DE102019205232A1

DE102019205232A1 - Poliervorrichtung

Info

Publication number: DE102019205232A1
Application number: DE102019205232.0A
Authority: DE
Inventors: Yuki Inoue; Takamasa Suzuki
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2019-10-17
Also published as: KR102677333B1; TW201943499A; US20190314950A1; JP7108450B2; CN110385638B; CN110385638A; US11772226B2; JP2019186452A; KR20190120075A; TWI814808B

Abstract

Eine Poliervorrichtung beinhaltet einen Haltetisch, der eine Halteoberfläche aufweist, die einen Wafer hält, eine Poliereinheit, in der ein Polierpad, das eine Öffnung an der Mitte einer Polieroberfläche aufweist, die den Wafer poliert, an einer Spindel angebracht ist und gedreht wird, eine Politurzufuhreinheit, die Politur zur Polieroberfläche des Polierpads Zuführt, und eine Luftzufuhreinheit, die ein oberes Ende eines durchtretenden Pfades, der durch die axiale Drehmitte des Polierpads und der Spindel durchtritt, schließt und Luft in den durchtretenden Pfad zuführt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Poliervorrichtung, die einen Wafer poliert.
Beschreibung der verwandten Technik
Eine Poliervorrichtung, die einen Wafer poliert (siehe beispielsweise japanische Offenlegungsschrift Nr. 2015 - 134383 ) beinhaltet einen Einspanntisch, der den Wafer durch eine Halteoberfläche ansaugt und hält und sich um die Mitte einer Halteoberfläche drehen kann, einen Drehmechanismus, der den Einspanntisch um die Mitte der Halteoberfläche dreht, eine Poliereinheit, die eine Spindel aufweist, die sich um eine Mitte einer Anbringung dreht, an der ein Polierpad angebracht ist, und eine Politurzufuhreinheit, die Politur aus einer an der Mitte des Polierpads durch einen durchtretenden Pfad, der so ausgebildet ist, dass er durch die axiale Mitte der Spindel durchtritt, ausgebildeten Öffnung zuführt. Während eines Zuführens der Politur aus der Öffnung an der Mitte des Polierpads poliert die Poliervorrichtung des Wafer auf eine solche Weise, dass sie die Politur durch die Zentrifugalkraft des sich drehenden Polierpads über die gesamte Polieroberfläche verteilt.
DARSTELLUND DER ERFINDUNG
Allerdings verteilt sich die Politur in einer Poliervorrichtung, die derjenigen, die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2015-134383 beschrieben ist, wenn eine Menge an zugeführter Politur im Verhältnis zur Drehgeschwindigkeit des Polierpads gering ist, nur durch die Zentrifugalkraft nicht zur äußeren Umfangsseite und als ein Ergebnis wird ein Polieren in dem Zustand durchgeführt, in dem sich die Politur nicht über die gesamte Polieroberfläche des Polierpads verteilt. Deswegen wird die Menge an zugeführter Politur im Verhältnis zur Drehgeschwindigkeit des Polierpads groß eingestellt, und ein Polieren wird durchgeführt, während die Politur durch die Zentrifugalkraft über die gesamte Polieroberfläche verteilt wird. Allerdings ist dies in einigen Fällen unwirtschaftlich.
Somit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Bearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die eine wirtschaftliche Polierbearbeitung unter Verringerung des Politurverbrauchs verwirklichen kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Poliervorrichtung bereitgestellt, die einen Haltetisch, der eine Halteoberfläche aufweist, die einen Wafer hält, eine Poliereinheit, in der ein Polierpad, das eine Öffnung an einer Mitte einer Polieroberfläche aufweist, das den vom Haltetisch gehaltenen Wafer poliert, an einer Spindel angebracht ist und gedreht wird, eine Politurzufuhreinheit, die Politur zur Polieroberfläche des Polierpads zuführt; und eine Luftzufuhreinheit aufweist, die ein oberes Ende eines durchtretenden Pfades, der durch eine axiale Drehmitte des Polierpads und die Spindel durchtritt, verschließt und Luft in den durchtretenden Pfad zuführt. Die von der Luftzufuhreinheit zugeführte Luft wird auf eine obere Oberfläche des Wafers gesprüht, welche die Öffnung des Polierpads durch ein In-Kontakt-Bringen der oberen Oberfläche des vom Haltetisch gehaltenen Wafers mit der Polieroberfläche des Polierpads schließt. Der Wafer wird auf eine solche Weise poliert, dass die von der Politurzufuhreinheit zugeführte Politur aufgrund einer Strömung der Luft in einer radialen Weise von der Öffnung in Richtung eines äußeren Umfangs in einer Polieroberflächenrichtung des Polierpads über die gesamte Polieroberfläche verteilt wird.
Es ist bevorzugt, dass die Politurzufuhreinheit eine Nebelpoliturzufuhreinheit ist, die durch ein Mischen von Politur und Luft erhaltene Nebelpolitur auf einen Teil der Polieroberfläche, der vom Wafer vorsteht, sprüht, wenn das Polierpad mit der Polieroberfläche, die größer ist als die obere Oberfläche des Wafers, an der Spindel angebracht ist und die Polieroberfläche in Kontakt mit der oberen Oberfläche des von der Halteoberfläche gehaltenen Wafer gebracht wird.
Die Politurzufuhreinheit kann eine Politurzufuhreinheit für einen durchtretenden Pfad sein, die Politur zu einem durchtretenden Pfad zuführt.
