DE60122236T2

DE60122236T2 - Poliervorrichtung

Info

Publication number: DE60122236T2
Application number: DE60122236T
Authority: DE
Inventors: Robert R. Bronxville Jackson; Tetsuji Chigasaki-shi Togawa; Satoshi Kawasaki-shi Wakabayashi
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2021-05-23
Also published as: TW506879B; KR100726013B1; SG99901A1; JP2002009021A; EP1157782A3; KR20010107672A; US6358126B1; DE60122236D1; EP1157782A2; EP1157782B1; JP4183398B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Poliervorrichtung zum Polieren eines Werkstücks, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers, auf ein flaches Spiegelfinish und insbesondere auf eine Poliervorrichtung mit einer Drehtransportvorrichtung zum Liefern von Werkstücken zu einer Polierposition.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei Halbleiterbauelementherstellungsprozessen werden Halbleiterwafer auf ein flaches Spiegelfinish in einem Halbleiterwaferherstellungsprozess poliert, und Schichten, die auf den Halbleiterbauelementen bzw. Wafern ausgebildet sind, werden auf ein flaches Spiegelfinish in einem Halbleiterbauelementeherstellungsprozess poliert. Diese Polierprozesse bei dem Halbleiterwaferherstellungsprozess und dem Halbleiterbauelementeherstellungsprozess werden durch eine Poliervorrichtung durchgeführt, die als eine chemisch-mechanische Poliervorrichtung bezeichnet wird.
Herkömmlicherweise wurde eine solche Poliervorrichtung als eine dedizierte Poliervorrichtung mit einer einzelnen Funktion, nämlich dem Polieren von Halbleiterwafern, aufgebaut. Die durch die Poliervorrichtung polierten Wafer werden zu einem nächsten Reinigungsprozess transportiert durch einen bewegbaren Wassertank, der Wasser enthält, in dem die Wafer eingetaucht sind, um sie davon abzuhalten, während des Transports zu trocknen. Jedoch neigen diese getrennten Polier- und Reinigungsprozesse dazu, die Reinheit eines Reinstraums zu beeinträchtigen, und die polierten Halbleiterwafer müssen durch einen Bediener transportiert werden oder durch manuell betätigte Transportmittel. Ferner ist ein großer Installationsraum für zwei Arten von Vor richtungen notwendig, nämlich einer Poliervorrichtung und einer Reinigungsvorrichtung, die verwendet wird, um den nachfolgenden Reinigungsprozess durchzuführen.
In einem Versuch, den Polierprozess rein zu machen und den Installationsraum der Vorrichtung zu reduzieren, wurde eine Poliervorrichtung entwickelt, die sowohl einen Polierprozess als auch einen Reinigungsprozess durchführt, und die des Trocken-Rein- und Trocken-Raus-Typs ist, zum Einführen von Halbleiterwafern dort hinein in einem trockenen Zustand und zum Entnehmen der polierten und gereinigten Halbleiterwafer daraus in einem trockenen Zustand.
Andererseits wurde die Poliervorrichtung mit einer einzelnen Funktion des Polierens von Halbleiterwafern verbessert, um zu Erlauben, dass die Reinheit eines Reinstraums beibehalten wird, und die Poliervorrichtung und die Reinigungsvorrichtung, die in einem Reinigungsprozess nach dem Polieren verwendet wird, besitzt eine erhöhte Prozesskapazität, um dadurch die Anzahl der für den Polierprozess verwendeten Poliervorrichtungen und die Anzahl der Reinigungsvorrichtungen zu verringern. Infolge dessen kann die herkömmliche dedizierte Poliervorrichtung mit einer einzelnen Funktion des Polierens von Halbleiterwafern einen Installationsraum davon auf einen Grad verringern, der gleich oder kleiner ist als die Poliervorrichtung des Trocken-Rein- und Trocken-Raus-Typs.
Jedoch werden in einer dedizierten Poliervorrichtung mit einer einzelnen Funktion des Polierens von Halbleiterwafern die durch die Poliervorrichtung polierten Halbleiterwafer noch immer durch einen Bediener oder manuell betätigte Transportmittel transportiert, wie bisher. Wenn die Transportmittel automatisiert werden, dann ist es schwierig, die Halbleiterwafer zu handhaben, da die Halbleiterwafer in einem bewegbaren Wassertank aufgenommen bzw. gespeichert werden. Somit ergeben sich die Probleme durch die Transportmittel in der herkömmlichen dedizierten Poliervorrichtung.
Ferner besitzt die Poliervorrichtung des Trocken-Rein- und Trocken-Raus-Typs eine Prozesskapazität pro Zeiteinheit und Installationsfläche, die geringer ist als die der herkömmlichen, dedizierten Poliervorrichtung. Somit ist die Anzahl der Vorrichtungen in den Polierprozessen groß, ein großer Installationsraum ist erforderlich, und die Betriebskosten der Vorrichtungen sind hoch.
Die US-A-5,649,854 zeigt eine Vorrichtung zum Polieren einer Seite eines dünnen flachen Wafers aus einem Halbleitermaterial einschließlich erster und zweiter Polierköpfe, die jeweils einen Halbleiterwafer gegen eine benetzte Polieroberfläche halten und die jeweils ihren jeweiligen Wafer über die Polieroberfläche drehen und oszillieren. Wenn der erste Polierkopf von der Polieroberfläche wegbewegt wird, zum Reinigen, Lösen und Ersetzen des jeweiligen Wafers, dann nimmt der zweite Polierkopf den Raum über der Polieroberfläche ein, der zuvor durch den ersten Polierkopf eingenommen wurde, so dass die Polieroberfläche im Wesentlichen kontinuierlich und nicht in unterbrochener Weise verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Poliervorrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Poliervorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Die Erfindung
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Poliervorrichtung vorzusehen, die als eine Poliervorrichtung des Trocken-Rein- und Trocken-Raus-Typs verwendet werden kann, und die eine hohe Prozesskapazität pro Zeiteinheit und eine Installationsfläche für die Behandlung von Werkstücken, wie beispielsweise Halbleiterwafern, besitzt.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Poliervorrichtung vorzusehen, welche die Anzahl von Transfers eines Werkstücks, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers, reduzieren oder minimieren kann, wäh rend ein Werkstück von einer Umkehrvorrichtung zu einem Topring transportiert wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Poliervorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist:
einen Drehtisch mit einer Polieroberfläche; einen Topring zum Halten eines Werkstücks und zum Drücken des Werkstücks gegen die Polieroberfläche zum Polieren des Werkstücks; eine Drehtransportvorrichtung, die in einer Position angeordnet ist, auf die durch den Topring zugegriffen werden kann, und die eine Vielzahl von Stufen aufweist, die auf einem vorbestimmten Umfang von einer Drehmitte des Drehtransporters angeordnet sind; eine Vielzahl von Tragtischen, die abnehmbar durch die jeweiligen Stufen des Drehtransporters getragen werden, zum jeweiligen Tragen der Werkstücke; und einen Pusher bzw. eine Hubvorrichtung zum vertikalen Bewegen des Tragtischs und zum Übertragen des Werkstücks zwischen dem Tragtisch und dem Topring.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Zeit zu verkürzen, die für den Transfer eines zu polierenden Werkstücks, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers zu dem Topring erforderlich ist, um dadurch erheblich die Anzahl von behandelten Werkstücken pro Zeiteinheit, d.h. den Durchsatz, zu erhöhen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Poliervorrichtung ferner eine Umkehrvorrichtung auf zum Umkehren bzw. Umdrehen des Werkstücks; und eine Hubvorrichtung zum vertikalen Bewegen des Tragtischs und zum Übertragen des Werkstücks zwischen dem Tragtisch und der Umkehrvorrichtung.
