DE102014112190A1

DE102014112190A1 - Vorrichtung und Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102014112190A1
Application number: DE102014112190.2A
Authority: DE
Inventors: Tomonori Miura; Hiroto Fukushima
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: KR101669491B1; DE102014112190B4; JP2015047656A; US20150065010A1; US9403257B2; TW201515768A; TWI546155B; JP6146213B2; KR20150026930A

Abstract

Bereitstellen einer doppelseitigen Poliervorrichtung und eines doppelseitigen Polierverfahrens für ein Werkstück, die es ermöglichen, dass das Polieren zu einem geeigneten Zeitpunkt angehalten wird, der während des Polierens eines Werkstücks durch genaues Bestimmen der Dicke des Werkstücks bestimmt wird. Eine doppelseitige Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine obere Platte 2 und eine untere Platte 3 mit einem oder mehreren Löchern 10, die die obere Oberfläche bis zur unteren Oberfläche der oberen Platte 2 oder der unteren Platte 3 durchdringen. Die doppelseitige Poliervorrichtung umfasst eine oder mehrere Messvorrichtungen 11 für die Werkstückdicke, die die Dicke jedes Werkstücks W durch das eine oder mehrere der Löcher 10 in Echtzeit messen können, während das Werkstück W doppelseitig poliert wird; und eine Steuereinheit 12 zum Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads 5 und der Rotation des Innenzahnrads 6. Das doppelseitige Polierverfahren für ein Werkstück umfasst die folgenden Schritte: erstes Polieren zum Polieren beider Oberflächen des Werkstücks W durch die Rotation und den Umlauf der Trägerplatte 9, so dass die Dicke des Werkstücks W eine vorbestimmte Dicke erreicht; erstes Messen zum Messen der Dicke des Werkstücks W durch das eine oder mehrere der Löcher 10 in Echtzeit während des ersten Polierschritts; in dem ersten Messschritt, wenn herausgefunden wird, dass die Dicke des Werkstücks W die vorbestimmte Dicke erreicht hat, Anhalten der Umlaufbewegung der Trägerplatte 9 durch Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads 5 und der Rotation des Innenzahnrads 6; zweites Polieren beider Oberflächen des Werkstücks W, während die Trägerplatte 9 eine reine Rotationsbewegung ausführt; zweites Messen zum Messen der Dicke des Werkstücks W an (einer) vorbestimmten Position(en) durch das eine oder mehrere der Löcher 10 in Echtzeit während des zweiten Polierschritts; und Bestimmen eines Zeitpunkts zum Anhalten des Polierens basierend auf dem Ergebnis der Messung der Dicke des Werkstücks W im zweiten Messschritt.

Description

FACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitiges Polierverfahren für ein Werkstück (z. B. ein Arbeitsstück). Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitige Polierverfahren für ein Werkstück, die es ermöglichen, dass das Polieren durch genaues Bestimmen der Dicke des Werkstücks zeitgerecht angehalten wird, wenn ein rundes Werkstück wie ein Halbleiterwafer, der eine große Ebenheit aufweisen muss, poliert wird.
FACHLICHER HINTERGRUND
Bei der Herstellung eines Halbleiterwafers wie eines Siliziumwafers, der ein typisches Beispiel eines Werkstücks ist, das poliert werden soll, wird üblicherweise ein doppelseitiges Polierverfahren angewandt, bei dem die vorderen und hinteren Oberflächen eines Wafers gleichzeitig poliert werden, um Wafer zu erhalten, die die Ebenheitsqualität oder die Oberflächenglattheitsqualität aufweisen, die mit größerer Präzision kontrolliert wird.
Insbesondere in den letzten Jahren wurden die Anforderungen an die Ebenheit von Halbleiterwafern während einer Belichtung höher, da Halbleitervorrichtungen stark verkleinert wurden und der Durchmesser der Halbleiterwafer erhöht wurde. In Anbetracht dieses Hintergrunds besteht großer Bedarf an einem Verfahren zum zeitgerechten Anhalten des Polierens.
1 ist ein Diagramm, das die Veränderung der Form der gesamten Oberfläche eines Wafers und die äußere Peripherie davon in Bezug auf die Polierzeit in einem typischen doppelseitigen Polierprozess mit der Beziehung zwischen der Waferdicke und der Trägerplattendicke darstellt. In 1 zeigt das linke Diagramm eine Querschnittsform in Richtung der Dicke des Wafers, und die horizontale Achse stellt den Abstand von dem Wafer dar, wobei der Radius des Wafers mit R bezeichnet ist. Eine vergrößerte Ansicht der Umgebung der Kante des Wafers ist in dem rechten Diagramm dargestellt. Hier werden im Allgemeinen Polierscheiben für ein doppelseitiges Polieren verwendet, die elastische Körper sind, um die obere und hintere Oberfläche eines Wafers gleichzeitig zu polieren. Dementsprechend wird der Wafer wie in Zuständen A bis E in 1 dargestellt, poliert.
Das heißt, dass, wie in 1 dargestellt, während eines anfänglichen Polierzustandes (Zustand A), die gesamte Oberfläche des Wafers eine nach oben hin konvexe Form aufweist und der Wafer sogar in der Peripherie deutlich absackt. Hier ist die Dicke des Wafers signifikant größer als die Dicke einer Trägerplatte. Danach wird bei Fortschreiten des Polierens (Zustand B) die gesamte Oberfläche des Wafers ebener; jedoch verbleibt die Peripherie des Wafers immer noch abgesackt. Hier ist die Dicke des Wafers nur etwas größer als die Dicke der Trägerplatte. Wird das Polieren noch weiter fortgeführt (Zustand C), ist der gesamte Wafer beinahe eben und die Peripherie des Wafers ist weniger abgesackt. Hier ist die Dicke des Wafers beinahe gleich der Dicke der Trägerplatte. Danach wird die Form des Wafers bei Fortsetzen des Polierens (Zustand D) in der Mitte schrittweise hinuntergedrückt, und die Peripherie des Wafers weist eine leicht angehobene Form auf. In Zustand D ist die Dicke der Trägerplatte größer als die Dicke des Wafers. In Zustand E, in dem das Polieren weiter fortgeschritten ist als in Zustand D, weist die Mitte des Wafers eine heruntergedrückte Form auf, und die Peripherie des Wafers weist eine vergrößerte Erhebung auf. In Zustand E ist die Dicke der Trägerplatte, verglichen mit Zustand D, noch größer als die Dicke des Wafers.
In Anbetracht der obigen Tatsachen, um einen Wafer mit hoher Ebenheit über der gesamten Oberfläche und der Peripherie zu erhalten, wurden Wafer im Allgemeinen so poliert, dass die Wafer beinahe dieselbe Dicke aufweisen wie die Trägerplatte, und eine Bedienperson passte die Polierzeit an, um den Vorgang zu steuern.