Die Poliervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Luftzufuhreinheit, welche das obere Ende des durchtretenden Pfades, der durch die axiale Drehmitte des Polierpads und der Spindel durchtritt, verschließt und die Luft durch den durchtretenden Pfad zuführt. Darüber hinaus wird die von der Luftzufuhreinheit zugeführte Luft auf die obere Oberfläche des Wafers gesprüht, welche die Öffnung des Polierpads abschließt, indem die obere Oberfläche des vom Haltetisch gehaltenen Wafers in Kontakt mit der Polieroberfläche des Polierpads gebracht wird. Darüber hinaus wird der Wafer auf eine solche Weise poliert, dass die von der Politurzufuhreinheit zugeführte Politur aufgrund des Luftstroms in der radialen Weise von der Öffnung in Richtung zum äußeren Umfang in der Polieroberflächenrichtung des Polierpads über die gesamte Polieroberfläche verteilt wird. Aufgrund dessen wird es ermöglicht, ein geeignetes Polieren am Wafer mit einer geringen Menge an Politur auszuführen und ein wirtschaftliches Polierbearbeiten unter Verringerung des Verbrauchs der Politur kann eingesetzt werden.
Als die Politurzufuhreinheit wird eine Nebelpoliturzufuhreinheit eingesetzt, welche die durch ein Mischen von Politur und Luft erhaltene Nebelpolitur auf den Teil sprüht, der vom Wafer in der Polieroberfläche vorsteht, wenn das Polierpad mit der Polieroberfläche, die größer ist als die obere Oberfläche des Wafers, an der Spindel angebracht ist und die Polieroberfläche in Kontakt mit der oberen Oberfläche des von der Halteoberfläche gehaltenen Wafers gebracht wird. Darüber hinaus wird der Wafer auf eine solche Weise poliert, dass die von der Nebelpoliturzufuhreinheit zugeführte Politur aufgrund des Luftstroms auf eine radiale Weise von der Öffnung in Richtung des äußeren Umfangs in der Polieroberflächenrichtung des Polierpads über die gesamte Polieroberfläche verteilt wird. Aufgrund dessen wird es ermöglicht, ein geeignetes Polieren am Wafer mit einer geringen Menge an Politur auszuführen und ein wirtschaftliches Polierbearbeiten kann unter Verringerung des Verbrauchs der Politur verwirklicht werden.
Darüber hinaus ist normalerweise, um die Dicke eines Wafers, der poliert wird, zu messen, ein Bereich, in dem keine Politur vorliegt, an der oberen Oberfläche des Wafers direkt unterhalb des durchtretenden Pfades ausgebildet. Darüber hinaus wird der Bereich mit Messlicht (Laserlicht) aus einem optischen Verschiebungssensor bestrahlt und vom Wafer reflektiertes Licht wird durch den optischen Verschiebungssensor empfangen, um die Dicke des Wafers kontaktlos zu messen. Allerdings besteht, wenn die Menge an zum durchtretenden Pfad zugeführter Politur wie im gewöhnlichen Verfahren groß ist, ein Problem, dass der durchtretende Pfad mit der Politur gefüllt wird und es in einigen Fällen unmöglich ist, die obere Oberfläche des Wafers mit dem Messlicht zu bestrahlen. Im Gegensatz dazu tritt aufgrund des Sprühens und Zuführens der durch ein Mischen von Politur und Luft erhaltenen Nebelpolitur auf den Teil, der vom Wafer in der Polieroberfläche vorsteht, durch die Nebelpoliturzufuhreinheit ohne eine Benutzung des durchtretenden Pfades das oben beschriebene Problem nicht auf und die Dickenmessung des Wafers wird auch ermöglicht.
Auch wird, wenn die Politurzufuhreinheit für den durchtretenden Pfad, die Politur in den durchtretenden Pfad zuführt, als die Politurzufuhreinheit eingesetzt wird, die von der Luftzufuhreinheit zugeführte Luft auf die obere Oberfläche des Wafers gesprüht, welche die Öffnung des Polierpads durch ein In-Kontakt-Bringen der oberen Oberfläche des vom Haltetisch gehaltenen Wafers mit der Polieroberfläche des Polierpads schließt. Darüber hinaus wird der Luftfluss in einer radialen Weise von der Öffnung in Richtung zum äußeren Umfang in der Polieroberflächenrichtung des Polierpads erzeugt und der Wafer wird auf einen solche Weise poliert, dass die von der Politurzufuhreinheit zugeführte Politur durch diesen Luftstrom über die gesamte Polieroberfläche verteilt wird. Aufgrund dessen wird es ermöglicht, ein geeignetes Polieren des Wafers mit einer geringen Menge an Politur auszuführen und ein wirtschaftliches Polierbearbeiten unter Unterdrückung des Verbrauchs der Politur kann verwirklicht werden. Darüber hinaus wird, da die Menge an zum durchtretenden Pfad zugeführter Politur reduziert werden kann, ein Füllen des durchtretenden Pfades mit der Politur eliminiert und die kontaktlose Dickenmessung des Wafers unter Benutzung des optischen Verschiebungssensors oder dergleichen kann sicherer erreicht werden.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art, diese zu realisieren, werden ersichtlicher und die Erfindung selbst wird am besten durch ein Studium der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen, verstanden.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel einer Poliervorrichtung, die eine Nebelpoliturzufuhreinheit enthält, darstellt;
2 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Poliervorrichtung, welche die Nebelpoliturzufuhreinheit enthält, darstellt; und
3 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel einer Poliervorrichtung, die eine Politurzufuhreinheit für den durchtretenden Pfad aufweist, darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine in 1 dargestellte Poliervorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die an einem Haltetisch 3 gehaltenen Wafer W durch ein an einer Spindel 70, welche die axiale Mitte entlang der vertikalen Richtung (Z-Achsenrichtung) aufweist, angebrachtes Polierpad 76 poliert und die eine Vorrichtungsbasis 10, die sich in der Y-Achsenrichtung erstreckt, und eine Säule 11 beinhaltet, die in der Y-Achsenrichtung an der Seite des hinteren Teils aufrecht an der Vorrichtungsbasis 10 angeordnet ist.
