DE60221163T2

DE60221163T2 - Poliermaschine

Info

Publication number: DE60221163T2
Application number: DE60221163T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Suwabe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-02
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2022-05-02
Also published as: TWI261009B; US20020173256A1; KR100844779B1; DE60221163D1; EP1254743A3; US6916234B2; MY127566A; EP1611996B1; EP1254743A2; EP1611996A1; KR20020084818A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Poliermaschine, im Besonderen betrifft sie eine Poliermaschine, in der ein von einer Halteplatte eines oberen Rings gehaltener Wafer auf ein Poliertuch einer Polierplatte gepresst wird, um eine Oberfläche des Wafers zu polieren.
In einer herkömmlichen Poliermaschine, dargestellt in 11, wird ein Wafer „W" auf einer Haltefläche (einer unteren Seite) einer Halteplatte 100 eines drehbaren Auflagerings gehalten. Die Haltefläche ist mit einem wasserabsorbierenden Kompensationselement 106, etwa einem Textilverbundstoff, abgedeckt. Eine untere Oberfläche des Wafers „W" wird auf das Poliertuch 104 gepresst, welches auf einer Polierplatte 102 angehaftet ist. Der Auflagering und die Polierplatte 102 werden gedreht, um die untere Oberfläche des Wafers „W" zu polieren. Auf der Haltefläche der Halteplatte 100 ist eine Unterlage 108 entlang einer Außenkante der Halteplatte 100 bereitgestellt. Die Unterlage 108 hält den Wafer „W" in der richtigen Position auf der Haltefläche während der Wafer „W" poliert wird.
Eine Aufschlämmung wird auf eine Polierfläche (eine obere Fläche) des Poliertuchs 104 zugeführt und der Wafer „W" wird durch die Halteplatte 100 auf die Polierfläche mithilfe der geeigneten Presskraft gepresst. In diesem Zustand wird die untere Oberfläche des Wafers „W" durch die Rotation der Polierplatte 102 poliert.
Wie in 11 zu sehen, ist durch die Presskraft jedoch eine Vertiefung 104a, die dem Wafer „W" entspricht, in dem Poliertuch 104 ausgebildet. Die untere Außenkante des Wafers "W" wird durch eine innere Ecke 104b der Vertiefung 104a abgetragen. Durch die Abrasion der Kante des Wafers „W" muss die Poliergenauigkeit der Kante des Wafers „W" niedrig sein.
Um den schlechten, durch die Vertiefung 104a verursachten Einfluss zu verringern, wurde eine verbesserte Poliermaschine im US-Patent Nr. 5.584.751 offenbart. Die verbesserte Maschine wird unter Bezug auf 12 erläutert.
Ein Kopfabschnitt 200 umfasst: einen Hauptkörperabschritt 204, der mit einer Drehwelle 201 verbunden ist, welche durch Hebemittel (nicht abgebildet) vertikal bewegt wird, etwa einer Zylindereinheit, und durch Drehmittel (nicht abgebildet) gedreht wird, etwa einen Motor; und eine Halteplatte 210, die in einem konkaven Teil 206 des Hauptkörperteils 204 bereitgestellt ist. Eine Öffnung des konkaven Teils 206 liegt dem an einer Polierplatte (nicht abgebildet) angehafteten Poliertuch 205 gegenüber. Die Halteplatte 210 ist mittels einer elastischen Folie 208 aufgehängt. Verdichtete Luft wird durch einen Kompressor 215 über ein Rohr 214 in einen Zwischenraum 211 zugeführt und von diesem ausgelassen, der zwischen der elastischen Folie 208 und den Innenflächen des konkaven Teils 206 ausgebildet ist. Durch diese Struktur wird die Halteplatte 210 durch Einstellen des Luftdrucks in dem Zwischenraum 211 vertikal bewegt.
Ein Haltering 212 ist an einem unteren Ende des Hauptkörperteils 204 bereitgestellt. Der Haltering 212 umschließt die Halteplatte 210. Der Haltering 212 ist durch eine ringförmige elastische Folie 216 am Hauptkörperteil 204 aufgehängt und ist mit diesem verbunden. Verdichtete Luft wird durch einen Kompressor über ein Rohr 222 in einen Zwischenraum 218 zugeführt und von diesem ausgelassen, der auf der oberen Seite der elastischen Folie 216 ausgebildet ist. Durch diese Struktur wird der Haltering 212 durch Einstellen des Luftdrucks in dem Zwischenraum 218 vertikal bewegt. Eine Innenumfangsfläche des Halterings 212 gleitet auf einer Außenumfangsfläche der Halteplatte 210, während der Haltering 212 vertikal bewegt wird. Die vertikale Bewegung des Halterings 212 kann unabhängig von der Halteplatte 210 ausgeführt werden.
Eine Haltefläche der Halteplatte 210 ist durch ein wasserabsorbierendes Kompensationselement 106, beispielsweise einen Textilverbundstoff, abgedeckt. Eine Innenumfangsfläche des Halterings 212 hält den Wafer „W" in der richtigen Position auf der Haltefläche der Halteplatte 210, während der Wafer „W" poliert wird.
In der in 12 dargestellten Poliermaschine wird ein Kopfabschnitt 200 mithilfe der Hebemittel zu einer vorgegebenen Position nach unten bewegt, um den Wafer „W" zu bewegen, der auf dem Kompensationselement 106 der Halteplatte 210 nahe des Poliertuchs 205 der Polierplatte gehalten wurde.
Dann wird die verdichtete Luft in den Zwischenraum 211 vom Kompressor 215 über ein Rohr 214 zugeführt, um die Halteplatte 210 gegen die Elastizität der elastischen Folie 208 nach unten zu bewegen. Durch diese Aktion kann die untere Oberfläche des Wafers „W" mit der geeigneten Presskraft auf das Poliertuch 205 gepresst werden.
Zu diesem Zeitpunkt wird die verdichtete Luft durch den Kompressor 220 über das Rohr 222 in den Zwischenraum 218 zugeführt, um den Haltering 212 gegen die Elastizität der elastischen Folie 216 nach unten zu bewegen. Durch diese Aktion kann der Haltering 212 auf das Poliertuch 205 mit der geeigneten Presskraft (Ladung) gepresst werden. Der Haltering 212 kann unabhängig in Bezug auf die Halteplatte 210 gepresst werden.
Der Kopfabschnitt 200 wird durch das Drehmittel gedreht, um die untere Oberfläche des Wafers „W" durch Anlegen der geeigneten Presskraft (Ladung) zu polieren.
Wenn der Wafer „W" poliert wird, unterscheidet sich die an den Wafer „W" angelegte Presskraft (Last) von der am Haltering 212 angelegten Kraft. Durch Pressen des Halterings 212, der von der Halteplatte 210 umschlossen wird, kann die Höhe des Poliertuchs 205 entlang der Außenkante der Halteplatte 210, welche durch den Haltering 212 gepresst wird, im Wesentlichen an jene des Poliertuchs 205 angeglichen werden, welches durch den Wafer „W", wie in 14 zu sehen, gepresst wird. Daher wird die Außenkante des Wafers „W" nicht durch die innere Ecke 104b der Vertiefung 104a (siehe 12) abgetragen, so dass die Poliergenauigkeit der Kante des Wafers „W" hoch sein kann.
