DE19544328A1 - Poliervorrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Poliervorrichtung und
insbesondere auf eine Poliervorrichtung mit einem
Polierabschnitt zum Polieren eines Werkstückes wie
beispielsweise eines Halbleiterwafers auf eine flache
spiegelartige Endbearbeitung und ferner mit einem
Reinigungsabschnitt zum Reinigen des polierten Werk
stücks.
Der schnelle Fortschritt auf dem Gebiet der Integration
von Halbleitervorrichtungen macht kleinere und kleinere
Verdrahungs- und Anschlußmuster sowie Zwischenverbindun
gen erforderlich und auch schmälere Räume oder Abstände
zwischen den Zwischenverbindungen, welche die aktiven Ge
biete verbinden. Eines der verfügbaren Verfahren zur Bil
dung einer solchen Zwischenverbindung ist die Fotolitho
grafie. Obwohl das Fotolithografieverfahren Zwischenver
bindungen mit höchstens 0,5 Mikrometer Breite bilden
kann, macht dieses Verfahren es notwendig, daß die
Oberflächen auf denen die Musterbilder fokussiert werden
sollen und zwar durch eine Schritt- oder Steppervorrich
tung, so flach wie möglich sein müssen, weil die Foku
stiefe des optischen Systems relativ klein ist.
Es ist daher notwendig, die Oberflächen der Halbleiterwa
fer für die Zwecke der Fotolithografie flach auszubilden.
Ein übliche Möglichkeit des Flachmachens der Oberflächen
der Halbleiterwafer besteht darin, diese mittels einer
Poliervorrichtung zu polieren.
Üblicherweise besitzt eine Poliervorrichtung einen
Drehtisch und einen oberen Ring, wobei diese mit entspre
chenden individuellen Geschwindigkeiten sich drehen. Ein
Abriebs- oder Abrasionstuch ist an der Oberseite des
Drehtischs befestigt. Ein zu polierender Halbleiterwafer
wird auf dem Abriebstuch angeordnet und zwischen dem obe
ren Ring und dem Drehtisch festgeklemmt. Während des Be
triebs übt der obere Ring einen bestimmten Druck auf den
Drehtisch aus und die Oberfläche des Halbleiterwafers,
die gegen das Abriebstuch gehalten wird, wird daher
poliert und zwar auf eine flache spiegelartige Endbear
beitung, wobei der obere Ring und der Drehtisch sich dre
hen.
Bei der Poliervorrichtung wird ferner eine Abriebsauf
schlemmung von einer Düse an das Polier- oder Abriebstuch
geliefert, welches an der Oberseite des Drehtischs
angebracht ist. Die Abriebsaufschlemmung enthält Abrasi
ons- oder Abriebsmaterial, wie beispielsweise Siliziumdi
oxid (SiO₂) oder Cerdioxid (CeO₂) und zwar mit einem
Durchmesser von 1 Mikrometer oder weniger in einer
Flüssigkeit. Die Abriebsaufschlemmung enthält Wasser, ein
Abrasionsmaterial und eine kleine Menge eines Dispersi
onsmittels, um die Zusammenballung oder Aggregation des
Abrasions- oder Abriebmaterials zu verhindern. Um ferner
zusätzlich zu einer mechanischen Polierung einen chemi
schen Poliervorgang vorzusehen, kann eine Säure oder ein
Alkalimaterial der Abriebsaufschlemmung hinzugegeben wer
den.
Die Oberfläche des polierten Halbleiterwafers ist im all
gemeinen recht verunreinigt und zwar nicht nur mit
Teilchen des Halbleitermaterials, sondern auch mit
solchen des Abriebmaterials. Der Zählerstand oder die
Menge der Verunreinigungen an der Oberfläche des Halblei
terwafers kann bis zu 100.000 Teilchen pro Wafer errei
chen und es ist erforderlich, diesen Zählerstand oder
diese Menge auf ungefähr 100 Teilchen pro Wafer durch ir
gendein effizientes Verfahren abzusenken.
Die konventionelle Poliervorrichtung könnte nicht in ei
nem Reinraum angeordnet werden, weil die Staubteilchen
durch die Poliervorrichtung selbst erzeugt werden. Sobald
die Verunreinigungen, welche an der Oberfläche des
polierten Halbleiterwafers anhaften, getrocknet sind, ist
es schwer, die Verunreinigungen durch Reinigen zu
entfernen. Die vorliegende Erfindung sieht daher vor, die
polierten Halbleiterwafer in Wasser aufzubewahren und
zwar unmittelbar nach dem Poliervorgang und zwar insbe
sondere in einem speziell konstruierten Wasser enthalten
den Träger, der in den Reinraum gebracht wird, so daß die
Halbleiterwafer in einer Reinigungsvorrichtung gereinigt
werden können.
Bei der konventionellen Vorrichtung ist jedoch die
Reinigungsvorrichtung abgelegen gegenüber der Poliervor
richtung und die Halbleiterwafer müssen von der Polier
vorrichtung zu der Reinigungsvorrichtung in einem solchen
Zustand gebracht werden, daß sie in Wasser aufbewahrt
werden, wodurch die Produktivität der Halbleiterwaferher
stellung sinkt. Da ferner die Reinigungsvorrichtung
selbst recht verunreinigt wird durch die Staubteilchen,
die an den Halbleiterwafern anhaften, ist es nicht
möglich, allgemeine im Reinraum vorhandene Reinigungsvor
richtungen einzusetzen. Das heißt, es muß eine spezielle
Reingigungsmaschine vorgesehen werden, die exklusiv zur
Reinigung der polierten Halbleiterwafer dient. Dies
bedeutet, hohe Kosten für die zu verwendenden Anlagen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Polier
vorrichtung vorzusehen, die in einem Reinraum eingebaut
werden kann und die nicht die umgebende Atmosphäre in dem
Reinraum verunreinigt, und die ferner Werkstücke wie
Halbleiterwafer polieren, reinigen und trocknen kann, so
daß die Werkstücke an die nächste Verarbeitungsstation
unter Verwendung regulärer Träger wie sie im Reinraum im
allgemeinen verfügbar sind, abgegeben werden können.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine
Poliervorrichtung vorzusehen, welche die Teilchenverun
reinigung verhindern kann, die bei den Polieraktivitäten
auftritt, so daß die Poliervorrichtung in einem Reinraum
installiert werden kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine
Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines
Werkstücks mit folgenden Merkmalen vorgesehen: ein
Gehäuseeinheit; eine Unterteilungswand, welche das Innere
der Gehäuseeinheit unterteilt und zwar in eine erste und
zweite Kammer, wobei die Unterteilungswand eine erste
Öffnung besitzt, um das Hindurchtreten des Werkstücks zu
gestatten; einen Polierabschnitt mit einem Drehtisch mit
einem Polier- oder Abriebstuch angebracht an der Ober
seite desselben und mit einem oberen Ring positioniert
oberhalb des Drehtischs zum Tragen des zu polierenden
Werkstücks und zum Pressen des Werkstücks gegen das
Abriebstuch, wobei der Polierabschnitt in der ersten Kam
mer angeordnet ist; einen Reinigungsabschnitt zum
Reinigen des polierten Werkstücks, wobei der Reinigungs
abschnitt in der zweiten Kammer angeordnet ist; eine
Transfervorrichtung zum Transferieren oder Transportieren
des polierten Werkstücks von dem Polierabschnitt zu dem
Reinigungsabschnitt durch die erste Öffnung; und Ausstoß
mittel zum Ausstoßen von Umgebungsluft von jeweils dem
Polierabschnitt und dem Reinigungsabschnitt separat und
unabhängig.
Erfindungsgemäß sind bei der Poliervorrichtung der
Polierabschnitt und der Reinigungsabschnitt in der
Gehäuseeinheit untergebracht, und die zwei Abschnitte
sind voneinander durch die Unterteilungswand getrennt.