Der in 1 dargestellte Wafer ist ein Halbleiterwafer, der aus Silizium oder dergleichen besteht und beispielsweise eine kreisförmige Plattenform als die äußere Form aufweist, und eine in 1 nach oben ausgerichtete obere Oberfläche Wb wird eine polierte Oberfläche. Mehrere Bauelemente sind beispielsweise an einer unteren Oberfläche Wa des Wafers W, die in 1 nach unten ausgerichtet ist, ausgebildet. Ein Schutzband T ist an der unteren Oberfläche Wa angebracht und die mehreren Bauelemente sind geschützt. Der Wafer W ist nicht auf das in der vorliegenden Ausführungsform dargestellte Beispiel beschränkt.
Der Durchmesser des Wafers W beträgt beispielsweise 300 mm oder 200 mm.
Der Haltetisch 3, der als die äußere Form eine kreisförmige Form aufweist, beinhaltet einen Ansaughaftteil 30, der aus einem porösen Element oder dergleichen ausgebildet ist und ein Haften des Wafers W durch eine Ansaugung bewirkt, und einen Rahmenkörper 31, der den Ansaughaftteil 30 trägt. Der Ansaughaftteil 30 steht mit einer (nicht dargestellten) Ansaugquelle wie beispielsweise einer Vakuumerzeugungsvorrichtung in Verbindung. Eine durch eine Ansaugung von der Ansaugquelle erzeugte Ansaugkraft wird auf eine Halteoberfläche 30a, die eine freiliegende Oberfläche des Ansaughaftteils 30 ist, übertragen und dadurch kann der Haltetisch 3 den Wafer W an der Halteoberfläche 30a ansaugen und halten.
Darüber hinaus kann sich der Haltetisch 3 durch einen Drehmechanismus (Drehmittel) (nicht gargestellt) um die axiale Mitte entlang der Z-Achsenrichtung drehen, der von einer Abdeckung 39 umgeben ist und unterhalb des Haltetisches 3 angeordnet ist.
Unterhalb des Haltetisches 3, sind die Abdeckung 39 und eine mit der Abdeckung 39 verbundene Akkordeonabdeckung 39a, ein (nicht dargestellter) Bewegungsmechanismus (Bewegungsmittel), der den Haltetisch 3 und die Abdeckung 39 in der Y-Achsenrichtung bewegt, angeordnet. Gemeinsam mit einer Bewegung des Haltetisches 3 und der Abdeckung 39 weitet sich die Akkordeonabdeckung 39 in der Y-Achsenrichtung auf und zieht sich zusammen.
An der vorderen Oberfläche der Säule 11 ist ein Polierzufuhrmechanismus (Polierzufuhrmittel) 5 angeordnet, das eine Polierzufuhr einer Poliereinheit (Poliermittel) 7 in der Z-Achsenrichtung bewirkt, in der sich die Poliereinheit 7 weiter vom Haltetisch 3 wegbewegt oder darauf zubewegt. Der Polierzufuhrmechanismus 5 beinhaltet eine Kugelgewindespindel 50, welche die axiale Mitte entlang der Z-Achsenrichtung aufweist, ein paar Leitschienen 51, die parallel zur Kugelgewindespindel 50 angeordnet sind, einen Motor 52, der mit dem oberen Ende der Kugelgewindespindel 50 verbunden ist und die Kugelgewindespindel 50 dreht, eine Anheb-Absenk-Platte 53, deren Innenmutter auf die Kugelgewindespindel 50 geschraubt ist und deren Seitenteile in Gleitkontakt mit den Leitschienen 51 sind. Wenn der Motor 52 die Kugelgewindespindel 50 dreht, wird die Anheb-Absenk-Platte 53 von den Führungsschienen 51 so geführt, dass sie sich in der Z-Achsenrichtung zusammen mit dieser Drehung hin- und herbewegt und eine Polierzufuhr der an der Anheb-Absenk-Platte 53 befestigten Poliereinheit 7 wird in der Z-Achsenrichtung ausgeführt.
Die Poliereinheit 7 beinhaltet die Spindel 70, deren axiale Richtung die Z-Achsenrichtung ist, ein Gehäuse 71, das die Spindel 70 drehbar trägt, einen Motor 72 (siehe 2), der die Spindel 70 rotatorisch antreibt und eine Anbringung 73, die mit dem unteren Ende der Spindel 70 verbunden ist und eine kreisförmige Plattenform aufweist. Die Poliereinheit 7 beinhaltet ferner eine Platte 74, die an einer unteren Oberfläche der Anbringung 73 angebracht ist und eine kreisförmige Plattenform aufweist, das Polierpad 76, das an einer Verbindungsoberfläche 74a der Platte der 74 angebracht ist, und einen Halter 75, der das Gehäuse 71 trägt und eine an der Anheb-Absenk-Platte 53 des Polierzufuhrmechanismus 5 befestigte Seitenoberfläche aufweist.
Wie in 2 dargestellt, ist im Gehäuse 71, dessen äußere Form beispielsweise in einer im Wesentlichen kreisförmigen zylindrischen Form ausgebildet ist, ein Luftlager 71A angeordnet, das die Spindel 70 durch den Druck der von einer dritten Luftzufuhrquelle 71B zugeführten Luft kontaktlos trägt. Das Luftlager 71A trägt die Spindel 70 durch von einer Innenwand des Gehäuses 71 aus der radialen Richtung und der Schubrichtung zur Spindel 70 gestrahlten Luft kontaktlos.
Beispielsweise sind die Höhenpositionen der oberen Oberfläche des Gehäuses 71 und die Höhenposition der oberen Endoberfläche der innerhalb des Gehäuses 71 angeordneten Spindel 70 im Wesentlichen die gleiche Höhenposition und ein Zustand, in dem die obere Endoberfläche der Spindel 70 nicht aus einer in der oberen Oberfläche des Gehäuses 71 ausgebildeten Öffnung 710 vorsteht, wird hergestellt. Darüber hinaus steht die untere Endseite der Spindel 70 aus einer Öffnung 711 der unteren Oberfläche des Gehäuses 71 aus dem Inneren des Gehäuses 71 vor.
