpolierschritt für den Umfangsabschnitt des Wafers.
• Der Wafer ist mit einer Ausrichtungsabflachung oder einer Kerbe an einer vorbestimmten Position versehen, an dessen Umfang in Bezug zu der Kristallausrichtung des Wafers versehen. Die Ausrichtungsabflachung oder der Kerbabschnitt wird verwendet, um die Position auf dem Umfang des Wafers in einer automatischen Herstellungsvorrichtung zu erfassen. Deshalb ist es auch in dem Spiegelpolierschritt des Umfangsabschnittes eines Wafers notwendig, sowohl die Ausrichtungsabflachung oder den Kerbabschnitt, als auch den anderen Abschnitten (nachfolgend als " der Umfang" bezeichnet) spiegelzupolieren.
• In einem herkömmlichen Verfahren zum Spiegelpolieren eines Umfangsabschnittes eines Wafers, wie in der EP-A-584905 beschrieben, die als der nächstkommende Stand der Technik angesehen wird, und eine Poliervorrichtung zeigt, die eine Übertragungsvorrichtung zum Fördern von Wafern zwischen den Polierstationen enthält, an denen unterschiedliche Umfangswände des Wafers poliert werden, wird eine Polierscheibe, hergestellt aus einem Schaumkunststoff, verwendet. In diesem Verfahren werden der Umfang und die Ausrichtungsabflachung des Wafers durch eine Polierscheibe spiegelpoliert, die eine Nut aufweist (eine Form anfasende Nut), die einen Querschnitt entsprechend des Querschnittes des Umfanges und der Ausrichtungsabflachung des Wafers hat. In solch einem Spiegelpolierschritt wird ein schmirgelndes Material aus einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid (NaOH) oder dergleichen, das sehr feines SiO&sub2;- Pulver oder dergleichen enthält, verwendet. Um durch dieses Verfahren den Kerbabschnitt spiegelzupolieren wird eine scheibenförmige Polierscheibe verwendet. Auch in diesem Fall wird selbstverständlich ein schmirgelndes Material verwendet.
• Übrigens, in einem allgemeinen Schritt zum Ätzen eines Silizium- Einzelkristallwafers, dem sogenannten Säureätzen, wurde z. B. einem Ätzen, bei dem der Wafer in eine Flüssigkeitsmischung von Hydroflour-Säure, Stickstoffsäure und Essigsäure oder dergleichen eingetaucht wurde, ausgeführt. Da jedoch so ein Säureätzen Fehler hat, dass es schwierig ist die Ebenheit des Siliziumwafers nach dem Läppen zu bewahren und dass hohe Kosten für die Behandlung des Abfalls der verwendeten Ätzflüssigkeit erforderlich sind, ist seit kurzem meist ein alkalisches Ätzen anstatt eines Säureätzens verwendet worden. Wenn jedoch ein alkalisches Ätzen verwendet wird, wird, weil die Rückseite oder der Umfang des Siliziumwafers aufgerauht ist, die Glattheit des Wafers verschlechtert und daher ist eine weitere Bearbeitung der Rückseite oder für den Umfang des Wafers erforderlich. Insbesondere gibt es ein Problem, dass die Bearbeitung der Umfangsoberfläche des Siliziumwafers nach einem alkalischen Ätzen viel Zeit für die Bearbeitung der Oberfläche erfordert, um eine Rauhigkeit geringer als einen vorbestimmten Wert zu erreichen, um die Ziel-Glattheit zu erhalten, die ein Mehrfaches derjenigen eines Säureätzens ist.
• Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorerwähnten Schwierigkeit entwickelt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Spiegelpolierverfahren zu schaffen, durch das eine Waferoberfläche, die eine befriedigende Glattheit hat, stabil erhalten werden kann in einer Bearbeitungszeit kürzer als die eines herkömmlichen Schwabbel-Polierens, und eine Spiegelpoliervorrichtung.
• Auf dem Wege in Richtung der vorliegenden Erfindung haben die Erfinder ein Band-Polierverfahren untersucht, in dem ein Band, auf dem sich schmirgelnde Körner befinden, verwendet wird. EP-A-646436 zeigt ein Wafer-Poliersystem, in dem nur ein Band-Polierverfahren verwendet wird. In dem Band-Polierverfahren wird der Umfangsabschnitt des Wafers durch Pressen des Abschnitts gegen ein Band, von einer Bandzuführungsrolle zur Verfügung gestellt, spiegelpoliert. Das verwendete Band ist um eine Band-Aufnehmrolle gewunden, um kontinuierlich unverbrauchte Oberflächen des Bandes zu den Abschnitten, die bearbeitet werden sollen, zuzuführen. Der Umfangsabschnitt des Wafers wird spiegelpoliert durch Rotieren um eine Trommel, auf die das Band gewickelt wird, um eine ausreichende Relativgeschwindigkeit zwischen dem Band und dem Wafer zum Polieren des Umfangs des Wafers zu erhalten.
• Nach ihrer Untersuchung in Bezug auf das Schwabbel-Polierverfahren und dem Band-Polierverfahren, wurde gefunden, dass es dort folgende Probleme gibt: D. h., das Schwabbel-Polierverfahren erfordert eine Bearbeitungszeit, die ein Mehrfaches von jener des Band-Polierverfahrens ist, um eine spiegelpolierte Oberfläche zu erhalten, die eine Rauhigkeit geringer als ein vorbestimmter Wertes hat, und die Art der verwendeten Polierscheiöe erzeugt Veränderungen in der erforderlichen Bearbeitungszeit. Andererseits hat das Band-Polierverfahren einige innewohnende Beschränkungen in der erhaltenen Oberflächenendbearbeitung.
