DE112010004987T5

DE112010004987T5 - Doppelseitige Poliervorrichtung

Info

Publication number: DE112010004987T5
Application number: DE112010004987T
Authority: DE
Inventors: Junichi Ueno; Kazuya Sato; Syuichi Kobayashi
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2013-01-17
Anticipated expiration: 2030-11-17
Also published as: WO2011077631A1; JP2011134823A; SG181470A1; KR20120120176A; KR101642974B1; DE112010004987B4; JP5099111B2; TWI453092B; US20120329373A1; US8834234B2; TW201130600A

Abstract

Die Erfindung ist eine doppelseitige Poliervorrichtung, welche mindestens umfasst: obere und untere Drehscheiben, wobei jede von diesen ein Polierkissen daran angeheftet aufweist; einen Träger mit einem darin gebildeten Halteloch zum Halten eines Wafers zwischen den oberen und unteren Drehscheiben; einen Messfühler zum Detektieren einer Dicke des Wafers während eines Polierens, wobei der Messfühler in einem bei der oberen Drehscheibe in einer Richtung einer Drehachse der oberen Drehscheibe vorgesehenen Durchgangsloch angeordnet ist; und einen Messfühlerhalter zum Halten des Messfühlers, wobei ein Material des Messfühlerhalters Quarz ist. Als ein Ergebnis wird eine doppelseitige Poliervorrichtung bereitgestellt, die einen Wafer polieren kann, wobei der Unterschied von der Ziel-Waferdicke verringert wird, indem eine Verformung des Messfühlerhalters aufgrund des Einflusses von während des Polierens des Wafers erzeugter Wärme sicher gehemmt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine doppelseitige Poliervorrichtung und spezieller eine doppelseitige Poliervorrichtung, die mit dem Polieren aufhören kann, wenn die Dicke eines Wafers in einem doppelseitigen Polierverfahren im Rahmen einer Wafer-Herstellung eine Zieldicke erreicht hat.
DEN HINTERGRUND DARSTELLENDER STAND DER TECHNIK
Um Halbleiter-Wafer mit hoher Ebenheit reproduzierbar herzustellen, ist es erforderlich, Halbleiter-Wafer zu polieren, damit sie eine angestrebte Enddicke aufweisen.
Bei herkömmlichen Polierverfahren wird die Polierdauer eines aktuellen Polierpostens auf der Grundlage einer Poliergeschwindigkeit bei einem vorherigen Polierposten, z. B. beim Beginn des Betriebs, berechnet, um zu einem Wafer mit einer Zieldicke zu gelangen.
In diesem Verfahren bewirken jedoch Veränderungen eines Polierzustands, z. B. aufgrund der Abnutzung eines Trägers, eines Polierkissens und einer Polieraufschlämmung einen Unterschied zwischen einer aktuellen Polierrate und einer berechneten Polierrate. Dies macht es schwierig, bei jedem Posten die angestrebte Enddicke zu erhalten.
Eine solche Abweichung einer Enddicke von der angestrebten Enddicke beim Polieren ist einer der Gründe für eine Verschlechterung der Ebenheit.
Es ist dementsprechend notwendig, den Halbleiter-Wafer zu polieren, während die Enddicke des Wafers detektiert wird. Eine Vorrichtung zum Messen einer Dicke wird als eine Größenbestimmungs-(„sizing”)-vorrichtung bezeichnet.
Als Beispiele für die Größenbestimmungsvorrichtung existieren eine Vorrichtung vom optischen Typ, die die Waferdicke direkt misst, eine Vorrichtung vom Wirbelstrom-Typ, eine Vorrichtung vom elektrostatische Kapazitäts-Typ und eine Vorrichtung mit einer Kristallplatte, die die Waferdicke durch Resonanz misst, d. h. eine Vorrichtung vom Tachymetertheodolitverfahrenstyp (z. B. siehe Patentdokument 1).
