DE112021005388T5 - Trägermessvorrichtung, trägermessverfahren undträgerverwaltungsverfahren - Google Patents

Trägermessvorrichtung, trägermessverfahren undträgerverwaltungsverfahren Download PDF

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Abstract

Eine Trägermessvorrichtung (1) beinhaltet einen Drehtisch (23), einen Tischantriebsmotor (24), einen oberen Dickensensor (41), einen unteren Dickensensor (42) und eine Schiebereinheit (13). Der Drehtisch (23) beinhaltet eine Trägeraufnahme (23A) die konfiguriert ist, um einen Träger (21) horizontal unterzubringen, der mit einem Lochs (21A) gebildet ist, in der eine Halbleiterwafer gehalten wird, wobei das Loch exzentrisch in Bezug auf den Träger (21) ist. Der Tischantriebsmotor (24) dreht den Drehtisch (23) um seine Mittelachse als eine Drehachse. Der obere Dickensensor (41) und der untere Dickensensor (42) werden über bzw. unter dem Träger (21) positioniert und messen die Dicke des Trägers (21) in einer berührungslosen Weise. Die Schiebereinheit (13) verschiebt den Drehtisch (23) in einer horizontalen Richtung. Die Trägeraufnahme (23A) ist gebildet, um in der Lage zu sein, den Träger (21) in einer Weise unterzubringen, dass ein Mittelpunkt des Lochs (21A) mit einem Mittelpunkt des Drehtischs (23) übereinstimmt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trägermessvorrichtung und ein Trägermessverfahren zum Messen einer Dicke und einer Form von Trägern, die jeweils ein Loch zum Halten eines scheibenförmigen Halbleiterwafers aufweisen, und auf ein Trägerverwaltungsverfahren auf einer Grundlage von Messergebnissen, die durch ein Messen einer Dicke und einer Form der Träger erhalten werden.
  • STAND DER TECHNIK
  • In einem Herstellungsprozess von Halbleiterwafern, die als Substrate von Halbleitervorrichtungen verwendet werden, werden zum Erlangen einer hohen Ebenheit und einer niedrigen Oberflächenrauheit des Halbleiterwafers beide Seiten des Halbleiterwafers gleichzeitig poliert (d. h., es wird ein doppelseitiges Polieren von jedem Halbleiterwafer durchgeführt). Insbesondere wird eine Vielzahl von scheibenförmigen Trägern, die jeweils die Halbleiterwafer in kreisförmigen Löchern halten, in einer doppelseitigen Poliervorrichtung angebracht und beide Seiten von jedem Halbleiterwafer werden gleichzeitig poliert, während der Halbleiterwafer zwischen einem Paar von Platten eingeklemmt ist, an denen jeweils ein Polierpad befestigt ist.
  • Ein Bereich des Halbleiterwafers, indem die Halbleitervorrichtungen gebildet werden, wurde in der letzten Zeit jedes Jahr von einem zentralen Abschnitt in Richtung auf einen äußeren Umfangsabschnitt des Halbleiterwafers größer. Somit wurde eine höhere Ebenheit nicht nur in dem zentralen Abschnitt, sondern auch in dem äußeren Umfangsabschnitt des Halbleiterwafers gefordert. Damit der äußere Umfangsabschnitt des Wafers eine hohe Ebenheit aufweist, ist es beim Polieren des äußeren Umfangsabschnitts des Halbleiterwafers (der hier nachfolgend als ein „äußerer Umfangsabschnitt des Wafers“ abgekürzt wird), wichtig, dass der Träger, der das Loch zum Halten des Halbleiterwafers aufweist, einen äußerst flachen Abschnitt aufweisen sollte, der das Loch umgibt (der hier nachfolgend als ein das „Loch umgebender Abschnitt“ abgekürzt wird).
  • Der Grund ist, dass eine geringe Ebenheit, zum Beispiel ein dünnerer Teil (auf den gelegentlich auch als „Abfall“ (roll-off) Bezug genommen wird) des das Loch umgebenden Abschnitts des Trägers verursacht, dass das Polierpad für ein doppelseitiges Polieren zum Verdünnen eines äußeren Umfangsabschnitts des Wafers dabei auch in den dünneren Teil eintritt und ihn übermäßig poliert und verdünnt, da der äußere Umfangsabschnitt des Wafers in einem Kontakt mit dem das Loch umgebenden Abschnitt steht (auf dieses Phänomen wird auch als „Abfall“ (roll-off) Bezug genommen).
  • Da die Vielzahl von Trägern, welche die jeweiligen Halbleiterwafer halten, zum Polieren in der doppelseitigen Poliervorrichtung angebracht werden, ist es erforderlich, dass nicht nur die einzelnen Träger eine hohe Ebenheit aufweisen sollten, sondern auch alle Träger die zusammen in der doppelseitigen Poliervorrichtung angebracht werden beim Durchführen einer Charge eines doppelseitigen Polierens eine konstante Dicke und Form aufweisen sollten.
  • In einem Fall, in dem die Dicke und die Form der Träger zwischen den Trägern variieren, die in einer Charge eines doppelseitigen Polierens verwendet werden, wird das Polierpad kräftig gegen den Träger gedrückt, der einen Abfall in dem das Loch umgebenden Abschnitt aufweist, was zu einer Variation der Form zwischen den Halbleiterwafern in der Charge führt, sodass eine Variation bei der Qualität zwischen den Halbleiterwafern verursacht wird, die in der Charge poliert werden.
  • Daher ist es als eine Vorbereitung für das doppelseitige Polieren des Halbleiterwafers wichtig, die Dicke und die Form von jedem Träger (insbesondere des das Loch umgebenden Abschnitts) genau zu messen und aus den Trägern, welche die geringste Varianz bei Dicke und Form aufweisen, die Träger auszuwählen, die in einer Charge verwendet werden.
  • Wie zum Beispiel in dem Patentdokument 1 beschrieben wird, beinhaltet eine herkömmliche Messvorrichtung, die zum Messen der Dicke des Trägers konfiguriert ist, einen Tisch, auf den der Träger platziert werden kann, einen Referenzstab, einen Kontaktsensor und eine Steuereinheit.
  • Solange der Träger noch nicht auf dem Tisch platziert wurde, bringt die Steuereinheit den Referenzstab und den Kontaktsensor in einen Kontakt mit dem Tisch und ermittelt einen Referenzwert an einem Punkt, an dem der Kontaktsensor in einem Kontakt mit dem Tisch steht. Sobald der Träger auf dem Tisch platziert wird, bringt die Steuereinheit den Referenzstab den Kontaktsensor jeweils in einen Kontakt mit einer Oberseite des Trägers und dem Tisch und ermittelt einen Messwert an einem Punkt, an dem der Kontaktsensor in einem Kontakt mit dem Tisch steht. Die Steuereinheit berechnet die Dicke des Trägers, indem eine Differenz zwischen dem Referenzwert und dem Messwert verwendet wird.
  • Wie zum Beispiel in dem Patentdokument 2 beschrieben wird, beinhaltet eine andere herkömmliche Messvorrichtung zum Messen der Dicke des Trägers einen ersten Tisch, einen zweiten Tisch, einen oberen Sensor, einen unteren Sensor und eine Sensorantriebseinheit.
  • Der erste Tisch, der scheibenförmig ist, wird in einer drehbaren Weise angeordnet und trägt einen zentralen Abschnitt des Trägers. Der zweite Tisch, der als eine Ringplatte geformt ist, wird außerhalb des ersten Tischs in einer drehbaren Weise angeordnet und trägt einen äußeren Umfangsabschnitt des Trägers.
  • Der obere Sensor und der untere Sensor, die an einem Ende eines oberen Armabschnitts bzw. einem Ende eines unteren Armabschnitts eines C-förmigen Stützelements befestigt sind, berechnen die Dicke des Trägers. Die Sensorantriebseinheit bewegt den oberen Sensor und den unteren Sensor, indem das Stützelement so gedreht wird, dass der obere Sensor und der untere Sensor oberhalb bzw. unterhalb des Trägers positioniert sind.