• Nach einem ersten Aspekt dieser Erfindung, weist ein Verfahren des Spiegelpolierens eines Umfangsabschnittes eines Wafers, einen ersten Polierschritt zum Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers durch Verwendung eines Bandes, das schmirgelnde Körner trägt, auf, und einen zweiten Polierschritt für das anschließende Polieren desselben Umfangsabschnittes des Wafers durch Verwenden einer Polierscheibe mit einem schmirgelnden Material.
• Nach einem zweiten Aspekt dieser Erfindung, weist eine Vorrichtung für das Spiegelpolieren eines Umfangsabschnittes eines Wafers, einen ersten Polier-Abschnitt, für das Polieren eines Umfangsabschnittes des Wafers durch Verwenden eines Bandes, das schmirgelnde Körner trägt, einen zweiten Polierabschnitt für das anschließende Polieren des selben Umfangsabschnittes des Wafers durch Verwenden einer Polierscheibe mit einem schmirgelnden Material, und ein Zuführungsteil auf, um den Wafer von dem ersten Polierabschnitt zu dem zweiten Polierabschnitt zu übergeben.
• Durch Verwenden sowohl des Band-Polierens, als auch des Schwabbel- Polierens, um, d. h., den Umfangsabschnitt des Wafers zu polieren durch Verwenden eines Bandes, auf dem sich schmirgelnde Körner befinden, und anschließendem Polieren des Umfangsabschnittes durch Verwenden einer Polierscheibe mit einem schmirgelnden Material, ist gefunden worden, dass eine Waferoberfläche, die eine Rauhigkeit geringer als ein vorbestimmter Wert hat, stabil erhalten werden kann, in einer Bearbeitungszeit kürzer ist als jene des Schwabbel-Polierens allein.
• Fig. 1 ist zum Vergleichen des Band-Polierverfahrens mit dem Schwabbel- Polierverfahren. In dieser Figur ist die Glattheit in die vertikale Achse eingetragen und die Polierzeit ist in die horizontale Achse eingetragen. Es werden die folgenden Punkte aus Fig. 1 gefunden. Das Band-Polierverfahren erfordert kürzere Polierzeiten, um eine spiegelpolierte Oberfläche zu erhalten, die eine vorbestimmte Glattheit hat, jedoch hat das Verfahren einige Begrenzungen in der erhaltenen Oberflächenendbehandlung. Das Schwabbel-Polierverfahren erfordert viel Polierzeit, um eine spiegelpolierte Oberfläche zu erhalten, die eine vorbestimmte Glattheit aufweist, und erzeugt Veränderungen in notwendiger Bearbeitungszeit infolge der verwendeten Polierscheibe, jedoch kann diese Verfahren eine glattere Oberfläche schaffen, als jenes des Band-Polierverfahrens in Fig. 1 sind je weiter die Kennlinien nach dem Band-Polierverfahren vom Ursprung in Richtung nach rechts entfernt sind, je kleiner ist die Größe der schmirgelnden Körner, gehalten auf dem verwendeten Band.
• Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann für verschiedene Arten von Halbleiter-Wafern angewandt werden, z. B., Silizium-Wafer, Verbundsilizium-Wafer oder dergleichen.
• Nach der vorliegenden Erfindung, kann die Polierzeit, die erforderlich ist, um eine vorbestimmte Glattheit zu erreichen, verkürzt werden, weil ein Band-Polierverfahren, das eine Poliergeschwindigkeit vorsieht, größer als diejenige von Schwabbel-Polierverfahren, ausgeführt wird, bevor der Umfangsabschnitt des Wafers durch Verwendung einer Polierscheibe poliert wird. Außerdem, da das Schwabbel-Polierverfahren, das im Vergleich mit dem Band-Polierverfahren in der Lage ist, feiner zu polieren, ausgeführt wird, nachdem der Umfangsabschnitt des Wafers in gewissen Umfang durch das Band- Polierverfahren poliert wurde, ist es möglich eine spiegelpolierte Oberfläche mit einer hohen Glattheit zu erhalten.
• Vorzugsweise weist der erste Polierschritt einen ersten Kerb- oder Ausrichtungsabflachungs-Polierschritt zum Polieren eines Kerb- oder Ausrichtungsabflachungsabschnittes auf, der in dem Umfangsabschnitt des Wafers ausgebildet ist, durch Verwendung eines Bandes, das schmirgelnde Körner trägt, und einen ersten Umfangspolierschritt zum hauptsächlichen Polieren eines Umfangsabschnittes des Wafers außerhalb des Kerb- oder Ausrichtungsabflachungsabschnittes durch Verwendung eines Bandes, das schmirgelnde Körner trägt; und der zweite Polierschritt einen zweiten Kerb- oder Ausrichtungsabflachungspolierschritt zum Polieren des Kerb- oder Ausrichtungsabflachungsabschnittes durch Verwendung einer Polierscheibe aufweist und ein zweiter Umfangs- Polierschritt für hauptsächliches Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers außerhalb des Kerb- oder Ausrichtungsabflachungsabschnittes durch Verwendung einer Polierscheibe. Der erste Kerbpolierschritt kann ausgeführt werden durch Pressen eines Abschnittes des Bandes, das schmirgelnde Körner trägt, das relativ zum Kerbabschnitt durch ein Bandtragteil bewegt werden kann. Der erste Umfangs- Polierschritt kann ausgeführt werden durch Andrücken eines Abschnittes eines Bandes, das schmirgelnde Körner trägt, das um den Umfang einer Rotationstrommel gewickelt ist und relativ zu dem Umfangsabschnitt des Wafers gegen den Umfangsabschnitt des Wafers bewegt werden kann.
• Vorzugsweise wird der Wafer um dessen Mitte herum innerhalb eines vorbestimmten kleinen Winkels geschwenkt, während zumindest einem der ersten und zweiten Kerbenpolierschritte. Demzufolge ist es möglich, nicht nur die Unterseite gleichmäßig zu polieren, sondern die gesamte Oberflächen des Kerbabschnittes.
