DE102020104238A1

DE102020104238A1 - Verfahren und Poliervorrichtung zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils, und plattenförmiges Bauteil, insbesondere elektrostatische Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel

Info

Publication number: DE102020104238A1
Application number: DE102020104238.8A
Authority: DE
Inventors: Jan Mewis
Original assignee: Berliner Glas GmbH
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-08-19
Also published as: JP2021151693A; US20210252664A1

Abstract

Ein Verfahren zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils 100, insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder einer Immersions-Wafertafel, mit einer durch Stirnflächen von vorstehenden Noppen 120 gebildeten Oberfläche 130 umfasst die Schritte gegenseitige Ausrichtung des Bauteils 100 an einer Bauteil-Trägereinrichtung 210 und eines mechanischen Polierwerkzeugs 221 an einer Werkzeug-Trägereinrichtung 220, wobei das Polierwerkzeug 221 und das Bauteil 100 relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und Abtragsbewegung des Polierwerkzeugs 221 und des Bauteils 100 relativ zueinander derart, dass mit einer Vielzahl von Teilbewegungen ein Materialabtrag an der Stirnfläche von mindestens einer der Noppen 120 erfolgt, wobei das Polierwerkzeug 221 eine Zusammensetzung aus einem formhaltigen, deformierbaren Bindemittel und Polierpartikeln aufweist, die im Bindemittel eingebettet sind, eine Kraftsensoreinrichtung 240 vorgesehen ist, mit der eine Druckkraft messbar ist, die zwischen dem Polierwerkzeug 221 und der mindestens einen Noppe 120 wirkt, und die Werkzeug-Trägereinrichtung 220 und/oder die Bauteil-Trägereinrichtung 210 mit einem vorbestimmten Arbeitswert der Druckkraft eingestellt werden, wobei der Arbeitswert der Druckkraft so gewählt ist, dass während der Abtragsbewegung der Materialabtrag an den Stirnflächen der von mindestens einen Noppe 120 erfolgt. Es werden auch ein mit dem Verfahren hergestelltes, plattenförmiges Bauteil 100 und eine Poliervorrichtung 200 zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils 100 beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung, insbesondere Polieren, eines plattenförmigen Bauteils, insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder einer Immersions-Wafertafel, mit einer ebenen Oberfläche, die durch Stirnflächen einer Vielzahl von vorstehenden Noppen gebildet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Polieren von mindestens einer der Noppen einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder einer Immersions-Wafertafel. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein mit dem genannten Verfahren bearbeitetes Bauteil, insbesondere eine elektrostatische Haltevorrichtung oder eine Immersions-Wafertafel mit einer bearbeiteten Oberfläche. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Poliervorrichtung zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils, insbesondere zur Ausführung des genannten Verfahrens. Anwendungen der Erfindung sind bei der Herstellung, Reparatur oder Regenerierung von Bauteilen, insbesondere von elektrostatischen Haltevorrichtungen oder Immersions-Wafertafeln gegeben.
Elektrostatische Haltevorrichtungen zur elektrostatischen Halterung von Bauteilen, die auch als elektrostatische Wafertafeln, elektrostatische Klemmvorrichtungen, elektrostatische Clamps, ESC's oder elektrostatische Chucks bezeichnet werden, sind allgemein bekannt. Elektrostatische Haltevorrichtungen werden z. B. bei der Halterung von Halbleiterscheiben, insbesondere Siliziumwafern, in der lithographischen Halbleiterprozessierung, zum Beispiel in der Chipproduktion, angewendet.
Typischerweise weist eine elektrostatische Haltevorrichtung mehrere platten- oder schichtförmige Elemente auf (siehe z. B. US 4 502 094 oder US 2013/0308116 A1 ), von denen mindestens ein plattenförmiges Element mit einer Elektrodeneinrichtung ausgestattet ist, mit der die elektrostatischen Haltekräfte erzeugt werden. Mindestens ein plattenförmiges Element ist für die Erfüllung einer Träger- und Kühlungsfunktion aus einer mechanisch steifen Keramik hergestellt. Des Weiteren weist eine elektrostatische Haltevorrichtung typischerweise mindestens eine freiliegende Oberfläche, z. B. an ihrer Oberseite, auf, die durch eine Vielzahl von vorstehenden Noppen gebildet wird. Stirnflächen der Noppen bilden eine Auflagefläche für den Siliziumwafer.
Für die Anwendung der elektrostatischen Haltevorrichtung zur Halterung von Halbleiterscheiben, z. B. in der Chipproduktion, soll die von den Noppen aufgespannte Auflagefläche möglichst eben sein, da Unebenheiten zu einer Verbiegung der Halbleiterscheibe und damit z. B. zu Fehlern bei deren Strukturierung in der Chipproduktion führen können. Unebenheiten können entstehen, wenn einzelne Noppen oder Noppengruppen relativ zu ihrer Umgebung vorstehen oder abgesenkt (eingerückt) sind (lokale Unebenheiten) oder wenn größere Oberflächenbereiche innerhalb der Auflagefläche Noppenhöhen aufweisen, die von der Noppenhöhen in anderen Oberflächenbereichen abweichen (globale Unebenheiten). Lokale Unebenheiten von wenigen Nanometern, z. B. vorstehende Noppen > 10 nm, können bereits zu nicht tolerierbaren Verbiegungen der Halbleiterscheiben führen.
Aus der Praxis ist bekannt, eine Oberfläche einer elektrostatischen Haltevorrichtung durch lonenstrahlätzen zu bearbeiten. Mit diesem Verfahren können allerdings nur globale Unebenheiten korrigiert werden. Darüber hinaus ist das Ionenstrahlätzen nachteilig, da es aufwendig und teuer ist. Des Weiteren ist das magneto-rheologische Polieren bekannt, das zwar zur Korrektur von lokalen Unebenheiten geeignet ist, jedoch bei der Bearbeitung von Noppenoberflächen störende Schleifspuren erzeugt. Schließlich entstehen auch bei weiteren, aus der Praxis bekannten, lokal wirkenden mechanischen Polierverfahren unter Verwendung von Polierrobotern und Mikrofräsprozessen mit harten Werkzeugstiften unerwünschte Abrieb- und Schleifspuren. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Verfahren ist es, dass das Ergebnis empfindlich von den Fertigkeiten und Erfahrungen des Anwenders abhängig sein kann.
