DE102013200756A1

DE102013200756A1 - Rotor disc used for double-sided polishing of semiconductor wafer e.g. silicon wafer, has lower polishing cloth that is arranged at bottom annular region, as contact surface of rotor disc

Info

Publication number: DE102013200756A1
Application number: DE201310200756
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schwandner; Michael Kerstan
Original assignee: Siltronic AG
Current assignee: Siltronic AG
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2013-01-18
Publication date: 2014-08-07

Abstract

The rotor disc (1) has several recesses (2) for arranging semiconductor material disc. The top, bottom and edge regions of the rotor disc are provided with circumferential toothed ring (6). The annular regions having preset heights, are formed at the bottom side and top side of the rotor disc respectively. The thickness in the annular region is greater than the thickness in the other non-raised regions of the rotor disc. A lower polishing cloth is arranged at the bottom annular region, as a contact surface of the rotor disc.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Läuferscheibe zur Verwendung beim gleichzeitig beidseitigen Polieren mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial, die eine optimierte Poliermittelverteilung gewährleistet.The invention relates to a carrier for use in simultaneously polishing both sides of at least one wafer of semiconductor material, which ensures an optimized polish distribution.

Insbesondere ist die Erfindung auf eine Doppelseitenpolitur von Scheiben aus Halbleitermaterial mit einem Durchmesser von 300 mm oder 450 mm gerichtet. In particular, the invention is directed to a double-side polishing of discs of semiconductor material having a diameter of 300 mm or 450 mm.

Bei einer Scheibe aus Halbleitermaterial (Wafer) handelt es sich üblicherweise um eine Siliciumscheibe, oder ein Substrat mit von Silicium abgeleiteten Schichtstrukturen wie beispielsweise Silicium-Germanium (SiGe), Siliciumcarbid (SiC) oder Galliumnitrid (GaN). Die Scheiben aus Halbleitermaterial haben eine Vorder- und eine Rückseite sowie – in der Regel – abgerundete Kanten. Die Vorderseite der Scheibe aus Halbleitermaterial ist definitionsgemäß diejenige Seite, auf der in nachfolgenden Kundenprozessen die gewünschten Mikrostrukturen aufgebracht werden. A wafer of semiconductor material (wafer) is usually a silicon wafer, or a substrate having silicon-derived layer structures such as silicon germanium (SiGe), silicon carbide (SiC), or gallium nitride (GaN). The discs of semiconductor material have a front and a back and - usually - rounded edges. By definition, the front side of the slice of semiconductor material is the side on which the desired microstructures are applied in subsequent customer processes.

Gegenwärtig werden überwiegend polierte oder epitaxierte Scheiben aus Halbleitermaterial mit einem Durchmesser von 300 mm für die anspruchsvollsten Anwendungen in der Elektronikindustrie verwendet. Scheiben aus Halbleitermaterial mit einem Substratdurchmesser von 450 mm befinden sich in der Entwicklung. At present, predominantly polished or epitaxially sliced 300 mm diameter semiconductor materials are used for the most demanding applications in the electronics industry. Disks of semiconductor material with a substrate diameter of 450 mm are under development.

Scheiben aus Halbleitermaterial (Halbleiterscheiben, Wafer) werden in einer Vielzahl von Bearbeitungsschritten gefertigt. Viele dieser Bearbeitungsschritte, seien sie nun rein mechanischer (Sägen, Schleifen, Läppen), chemischer (Ätzen, Reinigen) oder auch chemisch-mechanischer Natur (Polieren) sowie auch die thermischen Prozesse (Epitaxieren, Annealen) bedürfen mit zunehmendem Scheibendurchmesser einer eingehenden Überarbeitung, teilweise auch bezüglich der hierfür verwendeten Maschinen und der Arbeitsmaterialien.Slices of semiconductor material (semiconductor wafers, wafers) are manufactured in a variety of processing steps. Many of these processing steps, be they purely mechanical (sawing, grinding, lapping), chemical (etching, cleaning) or even chemical-mechanical nature (polishing) as well as the thermal processes (epitaxy, annealing) require a detailed revision as the diameter of the wheel increases, partly also with regard to the machines and working materials used for this purpose.

Besonders kritisch in der Fertigung von Scheiben aus Halbleitermaterial ist die Erzielung einer ausreichend guten Ebenheit (Nanotopologie), insbesondere auch am Rand der Scheibe. Die Randebenheit wird insbesondere durch die Dickenabnahme im Randbereich (Randverrundung, edge roll-off) negativ beeinflusst, die daher möglichst gering sein soll.Particularly critical in the production of slices of semiconductor material is the achievement of a sufficiently good flatness (nanotopology), especially at the edge of the disc. The edge flatness is adversely affected in particular by the decrease in thickness in the edge region (edge rounding, edge roll-off), which should therefore be as small as possible.

Die Nanotopologie (Oberflächenebenheit) wird beispielsweise durch die Höhenschwankung PV (d.h. „peak to valley“, bezogen auf quadratische Messfenster der Fläche 2 mm × 2 mm) beschrieben. The nanotopology (surface flatness) is described, for example, by the height variation PV (i.e., "peak to valley", based on 2 mm x 2 mm square measurement windows).

Die endgültige Nanotopologie und der gewünschte Glanz der Oberflächen einer Scheibe aus Halbleitermaterial werden in der Regel durch einen Polierprozess erzeugt. Der Glanz ist ein Resultat der Rauheit im Bereich von Bruchteilen der Wellenlänge des sichtbaren Lichts und kann als Eigenschaft einer Mikrorauheit der Oberfläche, im Falle der eingesetzten Streulichtmessverfahren spricht man hierbei auch von Haze (ausgedrückt in ppm), gedeutet werden. The final nanotopology and the desired gloss of the surfaces of a wafer of semiconductor material are typically produced by a polishing process. The gloss is a result of the roughness in the range of fractions of the wavelength of visible light and can be interpreted as a property of a microroughness of the surface, in the case of the scattered light measurement methods used, this is also referred to as haze (expressed in ppm).

Im Stand der Technik wird die Politur durch Relativbewegung zwischen Wafer und Poliertuch unter Druck und Zuführung eines Poliermittels durchgeführt. In the prior art, the polishing is performed by relative movement between the wafer and the polishing cloth under pressure and supplying a polishing agent.

Bei der Politur einer Scheibe aus Halbleitermaterial kann zwischen Einseiten- und Doppelseitenpolierverfahren unterschieden werden, wobei die simultan stattfindende beidseitige Politur von Scheiben aus Halbleitermaterial gegenüber der einseitigen Politur wirtschaftlicher ist. Darüber hinaus wird bei der Doppelseitenpolitur auch eine höhere Ebenheit bzgl. der Oberflächen der Scheiben aus Halbleitermaterial erzielt.When polishing a wafer of semiconductor material, a distinction can be made between one-side and double-side polishing processes, the simultaneous two-sided polishing of discs of semiconductor material being more economical than the one-sided polishing. In addition, in the double-side polishing, a higher flatness with respect to the surfaces of the slices of semiconductor material is achieved.

Bei der Doppelseitenpolitur („double-side polishing“, DSP) werden Halbleiterscheiben lose in geeignet dimensionierte Aussparungen einer dünnen Läuferscheibe (carrier plate) eingelegt und vorder- und rückseitig simultan „frei schwimmend“ zwischen einem oberen und einem unteren, jeweils mit Poliertuch belegten Polierteller unter Zufuhr eines Poliermittels poliert.In double-side polishing ("double-side polishing", DSP), semiconductor wafers are loosely inserted into suitably dimensioned recesses of a thin carrier plate and simultaneously free-floating front and rear between a top and a bottom, each with polishing cloth occupied polishing plate polished with the supply of a polishing agent.

Eine geeignete Vorrichtung und eine Methode für eine Doppelseitenpolitur sind beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP 1 489 649 A1 sowie der amerikanischen Patentanmeldung US 2009/0305615 A1 offenbart.A suitable device and method for a double-side polishing are, for example, in the European patent application EP 1 489 649 A1 as well as the American patent application US 2009/0305615 A1 disclosed.

Die Läuferscheiben weisen einen umlaufenden Zahnkranz auf, dessen Zähne in einen Innen- und Außenstiftkranz, die Abwälzvorrichtung, greifen. Die Abwälzvorrichtung versetzt die Läuferscheiben in Bewegung. Läuferscheiben sind beispielsweise in der Patentschrift DE 100 23 002 B4 sowie der amerikanischen Patentanmeldung US 2009/0305615 A1 beschrieben. The carriers have a revolving sprocket whose teeth engage in an inner and outer pin ring, the rolling device. The rolling device sets the carriers in motion. Carrier discs are for example in the patent DE 100 23 002 B4 as well as the American patent application US 2009/0305615 A1 described.

