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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Poliervorrichtung, welche die
vorderseitige Oberfläche eines Wafers poliert.
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STAND DER TECHNIK
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Dünne
plattenförmige Materialien wie z. B. Halbleiterwafer und
Magnetplatten (im Folgenden zusammen als Wafer bezeichnet) werden
bis zu einer vorbestimmten Dicke durch Schleif- oder Läppbearbeitung
poliert und werden dann durch eine Polierbearbeitung auf Hochglanz
gebracht.
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Um
bei der Oberflächenbearbeitung, der Bearbeitung, bei welcher
die Schleifbearbeitung, Läppbearbeitung, Polierbearbeitung
und dergleichen durchgeführt werden, eine Oberfläche
mit einem hohen Grad an Ebenheit zu erhalten, wird eine einseitige
Poliervorrichtung, welche einen Wafer mit einem Polierkopf gegen
einen unteren Drehteller presst und ein Polieren durchführt,
während eine Polierpaste (polishing slurry) zugeführt
wird, oder eine doppelseitige Poliervorrichtung, welche einen scheibenförmigen
Wafer sandwichartig zwischen oberen und unteren Drehtellern einklemmt
und beide Oberflächen gleichzeitig poliert, während
eine Polierpaste zugeführt wird, verwendet.
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4 stellt
eine Skizze der Struktur eines Beispiels einer herkömmlichen
doppelseitigen Poliervorrichtung dar. Eine doppelseitige Poliervorrichtung 81 beinhaltet
hauptsächlich einen drehbaren scheibenförmigen
unteren Drehteller 82 und einen oberen Drehteller 83,
zwischen den oberen und unteren Drehtellern 82 und 83 eine
Trägerplatte 86, welche eine Halteöffnung
für den Wafer 86a aufweist, die einen Wafer W
festhält und eine Planetenbewegung ausführt, und
ein Sonnenrad 84 und ein Innenzahnrad 85, welche
die Trägerplatte bewegen. Darüber hinaus wird
manchmal eine obere Abdeckung 91, welche einen oberen Teil
der Vorrichtung abdeckt, angebracht. Bei einem Polierprozess wird
der Wafer W zwischen den oberen und unteren Drehtellern 82 und 83 festgehalten,
welche jeweils eine vorderseitige Oberfläche aufweisen,
an der ein Polierkissen befestigt ist, und Polierpaste wird zu den
bearbeitenden Oberflächen zugeführt, während
der Wafer W und die oberen und unteren Drehteller 82 und 83 gedreht werden
und Druck von der Seite des oberen Drehtellers 83 angewendet
wird, wodurch die vorderseitige Oberfläche des Wafers schrittweise
durch die gemeinsame Wirkung einer chemischen Wirkung und einer
mechanischen Wirkung der Polierpaste entfernt wird, und der Zweck
davon ist, einen Gegenstand bereit zu stellen, der poliert werden
soll, um eine Oberfläche mit Hochglanz zu erhalten und
diesen eben zu machen. Der oben beschriebene untere Drehteller 82,
der obere Drehteller 83, das Sonnenrad 84 und das
Innenzahnrad 85 werden durch ihre entsprechenden Antriebsmotoren 88a, 88b, 88c und 88d und
Drehzahlminderer 89a, 89b, 89c und 89d angetrieben,
die in einem Kasten für den Hauptteil der Vorrichtung 87 angeordnet
sind. Auch wenn es eine Vorrichtung des Typs gibt, welche diese
mit einem einzigen Motor bewegt, ist in den vergangenen Jahren oft eine
Vorrichtung vom Vierwegetyp verwendet worden, bei welcher diese
durch ihre entsprechenden Motoren angetrieben werden. Zusätzlich
sind in dem Kasten 87 als ein Mittel zur Zirkulation der
Luft innerhalb des Kastens ein Abluftkanal 92, eine Einlassöffnung
für Außenluft 93 und dergleichen angeordnet.
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Wenn
ein Siliziumwafer als ein Wafer W poliert wird, ist es, da die Poliergeschwindigkeit
des Siliziumwafers in Abhängigkeit von dem Druck, welchen
der Wafer von den oberen und unteren Drehtellern aufnimmt, und der
Temperatur während des Polierens variiert, um diesen zu
einem Wafer mit einem hohen Grad an Ebenheit zu bearbeiten, notwendig, die
Form des polierenden Drehtellers und die Temperatur der den Wafer
bearbeitenden Oberfläche konstant zu halten. Daher wird
bei einer gewöhnlichen doppelseitigen Poliervorrichtung
die Temperatur der den Wafer bearbeitenden Oberfläche während
des Polierens konstant gehalten, indem die Menge und Temperatur
der Polierpaste, welche zu der den Wafer polierenden Oberfläche
zugeführt wird, kontrolliert wird, so dass diese konstant
ist, und zusätzlich wird eine thermische Deformation des
Drehtellers verhindert, indem die Wärme des Polierens,
welche durch die Bearbeitung erzeugt wird, entfernt wird, indem Kühlwasser
bei einer konstanten Temperatur zu einem Kühlmantel 90 zugeführt
wird, welcher in dem Drehteller angeordnet ist, wodurch der Druck,
welchen der Wafer von den oberen und unteren Drehtellern aufnimmt,
konstant gemacht wird.
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In
den vergangenen Jahren ist die erforderliche Präzision
an die Ebenheit des Wafers höher geworden. Wenn die erforderliche
Präzision an die Ebenheit des Wafers wie oben beschrieben
hoch wird, sind die Temperaturkontrolle durch die Polierpaste und
die Entfernung der Polierwärme, die durch die Bearbeitung
erzeugt wird, durch Zuführen von Kühlwasser zu
dem Kühlmantel nicht genug. Insbesondere während
einiger Chargen nach dem Beginn der Bearbeitung ist eine Abnahme
der Ebenheit des bearbeiteten Wafers erkennbar, und dessen Stabilität ist
mangelhaft.
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Da
weiterhin der Austausch der Paste, die Aufbereitung des Polierkissens
oder dergleichen regelmäßig, selbst während
eines kontinuierlichen Betriebs der Poliervorrichtung, Ausfallzeiten
verursachen, ist eine Veränderung bei der Form des bearbeiteten
Wafers unvermeidbar.