Die genannten Probleme treten nicht nur bei der Bearbeitung einer elektrostatischen Haltevorrichtung, sondern auch bei der Bearbeitung von anderen Bauteilen, wie z. B. Immersions-Wafertafeln, auf.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils, insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel, bereitzustellen, mit dem Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden. Das Verfahren soll sich insbesondere für die Korrektur sowohl von lokalen und als auch von globalen Unebenheiten eignen, eine erhöhte Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bei der Einstellung der Oberfläche des bearbeiteten Bauteils haben, und/oder unabhängig von den Fertigkeiten und Erfahrungen des Anwenders, mit einem verringerten Aufwand, mit verringerten Kosten und/oder mit erhöhtem Durchsatz ausführbar sein. Die Aufgabe der Erfindung ist es des Weiteren, ein verbessertes Bauteil, insbesondere eine verbesserte elektrostatische Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel bereitzustellen, das mit dem genannten Verfahren hergestellt ist und mit dem Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden. Das Bauteil soll sich insbesondere durch eine verbesserte lokale und globale Ebenheit auszeichnen, weniger störende Schleifspuren aufweisen und/ oder an seiner Oberfläche eine definierte Rauheit aufweisen. Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, eine verbesserte Poliervorrichtung bereitzustellen, mit der das genannte Verfahren ausführbar ist und mit der Nachteile herkömmlicher Techniken vermieden werden. Mit der Poliervorrichtung sollen insbesondere die Korrektur von lokalen und von globalen Unebenheiten ermöglicht werden, eine erhöhte Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bei der Einstellung der Oberfläche des bearbeiteten Bauteils erreicht werden, und/oder ein Betrieb unabhängig von den Fertigkeiten und Erfahrungen des Anwenders, mit einem verringerten Aufwand, mit verringerten Kosten und/oder mit erhöhtem Durchsatz erreicht werden.
Diese Aufgaben werden jeweils durch ein Verfahren zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils, insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel, ein mit dem Verfahren bearbeitetes Bauteil und eine Poliervorrichtung gelöst, welche die Merkmale der unabhängigen Ansprüche aufweisen. Bevorzugte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils, insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel gelöst, wobei das plattenförmige Bauteil mindestens eine, durch Stirnflächen einer Vielzahl von vorstehenden Vorsprüngen (Noppen) gebildete Oberfläche (auch als Oberseite bezeichnet) aufweist. Die Stirnflächen der Noppen bilden eine Oberfläche des Bauteils, die sich entlang einer vorbestimmten Bezugsebene erstreckt. Mit dem Verfahren zur Bearbeitung des Bauteils werden die Höhen der Noppen so eingestellt, dass die von den Stirnflächen gebildete (aufgespannte) Oberfläche im Wesentlichen stufenlos, insbesondere eben ist.
Das erfindungsgemäß bearbeitete plattenförmige Bauteil weist eine Grundplatte auf, die einstückig aus einem einzigen plattenförmigen Element oder vorzugsweise aus mehreren plattenförmigen Elementen zusammengesetzt ist, wie es an sich z. B. von elektrostatischen Haltevorrichtungen oder Immersions-Wafertafeln bekannt ist. Vorzugsweise hat die Grundplatte eine flächige Form mit einer Oberseite und einer Unterseite. Die Noppen sind ausschließlich auf der Oberseite oder auf beiden Ober- und Unterseiten vorgesehen. Stirnflächen der Noppen auf der Oberseite (und/ oder auf der Unterseite) erstrecken sich jeweils entlang einer gemeinsamen Bezugsebene.
Die Bezugsebene wird im Folgenden auch als x-y-Ebene bezeichnet, wobei sich die Noppen in einer Richtung senkrecht zur Bezugsebene (z-Richtung) erstrecken. Richtungen parallel zur Bezugsebene werden auch als laterale Richtungen bezeichnet. Die Bearbeitung des Bauteils umfasst einen mechanischen Materialabtrag von der Stirnfläche von mindestens einer der Noppen, insbesondere eine Höheneinstellung der mindestens einen Noppe, wobei ggf. ein Polieren enthalten ist.
Das Bauteil wird an einer Bauteil-Trägereinrichtung angeordnet und ein mechanisches Polierwerkzeug wird an einer Werkzeug-Trägereinrichtung angeordnet. Die Bauteil-Trägereinrichtung und die Werkzeug-Trägereinrichtung sind jeweils eine Halterung, an der das Bauteil und das Polierwerkzeug so positioniert sind, dass die Stirnflächen der Noppen bzw. mindestens eine Arbeitsfläche des Polierwerkzeugs freiliegen. Das Bauteil und das Polierwerkzeug sind so positioniert, dass die Stirnflächen der Noppen und die Arbeitsfläche des Polierwerkzeugs zueinander weisen. Mit der Bauteil-Trägereinrichtung und der Werkzeug-Trägereinrichtung sind das Bauteil und das Polierwerkzeug relativ zueinander beweglich. Die gegenseitige Bewegung des Bauteils und des Polierwerkzeugs relativ zueinander wird auch als Abtragsbewegung bezeichnet. Das Bauteil und das Polierwerkzeug werden so positioniert, dass das Polierwerkzeug bei Ausführung der Abtragsbewegung auf die Stirnflächen der Noppen einwirken kann. Beispielsweise kann das Bauteil mit der Bauteil-Trägereinrichtung ortsfest positioniert und das Polierwerkzeug mit der Werkzeug-Trägereinrichtung relativ zum Bauteil bewegt werden. Alternativ können umgekehrt das Polierwerkzeug ortsfest und das Bauteil beweglich oder sowohl das Polierwerkzeug und als auch das Bauteil beweglich angeordnet sein.
Bei der Abtragsbewegung werden das Polierwerkzeug und das Bauteil relativ zueinander derart bewegt, dass ein Materialabtrag an der Stirnfläche von mindestens einer der Noppen erfolgt. Die Abtragsbewegung umfasst insbesondere eine Vielzahl von Teil-Abtragsbewegungen, bei denen schrittweise Material von der Stirnfläche der mindestens einen bearbeiteten Noppe abgetragen wird. Die Teil-Abtragsbewegungen werden vorzugsweise so ausgeführt, dass die Stirnflächen der mindestens einen Noppe vom Polierwerkzeug vollständig überstrichen werden.
Gemäß der Erfindung weist das Polierwerkzeug, insbesondere die Arbeitsfläche des Polierwerkzeugs, eine Zusammensetzung aus einem Bindemittel und Polierpartikeln auf. Die Polierpartikel sind in das Bindemittel eingebettet. Das Bindemittel besteht aus einem formhaltigen, bei Einwirkung des Polierwerkzeugs auf die Noppen, insbesondere bei der Ausführung der Abtragsbewegung, elastisch deformierbaren (insbesondere komprimierbaren) Material, wie zum Beispiel einem Kunststoff. An der Arbeitsfläche des Polierwerkzeugs ragen die Polierpartikel aus dem Bindemittel vor. Die Härte des Bindemittels ist geringer als die Härte der Noppen, beispielsweise geringer als die Härte von SiSiC-Keramik. Die Polierpartikel bestehen aus einem Material, das für einen Materialabtrag von den Noppen ausgewählt ist. Die Polierpartikel besitzen eine Härte, die größer als die Härte der Noppen, beispielsweise größer als die Härte von SiSiC-Keramik ist.