Wenn die Dicke beispielsweise mit einem Messfühler des Typs, der einen engen Messbereich aufweist, wie dem Wirbelstrom-Messfühler und dem elektrostatische Kapazitäts-Messfühler, gemessen wird, muss sich der Messfühler bei der Messung dem Wafer annähern. Bei einer herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung, wie in 3 gezeigt, ist dementsprechend ein Durchgangsloch 108 bei einer oberen Drehscheibe 102 in der Richtung einer Drehachse der oberen Drehscheibe vorgesehen und der Messfühler ist in der Nähe des unteren Endes in dem Durchgangsloch 108 der oberen Drehscheibe 102, d. h. an einer Position in der Nähe des Wafers, angeordnet.
In diesem Falle wird ein Messfühlerhalter 107 benötigt und der Messfühler 106 wird an dem Ende (dem unteren Ende) des Messfühlerhalters 107 gehalten.
Der Messfühlerhalter 107 ist beispielsweise geringfügig kleiner als das Durchgangsloch 108, das bei der oberen Drehscheibe 102 vorgesehen ist, so dass er keinen direkten Kontakt zu der oberen Drehscheibe 102 herstellt. Der Messfühlerhalter 107 ist an dem oberen Abschnitt der oberen Drehscheibe befestigt. Der Messfühler 106 ist so befestigt, dass er ungefähr 500 μm von einem Polierkissen 104 entfernt lokalisiert ist. Das Innere des Messfühlerhalters 107 ist ausgehöhlt, um Wärmeleitung zu verringern. Der Messfühlerhalter ist aus metallischem Material, wie Super Invar, hergestellt und wird an der oberen Oberfläche der oberen Drehscheibe 102 aufgehängt, um angeheftet zu werden.
Ein doppelseitiges Polieren des Wafers wird ausgeführt, während die Waferdicke durch Verwendung des mittels des Messfühlerhalters gehaltenen Messfühlers gemessen wird, um den Wafer mit der Zieldicke fertigzustellen.
LISTE VON ZITIERTER LITERATUR
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: Japanische Ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. H10-202514 .

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Jedoch kann, sogar wenn das doppelseitige Polieren des Wafers mit der herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung, welche einen solchen Messfühler aufweist, ausgeführt wird, ein Unterschied zwischen der Zieldicke und der aktuellen Dicke des polierten Wafers nicht so verringert werden, dass er innerhalb eines Zielbereichs, beispielsweise von 1 μm oder weniger, liegt. Es gibt dementsprechend einen Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Poliergenauigkeit.
Angesichts dessen haben die Erfinder die Ursache für die Unfähigkeit, den Unterschied zu verringern, untersucht. Als Ergebnis haben die Erfinder herausgefunden, dass unabhängig von der obigen Gegenmaßnahme gegen eine Wärmeausdehnung für den Messfühlerhalter Wärme, die während eines Polierens erzeugt wird, von der oberen Drehscheibe zu dem Messfühlerhalter übertragen wird, der Messfühlerhalter sich ausdehnt und zusammenzieht und eine Abweichung einer Messfühlerposition auftritt. Dies ist eine Hauptursache für den Unterschied.
Die Erfindung wurde in Hinblick auf das oben beschriebene Problem gemacht und ihr Gegenstand besteht darin, eine doppelseitige Poliervorrichtung bereitzustellen, die einen Wafer polieren kann, während der Unterschied von der Ziel-Waferdicke verringert wird, indem eine Verformung des Messfühlerhalters aufgrund des Einflusses von Wärme, die während des Polierens des Wafers erzeugt wird, sicher gehemmt wird.
Um diesen Gegenstand zu erzielen, stellt die Erfindung eine doppelseitige Poliervorrichtung bereit, welche mindestens umfasst: obere und untere Drehscheiben, an welche Polierkissen angeheftet sind; einen Träger mit einem darin gebildeten Halteloch zum Halten eines Wafers zwischen den oberen und unteren Drehscheiben; einen Messfühler zum Detektieren einer Dicke des Wafers während eines Polierens, wobei der Messfühler in einem bei der oberen Drehscheibe in einer Richtung einer Drehachse der oberen Drehscheibe vorgesehenen Durchgangsloch angeordnet ist; und einen Messfühlerhalter zum Halten des Messfühlers, wobei ein Material des Messfühlerhalters Quarz ist.
