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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Poliervorrichtung mit Indexierungssystem und ein Wafer-Polierverfahren.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Ein Halbleiter-Wafer (nachstehend auch einfach als Wafer bezeichnet), der typischerweise ein Silizium-Wafer ist, wird unter Verwendung eines Verfahrens zum Polieren der beiden Seiten auf einmal oder eines Verfahrens zum Polieren einer einzigen Seite poliert.
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Um eine Seite des Wafers zu polieren, wie in 11 abgebildet, wird weitgehend eine Poliervorrichtung 101 verwendet, die mit einem Drehtisch 104, an dem ein Polierkissen 103 angebracht ist, einem Mechanismus 108 zum Zuführen eines Poliermittels, um ein Poliermittel 107 auf dem Drehtisch 104 zuzuführen, und einem Polierkopf 102, um einen zu polierenden Wafer W zu halten, konfiguriert ist.
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Die Poliervorrichtung 101 hält den Wafer W mit dem Polierkopf 102 und führt das Polieren aus, indem sie das Poliermittel 107 auf dem Polierkissen 103 aus dem Mechanismus 108 zum Zuführen eines Poliermittels zuführt, während sie jeweils den Drehtisch 104 und den Polierkopf 102 dreht, um eine Oberfläche des Wafers W in Gleitkontakt mit dem Polierkissen 103 zu bringen.
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Ferner wird der Wafer häufig in mehreren Phasen poliert, während eine Art des Polierkissens und eine Art des Poliermittels gewechselt werden, und es wird weitgehend eine Poliervorrichtung verwendet, die zwei Drehtische oder drei Drehtische aufweist und als Indexierungssystem bezeichnet wird.
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Dabei bildet 12 ein Beispiel einer Poliervorrichtung 201 ab, die erste bis dritte Drehtische 204a bis 204c aufweist. In der Poliervorrichtung 201, in der die Polierköpfe 202a bis 202d an ersten bis vierten Polierwellen 209a bis 209d angebracht sind, können zwei Polierköpfe einem einzigen Drehtisch zugewiesen sein. Daher ist es möglich, zwei Wafer pro Charge zu polieren, so dass die Poliervorrichtung 201 besonders produktiv ist.
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Es kann vorkommen, dass eine derartige Poliervorrichtung 201 einen Glättungsmechanismus zum Ausführen von Bürsten und Glätten umfasst, damit sich das Polierkissen nicht zusetzt.
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Obwohl es möglich ist, ein Zusetzen des Polierkissens durch Bürsten und Glätten zu unterdrücken, verschlechtert sich die Produktivität, weil der Wafer während des Bürstens und Glättens nicht poliert werden kann. Daher werden eine Frequenz und eine Periode des Bürstens und Glättens je nach Bedarf gemäß einer Art des zu verwendenden Polierkissens und der Polierbearbeitungstoleranz eingestellt, um eine Verschlechterung der Produktivität zu unterdrücken.
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Ein spezifischer Ablauf des Polierens unter Verwendung der Poliervorrichtung 201 mit dem Indexierungssystem wird unter Verwendung eines Beispiels eines Polierkopfs 202a der ersten Polierwelle 209a basierend auf einem Ablaufschema in 13 beschrieben.
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Zuerst wird ein Wafer auf den Polierkopf 202a aufgeladen (SP101). Wenn der Wafer aufgeladen ist, bewegt sich der Polierkopf 202a nach unten, um den Wafer auf einen Auflade-/Abladetisch 212 zu halten, wie in 12 abgebildet. Es sei zu beachten, dass obwohl ein Verfahren zum Halten eines Wafers gemäß dem zu verwendenden Polierkopf unterschiedlich ist, typischerweise ein Vakuumkontaktverfahren oder ein Wasser-Leim-Verfahren unter Verwendung einer Schablone verwendet wird.
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Nachdem sich der Polierkopf 202a, der den Wafer hält, nach oben in eine Position bewegt hat, in der eine Drehung ausgeführt werden kann, dreht sich der Polierkopf 202a um 90 Grad (SP102) und begibt sich bis zu dem ersten Drehtisch 204a (SP103).
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Dabei ist die Position, in der die Drehung ausgeführt werden kann, beispielsweise eine Position, in welcher der Polierkopf 202a keine anderen Elemente berührt, wie etwa einen Glättungsmechanismus, wenn sich der Polierkopf 202a dreht. Der Polierkopf 202a bewegt sich dann nach unten in eine Position, in welcher der Polierkopf 202a ein Polierkissen des ersten Drehtischs 204a berührt, und das Polieren durch den ersten Drehtisch 204a, an dem das Polierkissen angebracht ist, wird gestartet.
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Nachdem das Polieren an dem ersten Drehtisch 204a beendet ist, bewegt sich der Polierkopf 202a wieder nach oben in die Position, in der eine Drehung ausgeführt werden kann, und dreht sich um 90 Grad (SP104) und begibt sich bis zu dem zweiten Drehtisch 204b (SP105). Dann wird das Polieren erneut gestartet.
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Nachdem das Polieren an dem dritten Drehtisch 204c ausgeführt wurde, während dieser Arbeitsgang wiederholt wird (SP106 bis SP107), bewegt sich der Polierkopf 202a wieder nach oben in die Position, in der eine Drehung ausgeführt werden kann, dreht sich umgekehrt um 270 Grad (SP108), kehrt zum Auflade-/Abladetisch 212 zurück, wo der Wafer abgeladen wird (SP109), und ein Zyklus ist beendet.
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Wie zuvor beschrieben, wird bei einer herkömmlichen Poliervorrichtung mit Indexierungssystem der Polierkopf aufwärts und abwärts bewegt, wenn das Polieren begonnen und beendet wird, und wenn ein Drehtisch, der zum Polieren verwendet werden soll, umgeschaltet wird.
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Wenn der Wafer an dem Polierkopf 202a, der an der ersten Polierwelle 209a angebracht ist, an den Polierköpfen 202b bis 202d, die jeweils an den zweiten bis vierten Polierwellen 209b bis 209d angebracht sind, aufgeladen/abgeladen wird, wird das Polieren an den ersten bis dritten Drehtischen 204a bis 204c parallel ausgeführt. Somit ist die Wartezeit bei der Poliervorrichtung mit Indexierungssystem geringer, so dass es möglich ist, ein Polieren auszuführen, das äußerst produktiv ist.
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Dabei bilden 14A und 14B Seitenansichten der herkömmlichen Poliervorrichtung ab. Ferner bilden 15A und 15B die Positionsbeziehung zwischen den beiden Polierköpfen und dem Glättungsmechanismus ab.