Des Weiteren ist gemäß der Erfindung eine Kraftsensoreinrichtung vorgesehen. Die Kraftsensoreinrichtung ist vorzugsweise an der Werkzeug-Trägereinrichtung angeordnet, kann alternativ aber auch an der Bauteil-Trägereinrichtung angeordnet sein. Die Kraftsensoreinrichtung ist dafür ausgelegt, eine Druckkraft (Anpresskraft) zu messen, die zwischen dem Polierwerkzeug und der mindestens einen Noppe wirkt. Die Druckkraft kann während der Bearbeitung des Bauteils kontinuierlich oder zu bestimmten Messzeiten gemessen werden. Die Druckkraft ist beispielsweise die Kraft, mit der das Polierwerkzeug, wenn es in einem komprimierten Zustand auf der Stirnfläche der mindestens einen Noppen positioniert ist, auf die Stirnfläche der Noppe wirkt. Werden mehrere Noppen bearbeiten, ist die Druckkraft die Kraft, mit der das Polierwerkzeug auf die Stirnfläche von einer der Noppen wirkt. Alternativ oder zusätzlich kann als Druckkraft auch die Kraft gemessen werden, die lateral auf eine Noppe wirkt, wenn das Polierwerkzeug während der Abtragsbewegung auf die Noppe trifft.
Des Weiteren werden gemäß der Erfindung die Werkzeug-Trägereinrichtung und/oder die Bauteil-Trägereinrichtung so eingestellt, dass ein vorbestimmter Arbeitswert der Druckkraft zwischen dem Polierwerkzeug und der mindestens einen Noppe gegeben ist. Der Arbeitswert der Druckkraft wird so gewählt, dass während der Abtragsbewegung der Materialabtrag an der Stirnfläche der mindestens einen Noppe erfolgt, im Übrigen jedoch keine Beschädigung der Noppen, insbesondere kein Ausbruch von Material an den Rändern der Stirnfläche(n) oder ein Abbrechen der Noppe(n) erfolgt.
Erfindungsgemäß kann lokal eine einzige Noppe bearbeitet, z. B. auf die Höhe der benachbarten Noppen abgesenkt, werden. In der Praxis werden typischerweise lokal mehrere benachbarte oder voneinander beabstandete Noppen oder global alle Noppen des Bauteils bearbeitet, so dass im Folgenden meistens auf die Bearbeitung von mehreren Noppen Bezug genommen wird.
Erfindungsgemäß wird vorteilhafterweise ein relativ weiches Polierwerkzeug mit einer mittleren Härte geringer als die Härte der Noppen verwendet. Während der Abtragsbewegung wird das Polierwerkzeug partiell komprimiert, wobei die Polierpartikel auf die Noppen wirken. Vorteilhafterweise wird dadurch die Form des Polierwerkzeugs nicht auf die Stirnflächen der Noppen übertragen. Unerwünschte und/oder nicht reproduzierbare Bearbeitungsspuren, wie sie zum Beispiel bei der Anwendung von Polierrobotern mit Schleifstiften oder beim magneto-rheologischen Polieren auftreten, werden vermieden.
Der Arbeitswert der Druckkraft und damit der pro Abtrags-Teilbewegung erzielbare Materialabtrag werden durch die Position des Polierwerkzeugs relativ zu den Noppen in Abhängigkeit von der mittleren Härte des Polierwerkzeugs eingestellt. Der Arbeitswert der Druckkraft wird insbesondere durch den senkrechten Abstand bestimmt, der bei Positionierung des Polierwerkzeugs lateral neben einer Noppe zwischen der Arbeitsfläche des nicht komprimierten Polierwerkzeugs und der Ebene der Stirnfläche der Noppe (Zustellung des Polierwerkzeugs) eingestellt ist. Mit anderen Worten, die Zustellung ist ein Abstandsmaß, welches für die Tiefe charakteristisch ist, mit der das Polierwerkzeug in die von den Stirnflächen der Noppen aufgespannte Fläche ragt.
Der bei der Bearbeitung erzeugte Gesamt-Materialabtrag wird durch den Arbeitswert der Druckkraft und die Zahl der Abtrags-Teilbewegungen festgelegt. Vorteilhafterweise wird damit die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Materialbearbeitung im Vergleich zu herkömmlichen Techniken erhöht. Mit der Zustellung und der Zahl der Abtragsbewegungen wird der Bearbeitungsprozess mit zwei Prozessparametern festgelegt, wodurch das Verfahren vorteilhafterweise relativ leicht automatisierbar ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, dass die Größe des Polierwerkzeugs frei wählbar ist. Das Polierwerkzeug, insbesondere dessen auf die Stirnflächen der Noppen einwirkende Arbeitsfläche, kann eine Größe aufweisen, die an die laterale Ausdehnung der Stirnflächen, insbesondere deren Durchmesser, angepasst ist. Beispielsweise kann das Polierwerkzeug die Größe einer einzigen Stirnfläche aufweisen. Die Anzahl der bearbeiteten Noppen kann durch den Arbeitsbereich der Abtragsbewegung eingestellt werden. Je nach Anwendung der Erfindung kann daher selbst mit einem kleinen Polierwerkzeug durch die Einstellung des Arbeitsbereiches der Abtragsbewegung (Amplitude der Teilbewegungen) eine lokale Korrektur von Noppen, bis hin zu einer einzelnen Noppe, oder eine Korrektur von Noppengruppen oder eine globale Korrektur aller Noppen des Bauteils erfolgen. Alternativ kann das Polierwerkzeug, insbesondere seine Arbeitsfläche, eine Größe aufweisen, die sich über Stirnflächen von mehreren benachbarten Noppen erstreckt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Teilbewegungen translatorische Bewegungen des Polierwerkzeugs und der Noppen relativ zueinander, besonders bevorzugt translatorische Bewegungen des Polierwerkzeugs relativ zu den ortsfesten Noppen. Die translatorische Bewegungen sind abweichend vom magneto-rheologischen Polieren und typischen Varianten der manuellen Bearbeitung gerichtete, nicht-rotierende, zum Beispiel lineare Bewegungen in lateraler Richtung, das heißt parallel zur x-y-Ebene. Die translatorische Bewegung hat gegenüber der rotierenden Bewegung den Vorteil, dass die Bildung einer Vorzugsrichtung beim Materialabtrag und damit prägnante Schleifspuren vermieden wird. Des Weiteren kann bei vergleichbarer Druckkraft durch die translatorische Bewegung je Teilbewegungen ein stärkerer Materialabtrag erreicht werden, als bei einer entsprechenden rotierenden Bewegung.
