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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Waferpolierverfahren und eine Waferpoliervorrichtung und insbesondere ein Waferpolierverfahren und eine Waferpoliervorrichtung für einen mehrstufigen Polierprozess.
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HINTERGRUND
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Siliziumwafer werden verbreitet als ein Substratmaterial für Halbeitervorrichtungen verwendet. Siliziumwafer werden hergestellt, indem sequenziell Prozesse, wie etwa Außenumfangsschliff, Schneiden, Läppen, Ätzen, Doppelseiten-Politur, Einseiten-Politur, Waschen usw., bei einem Silizium-Einzelkristall-Ingot angewendet werden. Unter den obigen Prozessen ist der Einseiten-Polierprozess ein Prozess, der benötigt wird, um eine Unebenheit oder Welligkeit der Waferoberfläche zu entfernen und somit die Ebenheit zu verbessern, und bei dem Hochglanzpolieren durch ein CMP(Chemical Mechanical Polishing - chemisch-mechanisches Polieren)-Verfahren durchgeführt wird.
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Typischerweise wird beim Einseiten-Polierprozess für einen Siliziumwafer eine einzige Waferpoliervorrichtung (CMP-Vorrichtung) verwendet. Die Waferpoliervorrichtung beinhaltet eine rotierende Auflageplatte, an der ein Poliertuch fixiert ist, und einen Polierkopf, der einen Wafer an die rotierende Auflageplatte hält, während er den Wafer herunterdrückt. Die Vorrichtung poliert eine Oberfläche des Wafers durch Drehen der rotierenden Auflageplatte und des Polierkopfes, während eine Aufschlämmung zugeführt wird.
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Es ist auch eine Waferpoliervorrichtung bekannt, die einen mehrstufigen Polierprozess durchführt. Das Patentdokument 1 beschreibt zum Beispiel eine Halbleiterwaferpoliervorrichtung, die mit mehreren rotierenden Auflageplatten, mehreren Polierköpfen und mehreren Lade-/Entladestationen ausgestattet ist und in der Lage ist, einen mehrstufigen CMP-Prozess mit einer unterschiedlichen Anzahl von Stufen durchzuführen. Des Weiteren beschreibt das Patentdokument 2 eine Waferpoliervorrichtung, bei der drei oder mehr rotierende Auflageplatten geradlinig angeordnet sind, Waferhalteköpfe bereitgestellt sind, die den jeweiligen rotierenden Auflageplatten entsprechen, und ein Transfer der Wafer zwischen den Waferhalteköpfen und einem Waferbeförderungsmechanismus an Positionen vorgenommen wird, die den jeweiligen rotierenden Auflageplatten entsprechen.
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Der Typ des Polierkopfes, der in der Waferpoliervorrichtung verwendet wird, beinhaltet hauptsächlich ein festes Druckbeaufschlagungssystem und ein unabhängiges Druckbeaufschlagungssystem. Ein Polierkopf des festen Druckbeaufschlagungssystems weist eine Konfiguration auf, bei der ein Rückhaltering zum Einschränken der horizontalen Bewegung des Wafers an einem Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus fixiert ist, und ein Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems weist eine Konfiguration auf, bei der der Rückhaltering vom Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus unabhängig ist. Ein Polierkopf eines Schablonentyps, der eine Zylinderdruckbeaufschlagung am Wafer über ein Rückseitenpad, das die obere Oberfläche des Wafers kontaktiert, anlegt, setzt das feste Druckbeaufschlagungssystem ein, und ein Polierkopf eines Membrantyps, der eine Luftdruckbeaufschlagung durch eine Membran, die die obere Oberfläche des Wafers kontaktiert, am Wafer anlegt, setzt das unabhängige Druckbeaufschlagungssystem ein.