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Wie in 14A abgebildet, wenn der Wafer W poliert wird, wird der Polierkopf 202 nach unten in eine unterste Position einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung bewegt, so dass der Wafer W das Polierkissen 203 berührt.
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Wie in 15A abgebildet, wenn sich der Polierkopf 202 in der untersten Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung befindet, befinden sich der Polierkopf 202 und der Glättungsmechanismus 206 in dem gleichen Höhenbereich. Falls daher der Polierkopf 202 einen Drehvorgang ausführt, ohne die Höhenposition des Polierkopfs 202 zu ändern, stößt der Polierkopf 202 mit dem Glättungsmechanismus 206 zusammen.
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Wenn sich ferner, wie in 14B abgebildet, der Polierkopf 202 nach oben in eine oberste Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung bewegt, werden ein Drehvorgang des Polierkopfs 202 und ein Glätten des Polierkissens 203 ausgeführt. Nun befindet sind, wie in 15B abgebildet, für den Fall, dass sich der Polierkopf 202 in der obersten Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung befindet, der Polierkopf 202 in einer Höhenposition, in welcher der Polierkopf 202 den Glättungsmechanismus 206 nicht berührt.
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Eine Hubbreite der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Polierkopfs 202 beträgt beispielsweise ungefähr 120 mm. Ferner wird als Mechanismus zum Bewegen des Polierkopfs nach oben und nach unten typischerweise ein Luftzylinder oder ein Antriebssystem, das eine Kugelumlaufspindel verwendet, eingesetzt.
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Ferner wird der Glättungsmechanismus 206 während des Polierens in einen Wasserspeichertank (nicht abgebildet) eingetaucht, um ein Austrocknen einer Bürste und einer Glättungsvorrichtung zu verhindern. Daher wird auch an dem Glättungsmechanismus 206 ein Mechanismus zum Bewegen nach oben und nach unten bereitgestellt. Ferner kann ein Glättungsmechanismus 206 auch einen Mechanismus zum Drehen der Bürste oder der Glättungsvorrichtung aufweisen, und kann in Verbindung mit einem Hochdruck-Düsenreinigungsmechanismus verwendet werden.
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Daher ist es schwierig, die Dicke des Glättungsmechanismus zu reduzieren, und beispielsweise für den Fall einer typischen Wafer-Poliervorrichtung, die einen Durchmesser von 300 mm aufweist, ist eine Hubbreite von 120 mm oder mehr für die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Polierkopfs notwendig, um einen Zusammenstoß mit dem Glättungsmechanismus zu vermeiden, und eine Länge der Polierwelle muss länger als diese Hubbreite sein.
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Für den Fall, dass eine Polierwelle, die eine derartige Länge aufweist, verwendet wird, falls eine Momentbelastung auf die Polierwelle ausgeübt wird, während der Wafer poliert wird, kommt es zu einer Verlagerung von mehreren μm. Für den Fall, dass eine derartige Verlagerung an der Polierwelle vorkommt, besteht das Problem, dass eine Schwankung an einem Randabschnitt des zu polierenden Wafers zunimmt, was sich negativ auf die Qualität des Wafers auswirkt. Insbesondere um eine Qualitätsanforderung einer Konstruktionsregel von 20 nm oder weniger zu erfüllen, ist die Qualität des Randabschnitts des Wafers wichtig, und eine Poliervorrichtung mit hoher Genauigkeit mit verbesserter Steifigkeit der Polierwelle ist erwünscht.
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Für den Fall, dass die Steifigkeit eines sich drehenden Abschnitts erhöht wird, um einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle zu unterdrücken, nimmt jedoch das Gewicht eines oberen Teils der Poliervorrichtung zu. Falls das Gewicht des oberen Teils der Poliervorrichtung zunimmt, ist es schwierig die Genauigkeit zu verbessern, weil dadurch ein Gesamtgewicht der Vorrichtung erheblich zunimmt, was zu Einschränkungen in einem Bereich führt, in dem die Vorrichtung bereitgestellt wird.
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Wenn der Polierkopf ferner einen Drehvorgang ausführt, um eine räumliche Störung zwischen dem Polierkopf und dem Glättungsmechanismus zu vermeiden, kann der Polierkopf keinen Drehvorgang ausführen, bis sich der Polierkopf ganz nach oben bewegt hat. Falls daher die Hubbreite der Aufwärts- und Abwärtsbewegung lang ist, besteht ein Problem darin, dass es lange dauert, bis sich der Polierkopf ganz nach oben bewegt, was zu einer langen Taktzeit führt und die Produktivität verschlechtert.
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Wenn ferner das Bürsten und Glätten ausgeführt werden, um eine gewisse Wirkung zu erzielen, ist es notwendig, die Höhe des Glättungsmechanismus in Übereinstimmung mit der Lebensdauer (dem Abrieb) des Polierkissens, der Bürste und der Glättungsvorrichtung manuell anzupassen. Da es jedoch notwendig ist, die Poliervorrichtung anzuhalten, um die Höhe des Glättungsmechanismus manuell anzupassen, bewirkt die Anpassung eine Verschlechterung der Produktivität.
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Es sei zu beachten, dass, obwohl es möglich ist, die Verschlechterung der Produktivität zu unterdrücken, die auf das Anhalten der Poliervorrichtung zum Anpassen der Höhe zurückzuführen ist, indem ein Mechanismus zum automatischen Anpassen der Höhe des Glättungsmechanismus bereitgestellt wird, in diesem Fall ein Aufbau des Glättungsmechanismus kompliziert wird und die Höhe des Glättungsmechanismus zunimmt. Dies verursacht das Problem, dass sich die Produktivität weiter verschlechtert, weil die Höhenposition, in die sich der Polierkopf nach oben bewegen soll, höher wird und die Taktzeit dadurch zunimmt.