Jedoch wurde bisher ein Einstellen der Polierzeit, die von der Bedienperson durchgeführt wurde, signifikant von Polierbedingungen, wie dem Austauschzeitraum für die sekundären Materialien zum Polieren und den unterschiedlichen Zeiten des Anhaltens einer Vorrichtung, beeinflusst. Dementsprechend kann der Grad des Polierens nicht immer genau gesteuert werden, somit liegt dies großteils an der Erfahrung der Bedienperson.
Andererseits schlägt z. B. PTL 1 eine doppelseitige Poliervorrichtung für Wafer vor, bei der die Dicke eines Wafers, der poliert wird, in Echtzeit durch Überwachen von Löchern über einer oberen Platte (oder unter einer unteren Platte) gemessen wird, und die Endzeit des Polierens kann basierend auf dem Ergebnis der Messung bestimmt werden.
VERWEISLISTE
Patentliteratur

PTL 1: JP 2010-030019 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
(Technisches Problem)
Gemäß des in PTL 1 beschriebenen Verfahrens, kann die Endzeit des Polierens bestimmt werden, ohne von der Veränderung der Polierbedingungen beeinflusst zu werden, da die Dicke des Wafers direkt gemessen wird. Im Allgemeinen wird ein Chargenverfahren mit doppelseitigem Polieren durchgeführt. Jedoch ist es im Verfahren aus PTL 1 schwierig, die Position eines Wafers, an der die Dicke gemessen wird, zu bestimmen. Insbesondere, wie in 1 dargestellt, gab es dadurch ein Problem, dass die Dicke des Wafers nicht immer genau durch das Verfahren aus PTL 1 bestimmt werden kann, da die Dicke eines Wafers zwischen der Mitte und der Peripherie, sogar nach Ablauf derselben Polierzeit, variiert.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, das obige Problem zu lösen und ein Ziel davon ist es, eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitiges Polierverfahren für ein Werkstück bereitzustellen, die es ermöglichen, das Polieren zeitgerecht durch genaues Bestimmen der Dicke eines Werkstücks während des Polierens eines Werkstücks, zu beenden.
(Problemlösung)
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben verschiedene Studien angestellt, um das obige Problem zu lösen.
Als Ergebnis fanden sie erst vor Kurzem heraus, dass die Dicke eines Werkstücks an vorbestimmten Positionen während des Polierens durch Messen der Dicke des Werkstücks während des Rotierens einer Trägerplatte bei angehaltener Umlaufbewegung davon gemessen werden kann. Infolgedessen kann das beabsichtige Ziel vorteilhaft erreicht werden. Somit haben sie die vorliegende Erfindung vervollständigt.
Die vorliegende Erfindung umfasst in erster Linie die folgenden Merkmale.
Eine doppelseitige Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst rotierende Oberflächenplatten mit einer oberen Platte und einer unteren Platte, ein Sonnenzahnrad, das in einem Mittelteil jeder rotierenden Oberflächenplatte bereitgestellt ist, ein Innenzahnrad, das an einem peripheren Teil jeder rotierenden Oberflächenplatte bereitgestellt ist und eine Trägerplatte, die zwischen der oberen Platte und der unteren Platte mit einer oder mehreren Öffnungen zum Halten des Werkstücks bereitgestellt ist. Die obere Platte oder die untere Platte weist ein oder mehrere Löcher auf, die von der oberen Oberfläche bis zur unteren Oberfläche der oberen Platte oder der unteren Platte durchdringen. Die doppelseitige Poliervorrichtung umfasst eine oder mehrere Messvorrichtungen für die Werkstückdicke, die die Dicke jedes Werkstücks durch das eine oder mehrere der Löcher in Echtzeit messen können, während das Werkstück doppelseitig poliert wird; und eine Steuereinheit zum Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads und der Rotation des Innenzahnrads.
Mit dieser Struktur kann die Umlaufbewegung der Trägerplatte durch Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads und der Rotation des Innenzahnrads unter Verwendung der Steuereinheit synchronisiert werden, wodurch die Dicke der vorbestimmten Positionen des Werkstücks gemessen wird. Somit kann die Dicke des Werkstücks genau bestimmt werden, während das Werkstück doppelseitig poliert wird, so dass das Polieren zeitgerecht angehalten werden kann.
Ferner umfasst die doppelseitige Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Steuereinheit zum Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads, der Rotation des Innenzahnrads und der Rotation der oberen Platte oder der unteren Platte, welche das eine oder mehrere der Löcher aufweist.
Mit dieser Struktur kann die Rotationsbewegung der Trägerplatte und die Rotation der rotierenden Oberflächenplatten, welche ein oder mehrere Löcher aufweisen, synchronisiert werden, wodurch der Durchsatz zum Messen der Dicke der vorbestimmten Positionen des Werkstücks verbessert wird.
Ferner sind die Löcher in der doppelseitigen Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise so angeordnet, dass die Dicke der Mitte des Werkstücks gemessen werden kann, während die Trägerplatte eine reine Rotationsbewegung ausführt.
Mit dieser Struktur kann die Dicke des Werkstücks in der Mitte und der Peripherie des Werkstücks gemessen werden, so dass die Zeit zum Anhalten des doppelseitigen Polierens nicht nur unter Berücksichtigung der Dicke des Werkstücks, sondern auch der Form des Werkstücks bestimmt werden kann.
Hier bedeutet „Mitte des Werkstücks” eine Region mit einem Radius von 10 mm oder weniger, die sich zentral rund um die Schwerpunktposition des Werkstücks in Draufsicht befindet.
Ferner bezieht sich „reine Rotationsbewegung” auf einen Zustand, in dem die Umlaufbewegung der Trägerplatte beinahe angehalten wird, ist jedoch nicht auf den Fall beschränkt, bei dem diese sofort gestoppt wird. Die Umlaufbewegung in einem Ausmaß, in dem eine Messung der Waferdicke an vorbestimmten Positionen nicht beeinflusst wird, soll als die oben beschriebene „reine Rotationsbewegung” ausgelegt werden.
Zusätzlich dazu beträgt die Anzahl der Messvorrichtungen für die Werkstückdicke in der doppelseitigen Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß der vorliegenden Erfindung, vorzugsweise zwei oder mehr, und die Anzahl der Löcher beträgt zwei oder mehr, so dass, wenn die Trägerplatte eine reine Rotationsbewegung ausführt, die Dicke des Werkstücks an zwei unterschiedlichen Positionen in Durchmesserrichtung des Werkstücks mit den zwei oder mehreren Messvorrichtungen für die Werkstückdicke gleichzeitig gemessen werden kann.
Mit dieser Struktur kann die Dicke des Werkstücks an unterschiedlichen Positionen in Durchmesserrichtung gleichzeitig (z. B. in der Mitte und der Peripherie des Werkstücks) gemessen werden. Deshalb kann nicht nur die Dicke des Werkstücks, sondern auch die Form des Werkstücks bei hohem Durchsatz bestimmt werden.
