DE102009009497A1 - Runner disk for holding conductive disks during reciprocal polish, has recesses for supporting conductive disks and depressing openings for polishing agent supplying polish - Google Patents

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Abstract

The runner disk has recesses (1) for supporting conductive disks and depressing openings (2) for polishing agent supplying polish. The part of the depressing openings is formed by holes (3,3a,3b,3c,3d), which have diameter from 2 to 8 millimeter and is arranged at a distance of 1 to 10 millimeter around the recesses. The holes are arranged on two middle sections and an inner or outer section of a circular path. An independent claim is also included for a method for reciprocal polish of conductive disk.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Läuferscheibe („carrier”) zum Halten von Halbleiterscheiben während einer beidseitigen Politur der Halbleiterscheiben. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben, bei dem die Läuferscheibe verwendet wird.object the invention is a carrier for holding wafers during a two-sided Polish of the semiconductor wafers. The invention is also a method for double-sided polishing of semiconductor wafers, in the rotor disk is used.

Die Herstellung von Halbleiterscheiben zur Verwendung als Substrate zur Erzeugung elektronischer Bauelemente umfasst regelmäßig mindestens eine beidseitige Politur der Halbleiterscheiben, die in einem Schritt durchgeführt wird und nachfolgend kurz DSP genannt wird. Eine Halbleiterscheibe befindet sich während der DSP zusammen mit weiteren Halbleiterscheiben zwischen zwei mit Poliertuch bedeckten und sich drehenden, oberen und unteren Poliertellern. Läuferscheiben mit Aussparungen, in denen die Halbeiterscheiben liegen, führen und halten die Halbleiterscheiben während der Politur. Die Läuferscheiben haben am Umfang eine Außenverzahnung, über die sie als Planetenräder eines Planetengetriebes während der Politur um ihre eigene Achse und die Achse der Polierteller gedreht werden. Die Halbleiterscheiben werden in Gegenwart eines Poliermittels poliert, das vom oberen Polierteller zugeführt wird und auf den Poliertüchern verteilt wird. Es muss eine ausreichende Versorgung beider Seiten der Halbleiterscheibe mit Poliermittel sichergestellt sein, damit ein gleichmäßiger Polierabtrag erzielt wird. Die ausreichende Poliermittel-Versorgung ist besonders wichtig, wenn mit einer Poliermaschine in Kompaktbauweise poliert wird. Dieser Typ nimmt nur eine Läuferscheibe auf, die sich über den gesamten unteren Polierteller erstreckt, und die Polierteller und die Läuferscheibe haben eine gemeinsame Drehachse. Ein Mangel an Poliermittel führt in diesem Fall dazu, dass die Halbleiterscheibe in ihrer Beweglichkeit bezüglich der Drehung um die eigene Achse soweit eingeschränkt ist, dass gestaute Reibungswärme einen erhöhten Materialabtrag in einem Teilbereich des Randes der Halbleiterscheibe bewirkt und so eine Halbleiterscheibe mit einem keilförmigen Randabschnitt entsteht. Um dies zu verhindern, wird in der EP 1 676 672 A1 vorgeschlagen, die Zufuhr von Poliermittel zum unteren Polierteller dadurch zu verbessern, dass mindestens 15 der Fläche der Läuferscheibe durch Löcher belegt ist, die dem Poliermittel einen Durchgang zum unteren Polierteller verschaffen.The production of semiconductor wafers for use as substrates for the production of electronic components regularly comprises at least one double-sided polishing of the semiconductor wafers, which is carried out in one step and is called DSP for short. A semiconductor wafer is located during the DSP together with other semiconductor wafers between two covered with polishing cloth and rotating, upper and lower polishing plates. Runners with recesses in which the semiconductor disks are located guide and hold the semiconductor wafers during polishing. The carriers have on the periphery of an external toothing over which they are rotated as planetary gears of a planetary gear during polishing on its own axis and the axis of the polishing plates. The wafers are polished in the presence of a polishing agent, which is supplied from the upper polishing plate and distributed on the polishing cloths. Sufficient supply of both sides of the semiconductor wafer with polishing agent must be ensured in order to achieve a uniform polishing removal. Sufficient polishing agent supply is particularly important when polishing with a compact polisher. This type accommodates only one carrier disc which extends over the entire lower polishing plate, and the polishing plate and the rotor disc have a common axis of rotation. A lack of polishing agent leads in this case to the fact that the semiconductor wafer in its mobility with respect to the rotation about its own axis is limited so that jammed frictional heat causes increased material removal in a portion of the edge of the semiconductor wafer, thus creating a semiconductor wafer with a wedge-shaped edge portion , To prevent this, is in the EP 1 676 672 A1 proposed to improve the supply of polishing agent to the lower polishing plate, characterized in that at least 15 of the surface of the rotor disc is covered by holes, which provide the polishing agent a passage to the lower polishing plate.