DE69210568T2

DE69210568T2 - Wafer Polierkopf mit schwebendem Halterring

Info

Publication number: DE69210568T2
Application number: DE69210568T
Authority: DE
Inventors: Robert J Kolenkow; Norm Nmi Shendon; Kenneth C Struven
Original assignee: Cybeq Systems Inc
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1991-12-20
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2012-12-19
Also published as: JP2597449B2; EP0548846A1; JPH0679618A; EP0548846B1; DE69210568D1; US5205082A

Description

Wafer-Polierkopf mit schwebendem Haltering

Die Erfindung betrifft das Polieren von Halbleiterwafern derjenigen Art, aus denen chips für integrierte Schaltkreise u.dgl. gefertigt werden, insbesondere einen Polierkopf für das Positionieren eines solchen Wafers, um eine seiner Flächen unter Zusammenwirken dieser Fläche mit einer Polierfläche zu polieren, und sie betrifft ein solches Polierverfahren.
Integrierte Schaltkreise werden üblicherweise als "Chips" ausgebildet, von denen jeder aus einem flachen Materialstück mit dem gewünschten Schaltkreis besteht. Üblicherweise wird eine Vielzahl der gewünschten integrierten Schaltkreise gleichzeitig durch Ätzen und Beschichten eines scheibenförmigen Halbleiter-Wafersubstrats hergestellt. Dieser Wafer wird dann in flache Stücke zerschnitten, die einzeln mit einer geeigneten Kapsel versehen werden, welche die für den elektrischen Anschluß des integrierten Schaltkreises erforderlichen Zuleitungen aufweist. Diese gekapselten Materialstücke (dies) werden als integrierter Schaltkreis-Chip bezeichnet. In manchen Fällen dient ein ganzer Wafer zur Bildung eines einzelnen integrierten Schaltkreises oder für Duplikate eines gewünschten integrierten Schaltkreises.
Ein typisches scheibenförmiges Wafersubstrat besteht aus einem monokristallinen Halbleiter, wie etwa einem Silikon- Einkristall. Ein übliches Verfahren für die Bildung des Wafers besteht darin, einen relativ langen Zylinder oder Block eines Einkristalls aus dem Material zu züchten und anschließend den (oft als Boule bezeichneten) Block zu zerschneiden, um die einzelnen scheibenförmigen Wafer auszubilden. Wenngleich der weitaus größte Anwendungsbereich für Halbleiter-Wafer bei den Substraten für integrierte Schaltkreise liegt, ist anzumerken, daß es auch andere Verwendungsarten, z.B. als Solarzellen, gibt.
Für die Anordnung unterschiedlicher Schaltkreise oder für andere Einsatzgebiete von Wafern muß die aktive Seite bzw. Vorderseite, auf der z.B. der integrierte Schaltkreis ausgebildet wird, hochglanzpoliert sein. (Die andere Seite des Wafers wird oft als die "Rückseite" des Wafers bezeichnet.) Zu diesem Zweck sind Poliermaschinen entwickelt worden, mit denen die erwünschte Endbehandlung erfolgt. Diese Maschinen bringen üblicherweise die zu polierende Seite des Wafers mit einer behandelnden Fläche zusammen, wie etwa der Polierfläche eines rotierenden Polierkissens mit einem darauf aufgebrachten geeigneten Poliermittel, z.B. einer Aufschlämmung aus kolbidaler Silika. In vielen Fällen rotiert auch der den Wafer mit der freiliegenden Fläche haltende Polierkopf. Die gegenseitige Bewegung zwischen dem Wafer und dem Polierkissen bewirkt das erwünschte Polieren. In manchen Anwendungsfällen dient dieses "Polieren" in erster Linie dazu, eine Seite eben oder parallel zu einer anderen Fläche zu machen. In diesem Zusammenhang ist daran zu erinnern, daß der Wafer selbst monokristallin ist, und die damit verbundenen Charakteristiken können sehr wesentlich dazu beitragen, das Erzeugnis für die Herstellung von integrierten Schaltkreisen oder für andere Anwendungsbereiche geeignet zu machen.