Daher kann die gesamte Poliervorrichtung in einem
Reinraum angeordnet werden, ohne daß die Reinraumatmo
sphäre verunreinigt wird. Die Halbleiterwafer können in
nerhalb der Poliervorrichtung poliert und gereinigt
werden, und unter Verwendung regulärer allgemein in dem
Reinraum verfügbaren Träger zu den nächsten Verarbei
tungsstationen transferiert werden. Die zwei Abschnitte
der Poliervorrichtung sind durch die Unterteilungswand
getrennt und besitzen eine Öffnung, die mit einem
Verschluß verschlossen ist, und die Umgebungsatmosphären
im Polierabschnitt und im Reinigungsabschnitt werden ge
sondert und unabhängig voneinander abgesaugt oder
gereinigt. Diese Anordnung verhindert, daß irgendwelche
Staubteilchen, wie beispielsweise Nebel aus der Abrieb
saufschlemmung und abgeschliffenes Material erzeugt
während des Poliervorgangs den Reinraum verunreinigen,
und zwar entweder dadurch, daß man den Polierabschnitt
auf einem niedrigeren Druck als dem Druck im Reingigungs
abschnitt hält, oder aber dadurch, daß man einen Ver
schluß schließt, der für das Öffnen der Unterteilungswand
vorgesehen ist. Auch beide Maßnahmen können gleichzeitig
vorgesehen sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine
Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines
Werkstücks vorgesehen, die folgendes aufweist: eine
Gehäuseeinheit; eine Unterteilungswand, welche einen In
nenraum der Gehäuseeinheit in eine erste und eine zweite
Kammer unterteilt, wobei die Unterteilungswand eine erste
Öffnung aufweist, um den Hindurchtritt des Werkstücks zu
gestatten; einen Polierabschnitt mit einem Drehtisch mit
einem Abriebstuch befestigt an einer Oberseite des
Drehtischs und mit einem oberen Ring oder oberen Befesti
gungselement positioniert oberhalb des Drehtischs zum
Tragen des Werkstücks, welches poliert werden soll und
zum Pressen des Werkstücks gegen das Abriebstuch, wobei
der Polierabschnitt in der ersten Kammer angeordnet ist;
einen Reinigungsabschnitt zum Reinigen des polierten
Werkstücks, wobei dieser Reinigungsabschnitt in der
zweiten Kammer angeordnet ist; eine Transfer oder
Transportvorrichtung zum Transportieren oder Übertragen
des polierten Werkstücks vom Polierabschnitt zu dem
Reinigungsabschnitt durch die erste Öffnung; und Ausstoß
oder Absaugmittel zum Ausstoßen von Umgebungsluft vom Po
lierabschnitt, insbesondere von jeweils dem Polierab
schnitt und dem Reinigungsabschnitt; wobei der Reinigungs
abschnitt eine Reinigungseinheit aufweist zum Reinigen
des Werkstücks, während Reinigungslösungsmittel geliefert
wird und ferner mit einer Trocknungseinheit zum Trocknen
des Werkstücks, welches gereinigt wurde.
Bei der oben beschriebenen Poliervorrichtung ist insbe
sondere vorgesehen, daß ein Werkstück, wie beispielsweise
ein Halbleiterwafer in dem Polierabschnitt poliert wird,
wobei das polierte Werkstück vom Polierabschnitt zum Rei
nigungsabschnitt transportiert wird, worauf dann das
Werkstück in dem Reinigungsabschnitt gereinigt und
getrocknet wird. Daher ist das von der Poliervorrichtung
abgegebene Werkstück in einem sauberen und trockenen Zu
stand.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispie
len anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer Poliervorrichtung ge
mäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin
dung;
Fig. 2 eine geschnittene Draufsicht auf die Poliervor
richtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Poliervor
richtung gemäß einem zweiten Ausführungsbei
spiel der Erfindung;
Fig. 4A eine perspektivische Ansicht des inneren der
Poliervorrichtung der Fig. 3;
Fig. 4B eine perspektivische Ansicht einer in Fig. 4A
gezeigten Kassette;
Fig. 5 eine Seitenansicht der Innenanordnung der
Poliervorrichtung der Fig. 3;
Fig. 6 eine Querschnittsdraufsicht der Poliervorrich
tung der Fig. 3;
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Luftströmung
in der Poliervorrichtung der Fig. 3;
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Bewegung der
Halbleiterwafer in der Poliervorrichtung gemäß
Fig. 3;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Poliervorrich
tung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 10 eine Seitenansicht der Innenanordnung der
Poliervorrichtung gemäß Fig. 9; und
Fig. 11 eine Seitenansicht der Innenanordnung einer Po
liervorrichtung gemäß einer Abwandlung des
dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Eine Poliervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbei
spiel der Erfindung sei nunmehr unter Bezugnahme auf die
Fig. 1 und 2 beschrieben.
Wie man in den Fig. 1 und 2 erkennt, besitzt eine
Poliervorrichtung eine Gehäuseeinheit 1 mit Seitenwänden,
einer oberen Wand und einer Bodenwand, wobei darinnen ein
Polierabschnitt 2 untergebracht ist zum Polieren von
Halbleiterwafern und ferner ist ein Reinigungsabschnitt
30 vorgesehen zum Reinigen der polierten Halbleiterwafer.
Das Innere der Gehäuseeinheit 1 ist durch eine Untertei
lungswand 22 in eine erste Kammer 48 und eine zweite Kam
mer 49 unterteilt. Der Polierabschnitt 2 ist in der
ersten Kammer 48 angeordnet und der Reinigungsabschnitt
30 ist in der zweiten Kammer 49 angeordnet.
Der Polierabschnitt weist einen Drehtisch 3 und ein
Halteelement- oder einen oberen Ring 5 auf, um ein
Halbleiterwafer 4 zu halten und dieses gegen den Dreh
tisch 3 zu drücken. Der Drehtisch 3 ist mit einem Motor
M₁ gekuppelt. Ein Abriebs- oder Poliertuch 7 ist an der
Oberfläche des Drehtischs 3 angebracht. Der obere Ring 5
ist mit einem Ringkopf 8 gekuppelt, der mit einem oberen
Ringmotor M₂ versehen ist und zwar zum Drehen des oberen
Rings und ferner ist ein Luftzylinder 11 zur Vertikalbe
wegung des oberen Rings 5 vorgesehen, wodurch der obere
Ring 5 auf und ab bewegbar ist und drehbar ist um eine
Achse des oberen Rings 5. Der obere Ringkopf 8 ist über
den Drehtisch 3 entlang Führungsschienen 9 bewegbar. Eine
Abriebsaufschlemmung enthält Abriebsmaterial wie bei
spielsweise Silziumdioxid (SiO₂) und Cerdioxid (CeO₂) und
zwar geliefert von einer Düse 10 auf die Oberseite des
Poliertuchs 7.
Eine Ladevorrichtung 12 zum Liefern von Halbleiterwafern
4 an den oberen Ring 5 weist eine erste Transfereinheit
13, einen Inverter (Umdrehvorrichtung) 14 und eine zweite
Transfereinheit 15 auf. Die erste Transfereinheit 13
nimmt den Halbleiterwafer 4 von einer Kassette 17
angeordnet an einer Kassettenstation 16 und transferiert
den Halbleiterwafer 4 zum Inverter 14, der den Halblei
terwafer 14 invertiert oder umdreht, so daß die zu
polierende Oberfläche nach unten weist. Der umgedrehte
Halbleiterwafer 4 wird von der ersten Transfereinheit 13
empfangen und zur zweiten Transfereinheit 15 transfe
riert.
Die zweite Transfereinheit 15 weist ein Waferhalteglied
19 auf, um den Halbleiterwafer 4 zu halten und ferner
weist die Einheit 15 ein Schraubstange 20 auf, die zur
Vertikalbewegung des Waferhalteglieds 19 dient und das
von der ersten Transfereinheit 13 transferierte Halblei
terwafer zum oberen Ring 5 transferiert.
Sodann wird der Wafer 4 dadurch poliert, daß man diesen
gegen das Poliertuch 7 am Drehtisch 3 drückt. Nachdem der
Poliervorgang vollendet ist, wird der Halbleiterwafer 4
zu einer Position oberhalb einer Wafertragstation 21
transferiert, und zwar durch den oberen Ring 5, der sich
integral mit dem oberen Ringkopf 8 entlang der Führungs
schienen 9 bewegt. Der Halbleiterwafer 9 wird von dem
oberen Ring 5 entfernt und auf der Wafertragstation 21
plaziert.
Die den Polierabschnitt 2 von dem Reinigungsabschnitt 30
trennende Unterteilungswand 22 besitzt eine Öffnung 22a.
Ein Verschluß 23 ist an der Öffnung 22a angeordnet, um
als ein Tor für die Öffnung 22a zu wirken. Ein Inverter
oder eine Umwendvorrichtung 24 ist benachbart zu der Un
terteilungswand 22 angeordnet. Der Inverter 24 weist eine
Inverterwelle 25 auf, ferner einen Inverterbetätiger 26
und einen Inverterarm 27. Der Arm 27 wird durch den
Betätiger 26 durch die Inverterwelle 25 verdreht.
Wenn der Verschluß 23 offen ist, so dreht sich der
Inverterarm 27 und hält den Halbleiterwafer 4 plaziert
auf der Wafertragstation 21 durch Vakuumansaugen, und der
Halbleiterwafer 4 wird invertiert während er zu der
Reinigungsstation 20 transportiert wird und zwar durch
die Umkehrbewegung des Inverterarms 27 durch die Öffnung
22a.