Beispielsweise beinhaltet die im Gehäuse 71 kontaktlos getragene Spindel 70 einen langen Schaftteil 702, der sich in der Z-Achsenrichtung erstreckt, und zwei Flanschteile 701, die einstückig mit dem langen Schaftteil 702 ausgebildet sind und sich in der radialen Richtung vom langen Schaftteil 702 an der unteren Endseite und einem mittleren Teil des langen Schaftteils 702 nach außen erstrecken. Das kontaktlose Tragen der Spindel 70 im Gehäuse 71 wird durch Luftschichten ermöglicht, die von der Luft (gestrahlten Luft), die von der dritten Luftzufuhrquelle 71B zwischen den oberen und unteren Oberflächen der jeweiligen Flanschteile 701 und dem Luftlager 71A zugeführt wird.
Wie in 2 dargestellt, ist innerhalb der Spindel 70 und der Anbringung 73 ein Flusspfand 700, der durch die Drehmitte von beiden durchtritt und als ein Durchgang für Luft dient, so ausgebildet, dass er in der Z-Achsenrichtung durchtritt.
Beispielsweise beinhaltet der Motor 72 einen Rotor 720, der mit der oberen Endseite des langen Schaftteils 702 der Spindel 70 verbunden ist, und einen Stator 721, der an der inneren Oberfläche des Gehäuses 71 auf solche Weise befestigt ist, dass er der äußeren Oberflächenseite des Rotors 720 gegenüberliegt. Eine Leistungszufuhr (nicht dargestellt) ist mit dem Stator 721 verbunden. Der Rotor 720 dreht sich aufgrund des mit Leistung von der Leistungszufuhr versorgten Stators 721 und die Spindel 70, an der der Rotor 720 angebracht ist, dreht sich ebenfalls gemeinsam damit.
Beispielsweise ist, wie in 2 dargestellt, ein ringförmiger Wasserflusspfad 719 so ausgebildet, dass er den Motor 72 an einem Ort, der innerhalb der Seitenwand des Gehäuses 71 neben dem Stator 721 liegt (oberer Teil des Gehäuses 71 in 2) umgibt. Darüber hinaus wird Kühlwasser dazu gebracht, aus einer Kühlwasserzufuhrquelle 719a, die mit dem Wasserflusspfad 719 in Verbindung steht, in den Wasserflusspfad 719 zu strömen. Dieses Wasser kühlt den Motor 72 aus der Umgebung durch die Seitenwand des Gehäuses 71 kontaktlos und wird dann durch eine Abfuhröffnung (nicht dargestellt) nach außerhalb des Gehäuses 71 abgeführt und wird zum Kühlen weiter zirkuliert.
Die Platte 74 weist im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Anbringung 73 auf und ein Durchgangsloch 740, das als ein Flusspfad für Luft dient, ist an ihrem mittleren Teil ausgebildet. Darüber hinaus ist das Polierpad 76 durch einen Klebstoff oder dergleichen mit der Verbindungsoberfläche 74A der Platte 74 verbunden. Die Platte 74 ist unter Benutzung einer (nicht dargestellten) Befestigungsschraube oder dergleichen in einem Zustand an der Anbringung 73 angebracht, in dem die Mitte des Flusspfades 700 der Anbringung 73 dazu gebracht wird, im Wesentlichen mit der Mitte des Durchgangslochs 740 der Platte 74 übereinzustimmen. Beispielsweise weist das Durchgangsloch 740 der Platte 74 einen größeren Durchmesser auf als der Flusspfad 700 der Anbringung 73. Allerdings ist die Ausgestaltung nicht darauf beschränkt.
Das Polierpad 76 ist aus einem Vliesstoff, wie beispielsweise Filz ausgebildet und eine Öffnung 761, durch die Luft durchtritt und die dem Durchgangsloch 740 der Platte 74 entspricht, ist so ausgebildet, dass sie am zentralen Teil durchtritt. Der Durchmesser des Polierpads 76 entspricht dem Durchmesser der Platte 74 und ist größer als der Durchmesser des vom Haltetisch gehaltenen Wafers. Beispielsweise ist, wenn der Durchmesser des zu polierenden Wafers W 300 mm beträgt, der Durchmesser des Polierpads 76 auf 600 mm festgelegt. Wenn der Durchmesser des zu polierenden Wafers W 200 mm beträgt, ist der Durchmesser des Polierpads 76 auf 400 mm festgelegt.
Ein durchtretender Pfad 78, der durch die axiale Drehmitte des Polierpads 76 und der Spindel 70 durchtritt und durch den Luft strömt, wird vom Flusspfad 700, der durch die Spindel 70 und die Anbringung 73 durchtritt, das Durchgangsloch 740 der Platte 74 und die Öffnung 761 des Polierpads 76 ausgebildet.
Wie in 1 dargestellt ist, sind Nuten 760 in einer Gitterform in einer Polieroberfläche 76a im Polierpad 76, die an den Wafer W anstößt, ausgebildet und strömt zum Polierpad 76 zugeführte Politur hauptsächlich in den Nuten 760 und verteilt sich.
Wie in 2 dargestellt ist, beinhaltet die Poliervorrichtung 1 eine Luftzufuhreinheit (Luftzufuhrmittel) 8, die das obere Ende des durchtretenden Pfades 78, der durch die axiale Drehmitte des Polierpads 76 und der Spindel 70 durchtritt (oberes Ende des Flusspfades 700 der Spindel 70), schließt und Luft in den durchtretenden Pfad 78 zuführt.