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Obwohl die Patentschrift 1 eine Poliervorrichtung offenbart, die einen Mechanismus zur Aufwärts- und Abwärtsbewegung eines Drehtischs umfasst, so dass ein Druck, der auf ein Polierkissen ausgeübt wird, gesteuert werden kann, indem die Höhe des Polierkissens geändert wird, weist diese Poliervorrichtung einen Aufbau auf, bei dem der Drehtisch in einem oberen Teil der Vorrichtung bereitgestellt wird, und ein Wafer, der an einem Probentisch befestigt ist, der sich in einem unteren Teil befindet, poliert wird. Weil sich bei dieser Vorrichtung der Drehtisch und der Mechanismus zur Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Drehtischs, bei denen es sich um schwere Teile handelt, in dem oberen Teil der Vorrichtung befinden, ist es schwierig, die Steifigkeit der Vorrichtung zu verbessern. Weil ferner diese Vorrichtung keine Vorrichtung mit Indexierungssystem ist, ist es schwierig, ein ständiges Polieren auszuführen, und somit ist die Produktivität nicht gut. Ferner gibt es keine Offenbarung bezüglich des Bürstens und Glättens des Polierkissens, die sich auf die Taktzeit auswirken.
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LITERATURSTELLEN
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Patentschriften
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- Patentschrift 1: Japanische Patent-Auslegeschrift (Kokai) Nr. H09-290363
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Technisches Problem
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Probleme ausgebildet, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Poliervorrichtung bereitzustellen, die einen Verlagerungsbetrag einer Polierwelle reduzieren kann, der verursacht wird, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird.
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Problemlösung
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Um die Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung eine Poliervorrichtung mit Indexierungssystem bereit, die einen Polierkopf zum Halten eines Wafers, eine Vielzahl von Drehtischen, an denen Polierkissen zum Polieren des Wafers angebracht sind, und einen Auflade-/Abladetisch zum Aufladen des Wafers auf den Polierkopf oder zum Abladen des Wafers von dem Polierkopf, umfasst und die den Wafer poliert und dabei die Drehtische umschaltet, die zum Polieren des Wafers zu verwenden sind, der an dem Polierkopf gehalten wird, wobei die Poliervorrichtung einen Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs aufweist, der die Drehtische nach oben und nach unten bewegen kann.
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Da es mit einer derartigen Poliervorrichtung nicht notwendig ist, den Polierkopf mit einer langen Hubbreite nach oben und nach unten zu bewegen, ist es möglich, die Länge einer Polierwelle zu verkürzen. Dadurch wird die Steifigkeit der Polierwelle erhöht, so dass es möglich ist, einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle zu reduzieren, der verursacht wird, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird. Dadurch ist es möglich, den Wafer mit hoher Genauigkeit zu polieren.
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Dabei weist die Poliervorrichtung bevorzugt einen Glättungsmechanismus in einer Position auf, in welcher der Glättungsmechanismus eine Bahn, auf welcher der Polierkopf eine Drehbewegung ausführt, nicht stört.
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Mit einer derartigen Konfiguration ist es möglich, eine Drehbewegung des Polierkopfs und eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Drehtische parallel auszuführen, ohne dass der Polierkopf den Glättungsmechanismus stört. Daher ist es möglich, die Taktzeit zu reduzieren und die Produktivität zu verbessern.
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Ferner weist die Poliervorrichtung dann bevorzugt einen Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs auf, um den Polierkopf mit einer Hubbreite von 20 mm oder weniger nach oben und nach unten zu bewegen.
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Mit dem Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs ist es möglich, diverse Arten von Polierköpfen zu tragen und ein Polierkissen ohne Nut zu tragen und die Verschlechterung der Steifigkeit der Polierwelle zuverlässig zu unterdrücken, indem die Breite der Aufwärts- und Abwärtsbewegung auf 20 mm oder weniger unterdrückt wird, so dass es möglich ist, einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle zuverlässiger zu reduzieren, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird.
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Ferner können dann die Drehbewegung des Polierkopfs und die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Drehtische und des Polierkopfs bevorzugt parallel ausgeführt werden.
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Mit einer derartigen Konfiguration ist es möglich, die Taktzeit weiter zu reduzieren.
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Ferner passt dann der Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs bevorzugt die Höhe des Drehtischs gemäß dem Abrieb des Polierkissens an, wenn das Glätten des Polierkissens durch den Glättungsmechanismus ausgeführt wird.
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Mit einer derartigen Konfiguration ist es möglich, die Variabilität eines Glättungseffekts auf Grund des Abriebs des Polierkissens zu unterdrücken, und ist es möglich, die Produktivität zu verbessern, weil keine Anpassung der Höhe des Glättungsmechanismus, die langwierig ist, mehr benötigt wird.
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Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Wafer-Polierverfahren bereit, das die Poliervorrichtung wie zuvor beschrieben verwendet, wobei der Drehtisch, der zum Polieren des Wafers, der an dem Polierkopf gehalten wird, zu verwenden ist, umgeschaltet wird, indem bewirkt wird, dass sich der Drehtisch nach unten bewegt, und indem bewirkt wird, dass der Polierkopf eine Drehbewegung ausführt.
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Da es bei einem derartigen Polierverfahren nicht notwendig ist, den Polierkopf mit einer langen Hubbreite nach oben und nach unten zu bewegen, ist es möglich, eine Polierwelle zu verwenden, deren Länge verkürzt ist und deren Steifigkeit verbessert ist, so dass es möglich ist, einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle zu reduzieren, der verursacht wird, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird. Dadurch ist es möglich, den Wafer mit hoher Genauigkeit zu polieren.
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Dabei umfasst das Verfahren bevorzugt einen Schritt des Anpassens der Höhe des Drehtischs gemäß dem Abrieb des Polierkissens und des Glättens des Polierkissens, nachdem das Polieren des Wafers beendet ist.