Der Reinigungsabschnitt 30 weist eine erste Stufe
besitzende Reinigungseinheit 31 auf, um eine Primärreini
gung des polierten Halbleiterwafers 4 auszuführen und
ferner weist der Reinigungsabschnitt 30 eine zweite Stufe
einer Reinigungseinheit 40 auf, um eine sekundäre
Reinigung des Halbleiterwafers 4 auszuführen. Die erste-
Stufe-Reinigungseinheit 31 weist folgendes auf: eine
Vielzahl von Rollen 32 zum Halten des Außenumfangs des
Halbleiterwafers 4 und zum Drehen des Halbleiterwafers 4;
eine Schwammrolle oder eine Schwammwalze 33 zum Schrubben
des Halbleiterwafers 4, und eine Reinigungslösungsmittel
versorgungsleitung 34 zum Liefern von Reinigungslösungs
mitteln wie beispielsweise Wasser zu dem Halbleiterwafer
4. Während der Halbleiterwafer 4 durch die Rollen 32 ge
halten ist, wird der Halbleiterwafer 4 durch die Rollen
32 angetrieben durch einen (nicht gezeigten) Motor
gedreht. Der primäre Reinigungsprozeß wird ausgeführt
während die Schwammrolle 33 gegen den Halbleiterwafer 4
gedrückt wird, während Reinigungslösungsmittel an den
Halbleiter von dem Halbleiterlösungsmittelversorgungsrohr
34 geliefert wird. Der der primären Reinigung unterwor
fene Halbleiterwafer 4 wird zu der zweiten Stufe-Reini
gungseinheit 40 durch eine dritte Transfereinheit 35
transferiert oder transportiert.
Die dritte Transfereinheit 35 weist eine Waferhaltesta
tion 36 auf, einen Waferhalteglied 37 oberhalb der
Waferhaltestation 36, einen Motor 38 zum Drehen der
Waferhaltestation 36 und eine Schraubenstange 39 zur Be
wegung der Waferhaltestation 36 in Vertikalrichtung. Das
Waferhalteglied 37 bewegt sich in horizontaler Richtung
angedeutet durch einen Pfeil in Fig. 1 und sieht die
Handhabung des Halbleiterwafers 4 vor, der weg von der
Waferhaltestation 36 positioniert ist. Nach dem Empfang
des Halbleiterwafers 4, der der primären Reinigung
unterworfen war, sieht die dritte Transfereinheit 35, das
Waferhalteglied 37 zurück und bewegt den Halbleiterwafer
4 zu einer Position oberhalb der Waferhaltestation 36.
Sodann senkt die dritte Transfereinheit 35 die Waferhal
testation 36 ab, während die Waferhaltestation 36 gedreht
wird und transferiert den Halbleiterwafer 4 zu der
zweite-Stufe-Reinigungseinheit 40 durch erneutes Ausfah
ren des Waferhalteglieds 37.
Eine zweite-Stufe-Reinigungeinheit 40 weist eine Wafer
haltestation 41 auf und ferner einen Motor 42 zum Drehen
der Waferhaltestation 41, einen Reinigungsschwamm 43 zum
Schrubben des Halbleiterwafers 4 und ein Reinigungslö
sungsmittelversorgungsrohr 44 zum Liefern von Reinigungs
lösungsmittel wie beispielsweise Wasser an den Halblei
terwafer 4. Der Wafer 4 wird auf der Waferhaltestation 41
gereinigt und zwar durch Lieferung von Reinigungslösungs
mittel an den Halbleiterwafer 4 von dem Reinigungslö
sungsmittelversorgungsrohr 44 und durch Drücken des
Reinigungsschwamms 43 gegen den Halbleiterwafer 4.
Nachdem der Reinigungsprozeß vollendet ist, wird der
Schwamm 43 zurückgezogen, die Wasserversorgung wird
gestoppt und der Halbleiterwafer 4 wird durch schnelles
Drehen der Waferhaltestation 41 mit hoher Geschwindigkeit
durch den Motor 42 getrocknet.
Nachdem der sekundäre Reinigungsvorgang und das
Drehtrocknen vollendet sind, wird der Halbleiterwafer 4
wiederum durch das Waferhalteglied 37 der dritten
Transfereinheit 35 aufgenommen und wird zu einer Position
oberhalb der Waferhaltestation 36 bewegt. Die Waferhalte
station 36 wird während ihrer Drehung angehoben und das
Waferhalteglied 37 wird ausgefahren, um den polierten,
gereinigten und getrockneten Halbleiterwafer in der
Kassette 45 aufzubewahren.
Der Polierabschnitt 2 und der Reinigungsabschnitt 30 sind
jeweils mit Auslaßkanälen 46 bzw. 47 ausgestattet, um Um
gebungsluft im Polierabschnitt 2 und Reinigungsabschnitt
30 gesondert und unabhängig auszustoßen.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Poliervorrichtung
gemäß den Fig. 1 und 2 erläutert.
Ein Halbleiterwafer 4 wird aus der Kassette 17 entnommen
und an der Kassettenstation 16 angeordnet, und zwar
mittels eines Zungengliedes 13a der ersten Transferein
heit 13, sodann erfolgt der Transfer zu dem Inverter 14.
Der Halbleiterwafer 4 wird durch den Inverter 14 inver
tiert oder umgedreht, so daß die zu polierende Oberfläche
nach unten weist, wobei der Halbleiterwafer von der
ersten Transferteinheit 13 aufgenommen wird und auf das
Waferhalteglied 19 der zweiten Transfereinheit 15
übertragen oder transferiert wird.
Als nächstes bewegt sich der obere Ringkopf 8 entlang der
Führungsschiene 9, so daß das Element oder der obere Ring
5 oberhalb des Waferhalteglieds 19 der zweiten Transfer
einheit 15 angeordnet ist. Das Waferhalteglied 19 wird
sodann angehoben, um den Halbleiterwafer 4, der darauf
gehalten ist, zu dem oberen Ring 5 zu übertragen.
Der obere Ring 5 hält den Halbleiterwafer 4 und bewegt
sich zu einer Polierposition oberhalb des Drehtisches 5.
Der Drehtisch 3 und der obere Ring 5 werden in Rotation
versetzt und die Abriebsaufschlemmung, die das Abriebsma
terial enthält wird von der Düse 10 zur Oberseite des Ab
riebstuchs oder Poliertuchs 7 auf dem Drehtisch 3
geliefert. Der obere Ring 5 wird abgesenkt und drückt den
Halbleiterwafer 4 gegen das Poliertuch 7, wodurch das
Halbleiterwafer 4 poliert wird.
Nachdem der Poliervorgang vollendet ist, bewegt sich der
obere Ringkopf 8 entlang der Führungsschienen 9 und der
das Halbleiterwafer 4 haltende obere Ring 5 ist direkt
oberhalb der Wafertragstation 21 positioniert. Sodann
wird der Halbleiterwafer 4 vom oberen Ring 5 entfernt und
an der Wafertragstation 21 plaziert. Nunmehr bewegt sich
der obere Ring 5 zu der zweiten Transfereinheit 15 hin,
um den nächsten Poliervorgang eines weiteren Halbleiter
wafers auszuführen.
Wenn der polierte Halbleiterwafer 4 auf der Wafertragsta
tion 21 angeordnet ist, so wird der Verschluß 23 geöffnet
und der Invertierarm 27 des Inverters 24 wird verdreht
und oberhalb des Halbleiterwafers 4 positioniert, um den
Halbleiterwafer 4 durch Vakuumansaugung aufzunehmen. Der
Halbleiterwafer 4 wird sodann durch die umgekehrte
Drehung des Armes 27 umgedreht und zu der erste-Stufe-
Reinigungseinheit 31 transferiert. Zu dieser Zeit ist die
Öffnung 22a der Unterteilungswand 22 in einer Öffnungspo
sition, um zu gestatten, daß der den Halbleiterwafer 4
haltende Arm 27 hindurchlaufen kann. Wenn der Halbleiter
wafer 4 und der Arm 27 durch die Öffnung 22a gelaufen
sind und vollständig in den Reinigungsabschnitt 30 bewegt
sind, so wird die Öffnung 22a durch Schließen des
Verschlusses 23 geschlossen.
Nachdem der Halbleiterwafer zu der erste-Stufe-Reini
gungseinheit 31 durch den Arm 27 transferiert wurde,
zieht sich der Arm 27 nach unten zurück. In der erste-
Stufe-Reinigungs-Einheit 31 wird der Halbleiterwafer
durch die Rollen 32 gehalten und durch die Rollen 32 ver
dreht. Die Primärreinigung wird ausgeführt durch Rotation
des Halbleiterwafers 4 und durch Pressen der Schwammrolle
33 gegen den Halbleiterwafer 4 während Reinigungslösungs
mittel von dem Reinigungslösungsversorgungsrohr 34 zu dem
Halbleiterwafer 4 geliefert wird.
Der der primären Reinigung ausgesetzte Halbleiterwafer 4
wird durch die dritte Transfereinheit 35 empfangen. Nach
dem Empfang des Halbleiterwafer 4 zieht die dritte
Transfereinheit 35 das Waferhalteglied 37 zurück, um den
Halbleiterwafer 4 oberhalb der Waferhaltestation 36 zu
positionieren. Sodann wird die Waferhaltestation 36
abgesenkt, während sie gedreht wird und der Halbleiterwa
fer 4 wird zu der zweiten-Stufe-Reinigungseinheit 40 da
durch transferiert, daß das Waferhalteglied 37 wieder
ausgefahren wird.
