JP3663705B2

JP3663705B2 - Semiconductor wafer polishing equipment

Info

Publication number: JP3663705B2
Application number: JP33707695A
Authority: JP
Inventors: 秀旻南
Original assignee: 三菱住友シリコン株式会社
Priority date: 1995-12-25
Filing date: 1995-12-25
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JPH09174424A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの加工プロセスにおいて用いられる、半導体ウェーハの研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハの製造において、円柱状の半導体（シリコン）単結晶棒をスライス工程で切断して得られた半導体ウェーハは、両面同時ラップ（機械研磨）されてソーマーク等が除去される。そして、この半導体ウェーハはエッチング（化学処理）で加工変質層が除去され、さらに、ポリッシング（機械的化学的研磨）で鏡面加工される。ところが、このようにラップ工程を経て作製された半導体ウェーハは、加工変質層を伴い、これを除去するためのエッチングでのエッチ量（取り代）が例えば２０μｍ程度と大きかった。その結果、そのエッチング面の凹凸（平坦度）も例えば１μｍ程度と大きくなった。さらに、エッチング後の研磨量も例えば２０μｍ程度にまで大きくなっていた。
【０００３】
この半導体ウェーハの平坦度をより高める等のために、スライス後のウェーハ面を直接研削することが考えられる。ところで、従来より使用されている研削盤では円環状の研削刃を有し、テーブルに真空吸着で載置・固定した半導体ウェーハを片面研削するように構成されている。このため、スライス後の半導体ウェーハの片面をラップに代えて片面研削した後、さらに反対側の面を片面研削すると、ソーマークが半導体ウェーハの表裏面に残ることとなる。そして、このようにして両面が研削されたウェーハをエッチングし、さらに、その片面をポリッシング（研磨）すると、ソーマークが浮き出てきて、結果的に、スライスでのソーマークをウェーハ表面から完全に除去することはできい。また、研削に起因する研削マークはエッチングでは取り除けない。このように片面研削でラップの代わりはできないことは知られている。
【０００４】
ラッピング（lapping）は主としてスライシングによって生じたウェーハ表面の凹凸層を削り表面の平坦度とウェーハの平行度を高めるためのプロセスである。スライスされた半導体ウェーハは、互いに平行に保たれた上・下ラップ定盤の間に置かれる。通常、アルミナあるいはシリコンカーバイド砥粒を主体とするラップ液をラップ定盤と半導体ウェーハの間に流し込み加圧下で回転、摺り合わせによりウェーハ両面を機械的に除去加工する。
【０００５】
ここで、半導体ウェーハ等の両面研磨に用いられる、従来の装置について、図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
図６（ａ），（ｂ）において、符号１１は被研磨物としての半導体ウェーハ１２が載置される下定盤である。この下定盤１１は中央に円形の開口部が形成された円盤体で、その下面にはこれを連続して下方に延びる肉厚円筒状の支柱１３が設けられている。この支柱１３は図示されていないこの装置の本体フレームに固定されている。また、この支柱１３の中心貫通部には、回転軸１４が挿入されている。この回転軸１４の上端部には、上記下定盤１１の上面と略同水平位置に駆動歯車１５が、この回転軸１４と同じ中心軸線で連続して設けられている。そして、この回転軸１４はその下方にて、図示されない駆動装置に連結され、回転自在とされている。また、上記下定盤１１の外側には、その下定盤１１を環状に被う薄肉円筒状の外フレーム１６が、その上下方向の中心軸線を上記駆動歯車１５の中心軸線と一致するようにして設けられている。
【０００６】
この外フレーム１６はその上端内縁に顎部を有し、この顎部の内周面に沿って上記駆動歯車１５に対向した内歯車１７が形成されている。そして上記駆動歯車１５とこの内歯車１７との間には、複数枚の円板状のキャリアー１８が、その外周に形成された歯をこの駆動歯車１５および内歯車１７にそれぞれ噛合させて配設されている。すなわち、上記キャリアー１８はそれぞれ駆動歯車１５および内歯車１７に対しての遊星歯車としての動作をさせられることになる。このキャリアー１８には、それぞれ複数枚の半導体ウェーハ１２を収容する収容孔が設けられている。これらの半導体ウェーハ１２はそれぞれ上記キャリアー１８の当該収容孔に装填され、それぞれの下表面は上記下定盤１１上に摺接自在となるように設けられている。また、これらの半導体ウェーハ１２の上面には、上定盤１９が互いに摺接自在となるように設けられている。この上定盤１９はその中央に下定盤１１の開口部と同形の開口部を有し、その外径が下定盤１１と略等しい肉厚円盤体であり、その上面に連結板２０が固定されている。そしてこの連結板２０の上部の図示されない駆動装置に連結されることにより、上記上定盤１９は、上記駆動歯車１５の軸線と同じくして回転自在にされているものである。
【０００７】
上記構成による従来の研磨装置では、先ず半導体ウェーハ１２をそれぞれキャリアー１８の収容孔に装填し、これを下定盤１１上に載置して、上部より上定盤１９を各半導体ウェーハ１２の上面に当接するように設置する。次に研磨剤を半導体ウェーハ１２の上下表面に注入しながら駆動歯車１５を図中矢印方向に回転させると、各キャリアー１８は図中矢印方向に自ら回転させられることになる。これにより、半導体ウェーハ１２は下定盤１１上を遊星軌道を描きながら、それらの下表面が下定盤１１の上面に擦られて研磨されるものである。さらに、上定盤１９を上記駆動歯車１５と逆方向に回転させることにより、半導体ウェーハ１２の上表面がこの上定盤１９の下面に擦られて研磨されるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のものは、キャリアーを遊星軌道を描くように運動させるので、半導体ウェーハの大口径化に伴い、必然的に、装置全体が大型なものとなり、装置の機械強度を高めるために、装置構成部品が厚くかつ重くなるという問題点がある。