Somit kann der Transfer eines Halbleiterwafers als ein zu polierendes Werkstück von der Umkehrvorrichtung zu dem Topring durch die Wafertragtische durchgeführt werden, die durch die jeweiligen Stufen des Drehtransporters abnehmbar gehalten werden. Somit kann zum Beispiel der Transfer des Halbleiterwafers zwischen der Hubvorrichtung und dem Drehtransporter oder zwischen dem Drehtransporter und dem Pusher eliminiert werden, um zu ver hindern, dass Staub erzeugt wird und um zu verhindern, dass der Halbleiterwafer während eines Transferfehlers oder Klemmfehlers beschädigt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist eine Vielzahl der Tragtische einen Ladetragtisch auf zum Halten des zu polierenden Werkstücks und einen Entladetragtisch zum Halten eines polierten Werkstücks.
Bei der obigen Anordnung werden die zu polierenden Halbleiterwafer nicht von dem Pusher transferiert sondern von dem Ladewafertragtisch zu dem Topring und der polierte Halbleiterwafer wird von dem Topring nicht zu dem Pusher transferiert sondern zu dem Entladewafertragtisch. Somit werden das Laden des Halbleiterwafers zu dem Topring und das Entladen des Halbleiterwafers von dem Topring durch jeweilige Haltevorrichtungen (oder Komponenten) durchgeführt, d.h. den Tragtisch und somit wird verhindert, dass abrasive Flüssigkeit oder Ähnliches, was an dem polierten Halbleiterwafer anhaftet, sich an einem gemeinsamen Tragglied zum Durchführen des Ladens und Entladens des Halbleiterwafers festsetzt. Infolgedessen wird keine verfestigte abrasive Flüssigkeit oder Ähnliches an dem zu polierenden Halbleiterwafer festgesetzt und es wird keine Beschädigung des zu polierenden Halbleiterwafers bewirkt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Drehtransporter eine Vielzahl von Führungsblöcken auf, die umfangsmäßig mit einem bestimmten Intervall an jeder der Stufen vorgesehen ist zum entfernbaren Halten des Tragtischs.
In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Führungsblock wenigstens eine Innenfläche, welche eine geneigte bzw. sich verjüngende Oberfläche besitzt für eine Zentrierwirkung und eine Außenfläche, welche eine geneigte bzw. sich verjüngende Oberfläche für eine Zentrierwirkung besitzt.
Bei der obigen Anordnung kann eine Zentrierung des Tragtischs bezüglich der Führungsblöcke durch die geneigte Oberfläche durchgeführt werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jeder der Topringe winkelmäßig um eine Drehwelle zu einer Position über einen der Drehtische bewegbar und in eine Position über eine der Stufen des Drehtransporters.
Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand eines Beispiels darstellen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, die ein Layout unterschiedlicher Komponenten einer Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Aufrissansicht, welche die Beziehung zwischen dem Topring und den Drehtischen zeigt;
3 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Struktur eines Wafertragtischs zeigt, wobei die linke Hälfte der Zeichnung den Wafertragtisch gehalten durch einen Drehtransporter zeigt und die rechte Hälfte der Zeichnung den Wafertragtisch, gehalten durch einen Pusher zeigt;
4 ist eine Draufsicht, welche den Drehtransporter und die Wafertragtische zeigt;
5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 4;
6A bis 6C sind vertikale Querschnittsansichten, welche andere Wafertragtische zeigen;
7 ist eine vertikale Querschnittsansicht der Hubvorrichtung;
8 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen der Hubvorrichtung und dem Wafertragtisch zeigt;
9 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Pusher;
10 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen dem Pusher und dem Wafertragtisch zeigt;
11A bis 11F sind schematische Ansichten, welche die Prozesse zeigen, bei denen der zu polierende Halbleiterwafer, der durch die Umkehrvorrichtung gehalten wird, zu dem Wafertragtisch übertragen wird und dann der Wafertragtisch zu dem Drehtransporter übertragen wird;
12A bis 12F sind schematische Ansichten, welche die Prozesse zeigen, bei denen der zu polierende Halbleiterwafer, der durch den Wafertragtisch gehalten wird, zu dem Pusher übertragen wird;
13A bis 13F sind schematische Ansichten, welche die Prozesse zeigen, bei denen der polierte Halbleiterwafer, der durch den Topring gehalten wird, zu dem Wafertragtisch übertragen wird und dann der Wafertragtisch zu dem Drehtransporter übertragen wird; und
14 ist eine schematische Aufrissansicht, welche den Drehtransporter und die mit dem Transporter assoziierten Bauteile zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Eine Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 14 erläutert.
1 zeigt ein Layout von unterschiedlichen Komponenten einer Poliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Poliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vier Lade-Entladestufen 2 jeweils zum Platzieren einer Waferkassette 1, welche eine Vielzahl von Halbleiterwafern aufnimmt, auf. Die Lade-Entladestufe 2 kann einen Mechanismus besitzen zum Anheben und Absenken der Waferkassette 1. Ein Transferroboter 4 mit zwei Händen ist auf Schienen 3 vorgesehen, so dass sich der Transferroboter 4 entlang der Schienen 3 bewegen kann und auf die jeweiligen Waferkassetten 1 auf den jeweiligen Lade-Entladestufen 2 zugreifen kann.
Zwei Reinigungsvorrichtungen 5 und 6 sind an der entgegen gesetzten Seite der Waferkassetten 1 bezüglich der Schienen 3 des Transferroboters 4 angeordnet. Die Reinigungsvorrichtungen 5 und 6 sind an Positionen angeordnet, auf die durch die Hände des Transferroboters 4 zugegriffen werden kann. Zwischen den zwei Reinigungsvorrichtungen 5 und 6 und an einer Position, auf die durch den Transferroboter 4 zugegriffen werden kann, ist eine Waferstation 50 mit 4 Waferträgern 7, 8, 9 und 10 vorgesehen.
Ein Bereich B, in dem die Reinigungsvorrichtungen 5 und 6 und die Waferstation 50 mit den Waferträgern 7, 8, 9 und 10 angeordnet sind, und ein Bereich A, in dem die Waferkassetten 1 und der Transferroboter 4 angeordnet sind, sind durch eine Trennwand 14 voneinander getrennt, so dass die Reinheit des Bereichs B und des Bereichs A getrennt werden können.
Die Trennwand 14 besitzt eine Öffnung, um zu erlauben, dass Halbleiterwafer dort hindurchgehen und ein Schließelement 11, das an der Öffnung der Trennwand 14 vorgesehen ist. Ein Transferroboter 20 ist an einer Position angeordnet, an der der Transferroboter 20 auf die Reinigungsvorrichtung 5 und die drei Waferträger 7, 9 und 10 zugreifen kann, und ein Transferroboter 21 ist an einer Position angeordnet, in der der Transferroboter 21 die Reinigungsvorrichtung 6 und die drei Waferträger 8, 9 und 10 erreichen bzw. auf diese zugreifen kann.
Eine Reinigungsvorrichtung 22 ist an einer Position benachbart zu der Reinigungsvorrichtung 5 angeordnet und durch die Hände des Transferroboters 20 erreichbar und eine weitere Reinigungsvorrichtung 23 ist an einer Position benachbart zu der Reinigungsvorrichtung 6 angeordnet und durch die Hände des Transferroboters 21 erreichbar.
Alle Reinigungsvorrichtungen 5, 6, 22 und 23, die Waferträger 7, 8, 9 und 10 der Waferstation 50, und die Transferroboter 20 und 21 sind in dem Bereich B platziert. Der Druck in dem Bereich B ist so eingestellt, dass er niedriger ist, als der Druck in dem Bereich A. Jede der Reinigungsvorrichtungen 22 und 23 ist in der Lage, beide Oberflächen eines Halbleiterwafers zu reinigen.