Gemäß einer in der Patentschrift EP 208 315 B1 beschriebenen Ausführungsform der Doppelseitenpolitur werden Scheiben aus Halbleitermaterial in Läuferscheiben aus Metall oder Kunststoff, die über geeignet dimensionierte Aussparungen verfügen, zwischen zwei rotierenden, mit einem Poliertuch belegten Poliertellern in Gegenwart eines Poliermittels auf einer durch die Maschinen- und Prozessparameter vorbestimmten Bahn bewegt und dadurch poliert.According to one in the patent EP 208 315 B1 described embodiment of Doppelseitenpolitur discs are made of semiconductor material in carriers of metal or plastic, which have appropriately sized recesses, between two rotating, covered with a polishing cloth polishing plates in the presence of a polishing agent on a predetermined path by the machine and process parameters moves and thereby polished.

Bei der Doppelseitenpolitur wird die Vorderseite der Scheibe aus Halbleitermaterial, welche in den nachfolgenden Kundenprozessen die für die Aufbringung der Mikrostrukturen relevante Seite darstellt, bevorzugt mit einem unstrukturierten Poliertuch poliert, denn bei einem strukturierten Poliertuch besteht tendenziell die Gefahr, dass die Strukturen (Grooves) im Poliertuch zu einer Verschlechterung der Nanotopologie der so polierten Seite der Scheibe aus Halbleitermaterial führen. In the double-side polishing, the front side of the slice of semiconductor material, which represents the relevant in the subsequent customer processes relevant for the application of the microstructures side, preferably polished with an unstructured polishing cloth, because in a structured polishing cloth tends to run the risk that the structures (Grooves) in Polishing cloth lead to a deterioration of the nanotopology of the so polished side of the disc of semiconductor material.

Daher wird bei der Doppelseitenpolitur bevorzugt nur die Rückseite einer Scheibe aus Halbleitermaterial mit einem strukturierten Poliertuch poliert, wie es die Schrift DE 100 04 578 C1 lehrt. Therefore, in the double-side polishing, it is preferred to polish only the back surface of a wafer of semiconductor material with a patterned polishing cloth such as the font DE 100 04 578 C1 teaches.

Ein Nachteil des Vorgehens gemäß der Schrift DE 100 04 578 C1 ist ein unsymmetrischer Polierabtrag am äußeren Rand der Halbleiterscheibe an den gegenüberliegenden Seiten (Rückseite und Vorderseite). Der unsymmetrischer Polierabtrag resultiert aus der unterschiedlichen (ungleichmäßigen) Poliermittelverteilung auf der Seite mit dem strukturierten Poliertuch im Vergleich zur Seite mit dem unstrukturierten (glatten) Poliertuch und zeigt sich insbesondere durch eine stärkere Randverrundung (edge roll off) auf der mit dem unstrukturierten Poliertuch polierten Seite der Halbleiterscheibe.A disadvantage of the procedure according to the document DE 100 04 578 C1 is an asymmetric polishing removal on the outer edge of the semiconductor wafer on the opposite sides (back and front). The unsymmetrical polishing removal results from the different (uneven) polish distribution on the side with the structured polishing cloth compared to the side with the unstructured (smooth) polishing cloth, and is particularly notable for a stronger edge rounding (edge roll off) on the side polished with the unstructured polishing cloth the semiconductor wafer.

Die Poliermittelverteilung erfolgt gemäß dem Stand der Technik durch Schwerkraft und Zentrifugalkraft. Das Poliermittel wird von oben in den Arbeitsspalt zwischen Poliertuch und Läuferscheibe eingebracht und fließt aufgrund der Schwerkraft u.a. durch die Aussparungen für die Halbleiterscheiben sowie durch zusätzliche Poliermittelaussparungen (kleine Durchlässe) in der Läuferscheibenoberfläche auch auf das untere Poliertuch. Die laterale Poliermittelverteilung wird dabei sowohl durch die Rotationsbewegung der Läuferscheiben als auch der Rotation der mit den Poliertüchern belegten Polierteller unterstützt. The polishing agent distribution according to the prior art by gravity and centrifugal force. The polishing agent is introduced from above into the working gap between polishing cloth and rotor disc and flows due to gravity u.a. through the recesses for the semiconductor wafers as well as through additional polishing agent recesses (small passages) in the carrier surface also on the lower polishing cloth. The lateral polishing agent distribution is supported both by the rotational movement of the carriers as well as the rotation of the polishing plates occupied by the polishing cloths.

Auf der Oberseite der Läuferscheibe tritt das Problem der ungleichmäßigen Poliermittelverteilung nicht bzw. verringert auf. Auf der einen Seite bedingt die strukturierte Oberfläche des oberen Poliertuches eine bessere Verteilung des Poliermittels, auf der anderen Seite bildet sich zwischen der Poliertuchoberfläche und der Läuferscheibe ein Spalt aus, da die Läuferscheibe dünner als die zu polierende Scheibe aus Halbleitermaterial ist (Waferüberstand, positiver jut out).On the top of the rotor disc, the problem of uneven polishing agent distribution does not occur or diminishes. On the one hand, the structured surface of the upper polishing cloth causes a better distribution of the polishing agent, on the other hand forms a gap between the polishing cloth surface and the rotor, since the rotor is thinner than the wafer to be polished semiconductor material (wafer supernatant, positive jut out).

Bei einem Doppelseitenpolierprozess gemäß dem Stand der Technik, liegt die Läuferscheibe auf dem unstrukturierten, glatten unteren Poliertuch, welches über den unteren Polierteller gespannt ist, auf. Durch das Eigengewicht der Läuferscheibe kommt es zu einer stetigen Verdrängung des Poliermittels. Dies kann, insbesondere bei der Politur großer Scheiben aus Halbleitermaterial, also Scheiben mit einem Durchmesser größer oder gleich 300 mm, auf der Unterseite der Läuferscheibe zu einer Verarmung des Poliermittels im inneren, zentrumsnahen Bereich des unteren, unstrukturierten Poliertuches und gleichzeitig zu einer – bedingt durch die Zentrifugalkraft der sich drehenden Polierteller – Anreicherung der Poliermittels im äußeren Bereich des unteren Poliertuches führen („Bugwelle). Die ungleichmäßige Verteilung des Poliermittels beeinflusst die Nanotopologie, die Geometrie und insbesondere die Randgeometrie (Kantenverrundung) sowie die Oberfläche und die Mikrorauigkeit der Scheibe aus Halbleitermaterial negativ.In a double-side polishing process according to the prior art, the carrier disk rests on the unstructured, smooth lower polishing cloth, which is stretched over the lower polishing plate. Due to the weight of the rotor disk, there is a steady displacement of the polishing agent. This can, especially when polishing large slices of semiconductor material, ie discs with a diameter greater than or equal to 300 mm, on the underside of the rotor disc to a depletion of the polishing agent in the inner, near the center of the lower, unstructured polishing cloth and at the same time to a - due the centrifugal force of the rotating polishing plate - accumulation of the polishing agent in the outer region of the lower polishing cloth lead ("bow wave). The uneven distribution of the polishing agent adversely affects the nanotopology, the geometry, and particularly the edge geometry (edge rounding), as well as the surface and micro-roughness of the wafer of semiconductor material.

Zur Verbesserung der Randgeometrie lehrt die deutsche Patentschrift DE 10 2005 034 119 B3 die Innenseite der Aussparungen in den Läuferscheiben zur Aufnahme der Scheiben aus Halbleitermaterial mit einem Insert aus Kunststoff zu versehen, das dünner als die Läuferscheibe selber ist und bezogen auf die Dicke der Läuferscheibe mittig angebracht wird, so dass oberhalb und unterhalb des Inserts ein räumlicher Abstand zum oberen und unterem Poliertuch vorhanden ist. To improve the edge geometry teaches the German patent DE 10 2005 034 119 B3 To provide the inside of the recesses in the carriers for receiving the discs of semiconductor material with an insert made of plastic, which is thinner than the rotor itself and is mounted centrally relative to the thickness of the rotor, so that above and below the insert a spatial distance to upper and lower polishing cloth is present.

