DE60216427T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Ausrichtung der Fläche eines aktiven Halterrings mit der Fläche einer Halbleiterscheibe während dem chemisch-mechanischen Polieren - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Ausrichtung der Fläche eines aktiven Halterrings mit der Fläche einer Halbleiterscheibe während dem chemisch-mechanischen Polieren Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein chemisch-mechanisches Poliersystem (CMP-System) von Halbleiterscheiben und Techniken zum Verbessern der Leistungsfähigkeit und Effektivität von CMP-Arbeitsvorgängen gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1, 6 bzw. 8. Ein derartiges System und Techniken werden beispielsweise in der JP 2000334655 offenbart. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Platte zum Tragen von Halbleiterscheiben, bei der Kanteneffekte reduziert werden, indem eine mit der Halbleiterscheibe in Kontakt kommende Oberfläche der Halbleiterscheiben-Trägerplatte mit einer in Kontakt mit der Halbleiterscheiben-Poliervorrichtung kommenden Oberfläche eines aktiven Halterings ausgerichtet wird.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Bei der Fabrikation von Halbleiterbauelementen gibt es einen Bedarf für die Durchführung von chemisch-mechanischen Polier-(CMP)-Vorgängen an Halbleiterscheiben, wie beispielsweise diejenigen, die aus Silikon hergestellt werden und als Scheiben mit einem Durchmesser von 200 mm oder 300 mm ausgebildet sind. Um die Beschreibung zu vereinfachen, wird der Begriff "Halbleiterscheibe" nachstehend verwendet, um solche Halbleiterscheiben und andere planare Strukturen oder Substrate zu beschreiben und einzuschließen, die als Träger für elektrische oder elektronische Schaltkreise verwendet werden.
  • Bauelemente mit integrierten Schaltkreisen können die Form von Strukturen mit mehreren Ebenen haben, die auf derartigen Halbleiterscheiben hergestellt wurden. Ein Transistorelement kann auf einer Ebene ausgebildet sein und auf anschließenden Ebenen können metallisierte Verbindungsleitungen ausgebildet und mit dem Transistorelement elektrisch verbunden sein, um das gewünschte funktionelle Element zu erhalten. Strukturierte leitende Schichten sind von anderen leitenden Schichten durch dielektrische Materialien isoliert. Wenn mehr metallisierte Ebenen und zugehörige dielektrische Schichten erzeugt werden, erhöht sich die Notwendigkeit zum Planarisieren des dielektrischen Materials, beispielsweise durch die Durchführung von CMP-Vorgängen. Ohne eine derartige Planarisierung wird die Fertigung von zusätzlichen metallisierten Schichten bedingt durch die Schwankungen in der Oberflächentopografie erheblich schwieriger.
  • Ein CMP-System umfasst typischerweise eine Polierstation, wie beispielsweise einen Bandpolierer, zum Polieren einer ausgewählten Oberfläche einer Halbleiterscheibe. Bei einem typischen CMP-System ist die Halbleiterscheibe auf einer in Kontakt mit der Halbleiterscheibe kommenden Oberfläche eines Trägers (Trägeroberfläche) montiert. Die montierte Halbleiterscheibe hat eine freiliegende Oberfläche (Halbleiterscheiben-Oberfläche), um in Kontakt mit einer Polieroberfläche, z.B. eines Polierbands, kommen zu können. Der Träger und die Halbleiterscheibe drehen sich in einer Drehrichtung. Der CMP-Vorgang kann beispielsweise erreicht werden, wenn die freiliegende rotierende Oberfläche der Halbleiterscheibe und eine freiliegende sich bewegende Polieroberfläche durch eine Kraft aufeinander gedrückt werden und wenn die freiliegende Halbleiterscheiben-Oberfläche und die freiliegende Polieroberfläche sich relativ zueinander bewegen. Von der Trägeroberfläche kann gesagt werden, dass sie eine Trägerebene bildet, von der freiliegende Halbleiterscheiben-Oberfläche kann gesagt werden, dass sie eine Halbleiterscheiben-Ebene bildet und von der in Kontakt mit der Halbleiterscheiben-Ebene stehenden freiliegenden Polieroberfläche kann gesagt werden, dass sie eine Polierebene bildet.
  • In der Vergangenheit wurde der Halbleiterscheiben-Träger auf einer Spindel befestigt, die sowohl für die Drehung als auch für die Polierkraft des Trägers sorgte. Um es dem Halbleiterscheiben-Träger zu ermöglichen, die freiliegende Halbleiterscheiben-Oberfläche für den erwünschten Kontakt mit der freiliegenden Polieroberfläche ordnungsgemäß zu platzieren, wurde beispielsweise ein Kardanelement zwischen der Spindel und dem Halbleiterscheiben-Träger vorgesehen. Das Kardanelement ermöglicht es, die Trägerebene relativ zu einer Spindelachse, um die sich der Halbleiterscheiben-Träger dreht, zu kippen. Dieses Kippen ermöglicht es, die Trägerebene parallel zu der Polierebene des Bands auszurichten. Im Allgemeinen führt das Anordnen des Kardanelements jedoch zu mehr mechanischen Konstruktionsteilen zwischen der Trägeroberfläche und einem auf der Spindel angeordneten Kraftsensor. Als Ergebnis steigt die Wahrscheinlichkeit von Reibung in der mechanischen Konstruktion, die die von dem Sensor gemessene Kraft reduziert.
  • Andere haben sogenannte aktive Halteringe vorgesehen, die die Halbleiterscheibe gegen horizontale Kräfte stützen, um die Halbleiterscheibe auf der Trägerplatte zu halten. Bei der Anordnung derartiger aktiver Halteringe wurde ein ungünstiges Merkmal dieser aktiven Halteringe jedoch nicht zur Kenntnis genommen. Bei dieser Anordnung wird nicht berücksichtigt, dass derartige aktive Halteringe eine kardanartige Wirkung haben. Diese Wirkung eines derartigen Halterings, der auf dem Träger montiert ist, kann anhand einer Halteringebene erkannt werden, die von einer freiliegenden Oberfläche des Halterings (der Ringoberfläche) gebildet wird. Bei dieser Anordnung wurde nicht erkannt, dass es durch eine fehlende Führung für den aktiven Haltering möglich ist, dass die Halteringebene relativ zu der Halbleiterscheiben-Ebene als Reaktion auf Kräfte, wie beispielsweise die horizontale Kraft des auf die Ringoberfläche wirkenden Bands, axial versetzt werden kann. Eine Größe dieses Versatzes wird als vorspringende Seitenfläche bezeichnet und, wenn diese einen positiven Wert hat, befindet sich die Ebene der Halbleiterscheibe näher an der Polierebene des Bands als die Ringebene. Im Allgemeinen wird ein negativer Wert für die vorspringende Seitenfläche gewählt, um die Halbleiterscheibe auf der Trägeroberfläche vor dem Poliervorgang ordnungsgemäß zu platzieren oder auszurichten.
  • Als Beispiel einer fehlenden Führung bei den aktiven Halteringen des Stands der Technik kann der beispielsweise aus einer Blase bestehende Antrieb genannt werden, der den aktiven Haltering relativ zu der Halbleiterscheibe auf flexible Art bewegt und es ermöglicht, dass sich die Halteringebene in unkontrollierter Weise relativ zu der Trägerebene und der Halbleiterscheiben-Ebene bewegt. Diese unkontrollierte Bewegung zwischen Haltering und Halbleiterscheiben-Träger ermöglicht ein Kippen der Halteringebene und ein Abweichen von der Parallelen relativ zu der Trägerebene und zu der Halbleiterscheiben-Ebene. In der gekippten Stellung ist der Haltering unglücklicherweise nicht koplanar zu der Halbleiterscheiben-Ebene. Als Ergebnis führt dieses Kippen dazu, dass der Wert der vorspringenden Seitenfläche um den Umfang der Halbleiterscheibe und des Halterings herum, d.h. um die Rotationsachse des Trägers herum, bei unterschiedlichen Winkeln unterschiedlich ist. Diese Unterschiede im Wert der vorspringenden Seitenfläche sind unerwünscht, da sie beispielsweise unkontrolliert sind und zu Problemen bei den CMP-Vorgängen geführt haben. Diese Probleme können bei Betrachtung des Kantenbereichs der Halbleiterscheibe verstanden werden, der im allgemeinen einen ringförmigen Teil der Halbleiterscheiben-Oberfläche umfasst, der sich vom äußeren Umfang der Halbleiterscheibe beispielsweise um ungefähr 5 bis 8 mm nach innen erstreckt. Die Probleme bei dem CMP-Poliervorgang entstehen, weil die Änderungen im Wert der vorspringenden Seitenfläche dazu führen, dass das vertikale Profil der Kante der polierten Halbleiterscheibe für jeden unterschiedlichen Wert der vorspringenden Seitenfläche einen anderen Wert aufweist.