Besonders bevorzugt weisen die Teilbewegungen, insbesondere die translatorischen Teilbewegungen parallel zur Bezugsebene des Bauteils schrittweise wechselnde laterale Bewegungsrichtungen des Polierwerkzeugs und der Noppen relativ zueinander auf. Vorteilhafterweise wird durch die schrittweise Änderung der Bewegungsrichtung zum Beispiel des Polierwerkzeugs in der Bezugsebene die Erzeugung von unerwünscht tiefen Kratzern auf den Stirnflächen der Noppen vermieden und die Bildung einer stochastischen Rauheit der Stirnflächen gefördert.
Von besonderem Vorteil für die Vermeidung von Vorzugsrichtungen beim Materialabtrag und für die Bildung der stochastischen Rauheit ist es, wenn die Richtungen aufeinander folgender Teilbewegungen des Polierwerkzeugs und der Noppen relativ zueinander sich durch einen nicht-ganzzahligen Teil von 360°, insbesondere im Bereich von 5 ° bis 30 °, unterscheiden. Vorteilhafterweise wird damit selbst beim Durchlauf der Richtungen der wechselnden Teilbewegungen durch einen Vollkreis ein Materialabtrag in bereits vorhandenen Spuren und damit deren übermäßige Vertiefung vermieden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Druckkraft mit der Kraftsensoreinrichtung vor Beginn der Bewegung des Polierwerkzeugs und des Bauteils relativ zueinander und/oder in vorbestimmten Messphasen gemessen, in denen das Polierwerkzeug nach einer Vielzahl von Teilbewegungen auf mindestens einer der Noppen ruhend angeordnet ist. Durch die Messung der Druckkraft unter der Bedingung eines ruhenden Polierwerkzeugs werden Messfehler vermieden, die andernfalls beispielsweise durch Schwingungen eines bewegten Polierwerkzeugs erzeugt werden könnten.
Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Variante der Erfindung wirkt das Polierwerkzeug frei von einem Läppungsmittel auf die Noppen. Die Bearbeitung der Noppen erfolgt ohne ein Läppungsmittel. Das Polierwerkzeug wirkt trocken auf die Stirnflächen der Noppen. Vorteilhafterweise wird dadurch das Bearbeitungsverfahren vereinfacht und es werden Nachbearbeitungsschritte zur Beseitigung von Resten eines Läppungsmittels vermieden.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Polierwerkzeuge in Gestalt von Hochglanzpolierern aus der Dentaltechnik, umfassend ein ausreichend weiches Bindemittel und eine ausreichend hohe Korndichte der Polierpartikel, kommerziell verfügbar sind. Vorzugsweise umfassen das Bindemittel einen gummielastischen Kunststoff, wie z. B. Gummi oder andere Elastomere, und/oder die Polierpartikel Diamant-, Silizium- und/oder Siliziumkarbid-Partikel, zum Beispiel mit einer Größe im Bereich von 2 µm bis 10 µm, insbesondere 3 µm bis 7 µm. Der mittlere Kornabstand der Polierpartikel 223 ist vorzugsweise im Bereich von 10 µm bis 15 µm gewählt. Polierpartikel mit Größen in diesem Bereich haben den Vorteil, dass eine für die Anwendung des Bauteils ausreichend geringere Rauheit erzeugt werden kann.
Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein Polierwerkzeug verwendet, dessen Bindemittel einen weichen oder mittelharten Kunststoff umfasst. Besonders bevorzugt weist das Bindemittel eine Steifigkeit im Bereich von 5 N/mm bis 30 N/mm auf. Polierwerkzeuge mit einer Steifigkeit in diesem Bereich haben sich als besonders vorteilhaft für eine schonende Bearbeitung der Noppen, insbesondere einen wirksamen Abtrag von den Stirnflächen ohne einen Abbruch von Rändern der Stirnflächen oder einen Abbruch ganzer Noppen, erwiesen.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Einstellung eines Bearbeitungsbereiches innerhalb der Oberfläche des Bauteils erfolgt, auf den die Bewegung des Polierwerkzeugs und des Bauteils relativ zueinander beschränkt ist. Mit der Einstellung des Bearbeitungsbereichs kann jede gewünschte Bearbeitungsgröße von einer lokalen Korrektur bis zu einer globalen Korrektur vorgegeben werden.
Gemäß einem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird die obige Aufgabe durch ein plattenförmiges Bauteil, insbesondere eine elektrostatische Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel, gelöst, das, wie oben beschrieben eine Grundplatte und eine Vielzahl von vorstehenden Noppen umfasst, die auf mindestens einer Seite der Grundplatte angeordnet sind und deren Stirnflächen mindestens eine ebene Oberfläche des Bauteils bilden. Die Oberfläche erstreckt sich parallel zu einer vorbestimmten Bezugsebene.
Gemäß der Erfindung weisen die Stirnflächen der Noppen des erfindungsgemäßen Bauteils eine vorbestimmte Rauheit auf. Die Rauheit hat die Gestalt von Schleifspuren mit gleichförmigen Tiefen. Die Schleifspuren verlaufen stochastisch verteilt lateral und parallel zur Bezugsebene. Vorteilhafterweise zeichnet sich das erfindungsgemäße Bauteil durch ebene Stirnflächen der Noppen parallel zur Bezugsebene, gleiche Höhen aller Noppen in z-Richtung und die genannte Rauheit der Stirnflächen aus. Diese Kombination von Merkmalen der Noppen ist von besonderem Vorteil für die Anwendung des Bauteils bei der Halterung von Halbleiterscheiben. Abweichend von Bauteilen, die mit herkömmlichen Techniken bearbeitet wurden, sind die Schleifspuren gleichförmig gebildet, das heißt sie zeichnen sich entlang der Stirnflächen durch im Wesentlichen gleiche Spurentiefen aus. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Bauteil mit dem Verfahren gemäß dem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung in seinen verschiedenen Ausgestaltungen hergestellt.
Gemäß einem dritten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung wird die obige Aufgabe durch eine Poliervorrichtung zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils, insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel, gelöst, wobei das Bauteil eine durch Stirnflächen einer Vielzahl von vorstehenden Noppen gebildete, ebene Oberfläche aufweist. Vorzugsweise ist die Poliervorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß dem ersten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung in seinen verschiedenen Ausgestaltungen und/oder zur Herstellung eines Bauteils gemäß dem zweiten allgemeinen Gesichtspunkt der Erfindung in seinen verschiedenen Ausgestaltungen ausgelegt.