Da der Haltering 212 vertikal auf der Außenumfangsfläche der Halteplatte 210 gleitet, hält der Haltering 212 den Wafer „W" in der richtigen Position auf der Haltefläche der Halteplatte 210 während der Wafer „W" poliert wird. Daher wird keine Unterlage 108 (siehe 12), die entlang der Außenkante der Halteplatte 210 bereitgestellt ist, benötigt.
In dem Kopfabschnitt 200, dargestellt in 12, sind jedoch die Halteplatte 210 und der Haltering 212 im Hauptkörperabschnitt 204 durch die elastischen Folien 208 und 216 aufgehängt.
Daher wird die Halteplatte 210 gemeinsam mit dem Haltering 212 gedreht, so dass das Positionsverhältnis zwischen der Halteplatte 210 und dem Haltering 212 während der Drehung beibehalten wird.
Wenn ein Schaden in einer unteren Fläche des Halterings 212 vorhanden ist, welche das Poliertuch 205 presst, beeinflusst der Oberflächenzustand des Poliertuchs 205, das durch den Schaden negativ beeinflusst wird, durch diese Struktur die Flachheit des polierten Wafers „W" in negativer Weise.
Weiters ist das Ausbilden sehr kleiner Vorsprünge in der unteren Fläche des Halterings 212 aufgrund der Bearbeitungsgenauigkeit unvermeidbar, sodass die Bearbeitungsgenauigkeit der unteren Fläche des Halterings 212 die Poliergenauigkeit des Wafers „W" direkt beeinflusst.
Wenn die Halteplatte 210 und der Haltering 212 bei unterschiedlicher Geschwindigkeit unabhängig drehbar sind, kann der durch den Oberflächenzustand der unteren Fläche des Halterings 212 verursachte negative Einfluss sehr gering sein.
Die Struktur des Kopfabschnitts 200 zur unabhängigen Drehung der Halteplatte 210 und des Halterings 212 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit muss jedoch sehr komplex sein. Ferner werden zwei Motoren zum unabhängigen Drehen benötigt, so dass die gesamte Struktur der Poliermaschine komplex sein muss.
Dokument US-6.149.499 offenbart eine Poliermaschine gemäß des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Poliermaschine, in der der von einem Oberflächenzustand eines Halterings verursachte negative Einfluss, welcher das Poliertuch entlang einer Außenkante eines Wafers presst, durch eine einfache Struktur reduziert werden kann, in der das Pressen des Poliertuchs durch den Haltering, wenn nicht benötigt, freigegeben werden kann.
Demgemäß wird zur Lösung der Aufgabe die Poliermaschine bereitgestellt, welche die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 umfasst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den anhängigen Ansprüchen spezifiziert.
In der vorliegenden Erfindung werden der Auflagering und der Haltering unabhängig voneinander gedreht und die Kraft zum Pressen des Wafers, der durch die Halteplatte gehalten wird, auf das Poliertuch und die Kraft zum Pressen des Halterings auf das Poliertuch entlang der Außenkante des Wafers können unabhängig voneinander eingestellt werden.
Wenn der Haltering auf dem Poliertuch der Polierplatte befestigt wird und mit der Drehung der Polierplatte gedreht wird, können ferner der Haltering und die Halteplatte mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit gedreht werden.
Daher kann die Positionsbeziehung zwischen der Halteplatte und dem Haltering während des Polierens des Wafers (z.B. immer) verändert werden, so dass der durch den Oberflächenzustand der unteren Fläche des Halterings verursachte negative Einfluss verteilt und stark reduziert werden.
Wenn der Haltering durch die Drehung der Polierplatte gedreht wird, wird ferner kein Drehmittel, wie etwa ein Motor, zum Drehen des Halterings benötigt, so dass die Struktur der Poliermaschine vereinfacht werden kann.
Besonders in der Poliermaschine, die die Kugelkörper zwischen der Innenumfangsfläche des zylinderförmigen Elements und der Außenumfangsfläche des Auflagerings bereitstellt, können das zylinderförmige Element und der Auflagering unabhängig voneinander und ohne einander zu kontaktieren gedreht werden.
Der Auflagering und der Haltering können unabhängig voneinander gedreht werden und die Kraft zu Pressen des durch die Halteplatte gehaltenen Wafers auf das Poliertuch und die Kraft zum Pressen des Halterings auf das Poliertuch entlang der Außenkante des Wafers kann unabhängig voneinander eingestellt werden. Der Haltering und die Halteplatte können unabhängig voneinander mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit gedreht werden.
Ferner weist die Poliermaschine ein Bewegungsmittel auf, das zum Bewegen des Presselements des Halterings zum Poliertuch hin und von diesem weg geeignet ist, während die Oberfläche des Wafers durch den Auflagering auf das Poliertuch gepresst wird, so dass der Haltering zum leichten Entfernen des Poliertuchs geeignet ist, während der Wafer poliert wird. Daher kann das Pressen des Poliertuchs durch den Haltering einfach jederzeit, wenn nicht benötigt, ausgesetzt werden.
Verschiedene Poliermaschinen sowie eine Poliermaschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ist eine Schnittansicht eines Kopfabschnitts einer Poliermaschine;
2 ist eine erläuternde Ansicht des Kopfabschnitts von 1, in dem ein Auflagering von einem Haltering getrennt ist;
3 ist eine erläuternde Ansicht, in der der in 1 dargestellte Kopfabschnitt auf einer Polierplatte befestigt ist;
4 ist eine erläuternde Ansicht zur Darstellung eines anderen Zustands, in dem der Kopfabschnitt von 1 auf der Polierplatte befestigt ist;
5 ist eine Schnittansicht des Kopfabschnitts einer anderen Poliermaschine;
6A und 6B sind Teilschnittansichten zur Darstellung der Zustände des Polierens eines Wafers durch die in den 1 bis 5 abgebildete Poliermaschine;
7 ist eine Schnittansicht des Kopfabschnitts einer Poliermaschine gemäß der Erfindung;
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Ballonelements, das in dem in 7 dargestellten Kopfabschnitt beinhaltet ist;
9 ist eine teilweise Schnittansicht des ausgedehnten Ballonelements;
10 ist eine Schnittansicht des Kopfabschnitts eines anderen Beispiels;
11 ist die erläuternde Ansicht einer herkömmlichen Poliermaschine;
12 ist die Schnittansicht des Kopfabschnitts einer anderen herkömmlichen Poliermaschine; und
13 ist die erläuternde Ansicht des Zustands des Polierens des Wafers durch die herkömmliche Poliermaschine von 13.
In einer Poliermaschine von 1 wird eine untere Oberfläche eines Wafers, der auf einer Haltefläche einer Halteplatte eines Auflagerings gehalten wurde, auf das Poliertuch einer sich drehenden Polierplatte gepresst und durch dieses poliert. Der Auflagering 10 ist mit einem unteren Ende einer Drehwelle 12 bereitgestellt, die vertikal durch die geeigneten Hebemittel (nicht abgebildet) bewegt wird, etwa einer Zylindereinheit, und durch die geeigneten Drehmittel (nicht abgebildet) gedreht wird, etwa ei nem Motor. Der Auflagering 10 umfasst: einen Hauptkörperabschnitt 14, der mit dem unteren Ende der Drehwelle 12 verbunden ist; und eine Halteplatte 22, die in einem konkaven Teil 18 bereitgestellt ist, welche in dem Hauptkörperabschnitt 14 ausgebildet ist und deren Öffnungsflächen-Poliertuch 16 an einer oberen Fläche einer Polierplatte angehaftet ist. Die Halteplatte 22 ist elastisch durch eine ringförmige elastische Folie 20 in dem konkaven Teil 18 aufgehängt, so dass die Halteplatte 22 in vertikaler Richtung bewegt werden kann.