  • Was daher gebraucht wird, ist eine Möglichkeit, dem Haltering zu ermöglichen, sich relativ zu der Halbleiterscheiben-Ebene zu bewegen, während die Bewegung des Halterings eingeschränkt wird, um ein Kippen zu verhindern. Was ebenfalls gebraucht wird, ist eine Möglichkeit zu verhindern, dass die Ebene des Halterings von ihrer Ausrichtung parallel sowohl zu der Trägerebene als auch zu der Halbleiterscheiben-Ebene abweicht, so dass die Halteringebene und die Halbleiterscheiben-Ebene ausgerichtet werden können, d.h. koplanar sind. Es besteht auch Bedarf an einer Konstruktion und einem Verfahren, die es dem Haltering erlauben, sich relativ zu der Halbleiterscheiben-Ebene zu bewegen, während eine Relativbewegung verhindert wird, die dazu führt, dass der Wert der vorspringenden Seitenfläche bei verschiedenen Drehwinkeln der Halbleiterscheibe und des Halterings auf der Trägerrotationsachse unterschiedlich ist. Insbesondere gibt es derzeit einen unerfüllten Bedarf an einer Konstruktion und Verfahren zum Erzeugen eines gleichmäßigen Profils der Kante einer Halbleiterscheibe bei CMP-Vorgängen, während die Vorteile von Halteringen, die relativ zu der Ebene der Halbleiterscheibe aktiv bewegt werden, beibehalten werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Allgemein gesprochen erfüllt die vorliegende Erfindung diesen Bedarf, indem sie ein CMP-System und Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 6 bzw. 8 bereitstellt, die Lösungen für die oben beschriebenen Probleme bieten, wobei Konstruktionen und Verfahren vorgesehen sind, die es einem Haltering erlauben, sich relativ zu einer Halbleiterscheiben-Ebene zu bewegen, während die Bewegung des Halterings eingeschränkt wird, um ein Kippen zu verhindern, das dazu führt, dass sich die Ebene des Halterings verlagert (d.h. nicht mehr parallel sowohl zu der Trägerebene als auch zu der Halbleiterscheiben-Ebene bzw. nicht koplanar zu der Halbleiterscheiben-Ebene ist). Bei diesen Systemen und Verfahren kann sich der Haltering relativ zu der Halbleiterscheiben-Ebene bewegen, jedoch ist diese Relativbewegung beschränkt, so dass die Halteringebene und die Halbleiterscheiben-Ebene beim Polieren der Halbleiterscheibe koplanar sein können. Insbesondere wird die Richtung der Relativbewegung auf eine sich senkrecht zu der Halbleiterscheiben-Ebene und der Trägerebene erstreckende Richtung beschränkt, wodurch die Größe einer erwünschten vorspringenden Seitenfläche bei unterschiedlichen Winkeln um den Umfang der Halbleiterscheibe und des Halterings herum, d.h. um die Rotationsachse des Trägers herum, gleich bleibt. Somit werden die Vorteile von Halteringen, die sich aktiv relativ zu der Ebene der Halbleiterscheibe bewegen, beibehalten, ohne dass es zu dem Problem mit den ungleichmäßigen vorspringenden Seitenflächen kommt.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen werden in den Unteransprüchen offenbart.
  • Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die in beispielhafter Weise die Prinzipien der Erfindung erläutern.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird aufgrund der folgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen, leicht verständlich sein.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in der eine Halbleitenscheiben-Trägerplatte eine Halbleiterscheibe und einen Haltering für den Kontakt mit einer chemisch-mechanischen Polieroberfläche trägt;
  • 2 ist eine Draufsicht entlang der Linie 2-2 in 1, die schematisch die als Band dargestellte, für den Kontakt mit der von dem Halbleiterscheiben-Trägerplatte getragenen Halbleiterscheibe und mit dem die Halbleiterscheibe umgebenden Haltering ausgebildete Polieroberfläche zeigt;
  • 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 2 und zeigt schematisch eine Kardananordnung, die es einer Rotationsachse der Halbleiterscheiben-Trägerplatte ermöglicht, sich relativ zu der Drehachse einer Spindel zu bewegen, wobei zwischen der Halbleiterscheiben-Trägerplatte und dem Haltering vorgesehene lineare Lageranordnungen dargestellt sind;
  • 4A ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4A-4A in 2 und zeigt eine Befestigungswelle, die den Haltering in Verbindung mit der Trägerplatte hält, sowie eine Feder, die den Haltering in einer Stellung verspannt, in der eine vorspringende Seitenfläche des Halterings einen maximalen Wert hat, um die Halbleiterscheibe auf der Trägerplatte zu platzieren;
  • 4B ist eine der 4A ähnliche Schnittansicht, die einen linearen Antrieb zum Bewegen des Halterings entgegen der Kraft der Feder zeigt, wobei der Haltering in einer Stellung gezeigt ist, in der die vorspringende Seitenfläche des Halterings einen Nullwert hat, um die Halbleiterscheibe zu polieren;
  • 4C ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der 4B und zeigt den Nullwert der vorspringenden Seitenfläche und die Koplanarität der Halteringebene und der Halbleiterscheiben-Ebene;
  • 4D ist eine den 4A und 4B ähnliche Schnittansicht, die den linearen Antrieb zeigt, der den Haltering in eine Stellung mit maximalem Abstand zu dem Halbleiterscheiben-Träger bewegt hat, um das Platzieren der Halbleiterscheibe auf der Trägerplatte zu vereinfachen;
  • 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in 2, die verschiedene Befestigungsmittel zum Montieren einer linearen Lageranordnung zwischen der Trägerplatte und dem Haltering zeigt, so dass eine Bewegung der Trägerplatte relativ zu dem Haltering auf eine Bewegung senkrecht zu der Halbleiterscheiben-Ebene und der Trägerebene beschränkt wird;
  • 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in 2, die eine in der Spindel vorgesehene und mit der Halbleiterscheiben-Trägerplatte verbundene Vakuum- und Gasversorgungsleitung zeigt;
  • 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in 2, die die mit einer Messdose verbundene Kardananordnung zeigt, wobei die Kardananordnung einen Antriebsstift umfasst, der von einem in der Halbleiterscheiben-Trägerplatte vorgesehenen, sich verjüngenden Hohlraum aufgenommen wird;
  • 8 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in 2, die den an einer Halteringbasis befestigten Haltering zeigt;
  • 9 ist eine dreidimensionale Ansicht der Halbleiterscheiben-Trägerplatte und zeigt sich von der Halbleiterscheiben-Trägerplatte aus erstreckende Flansche für vier lineare Lageranordnungen;
  • 10 ist eine dreidimensionale Ansicht der Halbleiterscheiben-Trägerplatte und zeigt eine sich an die Halbleiterscheibe anlegende und von dem Haltering umgebene Oberfläche;
  • 11 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Ausrichten einer freiliegenden Oberfläche des Halterings mit einer Halbleiterscheibe zeigt;
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Übertragen von Kräften von der sich an die Halbleiterscheibe anlegenden Oberfläche und von der Halteringobertläche zum Halbleiterscheiben-Träger zeigt;
  • 13 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Kalibrieren des Halterings zeigt;
  • 14 ist ein sich aus der Kalibrierung des Halterings ergebender Graph;
  • 15 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verwendung des Kalibrierungsgraphen zeigt;
  • 16 ist ein Ablaufdiagramm, das Schritte eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zum Reduzieren einer Ursache für Unterschiede zwischen einem Kantenprofil eines chemisch-mechanisch polierten Kantenbereichs der Halbleiterscheibe und einem Mittenbereichsprofil eines chemisch-mechanisch polierten zentralen, innerhalb des Kantenbereichs liegenden Bereichs der Halbleiterscheibe zeigt;
  • 17A ist eine Schnittansicht der Außenkante einer Halbleiterscheibe, die unter Verwendung eines Halterings poliert wurde, der nicht mit den linearen Lageranordnungen der vorliegenden Erfindung versehen ist;
  • 17B ist eine Schnittansicht der in 17A dargestellten Halbleiterscheibe und zeigt ein Profil eines zentralen Bereichs der Halbleiterscheibe.
  • Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Es wird eine Erfindung für ein CMP-System und Verfahren, die ein genaues kontrolliertes Polieren der freiliegenden Oberflächen einer Halbleiterscheibe ermöglichen, beschrieben. Die vorliegende Erfindung erfüllt den oben beschriebenen Bedarf, indem sie ein CMP-System und Verfahren bereitstellt, die Lösungen für die oben beschriebenen Probleme umsetzen, wobei die Konstruktion und die Verfahren so ausgebildet sind, dass sie einem Haltering erlauben, sich relativ zu einer Halbleiterscheiben-Ebene zu bewegen, während die Bewegung des Halterings beschränkt ist, um ein Kippen zu verhindern, das dazu führt, dass die Halteringebene ihre parallele Stellung relativ zu sowohl der Trägerebene als auch der Halbleiterscheiben-Ebene verlässt. Bei diesen Systemen und Verfahren kann sich die Halteringebene relativ zu der Halbleiterscheiben-Ebene bewegen, jedoch ist diese Relativbewegung eingeschränkt. Die Richtung der Relativbewegung ist auf eine sich senkrecht zu der Halbleiterscheiben-Ebene und zu der Trägerebene erstreckende Richtung beschränkt. Hieraus ergibt sich, dass die Halbleiterscheiben-Ebene und die Halteringebene zum Polieren koplanar sein können. Ferner bleibt der Wert einer erwünschten vorspringenden Seitenfläche für unterschiedliche Winkel um den Umfang der Halbleiterscheibe und des Halterings, d.h. um die Rotationsachse des Trägers herum, immer gleich. Somit werden die Vorteile von Halteringen, die aktiv relativ zu der Halbleiterscheiben-Ebene bewegt werden, beibehalten, ohne dass das Problem auftritt, das sich aus einer ungleichmäßig vorspringenden Seitenfläche oder dem Fehlen von solcher Koplanarität ergibt.
