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QUERBEZUG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Provisional Anmeldung Nr. 61/738,733, veröffentlicht unter
US 2014 / 0 170 781 A1 die am 18. Dezember 2012 eingereicht wurde und deren Offenbarung hiermit unter Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen wird.
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FELD
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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen das Polieren von Halbleiter- oder Solarwafern und mehr spezifisch eine Doppelseiten-Poliervorrichtung und Verfahren zum Steuern der Parallelität der vorderen und rückwärtigen Flächen des Halbleiterwafers.
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HINTERGRUND
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Halbleiterwafer werden im Allgemeinen bei der Produktion von integrierten Schaltkreis-Chips (IC) benutzt, auf welchen eine Schaltung gedruckt wird. Die Schaltung wird zunächst in miniaturisierter Form auf die Fläche des Wafers gedruckt. Dann werden die Wafer in die Schaltkreis-Chips gebrochen. Diese miniaturisierte Schaltung setzt voraus, dass die vordere und rückwärtige Fläche des Wafers außerordentlich flach und parallel ist, um sicherzustellen, dass die Schaltung ordentlich über die gesamte Fläche des Wafers gedruckt werden kann. Um dies zu erreichen, werden im Allgemeinen Schleif- und Polierprozesse genutzt, um die Flachheit und Parallelität der vorderen und rückwärtigen Fläche des Wafers zu verbessen, nachdem der Wafer von einem Block abgeschnitten worden ist.
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Wenn der Wafer in Vorbereitung zum Drucken der miniaturisierten Schaltung auf den Wafer mittels eines Elektronenstrahl-lithographischen oder photolithographischen Prozesses poliert wird (im Folgenden „Lithographie“ genannt), wird eine besonders gute Endverarbeitung verlangt. Die Waferfläche, auf die die miniaturisierten Schaltungen gedruckt werden sollen, muss flach sein. Typischerweise ist die Flachheit der polierten Flächen des Wafers akzeptabel, wenn ein neues Polierkissen auf dem Wafer benutzt wird, jedoch wird die Flachheit unakzeptabel, wenn das Polierkissen über den Lauf des Polierens von vielen Wafern abgenutzt wird.
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Die Konstruktion und der Betrieb von herkömmlichen Poliermaschinen leistet einen Beitrag zu unakzeptablen Flachheitsparametern. Poliermaschinen weisen typischerweise ein kreisförmiges oder ringförmiges Polierkissen auf, welches auf einem Drehteller oder einer Trägerplatte für angetriebene Rotationen um die vertikale Achse angeordnet ist, welche durch das Zentrum des Kissens verläuft. Ein Polierschlamm, der typischerweise chemische Poliermittel und Schleifpartikel aufweist, wird auf dem Kissen angewendet, um eine größere Polierinteraktion zwischen dem Polierkissen und der Fläche des Wafers zu erreichen. Diese Art eines Polierbetriebs wird typischerweise als chemischmechanisches Polieren oder einfach als CMP bezeichnet.
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Während dem Betrieb wird das Kissen rotiert und der Wafer wird mit dem Kissen in Kontakt gebracht. Wenn das Kissen, beispielsweise nach ein paar hundert Wafern, abgenutzt wird, degradieren die Waferflachheitsparameter, da das Kissen nicht mehr flach ist, sondern hingegen ein abgenutztes ringförmiges Band aufweist, welches eine Vertiefung entlang der Polierfläche des Kissens formt. Solch eine Kissenabnutzung hat Einfluss auf die Waferflachheit und mag ein „Austellem“ oder „Auswölben“ verursachen.
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Wie in 1 dargestellt ist, führt das „Auswölben“ dazu, dass der Wafer 50 eine im Allgemeinen konvex polierte Fläche 52 aufweist. Die konvexe Fläche 52 mag durch ein abgenutztes Kissen verursacht werden, welches weniger Material von dem Zentrum der vorderen Fläche des Wafers 50 abträgt als von den Bereichen, welche näher an den Rändern 54 des Wafers liegen. Das kommt daher, dass die Abtragungsrate des abgenutzten Kissens umgekehrt zu seiner Abnutzung ist. Mit anderen Worten tragen die Teile des abgenutzten Kissens mit geringerer Abnutzung mehr Material ab als Teile des abgenutzten Kissens mit größerer Abnutzung. Die geringste Menge an Material wird von dem Wafer 50 durch den Teil des Kissens entfernt, der dem abgenutzten ringförmigen Band entspricht. Als ein Ergebnis wird die polierte Fläche 52 des Wafers dazu gebracht, eine im Allgemeinen „ausgewölbte“ Form zu haben.