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Im Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems setzt die Membran die gesamte Oberfläche des Wafers gleichförmig unter Druck, sodass es möglich ist, die Welligkeit der Waferoberfläche zu unterdrücken, um dadurch die Ebenheit ausreichend zu verbessern; andererseits wird in diesem System eine vertikale relative Position zwischen dem Wafer und dem Rückhaltering während der Politur variiert, sodass dort, wo eine Lücke zwischen dem Rückhaltering und dem Poliertuch vorhanden ist, der Wafer möglicherweise durch die Lücke herausgeschleudert wird. Daher wird der Rückhaltering im unabhängigen Druckbeaufschlagungssystem gegen die rotierende Auflageplatte gedrückt, das heißt, der Rückhaltering wird in Kontakt mit dem Poliertuch gebracht (daran festgesetzt), um eine Haltekraft zum Halten des Wafers in der horizontalen Richtung zu verbessern, um dadurch ein Herausschleudern des Wafers zu verhindern. Andererseits wird die vertikale relative Position zwischen dem Wafer und dem Rückhaltering im Polierkopf des festen Druckbeaufschlagungssystems nicht während der Politur variiert, sodass es möglich ist, die horizontale Bewegung des Wafers ohne ein Festsetzen des Rückhalterings einzuschränken, um dadurch ein Herausschleudern des Wafers zu verhindern.
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[ENTGEGENHALTUNGSLISTE]
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[Patentdokument]
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- [Patentdokument 1] Offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Nr. 2007-335876
- [Patentdokument 2] Offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Nr. 2000-117627
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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[Durch die Erfindung zu lösendes Problem]
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Es wird darauf abgezielt, dass herkömmliche Waferpoliervorrichtungen, die einen mehrstufigen Polierprozess durchführen, beim Herstellungsprozess einer Halbleitervorrichtung verwendet werden, sodass, obwohl Polierbedingungen, wie etwa der Typ der Aufschlämmung (Slurry) oder das Poliertuch oder die Polierzeit, zwischen Stufen des Polierprozesses unterschiedlich gestaltet werden können, das System des Polierkopfes nicht für jede Stufe geändert wird. Der Polierkopf desselben Systems wird zum Beispiel bei sowohl der vorderen als auch der hinteren Stufe eines zweistufigen Waferpolierprozesses verwendet.
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Wenn der Polierkopf des festen Druckbeaufschlagungssystems jedoch in jeder Stufe des mehrstufigen Polierprozesses eingesetzt wird, wird die Form des Polierkopfes oder die Form von Sauglöchern zum Halten des Wafers, die im Rückseitenpad ausgebildet sind, zum Wafer transferiert, was die Ebenheit des Wafers verschlechtert. Andererseits, wenn der Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems eingesetzt wird, wird die Form des Polierkopfes nicht zum Wafer transferiert, aber die Qualität von LPD (Lichtpunktdefekten), wie etwa Defekte oder Partikel auf der Waferoberfläche, wird unter dem Einfluss von Halterablagerungen verschlechtert, die durch eine Abnutzung des Rückhalterings, der am Poliertuch festgesetzt wird, erzeugt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist vorgenommen worden, um die obigen Probleme zu lösen, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Waferpolierverfahren und eine Waferpoliervorrichtung bereitzustellen, das bzw. die in der Lage ist, die Ebenheit und die LPD-Qualität des Wafers zu verbessern.
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[Mittel zur Lösung des Problems]
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Um die obigen Probleme zu lösen, beinhaltet ein Waferpolierverfahren gemäß der Erfindung einen ersten Polierschritt des Polierens eines Wafers unter Verwendung eines Polierkopfes eines unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems mit einem Rückhaltering, der in der Lage ist, eine Druckoperation unabhängig von einem Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus durchzuführen, und einen zweiten Polierschritt des Polierens des Wafers, der im ersten Polierschritt poliert worden ist, unter Verwendung eines Polierkopfes eines festen Druckbeaufschlagungssystems mit einem Rückhaltering, der am Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus fixiert ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Polierprozess, der den Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems verwendet, zuerst durchgeführt und dann wird eine Endpolitur unter Verwendung des Polierkopfes des festen Druckbeaufschlagungssystems durchgeführt, sodass es möglich ist, die LPD-Qualität zu verbessern, während eine hohe Waferebenheit gewährleistet wird.
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In der vorliegenden Erfindung ist ein Polierabtrag des Wafers im zweiten Polierschritt vorzugsweise kleiner als die im ersten Polierschritt. Somit ist es möglich, die LPD-Qualität ohne eine Verschlechterung der Ebenheit des Wafers zu gewährleisten.