  • In der folgenden Beschreibung werden viele spezifische Einzelheiten erläutert, um für ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu sorgen. Es ist für einen Fachmann jedoch selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung ohne einige oder alle dieser besonderen Einzelheiten ausgeführt werden kann. In anderen Fällen sind gut bekannte Verfahrensschritte nicht im Einzelnen beschrieben worden, um die vorliegende Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ein CMP-System 200 umfasst, schematisch dargestellt. Die Ausführungsform der 1 und 2 umfasst einen Polierkopf 202, der mit einem endlosen Band 204 ausgestattet ist, um eine freiliegende Oberfläche 206 einer auf einer Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210 eines Halbleiterscheiben-Trägers 212 montierten Halbleiterscheibe 208 zu polieren. Bei der Halbleiterscheibe 208 kann es sich beispielsweise um eine der oben beschriebenen Halbleiterscheiben handeln. Der Polierkopf 202 ist so ausgebildet, dass er die Oberfläche 206 der Halbleiterscheibe 208 unter Verwendung des Bands 204 poliert. Das Band 204 kann aus CMP-Materialien, fixierten Schleifkissenmaterialien usw. bestehen. Im Allgemeinen kann jedes Kissenmaterial für das Band 204 verwendet werden, mit dem der erwünschte Poliergrad und die gewünschte Genauigkeit erzielt werden können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat das Band 204 beispielsweise einen Kern aus rostfreiem Stahl mit einem IC-1000 Polierkissen.
  • Das Polierband 204 führt einen CMP-Vorgang auf der Halbleiterscheibe 208 durch und wird zu diesem Zweck durch zwei mit Abstand voneinander angeordnete Rollen 216 linear bewegt (siehe Pfeil 214). Die Rollen 216 bewegen das Band 204 relativ zu einer Rotationsachse 218 einer Spindel 220. Die Spindel 220 wird sowohl um die Achse 218 gedreht als auch parallel zu der Achse 218 in Richtung auf das Band 204 gedrückt. Unter Bezugnahme auch auf die 3 ist die Spindel 220 durch eine Kardananordnung 222 an dem Halbleiterscheiben-Träger 212 montiert, durch die es dem Halbleiterscheiben-Träger 212 ermöglicht wird, sich zu bewegen und eine Trägerrotationsachse 224 (3) relativ zu der Spindelachse 218 in einem Winkel oder geneigt zu platzieren. Der Halbleiterscheiben-Träger 212 wird durch die Spindel 220 in Richtung auf das Band 204 gedrückt. Die freiliegende Oberfläche 206 der auf der Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210 montierten Halbleiterscheibe 208 wird wiederum durch eine Polierkraft (siehe Pfeil 225 in 1) gegen das Band 204 gedrückt, um CMP-Vorgänge durchzuführen. Das Band 204 ist rückseitig durch eine Bandplatte 204p unterstützt, um der Polierkraft 225 widerstehen zu können. Auf dem Halbleiterscheiben-Träger 212 ist ein Haltering 226 bewegbar montiert. Der Haltering 226 kann bewegt werden, um einen Teil einer umlaufenden Kante 208E (4A) der Halbleiterscheibe 208 freizulegen. Der freigelegte Teil der Kante 208E wird als vorspringende Seitenfläche 227 bezeichnet und die 4A zeigt einen maximalen Wert für die vorspringende Seitenfläche 227. Der Haltering 226 kann von dem Träger 212 weg in eine Polierstellung (4B und 4C) ohne vorspringende Seitenfläche bewegt werden. In der Stellung ohne vorspringende Seitenfläche gibt es keinen freiliegenden Teil der Kante 208E der Halbleiterscheibe 208 (d.h. keine vorspringende Seitenfläche 227). In den 4B und 4C umgibt eine innere umlaufende Kante 226I die Kante 208E der Halbleiterscheibe 208, um die Halbleiterscheibe 208 gegen die von dem Band 204 auf die Oberfläche 206 der Halbleiterscheibe 208 ausgeübten Reibungskräfte des Poliervorgangs (siehe Pfeil 228 in 1) zentriert auf der Achse 224 zu halten. Der Haltering 226 kann von dem Träger 212 weiter weg bewegt werden, wie in der 4D gezeigt ist, so dass eine von einer Oberfläche 233 des Rings 226 gebildete Ebene 232 jenseits einer von der freiliegenden Oberfläche 206 der Halbleiterscheibe 208 gebildete Ebene 234 liegt, um ein leichtes Montieren der Halbleiterscheibe 208 auf dem Träger 212 zu vereinfachen. Dies wird als Halbleiterscheiben-Montierstellung des Halterings 226 bezeichnet.
  • Zwischen dem Haltering 226 und dem Halbleiterscheiben-Träger 212 sind lineare Lageranordnungen 230 vorgesehen (in 1 mit gestrichelten Linien dargestellt), um die Bewegung des Halterings 226 relativ zu dem Träger 212 auf eine Bewegung parallel zu der Trägerachse 224 und parallel zu einer Symmetrie-(oder Rotations-) Achse 231 der Halbleiterscheibe 208 zu beschränken. Eine derartige Beschränkung stellt die Parallelität zwischen der von der Oberfläche 233 des Halterings 226 gebildeten Ebene 232 und der von der freiliegenden Oberfläche 206 der auf der Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210 montierten Halbleiterscheibe 208 gebildeten Ebene 234 sowie einer von der Oberfläche 210, auf der die Halbleiterscheibe 208 montiert ist, gebildeten Ebene 236 sicher. Während des Polierens stellt diese Beschränkung die Koplanarität der Ebenen 232 und 234 sicher. Da durch die Kardananordnung 222 dem Halbleiterscheiben-Träger 212 ermöglicht wird, sich zu bewegen und die Rotationsachse 224 (3) des Trägers relativ zu der Spindelachse 218 geneigt zu platzieren, können sich die Halteringebene 232, die Halbleiterscheiben-Ebene 234 und die Halbleiterscheiben-Trägeroberflächenebene 236 nicht nur parallel zueinander bewegen, sondern auch parallel zu einer Ebene 238, die von dem Abschnitt des Bands 204 gebildet wird, mit dem dieses in Kontakt mit der Halbleiterscheiben-Oberfläche 206 und der Ringoberfläche 233 kommt. Die von den linearen Lageranordnungen 230 erzwungene Beschränkung der Bewegung beschränkt damit die von der Kardananordnung 222 ermöglichte Bewegung.
  • Wie beschrieben wurde, wird die Spindel 220 parallel zu der Achse 218 in Richtung auf das Band 204 gedrückt. Mit Unterstützung der rückseitigen Platte 204p widersteht das Band 204 diesem Druck und übt eine Kraft F1 (3) auf die freiliegende Oberfläche 206 der Halbleiterscheibe und eine Kraft F2 auf die freiliegende Ringoberfläche 233 aus. Aufgrund des auf dem Halbleiterscheiben-Träger 212 montierten Halterings 226 und der die Bewegung des Halterings 226 auf eine Bewegung parallel zu der Rotationsachse 224 des Trägers 212 beschränkenden linearen Lageranordnungen 230 sind die Kräfte F1 und F2 parallel zueinander und parallel zu der Achse 224. Diese Kräfte F1 und F2 vereinigen sich und eine parallel zu der Spindelachse 218 verlaufende Komponente FC dieser Kräfte F1 und F2 wird von einer Messdose 240 (in 1 mit gestrichelten Linien dargestellt) erfasst. Von der Messdose 240 als Reaktion auf die erfasste Komponente FC kommende Signale (nicht dargestellt) können verwendet werden, um die Kraft zu steuern, mit der die Spindel 220 in Richtung auf den Träger 212 gedrückt wird.