• Das Band kann ungefähr um eine Achse geschwenkt werden, die durch den Kontaktpunkt des Bandes und den Umfangsabschnitt des Wafers verläuft und parallel ist zu der Hauptoberfläche des Wafers, relativ zu dem Wafer, innerhalb eines vorbestimmten Winkels während des ersten Polierschrittes. Nach solch einem Verfahren ist es möglich, über den gesamten umfänglich abgefasten Abschnitt auf den oberen und den unteren Oberflächen des Wafers zu polieren.
• Der zweite Kerbenpolierschritt wird vorzugsweise durch Pressen einer scheibenförmigen Polierscheibe gegen den Kerbabschnitt des Wafers ausgeführt, während ein schmirgelndes Material zugeführt wird. Der zweite Ausrichtungsabflachungs- Polierschritt kann ausgeführt werden durch Pressen einer säulenförmigen, rotierenden Polierscheibe, die eine Formanfas-Nut hat, die den Ausrichtungsabflachungsabschnitt des Wafers aufnimmt, gegen den Orientirungsabflachungsabschnitt. Der zweite Umfangspolierschritt wird vorzugsweise ausgeführt durch Pressen einer zylindrischen rotierenden Polierscheibe, die eine Form- Anfasungs- Nut hat, die den Umfangsabschnitt des Wafers aufnimmt, in der inneren Umfangsoberfläche der zylindrischen Polierscheibe, gegen den Umfangsabschnitt des Wafers.
• Vorzugsweise ist der Wafer ein Silizium-Einzelkristallwafer und ein Alkaliätzen wird an dem Wafer, der einen angefasten Umfang hat, vor dem ersten Polierschritt ausgeführt. Demzufolge ist es möglich, nicht nur eine spiegelpolierte Oberfläche mit einer hohen Glattheit in einer kürzeren Herstellungszeit zu erhalten, sondern die Ebenheit des Siliziumwafers nach dem Läppen zu bewahren und die Kosten für die Verarbeitung des Abfalls der benutzten Ätzflüssigkeit zu vermindern.
• Mit der Vorrichtung nach dieser Erfindung ist es möglich, nicht nur sowohl Band- Polieren und Schwabbel-Polieren auszuführen, sondern auch nur entweder Band- Polieren oder Schwabbel-Polieren auszuführen, wie sich die Notwendigkeit ergibt. Wenn sowohl Band-Polieren, als auch Schwabbel-Polieren ausgeführt werden, kann stabil eine Waferoberfläche mit einer Rauhigkeit geringer als ein vorbestimmter Wert, in einer kürzeren Bearbeitungszeit als jene für das Schwabbel-Polieren erhalten werden.
• Ein bevorzugtes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:-
• Fig. 1 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Glattheit und der Polierzeit nach dem Band-Polieren und Schwabbel-Polieren in der vorliegenden Erfindung zeigt;
• Fig. 2 eine Draufsicht einer Spiegelpoliervorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
• Fig. 3 eine Draufsicht eines Wafers mit einem Kerbabschnitt ist;
• Fig. 4 eine Draufsicht eines Wafers mit einer Ausrichtungsabflachung ist;
• Fig. 5 eine Seitenansicht einer Ladeeinrichtung in einem Band-Polierabschnitt in dem Ausführungsbeispiel ist;
• Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Wafer- Übergabevorrichtung in der Poliervorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel ist;
• Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Kerbpolierteiles in dem Band- Polierabschnitt in dem Ausführungsbeispiel ist;
• Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Ausrichtungsabflachungs- Polierteiles oder eines Umfangspolierteiles in dem Band-Polierabschnitt ist;
• Fig. 9 eine Seitenansicht eines Ausrichtungsabflachungs- Polierteiles ist in dem Schwabbel-Polierabschnitt in dem Ausführungsbeispiel ist;
• Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines Umfangspolierteiles in dem Schwabbel-Polierabschnitt in dem Ausführungsbeispiel ist; und
• Fig. 11 eine Seitenansicht eines Entladers in dem Schwabbel-Polierabschnitt in dem Ausführungsbeispiel ist.
• Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung für Spiegelpolieren eines Umfangsabschnittes eines Wafers nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 zum Spiegelpolieren weist einen ersten Polierabschnitt auf, d. h.. einen Band- Polierabschnitt, der ein Bandpolieren an dem Umfangsabschnitt des Wafers ausführen kann und einen zweiten Polierabschnitt, z. B. einen Schwabbel-Polierabschnitt 3, der Schwabbel-Polieren an dem Umfangsabschnitt ausführen kann.
• In diesem Ausführungsbeispiel wurden für den Fall des Spiegelpolierens des Siliziumwafers, vor dem Spiegelpolierschritt an dem Wafer ein Anfasungsschritt durchgeführt, um zu verhindern, dass der Umfangsabschnitt des Wafers absplittert, ferner ein Läppschritt, um Dickenveränderung des Wafers klein zu machen, und ein Alkali-Ätzen zum Entfernen einer brüchigen Schicht oder verunreinigten Abschnitten. Daher kann die Ebenheit des Siliziumwafers nach dem Läppen leicht bewahrt werden und die Kosten, erforderlich für das Verarbeiten des Abfalls der benutzten Ätzflüssigkeit sind gering im Vergleich mit der Anwendung eines Säureätzens.