Die Poliervorrichtung besitzt ein Gehäuse 46 zum Einschließen unterschiedlicher Komponenten bzw. Bauteile darinnen. Das Gehäuse 46 bildet eine Einschlussstruktur. Das Innere des Gehäuses 46 ist in eine Vielzahl von Abteilen oder Kammern (einschließlich der Bereiche A und B) aufgeteilt durch Partitionen bzw. Trennwände 14, 15, 16, 24 und 47.
Eine Polierkammer, die von dem Bereich B durch die Trennwand 24 getrennt ist, wird gebildet und ist ferner in zwei Bereiche C und D durch die Trennwand 47 aufgeteilt. In jedem der zwei Bereiche C und D sind zwei Drehtische vorgesehen und ein Topring zum Halten eines Halbleiterwafers und zum Drücken des Halbleiterwafers gegen die Drehtische. D.h., die Drehtische 34 und 36 sind in dem Bereich C vorgesehen und die Drehtische 35 und 37 sind in dem Bereich D vorgesehen. Ferner ist der Topring 32 in dem Bereich C vorgesehen und der Topring 33 ist in dem Bereich D vorgesehen. Eine Düse 40 für abrasive Flüssigkeit zum Liefern einer abrasiven Flüssigkeit zu dem Drehtisch 34 in dem Bereich C und eine Aufbereitungsvorrichtung bzw. ein Abrichtwerkzeug 38 zum Aufbereiten bzw. Abrichten des Drehtischs 34 sind in dem Bereich C angeordnet. Eine Düse 41 für abrasive Flüssigkeit zum Liefern einer abrasiven Flüssigkeit zu dem Drehtisch 35 in dem Bereich D und eine Aufbereitungsvorrichtung bzw. ein Abrichtwerkzeug 39 zum Aufbereiten bzw. Abrichten des Drehtischs 35 sind in dem Bereich D angeordnet. Eine Aufbereitungsvorrichtung 48 zum Aufbereiten des Drehtischs 36 in dem Bereich C ist in dem Bereich C angeordnet und eine Aufbereitungsvorrichtung 49 zum Aufbereiten des Drehtischs 37 in dem Bereich D ist in dem Bereich D angeordnet.
2 zeigt die Beziehung zwischen dem Topring 32 und den Drehtischen 34 und 36. Die Beziehung zwischen dem Topring 33 und den Drehtischen 35 und 37 ist dieselbe wie des Toprings 32 und der Drehtische 34 und 36. Wie in 2 dargestellt ist, wird der Topring 32 von einem Topringkopf 31 durch eine Topringantriebswelle 91, welche drehbar ist, getragen. Der Topringkopf 31 wird durch eine Tragwelle 92 getragen, die winkelmäßig positioniert werden kann, und der Topring 32 kann auf die Drehtische 34 und 36 zugreifen. Die Aufbereitungsvorrichtung 38 ist durch einen Aufbereitungsvorrichtungskopf 94 durch eine Aufbereitungsvorrichtungsantriebswelle 93, die drehbar ist, getragen. Der Aufbereitungsvorrichtungskopf 94 ist durch eine winkelmäßig positionierbare Tragwelle 95 getragen zum Bewegen der Aufbereitungsvorrichtung 38 zwischen einer Warteposition und einer Aufbereitungsposition oberhalb des Drehtischs 34. Die Aufbereitungsvorrichtung 48 ist in ähnlicher Weise von einem Aufbereitungsvorrichtungskopf 97 durch eine Aufbereitungsvorrichtungsantriebswelle 96, die drehbar ist, getragen. Der Aufbereitungsvorrichtungskopf 97 ist durch eine winkelmäßig positionierbare Tragwelle 98 getragen zum Bewegen der Aufbereitungsvorrichtung 48 zwischen einer Ruhe- bzw. Standby-Position und einer Aufbereitungsposition oberhalb des Drehtischs 36.
Wie in 1 dargestellt ist, ist in dem Bereich C, der von dem Bereich B durch die Trennwand 24 getrennt ist und an einer Position, auf die durch die Hände des Transferroboters 20 zugegriffen werden kann, eine Umkehrvorrichtung 38 zum Umkehren eines Halbleiterwafers vorgesehen und an einer Position auf die durch die Hände des Transferroboters 21 zugegriffen werden kann, ist eine Umkehrvorrichtung 28' vorgesehen zum Umkehren eines Halbleiterwafers. Die Trennwand 24 zwischen dem Bereich B und den Bereichen C, D besitzt zwei Öffnungen jeweils um zu erlauben, dass Halbleiterwafer dort hindurch gehen, wobei eine verwendet wird zum Übertragen des Halbleiterwafers zu und von der Umkehrvorrichtung 28 und die andere verwendet wird zum Übertragen des Halbleiterwafers zu und von der Umkehrvorrichtung 28'. Schließelemente 25 und 26 sind an den jeweiligen Öffnungen in der Trennwand 24 vorgesehen.
Die Umkehrvorrichtungen 28 und 28' besitzen einen Greifmechanismus zum Greifen eines Halbleiterwafers, einen Umkehrmechanismus zum Umkehren bzw. Umdrehen eines Halbleiterwafers, und einen Halbleiterwaferdetektiersensor zum Detektieren, ob der Greifmechanismus einen Halbleiterwafer greift oder nicht. Der Transferroboter 20 überträgt einen Halbleiterwafer zu der Umkehrvorrichtung 28 und der Transferroboter 21 überträgt einen Halbleiterwafer zu der Umkehrvorrichtung 28'. Ein Drehtransporter 27 ist unterhalb der Umkehrvorrichtungen 28 und 28' und den Topringen 32 und 33 angeordnet, um Halbleiterwafer zwischen der Reinigungskammer (Bereich B) und der Polierkammer (Bereiche C und D) zu übertragen. Der Drehtransporter 27 besitzt vier Stufen zum Platzieren eines Halbleiterwafers mit gleichen Winkelintervallen und kann eine Vielzahl von Halbleiterwafern und eine Vielzahl von Tragtischen darauf zur selben Zeit halten.
3 zeigt eine Struktur eines ringförmigen Wafertragtischs 600. In 3 zeigt die linke Hälfte der Zeichnung den Wafertragtisch, der durch einen Drehtransporter gehalten wird und die rechte Hälfte der Zeichnung zeigt den Wafertragtisch, der durch einen Pusher gehalten wird. Wie in 3 gezeigt ist, besitzt der Wafertragtisch 600 eine Wafertragoberfläche 601 an einer Oberseite davon zum Platzieren eines Halbleiterwafers 101 und zum Halten des Halbleiterwafers 101, und eine geneigte bzw. sich verjüngende Oberfläche 602 an einer Außenseite davon zum automatischen Zentrieren des Wafertragtischs 600 bezüglich der Führungsblöcke 610, die an jeder der Stufen vorgesehen ist. Ferner besitzt der Wafertragtisch 600 eine weitere geneigte bzw. sich verjüngende Oberfläche 603 an einer Innenseite davon zum automatischen Zentrieren des Wafertragtischs 600 bezüglich der Hubvorrichtung oder des Pushers (in 3 ist der Pusher 30 in Eingriff mit der sich verjüngenden Oberfläche 603 gezeigt). Die Unterseite des Wafertragtischs 600 besitzt Löcher 604, in die Stifte 620, die an dem Drehtransporter 27 vorgesehen sind, passen und Löcher 605, in welche Stifte 621, die an der Hubvorrichtung oder dem Pusher vorgesehen sind, passen (in 3 ist gezeigt, wie die Stifte 621 des Pushers 30 in die Löcher 605 passen bzw. eingepasst sind). Die Löcher 604, 605 und die Stifte 620, 621 dienen dazu, zu verhindern, dass der Wafertragtisch 600 bezüglich des Drehtransporters bzw. des Pushers (oder der Hubvorrichtung) gedreht wird.