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Darüber
hinaus ist, wie in der
Japanischen ungeprüften
Patentschrift (Kokai) Nr. 11-188613 beschrieben wird, eine
doppelseitige Poliervorrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher
ein zusätzliches Wärmeelement an einer Seite eines
Drehtellers, der Seite gegenüber der bearbeitenden Oberfläche
von diesem, angeordnet wird, und der Drehteller vorab vor dem Betrieb
der Vorrichtung erwärmt wird und ebenfalls während
des Betriebs erwärmt wird, wodurch die Temperatur des Drehtellers
konstant gehalten wird. Da jedoch damit versucht wird, die Temperatur
des Drehtellers durch Erwärmen konstant zu halten, sind
die Ebenheit des erhaltenen Wafers und dessen Stabilität
nicht zufrieden stellend.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Damit
wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme die vorliegende
Erfindung gemacht, und es ist deren Aufgabe, eine Poliervorrichtung
bereit zu stellen, die einen Wafer erzeugen kann, welcher unabhängig
von der Zeit, die verstrichen ist, seit der Betrieb der Poliervorrichtung
gestartet wurde, oder dem Vorliegen oder Ausbleiben eines Stopps
eine stabile Form aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme
zu lösen, und sie stellt eine Poliervorrichtung bereit,
die wenigstens beinhaltet: einen unteren Drehteller; einen Motor
und einen Drehzahlminderer zum Antreiben des unteren Drehtellers;
und einen Kasten, welcher wenigstens einen Teil unterhalb einer
bearbeitenden Oberfläche des unteren Drehtellers abdeckt,
wobei die Poliervorrichtung einen Wafer gegen den unteren Drehteller presst
und den Wafer poliert, indem der untere Drehteller gedreht wird,
wobei der Innenraum des Kastens durch eine Trennwand in eine Mehrzahl
von Bereichen getrennt wird, und der Motor, welcher den unteren
Drehteller antreibt, in einem Bereich angeordnet ist, der von dem
Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller einschließt.
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Bei
der Poliervorrichtung mit der oben beschriebenen Struktur, wobei
der Innenraum des Kastens der Poliervorrichtung durch die Trennwand
in eine Mehrzahl von Bereichen getrennt ist und der Motor, welcher
den unteren Drehteller antreibt, in einem Bereich angeordnet ist,
der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller
einschließt, ist es möglich zu verhindern, dass
Wärme, die von dem Motor erzeugt wird, welcher den unteren Drehteller
antreibt, den unteren Drehteller direkt beeinflusst, und Wärme
schnell zu der Außenseite der Vorrichtung abzulassen, was
es möglich macht, wirksam eine leichte Verformung bei der
Form des unteren Drehtellers, die durch den Einfluss von Wärme verursacht
wird, zu verhindern. Dieses macht es möglich, den Wafer
in einer stabilen Form zu polieren.
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In
diesem Fall ist es bevorzugt, dass in dem Kasten der Drehzahlminderer,
welcher den unteren Drehteller antreibt, in einem Bereich angeordnet wird,
der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller
einschließt.
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Wenn,
wie oben beschrieben, in dem Kasten der Drehzahlminderer, welcher
den unteren Drehteller antreibt, in einem Bereich angeordnet wird,
der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller
einschließt, ist es ebenfalls möglich zu verhindern,
dass Wärme, die von dem Drehzahlminderer für den
unteren Drehteller erzeugt wird, direkt den unteren Drehteller beeinflusst,
und diese schnell zu der Außenseite der Vorrichtung abzulassen,
was es möglich macht, eine leichte Verformung des unteren
Drehtellers wirksamer zu verhindern.
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Darüber
hinaus ist es bevorzugt, dass die Bereiche in dem Kasten, wobei
die Bereiche durch die Trennwand getrennt sind, jeweils eine Einrichtung zum
Zirkulieren von Luft beinhalten.
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Wenn,
wie oben beschrieben, die Bereiche in dem Kasten, wobei die Bereiche
durch die Trennwand getrennt sind, jeweils eine Einrichtung zum
Zirkulieren von Luft beinhalten, ist es möglich, die Luft
in den Bereichen, die durch die Trennwand getrennt sind, auf einer
individuellen Basis zu zirkulieren, was es möglich macht,
Wärme, die von einer Wärmeerzeugungsquelle erzeugt
wird, wirksamer zu der Außenseite der Vorrichtung abzulassen.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, dass die Poliervorrichtung eine Zuführeinrichtung
für Kühlfluid einschließt, welche ein
Kühlfluid zirkuliert und mit einem Zuführschlauch
für Kühlfluid zu wenigstens dem Drehzahlminderer,
welcher den unteren Drehteller antreibt, zuführt und den
Drehzahlminderer kühlt, und dass die Zuführeinrichtung
für Kühlfluid in einem Bereich angeordnet wird,
der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller
einschließt.
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Wenn
wie oben beschrieben die Poliervorrichtung eine Zuführeinrichtung
für Kühlfluid einschließt, welche ein
Kühlfluid zirkuliert und mit einem Zuführschlauch
für Kühlfluid zu wenigstens dem Drehzahlminderer,
welcher den unteren Drehteller antreibt, zuführt und den
Drehzahlminderer kühlt, ist es möglich, die Wärme,
die von dem Drehzahlminderer erzeugt wird, schnell zu entfernen.
Wenn darüber hinaus die Zuführeinrichtung für
Kühlfluid in einem Bereich angeordnet wird, der von dem
Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller einschließt,
ist es ebenfalls möglich, Wärme, die von der Zuführeinrichtung
für Kühlfluid erzeugt wird, schnell an die Außenseite
der Vorrichtung abzulassen, ohne den unteren Drehteller zu beeinflussen,
was es möglich macht, eine leichte Verformung des unteren Drehtellers
wirksamer zu verhindern.