• Der Band-Polierabschnitt 2 weist einen Kasettenbefestigungsteü A auf, mit dem eine Kasette 4, die eine Menge von gestapelten Wafern W enthält, befestigt ist, einen ersten Waferpositionierungsteil B für das Positionieren eines Wafers W, wie in Fig. 3 oder Fig. 4 gezeigt ist, der einer nach dem anderen aus der Kasette 4 entnommen wird, einen ersten Kerbenpolierteil C für das Polieren eines Kerbabschnittes N des Wafers W, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einen ersten Ausrichtungsabflachungs-Polierteil D für das Polieren eines Ausrichtungsabflachungsabschnittes O des Wafers W, wie in Fig. 4 gezeigt, und einen ersten Umfangs-Poliertteil E für das Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers W. In dem Band-Polierabschnitt 2 ist eine Beladeeinrichtung 10 in dem Kasettenbefestigungsteil A vorgesehen, und eine erste Waferübergabevorrichtung 11 ist in der Mitte des Band- Polierabschnittes 2 vorgesehen. Eine erste Kerben- Poliervorrichtung 12, eine erste Ausrichtungsabflachungs- Poliervorrichtung 13, und eine erste Umfangs- Poliervorrichtung 14 sind jeweils in dem Kerben-Polierteil C, in dem Ausrichtungsabflachungs- Polierteil D und in dem Umfangs- Polierteil E vorgesehen.
• Die Beladeeinrichtung 10 weist eine nicht gezeigte Hebevorrichtung auf, für das Heben oder Senken der Kassette 4, die eine Menge von Wafern W, in einem gestapelten Zustand darin, halten kann, und einen Bandförderer 10a zum Herausnehmen des Wafers W einem nach dem anderen aus der Kassette 4. Die Beladeeinrichtung 10 hat einen Aufbau, in dem der Wafer W seinerseits an der Bodenseite aus der Kassette 4 durch das Förderband 10a herausgenommen wird.
• Die erste Waferübergabevorrichtung 11 weist einen Drehkörper 11a auf, der durch einen Motor, der nicht gezeigt ist, angetrieben wird, um sich um eine vertikale Achse zu drehen, und vier Arme 11b, die an dem Drehkörper 11a angeordnet sind, wie in den Fig. 2 und 6 gezeigt. Jeder der Arme 11b kann durch einen Luftzylinder, der nicht gezeigt ist, nach außen ausgefahren werden, der innerhalb des Drehkörpers 11a vorgesehen ist, und zwar mit einer vorbestimmten Kraft zu einem vorbestimmten Zeitpunkt. Eine Aufnahmescheibe 11c zum Halten eines Wafers auf der unteren Oberfläche desselben durch Vakuum-Ansaugen ist auf dem unteren Abschnitt des oberen Endes jedes Arms 11b vorgesehen, wie in Fig. 6 gezeigt. Jede Aufnahmescheibe 11c ist durch eine Luftleitung über eine Vakuumpumpe, die nicht gezeigt ist und im Inneren des Armes 11b und des Drehkörpers 11a vorgesehen ist, verbunden. Die Aufnahmescheibe 11c kann in Gegenrichtung um deren mittlere Achse durch einen Motor 11d gedreht werden.
• Die Kerben-Poliervorrichtung 12 weist eine Rotationstrommel 30a und ein Bandunterstützungsteil 30b auf, wie in Fig. 7 gezeigt. Im Inneren der Rotationstrommel 30a sind eine Bandzuführungsrolle zum Zuführen eines Bandes T für das Polieren und eine Aufwickelspule für das Aufwickeln des Bandes T, die nicht gezeigt sind, vorgesehen. Das Band T weist ein Bandbasisteil und sehr feine polierende Körner auf, z. B. SiO&sub2; -Pulver oder dergleichen, die darauf durch Klebstoffe anhaften, obwohl das in den Figuren nicht gezeigt ist. Als ein Band T ist es auch möglich eines zu verwenden, bei dem ein Überzug, der sehr feine schleifende Körner enthält, auf das Bandbasisteil überzogen ist. Das von der Bandzuführungsrolle zugeführte Band T wird zuerst auf die Außenseite der Rotationstrommel 30a eingeführt und wird danach um den Umfang der Rotationstrommel 30a in einer schraubenförmigen Art gewunden. Das aufgewickelte Band T wird seinen Weg auf das Bandtragteil 30b gelegt, das außerhalb der Rotationstrommel 30a vorgesehen ist. Das Spitzenende des Bandes T ist dann in das Innere der Rotationstrommel 30a geführt wird und ist um die Aufnahmerolle herum gewickelt. Die Rotationstrommel 30a kann in wechselnder Richtung durch einen Motor 30c gedreht werden, und die Aufwickelspule, die nicht gezeigt ist, kann, um zu rotieren, durch einen Motor 30d angetrieben werden. In der Kerben-Poliervorrichtung 12 wird der Abschnitt des Bandes T, der auf das Bandtragteil 30b gelegt ist, gegen den Kerbabschnitt N des Wafers W gepreßt und wird anschließend um die Aufwickelspule durch den Motor 30d aufgewickelt, während des hin- und hergehenden Drehens der Rotationstrommel 30a durch den Motor 30c. Demzufolge wird der Kerbabschnitt N des Wafers W durch das Band T poliert. Während solch eines Polierens ist es vorteilhaft die Aufnahmescheibe 11c auf deren mittleren Achse innerhalb eines vorbestimmten kleinen Winkels hin- und hergehend zu drehen, so dass nicht nur die Unterseite, sondern auch die Seitenoberflächen des Kerbabschnittes N poliert werden können. Vorzugsweise können die Rotationstrommel 30a und das Bandtragteil 30b relativ in eine Richtung bewegt werden, in der diese näher oder weiter entfernt von dem Kerbabschnitt N kommen können. Außerdem können die Rotationstrommel 30a und das Bandtragteil 30b hin- und hergehend um eine horizontale Achse geschwenkt werden, die durch den Kontaktabschnitt des Bandes T und den Kerbabschnitt N verläuft und rechtwinklig ist zu der obigen Bewegungsrichtung der Rotationstrommel 30a. Anstelle des Schwenkarms der Rotationstrommel 30a und des Bandtragteiles 30 kann der Wafer auch um die Achse herum geschwenkt werden. Demzufolge ist es möglich, nicht nur die Unterseite, sondern auch die oberen und die unteren angefasten Flächen in dem Kerbabschnitt N zu polieren. Z. B. zeigt ein früheres U. S. Patent Nr. US-A- 5766065 durch den vorliegenden Erfinder u. a., konkret Ausführungsbeispiele solch einer Rotationstrommel und einer Schwenkvorrichtung des Wafers im Detail, die für die Erfindung verwendet werden können.