Beispielsweise beinhaltet die Luftzufuhreinheit 8 eine zweite Luftzufuhrquelle 82, die aus einem Kompressor, einem Luftreservoirtank und so weiter ausgebildet ist, und ein Verschlusselement 83, das mit der zweiten Luftzufuhrquelle 82 über eine Verbindungsleitung 820 in Verbindung steht und oberhalb der Spindel 70 auf solche Weise angeordnet ist, dass es den durchtretenden Pfad 78 verschließt.
Beispielsweise beinhaltet das Verschlusselement 83 ein Plattenteil 830, das so ausgebildet ist, dass es größer ist als die Öffnung 710 des Gehäuses 71 und abnehmbar an der oberen Oberfläche des Gehäuses 71 auf eine solche Weise befestigt ist, dass er das obere Ende des Flusspfades 700 der Spindel 70 und der Öffnung 710 schließt, einen Säulenteil 831, der von der Mitte der oberen Oberfläche des Plattenteils 830 aufrecht angeordnet ist, und eine Verbindung 832, die mit der an der Seitenoberfläche des Säulenteils 831 angebrachten Verbindungsleitung 820 verbunden ist.
An der Mitte des Verschlusselements 83 ist ein Durchgangsloch 834 so ausgebildet, dass es entlang der Dickenrichtung (Z-Achsenrichtung) durchtritt. Darüber hinaus ist im Säulenteil 831 ein Lufteinbringungspfad 831a, der zum Durchgangsloch 834 führt, entlang der horizontalen Richtung ausgebildet und der Lufteinbringungspfad 831a steht mit der Verbindung 832 in Verbindung.
Ein Rohr 830a, das zum Durchgangsloch 834 führt, ist an der unteren Oberfläche des Plattenteils 830 ausgebildet und der Zustand, in dem dieses Rohr 830a in den durchtretenden Pfad 78 eingeführt ist, wird hergestellt.
Die obere Endseite des Durchgangslochs 834 des Säulenteils 831 ist durch eine aus einem transparenten Element (beispielsweise ein Glaselement) ausgebildete durchlässige Platte 835, die es Messlicht zum Messen der Dicke des Wafers W bei der Polierbearbeitung erlaubt, durch sie transmittiert zu werden, abgedichtet.
Beispielsweise ist eine Dickenmesseinheit (Dickenmessmittel) 19 zum Messen der Dicke des Wafers W bei der Polierbearbeitung an der oberen Oberfläche des Säulenteils 831 des Verschlusselements 83 angeordnet. Die Dickenmesseinheit 19 ist beispielsweise ein optischer Verschiebungssensor vom Reflexionstyp. Die Dickenmesseinheit 19 beinhaltet einen lichtprojizierenden Teil 190 zum Bestrahlen des Wafers W mit Messlicht, eine Bündellinse 191, die das Messlicht in gebündeltes Licht umwandelt, einen lichtempfangenden Teil 192, der aus einem ladungsgekoppelten Bauteil (CCD) oder dergleichen zum Detektieren vom durch eine Reflexion vom Wafer W entstehenden reflektierten Licht ausgebildet ist, und ein Gehäuse 193, innerhalb dessen der lichtprojizierende Teil 190, die Bündellinse 191, der lichtempfangende Teil 192 und so weiter angeordnet sind und das von externem Licht abgeschirmt ist.
Ein Betrieb der Poliervorrichtung 1 wird unten im Fall des Polierens des in 1 dargestellten Wafers W (beispielsweise beträgt der Durchmesser 300 mm) durch die Poliervorrichtung 1 beschrieben.
Der Wafer W wird auf eine solche Weise, dass die Mitte des Wafers W im Wesentlichen der Mitte der Halteoberfläche 30a des Haltetisches 3 entspricht, an der Halteoberfläche 30a platziert, wobei die obere Oberfläche Wb nach oben ausgerichtet ist. Dann wird eine durch ein Antreiben der (nicht dargestellten) Ansaugquelle erzeugte Ansaugkraft zur Halteoberfläche 30a übertragen und der Haltetisch 3 saugt den Wafer W an der Halteoberfläche 30a an und hält ihn daran.
Der Haltetisch 3, der den Wafer W hält, bewegt sich durch den Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) in der +Y-Richtung zu einem Ort unterhalb der Poliereinheit 7 und eine Positionsausrichtung zwischen dem Polierpad 76 (beispielsweise beträgt der Durchmesser 600 mm) und dem Wafer W wird ausgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Haltetisch 3 so an einer vorgegebenen Position positioniert, dass er stets einen Zustand erreicht, in dem das Polierpad 76 an der gesamten Oberfläche Wb des Wafers W anliegt und die Öffnung 761 des Polierpads 76 wird von der oberen Oberfläche Wb des Wafers W beim Polierbearbeiten geschlossen. Darüber hinaus wird, wie in 2 dargestellt, der Abstand in der horizontalen Richtung zwischen einer virtuellen Linie L1, welche die Drehmitte des Polierpads 76 darstellt, und einer virtuellen Linie L2, welche die Drehmitte des Haltetisches 3 darstellt (sogenannter Versatzbetrag) auf 125 mm festgelegt. Wenn der Durchmesser des Wafers W 200 mm beträgt und der Durchmesser des Polierpads 76 400 mm beträgt, wird der Versatzbetrag auf 75 mm festgelegt.
Danach dreht sich das Polierpad 76 zusammen mit dem rotatorischen Antreiben der Spindel 70 durch den Motor 72 mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit (beispielsweise 1000 U/min bis 2000 U/min). Darüber hinaus wird die Poliereinheit 7 vom Polierzufuhrmechanismus 5 in der -Z-Richtung bewegt und die Polieroberfläche 76a des Polierpads 76 liegt an der oberen Oberfläche Wb des Wafers W an. Dadurch wird die Polierbearbeitung ausgeführt. Darüber hinaus dreht der Drehmechanismus (nicht dargestellt) bei der Polierbearbeitung dem Haltetisch 3 um die axiale Mitte entlang der Z-Achsenrichtung mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit (beispielsweise 30 U/min bis 1250 U/min). Zusammen damit dreht sich auch der an der Halteoberfläche 30a gehaltene Wafer W und das Polierpad 76 führt die Polierbearbeitung der gesamten oberen Oberfläche Wb des Wafers W aus.
