DE19804750A1

DE19804750A1 - Poliervorrichtung

Info

Publication number: DE19804750A1
Application number: DE19804750A
Authority: DE
Inventors: Takao Ing Inaba
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2018-02-07
Also published as: DE19804750C2; US5961378A; JPH10225863A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Poliervorrichtung, welche mit einer Polierscheibe bzw. einer Schwabbelscheibe versehen ist, welche ein zu polierendes Material poliert, und insbesonde re befaßt sich die Erfindung mit einer Poliervorrichtung, bei welcher sich die Polierscheiben bzw. Poliereinsätze einfach und schnell wechseln lassen.

Bei der Herstellung von Halbleiterchips, in denen Schaltungen auf einem Wafer als ein Halbleitermaterial ausgebildet sind, wird die Oberfläche des Halbleiterwafers poliert. Bei diesem Verfahren werden üblicherweise unterschiedliche Poliervorrich tungen eingesetzt, welche mit einer Polierscheibe bzw. einer Schwabbelscheibe versehen sind, welche auf einem Poliertisch festsitzt und den Halbleiterwafer poliert.

Wenn die Polierscheiben oder Poliereinsätze bei der vorstehend beschriebenen üblichen Poliervorrichtung auszuwechseln sind, muß die aufgebrauchte Polierscheibe bzw. der aufgebrauchte Polier satz von dem Poliertisch abgezogen werden, und hierbei wird Staub im Inneren der Vorrichtung zerstreut. Somit wird die Vor gehensweise kompliziert, da zusätzlich eine Reinigung erforder lich ist. Darüberhinaus muß während des Auswechselns der Polier scheiben bzw. der Poliereinsätze die Vorrichtung eine ganze Zeit über still stehen. Aus diesem Grunde ist es schwierig, die mit Hilfe der Vorrichtung zu polierende Anzahl von Halbleiterwafern größer zu machen.

Die Erfindung zielt darauf ab, unter Überwindung der zuvorge schilderten Schwierigkeiten eine Poliervorrichtung bereitzustel len, bei welcher sich die Polierscheiben bzw. die Schwabbel scheiben bzw. die Poliereinsätze einfach und schnell auswechseln lassen.

Hierzu wird nach der Erfindung eine Poliervorrichtung bereitge stellt, welche eine Polierscheiben-Tragplatte umfaßt, auf der eine Polierscheibe bzw. ein Poliereinsatz festsitzt, wobei die Polierscheiben-Tragplatte lösbar auf einem Poliertisch ange bracht ist. Die Polierscheiben bzw. Poliereinsätze werden da durch ausgewechselt, daß die Polierscheiben-Tragplatte durch eine andere ersetzt wird, auf welcher eine neue Polierscheibe bzw. ein neuer Poliereinsatz festsitzt. Nachdem die gelöste Po lierscheiben-Tragplatte zu einer Stelle von der Poliervorrich tung weg bewegt worden ist, wird dann die Polierscheibe bzw. der Poliereinsatz abgezogen, wodurch verhindert werden kann, daß Staub im Inneren der Vorrichtung zerstreut wird.

Wenn die Poliervorrichtung die Polierscheiben-Tragplatte umfaßt, kann es jedoch schwierig sein, die Polierscheiben-Tragplatte von dem Poliertisch zu lösen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß sowohl der Poliertisch als auch die Polierscheiben-Tragplatte ebene Kontaktflächen haben können, und die Polierscheiben-Trag platte schnell auf dem Poliertisch festsitzt, wenn die Polier flüssigkeit zwischen die Kontaktflächen eindringt und diese ausfüllt.

Um ferner diese Schwierigkeit zu überwinden, zielt die Erfindung auch darauf ab, eine Poliervorrichtung bereitzustellen, bei der die Polierscheiben bzw. Poliereinsätze schnell und einfach aus gewechselt werden können.

Hierzu wird nach der Erfindung eine Poliervorrichtung bereitge stellt, welche folgendes aufweist: Einen Poliertisch; eine polierscheiben-Tragplatte, auf welcher eine Polierscheibe zum Polieren eines zu polierenden Materials angebracht ist, wobei die Polierscheiben-Tragplatte lösbar an dem Poliertisch ange bracht ist; einen Trennfluiddurchgang, welcher wenigstens auf dem Poliertisch und/oder auf der Polierscheiben-Tragplatte aus gebildet ist; und ein Trennfluid-Zufuhrteil, welches Trennfluid in den Raum zwischen dem Poliertisch und der Polierscheiben- Tragplatte über den Trennfluid-Durchgang zuleitet, wenn die Polierscheiben-Tragplatte von dem Poliertisch gelöst wird.