  • Der zweite Tisch wird gedreht, wobei der äußere Umfangsabschnitt des Trägers von dem zweiten Tisch getragen wird, und der obere Sensor und der untere Sensor messen eine Dicke eines inneren Umfangsabschnitts des Trägers. Darüber hinaus wird der erste Tisch gedreht, wobei der innere Umfangsabschnitt des Trägers von dem ersten Tisch getragen wird, und der obere Sensor und der untere Sensor messen eine Dicke eines äußeren Umfangsabschnitts des Trägers.
  • Das Patentdokument 3 beschreibt ferner, dass eine Ebenheitsverteilung des Abschnitts, der das Loch umgibt, die in dem Träger gebildet wurde, gemessen wird, indem ein Laserabstandssensor verwendet wird.
  • LITERATURLISTE
  • PATENTDOKUMENT(E)
    • Patentdokument 1: JP-Patent Nr. 5732858 (Anspruch 1)
    • Patentdokument 2: JP-Patent Nr. 6578442 (die Abschnitte 0033 bis 0039, 0045 bis 0049 und 0063 bis 0072 und die 7, 8 und 9a bis 9i)
    • Patentdokument 3: JP-Patent Nr. 6056793 (Abschnitt 0052)
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN
  • In dem herkömmlichen Stand der Technik, der in dem Patentdokument 1 beschrieben wird, werden die Messpositionen eine nach der anderen ausgewählt und die Dicke des Trägers wird an jeder Position gemessen. Somit sind ein großer Zeitraum und ein großer Aufwand erforderlich, um die Dicke des Trägers vollständig entlang des das Loch umgebenden Abschnitts zu messen, und der Träger, der einen Abfall in dem das Loch umgebenden Abschnitt aufweist, kann nicht einfach und schnell erkannt werden.
  • Damit der Wafer exzentrisch in Bezug auf den Träger ist, kann der Träger zum Halten des Wafers mit einem Loch gebildet werden, deren Mittelpunkt gegenüber einem Mittelpunkt des Trägers versetzt ist. In dem herkömmlichen Stand der Technik, der in dem Patentdokument 2 beschrieben wird, wird jedoch der Träger um seine Mittelachse gedreht und der obere Sensor und der untere Sensor werden bewegt, indem sie von der Sensorantriebseinheit gedreht werden, sodass sie über bzw. unter dem Träger positioniert werden. Somit kann in dem herkömmlichen Stand der Technik, der in dem Patentdokument 2 beschrieben wird, die Dicke des Trägers nicht entlang des gesamten das Loch umgebenden Abschnitts, der das exzentrische Loch umgibt, gemessen werden, sodass der Träger, der einen Abfall in dem das Loch umgebenden Abschnitt aufweist, nicht erkannt werden kann.
  • In dem Patentdokument 3, das im Abschnitt 0052 beschreibt, dass die Ebenheitsverteilung des Abschnitts, der das Loch umgibt, die in dem Träger gebildet wird, gemessen wird, indem ein Laserabstandssensor verwendet wird, wird es versäumt, irgendeine spezifische Konfiguration einer Messvorrichtung zu beschreiben, die hinsichtlich der oben erwähnten Messung verwendet wird.
  • Daher ist eine Konfiguration eines genauen Messens der Dicke und der Form von jedem Träger (insbesondere des das Loch umgebenden Abschnitts, der sein exzentrisches Loch umgibt) erwünscht, wodurch eine Auswahl von in einer Charge zu verwendenden Trägern aus den Trägern ermöglicht wird, die eine geringere Varianz von Dicken und Formen aufweisen.
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist es eine Trägermessvorrichtung, ein Trägermessverfahren und ein Trägerverwaltungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Dicke und eine Form von jedem der Träger (insbesondere des das Loch umgebenden Abschnitts, der sein exzentrisches Loch umgibt) genau zu messen und eine Auswahl von in einer Charge zu verwendenden Trägern aus den Trägern zu ermöglichen, die eine geringere Varianz von Dicke und Form aufweisen.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS (DER PROBLEME)
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung beinhaltet eine Trägermessvorrichtung, die zum Messen einer Dicke eines Trägers konfiguriert ist, der ein Loch aufweist, in der ein scheibenförmiger Halbleiterwafer zu halten ist, wobei das Loch exzentrisch in Bezug auf den Träger ist: einen Drehtisch, der eine Trägeraufnahme beinhaltet, die konfiguriert ist, um den Träger horizontal unterzubringen; einen Tischantriebsmotor, der konfiguriert ist, um den Drehtisch um seine Mittelachse als eine Drehachse zu drehen; einen oberen Dickensensor und einen unteren Dickensensor, die konfiguriert sind, um über bzw. unter dem Träger positioniert zu werden und um die Dicke des Trägers in einer berührungslosen Weise zu messen; und eine Schiebereinheit, die konfiguriert ist, um eine oder beide von: dem Drehtisch; und dem oberen Dickensensor und dem unteren Dickensensor in einer horizontalen Richtung zu verschieben, wobei die Trägeraufnahme gebildet ist, um in der Lage zu sein, den Träger in einer Weise so unterzubringen, dass ein Mittelpunkt des Lochs des Trägers mit einem Mittelpunkt des Drehtischs übereinstimmt.
  • Die Trägermessvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung beinhaltet außerdem einen Sensorrahmen, an dem der obere Dickensensor und der untere Dickensensor befestigt sind, zwischen denen der Drehtisch in der Lage ist, sie in der horizontalen Richtung zu durchlaufen.
  • In der Trägermessvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung sind der obere Dickensensor und der untere Dickensensor an dem Sensorrahmen in einer Weise befestigt, dass sie über bzw. unter einer geraden Linie positioniert sind, welche den Mittelpunkt des Drehtischs und einen Mittelpunkt der Trägeraufnahme durchläuft, und wobei die Schiebereinheit eine oder beide des Drehtischs und des Sensorrahmens in der horizontalen Richtung zu der geraden Linie verschiebt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Trägermessverfahren zum Messen, bei dem die obige Trägermessvorrichtung verwendet wird, einer Dicke eines scheibenförmigen Trägers, der ein Loch aufweist, in der ein scheibenförmiger Halbleiterwafer zu halten ist, wobei das Loch exzentrisch in Bezug auf den Träger ist: ein erstes Messen der Dicke des Trägers an einem vorbestimmten Punkt, während einer oder beide von: dem Drehtisch, in dem der Träger untergebracht ist; und dem oberen Dickensensor und dem unteren Dickensensor, in der horizontalen Richtung verschoben werden; und ein zweites Messen einer Dicke eines das Loch umgebenden Abschnitts, der das Loch des Trägers umgibt, während der Drehtisch gedreht wird, in dem der Träger untergebracht ist.
  • Gemäß einem noch anderen Aspekt der Erfindung beinhaltet ein Trägerverwaltungsverfahren zum Verwalten, auf einer Grundlage von Messergebnissen, die durch eine Messung erhalten werden, bei der die obige Trägermessvorrichtung verwendet wird, einer Vielzahl von scheibenförmigen Trägeren, die jeweils ein Loch aufweisen, in der ein scheibenförmiger Halbleiterwafer zu halten ist, wobei das Loch exzentrisch in Bezug auf den entsprechenden Träger ist: ein erstes Messen der Dicke von jedem der Träger an einem vorbestimmten Punkt, während einer oder beide von: dem Drehtisch, in dem der Träger untergebracht ist; und dem oberen Dickensensor und dem unteren Dickensensor, in der horizontalen Richtung verschoben werden; ein Klassifizieren der Träger, die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Dicke in die gleiche Klasse fallen auf einer Grundlage der Messergebnisse des ersten Messens; ein Auswählen einer vorbestimmten Anzahl von Trägern aus den Trägern, die zu der gleichen Klasse gehören, um einen Trägersatz zu ermitteln, der in der gleichen Charge eines doppelseitigen Polierens des Halbleiterwafers verwendet werden soll; ein zweites Messen einer Dicke eines das Loch umgebenden Abschnitts, der das Loch von jedem der Träger des Trägersatzes umgibt, während der Drehtisch gedreht wird, in dem die Träger untergebracht sind; und Einstufen des Trägersatzes auf einer Grundlage der Messergebnisse aus dem ersten und dem zweiten Messen gemäß einer Spezifikation, die für die Halbleiterwafer erforderlich ist.