Wenn das Material des Messfühlerhalters Quarz ist, können die Ausdehnung und Zusammenziehung des Messfühlerhalters aufgrund der während eines Polierens erzeugten Wärme sicher gehemmt werden und dadurch kann die Abweichung der Messfühlerposition sicher verringert werden. Als Ergebnis kann die Dicke des Wafers genau detektiert werden und der Unterschied von der Ziel-Waferdicke kann verringert werden.
In der doppelseitigen Poliervorrichtung weist der Quarz vorzugsweise einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 5,4 × 10^–7/K oder weniger auf.
Wenn der Quarz einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 5,4 × 10^–7/K oder weniger aufweist, können die Ausdehnung und Zusammenziehung des Messfühlerhalters aufgrund der während eines Polierens erzeugten Wärme sicherer gehemmt werden.
Darüber hinaus ist der Messfühlerhalter vorzugsweise in der Lage, unter Verwendung von Wasser gekühlt zu werden.
Wenn der Messfühlerhalter in der Lage ist, unter Verwendung von Wasser gekühlt zu werden, können thermische Schwankungen des Messfühlerhalters gehemmt werden, so dass die Ausdehnung und Zusammenziehung des Messfühlerhalters aufgrund der während eines Polierens erzeugten Wärme wirksamer gehemmt werden können.
Darüber hinaus kann der Messfühlerhalter einen zylindrischen Körper, der in dem Durchgangsloch der oberen Drehscheibe untergebracht ist, aufweisen, den Messfühler an einer Position eines am weitesten unten gelegenen Endes des zylindrischen Körpers halten und einen Einlass zum Einleiten eines Kühlmittels in das Innere des zylindrischen Körpers und einen Auslass zum Ablassen des Kühlmittels aufweisen.
Wenn der Messfühlerhalter den zylindrischen Körper, der in dem Durchgangsloch der oberen Drehscheibe untergebracht ist, aufweist, den Messfühler an einer Position des am weitesten unten gelegenen Endes des zylindrischen Körpers hält und den Einlass zum Einleiten eines Kühlmittels in das Innere des zylindrischen Körpers und den Auslass zum Ablassen des Kühlmittels aufweist, kann der Messfühlerhalter mit einer einfachen Struktur gekühlt werden und ist der Messfühler mittels des Messfühlerhalters näher an dem Wafer angeordnet, so dass die Waferdicke genauer detektiert werden kann.
In der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung ist das Material des Messfühlerhalters zum Halten des Messfühlers, der die Waferdicke detektiert, Quarz, so dass die Ausdehnung und Zusammenziehung des Messfühlerhalters aufgrund der während eines Polierens erzeugten Wärme sicher gehemmt werden können, und dadurch kann die Abweichung der Messfühlerposition sicher verringert werden. Als ein Ergebnis kann die Dicke des Wafers genau detektiert werden und der Unterschied von der Ziel-Waferdicke kann verringert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, welche eine exemplarische doppelseitige Poliervorrichtung der Erfindung zeigt;
2 ist eine schematische Ansicht, welche einen exemplarischen Messfühlerhalter in der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung zeigt;
3 ist eine schematische Ansicht, welche einen Teil einer herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung zeigt; und
4 sind Diagramme, welche die Versuchsergebnisse in Hinblick auf die Menge von Messfühlerhalterverformung aufgrund von Bearbeitungswärme zeigen, in denen (A) jene in dem Falle einer Verwendung der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung zeigt und (B) jene im Falle einer Verwendung der herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben; die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
In den letzten Jahren wird, um einen Halbleiterwafer mit hoher Ebenheit reproduzierbar herzustellen, ein „Polieren unter Größenbestimmung” („sizing polish”) ausgeführt, worin ein Halbleiterwafer poliert wird, während die Wafer-Enddicke detektiert wird.
Die Wafer-Enddicke wird in einer solchen Weise detektiert, dass der mittels des Messfühlerhalters gehaltene Messfühler an einer Position nahe dem Wafer in dem Durchgangsloch, das bei der oberen Drehscheibe in der Richtung einer Drehachse der oberen Drehscheibe vorgesehen ist, angeordnet ist, und das doppelseitige Polieren des Wafers wird ausgeführt, während die Waferdicke durch den Messfühler detektiert wird, um den Wafer mit der Zieldicke fertigzustellen.