Hier, in einem doppelseitigen Polierverfahren für ein Werkstück gemäß der vorliegenden Erfindung, wird ein Werkstück von einer Trägerplatte, in der eine oder mehrere Öffnungen zum Halten des Werkstücks bereitgestellt sind, gehalten; das Werkstück ist zwischen rotierenden Oberflächenplatten, die aus einer oberen Platte und einer unteren Platte bestehen, sandwichartig angeordnet; die Rotation und die Umdrehung der Trägerplatte werden durch die Rotation eines Sonnenzahnrads, das an einer Mittenposition von jeder rotierenden Oberflächenplatte bereitgestellt ist und der Rotation eines Innenzahnrads, das an einem peripheren Teil jeder rotierenden Oberflächenplatte bereitgestellt ist, gesteuert; und somit werden die rotierenden Oberflächenplatten und die Trägerplatte relativ rotiert, um beide Oberflächen des Werkstücks gleichzeitig zu polieren. Die obere Platte oder die untere Platte weist ein oder mehrere Löcher auf, die von der oberen Oberfläche bis zur unteren Oberfläche der oberen Platte oder der unteren Platte durchdringen.
Das doppelseitige Polierverfahren für ein Werkstück umfasst die folgenden Schritte: erstes Polieren zum Polieren beider Oberflächen des Werkstücks durch die Rotation und den Umlauf der Trägerplatte, so dass die Dicke des Werkstücks eine vorbestimmte Dicke erreicht; erstes Messen zum Messen der Dicke des Werkstücks durch das eine oder mehrere der Löcher in Echtzeit während des ersten Polierschritts; in dem ersten Messschritt, wenn herausgefunden wird, dass die Dicke des Werkstücks die vorbestimmte Dicke erreicht hat, Anhalten der Umlaufbewegung der Trägerplatte durch Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads und der Rotation des Innenzahnrads; zweites Polieren beider Oberflächen des Werkstücks, während die Trägerplatte eine reine Rotationsbewegung ausführt; zweites Messen zum Messen der Dicke des Werkstücks an (einer) vorbestimmten Position(en) durch das eine oder mehrere der Löcher in Echtzeit während des zweiten Polierschritts; und Bestimmen eines Zeitpunkts zum Anhalten des Polierens basierend auf dem Ergebnis der Messung der Dicke des Werkstücks im zweiten Messschritt.
Gemäß diesem Verfahren kann ein normales Polieren in dem ersten Polierschritt durchgeführt werden, wohingegen die Endzeit in dem zweiten Polierschritt genau durch Bestimmen der Dicke des Wafers an vorbestimmten Positionen mit hoher Präzision bestimmt werden kann. Im Besonderen kann die Umlaufbewegung der Trägerplatte in diesem Verfahren durch Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads und der Rotation des Innenzahnrads so angehalten werden, dass die Dicke von vorbestimmten Positionen des Werkstücks gemessen werden kann. Somit kann die Dicke des Werkstücks genau festgestellt werden, während das Werkstück doppelseitig poliert wird, was es ermöglicht, dass das Polieren zeitgerecht angehalten wird.
(Vorteilhafte Effekte der Erfindung)
Die vorliegende Erfindung kann eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitiges Polierverfahren für ein Werkstück bereitstellen, die es ermöglichen, ein Polieren durch genaues Feststellen der Dicke des Werkstücks während des Polierens eines Werkstücks zeitgerecht anzuhalten.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist ein Diagramm, das die Veränderung der Form der gesamten Oberfläche eines Wafers und die äußere Periphere davon in Bezug auf die Polierzeit mit der Beziehung zwischen der Waferdicke und der Dicke der Trägerplatte darstellt.
2 ist eine Draufsicht einer doppelseitigen Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 2.
4 ist eine Draufsicht, die den Zustand zeigt, in dem die Trägerplatte rotiert und zum Umlaufen gebracht wird, wodurch das doppelseitige Polieren durchgeführt wird.
5 ist eine Draufsicht, die den Zustand zeigt, in dem die Trägerplatte zum Durchführen einer reinen Rotationsbewegung gebracht wird, wodurch das doppelseitige Polieren durchgeführt wird.
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Polierzeit und dem PV zeigt.
7A bis 7C sind Diagramme, die die Testergebnisse der Beispiele zeigen.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
<Doppelseitige Poliervorrichtung für Werkstück>
Ausführungsformen einer doppelseitigen Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert dargelegt. 2 ist eine Draufsicht einer doppelseitigen Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wohingegen 3 eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie A-A in 2 verläuft. Wie in 2 und 3 dargestellt, umfasst die doppelseitige Poliervorrichtung 1 rotierende Oberflächenplatten 4 mit einer oberen Platte 2 und einer entgegengesetzten unteren Platte 3; ein Sonnenzahnrad 5, das im Mittelpunkt der Rotation der rotierenden Oberflächenplatten 4 bereitgestellt ist und ein Innenzahnrad 6, das in einer Ringform um die rotierenden Oberflächenplatten 4 bereitgestellt ist. Wie in 3 dargestellt, sind Oberflächen der oberen und der unteren rotierenden Oberflächenplatten 4, die einander zugewandt sind, nämlich die untere Oberfläche der oberen Platte 2, die eine Polieroberfläche ist und die obere Oberfläche der unteren Platte 3, die eine Polieroberfläche ist, sind jeweils mit einer Polierscheibe 7 versehen, die daran angebracht ist.
Ferner ist die Vorrichtung 1, wie in 2 und 3 dargestellt, zwischen der oberen Platte 2 und der unteren Platte 3 bereitgestellt und weist in der Darstellung eine Trägerplatte 9 mit einer oder mehreren (drei in dieser Darstellung) Öffnungen 8 zum Halten von Werkstücken auf. Es gilt zu beachten, dass die Vorrichtung 1 in der Darstellung nur eine Trägerplatte 9 aufweist; alternativ dazu kann sie eine Vielzahl von Trägerplatten 9 aufweisen, wohingegen die Anzahl der Öffnungen 8 eine oder mehrere sein können, ohne dabei auf drei beschränkt zu sein. In der Darstellung werden Werkstücke (Wafer in dieser Ausführungsform) W von den Öffnungen 8 gehalten.
Hier ist die Vorrichtung 1 eine doppelseitige Poliervorrichtung mit Planetengetriebe, die das Sonnenzahnrad 5 und das Innenzahnrad 6 rotieren kann, um eine Planetenbewegung hervorzurufen, die die Umlauf- und die Rotationsbewegung der Trägerplatte 8 beinhaltet. Anders ausgedrückt, wird die Trägerplatte 9, während eine Polieraufschlämmung zugeführt wird, in Planetenbewegung versetzt und gleichzeitig werden die obere Platte 2 und die untere Platte 3 relativ in Bezug auf die Trägerplatte 9 rotiert, wodurch die Polierscheiben 7, die an der oberen und unteren rotierenden Oberflächenplatte 4 angebracht sind, über die jeweiligen Oberflächen des Wafers W gleiten, der in den Öffnungen 8 der Trägerplatte 9 gehalten ist; somit können beide Oberflächen des Wafers W gleichzeitig poliert werden.