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Mit einer derartigen Konfiguration ist es möglich, die Variabilität eines Glättungseffekts auf Grund des Abriebs des Polierkissens zu unterdrücken, und ist es möglich, die Produktivität zu verbessern, weil keine Anpassung der Höhe des Glättungsmechanismus, die langwierig ist, mehr benötigt wird.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Weil gemäß der Poliervorrichtung und dem Polierverfahren, das die Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet, der Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs den Drehtisch nach oben und nach unten bewegen kann, ist es nicht notwendig, den Polierkopf mit einer langen Hubbreite nach oben und nach unten zu bewegen, so dass es möglich ist, die Länge der Polierwelle zu verkürzen. Da demnach die Steifigkeit der Polierwelle verbessert wird, ist es möglich, einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle zu reduzieren, der verursacht wird, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird. Dadurch ist es möglich, den Wafer mit hoher Genauigkeit zu polieren. Ferner ist es dadurch, dass eine Umdrehung des Polierkopfs und die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Drehtischs parallel ausgeführt werden, möglich, die Taktzeit zu verkürzen und die Produktivität zu verbessern. Ferner ist es mit dem Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs möglich, einen Glättungseffekt zu bewahren.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1A eine schematische Seitenansicht, die einen Zustand abbildet, in dem sich ein Drehtisch in einer untersten Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung bei einem Beispiel einer Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung befindet;
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1B eine schematische Seitenansicht, die einen Zustand abbildet, in dem sich der Drehtisch in einer obersten Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung bei einem Beispiel der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung befindet;
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2 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel eines Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs bei einem Beispiel der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung abbildet;
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3A eine schematische Draufsicht, wenn ein Wafer poliert wird, in einem Zustand, in dem der Drehtisch mit dem Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs bei einem Beispiel der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung nach oben bewegt wird;
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3B eine schematische Seitenansicht, wenn der Wafer in einem Zustand poliert wird, in dem der Drehtisch mit dem Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs bei einem Beispiel der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung nach oben bewegt wird;
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4A eine schematische Draufsicht, wenn ein Polierkissen in einem Zustand geglättet wird, in dem der Drehtisch mit dem Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs bei einem Beispiel der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung nach unten bewegt wird;
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4B eine schematische Seitenansicht, wenn das Polierkissen in einem Zustand geglättet wird, in dem der Drehtisch mit dem Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs bei einem Beispiel der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung nach unten bewegt wird;
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5 eine schematische Draufsicht, die ein Beispiel der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung abbildet;
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6 ein Ablaufschema, das ein Beispiel eines Wafer-Polierverfahrens der vorliegenden Erfindung abbildet;
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7 ein schematisches Diagramm, das eine Richtung einer Momentbelastung, die auf einen Polierkopf in einer Simulation bei dem Beispiel 1 ausgeübt wird, abbildet;
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8 ein schematisches Diagramm, das eine Richtung einer Belastung, die auf einem Flanschabschnitt der Polierwelle in einer Simulation bei dem Beispiel 1 ausgeübt wird, abbildet;
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9 ein schematisches Diagramm, das eine Richtung einer Belastung, die tatsächlich auf den Flanschabschnitt der Polierwelle bei dem Beispiel 1 ausgeübt wird, abbildet;
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10 ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Frequenz des Glättens und des Änderns einer Dicke des Polierkissens bei dem Beispiel 3 und dem Vergleichsbeispiel 3 abbildet;
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11 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer typischen einseitigen Poliervorrichtung abbildet;
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12 ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer typischen Wafer-Poliervorrichtung mit Indexierungssystem abbildet;
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13 ein Ablaufschema, das ein Beispiel eines typischen Wafer-Polierverfahrens mit Indexierungssystem abbildet;
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14A ein schematisches Diagramm, das einen Zustand abbildet, in dem sich ein Polierkopf in einer untersten Position einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung bei einer herkömmlichen Poliervorrichtung befindet;
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14B ein schematisches Diagramm, das einen Zustand abbildet, in dem sich der Polierkopf in einer obersten Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung bei der herkömmlichen Poliervorrichtung befindet;
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15A eine schematische Seitenansicht, wenn der Wafer in einem Zustand poliert wird, in dem sich der Polierkopf in der untersten Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung bei der herkömmlichen Poliervorrichtung befindet; und
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15B eine schematische Seitenansicht, wenn ein Polierkissen in einem Zustand geglättet wird, in dem sich der Polierkopf in der obersten Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung bei der herkömmlichen Poliervorrichtung befindet.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachstehend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, doch die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen eingeschränkt.
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Wie zuvor beschrieben, besteht ein Problem darin, dass für den Fall, dass eine Momentbelastung auf eine Polierwelle ausgeübt wird, während ein Wafer poliert wird, eine Verlagerung an der Polierwelle vorkommt, was sich negativ auf die Qualität des polierten Wafers auswirkt.
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Daher haben die vorliegenden Erfinder speziell untersucht, wie dieses Problem zu lösen ist. Daraufhin haben die vorliegenden Erfinder die Idee gehabt, einen Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs an der Poliervorrichtung bereitzustellen. Dadurch, dass sich der Drehtisch mit dem Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs nach oben und nach unten bewegen kann, ist es möglich, die Länge der Polierwelle zu verkürzen. Anhand dieses Mittels wird die Steifigkeit der Polierwelle erhöht, so dass es möglich ist, einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle zu reduzieren, der verursacht wird, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird.
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Die vorliegenden Erfinder haben die bestmögliche Ausführungsform untersucht und die vorliegende Erfindung fertiggestellt.
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Zuerst wird die Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1A, 1B und 5 beschrieben.
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Wie in 5 abgebildet, umfasst die Poliervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung die Polierköpfe 2a bis 2d zum Halten von Wafern, eine Vielzahl von Drehtischen 4a bis 4c und einen Auflade-/Abladetisch 12. Ferner umfasst die Poliervorrichtung 1, wie in 1A und 1B abgebildet, einen Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs, der die Drehtische 4a bis 4c nach oben und nach unten bewegen kann. Ein Polierkissen 3 zum Polieren des Wafers W ist an jedem der Drehtische 4a bis 4c angebracht. Die Wafer W können an dem Auflade-/Abladetisch 12 auf die Polierköpfe 2a bis 2d aufgeladen oder von den Polierköpfen 2a bis 2d abgeladen werden. Über den Drehtischen 4a bis 4c wird ein Poliermittelzuführmechanismus 8 zum Zuführen eines Poliermittels 7 an den Drehtischen 4a bis 4c bereitgestellt, wenn die Wafer W poliert werden (siehe 3B und 4B).
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Wie in 5 abgebildet, weist die Poliervorrichtung 1 eine erste Polierwelle 9a auf, um den Polierkopf 2a zum Halten des Wafers W über dem Auflade-/Abladetisch 12 anzubringen und zu drehen. Ähnlich werden der Polierkopf 2d und die vierte Polierwelle 9d über dem ersten Drehtisch 4a bereitgestellt, der Polierkopf 2c und die dritte Polierwelle 9c werden über dem zweiten Drehtisch 4b bereitgestellt, und der Polierkopf 2b und die zweite Polierwelle 9b werden über dem dritten Drehtisch 4c bereitgestellt.
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Dadurch, dass sich die jeweiligen Polierwellen 9a bis 9d gleichzeitig drehen, führen die jeweiligen Polierköpfe 2a bis 2d eine Drehbewegung aus, und das Polieren erfolgt, während die Drehtische 4a bis 4c, die zum Polieren des Wafers W verwendet werden sollen, umgeschaltet werden. Die Positionen der jeweiligen Polierköpfe 2a bis 2d und der Polierwellen 9a bis 9d, die in 5 abgebildet sind, sind Anfangspositionen, und anschließend wird der Wafer W poliert, aufgeladen und abgeladen, während die Drehtische, die zum Polieren verwendet werden sollen, umgeschaltet werden, indem eine Drehbewegung wiederholt wird.
