DE112008002802T5 - Polierkopf und diesen aufweisende Poliervorrichtung - Google Patents

Polierkopf und diesen aufweisende Poliervorrichtung Download PDF

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Abstract

Polierkopf, mindestens umfassend:
eine etwa scheibenförmige Mittelplatte;
einen Gummifilm, der von der Mittelplatte gehalten wird, wobei der Gummifilm mindestens einen unteren Flächenabschnitt und einen Seitenflächenabschnitt der Mittelplatte abdeckt; und
einen ringförmigen Führungsring, der in einem Rand des Gummifilms an einem unteren Abschnitt eines Polierkopfkörpers vorgesehen ist,
wobei sich im Polierkopf ein erster abgedichteter Raumabschnitt befindet, der von der Mittelplatte und dem Gummifilm umgeben ist, ein Druck des ersten abgedichteten Raumabschnitts durch einen ersten Druckanpassungsmechanismus geändert werden kann, eine Rückseite eines Werkstücks an einem unteren Flächenabschnitt des Gummifilms gehalten wird und eine Oberfläche des Werkstücks in Gleitkontakt mit einem Polierkissen gebracht wird, das zum Durchführen des Polierens an einem Drehtisch angebracht ist, wobei
ein Endabschnitt des Gummifilms, der von der Mittelplatte gehalten wird, in O-Ringform ausgebildet ist, die Mittelplatte so ausgebildet ist, dass sie in der Lage ist, senkrecht in zwei Teile geteilt zu werden, die...

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polierkopf zum Halten eines Werkstücks, wenn eine Oberfläche des Werkstücks poliert wird, und eine diesen aufweisende Poliervorrichtung und insbesondere einen Polierkopf zum Halten des Werkstücks auf einem Gummifilm und eine diesen aufweisende Poliervorrichtung.
  • STAND DER TECHNIK
  • In den letzten Jahren wird aufgrund eines umfangreichen Einbaus eines Halbleiterbauelements der Anspruch an einen ebenen, dafür verwendeten Halbleiter-Siliziumwafer immer höher. Die Ebenheit wird für einen Bereich in der Nähe des Waferrands benötigt, um die Ausbeute eines Halbleiter-Chips zu verbessern.
  • Die Endform eines Siliziumwafers hängt von einem Hochglanzpolierverfahren ab, bei dem es sich um den letzten Schritt handelt. Insbesondere wird der Siliziumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm einem ersten Polieren durch eine doppelseitige Polierung unterworfen, um die strenge Anforderung an die Ebenheit zu erfüllen, und anschließend werden ein zweites Polieren einer Einseitenoberfläche und ein Endpolieren durchgeführt, um eine Verbesserung im Hinblick auf Kratzer an der Oberfläche und Oberflächenrauigkeit zu erzielen. Das zweite Polieren einer Einseitenoberfläche und das Endpolieren sind erforderlich, um die Ebenheit, die durch das erste Polieren der doppelseitigen Oberflächen erzielt wurde, aufrechtzuerhalten und um die Waferoberfläche zu einer perfekten Hochglanzfläche zu gestalten, bei der es keine Defekte, wie beispielsweise einen Kratzer, an der Oberfläche gibt.
  • Wie in der 8 gezeigt, umfasst eine übliche einseitige Poliervorrichtung einen Drehtisch 83, auf dem ein Polierkissen 82 angebracht ist, einen Poliermittel-Zuführmechanismus 84, einen Polierkopf 85 und dergleichen. Die Poliervorrichtung 81 poliert ein Werkstück W, indem das Werkstück W mit dem Polierkopf 85 gehalten wird, das Poliermittel 86 dem Polierkissen 82 von dem Poliermittel-Zuführmechanismus 84 zugeführt wird, der Drehtisch 83 bzw. der Polierkopf 85 gedreht wird und die Oberfläche des Werkstücks W in Gleitkontakt mit dem Polierkissen 82 gebracht wird.
  • Als Verfahren zum Halten des Werkstücks auf dem Polierkopf gibt es beispielsweise ein Verfahren zum Anbringen des Werkstücks auf einer flachen scheibenförmigen Platte mittels eines Klebstoffs, wie beispielsweise Wachs und dergleichen. Wie in der 9 gezeigt, gibt es auch ein anderes Verfahren, bei dem ein elastischer Film, der als Stützfolie 93 bezeichnet wird, an einer Werkstück-Halteplatte 92 angebracht ist, um das Werkstück so zu halten, dass eine Übertragung der konkav-konvexen Form des Polierkopfkörpers 91 und der Werkstück-Halteplatte 92 unterdrückt wird. Darüber hinaus gibt es ein so genanntes Gummifutterverfahren, bei dem ein Werkstück-Halteabschnitt aus einem Gummifilm hergestellt ist, ein unter Druck stehendes Fluid, wie beispielsweise Luft, in die Rückseite des Gummifilms strömen gelassen wird und der Gummifilm durch den gleichförmigen Druck aufgeblasen wird, um so das Werkstück gegen das Polierkissen zu drücken (siehe japanische Offenlgungsschrift (kokai) Nr. 2002-264005 ). Ein Polierkopf, der außerhalb des Werkstücks mit einem Haltering versehen ist, wobei es sich bei dem Haltering um eine Einrichtung zum Anpressen des Polierkissens handelt, wird auch vorgeschlagen, um ein Durchbiegen eines äußeren Randabschnitts des Werkstücks zu unterdrücken und so die Ebenheit zu verbessern.
  • Ein Beispiel für einen Aufbau des herkömmlichen Polierkopfs im Zusammenhang mit einem Gummifutterverfahren ist schematisch in der 10(a) gezeigt. Der Aufbau ist wie folgt. Ein Gummifilm (Gummimaterial) 104a ist derart angebracht, dass ein konkaver Abschnitt einer Mittelplatte 102a, die an ihrer unteren Fläche mit dem konkaven Abschnitt ausgestattet ist, abgedichtet wird. Ein Fluid wird einem ersten abgedichteten Raumabschnitt 103a durch einen ersten Druckanpassungsmechanismus 105a zugeführt, so dass ein Wafer W angepresst werden kann, wobei es sich um einen so genannten Gummifutteraufbau handelt. Außerdem ist die Mittelplatte 102a über einen elastischen Film 106a mit einem Polierkopfkörper 101a verbunden. Ein Fluid wird einem zweiten abgedichteten Raumabschnitt 107a, der mit dem elastischen Film 106a abgedichtet ist, durch einen zweiten Druckanpassungsmechanismus 108a zugeführt, so dass die Mittelplatte 102a mit Druck beaufschlagt werden kann. Ein ringförmiger Führungsring 109a ist mit dem Polierkopfkörper 101a verbunden, um den Wafer während des Polierverfahrens zu halten, so dass der Führungsring außerhalb des Wafers W angeordnet ist. Weiterhin gibt es ein Verfahren zum Druckbeaufschlagen nur durch den Gummifilm 104b ohne einen Anpressmechanismus der Mittelplatte 102b, wie in der 10(b) gezeigt. Außerdem wird, wie in der 10(c) gezeigt, ein Polierkopf, der mit einem Haltering versehen ist, der das Polierkissen anstelle des Führungsrings anpresst, auch für den Zweck des Unterdrückens des Durchbiegens des äußeren Randabschnitts des Werkstücks vorgeschlagen. Der Haltering 109c presst das Polierkissen an, wobei ein Fluid einem dritten abgedichteten Raumabschnitt 111c, der mit dem elastischen Film 110c abgedichtet ist, durch einen dritten Druckanpassungsmechanismus 112c zugeführt wird.