In der obigen Polierbearbeitung wird eine Politur zum Kontaktteil zwischen dem Wafer W und dem Polierpad 76 zugeführt. Die Poliervorrichtung 1 beinhaltet eine Politurzufuhreinheit (Politurzufuhrmittel), welche die Politur zur Polieroberfläche 76a des Polierpads 76 zuführt. Beispielsweise ist die Politurzufuhreinheit in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 und 2 dargestellt, eine Nebelpoliturzufuhreinheit 6, die eine Nebelpolitur, die durch ein Mischen der Politur mit Luft erhalten wird, auf einen Teil sprüht, der vom Wafer W in der Polieroberfläche 76a vorsteht, wenn das Polierpad 76 mit der Polieroberfläche 76a (beispielsweise beträgt der Durchmesser der Polieroberfläche 76a 600 mm), die größer ist als die obere Oberfläche Wb (beispielsweise beträgt der Durchmesser der oberen Oberfläche Wb 300 mm), welche die polierte Oberfläche des Wafers W ist, an der Spindel 70 angebracht ist, und die Polieroberfläche 76a in Kontakt mit der oberen Oberfläche Wb des von der Halteoberfläche 30a des Haltetisches 3 gehaltenen Wafers W gebracht wird.
Wie in 2 dargestellt, beinhaltet die Nebelpoliturzufuhreinheit 6 beispielsweise eine Düse 62, welche die Politur in einer Nebelform sprüht, eine erste Luftzufuhrquelle 61, die mit der Düse 62 in Verbindung steht, und eine erste Politurzufuhrquelle 63, die mit der Düse 62 in Verbindung steht. Beispielsweise liegt die Sprühöffnung der Düse 62 einem zentralen Bereich der Polieroberfläche 76a des Polierpads 76, d.h. der Umgebung der Öffnung 671 der Polieroberfläche 76a, von einer schrägen unteren Seite gegenüber.
Die Nebelpoliturzufuhreinheit 6 ist beispielsweise in der Nähe des Haltetisches 3 an der oberen Oberfläche der in 1 dargestellten Abdeckung 39 angeordnet, wie in 2 dargestellt, ist die Nebelpoliturzufuhreinheit 6, wenn der Haltetisch unterhalb der Poliereinheit 7 positioniert ist, auch an einer vorgegebenen Position unterhalb der Poliereinheit 7 positioniert.
Ein Anordnungsort der Nebelpoliturzufuhreinheit 6 ist nicht auf die obere Oberfläche der Abdeckung 39 beschränkt. Beispielsweise kann die Nebelpoliturzufuhreinheit in der Nähe der unteren Seite der Poliereinheit 7 an der oberen Oberfläche der Vorrichtungsbasis 10 angeordnet sein und in der Lage sein, sich durch einen Schwenkmechanismus (Schwenkmittel) in der horizontalen Richtung um die axiale Mitte entlang der Z-Achsenrichtung zu schwenken. Darüber hinaus kann die Nebelpoliturzufuhreinheit 7, nachdem der Haltetisch 3 unterhalb der Poliereinheit 7 positioniert worden ist, auf eine solche Weise positioniert werden, dass die Spitze der Düse 62 der unteren Oberfläche des Polierpads 76 der Poliereinheit 7 aufgrund einer Schwenkbewegung der Nebelpoliturzufuhreinheit 6 gegenüberliegt.
Wie in 2 dargestellt, führt die zweite Luftzufuhrquelle 82 komprimierte Luft mit einer vorgegebenen Zufuhrrate (beispielsweise 30 L/min bis 50 L/min) zur Verbindungsleitung 820 zu. Diese Luft strömt in die Verbindung 832, den Lufteinbringungspfad 831a, das Durchgangsloch 834 und den durchtretenden Pfad 78 und wird auf die obere Oberfläche Wb des Wafers W gesprüht, welche die Öffnung 761 des Polierpads 76 schließt und sich dreht. Darüber hinaus strömt die auf die obere Oberfläche Wb des Wafers W gesprühte Luft hauptsächlich entlang der Nuten 760 in einer Gitterform in der Polieroberfläche 76a in Richtung der äußeren Umfangseite des Polierpads 76. Zusätzlich ist der Strom der Luft auf der Polieroberfläche 76a, da sich das Polierpad 76 beim Polierbearbeiten mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit dreht, ein radialer Strom von der Öffnung 761 in Richtung des äußeren Umfangs in der Polieroberflächenrichtung des Polierpads 76 (horizontale Richtung) in einer Ansicht von der +Z-Richtungsseite.
Während eine solche Luftzufuhr von der Luftzufuhreinheit 8 ausgeführt wird, führt die erste Politurzufuhrquelle 63 die Politur (beispielsweise eine Politur, die SiO₂, Al₂O₃, oder dergleichen als lose abrasive Körner enthält) mit einer vorgegebenen Zufuhrrate (beispielsweise 30 mL/min) zur Düse 62 zu. Zusätzlich wird komprimierte Luft von der ersten Luftzufuhrquelle 61 zur Düse 62 zugeführt. Dann werden die Luft und die Politur in der Düse 62 gemischt und eine Nebelpolitur wird aus der Düse 62 auf den Teil, der in der Polieroberfläche 76a des Polierpads 76 vom Wafer W vorsteht, gesprüht.
Normalerweise ist eine Politur aus einer Politurzufuhrquelle beispielsweise mit 100 mL/min zu einer Poliereinheit zugeführt worden. Im Gegensatz dazu ist die Politurzufuhrrate, da die Zufuhrrate von der ersten Politurzufuhrquelle 63 wie oben beschrieben 30 mL/min beträgt, geringer als die gewöhnliche Zufuhrrate.