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Darüber
hinaus beinhaltet die Poliervorrichtung einen Polierkopf, welcher
den Wafer festhält, und die Poliervorrichtung kann derart
konfiguriert werden, dass diese den Wafer mit dem Polierkopf gegen
den unteren Drehteller presst und den Wafer poliert.
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Eine
solche einseitige Poliervorrichtung ist eine einseitige Poliervorrichtung,
die den Wafer polieren kann, während sie eine Veränderung
bei der Form des unteren Drehtellers wirksam verhindert.
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Ferner
beinhaltet die Poliervorrichtung weiterhin einen oberen Drehteller,
ein Sonnenrad, ein Innenzahnrad, Motoren und Drehzahlminderer, einen für
jeweils den oberen Drehteller, das Sonnenrad und das Innenzahnrad
zum Antreiben des oberen Drehtellers, des Sonnenrades und des Innenzahnrades, und
eine Mehrzahl von Trägerplatten, welche jeweils eine Halteöffnung
für den Wafer aufweisen, welche den Wafer festhält,
und die Poliervorrichtung kann als eine doppelseitige Poliervorrichtung
konfiguriert werden, welche den Wafer in der Halteöffnung
für den Wafer der Trägerplatte festhält,
den Wafer zwischen dem unteren Drehteller und dem oberen Drehteller festhält
und ein doppelseitiges Polieren mit dem Wafer durchführt,
indem der untere Drehteller und der obere Drehteller gedreht werden,
während die Trägerplatte auf einer Achse davon
drehen und um einem Punkt herum kreisen gelassen wird, indem das Sonnenrad
und das Innenzahnrad gedreht werden.
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Eine
solche doppelseitige Poliervorrichtung ist eine doppelseitige Poliervorrichtung,
die den Wafer polieren kann, während sie eine Veränderung
bei der Form des unteren Drehtellers wirksam verhindert.
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In
diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Motoren und Drehzahlminderer,
einer für jeweils den oberen Drehteller, das Sonnenrad
und das Innenzahnrad zum Antreiben des oberen Drehtellers, des Sonnenrades
und des Innenzahnrades, in einem Bereich angeordnet werden, der
von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller
einschließt.
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Wenn
wie oben beschrieben die Motoren und Drehzahlminderer, einer für
jeweils den oberen Drehteller, das Sonnenrad und das Innenzahnrad zum
Antreiben des oberen Drehtellers, des Sonnenrades und des Innenzahnrades,
in einem Bereich angeordnet werden, der von dem Bereich verschieden ist,
welcher den unteren Drehteller einschließt, ist es ebenfalls
möglich zu verhindern, dass Wärme, die von diesen
Motoren und Drehzahlminderern erzeugt wird, die Form des unteren
Drehtellers beeinflusst.
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Darüber
hinaus ist es bevorzugt, dass die Poliervorrichtung eine Zuführeinrichtung
für Kühlfluid einschließt, welche ein
Kühlfluid zirkuliert und mit einem Zuführschlauch
für Kühlfluid zu den Drehzahlminderern, einer
für jeweils den unteren Drehteller, den oberen Drehteller,
das Sonnenrad und das Innenzahnrad zum Antreiben des unteren Drehtellers, des
oberen Drehtellers, des Sonnenrades und des Innenzahnrades, zuführt
und die Drehzahlminderer kühlt, und dass die Zuführeinrichtung
für Kühlfluid in einem Bereich angeordnet wird,
der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller
einschließt.
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Wenn,
wie oben beschrieben, die doppelseitige Poliervorrichtung eine Zuführeinrichtung
für Kühlfluid einschließt, welche ein
Kühlfluid zirkuliert und mit einem Zuführschlauch
für Kühlfluid zu den Drehzahlminderern, einer
für jeweils den unteren Drehteller, den oberen Drehteller,
das Sonnenrad und das Innenzahnrad zum Antreiben des unteren Drehtellers,
des oberen Drehtellers, des Sonnenrades und des Innenzahnrades,
zuführt und die Drehzahlminderer kühlt, ist es
möglich, Wärme, die von den Drehzahlminderern
erzeugt wird, schnell zu entfernen. Wenn weiterhin die Zuführeinrichtung
für Kühlfluid in einem Bereich angeordnet wird,
der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller
einschließt, ist es ebenfalls möglich, Wärme,
die von der Zuführeinrichtung für Kühlfluid
erzeugt wird, schnell zu der Außenseite der Vorrichtung abzulassen,
ohne den unteren Drehteller zu beeinflussen, was es möglich
macht, eine leichte Verformung des unteren Drehtellers wirksamer
zu verhindern.
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Weiterhin
ist es bei der Poliervorrichtung der Erfindung bevorzugt, dass die
Trennwand ein Stahlblech ist, auf welches eine Platte aus Urethanschaum aufgelegt
ist.
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Wenn
wie oben beschrieben die Trennwand ein Stahlblech ist, auf welches
eine Platte aus Urethanschaum aufgelegt ist, ist es möglich,
eine Trennwand mit Festigkeit und ausgezeichneten thermischen Isolationseigenschaften
zu erhalten, was es möglich macht, wirksamer zu verhindern,
dass Wärme sich zwischen den Bereichen, die durch die Trennwand
getrennt sind, bewegt.
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Mit
der Poliervorrichtung gemäß der Erfindung ist
es möglich, zu verhindern, dass Wärme, die von
einer Wärmeerzeugungsquelle erzeugt wird, den unteren Drehteller
direkt beeinflusst, und Wärme schnell zu der Außenseite
der Vorrichtung abzulassen, was es möglich macht eine leichte
Verformung bei der Form des unteren Drehtellers, welche durch den
Einfluss von Wärme verursacht wird, insbesondere eine Veränderung
bei der Form des unteren Drehtellers, welche durch eine Veränderung
in der thermischen Umgebung mit der Zeit, die verstrichen ist, seit
der Betrieb der Poliervorrichtung begonnen wurde, wirksam zu verhindern.