Die deutsche Patentschrift DE 100 18 338 C1 lehrt die Aussparungen in den Läuferscheiben zur Aufnahme der Scheiben aus Halbleitermaterial mit einem Formteil (Insert) aus Kunststoff auszukleiden, das derartig ausgebildet ist, dass es einen freien Raum zwischen der Kante der Scheibe und der Läuferscheibenaussparung in mehrere getrennte Leerräume aufteilt. Durch diese Leerräume kann das Poliermittel auf das untere Poliertuch gelangen.The German patent DE 100 18 338 C1 teaches lining the recesses in the carriers to receive the discs of semiconductor material with a plastic insert which is configured to divide a space between the edge of the disc and the carrier slot into a plurality of separate spaces. Through these voids, the polishing agent can reach the bottom polishing cloth.

Um die Poliermittelverteilung auf dem unteren Poliertuch zu verbessern, offenbart Druckschrift US 2006178089 A eine Läuferscheibe mit einer Vielzahl runder Öffnungen, durch die das Poliermittel auf das untere Poliertuch gelangt. In order to improve the polishing agent distribution on the lower polishing cloth, document US-A-4308288 discloses US 2006178089 A a carrier disc having a plurality of round apertures through which the polishing agent passes onto the lower polishing cloth.

Die Patentschrift EP 1 676 672 A1 lehrt, die Zufuhr von Poliermittel zum unteren Poliertuch dadurch zu verbessern, dass mindestens 15% der Fläche der Läuferscheibe durch Löcher belegt ist, die dem Poliermittel einen Durchgang zum unteren Polierteller verschaffen.The patent EP 1 676 672 A1 teaches to improve the supply of polishing agent to the lower polishing cloth by providing at least 15% of the area of the rotor disk through holes which provide the polishing agent with a passage to the lower polishing pad.

Diese zusätzlichen Poliermittelaussparungen in den kreisförmigen Läuferscheiben verringern jedoch deren Flächenträgheitsmoment und als Folge davon auch deren Widerstand gegen Torsion. Das ist nachteilig, da dadurch die Gefahr der Läuferscheibenverbiegung erhöht wird. Die Verbiegung der Läuferscheibe kann zu Tuchbeschädigung, reduzierter Tuchlebensdauer, Partikelgenerierung, Polierkratzer bis hin zum Scheibenbruch und Anlagenbeschädigung führen. However, these additional polishing agent recesses in the circular carriers reduce their area moment of inertia and, as a consequence, their resistance to torsion. This is disadvantageous because it increases the risk of rotor disc bending. The bending of the rotor disk can lead to cloth damage, reduced cloth life, particle generation, polishing scraper up to disk breakage and system damage.

Die unveröffentlichte deutsche Anmeldung DE 10 2012 200 526.9 offenbart ein Verfahren zur gleichzeitigen beidseitigen Politur mindestens einer in eine entsprechende Aussparung einer Läuferscheibe eingelegten Scheibe aus Halbleitermaterial, wobei die Unterseite der Läuferscheibe kanalartige Vertiefungen (grooves) aufweist, die eine bessere Poliermittelverteilung auf der Unterseite ermöglicht. Durch die kanalartigen Vertiefungen kann die Zahl der Poliermittelöffnungen in der Läuferscheibe verringert werden und dadurch die Stabilität der Läuferscheibe erhöht werden. The unpublished German application DE 10 2012 200 526.9 discloses a method of simultaneous two-sided polishing of at least one wafer inserted into a corresponding recess of a rotor disk of semiconductor material, wherein the underside of the rotor disk has channel-like grooves, which enables a better polishing agent distribution on the underside. Through the channel-like depressions, the number of polishing agent openings in the rotor disk can be reduced, thereby increasing the stability of the rotor disk.

Die amerikanische Patentanmeldung US 2009/0305615 A1 lehrt kanalartige Vertiefungen auf der Oberseite und der Unterseite einer Läuferscheibe, wobei die Vertiefungen netzartig oder radial verlaufen können.The American patent application US 2009/0305615 A1 teaches channel-like depressions on the upper side and the lower side of a rotor disk, wherein the depressions can run net-like or radially.

Die kanalartigen Vertiefungen in der Unterseite der Läuferscheibe verbessern zwar die Verteilung des Poliermittels auf dem unteren Poliertuch, können aber, insbesondere bei der weiter zunehmenden Oberflächengröße bei Scheiben aus Halbleitermaterial zukünftiger Generationen, beispielsweise mit einem Durchmesser von 450 mm, die gleichmäßige Poliermittelverteilung (Poliermittelbeaufschlagung) auf dem unteren Poliertuch nur bedingt realisieren.Although the channel-like depressions in the underside of the rotor disc improve the distribution of the polishing agent on the lower polishing cloth, but in particular with the further increasing surface size of disks of semiconductor material of future generations, for example, with a diameter of 450 mm, the uniform polish (polish) realize the lower polishing cloth only partially.

Aus dieser Problematik ergibt sich die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung. Ziel der Erfindung ist es, einen möglichst ungehinderten Poliermittelfluss im Bereich des oberen und des unteren Poliertuchs zu ermöglichen und die Anreicherung des Poliermittels im Randbereich des Poliertuches (Ausbildung von "Bugwellen") zu verhindern, so dass ein möglichst homogener Poliermittelfluss hin zum und weg vom Wafer und eine möglichst gleichmäßige Poliermittelverteilung auf der oberen und der unteren Tuchoberfläche zum Tragen kommt.From this problem arises the task of the present invention. The aim of the invention is to allow a flow of polish as unobstructed as possible in the region of the upper and lower polishing cloths and to prevent the accumulation of the polish in the edge region of the polishing cloth (formation of "bow waves"), so that a polish flow which is as homogeneous as possible towards and away from the polish Wafer and a uniform as possible polishing agent distribution on the upper and lower cloth surface comes to fruition.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Läuferscheibe (1) zur Führung mindestens sich in einer geeignet dimensionierten Aussparung (2) dieser Läuferscheibe (1) befindlichen Scheibe (4) aus Halbleitermaterial während der gleichzeitigen beidseitigen Politur der mindestens einen Scheibe (4) aus Halbleitermaterial, die Läuferscheibe (1) eine Oberseite, eine Unterseite sowie einen Randbereich mit einen umlaufenden Zahnkranz (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens auf der Unterseite der Läuferscheibe (1) mindestens ein ringförmiger Bereich mit der Höhe h und ggf. auch auf der Oberseite ein ringförmiger Bereich mit der Höhe h‘ vorhanden ist, die Läuferscheibe (1) im ringförmigen Bereich die Dicke D_max hat und D_max größer ist als die Dicke D_min in den übrigen, nicht erhöhten Bereichen der Läuferscheibe (1) und dieser mindestens eine auf der Unterseite vorhandene ringförmige Bereich als Auflagefläche der Läuferscheibe (1) auf dem unteren Poliertuch (5) dient.The object of the invention is achieved by a carrier ( 1 ) for guiding at least in a suitably dimensioned recess ( 2 ) of this rotor disc ( 1 ) ( 4 ) of semiconductor material during the simultaneous two-sided polishing of the at least one disc ( 4 ) made of semiconductor material, the rotor disc ( 1 ) an upper side, a lower side and an edge region with a circumferential sprocket ( 6 ), characterized in that at least on the underside of the carrier ( 1 ) at least one annular region with the height h and possibly also on the upper side an annular region with the height h 'is present, the rotor disc ( 1 ) in the annular region has the thickness D _max and D _{max is} greater than the thickness D _min in the remaining, non-elevated regions of the carrier ( 1 ) and this at least one existing on the underside annular region as a bearing surface of the rotor disc ( 1 ) on the bottom polishing cloth ( 5 ) serves.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren und bevorzugte Ausführungsformen durch die 1 bis 4 beschrieben sowie detailliert erläutert. In the following, the inventive method and preferred embodiments by the 1 to 4 described and explained in detail.

1 zeigt detailliert eine Läuferscheibe (1) zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben, umfassend beispielhaft drei kreisförmige Aussparungen (2) zur Aufnahme je einer Scheibe aus Halbleitermaterial sowie Poliermitteldurchlässe (20). Der äußere Rand der Läuferscheibe (1) wird von einem Zahnkranz (6) gebildet, bestehend aus einer Vielzahl gleichhoher Zähne, deren Basis ein Fußkreis ((60) in ) bildet. 1 shows in detail a rotor disk ( 1 ) for double-sided polishing of semiconductor wafers, comprising by way of example three circular recesses ( 2 ) for receiving a respective slice of semiconductor material and polish passages ( 20 ). The outer edge of the carrier ( 1 ) is supported by a sprocket ( 6 ), consisting of a plurality of equal-height teeth whose base is a root circle (( 60 ) in ).