Der Kontakt zwischen der Fläche des Wafers und des sich relativ dazu bewegenden Polierkissens führt ersichtlich zu einer auf den Wafer einwirkenden seitlichen Kraft, die diesen in einer unkontrollierten Weise zu bewegen sucht. Es ist jedoch wünschenswert, daß keine unkontrollierte Bewegung auftritt und das Ausmaß an Kontrolle zu erhalten, das für den Poliervorgang erforderlich ist. Dieses Problem ist insbesondere bei Maschinen aktuell, mit denen im Gegensatz zum Polieren eines einzelnen Wafers mehrere Wafer gleichzeitig poliert werden. Beispielsweise wird auf das US-Patent 4.918.870 verwiesen, in dem der Einsatz von "schwimmenden" Hilfsträgern beschrieben wird, um die Vorteile des Polierens einzelner Wafer mit der Wirtschaftlichkeit des Mehrfach- Waferpolierens zu erhalten.
Träger für zu polierende Wafer sind oft mit Haltereinsätzen für die Wafer ausgestattet und/oder mit Aufnahmen, die Taschen zum Halten der Wafer in einer vorgegebenen Lage bilden. Dabei tritt die Schwierigkeit auf, daß ein solcher Einsatz oder eine Aufnahme das Polieren der freiliegenden Waferfläche stört. Der Einsatz oder die Aufnahme wird ebenfalls gegen das Polierkissen gehalten, und obgleich es den Wafer in der gewünschten Lage hält, beeinflußt die Art seiner Oberfläche und Dicke in schädlicher Weise das Polieren des Wafers.
In der EP-A-0 383 910 ist ein Polierkopf beschrieben, der zum Positionieren eines Werkstückes und zum Polieren einer seiner Flächen dient. Dieser Polierkopf weist eine Basis auf, auf welcher Träger angebracht sind. Die Träger reichen in Löcher, die in einer Aufnahme ausgebildet sind. Die Aufnahme und der Träger bilden eine Tasche für ein zu polierendes Werkstück. An der Aufnahme und dem Werkstück befindet sich eine Polierfläche zum Polieren des Werkstückes. Die Aufnahme ist mit der Basis durch Schrauben verbunden und wird von einer Feder nachgiebig gehalten. Während des Poliervorgangs können Winkelverstellungen zwischen der Werkstückoberfläche und der Polierfläche durch die nachgiebige Halterung der Aufnahme ausgeglichen werden. Mit der in der EP-A-0 383 910 beschriebenen Konstruktion ist es jedoch nicht möglich, das für Halbleiterwafer erforderliche Polieren zu vollziehen, d.h. für sehr dünne und brüchige Halbleiterwafer zur Verwendung als Schaltkreise (Chips), photovoltaische Wandler usw. Solche dünnen Wafer besitzen normalerweise eine Dicke von 0,7 mm oder weniger. Der Durchmesser vieler Halbleiterwafer beträgt z.Zt. etwa 200 mm, und desgleichen werden Wafer mit einem Durchmesser von 100 mm poliert. Das Polieren dieser Art von Halbleiterwafern erfordert Konstruktionen, die in der Lage sind, Flächenungenauigkeiten in der Dicke im Bereich von Mikron oder Angström zu entfernen.
Der Polierkopf nach der EP-A-0 383 910 besitzt zahlreiche konstruktive Einzelheiten, die ihn zum Polieren eines Halbleiterwafers ungeeignet machen. Infolge der Bauweise muß aufgrund der Anordnung der Feder in der Drehachse anstelle beim Werkstück oder der Tasche selbst die Schrägstellung ("tilt") an der Stelle des Poliervorgangs in der EP-A- 0 383 910 größer sein als die zulässige Toleranz, wenn der Umfang des von der Werkstückoberfläche zu entfernenden Materials im Bereich von Mikron oder Angström liegt. Mit einer nach diesem Konzept aufgebauten Konstruktion lassen sich daher Halbleiterwafer nicht bearbeiten. Der aus der EP-A- 0 383 910 bekannte Polierkopf ist daher zum Polieren eines Halbleiterwafers nicht geeignet, da dieser ein spezielles, hochpräzises Poliersystem benötigt.