Die von der unteren Seite in einer Nebelform auf den Teil, der in der sich drehenden Polieroberfläche 76a vom Wafer W vorsteht, gesprühte Politur dreht sich auf eine solche Weise, dass sie das sich drehende Polierpad 76 begleitet. Zusätzlich strömt die Politur aufgrund des Luftflusses von der Öffnung 761 in Richtung zum äußeren Umfang in der Polieroberflächenrichtung des Polierpads 76 in den Nuten 760 und außerhalb der Nuten 760, sodass sie zum äußeren Umfangsrand der Polieroberfläche 76a strömt. Somit verteilt sich die Politur über die gesamte Polieroberfläche 76a. Deswegen wird ein Polieren in einem Zustand ausgeführt, in dem die Politur stets am Kontaktteil zwischen der oberen Oberfläche Wb des Wafers W und dem Polierpad 76 vorliegt. Demgemäß wird es ermöglicht, ein geeignetes Polieren am Wafer W mit einer geringen Menge an Politur durchzuführen und ein ökonomisches Polierbearbeiten mit einer Unterdrückung des Verbrauchs der Politur kann eingerichtet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Politur bei der Polierbearbeitung kontinuierlich von der Nebelpoliturzufuhreinheit 6 auf die Polieroberfläche 76a des Polierpads 76 gesprüht. Allerdings kann es sein, dass die Politur beim Polierbearbeiten von der Nebelpoliturzufuhreinheit 6 intermittierend auf die Polieroberfläche 76a des Polierpads 76 gesprüht wird. Wenn die Nebelpolitur intermittierend gesprüht wird, wird die Nebelpolitur beispielsweise für 3 Sekunden aus der Düse 62 gesprüht und danach wird das Sprühen der Nebelpolitur für 3 Sekunden angehalten. Ein Wiederholen davon kann die benutzte Menge an Politur verringern.
Während die Zufuhr der Politur wie oben beschrieben ausgeführt wird, wird die Dicke des Wafers W von der Dickenmesseinheit 19 gemessen, so dass der Wafer W auf eine gewünschte Dicke poliert wird. Insbesondere bestrahlt der Lichtprojektionsteil 190 der Dickenmesseinheit 19 den Wafer W, der unterhalb der Dickenmesseinheit 19 positioniert ist, mit Messlicht. Das Messlicht wird von der Bündellinse 191 in zur Z-Achsenrichtung paralleles gebündeltes Licht gebündelt und wird durch die durchlässige Platte 835 des Verschlussbauteils 83 transmittiert, um durch das Durchgangsloch 834 und den durchtretenden Pfad 78 durchzutreten und den Wafer W zu erreichen. Dann berechnet die Dickenmesseinheit 19 die optische Pfaddifferenz, wenn der lichtempfangende Teil 192 sowohl das reflektierte Licht, das von einer Reflektion durch die obere Oberfläche Wb des Wafers W stammt, als auch das reflektierte Licht, dass von einer Reflektion von der unteren Oberfläche Wa des Wafers W stammt, empfängt, nachdem das gebündelte Licht durch den Wafer W transmittiert worden ist, und die Dicke des Wafers W wird gemessen.
Wenn eine große Menge an Politur wie im gewöhnlichen Verfahren unter Benutzung des durchtretenden Pfades 78 zum Polierpad 76 zugeführt wird, wird das Messlicht der Dickenmesseinheit 19 von der Politur im durchtretenden Pfad 78 blockiert und kann den Wafer W nicht erreichen, so dass die Dickenmessung des Wafers W in einigen Fällen nicht funktioniert. Allerdings wird es, wie oben beschrieben, durch ein Sprühen und Zuführen einer durch ein Mischen von Politur und Luft erhaltenden Nebenpolitur auf den Teil, der vom Wafer W in der Polieroberfläche 67a des Polierpads 76 vorsteht, durch die Nebelpoliturzufuhreinheit 6 ohne eine Benutzung des durchtretenden Pfades 78 und durch ein Zuführen von Luft in den durchtretenden Pfad 78 möglich, die Dickenmessung des Wafers W durch die Dickenmesseinheit 19 sicher auszuführen.
Wenn der Wafer W auf eine gewünschte Dicke poliert wird, während die Dickenmessung von der Dickenmesseinheit 19 ausgeführt wird, hebt der Polierzufuhrmechanismus 5 die Poliereinheit 7 an und das Polieren des Wafers W endet.
Als die Politurzufuhreinheit, die eine Politur zur Polieroberfläche 76a des Polierpads 76 zuführt, kann eine Politurzufuhreinheit 4 für den durchtretenden Pfad, die in 3 dargestellt ist und Politur zum durchtretenden Pfad 78 zuführt, anstelle der in den oben beschriebenen 1 und 2 dargestellten Nebelpoliturzufuhreinheit 6 eingesetzt werden.
In der Poliervorrichtung 1 ist, wenn die Politurzufuhreinheit 4 für den durchtretenden Pfad als die Politurzufuhreinheit eingesetzt wird, ein Politureinbringungspfad 831b, der zum Durchgangsloch 834 führt, entlang der horizontalen Richtung im Säulenteil 831 ausgebildet und eine zweite Politurzufuhrquelle 42 steht mit diesem Politureinbringungspfad 831b über eine Verbindung 40 und eine Verbindungsleitung 41 in Verbindung.