• Sowohl die Ausrichtungsabflachungs- Poliervorrichtung 13 als auch die Umfangs- Poliervorrichtung 14 hat einen Aufbau ähnlich zu jener der Kerben-Poliervorrichtung 12. Jede von ihnen weist, wie in Fig. 8 gezeigt, eine Rotationstrommel 40a auf. Innerhalb der Rotationstrommel 40a sind eine Bandzuführungsrolle zur Zuführung eines Bandes T, das sehr feine schmirgelnde Körner, z. B. SiO&sub2;-Pulver oder dergleichen darauf trägt und eine Aufwickelrolle zum Aufwickeln des Bandes T, die nicht gezeigt sind, vorgesehen. Das Band T, zugeführt von der Bandzuführungsrolle, wird zuerst auf die Außenseite der Rotationstrommel 40a geführt, und wird um den Umfang der Rotationstrommel 40a herum in einer schraubenförmigen Art gewickelt. Das Spitzenende des Bandes T wird, dann in das Innere der Rotationstrommel 40a eingeführt und wird auf die Aufwickelspule aufgewickelt. Die Rotationstrommel 40a kann hin- und hergehend durch einen Motor 40c gedreht werden. Die Aufwickelspule, die nicht gezeigt ist, kann, um zu rotieren, durch einen Motor 40d angetrieben werden. In der Ausrichtungsabflachungs- Poliervorrichtung 13 und der Umfangs-Poliervorrichtung 14 wird das Band T, um die Rotationstrommel 40a gewickelt, gegen die Ausrichtungsabflachung 0 und den Umfang des Wafers W gedrückt und wird durch den Motor 40d auf die Aufwickelspule gewickelt, die Rotationstrommel 40a hin- und hergehend durch den Motor 40c gedreht wird, so dass die Ausrichtungsabflachung O und der Umfang des Wafers W durch das Band T poliert werden. Vorzugsweise kann die Rotationstrommel 40a hin- und hergehend um eine horizontale Achse geschwenkt werden, die durch den Kontaktabschnitt des Bandes T mit der Ausrichtungsabflachung O oder mit dem Umfang des Wafers verläuft, und die rechtwinklig zu der Bewegungsrichtung der Rotationstrommel 40a, relativ zu dem Wafer W ist. Demzufolge ist es möglich nicht nur die Seitenoberflächen der Ausrichtungsabflachung O und des Umfanges des Wafers W zu polieren, sondern auch dessen untere und obere angefaste Oberflächen.
• In dem Waferpositionierteil B wird das Zentrieren eines Wafer W durch eine Positionierungsvorrichtung, die nicht gezeigt wird, ausgeführt. Nachdem die Bandpolierschritte vollendet sind, wird der Wafer W, der zu dem Waferpositionierungsteil B zurückgeführt wurde, zu einem Zuführungsteil F des Wafers W durch ein Teil, das nicht gezeigt ist, übergeben, ohne erneut positioniert zu werden.
• Der Schwabbel-Polierabschnitt 3, d. h. der zweite Polierabschnitt, weist auf ein zweites Waferpositionierteil G zur Positionierung des Wafers W auf, wie in den Fig. 3 oder 4 gezeigt, übergeben von dem Zuführungsteil F durch ein Teil, das nicht gezeigt ist, ein zweites Kerben-Polierteil H für das Polieren des Kerbabschnittes N des Wafers W, gezeigt in Fig. 3, ein zweites Ausrichtungsabflachungs-Polierteil I für das Polieren der Ausrichtungsabflachung O des in Fig. 4 gezeigten Wafers W, ein Umfangs-Polierteil J für das Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers W, und eine zweites Kassettenbefestigungsteil K, mit dem eine Kassette 4, in die hinein Wafer W gelegt werden, befestigt ist. In dem Schwabbel-Polierabschnitt 3 ist eine zweite Waferübergabevorrichtung 21 in der Mitte des Schwabbel-Polierabschnittes 3 vorgesehen. Eine zweite Kerben- Poliervorrichtung 22, eine zweite Ausrichtungsabflachungs- Poliervorrichtung 23 und eine zweite Umfangs- Poliervorrichtung 24 sind jeweils an dem zweiten Kerben-Polierteil H, an dem zweiten Ausrichtungsabflachungs- Polierteil I und an dem zweiten Umfangs- Polierteil J vorgesehen. Das zweite Kassettenverbindungsteil K ist mit einem Entlader 25 versehen.
• Die zweite Waferübergabevorrichtung 21 hat einen Aufbau ähnlich zu jener der ersten Waferübergabevorrichtung 11. Die zweite Waferübergabevorrichtung 21 weist auf einen Drehkörper 21a, der durch einen Motor (nicht gezeigt) angetrieben wird, um eine vertikale Mittelachse zu rotieren, und vier Arme 21b, die auf dem Drehkörper 21b angeordnet sind, wie in Fig. 2 gezeigt. Jeder der Arme 21b wird nach außen mit einer vorbestimmten Kraft zu einem vorbestimmten Zeitpunkt verlängert durch einen Luftzylinder (nicht gezeigt), der im Inneren des Drehkörpers 21a vorgesehen ist. Auf dem unteren Abschnitt des Spitzenendes jedes Arms 21b ist eine Aufnahmescheibe 21c vorgesehen. Jede Aufnahmescheibe 21c ist verbunden mit einer Vakuumpumpe, die nicht gezeigt ist, durch eine Luftleitung (nicht gezeigt), die innerhalb des Armes 21b und des Drehkörpers 21a vorgesehen ist. Die Aufnahmescheibe 21c kann um deren Mittelachse hin- und hergehend durch einen Motor, der nicht gezeigt ist, gedreht werden.