  • Im Falle eines Aufbaus, bei dem der Gummifilm unter Zugbeanspruchung an einem Öffnungsendabschnitt des konkaven Abschnitts einer Mittelplatte vorgesehen ist, wie in der 10(a), (b) gezeigt, besteht das Problem, dass die Steifigkeit des Gummifilms in der Nähe des Öffnungsendabschnitts des Werkstücks unter dem Einfluss der Zugbeanspruchung im Wesentlichen hoch wird und der an den äußeren Randabschnitt des Werkstücks angelegte Druck hoch wird und dadurch eine Durchbiegung des äußeren Rands auftritt. Darüber hinaus wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine Position eines Halteabschnitts P (der Öffnungsendabschnitt) des Gummifilms gegen das Werkstück angehoben wird, um den Druck des äußeren Randabschnitts zu verringern, so dass die Durchbiegung des äußeren Rands unterdrückt wird, wie in der 10(d) gezeigt (siehe beispielsweise japanische Offenlegungsschrift (kokai) Nr. 2002-264005 ). Allerdings tritt da das Problem auf, dass der Versuch, die Durchbiegung am äußeren Rand des Wafers zu verbessern, dazu führt, dass eine Form ausgebildet wird, die am äußeren Rand des Wafers angehoben ist, die Gleichförmigkeit verschlechtert wird, die Form sich nicht unter dem Einfluss der Schwankung der Zugbeanspruchung stabilisiert, wenn der Gummifilm in Zugbeanspruchung vorgesehen ist, und dergleichen. Außerdem wird das Verfahren vorgeschlagen, bei dem ein Haltering außerhalb des Werkstücks vorgesehen ist, um das Polierkissen direkt so anzupressen, dass die Durchbiegung am äußeren Rand unterdrückt wird, wie in der 10(c) gezeigt. Da allerdings ein Haltematerial auch poliert wird, tritt das Problem auf, dass unter dem Einfluss der Stauberzeugung und dergleichen dadurch ein Kratzer an einer Oberfläche des Werkstücks gebildet wird, die Werkstücksoberfläche nicht ausreichend mit Poliermittel versorgt wird, weil es das Polierkissen anpresst und es so zu einer Verringerung der Polierrate kommt und dergleichen.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Polierkopf im Zusammenhang mit dem Gummifutterverfahren und eine Poliervorrichtung, die den Polierkopf umfasst, vorzusehen, wobei das Auftreten eines Oberflächendefekts, wie beispielsweise eines Kratzers, auf einer Oberfläche des Werkstücks so weit wie möglich unterdrückt wird und das Werkstück gleichförmig und beständig zum äußeren Rand hin poliert werden kann.
  • Um die obige Aufgabe zu erzielen, stellt die vorliegende Erfindung einen Polierkopf zur Verfügung, mindestens umfassend: eine in etwa scheibenförmige Mittelplatte; einen Gummifilm, der von der Mittelplatte gehalten wird, wobei der Gummifilm mindestens einen unteren Flächenabschnitt und einen Seitenflächenabschnitt der Mittelplatte abdeckt; und einen ringförmigen Führungsring, der an einem Rand des Gummifilms an einem unteren Abschnitt eines Polierkopfkörpers vorgesehen ist, wobei in dem Polierkopf ein erster abgedichteter Raumabschnitt vorgesehen ist, der von der Mittelplatte und dem Gummifilm umgeben ist, ein Druck des ersten abgedichteten Raumabschnitts durch einen ersten Druckanpassungsmechanismus geändert werden kann, die Rückseite eines Werkstücks an dem unteren Flächenabschnitt des Gummifilms gehalten wird und eine Oberfläche des Werkstücks in Gleitkontakt mit einem Polierkissen gebracht wird, das zum Durchführen des Polierens an einem Drehtisch angebracht ist, wobei ein Endabschnitt des Gummifilms, der von der Mittelplatte gehalten wird, in O-Ringform ausgebildet ist, die Mittelplatte so ausgebildet ist, dass sie in der Lage ist, vertikal in zwei Teile geteilt zu werden, die Mittelplatte und der Gummifilm einen Raum wenigstens über die ganze Fläche des unteren Flächenabschnitts und des Seitenflächenabschnitts der Mittelplatte aufweisen und der Gummifilm durch Zusammendrücken des O-Ringendabschnitts des Gummifilms zwischen der geteilten Mittelplatte gehalten wird.
  • Auf diese Weise wird der Gummifilm in einer Manschettenform ausgebildet, bei der es sich um eine hohle Scheibenform handelt, bei der der obere Abschnitt kreisförmig geöffnet ist, so dass eine Position, bei der der Gummifilm von der Mittelplatte gehalten wird, von einer Werkstück-Halteabschnittseite im Abstand positioniert ist. Darüber hinaus wird ein Endabschnitt des manschettenförmigen Gummifilms in O-Ringform ausgebildet, so dass der Gummifilm von der Mittelplatte gehalten wird, wobei ein Kontaktbereich zwischen der Mittelplatte und dem Gummifilm so weit wie möglich verringert wird. Der Aufbau ermöglicht das Unterdrücken einer zusätzlichen Zugbeanspruchung, die in dem Gummifilm erzeugt wird, und das Durchführen eines Polierens, wobei das Werkstück einer gleichförmigen Polierkraft ausgesetzt wird, ohne dass die Steifigkeit des Gummifilms in der Nähe des äußeren Randabschnitts des Werkstücks erhöht wird.
  • Als Ergebnis kann das Werkstück poliert werden, wobei eine hohe Ebenheit über die ganze Oberfläche des Werkstücks, inbesondere im äußeren Randabschnitt, im Vergleich zum herkömmlichen Polierkopf aufrechterhalten wird. Das bedeutet, dass der Polierkopf einer wird, bei dem das Werkstück gleichförmig zum äußeren Randabschnitt hin poliert werden kann.
  • Darüber hinaus wird der Einfluss der Stauberzeugung und dergleichen unterdrückt, da der Haltering und dergleichen nicht verwendet wird. So wird der Polierkopf zu einem Polierkopf, bei dem ein Auftreten eines Kratzers oder eines Defekts an der Oberfläche des Werkstücks verhindert werden kann.
  • Weiterhin wird der Polierkopf ein solcher, bei dem die Durchbiegung am äußeren Rand unterdrückt werden kann, selbst wenn der Haltering und dergleichen, der das Polierkissen anpresst, nicht vorgesehen ist.
  • Außerdem ist es bevorzugt, dass die Mittelplatte vom Polierkopfkörper getrennt ist, der Polierkopf einen ersten Höhenanpassungsmechanismus zum Anpassen einer Position in einer Höhenrichtung der Mittelplatte umfasst, und zwar unabhängig vodem Polierkopfkörper.
  • Auf diese Weise kann, wenn die Mittelplatte vom Polierkopfkörper getrennt ist, um in der Lage zu sein, die Höhe der Mittelplatte anzupassen, die Höhe des Gummifilms, der an der Mittelplatte befestigt ist, angepasst werden. Aufgrund dessen kann der Druck auf den äußeren Randabschnitt des Werkstücks durch Einsetzen der Steifigkeit einer Seitenfläche des Gummifilms geändert werden. Weiter wird es, wenn der erste Höhenanpassungsmechanismus, der genau die Position in einer Höhenrichtung der Mittelplatte steuert, vorgesehen ist, leichter, eine Verarbeitungsbedingung gemäß der Werkstücksform vordem Polieren zu ändern (angehobene oder durchgebogene Form), um ein gleichförmiges Polieren des Werkstücks nach der Verarbeitung durchzuführen.