また、半導体ウェーハが大口径なものほど、定盤の外周部の周速度と内周部の周速度との差が大きく、周速度に対する前記差の比率も大きくなる。このため、半導体ウェーハの取り代が内周部と外周部とで異なり、図７に示すように、半導体ウェーハ１２には、図中一点鎖線で示すように、半導体ウェーハ１２の周方向で順次厚さの厚い部位ａ〜ｈが時間的に変更され、厚みむらが生じやすい。
さらに、半導体ウェーハのロード・アンロードの自動化が困難である。ここで、ロード・アンロードとは、遊星運動するキャリアーの前記収容孔の半導体ウェーハを自動的にロボットでロードる作業と、研磨加工後遊星運動する前記キャリアーの半導体ウェーハの位置を明確にし、その半導体ウェーハを自動的にロボットにより取り出す作業をいう。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハを研磨する場合において、装置全体が小型であり、半導体ウェーハの両面の全域において均一な平坦性が得られる、半導体ウェーハの研磨装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体ウェーハの研磨装置は、上加工板部材および下加工板部材の間に半導体ウェーハを設け、前記上加工板部材に移動不能な加圧部材を載せて半導体ウェーハを加圧し、前記上加工板部材および前記下加工板部材を往復移動させることを特徴とするものである。
本発明の半導体ウェーハの研磨装置は、半導体ウェーハを水平状態で保持するためのキャリアーと、
前記半導体ウェーハの上下面に対して互いに摺接自在で、かつ前記上下面を上下から挟む上定盤および下定盤と、
前記上定盤が相対的に水平方向に移動自在となるように、前記上定盤上に載置された重り部材と、
前記下定盤が相対的に水平方向に移動自在となるように、前記下定盤を搭載する基台と、
前記上定盤および下定盤とを、前記半導体ウェーハの上下面の全域において、相対速度分布がそれぞれ均一になるように往復移動させるための駆動機構と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記重り部材の下面に、前記上定盤との相対移動を円滑にするために、圧縮空気吹き出し用の多数の孔が設けられている。
さらに、前記上定盤および前記下定盤に、ラップ液または研磨液を前記半導体ウェーハの上下面のそれぞれの中心部に供給するための通路がそれぞれ形成されている。
そして、前記半導体ウェーハを保持する前記キャリアーが一枚のみ備えられているものである。したがってキャリアーが移動しないために、半導体ウェーハの位置が固定され、半導体ウェーハのロード・アンロードを容易に行える。
【００１２】
以下、本発明の作用について説明する。
本発明の研磨装置においては、加圧部材と比較して薄くて軽い上・下加工板部材の往復運動に際し、上・下加工板部材の慣性モーメントを小さくし、かつ加圧部材との摩擦抵抗力によるモーメントを小さくし、結果として、前記両モーメントによる不均一な加工圧力分布を避けることができる。
本発明においては、半導体ウェーハを保持するキャリアーが固定され、半導体ウェーハの上下面をそれぞれの全域において相対速度分布が均一になるように上・下定盤を往復移動させることにより、キャリアーに装填された半導体ウェーハはその上下面全域において、上・下定盤から常に均一な面圧を受けた状態で研磨される。
また、上定盤および下定盤をそれぞれ相反する方向（反対方向）に往復移動させるので、半導体ウェーハの上下面にかかる面方向の力も互いに反対方向になって吊り合う。
本発明は、重り部材の下面に圧縮空気吹き出し用の多数の孔を設けることにより、前記上定盤の重り部材との相対移動を円滑にすることができる。
本発明では、上・下定盤の各通路を介して、半導体ウェーハの上下面のそれぞれの中央部に供給されたラップ液あるいは研磨液は、上定盤および下定盤の運動にともなって、半導体ウェーハの上下面の全域に供給される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の半導体ウェーハの研磨装置の一実施形態例の正面図、図２は図図１の平面図（上面図）、図３は図１の要部拡大図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、この研磨装置は、水平状態に保持された半導体ウェーハ６の上下面（両ウェーハ面）を上定盤（上加工板部材）２および下定盤（下加工板部材）３によりラッピングするものである。符号１は基台を示しており、この基台１上には、薄肉の下定盤３が水平方向に移動自在に載置されている。下定盤３は半導体ウェーハ６よりも平面視で大型のものであり、この下定盤３上には被研磨物としての大口径（外径が２００ｍｍ程度）の半導体ウェーハ６が載っている。この半導体ウェーハ６は、本例では矩形板状のキャリアー５の中央部の収容孔５ａに装填されて保持されている。キャリアー５の厚さは半導体ウェーハ６の厚さより若干薄くなっている。なお、キャリアー５の形状は矩形に限らず、後述する三角板状や円形板状等の形状としてもよく、また、キャリアー５に半導体ウェーハ６を一枚だけ保持する、枚葉ラップ形態のものに限らず、複数枚の半導体ウェーハを保持する形態としてもよい。なお、本例では、下定盤３は薄肉の矩形板状のものであるが、円形板状としてもよい。
【００１５】
前記キャリアー５は、その側縁部４ヶ所においては、クランプ手段２３，２４，２５，２６により固定されている。すなわち、各クランプ手段２３，２４，２５，２６は、基台１に設けられた４つのブラケット２７，２９（２つのブラケットは不図示）に装着されている。各クランプ手段２３，２４，２５，２６の構成は同一なので、１つのクランプ手段２３について説明すると、クランプ手段２３は、ブラケット２７に固定された固定側クランプ部材２３ａと、この固定側クランプ部材２３ａに対して上下方向に移動可能に装着された可動側クランプ部材２３ｂとから構成されている。各クランプ手段２３，２４，２５，２６の可動側クランプ部材２３ｂ，２５ｂを上方向へ退避させた状態で、半導体ウェーハ６を保持するキャリアー５を各クランプ手段２３，２４，２５，２６の固定側クランプ部材２３ａ，２５ａ上に載せ、各可動側クランプ部材２３ｂ，２５ｂを下降させることにより、キャリアー５を把持固定できる。
【００１６】
半導体ウェーハ６の上面には、下定盤３と同様な薄肉の上定盤２が載っており、この上定盤２の中央部上には円柱形の重り部材（加圧部材）４が載っている。重り部材４の重量は、上定盤２を介して半導体ウェーハ６に均一な荷重分布でかかる。この重り部材４は半導体ウェーハ６の重心上に位置している。
【００１７】
図３に示すように、重り部材４は、本体部４ａと圧縮空気吹き出し部材８とからなる。すなわち、重り部材４の本体部４ａの下面には、有底円盤状の圧縮空気吹き出し部材８が固定され、この圧縮空気吹き出し部材８と本体部４ａの下面との間には圧縮空気供給空間３３が設けられている。圧縮空気吹き出し部材８の底部には多数の圧縮空気吹き出し孔３２が均一に形成されている。