Wenn nach der Erfindung die Polierscheiben-Tragplatte von dem Poliertisch gelöst wird, führt das Trennfluid-Zuführungsteil das Trennfluid zwischen den Poliertisch und die Polierscheiben-Trag platte über den Trennfluid-Durchgang zu, um hierdurch die Po lierscheiben-Tragplatte von dem Poliertisch zu trennen.

Die Poliervorrichtung nach der Erfindung weist ferner ein Po lierscheiben-Tragplatten-Bewegungsteil auf, welches die Polier scheiben-Tragplatte in eine Richtung bewegt, in welcher diese eine größere Entfernung von dem Poliertisch hat, und die die Polierscheiben-Tragplatte stützt, wenn die Polierscheiben-Trag platte von dem Poliertisch abgenommen wird. Somit ist die Po lierscheiben-Tragplatte abgestützt und wird in eine Richtung zur Trennung von dem Poliertisch bewegt, nachdem die Polierschei ben-Tragplatte von dem Poliertisch gelöst ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich ferner durch folgendes aus: Der Poliertisch ist in eine Polierrichtung be weglich; und das Trennfluid-Zufuhrteil weist einen Trennfluid- Injektor auf, welcher das Trennfluid einspritzt, und ein Trenn fluid-Injektor-Bewegungsteil, welches den Trennfluid-Injektor mit dem Trennfluiddurchgang verbindet und von diesem trennt, wobei das Trennfluid-Injektor-Bewegungsteil außerhalb des Bewe gungsbereichs des Poliertisches, der Polierscheiben-Tragplatte und der Polierscheibe angeordnet ist. Somit wird die Polier scheibe sowie die Polierscheiben-Tragplatte mit dem Poliertisch in Polierrichtung bewegt, und das Trennfluid-Zuführungsteil kann von den Bewegungsbereichen des Poliertisches, der Polierschei ben-Tragplatte und der Polierscheibe während des Polierens abge rückt werden.

Ferner zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform der Polier vorrichtung nach der Erfindung durch folgendes auf: Der Polier tisch ist in einer Polierrichtung bewegbar; und das Polierschei ben-Tragplatten-Bewegungsteil weist ein Kontaktteil und einen Bewegungsteilkörper auf, welcher das Kontaktteil in Kontakt mit der Polierscheiben-Tragplatte bringt und den Kontaktzustand von der Polierscheiben-Tragplatte löst, wobei der Bewegungsteilkör per außerhalb der Bewegungsbereiche des Poliertisches, der Po lierscheiben-Tragplatte und der Polierscheibe angeordnet ist. Somit wird die Polierscheibe sowie die Polierscheiben-Tragplatte mit dem Poliertisch in Polierrichtung bewegt, und das Polier scheiben-Tragplatten-Bewegungsteil kann aus den Bewegungsberei chen des Poliertisches, der Polierscheiben-Tragplatte und der Polierscheibe während des Poliervorganges abgerückt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung erge ben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in welcher gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszei chen versehen sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer bevorzug ten Ausführungsform einer Poliervorrichtung nach der Erfindung; und

Fig. 2 eine Draufsicht zur Verdeutlichung eines Drehtisches der Poliervorrichtung nach Fig. 1.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten Aus führungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist eine Poliervorrichtung 100 nach der Erfindung ein Polierteil 10 auf, welches einen Halblei terwafer 1 als ein zu polierendes Material poliert, und ein Halte- und Andrückteil 90, welches den Halbleiterwafer 1 hält und diesen gegen das Polierteil 10 mit einem gewünschten Polier druck andrückt.