In der zweiten-Stufe-Reinigungseinheit 40 wird das
Halbleiterwafer 4 durch die Waferhaltestation 41 gedreht
und dadurch gereinigt, daß an den Reinigungsschwamm 43
gegen den Halbleiterwafer 4 drückt, während von dem
Reinigungslösungsmittelversorgungsrohr 44 Reinigungslö
sungsmittel an den Halbleiterwafer 4 geliefert werden.
Nachdem die Sekundärreinigung vollendet ist, wird der
Reinigungsschwamm 43 zurückgezogen, die Wasserversorgung
wird gestoppt und die Drehgeschwindigkeit bzw. die
Drehzahl des Motors 42 wird erhöht, um die Waferhaltesta
tion 41 mit einer hohen Drehzahl zu drehen, wodurch die
Drehtrocknung des Halbleiterwafers 4 bewirkt wird.
Der der sekundären Reinigung und der Trocknung ausgesetzte
Halbleiterwafer 4 wird wiederum aufgenommen durch das Wa
ferhalteglied 37 der dritten Transfereinheit 35. Nachdem
der Halbleiterwafer 4 zu einer Position oberhalb der Wa
ferhaltestation 36 bewegt wurde, wird die Waferhaltesta
tion 36 angehoben während sie gedreht wird und das
Waferhalteglied 37 wird ausgefahren, um den Halbleiterwa
fer 4 in die Kassette 45 zu transferieren.
Bei dem oben beschriebenen Polierverfahren wird der
Eintritt von Nebel aus der Abriebsaufschlemmung und
abgeschliffenen Teilchen des Halbleiterwafers vom
Polierabschnitt 2 in den Reinigungsabschnitt 30 in
effektiver Weise durch die zwischen dem Polierabschnitt 2
der Reinigungsstation 30 angeordnete Unterteilungswand 22
verhindert. Zusätzlich zu diesem strukturellen Merkmal
der Poliervorrichtung sind gesonderte Ausstoßsysteme vor
gesehen und zwar einschließlich der Ausstoßleitungen 46
und 47, um die Verunreinigung des Reinigungsabschnitts 30
zu verhindern. Dadurch, daß man den Innendruck des
Polierabschnitts 2 niedriger hält als den Druck in dem
Reinigungsabschnitt 30, ist es möglich, den an der
Unterteilungswand 22 vorgesehenen Verschluß wegzulassen.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist es
möglich, da der Polierabschnitt 2 und der Reinigungsab
schnitt 30 in der Gehäuseinheit 1 untergebracht sind und
zwar mit den Seitenwänden, der oberen Wand und der
unteren Wand, sowie getrennt voneinander durch die
Unterteilungswand 22, die Poliervorrichtung in einem
Reinraum zu installieren, und es ist ferner möglich, den
Halbleiterwafer 4 zu polieren und zu reinigen ohne die
Reinraumatmosphäre durch Nebel und Staubteilchen erzeugt
während des Polierens und des Reinigens zu verunreinigen.
Ferner kann ein regulärer Waferträger im Reinraum
verwendet werden, um die polierten, gereinigten und
getrockneten Halbleiterwafer zu der nächsten Verarbei
tungsstation zu transferieren.
Da ferner der Polierabschnitt 2 und der Reinigungsab
schnitt 30 durch die Unterteilungswand 22 mit dem
Verschluß 23 getrennt sind und gesonderte Ausstoß- oder
Absaugsysteme einschließlich der Leitungen 46 und 47 für
jeden Polierabschnitt 2 und Reinigungsabschnitt 30
vorgesehen sind, wird verhindert, daß der Nebel aus
Abriebsaufschlemmung und abgeschliffenen Teilchen des
Halbleiterwafers aus dem Polierabschnitt 2 in den
Reinigungsabschnitt 30 eintritt.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3-8 eine
Poliervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Poliervor
richtung 50, die in einem Reinraum installiert ist. Eine
Wand 53 mit einer Seitenwand 53A unterteilt den Reinraum
in eine Arbeitszone 54 mit einem hohen Ausmaß an Reinheit
und eine Nutzzone 55 mit einem niedrigen Ausmaß an
Reinheit. Die Seitenwand 53A ist mit einer Kassettenlie
fer- oder Zuführöffnung 51 und einer Betätigertafel 52
versehen. Die Poliervorrichtung 50 ist eine umschlossene
Struktur und zwar durch eine Gehäuseeinheit, die Seiten
wände 53A, 53B und eine Decke 53C aufweist und einen
Lade/Entladeabschnitt enthält zur Lieferung einer
Kassette, die eine Vielzahl von Halbleiterwafern spei
chert, wobei ferner ein Transferabschnitt zum Transfer
der Halbleiterwafer vorgesehen ist, ein Polierabschnitt
zum Polieren der Halbleiterwafer, eine Reinigungseinheit
zum Reinigen der Halbleiterwafer, die poliert wurden und
schließlich mit einer Steuereinheit zur Steuerung des Be
triebs der gesamten Vorrichtung. Alle diese Einheiten
sind auf einer gemeinsamen Basis angebracht. Die gesamte
Struktur der Poliervorrichtung ist durch die Seitenwände
53A, 53B und die Decke 53C umschlossen und somit in der
Form eines Kastens.
Fig. 4A zeigt das Innere der Poliervorrichtung 50. Obwohl
der Polierabschnitt 56 und alle anderen Abschnitte wie
Lade/Entladeabschnitt 57, Transferabschnitt 58, Reini
gungsabschnitt 59 und Steuerabschnitt 60 auf der gemein
samen Basis 62 installiert sind, ist nur die letzt
genannte Gruppe von Abschnitten vom Polierabschnitt 56
durch eine Unterteilungswand 61 isoliert oder getrennt.
Die Unterteilungswand 61 besitzt eine Öffnung 71, welche
den Hindurchtritt des Halbleiterwafers 4 gestattet.
Fig. 4B zeigt die Kassette 63 mit einer Vielzahl von
Speicher- oder Aufbewahrungsregalen 67, auf denen die
Halbleiterwafer 4 plaziert sind.
Wie man in Fig. 4A erkennt wird die von der Kassettenzu
führöffnung 51 (vgl. Fig. 3) eingesetzte Kassette 63 auf
einer Stufe 64 des Lade/Entladeabschnitts 57 plaziert und
die Anzahl der Halbleiterwafer 4 und die Position der
Speicherregale 67 werden mittels eines Sensors 65
detektiert und die Detektionsdaten werden in einem
Computer 68 im Steuerabschnitt 60 gespeichert. Nachdem
die obige Detektierung vollendet ist, nimmt ein Finger 70
eines Roboters 69 angeordnet am Transferabschnitt 58 ein
Halbleiterwafer 4 aus der Kassette 63 heraus und zwar ei
nen nach dem anderen.
Der aus der Kassette 63 herausgenommene Halbleiterwafer 4
wird zum Durchtritt durch die Öffnung 71 veranlaßt, wie
dies in Fig. 4A gezeigt ist, und zwar handelt es sich da
bei um die Öffnung 71 in der Unterteilungswand 61, wobei
der Halbleiterwafer 4 durch den Finger 70 des Roboters 69
gehalten wird. Der Halbleiterwafer 4 wird durch den
oberen Ring 5 in dem Polierabschnitt 56 gehalten. Der
durch den oberen Ring 5 gehaltene Halbleiterwafer 4 wird
dadurch poliert, daß man den Halbleiterwafer 4 gegen das
Abriebstuch 7 auf dem Drehtisch 3 drückt, wobei Abrie
baufschlemmung an das Abrieb- oder Poliertuch 7 geliefert
wird.
Der polierte Halbleiterwafer 4 wird durch den Roboter 69
zum Reinigungsabschnitt 59 transferiert, der eine
Reinigungseinheit 74 und eine Trockeneinheit 75 aufweist.
Nachdem das Reinigen des Halbleiterwafer 4 in der
Reinigungseinheit 74 vollendet ist, wird der Halbleiter
wafer 4 in der Trockeneinheit 75 getrocknet. Nachdem der
Halbleiterwafer 4 getrocknet ist, wird der Halbleiterwa
fer 4 von dem Reinigungsabschnitt 59 durch den Roboter 69
auf das Speicherregal 67 der Kassette 63 transferiert.