Der Halbleiterwafer, der durch die Umkehrvorrichtung 28 oder 28' transportiert wurde, wird zu dem Wafertragtisch 600 übertragen, der auf der Hubvorrichtung 29 oder 29' platziert ist durch Betätigen der Hubvorrichtung 29 oder 29', die unterhalb des Drehtransporters 27 angeordnet ist, wenn die Mitte der Stufe des Drehtransporters 27 mit der Mitte des Halbleiterwafers ausgerichtet ist, der durch die Umkehrvorrichtung 28 oder 28' gehalten wird. Der Halbleiterwafer, der zu dem Wafertragtisch 600 auf der Hubvorrichtung 29 oder 29' transportiert wurde, wird zusammen mit dem Wafertragtisch 600 zu dem Drehtransporter 27 übertragen durch Absenken der Hubvorrichtung 29 oder 29'. Der Halbleiterwafer und der Halbleiterwafertragtisch 600, der auf die Stufe des Drehtransporters 27 platziert wurde, werden zu einer Position unterhalb des Toprings 32 oder 33 bewegt durch Drehen des Drehtransporters 27 um einen Winkel von 90°. Zu diesem Zeitpunkt ist der Topring 32 oder 33 oberhalb des Drehtransporters 27 positioniert, und zwar durch eine vorhergehende Schwenkbewegung davon.
Der Halbleiterwafer wird zusammen mit dem Wafertragtisch 600 von dem Drehtransporter 27 zu dem Pusher 30 oder 30' übertragen und schlussendlich wird nur der Halbleiterwafer zu dem Topring 32 oder 33 übertragen (in 3 ist der Topring 32 gezeigt) und zwar durch Betätigung des Pushers 30 oder 30', der unterhalb des Drehtransporters 27 angeordnet ist, wenn die Mitte des Toprings 32 oder 33 mit der Mitte des Halbleiterwafers ausgerichtet ist, der auf dem Wafertragtisch 600 auf dem Drehtransporter 27 platziert ist.
Der Halbleiterwafer, der zu dem Topring 32 oder 33 übertragen wurde, wird unter Vakuum durch einen Vakuumanziehungsmechanismus des Toprings 32 oder 33 gehalten und zu dem Drehtisch 34 oder 35 transportiert. Nachfolgend wird der Halbleiterwafer durch eine Polieroberfläche, die ein Poliertuch oder einen Schleifstein (oder eine feste abrasive Platte) der (oder die) an dem Drehtisch 34 oder 35 befestigt ist, aufweist, poliert. Die zweiten Drehtische 36 und 37 sind an Positionen angeordnet, welche durch die Topringe 32 bzw. 33 erreichbar sind. Mit dieser Anordnung kann eine Primärpolitur des Halbleiterwafers durch den ersten Drehtisch 34 durchgeführt werden und dann kann eine Sekundärpolitur des Halbleiterwafers durch den zweiten Drehtisch 36 durchgeführt werden. Alternativ kann die Primärpolitur des Halbleiterwafers durch den zweiten Drehtisch 36 oder 37 durchgeführt werden und dann die Sekundärpolitur des Halbleiterwafers durch den ersten Drehtisch 34 oder 35. Da der zweite Drehtisch 36 oder 37 eine Polieroberfläche mit einem kleineren Durchmesser als dem des ersten Drehtischs 34 oder 35 besitzt, kann in diesem Fall ein Schleifstein (oder eine feste abrasive Platte) der (oder die) teurer ist als ein Poliertuch, auf dem zweiten Drehtisch 36 oder 37 befestigt sein, um dadurch eine Primärpolitur des Halbleiterwafers durchzuführen. Andererseits kann das Poliertuch mit einer kürzeren Lebenszeit, das aber preisgünstiger ist als der Schleifstein (oder die feste abrasive Platte) an dem ersten Drehtisch 34 oder 35 befestigt sein, um dadurch bzw. damit eine Endpolitur des Halbleiterwafers durchzuführen. Die Anordnung oder Verwendung kann die Betriebskosten der Poliervorrichtung reduzieren.
Der polierte Halbleiterwafer wird zu der Umkehrvorrichtung 28 oder 28' in der umgekehrten Art und Weise wie oben beschrieben zurückgeführt. Der Halbleiterwafer, der zu der Umkehrvorrichtung 28 oder 28' zurückgeführt wurde, wird durch reines Wasser oder Chemikalien gespült, das bzw. die von Spüldüsen geliefert wird. Ferner wird auch die Halbleiterwaferhalteoberfläche des Toprings 32 oder 33, von der der Halbleiterwafer entfernt wurde, auch durch reines Wasser oder Chemikalien gereinigt, das bzw. die von Reinigungsdüsen geliefert wird bzw. werden.
Auf der rechten Seite der 2 wird die Beziehung des Drehtransporters 27, der Umkehrvorrichtung 28 oder 28', der Hubvorrichtung 29 oder 29' und des Pushers 30 oder 30' gezeigt. Wie in 2 dargestellt ist, ist die Umkehrvorrichtung 28 oder 28' oberhalb des Drehtransporters 27 angeordnet, und der Pusher 30 oder 30' ist unterhalb des Drehtransporters 27 angeordnet.
WAFERTRAGTISCH UND DREHTRANSPORTER
In der folgenden Beschreibung werden der Topring 32, die Umkehrvorrichtung 28, die Hubvorrichtung 29 und der Pusher 30 verwendet für die Erklärung eines Transfervorgangs.
Die 4 und 5 zeigen die Beziehung zwischen dem Drehtransporter 27 und den Wafertragtischen 600 und 4 ist eine Draufsicht, welche den Drehtransporter 27 und die Wafertragtische 25 zeigt und 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 4. Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, besitzt der Wafertragtisch 600 eine Wafertragoberfläche 601 an einer Oberseite davon zum Platzieren eines Halbleiterwafers 101 und zum Halten des Halbleiterwafers 101 und eine abgeschrägte bzw. sich verjüngende Oberfläche 602 an einer Außenseite davon zum automatischen Zentrieren des Wafertragtischs 600 bezüglich der Führungsblöcke 610 durch geneigte bzw. sich verjüngende Oberflächen 611 an den Führungsblöcken 610. Ferner besitzt der Wafertragtisch 600 eine weitere, sich verjüngende bzw. geneigte Oberfläche 603 an einer Innenseite davon zum automatischen Zentrieren des Wafertragtischs 600 bezüglich der Hubvorrichtung 29 oder des Pusher 30 und um durch die Hubvorrichtung 29 oder den Pusher 30 getragen zu werden. Der Wafertragtisch 600, gemäß den 4 und 5 besitzt einen Vorsprung, der sich nach oben von dem Außenumfang der Wafertragoberfläche 601 erstreckt, um zu verhindern, dass der Halbleiterwafer 101 sich davon löst. Anstelle des Vorsprungs kann, wie in 6C gezeigt ist, eine Vielzahl von Stiften 622, welche nach oben von der Wafertragoberfläche 601 durch Federn 632 vorbewegbar sind, um die Wafertragoberfläche 601 herum vorgesehen sein. Wenn der Topring 230 den Halbleiterwafer 101 unter Vakuum hält, sind in diesem Fall die Stifte 622 gegenüber der Wafertragoberfläche 601 zurückgezogen, und zwar gegen die Druckkraft der Federn 632, um dadurch kein Hindernis zu erzeugen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Wafertragoberfläche 601 aus einer flachen Oberfläche ausgebaut. Jedoch kann, wie in 6A und 6B gezeigt ist, die Wafertragoberfläche 601 aus einer sich verjüngenden bzw. abgeschrägten Oberfläche aufgebaut sein, die nach unten zu einer radial inneren Richtung hin geneigt ist. Die geneigte bzw. sich verjüngende Waferoberfläche 601 ist wünschenswert zum Reduzieren eines Kontaktbereichs zwischen dem Halbleiterwafer 101 und zum einfachen bzw. glatten Entfernen einer abrasiven Flüssigkeit, die von dem Halbleiterwafer 101 übertragen wurde und an der Wafertragoberfläche 601 anhaftet. Die Wafertragoberfläche 601 muss nicht notwendigerweise als volle Umfangsoberfläche des Wafertragtischs vorgesehen sein und sie kann an drei Stellen oder vorzugsweise sechs Stellen in einer Umfangsrichtung vorgesehen sein.