また、重り部材４の本体部４ａには、その上端から下端に向けて延びる圧縮空気供給通路３５，３６が複数（図では２つしか図示されていない）形成されている。そして、各圧縮空気供給通路３５，３６の上端には管部材３７，３８が接続され、図示しないポンプの動力により、矢印Ａ，Ｂで示すように管部材３７，３８および通路３５，３６を通して、圧縮空気供給空間３３に圧縮空気を供給できるようになっている。これにより、前記多数の圧縮空気吹き出し孔３２から上定盤２の上面に向けて圧縮空気を均一に吹き出させることができる。
これように、エアースライド方式を採用したことにより、重り部材４と上定盤２との間の摩擦力が低減して、上定盤２を水平方向に容易に往復移動させることができ、このとき、重り部材４は、後述するガイドカバー部材７により移動できないようになっている。
【００１８】
重り部材４は、図示しない装置フレームに固定されたシリンダー６０のロッド６０ａに、ユニバーサルジョイント機構を介して支持されている。すなわち、重り部材４の本体部４ａの上面中央部には、２段円柱状の係止孔３９が形成されている。一方、前記シリンダー６０のロッド６０ａの下端には、円盤形状の係止部材３４が固定されている。この係止部材３４は前記２段円柱状の係止孔３９の小径部よりも、外径および厚さが小さくなっており、前記小径部に収容されている。そして、前記２段円柱状の係止孔３９の大径部内には、前記係止部材３４よりも小径の中心孔を有する円盤部材４２が固定されている。
上述のような構成により、シリンダー６０のロッド６０ａを突き出すことにより、重り部材４を上定盤２上に載せて、重り部材４の重量が上定盤２にかかり、これにより、半導体ウェーハ６の上下面を上定盤２および下定盤３とで均一な圧力で挟むことができる（図１および図３の状態参照）。このとき、シリンダー６０のロッド６０ａと重り部材４とを、上記のようなユニバーサルジョイント機構で接続しているために、シリンダー６０の力は上定盤２および半導体ウェーハ６にかからない。また、重り部材４は、上定盤２の上面に倣って、符号θで示すように、傾斜可能で均一な荷重が上定盤２にかかるようになっている。
シリンダー６０のロッド６０ａを引き込めると、ロッド６０ａの係止部材３４が円盤部材４２に係止されて、重り部材４を上昇させて、上定盤２への加圧を解除できる。
【００１９】
符号７はガイドカバー部材（重り部材水平保持部材）を示しており、このガイドカバー部材７は、シリンダー６０のロッド６０ａに固定され、かつ重り部材４の下面を除く外周面を間隙をおいて覆っている。これにより、上定盤２が水平方向に移動する際に、重り部材４はガイドカバー部材７に当たり、重り部材４の水平移動を阻止することができる。
【００２０】
上定盤２および下定盤３には、半導体ウェーハ６の上下面の中央部にラップ液（例えばシリコンカーバイド砥粒とグリセリンの混合物）を供給するための通路２ａ，３ａがそれぞれ形成されている。この通路２ａ，３ａの一端はそれぞれ上定盤２，３の側面に開口し、他端は上定盤２および下定盤３のそれぞれの下面および上面に開口している。各通路２ａ，３ａの側面側の開口に管部材（不図示）をそれぞれ接続して、矢印ＺおよびＷでそれぞれ示すように、通路２ａ，３ａにラップ液を供給することができるようになっている。
【００２１】
上定盤２および下定盤３の駆動機構の一例としては、上・下定盤２，３の一端（図１中右端）には水平方向（矢印Ｘ方向）に延びるラック部材２１，２２がそれぞれ固定されている。各ラック部材２１，２２には歯車９，１０がそれぞれ噛み合っている。この歯車９，１０はそれぞれ回転軸（支軸）９ａ，１０ａを同軸に一体的に備えており、この支軸９ａ，９ｂは前記図示しない装置フレームに回転自在に支持されている。この２つの歯車９，１０は、図示しない１つのモーターあるいは各別のモーターにより、伝動機構を介して正逆回転を繰り返す（矢印θ参照）。そして、一方の歯車９が正転しているときには、他方の歯車１０は逆転するように構成されている。これにより、上定盤２および下定盤３が水平方向（矢印Ｘ方向）に往復移動し、かつ上定盤２および下定盤３は互いに相反する方向に移動する。すなわち、上定盤２が図１中左方向に移動しているときには、下定盤３は図１中右方向に移動することになる。なお、必要な場合は、上定盤２および下定盤３は、半導体ウェーハ６が上定盤２および下定盤３からはみ出すようなストローク量で往復移動させることもできる。また、重り部材４の重量が小さい場合には、上定盤２および下定盤３を同一方向に同期して移動させることもできる。
【００２２】
なお、本例では、上定盤２および下定盤３を歯車駆動機構により互いに相反する方向に直線移動させる構成になっているが、これに限らず、格別のシリンダーにより上・下定盤２，３を直線移動させてもよく、さらには、上・下定盤２，３を矢印Ｙ方向を含む水平面内二次元方向で互いに相反する方向に曲線往復移動させてもよい。要は、上定盤２および下定盤３とを、半導体ウェーハ６の上下面の全域において相対速度がそれぞれ均一になりかつ、半導体ウェーハ６への荷重分布が均一であればよいのである。さらに、上定盤２および下定盤３の摩耗のばらつきを修正する場合には、上記二次元の往復運動が有効である。
【００２３】
次に、本実施形態例の動作について説明する。
先ず、シリンダー６０のロッド６０ａが引き込んでおり、複数のクランプ手段２３，２４，２５，２６が開いている状態において、キャリアー５を、クランプ手段２３，２４，２５，２６の固定側クランプ部材２３ａ，２５ａ上に置き、可動側クランプ部材２３ｂ，２５ｂを移動されて、閉じる。これにより、キャリアー５はその側縁部４箇所において、基台１に対して固定される。ここで、キャリアー５に半導体ウェーハ６を装填する。
上定盤２を水平方向に移動させて、そのラック部材２１を歯車９に噛み合わせる。ここで、シリンダー６０のロッド６０ａを突出させて、重り部材４を上定盤２上に置き、図１の状態のように組み立てる。
【００２４】
この状態では、半導体ウェーハ６の上下面は上定盤２および下定盤３により挟まれて、荷重負荷状態になっている。
ここで、多数の圧縮空気吹き出し孔３２より圧縮空気を吹き出させるとともに、上定盤２および下定盤３の各通路２ａ，３ａにラップ液の供給を開始するとともに、前記歯車駆動機構により、上定盤２および下定盤３を水平面内で矢印Ｘ方向に互いに相反する方向に直線往復移動させることにより、半導体ウェーハ６の上下面はその全域において均一な速度および面圧で研磨され、その平坦度や平行度等の加工精度が極めて優れたラップがなされる。半導体ウェーハ６の上下面の中央部にそれぞれ供給されるラップ液は、上・下定盤２，３の往復移動（本例では往復直線移動）に伴い、上下面全域に広がる。