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Das Waferpolierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ferner vorzugsweise einen Wafertransferschritt des Transferierens des Wafers, der im ersten Polierschritt poliert worden ist, vom Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems zum Polierkopf des festen Druckbeaufschlagungssystems. In diesem Fall transferiert der Wafertransferschritt vorzugsweise den Wafer über eine bewegbare Plattform, die in der Lage ist, sich zwischen einer ersten Transferposition, bei der der Wafer zum Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems transferiert werden kann, und einer zweiten Transferposition, bei der der Wafer zum Polierkopf des festen Druckbeaufschlagungssystems transferiert werden kann, zu bewegen. Das Verwenden der bewegbaren Plattform im Wafertransferschritt ermöglicht, dass der Wafer gleichmäßig zwischen mehreren Poliereinheiten transferiert wird, die die Polierköpfe unterschiedlicher Drucksysteme verwenden. Somit kann das Wechseln des Polierkopfes leicht durchgeführt werden, wodurch ein Wafer mit hoher Qualität effizient hergestellt werden kann.
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Es wird auch bevorzugt, dass der Wafertransferschritt den Wafer über eine gemeinsame Plattform transferiert, die fest zwischen dem Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems und dem Polierkopf des festen Druckbeaufschlagungssystems angeordnet ist. Das Verwenden der gemeinsamen Plattform im Wafertransferschritt ermöglicht, dass der Wafer mit einer einfacheren Konfiguration als die, wenn die bewegbare Plattform verwendet wird, transferiert wird.
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Des Weiteren beinhaltet eine Waferpoliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen ersten und einen zweiten Polierkopf, die einen Wafer an eine rotierende Auflageplatte, an der ein Poliertuch befestigt ist, drücken und halten, und einen Wafertransfermechanismus, der einen Wafer, der unter Verwendung des ersten Polierkopfes poliert worden ist, vom ersten Polierkopf zum zweiten Polierkopf transferiert, wobei der erste Polierkopf ein Polierkopf eines unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems ist, das einen ersten Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus und einen ersten Rückhaltering, der in der Lage ist, eine Druckoperation unabhängig vom ersten Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus durchzuführen, beinhaltet, und der zweite Polierkopf ein Polierkopf eines festen Druckbeaufschlagungssystems ist, das einen zweiten Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus und einen zweiten Rückhaltering, der am zweiten Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus fixiert ist, beinhaltet.
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Wenn die Politur unter Verwendung des Polierkopfes des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems durchgeführt wird, kann die Ebenheit des Wafers gewährleistet werden, aber es ist schwierig, die LPD-Qualität des Wafers zu gewährleisten. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Endpolitur unter Verwendung des Polierkopfes des festen Druckbeaufschlagungssystems nach der Politur unter Verwendung des Polierkopfes des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems durchgeführt, sodass es möglich ist, die LPD-Qualität zu verbessern, während eine hohe Ebenheit des Wafers gewährleistet wird.
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In der Waferpoliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass mehrere Poliereinheiten in mehreren Stufen angeordnet sind und dass der zweite Polierkopf eine Poliereinheit der Endstufe bildet. Wenn der Polierkopf des festen Druckbeaufschlagungssystems somit in der Poliereinheit der Endstufe bereitgestellt ist, ist es möglich, einen Wafer mit sowohl hoher Ebenheit als auch hoher LPD-Qualität in der Mehrstufenkonfiguration herzustellen.
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In der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass der Wafertransfermechanismus eine bewegbare Plattform aufweist, die in der Lage ist, sich zwischen einer ersten Transferposition, bei der der Wafer zum ersten Polierkopf transferiert werden kann, und einer zweiten Transferposition, bei der der Wafer zum zweiten Polierkopf transferiert werden kann, zu bewegen, und dass die bewegbare Plattform den dahin transferierten Wafer vom ersten Polierkopf an der ersten Transferposition zur zweiten Transferposition transferiert, damit der Wafer zum zweiten Polierkopf transferiert wird. Das Verwenden der bewegbaren Plattform als Wafertransfermechanismus ermöglicht, dass der Wafer gleichmäßig zwischen mehreren Poliereinheiten transferiert wird, die die Polierköpfe unterschiedlicher Drucksysteme verwenden. Somit kann das Wechseln des Polierkopfes leicht durchgeführt werden, wodurch ein Wafer mit hoher Qualität effizient hergestellt werden kann.