  • Außerdem ist es bevorzugt, dass der Polierkopfkörper von der Mittelplatte getrennt ist, der Polierkopf einen zweiten Höhenanpassungsmechanismus zum Anpassen einer Position in einer Höhenrichtung des Polierkopfkörpers umfasst, indem er unabhängig von der Mittelplatte ist, der zweite Höhenanpassungsmechanismus einen Abstand von einem Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring in einem Bereich von 25–45% der Dicke des Werkstücks aufrechterhält.
  • Auf diese Weise kann, wenn der Polierkopf einen Höhenanpassungsmechanismus (den zweiten Höhenanpassungsmechanismus) für den Polierkopfkörper, nämlich den Führungsring, umfasst, der Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring konstant gehalten werden und dadurch kann das Werkstück stabil gehalten werden, um das Polieren des Werkstücks durchzuführen, ohne dass die Polierrate verringert und die Qualität der Werkstücksoberfläche verschlechtert wird.
  • Wenn der Abstand des Raums zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring in einem Bereich von 25–45% der Dicke des Werkstücks gehalten wird, kann darüber hinaus eine Verringerung der Polierrate, die durch eine geringere Zufuhr des Poliermittels hervorgerufen wird, die auftritt, wenn der Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring zu klein ist, verhindert werden, und es kann verhindert werden, dass das Werkstück während des Polierens bei einem zu großen Raum nicht gehalten werden kann.
  • Außerdem ist es bevorzugt, dass der erste Höhenanpassungsmechanismus und der zweite Höhenanpassungsmechanismus eine Kugelumlaufspindel verwenden.
  • Auf diese Weise verwenden der erste und zweite Höhenanpassungsmechanismus eine Kugelumlaufspindel, wird es leichter, die Position in einer Höhenrichtung genau anzupassen und kann dadurch ein hochgenaueres und beständigeres Polieren durchgeführt werden.
  • Außerdem ist es bevorzugt, dass der Polierkopf einen elastischen Film zum Verbinden der Mittelplatte mit dem Polierkopfkörper und einen Anschlag umfasst, der an dem Polierkopfkörper angebracht ist, und dass es einen zweiten abgedichteten Raumabschnitt gibt, der von der Mittelplatte, dem Polierkopfkörper und dem elastischen Film umgeben ist, ein Druck des zweiten abgedichteten Raumabschnitts durch einen zweiten Druckanpassungsmechanismus geändert werden kann und der erste Höhenanpassungsmechanismus der Anschlag ist.
  • Auf diese Weise kann, wenn die Mittelplatte und der Polierkopfkörper durch den elastischen Film verbunden sind, und der Druck des zweiten abgedichteten Raumabschnitts, der mit der Mittelplatte, dem Polierkopfkörper und dem elastischen Film abgedichtet ist, angepasst ist, die Mittelplatte angehoben und gesenkt werden. Außerdem kann, wenn eine Höhe des Anschlags, der an dem Polierkopfkörper angebracht ist, angepasst wird, die Position in einer Höhenrichtung der Mittelplatte angepasst werden, und dadurch kann die Höhe des Gummifilms durch einen einfachen Mechanismus gesteuert werden.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Anschlag eine piezoelektrische Einrichtung ist.
  • Auf diese Weise kann, wenn weiter der Anschlag eine piezoelektrische Einrichtung ist und die Dicke des Anschlags durch Steuern der angelegten Spannung geändert werden kann, die Höhe des Gummifilms wahlweise und automatisch so angepasst werden, dass die Form des äußeren Randabschnitts wahlweise und automatisch vom Durchbiegen zum Anheben angepasst werden, und dadurch kann das Werkstück ebener poliert werden.
  • Außerdem stellt die vorliegende Erfindung eine Poliervorrichtung zur Verfügung, die zum Polieren einer Oberfläche eines Werkstücks verwendet wird, umfassend wenigstens ein Polierkissen, das an einem Drehtisch angebracht ist, einen Poliermittel-Zuführmechanismus zum Ausstatten des Polierkissens mit einem Poliermittel und einen Polierkopf zum Halten des Werkstücks, bei dem es sich um den Polierkopf gemäß der vorliegenden Erfindung handelt.
  • Auf diese Weise kann, wenn das Werkstück mittels der Poliervorrichtung poliert wird, die den Polierkopf gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, das Werkstück poliert werden, indem das Werkstück mit einer gleichförmigen Polierkraft beaufschlagt wird, um eine hohe Ebenheit über die gesamte Oberfläche des Werkstücks, insbesondere im äußeren Randabschnitt aufrechtzuerhalten.
  • Außerdem ist es bevorzugt, dass die Poliervorrichtung einen Sensor zum Erfassen eines Abstands zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen ohne Kontakt, den ersten Höhenanpassungsmechanismus und den zweiten Höhenanpassungsmechanismus umfasst und dass der erste Höhenanpassungsmechanismus eine Position in einer Höhenrichtung der Mittelplatte und des Gummifilms gemäß dem Abstand zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen, der vom Sensor erfasst wird, angleicht und der zweite Höhenanpassungsmechanismus eine Position in einer Höhenrichtung des Raums zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring gemäß dem Abstand zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen, wie vom Sensor erfasst, angleicht.
  • Auf diese Weise kann, wenn der erste Höhenanpassungsmechanismus, der die Position in einer Höhenrichtung der Mittelplatte und des Gummifilms gemäß dem Abstand zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen, der vom Sensor gemessen wird, angleicht, umfasst ist, das Polieren durchgeführt werden, um die Form gemäß der Form des Werkstücks vor dem Polieren zu modifizieren. Als Ergebnis kann die Ebenheit der Oberfläche des polierten Werkstücks gut sein. Weiterhin kann, wenn der zweite Höhenanpassungsmechanismus, der die Höhe des Polierkopfkörpers gemäß dem Abstand zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen, wie vom Sensor gemessen, angleicht, der Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring konstant gehalten werden und dadurch kann das Werkstück stabil gehalten werden, um das Polieren des Werkstücks durchzuführen, ohne dass die Polierrate verringert und die Qualität der Werkstücksoberfläche verschlechtert wird.
  • Wie oben erwähnt kann, wenn das Polieren des Werkstücks mittels des Polierkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, das Werkstück poliert werden, wobei das Werkstück mit einer gleichförmigen Polierkraft beaufschlagt wird, um eine hohe Ebenheit über die ganze Oberfläche des Werkstücks, insbesondere im äußeren Randabschnitt, aufrechtzuerhalten.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Schnittansicht, die eine erste Ausführungsform des Polierkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine schematische Schnittansicht, die eine zweite Ausführungsform des Polierkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 sind schematische Ansichten, die ein Positionsverhältnis zwischen dem Werkzeug und dem Gummifilm in dem Polierkopf gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 ist eine schematische Schnittansicht, die eine dritte Ausführungsform des Polierkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 ist eine schematische Aufbauansicht, die ein Beispiel einer Poliervorrichtung zeigt, die den Polierkopf gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
  • 6 ist ein Diagramm, das die Verteilung des Poliermaterialsabtrags bei dem im Beispiel polierten Werkstück zeigt;
  • 7 ist ein Diagramm, das die Verteilung des Poliermaterialsabtrags bei dem im Beispiel polierten Werkstück zeigt;
    Vergleichsbeispiel 1, Vergleichsbeispiel 2-1 und Vergleichsbeispiel 2-2;
  • 8 ist eine schematische Aufbauansicht, die ein Beispiel für eine einseitige Poliervorrichtung zeigt;
  • 9 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für einen herkömmlichen Polierkopf zeigt;
  • 10a ist eine schematische Schnittansicht, die ein Beispiel für einen herkömmlichen Polierkopf zeigt;
  • 10b ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel für einen herkömmlichen Polierkopf zeigt;
  • 10c ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel für einen herkömmlichen Polierkopf zeigt; und
  • 10d ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel für einen herkömmlichen Polierkopf zeigt.