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Wie in 2 dargestellt, führt das „Austellem“ dazu, dass der Wafer 60 eine im Allgemeinen konkav polierte Fläche 62 aufweist. Ein möglicher Grund für dieses Auftreten ist, dass das Polierkissen mit Schleifmitteln eingedeckt wird (z.B. kolloidales Material von dem Schlamm, Ablagerungen von zuvor polierten Wafern und Ablagerungen eines Halterings) was dazu führt, dass die Abtragungsrate in den Bereichen der Abnutzung ansteigt. Die Teile des Kissens mit größerer Abnutzung entfernen während des Polierprozesses mehr Material von dem Wafer als Teile des Kissens mit geringerer Abnutzung. Als eine Folge davon wird mehr Material von dem Zentrum des Wafers 60 entfernt als von seinem Rand 64, was dazu führt, dass die polierte Fläche 62 des Wafers eine im Allgemeinen „tellerförmige“ Form aufweist.
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Sobald die Flachheit des Wafers unakzeptabel wird (beispielsweise zu „ausgewölbt“ oder zu „ausgetellert“) muss das abgenutzte Polierkissen durch ein neues ersetzt werden oder eine Kissen-Aufbereitung oder -Konditionierung muss durchgeführt werden, um das Kissen in einen nützlichen Zustand zurückzuführen. Diese Aufgaben verursachen signifikante Kosten beim Betrieb der Poliervorrichtung, wegen der Anzahl der Kissen, die gekauft, gelagert und entsorgt werden müssen, aber auch wegen der signifikanten Höhe der Ausfallzeit, die benötigt wird, um das Polierkissen zu wechseln oder um die Kissen-Aufbereitung/Konditionierung auszuführen. Die Druckschriften
DE 693 13 547 T2 und
US 2012 / 0 171 933 A1 beschreiben CMP-Vorrichtungen und -Verfahren, jedoch ohne eine Verbindung der Gegenplatte mit der Polierplatte durch einen ringförmigen Ring von Befestigern radial einwärts von dem Balg beabstandet vorzusehen.
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Dementsprechend gibt es einen Bedarf für eine Poliervorrichtung, die sowohl Auswölben als auch Austellern der Fläche von Wafern während des Polierprozesses verhindert und die nutzbare Lebenszeit des Polierkissens verlängert.
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Dieser Hintergrundabschnitt ist gedacht, um den Leser in verschiedene Aspekte der Technik einzuführen, die zu verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung in Bezug stehen könnten, welche im Folgenden beschrieben und/oder beansprucht werden. Es wird angenommen, dass diese Diskussion hilfreich ist, indem dem Leser Hintergrundinformation zur Verfügung gestellt wird, um ein besseres Verständnis der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Dementsprechend soll verstanden werden, dass diese Statements in diesem Licht gelesen werden sollen und nicht als ein Zugeständnis von Stand der Technik.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein erster Aspekt ist eine Trägerplatte für das Polieren einer Fläche eines Wafers. Die Trägerplatte weist eine Gegenplatte, eine Polierplatte und einen Balg auf. Die Gegenplatte weist eine untere Fläche und eine obere Fläche auf, und definiert eine Longitudinalachse, welche sich hierdurch erstreckt. Die Polierplatte ist koaxial mit der Gegenplatte positioniert. Die Polierplatte weist eine zweite obere Fläche und eine zweite untere Fläche auf. Die zweite obere Fläche ist zu der unteren Fläche der Gegenplatte benachbart. Der Balg ist entlang eines radialen äußeren Teils von einer der oberen Fläche und der unteren Fläche der Gegenplatte angeordnet. Der Balg ist koaxial mit der Gegenplatte. Der Balg ist mit der Polierplatte verbunden, um die Polierplatte in Bezug auf die untere Fläche der Gegenplatte zu deformieren. Ferner ist ein ringförmiger Ring von Befestigern vorgesehen, welche die Gegenplatte mit der Polierplatte verbinden, wobei der ringförmige Ring von Befestigern radial einwärts von dem Balg beabstandet ist, um zu erlauben, dass sich eine äußere Kante der Polierplatte longitudinal in Bezug auf die untere Fläche der Gegenplatte bewegt.