Zusammenfassung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Polierkopf nach den Ansprüchen 1 bzw. 19, und ein Verfahren nach Anspruch 12 zur Verwendung einer Randaufnahme an einem Träger für einen Halbleiterwafer.
Der erfindungsgemäße Polierkopf besitzt eine mit dem Waferträger derart verbundene Aufnahme, daß sie beim Poliervorgang an einer Polierfläche entlanggleitet, jedoch noch über den Träger vorsteht, um die gewünschte Tasche zur Erleichterung des Wafereinsetzens zu bilden. Anders ausgedrückt kann die Randaufnahme sich falls erforderlich beim Eingriff mit dem Polierkissen bewegen, um Winkelabweichugen zwischen der Waferfläche und der Fläche des Polierkissens aufzunehmen. Dagegen ist die Lage der Randaufnahme fest, wenn die Waferfläche nicht in Eingriff mit der Polierfläche ist, um die gewünschte Wafertasche zu bilden.
In einer bevorzugten Ausbildung wird erfindungsgemäß positiver Luftdruck oder anderer Fluiddruck verwendet, um den Wafer zum Polieren gegen die Polierfläche zu drücken. Dies führt dazu, daß der Wafer beim Poliervorgang relativ zu dieser Fläche "schwimmt", d.h. er wird gegen den Luftdruck in dem Ausmaß bewegt, das notwendig ist, um die relativ großen Änderungen im Abstand zwischen dem Kopf und der Polierfläche aufzunehmen. Mit der Erfindung schwimmt die Aufnahme während des Poliervorganges unabhängig von dem Wafer. Zusätzlich ist eine zwischengeschaltete oder gegenwirkende mechanische Konstruktion vorgesehen, um der aus dem Schwimmen resultierenden Druckdifferenz entgegenzuwirken und es der Aufnahme zu ermöglichen, über den restlichen Träger vorzustehen und die gewünschte Wafertasche zu bilden. Die Bildung einer Tasche während dieser Zeit erleichtert wesentlich den Ersatz polierter Wafer durch unpolierte, d.h. das Beladen der Maschine. Dieser Vorgang findet üblicherweise etwa alle zehn Minuten statt.
Für die Art, in der der Wafer zum Polieren an dem erfindungsgemäßen Polierkopf haftet, ist es typisch, daß der die Bodenfläche der Wafertasche bildende Teil des Trägers einen Einsatz aufweist, der das Anhaften des Wafers bewirkt. Solche Einsätze sind oft ein Blatt eines elastischen poromenschen Polyurethanfilms, an dem im nassen Zustand die Rückseite eines Wafers entfembar anhaftet und dabei die Vorderseite des Wafers für den Poliervorgang frei läßt. Derartige Trägereinsätze müssen bekanntermaßen regelmäßig, beispielsweise einmal am Tag, gewechselt werden.
Eine sehr erwünschte Einrichtung steht als Teil der erfindungsgemäßen Kombination jenseits der Aufnahme über den Bodenbereich des Trägers vor. Dies führt dazu, daß die Aufnahme nicht beim Entfernen des Einsatzes im Wege ist und das Wechseln des Einsatzes erleichtert wird.
Bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform ist die Aufnahme ringförmig und umschließt den Teil des Trägers, um eine Tasche für einen scheibenförmigen Wafer zu bilden. Eine flexible Membran wirkt als der o.g. Verbinder, um der Aufnahme zu ermöglichen, beim Polieren zu schwimmen und dennoch über den Träger zur Bildung der Tasche vorzuragen. Die gegenwirkende mechanische Konstruktion hat zwei unterschiedliche Stellungen, von denen die erste eine Beeinflussung der Bewegung des Trägers gegenüber der Aufnahme entsprechend dem Druckunterschied bewirkt, um die Aufnahme über den Träger vorstehen zu lassen und die Tasche zu bilden, und die zweite die Bewegung beeinflußt, um ein Vorstehen des Trägers über die Aufnahme zu bewirken.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, es der Randaufnahme zu ermöglichen, sich während des Polierens zu bewegen, um Winkelveränderungen zwischen der zu polierenden Waferfläche und der Polierfläche aufzunehmen, und die Lage der Randaufname zur Bildung der Wafertasche dann festzulegen, wenn die Waferfläche nicht in Anlage an der Polierfläche ist. Vorzugsweise weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf, wahlweise den Träger über die Aufnahme vorstehen zu lassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in Verbindung mit der nachfolgenden, ausführlicheren Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung erläutert oder sind aus dieser ersichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