  • BESTES VERFAHREN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher erläutert.
  • Wie oben beschrieben, ist insbesondere im Fall eines Werkstücks eines Halbleiter-Siliziumwafers ein hoher Grad an Oberflächenebenheit und an Oberflächenkomplettierung ohne einen Kratzer, einen Defekt oder dergleichen erforderlich. Im Fall des Polierkopfs im Zusammenhang mit dem Gummifutterverfahren kann das Polieren mit höherer Ebenheit im Vergleich zum herkömmlichen Polierkopf durchgeführt werden, wobei das Werkstück poliert wird, indem es an eine Keramikplatte und dergleichen angebracht ist. Allerdings gibt es das Problem, dass eine Durchbiegung des äußeren Rands und dergleichen, insbesondere am äußeren Randabschnitt des Werkstücks, auftritt. Außerdem wird zum Zweck des Verbesserns der oben beschriebenen Durchbiegung des äußeren Rands der Polierkopf vorgeschlagen, bei dem der Haltering außerhalb der Werkstückshaltefläche angeordnet ist, um das Polierkissen in der Nähe des äußeren Randabschnitts des Werkstücks während des Poliervorgangs des Werkstücks so anzupressen, dass die Durchbiegung des äußeren Rands unterdrückt wird. Allerdings tritt das Problem auf, dass unter dem Einfluss eines Fremdkörpers und dergleichen vom Haltering ein Kratzer an der Werkstücksoberfläche erzeugt wird und dass das Poliermittel nicht ausreichend der Werkstücksoberfläche zugeführt wird, da der Haltering das Polierkissen anpresst und so eine Verringerung der Polierrate und dergleichen hervorgerufen wird. Die vorliegenden Erfinder haben Experimente und eine Untersuchung durchgeführt, um die Probleme zu lösen und einen Polierkopf und eine Poliervorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der das Werkstück in hohem Maße eben poliert werden kann.
  • Als Ergebnis haben die vorliegenden Erfinder gefunden, dass das Problem des Standes der Technik wie folgt ist.
  • Beim herkömmlichen Polierkopf im Zusammenhang mit einem Gummifutterverfahren, wie in der 10(a) gezeigt, wird der konkave Abschnitt an der Mittelplatte 102a vorgesehen und der Gummifilm 104a ist in Zugbeanspruchung am Öffnungsendabschnitt des konkaven Abschnitts vorgesehen. Daher ist der Aufbau so, dass der Gummifilm-Halteendabschnitt sich in der Nähe des Werkstück-Halteabschnitts befindet, und die Steifigkeit des Gummifilms unter dem Einfluss der Zugbeanspruchung in der Nähe des Gummifilm-Halteendabschnitts im Wesentlichen hoch wird, der Druck, mit dem der äußere Randabschnitt des Werkstücks W beaufschlagt wird, hoch wird, so dass die Durchbiegung des äußeren Rands auftritt. Es wird das Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Position des Halteabschnitts P (der Öffnungsendabschnitt) des Gummifilms gegen das Werkstück W angehoben wird, um den Druck des äußeren Randabschnitts zu verringern, so dass die Durchbiegung des äußeren Rands unterdrückt wird, wie in der 10(d) gezeigt ist. Allerdings haben die vorliegenden Erfinder festgestellt, dass die Form in einer Kreisrichtung sich unter dem Einfluss der Schwankung der Zugbeanspruchung im Gummifilm-Halteendabschnitt nicht stabilisiert.
  • Daher haben die vorliegenden Erfinder eifrig Experimente und eine Untersuchung durchgeführt. Als Ergebnis haben die vorliegenden Erfinder festgestellt, dass der Gummifilm in einer Manschettenform ausgebildet ist, bei der es sich um eine hohle Scheibenform handelt, bei der der obere Abschnitt kreisförmig geöffnet ist, so dass eine Position, bei der der Gummifilm von der Mittelplatte gehalten wird, im Abstand vom Werkstück-Halteabschnitt positioniert ist, der Gummifilm von der Mittelplatte unter weitestgehendem Verringern eines Kontaktbereichs zwischen der Mittelplatte und dem Gummifilm gehalten wird, indem der Endabschnitt des manschettenförmigen Gummifilms (nachfolgend als Gummifilm bezeichnet) zu einer O-Ringform ausgebildet wird, um eine zusätzliche Zugbeanspruchung, die in dem Gummifilm erzeugt wird, zu unterdrücken, so dass das Werkstück mit einer gleichförmigen Polierkraft beaufschlagt werden kann, ohne dass die Steifigkeit des Gummifilms in der Nähe des äußeren Randabschnitts des Werkstücks erhöht wird, wodurch die vorliegende Erfindung abgeschlossen ist.
  • Nachfolgend werden ein Polierkopf und eine Poliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere mit Bezug auf die beigefügten Figuren erläutert. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
  • Die 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Polierkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Polierkopf 10 umfasst einen manschettenförmigen Gummifilm 13 (Gummifilm) mit einem Endabschnitt, der in O-Ringform ausgebildet ist. Der O-Ringabschnitt des Endabschnitts des Gummifilms 13 wird gehalten, indem er zwischen der in etwa scheibenförmigen Mittelplatte 12a und 12b mit einer ringförmigen Nut zum Halten des O-Ringabschnitts zusammengedrückt wird. Der Gummifilm 13 berührt die Mittelplatte nur an dem Abschnitt, an dem der O-Ring des Endabschnitts und dergleichen zusammengedrückt wird, und wird durch Zusammendrücken zwischen der in etwa scheibenförmigen Mittelplatte 12a und 12b in dem Zustand, in dem die Bodenfläche und eine Seitenfläche des Gummifilms 13 die Mittelplatte 12b nicht berühren, gehalten. Darüber hinaus wird die in etwa scheibenförmige Mittelplatte 12a und 12b, die den Gummifilm 13 durch Zusammendrücken hält, am Polierkopfkörper 11 mit einem Flanschaufbau befestigt. Der ringförmige Führungsring 19 zum Halten eines Rands des Werkstücks W während des Polierverfahrens ist entlang des äußeren Rands des Werkstücks W angeordnet. Der Führungsring 19 ist mit dem Polierkopfkörper verbunden. Ein Fluid wird einem ersten abgedichteten Raumabschnitt 14, der mit dem Gummifilm 13 abgedichtet ist, durch den ersten Druckanpassungsmechanismus 15 zugeführt, und dadurch wird der Gummifilm 13 aufgeblasen, um die Rückseite des Werkstücks W mit einer Kraft zu beaufschlagen.
  • Außerdem ist es wünschenswert, dass der Polierkopf verwendet wird, indem an dem Werkstück-Halteabschnitt des Gummifilms 13 zum Zwecke des Schutzes der Rückseite des Werkstücks W ein Verstärkungsfilm angebracht ist.