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Ein anderer Aspekt ist eine Poliervorrichtung für das doppelseitige Polieren eines Siliziumwafers. Die Poliervorrichtung weist eine erste und zweite Trägerplatte und einen Waferträger auf. Die erste Trägerplatte weist eine Gegenplatte, eine Polierplatte und einen Balg auf. Die Gegenplatte weist eine untere Fläche und eine obere Fläche auf und definiert eine Longitudinalachse, die sich hierdurch erstreckt. Die Polierplatte ist koaxial mit der Gegenplatte positioniert und weist eine zweite obere und untere Fläche auf. Die zweite obere Fläche ist zu der unteren Fläche der Gegenplatte benachbart. Der Balg ist entlang eines radialen äußeren Teils der oberen oder unteren Fläche der Gegenplatte angeordnet. Der Balg ist koaxial mit der Gegenplatte angeordnet und mit der Polierplatte verbunden, um die Polierplatte in Bezug auf die untere Fläche der Gegenplatte zu verformen. Ferner ist ein ringförmiger Ring von Befestigern vorgesehen, welche die Gegenplatte mit der Polierplatte verbinden, wobei der ringförmige Ring von Befestigern radial einwärts von dem Balg beabstandet ist, um zu erlauben, dass sich eine äußere Kante der Polierplatte longitudinal in Bezug auf die untere Fläche der Gegenplatte bewegt. Die zweite Trägerplatte ist koaxial mit der ersten Trägerplatte angeordnet. Die zweite Trägerplatte ist von der ersten Trägerplatte beabstandet, um einen Spalt dazwischen zu bilden. Der Waferträger ist in dem Spalt zwischen der ersten Trägerplatte und der zweiten Trägerplatte angeordnet.
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Ein anderer Aspekt ist ein Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern. Eine Poliervorrichtung weist einen Waferträger und eine Trägerplatte auf, die eine Gegenplatte, eine Polierplatte und einen Balg aufweist. Die Gegenplatte weist eine untere Fläche und eine obere Fläche auf und definiert eine Longitudinalachse, welche sich hierdurch erstreckt. Die Polierplatte ist koaxial mit der Gegenplatte positioniert und weist eine zweite obere und untere Fläche auf. Die zweite obere Fläche ist zu der unteren Fläche der Gegenplatte benachbart. Der Balg ist entlang eines radialen äußeren Teils der äußeren Fläche oder der unteren Fläche der Gegenplatte angeordnet. Der Balg ist koaxial mit der Gegenplatte positioniert. Der Balg ist mit der Polierplatte verbunden, um die Polierplatte in Bezug auf die untere Fläche der Gegenplatte zu verformen. Ferner ist ein ringförmiger Ring von Befestigern vorgesehen, welche die Gegenplatte mit der Polierplatte verbinden, wobei der ringförmige Ring von Befestigern radial einwärts von dem Balg beabstandet ist, um zu erlauben, dass sich eine äußere Kante der Polierplatte longitudinal in Bezug auf die untere Fläche der Gegenplatte bewegt. Der Waferträger ist zu der zweiten unteren Fläche der Polierplatte benachbart positioniert. Ein Wafer wird in den Waferträger platziert. Zumindest eine Fläche des Wafers wird poliert, indem eine Bewegung zwischen dem Wafer und der Polierplatte verursacht wird, um eine polierte Fläche auf dem Wafer zu erzeugen. Eine Flachheit der polierten Fläche des Wafers wird bestimmt. Ein interner Druck innerhalb des Balgs wird angepasst, um die Polierplatte in Bezug auf den Waferträger auszulenken, um die Flachheit der polierten Fläche zu verbessern.