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Um die vorliegende Erklärung zu vereinfachen, werden zwei Polierköpfe mit den Bezugszeichen 2a bis 2d angegeben, und zwei Polierwellen werden mit den Bezugszeichen 9a bis 9d angegeben. D. h. zwei Polierköpfe werden einem einzigen Drehtisch zugeteilt.
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Als Verfahren zum Halten des Wafers W mit den Polierköpfen 2a bis 2d ist es möglich, ein Vakuumkontaktverfahren oder ein Wasserfüllverfahren unter Verwendung einer Schablone zu verwenden.
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Wie in 2 abgebildet, befinden sich die Drehtische 4a bis 4c und der Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs in einem unteren Teil der Poliervorrichtung 1. Auf diese Art und Weise ist es durch das Bereitstellen der Drehtische 4a bis 4c und des Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs, die schwere Teile im unteren Teil der Vorrichtung sind, möglich, die Steifigkeit der Vorrichtung zu erhöhen.
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Der Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs kann beispielsweise unter Verwendung einer Kugelumlaufspindel konfiguriert sein. Der Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs kann die Drehtische 4a bis 4c nach oben und nach unten bewegen und die Drehtische 4a bis 4c in gewünschten beliebigen Höhenpositionen anhalten. Der Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, die Drehtische 4a bis 4c unabhängig nach oben und nach unten zu bewegen. Beispielsweise werden an der Poliervorrichtung 1, die in 1A und 1B abgebildet ist, drei unabhängige Mechanismen 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs bereitgestellt, die jeweils den Drehtischen 4a bis 4c entsprechen. Die Hubbreiten der Drehtische 4a bis 4c können beispielsweise auf 100 mm eingestellt werden.
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Es sei zu beachten, dass in 1A, 1B und 2 nur ein Drehtisch, ein Polierkopf und eine Polierwelle mit einer Endung a abgebildet sind, und Bestandteile mit anderen Endungen ausgelassen sind. In 3A, 3B, 4A, 4B und 7 sind die Polierköpfe 2a bis 2d mit dem Bezugszeichen 2 angegeben. Ferner sind ähnlich die Drehtische 4a bis 4c mit dem Bezugszeichen 4 angegeben, und die Polierwellen 9a bis 9d sind mit dem Bezugszeichen 9 angegeben.
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Wie in 1A abgebildet, können Positionen, in denen sich die Drehtische 4a bis 4c in die unterste Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung nach unten begeben, in Positionen der Drehtische 4a bis 4c eingestellt werden, wenn das Polierkissen 3 geglättet wird. Wenn sich die Drehtische somit nach unten bewegen, wie in 4A und 4B abgebildet, ist es möglich, das Polierkissen 3 an dem Glättungsmechanismus 6 zu glätten (oder abzubürsten).
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Insbesondere nachdem sich die Drehtische in die unterste Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung nach unten bewegt haben, bewegt sich der Glättungsmechanismus 6 von der Anfangsposition, wie in 3A abgebildet, bis über das Polierkissen 3, wie in 4A abgebildet, und führt das Glätten aus.
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Wie in 1B abgebildet, können die Positionen, in denen sich die Drehtische 4a bis 4c in die oberste Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung nach oben bewegen, als Positionen der Drehtische 4a bis 4c eingestellt werden, wenn der Wafer W poliert wird.
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Da es mit einer derartigen Poliervorrichtung nicht notwendig ist, den Polierkopf mit einer langen Hubbreite nach oben und nach unten zu bewegen, ist es möglich, die Länge der Polierwelle zu verkürzen. Anhand dieses Mittels kann die Steifigkeit der Polierwelle erhöht werden, so dass es möglich ist, einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle zu reduzieren, der verursacht wird, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird. Dadurch ist es möglich, den Wafer mit hoher Genauigkeit zu polieren.
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Wie in 4A und 4B abgebildet, wird der Glättungsmechanismus 6 bevorzugt in einer Position bereitgestellt, in welcher der Glättungsmechanismus 6 eine Bahn, auf welcher der Polierkopf 2 eine Drehbewegung ausführt, nicht stört. Mit einer derartigen Konfiguration ist es möglich, eine Drehbewegung des Polierkopfs und eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Drehtische parallel auszuführen, ohne dass der Polierkopf den Glättungsmechanismus stört. Es ist daher möglich, die Taktzeit zu reduzieren und die Produktivität zu verbessern.
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An der Poliervorrichtung 1 kann ein Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs (nicht abgebildet) zum Bewegen der Polierköpfe 2a bis 2d nach oben und nach unten bereitgestellt werden. Wie zuvor beschrieben, muss die Poliervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung die Polierköpfen 2a bis 2d nicht mit einer großen Hubbreite bewegen und muss nur eine minimale notwendige Hubbreite aufweisen, um diverse Arten von Polierköpfen zu unterstützen. Für diese Hubbreite sind 20 mm oder weniger ausreichend, und falls die Hubbreite 20 mm beträgt, kann der Polierkopf auch Polierköpfe mit verschiedenen Strukturen tragen, wie etwa ein Kontaktverfahren und ein Wasserfüllverfahren. Falls die Breite der Aufwärts- und Abwärtsbewegung gleich oder kleiner als 20 mm ist, ist es möglich, eine Verschlechterung der Steifigkeit der Polierwelle zuverlässig zu unterdrücken, so dass es möglich ist, einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle zuverlässiger zu reduzieren, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird.
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Wenn ferner ein Polierkissen 3 ohne Nut verwendet wird, gibt es einen Fall, bei dem der Wafer W an das Polierkissen 3 adsorbiert wird, und es zu einem Phänomen kommt, dass die Drehtische 4a bis 4c leicht angehoben werden, wenn die Polierköpfe 2a bis 2d von dem Polierkissen 3 getrennt werden. In diesem Fall ist es durch entsprechendes Bewegen einer Vielzahl von Polierköpfen 2a bis 2d, die einem einzigen Drehtisch zugeteilt sind, mit einer Zeitverzögerung nach oben möglich, die Adsorptionskraft des Wafers W und des Polierkissens 3 zu reduzieren, wenn sich die Polierköpfe 2a bis 2d nach oben bewegen. Da ferner der Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs ein müheloses Wechseln des Polierkopfs ermöglicht, wird der Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs auch bevorzugt an der Poliervorrichtung 1 bereitgestellt, die den Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs aufweist.