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In der vorliegenden Erfindung wird auch bevorzugt, dass der Wafertransfermechanismus eine gemeinsame Plattform beinhaltet, die fest zwischen dem ersten und dem zweiten Polierkopf angeordnet ist, und dass der Wafer, der durch den ersten Polierkopf poliert worden ist, vom ersten Polierkopf zum zweiten Polierkopf über die gemeinsame Plattform transferiert wird. Das Verwenden der gemeinsamen Plattform als Wafertransfermechanismus ermöglicht, dass der Wafertransfermechanismus mit einer einfacheren Konfiguration als die, wenn die bewegbare Plattform verwendet wird, umgesetzt wird.
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[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Waferpolierverfahren und eine Waferpoliervorrichtung bereitzustellen, das bzw. die in der Lage ist, sowohl die Ebenheit als auch die LPD-Qualität des Wafers zu verbessern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Draufsicht, die eine Konfiguration einer Waferpoliervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
- 2A und 2B sind schematische Querschnittsansichten, die die Konfigurationen der Polierköpfe veranschaulichen, insbesondere veranschaulicht 2A einen Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems und 2B veranschaulicht einen Polierkopf des festen Druckbeaufschlagungssystems;
- 3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Waferpolierprozesses unter Verwendung der Waferpoliervorrichtung 1;
- 4 ist eine schematische Draufsicht, die eine Konfiguration einer Waferpoliervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Folgenden ausführlich beschrieben.
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1 ist eine schematische Draufsicht, die eine Konfiguration einer Waferpoliervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 1 veranschaulicht, beinhaltet eine Waferpoliervorrichtung 1 eine erste und eine zweite Poliereinheit 10A und 10B, die in Reihe gemäß der Prozessreihenfolge angeordnet sind, und einen Wafertransfermechanismus 20, der einen Wafer, der in der ersten Poliereinheit 10A poliert worden ist, zur zweiten Poliereinheit 10B transferiert. Der Wafertransfermechanismus 20 weist eine bewegbare Plattform 21 auf und der Wafer wird über die bewegbare Plattform 21 zwischen der ersten und der zweiten Poliereinheit 10A und 10B transferiert. 1 veranschaulicht einen Zustand, bei dem ein Wafer W auf der bewegbaren Plattform 21 platziert ist.
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Die erste und die zweite Poliereinheit 10A und 10B sind jeweils eine Einzelwafer-CMP-Vorrichtung und weisen rotierende Auflageplatten 11A bzw. 11B auf, an denen jeweils ein Poliertuch und Polierköpfe 12A bzw. 12B angebracht sind, die den Wafer an die rotierenden Auflageplatten 11A und 11B halten. Der Polierkopf 12A (erste Polierkopf), der ein Polierkopf eines unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems (Membrantyp) ist, ist in der ersten Poliereinheit 10A montiert und ist dazu ausgelegt, durch einen Arm 13A bewegt werden zu können. Der Polierkopf 12B (zweiter Polierkopf), der ein Polierkopf eines festen Druckbeaufschlagungssystems (Schablonentyp) ist, ist in der zweiten Poliereinheit 10B montiert und ist dazu ausgelegt, durch einen Arm 13B bewegt werden zu können.
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Die 2A und 2B sind schematische Querschnittsansichten, die die Konfigurationen der Polierköpfe 12A bzw. 12B veranschaulichen. Die 2A veranschaulicht den Polierkopf 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems und die 2B veranschaulicht den Polierkopf 12B des festen Druckbeaufschlagungssystems.
