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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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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.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Poliervorrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Poliervorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Die Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bei
der obigen Anordnung kann eine Zentrierung des Tragtischs bezüglich der
Führungsblöcke durch
die geneigte Oberfläche
durchgeführt
werden.
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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.
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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.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht, die ein Layout unterschiedlicher Komponenten einer
Poliervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Aufrissansicht, welche die Beziehung zwischen dem Topring und
den Drehtischen zeigt;
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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;
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4 ist
eine Draufsicht, welche den Drehtransporter und die Wafertragtische
zeigt;
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5 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 4;
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6A bis 6C sind
vertikale Querschnittsansichten, welche andere Wafertragtische zeigen;
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7 ist
eine vertikale Querschnittsansicht der Hubvorrichtung;
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8 ist
eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen
der Hubvorrichtung und dem Wafertragtisch zeigt;
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9 ist
eine vertikale Querschnittsansicht des Pusher;
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10 ist
eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen
dem Pusher und dem Wafertragtisch zeigt;
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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;
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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;
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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
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14 ist
eine schematische Aufrissansicht, welche den Drehtransporter und
die mit dem Transporter assoziierten Bauteile zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Eine
Poliervorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf
die 1 bis 14 erläutert.
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1 zeigt
ein Layout von unterschiedlichen Komponenten einer Poliervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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WAFERTRAGTISCH UND DREHTRANSPORTER
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In
der folgenden Beschreibung werden der Topring 32, die Umkehrvorrichtung 28,
die Hubvorrichtung 29 und der Pusher 30 verwendet
für die
Erklärung
eines Transfervorgangs.
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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.
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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.
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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.
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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.
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DREHTRANSPORTER
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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.
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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.
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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.
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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.
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HUBVORRICHTUNG
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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.
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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.
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PUSHER
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Als
nächstes
wird der Betrieb des Drehtransporters 27, der Hubvorrichtung 29 und
des Pushers 30 mit der obigen Struktur beschrieben.
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ÜBERTRAGEN
EINES HALBLEITERWAFERS
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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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).
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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).
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LADEN EINES
HALBLEITERWAFERS
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Die 12A bis 12F zeigen
Prozesse zum Laden eines Halbleiterwafers.
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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).
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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).
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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.
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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).
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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.
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ENTLADEN EINES HALBLEITERWAFERS
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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).
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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).
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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.
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Nachdem
die Hubbetätigung
des Luftzylinders 146 beendet ist, wird der Halbleiterwafer 101 von
dem Topring 32 entfernt, und durch den Entladewafertragtisch 600 gehalten
(13D).
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.