Das Polierteil 10 ist mit einer Polierscheibe bzw. einem Polier einsatz 11 versehen, welche den Halbleiterwafer 1 poliert. Die Polierscheibe 11 sitzt auf der oberen Fläche einer Polierschei ben-Tragplatte 40 fest, welche lösbar auf der Oberseite eines Drehtisches 30 des Körpers 20 angebracht ist. Der Körper 20 umfaßt den Drehtisch 30, ein Drehteil 50, welches den Drehtisch 30 trägt und diesen in Richtung des Pfeils A parallel zum Halb leiterwafer 1 dreht, einen Träger 60, welcher das Drehteil 50 trägt und welches auf dem Boden 3 aufliegt, ein Trennfluid-Zu fuhrteil 70, welches Luft unter Hochdruck als Trennfluid einem Trennfluiddurchgang 33 zuleitet, welcher nachstehend noch näher beschrieben wird, und Schleifscheiben-Tragplatten-Bewegungsteile 130, von denen nur eines in Fig. 1 gezeigt ist, welches die Schleifscheiben-Tragplatte 40 auf und ab in Richtungen der Pfei le E und F bewegt. Die Schleifscheiben-Tragplatte 30 hat vier Eingriffsvorsprünge 41 an ihrer Bodenfläche.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der Drehtisch 30 vier Eingriffs vertiefungen bzw. Eingriffsöffnungen, welche mit den Eingriffs vorsprüngen 41 der Schleifscheibentragplatte 40 zusammenarbei ten, und ferner hat der Drehtisch 30 den Trennfluiddurchgang 33, welcher Luft als Trennfluid zur Oberseite des Drehtisches 30 transportiert, welcher in Kontakt mit dem Boden der Polierschei ben-Tragplatte 40 ist, und Stabdurchgangsöffnungen 39 (von denen nur eine in Fig. 1 gezeigt ist), durch welche Stäbe 81 der Schleifscheiben-Tragplatten-Bewegungsteile 80 gehen.

Der Trennfluiddurchgang 33 hat ein ausgenommenes Teil 35, wel ches auf der oberen Fläche des Drehtisches 30 nach Fig. 2 aus gebildet ist, und ein Öffnungsteil 37, welches durch den Dreh tisch 30 geht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, und mit dem ausgenommenen Teil 35 in Verbindung steht. Das ausgenommene Teil 35 nach Fig. 2 umfaßt drei konzentrische Teile 35a und vier gerade Teile 35b, welche die Kreise der Teile 35a verbinden.

Das Trennfluid-Zufuhrteil 70 führt Luft als Trennfluid zu dem bodenseitigen Ende des Öffnungsteils 37 des Trennfluid-Durch gangs 33 zu, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Das Trennfluid- Zufuhrteil 70 umfaßt einen Trennfluid-Injektor 71, welcher Luft unter Hochdruck zuführt, und ein Injektor-Bewegungsteil 73, welches den Fluidinjektor 71 mit dem bodenseitigen Ende des Öffnungsteils 37 des Trennfluid-Durchgangs 33 verbindet und von diesem trennt. Das Injektor-Bewegungsteil 73 ist beispielsweise ein Luftzylinder, und er ist außerhalb der Bewegungsbereiche des Drehtisches 30, der Polierscheiben-Tragplatte 40 und der Polier scheibe 11 angeordnet.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Stab-Durchgangsöffnungen 39 des Drehtisches 30 in regelmäßigen Abständen außerhalb des äuße ren Randes des ausgenommenen Teils 35 angeordnet.

Jedes der Polierscheiben-Tragplatten-Bewegungsteile 80 nach Fig. 1 hat einen Stab 81, welcher in Kontakt mit der Bodenflä che der Polierscheiben-Tragplatte 40 gebracht werden kann, und einen Bewegungsteilkörper 83, welcher den Stab 81 bewegt, um das vordere Ende der Stäbe 81 in Kontakt mit der Bodenfläche der Polierscheiben-Tragplatte 40 unter Durchgang durch die Stab- Durchgangsöffnung 39 (in Richtung des Pfeils E) zu bewegen, oder den Stab 81 aus der Stab-Durchgangsöffnung 39 (in Richtung des Pfeils F) abzuziehen. Die Bewegungskörperteile 83 werden bei spielsweise von Hydraulikzylindern gebildet, und sie sind au ßerhalb der Bewegungsbereiche des Drehtisches 30, der Polier scheiben-Tragplatte 40 und der Polierscheibe 11 angeordnet.

Nachstehend soll die Vorgehensweise zum Auswechseln der Polier scheiben bzw. der Poliereinsätze 11 bei der Poliervorrichtung 100 näher erläutert werden.

Zuerst wird das Injektor-Bewegungsteil 73 des Trennfluid-Zufuhr teils 70 aktiviert, um den Fluidinjektor 71 in Richtung des Pfeils C derart zu bewegen, daß der Fluidinjektor 71 mit dem bodenseitigen Ende des Öffnungsteils 37 des Trennfluid-Durch ganges 33 in Verbindung gebracht werden kann. Dann wird Luft unter Hochdruck in den Raum zwischen die obere Fläche des Dreh tisches 30 und die Bodenfläche der Polierscheiben-Tragplatte 40 mit Hilfe des Fluidinjektors 71 über den Trennfluid-Durchgang 33 eingespeist. Hierbei wird die Polierscheiben-Tragplatte 40 von dem Drehtisch 30 getrennt, und zwar selbst dann, wenn die Po lierscheiben-Tragplatte 40 auf dem Drehtisch 30 unter dem Po lierdruck festsitzt, und Polierflüssigkeit zwischen die obere Fläche des Drehtisches 30 und die Bodenfläche der Polierschei ben-Tragplatte 40 eindringt und diesen ausfüllt.