  • In dem Trägerverwaltungsverfahren gemäß einem Aspekt der Erfindung wird bei dem Einstufen eine Abfallgröße des das Loch umgebenden Abschnitts von jedem der Träger auf einer Grundlage der Messergebnisse aus dem zweiten Messen berechnet und der Trägersatz wird auf einer Grundlage der Messergebnisse aus dem ersten Messen und den Abfallgrößen des das Loch umgebenden Abschnitts eingestuft.
  • Gemäß den obigen Aspekten der Erfindung können die Dicke und die Form von jedem Träger (insbesondere des das Loch umgebenden Abschnitts, der sein exzentrisches Loch umgibt) genau gemessen werden, sodass die in einer Charge zu verwendenden Trägern aus den Trägern ausgewählt werden können, die eine geringere Varianz von Dicke und Form aufweisen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer schematischen Struktur einer Trägermessvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
    • 2 ist eine Ansicht von der rechten Seite der Trägermessvorrichtung, die in 1 gezeigt wird.
    • 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer schematischen Struktur eines Steuersystems in der Trägermessvorrichtung zeigt, die in 1 gezeigt wird.
    • 4A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer äußeren Konfiguration eines Trägers zeigt.
    • 4B stellt eine vergrößerte Ansicht eines Teils eines ein Loch umgebenden Abschnitts des Trägers dar und stellt auch eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen einem Abstand von einem Lochrand und einer Dicke des Trägers dar.
    • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Trägermessverfahrens für standardmäßige Halbleiterwafer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
    • 6 ist ein Flussdiagramm, die ein Beispiel eines Trägerverwaltungsverfahrens für hochpräzise Halbleiterwafer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
    • 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer maximalen Abfallgröße von das Loch umgebenden Abschnitten von jeweiligen Trägern und einer Abfallgröße der entsprechenden äußeren Umfangsabschnitte der Wafer zeigt.
  • BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Struktur einer Trägermessvorrichtung
  • Die 1 und 2 sind einer Draufsicht bzw. eine Ansicht von der rechten Seite, die ein Beispiel einer schematischen Struktur einer Trägermessvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigen. 3 ist ein Blockschaltbild, das ein Beispiel einer schematischen Struktur eines Steuersystems in der Trägermessvorrichtung 1 zeigt.
  • Die Trägermessvorrichtung 1 beinhaltet eine Plattform 11, die eine Rahmenstruktur aufweist, die in ihrer Gesamtheit als ein rechteckiges Parallelepiped gestaltet ist. Eine rechteckige plattenförmige Basis 31 wird auf der Plattform 11 befestigt.
  • Auf einer Oberseite der Basis 31 wird auf jeder Seite in ihrer Längsrichtung eine Führungsschiene 32 befestigt. Auf den Führungsschienen 32 wird ein rechteckiges plattenförmiges Podium 12 in einer verschiebbaren Weise platziert.
  • In einer Mitte in einer Breitenrichtung (einer in 1 gezeigten X-Richtung) der Basis 31 ist eine Kugelspindel 33 angeordnet.
  • Wie in 2 gezeigt wird, ist ein Y-Achsenmotor 34 an einem Ende der Kugelspindel 33 insbesondere an dem rückseitigen Ende der Kugelspindel 33 in einer Y-Achsenrichtung befestigt. Gleichzeitig ist ein unterer Abschnitt 12A des Podiums 12 in einer Position in der Nähe des anderen Endes der Kugelspindel 33, insbesondere in einer Position in der Nähe des vorderen Endes der Kugelspindel 33 in der Y-Achsenrichtung befestigt.
  • Diese Anordnung ermöglicht, dass durch einen Drehantrieb des Y-Achsenmotors 34 das Podium 12 auf den Führungsschienen 32 durch die Kugelspindel 33 vor und zurück (d. h. in positiven und negativen) Richtungen der Y-Achse verschoben werden kann. Hierbei beinhaltet eine Schiebereinheit 13 die Basis 31, das Führungsschienenpaar 32, die Kugelspindel 33 und den Y-Achsenmotor 34.
  • Nachfolgend ist eine Längsrichtung der Basis 31 von einer Rückseite in Richtung auf eine Vorderseite der Trägermessvorrichtung 1 definiert als eine positive Y-Achsenrichtung und eine Längsrichtung der Basis 31 von der Vorderseite in Richtung auf die Rückseite der Trägermessvorrichtung 1 ist als eine negative Y-Achsenrichtung definiert.
  • In einer Oberseite des Podiums 12 wurde eine Tischaufnahme 22A gebildet. In der Tischaufnahme 22A ist ein scheibenförmiger Drehtisch 23 in einer drehbaren Weise untergebracht.
  • In einer Oberseite des Drehtischs 23 ist eine Trägeraufnahme gebildet, die in einer Form einer kreisförmigen Vertiefung gebildet ist und die einen geringfügig größeren Durchmesser als der später beschrieben Träger 21 aufweist. Der Träger 21, der scheibenförmig ist, wird horizontal in der Trägeraufnahme 23A untergebracht.
  • Ein äußerer Umfangsabschnitt des Trägers 21 wird mit äußeren Umfangszähnen 21 B mit einem vorbestimmten Rastermaß bereitgestellt. Der Träger 21 kann einen Körper, der aus einem Metallmaterial wie zum Beispiel rostfreiem Stahl oder Titan gefertigt ist, und einen ringförmigen Harzeinsatz beinhalten, der entlang einer Innenwand des Trägers 21 angeordnet ist, wobei die Innenwand ein Loch 21A zum Halten des Halbleiterwafers definiert. Alternativ kann eine Gesamtheit des Trägers 21 aus einem Harz gebildet werden. Wenn der Träger 21 aus einem Harz gefertigt wird, besteht das zu verwendende Harz vorzugsweise aus einem Verbund aus einem Epoxidharz und einer Glasfaser.
  • Der Drehtisch 23 wird durch einen Tischantriebsmotor 24 drehend angetrieben.
  • Ein Sensorrahmen 14, der in einer Vorderansicht flach O-förmig ist (d. h., der rechteckig hohl ist), wird an einem zentralen Abschnitt einer Oberseite der Plattform 11 in einer Breitenrichtung der Plattform 11 befestigt. Das Podium 12 kann eine Öffnung 14A des Sensorrahmens 14 in der Y-Achsenrichtung durchqueren.
  • Ein oberer Dickensensor 41 und ein unterer Dickensensor 42 sind jeweils in der Mitte einer Längsrichtung an dem Sensorrahmen 14 an seiner Vorderseite befestigt, wobei dich der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 in einer vertikalen Richtung in einem vorbestimmten Abstand voneinander befinden. Der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 sind jeder zum Beispiel ein interferometrischer Laserabstandssensor. Der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 können eine Dicke entlang des gesamten Umfangs des das Loch umgebenden Abschnitts 21C, der das Loch 21A definiert, die in dem Träger 21 gebildet ist, an einem Punkt pro vorbestimmtem Zentriwinkel des Lochs 21A messen, der von einem Bediener spezifiziert wird. Außerdem wird in einem messbaren Bereich des das Loch umgebenden Abschnitts 21 C eine Messung an den innersten Punkten und danach an schrittweise radial nach außen liegenden Punkten durchgeführt, was eine Erweiterung eines Messkreises ermöglicht.
  • Beim Messen der Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C dreht der Tischantriebsmotor 24 den Drehtisch 23 horizontal um eine Mittelachse, die einen Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 vertikal als eine Drehachse durchläuft, um den Zentriwinkel, der von dem Bediener spezifiziert wird. Gemäß der Drehung des Drehtischs 23 messen der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C entlang ihres gesamten Umfangs, der das Loch 21A definiert, die in dem Träger 21 gebildet ist, an einem Punkt pro vorbestimmtem Zentriwinkel des Lochs 21A, der von einem Bediener spezifiziert wird. Der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 können die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C an zum Beispiel einer Gesamtzahl von 360 Punkten messen (d. h., an einem Punkt pro Grad des Zentriwinkels des Lochs 21A).