また、半導体ウェーハ６の上下面にかかる面方向の力は、反対方向でかつ大きさを等しくできるので、半導体ウェーハ６がキャリアー５に及ぼす力は小さくなる。そして、これらの効果は、半導体ウェーハ６が大口径化するほど、有用なものとなる。
なお、上・下定盤２，３の移動速度の比を１：−１にするものに限らず、ラップ中において、上定盤２および下定盤３の移動速度を、例えば速度比１：−１〜０までの範囲内で変化させてもよい。
【００２５】
本実施形態例では、上定盤２が往復移動する際に、重り部材４の位置は半導体ウェーハ６に対して不変であるので、重り部材４の重量は上定盤２を介して半導体ウェーハ６に均一にかかり、しかも、半導体ウェーハ６の上下面の全域において、上定盤２および下定盤３の移動速度分布はそれぞれ均一である。
【００２６】
半導体ウェーハ６のラップが終了したら、シリンダー６０のロッド６０ａを引き込ませて、重り部材４の上定盤２への重量負荷を解除し、上定盤２を水平方向左側に移動させて、そのラック部材２１と歯車９との噛み合いを解除して取り外す。最後に、キャリアー５から半導体ウェーハ６を取り出す。
本例では、下定盤３が摩耗等により交換を要する場合には、複数のクランプ手段２３，２４，２５，２６によるキャリアー６のクランプを解除し、キャリアー５を取り外し、さらに、下定盤３を上方へ持ち上げて容易に取り外すことができる。
【００２７】
上記実施例においては、本発明をラップ装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、本発明を、ポリッシング装置に適用してもよい。この場合、上定盤および下定盤のそれぞれの下面および上面に研磨クロスを接着し、また、ラップ液に代えて研磨液を使用する。
また、キャリアーの形状は、矩形状に限らず、例えば図４に示すような、中心部に半導体ウェーハ３１を保持する収容孔３０ａを有する三角板状のキャリアー３０を用いたり、さらに、図５に示すような、中心部に半導体ウェーハ４１を保持する収容孔４０ａを有する円形板状等の形状のキャリアー４０を用いることもできる。さらに加えて、上・下定盤の実効形状を円形にして半導体ウェーハをオーバーハングさせることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したとおりに構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
本発明の研磨装置は、加圧部材と比較して薄くて軽い上・下加工板部材の往復運動に際し、上・下加工板部材の慣性モーメントを小さくし、かつ加圧部材との摩擦抵抗力によるモーメントを小さくし、結果として、前記両モーメントによる不均一な加工圧力分布を避けることができて、半導体ウェーハの均一な平坦性を得ることができる。
本発明は、キャリアーに保持された半導体ウェーハを上下から挟む上定盤および下定盤を、半導体ウェーハの上下面全域において相対速度分布が均一になるように同期して往復移動させて、半導体ウェーハの上面および下面を同時に研磨するようにしたので、この半導体ウェーハの上下面の全域において上・下定盤から常に均一な運動が与えられ、半導体ウェーハの上下面の全域は均一な面圧で研磨される。このように、半導体ウェーハにはその上下面全域に均一な面圧分布を受けた状態で均等な摺動が作用するので、半導体ウェーハの厚みむらが軽減し、半導体ウェーハの上下面に対して平坦度において、一定の品質でしかも極めて高精度の研磨を行うことができるとともに、歩留まりも向上する。
また、上・下定盤を遊星運動ではなく往復移動させるので、半導体ウェーハが大口径のものでも、装置全体が大型化しない。
さらに、研磨中、運動する部分は、上・下定盤であるが、静止部分はキャリアーと基台であり、キャリアーの位置は固定されているため、半導体ウェーハのロード・アンロードの自動化が容易である。
さらに加えて、特に、上・下定盤を直線往復運動のみさせるようにした場合には、その駆動機構の構成を簡単なものとすることができるので、運動中の上・下定盤の平行度を厳密に管理制御しやすく、その結果、高い精度が要求される半導体ウェーハの研磨に最適である。このような効果は、半導体ウェーハが大口径化するほど、有用なものとなる。
本発明は、上定盤および下定盤を駆動するのに要する動力が小さくて済むので、駆動機構として小型なものを用いることができ、研磨装置のさらなる小型化が達成される。
本発明は、半導体ウェーハが大口径のものでも、簡単な構成により半導体ウェーハの上下面の全域にラップ液あるいは研磨液を供給できる。
本発明は、大口径の半導体ウェーハを保持するキャリアーが一枚だけ備えた、枚葉ラップ形態の研磨装置を提供することができる。また、半導体ウェーハおよびキャリアーが大口径化しても、キャリアーに反対方向の張力を与えることができて、その破損強度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体ウェーハの研磨装置の一実施形態例の正面図である。
【図２】図１の平面図（上面図）である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】半導体ウェーハを保持するためのキャリアーの変形例の平面図である。
【図５】半導体ウェーハを保持するためのキャリアーの他の変形例の平面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、従来の半導体ウェーハ研磨装置の平面図、縦断面図である。
【図７】従来の研磨装置による半導体ウェーハの厚みむらを説明するための図である。
【符号の説明】
１基台
２上定盤
３下定盤
２ａ，３ａ通路
４重り部材
４ａ本体部
５，３０，４０キャリアー
５ａ，３０ａ，４０ａ収容孔
６，３１，４１半導体ウェーハ
７ガイドカバー部材
８圧縮エアー吹き出し部材
９，１０歯車
９ａ，１０ａ回転軸
２１，２２ラック部材
２３，２４，２５，２６クランプ手段
２３ａ，２５ａ固定側クランプ部材
２３ｂ，２５ｂ可動側クランプ部材
２７，２９ブラケット
３２圧縮空気吹き出し孔
３３圧縮空気供給空間
３４係止部材
３５，３６圧縮空気供給通路
３７，３８管部材
３９係止孔
４２円盤部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor wafer polishing apparatus used in a semiconductor wafer processing process.