  • Unter Bezugname auf die 3 und 6 ist die Achse 218 der Spindel 220 dargestellt. Die Spindel 220 kann eine konventionelle nockenbetätigte Verbindungsarmatur oder Basis 242 umfassen. Die Basis 242 ist in bekannter Weise an einem anderen Verbindungselement (nicht dargestellt) der Spindel 220 befestigt, so dass die Rotation und der Druck für die CMP-Vorgänge von der Basis 242 aufgenommen werden. Die Basis 242 ist mit einer Schulter 244 und einem Flansch 246 versehen. Der Flansch 246 ist weggeschnitten, um einen gestuften Hohlraum 248 zu bilden, der die Messdose 240 aufnimmt. Bei der Messdose 240 kann es sich um ein handelsübliches Dehnungsmessgerät, wie beispielsweise das von Transducer Techniques, Temecula, Kalifornien, vertriebene Modell Nummer LPU-500-LRC handeln. Die Messdose 240 kann einen Lasterfassungsbereich von ungefähr Null Pound-Force bis ungefähr 500 Pound-Force umfassen. Vorzugsweise kann ein genauerer Lasterfassungsbereich verwendet werden, z.B. von ungefähr Null bis ungefähr 400 Pound-Force. Die Messdose 240 ist durch Bolzen 250 (6) an der Basis 242 befestigt. Die Messdose hat einen Eingang oder eine Messspitze 252, die für eine Befestigung an einem ersten Kardanelement oder kugelförmigen Kardansockel 254 der Kardananordnung 222 ausgebildet ist. Der Sockel 254 nimmt ein zweites Kardanelement oder eine Kardankugel 256 auf. Die Kugel 256 ist in einem Hohlraum 258 an dem Halbleiterscheiben-Träger 212 befestigt. Die Hohlräume 248 und 258 liegen sich gegenüber und sind so ausgebildet, dass sie es ermöglichen, dass sich die Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210 sehr nahe an dem Eingang 252 befindet (siehe Abstand 260, 3). Wie weiter unten beschrieben wird, ermöglicht die Kardananordnung 222 ferner ein Minimum an mechanischen Bauteilen zwischen dem Hohlraum 248 und dem Hohlraum 258. Auf diese Weise werden Reibungsverluste zwischen dem Halbleiterscheiben-Träger 212 und der Messdose 240 reduziert, wodurch eine genauere Messung der Kraft FC unterstützt wird. Auf diese Weise ist die von der Messdose 240 erfasste Kraft eine genauere Wiedergabe der Kraft FC. Wie unten beschrieben wird, werden die Werte einer Kraft FR (3 und 14) des Halterings 226, die verschiedenen auf einen linearen Antrieb 300 ausgeübten Betätigungsdrücken PB (14) entsprechen, durch Kalibrierungsvorgänge bestimmt.
  • Die Spindelachse 218 wird mit einer Mittelachse 262 (6) des Sockels 254 ausgerichtet. Die zugelassene Bewegung (als kardanische Bewegung bezeichnet) der Kugel 256 relativ zum Sockel 254 ermöglicht der Mittelachse 224 des Halbleiterscheiben-Trägers und der Achse der Kugel 256 (die koaxial zu der Trägerachse 224 ist) eine Bewegung relativ zu der Sockelachse 262 und der Spindelachse 218. Ein Zwischenraum 266 (z.B. ein Luftschlitz) ist zwischen der Basis 242 und dem Halbleiterscheiben-Träger 212 vorgesehen, um die kardanische Bewegung zu ermöglichen. Der Zwischenraum kann ungefähr 0,100 Inch bis ungefähr 0,050 Inch groß sein. Die Kraftkomponente FC der Kräfte F1 und F2 wird von dem Halbleiterscheiben-Träger 212 auf die Kugel 256 und auf den Sockel 254 sowie auf den Eingang 252 übertragen, um die Messdose 240 zu betätigen.
  • Unter Bezugnahme auf die 3, 6 und 7 ist der Halbleiterscheiben-Träger 212 dahingehend dargestellt, dass er eine Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210 mit einem Durchmesser 268 aufweist, der ungefähr gleich dem Durchmesser der Halbleiterscheibe (d.h. ungefähr 200 oder 300 mm) ist. Diese Oberfläche 210 liegt dem Hohlraum 258 gegenüber. In der Nähe einer Außenkante 270 des Trägers 212 und an im Abstand von ungefähr 90 Grad voneinander liegenden Stellen erstrecken sich Laschen oder Montagestücke 272 von dem Träger 212 nach außen und in den Figuren nach oben. Die Laschen 272 erstrecken sich über eine Halteringbasis 274 und über den Haltering 226.
  • Die 7 zeigt eine von drei in der Spindelbasis 242 vorgesehenen Bohrungen 276, die mit in den Laschen 272 vorgesehenen und mit Gewinde versehenen entsprechenden Bohrungen 278 ausgerichtet sind. Jede der Bohrungen 276 weist einen Durchmesser auf, der größer als der Durchmesser von entsprechenden Schrauben 280 ist, die in die entsprechenden mit Gewinden versehenen Bohrungen 278 eingeschraubt sind. Der größere Durchmesser bietet Platz für die kardanische Bewegung, wobei die entsprechenden Schraubenköpfe 282 den Halbleiterscheiben-Träger 212 an der Spindelbasis 242 festhalten. Zusätzlich zeigt die 7 einen von drei Sätzen gegenüberliegender Bohrungen 284. Jede Bohrung 284S der Basis 242 nimmt einen entsprechenden Antriebsstift 286 auf, der sich durch den Zwischenraum 266 und in ein entsprechendes, von einer der Bohrungen 284C aufgenommenes konisches Lager 288 hinein erstreckt. Wenn der Träger 212 eine kardanische Bewegung ausführt, sorgen die Formen des Lagers 288 und des Stifts 286 für die Vermeidung von Störungen bei der kardanischen Bewegung.
  • Die 4A zeigt einen von vier Sätzen sich gegenüberliegend ausgerichteter Bohrungen 290 in der Lasche 272 (siehe 290T) und in der Halteringbasis 274 (siehe 290B). Jede Bohrung 290T der Lasche 272 ist zum Aufnehmen eines Bolzens 292 (mit einer Unterlegscheibe 294) und einer Feder 296 ausgebildet. Jede Bohrung 290B der Halteringbasis 274 ist zur Aufnahme eines mit einem Gewinde versehenen Endes des Bolzens 292 vorgesehen. In der Bohrung 290T ist eine Schulter 298 vorgesehen, so dass die Feder 296 zwischen der Schulter 298 und der Unterlegscheibe 294 zusammengepresst wird. Wenn der Bolzen 292 in die mit einem Gewinde versehene Bohrung 290B der Halteringbasis 274 eingeschraubt ist, drückt die zusammengepresste Feder 296 den Bolzen 292 in 4A nach oben, um die Basis 274 und den Haltering 226 nach oben zu ziehen, so dass die Basis 274 in der Regel in Kontakt mit den Laschen 272 kommt. Unter Bezugnahme auf die 8, die einen Teil der Basis 274 und des Halterings 226 zeigt, sind die Basis 274 und der Haltering 226 durch Bolzen 315 miteinander verschraubt und bewegen sich gemeinsam als eine Einheit.
  • Die 4A zeigt, dass die Ebene 232 des Halterings 226 näher an den Laschen 272 ist als die Ebene 234 der Halbleiterscheibe (mit gestrichelten Linien dargestellt), wenn die Basis 274 in Kontakt mit den Laschen 272 ist. Es kann gesagt werden, dass in dieser Stellung der Wert der vorspringenden Seitenfläche 227 ein maximaler oder voller Wert ist, wie mittels der Ausdehnung 311, die einen maximalen positiven Wert hat, angedeutet wird. Dieser maximale Wert der Ausdehnung 311 kann beispielsweise ungefähr der Hälfte der Dicke der Halbleiterscheibe 208 entsprechen. Im Gegensatz dazu zeigen die 4B und 4C die vorspringende Seitenfläche mit einem minimalen oder Nullwert, wobei die Halbleiterscheiben- Ebene 234 koplanar zu der Halteringebene 232 ist.
  • Um eine Bewegung des Halterings 226 zu ermöglichen (z.B. um den Wert der vorspringenden Seitenfläche 227 zu ändern), ist der lineare Antrieb 300 zwischen einem ringförmigen Teil 302 der Laschen 272 und der Halteringbasis 274 angeordnet. Der lineare Antrieb 300 kann vorzugsweise in Form eines abgeschlossenen Hohlkörpers oder noch besser in Form eines pneumatischen Antriebs oder einer elektromechanischen Einheit vorliegen. Der am meisten bevorzugte lineare Antrieb 300 ist dahingehend dargestellt, dass er eine pneumatische Blase 304 umfasst, die über einen Einlass 308 mit pneumatischem Fluid (siehe Pfeil 306, 3) versorgt wird. Wie in den 3, 4A und 4B gezeigt ist, ist die Halteringbasis 274 mit einer ringförmig Nuten 310 versehen, um die Blase 304 aufzunehmen. Der lineare Antrieb 300 wird gezielt betätigt, indem das Fluid 306 der Blase 304 mit verschiedenen Druckstärken PB (14) entsprechend der Größe eines gewünschten Hubs der Blase 304 zugeführt wird. Dieser Hub kann wiederum für ein bestimmtes Ausmaß oder einen Wert der vorspringenden Seitenfläche 227 (4A), sofern vorhanden, sorgen. Die 4D zeigt einen maximalen Hub der Blase 304, der parallel zur Achse 224 gemessen beispielsweise 0,050 Inch betragen kann. Dieser maximale Hub bezieht sich auf die in der 4A gezeigte Stellung (mit der maximalen vorspringenden Seitenfläche 227) und entspricht einer vertikalen Abmessung (oder Dicke) der Halbleiterscheibe 208, die 0,030 Inch betragen kann.