• Die zweite Kerben-Poliervorrichtung 22 weist auf eine scheibenförmige Polierscheibe 22a, hergestellt aus Schaumkunststoff oder dergleichen, die eine Drehwelle hat, die abgestützt wird durch einen Arm 22b, der eine "U"-Form in der Draufsicht hat, wie in Fig. 2 gezeigt. In dieser Kerben-Poliervorrichtung 22 wird die Polierscheibe, um sich zu drehen, durch einen Motor, der nicht gezeigt ist, angetrieben. Der Umfang der sich drehenden Polierscheibe 22a wird in die Kerbe des Wafers W eingebracht, wird gegen den Kerbabschnitt N gepreßt, während ein schmirgelndes Material mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid (NaOH) oder dergleichen, das sehr feines SiO&sub2;-Pulver oder dergleichen enthält, zu der Kontaktoberfläche der Polierscheibe zugeführt wird. Demzufolge wird der Kerbabschnitt N des Wafers W durch die sich drehende Polierscheibe 22a poliert. Während solch eines Polierens wird die Aufnahmescheibe 21c mit einem Wafer W darauf um deren Mittelachse innerhalb eines vorbestimmten Winkels geschwenkt, so dass nicht nur die Unterseite, sondern auch die Seitenoberflächen des Kerbabschnittes N poliert werden können.
• Die zweite Ausrichtungsabflachungs- Poliervorrichtung 23 weist auf eine säulenförmige Polierscheibe 23, hergestellt aus einem Schaumkunststoff oder dergleichen, wie in Fig. 9 gezeigt. Auf einer Umfangsoberfläche der Polierscheibe 23a wird eine Poliernut 23b der sogenannten formanfasenden Poliernut, zum Aufnehmen der Ausrichtungsabflachung O eines Wafers W, gebildet. Die Polierscheibe 23a kann durch einen Motor 23c angetrieben werden, um um deren Mittelachse zu rotieren, und kann nach oben und unten durch eine Hebevorrichtung, die nicht gezeigt ist, geführt werden. Die Ausrichtungsabflachung O des Wafers W kann poliert werden durch Pressen der Innenfläche der Poliernut 23b der Polierscheibe 23a gegen die Ausrichtungsabflachung O des Wafers W, während der Zuführung eines schmirgelnden Materiales mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid (NaOH) oder dergleichen, das sehr feines SiO&sub2;-Pulver oder dergleichen enthält, zu der Kontaktoberfläche der Polierscheibe zugeführt wird.
• Die zweite Umfangs-Poliervorrichtung 24 weist eine zylindrische Polierscheibe 24a auf, hergestellt aus Schaumkunststoff, wie in Fig. 10 gezeigt. Auf einer Innenumfangsoberfläche der Polierscheibe 24a, wird eine Poliernut der sogenannten eine formanfasenden Poliernut zum Aufnehmen hauptsächlich des Umfangsabschnittes des Wafers W außerhalb der Ausrichtungsabflachung O, gebildet. Die Polierscheibe 24a kann angetrieben werden, um um deren Mittelachse zu rotieren, durch einen Motor 24c und kann durch eine Hebevorrichtung, die nicht gezeigt ist, auf und ab geführt werden. Der Umgangsabschnitt des Wafers W kann poliert werden durch Pressen des Umfangsabschnittes außerhalb des Ausrichtungsabflachungsabschnittes O des Wafers W gegen die Innenfläche der Poliernut 24b der Polierscheibe 24a, während ein schmirgelndes Material mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid (NaOH) oder dergleichen, das sehr feines SiO&sub2;-Pulver oder dergleichen enthält, in die Poliernut 24b hinein Zugeführt wird.
• Der Entlader 25 weist eine Hebevorrichtung (nicht gezeigt) für das Heben oder Senken der Kassette 4 auf, die eine Menge von Wafern W in gestapelten Zustand darin halten kann, und einen Bandförderer 25a zum Eingeben von Wafern W einen nach dem anderen in die Kassette 4. Der Entlader 25 hat einen Aufbau, bei dem die Wafer W in die Kassette 4, einer nach dem anderen, durch den Bandförderer 25a gelegt und Schritt für Schritt angehoben werden können.
• In dem zweiten Wafer-Positionierungsabschnitt G wird das Zentrieren der Wafer W durch eine Positionierungsvorrichtung, die nicht gezeigt ist, ausgeführt.
• Wie oben beschrieben, in dem Verfahren für Spiegelpolieren eines Umfangsabschnittes eines Wafers nach der vorliegenden Erfindung, wird zuerst der Umfangsabschnitt des Wafers durch Verwendung eines Bandes poliert, das schmirgelnde Körner trägt, und wird danach poliert durch Verwendung einer Polierscheibe mit einem schmirgelnden Material.
• Daher kann, wie in Fig. 1 gezeigt, weil ein Band-Polieren, da eine größere Poliergeschwindigkeit als jene des Schwabbel-Polierens aufweist wird, vor dem Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers durch Verwendung einer Polierscheibe ausgeführt wird, die Polierzeit, die erforderlich ist, um eine spiegelpolierte Oberfläche mit einer vorbestimmten Glattheit zu erhalten, verkürzt werden. Da außerdem das Schwabbel-Polieren, das ein feineres Polieren im Vergleich zu dem Band-Polieren gestattet, ausgeführt wird, nachdem Umfangsabschnitt des Wafers in bestimmten Ausmaß durch das Band- Polieren poliert wurde, ist es möglich, eine spiegelpolierte Oberfläche mit einer hohen Glattheit zu erhalten.
• Nach der Spiegelpoliervorrichtung, die solch einen Aufbau hat, ist es möglich nicht nur sowohl Band-Polieren, als auch Schwabbel-Polieren auszuführen, sondern auch nur entweder das Band-Polieren oder das Schwabbel-Polieren, wie sich die Notwendigkeit ergibt. Wenn sowohl Band-Polieren als auch Schwabbel-Polieren ausgeführt werden, kann eine Waferoberfläche, die eine Rauhigkeit geringer als ein vorbestimmter Wert hat, stabil erhalten werden, in einer kürzeren Bearbeitungszeit als diejenige von Schwabbel-Polieren.