In dem Hauptkörperabschnitt 14 ist ein Zwischenraum 24 zwischen den Innenflächen des konkaven Teils 18 und der Halteplatte 22 ausgebildet. Die verdichtete Luft wird durch geeignete Pressmittel (nicht abgebildet) über ein Rohr 26, das in der Drehwelle 12 bereitgestellt ist, in den Zwischenraum 24 zugeführt und von diesem ausgelassen. Wenn der Luftdruck in dem Zwischenraum 24 die Elastizität der elastischen Folie 20 übersteigt, wird die Halteplatte 22 zum Vorstehen nach unten vom konkaven Teil 18 gebracht. Wenn der Luftdruck im Zwischenraum 24 kleiner als die Elastizität der elastischen Folie 20 ist, wird demgegenüber die Halteplatte 22 durch Elastizität in den konkaven Teil 18 zurückgezogen.
Ferner ist eine Vielzahl an Durchgangslöchern 28 in der Halteplatte 22 ausgebildet und deren untere Enden sind in einer Haltefläche (einer unteren Fläche) der Halteplatte 22 geöffnet. Die Durchgangslöcher 28 kommunizieren jeweils durch einen Kommunikationsraum 30. Der Kommunikationsraum 30 kommuniziert mit geeigneten Vakuummitteln (nicht abgebildet), etwa einer Vakuumpumpe, über ein in der Drehwelle 12 bereitgestelltes Rohr 32, ein Luftpfad 34 ist in dem Hauptkörperabschnitt 14 ausgebildet und ein flexibles Rohr 35 ist in dem Zwischenraum 24 bereitgestellt. Durch diese Struktur kann ein Wafer „W" angesaugt und auf der Haltefläche der Halteplatte 22 durch Betätigen des Vakuummittels gehalten werden. Wenn das Vakuummittel angehalten wird, verschwindet der negative Druck in dem Kommunikationsraum 30, so dass der Wafer „W" von der Haltefläche der Halteplatte 22 entfernt werden kann.
Hierbei ist anzumerken, dass der Wafer „W" auf der Halteplatte 22 durch den negativen Druck und die Oberflächenspannung des in dem Kompensationselement, etwa einem Textilverbundsstoff, absorbierten Wassers gehalten werden kann, das an der Haltefläche der Halteplatte 22 angehaftet ist. Insbesondere die Halteplatte 22 kann direkt oder indirekt den Wafer „W" auf der Haltefläche halten. Im Falle der Verwendung der Wasseroberflächenspannung kann der Wafer „W" auf der Halteplatte 22 durch die Wasseroberflächenspannung nur gehalten werden, während der Wafer „W" poliert wird.
Der Auflagering 10 ist frei in einen Haltering 40 eingeführt. Der Haltering 40 weist ein ringförmiges Presselement 42 auf, welches die Halteplatte 22 umschließt. Ein vorstehender Teil 44, dessen untere Fläche als Pressfläche zum Pressen des Poliertuchs 16 dient, wird zum Vorstehen entlang einer Innenkante des Presselements 42 gebracht.
Bolzen 46 erstrecken sich vom Presselement 42 nach oben und ringförmige Gewichte 48 sind gestapelt und durch Anpassung an die Bolzen 46 korrekt positioniert. Die Gewichte 48 bringen eine Presskraft auf das Presselement 42 auf, so dass die Pressfläche zum Pressen des Poliertuchs 16 mit der geeigneten Presskraft geeignet ist. Die Presskraft wird auf Basis der Presskraft zum Pressen des Wafers „W" auf das Poliertuch 16 definiert.
In Falle der Positionierung des Halterings 40 auf der Polierfläche 16 durch die Walzen 50 (siehe 3) werden die Außenumfangsflächen der Gewichte 48 vorzugsweise auf der Innenseite relativ zu einer Außenumfangsfläche des Presselements 42 positioniert, um die Walzen 50 in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Presselements 42 zu bringen, ohne die Außenumfangsflächen der Gewichte 48 zu berühren.
In 1 liegen der Auflagering 10, der auf dem unteren Ende der Drehwelle 12 bereitgestellt ist, und der Haltering 40, der von der Drehwelle 12 getrennt ist, nicht einstückig vor. Daher kann der Auflagering 10, wie in 2 abgebildet, frei in den Haltering 40, der auf dem an der Polierplatte angehafteten Poliertuch 16 befestigt ist, eingeführt und aus diesem herausgezogen werden.
Der Haltering 40 wird korrekt so positioniert, dass der Auflagering 10 in den Haltering 40 eingeführt werden kann und aus diesem herausgezogen werden kann, ohne den Haltering 40 zu berühren.
Die Walzen 50 sind zur korrekten Positionierung des Halterings 40 auf dem Poliertuch 16 der Polierplatte 15 geeignet, wie in 3 zu sehen. Die Walzen 50 sind an einem Ausleger 54 angebracht, der sich von einer Drehwelle 52 erstreckt. Die Drehwelle 52 ist drehbar an einem Basisabschnitt der Poliermaschine befestigt und ist außerhalb der Polierplatte 15 angeordnet. Die Walzen 50 berühren den Haltering 40, der durch die Drehung „A" der Polierplatte 15 an zwei Punkten so bewegt wird, dass der Haltering 40 in einer vorgegebenen Position korrekt positioniert werden kann.
Wie in 1 zu sehen, berühren die Walzen 50 die Außenumfangsfläche des Presselements 42 des Halterings 40.
Wie in 2 zu sehen, kann der Auflagering 10 in den Haltering koaxial eingebracht werden, welcher korrekt auf der Polierplatte positioniert wurde, ohne diese zu berühren, und in einer Richtung „B" (siehe 3) gedreht werden kann.
Da der durch die Walzen 50 korrekt positionierte Haltering 40 auf der Polierplatte 15 befestigt wird, welche sich in Richtung „A" dreht, wird der Haltering 40 in einer Richtung „C" (siehe 3) durch die Drehung der Polierplatte 15 ohne Bezug zur Drehung des Auflagerings 10 gedreht. Die Pressfläche 44 des Presselements 42 presst das Poliertuch 16 entlang einer Außenkante des Wafers „W", welcher durch den Auflagering 10 gehalten wurde und auf das Poliertuch 16 gepresst wurde. Dadurch wird das Niveau des Poliertuchs 16, das durch die Pressfläche 44 des Presselements 42 gepresst wird, im Wesentlichen an jenes des Poliertuchs 16 angeglichen, das durch die untere Oberfläche des Wafers „W" gepresst wird. Insbesondere der durch das Presselement 42 gepresste Teil des Poliertuchs 16 und der durch den Wafer „W" gepresste Teil des Poliertuchs 16 können im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene enthalten sein.