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Es existieren verschiedene Verbesserungen der erwähnten Merkmale in Bezug auf die oben genannten Aspekte. Weitere Merkmale mögen auch in die oben genannten Aspekte gleichfalls einbezogen werden. Diese Verbesserungen und zusätzlichen Merkmale mögen einzeln oder in einer beliebigen Kombination bestehen. Beispielsweise mögen verschiedene Merkmale, die im Folgenden in Bezug auf sämtliche dargestellte Ausführungsbeispiele diskutiert werden, in sämtliche der oben beschriebenen Aspekte einbezogen werden, alleine oder in Kombination.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht eines ausgewölbt geformten Wafers;
- 2 ist eine Seitenansicht eines tellerförmigen Wafers;
- 3 ist eine Seitenansicht einer Doppelseiten-Poliermaschine, wobei die Doppelseiten-Poliermaschine einen negativen Abstand aufweist;
- 4 ist eine Seitenansicht einer Doppelseiten-Poliermaschine, wobei der obere Drehteller einen positiven Abstand aufweist;
- 5 ist eine Explosionsdarstellung einer Doppelseiten-Waferpoliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 6 ist eine perspektivische Darstellung einer ersten Trägerplatte der Doppelseiten-Poliervorrichtung der 5;
- 7 ist eine Teilquerschnittsdarstellung der ersten Trägerplatte der Doppelseiten-Poliervorrichtung der 5;
- 8 ist eine Explosionsdarstellung einer Doppelseiten-Waferpoliervorrichtung eines anderen Ausführungsbeispiels;
- 9 ist eine Querschnittsdarstellung einer ersten Trägerplatte der Doppelseiten-Poliervorrichtung der 8;
- 10 ist eine perspektivische Darstellung einer Gegenplatte der 8 und 9;
- 11 ist eine perspektivische Darstellung eines Wärmeaustauschverteilers der 8 und 9; und
- 12 ist eine perspektivische Darstellung einer Polierplatte der 8 und 9.
- Entsprechende Bezugssymbole in den verschiedenen Zeichnungen stellen entsprechende Elemente dar.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Mit Verweis auf 5 wird ein Teil einer Doppelseiten-Poliervorrichtung schematisch gezeigt und allgemein mit 100 bezeichnet. Die Doppelseiten-Poliermaschine wird genutzt, um die Vorder- und Rückseite eines Halbleiterwafers W zu polieren, der von einem oder mehreren monokristallinen Siliziumblöcken abgeschnitten worden ist. Es wird in Betracht gezogen, dass andere Typen von Doppelseiten-Poliervorrichtungen genutzt werden können. Die Poliervorrichtung 100 weist eine Vielzahl von im Allgemeinen ringförmigen Waferträgern 102 auf, die zwischen einer im Allgemeinen ringförmigen ersten Trägerplatte 120 und einer im Allgemeinen ringförmigen zweiten Trägerplatte 220 positioniert sind.
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Jeder Waferträger 102 weist zumindest eine kreisförmige Öffnung auf (in diesem Ausführungsbeispiel sind es drei), um einen Wafer W aufzunehmen, der darin poliert werden soll. Die Umgebung eines jeden Waferträgers 102 weist ein Hohlrad (nicht dargestellt) auf, welches mit einem „Sonnen“- oder inneren Rad und einem äußeren Rad (nicht dargestellt) der Poliervorrichtung 100 in Eingriff ist. Das innere und äußere Rad werden von geeigneten Antriebsmechanismen angetrieben, um den Träger mit einer ausgewählten Geschwindigkeit zu rotieren.
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Die erste Trägerplatte 120 und die zweite Trägerplatte 220 werden mit einer ausgewählten Rotationsgeschwindigkeit von einem geeigneten Antriebsmechanismus (nicht gezeigt), wie aus dem Stand der Technik bekannt, angetrieben. In einigen Ausführungsbeispielen weist die Vorrichtung 100 einen Controller (nicht gezeigt) auf, der es dem Betreiber ermöglicht, eine Rotationsgeschwindigkeit für die erste Trägerplatte 120 zu wählen, die sich von der für die zweite Trägerplatte 220 gewählten Geschwindigkeit unterschiedet. In einigen Ausführungsbeispielen sind die erste Trägerplatte 120 und zweite Trägerplatte 220 in die gleiche oder in entgegengesetzte Richtungen drehbar.