Jedoch kann, sogar wenn das doppelseitige Polieren eines Wafers mit der herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung, welche einen solchen Messfühler aufweist, ausgeführt wird, der Unterschied zwischen der Zieldicke und der aktuellen Dicke des polierten Wafers in einigen Fällen außerhalb eines Zielbereichs fallen. Es gibt dementsprechend einen Bedarf für eine weitere Verbesserung der Poliergenauigkeit.
Angesichts dessen haben die Erfinder wiederholt und eifrig Untersuchungen ausgeführt, um das Problem zu lösen. Die Untersuchung durch die Erfinder enthüllte das Folgende: während eines Polierens erzeugte Wärme wird von der oberen Drehscheibe zu dem Messfühlerhalter übertragen; die Abweichung der Messfühlerposition wird durch die Ausdehnung und Zusammenziehung des Messfühlerhalters verursacht derart, dass Detektionssignale des Messfühlers ein Rauschen aufgrund von Veränderungen bei der Referenzposition des Messfühlers enthalten; und dies ist eine Hauptursache für den Unterschied.
Die Erfinder haben auch herausgefunden, dass eine Hemmwirkung auf die Verformung des Messfühlerhalters aufgrund der während eines Polierens erzeugten Wärme verbessert werden kann, indem Quarz als das Material des Messfühlerhalters verwendet wird, und folglich kann die Abweichung der Messfühlerposition sicher verringert werden, wodurch die Erfindung vervollständigt worden ist.
1 ist eine schematische Ansicht, welche eine exemplarische doppelseitige Poliervorrichtung der Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die doppelseitige Poliervorrichtung 1 der Erfindung mindestens die obere Drehscheibe 2 und untere Drehscheibe 3, an welche die Polierkissen 4 angeheftet sind, und den Träger 5, welcher darin gebildete Haltelöcher (nicht gezeigt) zum Halten des Halbleiterwafers W zwischen der oberen Drehscheibe 2 und der unteren Drehscheibe 3 aufweist.
Das Durchgangsloch 8 ist an der oberen Drehscheibe 2 in der Richtung einer Drehachse der oberen Drehscheibe vorgesehen. Der Messfühler 6 zum Detektieren der Dicke des Wafers W während eines Polierens ist in dem Durchgangsloch 8 angeordnet.
Ein einer Kühlung dienender Durchgang (nicht gezeigt), durch welchen ein Kühlmittel zirkuliert, kann vorgesehen sein, um die obere Drehscheibe 2 und untere Drehscheibe 3 während eines Polierens mittels Wasser zu kühlen.
Ein Messfühler, der die Dicke des Wafers W ohne Kontakt genau detektieren kann, wie ein Wirbelstrom-Messfühler oder ein elektrostatische Kapazitäts-Messfühler, ist als der Messfühler 6 wünschenswert.
Der Messfühler 6 wird mittels des Messfühlerhalters 7 gehalten und nahe dem Wafer W angeordnet. Der Messfühler 6 kann beispielsweise derart angeordnet sein, dass er sich ungefähr 500 μm von dem Polierkissen 4 entfernt befindet. Das Material des Messfühlerhalters 7 ist Quarz.
In der doppelseitigen Poliervorrichtung 1 der Erfindung ist, da das Material des Messfühlerhalters 7 Quarz ist, der lineare Ausdehnungskoeffizient des Messfühlerhalters sehr gering, können die Ausdehnung und Zusammenziehung des Messfühlerhalters 7 aufgrund der während eines Polierens erzeugten Wärme sicher gehemmt und kann dadurch die Positionsabweichung des Messfühlers 6 sicher verringert werden. Die doppelseitige Poliervorrichtung kann dementsprechend die Dicke des Wafers W genau detektieren und den Wafer mit der Zieldicke akkurat fertigstellen.
Insbesondere hat der Quarz vorzugsweise einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 5,4 × 10^–7/K oder weniger.