Ferner ist in der Vorrichtung 1 in dieser Ausführungsform, wie in 2 und 3 dargestellt, die obere Platte 2 mit einem oder mehreren Löchern 10 versehen, die die obere Oberfläche der unteren Platte 2 bis zur unteren Oberfläche davon durchdringen, die eine Polieroberfläche ist. In der Darstellung sind die zwei Löcher 10 in Richtung des Durchmessers der oberen Platte 2 benachbart zueinander. Ferner befindet sich eines der beiden Löcher 10 über der Mitte eines Wafers W, während das andere sich über der Peripherie des Wafers W (einer Region, die sich 1 mm in Richtung des Durchmessers von der Kante des Wafers erstreckt) befindet. In diesem Beispiel sind die Löcher 10 in der oberen Platte 2 bereitgestellt; alternativ dazu können sie in der unteren Platte 3 bereitgestellt werden. Ein oder zwei Löcher 10 können entweder in der oberen Platte 2 oder der unteren Platte 3 bereitgestellt sein. Ferner sind in den Darstellungen in 2 und 3 zwei Löcher 10 bereitgestellt; alternativ dazu kann eine Vielzahl von Löchern in den Umlaufbahnen auf der oberen Platte 2 (auf den strichpunktierten Linien in 2) angeordnet sein. Hier durchdringen die Löcher, wie in 3 dargestellt, die Polierscheibe 7, die an der unteren Platte 2 angebracht ist, so dass die Löcher 10 von der oberen Oberfläche der unteren Platte 2 bis zur unteren Oberfläche der Polierplatte 7 durchdringen.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 1, wie in 3 dargestellt, eine oder mehrere (zwei in der Darstellung) Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11, die die Dicke des Wafers W durch das eine oder mehrere (zwei in der Darstellung) der Löcher 10 in Echtzeit während des doppelseitigen Polierens des Wafers W messen können. In diesem Beispiel sind die Messvorrichtungen 11 für die Werkstückdicke Infrarotlaservorrichtungen mit einstellbarer Wellenlänge. Beispielsweise können die Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 eine optische Einheit zum Bestrahlen der Wafer W mit einem Laserstrahl, eine Detektionseinheit zum Detektieren des Laserstrahls, der von dem Wafer W reflektiert wird und eine Recheneinheit zum Berechnen der Dicke der Wafer W aus dem detektierten Laserstrahl umfassen. Solche Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 ermöglichen das Berechnen der Dicke der Wafer W aus der Differenz zwischen den optischen Weglängen einer Reflektionskomponente des auf den Wafer W auftreffenden Laserstrahls, die von der vorderen Oberfläche des Wafers reflektiert wird und einer Reflektionskomponente davon, die von der hinteren Oberfläche des Wafers W reflektiert wird. Es gilt zu beachten, dass die Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 von jedem Typ sein können, sofern die Dicke der Werkstücke in Echtzeit gemessen werden kann; dementsprechend sind sie insbesondere nicht auf den Typ beschränkt, der, wie oben beschrieben, einen Infrarotlaser verwendet.
Ferner umfasst die doppelseitige Poliervorrichtung 1 dieser Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, eine Steuereinheit 12 zum Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads 5 und der Rotation des Innenzahnrads 6. Wie in 3 in diesem Beispiel dargestellt, ist die Steuereinheit 12 mit der oberen und der unteren Platte 2 und 3, dem Sonnenzahnrad 5, dem Innenzahnrad 6 und den Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 verbunden. In diesem Beispiel kann die Steuereinheit 12 die Rotationen der oberen und unteren rotierenden Oberflächenplatten 4 (2, 3) sowie die Rotation des Sonnenzahnrads 5 und die Rotation des Innenzahnrads 6 mit hoher Präzision steuern, um diese zu synchronisieren. Genauer weist die Steuereinheit 12 in diesem Beispiel eine Verwaltungssteuereinheit zum Verwalten und Steuern der Rotation des Sonnenzahnrads 5, der Rotation des Innenzahnrads 6 und den Rotationen der oberen und unteren rotierenden Oberflächenplatten 4 (2, 3) auf. Diese Verwaltungssteuereinheit kann die Geschwindigkeit der Rotationen ermitteln oder steuern und kann die Positionen der Löcher 10, die in den oberen und unteren rotierenden Oberflächenplatten 4 (2, 3) bereitgestellt sind, ermitteln. Ferner weist die Steuereinheit 12 eine Rechnereinheit zum Berechnen des Zeitpunkts, wenn die Löcher 10 sich über die vorbestimmten Positionen eines der Wafer W schieben (d. h. den Zeitpunkt, wenn die Dicke des Wafers W durch die Löcher 10 unter Verwendung der Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 gemessen werden kann) auf und umfasst eine Bestimmungseinheit mit einer Logik zum Bestimmen der Endzeit des Polierens aus den Ergebnissen der Messung der Dicke des Werkstücks unter Verwendung der Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11.
Die Arbeitsweise und der Effekt der doppelseitigen Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß dieser Ausführungsform wird nunmehr beschrieben.
Die doppelseitige Poliervorrichtung 1 für ein Werkstück gemäß dieser Ausführungsform weist primär eine Struktur einer normalen doppelseitigen Poliervorrichtung mit Planetengetriebe auf, so dass die Trägerplatte 9 von der Rotation des Sonnenzahnrads 5 und der Rotation des Innenzahnrads 6, wie in 4 dargestellt, rotiert und gedreht wird, bis jeder Wafer W eine vorbestimmte Dicke aufweist, wodurch ein normales doppelseitiges Polieren mit hohem Durchsatz durchgeführt wird. Die „vorbestimmte Dicke” ist nicht speziell beschränkt. Beispielsweise kann sie auf eine Dicke von 0,0001 mm bis 0,005 mm größer als die endgültige Zieldicke des Wafers W festgelegt werden. Ferner kann diese Vorrichtung, da sie Messvorrichtungen 11 für die Werkstückdicke umfasst, die Dicke der Wafer W in Echtzeit während des doppelseitigen Polierens messen, wodurch bestimmt wird, ob die Dicke jedes Wafers W die vorbestimmte Dicke erreicht hat oder nicht.