In den zugehörigen 2 Blatt Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine allgemeine schematische Ansicht zur Darstellung der relevanten Komponenten eines erfindungsgemäßen Wafer-Poliergeräts mit mehreren Polierköpfen;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Polierkopfes;
Fig. 3 eine Teil-Schnittansicht zur Darstellung der gegenseitigen zuordnung von Bauteilen, wenn die Aufnahme über den Träger vorsteht, um eine Tasche für einen Wafer zu bilden;
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht zur Darstellung von Bauteilen beim Polieren;
Fig. 5 eine weitere der Fig. 3 entsprechende Ansicht zur Darstellung der gegenseitigen Zuordnung von Bauteilen, wenn der Träger über die Aufnahme vorsteht; und
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine C-förmige Unterlegscheibe der bevorzugten Ausführungsform

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)

Die folgende relativ ausführliche Beschreibung soll den patentrechtlichen Bestimmungen genügen. Für den Fachmann ist jedoch ersichtlich, daß unterschiedliche Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne die Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert ist, und ihre Äquivalente zu verlassen.
Fig. 1 zeigt ein allgemein mit der Bezugsziffer 11 bezeichnetes Poliergerät mit mehreren Polierköpfen (6 in einer Ausführungsform der Erfindung), von denen jeder zum Halten eines scheibenförmigen Halbleiterwafers dient, um dessen freiliegende Fläche zu polieren. Jeder der Köpfe 12 ist an einem an einer Brücke 14 hängenden scheibenförmigen Karussel 13 angebracht, um um dessen zentrale Achse 15 zu rotieren. Die Köpfe 12 haben gleiche Abstände voneinander und sind in einem ringförmigen Muster an dem Karussel 13 angebracht.
Alle diese Köpfe sind, wie beispielsweise dargestellt, durch eine Antriebskette miteinander verbunden. Die kombinierte Drehung des Karussels und der Köpfe gegenüber dem Karussel führt zu einer planetenartigen Bewegung jedes von einem Kopf gehaltenen Wafers.
Unter dem Karussel 13 und den Köpfen 12 ist drehbar ein eine Polierfläche 17 aufweisendes Polierkissen 16 angebracht. Die freiliegenden Flächen der von den Köpfen gehaltenen Wafer werden durch eine Translationsbewegung des Karussels in Richtung des Pfeiles 18 mittels (nicht dargestellter) Schraubtriebe in den Balgen 19 in Anlage an die Polierfläche 17 gebracht. Die sich überlagernde Drehbewegung des Kissens, des Karussels und der Köpfe führt zu dem gewünschten Polieren.
Fig. 2 ist eine gebrochene Schnittansicht eines der Köpfe 12. Die diesen haltende Spindel ist bei 21 gestrichelt dargestellt, und bei 22 ist schematisch eine Einrichtung zum Aufbringen eines positiven Luftdruckes in das Innere des Kopfes gezeigt.
Der Kopf 12 hat eine scheibenförmige Gestalt und besitzt ein oberes, äußeres, bearbeitetes Hauptteil 23, das über einen zentralen Kuppler 24 die erforderliche Verbindung zu der Spindel 21 bildet. Ein ringförmiges bearbeitetes Seitenteil 25 umgibt das Hauptteil 23 und ist fest mit diesem verbunden. Dieses Seitenteil weist einen nach innen gerichteten Ringflansch 26 auf, der eine bei 27 gezeigte Waferaufnahme 27 umgibt. Die Aufnahme umgibt ihrerseits einen scheibenförmigen Waferträger 28. Der Hauptzweck der Aufnahme 27 besteht darin, die auf einen scheibenförmigen, von dem Träger gehaltenen Wafer einwirkenden seitlichen Kräfte aufzunehmen, die durch die Anlage der Seite des zu polierenden Wafers an der Fläche des Polierkissens verursacht werden. An der Fläche des Trägers, an der der Wafer anhaften soll, ist eine Einlage 30 vorgesehen. Diese Einlage 30 bedeckt in üblicher Weise die gesamte Fläche des Trägers. Wie gezeigt und noch ausführlicher erläutert, verbindet ein Verbinder in Form eines flexiblen, jedoch undurchlässigen Diaphragmas 29 den Träger 28 und die Aufnahme 27. Dieses Diaphragma ist an seinem Rand mit dem übrigen Kopf verbunden, indem es zwischen dem Haupt- und dem Seitenteil 23, 25 eingeschlossen ist. Die Einrichtung 22 erzeugt eine Druckdifferenz zwischen den zwei Volumina an den beiden Seiten der Membran 29. Hierzu wird der Luftdruck in dem innerhalb des Kopfes gebildeten Volumen 31 etwas höher als der Atmosphärendruck gehalten, z.B. 1-10 psi Manometerdruck, und die Seite der Membran 29, an der sich der Träger 28 befindet, ist dem atmosphärischen Umgebungsdruck ausgesetzt.