Ferner besitzt der Wafertragtisch 600 die Löcher 604, in die die Stifte 620, die an dem Drehtransporter 27 vorgesehen sind, passen bzw. eingepasst sind. In umgekehrter Weise kann der Wafertragtisch Stifte besitzen, und der Drehtransporter kann Löcher aufweisen, in die die Stifte an dem Wafertragtisch passen. Ferner können der Wafertragtisch und der Drehtransporter Nuten oder Zähne aufweisen, welche miteinander in Eingriff kommen.
Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 die geneigte Oberfläche 603 unabhängig von der geneigten Oberfläche 602 vorgesehen. Jedoch kann die geneigte Oberfläche 602 verwendet werden, zum Zusammenpassen mit dem Drehtransporter 27 und dem Pusher 30 oder der Hubvorrichtung 29. In diesem Fall ist es notwendig, dass die Oberfläche, die mit dem Drehtransporter zusammen passen soll, und die Oberfläche, die mit dem Pusher oder der Hubvorrichtung zusammen passen soll, sich in einer Umfangsrichtung voneinander unterscheiden.
DREHTRANSPORTER
Wie in den 4 und 5 dargestellt ist, besitzt der Drehtransporter 27 zum Platzieren des Wafertragtischs 600 und zum Transportieren des Wafertragtischs 600 vier Wafertragtischstufen, die mit winkelmäßig gleichen Intervallen von 90° angeordnet sind, und wobei jede der vier Wafertragtischstufen Führungsblöcke 610 an drei Orten in einer Umfangsrichtung besitzt zum Tragen des Wafertragtischs 600, indem sie mit der sich verjüngenden Oberfläche 602 des Wafertragtischs 600 zusammenpassen. Eine sich verjüngende Oberfläche 611 mit einem Verjüngungswinkel von 15–25° bezüglich der Senkrechten ist an der Innenoberfläche des Führungsblocks 610 ausgebildet, um zu erlauben, dass der Wafertragtisch 600 zentriert ist, wenn der Wafertragtisch 600 übertragen wird.
14 ist eine schematische Aufrissansicht, welche den Drehtransporter und die mit dem Drehtransporter assoziierten Komponenten zeigt. Wie in 14 dargestellt ist, sind Detektiersensoren 200 an beabstandeten Positionen bezüglich des Drehtransporters 27 vorgesehen. Der Waferdetektiersensor 200 ist ein Fotosensor, der ein Licht emittierendes Element 200a und ein Licht empfangendes Element 200b aufweist, und er wird nicht mit den Stufen des Drehtransporters 27 bewegt.
Die Zustände bzw. Bedingungen der Halbleiterwafer 101, die auf den Stufen platziert sind, werden in den jeweiligen Stufen des Drehtransporters 27 bestimmt. Um genauer zu sein, weist der Drehtransporter 27, wie in 4 gezeigt ist, zwei Ladestufen auf zum Platzieren des Wafertragtischs 600 (600a, 600c) zum Laden des zu polierenden Halbleiterwafers und zwei Entladestufen zum Platzieren des Wafertragtischs 600 (600b, 600d) zum Entladen des polierten Halbleiterwafers. Die Zustände des Wafertragtischs 600, die auf den jeweiligen Stufen platziert sind, sind jeweils festgelegt und der Drehtransporter 27 besitzt eine Stufe 210 zum Platzieren des Wafertragtischs 600 (600a) zum Halten des zu polierenden Halbleiterwafers auf dem Drehtisch 34, eine Stufe 211 zum Platzieren des Wafertragtischs 600 (600b) zum Halten des polierten Halbleiterwafers auf dem Drehtisch 34, eine Stufe 212 zum Platzieren des Wafertragtischs 600 (600c) zum Halten des zu polierenden Halbleiterwafers auf dem Drehtisch 35 und eine Stufe 213 zum Platzieren des Wafertragtischs 600 (600d) zum Halten des polierten Halbleiterwafers auf dem Drehtisch 35.
Spüldüsen zum Liefern einer Reinigungsflüssigkeit an die Halbleiterwafer und die Wafertragtische 600 sind oberhalb und unterhalb des Drehtransporters 27 und in beabstandeten Positionen bezüglich des Drehtransporters 27 angeordnet. Die Spüldüsen sind stationär und werden nicht mit den Stufen gedreht. Reines Wasser oder ionisches Wasser wird hauptsächlich als eine Reinigungsflüssigkeit verwendet. Wie in 14 gezeigt ist, ist der Drehtransporter 27 mit einem Servomotor 205 gekoppelt und die Halbleiterwafer und die Wafertragtische auf dem Drehtransporter 27 werden durch den Antrieb des Servomotors 205 transportiert. Ein Ausgangspositionssensor 206 ist an dem unteren Teil des Drehtransporters 27 vorgesehen und eine Positionierung der Wafertransferposition wird durch den Ausgangspositionssensor 206 und den Servomotor 205 gesteuert. Die Transferpositionen, welche eingestellt werden können, sind drei Positionen mit Winkelintervallen von 90° bezüglich der Ausgangsposition als eine Mitte.
HUBVORRICHTUNG
7 ist eine vertikale Querschnittsansicht der Hubvorrichtung. 8 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen der Hubvorrichtung und dem Wafertragtisch zeigt. Die Hubvorrichtung 29 weist eine Stufe 260 auf zum Platzieren des Wafertragtischs 600 darauf, und einen Luftzylinder 261 zum Anheben und Absenken der Stufe 260. Der Luftzylinder 261 und die Stufe 260 sind durch eine Welle 262, die vertikal bewegbar ist, gekoppelt.
Wie in 8 dargestellt ist, besitzt die Stufe 260 eine sich verjüngende bzw. geneigte Oberfläche 260a an einer Außenumfangsfläche davon, die in die sich verjüngende Oberfläche 603 des Wafertragtischs 600 passt. Wenn die Stufe 260 der Hubvorrichtung 29 zu einer Position oberhalb der Drehtransportvorrichtung 27 angehoben wird, passt der Wafertragtisch 600 über die Stufe 260, um zu erlauben, dass der Wafertragtisch 600 zentriert und dann angehoben wird.
PUSHER
Die 9 und 10 zeigen einen Pusher und 9 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Pushers und 10 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen dem Pusher und dem Wafertragtisch zeigt.