  • Zum Zweck der Beschreibung kann gesagt werden, dass der Träger 212 so in der vertikalen Richtung befestigt ist, dass die Blase 304 die Halteringbasis 274 aus der in 4A dargestellten Stellung mit der voll vorspringenden Seitenfläche nach unten drückt, wenn das Fluid 306 in die Blase 304 hineinströmt. Der Umfang der nach unten gerichteten Bewegung entspricht dem Wert des Drucks PB des in die Blase 304 eingefüllten Fluids 306 (14). Die Blase 304 bewegt somit die Halteringbasis 274 und damit den Haltering 226 relativ zu der auf der Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210 platzierten Halbleiterscheibe 208 (in diesem Beispiel) nach unten. Der Druck PB des in die Blase 304 eingefüllten Fluids 306 kann beispielsweise einer von vielen Drücken sein. Im Allgemeinen kann vorausgeschickt werden, dass der Druck PB gewählt werden kann, um den Haltering 226 von der Stellung mit voll vorspringender Seitenfläche (4A) über eine von vielen Stellungen, in denen die vorspringende Seitenfläche 227 einen positiven Wert hat, in die in den 4B und 4C gezeigte Stellung ohne vorspringende Seitenfläche zu bewegen. Höhere Werte für den Druck PB können gewählt werden, um den Haltering 226 weiter nach unten in die in der 4D gezeigte Halbleiterscheiben-Montagestellung zu bewegen. Der Druck PB kann in einem Bereich von Null (in der in 4A gezeigten Stellung mit voll vorspringender Seitenfläche) bis ungefähr fünfzehn psi und beispielsweise von ungefähr sieben bis zehn psi in der in der 4D gezeigten Halbleiterscheiben-Montagestellung sein.
  • Die Polierstellung (ohne vorspringende Seitenfläche) ist die erwünschte Stellung des Halterings 226 während des Polierens der Halbleiterscheibe 208. In der in den 4B und 4C gezeigten Polierstellung sind durch die Wirkung der linearen Lageranordnungen 230 die Halbleiterscheiben-Ebene 234 und die Ringebene 232 koplanar und die vorspringende Seitenfläche 227 hat den Wert Null um den gesamten Umfang der Halbleiterscheibe 208 herum. Hieraus ergibt sich, dass es der Ringebene 232 nicht ermöglicht wird, relativ zur Achse 224 zu kippen, wenn sich das Band 204 in Richtung des Pfeils 214 (1) bewegt. Daher kann der Ring 226 nicht in das Band 204 rutschen. Ferner kommt ein Teil des Bands 204 zunächst in Kontakt mit dem Haltering 226 und überquert diesen. Dieser Kontakt und das Überqueren führen zu einem dynamischen Verhalten des Abschnitts des Bands 204, z.B. nimmt das Band 204 eine wellenartige Form an. Wenn der Teil des Bands 204 den Haltering 226 weiter überquert, nimmt diese wellenartige Form jedoch ab. Zu dem Zeitpunkt, an dem der Teil des Bands 204 die äußere Kante der Halbleiterscheibe 208 erreicht, hat das Band 204 daher eine relativ flache Form ohne Wellen. Dadurch, dass die Ringebene 226 (durch die Wirkung der linearen Lageranordnungen 230) koplanar mit der Halbleiterscheiben-Ebene 234 ist, gibt es, wenn der Teil des Bands 204 vom Ring 226 auf die Kante der Halbleiterscheibe 208 wechselt, nur eine minimale Beeinträchtigung für den Teil des Bands 204. Diese Beeinträchtigung ist deutlich geringer als die Beeinträchtigungen, die sich bei den oben beschriebenen nicht koplanaren Verhältnissen der Ringebene 232 und der Halbleiterscheiben-Ebene 234 ergeben. Somit kann der relativ flache oder planare Teil des Bands 204 leichter mit dem Polieren der Halbleiterscheiben-Oberfläche mit einem erwünschten flachen (oder planaren) Profil beginnen.
  • Wie oben beschrieben wurde, beschränken die vier linearen Lageranordnungen 230 die Bewegung des Halterings 226, so dass die Ebene 232 des Rings 226 parallel zu der Ebene 234 der Halbleiterscheibe 208 und zu der Ebene 236 der Trägeroberfläche 210 bleibt. Die 3 und 5 zeigen eine der linearen Lageranordnungen 230. Jede lineare Lageranordnung 230 umfasst ein Hauptlagergehäuse 320, das mit einer linearen Kugellageranordnung 321 ausgestattet ist. Die lineare Kugellageranordnung 321 umfasst ein inneres Lagergehäuse 321H, das einen Satz in einem Käfig 323 gehaltener Wälzkörper 322 aufnimmt. Die Wälzkörper 322 nehmen eine Lagerwelle 326 auf, die so bemessen ist, dass sie mit Presspassung zwischen den Wälzkörpern 322 sitzt, um den Wälzkörpern 322 eine Vorspannung zu geben. Die linearen Lageranordnungen 321 können beispielsweise das unter der Marke ROTOLIN von RBM, Ringwood, New Jersey, vertriebene lineare Lager Modell-Nummer ML 500-875 sein.
  • Die Welle 326 wird gehärtet, beispielsweise auf mindestens 60 HRC (Rockwell), und wird auf eine Oberflächenbeschaffenheit mit beispielsweise mindestens 10 Mikro-Inch heruntergeschliffen. Geeignete Wälzkörper 322 können beispielsweise einen Innendurchmesser von einem halben Inch und eine Länge von ungefähr anderthalb Inch haben. Jede lineare Lageranordnung 321 ist am Boden 324 offen, um die zugehörige Lagerwelle 326 aufzunehmen. Geeignete Wellen 326 können einen Außendurchmesser von ungefähr etwas weniger als 0,500 Inch (plus 0,000 Inch und minus 0,0002 Inch) aufweisen, um für einen Presspasssitz in den Wälzkörpern 322 zu sorgen. Die Welle 326 kann ungefähr anderthalb Inch lang sein. Die Länge 323L des Käfigs 323 in einer Richtung parallel zur Achse 218 ist kürzer als die Abmessung 321HD des inneren Lagergehäuses 321H und kann ein Verhältnis von 3/7 gegenüber der Abmessung 321HD des inneren Gehäuses 321H haben. Der Wert der Abmessung 321HD wird entsprechend des gewünschten Bewegungsumfangs der Welle 326 in der linearen Lageranordnung 321 gewählt. Jedes Gehäuse 320 erstreckt sich von einer der Laschen 272 nach oben und ist mit der Lasche durch Bolzen 328 verbunden. Jede Welle 326 erstreckt sich von der Halteringbasis 274 nach oben und ist an dieser mit Bolzen 330 befestigt.
  • Wenn sich die Welle 326 zusammen mit der Bewegung des Halterings 226 bewegt, wird die Welle 326 durch die Wälzkörper 322 fest geführt. Die Wälzkörper 322 erlauben eine beschränkte Bewegung der Welle 326 entsprechend der oben beschriebenen beschränkten Bewegung des Halterings 226 relativ zum Träger 212, was eine Bewegung parallel zu der Trägerachse 224 und parallel zu der Symmetrieachse 231 der Halbleiterscheibe 208 ist. Wenn sich die Welle 326 auf diese Weise bewegt, rollen die Wälzkörper 322 gegen das innere Lagergehäuse 321H, so dass sich der Käfig 323 in Richtung der Bewegung der Welle 326 bewegt. Die oben beschriebenen Relativabmessungen des inneren Lagergehäuses 321H und des Käfigs 323 ermöglichen eine derartige Bewegung des Käfigs 323. Diese beschränkte Bewegung stellt die Parallelität zwischen der Ebene 232 und der Ebene 234 sowie der Ebene 236 sicher und sorgt für eine Koplanarität der Ebenen 232 und 234 für den Poliervorgang. Wie beschrieben wurde, beschränkt die von den linearen Lageranordnungen 321 verursachte Eingrenzung der Bewegung die für die Kardananordnung 222 zugelassene Bewegung. Ein kontinuierliches Wirken der linearen Lageranordnung 321 auf diese Weise wird durch Dichtungen 325 unterstützt, die an den gegenüberliegenden Ende des inneren Lagergehäuses 321H angeordnet und vorgesehen sind, um zu verhindern; dass Fremdkörper in das Gehäuse 321H eindringen.
  • In 9 sind die linearen Lageranordnungen 230 dahingehend dargestellt, dass sie eine Gruppe 332 von linearen Lageranordnungen 230 umfassen. Die Gruppe 332 ist so gestaltet, dass der Wirkungsbereich der einzelnen linearen Kugellageranordnungen 321 in Abschnitte mit kurzer Länge in Richtung auf die Achse 231 und kleinen Durchmessern im Vergleich zu den Durchmessern (z.B. 200 mm oder 300 mm) der Halbleiterscheibe 208 unterteilt wird. Durch diese Teilung werden die linearen Lageranordnungen 230 darüber hinaus mit gleichen Abständen auf einer kreisförmigen Bahn (mit gestrichelten Linien 334 dargestellt) angeordnet. Wenn sich der Halbleiterscheiben-Träger 212 dreht, gibt es auf diese Weise eine rasche Folge von einzelnen linearen Lageranordnungen 230, die beispielsweise über dem Band 204 angeordnet sind. Die 9 zeigt auch den gleichmäßigen Abstand von sechs von acht um die Halteringbasis 274 herum angeordneten Bolzen 315, um die Basis 274 in Verbindung mit dem Haltering 226 zu halten. Als Ergänzung zu 4A zeigt die 9 auch einen der vier Bolzen 292, die mit den Federn 296 versehen in jeder der vier Laschen 272 vorgesehen sind, um die Basis 274 gegen die Laschen 272 zu verspannen und die Basis 274 und den Haltering 226 elastisch freizugeben, wenn die Blase 304 des linearen Antriebs 300 unter Druck gesetzt wird.