  • Auf diese Weise ermöglichen der Aufbau, bei dem der befestigte Endabschnitt des Gummifilms 13 in einer Position angeordnet ist, die von dem Halteabschnitt des Werkstücks W entfernt liegt, und ein weitesgehendes Verringern eines Kontaktbereichs zwischen der Mittelplatte 12a, 12b und dem Gummifilm 13, dass die Erzeugung einer zusätzlichen Zugbeanspruchung in Bezug auf das Halten des Gummifilms 13 durch die Mittelplatte 12a und 12b unterdrückt wird, und dadurch kann das Werkstück poliert werden, indem das Werkstück W mit einer gleichförmigen Polierkraft beaufschlagt wird.
  • Als Ergebnis wird der Polierkopf ein solcher, mit dem eine hohe Ebenheit über die ganze Oberfläche des Werkstücks im Vergleich zum herkömmlichen Polierkopf beibehalten werden kann und ein Werkstück, bei dem das Auftreten eines Anhebens oder Durchbiegens selbst am äußeren Rand unterdrückt wird, erhalten werden kann.
  • Weiterhin wird die Erzeugung von Staub aus dem Halteringmaterial und dergleichen verhindert, da der Haltering und dergleichen nicht verwendet wird. Daher kann das Auftreten eines Kratzers auf der Werkstücksoberfläche unterbunden werden. Außerdem wird der Polierkopf ein solcher, mit dem eine Verringerung der Polierrate nicht hervorgerufen wird, da das Poliermittel der Werkstücksoberfläche ausreichend zugeführt wird.
  • Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Polierkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Polierkopf 20, der sich vom Polierkopf 10 unterscheidet, wie in der 1 gezeigt, ist umfasst, so dass die Mittelplatte 22a du 22b nicht mit dem Polierkopfkörper 21 verbunden ist, sondern mit dem ersten Höhenanpassungsmechanismus 26 verbunden ist, und dadurch eine Position des Gummifilms 23 vertikal geändert werden kann.
  • Außerdem ist der Polierkopf 20 umfasst, so dass der Polierkopfkörper 21 mit dem ringförmigen Führungsring 29 zum Halten des Rands des Werkstücks W während des Polierverfahrens und mit dem zweiten Höhenanpassungsmechanismus 27 verbunden ist und dadurch eine Position in der Höhenrichtung des Führungsrings 29 vertikal geändert werden kann. Die Position des Führungsrings 29 kann so angepasst werden, dass ein Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring in einem, Bereich von 25–45% der Dicke des Wertkstücks W liegt.
  • Auf diese Weise kann, wenn der Mechanismus (der erste Höhenanpassungsmechanismus), bei dem die Mittelplatte vom Polierkopfkörper getrennt ist, um die Höhe der Mittelplatte anpassen zu können, vorgesehen ist, die Höhe des Gummifilms, der an der Mittelplatte befestigt ist, angeglichen werden. Aufgrund dessen kann der Druck auf den äußeren Randabschnitt des Werkstücks mittels des Einflusses der Steifigkeit der Seitenfläche des Gummifilms geändert werden. Weiter wird es einfacher, dass eine Verfahrensbedingung gemäß der Werkstücksform vor dem Polieren geändert wird (angehobene oder durchgebogene Form), um das Werkstück nach der Verarbeitung gleichförmiger werden zu lassen.
  • Darüber hinaus kann, wenn der Mechanismus (der zweite Höhenanpassungsmechanismus) zum Anpassen der Höhe des Polierkopfkörpers, nämlich der Führungsring, vorgesehen wird, der Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring konstant gehalten werden und dadurch kann es einfacher sein, das Werkstück stabil zu halten, um das Polieren des Werkstücks durchzuführen, ohne dass die Polierrate verringert wird und die Qualität der Werkstücksoberfläche verschlechtert wird.
  • Weiterhin kann, wenn der Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring in einem Bereich von 25–45% der Dicke des Werkstücks gehalten wird, eine Verringerung der Polierrate, die durch eine mangelnde Versorgung des Poliermittels hervorgerufen wird, die auftritt, wenn der Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring zu klein ist, verhindert werden, und es kann verhindert werden, dass das Werkstück während des Polierverfahrens nicht gehalten werden kann, wenn der Raum zu groß ist.
  • Darüber hinaus kann, wie oben beschrieben, die Kugelumlaufspindel für den ersten Höhenanpassungsmechanismus und den zweiten Höhenanpassungsmechanismus verwendet werden.
  • Die Verwendung der Kugelumlaufspindel für den Höhenanpassungsmechanismus ermöglicht eine leichte und präzisere Anpassung und dadurch kann ein hochgenaues und beständigeres Polieren durchgeführt werden.
  • Die 3 zeigt einen Zustand des Werkstücks und des Gummifilms 33, wenn die Position des Gummifilms geändert wird. (a) zeigt einen Zustand, in dem die Position der Bodenfläche des Gummifilms 33 dieselbe wie die Position der Rückseite des Werkstücks W (Ausgangsposition) ist. (b) zeigt einen Zustand, in dem die Position des Gummifilms 33 niedriger als (a) ist. (c) zeigt einen Zustand, in dem die Position des Gummifilms 33 höher als (a) ist. Wie in der 3(b) gezeigt, wird, wenn die Position des Gummifilms 33 abgesenkt wird, die Bodenfläche des Gummifilms 33 fest an die Rückseite des Werkstücks W gepresst, und die Seitenfläche des Gummifilms 33 wird zur Seite hin aufgeblasen. In diesem Fall wird der Druck, mit dem der äußere Randabschnitt des Werkstücks W beaufschlagt wird, unter dem Einfluss der Steifigkeit des Gummifilms hoch und dadurch kann der äußere Randabshnitt des Werkstücks in Form einer Durchbiegung ausgebildet werden. Darüber hinaus wird, wie in der 3(c) gezeigt, wenn die Position des Gummifilms 33 erhöht ist, da das Aufblasen des zentralen Abschnitts des Gummifilms 33 groß wird und das Aufblasen des äußeren Randabschnitts des Gummifilms 33 wird klein, der Druck, mit dem der äußere Randabschnitt des Werkstücks 2 beaufschlagt wird, gering und dadurch kann der äußere Randabschnitt des Werkstücks in erhöhter Form ausgebildet sein.
  • Wie oben beschrieben kann die Form des äußeren Randabschnitt des Werkstücks W so gesteuert werden, dass sie durch Änderung der Position des Gummifilms 33 in einer ebenen, durchgebogenen oder erhöhten Form ausgebildet wird. Daher wird es einfacher, dass die Form des Werkstücks W zu einer ebenen Form geändert werden kann, indem die Position des Gummifilms 33 vor dem Polieren in Übereinstimmung mit der Form des Werkstücks W angepasst wird (eben, durchgebogen, erhöht).
  • Die 4 zeigt eine dritte Ausführungsform des Polierkopfs gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Polierkopf 40 ist ein Beispiel für eine Einrichtung, bei der ein mechanischer vertikaler Bewegungsmechanismus, wie in der 2 gezeigt, nicht als Einrichtung zum Anpassen der Höhe des Gummifilms 43 verwendet wird. Die Mittelplatte 42a ist durch den elastischen Film 47 mit dem Polierkopfkörper 41 verbunden. Der zweite Höhenanpassungsmechanismus 48 zum Angleichen des Drucks des zweiten abgedichteten Raumabschnitts 46, der durch die mittlere Platte 42a, den elastischen Film 47 und den Polierkopfkörper 41 abgedichtet ist, reduziert den Druck, so dass die Mittelplatte 42a, 42b und der Gummifilm 43 angehoben werden. Darüber hinaus passt der Anschlag 50, der am Polierkopfkörper angebracht ist, die Höhe der Mittelplatte an. Demgemäß wird die Position des Gummifilms 43 angeglichen. Diese Einrichtung ermöglicht das Anpassen der Höhe des Gummifilms durch einen einfacheren Aufbau.