Durch die obigen Operationen wird eine Folge von Polier-
und Reinigungsvorgängen des Halbleiterwafers ausgeführt
und andere Halbleiterwafer 4 werden in der gleichen Art
und Weise verarbeitet. Wenn alle Halbleiterwafer 4 in der
Kassette 63 verarbeitet sind, dann wird die die polierten
und gereinigten Halbleiterwafer 4 enthaltene Kassette 63
mit einer anderen Kassette 63 ersetzt, die zu polierende
und zu reinigende Halbleiterwafer 4 enthält.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Inneren der Poliervor
richtung 50. Die Poliervorrichtung 50 ist durch die
Unterteilungswand 61 in einer erste Kammer 77 und eine
zweite Kammer 76 unterteilt. Der Polierabschnitt 56 ist
in der ersten Kammer 77 angeordnet und der La
de/Entladeabschnitt 57, der Transferabschnitt 58, der
Reinigungsabschnitt 59 und der Steuerabschnitt 60 sind in
der zweiten Kammer 76 angeordnet.
Innerhalb der ersten Kammer 77 ist ein Trog 88 vorgese
hen, und zwar um den Außenumfang des Drehtischs 3 herum,
um zu verhindern, daß Aufschlemmungen oder dergleichen
verstreut wird oder vielmehr im Trog gesammelt wird. Der
Trog 88 und eine sich vom Trog 88 horizontal erstreckende
Wand dienen zu Trennung der ersten Kammer 77 in eine
obere Kammer 77a und eine untere Kammer 77b. Wie man in
Fig. 5 erkennt, ist die obere Kammer 77a mit einer oberen
Leitung 79 versehen, die einen Dämpfer 80 aufweist und
die untere Kammer 77b mit einem unteren Kanal 81 mit ei
nem Dämpfer 82 versehen. Die Kanäle 79 und 81 sind in ei
nem Hauptkanal 93 vereinigt und zwar mit einer Auslaßöff
nung 83a verbunden mit einem Auslaßrohr 95 (vgl. Fig. 3),
welches sich von dem Reinraum in eine äußere Umgebung er
streckt.
Während des Poliervorgangs erzeugter Nebel wird von der
Auslaßöffnung 83a durch die Oberleitung 79 und die
Hauptleitung 83 ausgestoßen. Die von dem Antriebsriemen
des Antriebsabschnitts 64 für den Drehtisch 3 erzeugten
Staubteilchen werden von der Auslaßöffnung 83a durch den
unteren Kanal 81 und die Hauptleitung oder den Hauptkanal
83 ausgestoßen. Ferner werden die Nebel und Staubteilchen
aus der ersten Kammer 77 zu einer äußeren Umgebung durch
das Auslaßrohr 95 abgegeben. Die Unterteilungswand 61 ist
mit einer Öffnung 86 versehen und zwar gesondert von der
Öffnung 71. Bewegliche Verschließmittel oder Jalousien 85
sind an der Öffnung 86 vorgesehen, um die Öffnungsfläche
der Öffnung 86 einzustellen.
Die Einlaßluft wird in die obere Kammer 77a in der
folgenden Art und Weise eingeführt. Als erstes wird Luft
mit hoher Reinheit von der Arbeitszone 54 in die zweite
Kammer 76 durch die Waferzuführöffnung 51 eingeführt. Die
Luft läuft dann durch die Öffnung 71 der Unterteilungs
wand 61 und die Öffnung 86, deren Öffnungsfläche in
geeigneter Weise eingestellt wurde durch die Jalousien 85
und tritt dann in die obere Kammer 77a ein. Die Strö
mungsrate wird durch die Einstellung der Jalousien 85 und
das Ventil 80 reguliert.
Die Menge der die untere Kammer 77b verlassenden Staub
teilchen ist wesentlich kleiner als die Menge an Nebel
aus Abriebsaufschlemmung von der oberen Kammer 77. Daher
muß nur ein kleines Volumen an Luft von der unteren
Kammer 77b fließen und somit ist das Öffnungsausmaß des
Ventils 82 klein, um so einen geringfügig negativen Druck
in der unteren Kammer 77b zu erzeugen. Eine kleine
Luftmenge entsprechend der ausgestoßenen Luftmenge wird
an die untere Kammer 77b geliefert, und zwar durch einen
kleinen Zwischenraum zwischen den baulichen Gliedern.
Die Reinigungseinheit 74 und die Trocknungseinheit 75 an
geordnet im Reinigungsabschnitt 59 in der zweiten Kammer
76 sind mit entsprechenden Auslaßleitungen 87a und 87b
versehen, die Einstellventile 88′ bzw. 89 besitzen. Die
Leitungen 87a und 87b sind in eine Hauptleitung 90
vereinigt, und zwar mit einer Auslaßöffnung 90a verbunden
mit dem Auslaßrohr 95 (vgl. Fig. 3). Daher wird der von
der Reinigungseinheit 74 und der Trockeneinheit 75
erzeugte Nebel von der Auslaßöffnung 90a ausgestoßen, und
zwar durch die Leitungen 87a und 87b und die Hauptleitung
90 und die Abgabe erfolgt an eine Außenumgebung durch das
Auslaßrohr 95. Die Eingangsluft entsprechend der Aus
gangsluft wird von der gemeinsamen Quelle von Nachfülluft
an die zweite Kammer 76 geliefert und zwar durch die Wa
ferzuführöffnung 51 und die Strömungsrate wird durch die
Ventile 88 und 89 eingestellt.
Ein Verschluß ist an der Öffnung 71 der Unterteilungswand
61 vorgesehen und wird hauptsächlich für die Zwecke der
Wartung verwendet. Wenn die erste Kammer 77 zur Zeit der
Wartung offen ist, so wird der Verschluß 91 geschlossen,
so daß der Staub nicht aus der ersten Kammer 77 in die
zweite Kammer 76 durch die Öffnung 71 fließt.
Es ist hier möglich, anstelle der beweglichen Jalousien
85 die Öffnung 86 derart anzuordnen, daß die Öffnungsflä
che der Öffnung 86 eingestellt werden kann, und ein
Verschluß kann vorgesehen sein, um die Öffnung 86 zu öff
nen und zu schließen. Ebenfalls können anstelle eines
Verschlußes Schließmittel wie beispielsweise eine Tür
verwendet werden.
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdraufsicht der Poliervor
richtung 50. Im Inneren der kastenförmigen Poliervorrich
tung 50 sind der Polierabschnitt 56, der Reinigungsab
schnitt 59, der Transferabschnitt 58 und der Steuerab
schnitt 60 und dergleichen vorgesehen. Man erkennt, daß
der Polierabschnitt 56 an der Innenseite angeordnet ist
und zwar weg von der Arbeitszone 54.
Das Muster der Luftströmung durch die Poliervorrichtung
50 wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben.
Die Luft in jeder Kammer, der ersten Kammer 77, die nur
den Polierabschnitt 56 enthält und der zweiten Kammer 76,
die den Reinigungsabschnitt und andere Abschnitte
enthält, wird gesondert und unabhängig abgegeben oder
ausgestoßen, so daß die entsprechenden Innendrücke von
hoch auf niedrig abnehmen und zwar in der Reihenfolge
von: Arbeitszone 54 des Reinraums, der zweiten Kammer 76
und der ersten Kammer 77. Die Luft von den ersten und
zweiten Kammern 76 und 77 wird durch die Hauptleitungen
83 und 90 wie in Fig. 7 gezeigt, ausgestoßen. Die
Reinluft von der Arbeitszone 54 tritt in die zweite
Kammer 76 mit dem Reinigungsabschnitt 59 und anderen, ein
und ein Teil der Luft fließt zu der Hauptleitung 90 in
der zweiten Kammer 76. Der andere Teil, der in die zweite
Kammer 76 eintretenden Reinluft läuft durch die Öffnung
71 der Unterteilungswand 61 und tritt in die erste Kammer
77 ein, die nur den Polierabschnitt 56 aufweist und
sodann fließt die Luft zu der Leitung 83. Die Strömungs
muster des Reinluftstroms sind durch die Pfeile in Fig. 7
dargestellt.
Da die Luft von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite
geleitet wird und ausgestoßen wird, um einen Druckgra
dienten aufrecht zu erhalten und zwar in der Reihenfolge
des Reinraums, der zweiten Kammer 76 und der ersten
Kammer 77, tritt keine Gegenströmung auf. Man versteht,
daß Nebel und Staubteilchen erzeugt im Polierabschnitt 56
nicht in die Reinraumzone fließen und es besteht keine
Verunreinigung der Reinigungsvorrichtungen, da die hoch
verunreinigte Umgebungsluft nicht von der ersten Kammer 77
zur zweiten Kammer 76 fließt.
Ferner wird das Ausstoßen und das Einziehen der Umge
bungsluft der Kammern und die Innendrücke der Kammern in
der Poliervorrichtung 50 gesteuert und zwar durch
Steuerung der Jalousien 85 an der Öffnung 86 und der Ven
tile 80, 82, 88 und 89 an den Kanälen 83 und 90. Daher kann
der Luftstrom in geeigneter Weise mit einer minimalen An
zahl von Steuervorrichtungen gesteuert werden.