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch festgestellt, dass eine mengenmäßig ausreichende Zufuhr von Poliermittel zum unteren Polierteller zwar notwendig ist, aber nicht zwangsläufig sämtlichen Fehlern der Randgeometrie entgegenwirkt. Das gilt insbesondere für den sogenannten Randabfall („edge roll off”), der den gesamten Scheibenrand betrifft und nach der DSP beobachtet wird. Der Randabfall wird in der SEMI Norm M69 als eine Oberflächen-Abweichung im Randbereich von Halbleiterscheiben mit großem Durchmesser beschrieben. Da immer mehr Fläche einer Halbleiterscheibe für die Herstellung von elektronischen Bauelementen qualifiziert wird und der Randausschluss bei den gegenwärtig hochwertigsten Halbleiterscheiben nur noch 1 mm beträgt, besteht ein steigendes Interesse daran, Geometriefehler im Randbereich zu reduzieren. Zur quantitativen Beschreibung solcher Geometriefehler stehen genormte Parameter zur Verfügung, beispielsweise der in der SEMI Norm festgelegte ESFQR.The inventors of the present invention have found, however, that a quantitatively sufficient supply of polishing agent to the lower polishing plate is necessary, but does not necessarily counteract all errors of the edge geometry. This is especially true for the so-called edge roll off, which affects the entire wafer edge and is observed after the DSP. The edge waste is in the SEMI standard M69 is described as a surface deviation in the periphery of large diameter semiconductor wafers. As more and more wafer area is qualified for the manufacture of electronic devices and the edge exclusion for the currently highest grade wafers is only 1mm, there is an increasing interest in reducing edge geometry errors. For the quantitative description of such geometry errors, standardized parameters are available, for example the ESFQR specified in the SEMI standard.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Mittel zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe der Randabfall nach DSP deutlich reduziert werden kann, und eine Halbleiterscheibe mit vorteilhafter Randgeometrie zugänglich wird.task The present invention is to provide means to provide, with the help of the edge drop to DSP significantly reduced can be, and a semiconductor wafer with advantageous edge geometry becomes accessible.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Läuferscheibe zum Halten von Halbleiterscheiben während einer beidseitigen Politur der Halbleiterscheiben, umfassend Aussparungen zur Aufnahme der Halb leiterscheiben und Durchtrittsöffnungen für ein während der Politur zugeführtes Poliermittel, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teil der Durchtrittsöffnungen von Löchern gebildet wird, die einen Durchmesser von 2 bis 8 mm haben und auf einer Bahn angeordnet sind, die in einem Abstand 1 bis 10 mm konzentrisch um die Aussparungen liegt und einen inneren Abschnitt, einen äußeren Abschnitt und zwei Abschnitte zwischen dem inneren und dem äußeren Abschnitt aufweist.The Problem is solved by a rotor disc for Holding semiconductor wafers during a two-sided Polish the semiconductor wafers, comprising recesses for receiving the half-conductor discs and openings for a polishing agent supplied during the polishing, which is characterized in that a part of the passage openings is formed by holes that have a diameter of 2 to 8 mm and are arranged on a web, which in one Distance 1 to 10 mm concentrically around the recesses and a inner section, an outer section and two sections between the inner and the outer Section has.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass ein Zugang des Poliermittels zum unteren Polierteller, der sich nahe am Scheibenrand befindet und in gleichmäßigem Abstand am Scheibenrand angeordnet ist, einen signifikanten Beitrag zur Reduktion des Randabfalls leistet. Die erfindungsgemäße Läuferscheibe besitzt daher nicht nur die üblichen Durchtrittsöffnungen für Poliermittel, sondern auch solche, die entsprechend dieser Erkenntnis platziert sind. Sie kann zusammen mit weiteren in einer Poliermaschine mit Planetengetriebe oder alleine in einer Poliermaschine in Kompaktbauweise eingesetzt werden.The Inventors have found that access to the polish to the lower polishing plate, which is close to the edge of the disc and arranged at a uniform distance on the wafer edge makes a significant contribution to the reduction of edge waste. The carrier according to the invention has therefore not only the usual passages for polishes, but also those that are appropriate this knowledge are placed. It can be combined with others in a polishing machine with planetary gear or alone in one Polishing machine can be used in compact design.