Als eine Folge ist es möglich, den Wafer unabhängig
von der Zeit, die verstrichen ist, seit der Betrieb der Poliervorrichtung
begonnen wurde, oder dem Vorliegen oder Fehlen eines Stopps in einer
stabilen Form zu polieren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht, die schematisch einen Hauptteil einer ersten
Ausführungsform einer Poliervorrichtung gemäß der
Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Schaubild der Vorrichtung, welches schematisch einen Hauptteil
der ersten Ausführungsform der Poliervorrichtung gemäß der
Erfindung zeigt, wobei der Hauptteil durch die Vorrichtung hindurch
von oben angeschaut wird;
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3 ist
eine Schnittansicht, welche schematisch einen Hauptteil einer zweiten
Ausführungsform der Poliervorrichtung gemäß der
Erfindung zeigt; und
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4 ist
eine Schnittansicht, welche schematisch einen Hauptteil eines Beispiels
einer herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung zeigt.
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BESTE ART DER DURCHFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird die Erfindung detaillierter erläutert.
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Wie
oben beschrieben ist das Problem, dass, um einen hohen Grad an Ebenheit
eines Wafers in stabiler Weise zu erhalten, indem eine Poliervorrichtung
verwendet wird, die Temperaturkontrolle durch die Polierpaste und
die Entfernung von Polierwärme, welche durch die Bearbeitung
erzeugt wird, indem Kühlwasser zu einem Kühlmantel
zugeführt wird, nicht genug sind.
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Die
Erfinder führten eine Studie und Untersuchung dieses Problems
durch und fanden, dass die Temperatur des unteren Drehtellers 82 aufgrund
des Einflusses von Wärme, die von verschiedenen Motoren,
Drehzahlminderern und dergleichen zum Antreiben des Drehtellers
und dergleichen erzeugt wurde, deutlich anstieg, und dass, um den
Temperaturanstieg, der durch einen solchen Faktor verursacht wurde,
zu verringern, die oben beschriebene Temperaturkontrolle durch Polierpaste
und die Temperaturkontrolle durch die Zuführung von Kühlwasser
zu einem Kühlmantel nicht genug waren. Die durch einen solchen
Faktor angestiegene Temperatur verursacht eine leichte Veränderung
bei der Form des unteren Drehtellers 82, was ebenfalls
die Form eines Wafers beeinflusst.
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Dann
haben die Erfinder Maßnahmen studiert, um das obige Problem
zu lösen, und herausgefunden, dass das Abtrennen der verschiedenen
Motoren und Drehzahlminderer zum Antreiben des Drehtellers und dergleichen,
insbesondere des Motors, welcher den unteren Drehteller antreibt,
welcher die größte Wärmeerzeugungsquelle
ist, von dem unteren Drehteller mit einer Trennwand, welche zwischen
diesen vorgesehen wurde, es möglich machte, die Wärme,
die zu dem unteren Drehteller übertragen wurde, deutlich
zu verringern, die Form des unteren Drehtellers während
des Betriebs der Vorrichtung zu stabilisieren und in stabiler Weise
einen Wafer mit einem hohen Grad an Ebenheit zu erhalten, und sie vollendeten
die Erfindung.
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Im
Folgenden wird eine Poliervorrichtung gemäß der
Erfindung speziell mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erläutert;
die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Man sollte
verstehen, dass das Polieren in dieser Beschreibung nicht nur das
typische Polieren abdeckt sondern ebenfalls ein solches Konzept
wie das so genannte Schleifen oder Läppen, und sich auf
eine Bearbeitung bezieht, durch welche die vorderseitige Oberfläche
eines Wafers schrittweise geglättet wird, zu dem Zweck,
den Wafer so zu bearbeiten, dass dieser einen hohen Grad an Ebenheit
aufweist.
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1 stellt
eine doppelseitige Poliervorrichtung als ein Beispiel (eine erste
Ausführungsform) der Poliervorrichtung gemäß der
Erfindung dar.
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Eine
doppelseitige Poliervorrichtung 11 beinhaltet hauptsächlich
einen drehbaren scheibenförmigen unteren Drehteller 12 und
einen oberen Drehteller 13, eine Trägerplatte 16,
welche zwischen den oberen und unteren Drehtellern 12 und 13 angeordnet
ist, die eine Halteöffnung für den Wafer 16a aufweist,
welche einen Wafer W festhält und eine Planetenbewegung
ausführt, und ein Sonnenrad 14 und ein Innenzahnrad 15,
welche die Trägerplatte 16 bewegen. Der untere
Drehteller 12, der obere Drehteller 13, das Sonnenrad 14,
und das Innenzahnrad 15 werden durch ihre entsprechenden
Antriebsmotoren 18a, 18b, 18c und 18d und
Drehzahlminderer 19a, 19b, 19c und 19d angetrieben,
welche in einem Kasten 17 für den Hauptteil der
Vorrichtung angeordnet sind. Übrigens können zwei
oder mehr Komponenten von dem unteren Drehteller 12, dem
oberen Drehteller 13, dem Sonnenrad 14 und dem
Innenzahnrad 15 bewegt werden, indem derselbe Motor verwendet wird.
Abhängig von dem Zweck des Polierens wird ein Polierkissen
(nicht gezeigt) an den polierenden Oberflächen der oberen
und unteren Drehteller befestigt. Darüber hinaus kann ein
Kühlmantel 20 an einer Seite des Drehtellers,
der Seite gegenüber der polierenden Oberfläche,
befestigt werden. Weiterhin kann eine obere Abdeckung 21,
welche einen oberen Teil der Vorrichtung abdeckt, angebracht werden.
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Dann
werden bei der doppelseitigen Poliervorrichtung 11 der
Erfindung Trennwände 31a und 31b in dem
Kasten 17 vorgesehen, und der Innenraum des Kastens 17 wird
in eine Mehrzahl von Bereichen getrennt. Darüber hinaus
wird wenigstens der Motor 18a, welcher den unteren Drehteller 12 antreibt,
in einem Bereich angeordnet, der von dem Bereich verschieden ist,
welcher den unteren Drehteller 12 einschließt.