  • Auf diese Weise kann die Mittelplatte angehoben und abgesenkt werden, indem der Mittel plattenabschnitt mit dem Gummifilm durch den elastischen Film mit dem Polierkopfkörper verbunden ist und indem der Druck des zweiten abgedichteten Raumabschnitts, der mit dem Mittelplattenabschnitt, dem elastischen Film und dem Polierkopfkörper abgedichtet ist, angepasst wird. Außerdem kann die Position in einer Höhenrichtung der Mittelplatte durch Anpassen der Höhe des Anschlags, der am Polierkopfkörper angebracht ist, angepasst werden. Als Ergebnis kann die Höhe des Gummifilms durch einen einfachen Mechanismus gesteuert werden.
  • Weiter wird eine piezoelektrische Einrichtung als Anschlag verwendet. Wenn ein solcher Mechanismus, bei dem die Dicke des Anschlags durch Anlegen einer Spannung geändert wird, aufgenommen wird, kann die Höhe der Mittelplatte und des Gummifilms automatisch an eine beliebige Position angepasst werden.
  • Darüber hinaus kann, wenn der Anschlag mit einer piezoelektrischen Einrichtung ausgebildet ist, um die Dicke des Anschlags variabel zu gestalten, die Höhe des Gummifilms automatisch an eine beliebige Position angepasst werden. Daher kann die Form des äußeren Randabschnitts vor dem Polieren in Übereinstimmung mit der Form des Werkstücks wahlweise und automatisch vom Durchbiegen zur Erhöhung angepasst werden, und dadurch kann das Werkstück eben poliert werden.
  • Die 5 zeigt ein Beispiel für eine Poliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Poliervorrichtung 51 umfasst einen Drehtisch 53, an dem das Polierkissen 52 angebracht ist, einen Poliermittel-Zuführmechanismus 54 zum Zuführen eines Poliermittels 56, den Polierkopf 55 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in der 2 gezeigt, und dergleichen.
  • Auf diese Weise kann, wenn das Werkstück mittels der Poliervorrichtung, die den Polierkopf gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, poliert wird, das Werkstück poliert werden, indem das Werkstück mit einer gleichförmigen Polierkraft beaufschlagt wird, um eine hohe Ebenheit über die ganze Oberfläche des Werkstücks, insbesondere im äußeren Randabschnitt, zu erhalten.
  • Weiter kann ein Längenmesssensor 57 zum Feststellen eines Abstands zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen ohne Kontakt mittels Laser und dergleichen über dem Polierkissen 52 enthalten sein. Der Sensor 57 für die Längenmessung erfasst den Abstand zum Polierkissen 52 (die Dicke des Polierkissens) und den Abstand zum Polierkopfkörper 55. Das Ergebnis der Ermittlung wird zum ersten Höhenanpassungsmechanismus 58 und zum zweiten Höhenanpassungsmechanismus 59 geschickt.
  • Die Position des Gummifilms kann durch den ersten Höhenanpassungsmechanismus 58 an die optimale Position gemäß der Dicke des Werkstücks W und des Polierkissens 52 angepasst werden. Darüber hinaus kann die Position des Führungsrings gleichzeitig an die optimalen Position durch den vertikalen Bewegungsmechanismus durch den zweiten Höhenanpassungsmechanismus 59 angepasst werden.
  • Auf diese Weise kann, wenn der erste Höhenanpassungsmechanismus, der die Höhe der Mittelplatte anpassen kann, nämlich der Gummifilm, gemäß dem Abstand zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen, der vom Sensor detektiert wird, vorgesehen wird, das Werkstück so poliert werden, dass die Form vor dem Polieren in Übereinstimmung mit der Form des Werkstücks geändert wird. Als Ergebnis kann die Ebenheit der Werkstücksoberflä che verbessert werden. Weiterhin kann, wenn der zweite Höhenanpassungsmechanismus, der die Höhe des Polierkopfkörpers gemäß dem Abstand zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen, der vom Sensor erfasst wird, vorgesehen wird, der Raum zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring konstant gehalten werden und dadurch kann das Werkstück stabil gehalten werden, um das Polieren des Werkstücks durchzuführen, ohne dass die Polierrate verringert und die Qualität der Werkstücksoberfläche verschlechtert wird.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung ausführlich gemäß den Beispielen und Vergleichbeispielen erläutert. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
  • (Beispiel)
  • Wie in der 2 gezeigt, wurden zwei Mittelplatten mit einer Dicke von 3 mm und einem Außendurchmesser von 293 mm mit Bolzen verbunden, um durch Zusammendrücken den manschettenförmigen Gummifilm mit einer Dicke von 1 mm, einer Höhe von 6,5 mm und einem Außendurchmesser der Bodenfläche von 301 mm zu halten, bei dem der Endabschnitt zu einer O-Ringform (ein Durchmesser von 2 mm) ausgebildet ist, wobei der Durchmesser des Endabschnitts 289 mm ist. Der Führungsring mit einem Innendurchmesser von 302 mm wurde am Rand des Gummifilms angeordnet. Der Mechanismus, der eine Kugelumlaufspindel verwendet, wurde als vertikaler Bewegungsmechanismus des Gummifilms und des Führungsrings verwendet.
  • Silizium-Einkristallwafer mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Dicke von 775 μm als Werkstück wurden wie folgt mittels der Poliervorrichtung poliert, die den oben beschriebenen Polierkopf umfasst. Es ist zu beachten, dass der verwendete Silizium-Einkristallwafer vorher eine primäre Polierung auf seinen beiden Flächen erhielt und sein Randabschnitt auch poliert wurde. Weiterhin wurde der Drehtisch mit einem Durchmesser von 800 mm verwendet, und als Polierkissen wurde ein herkömmliches verwendet.
  • Zum Polieren wurde eine Alkalilösung, enthaltend kegelförmiges Silika, als Poliermittel verwendet, und der Polierkopf und der Drehtisch wurden mit 31 UpM bzw. 29 UpM gedreht. Eine Polierkraft (Druckkraft) des Werkstücks wurde als Druck des ersten Druckanpassungsmechanismus eingestellt und war 20 kPa. Die Polierzeit betrug 80 Sekunden. Der Raum zwischen dem Führungsring und dem Polierkissen wurde auf 250 μm eingestellt. Die Höhe des Gummifilms wurde auf fünf Bedingungen von –0,25 mm, –0,15 mm, 0 mm, +0,05 mm, +0,10 mm eingestellt, wenn die Höhe der Rückseite des Werkstücks 0 mm als grundlegende Position war und eine Richtung, in der der Gummifilm vom Werkstück getrennt wurde, minus war. Das Polierverfahren der Werkstücksoberfläche wurde entsprechend durchgeführt.
  • Es wurde die Poliermaterialabtragsdispersion in einer Ebene des Werkstücks, das wie oben poliert war, bewertet. Der Poliermaterialabtrag wird erhalten, indem die Dicke des Werkstücks vor und nach dem Polieren in einem Bereich, der die Breite von 2 mm im äußersten Umfangsabschnitt als Ebenheitsgarantiebereich in einer Ebene ausschließt, mit einem Ebenheitsmessinstrument gemessen wird und indem ein Unterschied in der Dicke des Werkstücks genommen wird.
  • Als Ergebnis wird die Verteilung des Poliermaterialabtrags des Werkstücks in der 6 gezeigt, in der der Abstand von der Mitte 100 mm bis 148 mm beträgt. Die 6 ist ein Diagramm, das die Verteilung des Poliermaterialabtrags des im Beispiel polierten Werkstücks zeigt.