Die Läuferscheibe besteht vorzugsweise aus Stahl, Kunststoff oder Keramik, besonders bevorzugt aus gehärtetem Stahl, und ist gegebenenfalls mit einer abriebs- und reibungsarmen Beschichtung versehen.The Rotor disc is preferably made of steel, plastic or ceramic, more preferably hardened steel, and optionally with a low-abrasion and low-friction coating Mistake.

Die Aussparungen zur Aufnahme der Halbleiterscheiben sind zum Schutz des empfindlichen Scheibenrandes in der üblichen Weise mit Kunststoff ausgekleidet, vorzugsweise mit Einlagen („inlays”), die Ausnehmungen in regelmäßigen Abständen von 5 bis 30 mm aufweisen. Eine besonders bevorzugte Einlagenform ist beispielsweise in der DE 100 18 338 C1 beschrieben.The recesses for receiving the semiconductor wafers are lined in the usual way with plastic to protect the sensitive disc edge, preferably with inserts ("inlays") having recesses at regular intervals of 5 to 30 mm. A particularly preferred Einlageform is for example in the DE 100 18 338 C1 described.

Die Durchtrittsöffnungen für Poliermittel, die abseits der Aussparungen angeordnet sind, können grundsätzlich beliebig geformt sein. Bevorzugt sind Öffnungen mit einem Umfang in der Form von gerundeten Drei- und Vierecken oder von Kreisen. Besonders bevorzugt sind Durchtrittsöffnungen wie sie in der DE 102 47 200 A1 beschrieben sind.The passage openings for polishing agents, which are arranged away from the recesses, can basically be shaped as desired. Preferred are openings with a circumference in the shape of rounded triangles and squares or circles. Particularly preferred are passage openings as shown in the DE 102 47 200 A1 are described.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Figuren näher erläutert.The The invention will be described in more detail below with reference to figures explained.

1 zeigt eine Läuferscheibe, die den Stand der Technik repräsentiert. 1 shows a rotor disc representing the prior art.

2 zeigt eine erfindungsgemäße Läuferscheibe in einer ersten Ausführungsform. 2 shows a rotor according to the invention in a first embodiment.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Läuferscheibe in einer zweiten Ausführungsform. 3 shows a rotor according to the invention in a second embodiment.

4 zeigt eine erfindungsgemäße Läuferscheibe in einer dritten Ausführungsform. 4 shows a carrier according to the invention in a third embodiment.

Die 5 und 6 zeigen die unterschiedliche Wirkung, die eine erfindungsgemäße Läuferscheibe im Vergleich zu einer zum Stand der Technik gehörenden Läuferscheibe auf die Randgeometrie einer Halbleiterscheibe nach einer DSP hat.The 5 and 6 show the different effect that has a rotor according to the invention compared to a prior art rotor disc on the edge geometry of a semiconductor wafer after a DSP.