Weiterhin können der Drehzahlminderer 19a, welcher
den unteren Drehteller antreibt, und die Motoren 18b, 18c und 18d und
die Drehzahlminderer 19b, 19c und 19d,
welche den oberen Drehteller 13, das Sonnenrad 14 bzw.
das Innenzahnrad 15 antreiben, in einem Bereich angeordnet
werden, der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren
Drehteller 12 einschließt. Übrigens können
wie bei den Motoren und den Drehzahlminderern zwei oder mehr Komponenten
in demselben Bereich angeordnet werden oder können in verschiedenen
Bereichen angeordnet werden. In 1 wird ein
Beispiel gezeigt, bei welchem ein Bereich durch die Trennwände 31a und 31b in
drei Bereiche getrennt wird, einen Bereich (ein erster Bereich),
in welchem der Motor 18a, welcher den unteren Drehteller 12 antreibt,
angeordnet ist, einen Bereich (ein zweiter Bereich), in welchem
der Drehzahlminderer 19a, welcher den unteren Drehteller
antreibt, und die Motoren 18b, 18c und 18d und
die Drehzahlminderer 19b, 19c und 19d,
welche den oberen Drehteller 13, das Sonnenrad 14 bzw.
das Innenzahnrad 15 antreiben, angeordnet sind, und einen
Bereich (ein dritter Bereich), welcher den unteren Drehteller 13 einschließt; diese
ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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Darüber
hinaus werden im Allgemeinen in dem Kasten der doppelseitigen Poliervorrichtung
als eine Einrichtung zum Zirkulieren der Luft innerhalb des Kastens
ein Abluftkanal, eine Einlassöffnung für Außenluft
und dergleichen angeordnet. Bei der doppelseitigen Poliervorrichtung 11 gemäß der
Erfindung wird der Innenraum des Kastens 17 in eine Mehrzahl von
Bereichen getrennt, und es ist bevorzugt, dass die Bereiche einzeln
mit der Einrichtung zum Zirkulieren der Luft versehen werden. In 1 ist
eine Ausführungsform, bei welcher der erste Bereich mit
einer Einlassöffnung für Außenluft 23a und
einem Abluftkanal 22a versehen ist, der zweite Bereich
mit einer Einlassöffnung für Außenluft 23b,
einem Gebläse (blast fan) 24b und einem Abluftkanal 22b versehen ist,
und der dritte Bereich mit einer Einlassöffnung für Außenluft 23c,
einem Gebläse 24c und einem Abluftkanal 22c versehen
ist, als ein Beispiel gezeigt. Übrigens muss die Einlassöffnung
für Außenluft einfach eine Öffnung sein,
welche die Außenluft in jeden Bereich aufnehmen kann, und
diese muss nicht notwendigerweise speziell in jedem Bereich vorgesehen werden.
Beispielsweise kann dieses wie 23a in 1 ein
Zwischenraum zwischen der oberen Abdeckung 21 und dem Kasten 17 sein.
Darüber hinaus kann für einen Bereich, der mit
dem Innenraum der oberen Abdeckung 21 in Verbindung steht
(in dem Fall von 1 steht der oben beschriebene
dritte Bereich mit dem Bereich innerhalb der oberen Abdeckung 21 über
einen Zwischenraum zwischen dem Kasten 17 und dem Innenzahnrad 15 in
Verbindung), wie 23c in 1, die Luft
in dem Bereich zirkulieren gelassen werden, indem eine Einlassöffnung
für Außenluft in der oberen Abdeckung 21 vorgesehen
wird. Wenn weiterhin die Bereiche einzelne Abluftausgänge
aufweisen, können die Abluftkanäle 22a, 22b und 22c miteinander
verbunden werden, so dass die Luft durch einen Sammelkanal 25 abgelassen
wird.
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Wenn
eine doppelseitige Polierung des Wafers W durchgeführt
wird, indem die doppelseitige Poliervorrichtung 11 mit
der oben beschriebenen Struktur verwendet wird, wird der Wafer W
in der Halteöffnung für Wafer 16a der
Trägerplatte 16 festgehalten, wobei der Wafer
W zwischen den oberen und unteren Drehtellern 12 und 13 festgehalten
wird, und das Polieren wird durchgeführt, während
Druck von der Seite des oberen Drehtellers 13 angewendet wird,
der Wafer W und die oberen und unteren Drehteller 12 und 13 gedreht
werden und Polierpaste zu den bearbeitenden Oberflächen
von diesen aus nicht dargestellten Zuführeinrichtungen
für Polierpaste zugeführt wird. Bei der doppelseitigen
Poliervorrichtung 11 der Erfindung ist es, da der Motor 18a,
welcher den unteren Drehteller 12 antreibt, in einem Bereich angeordnet
ist, der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller 12 einschließt,
wenn das Polieren durchgeführt wird möglich, Wärme,
die von dem Motor 18a, welcher den unteren Drehteller 12 antreibt,
erzeugt wird, schnell zu der Außenseite der doppelseitigen
Poliervorrichtung 11 abzulassen ohne den unteren Drehteller
zu beeinflussen, was es möglich macht, wirksam eine leichte
Verformung bei der Form des unteren Drehtellers 12, die
durch den Einfluss von Wärme verursacht wird, insbesondere ein
Veränderung bei der Form des unteren Drehtellers 12,
die durch eine Veränderung in der thermischen Umgebung
mit der Zeit, die verstrichen ist, seit der Betrieb der Poliervorrichtung
begonnen wurde, verursacht wurde, zu verhindern. Als eine Folge
ist es möglich, den Wafer W in einer stabilen Form zu polieren.
Insbesondere ist es möglich, den Wafer W unabhängig
von der Zeit, die verstrichen ist, seit der Betrieb der Poliervorrichtung
begonnen wurde, oder des Vorliegens oder des Ausbleibens eines Stopps
in einer stabilen Form zu polieren.
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Wenn
darüber hinaus, wie oben beschrieben, der Drehzahlminderer 19a,
welcher den unteren Drehteller antreibt, und die Motoren 18b, 18c und 18d und
die Drehzahlminderer 19b, 19c und 19d, welche
den oberen Drehteller 13, das Sonnenrad 14 bzw.
das Innenzahnrad 15 antreiben, in einem Bereich angeordnet
werden, der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren
Drehteller 12 einschließt, ist es möglich,
Wärme, die von diesen erzeugt wird, zu der Außenseite
der doppelseitigen Poliervorrichtung 11 in einer ähnlichen
Weise abzulassen, ohne den unteren Drehteller zu beeinflussen.