[0002]
[Prior art]
Semiconductor wafer manufacturing To make The semiconductor wafer obtained by cutting the columnar semiconductor (silicon) single crystal rod in the slicing step is simultaneously lapped (mechanically polished) on both sides to remove saw marks and the like. Then, this semiconductor wafer is subjected to etching (chemical treatment) to remove the work-affected layer, and is further mirror-finished by polishing (mechanical chemical polishing). However, the semiconductor wafer manufactured through the lapping process as described above is accompanied by a work-affected layer, and the etching amount (removal allowance) in etching for removing the layer is large, for example, about 20 μm. As a result, the unevenness (flatness) of the etched surface was increased to about 1 μm, for example. Furthermore, the amount of polishing after etching has increased to, for example, about 20 μm.
[0003]
In order to increase the flatness of the semiconductor wafer, it is conceivable to directly grind the wafer surface after slicing. By the way, conventionally used grinding machines have an annular grinding blade and are configured to grind one side of a semiconductor wafer placed and fixed on a table by vacuum suction. For this reason, if one side of the sliced semiconductor wafer is ground instead of lapping and then the opposite side is ground one side, saw marks remain on the front and back surfaces of the semiconductor wafer. Then, when the wafer whose both surfaces are ground in this way is etched and further polished (polished) on one side, the saw mark is raised, and as a result, the saw mark in the slice is completely removed from the wafer surface. Not good. Also, the grinding marks resulting from grinding cannot be removed by etching. In this way, it is known that single-side grinding cannot replace lap.
[0004]
Lapping is a process for removing the concavo-convex layer on the wafer surface caused by slicing to increase the flatness of the surface and the parallelism of the wafer. The sliced semiconductor wafer is placed between upper and lower lap surface plates that are kept parallel to each other. Usually, a lapping liquid mainly composed of alumina or silicon carbide abrasive grains is poured between a lapping platen and a semiconductor wafer, and both surfaces of the wafer are mechanically removed by rotation and sliding under pressure.
[0005]
Here, a conventional apparatus used for double-side polishing of a semiconductor wafer or the like will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b).
6A and 6B, reference numeral 11 denotes a lower surface plate on which a semiconductor wafer 12 as an object to be polished is placed. The lower surface plate 11 is a disc body having a circular opening formed in the center, and a thick cylindrical column 13 extending downward is provided on the lower surface of the lower surface plate 11. The column 13 is fixed to a main body frame of the apparatus (not shown). A rotating shaft 14 is inserted into the center penetrating portion of the column 13. A driving gear 15 is continuously provided at the upper end of the rotating shaft 14 at the same horizontal position as the upper surface of the lower surface plate 11 along the same central axis as the rotating shaft 14. The rotating shaft 14 is connected to a driving device (not shown) below and is rotatable. A thin cylindrical outer frame 16 that covers the lower surface plate 11 in an annular shape is provided outside the lower surface plate 11 so that the center axis in the vertical direction coincides with the center axis of the drive gear 15. It has been.
[0006]
The outer frame 16 has a jaw on the inner edge of the upper end, and an internal gear 17 is formed along the inner peripheral surface of the jaw so as to face the drive gear 15. Between the drive gear 15 and the internal gear 17, a plurality of disc-shaped carriers 18 are arranged with the teeth formed on the outer periphery thereof meshing with the drive gear 15 and the internal gear 17, respectively. Has been. That is, the carrier 18 is operated as a planetary gear for the drive gear 15 and the internal gear 17, respectively. The carrier 18 is provided with an accommodation hole for accommodating a plurality of semiconductor wafers 12. Each of the semiconductor wafers 12 is loaded in the receiving hole of the carrier 18, and the lower surface of each of the semiconductor wafers 12 is provided so as to be slidable on the lower surface plate 11. Further, upper surface plates 19 are provided on the upper surfaces of these semiconductor wafers 12 so as to be slidable with each other. The upper surface plate 19 has an opening having the same shape as the opening of the lower surface plate 11 in the center thereof, and has an outer diameter substantially equal to that of the lower surface plate 11, and a connecting plate 20 is fixed to the upper surface thereof. ing. The upper surface plate 19 is rotated in the same manner as the axis of the drive gear 15 by being connected to a drive device (not shown) above the connection plate 20.
[0007]
In the conventional polishing apparatus having the above configuration, first, the semiconductor wafers 12 are respectively loaded into the receiving holes of the carrier 18 and placed on the lower surface plate 11, and the upper surface plate 19 is placed on the upper surface of each semiconductor wafer 12 from above. Install so that it touches. Next, when the driving gear 15 is rotated in the direction of the arrow in the figure while injecting the abrasive into the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer 12, each carrier 18 is rotated by itself in the direction of the arrow in the figure. As a result, the semiconductor wafer 12 is polished while the lower surface thereof is rubbed against the upper surface of the lower surface plate 11 while drawing a planetary orbit on the lower surface plate 11. Further, by rotating the upper surface plate 19 in the direction opposite to the drive gear 15, the upper surface of the semiconductor wafer 12 is rubbed against the lower surface of the upper surface plate 19 and polished.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, since the carrier is moved so as to draw a planetary orbit, the overall size of the semiconductor wafer is inevitably increased with the increase in the diameter of the semiconductor wafer in order to increase the mechanical strength of the device. However, there is a problem that the apparatus components are thick and heavy.
Further, the larger the diameter of the semiconductor wafer, the larger the difference between the peripheral speed of the outer peripheral portion and the peripheral speed of the inner peripheral portion of the surface plate, and the ratio of the difference with respect to the peripheral speed also increases. For this reason, the allowance of the semiconductor wafer differs between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion, and as shown in FIG. 7, the semiconductor wafer 12 is successively thickened in the circumferential direction of the semiconductor wafer 12 as shown by a one-dot chain line in the figure. Thick portions a to h are changed in time, and uneven thickness tends to occur.
Furthermore, it is difficult to automate loading and unloading of semiconductor wafers. Here, loading / unloading means the operation of automatically loading the semiconductor wafer in the receiving hole of the carrier that moves in a planetary motion with a robot, and the position of the semiconductor wafer in the carrier that moves in a planetary motion after polishing, An operation to automatically take out a semiconductor wafer by a robot.
[0009]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and when polishing a semiconductor wafer, the entire apparatus is small, and uniform flatness is obtained over the entire area of both surfaces of the semiconductor wafer. Semiconductor wafer research Polish It is intended to provide a device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
Polishing of a semiconductor wafer of the present invention apparatus The semiconductor wafer is provided between the upper processing plate member and the lower processing plate member, and the semiconductor wafer is pressed by placing a non-movable pressure member on the upper processing plate member, and the upper processing plate member and the lower processing plate The member is reciprocally moved.