2 zeigt eine Auswahl von bevorzugten Strukturen (Erhebungen) der Oberflächen der erfindungsgemäßen Läuferscheibe (1) im Querschnitt zusammen mit einer in eine geeignet dimensionierte Aussparung der Läuferscheibe eingelegten Scheibe (4) aus Halbleitermaterial. Die eingelegte Scheibe (4) aus Halbleitermaterial, die zusammen mit der Läuferscheibe (1) auf einem unteren Poliertuch (5) aufliegt, ist vor der Politur dicker als die maximale Dicke D_maxder Läuferscheibe (1). Die Innenkante der Aussparung ist mit einem Insert (7) ausgekleidet, so dass die Kante der Scheibe (4) nicht in direkten Kontakt mit der Läuferscheibe (1) kommt. Die Erhebung bzw. die Erhebungen auf der Unterseite haben die Höhe h, die Erhebung bzw. die Erhebungen auf der Oberseite der Läuferscheibe (1) haben die Höhe h‘. Die jeweilige Höhe h‘ bzw. h einer Erhebung ergibt sich aus dem jeweiligen Unterschied in Bezug auf den nicht erhöhten (dünneren) Bereich der Läuferscheibe (1), der die Dicke D_min hat. 2 shows a selection of preferred structures (elevations) of the surfaces of the carrier according to the invention ( 1 ) in cross-section together with an inserted into a suitably sized recess of the rotor disc ( 4 ) made of semiconductor material. The inserted disc ( 4 ) made of semiconductor material, which together with the carrier ( 1 ) on a lower polishing cloth ( 5 ) rests, before the polishing thicker than the maximum thickness D _{max of} the carrier ( 1 ). The inner edge of the recess is with an insert ( 7 ), so that the edge of the disc ( 4 ) not in direct contact with the carrier ( 1 ) comes. The survey or the surveys on the bottom have the height h, the survey or the surveys on the top of the rotor disc ( 1 ) have the height h '. The respective height h 'or h of an elevation results from the respective difference with respect to the non-elevated (thinner) region of the carrier ( 1 ), which has the thickness D _min .

2a zeigt eine symmetrische Verteilung der Bereiche mit einer ringförmigen Erhöhung (1a) im Bereich des Zahnkranzes (6) und einer ringförmigen Erhöhung (1b) um die Aussparung zur Aufnahme einer Scheibe (4) aus Halbleitermaterial, wobei sich die Erhebungen auf der Oberseiten und der Unterseite der Läuferscheibe (1) gegenüberliegen, so dass die Läuferscheibe im Bereich der Erhebungen ((1a) bzw. (1b)) ihre maximale Dicke D_maxhat. Die Breite d_R der ringförmigen Erhöhung (1a) und die Breite d_A der ringförmigen Erhöhung (1b) können gleich oder unterschiedlich sein. 2a shows a symmetrical distribution of the areas with an annular increase ( 1a ) in the region of the toothed rim ( 6 ) and an annular elevation ( 1b ) around the recess for receiving a disc ( 4 ) made of semiconductor material, wherein the elevations on the tops and the underside of the rotor disc ( 1 ), so that the rotor disk in the region of the elevations (( 1a ) respectively. ( 1b )) has its maximum thickness D _max . The width d _{R of} the annular elevation ( 1a ) and the width d _{A of} the annular elevation ( 1b ) can be the same or different.

2b zeigt eine symmetrische Verteilung der Bereiche mit ringförmigen Erhöhungen (1a) nur im Bereich des Zahnkranzes (6). In dieser Ausführungsform ist die kreisförmige Aussparung nicht von einer ringförmigen Erhöhung umgeben. 2 B shows a symmetrical distribution of the areas with annular elevations ( 1a ) only in the area of the sprocket ( 6 ). In this embodiment, the circular recess is not surrounded by an annular elevation.

Bei der asymmetrischen Läuferscheibe in 2c finden sich Erhöhungen nur auf der Unterseite der Läuferscheibe (1), auf denen die Läuferscheibe (1) auf dem unteren Poliertuch (5) aufliegt. Die Oberseite der Läuferscheibe ist eben und weist keine zusätzlichen topologischen Merkmale auf. In the asymmetric rotor disc in 2c Raises are found only on the bottom the rotor disc ( 1 ) on which the rotor disc ( 1 ) on the bottom polishing cloth ( 5 ) rests. The top of the carrier is flat and has no additional topological features.

2d zeigt eine weitere Ausführung einer asymmetrischen Läuferscheibe (1), bei der nur im Randbereich die ringförmige Erhöhung auf der Oberseite und der Unterseite ausgeführt ist, wohingegen die die Aussparung (2) umlaufende Erhebung nur auf der Unterseite ausgebildet ist. Weiterhin ist in 2d die Höhe h der Erhebungen auf der Unterseite ungleich der Höhe h‘ der Erhebung auf der Oberseite der Läuferscheibe (1). 2d shows a further embodiment of an asymmetric rotor disc ( 1 ), in which only in the edge region, the annular elevation on the top and bottom is executed, whereas the recess ( 2 ) circumferential survey is formed only on the bottom. Furthermore, in 2d the height h of the elevations on the underside is not equal to the height h 'of the elevation on the upper side of the carrier ( 1 ).

3 zeigt beispielhaft eine kanalförmige Bohrung (8) zur Ableitung von Poliermittel von der oberen Seite zur unteren Seite in der die Aussparung (2) umgebenden Erhöhung (1b). Die Erhöhung kann symmetrisch, also auf der Oberseite und der Unterseite als auch asymmetrisch nur auf der Unterseite der Läuferscheibe ausgebildet sein. Die kanalförmige Bohrung (8) kann auf der Oberseite der Läuferscheibe mit einem Winkel α zur Aussparung (2) zeigen (3a), in einem Winkel von α = 90° (senkrecht) die Oberseite und die Unterseite der Läuferscheibe (1) durchdringen (3b) oder auf der Unterseite der Läuferscheibe mit einem Winkel α zur Aussparung (2) zeigen (3c). 3 shows an example of a channel-shaped bore ( 8th ) for discharging polishing agent from the upper side to the lower side in which the recess ( 2 ) surrounding increase ( 1b ). The elevation may be symmetrical, that is, formed on the upper side and the lower side as well as asymmetrically only on the underside of the rotor disk. The channel-shaped bore ( 8th ) can on the top of the rotor disc with an angle α to the recess ( 2 ) demonstrate ( 3a ), at an angle of α = 90 ° (perpendicular) the top and the bottom of the rotor disc ( 1 ) penetrate ( 3b ) or on the underside of the rotor disc at an angle α to the recess ( 2 ) demonstrate ( 3c ).

4a zeigt eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Läuferscheibe (1) vereinfacht mit drei Aussparungen (2) und ohne Poliermitteldurchlässe. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde der Zahnkranz (6) ohne Zähne dargestellt. Die im Bereich des Zahnkranzes (6) umlaufende Erhöhung (1a) mit einer Breite d_R, ist in 4a beispielhaft durchgängig (geschlossen) dargestellt. Gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Läuferscheibe können die die Aussparungen ringförmig umgebenden Erhöhungen (1b) (nur auf der Unterseite oder auf der Oberseite und der Unterseite der Läuferscheibe (1)) die Erhöhung (1a) nicht berühren (oben links), in einem Punkt berühren (unten) oder ineinander übergehen (oben rechts). 4a shows a plan view of the carrier according to the invention ( 1 ) simplified with three recesses ( 2 ) and without polish passages. For reasons of clarity, the sprocket ( 6 ) shown without teeth. The in the area of the sprocket ( 6 ) circumferential increase ( 1a ) with a width d _R , is in 4a exemplified throughout (closed). According to different embodiments of the rotor disc according to the invention, the recesses annularly surrounding the recesses (FIG. 1b ) (only on the bottom or top and bottom of the carrier ( 1 )) the increase ( 1a ) do not touch (top left), touch in one point (bottom) or merge into one another (top right).

In 4b sind zur besseren Darstellung des Fußkreises (60) und des minimalen Abstandes d_F von der Aussparung (2) bis zum Fußkreis (60) die Zähne des die Läuferscheibe (1) am Rand (6) umgebenden Zahnkranzes stark vergrößert dargestellt, wobei der Zahn die Höhe d_Z (Abstand Fußkreis bis Zahnspitze) hat.In 4b are for better representation of the Fußkreises ( 60 ) and the minimum distance d _F from the recess ( 2 ) to the root circle ( 60 ) the teeth of the rotor disc ( 1 ) on the edge ( 6 ) surrounding toothed ring is shown greatly enlarged, wherein the tooth has the height d _Z (distance root circle to tooth tip).