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Wenn
zusätzlich, wie oben beschrieben, die Bereiche in dem Kasten,
wobei die Bereiche durch die Trennwand getrennt sind, einzeln mit
den Einrichtungen zum Zirkulieren von Luft wie z. B. einem Abluftkanal,
einer Einlassöffnung für Außenluft, einem Gebläse
(oder einem Lüfter) und dergleichen versehen werden, ist
es möglich, die Luft in den Bereichen, welche durch die
Trennwand getrennt sind, auf einer individuellen Basis zu zirkulieren
und in den Bereichen ein individuelles Temperaturmanagement durchzuführen,
was es möglich macht, Wärme, die von den oben
beschriebenen Wärmeerzeugungsquellen erzeugt wird, wirksamer
an die Außenseite der Vorrichtung abzulassen.
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Weiterhin
ist 2 ein Schaubild der Vorrichtung, welches schematisch
einen Hauptteil der doppelseitigen Poliervorrichtung 11 gemäß der
Erfindung zeigt, wobei der Hauptteil durch die Vorrichtung hindurch
von oben angeschaut wird. Wie in 2 gezeigt
ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung mit einer Zuführeinrichtung
für Kühlfluid 42 versehen ist, welche
ein Kühlfluid zirkuliert und mit einem Zuführschlauch
für Kühlfluid 43 zu den Drehzahlminderern 19a, 19b, 19c und 19d,
welche den unteren Drehteller 12, den oberen Drehteller 13,
das Sonnenrad 14 bzw. das Innenzahnrad 15 (siehe
für diese 1) antreiben, zuführt
und dadurch die Drehzahlminderer abkühlt. Wie oben beschrieben
ist es durch ein schnelles Entfernen der Wärme aus den
Drehzahlminderern durch die Zuführeinrichtung für
Kühlfluid 42 möglich, erzeugte Wärme
wirksamer abzulassen.
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Da
jedoch die Zuführeinrichtung für Kühlfluid 42 als
eine Wärmeerzeugungsquelle dient, da sie im ihrem Inneren
im Allgemeinen einen Motor, eine Pumpe und dergleichen einschließt,
ist es bevorzugt, dass die Zuführeinrichtung für
Kühlfluid 42 aus Gründen, die ähnlich
sind zu denen für die oben beschriebenen Wärmeerzeugungsquellen,
in einem Bereich angeordnet wird, der von dem Bereich verschieden ist,
welcher den unteren Drehteller 12 einschließt.
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Obwohl übrigens
das Material für die Trennwände 31a und 31b nicht
besonders begrenzt ist, ist ein Stahlblech, auf welches eine Urethanplatte
aufgelegt ist, bevorzugt, da dieses es möglich macht, eine
Trennwand mit sowohl Festigkeit als auch hohen thermischen Isolationseigenschaften
zu erhalten, indem ein kostengünstiges Material verwendet wird,
und Wärme daran zu hindern, sich wirksamer zwischen den
getrennten Bereichen zu bewegen.
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3 stellt
eine einseitige Poliervorrichtung als ein anderes Beispiel (eine
zweite Ausführungsform) der Poliervorrichtung gemäß der
Erfindung dar.
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Eine
einseitige Poliervorrichtung 61 beinhaltet hauptsächlich
einen drehbaren scheibenförmigen unteren Drehteller 12 und
einen drehbaren Polierkopf 63, welcher einen Wafer W festhält.
Der untere Drehteller 12 wird durch einen Antriebsmotor 18a und
einen Drehzahlminderer 19a angetrieben, die in einem Kasten
für den Hauptteil der Vorrichtung 17 angeordnet
sind. Übrigens wird abhängig von dem Zweck des Polierens
ein Polierkissen (nicht gezeigt) an der polierenden Oberfläche
des unteren Drehtellers 12 befestigt. Darüber
hinaus kann ein Kühlmantel 20 an einer Seite des
unteren Drehtellers 12, der Seite gegenüber der
polierenden Oberfläche, befestigt werden. Weiterhin kann
eine obere Abdeckung 21, welche einen oberen Teil der Vorrichtung
abdeckt, angebracht werden.
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Dann
ist bei der einseitigen Poliervorrichtung 61 der Erfindung
eine Trennwand vorgesehen, der Kasten 17 ist in eine Mehrzahl
von Bereichen getrennt, und wenigstens der Motor 18a, welcher
den unteren Drehteller 12 antreibt, ist in einem Bereich angeordnet,
der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller 12 einschließt.
In 3 ist ein Beispiel, bei welchem ein Bereich durch eine
Trennwand 31a in zwei Bereiche getrennt ist, einen Bereich
(ein erster Bereich), in welchem der Motor 18a, welcher
den unteren Drehteller 12 antreibt, angeordnet ist, und
einen Bereich (ein zweiter Bereich), in welchem der Drehzahlminderer 19a,
welcher den unteren Drehteller antreibt, angeordnet ist und der
untere Drehteller 12 eingeschlossen ist, gezeigt; diese
ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine weitere Trennwand
kann vorgesehen werden, so dass der Drehzahlminderer 19a,
welcher den unteren Drehteller antreibt, in einem Bereich angeordnet
ist, der von dem Bereich verschieden ist, welcher den unteren Drehteller 12 einschließt.