In 3 werden der Auflagering 10 und der Haltering 40 in derselben Richtung gedreht, aber beide werden unabhängig voneinander gedreht, so dass ihre Drehgeschwindigkeit einfach jeweils geändert werden kann. Durch Drehen der beiden mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit wird die Positionsbeziehung zwischen einer vorgeschriebenen Position in der Pressfläche 44, welche das Poliertuch 16 presst, und einer vorgeschriebenen Position im Wafer „W", welcher das Poliertuch 16 presst, ständig geändert. Durch die Änderung der Beziehung können negative Einflüsse, die durch die schmalen Vorsprünge verursacht werden, sogar dann wenn sehr schmale Vorsprünge in der Pressfläche 44 des Presselements vorliegen, verteilt und stark reduziert werden, so dass die Genauigkeit der Polierung des Wafers „W" verbessert werden kann.
Hierbei ist anzumerken, dass, wenn die Positionierung des Halterings 40 nicht benötigt wird, die Bewegung der Walzen 50 durch Drehen der Welle 52 von der Polierplatte 15 nach außen erfolgt.
In 3 wird der Haltering 40 durch zwei Walzen 50 korrekt positioniert; in 4 wird der Haltering 40 durch eine Mittelwalze 56 und einer am Ausleger 54 befestigten Walze 50 korrekt positioniert, welche sich von der Drehwelle 52 erstreckt, die drehbar an dem Basisabschnitt befestigt ist und außerhalb der Polierplatte positioniert ist.
Die Mittelwalze 56 und die Walze 50 berühren die Außenumfangsfläche des Presselements 42 des Halterings 40, welcher durch die Drehung „A" der Polierplatte 15 an zwei Punkten bewegt wird, um den Haltering an einer vorgeschriebenen Position korrekt zu positionieren. Während der Positionierung des Halterings 40 wird die Mittelrolle 56 in Richtung „D" gedreht.
In den 1–4 sind die Gewichte 48 am Presselement 42 befestigt, deren Pressfläche 44 das Poliertuch 16 presst. Demgegenüber enthält der in 5 abgebildete Haltering 60: das Presselement 42 mit der Pressfläche 44 zum Pressen; und ein zylinderförmiges Element 62, das mit dem Presselement 42 einstückig ausgebildet ist.
5 ist eine Schnittansicht des Kopfabschnitts einer anderen Poliermaschine. Die Presskraft des Presselements 42, das das Poliertuch 16 presst, kann durch Anpassen der Gewichte 48 an eine Außenumfangsfläche des zylinderförmigen Elements 62 des Halterings 60 angepasst werden. Der Auflagering 10 wird in den Haltering 60 eingeführt und dann wird ein Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche des zylinderförmigen Elements 62 und einer Außenumfangsfläche des Auflagerings 10 ausgebildet.
Eine Vielzahl an Kugelkörpern 64 ist zwischen der Innenumfangsfläche des zylinderförmigen Elements 62 und der Außenumfangsfläche des Auflagerings 10 bereitgestellt. Die Kugelkörper 64 berühren gleichzeitig beide Umfangsflächen. Durch diese Struktur können der Auflagering 10, der durch die Drehwelle 12 gedreht wird, und der Haltering 60, der auf dem Poliertuch 16 der Polierplatte 15 befestigt ist, ohne Kontakt zueinander gedreht werden. Die Kugelkörper 64 bestehen aus korrosionsresistentem Metall, etwa Edelstahl, Titan oder chemischresistentem Harz, etwa Acryl, um die durch Aufschlämmung oder Feuchtigkeit verursachte Korrosion zu verhindern.
Durch Bereitstellen der Kugelkörper 64 ist das Vorhandensein der Elemente zur Positionierung des Halterings 40, etwa die Walzen 50, etc. (siehe 1–4), in der Poliermaschine von 5 nicht mehr nötig.
Hierbei ist anzumerken, dass die Struktur des Auflagerings 10, wie in 5 abgebildet, der dem in 1 dargestellten Auflagering gleicht, so dass den in 1 abgebildeten Elementen dieselben Symbole zugeordnet sind und auf die Erläuterung verzichtet wird.
Im Haltering 40, abgebildet in den 1-4, sind der Auflagering 10 und der Haltering 40 nicht miteinander verbunden. Daher wird das Mittel zum Befördern des Halterings 40 benötigt, wenn der Haltering 40 auf dem Poliertuch 16 der Polierplatte 15 befestigt wird und von diesem entfernt wird.
Demgegenüber ist in der Poliermaschine von 5 ein Mittel zum Eingreifen des Auflagerings 10 in den Haltering 60 bereitgestellt, so dass diese gegenseitig in Eingriff sind, wenn die untere, durch den Auflagering 10 gehaltene Oberfläche des Wafers „W" nach oben vom Poliertuch 16 wegbewegt wird. Daher wird kein Mittel zum Befördern des Halterings 60 an eine vorgeschriebene Position auf dem Poliertuch 16 benötigt.
In 5 umfasst das Eingreifmittel: Vertiefungen 66, die in der Außenumfangsfläche des zylinderförmigen Elements 62 des Halterings 60 ausgebildet sind; und Haken 70, die am Auflagering 10 bereitgestellt sind. Die Haken 70 verfügen jeweils über Vorsprünge 68, die jeweils zum Eingreifen mit jeder Vertiefung 66 geeignet sind.
Eine Vielzahl der Eingreifmittel sind bereitgestellt und die Vertiefungen 66 und die Vorsprünge 68 der Haken 70 befinden sich außer Eingriff, während die untere Oberfläche des durch den Auflagering 10 gehaltenen Wafers „W" das Poliertuch 16 berührt.
Wenn der Auflagering 10 nach oben bewegt wird und die untere Oberfläche des Wafers „W" vom Poliertuch 16 wegbewegt wird, greifen die Vorsprünge 68 der Haken 70 demgegenüber jeweils in die Vertiefungen 66 ein, so dass der Haltering 60 zusammen mit dem Auflagering 10 nach oben bewegt werden kann.
Hierbei ist anzumerken, dass der Haken 70 in eine Position 70' bewegt werden kann, welche in 5 durch Einpunktlinien dargestellt ist, um die Vorsprünge 68 und die Vertiefung 68 sicher voneinander zu lösen, während die untere Oberfläche des Wafer „W" die Polierplatte 16 berührt.
In dem in den 1–5 dargestellten Auflagering 10 ist die Halteplatte 22 durch die ringförmige elastische Folie 20 aufgehängt, um das Vorstehen der Halteplatte 22 vom konkaven Teil 18 des Hauptkörperabschnitts 14 und das Zurückziehen in diesen zu ermöglichen. Zur geeigneten Einschränkung der Ausdehnung der elastischen Folie 20 wird die elastische Folie durch ein tuchähnliches Verstärkungselement verstärkt.
Die Verformung des Verstärkungselements, welche durch eine zu Ketten und Schüssen parallele Außenkraft verursacht wird, ist jedoch gering, aber die durch die diagonal zu den Ketten und Schüssen vorhandene Außenkraft hervorgerufene Verformung ist groß. Daher schwankt der Grad der Ausdehnung der elastischen Folie 20 auch aufgrund der Richtung der an die elastische Folie 20 angelegten Kraft.