Claims (20)

1. Verfahren zum Spiegelpolieren eines Umfangsabschnittes eines Wafers (W) mit;

einem ersten Polierschritt für das Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers durch Verwenden eines Bandes (T), auf dem sich schmirgelnde Körner befinden, und

einem zweiten Polierschritt für anschließendes Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers durch Verwenden einer Polierscheibe (22a, 23a, 24a) mit einem schmirgelnden Material.

2. Verfahren zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 1, wobei das Band (T) während des ersten Polierschrittes relativ zu dem Wafer innerhalb eines vorbestimmten Winkels um die Achse herum geschwenkt wird, die durch den Kontaktpunkt des Bandes (T) und des Umfangsabschnittes des Wafers (W) verläuft und die parallel zu der Hauptoberfläche des Wafers (W) ist.

3. Verfahren zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wafer (W) ein Silizium-Einkristallwafer ist und ein Alkali-Ätzen an dem Wafer (W) vor dem ersten Polierschritt ausgeführt wird, der einen angefasten Umfang hat.

4. Verfahren zum Spiegelpolieren, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Polierschritt aufweist einen ersten Kerb- und/oder Ausrichtungsabflachungs- Polierschritt zum Polieren eines Kerbabschnittes (N) und/oder eines Ausrichtungsabflachungsabschnittes (O), der gebildet ist in dem Umfangsabschnitt des Waferes (W) gebildet ist, unter Verwendung eines Bandes (T), das schmirgelnde Körner trägt, und einen ersten Umfangs-Polierschritt zum hauptsächlichen Polieren eines Umfangsabschnittes des Wafers (VV) außerhalb des Kerbabschnittes (N) und/oder des Ausrichtungsabflachungsabschnittes (O) durch Verwendung eines Bandes (T), das schmirgelnde Körner trägt; und der zweite Polierschritt aufweist einen zweiten Kerb- und/oder Ausrichtungsabflachungs- Polierschritt zum Polieren des Kerbabschnittes und/oder der Ausrichtungsabflachung (O) durch Verwenden einer Polierscheibe (22a, 23a), und einen zweiten Umfangspolierschritt für hauptsächliches Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers (W) außerhalb des Kerbabschnittes (N) und/oder der Ausrichtungsabflachung (O), durch Verwendung einer Polierscheibe (24a).

5. Verfahren zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 4, wobei der erste Kerb-Polierschritt ausgeführt wird durch Pressen eines Abschnittes des Bandes (T), das schmirgelnde Körner darauf hat, und das relativ relativ zu dem Kerbabschnitt (N) bewegt werden kann durch ein Bandtragteil (30b).

6. Verfahren zum Spiegelpolieren, nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Wafer (W) während zumindest eines des ersten oder zweiten Kerb-Polierschritte um dessen Mitte innerhalb eines vorbestimmten kleinen Winkels herum geschwenkt wird.

7. Verfahren zum Spiegelpolieren, nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der zweite Kerb-Polierschritt ausgeführt wird durch Pressen einer scheibenförmigen Polierscheibe (22a) gegen den Kerbabschnitt (N) des Wafers (W), während ein schmirgelndes Material zugeführt wird.

8. Verfahren zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 4, wobei der zweite Ausrichtungsabflachungs- Polierschritt ausgeführt wird durch Pressen einer säulenförmigen, sich drehenden Polierscheibe (23a), die eine formanfasende Nut (23b) hat, die den Ausrichtungsabflachungsabschnitt (O) des Wafers (W) aufnimmt, gegen den Ausrichtungsabflachungsabschnitt (O).

9. Verfahren zum Spiegelpolieren, nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei der erste Umfangspolierschritt ausgeführt wird durch Pressen eines Abschnittes des Bandes (T), das schmirgelnde Körner trägt, das um den Umfang einer Rotationstrommel (40a) gewickelt ist und relativ zu dem Umfangsabschnitt des Wafers (W) gegen den Umfangsabschnitt des Wafers (W) bewegt werden kann.