Die Poliervorrichtung umfasst eine Bauteil-Trägereinrichtung, eine Werkzeug-Trägereinrichtung und eine Antriebseinrichtung. Die Bauteil-Trägereinrichtung ist dafür konfiguriert, das Bauteil während der Bearbeitung temporär aufzunehmen und gegebenenfalls zu bewegen. Die Werkzeug-Trägereinrichtung ist zur Halterung eines mechanischen Polierwerkzeugs und gegebenenfalls für eine Bewegung des Polierwerkzeugs eingerichtet. Die Bauteil-Trägereinrichtung und die Werkzeug-Trägereinrichtung sind für eine gegenseitige Relativbewegung des Polierwerkzeugs und des Bauteils ausgelegt.
Mit der Antriebseinrichtung sind die Bauteil-Trägereinrichtung und/oder die Werkzeug-Trägereinrichtung betätigbar. Die Antriebseinrichtung ist für eine Bewegung des Bauteils und/oder des Polierwerkzeugs ausgelegt, um eine Abtragsbewegung des Polierwerkzeugs und des Bauteils relativ zueinander auszuführen. Die Bauteil-Trägereinrichtung und/oder die Werkzeug-Trägereinrichtung sind für die vorzugsweise nicht-rotierende Abtragsbewegung konfiguriert, die eine Vielzahl von Teilbewegungen mit wechselnden Bewegungsrichtungen parallel zu der Bezugsebene der ebenen Oberfläche des Bauteils umfasst. Die Vielzahl von Teilbewegungen sind für einen Materialabtrag an den Stirnflächen der Noppen vorgesehen.
Gemäß der Erfindung umfasst das Polierwerkzeug eine Zusammensetzung aus einem formhaltigen, deformierbaren Bindemittel und Polierpartikeln. Die Polierpartikel sind im Bindemittel eingebettet. Das Bindemittel ist vorzugsweise elastisch deformierbar. Des Weiteren ist gemäß der Erfindung eine Kraftsensoreinrichtung vorgesehen, mit der eine Druckkraft messbar ist, die zwischen dem Polierwerkzeug und den Noppen eines von der Bauteil-Trägereinrichtung gehaltenen Bauteils wirkt. Des Weiteren ist gemäß der Erfindung eine Steuereinrichtung vorgesehen, mit der die Werkzeug-Trägereinrichtung und/oder die Bauteil-Trägereinrichtung mit einem vorbestimmten Arbeitswert der Druckkraft zwischen dem Polierwerkzeug und den Noppen einstellbar sind.
Vorzugsweise umfasst die Werkzeug-Trägereinrichtung ein Werkzeug-Portal. Das Werkzeug-Portal hat besondere Vorteile bei der Positionierung und Bewegung des Polierwerkzeugs relativ zum zu bearbeitenden Bauteil an der Bauteil-Trägereinrichtung.
Zusammengefasst bietet die Erfindung mit ihren verschiedenen Gesichtspunkten die folgenden Vorteile. Es wird eine automatisierte Korrektur von Unebenheiten auf Halbleiterscheiben, insbesondere Wafertafeln, bereitgestellt. Die Bearbeitung kann im Wesentlichen unabhängig von den Fertigkeiten und Erfahrungen eines Anwenders erfolgen. Dabei wird ein reproduzierbarer Abtrag auf Noppen der Halbleiterscheiben an spezifischen Noppen-Positionen im Nanometerbereich ermöglicht. Die Erfindung bietet die Einstellung reproduzierbarer Eingriffsbedingungen bei der Bearbeitung, insbesondere dem Polieren, der Oberfläche des Bauteils, insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel. Als besonders vorteilhaft hat sich eine automatisierte Bearbeitung von Bauteil-Oberfläche, z. B. aus SiSiC, DLC- und CrN-Oberflächen, mit einem mittleren Abtrag von weniger als 1 nm pro Bearbeitungsschritt (Teil-Abtragsbewegung) erwiesen. Die Verwendung eines makroskopischen Werkzeugs mit nachgiebiger Bindung des Bindemittels zur mikroskopischen, mechanischen Korrektur im einstelligen Nanometerbereich wird durch die Nutzung der Kraftsensorik ermöglicht, die zur Herstellung reproduzierbarer Bearbeitungsbedingungen verwendbar ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in:

1: eine schematische Darstellung von Merkmalen von Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Poliervorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
2: eine schematische Illustration der Zustellung eines Polierwerkzeugs relativ zu einer Noppe; und
3: beispielhafte Bilder von Noppen-Stirnflächen vor (A) und nach (B) der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter beispielhaftem Bezug auf die Bearbeitung einer elektrostatischen Haltevorrichtung mit einer Vielzahl von Noppen auf einer einzigen Oberfläche (Oberseite) beschrieben, wobei insbesondere Einzelheiten des Polierwerkzeugs und seiner Einstellung relativ zu den Noppen sowie der Ausführung der Abtragsbewegung beschrieben werden. Es wird beispielhaft auf eine Poliervorrichtung in Gestalt einer Portalmaschine Bezug genommen. Die Umsetzung der Erfindung in der Praxis ist jedoch nicht auf die Anwendung der Portalmaschine beschränkt. Vielmehr kann die Poliervorrichtung eine abweichende Konfiguration für die gewünschte Abtragsbewegung des Polierwerkzeugs und des Bauteils relativ zueinander aufweisen. Einzelheiten der elektrostatischen Haltevorrichtung werden nicht beschrieben, da diese an sich von herkömmlichen elektrostatischen Haltevorrichtungen bekannt sind. Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Bearbeitung von einer oder mehreren Noppen einer elektrostatischen Haltevorrichtung beschränkt, sondern entsprechend bei der Bearbeitung anderer Bauteile, wie z. B. Immersions-Wafertafeln, möglich.
1 zeigt in schematischer Schnittansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Poliervorrichtung 200 in Gestalt des Werkzeugportals. Eine untere Plattform (Maschinenbett) des Werkzeugportals bildet eine Bauteil-Trägereinrichtung 210. Die untere Plattform ist zur temporären Halterung des zu bearbeitenden Bauteils 100 konfiguriert und hierzu z. B. mit einer ebenen Plattformoberfläche und Fixierelementen (nicht dargestellt) ausgestattet. Das Bauteil 100 wird durch eine entsprechende Aufnahme in der horizontalen Ebene mit einer ausreichenden Genauigkeit reproduzierbar positioniert.