Wie in 9 dargestellt ist, ist eine Führungsstufe 141 vorgesehen zum Halten des Toprings 148 oberhalb einer Hohlwelle 140 und eine Keilnutwelle 142 ist in der Hohlwelle 140 vorgesehen. Eine Push- bzw. Schubstufe 143 ist oberhalb der Keilnutwelle 142 vorgesehen. Ein Luftzylinder 145 ist mit der Keilnutwelle 142 über ein flexibles Gelenk 144 gekoppelt. Zwei Luftzylinder sind vertikal in Serie angeordnet. Der untere Luftzylinder 146 dient zum Anheben und Absenken der Führungsstufe 141 und der Schubstufe 143 und hebt die Hohlwelle 140 zusammen mit dem Luftzylinder 145 an und senkt diese ab. Der Luftzylinder 145 dient zum Anheben und Absenken der Schubstufe 143.
Ein Linearbewegungsmechanismus 149, der in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse bewegbar ist, ist vorgesehen, um zu erlauben, dass die Topringführungen 148 einen Ausrichtungsmechanismus besitzen. Die Führungsstufe 141 ist an dem Linearbewegungsmechanismus 149 befestigt und der Linearbewegungsmechanismus 149 ist an der Hohlwelle 140 befestigt. Die Hohlwelle 140 ist durch ein Lagergehäuse 151 über eine Gleitbuchse 150 gehalten. Der Hub des Luftzylinders 146 wird an die Hohlwelle 140 durch eine Kompressionsfeder 152 übertragen.
Die Schubstufe 143 ist oberhalb der Führungsstufe 141 angeordnet und eine Schubstange 160, die sich von der Mitte der Schubstufe 143 nach unten erstreckt, geht durch eine Gleitbuchse 147 hindurch, die an der Mitte der Führungsstufe 141 angeordnet ist, um zu erlauben, dass die Schubstange 160 zentriert wird. Die Schubstange 160 kontaktiert das obere Ende der Keilnutwelle 142. Die Schubstange 143 wird vertikal bewegt durch den Luftzylinder 145 durch die Keilnutwelle 142, so dass der Halbleiterwafer 101 an den Topring 32 geladen bzw. übergeben wird. Kompressionsfedern 159 sind an dem Umfangsteil der Schubstufe 143 vorgesehen.
Drei Topringführungen 148 sind an dem Außenumfangsteil der Führungsstufe 141 vorgesehen. Jede der Topringführungen 148 besitzt eine Oberseite 700, die als ein Zugriffsteil zu der Unterseite des Führungsrings 301 des Toprings 32 dient. Eine sich verjüngende Oberfläche 208 mit einem Winkel von 25° bis 35° bezüglich der Senkrechten wird an dem oberen Endteil der Topringführung 148 gebildet zur Führung des Führungsrings 301 des Toprings 32 zu der Oberseite 700.
Die Schubstufe 143 besitzt eine obere sich verjüngende Oberfläche 143a. Wie in 10 dargestellt ist, ist die sich verjüngende Oberfläche 143a in die sich verjüngende Oberfläche 603 des Wafertragtischs 600 eingepasst, um zu erlauben, dass der Wafertragtisch 600 bezüglich der Schubstufe 143 zentriert wird bzw. zentriert ist. Wenn die Schubstufe 143 angehoben wird, dann wird der Wafertragtisch 600 von dem Drehtransporter 27 gelöst und zusammen mit dem Halbleiterwafer zu dem Topring 32 bewegt.
Eine Führungshülse bzw. ein -mantel 153 ist an der Führungsstufe 141 befestigt, um zu verhindern, dass Wasser in den Mittelteil der Führungsstufe 141 eindringt und zum Führen der Führungsstufe 141 so, dass die Führungsstufe 141 zu ihrer Ursprungsposition zurückkehrt. Eine Mittelhülse 154, die innerhalb der Führungshülse 153 angeordnet ist, ist an dem Lagergehäuse 151 befestigt zum Zentrieren der Führungsstufe 141. Der Pusher ist an einem Motorgehäuse 104 in dem Polierabschnitt durch das Lagergehäuse 151 befestigt.
Ein V-Ring 155 wird verwendet, um zu verhindern, das Wasser zwischen die Schubstufe 143 und die Führungsstufe 141 eintritt und besitzt eine Lippe, die in Kontakt gehalten wird mit der Führungsstufe 141, um zu verhindern, dass Wasser dort hindurch geht. Wenn die Führungsstufe 141 angehoben wird, dann wird das Volumen eines Teils G erhöht, wodurch sich der Druck verringert, um dadurch Wasser anzuziehen. Um zu verhindern, dass Wasser angezogen wird, besitzt der V-Ring 155 ein Loch, das in einer Innenseite davon definiert ist, um zu verhindern, dass sich der Druck absenkt.
Ein Stoßdämpfer 156 ist vorgesehen zum Positionieren der Topringführungen 148 in einer Vertikalrichtung und zum Absorbieren von Stößen, wenn die Topringführungen 148 den Topring 32 kontaktieren. In jedem der Luftzylinder sind obere und untere Grenzsensoren vorgesehen zum Detektieren der Position des Pushers in einer Vertikalrichtung. D.h., Sensoren 203 und 204 sind an dem Luftzylinder 145 vorgesehen und Sensoren 207 und 206 sind an dem Luftzylinder 146 vorgesehen. Ein Reinigungsdüse oder -düsen zum Reinigen des Pushers sind vorgesehen, um zu verhindern, dass an dem Pusher anhaftende Schlämme den Halbleiterwafer kontaminieren. Ein Sensor zum Bestätigen des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines Halbleiterwafers auf bzw. an dem Pusher kann vorgesehen sein. Die Steuerung der Luftzylinder 145 und 146 wird durchgeführt durch Doppelelektromagnetventile. Die Pusher 30 und 30' sind dediziert für die Topringe 32 bzw. 33 vorgesehen.
Als nächstes wird der Betrieb des Drehtransporters 27, der Hubvorrichtung 29 und des Pushers 30 mit der obigen Struktur beschrieben.
ÜBERTRAGEN EINES HALBLEITERWAFERS
Die 11A bis 11F zeigen Prozesse zum Transferieren bzw. Übertragen eines Halbleiterwafers. In der folgenden Beschreibung wird der Wafertragtisch zum Laden des zu polierenden Halbleiterwafers als der Ladewafertragtisch bezeichnet und der Wafertragtisch zum Entladen des Halbleiterwafers, der poliert wurde, wird als der Entladewafertragtisch bezeichnet.
Ausgehend von der Ausgangs- bzw. Heimatposition (HP) wird der Drehtransporter 27 entgegen dem Uhrzeigersinn durch einen Winkel von 90° gedreht und die Stufe 210 ist oberhalb der Hubvorrichtung 29 (11A) angeordnet.
Die Hubvorrichtung 29 bildet einen Wafertransfermechanismus zum Übertragen des Halbleiterwafers zwischen der Umkehrvorrichtung 28 und dem Drehtransporter 27. Der zu polierende Halbleiterwafer 101 wird von dem Transferroboter 20 zu der Umkehrvorrichtung 28 übertragen. Anschließend wird der Halbleiterwafer 101 durch die Umkehrvorrichtung 28 umgedreht bzw. umgekehrt, um zu bewirken, dass eine Musteroberfläche (die Oberfläche auf der das Halbleiterbauelement ausgebildet wird) des Halbleiterwafers nach unten weist.
Die Hubvorrichtung 29 wird angehoben und die Stufe 260 der Hubvorrichtung 29 kommt mit dem Ladewafertragtisch 600 (600a) an dem Drehtransporter 27 durch die sich verjüngende Oberfläche 260a (11B) in Eingriff.
Als nächstes wird die Hubvorrichtung 29 zu einer Position angehoben, wo der Ladewafertragtisch 600 den Halbleiterwafer 101 von der Umkehrvorrichtung 28 aufnimmt, während die Hubvorrichtung 29 den Ladewafertragtisch 600 daran hält und die Hubvorrichtung 29 wird dort gestoppt (11C).