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Wie in 2A veranschaulicht, beinhaltet der Polierkopf 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems eine starre Basis 31 (Kopfkörper) aus Metall oder Keramik, die mit dem unteren Ende einer Drehwelle 30 verbunden ist, eine Membran 32 mit einer Einzelkammerstruktur, die unter der Basis 31 bereitgestellt ist, damit sie die obere Oberfläche des Wafers W kontaktiert, eine Trägerplatte 33, die die Membran 32 trägt, und einen Rückhaltering 34, der an der Außenumfangsseite der Membran 32 bereitgestellt ist, damit er die äußere Peripherie des Wafers W umgibt. Die Membran 32 wird mit der oberen Oberfläche des Wafers W in einem Zustand, bei dem sie durch Luftdruck aufgeblasen wird, in Kontakt gebracht, um dadurch den Wafer W gegen ein Poliertuch 51 an der rotierenden Auflageplatte 50 zu drücken.
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Der Rückhaltering 34 ist ein Glied aus Harz oder Keramik und besitzt eine Funktion des Einschränkens des bewegbaren Bereichs des Wafers W in die horizontale Richtung, indem es gegen die Außenumfangsendfläche des Wafers W anstößt. Der Rückhaltering 34 ist in der Lage, eine Druckoperation unabhängig von der Membran 32, die einen Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus bildet, durchzuführen, und wird gegen die rotierende Auflageplatte 50 durch einen Luftdruck, der sich von dem für die Membran 32 unterscheidet, gedrückt, um in Kontakt mit dem Poliertuch 51 gebracht zu werden. Das heißt, der Rückhaltering 34 wird durch einen Luftdruck von einer Luftversorgungsquelle, die sich von der für die Membran 32 unterscheidet, druckgesteuert. Dies kann die Kraft zum Einschränken des bewegbaren Bereichs des Wafers W durch den Rückhaltering 34 verbessern, wodurch ermöglicht wird, dass der Wafer W daran gehindert wird, während der Politur aus dem Polierkopf 12A herauszuschleudern.
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Wie in 2B veranschaulicht, beinhaltet der Polierkopf 12B des festen Druckbeaufschlagungssystems eine starre Basis 41 (Kopfkörper) aus Metall oder Keramik, die mit dem unteren Ende einer Drehwelle 40 verbunden ist, ein Rückseitenpad (Vakuumansaugplatte) 42, das unter der Basis 41 bereitgestellt ist, und einen Rückhaltering 43, der an der unteren Oberflächenseite der Basis 41 und der Außenumfangsseite des Rückseitenpads 42 bereitgestellt ist, damit er die Außenumfangsendfläche des Wafers W kontaktiert und eine Struktur aufweist, bei der ein Vakuumkanal 44 mit Sauglöchern des Rückseitenpads 42 kommuniziert. In diesem festen Druckbeaufschlagungssystem wird der gesamte Polierkopf 12B durch einen Zylinderdruck heruntergedrückt, um die Basis 41 über das Rückseitenpad 42 gegen die obere Oberfläche des Wafers W zu drücken, wodurch der Wafer W gegen das Poliertuch 51 an der rotierenden Auflageplatte 50 gedrückt wird.
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Der Rückhaltering 43 ist ein festes Glied, das am Außenumfangsabschnitt der unteren Oberfläche der Basis 41 fixiert ist und zusammen mit der Drehwelle 40, der Basis 41 und dem Rückseitenpad 42, die durch einen Druckzylinder zum Anheben oder Senken angetrieben werden, angehoben oder gesenkt wird. Das heißt, der Rückhaltering 43 ist an der Basis 41 fixiert, die einen Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus bildet, und kann nicht unabhängig vom Waferdruckbeaufschlagungsmechanismus nach oben und nach unten bewegt werden.
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Im Polierkopf 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems setzt die Membran 32 die gesamte Oberfläche des Wafers W gleichförmig unter Druck, sodass der Wafer W gleichmäßig poliert werden kann, um dadurch die Ebenheit des Wafers W zu verbessern; der Rückhaltering 34 kontaktiert jedoch immer das Poliertuch, sodass die LPD-Qualität des Wafers W unter dem Einfluss von Halterablagerungen, die durch eine Abnutzung des Rückhalterings 34 erzeugt werden, verschlechtert wird. Andererseits kontaktiert der Rückhaltering 43 im Polierkopf 12B des festen Druckbeaufschlagungssystems nicht das Poliertuch 51, sodass Harzabfälle oder dergleichen nicht vom Rückhaltering 43 erzeugt werden, wodurch ermöglicht wird, dass die LPD-Qualität des Wafers W ausreichend verbessert wird; die Form des Polierkopfes 12A oder die Form von Sauglöchern zum Halten des Wafers, die im Rückseitenpad ausgebildet sind, wird jedoch zum Wafer W transferiert, was es schwierig gestaltet, die Ebenheit des Wafers W ausreichend zu verbessern.