Geeignete Vorrichtungen zur Durchführung einer gleichzeitigen beidseitigen Politur eines Substrates sind Stand der Technik und beispielsweise in den Druckschriften EP 1 489 649 A1 sowie US 2009/0305615 A1 offenbart.Suitable devices for carrying out a simultaneous two-sided polishing of a substrate are state of the art and, for example, in the publications EP 1 489 649 A1 such as US 2009/0305615 A1 disclosed.

Die zu polierenden Substrate sind in dünne, außen verzahnte Führungskäfige, den Läuferscheiben (1), eingelegt, die während der Bearbeitung mittels der Abwälzvorrichtung zwischen den beiden Arbeitsscheiben bewegt werden.The substrates to be polished are in thin, externally toothed guide cages, the rotor discs ( 1 ), which are moved during processing by means of the rolling device between the two working wheels.

Eine bei der DSP verwendete Läuferscheibe (1) weist gemäß dem Stand der Technik eine oder mehrere geeignet dimensionierte Aussparungen (2) auf, in die je eine Scheibe aus Halbleitermaterial eingelegt wird (1b). Die Innenkanten dieser Aussparungen (2) sind in der Regel mit einer Beschichtung aus Kunststoff, dem Insert (7), ausgekleidet, wobei das Insert (7) bevorzugt die gleiche Dicke wie die Läuferscheibe (1) hat, also nicht über die Oberseite und oder die Unterseite herausragt und zum Schutz der Kante der eingelegten Scheibe aus Halbleitermaterial dient. Ebenfalls bevorzugt ist die Dicke des Inserts (7) geringer als die Dicke der Läuferscheibe, wobei in dieser Ausführungsform das Insert (7) so an der Innenkante der Läuferscheibe (1) positioniert ist, dass die Oberseite und der Unterseite des Inserts (7) nicht in direkten Kontakt mit dem jeweiligen Poliertuch kommen. A carrier used in the DSP ( 1 ) has according to the prior art, one or more appropriately sized recesses ( 2 ), in each of which a disk of semiconductor material is inserted ( 1b ). The inner edges of these recesses ( 2 ) are usually provided with a plastic coating, the insert ( 7 ), wherein the insert ( 7 ) preferably the same thickness as the carrier ( 1 ), so does not protrude over the top and or bottom and serves to protect the edge of the inserted disc of semiconductor material. Likewise preferred is the thickness of the insert ( 7 ) less than the thickness of the carrier disc, in which embodiment the insert ( 7 ) so on the inner edge of the carrier ( 1 ) is positioned that the top and bottom of the insert ( 7 ) do not come in direct contact with the respective polishing cloth.

Als Material für das Insert (7) wird bevorzugt Nylon, Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) verwendet.As material for the insert ( 7 Preferably, nylon, polyvinyl chloride (PVC) or polyvinylidene fluoride (PVDF) is used.

Zusätzlich kann die Läuferscheibe (1) Poliermittelaussparungen (2) in beliebiger Form, Anzahl, Größe und Verteilung aufweisen (1b), durch die das von oben in den Arbeitsspalt eingebrachte Poliermittel auf das untere Poliertuch (5), mit dem der untere Polierteller belegt ist, gelangt.In addition, the rotor disc ( 1 ) Polishing agent recesses ( 2 ) in any shape, number, size and distribution ( 1b ), through which the polishing agent introduced from above into the working gap onto the lower polishing cloth ( 5 ), with which the lower polishing plate is occupied, passes.

Die bei der DSP verwendeten Läuferscheiben können aus Metall oder Kunststoff gefertigt werden. Läuferscheiben aus Metall, beispielsweise Edelstahl oder auch Titan, werden in der Regel ein- oder doppelseitig beschichtet, um eine Kontamination der Scheiben aus Halbleitermaterial mit dem Metall zu verhindern. Als Beschichtung kann beispielsweise DLC (diamond like carbon) oder PU (Polyurethan) verwendet werden.The carriers used in the DSP can be made of metal or plastic. Metal carrier disks, for example stainless steel or even titanium, are generally coated on one or both sides in order to prevent contamination of the disks made of semiconductor material with the metal. As a coating, for example, DLC (diamond like carbon) or PU (polyurethane) can be used.

Für Scheiben aus Halbleitermaterial mit einem Durchmesser von 300 mm werden beispielsweise Läuferscheiben mit einer Dicke im Bereich 700 bis 800 µm bevorzugt, für Scheiben mit einem Durchmesser von 450 mm werden beispielsweise Läuferscheiben mit einer Dicke im Bereich 900 bis 1000 µm bevorzugt.For disks made of semiconductor material with a diameter of 300 mm, for example, carrier disks with a thickness in the range 700 to 800 .mu.m are preferred, for disks with a diameter of 450 mm, for example, carrier disks having a thickness in the range 900 to 1000 .mu.m are preferred.

Bei der gleichzeitig beidseitigen Politur wird die mindestens eine, in eine geeignet dimensionierte Aussparung einer Läuferscheibe eingelegte Scheibe aus Halbleitermaterial im Überstand poliert, d.h. die Läuferscheibe ist – zumindest am Anfang des Polierprozesses – dünner als die zu polierende Scheibe. In the simultaneous double-sided polishing, the at least one wafer of semiconductor material inserted in a suitably dimensioned recess of a rotor disk is polished in the supernatant, i. the rotor disc is - at least at the beginning of the polishing process - thinner than the disc to be polished.

Beträgt beispielsweise die Zieldicke einer 300 mm Scheibe 825 µm, kann für die gleichzeitig beidseitigen Politur eine Läuferscheibe mit einer Gesamtdicke von 800 µm verwendet werden, um eine Politur im Überstand zu gewährleisten. If, for example, the target thickness of a 300 mm pane is 825 μm, a runner with a total thickness of 800 μm can be used for the simultaneous two-sided polishing in order to ensure polishing in the supernatant.

Die Zufuhr des Poliermittels erfolgt bevorzugt von oben durch Zuleitungen im oberen Polierteller, wie sie beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 100 07 390 B4 offenbart sind. Ebenfalls bevorzugt ist eine Poliermittelzufuhr von der Seite, von unten bzw. gleichzeitig von oben und unten, wobei die Poliermittelzufuhr von unten durch Zuleitungen im unteren Polierteller erfolgt.The supply of the polishing agent is preferably carried out from above by leads in the upper polishing plate, as described for example in the German patent DE 100 07 390 B4 are disclosed. Also preferred is a polishing agent supply from the side, from below or at the same time from above and below, wherein the polishing agent is supplied from below through leads in the lower polishing plate.

Um eine möglichst große Excenterbewegung der mindestens einen Scheibe aus Halbleitermaterial bei der gleichzeitigen doppelseitigen Politur zu gewährleisten, wird der minimale Abstand d_F (4b) zwischen der mindestens einen Aussparung (2) und dem Fußkreis der Außenverzahnung der Läuferscheibe möglichst gering gewählt.In order to ensure the largest possible eccentric movement of the at least one slice of semiconductor material in the simultaneous double-sided polishing, the minimum distance d _F ( 4b ) between the at least one recess ( 2 ) and the root circle of the external teeth of the rotor disc as low as possible.

Bei einer Läuferscheibe zur Politur mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial mit einem Durchmesser von 300 mm liegt d_F bevorzugt im Bereich von 5 bis 20 mm, bei Läuferscheiben zur Politur mindestens einer Scheibe aus Halbleitermaterial mit einem Durchmesser von 450 mm liegt d_F bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 mm.In a rotor disc for polishing at least one slice of semiconductor material having a diameter of 300 mm d _F is preferably in the range of 5 to 20 mm, with rotor discs for polishing at least one slice of semiconductor material having a diameter of 450 mm d _F preferably in the range of 5 to 50 mm.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Läuferscheibe (1) beschrieben, ohne den Schutzumfang der Erfindung auf diese Ausführungsformen zu beschränken.Hereinafter, preferred embodiments for the carrier according to the invention ( 1 ) without limiting the scope of the invention to these embodiments.