  • Die Plattform 11 wird mit einem darin enthaltenen Computer 43 installiert, der konfiguriert ist, um jede der Komponenten der Vorrichtung zu steuern. Der Computer 43 beinhaltet: eine Steuereinheit 51, die eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und dergleichen beinhaltet; und einen Datenspeicher 52, der einen Aufzeichnungsschaltkreis, wie zum Beispiel einen Arbeitsspeicher oder ein Festplattenlaufwerk, beinhaltet (siehe 3).
  • Die Steuereinheit 51 liest zahlreiche Programme und führt sie aus (z. B. ein Trägermessprogramm und ein Trägerverwaltungsprogramm), die in dem Datenspeicher 52 gespeichert sind. In dem Datenspeicher 52 sind zahlreiche Programme (z. B. das Trägermessprogramm und das Trägerverwaltungsprogramm) und zahlreiche Daten zum Ausführen der zahlreichen Programme gespeichert.
  • Wie in 1 gezeigt wird, ist ein Mittelpunkt C2 der Trägeraufnahme 23A in Bezug auf den Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 in Richtung auf die Rückseite der Trägermessvorrichtung 1 (d. h. in der negativen Y-Richtung) exzentrisch. Bei der beispielhaften Ausführungsform wird ein radialer Abstand von dem Mittelpunkt C2 der Trägeraufnahme 23A zu dem Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 als eine Exzentrizitätsgröße der Trägeraufnahme 23A in Bezug auf den Drehtisch 23 definiert.
  • Wenn bei der beispielhaften Ausführungsform eine gerade Linie L, die den Mittelpunkt C2 der Trägeraufnahme 23A und den Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 durchläuft, parallel zur Y-Richtung ist, wie in 1 gezeigt wird, ist der Mittelpunkt C2 der Trägeraufnahme 23A in der Nähe eines äußeren Umfangs des Drehtischs 23 in Bezug auf den Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 (d. h., in der Nähe von entweder der Vorderseite oder der Rückseite der Trägermessvorrichtung 1) positioniert. Eine Richtung, die diese Position des Mittelpunkts C2 der Trägeraufnahme 23A in Bezug auf den Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 anzeigt, ist als eine Exzentrizitätsrichtung der Trägeraufnahme 23A definiert. Da bei dem Beispiel der 1 der Mittelpunkt C2 der Trägeraufnahme 23A in der Nähe der Rückseite der Trägermessvorrichtung 1 in Bezug auf den Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 positioniert ist, ist die Exzentrizitätsrichtung der Trägeraufnahme 23A die negative Y-Richtung.
  • Bei dem in 1 gezeigten Beispiel, wird der Träger 21 in der Trägeraufnahme 23A so untergebracht, dass ein Mittelpunkt C4 des Lochs 21A, die in dem Träger 21 gebildet ist, in Bezug auf einen Mittelpunkt C3 des Trägers 21 in Richtung auf die Vorderseite der Trägermessvorrichtung 1 (d. h. in der positiven Y-Richtung) exzentrisch ist. Dies bedeutet, dass eine exzentrische Richtung des Lochs 21A die positive Y-Richtung ist. Es wird darauf hingewiesen, dass der Mittelpunkt C3 des Trägers 21 mit dem Mittelpunkt C2 der Trägeraufnahme 23A übereinstimmt.
  • Der Grund, weshalb die Trägeraufnahme 23A so gebildet ist, wie in 1 gezeigt wird, und dass der Träger 21 in der in 1 gezeigten Richtung in der Trägeraufnahme 23A untergebracht ist, ist wie folgt.
  • Eine herkömmliche bekannte Vorrichtung zum gleichzeitigen Polieren beider Seiten einer Vielzahl von Halbleiterwafern ist eine doppelseitige Poliervorrichtung, die einen Planetengetriebemechanismus verwendet. Die doppelseitige Poliervorrichtung beinhaltet: eine Drehplatte, die eine obere Platte und eine untere Platte beinhaltet; ein Sonnenrad, das in einem Mittelpunkt der Drehplatte bereitgestellt wird; ein internes Zahnrad, das an einem äußeren Umfangsabschnitt der Drehplatte bereitgestellt wird; und eine Vielzahl von Trägern, die zwischen der oberen Platte und der unteren Platte bereitgestellt werden, wobei ein äußerer Umfang von jedem Träger mit äußeren Umfangszähnen mit einem vorbestimmten Rastermaß gebildet wird.
  • In der doppelseitigen Poliervorrichtung dreht sich jeder Träger zwischen der oberen Platte und der unteren Platte dadurch, dass die äußeren Umfangszähne des Trägers in jeden des Sonnenrads und des internen Zahnrads eingreifen, wodurch eine Planetenbewegung des Trägers durchgeführt wird, bei welcher der Träger das Sonnenrad umkreist, während es sich um seine Mittelachse dreht. Wenn ein Mittelpunkt des Trägers mit einem Mittelpunkt eines Lochs übereinstimmt, die in dem Träger gebildet ist, werden bei der Planetenbewegung beide Seiten des Halbleiterwafers, der in dem Loch untergebracht ist, immer durch den gleichen Abschnitt eines Polierpads poliert, sodass nicht nur eine Poliereffizienz niedrig ist, sondern auch eine gewünschte Ebenheit des Halbleiterwafers nicht zu erlangen ist.
  • Zum Verstärken der Poliereffizienz des Halbleiterwafers und einer Gleichmäßigkeit beim Polieren des Halbleiterwafers, werden der Mittelpunkt des Trägers und der Mittelpunkt des Lochs so gefertigt, dass sie nicht miteinander übereinstimmen, d. h., das Loch wird in Bezug auf den Träger exzentrisch gefertigt.
  • Durch ein einfaches Drehen des Drehtischs 23, in dem der Träger 21, der aus dem obigen Grund mit dem Loch 21A gebildet wird, die in Bezug auf den Träger 21 exzentrisch ist, in der Trägeraufnahme 23A untergebracht ist, deren Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 übereinstimmt, kann die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C, der das exzentrische Loch 21A definiert, nicht entlang ihres gesamten Umfangs gemessen werden.
  • Bei der beispielhaften Ausführungsform wird somit eine Exzentrizitätsgröße des Lochs 21A in Bezug auf den Träger 21 gleich groß wie die Exzentrizitätsgröße der Trägeraufnahme 23A in Bezug auf den Drehtisch 23 eingestellt und die Exzentrizitätsrichtung des Lochs 21A (d. h. die positive Y-Richtung) wird um 180 Grad entgegengesetzt zu der Exzentrizitätsrichtung der Trägeraufnahme 23A (d. h. in der negativen Y-Richtung) eingestellt, wie in 1 gezeigt wird. Wenn der Träger 21 in der Trägeraufnahme 23A des Drehtischs 23 untergebracht wird, wird bei dieser Anordnung die Exzentrizität des Lochs 21A in Bezug auf den Träger 21 um die Exzentrizität der Trägeraufnahme 23A in Bezug auf den Drehtisch 23 versetzt. Da der Mittelpunkt C4 des Lochs 21A mit dem Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 übereinstimmt, kann daher durch ein Drehen des Drehtischs 23 um seine Mittelachse als eine Drehachse, wobei der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 (siehe die 1 und 2) in einer bestimmten Position in einer festen Ausrichtung verbleiben, die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C, der das Loch 21A des Trägers 21 umgibt, entlang ihres gesamten Umfangs gemessen werden.
  • Trägermessverfahren
  • Als Nächstes wird ein Beispiel eines Trägermessverfahrens beschrieben, das die Trägermessvorrichtung 1 verwendet, welche die oben beschriebene Struktur aufweist. Bei der beispielhaften Ausführungsform verbleiben der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 jeweils fest in der Mitte der Längsrichtung des Sensorrahmens 14.