The semiconductor wafer polishing apparatus of the present invention, a carrier for holding the semiconductor wafer in a horizontal state,
An upper surface plate and a lower surface plate that are slidable with respect to the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer and sandwich the upper and lower surfaces from above and below,
A weight member placed on the upper surface plate so that the upper surface plate is relatively movable in the horizontal direction;
A base on which the lower surface plate is mounted so that the lower surface plate is relatively movable in the horizontal direction;
A drive mechanism for reciprocating the upper surface plate and the lower surface plate so that the relative velocity distribution is uniform in the entire upper and lower surfaces of the semiconductor wafer;
It is characterized by comprising.
[0011]
In addition, a plurality of holes for blowing out compressed air are provided on the lower surface of the weight member in order to smoothly move relative to the upper surface plate.
Furthermore, passages for supplying a lapping liquid or a polishing liquid to the respective center portions of the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer are formed in the upper surface plate and the lower surface plate, respectively.
In addition, only one carrier for holding the semiconductor wafer is provided. Therefore, since the carrier does not move, the position of the semiconductor wafer is fixed, and the semiconductor wafer can be easily loaded / unloaded.
[0012]
The operation of the present invention will be described below.
Polishing of the present invention apparatus In the reciprocating motion of the upper and lower processed plate members that are thinner and lighter than the pressurizing member, the moment of inertia of the upper and lower processed plate members is reduced and the moment due to the frictional resistance with the pressurizing member is reduced. As a result, a non-uniform working pressure distribution due to both moments can be avoided.
In the present invention, the carrier for holding the semiconductor wafer is fixed, and the upper and lower surface plates of the semiconductor wafer are loaded on the carrier by reciprocating the upper and lower surface plates so that the relative velocity distribution is uniform over the entire area. The semiconductor wafer is polished in a state where it is always subjected to a uniform surface pressure from the upper and lower surface plates in the entire upper and lower surfaces.
Further, since the upper surface plate and the lower surface plate are reciprocated in opposite directions (opposite directions), the surface forces applied to the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer are suspended in opposite directions.
In the present invention, by providing a large number of holes for blowing compressed air on the lower surface of the weight member, the relative movement of the upper surface plate with the weight member can be made smooth.
In the present invention, the lapping liquid or the polishing liquid supplied to the respective central portions of the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer through the passages of the upper and lower surface plates is moved along with the movement of the upper surface plate and the lower surface plate. Supplied to the entire upper and lower surfaces.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of an embodiment of a semiconductor wafer polishing apparatus of the present invention, FIG. 2 is a plan view (top view) of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG.
[0014]
As shown in FIGS. 1 and 2, this polishing apparatus has an upper surface plate (upper processed plate member) 2 and a lower surface plate (lower processed plate) on the upper and lower surfaces (both wafer surfaces) of a semiconductor wafer 6 held in a horizontal state. Wrapping by member 3). Reference numeral 1 denotes a base, and a thin lower surface plate 3 is placed on the base 1 so as to be movable in the horizontal direction. The lower surface plate 3 is larger than the semiconductor wafer 6 in plan view, and the semiconductor wafer 6 having a large diameter (outside diameter of about 200 mm) as an object to be polished is placed on the lower surface plate 3. In this example, the semiconductor wafer 6 is loaded and held in the accommodation hole 5a in the center of the rectangular plate-like carrier 5. The thickness of the carrier 5 is slightly thinner than the thickness of the semiconductor wafer 6. The shape of the carrier 5 is not limited to a rectangular shape, and may be a triangular plate shape or a circular plate shape, which will be described later, and is not limited to a single wafer wrap shape in which only one semiconductor wafer 6 is held on the carrier 5. Instead, it may be configured to hold a plurality of semiconductor wafers. In this example, the lower surface plate 3 is a thin rectangular plate, but may be a circular plate.
[0015]
The carrier 5 is fixed by clamp means 23, 24, 25, and 26 at four side edge portions. That is, each clamp means 23, 24, 25, 26 is mounted on four brackets 27, 29 (two brackets not shown) provided on the base 1. Since each clamp means 23, 24, 25, 26 has the same configuration, a single clamp means 23 will be described. The clamp means 23 includes a fixed-side clamp member 23 a fixed to the bracket 27, and the fixed-side clamp member 23 a. On the other hand, it is comprised from the movable side clamp member 23b with which the vertical movement was possible. With the movable side clamp members 23b, 25b of the clamp means 23, 24, 25, 26 retracted upward, the carrier 5 holding the semiconductor wafer 6 is fixed to the clamp means 23, 24, 25, 26 fixed side. The carrier 5 can be held and fixed by placing on the clamp members 23a and 25a and lowering the movable clamp members 23b and 25b.
[0016]
A thin upper surface plate 2 similar to the lower surface plate 3 is placed on the upper surface of the semiconductor wafer 6, and a cylindrical weight member (pressure member) 4 is placed on the central portion of the upper surface plate 2. Yes. The weight of the weight member 4 is applied to the semiconductor wafer 6 through the upper surface plate 2 with a uniform load distribution. The weight member 4 is located on the center of gravity of the semiconductor wafer 6.
[0017]
As shown in FIG. 3, the weight member 4 includes a main body portion 4 a and a compressed air blowing member 8. That is, a bottomed disk-like compressed air blowing member 8 is fixed to the lower surface of the main body portion 4a of the weight member 4, and a compressed air supply space 33 is provided between the compressed air blowing member 8 and the lower surface of the main body portion 4a. Is provided. A large number of compressed air blowing holes 32 are formed uniformly at the bottom of the compressed air blowing member 8.
In addition, the main body 4a of the weight member 4 is formed with a plurality of (only two are shown in the figure) compressed air supply passages 35 and 36 extending from the upper end toward the lower end. And the pipe members 37 and 38 are connected to the upper ends of the compressed air supply passages 35 and 36, and through the pipe members 37 and 38 and the passages 35 and 36 as shown by arrows A and B by the power of the pump (not shown), The compressed air can be supplied to the compressed air supply space 33. Thereby, compressed air can be uniformly blown out toward the upper surface of the upper surface plate 2 from the numerous compressed air blowing holes 32.