Da das Aufhängen der Halteplatte 22 durch die elastische Folie 20 erfolgt, deren Ausdehnungsgrad aufgrund der Richtung der darauf angelegten Kraft schwankt, schwankt die Bewegung der Halteplatte 22 aufgrund der während der Drehung angelegten Außenkraft. Wenn ein Schwerpunkt des Wafers „W" vom Drehmittelpunkt desselben verschoben wird, während der Wafer „W", der durch die Halteplatte 22 gehalten wird, gedreht und durch die Presskraft poliert wird, wird die Außenkante des Wafers „W" diagonal abgetragen.
In dem in 1 oder 5 abgebildeten Auflagering 10 ist eine Vielzahl an Kugelkörpern 36 zwischen der Außenumfangsfläche der Halteplatte 22 und der Innenumfangsfläche des konkaven Teils 18 des Hauptkörperabschnitts 14 bereitgestellt und diese berühren gleichzeitig beide Umfangsflächen. Durch diese Struktur können der Schwerpunkt und der Drehmittelpunkt des Wafers „W" übereingestimmt werden, während der Wafer „W" poliert wird.
In dem in 1 dargestellten Kopfabschnitt kann die Bewegung der Halteplatte 22 in radialer Richtung des konkaven Teils 18 des Hauptkörperabschnitts 14 durch die Kugelkörper 36 verhindert werden. Daher kann der Spalt zwischen der Außenum fangsfläche der Halteplatte 22 und der Innenumfangsfläche des Halterings 40 verkürzt werden.
Die Kugelkörper 36 sind auf der Innenseite der elastischen Folie 20 bereitgestellt, so dass sie von der auf das Poliertuch 16 zugeführten Aufschlämmung getrennt werden können. Da die Kugelkörper 36, welche einander berühren, die Außenumfangsfläche der Halteplatte 22 und die Innenumfangsfläche des konkaven Teils 18 des Hauptkörperabschnitts 14 gleichzeitig berühren, kann die Bewegung der Halteplatte 22 in radialer Richtung sicher verhindert werden, so dass die Halteplatte 22 gleichmäßig vom konkaven Teil 18 des Hauptkörperabschnitts 18 vorsteht und in diesen zurückgezogen wird.
Vorzugsweise bestehen die Kugelkörper 36 aus einem korrosionsresistenten Metall, etwa Edelstahl, Titan oder chemischresistentem Harz, etwa Acryl, um die durch Feuchtigkeit verursachte Korrosion im Zwischenraum 24 zu verhindern.
In dem in den 1–5 abgebildeten Auflagering 10 werden die Halteplatte 22 und das Presselement 42 des Halterings 40 oder 60 unabhängig voneinander gedreht, so dass ein Spalt 45 zwischen der Außenumfangsfläche der Halteplatte 22 und der Innenumfangsfläche des Presselements 42 (siehe 6A und 6B) ausgebildet wird. Wenn der Spalt 45 schmaler gemacht wird, kann ein Teil des Poliertuchs 16, welcher durch die Presskraft 44 des Presselements 42 gepresst wird, nahe an einem Teil des Poliertuchs 16 sein, der durch den Wafer „W" gepresst wird.
Da die Halteplatte 22 und das Presselement 42 unabhängig voneinander gedreht werden, ist es unmöglich, dass der Spalt 45 Null ist. Wenn das Vakuumsaugen angehalten wird, während der Wafer „W" poliert wird, wird der Wafer „W" auf der Haltefläche der Halteplatte 22 nur durch die Oberflächenspannung des Wassers im Kompensationselement 47 gehalten (siehe 6A). Daher wird der Wafer „W" durch Horizontalkraft in eine Position „W" bewegt, so dass die Außenkante des Wafers „W" mit der Innenumfangsfläche des Presselements 42 kollidiert, wie in 6A dargestellt.
Vorzugsweise besteht die Innenumfangsfläche des Presselements aus einer Keramik oder einem Harz oder ist mit diesem beschichtet, um die durch die Kollision hervorgerufene Beschädigung zu verhindern.
In 6B wird der Wafer „W" in einer Auflage 49 gehalten, welche entlang der Außenkante der Halteplatte 22 bereitgestellt ist. Sogar wenn der Wafer „W" auf der Haltefläche der Halteplatte 22 nur durch Wasseroberflächenspannung gehalten wird, wird der Wafer „W" aufgrund dieser Struktur auf dem Kompensationselement 47 nicht bewegt. Daher muss die Innenumfangsfläche des Presselements nicht aus einer Keramik oder einem Harz bestehen oder mit diesem beschichtet sein.
Wenn der Wafer „W" auf der Haltefläche der Halteplatte 22 ferner durch die Oberflächenspannung des Wassers und die Vakuumansaugung gehalten wird, während der Wafer „W" poliert wird, wird die Auflage 49 nicht benötigt.
Im Falle des Anhaftens des Wafers „W" an einer unteren Fläche einer Keramikträgerplatte und des Ansaugens einer oberen Fläche der Trägerplatte auf der unteren Fläche der Halteplatte 22, während des Polierens des Wafers „W", werden keine Auflage 49, wie in dem in 6B gezeigten Beispiel zu sehen, benötigt.
In der in den 1–6B dargestellten Poliervorrichtung variiert die Positionsbeziehung zwischen einer vorgegebenen Position des Wafers „W" und einer vorgegebenen Position des Halterings 40 oder 60, während der Wafer „W" poliert wird, so dass der durch den Oberflächenzustand der Pressfläche 44 des Halterings 40 oder 60 verursachte negative Einfluss verteilt und stark reduziert werden kann. Insbesondere die Poliergenauigkeit des Wafers „W" kann verbessert werden.
Da der Haltering 40 oder 60 durch die Drehung der Polierplatte 15 gedreht wird, wird kein Mittel zum Drehen des Halterings 40 oder 60, etwa eines Motors, benötigt, so dass die Struktur der Poliermaschine vereinfacht werden kann.
Sogar wenn die Presskraft nicht an das Poliertuch 16 durch den Haltering 40 oder 60 angelegt wird, wird das Poliertuch durch den Haltering 40 oder 60 gepresst. Durch das ständige Pressen des Poliertuchs 16 durch das Gewicht des Halterings 40 oder 60 wird das Poliertuch 16 beschädigt und die Poliergenauigkeit wird negativ beeinträchtigt.
Eine in 7 dargestellte Poliermaschine gemäß der Erfindung löst das Problem. Wird keine Presskraft am Poliertuch 16 durch den Haltering 80 angelegt, kann das Pressen des Poliertuchs 16 durch den Haltering 80 einfach gelöst werden. 7 ist eine Schnittansicht des Kopfabschnitts.
In dem in 7 dargestellten Kopfabschnitt ist der Auflagering 10 mit dem unteren Ende der Drehwelle 12 bereitgestellt, die vertikal durch das geeignete Hebemittel (nicht abgebildet), etwa eine zylinderförmige Einheit, bewegt wird, und durch das geeignete Drehmittel (nicht abgebildet), etwa einen Motor, gedreht wird. Der Auflagering 10 umfasst: den Hauptkörperabschnitt 14, der an dem unteren Ende der Drehwelle 12 befestigt ist; und die Halteplatte 22, die in dem konkaven Teil 18 bereitgestellt ist, der in dem Hauptkörperabschnitt 14 ausgebildet ist und dessen Öffnungsflächen des Poliertuchs 16 an der oberen Fläche einer Polierplatte angehaftet ist. Die Halteplatte 22 ist durch die ringförmige elastische Folie elastisch im konkaven Teil 18 aufgehängt, so dass die Halteplatte 22 in vertikaler Richtung bewegt werden kann.