  • Die 9 zeigt auch einen Pneumatikschlauch 340, der mit dem Einlass 308 des linearen Antriebs 300 verbunden ist. Der Schlauch 340 erstreckt sich zu der Spindel 220, um mit einer Quelle (nicht dargestellt) für unter Druck stehendes Fluid 306, z.B. Luft, verbunden zu werden.
  • Die 10 zeigt den Boden des Halbleiterscheiben-Trägers 212 einschließlich der Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210. Die Oberfläche 210 ist mit im gleichmäßigen Abstand angeordneten Bohrungen 344 versehen, die entweder mit Stickstoff (N2) versorgt werden oder die an eine Vakuumquelle (nicht dargestellt) angeschlossen sind. Die 6 zeigt einen Durchlass 346 mit einem Pneumatikanschlussstück 347, das mit einem von vielen T-Stücken 348 verbunden ist, die als Verteiler zum Verteilen des N2 oder des Vakuums von der Spindel 220 zu den Bohrungen 344 dienen.
  • Die 7 zeigt einen mit der Messdose 340 verbundenen Verstärker 352 zur Lieferung eines verstärkten Ausgangssignals an ein elektrisches Verbindungsstück 354. Das Verbindungsstück 354 ist mit einem Leiter verbunden, der sich durch die Spindelbasis 242 zu einem Steuerschaltkreis (nicht dargestellt) erstreckt.
  • Unter Bezugnahme auf die 11 wird jetzt ein Verfahren der vorliegenden Erfindung gezeigt, das die Schritte eines Ablaufdiagramms 400 zur Ausrichtung der freiliegenden (oder Ring-) Oberfläche 233 des Halterings 226 mit der Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210 umfasst. Die Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche 210 kann auch als Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche bezeichnet werden und die Ausrichtung kann während eines chemisch-mechanischen Poliervorgangs erfolgen. Die Schritte des Ablaufdiagramms 400 können einen Schritt 402 umfassen, in dem die Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche 210 auf der Rotationsachse 231 montiert wird. Der Schritt 402 kann beispielsweise den Schritt des Montierens des Halbleiterscheiben-Trägers 212 auf der Spindelbasis 242 umfassen. Das Verfahren geht zu Schritt 404 über, in dem der Haltering 226 auf der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche 210 für eine Bewegung relativ zu dieser und relativ zu der Rotationsachse 231 montiert wird. Bei dieser Art des Montierens hat der Haltering 226 die Freiheit, sich anders als parallel zu dieser und parallel zu der Rotationsachse 231 zu bewegen und sie kann beispielsweise durch die Bolzen 250 erfolgen. Das Verfahren geht zu Schritt 406 über, in dem der Freiheit des montierten Halterings 226 sich anders als parallel zu der Rotationsachse zu bewegen, Widerstand geleistet wird. Dieser Widerstand kann beispielsweise durch die vier linearen Lageranordnungen 230 geleistet werden. Beim Widerstandleisten gegen diese Freiheit ermöglichen die linearen Lageranordnungen 230 dem Haltering 226 nur, sich so zu bewegen, dass die Oberfläche 233 des Halterings 226 parallel zu der Oberfläche 210 bleibt. Mit einer von dem Halbleiterscheiben-Träger 212 getragenen Halbleiterscheibe 208 und einer Halbleiterscheibe 208, die sich zueinander parallel erstreckende Seiten aufweist, ist die Halteringoberfläche 233 ebenfalls parallel oder koplanar zu der freiliegenden Oberfläche 206 der Halbleiterscheibe 208.
  • Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf ein in der 12 gezeigtes Ablaufdiagramm 410 beschrieben. Das Verfahren beginnt bei Schritt 412, in dem die Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche 210 des Trägers 212 und die Ringoberfläche 233 in Richtung auf das Band 204 gedrückt werden. Die Halbleiterscheibe 208 und der Haltering 226 kommen in Kontakt mit dem Band 204. Durch das Drücken wird eine Kraft F1 (über die Halbleiterscheibe 208) auf die Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche 210 und eine Kraft F2 auf den Haltering 226 (z.B. auf die Oberfläche 233) ausgeübt. Das Verfahren geht zu Schritt 414 über, in dem die Kraft F1 von der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche 210 und die Kraft F2 von der Ringoberfläche 233 auf den Träger 212 übertragen wird. Der Schritt des Übertragens 414 kann beispielsweise durch den auf die Basis 274 einwirkenden Haltering 226 erfolgen, die ihrerseits auf die Lasche 272 des Träger 212 einwirkt. Die Summe der Kräfte F1 und F2 umfasst die sich parallel zu der Achse 218 erstreckende Kraftkomponente FC. Das Verfahren kann dann zu Schritt 416 übergehen, in dem die entsprechenden auf den Träger 212 übertragenen Kräfte F1 und F2 gemessen werden. Diese Messung wird durch die Messdose 240 durchgeführt, die den Wert der parallel zur Achse 218 verlaufenden Komponente FC parallel zur Achse 218 misst.
  • Ein anderer Aspekt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf ein in der 13 dargestelltes Ablaufdiagramm 420 beschrieben. Das Verfahren kann zum Kalibrieren des Halterings 226 verwendet werden, der durch die Wirkungsweise des Antriebs 300 ein "aktiver" Haltering ist. Der Haltering 226 besitzt ebenfalls die Ringoberfläche 233 und der Ring 226 ist während eines chemisch-mechanischen Poliervorgangs, in dem die Ringoberfläche 233 die obere oder polierende Oberfläche (durch die die in der 1 gezeigte Ebene 238 bestimmt wird) des Bands 204 berührt, relativ zu der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche 210 beweglich. Das Verfahren beginnt mit Schritt 422, in dem die Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche 210 auf der Rotationsachse 224 montiert wird. Das Verfahren geht zu Schritt 423 über, in dem der Haltering 226 auf der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche 210 für eine Bewegung relativ zu dieser und relativ zu der Rotationsachse 224 montiert wird, wobei der Haltering 226 die Freiheit hat, sich anders als parallel zu dieser und parallel zu der Rotationsachse 224 zu bewegen. Das Verfahren geht zu Schritt 424 über, in dem der Freiheit des montierten Halterings 226 sich anders als parallel zu der Rotationsachse 224 zu bewegen, Widerstand geleistet wird. Wie zuvor kann der Widerstand von den vier linearen Lageranordnungen 230 geleistet werden. Bei dem Widerstand leisten gegen diese Freiheit ermöglichen die linearen Lageranordnungen 230 dem Haltering 226 nur, sich so zu bewegen, dass die Oberfläche 233 des Halterings 226 parallel zu der Oberfläche 210 bleibt. Das Verfahren geht zu Schritt 425 über, in dem die Stellung der Spindel 220 auf der Achse 218 festgelegt wird. Das Verfahren geht zu Schritt 426 über, in dem der Haltering 226 in Kontakt mit einer Kalibrierungs- oder Kraftmesseinrichtung gebracht wird. Die Einrichtung kann ein der Messdose 240 ähnlicher gewöhnlicher Kraftsensor (nicht dargestellt) sein und weist eine ringförmige Krafterfassungsplatte 427 (3) auf, die so ausgebildet ist, dass sie in Kontakt mit dem Haltering 226 kommt, ohne die Halbleiterscheibe 208 oder die Oberfläche 210 zu berühren. Das Verfahren geht zu Schritt 428 über, in dem dem linearen Antrieb 300 verschiedene Eingangsdrücke PB zugeführt werden, um die Blase 304 zu veranlassen, den Haltering 226 gegen die Kraft der Krafterfassungsplatte 427 der Kalibrierungseinrichtung axial nach unten (in die Richtung der Achse 224) zu drücken. Das Verfahren kann zu einem Schritt 429 übergehen, in dem für jeden der Vielzahl von unterschiedlichen Eingangswerten (z.B. für jeden der vielen Drücke PB der der Blase 304 zugeführten Luft) der Wert der von dem Haltering 226 ausgeübten Kräfte FR (3) von der Kraftmesseinrichtung gemessen wird. Wenn die Fläche des Halterings 226 bekannt ist, können die Kräfte FR (14) in Halteringdrücke PR (14) auf dem Haltering in psi umgerechnet werden. Bei dem Verfahren des Ablaufdiagramms 420 kann der Schritt 428 umfassen, dass ein Kalibrierungsgraph 432 (14) erstellt wird, indem diese Halteringkräfte FR (14) auf einer Achse und die entsprechenden verschiedenen Eingangswerte (Druck PB auf die Blase 304) jeweils als Funktion des Halteringdrucks PR auf der anderen Achse eingetragen werden. Unter Bezugnahme auf die 14 sind diese Drücke PB auf der linken Achse eingetragen, während die Kräfte FR vor Umwandlung in Druckwerte (basierend auf einer Kraft FR geteilt durch die Fläche des Halterings 226) auf der rechten Achse eingetragen sind.