  • (1) Messung des Trägers 21 in der Y-Richtung
  • Wenn die gerade Linie L, die den Mittelpunkt C2 der Trägeraufnahme 23A und den Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 parallel zur Y-Richtung durchläuft, wie in 1 gezeigt wird, kann das Podium 12, auf dem der Träger 21 platziert wurde, in der positiven Y-Richtung verschoben werden und gleichzeitig durch den oberen Dickensensor 41 und den unteren Dickensensor 42 eine Dicke des Trägers 21 gemessen werden.
  • Ein Messrastermaß kann zu diesem Zeitpunkt auf ein beliebiges Rastermaß eingestellt werden und beträgt zum Beispiel 0,2 mm. In diesem Fall wird die Messung in einem 1-mm-Abschnitt an fünf Punkten durchgeführt. Eine spezifische Messposition liegt auf der geraden Linie L (die in 1 gezeigt wird), die den Mittelpunkt C2 der Trägeraufnahme 23A und den Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 durchläuft, und in einem Bereich von 50 mm in der negativen Y-Richtung von einer Position, die sich in einem Abstand von ungefähr 5 bis 7 mm von einem Punkt P1 eines Randes (Lochrand) 21D befindet, welcher das Loch 21A definiert.
  • (2) Messen eines das Loch umgebenden Abschnitts 21C
  • Nachdem das Podium 12 in der negativen Y-Richtung verschoben wurde, sodass der das Loch umgebende Abschnitt 21C, der das Loch 21A umgibt, die in dem Träger 21 gebildet ist, zwischen dem oberen Dickensensor 41 und dem unteren Dickensensor 42 positioniert ist, wird das Podium 12 angehalten. In diesem Zustand wird der Drehtisch 23 gedreht und gleichzeitig die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C durch den oberen Dickensensor 41 und den unteren Dickensensor 42 gemessen. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Messrastermaß in einer Drehrichtung auf ein beliebiges Rastermaß eingestellt werden. Zum Beispiel wird der das Loch umgebende Abschnitt 21C an einer Gesamtzahl von 360 Punkten (d. h. an einem Punkt pro Grad des Zentriwinkels des Lochs 21A) entlang ihres gesamten Umfangs gemessen.
  • Eine Abfallgröße des das Loch umgebenden Abschnitts 21C ist definiert als ein Wert, der erhalten wird, indem eine minimale Dicke des Trägers 21 in einem Bereich von zum Beispiel 2 mm von dem Lochrand 21D, welcher das Loch 21A in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 definiert, von einer durchschnittlichen Dicke des Trägers 21 in einer Referenzoberfläche subtrahiert wird, die als eine Referenz zum Messen der Abfallgröße definiert ist. Hierbei bezieht sich die Referenzoberfläche auf einen Bereich einer Oberseite des Trägers 21, der sich in einem vorbestimmten Abstand von dem Lochrand 21D in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 befindet und wo es unwahrscheinlich ist, dass sich die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C ändert.
  • 4A zeigt eine Draufsicht auf den Träger 21. 4B stellt eine vergrößerte Ansicht eines Teils 21E des das Loch umgebenden Abschnitts 21C dar und stellt auch eine grafische Darstellung dar, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen einem Abstand auf einer Linie von dem Lochrand 21D und der Dicke des Trägers 21 zeigt.
  • Wie aus der in 4B gezeigten grafischen Darstellung deutlich wird, verändert sich die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C in einem Bereich, der sich von dem Lochrand 21D bis zu einer Position bei geringfügig mehr als 2 mm in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 befindet, aber sich nicht außerhalb des Bereichs verändert, der sich von dem Lochrand 21D bis zu einer Position bei geringfügig mehr als 2 mm in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 befindet. Ein Bereich der Oberseite des Trägers 21, der einen Abstand von ungefähr 3 mm bis 5 mm von dem Lochrand 21D in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 aufweist, kann somit als die Referenzoberfläche definiert werden. In 4A bildet ein ringförmiger Bereich, der von zwei gestrichelten Linien umgeben wird die Referenzoberfläche. Ein Messrastermaß zum Messen der Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C von dem Lochrand 21D in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 kann auf beliebiges Rastermaß eingestellt werden und beträgt zum Beispiel 0,2 mm. In diesem Fall wir die Messung in einem 1-mm-Abschnitt an fünf Punkten durchgeführt.
  • Da die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C in dem Bereich bis zu 2 mm von dem Lochrand 21D in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 erheblich abnimmt, wird von daher die Differenz zwischen der minimalen Dicke des Trägers 21 in diesem Bereich und der durchschnittlichen Dicke des Trägers 21 in der Referenzoberfläche als die oben beschriebene „Abfallgröße“ auf einer Linie definiert.
  • Trägerverwvaltungsverfahren
  • Als Nächstes wird ein Beispiel eines Trägerverwaltungsverfahrens beschrieben, das die Trägermessvorrichtung 1 und das Trägermessverfahren verwendet.
  • (A) Trägerverwaltungsverfahren für standardmäßige Halbleiterwafer
  • Zuerst erfolgt eine Beschreibung über das Verwaltungsverfahren von Trägern 21, die in einem doppelseitigen Polieren von standardmäßigen Halbleiterwafern verwendet werden, die eine Standardspezifikation (z. B. Ebenheit und Oberflächenrauigkeit) benötigen. Bei diesem Trägerverwaltungsverfahren wird nur die Messung (1) des Trägermessverfahrens an neuen Trägern 21 durchgeführt.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Trägermessverfahrens für standardmäßige Halbleiterwafer zeigt, wobei das Trägerverwaltungsverfahren durch die Steuereinheit 51 des Computers 43 ausgeführt wird.
  • In einem anfänglichen Zustand der Trägermessvorrichtung 1 wird das Podium 12 zuerst in der Nähe eines rückseitigen Endes der Plattform 11 positioniert. In diesem anfänglichen Zustand platziert der Bediener oder ein (nicht gezeigter) Transfermechanismus jeden Träger 21 in dem Podium 12. Der Träger 21 wird in dem Podium 12 in einer Richtung platziert, bei welcher der Mittelpunkt C4 des Lochs 21A, die in dem Träger 21 gebildet ist, mit dem Mittelpunkt C1 des Drehtischs 23 übereinstimmt, wie in 1 gezeigt wird.
  • Die Steuereinheit 51 des Computers 43 beurteilt, ob der Träger 21 in einer vorbestimmten Position platziert wurde (Schritt S1). Dieser Prozess wird durchgeführt, indem zum Beispiel beurteilt wird, ob ein Erkennungssignal von einem Sensor, der konfiguriert ist, um eine Position des Podiums 12 zu erkennen, und ein Erkennungssignal von einem Sensor, der konfiguriert ist, um einen untergebrachten Zustand des Trägers 21 in der Trägeraufnahme 23A zu erkennen, die in dem Podium 12 gebildet ist, ordnungsgemäß eingegeben wurden.
  • Wenn ein Beurteilungsergebnis im Schritt S1 „NEIN“ ist, wiederholt die Steuereinheit 51 den Beurteilungsprozess. Wenn jedes der Erkennungssignale ordnungsgemäß eingegeben wurde, ist das Beurteilungsergebnis im Schritt S1 „JA“ und die Steuereinheit 51 geht weiter zum Schritt S2.
  • Im Schritt S2 führt die Steuereinheit 51 den Messprozess des Trägers 21 in der Y-Richtung durch, was in der Messung (1) des Trägermessverfahrens beschrieben wurde. Nachfolgend geht die Steuereinheit 51 weiter zum Schritt S3.
  • Im Schritt S2 steuert die Steuereinheit 51 den Y-Achsenmotor 34, um das Podium 12 in der positiven Y-Richtung zu verschieben, und steuert den oberen Dickensensor 41 und den unteren Dickensensor 42, um die Dicke des Trägers 21 in einem Bereich von zum Beispiel 50 mm in der negativen Y-Richtung von der Position aus zu messen, die sich in einem Abstand von ungefähr 5 bis 7 mm von dem Punkt P1 (der in 1 gezeigt wird) des Lochs 21A befindet, wodurch ein Erkennungssignal der Messergebnisse der Dicke erhalten wird.