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Obwohl vorstehend einem einzigen Drehtisch zwei Polierköpfe zugeteilt sind, ist es ebenfalls möglich, eine Konfiguration zu verwenden, bei der einem einzigen Drehtisch ein einziger Polierkopf zugeteilt ist. Da nicht möglich ist, einen Arbeitsgang zum Bewegen der Polierköpfe mit einer Zeitverzögerung nach oben auszuführen, wie zuvor beschrieben, wird in diesem Fall, obwohl der Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs nicht bereitgestellt werden muss, weil der Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs ein müheloses Wechseln des Polierkopfs ermöglicht, der Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs bevorzugt bereitgestellt.
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Obwohl die Polierköpfe 2a bis 2d und die Drehtische 4a bis 4c typischerweise ein Verfahren verwenden, bei dem eine Drehung mit einer Kombination aus einem Motor und einem Reduzierstück 210 ausgeführt wird, wie beispielsweise in 14A und 14B abgebildet, können die Polierköpfe 2a bis 2d und die Drehtische 4a bis 4c unter Verwendung eines Direktantriebsmotors gedreht werden. Die in 1A und 1B abgebildete Poliervorrichtung 1 verwendet einen Direktantriebsmotor 10, wobei es in diesem Fall, weil keine Hilfsmittel, wie etwa ein Reduzierstück, benötigt werden, möglich ist, die Vorrichtung zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen von Drehtischen platzsparender zu gestalten als für den Fall, dass ein Motor und ein Reduzierstück verwendet werden.
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Die Poliervorrichtung 1 kann bevorzugt eine Drehbewegung der Polierköpfe 2a bis 2d und eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Drehtische 4a bis 4c und der Polierköpfe 2a bis 2d parallel ausführen.
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Weil die beiden Bewegungen parallel ausgeführt werden können, ist es somit möglich, die Taktzeit zu reduzieren, wenn die Drehtische umgeschaltet werden oder ein Glätten ausgeführt wird, so dass es möglich ist, die Produktivität zu verbessern.
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Ferner passt der Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs bevorzugt die Höhe der Drehtische 4a bis 4c gemäß dem Abrieb des Polierkissens 3 oder dem Abrieb der Glättungsvorrichtung (oder der Bürste) an, wenn das Glätten des Polierkissens 3 an dem Glättungsmechanismus 6 erfolgt. In dem Maße wie der Polierzyklus zunimmt, nimmt ein Abriebbetrag des Polierkissens und eines Glättens (oder Abbürstens) zu, wodurch sich eine relative Positionsbeziehung verlagert. Da bei der vorliegenden Erfindung die Drehtische 4a bis 4c mit dem Mechanismus 5 zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs in beliebigen Höhenpositionen angehalten werden können, ist es durch Anpassen der Höhe der Drehtische 4a bis 4c, wie zuvor beschrieben, möglich, einen gewissen Glättungseffekt zu erzielen, sogar ohne die Höhe des Glättungsmechanismus 6 anzupassen. Da ferner eine derartige Anpassung automatisiert werden kann, ist es möglich, die Prozesszeit zu reduzieren, so dass es möglich ist, die Produktivität zu verbessern.
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Als Nächstes wird ein Wafer-Polierverfahren beschrieben, das die Poliervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung verwendet, wie zuvor beschrieben.
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Dabei wird ein spezifischer Ablauf des Wafer-Polierverfahrens basierend auf dem Ablaufschema in 6 beschrieben, während hauptsächlich die Bewegung des Polierkopfs 2a, der an der ersten Polierwelle 9a angebracht ist, die in 5 abgebildet ist, beschrieben wird.
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Zuerst wird ein Wafer, der sich an dem Auflade-/Abladetisch 12 befindet, auf den Polierkopf 2a aufgeladen und an dem Polierkopf 2a gehalten (SP1).
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Der Polierkopf 2a, der den Wafer hält, dreht sich um 90 Grad (SP2) und begibt sich zum ersten Drehtisch 4a.
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Dann wird der erste Drehtisch 4a nach oben in eine Position bewegt, in welcher der Wafer das Polierkissen berührt, und ein Polieren wird an dem ersten Drehtisch 4a ausgeführt, indem ein Poliermittel an dem Polierkissen aus dem Poliermittelzuführmechanismus zugeführt wird, und eine Oberfläche des Wafers in Gleitkontakt mit dem Polierkissen gebracht wird, während der erste Drehtisch 4a und der Polierkopf 2a jeweils gedreht werden (SP3).
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Nachdem das Polieren an dem ersten Drehtisch 4a beendet ist, wird der erste Drehtisch 4a nach unten bewegt, und der Polierkopf 2a dreht sich um 90 Grad (SP4) und begibt sich zum zweiten Drehtisch 4b. Dann wird der zweite Drehtisch 4b nach oben in eine Position bewegt, in welcher der Wafer das Polierkissen berührt, und das Polieren wird wieder gestartet (SP5).
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Nachdem das Polieren an dem dritten Drehtisch 4c ausgeführt wurde, während dieser Arbeitsgant wiederholt wird (SP6 bis SP7), wird der dritte Drehtisch 4c nach unten bewegt, und der erste Polierkopf 2a wird umgekehrt um 270 Grad gedreht (SP8) und kehrt zum Auflade-/Abladetisch 12 zurück, und der Wafer wird von dem Polierkopf 2a abgeladen (SP9), wodurch ein Zyklus beendet ist.
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Obwohl der Wafer an dem Polierkopf 2a der ersten Polierwelle 9a aufgeladen/abgeladen wird, erfolgt das Polieren parallel an jedem der ersten bis dritten Drehtische 4a bis 4c an den Polierköpfen 2b bis 2d der zweiten bis vierten Polierwellen 9b bis 9d.
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Da gemäß einem derartigen Wafer-Polierverfahren die Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die einen Verlagerungsbetrag der Polierwelle reduzieren kann, wenn eine Momentbelastung während des Polierens ausgeübt wird, verwendet wird, ist es möglich, den Wafer zu polieren, um einen Wafer mit günstiger Ebenheit zu erzielen. Ferner ist es möglich, die Taktzeit zu reduzieren, so dass es möglich ist, die Produktivität zu verbessern.
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Nachdem ferner das Polieren des Wafers beendet ist, falls das Polierkissen geglättet wird, nachdem die Höhe des Drehtischs gemäß dem Abrieb des Polierkissens angepasst wird, ist es möglich, immer einen gewissen Glättungseffekt zu erzielen, wie es für die Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben wird, und es ist möglich, die Prozesszeit zu reduzieren.