Wenn die Polierscheiben-Tragplatte 40 von dem Drehtisch 30 gelöst ist, werden die Bewegungsteilkörper 83 der Polierschei ben-Tragplatten-Bewegungsteile 80 aktiviert, um die Stäbe 81 derart zu bewegen, daß die vorderen Enden der Stäbe 81 in Kon takt mit der Bodenfläche der Polierscheiben-Tragplatte 40 über die Stab-Durchgangsöffnungen 39 gebracht werden, und die Polier scheiben-Tragplatte 40 nach oben in Richtung des Pfeils E ge drückt wird. Hierbei wird die Polierscheiben-Tragplatte 40 abge stützt und in eine solche Richtung bewegt, daß sie sich von dem Drehtisch 30 weiter entfernt, was vermittels der Polierscheiben- Tragplatten-Bewegungsteile 80 geschieht. Somit kann die Polier scheiben-Tragplatte 40 leicht und schnell abgenommen werden. Nachdem die Polierscheiben-Tragplatte 40 abgenommen ist, wird das Arbeiten des Fluid-Injektors 71 gestoppt.

Dann wird eine weitere Polierscheiben-Tragplatte 40, auf welcher eine neue Polierscheibe 11 festsitzt, auf dem Drehtisch 30 an Stelle der abgenommenen Polierscheiben-Tragplatte 40 angebracht. Somit wird die Arbeitsweise der Poliervorrichtung 100 nur für einen kurzen Zeitraum gestoppt. Ferner wird die abgenommene Schleifscheiben-Tragplatte 40 zu einer Stelle von der Poliervor richtung 100 entfernt bewegt, und die verbrauchte Polierscheibe 11 wird an dieser Stelle abgezogen, um zu verhindern, daß sich Staub im Inneren der Poliervorrichtung 100 verstreuen kann.

Somit lassen sich die Polierscheiben bzw. die Poliereinsätze 11 einfach und schnell wechseln, so daß die Poliervorrichtung 100 nur für eine kurze Zeitperiode still zu stehen braucht.

Nachdem die Polierscheiben 11 ausgewechselt sind und die Polier scheiben-Tragplatte 40 und der Drehtisch 30 in Polierrichtung (in Richtung des Pfeils A) bewegt werden, werden der Fluid-In jektor 71 des Trennfluid-Zufuhrteils 70 und die Stäbe 81 der Polierscheiben-Tragplatten-Bewegungsteile 80 in Richtung der Pfeile D und F jeweils bewegt, so daß diese von den Bewegungsbe reichen des Drehtisches 30, der Polierscheiben-Tragplatte 40 und der Polierscheiben 11 während des Poliervorganges weggefahren werden können.

Somit kann die Poliervorrichtung 100 gemäß der bevorzugten Aus führungsform nach der Erfindung eine große Anzahl von Halblei terwafern 1 polieren.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist der Trennfluid-Durchgang 33 auf dem Drehtisch 30 vorgesehen. Er kann jedoch auch auf der Polierscheiben-Tragplatte 40 oder sowohl auf dem Drehtisch 30 als auch auf der Polierscheiben-Tragplatte 40 vorgesehen sein.

Bei der vorliegenden Erfindung kann das Trennfluid von irgend einem beliebigen Gas oder einer Flüssigkeit an Stelle von Luft gebildet werden. Beispielsweise kann das Trennfluid ein Schmiermittel sein, welches zwischen dem Drehtisch 30 und der Polierscheiben-Tragplatte eindringt, um die Reibung zwischen denselben herabzusetzen, oder es kann eine chemische Lösung sein, welche die Polierflüssigkeit löst.

Der Drehtisch nach der Erfindung kann teilweise in Kontakt mit der Polierscheiben-Tragplatte sein. Die Kontaktfläche braucht nicht notwendigerweise eben zu sein, sondern sie kann auch wel lenförmig ausgebildet sein.