Wenn der Sensor 266, der an dem Luftzylinder 261 vorgesehen ist, das Anhalten der Hubvorrichtung 29 an einer Position detektiert, wo die Stufe 260 direkt unterhalb des Halbleiterwafers 101 angeordnet ist, lässt die Umkehrvorrichtung 28 den Halbleiterwafer los durch Öffnen der Arme und der Halbleiterwafer 101 wird auf den Ladewafertragtisch 600 an der Stufe 260 der Hubvorrichtung 29 (11D) platziert. Danach wird die Hubvorrichtung 29 abgesenkt, während die Hubvorrichtung 29 den Ladewafertragtisch 600 mit dem darauf befindlichen Halbleiterwafer 101 hält (11E).
Der Ladewafertragtisch 600 hält den Halbleiterwafer 101 und ist zentriert auf der Hubvorrichtung 29 platziert durch die sich verjüngenden Oberflächen 611 der Führungsblöcke 610 auf der Stufe 210 des Drehtransporters 27 und wird von der Hubvorrichtung 29 zu dem Drehtransporter 27 übergeben und an den Führungsblöcken 610 platziert (11E). Nachdem der Ladewafertragtisch 600 auf dem Drehtransporter 27 platziert ist, fährt die Hubvorrichtung 29 fort, sich zu bewegen um zu bewirken, das die Stufe 260 abgesenkt wird, bis die Stufe 260 nicht mehr mit dem Drehtransporter 27 interferiert, selbst wenn der Drehtransporter 27 gedreht wird (11F).
LADEN EINES HALBLEITERWAFERS
Die 12A bis 12F zeigen Prozesse zum Laden eines Halbleiterwafers.
Wenn das Absenken der Hubvorrichtung 29 beendet ist, dann wird der Drehtransporter 27 im Uhrzeigersinn um einen Winkel von 90° gedreht und der Ladewafertragtisch 600 (600a) auf dem Drehtransporter 27 ist oberhalb des Pushers 30 (12A) positioniert. Nachdem die Positionierung des Drehtransporters 27 beendet ist, wird der Pusher 30 zusammen mit den mit der Führungsstufe 141 assoziierten Komponenten angehoben, und zwar durch den Luftzylinder 146. Während der Pusher 30 angehoben wird, geht die Führungsstufe 141 durch die Waferhalteposition des Drehtransporters 27 hindurch. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ladewafertragtisch 600, der den Halbleiterwafer 101 hält, durch die sich verjüngenden Oberflächen 143a der Schubstufe 143 zentriert und wird von dem Drehtransporter 27 zu der Schubstufe 143 übergeben (12B).
Während die Schubstufe 143 den Ladewafertragtisch 600 hält, werden die Topringführungen 148 angehoben, ohne gestoppt zu werden, und der Führungsring 301 des Toprings 32 wird durch die sich verjüngenden Oberflächen 208 der Topringführungen 148 geführt. Die Mitte der Topringführungen 148 ist mit der Mitte des Toprings 32 ausgerichtet über die Linearbewegungsvorrichtung 149, die in X- und Y-Richtungen bewegbar ist und die Oberseite 700 der Topringführungen 148 kontaktiert die Unterseite des Führungsrings 301 und das Anheben der Führungsstufe 141 ist beendet (12C).
Wenn die Oberseite 700 der Topringführungen 148 die Unterseite des Toprings 301 kontaktiert, ist die Führungsstufe 141 festgelegt und wird nicht mehr angehoben. Jedoch fährt der Luftzylinder 146 fort, betätigt zu werden, bis die Stoppvorrichtung, die an der Stange des Luftzylinders 146 befestigt ist, den Stoßdämpfer 156 kontaktiert und somit fährt nur die Keilnutwelle 142 fort, angehoben zu werden, da die Kompressionsfeder 152 zusammengedrückt wird und die Schubstufe 143 wird weiter angehoben. Nachdem der Halbleiterwafer 101 den Topring 42 kontaktiert, wird der Hebehub des Luftzylinders 146 durch die Kompressionsfeder 159 absorbiert, um dadurch den Halbleiterwafer 101 gegen Beschädigung zu schützen.
Als nächstes wird die Schubstufe 143 weiter durch den Luftzylinder 145 angehoben, während die Schubstufe 143 den Wafertragtisch 600 hält und der Halbleiterwafer 101 wird durch den Topring 32 unter Vakuum gehalten durch Vakuumanziehungsmechanismen des Toprings 32 (12D). Danach wird der Wafertragtisch 600 zusammen mit der Schubstufe 143 durch den Luftzylinder 145 abgesenkt, der in die entgegen gesetzte Richtung zu der obigen Betätigung betätigt wird (12E).
Der Pusher 30 wird zusammen mit den Komponenten, die mit der Führungsstufe 141 assoziiert sind, durch den Luftzylinder 146 abgesenkt und der Wafertragtisch 600 wird zu dem Drehtransporter 27 übertragen, während der Pusher 30 abgesenkt wird. Der Pusher 30 wird weiter abgesenkt und dann an einer vorbestimmten Position (12F) angehalten.
ENTLADEN EINES HALBLEITERWAFERS
Der Halbleiterwafer 101, der poliert wurde, wird durch den Topring 33 zu einer Waferentladeposition, die oberhalb des Pusher 30 angeordnet ist, transportiert. Durch die Drehung des Drehtransporters 27 wird der Entladewafertragtisch 600 (600b) auf dem Drehtransporter 27 oberhalb des Pushers 30 (13A) angeordnet. Dann wird der Pusher 30 zusammen mit den Komponenten, die mit der Führungsstufe 141 assoziiert sind, durch den Luftzylinder 146 angehoben. Während der Pusher 30 angehoben wird, geht die Führungsstufe 141 durch die Waferhalteposition des Drehtransporters 27 hindurch. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wafertragtisch 600 ohne einen darauf befindlichen Halbleiterwafer durch die sich verjüngende Oberfläche 143a der Schubstufe 143 zentriert und von dem Drehtransporter 27 zu dem Pusher 30 übertragen (13B).
Der Führungsring 301 des Toprings 32 wird durch die sich verjüngenden Oberflächen 208 der Topringführungen 148 geführt. Die Mitte der Topringführungen 148 ist mit der Mitte des Toprings 32 durch den Linearbewegungsmechanismus 149 ausgerichtet, und die Oberseite 700 der Topringführungen 148 kontaktiert die Unterseite des Führungsrings 301 und das Anheben der Führungsstufe 141 ist beendet (13C).
Zu diesem Zeitpunkt fahren die Luftzylinder 146 fort, betätigt zu werden, bis die Stoppvorrichtung, die an der Stange des Luftzylinders 146 befestigt ist, den Stoßdämpfer 156 kontaktiert. Da jedoch die Oberseite 700 der Topringführungen 148 die Unterseite des Führungsrings 301 kontaktiert, um zu bewirken, dass die Führungsstufe 141 in dieser Position festgelegt ist, drückt der Luftzylinder 146 die Keilnutwelle 142 zusammen mit dem Luftzylinder 145 gegen eine Druckkraft der Kompressionsfeder 152, um dadurch die Schubstufe 143 anzuheben. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Luftzylinder 146 angeordnet, um noch weiter betätigt zu werden, nachdem die Topringführungen 148 den Führungsring 301 kontaktieren. Der zu diesem Zeitpunkt erzeugte Stoß wird durch die Feder 152 absorbiert.