  • Bei einem anderen Aspekt der Verfahren der vorliegenden Erfindung kann der Kalibrierungsgraph 432, wie in der 15 gezeigt ist, in einem Ablaufdiagramm 440 für einen nächsten aktuellen Poliervorgang verwendet werden. In Schritt 442 wird ein Druck PB ausgewählt, der gemäß den Vorgaben für einen Polierprozess der Blase 304 für den nächsten Poliervorgang zugeführt werden soll. Das Verfahren geht zu Schritt 443 über, in dem auf der Basis des Kalibrierungsgraphen 432 der gewählte Druck PB verwendet wird, um eine entsprechende von dem Haltering 226 auf das Band 204 auszuübende Kraft FR (in 3 und 14 dargestellt) auszuwählen. Die Kraft FR hat die entsprechende Gegenkraft F2. Das Verfahren geht zu Schritt 444 über. Der Schritt 444 wird unter Berücksichtung der Vorgaben für den Prozess durchgeführt. In den Prozessvorgaben wird eine Polierkraft, die zu Beschreibungszwecken als Halbleiterscheiben-Anpresskraft FWD (nicht dargestellt) bezeichnet werden kann, für den nächsten Poliervorgang spezifiziert. Die Halbleiterscheiben-Anpresskraft FWD ist die Kraft, mit der die Spindel 220 ohne Verwendung des Halterings 226 normalerweise, wie beispielsweise in 2 und 3, nach unten gedrückt wird, um die Halbleiterscheibe 208 zum Polieren gegen das Band 204 zu drücken Da jedoch der Haltering 226 ebenfalls in Kontakt mit dem Band 204 kommt, die Kraft FR ausübt und die Gegenkraft F2 (3) empfängt, ist diese Halbleiterscheiben-Anpresskraft FWD mit der die Spindel 220 normalerweise nach unten gedrückt werden würde, nicht die Kraft, die von der Halbleiterscheibe 208 auf das Band 204 ausgeübt wird. Die oben beschriebene Kraft FC besteht im Gegenteil jedoch aus den beiden Komponenten F1 und F2 und nur die Komponente F1 entspricht der Polierkraft (oder der Halbleiterscheiben-Anpresskraft FWD) zwischen der Halbleiterscheibe 208 und der Polieroberfläche des Bands 204. In Schritt 444 wird die Kraft FR des Halterings 226 zu dieser (normalen) den Prozessvorgaben entnommenen Halbleiterscheiben-Anpresskraft FWD addiert. Auf diese Weise stellt der Schritt 444 einen Wert für die Gesamtanpresskraft der Spindel 220 zur Verfügung, der größer als die normale Halbleiterscheiben-Anpresskraft FWD ohne Verwendung des Halterings 226 ist. Somit wird die Spindel 220 mit einer Kraft nach unten gedrückt, die der die Kräfte F1 und F2 umfassenden Kraft FC entgegengesetzt und gleich groß ist.
  • Ein anderer Aspekt der Verfahren der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um eine Ursache für Unterschiede zwischen einem Kantenprofil (durch einen Pfeil 450 in 8 dargestellt) eines chemisch-mechanisch polierten Kantenbereichs 452 der Halbleiterscheibe 208 und einem Mittenbereichsprofil (durch einen Pfeil 454 in 8 dargestellt) eines chemisch-mechanisch polierten zentralen Bereichs (durch eine Klammer 456 dargestellt) der Halbleiterscheibe 208 zu reduzieren. Wie in der 8 gezeigt ist, haben das Kantenprofil 450 und das Mittenbereichsprofil 454 als Ergebnis der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen die gleiche Kontur. Andererseits zeigen die 17A und 17B Teile einer typischen Halbleiterscheibe 208, die unter Verwendung eines Halterings poliert wurde, der eine vorspringende Seitenfläche 227 von ungefähr 0,009 Inch (0,23 mm) hat. Ein derartiger Haltering ist nicht mit den linearen Lageranordnungen 230 ausgestattet. Die gezeigten Teile umfassen ein Kantenprofil (durch einen Pfeil 450P in 17A dargestellt) eines chemisch-mechanisch polierten Kantenbereichs 452P der Halbleiterscheibe 208 und ein Mittenbereichsprofil (durch einen Pfeil 454P in 17B dargestellt) eines chemisch-mechanisch polierten zentralen Bereichs (durch eine Klammer 456P dargestellt) der Halbleiterscheibe 208. Die 17B zeigt das Profil 454P mit einer etwas welligen Form, um eine ungefähr drei bis fünf Prozent betragende Abweichung in der Höhe des Profils 454P (was im Allgemeinen ein akzeptables Profil ist) darzustellen. Im Vergleich dazu zeigt die 17A das Kantenprofil 450P mit einem scharfen Absatz 457, der wesentlich mehr als die drei bis fünf Prozent Abweichung in der Höhe des Kantenprofils 454P darstellt. Ein derartiger Absatz 457 und die entsprechende höhere Abweichung ergeben ein inakzeptables Kantenprofil. Das Kantenprofil 450P kann ein Ergebnis der Dynamik des Bands 204 sein, die durch den anfänglichen Kontakt des Bands 204 mit dem Kantenbereich 452P der Halbleiterscheibe verursacht wird. Diese Dynamik wird nicht abgeschwächt, da der Haltering mit der vorspringenden Seitenfläche mit 0,009 Inch (0,23 mm) nicht in Kontakt mit dem Band 204 kommt, bevor das Band 204 in Kontakt mit dem Kantenbereich 450P der Halbleiterscheibe 208 kommt. Ferner ist das oben beschriebene Kippen der vorbekannten Halteringe (was zu Unterschieden bei den Werten der vorspringenden Seitenflächen um den Umfang der Halbleiterscheibe 208 herum führt) unerwünscht, da es unkontrollierbar ist und zu Problemen bei den CMP-Vorgängen geführt hat. Eine Art von Problem ist das inakzeptable Kantenprofil 450P.
  • Da hingegen, wie oben beschrieben wurde, ein Teil des Bands 204 zuerst in Kontakt mit dem Haltering 226 der vorliegenden Erfindung kommt und da der Haltering 226 während des Polierens koplanar mit der freiliegenden Oberfläche der Halbleiterscheibe 208 ist, wird die Dynamik des Teils des Bands 204, die sich daraus ergibt, dass der Teil des Bands 204 zunächst in Kontakt mit dem Haltering 226 kommt, abgeschwächt, so dass der Teil des Bands 204 im Wesentlichen in einem statischen Zustand ist, wenn sich der Teil des Bands 204 über den Haltering 226 hinweg und auf die Kante der Halbleiterscheibe 208 bewegt. In dem statischen Zustand hat das Band 204 die Eigenschaft, den Poliervorgang mit einer zwischen der Höhe des Kantenprofils 452 und des Mittenbereichsprofils 454 nur drei bis fünf Prozent betragenden Abweichung durchzuführen und in jedem Fall ohne die inakzeptablen scharfen Absätze (z.B. 457), die beispielsweise in 17A dargestellt sind.
  • Wie der 16 zu entnehmen ist, ist ein anderer Aspekt der Verfahren der vorliegenden Erfindung in einem Ablaufdiagramm 460 dargestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt 462 des Montierens der Halbleiterscheibe 208 auf der Trägeroberfläche 210 des Halbleiterscheiben-Trägers 212, so dass die Rotationsachse 231 der Halbleiterscheibe gegenüber der Spindelrotationsachse 218 der Halbleiterscheiben-Spindel 220 in alle Richtungen bewegbar ist. Das Verfahren geht zu Schritt 464 über, um die Bewegung der Halbleiterscheibe 208 auf der Trägeroberfläche 210 auf eine sich senkrecht zu der Halbleiterscheibenachse 231 erstreckende Richtung zu beschränken, indem der Haltering 226 auf dem Halbleiterscheiben-Träger 212 relativ zu diesem bewegbar montiert wird. Der Schritt des Einschränkens 464 kann durchgeführt werden, indem die vorspringende Seitenfläche 227 vorgesehen wird. Das Verfahren geht zu Schritt 466 über, bei dem der Relativbewegung des Halterings 226 anders als parallel zu der Halbleiterscheibenachse 231 während der Schritte des Montierens und des Einschränkens 462 und 464 Widerstand geleistet wird. Der Schritt des Widerstandleistens 466 kann durchgeführt werden, indem Komponenten der linearen Lageranordnungen 230 konfiguriert werden, so dass sich die Richtung der einzig zulässigen Bewegung des Halbleiterscheiben-Trägers 212 relativ zu dem Haltering 226 parallel zu der Halbleiterscheibenachse 231 erstreckt. Der Schritt des Widerstandleistens 466 kann weiter das Montieren der Komponenten der linearen Lager auf dem Halbleiterscheiben-Träger 212 bzw. dem Haltering 226 umfassen.