In dem Hauptkörperabschnitt 14 ist der Zwischenraum 24 zwischen den Innenflächen des konkaven Teils 18 und der Halteplatte 22 ausgebildet. Die verdichtete Luft wird in den Zwischenraum 24 durch geeignete Pressmittel (nicht abgebildet) über das Rohr 26 zugeführt und aus diesem ausgelassen, das in Drehwelle 12 bereitgestellt ist. Wenn der Luftdruck in dem Zwischenraum 24 die Elastizität der elastischen Folie 20 überschreitet, steht die Halteplatte 22 von dem konkaven Teil 18 nach unten vor. Wenn der Luftdruck im Zwischenraum 24 kleiner als die Elastizität der elastischen Folie 20 ist, wird demgegenüber die Halteplatte 22 durch Elastizität in den konkaven Teil 18 zurückgezogen.
Eine Keramikträgerplatte 23 wird durch die Halteplatte 22 gehalten. Der Wafer „W" ist an einer unteren Fläche der Trägerplatte 23 durch ein Klebemittel oder Wasseroberflächenspannung angehaftet. Insbesondere die Haltefläche der Halteplatte 22 hält den Wafer „W" indirekt durch die Trägerplatte 23.
Eine Vielzahl an Durchgangslöchern 28 sind in der Halteplatte 22 ausgebildet und ihre unteren Enden sind in der Haltefläche der Halteplatte 22 geöffnet. Die Durchgangslöcher 28 stehen gegenseitig durch den Kommunikationsraum 30 miteinander in Kommunikation. Der Kommunikationsraum 30 steht in Kommunikation mit dem geeigneten Vakuummittel (nicht abgebildet), etwa einer Vakuumpumpe, über das Rohr 32, das in der Drehwelle 12 bereitgestellt ist. Durch diese Struktur kann die den Wafer „W" haltende Trägerplatte 23 angesaugt werden und auf der Haltefläche der Halteplatte 22 durch Betätigen des Vakuummittels gehalten werden. Wenn das Vakuummittel angehalten wird, verschwindet der negative Druck in dem Kommunikationsraum 30, so dass die Trägerplatte 23 von der Haltefläche 22 gelöst werden kann.
Ein ringförmiges Element 23a, dessen Querschnittform ein Dreieck ist, umschließt die Haltefläche der Halteplatte 22. Sogar wenn Horizontalkraft an der Trägerplatte 23 während des Polierens des Wafers „W" angelegt wird, kann die Trägerplatte 23 durch das ringförmige Element 23a auf der Haltefläche der Halteplatte 22 gehalten werden.
In dem in 7 gezeigten Auflagering 10 ist die Halteplatte 22 durch die ringförmige elastische Folie 20 aufgehängt, um der Halteplatte 22 das Vorstehen vom und Zurückziehen in den konkaven Teil 18 des Hauptkörperabschnitts 14 zu ermöglichen. Zur geeigneten Einschränkung der Ausdehnung der elastischen Folie 20 wird die elastische Folie durch das tuchähnliche Verstärkungselement verstärkt.
Die Verformung des Verstärkungselements, welche durch eine zu Ketten und Schüssen parallele Außenkraft verursacht wird, ist jedoch gering, aber die durch die diagonal zu den Ketten und Schüssen vorhandene Außenkraft hervorgerufene Verformung ist groß. Daher schwankt der Grad der Ausdehnung der elastischen Folie 20 auch aufgrund der Richtung der an die elastische Folie 20 angelegten Kraft.
Da das Aufhängen der Halteplatte 22 durch die elastische Folie 20 erfolgt, deren Ausdehnungsgrad aufgrund der Richtung der darauf angelegten Kraft schwankt, schwankt die Bewegung der Halteplatte 22 aufgrund der während der Drehung angelegten Außenkraft. Wenn ein Schwerpunkt des Wafers „W" vom Drehmittelpunkt desselben verschoben wird, während der Wafer „W", der durch die Halteplatte 22 gehalten wird, gedreht und durch die Presskraft poliert wird, wird die Außenkante des Wafers „W" diagonal abgeschliffen.
In dem in 7 abgebildeten Auflagering 10 ist eine Vielzahl an Kugelkörpern 36 zwischen der Außenumfangsfläche der Halteplatte 22 und der Innenumfangsfläche des konkaven Teils 18 des Hauptkörperabschnitts 14 bereitgestellt und diese berühren gleichzeitig beide Umfangsflächen. Durch diese Struktur können der Schwerpunkt und der Drehmittelpunkt des Wafers „W" übereingestimmt werden, während der Wafer „W" poliert wird.
Die Bewegung der Halteplatte 22 in radialer Richtung des konkaven Teils 18 des Hauptkörperabschnitts 14 kann durch die Kugelkörper 36 verhindert werden. Daher kann der Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der Halteplatte 22 und der Innenumfangsfläche des Halterings 80 verkürzt werden.
Die Kugelkörper 36 sind auf der Innenseite der elastischen Folie 20 bereitgestellt, so dass sie von der auf das Poliertuch 16 zugeführten Aufschlämmung getrennt werden können. Da die einander berührenden Kugelkörper 36 gleichzeitig die Außenumfangsfläche der Halteplatte 22 und die Innenumfangsfläche des konkaven Teils 18 des Hauptkörperabschnitts 14 berühren, kann die Bewegung der Halteplatte 22 in radialer Richtung sicher verhindert werden, so dass die Halteplatte 22 gleichmäßig von dem konkaven Teil 18 des Hauptkörperabschnitts 14 vorstehen und sich in diesen zurückziehen kann.
Vorzugsweise sind die Kugelkörper 36 aus einem korrosionsresistentem Metall, etwa Edelstahl, Titan oder chemischresistentem Harz, etwa Acryl, hergestellt, um die durch Aufschlämmung oder Feuchtigkeit verursachte Korrosion zu verhindern.
Der Auflagering 10 wird in den Haltering 80 eingebracht. Der Auflagering 80 umfasst: das zylinderförmige Element 41, in dem der Hauptkörperabschnitt 14 und die Halteplatte 22 des oberen Rings 10 eingeführt werden; ein erweitertes Element 43, das sich von einem unteren Ende des zylinderförmigen Elements 41 in Richtung der Trägerplatte 23 erweitert; und das ringförmige Presselement 42, das an einer Innenkante des erweiterten Elements 43 bereitgestellt ist. Der vorstehende Teil 44 oder die Pressfläche zum Pressen des Poliertuchs 16 nach unten steht entlang der Innenkante des Presselements 42 vor.
Ein erweiterter Abschnitt 51 ist von einem oberen Ende des zylinderförmigen Elements 41 nach innen erweitert. Die Bolzen 46 sind von dem erweiterten Abschnitt 51 nach oben erweitert und die ringförmigen Gewichte 48 sind gestapelt und durch Anpassen an die Bolzen 46 korrekt positioniert. Die Gewichte 48 legen die Presskraft an das Presselement 42 an, so dass die Pressfläche 44 zum Pressen des Poliertuchs 16 mit der geeigneten Presskraft geeignet ist. Die Presskraft wird auf Basis der Presskraft zum Pressen des Wafers „W" auf das Poliertuch 16 definiert.