Das Bauteil 100 ist zum Beispiel eine schematisch gezeigte elektrostatische Haltevorrichtung mit einer Grundplatte 110 und Noppen 120, deren Stirnflächen 121 (siehe auch 2) eine Oberfläche 130 des Bauteils 100 aufspannen. In der Darstellung erstreckt sich die Oberfläche 130 in einer x-y-Ebene (Bezugsebene), während sich die Noppen 120 in einer z-Richtung senkrecht zu der x-y-Ebene erstrecken. In einem praktischen Beispiel hat das Bauteil 100 auf einer Oberfläche mit einer lateralen Ausdehnung von zum Beispiel 300 mm eine Gesamtzahl von bis zu 30.000 Noppen jeweils mit einem Durchmesser von 200 µm bis 350 µm und einer Höhe in z-Richtung von 10 µm bis 180 µm.
Ein oberer Portalabschnitt des Werkzeugportals bildet eine Werkzeug-Trägereinrichtung 220, an der das Polierwerkzeug 221 mittels eines Antriebsschlittens 232 angebracht ist. Der obere Portalabschnitt ist relativ zur Bauteil-Trägereinrichtung 210 (untere Plattform) mit einem Portalantrieb 231 in y-Richtung, d. h. senkrecht zur Zeichenebene, verschiebbar angeordnet. Der Antriebsschlitten 232 ist entlang des oberen Portalabschnitts in x-Richtung verschiebbar angeordnet.
An einer Unterseite des Antriebsschlittens 232 ist eine Kraftsensoreinrichtung 240 und an dieser ein Werkzeughalter 224 mit dem Polierwerkzeug 221 angeordnet. Die Kraftsensoreinrichtung 240, die zum Beispiel eine Kraftmessdose umfasst, ist zur Messung einer Druckkraft des Polierwerkzeugs 221 relativ zu den Noppen 120 in z-Richtung vorgesehen. Besonders bevorzugt wird eine 6-Achs-Kraftsensorik verwendet. Als Kraftmessdose wird z. B. ein Dynamometer vom Hersteller ATI für eine Kraftmessung bis 10 mN verwendet. Der Werkzeughalter 224 ist für eine temporäre Fixierung des Polierwerkzeugs 221 an der Kraftsensoreinrichtung 240 bzw. am Antriebsschlitten 232 vorgesehen. Je nach Anwendung der Erfindung kann ein Polierwerkzeug 221 mit einer geeigneten Konfiguration (Steifigkeit des Bindemittels und Härte der Polierpartikel) jeweils mit einem Werkzeughalter 224 mit einer geeigneten Länge in z-Richtung ausgewählt und an der Kraftsensoreinrichtung 240 bzw. am Antriebsschlitten 232 eingesetzt werden.
Der Portalantrieb 231 und der Antriebsschlitten 232 bilden eine Antriebseinrichtung 230, mit der das Polierwerkzeug 221 relativ zu dem Bauteil 100 beweglich ist. Mit dem Antriebsschlitten 232 ist das Polierwerkzeug 221 zusätzlich zur Beweglichkeit in der x-Richtung in der z-Richtung verstellbar, um die Zustellung des Polierwerkzeugs 221 relativ zu den Noppen 120 (siehe 2) einzustellen. Mit dem Portalantrieb 231 ist das Polierwerkzeug 221 in y-Richtung beweglich. Durch den Betrieb des Portalantriebs 231 und des Antriebsschlittens 232 wird die Abtragsbewegung des Polierwerkzeugs 221 relativ zu den Noppen 120 ausgeführt.
Die Poliervorrichtung 200 ist mit einer Steuereinrichtung 250 ausgestattet, die mit der Antriebseinrichtung 230 und der Kraftsensoreinrichtung 240 verbunden und zum Einmessen des Polierwerkzeugs 221 (insbesondere Einstellung in z-Richtung) und zur Steuerung der Antriebseinrichtung 230 (insbesondere Einstellung der Teil-Abtragsbewegungen) eingerichtet ist. Die Steuereinrichtung 250 umfasst z. B. einen Steuercomputer.
Das Polierwerkzeug 221 am unteren Ende des Werkzeughalters 224 hat, wie schematisch weiter vergrößert in 2 gezeigt ist, eine Arbeitsfläche in Gestalt einer Sphäroidoberfläche, z.B. Halbkugeloberfläche. Das Polierwerkzeug 221 umfasst ein Bindemittel 222 und darin eingebettete Polierpartikel 223, und es ist zum Beispiel ein Hochglanzpolierer, wie er aus der Dentaltechnik bekannt ist (insbesondere ein Dentalpolierer). Das Bindemittel 221 ist aus einem gummielastischen Kunststoff, insbesondere aus Gummi, hergestellt und die Polierpartikel 223 umfassen z. B. Diamant-, Silizium- und/oder Siliziumkarbid-Partikel. Die Polierpartikel 223 haben eine typische Querschnittsdimension im Bereich von 3 µm bis 7 µm. Der mittlere Kornabstand der Polierpartikel 223 ist im Bereich von 10 µm bis 15 µm gewählt. Der Pfeil in 2 zeigt des Weiteren schematisch die mit dem Antriebsschlitten 232 ausführbaren Bewegungen des Polierwerkzeugs 221, umfassend die Zustellbewegung in z-Richtung hin zur Stirnfläche 121 der beispielhaft gezeigten Noppe 120 und die Abtragsbewegung in der x-y-Ebene parallel zur Stirnfläche 121.
Die Konfiguration des Polierwerkzeugs wird in Abhängigkeit von der konkreten Bearbeitungsaufgabe, insbesondere in Abhängigkeit vom Material der Noppen-Stirnflächen, der gewünschten Bearbeitungsgeschwindigkeit und/oder der gewünschten Rauheit der fertigen Noppen-Stirnflächen nach der Bearbeitung gewählt. Beispielsweise wird, wenn die Noppen eine DLC-Beschichtung oder eine CrN-Beschichtung tragen oder eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit gewünscht wird, ein Polierwerkzeug mit einer höheren Steifigkeit (oder Bindungshärte) des Bindemittels und einer größeren Härte der Polierpartikel gewählt, als bei der Bearbeitung von Noppen mit Stirnflächen aus Si oder SiSiC. Wenn eine erhöhte Rauheit eingestellt werden soll, werden entsprechend größere Polierpartikel verwendet.
Zur Bearbeitung des Bauteils 100 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in der Poliervorrichtung 200 gemäß 1 sind die folgenden Schritte vorgesehen.