Die Läuferscheibe gemäß 1, die den Stand der Technik repräsentiert, umfasst Aussparungen 1 zur Aufnahme von Halbleiterscheiben und größere Durchtrittsöffnungen 2 für ein während der Politur zugeführtes Poliermittel.The rotor according to 1 , which represents the prior art, includes recesses 1 for receiving semiconductor wafers and larger passage openings 2 for a polishing agent supplied during polishing.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Läuferscheibe gemäß 2 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten im Wesentlichen durch einen Ring von kleineren Durchtrittsöffnungen aus Löchern 3. Die Löcher haben einen Durchmesser von 2 bis 8 mm und sind in einem Abstand von 1 bis 10 mm um die Aussparungen herum angeordnet, wobei der Abstand die kürzeste Distanz zwischen dem Lochrand und dem Rand der Aussparung ohne Berücksichtigung einer Einlage bezeichnet. Die Mittelpunkte der Löcher liegen auf einer konzentrischen Kreisbahn um die Aussparungen. Diese Kreisbahn ist gemäß der ersten Ausführungsform der Läuferschei be vollständig mit den Löchern besetzt. Weitere Ausführungsformen sehen vor, dass die Löcher einen Ring bilden, der in einem Abschnitt offen ist. Wenn die Kreisbahn als in vier Abschnitte mit ungefähr gleicher Länge unterteilt betrachtet wird, kann man Löcher 3a unterscheiden, die auf einem inneren Abschnitt angeordnet sind, Löcher 3b, die auf einem äußeren Abschnitt angeordnet sind und Löcher 3c und 3d, die auf zwei zwischen dem inneren und dem äußeren Abschnitt liegenden mittleren Abschnitten angeordnet sind.The inventively designed carrier according to 2 is different from the one in 1 shown essentially by a ring of smaller openings in holes 3 , The holes have a diameter of 2 to 8 mm and are arranged at a distance of 1 to 10 mm around the recesses, wherein the distance denotes the shortest distance between the hole edge and the edge of the recess without regard to an insert. The centers of the holes lie on a concentric circular path around the recesses. This circular path is completely occupied by the holes according to the first embodiment of the rotor Be. Further embodiments provide that the holes form a ring which is open in a section. If the orbit is considered to be divided into four sections of approximately equal length, one can make holes 3a different, which are arranged on an inner portion, holes 3b which are arranged on an outer section and holes 3c and 3d which are arranged on two lying between the inner and the outer portion central portions.

Bei der Läuferscheibe gemäß der zweiten Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, sind die Löcher nicht um den ganzen Umfang der Kreisbahn angeordnet. Die Erfinder haben nämlich herausgefunden, dass die Besetzung der mittleren Abschnitte mit Löchern bereits ausreicht, um einen deutlich geringeren Randabfall zu erhalten, insbesondere wenn die Läuferscheibe als Planetenrad eingesetzt wird. Das zusätzliche Anordnen von Löchern auf dem inneren und/oder dem äußeren Abschnitt erhöht vor allem die Steifigkeit der Läuferscheibe. Dementsprechend sind die Löcher bei der Läuferscheibe gemäß der zweiten Ausführungsform auf den mittleren Abschnitten und zusätzlich auf dem äußeren Abschnitt angeordnet.In the rotor disk according to the second embodiment, which in 3 is shown, the holes are not arranged around the entire circumference of the circular path. The inventors have found that the occupation of the central portions with holes is already sufficient to obtain a significantly lower edge drop, especially when the rotor disk is used as a planetary gear. The additional placement of holes on the inner and / or the outer portion increases, above all, the stiffness of the rotor disc. Accordingly, the holes in the carrier according to the second embodiment are arranged on the central portions and additionally on the outer portion.

Bei der Läuferscheibe gemäß der dritten Ausführungsform, die in 4 dargestellt ist, sind Löcher auf den zwei mittleren Abschnitten und auf dem inneren Abschnitt der Kreisbahn angeordnet.In the rotor disk according to the third embodiment, which in 4 is shown, holes are arranged on the two middle sections and on the inner portion of the circular path.

Der Abstand zwischen benachbarten Löchern eines Abschnitts beträgt 3 bis 30 mm und ist vorzugsweise immer der gleiche, auch zwischen zwei benachbarten Löchern benachbarter Abschnitte.Of the Distance between adjacent holes of a section is 3 to 30 mm and is preferably always the same, also between two adjacent holes of adjacent sections.