Nachdem die Dicke jedes Wafers W die vorbestimmte Dicke erreicht hat, wird die Rotation des Sonnenzahnrads 5 und die Rotation des Innenzahnrads 6 unter Verwendung der Steuereinheit 12, wie in 5 dargestellt, synchronisiert, wodurch die Umlaufbewegung der Trägerplatte 9 angehalten wird. Die Löcher 10, die in der oberen Platte 2, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit rotiert wird, bereitgestellt sind, befinden sich in regelmäßigen Abständen über den vorbestimmten Positionen des Wafers W; bei dieser Gelegenheit kann die Dicke des Wafers W unter Verwendung der Messvorrichtungen 11 für die Werkstückdicke durch die Löcher 10 gemessen werden. Dementsprechend kann die obige Recheneinheit den Zeitpunkt berechnen, zu dem die Löcher 10 sich aus dem Zyklus der Rotationsbewegung der Trägerplatte 9 und dem Zyklus des Rotationszyklus der oberen Platte 2 über den vorbestimmten Positionen der Wafer W befinden werden. Zu diesem Zeitpunkt wird die Dicke des Wafers W unter Verwendung der Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 durch die Löcher 10 gemessen, so dass die Informationen über die Dicke des Wafers W an bestimmten Positionen erhalten werden kann. Somit kann die Dicke der relevanten Positionen in Echtzeit während des doppelseitigen Polierens gemessen werden, nachdem die Positionen des Wafers W, an denen die Dicke gemessen wird, ermittelt wurden.
Nachdem mithilfe der Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 herausgefunden wurde, dass die Dicke jedes Wafers W die endgültige Zieldicke erreicht hat, bestimmt die Bestimmungseinheit das Anhalten des Polierens; somit kann das Polieren angehalten werden. Unter Verwendung der Vorrichtung dieser Ausführungsform kann die Messung der Dicke nur in Bezug auf die vorbestimmten Positionen des Wafers W wie oben beschrieben durchgeführt werden; somit können Fehler aufgrund von Variationen bei den Messpositionen ausgeschlossen werden. Dementsprechend kann die Dicke jedes Wafers W während des doppelseitigen Polierens des Wafers W genau ermittelt werden; somit kann das Polieren zeitgerecht abgeschlossen werden.
Wie oben beschrieben, wird ein erneutes Polieren, das aufgrund von nicht ausreichendem Polieren erforderlich ist, durch eine genaue Steuerung des Polierausmaßes durch die doppelseitige Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß dieser Ausführungsform, überflüssig, was zu einer verbesserten Produktivität im Waferherstellungsprozess führt. Ferner kann verhindert werden, dass das Polierausmaß ein gewünschtes Ausmaß überschreitet, wodurch ebenfalls die Entstehung von Wafer-Defekten und die Abnutzung der Trägerplatte verhindert werden.
Hier umfasst die doppelseitige Poliervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung, wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, vorzugsweise eine Steuereinheit 12 zum Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads 5, der Rotation des Innenzahnrads 6 und der Rotation der oberen Platte 2 oder der unteren Platte 3, die ein oder mehrere Löcher 10 aufweist. Somit können die Rotationsbewegung der Trägerplatte 9 und die Rotation der oberen Platte 2 (oder der unteren Platte 3), die die Löcher aufweist, synchronisiert werden. Infolgedessen kann eine Steuerung so durchgeführt werden, dass die vorbestimmten Positionen des Wafers W mit den Positionen der Löcher 10, die in der oberen Platte 2 oder der unteren Platte 3 vorgesehen sind, pro Einheitszeit mit der höchsten Frequenz übereinstimmen. Im Speziellen kann eine Steuerung z. B. so durchgeführt werden, dass, während die Rotationsbewegung der Trägerplatte 9 bewirkt, dass die vorbestimmten Positionen des Wafers W eine Umdrehung ausführen (Drehung um 360°), die Löcher 10 der oberen Platte 2 (oder der unteren Platte 3) N Rotationen (N ist eine natürliche Zahl) durchführen. Somit kann der Durchsatz zum Messen der Dicke der vorbestimmten Positionen des Werkstücks W verbessert werden.
Alternativ dazu kann eine Vielzahl von Löchern 10 auf Umlaufbahnen auf der oberen Platte 2 (oder der unteren Platte 3) bereitgestellt werden (auf den zwei strichgepunkteten Linien in dem in 2 dargestellten Beispiel), um den Durchsatz zum Messen der Dicke der vorbestimmten Positionen der Wafer W zu verbessern. Beispielsweise können die Daten zur Dicke der bestimmten Positionen des Wafers W im Fall, wo fünf Löcher 10 in gleichen Abständen auf jeder der in 2 dargestellten strichgepunkteten Linien bereitgestellt sind, verglichen mit dem Fall, in dem ein Loch 10 auf jeder strichgepunkteten Linie bereitgestellt ist, bei einem fünffachen Durchsatz erhalten werden. Andererseits ist es nicht notwendig, eine Vielzahl von Löchern bereitzustellen, wenn die Rotationsbewegungen der oberen Platte 2 (oder der unteren Platte 3) und der Trägerplatte 9 wie oben beschrieben synchronisiert wurden. Somit kann der Durchsatz zum Messen der Dicke der vorbestimmten Positionen des Wafers W verbessert werden, während verhindert wird, dass die Belastung durch das Polieren abnimmt.
Ferner sind die Löcher 10 in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise so angeordnet, dass die Dicke der Mitte des Wafers W gemessen werden kann, wenn die Trägerplatte 9 eine reine Rotationsbewegung ohne das Durchführen einer Umlaufbewegung, wie in 5 dargestellt, ausführt. Im Speziellen sind die Löcher in dem in 2 dargestellten Beispiel vorzugsweise auf einer der zwei strichgepunkteten Linien auf der Außenseite angeordnet. In 5 ist eines der zwei Löcher 10 (das Loch 10 an der Außenseite in Richtung des Durchmessers der oberen Platte 2) über der Mitte des Wafers W zu dem in der Darstellung gezeigten Zeitpunkt angeordnet. Hier passiert das Loch 10 auch die Peripherie des Wafers W, wenn die Trägerplatte 9 eine Rotationsbewegung ausführt und die obere Platte 2 (oder die untere Platte 3) rotiert wird. Der Zeitpunkt kann aus der Drehgeschwindigkeit der Trägerplatte 9 oder der Drehgeschwindigkeit der oberen Platte 2 (oder der unteren Platte 3) unter Verwendung der Recheneinheit berechnet werden. Dementsprechend kann die Dicke der Peripherie des Wafers W ebenfalls gemessen werden, wenn das Loch 10 so positioniert ist, dass die Dicke der Mitte des Wafers W gemessen werden kann. Somit kann die Dicke des Wafers W in der Mitte und der Peripherie des Wafers gemessen werden, so dass der Zeitpunkt zum Anhalten des doppelseitigen Polierens unter Berücksichtigung der Dicke des Wafers sowie der Form des Wafers genauer ermittelt werden kann. Im Speziellen mit einer Logik zur Überwachung der Differenz zwischen der Dicke der Mitte des Wafers W und der Dicke der Peripherie des Wafers W und Anhalten des Polierens an einem Zeitpunkt, wenn die Differenz minimiert wird. Ferner ist mit einer solchen Anordnung nur die Bereitstellung eines Lochs 10 erforderlich, so dass eine Reduktion der Belastung des Polierens verglichen mit dem Fall, in dem eine Vielzahl von Löchern bereitgestellt sind, unterdrückt werden kann. Zusätzlich dazu ist die Bereitstellung nur einer Messvorrichtung für die Werkstückdicke 11 erforderlich, was zu reduzierten Kosten der Vorrichtung führen kann.