Zunächst ist optional ein Vorbereitungsschritt vorgesehen, bei dem festgestellt wird, wo Korrekturbedarf an den Noppen 120 des Bauteils 100 besteht. Beispielsweise werden die Noppenhöhen in z-Richtung mit optischen oder mechanischen Mitteln vermessen, um einzelne Noppen oder Noppengruppen festzustellen, die relativ zur gewünschten Höhe gegenüber der Oberfläche 130 vorstehen.
Die Messung mit optischen Mitteln kann zum Beispiel durch eine elektrostatische Halterung eines Wafers auf den Noppen und eine interferometrische Messung der Waferoberfläche (funktionale Messung) erfolgen. Die Messung mit mechanischen Mitteln kann zum Beispiel unter Verwendung eines Profilometers (z.B. Bruker Dektat Stylus Pro) erfolgen. Die genannten Messungen werden vorzugsweise durchgeführt, wenn das Bauteil 100 bereits in der Poliervorrichtung 200 angeordnet ist. Die Poliervorrichtung 200 kann hierzu mit einer optischen Messeinrichtung und/oder einem Profilometer ausgestattet sein.
Im Ergebnis des Vorbereitungsschritts liegen Daten, umfassend die Identifizierung der zu bearbeitenden Noppen 120, deren Positionen in der x-y-Ebene und optional deren Höhen in z-Richtung vor. Für jede zu bearbeitende Noppe 120 kann der gewünschte Materialabtrag in z-Richtung (in Mikrometer oder Nanometern) ermittelt werden. Auf den Vorbereitungsschritt kann verzichtet werden, wenn die Daten der zu bearbeitenden Noppen aus anderen Quellen bereits vorliegen.
Die zu bearbeitenden Noppenkoordinaten und notwendigen Prozessparameter werden eingelesen und die Bearbeitung der Noppen 120 wird gestartet. Es können einzelne Noppen aufeinanderfolgend bearbeitet werden oder Gruppen von Noppen (oder alle Noppen) gemeinsam bearbeitet werden.
Zunächst erfolgt ein initiales Einmessen des Polierwerkzeugs 221, um dessen geeignete Zustellung zu ermitteln. Typischerweise wird das Polierwerkzeug nur nach einem Wechsel neu eingemessen. Bei bekannten Bearbeitungsbedingungen kann die Zustellung von der Steuereinrichtung vorgegeben werden. Beim Einmessen wird das Polierwerkzeug 221 zu einer einzelnen Noppe 120 gefahren und auf deren Stirnfläche 121 aufgesetzt. Mit dem Antriebsschlitten 232 wird das Polierwerkzeug 221 in z-Richtung gegen die Stirnfläche 121 gedrückt. Beim Andrücken wird das Polierwerkzeug 221 elastisch komprimiert. Mit der Kraftsensoreinrichtung 240 wird die Kraft zwischen dem Polierwerkzeug 221 und der Stirnfläche gemessen. Wenn eine vorbestimmte Druckkraft erreicht ist, wird die aktuelle Position des Polierwerkzeugs 221 als Arbeitsposition in z-Richtung für die folgende Abtragsbewegung gespeichert. Entsprechend der Arbeitsposition ragt das Polierwerkzeug 221 im nicht-komprimierten Zustand (siehe 2) unter die Ebene der Stirnfläche 121, wobei der Abstand zwischen dem Scheitel des Polierwerkzeugs 221 und der Ebene der Stirnfläche 121 als Zustellung Z₀ bezeichnet wird.
Die Zustellung Z₀ wird allgemein beispielsweise im Bereich von 70 µm bis 130 µm, besonders bevorzugt bei etwa 100 µm eingestellt. Eine Zustellung Z₀ in diesem Bereich hat sich als besonders vorteilhaft für die Kontrollierbarkeit des Bearbeitungsprozesses, insbesondere bei der Bearbeitung von SiSiC oder CrN, erwiesen. Bei anderen Materialien, wie z. B. bei der Bearbeitung von DLC, kann ein anderer Wert der Zustellung bevorzugt sein.
Bei der gleichzeitigen Bearbeitung von mehreren Noppen wird das Polierwerkzeug 221 auf einer der Noppen 120 aufgesetzt, um das Werkzeug einzumessen und die Zustellung einzustellen. Wenn das Polierwerkzeug 221 größer als die Stirnfläche 121 einer Noppe 120 ist, wird das Polierwerkzeug 221 zum Einmessen entsprechend auf mehrere Stirnflächen aufgesetzt.
Anschließend erfolgt die Ausführung der Abtragsbewegung des Polierwerkzeugs 221 relativ zur Noppe 120. Das Polierwerkzeug 221 wird mehrfach mit wechselnden lateralen Richtungen in der x-y-Ebene über die Stirnfläche 121 bewegt (so genanntes Nanopflügen). Bei jeder Teil-Abtragsbewegung wird beispielsweise Material mit einer Dicke von 0,05 nm abgetragen. Durch jede Teil-Abtragsbewegung werden zwar auf der Stirnfläche 121 Nanokratzer erzeugt, die sich jedoch durch die Vielzahl von Bearbeitungsschritten (ein Abtrag der zu einer Änderung der lokalen Ebenheit in der funktionalen Messung von 50 nm führt z. B. rund 1000 Teil-Abtragsbewegungen) zu Polier- oder Läppspuren mit einer stochastischen Rauheit der Stirnfläche 121 überlagern. 3 zeigt beispielhaft photographische Bilder der Stirnfläche einer Noppe mit einem Durchmesser von 210 µm vor (A) und nach (B) der Ausführung der Abtragsbewegung des Polierwerkzeugs. In 3B ist die Erzeugung einer Rauheit der Stirnfläche durch stochastisch verteilte Polier- oder Läppspuren erkennbar.
Jede Teil-Abtragsbewegung ist eine lineare Bewegung jeweils mit einer anderen Richtung in der x-y-Ebene. Mit der Antriebseinrichtung 230 wird die Ausrichtung der Teil-Abtragsbewegung in der x-y-Ebene jeweils um einen Winkelschritt verstellt. Jeder Winkelschritt ist ein nicht-ganzzahliger Teil von 360°. Beispielsweise wird ein Winkelschritt im Bereich von 15° bis 25°, zum Beispiel 17,5° gewählt. Kleinere Winkelschritt werden vermieden, um ein Hereinziehen einzelner Polierpartikel in bestehende Nanokratzer der vorhergehenden Teilen-Abtragsbewegung und damit die Erzeugung unerwünschter größerer Schleifspuren zu vermeiden.
Um einen Abrieb des Polierwerkzeugs 221 zu kompensieren, kann das Einmessen vorteilhafterweise nach einer vorbestimmten Anzahl (z. B. 300 bis 500) von Teil-Abtragsbewegungen wiederholt werden, um jeweils eine neue, aktualisierte Zustellung Z_i einzustellen.