Es ist mehr bevorzugt, dass der Messfühlerhalter 7 unter Verwendung von Wasser gekühlt werden kann.
Wenn der Messfühlerhalter 7 unter Verwendung von Wasser gekühlt werden kann, können thermische Schwankungen des Messfühlerhalters 7 selbst gehemmt werden, wobei die Verformung des Messfühlerhalters 7 vermieden wird, indem ein Material mit einem sehr niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizient verwendet wird, wie oben beschrieben. Die Ausdehnung und Zusammenziehung des Messfühlerhalters 7 aufgrund der während des Polierens des Wafers erzeugten Wärme können dementsprechend wirkungsvoller gehemmt werden.
2 ist eine schematische Ansicht, welche einen exemplarischen Messfühlerhalter in der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung zeigt.
Wie in 2 gezeigt, weist der Messfühlerhalter 7 einen zylindrischen Körper auf und dessen Größe ist nicht besonders beschränkt. Der Messfühlerhalter 7 kann beispielsweise einen Innendurchmesser derartigen Ausmaßes aufweisen, dass der Messfühlerhalter das Durchgangsloch 8 der oberen Drehscheibe 2 nicht berührt, wie in 1 gezeigt. Ein solcher Messfühlerhalter wird bevorzugt verwendet, da der Messfühlerhalter 7, welcher den zylindrischen Körper aufweist, es ermöglicht, die Kühlwirkung zu verstärken, und der Messfühlerhalter 7, der das Durchgangsloch 8 der oberen Drehscheibe 2 nicht berührt, es schwierig macht, die während eines Polierens erzeugte Wärme von der oberen Drehscheibe 2 zu dem Messfühlerhalter 7 zu übertragen.
Der Körper 12 des Messfühlerhalters 7 ist in dem Durchgangsloch 8 der oberen Drehscheibe 2 untergebracht. In diesem Falle ist der Messfühlerhalter 7 an der oberen Drehscheibe 2 befestigt, aber das Befestigungsverfahren ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 2 gezeigt, der Messfühlerhalter an der oberen Drehscheibe 2 durch Einführen einer Schraube durch ein für Schrauben vorgesehenes Loch 11 befestigt sein.
Der Messfühler 6 wird an dem am weitesten unten gelegenen Ende des Messfühlerhalters 7 gehalten, indem er mittels einer Schraube und dergleichen befestigt ist. Wenn der Messfühler 6 mittels des Messfühlerhalters 7 in der oben beschriebenen Weise gehalten wird, kann der Messfühler 6 näher an dem Wafer angeordnet werden und die Waferdicke kann genau detektiert werden.
Wie in 2 gezeigt, weist der Messfühlerhalter 7 den Einlass 9 zum Einleiten eines Kühlmittels in das Innere des zylindrischen Körpers und den Auslass 10 zum Ablassen des Kühlmittels auf. Das Innere des zylindrischen Körpers weist eine Doppelstruktur, welche Durchgänge, durch welche ein Kühlmittel zirkulieren kann, umfasst, auf. Der Messfühlerhalter kann folglich mit einer einfachen Struktur gekühlt werden.
Abhängig von der Größe des Messfühlerhalters 7 u. s. w. kann die Menge des in den Messfühlerhalter 7 eingespeisten Kühlmittels beispielsweise etwa 0,1 l/min betragen.
Die doppelseitige Poliervorrichtung kann so konfiguriert sein, dass ein von dem oben beschriebenen, einer Kühlung dienenden Durchgang zum Kühlen der Drehscheiben abgezweigtes Kühlmittel ausgehend von dem Einlass 9 des Messfühlerhalters 7 eingespeist werden kann. Diese zu bevorzugende Konfiguration kann eine Verringerung der Temperaturunterschiede zwischen der oberen Drehscheibe 2 und dem Messfühlerhalter 7 und eine Hemmung von Temperaturschwankungen des Messfühlerhalters 7 bewirken.
Die doppelseitige Poliervorrichtung kann auch einen eine Beendigung detektierenden Mechanismus zum Detektieren einer Poliergut-Entfernung des Wafers W auf der Grundlage von Detektionswerten der Dicke des Wafers W ausgehend von dem Messfühler 6 und einen Kontrollmechanismus, der ein Polieren gemäß der Detektion durch den eine Beendigung detektierenden Mechanismus automatisch stoppt, umfassen.