  • Die Steuereinheit 51 speichert die Messergebnisse des Trägers 21 in der Nähe des Punkts P1 zusammen mit einer Kennnummer, die dem Träger 21 zugewiesen wurde, in einem vorbestimmten Speicherbereich des Datenspeichers 52.
  • Im Schritt S3 beurteilt die Steuereinheit 51, ob für alle Träger 21 die Dicke in der Y-Richtung gemessen wurde. Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt S3 „NEIN“ ist, kehrt die Steuereinheit 51 zurück zum Schritt S1 und wiederholt die Prozesse der Schritte S1 und S2.
  • Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt S3 „JA“ ist (d. h., wenn für alle Träger 21 die Dicke in der Y-Richtung gemessen wurde), geht die Steuereinheit 51 weiter zum Schritt S4.
  • Im Schritt S4 berechnet die Steuereinheit 51 einen Durchschnittswert der Messergebnisse von jedem Träger 21, die in dem Datenspeicher 52 gespeichert sind, und klassifiziert auf der Grundlage der erhaltenen Durchschnittswerte die Träger 21, die in einen vorbestimmten Dickenbereich (zum Beispiel in jeden 0,3-µm-Bereich) fallen, in die gleiche Klasse. Insbesondere gehören zu den Beispielen, in welche die Träger 21 hinsichtlich der durchschnittlichen Dicke klassifiziert werden, eine Klasse von 778,6 µm oder weniger, eine Klasse in einem Bereich von 778,7 µm bis 778,9 µm und eine Klasse in einem Bereich von 783,5 µm bis 783,7 µm.
  • Als Nächstes wählt die Steuereinheit 51 eine vorbestimmte Anzahl (z. B. fünf) von den Trägern 21 aus einer Vielzahl von Trägern 21, die zu der gleichen Klasse gehören, als einen Satz (Trägersatz) aus, die zusammen in der gleichen Charge bei dem doppelseitigen Polieren einer Vielzahl von Halbleiterwafern verwendet werden, und speichert in einem vorbestimmten Speicherbereich des Datenspeichers 52 eine Kennnummer, die dem Trägersatz zugewiesen wurde. Nachfolgend beendet die Steuereinheit 51 die Reihe von Prozessen.
  • (B) Trägerverwaltungsverfahren für hochpräzise Halbleiterwafer
  • Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung über ein Verwaltungsverfahren von Trägern 21, die in einem doppelseitigen Polieren von hochpräzisen Halbleiterwafern verwendet werden, die eine hochpräzise Spezifikation (z. B. Ebenheit und Oberflächenrauigkeit) benötigen. Bei diesem Trägerverwaltungsverfahren werden sowohl die Messung (1) als auch (2) des Trägermessverfahrens durchgeführt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Prozesse zum Klassifizieren einer Vielzahl von Trägern 21 auf der Grundlage ihrer durchschnittlichen Dicke und zum nachfolgenden Bilden eines oder mehrerer Trägersätze die gleichen sind, wie jene in dem Trägerverwaltungsverfahren (A) (siehe 5), das in den Abschnitten 0060 bis 0070 beschrieben wurde, und die somit nachfolgend nur kurz beschrieben werden.
  • Wenn jeder Träger 21 in einer vorbestimmten Position des Podiums 12 in einer vorbestimmten Richtung platziert wird, steuert die Steuereinheit 51 den Y-Achsenmotor 34, den oberen Dickensensor 41 und den unteren Dickensensor 42, um für ein Messen der Dicke des Trägers 21 in der Nähe des Punkts P1 des Lochs 21A zu funktionieren. Nachfolgend speichert die Steuereinheit 51 in einem vorbestimmten Speicherbereich des Datenspeichers 52 die Messergebnisse zusammen mit einer Kennnummer des Trägers 21.
  • Die Steuereinheit 51 führt die oben beschriebenen Prozesse an allen Trägern 21 aus. Nachfolgend klassifiziert die Steuereinheit 51 jeden Träger 21 auf der Grundlage der Messergebnisse, die in dem Datenspeicher 52 gespeichert sind, ermittelt einen Trägersatz, der eine Vielzahl von Trägern 21 beinhaltet, die zu der gleichen Klasse gehören, und speichert in einem vorbestimmten Speicherbereich des Datenspeichers 52 eine Kennnummer, die dem Datensatz zugewiesen wurde.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Trägermessverfahrens für hochpräzise Halbleiterwafer zeigt, wobei das Trägerverwaltungsverfahren durch die Steuereinheit 51 des Computers 43 ausgeführt wird. Die Prozesse der Schritte S11 und S12 sind im Wesentlichen die gleichen wie die Schritte S1 bzw. S2, die in 5 gezeigt und in den Abschnitten 0060 bis 0066 beschrieben wurden, und die somit nachfolgend nur kurz beschrieben werden.
  • Wenn jeder Träger 21 in einer vorbestimmten Position des Podiums 12 in einer vorbestimmten Richtung platziert wird (Schritt S11), steuert die Steuereinheit 51 den Y-Achsenmotor 34, den oberen Dickensensor 41 und den unteren Dickensensor 42, um für ein Messen der Dicke des Trägers 21 in der Nähe des Punkts P1 des Lochs 21A zu funktionieren. Nachfolgend speichert die Steuereinheit 51 die Messergebnisse zusammen mit der Kennnummer des Trägers 21 und der Kennnummer des Trägersatzes, zu dem der Träger 21 gehört, in einem vorbestimmten Speicherbereich des Datenspeichers 52 (Schritt S12).
  • Im Schritt S13 führt die Steuereinheit 51 den Messprozess des das Loch umgebenden Abschnitts 21C aus, was in der Messung (2) des Trägermessverfahrens beschrieben wurde. Nachfolgend geht die Steuereinheit 51 weiter zum Schritt S14.
  • Im Schritt S13 steuert die Steuereinheit 51 den Y-Achsenmotor 34, um das Podium 12 in der negativen Y-Richtung zu verschieben, sodass der das Loch umgebende Abschnitt 21C zwischen dem oberen Dickensensor 41 und dem unteren Dickensensor 42 positioniert wird. Während das Podium 12 angehalten wird, steuert die Steuereinheit 51 als Nächstes den Tischantriebsmotor 24, um den Drehtisch 23 zu drehen, und steuert gleichzeitig den oberen Dickensensor 41 und den unteren Dickensensor 42, um eine Abfallgröße (Einheit: µm) des das Loch umgebenden Abschnitts 21C zu messen, und erhält ein Erkennungssignal der Abfallgröße. In diesem Fall steuert die Steuereinheit 51 den Y-Achsenmotor 34, den oberen Dickensensor 41 und den unteren Dickensensor 42, um für ein Messen der Abfallgröße (Einheit: µm) des das Loch umgebenden Abschnitts 21C zum Beispiel auf einer Gesamtanzahl von 360 Linien (d. h., einer Linie pro Grad des Zentriwinkels des Lochs 21A) entlang des gesamten Umfangs des das Loch umgebenden Abschnitts 21C zu funktionieren, und erhält ein Erkennungssignal der Abfallgröße.
  • Die Steuereinheit 51 speichert die Messergebnisse der Abfallgröße des Trägers 21 entlang des gesamten Umfangs des das Loch umgebenden Abschnitts 21C zusammen mit der Kennnummer des Trägers 21 und der Kennnummer des Trägersatzes, zu dem der Träger 21 gehört, in einem vorbestimmten Speicherbereich des Datenspeichers 52.
  • Im Schritt S14 beurteilt die Steuereinheit 51, ob für alle Träger 21, die zu dem Trägersatz gehören, die Dicke in der Y-Richtung und die Abfallgröße des das Loch umgebenden Abschnitts 21C gemessen wurden. Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt S14 „NEIN“ ist, kehrt die Steuereinheit 51 zurück zum Schritt S11 und wiederholt die Prozesse der Schritte S11 und S13.
  • Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt S14 „JA“ ist (d. h., wenn für alle Träger 21, die zu dem Trägersatz gehören, die Dicke in der Y-Richtung und die Abfallgröße des das Loch umgebenden Abschnitts 21C gemessen wurden), geht die Steuereinheit 51 weiter zum Schritt S15.
  • Im Schritt S15 klassifiziert die Steuereinheit 51 die Träger in die Trägersätze. Nachfolgend beendet die Steuereinheit 51 die Reihe von Prozessen.
  • Als Nächstes wird ein Einstufen der Trägersätze beschrieben, welche die Vielzahl von Trägern 21 beinhalten. Tabelle 1 zeigt ein Beispiel einer Rangtabelle, die zum Einstufen der Trägersätze verwendet wird.
    Tabelle 1
    Maximale Abfallgröße der das Loch umgebenden Abschnitte Klein Mittel Groß
    Rang der Trägersätze A B C
  • In einer Spalte, welche die Elemente der Tabelle 1 zeigt, bezieht sich eine „Maximale Abfallgröße der das Loch umgebenden Abschnitte“ auf einen Maximalwert von Abfallgrößen in dem Trägersatz, die an 360 Punkten (d. h. auf 360 Linien) des das Loch umgebenden Abschnitts 21C, der das Loch 21A in jedem Träger 21 umgibt, durch die Messung (2) des Trägermessverfahrens gemessen werden.
  • Die Trägersätze werden jeweils mithilfe dieser „maximalen Abfallgröße der das Loch umgebenden Abschnitte“ eingestuft. Die Ränge werden in geeigneter Weise gemäß der „maximalen Abfallgröße der das Loch umgebenden Abschnitte“ eingestellt. Wie in Tabelle 1 gezeigt wird, wird die „maximale Abfallgröße der das Loch umgebenden Abschnitte“ zum Beispiel in drei Gruppen, d. h. „klein“, „mittel“ und „groß“, klassifiziert und die Trägersätze werden jeweils in einen von „A“, „B“ und „C“ eingestuft, die gemäß der obigen Klassifizierung eingestellt werden. Eine Spezifikation (hauptsächlich eine Ebenheit), die von den Halbleiterwafern erfüllt wird, nimmt in Übereinstimmung mit den Rängen des zu verwendenden Trägersatzes in der Reihenfolge von A, B und C ab.
  • Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung über eine Beziehung zwischen der maximalen Abfallgröße der das Loch umgebenden Abschnitte und einer Abfallgröße der äußeren Umfangsabschnitte des Wafers bei einem doppelseitigen Polieren von Halbleiterwafern unter Verwendung von Trägersätzen, die in dem Trägerverwaltungsverfahren verwaltet werden. Die folgenden Bedingungen werden angewandt.
    1. (i) Eine doppelseitige Poliervorrichtung wird mit einem Trägersatz von fünf Trägern 21 montiert, die jeweils konfiguriert sind, um fünf Halbleiterwafer zu halten, und führt ein doppelseitiges Polieren der fünf Halbleiterwafer durch.
    2. (ii) Die doppelseitige Poliervorrichtung weist einen typischen Planetengetriebemechanismus auf.
    3. (iii) Eine Gesamtanzahl von 50 Chargen wird in dem doppelseitigen Polierprozess unter Verwendung verschiedener Trägersätze ausgeführt.
    4. (iv) Ein WaferSight 2, der von KLA-Tencor Corporation hergestellt wird, wird als eine Messvorrichtung verwendet, die konfiguriert ist, um eine Abfallgröße des äußeren Umfangsabschnitts des Wafers und dergleichen zu messen.
  • 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung in jeder der Chargen zwischen einer maximalen Abfallgröße von den das Loch umgebenden Abschnitten 21C der Träger 21 in dem Trägersatz und der maximalen Abfallgröße der äußeren Umfangsabschnitte der Halbleiterwafer zeigt. Bei diesem Beispiel wird der Trägersatz beim Durchführen des doppelseitigen Polierens der Halbleiterwafer gemäß den obigen Bedingungen verwendet und die Halbleiterwafer werden erhalten, indem ein doppelseitiges Polieren in der Charge durchgeführt wird. Ein Verfahren zum Einstufen der Trägersätze gemäß der maximalen Abfallgröße der das Loch umgebenden Abschnitte, die auf einer Abszissenachse gezeigt werden, ist das gleiche Verfahren, das hinsichtlich der Tabelle 1 beschrieben wird. Die Abfallgröße des äußeren Umfangsabschnitts des Wafers, die auf einer Ordinatenachse gezeigt wird, wird als eine Front-Referenz einer Ebenheit eines Randorts nach der Methode der Abweichung der kleinsten Fehlerquadrate (Edge Site flatness Front reference least sQuare Deviation, ESFQD) ermittelt, dies ist einer der Indizes für die Ebenheit des äußeren Umfangsabschnitts des Wafers des Halbleiterwafers.
  • ESFQD ist eine vorzeichenlose maximale Verschiebungsgröße von einer Standortebene, die als eine Referenzebene dient. Die Standortebene wird bestimmt, indem fächerförmige Sektoren in dem äußeren Umfangsabschnitt des Halbleiterwafers definiert werden und Höhendaten in jedem Sektor durch eine Methode der kleinsten Fehlerquadrate berechnet werden. Jeder Ort in dem Sektor weist einen ESFQD-Wert auf.
  • Aus 7 ist es offensichtlich, dass je größer die maximale Abfallgröße der das Loch umgebenden Abschnitte 21C der Träger 21 ist, desto größer ist die Abfallgröße der äußeren Umfangsabschnitte des Wafers. A, B bzw. C, die in 7 gezeigt werden, entsprechen den Rängen A, B und C des Trägersatzes, die in der Tabelle 1 gezeigt werden.
  • Da die Dicke des das Loch umgebenden Abschnitts 21C von jedem Träger 21 entlang des gesamten Umfangs des das Loch umgebenden Abschnitts 21C durch die Messung (2) des Trägermessverfahrens gemessen werden kann, kann ein lokaler Abfall des das Loch umgebenden Abschnitts 21C, der herkömmlicherweise nicht erkennbar ist, erkannt werden, wie oben bei der beispielhaften Ausführungsform beschrieben wurde.
  • Da der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 jeweils fest in der Mitte der Längsrichtung des Sensorrahmens 14 verbleiben, können die Dicke und eine Form des Trägers 21 äußerst genau gemessen werden und im Gegensatz zu dem herkömmlichen Stand der Technik, wo die Dickensensoren positioniert werden, indem sie gedreht werden, wird bei der beispielhaften Ausführungsform außerdem das Steuern des Positionierens des oberen Dickensensors 41 und des unteren Dickensensors 42 eliminiert.
  • Darüber hinaus werden bei der beispielhaften Ausführungsform die Dicke und die Form der Vielzahl von Trägern 21, die jeden Trägersatz bilden, durch die Messungen (1) und (2) des Trägermessverfahrens gemessen und der Trägersatz wird zuvor gemäß der Rangtabelle, die in Tabelle 1 gezeigt wird, unter Verwendung des Messergebnisses eingestuft. Danach wird der Trägersatz in dem Rang, welcher der Spezifikationen entspricht, die für die Halbleiterwafer erforderlich ist, verwendet um ein doppelseitiges Polieren der Halbleiterwafer durchzuführen. Auf diese Weise können die Halbleiterwafer erhalten werden, welche die erforderliche Spezifikation erfüllen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die spezifische Anordnung der Erfindung, die nicht durch die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung eingeschränkt wird, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben werden, Modifikationen an der Gestaltung und dergleichen einschließen, solange diese Modifikationen kompatibel mit einem Gegenstand der Erfindung sind.