Es sei bemerkt, daß die einfache Form der Unterteilung
der Innenstruktur der Poliervorrichtung 50 dazu führt,
die Richtung des Luftstroms in der Poliervorrichtung
festzulegen und somit die Konstruktion der Poliervorrich
tung einfach zu machen, was zu einem einfachen Aufbau des
Auslaßkanalsystems führt. Die vereinfachte Konstruktion
sieht einen hohen Ausstoßwirkungsgrad vor, da der
Druckabfall, der durch Biegungen und lange Auslaßdurch
lässe oder eine komplizierte Unterteilung des Inneren der
Poliervorrichtung hervorgerufen werden kann, verhindert
wird.
Als nächstes sei die Bewegung der Halbleiterwafer
innerhalb der Poliervorrichtung 50 unter Bezugnahme auf
Fig. 8 beschrieben.
Die Halbleiterwafer von der Arbeitszone 54 werden in die
Poliervorrichtung 50 gebracht und laufen dann durch die
zweite Kammer 76 mit dem Reinigungsabschnitt 59 und
anderen und erreichen schließlich die erste Kammer 77 mit
dem Polierabschnitt 56, um poliert zu werden. Das
Polieren wird ausgeführt unter Verwendung eines Abrieb
mittels oder einer Abriebaufschlemmung und daher werden
die polierten Halbleiterwafer mit restlichem Abriebauf
schlemmittel verunreinigt. Die polierten Halbleiterwafer
werden von der ersten Kammer 77 zu einer Reinigungsvor
richtung 59a in der zweiten Kammer 76 transferiert. Die
gereinigten Halbleiterwafer werden zu einer Reinigungs
vorrichtung 59b transferiert, um das Einheitsausmaß
weiter zu steigern. Die Reinigungseinheit 74 weist die
Reinigungsvorrichtungen 59a und 59b auf. Die gereinigten
Halbleiterwafer werden in der Reinigungsvorrichtung 59b
getrocknet und sodann zu der Arbeitszone 54 übertragen.
Die Bewegung der Halbleiterwafer ist durch die Pfeile in
Fig. 8 gezeigt.
Wie in den Fig. 7 und 8 gezeigt, erfolgt die Bewegung
der Halbleiterwafer, die gereinigt sind und von der
Poliervorrichtung abgegeben werden, entgegen der Luft
strömung, daher erfolgt die Übertragung des Halbleiterwa
fers in das Reinigungsgebiet in der Richtung eines
höheren Reinheitsausmaßes, wodurch die Verunreinigung der
Halbleiterwafer während des Transferschrittes verhindert
wird.
Um die obige Wirkung zu erzielen seien die folgenden Be
trachtungen hinsichtlich der Anordnung der Halbleiterwa
ferreinigungsvorrichtungen berücksichtigt. Wenn eine
Vielzahl von Reinigungsvorrichtungen verwendet werden
soll, so werden die Reinigungsvorrichtungen mit einem
fortlaufend höherem Ausmaß an Reinheit in der Gegenrich
tung zum reinen Luftstrom angeordnet. Anders ausgedrückt
gilt folgendes: wenn das Reinheitsausmaß eines durch eine
Reinigungsvorrichtung vorgesehenen Halbleiterwafers höher
liegt, so sollte die Vorrichtung an einer weiter stromab
wärts gelegenen Seite des Luftstroms positioniert sein.
In Fig. 8 ist dies dargestellt durch die Positionierung
der Reinigungsvorrichtung 59a, 59b. Wenn das Reinheitsaus
maß des Halbleiterwafers in der Reinigungsvorrichtung 59b
höher ist als das in der Reinigungsvorrichtung 59a, so
wird die Reinigungsvorrichtung 59b an der stromaufwärts
gelegenen Seite der Reinigungsvorrichtung 59a angeordnet.
Das gleiche Prinzip gilt für die Halbleiterwafer in
Transit, d. h. die Halbleiterwafer, die sich zwischen der
Vielzahl von Reinigungsvorrichtungen bewegen.
Die Poliervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbei
spiel der Erfindung hat die folgenden Vorteile:
- (1) Der Reinraum und der Reinigungsabschnitt 59 sind nicht mit Verunreinigungen verunreinigt, die in dem Polierabschnitt 56 erzeugt werden.
- (2) Die polierten und gereinigten Halbleiterwafer oder die Antriebskomponenten wie beispielsweise Motore oder Leistungsgetriebeglieder werden nicht verunrei nigt mit Verunreinigungen wie beispielsweise Staub teilchen und Nebel erzeugt in dein Polierverfahren.
- (3) Die Steuerung der Luftströmung in jeder Kammer kann durch eine minimale Anzahl von Steuervorrichtungen erreicht werden.
- (4) Die Richtung des Luftstroms ist festgelegt und die Konstruktion des Ausstoßsystems wird vereinfacht.
- (5) Der Druckverlust wird minimiert und eine hohe Ausstoßeffizienz wird erreicht.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 eine
Poliervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben.
Die Poliervorrichtung der Fig. 9 und 10 ist identisch zur
Poliervorrichtung gemäß den Fig. 3-5 mit der Ausnahme,
daß eine Filtereinheit 100 an der Decke 53C vorgesehen
ist. Diejenigen Teile gemäß den Fig. 9 und 10, die
identisch zu denjenigen der Fig. 3-5 sind, werden durch
identische Bezugszeichen bezeichnet und werden im
folgenden nicht mehr im einzelnen beschrieben.
Wie Fig. 9 zeigt, befindet sich oberhalb der Decke 53C
eine Filtereinheit 100 zum Zirkulieren von Reinluft durch
die zweite Kammer 76, welche den Lade/Entladeabschnitt
57, den Transferabschnitt 58 und den Reinigungsabschnitt
59 enthält.
Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Inneren der Poliervor
richtung 50. Die Poliervorrichtung 50 ist die durch die
Unterteilungswand 61 in eine erste Kammer 77 mit dem Po
lierabschnitt 56 und eine zweite Kammer 76 unterteilt,
welch letztere den Lade/Entladeabschnitt 57, den Trans
ferabschnitt 58, den Reinigungsabschnitt 59 und den
Steuerabschnitt 60 besitzt.
Wie in Fig. 10 gezeigt, besitzt die Filtereinheit 100 ei
nen Ventilator 101, einen Filter 102 mit einer 0,1
Mikrometer Filterkapazität und zwar angeordnet an der
Austrittsseite des Ventilators 101 und einen chemischen
Filter 103 zum Herausfiltern schädlicher Gase und zwar
angeordnet an der Einlaßseite des Ventilators 101. Die
vom Filter 102 abgegebene gereinigte Luft wird nach unten
in das allgemeine Gebiet geblasen über den Bewegungsbe
reich des Robotors 69 und in ein Gebiet, welches die Rei
nigungseinheit 74 und die Trockeneinheit 75 enthält, d. h.
über das Gebiet der Bewegung der Halbleiterwafer. Die Ge
schwindigkeit der Luftströmung liegt im Bereich von 0,3
bis 0,4 m/s, um so effektiv zu sein hinsichtlich der Ver
hinderung einer Querverunreinigung von benachbart
angeordneten Halbleiterwafern. Ein Teil der in die obigen
Gebiete geblasenen Luft strömt in die erste Kammer 77 und
die entsprechenden Öffnungen der Reinigungseinheit 74 und
der Trockeneinheit 75, der größte Teil der Luft steigt
aber zum Boden der Poliervorrichtung 50 hinab.
Der Boden ist mit einem kastenförmigen Kanal oder
Kanalkopf 104 versehen und zwar mit einer flachen
Oberfläche. Der Kanal oder Kanalkopf 104 besitzt eine An
zahl von Öffnungen 105, deren jede Verschlußmittel oder
eine Jalousie 106 aufweist und zwar zur Einstellung der
Öffnungsfläche der Öffnung 105. Der Kanalkopf 104 ist mit
der Filtereinheit 100 durch eine Kanalleitung oder ein
Kanalrohr 107 verbunden. Die Luft, die zum Boden herabge
stiegen ist, läuft durch die Öffnung 105 und strömt in
den Kanalkopf 104 und wird in den chemischen Filter 103
durch das Kanalrohr 107 eingeführt.
Daher werden die schädlichen Gase von den nassen Halblei
terwafern 17 und die Flüssigkeitstropfen, die an dem Fin
ger 20 des Robotors 19 anhaften und Spuren von Abrieb
saufschlemmung enthalten, zusammen mit der hinabsteigen
den Luftströmung durch den chemischen Filter 103 ent
fernt. Das Abriebsmaterial und die abgeschliffenen
Teilchen des Halbleiterwafers, die mit dem Reinigungslö
sungsmittel herabgetropft sein können und am Boden
getrocknet sind, werden daran gehindert durch die
herabsteigende Luft zerstreut zu werden und ein Teil der
Teilchen wird durch den Filter 102 entfernt.