Thus, by adopting the air slide method, the frictional force between the weight member 4 and the upper surface plate 2 is reduced, and the upper surface plate 2 can be easily reciprocated in the horizontal direction. At this time, the weight member 4 cannot be moved by a guide cover member 7 described later.
[0018]
The weight member 4 is supported by a rod 60a of a cylinder 60 fixed to an apparatus frame (not shown) via a universal joint mechanism. That is, a two-stage cylindrical locking hole 39 is formed at the center of the upper surface of the main body 4 a of the weight member 4. On the other hand, a disc-shaped locking member 34 is fixed to the lower end of the rod 60 a of the cylinder 60. The locking member 34 has an outer diameter and a thickness smaller than the small diameter portion of the two-stage columnar locking hole 39, and is accommodated in the small diameter portion. A disk member 42 having a center hole having a smaller diameter than the locking member 34 is fixed in the large diameter portion of the two-stage columnar locking hole 39.
With the configuration as described above, the rod 60a of the cylinder 60 is protruded so that the weight member 4 is placed on the upper surface plate 2, and the weight of the weight member 4 is applied to the upper surface plate 2. The upper and lower surfaces can be sandwiched between the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 with a uniform pressure (see the states in FIGS. 1 and 3). At this time, since the rod 60 a of the cylinder 60 and the weight member 4 are connected by the universal joint mechanism as described above, the force of the cylinder 60 is not applied to the upper surface plate 2 and the semiconductor wafer 6. Further, the weight member 4 can be tilted and a uniform load is applied to the upper surface plate 2 as indicated by the symbol θ along the upper surface of the upper surface plate 2.
When the rod 60a of the cylinder 60 is retracted, the locking member 34 of the rod 60a is locked to the disk member 42, the weight member 4 is raised, and the pressure on the upper surface plate 2 can be released.
[0019]
Reference numeral 7 denotes a guide cover member (weight member horizontal holding member). The guide cover member 7 is fixed to the rod 60a of the cylinder 60 and covers the outer peripheral surface of the weight member 4 except the lower surface with a gap. ing. Thereby, when the upper surface plate 2 moves in the horizontal direction, the weight member 4 hits the guide cover member 7 and can prevent the weight member 4 from moving horizontally.
[0020]
The upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 are formed with passages 2a and 3a for supplying lapping liquid (for example, a mixture of silicon carbide abrasive grains and glycerin) to the central portions of the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer 6. One end of each of the passages 2a and 3a is opened on the side surface of the upper surface plate 2 and 3, and the other end is opened on the lower surface and the upper surface of the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3, respectively. By connecting pipe members (not shown) to the openings on the side surfaces of the passages 2a and 3a, the wrapping liquid can be supplied to the passages 2a and 3a as indicated by arrows Z and W, respectively. Yes.
[0021]
As an example of the drive mechanism of the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3, rack members 21 and 22 extending in the horizontal direction (arrow X direction) are fixed to one end (the right end in FIG. 1) of the upper and lower surface plates 2 and 3, respectively. Has been. Gears 9 and 10 mesh with the rack members 21 and 22, respectively. The gears 9 and 10 are respectively provided integrally with rotating shafts (support shafts) 9a and 10a, and the support shafts 9a and 9b are rotatably supported by the apparatus frame (not shown). These two gears 9 and 10 repeat forward and reverse rotation via a transmission mechanism by one motor (not shown) or each other motor (see arrow θ). When one gear 9 is rotating forward, the other gear 10 is configured to rotate reversely. Thereby, the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 reciprocate in the horizontal direction (arrow X direction), and the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 move in directions opposite to each other. That is, when the upper surface plate 2 moves in the left direction in FIG. 1, the lower surface plate 3 moves in the right direction in FIG. If necessary, the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 can be reciprocated with a stroke amount such that the semiconductor wafer 6 protrudes from the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3. Moreover, when the weight of the weight member 4 is small, the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 can also be moved synchronously in the same direction.
[0022]
In this example, the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 are linearly moved in directions opposite to each other by the gear drive mechanism. However, the present invention is not limited to this, and the upper and lower surface plates 2, 3 are provided by special cylinders. May be moved in a straight line, and the upper and lower surface plates 2 and 3 may be reciprocally moved in opposite directions in the two-dimensional direction in the horizontal plane including the arrow Y direction. In short, it is only necessary that the relative speeds of the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 are uniform throughout the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer 6 and the load distribution on the semiconductor wafer 6 is uniform. Furthermore, when correcting the variation in wear of the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3, the two-dimensional reciprocating motion is effective.
[0023]
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, in a state where the rod 60a of the cylinder 60 is retracted and the plurality of clamp means 23, 24, 25, 26 are open, the carrier 5 is fixed to the clamp members 23a, 23a, 24c of the clamp means 23, 24, 25, 26. The movable clamp members 23b and 25b are moved and closed. As a result, the carrier 5 is fixed to the base 1 at four locations on the side edge. Here, the semiconductor wafer 6 is loaded into the carrier 5.
The upper surface plate 2 is moved in the horizontal direction to mesh the rack member 21 with the gear 9. Here, the rod 60a of the cylinder 60 is protruded, and the weight member 4 is placed on the upper surface plate 2 and assembled as shown in FIG.
[0024]
In this state, the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer 6 are sandwiched between the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 and are in a load-loaded state.
Here, the compressed air is blown out from a large number of compressed air blowing holes 32, the supply of the lap liquid to the passages 2a, 3a of the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 is started, and the gear drive mechanism The upper and lower surfaces of the semiconductor wafer 6 are polished at a uniform speed and surface pressure throughout the entire area by moving the plate 2 and the lower plate 3 linearly in a direction opposite to each other in the direction of the arrow X in the horizontal plane. Lapping with extremely excellent processing accuracy such as parallelism is performed. The lapping liquid respectively supplied to the central portions of the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer 6 spreads over the entire upper and lower surfaces as the upper and lower surface plates 2 and 3 reciprocate (in this example, reciprocating linear movement).
Further, since the force in the surface direction applied to the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer 6 can be equal in the opposite direction, the force exerted on the carrier 5 by the semiconductor wafer 6 is reduced. These effects become more useful as the diameter of the semiconductor wafer 6 increases.
The moving speed ratio between the upper and lower surface plates 2 and 3 is not limited to 1: -1, but the moving speed of the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 is set to, for example, the speed ratio 1: -1 during lap. You may change within the range of -0.