  • Zum Beispiel wird bei der obigen beispielhaften Ausführungsform die Abfallgröße des das Loch umgebenden Abschnitts 21C als ein Wert definiert, der erhalten wird, indem eine minimale Dicke des Trägers 21 in einem Bereich von 2 mm von dem Lochrand 21 D, welcher das Loch 21A in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 definiert, von einer durchschnittlichen Dicke des Trägers 21 in einer Referenzoberfläche subtrahiert wird. Die Abfallgröße des das Loch umgebenden Abschnitts 21C muss jedoch nicht unbedingt in dieser Weise definiert werden. Zum Beispiel kann hinsichtlich des Trägers 21 für den hochpräzisen Halbleiterwafer die Abfallgröße des das Loch umgebenden Abschnitts 21C als ein Wert definiert werden, der erhalten wird, indem eine minimale Dicke des Trägers 21 in einem Bereich von 1 mm von dem Lochrand 21D, welcher das Loch 21A in Richtung auf den äußeren Umfang des Trägers 21 definiert, von einer durchschnittlichen Dicke des Trägers 21 in einer Referenzoberfläche subtrahiert wird.
  • Die obige beispielhafte Ausführungsform zeigt das Beispiel, bei dem die Schiebereinheit 13, die zum Verschieben des Podiums 12 in der Y-Richtung konfiguriert ist, die Führungsschienen 32, die Kugelspindel 33, den Y-Achsenmotor 34 und dergleichen beinhaltet. Alternativ kann die Schiebereinheit 13 einen Linearmotor und dergleichen umfassen.
  • Die obige beispielhafte Ausführungsform zeigt das Beispiel, bei dem der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 jeweils ein Laserabstandssensor sind. Alternativ können der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 jeweils ein anderer Typ eines berührungslosen Sensors wie zum Beispiel ein Kapazitätssensor sein.
  • Die obige beispielhafte Ausführungsform zeigt das Beispiel, bei dem das Podium 12 durch die Schiebereinheit 13 in der Y-Richtung verschoben wird, während der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 jeweils an dem Sensorrahmen 14 befestigt sind. Alternativ kann der Sensorrahmen 14, an dem der obere Dickensensor 41 und der untere Dickensensor 42 befestigt sind, verschoben werden, während das Podium 12 befestigt ist. Eine Schiebereinheit, die in dieser Anordnung zum Verschieben des Sensorrahmens 14 konfiguriert ist, kann in der gleichen Weise konfiguriert sein wie die oben beschriebene Schiebereinheit 13. Außerdem können sowohl das Podium 12 als auch der Sensorrahmen 14 in der Y-Richtung verschoben werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Trägermessvorrichtung,
    11
    Plattform,
    12
    Podium,
    12A
    untererAbschnitt,
    13
    Schiebereinheit,
    14
    Sensorrahmen,
    14A
    Öffnung,
    21
    Träger,
    21A
    Loch,
    21B
    äußere Umfangszähne,
    21C
    das Loch umgebender Abschnitt,
    21D
    Lochrand,
    21E
    Ausschnitt,
    22A
    Tischaufnahme,
    23
    Drehtisch,
    23A
    Trägeraufnahme,
    24
    Tischantriebsmotor,
    31
    Basis,
    32
    Führungsschiene,
    33
    Kugelspindel,
    34
    Y-Achsenmotor,
    41
    oberer Dickensensor,
    42
    untererDickensensor,
    43
    Computer,
    51
    Steuereinheit,
    52
    Datenspeicher,
    C1, C2, C3,C
    Mittelpunkt,
    L
    gerade Linie,
    P1
    Punkt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 5732858 [0014]
    • JP 6578442 [0014]
    • JP 6056793 [0014]

Claims (6)

  1. Trägermessvorrichtung, die konfiguriert ist zum Messen einer Dicke eines Trägers, der ein Loch aufweist, in der ein scheibenförmiger Halbleiterwafer zu halten ist, wobei das Loch exzentrisch in Bezug auf den Träger ist, wobei die Trägermessvorrichtung umfasst: einen Drehtisch, der eine Trägeraufnahme umfasst, die konfiguriert ist, um den Träger horizontal unterzubringen; einen Tischantriebsmotor, der konfiguriert ist, um den Drehtisch um seine Mittelachse als eine Drehachse zu drehen; einen oberen Dickensensor und einen unteren Dickensensor, die konfiguriert sind, um über bzw. unter dem Träger positioniert zu werden und um die Dicke des Trägers in einer berührungslosen Weise zu messen; und eine Schiebereinheit, die konfiguriert ist, um eine oder beide von: dem Drehtisch; und dem oberen Dickensensor und dem unteren Dickensensor in einer horizontalen Richtung zu verschieben, wobei die Trägeraufnahme gebildet ist, um in der Lage zu sein, den Träger in einer Weise so unterzubringen, dass ein Mittelpunkt des Lochs des Trägers mit einem Mittelpunkt des Drehtischs übereinstimmt.
  2. Trägermessvorrichtung nach Anspruch 1, die zudem einen Sensorrahmen umfasst, an dem der obere Dickensensor und der untere Dickensensor befestigt sind, zwischen denen der Drehtisch in der Lage ist, sie in der horizontalen Richtung zu durchlaufen.
  3. Trägermessvorrichtung nach Anspruch 2, wobei der obere Dickensensor und der untere Dickensensor an dem Sensorrahmen in einer Weise befestigt sind, um jeweils über und unter einer geraden Linie positioniert zu werden, die durch den Mittelpunkt des Drehtischs und einen Mittelpunkt der Trägeraufnahme verläuft, und wobei die Schiebereinheit eine oder beide des Drehtischs und des Sensorrahmens in der horizontalen Richtung parallel zu der geraden Linie verschiebt.
  4. Trägermessverfahren zum Messen einer Dicke eines scheibenförmigen Trägers, der ein Loch aufweist, in der ein scheibenförmiger Halbleiterwafer zu halten ist, indem die Trägermessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 verwendet wird, wobei das Loch exzentrisch in Bezug auf den Träger ist, wobei das Trägermessverfahren umfasst: erstes Messen der Dicke des Trägers an einem vorbestimmten Punkt, während einer oder beide von: dem Drehtisch, in dem der Träger untergebracht ist; und dem oberen Dickensensor und dem unteren Dickensensor, in der horizontalen Richtung verschoben werden; und zweites Messen einer Dicke eines das Loch umgebenden Abschnitts, der das Loch des Trägers umgibt, während der Drehtisch gedreht wird, in dem der Träger untergebracht ist.
  5. Trägerverwaltungsverfahren zum Verwalten auf einer Grundlage der Messergebnisse, die durch ein Messen mithilfe der Trägermessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 erhalten werden, einer Vielzahl von scheibenförmigen Trägern, die jeweils ein Loch aufweisen, in der ein scheibenförmiger Halbleiterwafer zu halten ist, wobei das Loch exzentrisch in Bezug auf den entsprechenden Träger ist, wobei das Trägerverwaltungsverfahren umfasst: erstes Messen der Dicke von jedem der Träger an einem vorbestimmten Punkt, während einer oder beide von: dem Drehtisch, in dem der Träger untergebracht ist; und dem oberen Dickensensor und dem unteren Dickensensor, in der horizontalen Richtung verschoben werden; Klassifizieren der Träger, die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Dicke in die gleiche Klasse fallen, auf einer Grundlage der Messergebnisse des ersten Messens; Auswählen einer vorbestimmten Anzahl von Trägern aus den Trägern, die zu der gleichen Klasse gehören, um einen Trägersatz zu ermitteln, der in der gleichen Charge bei einem doppelseitigen Polieren des Halbleiterwafers verwendet werden soll; zweites Messen einer Dicke eines das Loch umgebenden Abschnitts, der das Loch von jedem der Träger des Trägersatzes umgibt, während der Drehtisch gedreht wird, in dem die Träger untergebracht sind; und Einstufen des Trägersatzes auf einer Grundlage der Messergebnisse aus dem ersten und dem zweiten Messen gemäß einer Spezifikation, die für die Halbleiterwafer erforderlich ist.
  6. Trägerverwaltungsverfahren nach Anspruch 5, wobei bei dem Einstufen eine Abfallgröße des das Loch umgebenden Abschnitts von jedem der Träger auf einer Grundlage der Messergebnisse aus dem zweiten Messen berechnet wird und der Trägersatz auf einer Grundlage der Messergebnisse aus dem ersten Messen und den Abfallgrößen des das Loch umgebenden Abschnitts eingestuft wird.
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