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Es sei zu beachten, dass eine Zeiteinstellung, zu der ein Glätten erfolgt, nicht besonders eingeschränkt ist, und das Glätten beispielsweise jedes Mal erfolgen kann, wenn das Polieren des Wafers beendet ist. Da jedoch eine Erhöhung einer Frequenz des Glättens zu einer Verschlechterung der Produktivität führt, erfolgt das Glätten bevorzugt zu einem geeigneten Zeitpunkt gemäß dem zu verwendenden Polierkissen oder dem Poliermittel.
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BEISPIELE
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Obwohl die vorliegende Erfindung mit Beispielen der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispielen spezifischer beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele eingeschränkt.
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Beispiel 1
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Die Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung wurde vorbereitet und die Wellensteifigkeit wurde beurteilt. Die vorbereitete Poliervorrichtung unterstützt das Polieren eines Wafers mit einem Durchmesser von 300 mm. Der Polierkopf weist einen Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs auf, um den Polierkopf mit einer Hubbreite von 20 mm nach oben und nach unten zu bewegen, und der Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs weist eine Hubbreite einer Aufwärts- und Abwärtsbewegung von 100 mm auf.
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Zuerst wurde der Einfluss für den Fall, dass eine Momentbelastung auf den Polierkopf und die Polierwelle ausgeübt wird, während der Wafer poliert wird, durch eine Simulation analysiert. Es sei zu beachten, dass die Simulation unter Verwendung einer Simulation mit Solidworks erfolgte.
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Bezüglich des Einflusses der Momentbelastung, wie in 7 abgebildet, wurde ein Verlagerungsbetrag des Polierkopfs 2 in einer parallelen Richtung für den Fall, dass eine Belastung F auf den Polierkopf 2 ausgeübt wurde, erzielt.
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Als Bedingungen der Simulation wurde vorausgesetzt, dass eine Belastung in einer seitlichen Richtung von ungefähr 200 kgf beim Polieren auf den Polierkopf 2 ausgeübt wurde. Daraufhin betrug, wie in Tabelle 1 angegeben, der Verlagerungsbetrag des Polierkopfs 2 in der parallelen Richtung 8,18 μm.
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Ferner wurde als Wellensteifigkeit, wie in 8 abgebildet, ein Verlagerungsbetrag einer Stirnfläche des Flanschabschnitts der Polierwelle 9 in einer Richtung parallel zu der Belastung F für den Fall erzielt, dass eine Belastung F direkt auf die Polierwelle 9 in einer Richtung eines Pfeils (seitliche Richtung) ausgeübt wurde, wie in 8 abgebildet.
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Als Bedingungen der Simulation wurde vorausgesetzt, dass eine Belastung von ungefähr 15 kgf in der seitlichen Richtung direkt auf die Polierwelle 9 ausgeübt wurde.
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Daraufhin betrug der Verlagerungsbetrag der Polierwelle 9 0,15 μm, wie in der Tabelle 1 angegeben.
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Anschließend wurde, wie in 9 abgebildet, nicht als Simulation, eine Belastung von ungefähr 15 kgf in der seitlichen Richtung tatsächlich auf den Flanschabschnitt der Polierwelle 9 unter Verwendung einer Federwaage 11 ausgeübt, und ein Verlagerungsbetrag der Stirnfläche des Flanschabschnitts wurde gemessen. Dann wurde der Verlagerungsbetrag der Stirnfläche des Flanschabschnitts unter Verwendung eines Laser-Verlagerungsmessgeräts gemessen.
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Daraufhin betrug, wie in der Tabelle 1 angegeben, der tatsächlich gemessene Verlagerungsbetrag 0,33 μm, obwohl der Verlagerungsbetrag in der Simulation 0,15 μm betrug. Tabelle 1
| | Beispiel 1 |
| | Simulation | Tatsächliche Messung |
| Seitliche Belastung [kgf] | 200 | 15 | 15 |
| Verlagerungsbetrag [um] | 8,18 | 0,15 | 0,33 |
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Vergleichsbeispiel
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Die Simulation und Bewertung der Wellensteifigkeit unter Verwendung der Federwaage 11 wurden wie bei dem Beispiel 1 in einer herkömmlichen Poliervorrichtung ausgeführt, die keinen Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs der vorliegenden Erfindung aufweist, und deren Hubbreite des Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs 120 mm beträgt.
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Als Bedingungen der Simulation wurde wie bei dem Beispiel 1 vorausgesetzt, dass eine Belastung von ungefähr 200 kgf in der seitlichen Richtung während des Polierens auf den Polierkopf ausgeübt wurde. Daraufhin war der Verlagerungsbetrag des Polierkopfs in der parallelen Richtung 171,90 μm, wie in der Tabelle 2 angegeben.
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Ferner war der Verlagerungsbetrag der Polierwelle für den Fall, dass eine Belastung von ungefähr 15 kgf in der seitlichen Richtung auf die Polierwelle ausgeübt wurde, 3,8 μm, wie in der Tabelle 2 angegeben.
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Anschließend wurde ein tatsächlich gemessener Wert des Verlagerungsbetrags der Stirnfläche des Flanschabschnitts der Polierwelle gemessen, während eine Belastung unter Verwendung der Federwaage
11 auf die Polierwelle ausgeübt wurde, wie bei dem Beispiel 1. Dadurch betrug der tatsächlich gemessene Verlagerungsbetrag 8,1 μm, obwohl der Verlagerungsbetrag bei der Simulation 3,8 μm betrug, wie in der Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
| | Vergleichsbeispiel 1 |
| | Simulation | Tatsächliche Messung |
| Seitliche Belastung [kgf] | 200 | 15 | 15 |
| Verlagerungsbetrag [um] | 171,90 | 3,8 | 8,1 |
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Da es bei dem Beispiel 1 möglich war, die Hubbreite des Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs von 120 mm auf 20 mm zu reduzieren und die Steifigkeit der Polierwelle durch Bereitstellen des Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs zu verbessern, war es laut den Ergebnissen möglich, den Verlagerungsbetrag der Polierwelle auf Grund der Momentbelastung im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 erheblich zu reduzieren.
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Beispiel 2
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Bei der Poliervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die den Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs und den Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs aufweist, wurde die Zeit gemessen, die benötigt wird, damit sich der Polierkopf von der untersten Position in die oberste Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung begibt. Es sei zu beachten, dass die Hubbreite des Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs auf 20 mm eingestellt war, und die Geschwindigkeit der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Polierkopfs auf 35 mm/Sekunde eingestellt war.