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Zusätzlich
zu dem Obigen, wie es der Fall ist bei der oben beschriebenen doppelseitigen
Poliervorrichtung, kann eine Einrichtung zum Zirkulieren von Luft
einzeln in den Bereichen, welche von der Trennwand getrennt werden,
angeordnet werden. In 3, wird eine Ausführungsform,
bei welcher der erste Bereich mit einer Einlassöffnung
für Außenluft 23a und einem Abluftkanal 22a versehen
ist und der zweite Bereich mit einer Einlassöffnung für Außenluft 23b,
einem Gebläse 24b und einem Abluftkanal 22b versehen
ist, als ein Beispiel gezeigt. Darüber hinaus muss die
Einlassöffnung für Außenluft einfach
eine Öffnung sein, welche die Außenluft in jeden
Bereich aufnehmen kann. Weiterhin können die Abluftkanäle in
der Art mit einander verbunden werden, dass die Luft des gesamten
Bereichs durch einen Sammelkanal 25 abgelassen wird. Zusätzlich
kann eine Zuführeinrichtung für Kühlfluid,
welche ein Kühlfluid mit einem Zuführschlauch
für das Kühlfluid zu dem Drehzahlminderer 19a zuführt,
vorgesehen werden, und in diesem Fall ist es bevorzugt, dass die
Zuführeinrichtung für Kühlfluid in einem
Bereich angeordnet wird, der von dem des unteren Drehtellers 12 verschieden
ist.
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Wenn
ein einseitiges Polieren des Wafers W durchgeführt wird,
indem die einseitige Poliervorrichtung 61 mit der oben
beschriebenen Struktur verwendet wird, wird der Wafer W durch verschiedene
bekannte Haltemethoden wie beispielsweise Befestigen von diesem
mit Wachs oder Vakuumansaugung auf dem Polierkopf 63 festgehalten,
und das Polieren wird durchgeführt, während Druck
von der Seite des Polierkopfes 63 angewendet wird, der
Wafer W, der Polierkopf 63 und der untere Drehteller 12 gedreht werden
und Polierpaste zu der bearbeitenden Oberfläche davon zugeführt
wird. Bei der einseitigen Poliervorrichtung 61 der Erfindung
ist es, da der Motor 18a, welcher den unteren Drehteller 12 antreibt,
in einem Bereich angeordnet ist, der von dem Bereich verschieden
ist, welcher den unteren Drehteller 12 einschließt,
wie es der Fall ist bei der oben beschriebenen doppelseitigen Poliervorrichtung,
wenn das Polieren durchgeführt wird möglich, Wärme,
die von dem Motor 18a, welcher den unteren Drehteller 12 antreibt,
erzeugt wird, schnell zu der Außenseite der einseitigen
Poliervorrichtung 61 abzulassen, ohne den unteren Drehteller
zu beeinflussen, was es möglich macht, wirksam eine leichte
Verformung bei der Form des unteren Drehtellers 12 zu verhindern,
die durch den Einfluss von Wärme verursacht wird. Als eine
Folge ist es möglich, den Wafer W in einer stabilen Form
zu polieren.
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Im
Folgenden werden Beispiele und Vergleichsbeispiele der Erfindung
erläutert.
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(Beispiel 1)
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Der
untere Drehteller 12, der obere Drehteller 13,
das Sonnenrad 14 und das Innenzahnrad 15 wurden
in einem Zustand ohne Last für drei Stunden gedreht (ohne
Einsetzen eines Wafers W und Durchführen einer tatsächlichen
Polierung des Wafers), indem die doppelseitige Poliervorrichtung 11 der
Erfindung, welche die in 1 gezeigte Struktur aufwies, verwendet
wurde, und die Form der vorderseitigen Oberfläche des unteren
Drehtellers 12 vor und nach dem Betrieb der Vorrichtung
gemessen wurde, wodurch die Messung der Verformung des unteren Drehtellers 12,
welche durch Wärme verursacht wurde, die von den Motoren
und den Drehzahlminderern erzeugt wurde, durchgeführt wurde. Übrigens
wiesen der untere Drehteller 12 und der obere Drehteller 13 beide
einen Außendurchmesser von 1420 mm und einen Innendurchmesser
von 430 mm auf, und die Betriebsbedingungen wurden wie folgt eingestellt: die
Rotationsgeschwindigkeit des unteren Drehtellers betrug 50 U/min,
die Rotationsgeschwindigkeit des oberen Drehtellers betrug 30 U/min
in einer Richtung entgegengesetzt zu der des unteren Drehtellers, die
Rotationsgeschwindigkeit des Sonnenrades betrug 35 U/min und die
Rotationsgeschwindigkeit des Innenzahnrades betrug 3 U/min.
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Übrigens
wurde die Messung der Verformung des unteren Drehtellers durchgeführt,
indem ein Profilmesser vom Stifttyp verwendet wurde.
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Nach
den Ergebnissen wies die Form des unteren Drehtellers, wenn sich
die Vorrichtung im Stillstand befand, eine Vertiefung (dimple) von
1 μm auf (ein Unterschied zwischen der äußeren
Kante des unteren Drehtellers und dem niedrigsten Punkt nahe dessen
Zentrums betrug 1 μm), und dessen Form, nachdem die Vorrichtung
für drei Stunden betrieben wurde, wies eine Vertiefung
von 2,6 μm auf.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Der
Betrieb wurde in einem Zustand ohne Last wie in Beispiel 1 durchgeführt,
indem die herkömmliche doppelseitige Poliervorrichtung 81,
die in 4 gezeigt ist, verwendet wurde, und eine Veränderung
bei der Form der vorderseitigen Oberfläche des unteren
Drehtellers wurde gemessen.
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Während
nach den Ergebnissen die Form des unteren Drehtellers, wenn sich
die Vorrichtung in einem Stillstand befand, eine Vertiefung von
1 μm aufwies, wies dessen Form, nachdem die Vorrichtung
für drei Stunden betrieben wurde, eine Vertiefung von 11 μm
auf, und es gab eine Veränderung von 10 μm. Darüber
hinaus zeigte eine Messung, welche eine Stunde, nachdem der Betrieb
der Vorrichtung beendet wurde, durchgeführt wurde, dass die
Vertiefung 3 μm betrug, und es eine Tendenz gab, zu der
Form zurückzukehren, die beobachtet wurde, wenn sich die
Vorrichtung in einem angehaltenen Zustand befand.
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Während,
wie oben beschrieben, das Ausmaß der Veränderung
bei der Form des unteren Drehtellers, die durch den Betrieb der
Vorrichtung verursacht wurde, bei der herkömmlichen Vorrichtung
10 μm betrug, betrug sie 1,6 μm bei der Vorrichtung
der Erfindung, und die Ergebnisse zeigten die Stabilität
der Form des unteren Drehtellers gemäß der Erfindung.