Die Druckdifferenz zu beiden Seiten des flexiblen Diaphragmas führt ersichtlich dazu, daß das Diaphragma eine das Volumen 31 ausdehnende Bewegung ausführen will, d.h. eine Bewegung abwärts in der Zeichnung. Erfindungsgemäß ist jedoch eine gegenwirkende mechanische Konstruktion vorgesehen, um der Druckdifferenz an bestimmten Stellen entgegenzuwirken. Diese Einrichtung weist einen Flanschring 39 auf, der durch das Diaphragma hindurch über mehrere durch einen nach innen gerichteten Flansch 42 ragende Schrauben (von denen eine bei 41 gezeigt ist) an dem Träger 28 festgelegt ist. Der Ring 39 besitzt, wie gezeigt, einen nach außen weisenden Rand oder Flansch 44, der mit einer Anschlagscheibe 46 am Ende einer Stangenkonstruktion 49 gegenüber einem Gewindeende 47 in Eingriff kommen kann. Die Stange 49 verläuft abgedichtet axial durch einen Einsatz 48, der seinerseits durch das Hauptkopfteil 23 verläuft. Obgleich nur ein Einsatz mit der zugehörigen Stangenanordnung usw. gezeigt ist, werden vorzugsweise mehrere davon mit gleichen Abständen um den Kopf vorgesehen, um in der dargestellten Weise mit dem Ring 39 in Eingriff zu kommen - in einer Ausführungsform sind drei in gleichen gegenseitigen Abständen um den Kopf vorgesehen.
Die gegenwirkende mechanische Konstruktion weist ferner einen ringförmigen Vorsprung 51 als Teil der Aufnahme auf.
Der Vorsprung ist derart angeordnet, daß er in den einwärts gerichteten Flansch 25 an der Randkomponente 25 eingreift und damit eine Bewegung des Trägers über die in Fig. 2 gezeigte Position hinaus verhindert.
Die gegenwirkende mechanische Konstruktion wirkt der Druckdifferenz zu beiden Seiten des Diaphragmas 29 entgegen, um die gewünschten gegenseitigen Einstellungen zwischen dem Träger und der Aufnahme zu bewirken. Darüber hinaus ermöglicht sie es dem Träger und der Aufnahme, bei dem Poliervorgang zu "schwimmen", d.h. sich frei herumzubewegen, um den während des Poliervorganges von dem Kopf auf den Wafer ausgeübten Druck auszugleichen. Zum Verständnis der unterschiedlichen Stellungen wird auf die Fig. 3 bis 6 Bezug genommen. Es gibt im Prinzip drei Stellungen, nämlich die Ladestellung (Fig. 3), die Polierstellung (Fig. 4) und die Einsatzwechselstellung (Fig. 5). Die Ladestellung ist diejenige, bei der die Aufnahme über den Träger vorsteht, um eine Tasche für einen scheibenförmigen Wafer zu bilden und das Anbringen eines solchen Wafers an dem Träger zu erleichtern. Die Polierstellung ist diejenige, bei der die Aufnahme gegenüber dem Träger und dem Wafer beim Poliervorgang schwimmt. Die Einsatzwechselstellung ist diejenige, bei der die gegenwirkende mechanische Konstruktion den Träger über die Aufnahme vorbewegt, um das Auswechseln eines Einsatzes 30 oder den Zugang zu der Trägerfläche für andere Zwecke zu erleichtern. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 6 kommt der vorragende Ring 51 an der Aufnahme mit dem nach innen gerichteten Flansch 26 der Randkornponente 25 in Eingriff, um das Ausmaß zu begrenzen, mit dem die Aufnahme 27 nach unten vorsteht, wenn kein aufwärts gerichteter Druck darauf einwirkt, wie aus der Zeichnung ersichtlich. (Ein aufwärts gerichteter Druck wirkt bei dem in Fig. 4 gezeigten Poliervorgang darauf ein). Gleichzeitig wird der Träger 28 durch den Eingriff des Flanschringes 44 mit der Endscheibe 46 in einer gegenüber der Aufnahme oberen Lage gehalten.
Wie bereits erwähnt, befindet sich die Scheibe 46 am Ende der Stange 49. Ihre Lage ist von der Außenseite des Kopfes her durch geeignete Drehung der Muttern 52 auf den Gewindeenden der Stange 49 einstellbar. Es ist zu erwähnen, daß diese äußere Einstellung von Vorgängen im Inneren des Kopfes das Einstellen erleichtert.
Der Träger 28 ist in Fig. 3 gegenüber der Aufnahme verstellt, um eine Tasche für den Wafer zu bilden. Diese erleichtert die Anbringung des Wafers an einem solchen Träger. Die Stelle für die Anbringung des Wafers an dem Träger wird damit sehr gut definiert. Aus der Figur ist ersichtlich, daß der Vorstand der Aufnahme über den Träger dazu führt, daß die gewünschte Wafertasche definiert wird. Der Einsatz 30 ist an die Bodenfläche der Tasche geklebt. Ein solcher Einsatz bewirkt ein Anhaften an der Rückseite eines zu polierenden Wafers.