Wie in 3 dargestellt, führt beim Polierbearbeiten die zweite Politurzufuhrquelle 42 eine Politur mit einer vorgegebenen Zufuhrrate (beispielsweise 30 mL/min) zur Verbindungsleitung 41 zu, während Luft von der Luftzufuhreinheit 78 zugeführt wird. Diese Politur strömt in die Verbindung 40, den Politureinbringungspfad 831b, das Durchgangsloch 834 und den durchtretenden Pfad 78. Die Menge an im durchtretenden Pfad 78 strömender Politur ist geringer als diejenige im gewöhnlichen Verfahren. Somit erfährt die Politur die Zentrifugalkraft aufgrund der Drehung und strömt entlang der Innenwand der Spindel 70 nach unten und ein Durchgang, durch den das Messlicht durchtritt, ist an der Mitte des durchtretenden Pfades 78 sichergestellt.
Die Politur, die durch den durchtretenden Pfad 78 durchgetreten ist und die Öffnung 761 des Polierpads 76 erreicht hat, strömt weiter in den Nuten 760 und außerhalb der Nuten 760 und strömt aufgrund der Zentrifugalkraft des Polierpads 76 und des Luftstroms von der Öffnung 761 in Richtung des äußeren Umfangs in der Polieroberflächenrichtung des Polierpads 76 zum äußeren Umfang in der Polieroberflächenrichtung des Polierpads 76 zum äußeren Umfangsrand der Polieroberfläche 76a. Somit verteilt sich die Politur über die gesamte Polieroberfläche 76a und ein Polieren wird in dem Zustand ausgeführt, in dem die Politur stets am Kontaktteil zwischen der oberen Oberfläche des Wafers W und dem Polierpad 76 vorliegt. Deswegen wird es ermöglicht, mit einer geringen Menge an Politur ein geeignetes Polieren des Wafers W auszuführen und ein wirtschaftliches Polierbearbeiten unter Unterdrückung des Verbrauchs der Politur kann ebenfalls erreicht werden.
Um die Politur effizient über die Polieroberfläche 76a zu verteilen kann eine Fase oder eine abgerundete Fase am Kontaktteil zwischen dem durchtretenden Pfad 78 und der Polieroberfläche 76a (Randlinienteil der Öffnung 761) ausgebildet sein.
Während die Zufuhr der Politur wie oben beschrieben ausgeführt wird, bestrahlt der lichtprojizierende Teil 190 der Dickenmesseinheit 19 den unterhalb der Dickenmesseinheit 19 positionierten Wafer mit Messlicht. Das Messlicht wird von der Bündellinse 191 in zur Z-Achsenrichtung paralleles gebündeltes Licht umgewandelt und wird durch die durchlässige Platte 835 transmittiert, sodass es durch das Durchgangslosch 834 und den durchtretenden Pfad 78 durchtritt und den Wafer W erreicht. Insbesondere ist, wie oben beschrieben, die Menge an im durchtretenden Pfad 78 strömender Politur geringer als diejenige im gewöhnlichen Verfahren und ein Durchgang, durch den das Messlicht durchtritt, ist in der Mitte des durchtretenden Pfades 78 sichergestellt. Deswegen erreicht das Messlicht den Wafer W ohne, dass es von der Politur blockiert wird, und die Dickenmessung durch die Dickenmesseinheit 19 wird sicher ausgeführt.
Dann hebt der Polierzufuhrmechanismus 5, wenn der Wafer W auf eine gewünschte Dicke poliert ist, während die Dickenmessung von der Dickenmesseinheit 19 ausgeführt wird, die Poliereinheit 7 an und das Polieren des Wafers W endet.
Die Poliervorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführung beschränkt. Darüber hinaus sind die Form und so weiter jeder Ausgestaltung der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen ebenfalls nicht darauf beschränkt und können innerhalb eines Bereichs, in dem die Effekte der vorliegenden Erfindung hervorgerufen werden, geeignet verändert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angehängten Patentansprüche definiert und alle Änderungen und Modifikationen, die in das Äquivalente des Schutzbereichs der Ansprüche fallen, sind daher von der Erfindung umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015 [0002]
JP 134383 [0002]
JP 2015134383 [0003]

Claims

Poliervorrichtung, aufweisend: einen Haltetisch, der eine Halteoberfläche aufweist, die einen Wafer W hält; eine Poliereinheit, in der ein Polierpad, das eine Öffnung an einer Mitte einer Polieroberfläche aufweist, die den vom Haltetisch gehaltenen Wafer poliert, an einer Spindel angebracht ist und gedreht wird; eine Politurzufuhreinheit, die Politur zur Polieroberfläche des Polierpads zuführt; und eine Luftzufuhreinheit, die ein oberes Ende eines durchtretenden Pfades, der durch eine axiale Drehmitte des Polierpads und die Spindel durchtritt, schließt und Luft in den durchtretenden Pfad zuführt, wobei die von der Luftzufuhreinheit zugeführte Luft auf eine obere Oberfläche des Wafers gesprüht wird, der die Öffnung des Polierpads durch ein In-Kontakt-Bringen der oberen Oberfläche des vom Haltetisch gehaltenen Wafers mit der Polieroberfläche des Polierpads schließt, und der Wafer auf eine solche Weise poliert ist, dass die von der Politurzufuhreinheit zugeführte Politur aufgrund eines Luftstroms in einer radialen Weise von der Öffnung in Richtung eines äußeren Umfangs in einer Polieroberflächenrichtung des Polierpads über die gesamte Polieroberfläche verteilt wird.
Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Politurzufuhreinheit eine Nebelpoliturzufuhreinheit ist, die durch ein Mischen von Politur mit Luft erhaltene Nebelpolitur auf einen Teil der Polieroberfläche, der vom Wafer vorsteht, sprüht, wenn das Polierpad mit der Polieroberfläche, die größer ist als die obere Oberfläche des Wafers, an der Spindel angebracht ist und die Polieroberfläche in Kontakt mit der oberen Oberfläche des von der Halteoberfläche gehaltenen Wafer gebracht wird.
Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Politurzufuhreinheit von einer Politurzufuhreinheit für einen durchtretenden Pfad ist, die Politur zum durchtretenden Pfad zuführt.