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Durch das Anwenden des Polierkopfes des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems bei der vorderen Stufe des zweistufigen Waferpolierprozesses, wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist es jedoch möglich, den Wafer W abzutragen, während ein ausreichender Grad an Ebenheit gewährleistet wird. Durch das Anwenden des Polierkopfes des festen Druckbeaufschlagungssystems bei der hinteren Stufe des zweistufigen Waferpolierprozesses ist es ferner möglich, die LPD-Qualität zu verbessern, während eine Verringerung der Ebenheit des Wafers W verhindert wird. Das heißt, durch das Durchführen der Endpolitur unter Verwendung des Polierkopfes 12B des festen Druckbeaufschlagungssystems ist es möglich, die LPD-Qualität des Wafers W, die durch die Politur unter Verwendung des Polierkopfes 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems verringert wird, wiederherzustellen oder zu verbessern.
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3 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Waferpolierprozesses unter Verwendung der Waferpoliervorrichtung 1.
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Wie in 3 veranschaulicht, wird im Waferpolierprozess ein erster Polierschritt zuerst unter Verwendung der ersten Poliereinheit 10A durchgeführt (Schritt S1) . Der zu polierende Wafer W ist z. B. ein Volumensiliziumwafer, der aus einem Silizium-Einzelkristall-Ingot geschnitten wird, insbesondere, dessen Ebenheit durch eine doppelseitige Politur verbessert worden ist.
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Wie in 1 veranschaulicht, wird der Wafer W, der von einem Lader (nicht veranschaulicht) zur bewegbaren Plattform 21 transferiert wird, durch die bewegbare Plattform 21 zur Vorderseite (ersten Transferposition P1) der ersten rotierenden Auflageplatte 11A getragen. Der Wafer W auf der bewegbaren Plattform 21 wird durch den Polierkopf 12A aufgegriffen (eingespannt) und dann auf die erste rotierende Auflageplatte 11A gesetzt. Dann wird der Wafer poliert, während er durch den Polierkopf 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems gehalten wird. Der Polierabtrag (Bearbeitungszugabe) des Wafers zu dieser Zeit beträgt z. B. 200 nm bis 1000 nm.
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Im ersten Polierschritt wird nicht nur gefordert, dass ein Schaden auf der Waferoberfläche entfernt und die Rauigkeit der Waferoberfläche verringert wird, sondern auch, dass die Waferform (Ebenheit) beibehalten wird, die durch die doppelseitige Politur erhalten wird. Da der Polierkopf 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems eine höhere Formbeibehaltungsleistung bereitstellt als die des Polierkopfes 12B des festen Druckbeaufschlagungssystems, wird der Polierkopf 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems im ersten Polierschritt verwendet.
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Nach der Beendigung des ersten Polierschritts durch die erste Poliereinheit 10A transferiert der Wafertransfermechanismus 20 den Wafer W von der ersten Poliereinheit 10A zur zweiten Poliereinheit 10B (Schritt S2). Der Wafer W an der ersten rotierenden Auflageplatte 11A wird durch den Polierkopf 12A aufgegriffen und wird auf der bewegbaren Plattform 21 freigegeben (entspannt). Danach wird der Wafer W durch die bewegbare Plattform 21 zur Vorderseite (zweiten Transferposition P2) der zweiten rotierenden Auflageplatte 11B befördert.
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Dann wird ein zweiter Polierschritt durch die zweite Poliereinheit 10B durchgeführt (Schritt S3). Nachdem der Wafer W durch den Polierkopf 12B auf der bewegbaren Plattform 21 aufgegriffen wurde, wird er auf die zweite rotierende Auflageplatte 11B gesetzt. Dann wird der Wafer endpoliert, während er durch den Polierkopf 12B des festen Druckbeaufschlagungssystems gehalten wird. Der Polierabtrag (Bearbeitungszugabe) des Wafers zu dieser Zeit ist kleiner als die im ersten Polierschritt und beträgt z. B. 5 nm bis 50 nm.