Beispiel:Example:

Es wurden Halbleiterscheiben aus Silicium mit einem Durchmesser von 300 mm auf einer DSP-Maschine von Typ AC2000 des Herstellers Peter Wolters unter denselben Bedingungen poliert und der Randabfall untersucht. In einem Versuch wurden Läuferscheiben gemäß der ersten Ausführungsform verwendet, in einem Vergleichsversuch Läuferscheiben, die gemäß der Darstellung in 1 ausgeführt waren.Semiconductor silicon wafers of diameter 300 mm were polished on a DSP type AC2000 machine manufactured by Peter Wolters under the same conditions, and the edge scrap was examined. In a test runners were used according to the first embodiment, in a comparative experiment runners, as shown in FIG 1 were executed.

5 und 6 zeigen die Oberflächenkontur der Vorderseite von zwei der polierten Halbleiterscheiben, aufgenommen als Abstand A entlang des Durchmessers D. 5 and 6 2 show the surface contour of the front of two of the polished semiconductor wafers taken as the distance A along the diameter D.

Bei der erfindungsgemäß polierten Halbleiterscheibe, deren Oberflächenkontur in 5 dargestellt ist, ist nahezu kein Randabfall erkennbar. Demgegenüber zeigt eine gemäß Vergleichsversuch polierte Halbleiterscheibe, deren Oberflächenkontur in 6 dargestellt ist, einen ausgeprägten Randabfall. Der ESFQR, gemessen unter Berücksichtigung eines Randausschlusses von 1 mm, war bei erfindungsgemäß polierten Halbleiterscheiben besonders niedrig. Messungen an einer Vielzahl von erfindungsgemäß polierten Halbleiterscheiben zeigten, dass sich der ESFQRmax, also der ESFQR in den Sektoren mit der schlechtesten Randgeometrie, im Bereich von 100 bis 170 nm bewegte.In the case of the semiconductor wafer polished according to the invention, whose surface contour is in 5 is shown, almost no edge drop can be seen. In contrast, a semiconductor wafer polished according to the comparative experiment shows its surface contour in FIG 6 is shown, a pronounced edge drop. The ESFQR, measured taking into account an edge exclusion of 1 mm, was particularly low in semiconductor wafers polished according to the invention. Measurements on a large number of semiconductor wafers polished according to the invention showed that the ESFQR max , that is to say the ESFQR in the sectors with the worst edge geometry, was in the range of 100 to 170 nm.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Claims (4)

Läuferscheibe zum Halten von Halbleiterscheiben während einer beidseitigen Politur der Halbleiterscheiben, umfassend Aussparungen zur Aufnahme der Halbleiterscheiben und Durchtrittsöffnungen für ein während der Politur zugeführtes Poliermittel, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Durchtrittsöffnungen von Löchern gebildet wird, die einen Durchmesser von 2 bis 8 mm haben und in einem Abstand 1 bis 10 mm um die Aussparungen angeordnet sind, wobei die Löcher auf zwei mittleren Abschnitten und einem inneren oder einem äußeren Abschnitt einer Kreisbahn angeordnet sind.Rotor disc for holding semiconductor wafers during a two-sided polishing of the semiconductor wafers, comprising recesses for receiving the semiconductor wafers and passage openings for a supplied during the polishing polishing agent, characterized in that a part of the through holes is formed by holes having a diameter of 2 to 8 mm and disposed at a distance of 1 to 10 mm around the recesses, wherein the holes are arranged on two central portions and an inner or an outer portion of a circular path. Läuferscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher einen gleichen Lochabstand von 3 bis 30 mm haben.Rotor disc according to claim 1, characterized in that that the holes have an equal hole spacing of 3 to 30 mm. Läuferscheibe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher auf den mittleren Abschnitten und zusätzlich auf dem äußeren Abschnitt und dem inneren Abschnitt der Kreisbahn angeordnet sind.Rotor disc according to claim 1 or claim 2, characterized in that the holes on the middle Sections and in addition to the outer Section and the inner portion of the circular path are arranged. Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterscheiben während der beidseitigen Politur in einer Läuferscheibe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 gehalten werden.Method for double-sided polishing of semiconductor wafers, characterized in that the semiconductor wafers during the two-sided polish in a rotor according to a of claims 1 to 4 are held.
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