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Mit zusätzlichem Verweis auf 5 weist die erste Trägerplatte 120 eine Gegenplatte 130 und eine Polierplatte 150 auf. Die Polierplatte 150 ist in einer beabstandeten Beziehung zu einer unteren Fläche 132 der Gegenplatte 130 befestigt. Die zweite Trägerplatte 220 weist eine zweite Gegenplatte 230 und eine zweite Polierplatte 250 auf. Die zweite Polierplatte 250 ist in einer beabstandeten Beziehung zu einer Fläche 232 der zweiten Gegenplatte befestigt.
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Mit zusätzlichem Verweis auf 7 weist die erste Trägerplatte 120 einen im Allgemeinen ringförmigen Balg 160 und einen Wärmeaustauschverteiler 170 auf.
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Der Balg 160 und der Wärmeaustauschverteiler 170 befinden sich beabstandet zwischen und in koaxialer Ausrichtung mit der Gegenplatte 130 und der Polierplatte 150. Der Balg 160 kann sich ausdehnen und zusammenziehen in Abhängigkeit von einem internen Druck, der durch ein Drucksteuersystem (nicht gezeigt) angepasst werden kann. Das Drucksteuersystem mag beispielsweise eine Hydraulik oder einen pneumatischen Aktuator aufweisen, obgleich andere Aktuierungssysteme in Betracht gezogen werden können. Diese Aktuierungssysteme sind in im relevanten Fachgebiet ausreichend bekannt und werden hier nicht im Detail beschrieben.
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Die untere Fläche 132 der Gegenplatte 130 steht entlang einer äußeren Kante 136 der Gegenplatte in direktem Kontakt mit einer oberen Fläche 164 des Balgs 160. Die Gegenplatte 130 ist ausreichend starr, um einer Auslenkung als Ergebnis von aufgebrachten Ausdehnungskräften des Balgs 160 zu widerstehen. Der Wärmeaustauschverteiler 170 weist eine obere Fläche 174 auf, die sowohl zu der unteren Fläche 132 der Gegenplatte 130 als auch zu einer unteren Fläche 162 des Balgs 160 benachbart ist. Die untere Fläche 132 der Gegenplatte 130 und die obere Fläche 174 des Wärmeaustauschverteilers 170 stehen in einer beabstandeten Beziehung, um dazwischen einen Spalt zu bilden.
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Der Wärmeaustauschverteiler 170 weist eine untere Fläche 172 auf, die unmittelbar zu der oberen Fläche 154 der Polierplatte 150 benachbart ist. Als Ergebnis davon reagiert jede Ausdehnung des Balgs 160 gegen die Gegenplatte 130, um den Wärmeaustauschverteiler 170 und die Polierplatte 150 dazu zu bringen, sich in eine Abwärtsrichtung in Richtung des Waferträgers 102 auszulenken.
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Die Doppelseiten-Poliervorrichtung 100 weist ein erstes Temperatursteuersystem (nicht gezeigt) zum Steuern der Zirkulation eines Wärmeaustauschmediums durch den Wärmeaustauschverteiler 170 der ersten Platte 120 auf, um die Temperatur der Polierplatte 150 anzupassen.
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In einigen Ausführungsbeispielen weist die untere Fläche 152 der Polierplatte 150 in einem unbeeinflussten Zustand eine planare Form auf. In diesen Ausführungsbeispielen verformt eine von dem Balg 160 ausgeführte anfängliche Ausdehnung die zweite untere Fläche 152 oder lenkt sie aus.