Ergänzungsluft oder Nachfülluft wird hauptsächlich von
den Luftversorgungsöffnungen 111 geliefert, deren jede
Verschlußmittel oder Jalousie 110 aufweist und zwar
angeordnet an der Filtereinheit 100. Eine kleine Luft
menge wird von der Kassettenöffnung 51 geliefert. Die Ab
stiegsgeschwindigkeit der Luft in der zweiten Kammer 76
kann dadurch eingestellt werden, daß man die Jalousien
oder Öffnungsmittel 106 des Kanalkopfes 104 und auch die
Öffnungsmittel 110 der Luftversorgungsöffnungen 100 für
die Nachfülluft, einstellt.
Fig. 11 zeigt eine modifizierte Ausführung des dritten
Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 9 und 10.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Filtereinheit 100
entfernt und die Decke der zweiten Kammer 76 ist eben
falls entfernt. Ein Auslaß- oder Ausstoßventilator 112
ist an der Bodenoberfläche des Kanalkopfes 104 vorgese
hen. Diese Art einer Vorrichtung kann in dem Fall
verwendet werden, wo keine Erzeugung schädlicher Gase aus
der Abriebsaufschlemmung vorliegt und die Poliervorrich
tung in einem Reinraum relativ hoher Reinheit installiert
ist. Es ist möglich, nur die herabströmende Umgebungsluft
innerhalb des Reinraums zu verwenden. Die abwärts
strömende Luft wird an einer Außenumgebung der Poliervor
richtung 50 durch den Auslaßventilator 112 abgegeben. In
diesem Ausführungsbeispiel ist auch die Basis der zweiten
Kammer 76 mit zahlreichen Bodenöffnungen 105 versehen,
und zwar über bzw. zusätzlich zu dem Kanalkopf 104 und
die Umgebungsluft wird durch den Ausstoßventilator 112
durch den Kanalkopf 104 ausgestoßen.
Der Kanalkopf 104 muß nicht notwendigerweise eine flache
Rohrform besitzen, sondern es können auch Rohre mit
anderer Gestalt verwendet werden, solange sie nur in der
Lage sind, den nach unten gerichteten Fluß an Umgebungs
luft aufzusammeln. Auch hängen die Betriebsparameter der
Vorrichtung, wie beispielsweise die Filterfähigkeit und
die Notwendigkeit eines chemischen Filters von einem spe
ziellen Reinheitsausmaß im Reinraum ab und von der Art
der Abriebsaufschlemmung, die in dem Poliervorgang
verwendet werden soll.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Fig. 9-11 wird
die Teilchenverunreinigung der Halbleiterwafer, die
poliert und gereinigt wurden in der Poliervorrichtung er
reicht und die Entfernung schädlicher Gase. Daher kann
die Poliervorrichtung in dem Reinraum installiert werden,
wodurch die Einschränkungen hinsichtlich der Produktions
bedingungen beseitigt werden, etwa hinsichtlich der Arten
von verwendbarer Abriebsaufschlemmung und es ergibt sich
ein höher Grad an Freiheit hinsichtlich der Anordnung des
Poliervorgangs zum Zwecke der Handhabung unterschiedli
cher Arten von Oberflächenschichten von Halbleiterwafern
bei der Erzeugung einer großen Verschiedenheit von
Halbleitervorrichtungen.
Die erfindungsgemäße Poliervorrichtung kann unterschied
liche Werkstücke verarbeiten, einschließlich Halbleiter
wafern, Glassubstraten, und dergleichen.
In den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen der Fig.
3-11 können auch die integral vorgesehene Ladestation und
Entladestation unabhängig voneinander vorgesehen sein.
Bei der erfindungsgemäßen Poliervorrichtung wird ein
Halbleiterwafer in dem Polierabschnitt poliert, der
polierte Halbleiterwafer wird vom Polierabschnitt zum
Reinigungsabschnitt transferiert und der Halbleiterwafer
wird gereinigt und getrocknet und zwar in dem Reinigungs
abschnitt. Daher wird der Halbleiterwafer von der
Poliervorrichtung in einem Zustand abgegeben, wo der
Halbleiterwafer sowohl sauber als auch trocken ist.
Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:
Eine Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche ei nes Werkstücks. Die Poliervorrichtung weist folgendes auf: eine Gehäuseeinheit, eine Unterteilungswand, welche das Innere der Gehäuseeinheit, die mindestens eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt. Ein Polierab schnitt angeordnet in der ersten Kammer und mit einem Drehtisch, mit einem Poliertuch, welches an der Oberseite des Drehtischs angebracht ist, und mit einem weiteren Element insbesondere einen oberen Ring positioniert oberhalb des Drehtischs, um das Werkstück zu tragen, wel ches poliert werden soll. Dabei wird das Werkstück gegen das Poliertuch gedrückt und es ist ein ferner ein Reinigungsabschnitt vorgesehen, und zwar inbesondere an geordnet in einer zweiten Kammer und zwar zum Reinigen des polierten Werkstücks. Die Poliervorrichtung weist ferner eine Poliervorrichtung auf, um das Werkstück, wel ches poliert wurde von dem Polierabschnitt zu dem Reinigungsabschnitt zu transferieren. Dazu ist insbeson dere eine Öffnung vorgesehen und ein Aufsatzglied ist ferner um Umgebungsluft von sowohl dem Polierabschnitt als auch dem Reinigungsabschnitt gesondert unabhängig ab zugeben.
Eine Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche ei nes Werkstücks. Die Poliervorrichtung weist folgendes auf: eine Gehäuseeinheit, eine Unterteilungswand, welche das Innere der Gehäuseeinheit, die mindestens eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt. Ein Polierab schnitt angeordnet in der ersten Kammer und mit einem Drehtisch, mit einem Poliertuch, welches an der Oberseite des Drehtischs angebracht ist, und mit einem weiteren Element insbesondere einen oberen Ring positioniert oberhalb des Drehtischs, um das Werkstück zu tragen, wel ches poliert werden soll. Dabei wird das Werkstück gegen das Poliertuch gedrückt und es ist ein ferner ein Reinigungsabschnitt vorgesehen, und zwar inbesondere an geordnet in einer zweiten Kammer und zwar zum Reinigen des polierten Werkstücks. Die Poliervorrichtung weist ferner eine Poliervorrichtung auf, um das Werkstück, wel ches poliert wurde von dem Polierabschnitt zu dem Reinigungsabschnitt zu transferieren. Dazu ist insbeson dere eine Öffnung vorgesehen und ein Aufsatzglied ist ferner um Umgebungsluft von sowohl dem Polierabschnitt als auch dem Reinigungsabschnitt gesondert unabhängig ab zugeben.
Claims (16)
1. Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines
Werkstücks, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Gehäuseeinheit;
eine Unterteilungswand, welche einen Innenraum der Gehäuseeinheit unterteilt und zwar in eine erste Kam mer und eine zweite Kammer, wobei die Unterteilungs wand eine erste Öffnung aufweist, um zu gestatten, daß das erwähnte Werkstück dahindurch läuft;
ein Polierabschnitt mit einem Drehtisch mit einem Po liertuch angebracht an der Oberseite davon und mit einem Element oder oberen Ring positioniert oberhalb des Drehtischs zum Tragen des Werkstücks, welches poliert werden soll und zum Pressen des Werkstücks gegen ein Poliertuch, wobei der Polierabschnitt in der ersten Kammer angeordnet ist;
ein Reinigungsabschnitt zum Reinigen des Werkstücks, das poliert wurde und wobei der Reinigungsabschnitt in der zweiten Kammer angeordnet ist;
eine Transfer- oder Transportvorrichtung zum Transfe rieren des polierten Werkstücks von dem Polierab schnitt zu dem Reinigungsabschnitt durch die erste Öffnung; und
Auslaßmittel zum Abgeben von Umgebungsluft von sowohl dem Polierabschnitt als auch dem Reinigungsabschnitt und zwar gesondert und unabhängig voneinander.
eine Gehäuseeinheit;
eine Unterteilungswand, welche einen Innenraum der Gehäuseeinheit unterteilt und zwar in eine erste Kam mer und eine zweite Kammer, wobei die Unterteilungs wand eine erste Öffnung aufweist, um zu gestatten, daß das erwähnte Werkstück dahindurch läuft;
ein Polierabschnitt mit einem Drehtisch mit einem Po liertuch angebracht an der Oberseite davon und mit einem Element oder oberen Ring positioniert oberhalb des Drehtischs zum Tragen des Werkstücks, welches poliert werden soll und zum Pressen des Werkstücks gegen ein Poliertuch, wobei der Polierabschnitt in der ersten Kammer angeordnet ist;
ein Reinigungsabschnitt zum Reinigen des Werkstücks, das poliert wurde und wobei der Reinigungsabschnitt in der zweiten Kammer angeordnet ist;
eine Transfer- oder Transportvorrichtung zum Transfe rieren des polierten Werkstücks von dem Polierab schnitt zu dem Reinigungsabschnitt durch die erste Öffnung; und
Auslaßmittel zum Abgeben von Umgebungsluft von sowohl dem Polierabschnitt als auch dem Reinigungsabschnitt und zwar gesondert und unabhängig voneinander.
2. Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Reini
gungsabschnitt eine Reinigungseinheit aufweist und
zwar zum Reinigen des Werkstücks, während Reinigungs
lösungsmittel geliefert wird und ferner mit einer
Trockeneinheit zum Trocknen des Werkstücks, welches
gereinigt wurde.
3. Poliervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei
ferner ein Verschluß vorgesehen ist zum Öffnen und
Schließen der ersten Öffnung der Unterteilungswand.
4. Poliervorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei fol
gendes vorgesehen ist:
ein Ladeabschluß zum Anordnen einer Kassette, die ei ne Vielzahl von Werkstücken enthält;
eine Entladeabschnitt zum Anordnen einer Kassette, die das Werkstück enthält, welches gereinigt wurde;
eine Transferabschnitt zum Herausnehmen eines Werkstücks aus der Kassette und zum Transferieren des Werkstücks; und
ein Steuerabschnitt zum Steuern des Betriebs der Po liervorrichtung;
wobei der Ladeabschnitt, der Entladeabschnitt und der Transferabschnitt und der Steuerabschnitt in der zweiten Kammer angeordnet sind.
ein Ladeabschluß zum Anordnen einer Kassette, die ei ne Vielzahl von Werkstücken enthält;
eine Entladeabschnitt zum Anordnen einer Kassette, die das Werkstück enthält, welches gereinigt wurde;
eine Transferabschnitt zum Herausnehmen eines Werkstücks aus der Kassette und zum Transferieren des Werkstücks; und
ein Steuerabschnitt zum Steuern des Betriebs der Po liervorrichtung;
wobei der Ladeabschnitt, der Entladeabschnitt und der Transferabschnitt und der Steuerabschnitt in der zweiten Kammer angeordnet sind.
5. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1,
wobei die Gehäuseeinheit eine Kassettenlieferöffnung
aufweist und zum Liefern der Kassette an den minde
stens ein Ladeabschnitt und den Entladeabschnitt.
6. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch l
dadurch gekennzeichnet, daß die Unterteilungswand
eine zweite Öffnung besitzt und Mittel zum Einstellen
der Umgebungsluftströmung an der zweiten Öffnung.
7. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1,
wobei ferner folgendes vorgesehen ist: eine um den
Drehtisch herum angeordnete Wand und zwar sich hori
zontal erstreckend und die erste Kammer in eine obere
Kammer und eine untere Kammer unterteilend; und
wobei die Abgabe- oder Ausstoßmittel erste Leitungs
mittel aufweisen und zwar einschließlich Leitungen,
die in Verbindung stehen mit der oberen bzw. der un
teren Kammer und die jeweils ein Ventil aufweisen,
und wobei ferner eine Hauptleitung oder ein Hauptka
nal vorgesehen ist, der mit den erwähnten Leitungen
oder Kanälen in Verbindung steht und ferner in Ver
bindung steht mit der Außenumgebung.
8. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 2,
wobei die Auslaßmittel zweite Kanal- oder Leitungs
mittel aufweisen und zwar einschließlich einer Lei
tung oder eines Kanals, der mit der Reinigungseinheit
in Verbindung steht und ein Ventil aufweist und mit
einem Hauptkanal oder eine Hauptleitung verbunden mit
dem erwähnten Kanal und in Verbindung stehend mit der
Außenumgebung.
9. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1,
wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Filtereinheit mit einem Ventilator und Filter mitteln angeordnet an einem Deckenabschnitt oberhalb der zweiten Kammer; und
dritte Leitungs- oder Kanalmittel zum Zirkulieren von Umgebungsluft in der zweiten Kammer durch die Filter einheit.
eine Filtereinheit mit einem Ventilator und Filter mitteln angeordnet an einem Deckenabschnitt oberhalb der zweiten Kammer; und
dritte Leitungs- oder Kanalmittel zum Zirkulieren von Umgebungsluft in der zweiten Kammer durch die Filter einheit.
10. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 9,
wobei die dritten Kanalmittel einen Kanalkopf aufwei
sen und zwar angeordnet an einem unteren Teil der
zweiten Kammer und mit einer Vielzahl von Öffnungen,
und wobei ein Kanal vorgesehen ist, der die Filter
einheit und den Kanalkopf verbindet, wobei schließ
lich Mittel vorgesehen sind zur Einstellung der Umge
bungsluftströmung an den Öffnungen des Kanalkopfes.
11. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit ein
chemisches Filter aufweist und zwar angeordnet an der
Umgebungslufteinlaßseite des Ventilators.
12. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßmittel eine
Luftströmung bilden, um so Innendrücke zu erzeugen,
welche von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert
abnehmen und zwar in der folgenden Ordnung: ein Rein
raum, in dem die Poliervorrichtung installiert ist,
die erwähnte zweite Kammer, und die erwähnte erste
Kammer.
13. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 12,
wobei das zu polierende Werkstück in die erste Kammer
durch die zweite Kammer eingeführt wird und wobei das
in der ersten Kammer polierte Werkstück von der er
sten Kammer in die zweite Kammer transferiert wird
und wobei das in der zweiten Kammer gereinigte Werk
stück von der zweiten Kammer zu dem Reinraum hin ab
gegeben wird.
14. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 12,
wobei der Reinigungsabschnitt eine Vielzahl von Rei
nigungsvorrichtungen aufweist und zwar vorgesehen mit
einem fortlaufend höheren Reinheitsausmaß des Werk
stücks, wobei diese Reinigungsvorrichtungen entgegen
der Strömungsrichtung des Luftflusses in der zweiten
Kammer angeordnet sind.
15. Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines
Werkstücks, wobei folgendes vorgesehen ist:
eine Gehäuseeinheit;
eine Unterteilungswand, welche das Innere der Gehäuseeinheit in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, wobei die Unterteilungswand eine erste Öffnung besitzt, um den Hindurchgang des erwähnten Werkstückes zu gestatten;
ein Polierabschnitt mit einem Drehtisch mit einem Po liertuch, angebracht an der Oberfläche davon und mit einem oberen Ring positioniert oberhalb des Dreh tischs zum Tragen des Werkstücks, welches poliert werden soll und zum Drücken des Werkstücks gegen das Poliertuch, wobei der Polierabschnitt in der ersten Kammer angeordnet ist;
ein Reinigungsabschnitt zum Reinigen des Werkstücks, das poliert wurde und wobei der Reinigungsabschnitt in der zweiten Kammer angeordnet ist;
eine Transfervorrichtung zum Transferieren des Werkstücks, welches poliert wurde von dem Polierab schnitt zu dem Reinigungsabschnitt durch die erste Öffnung; und
Auslaßmittel zum Auslassen der Umgebungsluft aus dem Polierabschnitt;
wobei der Reinigungsabschnitt eine Reinigungseinheit umfaßt zum Reinigen des Werkstücks während Reini gungslösungsmittel zugeführt wird und ferner mit ei ner Trockeneinheit zum Trocknen des Werkstücks, wel ches gereinigt wurde.
eine Gehäuseeinheit;
eine Unterteilungswand, welche das Innere der Gehäuseeinheit in eine erste und eine zweite Kammer unterteilt, wobei die Unterteilungswand eine erste Öffnung besitzt, um den Hindurchgang des erwähnten Werkstückes zu gestatten;
ein Polierabschnitt mit einem Drehtisch mit einem Po liertuch, angebracht an der Oberfläche davon und mit einem oberen Ring positioniert oberhalb des Dreh tischs zum Tragen des Werkstücks, welches poliert werden soll und zum Drücken des Werkstücks gegen das Poliertuch, wobei der Polierabschnitt in der ersten Kammer angeordnet ist;
ein Reinigungsabschnitt zum Reinigen des Werkstücks, das poliert wurde und wobei der Reinigungsabschnitt in der zweiten Kammer angeordnet ist;
eine Transfervorrichtung zum Transferieren des Werkstücks, welches poliert wurde von dem Polierab schnitt zu dem Reinigungsabschnitt durch die erste Öffnung; und
Auslaßmittel zum Auslassen der Umgebungsluft aus dem Polierabschnitt;
wobei der Reinigungsabschnitt eine Reinigungseinheit umfaßt zum Reinigen des Werkstücks während Reini gungslösungsmittel zugeführt wird und ferner mit ei ner Trockeneinheit zum Trocknen des Werkstücks, wel ches gereinigt wurde.
16. Poliervorrichtung nach einem oder mehreren der
vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 15,
wobei ferner folgendes vorgesehen sein: vierte Kanal
leitungsmittel einschließlich eines Kanal- oder Lei
tungskopfs angeordnet an einem unteren Teil der zwei
ten Kammer und mit einer Vielzahl von Öffnungen und
mit einem Auslaßventilator vorgesehen an dem Kanal
kopf zum Ausstoßen von Umgebungsluft in der zweiten
Kammer durch den Kanalkopf.
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