Die Erfindung basiert auf der Verwendung einer Läuferscheibe mit einer speziellen Oberflächenstruktur bei der gleichzeitig beidseitigen Politur mindestens einer Scheibe (4) aus Halbleitermaterial. Diese Oberflächenstruktur ermöglicht eine zentrierte Lage der Läuferscheibe (1) im vom oberen und unteren Polierteller gebildeten Arbeitsspalt und damit einen möglichst ungehinderten Poliermittelfluss im Bereich des unteren – üblicherweise glatten – Poliertuches. Durch den homogenen Poliermittelfluss wird das Auftreten von lokal größeren Mengen an Poliermittel („Bugwellen“), insbesondere im Randbereich des Poliertuches bzw. der Scheibe (4) aus Halbleitermaterial, vermieden.The invention is based on the use of a rotor disk with a special surface structure in the simultaneous two-sided polishing of at least one disk ( 4 ) made of semiconductor material. This surface structure allows a centered position of the carrier ( 1 ) in the working gap formed by the upper and lower polishing plates and thus a flow of polish as unobstructed as possible in the region of the lower - usually smooth - polishing cloth. Due to the homogeneous flow of polish, the occurrence of locally larger amounts of polishing agent ("bow waves"), in particular in the edge region of the polishing cloth or the disc ( 4 ) made of semiconductor material, avoided.

Die spezielle Oberflächentopografie resultiert aus Dickenunterschieden (Erhöhungen) in definierten Bereichen der Oberflächen (Oberseite und Unterseite) der Läuferscheibe (1), so dass die Läuferscheibe (1) in den definierten Bereichen dicker ist als in den übrigen Bereichen (2).The special surface topography results from differences in thickness (elevations) in defined areas of the surfaces (top and bottom) of the carrier ( 1 ), so that the rotor disc ( 1 ) is thicker in the defined areas than in the other areas ( 2 ).

Die Läuferscheibe (1) liegt mit den auf der Unterseite erhöhten Bereichen (Höhe h) auf dem unteren Poliertuch (5) auf, so dass zwischen der Oberfläche des unteren Poliertuches (5) und den nicht erhöhten Bereichen auf der Unterseite der Läuferscheibe (1) ein Raum gebildet wird, in den das Poliermittel fließen kann.The rotor disc ( 1 ) lies with the areas raised on the underside (height h) on the lower polishing cloth ( 5 ), so that between the surface of the lower polishing cloth ( 5 ) and the non-elevated areas on the underside of the rotor disc ( 1 ) a space is formed into which the polishing agent can flow.

Die Erhöhungen können durchgängig (geschlossen) oder segmentiert mit Unterbrechungen ausgeführt sein, wobei auch eine Mischung aus beiden Formen, beispielsweise eine um die Aussparung (2) umlaufende segmentierte Erhöhung (1b) und ein durchgängiger ringförmige Erhöhung (1a) im Bereich des Zahnkranzes (6) bevorzugt ist.The elevations can be continuous (closed) or segmented with interruptions, whereby a mixture of both forms, for example one around the recess ( 2 ) circumferential segmented increase ( 1b ) and a continuous annular elevation ( 1a ) in the region of the toothed rim ( 6 ) is preferred.

Die spezielle Oberflächentopografie wird mindestens auf der Unterseite (asymmetrische Läuferscheibe, 2c), bevorzugt auf der Oberseite und der Unterseite (symmetrische Läuferscheibe (1) in 2a und 2b bzw. asymmetrische Läuferscheibe (1) in 2d) realisiert, wobei die Erhöhungen bei der symmetrischen Läuferscheibe (1) sich auf der Vorder- und der Rückseite nicht gegenüberliegen müssen, also versetzt zueinander angeordnet sein können.The special surface topography is at least on the underside (asymmetrical rotor, 2c ), preferably on the upper side and the lower side (symmetrical carrier disc ( 1 ) in 2a and 2 B or asymmetrical rotor disc ( 1 ) in 2d ), wherein the elevations in the symmetrical rotor disc ( 1 ) need not be opposite on the front and the back, so offset from each other can be arranged.

Beispielsweise kann die Läuferscheibe (1) nur auf der Unterseite eine die Aussparung (2) ringförmig umlaufende Erhöhung (1b) aufweisen, wohingegen am Außenrand (6) die Erhöhung auf der Oberseite und der Unterseite der Läuferscheibe (1) ausgeprägt ist.For example, the rotor disc ( 1 ) only on the bottom of a recess ( 2 ) circular encircling elevation ( 1b ), whereas at the outer edge ( 6 ) the elevation on the top and bottom of the carrier ( 1 ) is pronounced.

Bevorzugt ist mindestens ein Bereich, besonders bevorzugt sind mindestens zwei Bereiche auf mindestens der Unterseite gegenüber den übrigen Bereichen der Läuferscheibenoberfläche ringförmig erhöht.At least one area is preferred, and at least two areas are particularly preferably ring-shaped on at least the lower side in relation to the remaining areas of the carrier surface.

Weist nur ein Bereich der Läuferscheibe (1) eine Erhöhung auf, so ist diese Erhöhung bevorzugt am Rand (6) einschließlich der Außenverzahnung ausgebildet (2b).Indicates only one area of the carrier ( 1 ), this increase is preferably on the edge ( 6 ) including the external toothing ( 2 B ).

Ein erhöhter ringförmiger Bereich kann als geschlossener Ring oder aus ringförmigen Segmenten, die durch Bereiche bzw. Flächen mit reduzierter Dicke der Läuferscheibe (1) unterbrochen sind, gebildet werden. Die Ringsegmente können in gleichem Abstand vereinzelt oder in unterschiedlichen Abständen um die Aussparung zur Aufnahme der Scheibe (4) aus Halbleitermaterial oder im Randbereich angeordnet sein. A raised annular region may be in the form of a closed ring or of annular segments formed by areas of reduced thickness of the carrier (FIG. 1 ) are formed. The ring segments can be separated at the same distance or at different distances around the recess for receiving the disc ( 4 ) be arranged of semiconductor material or in the edge region.

Weitere kreisförmige Erhöhungen auf der Unterseite der Läuferscheibe (1) sind ebenfalls bevorzugt, deren Anzahl, Durchmesser und Verteilung beliebig gewählt werden kann.Further circular elevations on the underside of the rotor disc ( 1 ) are also preferred, the number, diameter and distribution can be chosen arbitrarily.

Bevorzugt ist die Ausprägung der Erhöhungen, die Höhe h bzw. h‘, auf einer Seite gleich, wobei die Höhen der Erhöhungen auf der Oberseite (h‘) und auf der Unterseite (h) der Läuferscheiben (1) gleich (2b) oder unterschiedlich (2d) sein können (ungleiche Ausprägung der Erhöhungen auf der Oberseite und der Unterseite der Läuferscheibe (1)). Preferably, the expression of the elevations, the height h or h ', is the same on one side, wherein the heights of the elevations on the upper side (h') and on the lower side (h) of the carriers ( 1 ) equal ( 2 B ) or different ( 2d ) (uneven expression of the elevations on the upper side and the lower side of the rotor disk ( 1 )).

Die maximale Dicke D_max der erfindungsgemäßen Läuferscheibe (1) wird durch die einseitige bzw. beidseitige Ausprägung der erhöhten Bereiche gegenüber den nicht erhöhten Bereichen bestimmt und ist gleich die Summe aus der minimalen Dicke D_min der Läuferscheibe (1) plus der Höhe h‘ der Erhöhung auf der Oberseite und der Höhe h der Erhöhung auf der Unterseite: D_max = D_min + h‘ + h. Bei einer asymmetrischen Läuferscheibe, die keine Erhöhungen auf der Oberseite aufweist, ist h‘ = 0.The maximum thickness D _{max of} the carrier according to the invention ( 1 ) is determined by the one-sided or two-sided expression of the raised areas with respect to the non-raised areas and is equal to the sum of the minimum thickness D _{min of} the carrier ( 1 ) plus the height h 'of the elevation on the top and the height h of the elevation on the bottom: D _max = D _min + h' + h. For an asymmetrical rotor disc which has no elevations on the top, h '= 0.

Da die Scheiben (4) aus Halbleitermaterial im Überstand gleichzeitig beidseitig poliert werden, ist die maximale Dicke D_max der erfindungsgemäßen Läuferscheibe (1) immer geringer als die Zieldicke der zu polierenden Scheiben (4) (2). Die Höhe h bzw. h‘ der Erhebungen auf der Unterseite bzw. der Oberseite der Läuferscheibe (1) liegt bevorzugt im Bereich von 10 bis 150 µm, besonders bevorzugt im Bereich von 20 bis 100 µm.Because the discs ( 4 ) are simultaneously polished on both sides of semiconductor material in the supernatant, the maximum thickness D _{max of} the carrier according to the invention ( 1 ) is always less than the target thickness of the wheels to be polished ( 4 ) ( 2 ). The height h or h 'of the elevations on the bottom or the top of the rotor disc ( 1 ) is preferably in the range of 10 to 150 microns, more preferably in the range of 20 to 100 microns.