Bei dem doppelseitigen Polieren des Wafers W mit der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung wird der Wafer W zwischen der oberen und der unteren Drehscheibe 2 bzw. 3 angeordnet und in dem Halteloch des Trägers 5 gehalten und beide Oberflächen des Wafers W werden gleichzeitig durch die oberen und unteren Polierkissen 4 poliert, während eine Polieraufschlämmung durch eine Düse (nicht gezeigt) zugeführt wird. Während des Polierens wird die Dicke des Wafers W durch den Messfühler 6, der an der oberen Drehscheibe 2 bereitgestellt ist, detektiert.
Die Erfinder haben das folgende Experiment ausgeführt, um die Verformung des Messfühlerhalters 7 der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung aufgrund von Polierbearbeitungswärme auszuwerten.
In das Polierkissen 4 wurde an der Position unmittelbar unterhalb des an der oberen Drehscheibe 2 vorgesehenen Durchgangslochs 8 in der doppelseitigen Poliervorrichtung 1 der Erfindung, wie in 1 gezeigt, ein Loch gebohrt, so dass das gebohrte Loch geringfügig größer als der Innendurchmesser des Durchgangslochs 8 wurde. An dem gebohrten Loch wurde eine Metallplatte mit einem Durchmesser von 35 mm und einer Dicke von 1 mm durch ein doppelseitiges Klebeband angeheftet. Ein Messfühler wurde in dem Durchgangsloch 8 platziert, um einen Abstand zu der Metallplatte zu messen. Dann wurde ein Wafer doppelseitig poliert, während der Abstand gemessen wurde.
In diesem Experiment wurden Schwankungen beim Abstand zu der Metallplatte in zwei Fällen ausgewertet. In einem der Fälle wurde der Abstand durch den mit dem Quarz-Messfühlerhalter (linearer Ausdehnungskoeffizient von 5,4 × 10^–7/K) gehaltenen Messfühler in der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung, wie in 2 gezeigt, gemessen. In dem anderen Fall wurde der Abstand durch den mit einem Super Invar-Messfühlerhalter (linearer Ausdehnungskoeffizient von 1,0 × 10^–6/K) gehaltenen Messfühler in der herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung, die in 3 gezeigt ist, gemessen.
Die Polierbedingungen waren hier, wie folgt:
Wafer: Durchmesser von 300 mm, P-Typ, Kristallorientierung von <110>;
Polierkissen: einzelne Urethanschaum-Kissen;
Polieraufschlämmung: auf NaOH basierendes kolloidales Siliciumdioxid;
Polierbelastung: 100 bis 200 g/cm².
Die Ergebnisse sind in den 4(A) und (B) gezeigt. Die 4(A) und 4(B) zeigen die drei Messergebnisse in dem Falle einer Verwendung der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung bzw. in dem Falle einer Verwendung der herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung. Die Messung wurde nach etwa 7 min ausgehend von der Inbetriebnahme der Vorrichtung bis zu deren Betriebsstabilisierung ausgeführt.
Wie in 4(A) und (B) gezeigt, waren, wenn die doppelseitige Poliervorrichtung der Erfindung verwendet wurde, die Schwankungen bei dem detektierten Abstand zu der Metallplatte signifikant verringert im Vergleich zu dem Fall einer Verwendung der herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung. In dem Falle einer Verwendung der herkömmlichen Vorrichtung betrug der Unterschied bei dem detektierten Abstand zwischen vor dem Polieren und nach dem Polieren 0,58 μm. Andererseits betrug in dem Falle einer Verwendung der erfinderischen Vorrichtung der Unterschied bei dem detektierten Abstand 0,06 μm, und die Messfühlerhalterverformung war dementsprechend signifikant verbessert.