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In einigen Ausführungsbeispielen weist die untere Fläche 152 der Polierplatte 150 in einem unbeeinflussten oder unausgelenkten Zustand eine konische Form auf. In diesen Ausführungsbeispielen lenkt eine von dem Balg 160 ausgeführte anfängliche Ausdehnung die untere Fläche 152 der Polierplatte 150 von der konischen Form in eine im Wesentlichen planare Form aus. Zusätzliche von dem Balg 160 ausgeführte Ausdehnung zwingt die untere Fläche 152 der Polierplatte 150, sich ausgehend von dem anfänglichen unausgelenkten Zustand weiter in eine entgegengesetzt konische Form auszulenken.
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Die erste Trägerplatte 120 weist einen im Allgemeinen ringförmigen Auslegerring 180 auf. Der Auslegerring 180 weist einen Fuß 182 und einen Arm 184 auf, die im Wesentlichen senkrecht zueinander sind. Der Fuß 182 und der Arm 184 bilden einen L-förmigen Querschnitt. Der Fuß 182 ist mit einer äußeren Kante 156 der Polierplatte 150 verbunden und erstreckt sich longitudinal entlang der Gegenplatte. Der Arm 184 erstreckt sich radial einwärts von dem Fuß zu einer Position über einer oberen Fläche 134 der Gegenplatte 130, um sich über zumindest einen Teil der Gegenplatte zu erstrecken. Der überlappende Arm 184 und die Gegenplatte 130 können zum Begrenzen einer Bewegung der Polierplatte 150 in Bezug auf die Gegenplatte wirken, um die Verformung der Polierplatte in Bezug auf die untere Fläche der Gegenplatte zu begrenzen. In dem normalen Betriebsbereich haben der überlappende Arm 184 und die Gegenplatte 130 ausreichend Spielraum, so dass ein Kontakt verhindert wird, der eine Bewegung in Bezug zueinander begrenzt.
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Die erste Trägerplatte 120 weist auch einen zweiten im Allgemeinen ringförmigen Balg 190 auf, der entlang einer Kante 136 am äußeren Umfang der Gegenplatte 130 zwischen dem Arm 184 des Auslegerrings 180 und der Gegenplatte 130 angeordnet ist. Der erste ringförmige Balg 160 und der zweite ringförmige Balg 190 liegen im Wesentlichen in gegenüberstehenden Positionen entlang der unteren und oberen Fläche 132, 134 der Gegenplatte 130. Eine Ausdehnkraft innerhalb des zweiten Balgs 190 (mit unter Fläche 192 und oberer Fläche 194) verursacht, dass eine untere Fläche 192 des zweiten Balgs gegen die Gegenplatte 130 wirkt, welche ausreichend starr ist, um einer Auslenkung als Reaktion auf eine angewandte Ausdehnkraft aus dem Inneren des zweiten Balgs 190 zu widerstehen.
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Die Ausdehnkraft treibt dann den Auslegerring 180 aufwärts und weg von der Gegenplatte 130. Die Aufwärtsbewegung des Auslegerrings 180 erzwingt wiederum eine Aufwärtsbewegung der äußeren Kante 156 der Polierplatte 150 in Richtung der Gegenplatte 130. Im Ergebnis wird die Polierplatte 150 entlang ihrer radialen Länge ausgelenkt.
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Die erste Trägerplatte 120 weist, wie in 6 gezeigt, einen ringförmigen Ring von Befestigern 200 auf, welche radial einwärts von dem Balg 160 angeordnet sind. Mit zusätzlichem Verweis auf 7 verbinden die Befestiger 200 die Gegenplatte 130, den Wärmeaustauschverteiler 170 und die Polierplatte 150. Die Platzierung der Befestiger 200 schafft einen Verbindungspunkt, der es zulässt, die äußere Kante 156 der Polierplatte 150 longitudinal in Bezug auf die untere Fläche 132 der Gegenplatte 130 zu bewegen. Wenn eine Ausdehnkraft in einem der Balge 160, 190 geändert wird, wird die Polierplatte 150 gezwungen, sich um die Befestiger 200 zu biegen. So wird die Polierplatte 150 um die Befestiger 200 ausgelenkt.