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Dadurch betrug die Bewegungszeit durchschnittlich 1,1 Sekunden inklusive der Zeit, die für die Beschleunigung und Verzögerung benötigt wird.
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Vergleichsbeispiel 2
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Bei der herkömmlichen Poliervorrichtung, die keinen Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs der vorliegenden Erfindung aufweist, wurde die Zeit gemessen, die benötigt wurde, damit sich der Polierkopf von der untersten Position in die oberste Position der Aufwärts- und Abwärtsbewegung begibt. Es sei zu beachten, dass die Hubbreite des Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Polierkopfs auf 120 mm eingestellt war, und die Geschwindigkeit der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Polierkopfs auf 35 mm/Sekunde eingestellt war, wie bei dem Beispiel 2.
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Dadurch betrug die Bewegungszeit durchschnittlich 3,8 Sekunden, inklusive der Zeit, die zur Beschleunigung und Verzögerung benötigt wurde. Laut den obigen Ergebnissen war es bei dem Beispiel 2 möglich, die Bewegungszeit des Polierkopfs im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel 3 erheblich zu reduzieren.
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Beispiel 3
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Das Polierkissen wurde unter Verwendung der Poliervorrichtung, die den Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs und den Glättungsmechanismus der vorliegenden Erfindung aufweist, geglättet, und die Änderung der Dicke des Polierkissens durch das Glätten wurde bewertet. Als Polierkissen wurde ein Polierkissen aus hartem Urethan-Schaumstoff verwendet, dessen Dicke mühelos zu messen ist. Damit sich die Dicke des Polierkissens ferner mühelos ändern konnte, wurde eine Diamant-Glättungsvorrichtung verwendet, die einen hohen Abtragungseffekt einer Oberflächenschicht des Polierkissens aufwies, der Glättungszeitraum wurde verlängert, und das Glätten wurde wiederholt ausgeführt.
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Dann wurde, bevor jeder Glättungsvorgang gestartet wurde, die Höhe des Drehtischs gemäß dem Abrieb des Polierkissens angepasst. Insbesondere wurde ein Verlagerungsbetrag des Polierkissens auf Grund des Glättens aus der Dicke des Polierkissens vor und nach dem Glätten erzielt, und das Glätten wurde wiederholt ausgeführt, während die Höhe des Drehtischs um einen Betrag erhöht wurde, der dem Verlagerungsbetrag entsprach. Das Messergebnis zu diesem Zeitpunkt ist in 10 abgebildet. 10 bildet eine Änderung der Dicke durch Wiederholen des Glättens ab, wenn die Dicke des Polierkissens vor dem ersten Glätten auf 1,0 eingestellt ist. Die Dicke des Polierkissens wurde durch Messen eines ausgeschnittenen Abschnitts für die Dickenmessung gemessen, die an einem äußeren peripheren Abschnitt des Polierkissens unter Verwendung eines Laser-Verlagerungsmessgeräts bereitgestellt wurde.
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Wie in 10 abgebildet, wurde bestätigt, dass eine Änderungsrate der Dicke des Polierkissens im Wesentlichen konstant war, und ein gewisser Glättungseffekt unabhängig von der Dicke des Polierkissens bewahrt wurde.
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Vergleichsbeispiel 3
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Das Ändern der Dicke des Polierkissens durch das Glätten wurde unter Verwendung der herkömmlichen Poliervorrichtung bewertet, die keinen Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs der vorliegenden Erfindung aufweist und deren Höhenposition des Drehtischs festgelegt ist, wie bei dem Beispiel 3, außer dass die Höhe des Glättungsmechanismus nicht angepasst wurde. Es sei zu beachten, dass das gleiche Polierkissen und die gleiche Glättungsvorrichtung wie die bei dem Beispiel 3 verwendet wurden.
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Wie in 10 abgebildet, verschlechterte sich dadurch eine Änderungsrate der Dicke des Polierkissens, in dem Maße wie das Glätten wiederholt wurde. Dies bedeutet, dass sich der Glättungseffekt verschlechtert.
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Beispiel 4
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Das Polieren eines Silizium-Wafers von 300 mm und das Glätten des Polierkissens wurden tatsächlich unter Verwendung der Poliervorrichtung mit dem Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs und dem Glättungsmechanismus der vorliegenden Erfindung ausgeführt. Der Polierkopf war ausgebildet, um eine Drehbewegung gleichzeitig mit dem Aufnehmen des Wafers während eines Polierzyklus auszuführen.
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Dadurch ist es im Vergleich zu dem Vergleichsergebnis möglich, die Taktzeit durchschnittlich um 3 Sekunden zu reduzieren.
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Wenn ferner die Höhe des Drehtischs beim Glätten durch den Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs gemäß dem Abrieb der Bürste und des Polierkissens automatisch ausgeführt wird, ist es nicht mehr notwendig, die Poliervorrichtung anzuhalten, um die Höhe des Glättungsmechanismus anzupassen, was zu einer Verbesserung der Produktivität um 5% bei dem Beispiel 4 im Vergleich zu dem Vergleichsbeispiel 4 sowie zu einer Reduzierung der Taktzeit führt, wie zuvor beschrieben.
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Vergleichsbeispiel 4
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Das Polieren eines Silizium-Wafers von 300 mm und das Glätten des Polierkissens wurden tatsächlich unter Verwendung der herkömmlichen Poliervorrichtung ausgeführt, die keinen Mechanismus zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Drehtischs der vorliegenden Erfindung aufwies.
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Da die herkömmliche Poliervorrichtung die Drehbewegung nicht gleichzeitig mit dem Aufnehmen des Wafers ausführen kann, war die Taktzeit durchschnittlich um 3 Sekunden länger als die bei dem Beispiel 3.
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Da es ferner bei der herkömmlichen Poliervorrichtung notwendig ist, die Poliervorrichtung anzuhalten, um die Höhe des Glättungsmechanismus gemäß dem Abrieb der Bürste und des Polierkissens anzupassen, war die Produktivität um 5% geringer, und die Taktzeit war länger als die bei dem Beispiel 4.
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Es sei zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsform eingeschränkt ist. Die Ausführungsform ist ein Beispiel, und eine beliebige Ausführungsform, die im Wesentlichen die gleiche Konfiguration aufweist, wie das in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung dargelegte technische Konzept, und die ähnliche Betriebseffekte bereitstellt, ist im technischen Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