  • Es wurde von einer Basishöhe von 0 mm ausgegangen und das Werkstück bis zum äußeren Randabschnitt eben poliert. Das Ergebnis war gut.
  • Außerdem wurde bestätigt, dass der Poliermaterialabtrag des äußeren Abschnitts von etwa 140 mm von der Mitte des Werkstücks aufgrund der Änderung der Position des Gummifilms geändert wurde. Zum Beispiel kann in dem Fall von +0,20 mm, d. h. das Werkstück wurde angepresst, der äußere Randabschnitt des Werkstücks in Form einer Durchbiegung ausgebildet werden. Im Fall von –0,25 mm, d. h. das Aufblasen des äußeren Randabschnitts des Gummifilms wird gering, kann der äußere Randabschnitt des Werkstücks in einer angehobenen Form ausgebildet werden.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Das Polierverfahren der Oberfläche des Werkstücks W wurde mittels der Poliervorrichtung durchgeführt, die den Polierkopf umfasst, in dem das Werkstück auf einer Werkstück-Halteplatte gehalten wurde, die wie beim Beispiel mit dem Führungsring in einem Randbereich vorgesehen war, wie in der 9 gezeigt. Allerdings wurde die Halteplatte direkt mit einer Kraft beaufschlagt, so dass das Werkstück W mit einer Einheitskraft von 20 kPa beaufschlagt wird.
  • (Vergleichsbeispiel 2-1)
  • Das Polierverfahren der Werkstücksoberfläche wurde mittels der Poliervorrichtung durchgeführt, die den Polierkopf umfasst, bei dem der Halteendabschnitt des Gummifilms in der Nähe des Werkstück-Halteabschnitts liegt, wie in der 10(b) gezeigt.
  • (Vergleichsbeispiel 2-2)
  • Das Polierverfahren der Werkstücksoberfläche wurde mittels der Poliervorrichtung durchgeführt, die den Polierkopf umfasst, wie in der 10(d) gezeigt. Der Anhebungsbetrag in der Position des Haltepunkts P des Gummifilms betrug im Hinblick auf das Vergleichsbeispiel 2-1 0,2 mm.
  • Die Verteilung des Poliermaterialabtrags ist in der 7 gezeigt, bei der der Abstand von der Mitte des Werkstücks 100 mm bis 148 mm im Vergleichsbeispiel 1, Vergleichsbeispiel 2-1 und Vergleichsbeispiel 2-2 betrug. Darüber hinaus ist zum Vergleich die Verteilung des Poliermaterialabtrags im Beispiel des Durchführens des Polierverfahrens in der Gummifilm-Basishöhe von 0 mm auch in der 7 gezeigt.
  • Wie oben erwähnt, wurde das Werkstück, das mittels des Polierkopfs des Beispiels poliert wurde, eben bis zum äußeren Randabschnitt poliert. Das Ergebnis war gut.
  • Andererseits war im Fall des Vergleichsbeispiels 1 der Poliermaterialabtrag in einer Ebene des Werkstücks fein dispergiert und weiter wurde der Poliermaterialabtrag des äußeren Randabschnitts groß.
  • Darüber hinaus wurde im Fall des Vergleichsbeispiels 2-1 der Gummifilm am Öffnungsendabschnitt des konkaven Abschnitts der Mittelplatte gehalten und die Steifigkeit des Gummifilms in der Umgebung wurde weitgehend hoch, der Druck, mit dem der äußere Randabschnitt des Werkstücks beaufschlagt wurde, wurde hoch und der Poliermaterialabtrag des äußeren Randabschnitts wurde extrem hoch.
  • Außerdem wurde im Fall des Vergleichsbeispiels 2-2, das Durchbiegen des äußersten Randabschnitts dadurch etwas verbessert, dass die Haltepunktposition des Gummifilms um 0,2 mm gegenüber dem Vergleichsbeispiel 2-1 etwas angehoben wurde. Umgekehrt wurde der Abschnitt von etwa 120 mm die angehobene Form, was zu einem Abbau der Poliermaterialabtragsgleichförmigkeit führte.
  • Es ist davon auszugehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorgehende Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform ist nur eine Veranschaulichung und alle Beispiele, die im Wesentlichen dasselbe Merkmal besitzen und dieselben Funktionen und Wirkungen wie die im in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebenen technischen Konzept zeigen, sind im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
  • Zum Beispiel ist der Polierkopf gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die in den 1, 2, 3 gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Die Form und dergleichen des Polierkopfkörpers kann beispielsweise entsprechend konstruiert werden, solange sie den in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Anforderungen entspricht.
  • Außerdem ist das Merkmal der Poliervorrichtung nicht auf eines in der 5 gezeigten beschränkt. Die Poliervorrichtung kann mehrere Polierköpfe gemäß der vorliegenden Erfindung umfassen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Polierkopf, wobei ein Gummifilm in einer Manschettenform auf eine solche Weise ausgebildet ist, dass eine Position, bei der der Gummifilm von einer Mittelplatte gehalten wird, entfernt von einem Werkstück-Halteabschnitt positioniert ist; ein Endabschnitt des manschettenförmigen Gummifilms in O-Ringform ausgebildet ist, so dass der Gummifilm von der Mittelplatte unter weitestgehendem Verringern eines Kontaktbereichs zwischen der Mittelplatte und dem Gummifilm gehalten wird. Als Ergebnis wird ein Polierkopf im Zusammenhang mit dem Gummifutterverfahren vorgesehen, bei dem das Auftreten eines Oberflächendefekts, wie beispielsweise eines Kratzers, auf einer Oberfläche des Werkstücks, so weit wie möglich unterdrückt wird und das Werkstück gleichförmig und stabil bis zum äußeren Rand poliert werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2002-264005 [0005, 0007]

Claims (8)

  1. Polierkopf, mindestens umfassend: eine etwa scheibenförmige Mittelplatte; einen Gummifilm, der von der Mittelplatte gehalten wird, wobei der Gummifilm mindestens einen unteren Flächenabschnitt und einen Seitenflächenabschnitt der Mittelplatte abdeckt; und einen ringförmigen Führungsring, der in einem Rand des Gummifilms an einem unteren Abschnitt eines Polierkopfkörpers vorgesehen ist, wobei sich im Polierkopf ein erster abgedichteter Raumabschnitt befindet, der von der Mittelplatte und dem Gummifilm umgeben ist, ein Druck des ersten abgedichteten Raumabschnitts durch einen ersten Druckanpassungsmechanismus geändert werden kann, eine Rückseite eines Werkstücks an einem unteren Flächenabschnitt des Gummifilms gehalten wird und eine Oberfläche des Werkstücks in Gleitkontakt mit einem Polierkissen gebracht wird, das zum Durchführen des Polierens an einem Drehtisch angebracht ist, wobei ein Endabschnitt des Gummifilms, der von der Mittelplatte gehalten wird, in O-Ringform ausgebildet ist, die Mittelplatte so ausgebildet ist, dass sie in der Lage ist, senkrecht in zwei Teile geteilt zu werden, die Mittelplatte und der Gummifilm einen Raum über mindestens die ganze Oberfläche des unteren Flächenabschnitts und des Seitenflächenabschnitts der Mittelplatte haben und der Gummifilm durch Zusammendrücken des O-Ring-Endabschnitts des Gummifilms zwischen der geteilten Mittelplatte gehalten wird.