Die Oberfläche der Erhöhungen ist bevorzugt konvex ausgebildet, wodurch die Kontaktfläche zwischen der Läuferscheibe (1) und dem oberen und unteren Poliertuch (5) minimiert wird. Bei einer konvexen Form der Erhöhung wird die Höhe h am Scheitelpunkt der Erhöhung gemessen (nicht dargestellt). The surface of the elevations is preferably convex, whereby the contact surface between the carrier ( 1 ) and the upper and lower polishing cloth ( 5 ) is minimized. For a convex shape of the elevation, the height h is measured at the vertex of the elevation (not shown).

Ebenfalls bevorzugt ist eine zur Oberfläche der Läuferscheibe (1) planparallele, ebene Oberfläche der Erhöhungen (2).Also preferred is a to the surface of the rotor disc ( 1 ) plane-parallel, flat surface of the elevations ( 2 ).

Die Ausprägung der Erhöhung relativ zu einer Oberfläche der Läuferscheibe (1) kann in Form einer Stufe, bevorzugt in Form eines fließenden Überganges (linear schräg oder konvex bzw. konkav) sein. In 2 sind linear schräge Übergänge dargestellt.The expression of the increase relative to a surface of the carrier ( 1 ) may be in the form of a step, preferably in the form of a fluid transition (linearly oblique or convex or concave). In 2 are shown linear oblique transitions.

Da im Bereich der Läuferscheibenverzahnung (Randbereich, (6)) während der gleichzeitig doppelseitigen Politur mindestens einer Scheibe (4) aus Halbleitermaterial hohe mechanische Belastungen auf die Läuferscheibe (1) wirken, weist dieser Randbereich mindestens auf der Unterseite der Läuferscheibe (1) Bereiche (Segmente) mit Erhöhungen oder eine geschlossen umlaufende (ringförmige) Erhöhung auf, die eine ausreichende Stabilität der Läuferscheibe gewährleisten bzw. gewährleistet (1b und 1c). Since in the region of the carrier disk toothing (edge region, ( 6 ) during simultaneous double-sided polishing of at least one pane ( 4 ) of semiconductor material high mechanical loads on the rotor disc ( 1 ), this edge region at least on the underside of the rotor disc ( 1 ) Areas (segments) with elevations or a closed circumferential (annular) increase, which ensures or ensures sufficient stability of the carrier ( 1b and 1c ).

Bevorzugt handelt es sich bei der Erhöhung (1a) im Randbereich um eine ringförmige Struktur, mit einer Breite d_R (4a), wobei d_R größer sein kann als die Höhe d_Z eines Zahns der Außenverzahnung der Läuferscheibe (1) (4b). Preferably, the increase ( 1a ) in the edge region around an annular structure, with a width d _R ( 4a ), where d _R can be greater than the height d _{Z of} a tooth of the outer toothing of the carrier ( 1 ) ( 4b ).

Unabhängig vom Durchmesser der zu polierenden Scheiben (4) aus Halbleitermaterial, liegt d_R bevorzugt zwischen 5 und 30 mm, besonders bevorzugt zwischen 10 und 25 mm und schließt die Verzahnung (6) mit ein, d.h. die Dicke der Zähne der Verzahnung (6) ist gleich der Dicke der jeweiligen Erhöhung im Randbereich der Läuferscheibe (1).Regardless of the diameter of the discs to be polished ( 4 ) of semiconductor material, d _{R is} preferably between 5 and 30 mm, more preferably between 10 and 25 mm and closes the toothing ( 6 ), ie the thickness of the teeth of the toothing ( 6 ) is equal to the thickness of the respective increase in the edge region of the carrier ( 1 ).

Ist die Aussparung (2) nicht von einer ringförmig umlaufenden Erhöhung (1b) umgeben (2b), wird das Insert (7) bevorzugt in der Dicke D_min, also der Dicke der Läuferscheibe (1) ohne die Erhöhungen, ausgeführt und mittig an der Innenkante der Aussparung (2) positioniert. Is the recess ( 2 ) not by a circular encircling increase ( 1b ) surround ( 2 B ), the insert ( 7 ) preferably in the thickness D _min , ie the thickness of the carrier ( 1 ) without the elevations, executed and centered on the inner edge of the recess ( 2 ).

Bevorzugt hat auch mindestens eine Aussparung (2) eine ringförmig umlaufende Erhöhung (1b) mit einer Breite d_A, die geschlossen oder segmentiert ausgebildet sein kann (2a und 2c). Die die Aussparung (2) umfassende ringförmige Erhöhung kann nur auf der Unterseite der Läuferscheibe (1) (2c), sowohl auf der Oberseite und der Unterseite der Läuferscheibe (1) (2a) oder nur auf der Oberseite der Läuferscheibe (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Preferably, at least one recess has ( 2 ) an annular circumferential increase ( 1b ) with a width d _A , which may be closed or segmented ( 2a and 2c ). The recess ( 2 ) comprehensive annular elevation can only on the underside of the carrier ( 1 ) ( 2c ), both on the top and the bottom of the carrier ( 1 ) ( 2a ) or only on the upper side of the carrier disc (not shown).

Unabhängig vom Durchmesser der zu polierenden Scheiben (4) aus Halbleitermaterial, liegt d_A bevorzugt zwischen 5 und 30 mm, besonders bevorzugt zwischen 10 und 25 mm.Regardless of the diameter of the discs to be polished ( 4 ) of semiconductor material, d _{A is} preferably between 5 and 30 mm, more preferably between 10 and 25 mm.

Ist die Aussparung (2) von einer ringförmig umlaufenden Erhöhung (1b) umgeben, wird das Insert (7) bevorzugt in der Dicke D_min, also der Dicke der Läuferscheibe (1) ohne die Erhöhungen, ausgeführt und mittig an der Innenkante der Aussparung (2) positioniert (2a, 2c und 3).Is the recess ( 2 ) of an annular circumferential increase ( 1b ), the insert ( 7 ) preferably in the thickness D _min , ie the thickness of the carrier ( 1 ) without the elevations, executed and centered on the inner edge of the recess ( 2 ) ( 2a . 2c and 3 ).

In Abhängigkeit sowohl von der minimalen Entfernung d_F zwischen dem Innenrand der Aussparung (2) und dem Fußkreis (s. 4b) als auch der jeweiligen Breite d_A und/oder d_R, der die Aussparung (2) umgebenden Erhöhung (1b) bzw. der im Randbereich (6) umlaufenden Erhöhung (1a), können beide Erhöhungen, (1b) und (1a) (nur auf der Unterseite oder auf der Oberseite und der Unterseite der Läuferscheibe (1)), keine Berührungsfläche aufweisen (4a links), eine Berührungsfläche aufweisen (4a unten) oder ineinander übergehen (4a rechts oben).Depending on the minimum distance d _F between the inner edge of the recess ( 2 ) and the root circle (s. 4b ) and the respective width d _A and / or d _R , the recess ( 2 ) surrounding increase ( 1b ) or in the border area ( 6 ) circumferential increase ( 1a ), both increases, ( 1b ) and ( 1a ) (only on the bottom or top and bottom of the carrier ( 1 )), have no contact area ( 4a left), have a contact surface ( 4a below) or merge into each other ( 4a top right).

Darüber hinaus sind noch folgende Ausführungsformen bevorzugt:

a) Die den Randbereich (6) umlaufende Erhöhung (1a) ist in den Bereichen, wo ein Kontakt mit der die Aussparung umgebenden Erhöhung (1b) möglich wäre, unterbrochen (segmentiert), so dass an diesen Stellen Poliermittel kanalisiert (in den Vertiefungen zwischen zwei Segmenten) nach außen abfließen kann.
b) Die die Aussparung umgebende Erhöhung (1b) ist in den Bereichen, wo ein Kontakt mit der im Randbereich (6) vorhandenen umlaufenden Erhöhung (1a) möglich wäre, unterbrochen, so dass die Erhöhung (1a) geschlossen ausgeführt werden kann, ohne dass sich die Erhöhungen (1a) und (1b) berühren.