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Im zweiten Polierschritt wird eine Entfernung von Mikroschaden, der im ersten Polierschritt eingeführt wird, gefordert. Eine Erzeugungsquelle des Mikroschadens sind Halterablagerungen, die durch eine Abnutzung des Rückhalterings 34, der am Poliertuch 51 festgesetzt wird, erzeugt werden. Durch das Wechseln des Polierkopfes des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems zu dem des festen Druckbeaufschlagungssystems für die Endpolitur ist es möglich, den Mikroschaden zu entfernen, während eine zusätzliche Erzeugung davon unterdrückt wird, wodurch das Haze-Niveau und LPD verringert werden.
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Nach der Beendigung des zweiten Polierschritts durch die zweite Poliereinheit 10B wird der Wafer W an der zweiten rotierenden Auflageplatte 11B durch den Polierkopf 12B aufgegriffen und wird auf der bewegbaren Plattform 21 freigegeben. Dann wird der Wafer W durch die bewegbare Plattform 21 zu einer vorbestimmten Position befördert und zu einem Entlader transferiert und somit wird eine Reihe von Waferpolierprozessen beendet.
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Wie oben beschrieben, wird der Polierkopf 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems (Membrantyp) im Waferpolierverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform im ersten Polierschritt eingesetzt, um die Ebenheit des Wafers zu erzielen, und der Polierkopf 12B des festen Druckbeaufschlagungssystems (Schablonentyp) wird im zweiten Polierschritt eingesetzt, um die LPD-Qualität der Waferoberfläche zu gewährleisten, sodass es möglich ist, sowohl die Ebenheit als auch die LPD-Qualität des Wafers zu erhöhen. Des Weiteren wird die bewegbare Plattform 21 als der Wafertransfermechanismus 20 zum Wechseln des Polierkopfes verwendet, sodass ein Wafertransfer zwischen mehreren Poliereinheiten, die Polierköpfe mit unterschiedlichen Poliersystemen (Drucksystemen) verwenden, gleichmäßig durchgeführt werden kann, wodurch es möglich ist, einen Wafer mit hoher Qualität effizient herzustellen.
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4 ist eine schematische Draufsicht, die eine Konfiguration einer Waferpoliervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 4 veranschaulicht, dienen der erste und der zweite Polierkopf 12A und 12B in einer Waferpoliervorrichtung 2 der vorliegenden Ausführungsform als der Wafertransfermechanismus und eine gemeinsame Plattform 22 wird verwendet. Die gemeinsame Plattform 22 als ein Wafertransferort wird zwischen der ersten und der zweiten Poliereinheit 10A und 10B bereitgestellt. Die gemeinsame Plattform 22 bildet ein Teil des Wafertransfermechanismus und ist fest zwischen dem ersten und dem zweiten Polierkopf 12A und 12B angeordnet.
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Der Wafer W, der durch den Polierkopf 12A von einem Lader 23 aufgegriffen wird, der vor der ersten Poliereinheit 10A angeordnet ist, wird auf die erste rotierende Auflageplatte 11A gesetzt. Dann wird der erste Polierschritt (Schritt S1 in 3) in einem Zustand durchgeführt, bei dem der Wafer W durch den Polierkopf 12A des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems gehalten wird.
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Nach der Beendigung des ersten Polierschritts durch die erste Poliereinheit 10A wird der Wafer W von der ersten Poliereinheit 10A zur zweiten Poliereinheit 10B transferiert (Schritt S2). Der Wafer W auf der ersten rotierenden Auflageplatte 11A wird durch den Polierkopf 12A auf die gemeinsame Plattform 22 transferiert und dann spannt der Polierkopf 12B der zweiten Poliereinheit 10B den Wafer W auf der gemeinsamen Plattform 22 ein und transferiert den Wafer W auf die zweite rotierende Auflageplatte 11B der zweiten Poliereinheit 10B. Der durch den Polierkopf 12B aufgegriffene Wafer wird an eine Polierstartposition auf der zweiten rotierenden Auflageplatte 11B gesetzt. Dann wird der zweite Polierschritt (Schritt S3 in 3) in einem Zustand durchgeführt, bei dem der Wafer durch den Polierkopf 12B des festen Druckbeaufschlagungssystems gehalten wird.