Hier in der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise zwei oder mehr Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 bereitgestellt, und zwei oder mehrere Löcher 10 sind so bereitgestellt, dass die Dicke eines Wafers W gleichzeitig an zwei oder mehreren unterschiedlichen Positionen in Richtung des Durchmessers des Wafers W unter Verwendung der zwei oder mehrerer Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 gemessen werden kann, wenn die Trägerplatte 9 eine reine Rotationsbewegung, jedoch keine Umlaufbewegung, wie in 5 dargestellt, durchführt. Die zwei oder mehr Positionen in Richtung des Durchmessers des Wafers W können im Speziellen z. B. die Mitte und die Peripherie des Wafers W, wie in 5 dargestellt, sein. Somit kann die Dicke des Wafers an zwei oder mehreren unterschiedlichen Positionen in Richtung des Durchmessers des Wafers W (z. B. der Mitte und der Peripherie des Wafers W) gleichzeitig gemessen werden. Deshalb kann nicht nur die Dicke des Wafers W, sondern auch die Form des Wafers W mit höherem Durchsatz ermittelt werden, was es ermöglicht, den Zeitpunkt zum Anhalten des Polierens genauer so bestimmen.
<Doppelseitiges Polieren eines Werkstücks>
Nachfolgend wird eine doppelseitige Poliervorrichtung für ein Werkstück gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In einem Verfahren dieser Ausführungsform kann ein doppelseitiges Polieren der Wafer W z. B. unter Verwendung der in 2 und 3 dargestellten Vorrichtung durchgeführt werden. Da die Struktur der in 2 und 3 dargestellten Vorrichtung bereits beschrieben wurde, wird diese Beschreibung nicht wiederholt werden. Zuerst werden in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung beide Oberflächen des Wafers W durch Rotieren und Drehen der Trägerplatte 9 poliert, bis die Dicken der Wafer W eine vorbestimmte Dicke erreichen (erster Polierschritt). In dem ersten Polierschritt werden die Wafer W von der Trägerplatte 9 gehalten, die mit einer oder mehreren Öffnungen 8 zum Halten der Wafer W bereitgestellt ist, wobei die Wafer W zwischen den rotierenden Oberflächenplatten 4, einschließlich der oberen Platte 2 und der unteren Platte 3, sandwichartig angeordnet sind, wobei die Rotation und der Umlauf der Trägerplatte 9 von der Rotation des Sonnenzahnrads 5, das an einem Mittelteil der rotierenden Oberflächenplatten 4 bereitgestellt ist und der Rotation des Innenzahnrads 6, das an einem peripheren Teil der rotierenden Oberflächenplatten 4 bereitgestellt ist, gesteuert werden. Somit werden die rotierenden Oberflächenplatten 4 und die Trägerplatte 9 relativ rotiert, wodurch beide Oberflächen der Wafer W gleichzeitig poliert werden. Die „vorbestimmte Dicke” ist wie oben beschrieben nicht speziell beschränkt. Beispielsweise kann sie auf eine Dicke eingestellt werden, die um 0,0001 mm bis 0,005 mm größer ist, als die endgültige Zieldicke des Werkstücks.
In diesem ersten Polierschritt wird die Dicke jedes Wafers W in Echtzeit durch das eine oder mehrere der Löcher 10 gemessen (erster Messschritt). Es gilt zu beachten, dass die Dicke des Wafers W unter Verwendung einer Messvorrichtung für die Werkstückdicke 11 wie oben beschrieben gemessen werden kann, die z. B. eine Infrarotlaservorrichtung mit einstellbarer Wellenlänge ist.
In den obigen ersten Messschritt wird die Rotation des Sonnenzahnrads 5 und die Rotation des Innenzahnrads 6 synchronisiert, wenn herausgefunden wird, dass die Dicke der Wafer W die vorbestimmte Dicke erreicht, wodurch eine Steuerung durchgeführt wird, so dass die Trägerplatte 9 die Umlaufbewegung einstellt und nur eine Rotationsbewegung ausführt. Wie oben beschrieben kann die Steuerung z. B. von der Steuereinheit 12 mit einer Verwaltungssteuereinheit zum Verwalten und Steuern der Geschwindigkeiten der Rotation des Sonnenzahnrads 5, der Rotation des Innenzahnrads 6 und der Rotationen der oberen und unteren rotierenden Oberflächenplatten 4 (2, 3), wie in 3 dargestellt, durchgeführt werden.
Anschließend werden beide Oberflächen der Wafer W poliert, während die Trägerplatte 9 eine reine Rotationsbewegung ausführt.
(Zweiter Polierschritt)
In dem zweiten Polierschritt wird die Dicke jedes Wafers W an den oben vorbestimmten Positionen durch das eine oder mehrere der Löcher 10 gemessen (zweiter Messschritt). Da in dem Beispiel unter Verwendung der in 2 und 3 dargestellten Vorrichtung, die obere und die untere Oberflächenplatte 4 (2, 3) in dem zweiten Polierschritt ebenfalls mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit rotiert werden, befinden sich die Löcher 10, die in der oberen Platte 2 bereitgestellt sind, über den vorbestimmten Positionen des Wafers W in bestimmten Abständen, was es dann ermöglicht, dass die Dicke der Wafer W von der Messvorrichtung für die Werkstückdicke 11, die über der oberen Platte 2 angeordnet ist, gemessen wird. Wie in dem ersten Messschritt, kann die Dicke der Wafer W z. B. unter Verwendung der Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11 gemessen werden, die Infrarotlaservorrichtungen mit einstellbarer Wellenlänge sind.
Basierend auf den Messergebnissen der Dicke der Wafer W in dem zweiten Messschritt, kann die Zeit zum Anhalten des Polierens bestimmt werden. Im Speziellen kann das Polieren z. B. dann angehalten werden, wenn herausgefunden wird, dass die Dicke jedes Wafers W an vorbestimmten Positionen eine Zieldicke erreicht. Somit kann das Polieren gemäß des doppelseitigen Polierverfahrens für ein Werkstück gemäß dieser Ausführungsform zeitgerecht durch genaues Ermitteln der Dicke der Werkstücke während des Polierens der Werkstücke angehalten werden.