Nachdem die Hubbetätigung des Luftzylinders 146 beendet ist, wird der Halbleiterwafer 101 von dem Topring 32 entfernt, und durch den Entladewafertragtisch 600 gehalten (13D).
Nachdem der Halbleiterwafer 101 durch den Entladewafertragtisch 600 gehalten wird, beginnt der Pusher 30, abgesenkt zu werden. Dann wird der Entladewafertragtisch 600 zusammen mit dem polierten Halbleiterwafer zu dem Drehtransporter 27 übertragen (13E) und der Pusher 30 fährt fort, abgesenkt zu werden, und der Betrieb des Pushers 30 wird beendet durch Beendigung seines Absenkens (13F).
Der Drehtransporter 27 wird gedreht und der Entladewafertragtisch 600, der den polierten Halbleiterwafer darauf trägt, wird oberhalb der Hubvorrichtung 29 angeordnet. Dann wird die Hubvorrichtung 29 angehoben und übernimmt den Entladewafertragtisch 600, der den polierten Halbleiterwafer trägt von dem Drehtransporter 27. Die Hubvorrichtung 29 wird weiter angehoben, um dadurch den Halbleiterwafer an einer Wafertransferposition anzuordnen, in der der Halbleiterwafer zu der Umkehrvorrichtung 28 übertragen wird.
Nachdem die Arme der Umkehrvorrichtung 28 den Halbleiterwafer 101 halten, wird die Hubvorrichtung 29 abgesenkt zum Übertragen des Entladewafertragtischs 600 zu dem Drehtransporter 27. Wenn das Absenken der Hubvorrichtung 29 beendet ist, ist der Transferbetrieb des Halbleiterwafers von dem Topring 32 zu der Umkehrvorrichtung 28 beendet.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Zeit zu verkürzen, die erforderlich ist zum Übertragen eines zu polierenden Werkstücks, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers zu dem Topring, um dadurch deutlich die Anzahl von bearbeiteten Werkstücken pro Zeiteinheit, d.h. den Durchsatz, zu erhöhen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn das Werkstück zwischen dem Drehtransporter und der Umkehrvorrichtung übertragen wird, das Werkstück zwischen dem Tragtisch und der Umkehrvorrichtung übertragen, und wenn das Werkstück zwischen dem Drehtransporter und dem Topring übertragen wird, wird das Werkstück zwischen dem Tragtisch und dem Topring übertragen. Daher kann der Tragtisch einen Stoß oder einen Aufprall, der beim Übertragen an dem Werkstück erzeugt wird, absorbieren und somit kann die Transfergeschwindigkeit des Werkstücks erhöht werden, um dadurch den Durchsatz zu erhöhen.
In der herkömmlichen Poliervorrichtung wird die Anzahl der Topringe erhöht und die Werkstücke werden simultan poliert, um dadurch den Durchsatz zu erhöhen. Somit können die Werkstücke nicht gleichförmig poliert werden in Folge der Differenz von individuellen Topringen, bewirkt durch die Erhöhung der Anzahl von Topringen. Im Gegensatz hierzu kann bei der vorliegenden Erfindung die Transfergeschwindigkeit der Werkstücke erhöht werden, um dadurch den Durchsatz zu erhöhen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Transfer des Halbleiterwafers von der Umkehrvorrichtung zu dem Topring durch die Wafertragtische durchgeführt werden, welche lösbar durch die jeweiligen Stufen des Drehtransporters gehalten werden. Somit kann zum Beispiel der Transfer des Halbleiterwafers zwischen der Hubvorrichtung und dem Drehtransporter oder zwischen dem Drehtransporter und dem Pusher eliminiert werden, um zu verhindern, dass Staub erzeugt wird und um zu verhindern, dass der Halbleiterwafer in Folge eines Transferfehlers oder Klemmfehlers beschädigt wird.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von Wafertragtischen als Ladewafertragtische designiert zum Halten eines zu polierenden Halbleiterwafers und eine Vielzahl ist als Entladewafertragtische designiert zum Halten eines polierten Halbleiterwafers. Daher wird der zu polierende Halbleiterwafer nicht von dem Pusher sondern von dem Ladewafertragtisch zu dem Topring übertragen, und der polierte Halbleiterwafer wird von dem Topring nicht durch den Pusher sondern durch den Entladewafertragtisch übertragen. Somit wird das Laden des Halbleiterwafers zu dem Topring und das Entladen des Halbleiterwafers von dem Topring durch jeweilige Haltevorrichtungen (oder Komponenten), d.h. den Wafertragtisch, durchgeführt und somit wird verhindert, dass abrasive Flüssigkeit oder Ähnliches, welches an dem polierten Halbleiterwafer anhaftet, an einem gemeinsamen Tragglied anhaftet, das das Laden und Entladen des Halbleiterwafers durchführt. In Folge dessen kann sich verfestigte abrasive Flüssigkeit oder Ähnliches nicht an dem zu polierenden Halbleiterwafer anhaften, und somit keine Beschädigung des zu polierenden Halbleiterwafers bewirken.
Bei dem Ausführungsbeispiel werden der Tragtisch zum Laden des Werkstücks und der Tragtisch zum Entladen des Werkstücks separat verwendet. Jedoch kann ein einzelner Tragtisch zum Laden und Entladen des Werkstücks verwendet werden.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hier gezeigt und im Detail beschrieben wurden, sei bemerkt, dass unterschiedliche Änderungen und Modifikationen daran durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Eine Poliervorrichtung, die Folgendes aufweist: einen Drehtisch (34, 36 und 35, 37) mit einer Polieroberfläche; einen Topring (32, 33) zum Halten eines Werkstücks und zum Pressen des Werkstücks gegen die Polieroberfläche, um das Werkstück zu polieren; eine Drehtransportvorrichtung (27), die in einer Position angeordnet ist, auf die der Topring (32, 33) zugreifen kann und mit einer Vielzahl von Stufen, die auf einem vorbestimmten Umfang bezüglich eines Drehmittelpunktes der Drehtransportvorrichtung (27) positioniert ist; eine Vielzahl von Tragtischen (600), die entfernbar gehalten wird durch die entsprechenden Stufen der Drehtransportvorrichtung (27) zum jeweiligen Tragen von Werkstücken; und ein Pusher- bzw. Schubvorrichtung (30, 30') zur vertikalen Bewegung des Tragtisches (600) und zum Transfer des Werkstückes zwischen dem Tragtisch (600) und dem Topring (32, 33).
Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei Folgendes vorgesehen ist: eine Umkehrvorrichtung (28, 28') zum Umkehren des Werkstücks; und eine Hubvorrichtung (29, 29') zum vertikalen Bewegen des Tragtisches (600) und zum Transferieren oder Übertragen des Werkstücks zwischen dem Tragtisch (600) und der Umkehrvorrichtung (28, 28').
Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl der Tragtische (600) einen Ladetragtisch aufweist, zum Halten des zu polierenden Werkstücks und einen Entladetragtisch zum Halten des Werkstücks, welches poliert wurde.
Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehtransportvorrichtung (27) eine Vielzahl von Führungsblöcken (610) aufweist, und zwar um fangsmäßig vorgesehen an bestimmten Intervallen auf jeder der Stufen zum lösbaren Halten des Tragtisches (600).
Poliervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Führungsblock (610) eine Innenoberfläche mit einer sich verjüngenden Oberfläche (611) für eine Zentrierwirkung und eine Außenoberfläche mit einer sich verjüngenden Oberfläche (611) für eine Zentrierwirkung aufweist.
Poliervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Topring (32, 33) winkelmäßig um eine Drehwelle in eine Position über dem Drehtisch (34, 36 und 35, 37) bewegbar ist und in eine Position über eine der Stufen der Drehtransportvorrichtung (27).