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(Beispiel 2)
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Durch
das Verwenden der doppelseitigen Poliervorrichtung 11 der
Erfindung, die in 1 gezeigt ist, wurde ein doppelseitiges
Polieren tatsächlich mit einem Siliziumeinkristallwafer
durchgeführt, der einem Läppen unterzogen wurde. Übrigens
wiesen der untere Drehteller 12 und der obere Drehteller 13 beide
einen Außendurchmesser von 1420 mm und einen Innendurchmesser
von 430 mm auf. Fünf Siliziumeinkristallwafer mit einem
Durchmesser von 300 mm wurden in einer Charge poliert, indem fünf Trägerplatten 16 pro
Charge verwendet wurden, wobei die Trägerplatten 16 jeweils
eine Halteöffnung für den Wafer 16a aufwiesen.
Ein normales Polierkissen und eine normale Polierpaste wurden verwendet.
Die Polierbedingungen wurden wie folgt eingestellt: eine Polierlast
betrug 100 g/cm2, die Rotationsgeschwindigkeit
des unteren Drehtellers betrug 50 U/min, die Rotationsgeschwindigkeit
des oberen Drehtellers betrug 30 U/min in einer Richtung entgegengesetzt
zu der des unteren Drehtellers, die Rotationsgeschwindigkeit des
Sonnenrades betrug 35 U/min, die Rotati onsgeschwindigkeit des Innenzahnrades
betrug 3 U/min und eine Polierdauer bei einer Charge betrug 30 Minuten.
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Das
Polieren wurde an einem Zustand durchgeführt, bei welchem
die Vorrichtung für 12 Stunden oder mehr in einem Stoppzustand
gewesen war, und Veränderungen bei der Form des Wafers, die
mit dem Fortschreiten einer Poliercharge beobachtet wurden, wurden
verglichen.
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Nach
den Ergebnissen war die Form durchgehend von der ersten Charge bis
zu der fünften Charge eben, und der GBIR (global backside
ideal range, gesamter rückseitiger Idealbereich, welcher ein
Unterschied zwischen einer maximalen Positionsverschiebung und einer
minimalen Positionsverschiebung in Bezug auf eine Referenzoberfläche
ist, welche in der Ebene eines Wafers in einem Zustand vorliegt,
bei welchem die rückseitige Oberfläche des Wafers
zu einer ebenen Oberfläche korrigiert wird, und dieser
dient als ein Indikator für die Ebenheit des Wafers) betrug
0,1 μm.
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Es
wird angenommen, dass, da bei der doppelseitigen Poliervorrichtung 11 der
Erfindung der Motor 18a des unteren Drehtellers, welcher
als eine intensive Wärmeerzeugungsquelle dient, durch die Trennwand 31a von
dem Bereich isoliert wird, welcher den unteren Drehteller 12 einschließt,
eine Veränderung bei der Form des unteren Drehtellers 12, welche
durch den Einfluss von Wärme verursacht wird, verringert
wurde, wodurch die Ebenheit des Wafers in stabiler Weise erhalten
wurde.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Ein
doppelseitiges Polieren eines Wafers W wurde tatsächlich
unter denselben Bedingungen wie denen von Beispiel 2 durchgeführt,
außer dass die herkömmliche doppelseitige Poliervorrichtung 81,
die in 4 gezeigt ist, verwendet wurde. Übrigens
wurden Trägerplatten, die zu denen, die in Beispiel 2 verwendet
wurden, identisch waren, verwendet.
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Nach
den Ergebnissen war bei der ersten Charge die Form konvex und der
GBIR betrug 1 μm, bei der zweiten Charge war die Form konvex
und der GBIR betrug 0,2 μm, bei der dritten Charge war
die Form konkav und der GBIR betrug 0,2 μm, bei der vierten
Charge war die Form konkav und der GBIR betrug 0,4 μm und
bei der fünften Charge war die Form konkav und der GBIR
betrug 0,5 μm.
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Es
wird angenommen, dass sich bei der herkömmlichen doppelseitigen
Poliervorrichtung 81 aufgrund des Einflusses von Wärme,
die von dem Motor 18a des unteren Drehtellers und dergleichen
erzeugt wird, die Form des unteren Drehtellers 82 leicht
veränderte, was zu einer schwankenden Ebenheit des Wafers
führte.
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Man
sollte verstehen, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise
durch die oben beschriebene Ausführungsform von dieser
beschränkt wird. Die obige Ausführungsform ist
lediglich ein Beispiel, und alles, was im Wesentlichen dieselbe
Struktur wie die technische Idee, die in den Ansprüchen
der vorliegenden Erfindung dargestellt wird, aufweist und was ähnliche
Arbeitsweisen und Nutzen bietet, fällt in den technischen
Umfang der vorliegenden Erfindung.
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Zusammenfassung
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Poliervorrichtung
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Die
Erfindung ist auf eine Poliervorrichtung gerichtet, die wenigstens
umfasst: einen unteren Drehteller; einen Motor und einen Drehzahlminderer zum
Antreiben des unteren Drehtellers; und einen Kasten, welcher wenigstens
einen Teil unterhalb einer bearbeitenden Oberfläche des
unteren Drehtellers abdeckt, wobei die Poliervorrichtung einen Wafer gegen
den unteren Drehteller presst und den Wafer poliert, indem der untere
Drehteller gedreht wird; wobei bei der Poliervorrichtung der Innenraum
des Kastens durch eine Trennwand in eine Mehrzahl von Bereichen
getrennt wird, und der Motor, welcher den unteren Drehteller antreibt,
in einem Bereich angeordnet ist, der von dem Bereich verschieden
ist, welcher den unteren Drehteller einschließt. Diese
stellt eine Poliervorrichtung bereit, die unabhängig von
der Zeit, die verstrichen ist, seit der Betrieb der Poliervorrichtung
begonnen wurde, oder dem Vorliegen oder Ausbleiben eines Stopps
einen Wafer mit einer stabilen Form erzeugen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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