In addition, the following embodiments are preferred:

a) The border area ( 6 ) circumferential increase ( 1a ) is in the areas where contact with the recess surrounding the recess ( 1b ) would be possible, interrupted (segmented), so that at these points polish channeled (in the recesses between two segments) can flow to the outside.
b) The elevation surrounding the recess ( 1b ) is in the areas where there is contact with the 6 ) existing peripheral increase ( 1a ) would be possible, interrupted, so that the increase ( 1a ) can be executed closed without the increases ( 1a ) and ( 1b ) touch.

Die oben genannten Ausführungsformen sind auch für eine unterbrochene (segmentierte) Ausführung der Erhöhungen bevorzugt, wobei die erhöhten Segmente entsprechend den obigen Ausführungen versetzt angeordnet sind.The above-mentioned embodiments are also preferred for interrupted (segmented) execution of the elevations, wherein the raised segments are offset in accordance with the above embodiments.

Darüber hinaus sind die obigen Ausführungen bzgl. eines Kontaktes untereinander auch für mehrere, die einzelnen Aussparungen (2) umgebenden geschlossenen oder segmentierten Erhöhungen (1b) bevorzugt. In addition, the above statements with respect to a contact with each other also for several, the individual recesses ( 2 ) surrounding closed or segmented elevations ( 1b ) prefers.

In einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Läuferscheiben (1) für die gleichzeitig beidseitigen Politur der Vorder- und der Rückseite mindestens einer Scheibe (4) aus Halbleitermaterial befinden sich in der die Aussparung (2) umgebenden Erhöhung (1b) durchgängige kanalartige Bohrungen (8) in einem Winkel α zur Oberseite der Läuferscheibe (1), durch die Poliermittel auf die Unterseite der Läuferscheibe (1) fließen kann (3). In a second embodiment of the carrier according to the invention ( 1 ) for the simultaneous two-sided polishing of the front and the back of at least one disc ( 4 ) are made of semiconductor material in the recess ( 2 ) surrounding increase ( 1b ) continuous channel-like bores ( 8th ) at an angle α to the top of the carrier ( 1 ) by the polishing agent on the underside of the carrier ( 1 ) can flow ( 3 ).

Der Winkel α kann zwischen –20° und +20° liegen, so dass die kanalartigen Bohrungen (8), die von der Oberseite zu der Unterseite durchgängig verlaufen, von der Scheibe (4) aus Halbleitermaterial weg weisen (3a), senkrecht durch die Läuferscheibe verlaufen (3b) oder von der Oberseite zu der Unterseite zu der Scheibe (4) aus Halbleitermaterial hin verlaufen können (3c).The angle α can be between -20 ° and + 20 °, so that the channel-like holes ( 8th ), which run continuously from the top to the bottom of the disc ( 4 ) away from semiconductor material ( 3a ), run vertically through the rotor disc ( 3b ) or from the top to the bottom to the disc ( 4 ) can be made of semiconductor material ( 3c ).

Hat das Insert (7) die Dicke D_min, und weist die von der Oberseite zur Unterseite verlaufende durchgängige Bohrung (8) von der Scheibe (4) aus Halbleitermaterial weg (3a), ist es bevorzugt, dass die obere Öffnung der Bohrung (8) direkt oberhalb der oberen Seite des Inserts (7) liegt. So wird eine erhöhte Poliermittelmenge zwischen dem Rand der Scheibe (4) aus Halbleitermaterial und dem Insert vermieden.Does the insert ( 7 ) the thickness D _min , and has the running from the top to the bottom continuous bore ( 8th ) from the disc ( 4 ) made of semiconductor material ( 3a ), it is preferred that the upper opening of the bore ( 8th ) directly above the top of the insert ( 7 ) lies. Thus, an increased amount of polishing agent between the edge of the disc ( 4 ) of semiconductor material and the insert avoided.

Bevorzugt ist mindestens eine kanalartige Bohrung (8) durch die Erhöhung (1b), besonders bevorzugt sind zwei oder mehr Bohrungen (8) durch die Erhöhung (1b), wobei der Abstand zwischen zwei Bohrungen bevorzugt mindestens 10° beträgt und gleich oder beliebig verschieden sein kann. Bei zwei bis vier Bohrungen (8) ist eine symmetrische Verteilung der Bohrungen bevorzugt. Die maximale Anzahl der Bohrungen hängt vom Umfang der Erhöhung (1b) und dem gewählten Abstand der einzelnen Bohrungen (8) ab.At least one channel-like bore ( 8th ) by increasing ( 1b ), more preferably two or more holes ( 8th ) by increasing ( 1b ), wherein the distance between two holes is preferably at least 10 ° and may be the same or different. For two to four holes ( 8th ) a symmetrical distribution of the holes is preferred. The maximum number of holes depends on the amount of increase ( 1b ) and the selected distance of the individual holes ( 8th ).

Die Bohrungen (8) haben bevorzugt einen Durchmesser von 1 bis 5 mm, wobei eine kleine Bohrung primär druckausgleichend bzw. druckverteilend wirkt. Größere Bohrungen erlauben zusätzlich den Medientransport von der Oberseite zur Unterseite.The holes ( 8th ) preferably have a diameter of 1 to 5 mm, with a small bore acts primarily pressure equalizing or pressure distribution. Larger holes also allow media transport from top to bottom.

Besonders vorteilhaft kann die erfindungsgemäße Läuferscheibe mit Poliermaschinen, die sowohl im oberen als auch im unteren Polierteller Poliermitteleinlässe – und somit eine beidseitige Poliermittelzuführung – aufweisen, kombiniert werden.Particularly advantageously, the carrier according to the invention can be combined with polishing machines which have polishing agent inlets both in the upper and in the lower polishing pad, and thus a double-sided polishing agent feed.

Die erfindungsgemäßen Läuferscheiben ermöglichen einen besseren Poliermittelfluss und somit eine bessere Poliermittelverteilung – vor allem im Bereich des unteren, glatten Poliertuchs. The carrier wheels according to the invention enable a better flow of polishing agent and thus a better distribution of the polishing agent - especially in the area of the lower, smooth polishing cloth.

Insbesondere bei Einsatz der Läuferscheiben mit den kanalartigen Bohrungen (8) in den Erhöhungen (1b) kann auf zusätzliche Poliermitteldurchlässe in der Läuferscheibe verzichtet werden.Especially when using the carriers with the channel-like holes ( 8th ) in the increases ( 1b ) can be dispensed with additional polish passages in the rotor.

Zusätzlich wird durch die verringerte Materialwechselwirkung zwischen Läuferscheibe und Bearbeitungsoberflächen ein insgesamt verbesserter Doppelseitenpolierprozess mit verbesserter Nanotopologie realisiert.In addition, the reduced material interaction between the carrier and the processing surfaces results in an overall improved double-side polishing process with improved nanotopology.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 10007390 B4 [0050]

Claims

Rotor disc ( 1 ) for guiding at least in a suitably dimensioned recess ( 2 ) of this rotor disc ( 1 ) ( 4 ) of semiconductor material during the simultaneous two-sided polishing of the at least one disc ( 4 ) made of semiconductor material, the rotor disc ( 1 ) an upper side, a lower side and an edge region with a circumferential sprocket ( 6 ), characterized in that at least on the underside of the carrier ( 1 ) at least one annular region with the height h and possibly also on the upper side an annular region with the height h 'is present, the rotor disc ( 1 ) in the annular region has the thickness D _max and D _{max is} greater than the thickness D _min in the remaining, non-elevated regions of the carrier ( 1 ) and this at least one existing on the underside annular region as a bearing surface of the rotor disc ( 1 ) on the bottom polishing cloth ( 5 ) serves.

Rotor disc ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one annular region comprises the edge region with the circumferential toothed rim with a width d _R and the annular region is closed or segmented.

Rotor disc ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that furthermore at least one recess ( 2 ) is surrounded by an annular area and around the recess ( 2 ) runs with a width d _A.

Rotor disc ( 1 ) according to claim 3, characterized in that in the around the at least one recess ( 2 ) extending annular region at least one through hole ( 8th ) is present at an angle α relative to the top with openings on the top and bottom.

Rotor disc ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the annular regions with the height h only on the underside of the carrier ( 1 ) available.

Rotor disc ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the annular areas both on the top with the height h 'and on the underside of the rotor disc ( 1 ) are present with the height h.

Rotor disc according to claim 6, characterized in that h is equal to h 'or not equal to h'.

Rotor disc ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the around the recess ( 2 ) extending annular region with the annular region in the edge region does not come into contact.

Rotor disc ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the around the recess ( 2 ) extending annular region with the annular region in the edge region comes into contact and both areas merge into one another or both areas are separated from each other by a segmented execution of the respective areas by depressions.