Der Auflagering 10 wird in das zylinderförmige Element 41 des Halterings 80 eingebracht und daher ist ein Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche des zylinderförmigen Elements 41 und der Außenumfangsfläche des Auflagerings 10 ausgebildet.
Eine Vielzahl an Kugelkörpern 64 ist zwischen der Innenumfangsfläche des zylinderförmigen Elements 41 und der Außenumfangsfläche des Auflagerings 10 ausgebildet. Die Kugelkörper 64 berühren gleichzeitig beide Umfangsflächen. Durch diese Struktur können der Auflagering 10, der mit der Drehwelle 12 gedreht wird, und der Auflagering 80, der an dem Poliertuch 16 der Polierplatte 15 angebracht ist, ohne einander zu berühren gedreht werden. Vorzugsweise sind die Kugelkörper 64 aus korrosionsresistentem Metall, etwa Edelstahl, Titan oder chemischresistentem Harz, etwa Acryl, hergestellt, um die durch Aufschlämmung oder Feuchtigkeit verursachte Korrosion zu verhindern.
Die Poliermaschine von 7 weist Mittel zum Bewegen des Presselements 42 des Halterings 80 vom Poliertuch 16 weg und zu diesem hin auf, während die untere Oberfläche des Wafers „W" auf das Poliertuch 16 durch den oberen Auflagering 10 gepresst wird.
Das Bewegungsmittel umfasst: den erweiterten Abschnitt 51, der sich vom oberen Ende des zylinderförmigen Elements 41 des Halterings 80 zu einer oberen Fläche des oberen Rings 10 erstreckt; ein Ballonelement 90, das zwischen dem erweiterten Abschnitt 51 und der oberen Fläche des Auflagerings 10 bereitgestellt ist; und einen Kompressor 72 und eine Vakuumpumpe, die als Fluidsteuerungsmittel zum Zuführen eines Fluids (verdichtete Luft) in und zum Auslassen des Fluids aus dem Ballonelements 90 über ein Rohr 76, das in der Drehwelle 76 bereitgestellt ist, sowie über Fluidpfade 78, die im Hauptkörperabschnitt 14 ausgebildet sind, dient.
Wie in 8 zu sehen, besteht das Ballonelement 90 aus zwei ringförmigen elastischen Folien 90a und 90b, die beispielsweise aus Gummi bestehen. Die Innenkanten der elastischen Folien 90a und 90b sind an einem Innenrahmen 92a befestigt; die Außenkanten derselben sind an einer Innenumfangsoberfläche des Innenrahmens 92b befestigt. Eine Vielzahl an Lufteinlassöffnungen 94a sind in einer Innenumfangsfläche des Innenrahmens 92a geöffnet. Die Lufteinlassöffnungen 94a stehen jeweils mit den Pfaden 78 in Kommunikation (siehe 7).
Das Ballonelement 90 von 8 ist zwischen dem erweiterten Abschnitt 51 bereitgestellt, der sich vom zylinderförmigen Abschnitt 41 in Richtung der oberen Fläche des Auflagerings 10 und der oberen Fläche des Auflagerings 10 erweitert. Wenn der Kompressor 72 die verdichtete Luft in das Ballonelement 90 über das Rohr 76 zuführt, das in der Drehwelle 12 und in den im Hauptkörperabschnitt 14 ausgebildeten Pfaden 78 bereitgestellt ist, erweitert sich das Ballonelement 90 wie in 9 dargestellt, dann bewegt das Ballonelement 90 den erweiterten Abschnitt 51 nach oben gegen die Presskraft des Halterings 80, welche durch die Gewichte 48 gegeben ist, so dass die Presskraft 44 des Presselements 42 vom Poliertuch 16 wegbewegt werden kann.
Durch diese Struktur kann das Pressen des Poliertuchs 16 durch das Presselement 42 des Halterings 80 einfach angehalten werden, während der Wafer „W" poliert wird. Daher kann der Haltering 80 das Poliertuch 16 jederzeit auslassen, wenn das Pressen des Poliertuchs 16 nicht nötig ist.
Da der erweiterte Abschnitt 51 sich vom oberen Ende des zylinderförmigen Abschnitts 41 des Halterings 80 in Richtung der oberen Fläche des Halterings erweitert, wird der Haltering 80 durch die vertikale Bewegung des Auflagerings 10 vertikal bewegt.
Um das Poliertuch 16 durch den Haltering 80 zu pressen, wird die verdichtete Luft im Ballonelement 90 ausgelassen. Durch das Auslassen der Luft zieht sich das Ballonelement 90 zusammen, so dass der erweiterte Abschnitt 51 durch die Presskraft des Halterings 80 nach unten bewegt wird, dann kann das Poliertuch 16 durch die Presskraft 44 des Presselements 42 des Halterings 80 gepresst werden.
Während das Ballonelement 90 erweitert wird und die Presskraft 44 des Presselements 42 vom Poliertuch 16 getrennt wird, drehen sich der Haltering 80 und der Auflagering 10 bei gleicher Geschwindigkeit mit dem Ballonelement 90.
Wenn das Ballonelement 90 zusammengezogen wird, um das Poliertuch 16 durch die Presskraft 44 des Presselements 42 zu pressen, wird der Haltering 80 auf dem Poliertuch 16 befestigt und unabhängig in Bezug auf den Auflagering 10 gedreht.
Daher wird die Vakuumpumpe 74 vorzugsweise angesteuert, um die Luft aus dem Ballonelement 90 in einer kurzen Zeit auszulassen und ein Spalt zwischen dem Ballonelement 90 und dem erweiterten Abschnitt 51 auszubilden.
In der in 7 dargestellten Poliermaschine wird der Auflagering 10 koaxial in den Haltering 80, wie in 10 dargestellt, eingebracht und der Wafer „W" wird auf der Polierplatte 15, die sich in Richtung „A" dreht, angebracht, um die untere Oberfläche des Wafers „W" zu polieren. Hierbei ist anzumerken, dass die Walzen 50 (siehe 1) zur Positionierung des Halterings nicht benötigt werden.
Der Auflagering 10 wird in das zylinderförmige Element 41 des Halterings 80, der auf der Polierplatte 14 befestigt ist, eingebracht, so dass sich der Auflagering 10 in Richtung „B" gemeinsam mit der Drehwelle 12 dreht.
Demgegenüber ist der Haltering 80 auf der Polierplatte 15 befestigt, die sich in Richtung „A" dreht, der Haltering 80 dreht sich mit der Drehung der Polierplatte 15 in Richtung „C", ohne einen Bezug zur Drehung des Auflagerings 10 zu haben. Die Pressfläche 44 des Presselements 42 presst das Poliertuch 16 entlang der Außenkante des Wafers „W", der durch den Auflagering 10 auf das Poliertuch 16 gepresst wird. Dadurch wird das Niveau des Poliertuchs 16, das durch die Pressfläche 44 des Presselements 42 gepresst wird, im Wesentlichen an jenes des Poliertuchs 16 angeglichen, das durch die untere Oberfläche des Wafers „W" gepresst wird. Insbesondere der durch das Presselement 42 gepresste Teil des Poliertuchs 16 und der durch den Wafer „W" gepresste Teil des Poliertuchs 16 können im Wesentlichen in derselben horizontalen Ebene enthalten sein.