Wenn gemäß den voranstehenden Ausführungen bei der Erfindung die Polierscheiben-Tragplatte von dem Drehtisch abgenommen wird, führt das Trennfluid-Zufuhrteil das Trennfluid in den Raum zwi schen dem Drehtisch und der Polierscheiben-Tragplatte ein, um hierdurch die Polierscheiben-Tragplatte von dem Drehtisch zu lösen. Somit läßt sich die Polierscheiben-Tragplatte einfach und schnell abnehmen.

Eine weitere Polierscheiben-Tragplatte, auf welcher eine neue Polierscheibe festsitzt, wird auf dem Drehtisch an Stelle der abgenommenen Polierscheiben-Tragplatte angebracht, so daß die Poliervorrichtung nur während einer kurzen Zeitperiode nicht arbeitet. Die abgenommene Polierscheiben-Tragplatte wird zu einer Stelle entfernt von der Poliervorrichtung bewegt, und die Polierscheibe bzw. der Poliereinsatz wird abgezogen. Somit wird verhindert, daß sich Staub in der Poliervorrichtung verstreuen kann.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die voranstehend beschrie benen Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abhänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

1. Poliervorrichtung (100), welche folgendes aufweist:
einen Poliertisch (30);
eine Polierscheiben-Tragplatte (40), auf der eine Polierscheibe (11) zum Polieren eines zu polierenden Materials (1) angebracht ist, wobei die Polierscheiben- Tragplatte (40) lösbar auf dem Poliertisch (30) angebracht ist;
einen Trennfluid-Durchgang (33), welcher wenigstens auf dem Poliertisch (30) und/oder der Polierscheiben-Tragplatte (40) ausgebildet ist, und
ein Trennfluid-Zuführungsteil (70), welches ein Trennfluid in den Raum zwischen dem Poliertisch (30) und der Polierscheiben-Tragplatte (40) über den Trennfluid- Durchgang (30) einleitet, wenn die Polierscheiben-Tragplatte (40) von dem Poliertisch (30) abzunehmen ist.

2. Poliervorrichtung (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgendes:
Der Poliertisch (30) ist in eine Polierrichtung (A) bewegbar; und
das Trennfluid-Zufuhrteil (70) weist einen Trennfluid- Injektor (71) auf, welcher das Trennfluid einspeist, und ein Trennfluid-Injektor-Bewegungsteil (73), welches den Trenn fluid-Injektor (71) mit dem Trennfluid-Durchgang (33) verbindet und von diesem trennt, wobei das Trennfluid- Injektor-Bewegungsteil (73) außerhalb des Bewegungsbereichs des Poliertisches (30), der Polierscheiben-Tragplatte (40) und der Polierscheibe (11) angeordnet ist.

3. Poliervorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, ferner gekennzeichnet durch ein Polierscheiben-Tragplatten-Bewe gungsteil (80), welches die Polierscheiben-Tragplatte (40) in einer Richtung (E) bewegt, um von dem Poliertisch (13) weg bewegt zu werden, und welches die Polierscheiben- Tragplatte (40) trägt und unterstützt, wenn die Polier scheiben-Tragplatte (40) von dem Poliertisch (30) abgenommen wird.

4. Poliervorrichtung (100) nach Anspruch 3, welche sich ferner durch folgendes auszeichnet:
Der Poliertisch (30) ist in einer Polierrichtung (A) beweglich; und
das Polierscheiben-Tragplatten-Bewegungsteil (80) weist ein Kontaktteil (81) und einen Bewegungsteilkörper (83) auf, welcher das Kontaktteil (81) in Kontakt mit der Polier scheiben-Tragplatte (40) bringt und das Kontaktteil (81) von der Polierscheiben-Tragplatte (40) trennt, wobei der Bewegungsteilkörper (83) außerhalb der Bewegungsbereiche des Poliertisches (30), der Polierscheiben-Tragplatte (40) und der Polierscheibe (11) angeordnet ist.

5. Poliervorrichtung (100) nach Anspruch 3 oder 4, welche sich ferner durch folgendes auszeichnet:
Der Poliertisch (30) ist in eine Polierrichtung (A) beweglich; und
das Trennfluid-Zufuhrteil (70) weist einen Trennfluid- Injektor (71) auf, welcher das Trennfluid einspeist, und ein Trennfluid-Injektor-Bewegungsteil (73), welches den Trenn fluid-Injektor (71) mit dem Trennfluid-Durchgang (33) verbindet und von diesem trennt, wobei das Trennfluid- Injektor-Bewegungsteil (73) außerhalb der Bewegungsbereiches des Poliertisches (30), der Polierscheiben-Tragplatte (40) und der Polierscheibe (11) angeordnet ist.