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Das Drucksteuersystem erlaubt es in Verbindung mit den Balgen 160, 190, den Spalt zwischen der Kante 156 der Polierplatte 150 und der zweiten Polierplatte 250 zu steuern. Das Anwenden einer Ausdehnkraft in Form eines internen Drucks auf die Balge 160, 190 verursacht, dass die Balge expandieren oder in ihrer Größe wachsen, und ein Wegnehmen des Drucks verursacht, dass die Balge sich zusammenziehen oder in ihrer Größe schrumpfen.
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Wegen des großen Bereichs der Balge 160, 190, können tausende Pfund an Kraft mit relativ geringem Druck (<100 psi) erzeugt werden. Der Betriebsdruck innerhalb der Balge 160, 190 beträgt typischerweise weniger als 45 psi und liegt mehr spezifisch typischerweise in einem Bereich von etwa 20 psi bis etwa 30 psi. Dieser Druckbereich ermöglicht einen Bereich für die Deformation der äußeren Kante 156 der Polierplatte 150 von angenähert -200 µm bis angenähert +150 µm. In einigen Ausführungsbeispielen liegt der Bereich der Deformation von angenähert -150 µm bis etwa +150 µm oder von angenähert - 150 µm bis angenähert +100 µm.
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Der Druck innerhalb jedes Balges 160, 190 wird gleichmäßig entlang der oberen und unteren Fläche des entsprechenden Balges verteilt. So wird es den Balgen 160, 190 ermöglicht, sich gleichmäßig in eine longitudinale Richtung um den Umfang der Gegenplatte 130 auszudehnen und zusammenzuziehen. Als Ergebnis ist die Ausdehnkraft innerhalb der Balge 160, 190 inhärent gleichmäßig.
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Es wird in Betracht gezogen, dass die zweite Trägerplatte 220 auch die oben beschriebene Struktur der zweiten Trägerplatte 220 aufweisen könnte, um ein Auslenken der zweiten Polierplatte 250 in Bezug auf die zweite Gegenplatte 230 zu ermöglichen. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Doppelseiten-Poliervorrichtung ein zweites Temperatursteuersystem (nicht gezeigt) aufweist, um die Zirkulation eines Kältemittels durch einen Wärmeaustauschverteiler der ersten Trägerplatte 120 zu steuern. Die separaten Systeme ermöglichen es dem Benutzer, Temperaturen der zweiten Polierplatte 250 und der Polierplatte 150 unabhängig voneinander zu variieren.
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Eine Doppelseiten-Poliervorrichtung eines anderen Ausführungsbeispiels wird in 8 dargestellt und im Allgemeinen mit 500 bezeichnet. Die Poliervorrichtung 500 weist auf jeder Seite eines Waferträgers 102 eine erste Trägerplatte 510 auf, wie in 9 gezeigt, und eine zweite Trägerplatte 520. Die erste Trägerplatte 510 weist eine Gegenplatte 530 auf, wie in 10 gezeigt, und eine Polierplatte 550, wie in 12 gezeigt, und die zweite Trägerplatte 520 weist eine zweite Gegenplatte 580 und eine zweite Polierplatte 590 auf.
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Die Gegenplatte 530 ist über der Polierplatte 550 angeordnet. Zwischen der Gegenplatte 530 und der Polierplatte 550 ist ein ringförmiger Balg 560 und ein Wärmeaustauschverteiler 570, wie in 11 gezeigt, positioniert.
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Ein Ring von Befestigern 572 verbindet die Polierplatte 550 und den Wärmeaustauschverteiler 570 mit der Gegenplatte 530. Der Ring von Befestigern 572 ist radial von einem Zentrum der ersten Trägerplatte 510 in einer im Wesentlichen einheitlichen Entfernung beabstandet. Die Befestiger 572 bilden einen Biegepunkt, um welchen die Polierplatte ausgelenkt werden kann.
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In einem Verfahren eines Ausführungsbeispiels weist eine Poliervorrichtung einen Waferträger auf, der zwischen einer Polierplatte einer ersten Trägerplatte und einer zweiten Polierplatte einer zweiten Trägerplatte befestigt ist. In dem Waferträger ist zumindest ein Wafer positioniert. Eine Seite des Wafers ist der Polierplatte zugewandt, und die andere Seite des Wafers ist der zweiten Polierplatte zugewandt.