In dem doppelseitigen Polierverfahren für ein Werkstück gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Rotation der oberen Platte 2 oder der unteren Platte 3 mit einem oder mehreren Löchern 10 aus denselben Gründen wie oben beschrieben vorzugsweise zusätzlich zu der Rotation des Sonnenzahnrads 5 und der Rotation des Innenzahnrads 6 synchronisiert, wenn herausgefunden wird, dass die Dicken der Wafer W in dem ersten Messschritt eine vorbestimmte Dicke erreichen. Ferner wird es aus denselben Gründen wie oben beschrieben, bevorzugt, dass die Dicke der Mitte der Wafer W durch die Löcher 10, die in der oberen Platte 2 oder der unteren Platte 3 bereitgestellt sind, in dem zweiten Messschritt gemessen wird. Außerdem wird es, aus demselben Grund wie oben beschrieben, in dem zweiten Messschritt bevorzugt, dass die Dicke jedes Wafers W an zwei oder mehreren unterschiedlichen Positionen in Richtung des Durchmessers des Wafers W durch die Löcher 10, die in der oberen Platte 2 oder der unteren Platte 3 bereitgestellt sind, unter Verwendung der zwei oder mehrerer der Messvorrichtungen für die Werkstückdicke 11, zu messen. Insbesondere wird es bevorzugt, dass die Dicken von zumindest einem Punkt in der Mitte jedes Wafers W und von zumindest einem Punkt in der Peripherie davon gleichzeitig gemessen werden.
Beispiele der vorliegenden Erfindung sind unten beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt.
BEISPIELE
Um die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung zu bestätigen, wurden eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitiges Polierverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet, um einen Test zum Vergleichen der Ebenheit von Wafern zwischen Fällen, in denen der Endpunkt des doppelseitigen Polierens detektiert wurde und Fällen, in denen die Polierzeit von einer Bedienperson verwaltet wurde, durchzuführen.
In dem obigen Test wurde ein Siliziumwafer vom p-Typ mit einem Durchmesser von 300 mm mit Kristallausrichtung (001) verwendet. Suba 800 (hergestellt von RODEL NITTA COMPANY) wurde als Polierscheibe verwendet, und Nalco 2350 (hergestellt von RODEL NITTA COMPANY) wurde als Polieraufschlämmung verwendet. Außerdem betrug die Rotationsgeschwindigkeit der oberen und der unteren Platte 25 U/min bis 30 U/min, wohingegen der Arbeitsdruck, der auf die Oberflächen angewandt wurde, bei 300 g/cm² lag. Als Trägerplatte wurde ein Edelstahlmaterial mit einer Dicke von 775 μm verwendet, und die Zieldicke des Wafers wurde auf 777 μm festgelegt. Ferner wurde c11011 (hergestellt von Hamamatsu Photonics K. K.) als Messvorrichtung für die Werkstückdicke verwendet.
Es gilt zu beachten, dass eine Vorrichtung, die auf der in 2 und 3 dargestellten Struktur basiert, für diesen Test verwendet wurde. Für die Messung der Dicke der Wafer, wie in 2 und 3 dargestellt, wurden an zwei Positionen der oberen Platte 2 Beobachtungslöcher bereitgestellt.
Hier in diesem Beispiel wurde ein doppelseitiges Polieren zuerst durch Rotieren und Umlaufen der Trägerplatte durchgeführt; inzwischen wurden die Dicken der Mitte (Schwerpunktposition) und der Peripherie (etwa 1 mm weiter innen als die äußerste Peripherie in Richtung des Durchmessers) eines Wafers in Echtzeit unter Verwendung der oben beschriebenen Messvorrichtungen für die Werkstückdicke gemessen. Wurde die Dicke von 776 μm in der Mitte der Trägerplatte erreicht, wurden die Rotation des Sonnenzahnrads und die Rotation des Innenzahnrads synchronisiert, um den Umlauf der Trägerplatte anzuhalten. Dann wurde die Trägerplatte rotiert (ohne Umlaufbewegung) und inzwischen wurde die Dicke des Wafers gemessen. In dieser Messung wurden nur Daten zu den Fällen, in denen sich der polierte Wafer innerhalb des innersten Bereichs der oberen Platte befand (z. B. in der in 5 dargestellten Position), und die Peripherie (etwa 1 mm weiter innen als die äußerste Peripherie in Richtung des Durchmessers) des Wafers wurde als ein PW (Peak-Wert) berechnet, und das Polieren wurde angehalten, wenn der PW den Minimalwert überschritten hatte.
Unter den obigen Polierbedingungen wurden fünf aufeinanderfolgende Polierzyklen durchgeführt und nach einer eintägigen Pause wurden wieder fünf Polierzyklen durchgeführt. Hier wurde die Dicke der Mitte jedes Wafers als Index der Ebenheit verwendet und ansonsten wurde ein GBIR (globaler Rückseiten-Idealfokusebenenbereich) als Index für die Gesamtform verwendet und ein ESFQR (Kantenebenheitsmetrik, sektorbasiert, Vorderseiten-referenziert, Punktvorderseitenbereich kleinster Quadrate) wurde als Index für die Form der Peripherie verwendet. Hier kann der GBIR im Speziellen durch Berechnen der Differenz zwischen der maximalen Dicke und der minimalen Dicke des gesamten Wafers auf der Basis der hinteren Oberfläche des Wafers, von der angenommen wird, dass sie vollkommen festklebt. In diesem Beispiel wurde ein Ebenheitsmesssystem (WaferSight, hergestellt von KLA-Tencor) für die Messung verwendet. Ferner ist ein ESFQR ein SFQR, der in Bezug auf fächerförmige Regionen (Sektoren), die in dem gesamten peripheren Bereich des Wafers gebildet sind, gemessen wurde, und ein kleinerer ESFQR bedeutet, dass die Ebenheit größer ist. In diesem Beispiel wurde ein Ebenheitsmesssystem (WaferSight, hergestellt von KLA-Tencor) für diese Messung verwendet. Es gilt zu beachten, dass ein SFQR (Punktvorderseitenbereich kleinster Quadrate) ein Index ist, der die Ebenheit eines Wafers gemäß SEMI-Standard anzeigt. Der SFQR wird im Speziellen durch Erhalten einer Vielzahl von Proben mit einer bestimmten Größe von einem Wafer und durch Berechnen der maximalen Abweichung von einer Bezugsebene, die durch das kleinste Quadratverfahren in Bezug auf jede erhaltene Probe erhalten.