Wenn der Wafer W mittels der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung doppelseitig poliert wird, wie oben beschrieben, kann die Positionsabweichung des Messfühlers 6, die durch die Ausdehnung und Zusammenziehung des Messfühlerhalters 7 aufgrund der während eines Polierens erzeugten Wärme verursacht wird, sicher verringert werden und das Polieren kann ausgeführt werden, während die Dicke des Wafers W genau durch den Messfühler 6 detektiert wird. Der Unterschied ausgehend von der Zieldicke des Wafers W kann dementsprechend verringert werden.
BEISPIEL
Die Erfindung wird nachfolgend spezieller unter Bezugnahme auf Beispiele und ein Vergleichsbeispiel beschrieben; die Erfindung ist aber nicht auf diese Beispiele beschränkt.
(Beispiele 1 und 2)
Mittels der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung, wie in 1 gezeigt, wurde das doppelseitige Polieren eines Wafers ausgeführt, während die Waferdicke durch den Messfühler detektiert wurde. Die Zieldicke wurde auf 775 μm festgelegt. Wenn die durch den Messfühler detektierte Dicke der Zieldicke entsprach, wurde das Polieren beendet.
Als Messfühler wurde ein Wirbelstrom-Messfühler verwendet. In dem Beispiel 1 wurde der Messfühler mit einem zylindrischen Quarz-Messfühlerhalter ohne jegliche Kühlungsstruktur gehalten. In dem Beispiel 2 wurde der Messfühler mit dem Quarz-Messfühlerhalter, welcher die in 2 gezeigte Kühlungsstruktur aufwies, gehalten.
Polierbedingungen waren, wie folgt:
Doppelseitige Poliervorrichtung: eine von Fujikoshi Machinery Corp. hergestellte doppelseitige Poliervorrichtung;
Wafer: Durchmesser von 300 mm, P-Typ, Kristallorientierung <110>;
Polierkissen: einzelne Urethanschaum-Kissen;
Polieraufschlämmung: auf NaOH basierendes kolloidales Siliciumdioxid;
Polierbelastung: 100 bis 200 g/cm².
Nach dem Polieren wurde der Unterschied zwischen der Waferdicke und der Zieldicke ausgewertet. Die Ebenheit des polierten Wafers wurde ebenfalls durch Messen der SFQR(max) mittels einer Ebenheitstestvorrichtung (Nanometoro300TTA, hergestellt von Kuroda Manufacture Co., Ltd.) ausgewertet.
Die Ergebnisse des Unterschieds der Dicke sind in Tabelle 1 gezeigt. Wie in Tabelle 1 gezeigt, kann ersehen werden, dass der durchschnittliche Unterschied bei jedem von Beispiel 1 und Beispiel 2 geringer war als jener in dem später beschriebenen Vergleichsbeispiel. Zusätzlich war der durchschnittliche Unterschied in Beispiel 2, in welchem der Messfühlerhalter mit der Kühlungsstruktur verwendet worden war, verglichen mit jenem in Beispiel 1 ungefähr halbiert.
In Beispiel 1 und Beispiel 2 waren beide Ergebnisse der Standardabweichung ebenfalls geringer als jenes im Vergleichsbeispiel. Es wurde folglich bestätigt, dass die Verteilung des Unterschieds geringer war wie auch der durchschnittliche Unterschied und Schwankungen bei dem Unterschied verbessert waren.
Die Ergebnisse der SFQR(max) sind in Tabelle 2 gezeigt. Wie in Tabelle 2 gezeigt, kann ersehen werden, dass beide Ergebnisse in Beispiel 1 und Beispiel 2 niedriger waren als jenes in dem später beschriebenen Vergleichsbeispiel. Es kann dementsprechend verstanden werden, dass die Ebenheit auch verbessert werden kann, indem die Waferdicke mit der doppelseitigen Poliervorrichtung der Erfindung genau detektiert wird, um ein Polieren mit einer korrekten zeitlichen Steuerung in Bezug auf die Zieldicke zu stoppen.
Wie oben beschrieben, kann bestätigt werden, dass die doppelseitige Poliervorrichtung der Erfindung einen Wafer polieren kann, wobei der Unterschied von der Ziel-Waferdicke verringert ist, indem die Verformung des Messfühlerhalters aufgrund des Einflusses der während des Polierens des Wafers erzeugten Wärme sicher gehemmt wird.