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Im Betrieb wird die erste Trägerplatte in Richtung der zweiten Trägerplatte herabgesenkt, um die Polierplatte mit einer Seite des Wafers in Kontakt zu bringen und um die zweite Polierplatte mit der anderen Seite des Wafers in Kontakt zu bringen. Ein Polierschlamm wird auf zumindest eine der Polierplatten aufgebracht. Der Waferträger, die Polierplatte und die zweite Polierplatte werden rotiert. Die erste Trägerplatte wird während des Polierens mit einer gewählten „Absenkkraft“ herabgedrückt, so dass die Seiten des Wafers gleichzeitig von den entsprechenden Polierplatten poliert werden. Eine Bewegung der Polierplatten in Bezug auf den Wafer poliert einen Teil des Wafers, um eine polierte Fläche zu erzeugen.
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Dieser doppelseitige Polierbetrieb wird für eine relativ kurze Dauer ausgeführt, beispielsweise für etwas weniger als eine Stunde. Es sei bemerkt, dass die Menge des beim doppelseitigen Polieren entfernten Materials um eine Größenordnung größer ist als die Menge, die während des Endpolierens entfernt wird.
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Der Wafer wird von dem Waferträger entfernt und die Flachheit der polierten Fläche wird mit einem geeigneten Verfahren bestimmt. Wenn festgestellt wird, dass die Flachheit der polierten Fläche nicht innerhalb einer voreingestellten Standardabweichung liegt, wird der innere Druck innerhalb eines Balgs angepasst, um die Polierplatte in Bezug auf den Waferträger auszulenken, um die Flachheit der zu polierenden Fläche zu verbessern. Der Anpassdruck innerhalb des Balgs mag erhöht oder erniedrigt werden, um die Polierplatte entlang einer radialen Länge zu deformieren. Als Ergebnis wird eine Kante der Polierplatte auf den Wafer zu oder von dem Wafer weg bewegt.
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Zusätzliche Bearbeitungsschritte, welche die Flachheit der polierten Fläche beeinflussen, mögen mit dem Wafer ausgeführt werden, bevor die Flachheit bestimmt wird. Die zusätzlichen Bearbeitungsschritte mögen die Durchführung eines Endpolierens der polierten Fläche des Wafers beinhalten und/oder das Auftragen einer Siliziumschicht entlang der polierten Fläche des Wafers.
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Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele ermöglichen eine effiziente und ökonomische Poliervorrichtung und ein Verfahren für das Verarbeiten von Halbleiterwafern, welches das gleichzeitige Polieren von Flächen eines Halbleiterwafers beinhaltet. Die Vorrichtung und das Verfahren verlängern die betriebliche Lebensdauer der Poliervorrichtung. Andere Vorteile schließen einen verbesserten Waferertrag und verbesserte Produkttoleranzen ein, während die Zeit reduziert wird, die für Wartung in Verbindung mit dem Ersatz von Polierkissen benötigt wird.
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Wenn Elemente der vorliegenden Erfindung oder von einem Ausführungsbeispiel oder Ausführungsbeispielen davon eingeführt werden, sind die Artikel „ein“, „eine“, „der, die, das“ und „dieser, diese, dieses“ so gemeint, dass es eines oder mehrere dieser Elemente gibt. Die Begriffe „aufweisend“, „einschließend” und „habend” sollen einschließlich sein und bedeuten, dass zusätzliche Elemente vorhanden sein können, die anders sind als die aufgeführten Elemente. Die Verwendung der Begriffe, die eine spezifische Orientierung anzeigen (beispielsweise „obere“, „untere“, „Seite“, „herab“, „aufwärts“, etc.) erfolgt zur Vereinfachung der Beschreibung und setzt keine spezifische Orientierung des beschriebenen Gegenstandes voraus.
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Da verschiedene Änderungen in den oben angeführten Konstruktionen und Verfahren gemacht werden könnten, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, sollen alle Gegenstände, die in der obigen Beschreibung enthalten sind und in der/den beigefügten Zeichnung[en] gezeigt sind, als Veranschaulichung interpretiert werden und nicht in einem beschränkenden Sinne.