7A bis 7C sind Diagramme, die die Ergebnisse der obigen Tests darstellen. Wie in 7A dargestellt, kann die Dicke des Wafers bei dem Verfahren, in dem die Polierzeit von einer Bedienperson festgelegt wird, von der Zieldicke abweichen, und die Dicke der Mitte des fertigen Wafers schwankt in manchen Fällen zwischen den Zyklen. Andererseits können die Wafer gemäß der vorliegenden Erfindung so fertiggestellt werden, dass sie eine Dicke aufweisen, die in jedem Zyklus nahe an der abgezielten Dicke der Mitte ist, und die Variation zwischen den Zyklen ist gering. Ferner war der GBIR, wie in 7B dargestellt, in dem Verfahren, in dem die Polierzeit von einer Bedienperson gesteuert wurde, als Ganzes relativ hoch, und der GBIR schwankte scheinbar zwischen den Zyklen. Andererseits war der GBIR gemäß der vorliegenden Erfindung in jedem Zyklus gering; dementsprechend war die Ebenheit der gesamten Oberfläche jedes Wafers groß, und die Variation zwischen den Zyklen schien auch gering zu sein. Ferner war der ESFQR, wie in 7C dargestellt, in dem Verfahren, in dem die Polierzeit von einer Bedienperson festgelegt wird, als Ganzes relativ hoch, und der GBIR schien zwischen den Zyklen zu variieren. Andererseits war der ESFQR gemäß der vorliegenden Erfindung in jedem Zyklus relativ gering; dementsprechend war die Ebenheit der Peripherie jedes Wafers hoch, und die Variation zwischen den Zyklen schien ebenfalls gering zu sein. Ausgehend von Obigem kann die Dicke des Werkstücks in Übereinstimmung mit der doppelseitigen Poliervorrichtung und dem doppelseitigen Polierverfahren für ein Werkstück gemäß der vorliegenden Erfindung genau ermittelt werden, während ein Werkstück poliert wird, was ermöglichte, dass das Polieren zeitgerecht angehalten wurde.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung kann eine doppelseitige Poliervorrichtung und ein doppelseitiges Polierverfahren für ein Werkstück bereitstellen, die es ermöglichen, das Polieren durch genaues Ermitteln der Dicke des Werkstücks, während das Werkstück poliert wird, zeitgerecht anzuhalten.
LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1: Doppelseitige Poliervorrichtung, 2: obere Platte, 3: untere Platte, 4: rotierende Oberflächenplatte, 5: Sonnenzahnrad, 6: Innenzahnrad, 7: Polierplatte, 8: Öffnung, 9: Trägerplatte, 10: Loch, 11: Messvorrichtung für die Werkstückdicke, 12: Steuereinheit, W: Werkstück (Wafer).

Claims

Doppelseitige Poliervorrichtung für ein Werkstück, enthaltend rotierende Oberflächenplatten mit einer oberen Platte und einer unteren Platte, ein Sonnenzahnrad, das an einem zentralen Bereich jeder rotierenden Oberflächenplatte bereitgestellt ist, ein Innenzahnrad, das an einem peripheren Bereich jeder rotierenden Oberflächenplatte bereitgestellt ist, und einer Trägerplatte, die zwischen der oberen Platte und der unteren Platte mit einer oder mehreren Öffnungen zum Halten des Werkstücks bereitgestellt ist, wobei die obere Platte oder die untere Platte ein oder mehrere Löcher aufweisen, die die obere Oberfläche bis zur unteren Oberfläche der oberen Platte oder der unteren Platte durchdringen und die doppelseitige Poliervorrichtung Folgendes umfasst: eine oder mehrere Messvorrichtungen für die Werkstückdicke, die die Dicke jedes Werkstücks durch das eine oder die mehreren einem oder mehreren Löcher in Echtzeit messen können, während das Werkstück doppelseitig poliert wird; und eine Steuereinheit zum Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads und der Rotation des Innenzahnrads.
Doppelseitige Poliervorrichtung nach Anspruch 1, die eine Steuereinheit zum Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads, der Rotation des Innenzahnrads und der Rotation der oberen Platte oder der unteren Platte mit Löchern umfasst.
Doppelseitige Poliervorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Loch derart an einer Position angeordnet ist, dass die Dicke der Mitte des Werkstücks gemessen werden kann, während die Trägerplatte nur eine Rotationsbewegung ausführt.
Doppelseitige Poliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Anzahl der Messvorrichtungen für die Werkstückdicke zwei oder mehr beträgt und die Anzahl der Löcher zwei oder mehr beträgt, so dass die Dicke des Werkstücks gleichzeitig an zwei unterschiedlichen Positionen in der Durchmesserrichtung des Werkstücks mit den zwei oder mehreren Messvorrichtungen für die Werkstückdicke gemessen werden kann, wenn die Trägerplatte nur eine Rotationsbewegung ausführt.
Doppelseitiges Polierverfahren für ein Werkstück, wobei ein Werkstück von einer Trägerplatte mit einer oder mehreren Öffnungen zum Halten des Werkstücks gehalten wird; das Werkstück zwischen rotierenden Oberflächenplatten, die aus einer oberen Platte und einer unteren Platte gebildet sind, sandwichartig angeordnet ist; die Rotation und die Umdrehung der Trägerplatte durch die Rotation eines Sonnenzahnrads, das an einem zentralen Teil jeder rotierenden Oberflächenplatte bereitgestellt ist, und durch die Rotation eines Innenzahnrads, das an einem peripheren Teil jeder rotierenden Oberflächenplatte bereitgestellt ist, gesteuert werden; und somit die rotierenden Oberflächenplatten und die Trägerplatte relativ rotiert werden, um beide Oberflächen des Werkstücks gleichzeitig zu polieren, wobei die obere Platte oder die untere Platte ein oder mehrere Löcher aufweist, die die obere Oberfläche bis zur unteren Oberfläche der oberen Platte oder der unteren Platte durchdringen und das doppelseitige Polierverfahren für ein Werkstück die folgenden Schritte umfasst: erstes Polieren zum Polieren beider Oberflächen des Werkstücks durch die Rotation und Umdrehung der Trägerplatte auf eine Weise, dass die Dicke des Werkstücks eine vorbestimmte Dicke erreicht; erstes Messen zum Messen der Dicke des Werkstücks durch das eine oder die mehreren Löcher in Echtzeit während des ersten Polierschritts; in dem ersten Messschritt, wenn herausgefunden wurde, dass die Dicke des Werkstücks die vorbestimmte Dicke erreicht, Anhalten der Umlaufbewegung der Trägerplatte durch Synchronisieren der Rotation des Sonnenzahnrads und der Rotation des Innenzahnrads; zweites Polieren zum Polieren beider Oberflächen des Werkstücks während die Trägerplatte eine reine Rotationsbewegung ausführt; zweites Messen zum Messen der Dicke des Werkstücks an (einer) vorbestimmten Position(en) durch das eine oder die mehreren Löcher in Echtzeit während des zweiten Polierschritts; und Bestimmen eines Zeitpunkts zum Anhalten des Polierens basierend auf dem Ergebnis der Messung der Dicke des Werkstücks in dem zweiten Messschritt.