  • Es ist selbstverständlich, dass die Ursache für die Unterschiede zwischen dem Kantenprofil 450P und dem Mittenbereichsprofil 454P das Fehlen der Koplanarität zwischen der Ebene 234 der Halbleiterscheibe, die durch die freiliegende zu polierende Oberfläche 206 der Halbleiterscheibe 208 gebildet wird und der Ringebene 232, die durch die freiliegende, in Kontakt mit dem Polierelement kommende Oberfläche 233 des Halterings 226 gebildet wird, sein kann. Durch den Schritt 462 des Montierens der Halbleiterscheibe 208 auf der Trägeroberfläche 210 ist die Ebene 234 der Halbleiterscheibe relativ zu der Spindelachse 218 in alle Richtungen bewegbar und kann der Auslöser für diese fehlende Koplanarität sein. Der Schritt 466 des Widerstandleistens gegen die Bewegung des Halterings 226 anders als parallel zu der Halbleiterscheibenachse 231 führt beispielsweise dazu, dass die Blase 304 aktiviert wird, um die erwünschte Koplanarität zwischen der Halbleiterscheibenebene 234 und der Ringebene 232 (4B) während des Polierens zu erreichen, so dass diese Ursache für die Unterschiede zwischen dem Kantenprofil 450P und dem Mittenbereichsprofil 454P eliminiert wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung zum Zweck eines klaren Verständnisses in einigen Einzelheiten beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass gewisse im Umfang der beigefügten Ansprüche liegende Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können. Dementsprechend sind die vorliegenden Ausführungsbeispiele als veranschaulichend und nicht als beschränkend anzusehen und die Erfindung soll nicht auf die dort angegebenen Einzelheiten beschränkt werden, sondern es können innerhalb des Umfanges der beigefügten Ansprüche Modifikationen vorgenommen werden.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zum Steuern einer Anordnungsbeziehung in einem chemisch-mechanischen Poliersystem, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212), die eine für eine Montage einer Halbleiterscheibe in Kontakt mit einer chemisch-mechanischen Polieroberfläche geeignete Trägeroberfläche (210) aufweist; eine Halteringanordnung (226), die auf der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) montiert und relativ zu dieser bewegbar ist, um die Halbleiterscheibe in einer gewünschten Position auf der Trägeroberfläche halten zu können, wobei die Halteringanordnung (226) eine für einen Kontakt mit der Polierfläche ausgebildete Ringoberfläche (233) aufweist; und eine lineare Lageanordnung (230), die zwischen der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) und der Halteringanordnung (226) angeordnet ist, um die Bewegung der Halteringanordnung (226) relativ zu der Trägerplatte (212) zu beschränken, so dass die Ringoberfläche (233) parallel zu der Oberfläche der Trägerplatte platziert wird; dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Lageranordnung (230) mit einem Lagergehäuse (320) ausgestattet ist, das entweder an der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) oder der Halteringanordnung (226) montiert ist, und dass eine Lagerwelle (326) an dem anderen der beiden Teile, bestehend aus Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) und Halteringanordnung (226) montiert ist, wobei die Lagerwelle (326) von dem Lagergehäuse (320) aufgenommen wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: einen zwischen der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) und der Halteringanordnung (226) angeordneten Antrieb zum Steuern der Stellung einer vorspringenden Seitenfläche (227) der Ringoberfläche relativ zu der Oberfläche der Trägerplatte.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die lineare Lageranordnung (230) während der Ausrichtung der Position der Ringoberfläche (233) relativ zu der Oberfläche der Trägerplatte (210) wirksam ist, um die Ringoberfläche (233) zu der Oberfläche der Trägerplatte (210) parallel zu halten.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine Spindel (220), die zum Bereitstellen einer Rotationskraft vorgesehen ist, wobei die Spindel (220) ein erstes Kardanelement (254) aufweist; eine Kardananordnung (222) mit einem zweiten Kardanelement (256), das zum Zusammenwirken mit dem ersten Kardanelement (254) vorgesehen ist, um eine kardanische Bewegung zu ermöglichen, bei der sich das zweite Element (256) relativ zu der Spindel (220) in alle Richtungen bewegt, wobei die Kardananordnung (222) eine Antriebsverbindung zum Übertragen der Rotationskraft aufweist; dass die Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) auf dem zweiten Kardanelement (256) montiert und mit einer Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche (210) versehen ist, wobei die Kardanelemente die kardanische Bewegung der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) in eine Polierstellung erlauben, in der die Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche (210) parallel zu der Polieroberfläche ist, wobei die Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) eine Antriebsbuchse aufweist, die zur Aufnahme der Antriebsverbindung geeignet ist und die kardanische Bewegung erlaubt, während die Rotationskraft auf den Träger übertragen wird; dass die Halteringanordnung (226) auf der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) montiert und relativ zu dieser in eine Stellung mit einer vorspringenden Seitenfläche (227) bewegbar ist, um eine vorspringende Seitenfläche zum Halten der Halbleiterscheibe auf der Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche (210) vorzusehen; und dass die lineare Lageranordnung (230) separat von der Spindel (220) und zwischen der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) und der Halteringanordnung (226) montiert ist, um nur eine beschränkte Bewegung der Halteringanordnung (226) relativ zu der Trägerplatte (212) zu erlauben, wobei die beschränkte Bewegung so erfolgt, dass die Ringoberfläche (233) während der kardanischen Bewegung parallel zu der Trägeroberfläche (210) ausgerichtet ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, weiter umfassend: einen zwischen der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) und der Halteringanordnung (226) angeordneten Antrieb, um die Ringoberfläche (233) relativ zu der Halbleiterscheiben-Trägeroberfläche (210) bewegen zu können und um die Auswahl für einen Wert der vorspringenden Seitenfläche zu erlauben.
  6. Verfahren zur Ausrichtung einer Ringoberfläche (233) einer Halteringanordnung (226) mit einer Kontaktoberfläche (210) für eine Halbleiterscheibe während eines chemisch-mechanischen Poliervorganges, bei dem eine lineare Lageranordnung (230) zwischen der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) und der Halteringanordnung (230) angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Schritte von: Montieren der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) auf einer Rotationsachse (218); Montieren der Halteringanordnung (226) auf der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) für eine Bewegung relativ zu dieser und relativ zu der Rotationsachse (218), wobei die Halteringanordnung (226) die Freiheit hat, sich anders als parallel zu dieser und parallel zu der Rotationsachse (218) zu bewegen; und Widerstand leisten gegen die Freiheit der montierten Halteringanordnung (226), sich anders als parallel zu der Rotationsachse (218) zu bewegen.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, weiter umfassend: Drücken der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) und der Ringoberfläche (233) in Richtung auf ein Polierelement (204), um Kräfte auf die Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) und auf die Halteringanordnung (226) auszuüben; Übertragen der jeweiligen Kräfte von der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) und von der Ringoberfläche (233) auf eine Trägerplatte (212) für die Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210); und Messen der jeweils auf die Trägerplatte (212) übertragenen Kräfte.
  8. Verfahren zum Kalibieren einer aktiven Halteringanordnung (226), die eine während eines chemisch-mechanischen Poliervorganges relativ zu einer Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) bewegliche Ringoberfläche (233) aufweist, wobei die Ringoberfläche (233) eine Polieroberfläche (238) berührt und wobei eine lineare Lageranordnung (230) zwischen der Halbleiterscheiben-Trägerplatte (212) und der Halteringanordnung (226) angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Schritte von: Montieren der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) auf einer Rotationsachse (218); Montieren der Halteringanordnung (226) auf der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) für eine Bewegung relativ zu dieser und relativ zu der Rotationsachse (218), wobei die Halteringanordnung (226) die Freiheit hat, sich anders als parallel zu dieser und parallel zu der Rotationsachse zu bewegen; Widerstand leisten gegen die Freiheit der montierten Halteringanordnung (226), sich anders als parallel zu der Rotationsachse zu bewegen; Festlegen der Stellung der Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) entlang der Rotationsachse (218); Platzieren der Halterringanordnung (226) in Kontakt mit einer Kalibriervorrichtung; Ausüben von Druck auf einen an der Halteringanordnung (226) befestigten Antrieb, um den Ring gegen die Kalibriervorrichtung zu drücken; und Messen der von der Halteringanordnung (226) auf die Vorrichtung ausgeübten Kraftwerte für jeden einzelnen der Vielzahl von verschiedenen Druckwerten.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend: Auswählen eines auf den Antrieb auszuübenden Druckes; Umwandeln des gewählten Druckes unter Verwendung der gemessenen Kräfte in eine entsprechende Kraft, die von der Halteringanordnung (226) auf die Polieroberfläche ausgeübt wird; und Erhöhen einer gewünschten Polierkraft, die auf die Halbleiterscheiben-Kontaktoberfläche (210) während eines chemisch-mechanischen Poliervorganges ausgeübt werden soll, um den Betrag der entsprechenden Kraft der Halteringanordnung (226), die auf die Polieroberfläche (238) ausgeübt wird.
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