  2. Polierkopf nach Anspruch 1, wobei die Mittelplatte vom Polierkopfkörper getrennt ist; der Polierkopf einen ersten Höhenanpassungsmechanismus zum Anpassen einer Position in einer Höhenrichtung der Mittelplatte umfasst, und zwar unabhängig vom Polierkopfkörper.
  3. Polierkopf nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Polierkopfkörper von der Mittelplatte getrennt ist; der Polierkopf einen zweiten Höhenanpassungsmechanismus zum Anpassen einer Position in einer Höhenrichtung des Polierkopfkörpers umfasst, und zwar unabhängig von der Mittelplatte; der zweite Höhenanpassungsmechanismus einen Abstand eines Raums zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring in einem Bereich von 25–45% der Dicke des Werkstücks beibehält.
  4. Polierkopf nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei der erste Höhenanpassungsmechanismus und der zweite Höhenanpassungsmechanismus eine Kugelumlaufspindel verwenden.
  5. Poilierkopf nach Anspruch 2, umfassend: einen elastischen Film zum Verbinden der Mittelplatte mit dem Polierkopfkörper; und einen Anschlag, der am Polierkopfkörper angebracht ist, wobei es einen zweiten abgedichteten Raumabschnitt gibt, der von der Mittelplatte, dem Polierkopfkörper und dem elastischen Film umgeben ist; ein Druck des zweiten abgedichteten Raumabschnitts durch einen zweiten Druckanpassungsmechanismus geändert werden kann; und der erste Höhenanpassungsmechanismus der Anschlag ist.
  6. Polierkopf nach Anspruch 5, wobei der Anschlag eine piezoelektrische Einrichtung ist.
  7. Poliervorrichtung, die zum Polieren einer Oberfläche eines Werkstücks verwendet wird, mindestens umfassend: ein Polierkissen, das an einem Drehtisch angebracht ist; einen Poliermittel-Zuführungsmechansimus zum Zuführen eines Poliermittels zum Polierkissen; und einen Polierkopf zum Halten des Werkstücks, bei dem es sich um den Polierkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6 handelt.
  8. Poliervorrichtung nach Anspruch 7, umfassend: einen Sensor zum Erfassen eines Abstands zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen ohne Kontakt; den ersten Höhenanpassungsmechanismus; und den zweiten Höhenanpassungsmechanismus, wobei der erste Höhenanpassungsmechanismus eine Position in einer Höhenrichtung der Mittelplatte und dem Gummifilm gemäß dem Abstand zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen, der vom Sensor detektiert wurde, einstellt; und der zweite Höhenanpassungsmechanismus eine Position in einer Höhenrichtung des Raums zwischen dem Polierkissen und dem Führungsring gemäß dem Abstand zwischen dem Polierkopfkörper und dem Polierkissen, der vom Sensor erfasst wurde, einstellt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112009002112B4 (de) 2008-08-29 2023-01-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Polierkopf und Poliervorrichtung

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5303491B2 (ja) 2010-02-19 2013-10-02 信越半導体株式会社 研磨ヘッド及び研磨装置
JP5454513B2 (ja) * 2011-05-27 2014-03-26 信越半導体株式会社 研磨ヘッドの高さ方向の位置の調整方法及びワークの研磨方法
US20140113531A1 (en) * 2011-06-29 2014-04-24 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Polishing head and polishing apparatus
US20130017762A1 (en) * 2011-07-15 2013-01-17 Infineon Technologies Ag Method and Apparatus for Determining a Measure of a Thickness of a Polishing Pad of a Polishing Machine
JP5807580B2 (ja) * 2012-02-15 2015-11-10 信越半導体株式会社 研磨ヘッド及び研磨装置
TWI658899B (zh) * 2014-03-31 2019-05-11 日商荏原製作所股份有限公司 研磨裝置及研磨方法
JP6283957B2 (ja) * 2015-04-16 2018-02-28 信越半導体株式会社 研磨ヘッドの製造方法及び研磨ヘッド、並びに研磨装置
KR102307563B1 (ko) * 2015-05-06 2021-10-05 주식회사 케이씨텍 기판 캐리어 및 이를 구비하는 화학 기계적 기판 연마장치
JP6822432B2 (ja) * 2018-02-23 2021-01-27 株式会社Sumco ウェーハの片面研磨方法
CN110893581B (zh) * 2019-12-02 2021-05-28 南京航空航天大学 一种液动式柔性抛光装置
CN114589579B (zh) * 2022-05-10 2022-08-12 眉山博雅新材料股份有限公司 一种抛光装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002264005A (ja) 2001-03-09 2002-09-18 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体ウェーハの研磨方法及びその研磨装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6056632A (en) * 1997-02-13 2000-05-02 Speedfam-Ipec Corp. Semiconductor wafer polishing apparatus with a variable polishing force wafer carrier head
JP3164045B2 (ja) * 1997-11-27 2001-05-08 日本電気株式会社 半導体ウエハー取付基台
JP2000127024A (ja) * 1998-10-27 2000-05-09 Toshiba Corp ポリッシング装置及び研磨加工方法
US6422927B1 (en) * 1998-12-30 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Carrier head with controllable pressure and loading area for chemical mechanical polishing
JP3816297B2 (ja) * 2000-04-25 2006-08-30 株式会社荏原製作所 研磨装置
US6558232B1 (en) * 2000-05-12 2003-05-06 Multi-Planar Technologies, Inc. System and method for CMP having multi-pressure zone loading for improved edge and annular zone material removal control
US6857945B1 (en) * 2000-07-25 2005-02-22 Applied Materials, Inc. Multi-chamber carrier head with a flexible membrane
EP1177859B1 (de) * 2000-07-31 2009-04-15 Ebara Corporation Substrathalter und Poliervorrichtung
US7497767B2 (en) * 2000-09-08 2009-03-03 Applied Materials, Inc. Vibration damping during chemical mechanical polishing
JP2002231663A (ja) * 2001-01-30 2002-08-16 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウェーハ研磨装置
US20090064452A1 (en) * 2001-05-25 2009-03-12 David K. Thatcher, Owner Powered carpet scrubbing and combing machine
JP2003039306A (ja) * 2001-07-27 2003-02-13 Tokyo Seimitsu Co Ltd ウエーハ研磨装置
US6569771B2 (en) * 2001-10-31 2003-05-27 United Microelectronics Corp. Carrier head for chemical mechanical polishing
TWI301642B (en) * 2002-04-16 2008-10-01 Applied Materials Inc Vibration damping in a carrier head
US7001245B2 (en) * 2003-03-07 2006-02-21 Applied Materials Inc. Substrate carrier with a textured membrane
JP3889744B2 (ja) * 2003-12-05 2007-03-07 株式会社東芝 研磨ヘッドおよび研磨装置
JP5112614B2 (ja) * 2004-12-10 2013-01-09 株式会社荏原製作所 基板保持装置および研磨装置
JP2007012918A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Toshiba Ceramics Co Ltd 研磨ヘッド
JP2007021614A (ja) * 2005-07-13 2007-02-01 Komatsu Electronic Metals Co Ltd 研磨装置および研磨ヘッド
JP2007050465A (ja) * 2005-08-17 2007-03-01 Toshiba Corp 研磨ヘッド、研磨装置及び研磨工具
US7727055B2 (en) * 2006-11-22 2010-06-01 Applied Materials, Inc. Flexible membrane for carrier head

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002264005A (ja) 2001-03-09 2002-09-18 Toshiba Ceramics Co Ltd 半導体ウェーハの研磨方法及びその研磨装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112009002112B4 (de) 2008-08-29 2023-01-05 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Polierkopf und Poliervorrichtung

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