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Im zweiten Polierschritt S3 ist der Polierabtrag des Wafers kleiner als die im ersten Polierschritt und beträgt 5 nm bis 50 nm. Je größer der Polierabtrag wird, desto größer ist der Effekt des Polierkopfes des festen Druckbeaufschlagungssystems, mit dem Ergebnis, dass die Ebenheit des Wafers verschlechtert wird, sodass es besser ist, dass der Polierabtrag so klein wie möglich ist, solange die LPD-Qualität gewährleistet werden kann.
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Die Polierbedingungen im zweiten Polierschritt können die gleichen wie die oder unterschiedlich zu denen im ersten Polierschritt sein. Der Typ der Aufschlämmung (Slurry), die im zweiten Polierschritt verwendet wird, ist zum Beispiel nicht wesentlich beschränkt und kann der gleiche wie der sein, der im ersten Polierschritt verwendet wird, oder kann sich von diesem unterscheiden.
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Nach der Beendigung des zweiten Waferpolierschritts durch die zweite Poliereinheit 10B wird der Wafer auf der zweiten rotierenden Auflageplatte 11B durch den Polierkopf aufgegriffen und auf einen Entlader 24 transferiert, wobei eine Reihe von Waferpolierprozessen beendet wird.
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Wie oben beschrieben, verwendet die Waferpoliervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gemeinsame Plattform 22 als den Wafertransfermechanismus 20 zum Wechseln des Polierkopfes, sodass, zusätzlich zum Effekt der Erfindung, der in der ersten Ausführungsform erhalten wird, der Wafertransfermechanismus 20 mit einer sehr einfachen Konfiguration umgesetzt werden kann.
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Während die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben erläutert worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind alle derartigen Modifikationen in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
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In den obigen Ausführungsformen weist die Waferpoliervorrichtung zum Beispiel eine Konfiguration auf, bei der die beiden Poliereinheiten in Reihe angeordnet sind; die Anzahl der Poliereinheiten kann jedoch in der vorliegenden Erfindung drei oder mehr betragen. In diesem Fall muss der Polierkopf der Poliereinheit der Endstufe jedoch das feste Druckbeaufschlagungssystem sein und mindestens eine der Poliereinheiten außer der der Endstufe ist der Polierkopf des unabhängigen Druckbeaufschlagungssystems. Wenn somit zwei oder mehr Poliereinheiten in Reihe angeordnet sind, bildet die zweite Poliereinheit eine Poliereinheit der Endstufe, sodass Polierbedingungen, wie etwa der Typ der Aufschlämmung, für jede Poliereinheit unterschiedlich sein können oder unter allen Poliereinheiten die gleichen sein können.
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Des Weiteren ist der zu polierende Wafer in der vorliegenden Erfindung nicht auf einen Volumenwafer beschränkt, der aus einem Einzelkristall-Silizium-Ingot geschnitten wird, sondern es können Wafer aus verschiedenen Materialien verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2
- Waferpoliervorrichtung
- 10A, 10B
- Poliereinheit
- 11A, 11B
- rotierende Auflageplatte
- 12A, 12B
- Polierkopf
- 13A, 13B
- Arm
- 20
- Wafertransfermechanismus
- 21
- bewegbare Plattform
- 22
- gemeinsame Plattform
- 23
- Lader
- 24
- Entlader
- 30
- Drehwelle
- 31
- Basis (Polierkopfkörper)
- 32
- Membran
- 33
- Trägerplatte
- 34
- Rückhaltering
- 40
- Drehwelle
- 41
- Basis
- 42
- Rückseitenpad
- 43
- Rückhaltering
- 44
- Vakuumkanal
- 50
- rotierende Auflageplatte
- 51
- Poliertuch
- W
- Wafer
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007335876 [0006]
- JP 2000117627 [0006]