Die in Fig. 3 dargestellte Ladestellung zeigt die gegenseitige Lage des Trägers und der Aufnahme, wie sie mit der Gesamtkonstruktion immer dann gebildet wird, wenn der Polierkopf nicht in Eingriff mit der Polierfläche ist, d.h. wenn der Kopf 12 mit dem Karussel 13 angehoben ist. Fig. 4 zeigt die Zuordnung während des Poliervorgangs. Der Träger 28 bringt einen mit der Bezugsziffer 56 bezeichneten Wafer in Eingriff mit der Polierfläche. Desgleichen ist die Aufnahme 27 in Eingriff mit der Polierfläche. In diesem Zusammenhang weist die Aufnahme einen Ring 57 aus Acetalplastik oder einem ähnlichen Material auf, um mit der sich bewegenden Polierfläche in Berührung zu kommen. Dieser Ring und der Rest der Aufnahme schwimmt während des Poliervorgangs mit dem Wafer. Damit wird ein ausreichender Druck auf den Kopf 12 ausgeübt, um die Aufnahme anzuheben und den vorragenden Ring 51 aus dem Eingriff mit dem Flansch 26 zu lösen. Dieser Druck hebt natürlich auch den Träger an. Wie in Fig. 4 gezeigt, bewegt sich die Stange 49 aufwärts, so weit es zur Aufnahme solchen Druckes erforderlich ist.
Es ist ersichtlich, daß bei der vorstehend erläuterten Zuordnung die gegenwirkende mechanische Konstruktion inaktiv ist. Der Träger 28 und die Aufnahme 27 schwimmen beim Poliervorgang. Das besagt, daß jedes sich unabhängig in einem bedeutenden Ausmaß in drei verschiedenen orthogonalen Achsen - X, Y und Z - bewegen kann. Somit ist ein leichtes Kippen und/oder Heben oder Senken der Aufnahme möglich, wie es zur Durchführung des Waferpolierens erforderlich ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß die die Aufnahme, den Träger und den restlichen Körper des Kopfes verbindende Membrane eine solche Bewegung erlaubt. Sie erlaubt auch die in Fig. 3 gezeigte schwimmende Beziehung des Trägers und der Aufnahme.
Wie schon erwähnt, ist es wünschenswert, regelmäßig die Hafteinlage für den Wafer in der Tasche eines Trägers zu ersetzen. Fig. 5 und 6 zeigen eine Stellung der gegenwirkenden mechanischen Konstruktion, die ein Vorstehen des Träger über die Aufnahme bewirkt, um einen solches Auswechseln zu erleichtern. Dabei verläuft die Stange 49 an der Außenseite des Trägers durch ein Paar von Unterlegscheiben 58 und 59. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist die Scheibe 59 eine sogenannte "C"-Scheibe, die sowohl eine Vertiefung zur Aufnahme der Scheibe 58 als auch einen Schlitz aufweist, um sie leicht von der Stange 49 zu entfernen. Ihre Entfernung bewirkt, daß die gegenwirkende mechanische Konstruktion mit der Scheibe 46 und dem Flanschring 44 es der Membrane 29 ermöglicht, auf den Druck in dem Hohlraum 31 durch Vorbewegen des Trägers 28 über die Aufnahme zu reagieren. Diese Stellung der Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt. Es ist somit für den Benutzer einfach, an die Einlage und ihre Befestigung an dem Träger zu gelangen, um die Einlage zu entfernen, ohne daß sie von der Aufnahme behindert wird.
Die "C"-Scheibe dient somit als eine Einrichtung, um die gegenwirkende mechanische Konstruktion in die Stellung gemäß Fig. 3 oder gemäß Fig. 5 zu bringen. Außerdem ist sie derart angeordnet, daß sie wahlweise von der Außenseite des Kopfes betätigt werden kann, um das Auswechseln der Einlage zu erleichtern. Diese Möglichkeit, mit einer einfachen Betätigung an der Außenseite des Kopfes den Träger in eine Stellung zum Wechseln der Einlage zu bringen, hat sich als eine große Zeitersparnis erwiesen.
Aus Vorstehendem ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren es der Randaufnahme ermöglicht, sich während des Poliereingriffs mit der Polierfläche zu bewegen, jedoch eine feste Lage zur Bildung einer Wafertasche einzunehmen, wenn der Kopf von dem Polierkissen zurückgezogen ist. Es kann ferner wahlweise den Träger über die Aufnahme hinaus vorbewegen. Alle diese Vorgänge sind einfach durchzuführen, da die Membrane den Träger an der Aufnahme und die Aufnahme am Rest des Kopfes sichert. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß die flexible Membran insofern eine doppelte Funktion erfüllt, als sie die notwendige Biegsamkeit für eine Bewegung des Trägers gegenüber der Aufnahme und dem Rest des Kopfes besitzt, ebenso wie die notwendige Biegsamkeit, um es der Aufnahme zu ermöglichen, sich gegenüber dem Träger und dem Rest des Kopfes zu bewegen.
Wie zu Beginn der ausführlichen Beschreibung erwähnt, sind die Anmelder nicht auf die vorstehend beschriebene(n) spezielle(n) Ausführungsform(en) begrenzt. Es sind verschiedene Änderungen und Abwandlungen möglich. Beispielsweise können ersichtlich im Rahmen der Erfindung andere gegenwirkende mechanische Konstruktionen vorgesehen werden. Die Ansprüche bestimmen den Schutzumfang.