In der in den 7–9 abgebildeten Poliermaschine wird der Wafer „W" durch die Halteplatte 22 des Auflagerings 10 mithilfe der Trägerplatte 23 indirekt gehalten, aber der Wafer „W" kann direkt durch die Halteplatte 22 des Auflagerings 10, wie in 10 dargestellt, gehalten werden. Der Wafer „W" wird durch die Erzeugung negativen Drucks in dem Kommunikationsraum 30 direkt gehalten, der mit den Durchgangslöchern 28 in Kommunikation steht, deren untere Enden in der Haltefläche der Halteplatte 22 offen sind. Der negative Druck kann durch geeignete Vakuummittel, etwa eine Vakuumpumpe, erzeugt werden. Zur Loslösung des Wafers „W" von der Halteplatte 22 wird das Vakuummittel angehalten, dann verschwindet der negative Druck, so dass der Wafer „W" losgelöst werden kann.
Hierbei ist anzumerken, dass der Wafer „W" auf der Halteplatte 22 durch den negativen Druck und die Oberflächenspannung des im Kompensationsmittel, etwa einem Textilverbundsstoff, absorbierten Wassers gehalten werden kann, das auf der Haltefläche der Halteplatte 22 angehaftet ist. Insbesondere die Halteplatte 22 kann den Wafer „W" direkt oder indirekt auf der Halteplatte halten. Im Falle der Verwendung der Wasseroberflächenspannung kann der Wafer „W" auf der Halteplatte 22 nur durch die Wasseroberflächenspannung gehalten werden, während der Wafer „W" poliert wird.
Hierbei ist anzumerken, dass die Strukturen des Auflagerings 10 und des Halterings 80, dargestellt in 10, jenen des Auflagerings und des Halterings von 7 gleichen, so dass den in 7 dargestellten Elementen dieselben Symbole zugeordnet sind und auf die Erläuterung verzichtet wird.
In der in den 7–10 abgebildeten Poliermaschine ändert sich die Positionsbeziehung zwischen der vorgegebenen Position in der Pressfläche 44, welche das Poliertuch 16 presst, und der vorgegebenen Position im Wafer „W", welcher das Poliertuch 16 presst, ständig sowie auch die in den 1–6B dargestellte Poliermaschine. Sogar wenn sehr schmale Vorsprünge in der Pressfläche 44 des Presselements 42 des Halterings 80 vorhanden sind, können die durch die schmalen Vorsprünge verursachten negativen Einflüsse durch die Änderung der Beziehung verteilt und stark reduziert werden, so dass die Genauigkeit der Polierung des Wafers „W" verbessert werden kann.
Ferner wird der Haltering 80 durch die Drehung der Polierplatte 15 gedreht, wobei kein Drehmittel, etwa ein Motor, zum Drehen des Halterings 80 nötig ist, so dass die Struktur der Poliermaschine vereinfacht werden kann.
Das Ballonelement 90, das als Bewegungsmittel dient, ist zum Bewegen des Presselements 42 des Halterings 80 nahe zum und vom Poliertuch 16 weg geeignet, während der Wafer „W" durch den Auflagering 10 auf das Poliertuch 16 gepresst wird.
Die Pressfläche 44 des Presselements 42 des Halterings 80 kann auf das Poliertuch 16 gepresst werden, wenn das Pressen des Poliertuchs 16 nötig ist. Daher kann die Lebensdauer des Poliertuchs 16 verlängert werden und die Poliergenauigkeit des Wafers „W" kann verbessert werden.

Claims

Poliermaschine, umfassend: eine drehbare Polierplatte (15), auf der ein Poliertuch (16) angehaftet ist, einen Auflagering (10), der mit einer Rotationswelle (12) verbunden ist, wobei der Auflagering (10) in Verwendung einen Wafer (W) hält und auf das Poliertuch (16) der Polierplatte (15) derart presst, dass eine Oberfläche des Wafers (W) poliert wird, einen Haltering (80), der in Bezug auf den Auflagering (10) unabhängig drehbar ist, wobei der Haltering (80) ein Druckelement (42) umfasst, welches in Verwendung einen Außenrand des Wafers (W) umschließt, wenn die von der Halteplatte (22) des Auflagerings (10) gehaltene Oberfläche des Wafers (W), welche frei in den Haltering (80) eingebracht ist, auf das Poliertuch (16) gedrückt wird, wobei der Haltering (80) das Poliertuch (16) so presst, dass eine Oberfläche des Poliertuchs (16), auf die durch das Druckelement (42) gepresst wird, und eine andere Oberfläche des Poliertuchs (16), auf die durch den Wafer (W) gepresst wird, in derselben Ebene lokalisiert werden, ein Mittel (51, 90, 72, 74) zum Hin- und Wegbewegen des Druckelements (42) des Halterings (80) zum und vom Poliertuch (16), während die Oberfläche des Wafers (W) durch den Auflagering (10) auf das Poliertuch (16) gepresst wird, und ein Abstandsstück zum Aufrechterhalten eines Spalts zwischen dem Auflagering (10) und dem Haltering (80), so dass sich der Auflagering (10) und der Haltering (80) in Verwendung ohne Kontakt zueinander drehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel (51, 90, 72, 74) Folgendes umfasst: einen erweiterten Abschnitt (51), der sich vom Haltering (80) über eine Oberseite des Auflagerings (10) erstreckt, ein Ballonelement (90), das zwischen dem erweiterten Abschnitt (51) und der Oberseite des Auflagerings (10) bereitgestellt ist, und ein Fluidsteuerungsmittel (72, 74), das zum Einbringen eines Fluids in das Ballonelement (90) ausgebildet ist, so dass sich das Ballonelement (90) ausdehnt und den erweiterten Abschnitt (51) nach oben gegen die Druckkraft des Halterings (80) bewegt, wenn das Druckelement (42) des Halterings (80) vom Poliertuch (16) wegbewegt wird, wobei das Fluidsteuerungsmittel ebenfalls zum Austretenlassen des Fluids aus dem Ballonelement (90) ausgebildet ist, so dass sich das Ballonelement (90) zusammenzieht und den erweiterten Abschnitt (51) mithilfe der Druckkraft des Halterings (80) nach unten bewegt, wenn das Druckelement (42) des Halterings (80) zum Poliertuch (16) hinbewegt wird.
Poliermaschine nach Anspruch 1, worin der Haltering (80) ein zylinderförmiges Element (41) umfasst, das mit dem Druckelement (42) einstückig ausgebildet ist, und der erweiterte Abschnitt (51) sich vom zylinderförmigen Element (41) über eine Oberseite des Auflagerings (10) erstreckt; ein Gewicht (48) am Druckelement (42) des Halterings (80) bereitgestellt ist, um die Lage des Poliertuchs (16), auf das vom Druckelement (42) gepresst wird, im Wesentlichen an die des Poliertuchs (16) anzugleichen, auf das vom Wafer (W) Druck gepresst wird, und der Auflagering (10) wird in das zylinderförmige Element (42) eingebracht, wobei dann ein Spalt zwischen diesen vorliegt.
Poliermaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin das Abstandsstück aus einer Vielzahl an Kugelkörpern (64) besteht, die zwischen einer Außenumfangsseite des Auflagerings (10), der in den Haltering (80) eingebracht ist, und einer Innenumfangsseite des Halterings (80) bereitgestellt sind, wobei die Kugelkörper (64) beide Umfangsseiten punktförmig berühren.