10. Verfahren zum Spiegelpolieren, nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei der zweite Umfangs-Polierschritt ausgeführt wird durch Pressen einer zylindrischen, sich drehenden Polierscheibe (24a), die eine formanfasende Nut (24a) hat, die den Umfangsabschnitt des Wafers (W) in der Innenumfangsfläche der zylindrischen Polierscheibe (24a) aufnimmt, gegen den Umfangsabschnitt des Wafers (W).

11. Vorrichtung zum Spiegelpolieren eines Umfangsabschnittes eines Wafers (W) mit; einem ersten Polierabschnitt (2) zum Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers (W) durch Verwenden eines Bandes (T), das schmirgelnde Körner trägt, einem zweiten Polierabschnitt (3) zum anschließenden Polieren desselben Umfangsabschnittes des Wafers (W) durch Verwendung einer Polierscheibe (22a, 23a, 24a) mit einem schmirgelnden Material, und einem Übergabeteil (F), um den Wafer (W) von dem ersten Polierabschnitt (2) zu dem zweiten Polierabschnitt (3) zu übergeben.

12. Vorrichtung zum Spiegelpolieren nach Anspruch 11, wobei der erste Polierabschnitt (2) außerdem eine Vorrichtung aufweist, so dass das Band (T) innerhalb eines vorbestimmten Winkels um eine Achse herum geschwenkt werden kann, die durch den Kontaktpunkt des Bandes (T) und den Umfangsabschnitt des Wafers (W) verläuft und parallel zu der Hauptoberfläche des Wafers (W) ist.

13. Vorrichtung zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 11 oder 12, wobei der erste Polierabschnitt (2) außerdem aufweist ein erstes Waferpositionierungsteil (10a) zum Positionieren eines Wafers einen nach dem anderen, der aus einem Behälter (4), der eine Menge von Wafern (W) enthält, herausgenommen wurde.

14. Vorrichtung zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 11, 12 oder 13, wobei der erste Polierabschnitt (2) aufweist ein erstes Kerb- und/oder Ausrichtungsabflachungs- Polierteil (C, D) zum Polieren eines Kerbabschnittes (N) und/oder einer Ausrichtungsabflachung (O), gebildet in einem Umfangsabschnitt des Wafers (W), unter Verwendung eines Bandes (T), das schmirgelnde Körner trägt, und ein erstes Umfangspolierteil (E) zum hauptsächlichen Polieren eines Umfangsabschnittes des Wafers (W), außerhalb des Kerbabschnittes (N) und/oder der Ausrichtungsabflachung (O) durch Verwenden eines Bandes, das schmirgelnde Körner trägt; und das zweite Polierteil (3) mit einem zweiten Kerb- und/oder Ausrichtungsabflachung- Polierteil (H, I) zum Polieren des Kerbteiles (N) und/oder Ausrichtungsabflachung (O) durch Verwendung einer Polierscheibe (22a, 23a) versehen ist, und ein zweites Umfangs- Polierteil (J) zum hauptsächlichen Polieren des Umfangsabschnittes des Wafers (W), außerhalb des Kerbabschnittes (N) oder der Ausrichtungsabflachung (O) durch Verwenden einer Polierscheibe (24a).

15. Vorrichtung zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 14, wobei das erste Kerb-Polierteil (C) eine Rotationstrommel (30a) aufweist, um die das Band(T), das schmirgelnde Körner trägt; gewickelt ist, um dem Band (T) eine Bewegung in eine Umfangsrichtung zu verleihen, und ein Bandstützteil (30b), um einen Abschnitt des Bandes (T) darauf zu halten und um den gehaltenen Abschnitt des Bandes (T) gegen den Kerbabschnitt (N) des Wafers (W) zu pressen.

16. Vorrichtung zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Wafer (W) um dessen Mitte innerhalb eines vorbestimmten kleinen Winkels geschwenkt werden kann, während der Wafer (W) durch zumindest eines der ersten (C) oder zweiten (D) Kerb- Polierteile poliert wird.

17. Vorrichtung zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 14, 15 oder 16, wobei das erste Umfangs- Polierteil (E) eine Rotationstrommel (40a) aufweist, um die das Band (T), das schmirgelnde Körner trägt; gewickelt ist, um dem Band eine Bewegung in eine Umfangsrichtung des Bandes (T) zu verleihen.

18. Vorrichtung zum Spiegelpolieren, nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17, wobei das zweite Kerb- Polierteil (H) eine Vorrichtung zum Pressen einer scheibenförmigen Polierscheibe (22a) gegen den Kerbabschnitt (N) des Wafers (W), während der Zuführung eines schmirgelnden Materiales aufweist.

19. Vorrichtung zum Spiegelpolieren, nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei das zweite Ausrichtungsabflachungs- Polierteil (I) eine Vorrichtung zum Pressen einer säulenförmigen, sich drehenden Polierscheibe (23a), die eine formanfasende Nut (23b) aufweist, die den Ausrichtungsabflachungsabschnitt des Wafers (W) aufnimmt, gegen den Ausrichtungsabflachungsabschnitt (0).

20. Vorrichtung zum Spiegelpolieren, nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei der zweite Umfangspolierteil (J) eine Vorrichtung (J) aufweist zum Pressen einer zylindrischen, sich drehenden Polierscheibe (24a), die eine formanfasende Nut (24b) hat, die den Umfangsabschnitt des Wafers (W), in der Innenumfangsfläche der zylindrischen Polierscheibe (24a) aufnimmt, gegen den Umfangsabschnitt des Wafers.