Claims

1. Polierkopf (12) zum Positionieren eines Halbleiterwafers (56), um eine seiner Flächen mittels eines Vorgangs zu polieren, bei dem ein Zusammenwirken dieser Fläche mit einer Polierfläche (17) erfolgt, mit:

a) einem Träger (28) für einen Wafer (56);

b) einer Aufnahme (27) , um einen Widerstand einer auf einen Wafer wirkenden seitlichen Kraft entgegenzusetzen, die durch das Angreifen von dessen Fläche an der Polierfläche (17) während des Polierens auf den Wafer verursacht wird, welche Aufnahme (27) die Polierfläche (17) mit dem Wafer (56) während des Polierens der Fläche in Eingriff bringt; und

c) einem Verbinder (29) zwischen dem Träger (28) und der Aufnahme (27), wobei der Verbinder (29) es dem Träger (28) wie auch der Aufnahme (27) ermöglicht, an der Fläche (17) zu schwimmen, während die Waferfläche poliert wird, und es der Aufnahme (27) ermöglicht, über den Träger (28) vorzustehen, um damit eine Tasche für den Wafer (56) zu bilden, um dessen Anbringung an dem Träger (28) zu erleichtern.

2. Polierkopf nach Anspruch 1, bei dem die Aufnahme ein Teil des Träger umschließt, mit dem es die Tasche definiert, ferner mit einer Einrichtung, um wahlweise dieses Teil über die Aufnahme vorragen zu lassen.

3. Polierkopf nach Anspruch 2, bei dem dieses Teil eine Einlage aufweist, um den Wafer in der Tasche anhaften zu lassen.

4. Polierkopf nach Anspruch 1, bei dem der Verbinder eine flexible Membran ist.

5. Polierkopf nach Anspruch 4, bei dem die flexible Membran zum Ansprechen auf einen Druckunterschied zwischen zwei Volumina an ihren gegenüberliegenden Seiten angeordnet ist, bei dem eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Druckunterschied zu erzeugen und das Schwimmen während des Eingriffs zu veranlassen, und bei dem eine gegenwirkende mechanische Konstruktion vorgesehen ist, um dem Druckunterschied entgegenzuwirken und das Vorstehen der Aufnahme und die Bildung der Wafertasche zu bewirken.

6. Polierkopf nach Anspruch 5, der ferner eine Einrichtung aufweist, um die Stelle zu ändern, an der die gegenwirkende mechanische Konstruktion dem Druckunterschied entgegenwirkt.

7. Polierkopf nach Anspruch 6, bei dem die Einrichtung zum Ändern der Stelle von außerhalb des Kopfes her zugänglich angeordnet ist.

8. Polierkopf nach Anspruch 5, bei dem die gegenwirkende mechanische Konstruktion eine erste Stellung besitzt, in der sie den Druckunterschied überwindet und es der Aufnahme ermöglicht, über den Träger vorzustehen und mit ihm eine Tasche zu bilden, und eine zweite Stellung, in der der Träger über die Aufnahme vorsteht.

9. Polierkopf nach Anspruch 8, ferner mit einer Einrichtung zur Bestimmung, ob die gegenwirkende mechanische Konstruktion die erste oder die zweite Stellung einnimmt.

10. Polierkopf nach Anspruch 9, bei dem die Einrichtung zur Bestimmung von der Außenseite des Kopfes her betätigbar angeordnet ist.

11. Polierkopf nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Membrane außerdem eine Einrichtung zum wahlweisen Vorbewegen des Trägers über die Aufnahme aufweist.