(Vergleichsbeispiel)
Ein Wafer wurde wie in Beispiel 1 doppelseitig poliert mit der Ausnahme einer Verwendung der herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung mit einem Super Invar-Messfühlerhalter, der nicht in der Lage ist, gekühlt zu werden, wie in 3 gezeigt, und es wurde die gleiche Auswertung wie bei Beispiel 1 ausgeführt.
Aus dem Auswertungsergebnis, wie in Tabelle 1 gezeigt, kann ersehen werden, dass der Unterschied zwischen der Waferdicke und der Zieldicke im Vergleich zu Beispiel 1 und Beispiel 2 verschlechtert war.
Aus dem Ergebnis, wie in Tabelle 2 gezeigt, kann ersehen werden, dass das Ergebnis der SFQR(max) ebenfalls im Vergleich zu Beispiel 1 und Beispiel 2 verschlechtert war.

Es wird verstanden, dass diese durch das Folgende verursacht wurden: Bei der herkömmlichen doppelseitigen Poliervorrichtung wurde der Messfühlerhalter aufgrund der während des Polierens erzeugten Wärme verformt, so dass die Abweichung der Messfühlerposition auftrat und ein Rauschen bei der Detektion der Dicke unter Verwendung des Messfühlers erzeugt wurde. (Tabelle 1)

	VERGLEICHSBEISPIEL	BEISPIEL 1	BEISPIEL 2
DURCHSCHNITTLICHER UNTERSCHIED (μm)	0,044	0,022	0,010
MAXIMALER UNTERSCHIED (μm)	0,91	0,51	0,45
MINIMALER UNTERSCHIED (μm)	–1,00	–0,55	–0,33
STANDARDABWEICHUNG	0,547	0,333	0,185
MESSANZAHL VON WAFERN	50	40	40

(Tabelle 2)

	VERGLEICHSBEISPIEL	BEISPIEL 1	BEISPIEL 2
DURCHSCHNITTLICHE SFQR(max) (μm)	0,0335	0,0259	0,0244
MAXIMALE SFQR(max) (μm)	0,048	0,034	0,033
MINIMALE SFQR(max) (μm)	0,026	0,020	0,019
STANDARDABWEICHUNG	0,0049	0,0032	0,0027
MESSANZAHL VON WAFERN	50	40	40

Es ist festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die vorangegangene Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform ist lediglich eine beispielhafte Veranschaulichung und jegliche Beispiele, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale aufweisen und die gleichen Funktionen und Wirkungen zeigen wie jene in dem in den Ansprüchen der Erfindung beschriebenen technischen Konzept, sind in dem technischen Umfang der Erfindung enthalten.

Claims

Doppelseitige Poliervorrichtung, welche mindestens umfasst: obere und untere Drehscheiben, an welche Polierkissen angeheftet sind; einen Träger mit einem darin gebildeten Halteloch zum Halten eines Wafers zwischen den oberen und unteren Drehscheiben; einen Messfühler zum Detektieren einer Dicke des Wafers während eines Polierens, wobei der Messfühler in einem bei der oberen Drehscheibe in einer Richtung einer Drehachse der oberen Drehscheibe vorgesehenen Durchgangsloch angeordnet ist; und einen Messfühlerhalter zum Halten des Messfühlers, wobei ein Material des Messfühlerhalters Quarz ist.
Doppelseitige Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Quarz einen linearen Ausdehnungskoeffizient von 5,4 × 10^–7/K oder weniger aufweist.
Doppelseitige Poliervorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Messfühlerhalter in der Lage ist, unter Verwendung von Wasser gekühlt zu werden.
Doppelseitige Poliervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Messfühlerhalter einen zylindrischen Körper aufweist, der in dem Durchgangsloch der oberen Drehscheibe untergebracht ist, den Messfühler an einer Position eines am weitesten unten gelegenen Endes des zylindrischen Körpers hält und einen Einlass zum Einleiten eines Kühlmittels in das Innere des zylindrischen Körpers und einen Auslass zum Ablassen des Kühlmittels aufweist.