[0025]
In this embodiment, when the upper surface plate 2 reciprocates, the position of the weight member 4 is not changed with respect to the semiconductor wafer 6, so that the weight of the weight member 4 passes through the upper surface plate 2. In addition, the movement speed distribution of the upper surface plate 2 and the lower surface plate 3 is uniform over the entire upper and lower surfaces of the semiconductor wafer 6.
[0026]
When the wrapping of the semiconductor wafer 6 is completed, the rod 60a of the cylinder 60 is retracted, the weight load on the upper surface plate 2 of the weight member 4 is released, and the upper surface plate 2 is moved to the left in the horizontal direction. The engagement between the member 21 and the gear 9 is released and removed. Finally, the semiconductor wafer 6 is taken out from the carrier 5.
In this example, when the lower surface plate 3 needs to be replaced due to wear or the like, the carrier 6 is clamped by a plurality of clamping means 23, 24, 25, and 26, the carrier 5 is removed, and the lower surface plate 3 is moved upward. It can be easily removed by lifting it up.
[0027]
In the above embodiment, the present invention has been described by taking the lapping apparatus as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a polishing apparatus. In this case, a polishing cloth is adhered to the lower and upper surfaces of the upper and lower surface plates, and a polishing liquid is used instead of the lapping liquid.
Further, the shape of the carrier is not limited to a rectangular shape, and for example, as shown in FIG. 4, a triangular plate-like carrier 30 having an accommodation hole 30a for holding the semiconductor wafer 31 at the center may be used, or further, as shown in FIG. Such a carrier 40 having a shape such as a circular plate having an accommodation hole 40a for holding the semiconductor wafer 41 at the center can also be used. In addition, it is possible to overhang the semiconductor wafer by making the effective shape of the upper and lower surface plates circular.
[0028]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
Polishing of the present invention apparatus Compared with the pressure member, the reciprocating motion of the upper and lower processed plate members is thinner and lighter, and the moment of inertia of the upper and lower processed plate members is reduced and the moment due to the frictional resistance with the pressure member is reduced. As a result, non-uniform processing pressure distribution due to both moments can be avoided, and uniform flatness of the semiconductor wafer can be obtained.
In the present invention, an upper surface plate and a lower surface plate sandwiching a semiconductor wafer held by a carrier from above and below are reciprocally moved synchronously so that the relative velocity distribution is uniform over the entire upper and lower surfaces of the semiconductor wafer. Since the upper and lower surfaces are polished at the same time, uniform movement is always given from the upper and lower surface plates across the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer, and the entire upper and lower surfaces of the semiconductor wafer are polished with a uniform surface pressure. . In this way, the semiconductor wafer is evenly slid while receiving a uniform surface pressure distribution over the entire upper and lower surfaces of the semiconductor wafer, so that the thickness unevenness of the semiconductor wafer is reduced and the semiconductor wafer is flat with respect to the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer. In addition, the polishing can be performed with a constant quality and extremely high accuracy, and the yield can be improved.
Further, since the upper and lower surface plates are reciprocated instead of planetary motion, the entire apparatus does not increase in size even if the semiconductor wafer has a large diameter.
In addition, the parts that move during polishing are the upper and lower surface plates, but the stationary part is the carrier and base, and the position of the carrier is fixed, making it easy to automate loading and unloading of semiconductor wafers. is there.
In addition, especially when the upper and lower surface plates are only reciprocated in a straight line, the structure of the drive mechanism can be simplified, so the parallelism of the upper and lower surface plates during movement can be reduced. It is easy to strictly manage and control, and as a result, it is optimal for polishing semiconductor wafers that require high accuracy. Such an effect becomes more useful as the diameter of the semiconductor wafer increases.
In the present invention, since the power required to drive the upper surface plate and the lower surface plate is small, a small drive mechanism can be used, and further downsizing of the polishing apparatus can be achieved.
According to the present invention, even if the semiconductor wafer has a large diameter, the lapping liquid or the polishing liquid can be supplied to the entire upper and lower surfaces of the semiconductor wafer with a simple configuration.
The present invention can provide a single wafer lapping type polishing apparatus provided with only one carrier for holding a large-diameter semiconductor wafer. Moreover, even if the semiconductor wafer and the carrier have a large diameter, tension in the opposite direction can be applied to the carrier, and the breakage strength can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an embodiment of a semiconductor wafer polishing apparatus according to the present invention.
2 is a plan view (top view) of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a main part of FIG. 1;
FIG. 4 is a plan view of a modified example of a carrier for holding a semiconductor wafer.
FIG. 5 is a plan view of another modification of a carrier for holding a semiconductor wafer.
6A and 6B are a plan view and a longitudinal sectional view of a conventional semiconductor wafer polishing apparatus, respectively.
FIG. 7 is a view for explaining uneven thickness of a semiconductor wafer by a conventional polishing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 base
2 Upper surface plate
3 Lower surface plate
2a, 3a passage
4 Weight member
4a Body
5,30,40 Carrier
5a, 30a, 40a accommodation hole
6, 31, 41 Semiconductor wafer
7 Guide cover member
8 Compressed air blowing member
9, 10 gears
9a, 10a Rotating shaft
21 and 22 rack members
23, 24, 25, 26 Clamping means
23a, 25a Fixed clamp member
23b, 25b Movable clamp member
27, 29 Bracket
32 Compressed air outlet
33 Compressed air supply space
34 Locking member
35, 36 Compressed air supply passage
37,38 pipe members
39 Locking hole
42 Disc members

Claims

A carrier for holding the semiconductor wafer in a horizontal state;
An upper surface plate and a lower surface plate as upper processing plate members and lower processing plate members, which are slidable with respect to the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer and sandwich the upper and lower surfaces from above and below,
A weight member placed on the upper surface plate so that the upper surface plate is relatively movable in the horizontal direction;
A base on which the lower surface plate is mounted so that the lower surface plate is relatively movable in the horizontal direction;
A drive mechanism for reciprocating the upper surface plate and the lower surface plate so that the relative velocity distribution is uniform in the entire upper and lower surfaces of the semiconductor wafer. Polishing equipment.

2. The semiconductor wafer polishing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of holes for blowing out compressed air are provided on a lower surface of the weight member to facilitate relative movement with the upper surface plate. 3.

3. The semiconductor according to claim 1, wherein passages for supplying a lapping liquid or a polishing liquid to respective central portions of the upper and lower surfaces of the semiconductor wafer are formed in the upper surface plate and the lower surface plate, respectively. Wafer polishing equipment.

The semiconductor wafer polishing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein only one carrier for holding the semiconductor wafer is provided.