12. Verfahren zur Verwendung einer Randaufnahme (27) an einem Halbleiterwafer-Träger (28) zum Bilden einer Tasche für den Wafer (56), um seitlichen Kräften zu widerstehen, die auf den Wafer (56) beim Behandeln einer seiner Flächen unter Zusammenwirken mit einer Behandlungsfläche aufgebracht werden können, mit den Schritten:

a) Ermöglichen, daß die Kantenaufnahme (27) und der Waferträger (28) während des Zusammenwirkens schwimmen, um Winkelveränderungen zwischen der Waferfläche und der Behandlungsfläche aufzunehmen; und

b) Festlegen der Stellung der Randaufnahme (27) zum Bilden der Wafertasche zu einem Zeitpunkt, an dem die Fläche nicht in Kontakt mit der Behandlungsfläche ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Schritt des Ermöglichens einer Bewegung für die Randaufnahme die Möglichkeit umfaßt, daß deren Lage während des Zusammenwirkens schwimmt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Aufnahme einen Teil des Trägers umschließt, mit dem sie die Tasche bildet, mit dem zusätzlichen Schritt, wahlweise diesen Teil über die Aufnahme vorstehen zu lassen.

15. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem eine flexible Membran die Aufnahme und den Träger verbindet und zum Ansprechen auf einen Druckunterschied zwischen ihren gegenüberliegenden Seiten angeordnet ist und eine Einrichtung zum Erzeugen des Druckunterschiedes vorgesehen ist, und bei dem der Schritt des Ermöglichens eines Bewegens der Kantenaufnahme beim Zusammenwirken es einschließt, daß das Zusammenwirken den Druckunterschied überwindet und die Membran biegt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Schritt des Festlegens der Stellung der Randaufnahme das Vorsehen einer gegenwirkenden mechanischen Konstruktion einschließt, um dem Druckunterschied entgegenzuwirken.

17. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Aufnahme einen Teil des Trägers umschließt, mit dem sie die Tasche bildet, mit dem zusätzlichen Schritt, wahlweise diesen Teil über die Aufnahme vorstehen zu lassen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem der Schritt, wahlweise diesen Teil über die Aufnahme vorstehen zu lassen, eine Änderung der Stelle einschließt, an der die gegenwirkende mechanische Konstruktion dem Druckunterschied entgegenwirkt.

19. Polierkopf (12) zum Positionieren eines scheibenförmigen Halbleiterwafers (56) zum Polieren einer seiner Flächen mittels eines Vorgangs, bei dem ein Zusammenwirken der Fläche mit der Polierfläche (17) eines Polierkissens erfolgt, mit:

a) einem Träger (28) mit einem Teil zum Halten eines scheibenförmigen Wafers (56) mit einer zu polierenden freiliegenden Fläche;

b) einer dieses Teil umgebenden ringförmigen Aufnahme (27), die damit eine Tasche für einen scheibenförmigen Wafer (56) bildet, um einer auf einen Wafer (56) in der Tasche einwirkenden seitlichen Kraft zu widerstehen, die durch das Zusammenwirken der Fläche mit der Polierfäche (17) während des Polierens dieser Fläche verursacht wird, wobei die Aufnahme (27) während des Polierens die Polierfläche (17) mit dem Wafer (56) in Eingriff bringt;

c) einer den Träger (28) und die Aufnahme (27) verbindenden flexiblen Membran (29) , die zum Ansprechen auf einen Druckunterschied zwischen zwei Volumina an ihren gegenüberliegenden Seiten angeordnet ist;

d) einer Einrichtung zum Erzeugen des Druckunterschiedes und zum Ermöglichen, daß die Aufnahme (27) und der Träger (28) während des Polierens des Wafers an der Polierfläche (17) schwimmen; und

e) einer gegenwirkenden mechanischen Konstruktion (39, 42, 44, 46, 47, 49), um den Druckunterschied zu überwinden und es der Aufnahme (27) zu ermöglichen, über den Träger (28) vorzustehen und mit diesem eine Tasche für den Wafer (56) zu bilden.

20. Polierkopf nach Anspruch 19, weiterhin mit einer Einlage in der Tasche zum Haften des Wafers an dem Träger, wobei die gegenwirkende mechanische Konstruktion eine erste Stellung besitzt, in der sie den Druckunterschied überwindet und es der Aufnahme ermöglicht, zur Bildung einer Tasche über den Träger vorzustehen, und eine zweite Stellung, in der der Träger über die Aufnahme vorsteht, um ein Auswechseln der Einlage ohne Störung durch die Aufnahme zu erleichtern, und außerdem mit einer von außerhalb des Trägers zugänglichen Einrichtung, um die Stellung zu ändern, in der die gegenwirkende mechanische Konstruktion den Druckunterschied überwindet.