Nachdem die Abtragsbewegung an jeder gewünschten Noppe 120 ausgeführt wurde, ist die Bearbeitung des Bauteils 100 abgeschlossen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination oder Unterkombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4502094 [0003]
US 2013/0308116 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils (100), insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder einer Immersions-Wafertafel, wobei das Bauteil (100) eine durch Stirnflächen (121) einer Vielzahl von vorstehenden Noppen (120) gebildete, ebene Oberfläche (130) aufweist, mit den Schritten: - gegenseitige Ausrichtung des Bauteils (100), das an einer Bauteil-Trägereinrichtung (210) angeordnet ist, und eines mechanischen Polierwerkzeugs (221), das an einer Werkzeug-Trägereinrichtung (220) angeordnet ist, wobei das Polierwerkzeug (221) und das Bauteil (100) relativ zueinander beweglich angeordnet sind, und - Abtragsbewegung des Polierwerkzeugs (221) und des Bauteils (100) relativ zueinander derart, dass mit einer Vielzahl von Teilbewegungen ein Materialabtrag an der Stirnfläche (121) von mindestens einer der Noppen (120) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass - das Polierwerkzeug (221) eine Zusammensetzung aus einem formhaltigen, deformierbaren Bindemittel (222) und Polierpartikeln (223) aufweist, die im Bindemittel (222) eingebettet sind, - eine Kraftsensoreinrichtung (240) vorgesehen ist, mit der eine Druckkraft messbar ist, die zwischen dem Polierwerkzeug (221) und der mindestens einen Noppe (120) wirkt, und - die Werkzeug-Trägereinrichtung (220) und/oder die Bauteil-Trägereinrichtung (210) mit einem vorbestimmten Arbeitswert der Druckkraft zwischen dem Polierwerkzeug (221) und der mindestens einen Noppe (120) eingestellt werden, wobei der Arbeitswert der Druckkraft so gewählt ist, dass während der Abtragsbewegung der Materialabtrag an der Stirnfläche (121) der mindestens einen Noppe (120) erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem - die Teilbewegungen translatorische Bewegungen des Polierwerkzeugs (221) relativ zu der mindestens einen Noppe (120) umfassen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - die Teilbewegungen entlang der ebenen Oberfläche (130) des Bauteils (100) schrittweise wechselnde Bewegungsrichtungen des Polierwerkzeugs (221) relativ zu der mindestens einen Noppe (120) aufweisen.
Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem - die Richtungen aufeinander folgender Teilbewegungen des Polierwerkzeugs (221) relativ zu der mindestens einen Noppe (120) sich durch einen nicht-ganzzahligen Teil von 360°, insbesondere im Bereich von 5 ° bis 30 °, unterscheiden.
Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - die Druckkraft mit der Kraftsensoreinrichtung (240) vor Beginn der Bewegung des Polierwerkzeugs (221) und des Bauteils (100) relativ zueinander und/oder in vorbestimmten Messphasen gemessen wird, in denen das Polierwerkzeug (221) nach einer Vielzahl von Teilbewegungen auf der mindestens einen Noppe (120) ruhend angeordnet ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - das Polierwerkzeug (221) frei von einem Läppungsmittel auf die mindestens eine Noppe (120) wirkt, und/oder - das Bindemittel (222) einen Kunststoff umfasst und die Polierpartikel (223) aus Diamant hergestellt sind, und/oder - das Bindemittel (222) eine Steifigkeit im Bereich von 5 N/mm bis 30 N/mm hat.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt - Einstellung eines Bearbeitungsbereiches innerhalb der Oberfläche (130) des Bauteils (100), auf den die Bewegung des Polierwerkzeugs (221) und des Bauteils (100) relativ zueinander beschränkt ist.
Plattenförmiges Bauteils (100), insbesondere elektrostatische Haltevorrichtung oder Immersions-Wafertafel, umfassend - eine Grundplatte (110), und - eine Vielzahl von vorstehenden Noppen (120), die auf der Grundplatte (110) angeordnet sind und deren Stirnflächen (121) eine ebene Oberfläche (130) des Bauteils (100) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass - die Stirnfläche (121) von mindestens einer der Noppen (120) eine Rauheit in Gestalt von Polier- oder Läppspuren aufweisen, die lateral, parallel zur Oberfläche des Bauteils (100) verlaufen.
Poliervorrichtung (200) zur Bearbeitung eines plattenförmigen Bauteils (100), insbesondere einer elektrostatischen Haltevorrichtung oder einer Immersions-Wafertafel, wobei das Bauteil (100) eine durch Stirnflächen (121) einer Vielzahl von vorstehenden Noppen (120) gebildete, ebene Oberfläche (130) aufweist, umfassend: - eine Bauteil-Trägereinrichtung (210), die zur Aufnahme des Bauteils (100) angeordnet ist, - eine Werkzeug-Trägereinrichtung (220), die zur Aufnahme eines mechanischen Polierwerkzeugs (221) angeordnet ist, wobei das Polierwerkzeug (221) und das Bauteil (100) mit der Werkzeug-Trägereinrichtung (220) und/ oder der Bauteil-Trägereinrichtung (210) relativ zueinander beweglich sind, und - eine Antriebseinrichtung (230), die auf die Werkzeug-Trägereinrichtung (220) und/oder die Bauteil-Trägereinrichtung (210) wirkt und für eine Abtragsbewegung des Polierwerkzeugs (221) und des Bauteils (100) relativ zueinander derart eingerichtet ist, dass mit einer Vielzahl von Teilbewegungen ein Materialabtrag an der Stirnfläche (121) von mindestens einer der Noppen (120) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass - das Polierwerkzeug (221) eine Zusammensetzung aus einem formhaltigen, deformierbaren Bindemittel (222) und Polierpartikeln (223) aufweist, die im Bindemittel (222) eingebettet sind, - die Werkzeug-Trägereinrichtung (220) eine Kraftsensoreinrichtung (240) aufweist, mit der eine Druckkraft messbar ist, die zwischen dem Polierwerkzeug (221) und der mindestens einen Noppe (120) wirkt, und - eine Steuereinrichtung (250) vorgesehen ist, mit der die Werkzeug-Trägereinrichtung (220) und/ oder die Bauteil-Trägereinrichtung (210) mit einem vorbestimmten Arbeitswert der Druckkraft zwischen dem Polierwerkzeug (221) und der mindestens einen Noppe (120) einstellbar ist.
Poliervorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der - die Werkzeug-Trägereinrichtung (220) ein Werkzeug-Portal umfasst.