DE69434678T2 - Poliergerät - Google Patents
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Gebiet der Erfindung:
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Poliervorrichtung und insbesondere auf eine Poliervorrichtung, die eine Poliereinheit zum Polieren eines Werkstücks, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers, eine Wascheinheit zum Waschen des polierten Werkstücks, und einen universellen Übertragungsroboter zum Übertragen des Werkstücks aufweist.
- Beschreibung der verwandten Technik:
- Der schnelle Fortschritt in der Halbleiterbauteilintegration in letzter Zeit fordert immer kleinere Verdrahtungsmuster oder Verbindungen und auch engere (Zwischen-)Räume zwischen Verbindungen; die aktive Bereiche verbinden. Eines der verfügbaren Verfahren zum Bilden solcher Verbindungen ist die Photolithographie. Obwohl anhand des photolithographischen Verfahrens Verbindungen mit einer Breite von höchstens 0,5 μm gebildet werden können, erfordert es, daß die Oberflächen, auf die Musterbilder durch einen Stepper fokussiert werden, so flach bzw. eben wie möglich sind, weil die Tiefenschärfe des optischen Systems relativ gering ist.
- Es ist daher notwendig, de Oberflächen von Halbleiterwafern für die Photolithographie eben zu machen. Eine übliche Art, die Oberflächen von Halbleiterwafern eben zu machen, besteht darin, sie mit einer Poliervorrichtung zu polieren.
- Herkömmlicherweise hat eine solche Poliervorrichtung die einzige Funktion, einen Halbleiterwafer zu polieren. Daher muß der Halbleiterwafer nach dem Polieren von der Poliervorrichtung zu einer Waschvorrichtung übertragen oder transportiert werden. Ferner muß der Halbleiterwafer im Fall des erneuten Polierens eines Halbleiterwafers unter anderen Bedingungen nach dem Polieren von einer Poliervorrichtung zu einer anderen Poliervorrichtung übertragen oder transportiert werden. In diesen Fällen werden die Halbleiterwafer manuell übertragen oder transportiert, und zwar mit einem beweglichen Behälter, in dem sie in Wasser eingetaucht sind, damit sie während des Transports nicht trocknen. Da jedoch die verschiedenen Vorrichtungen bzw. Apparaturen einschließlich der Poliervorrichtung und der Waschvorrichtung unabhängig installiert sind und die Halbleiterwafer anhand des Wasser enthaltenden, beweglichen Behälters übertragen oder transportiert werden, ist es schwierig, die Poliervorrichtung, die Waschvorrichtung und ähnliches in einem Reinraum einer Halbleiterherstellungsanlage zu installieren und verschiedene Prozesse einschließlich des Polierprozesses und des Waschprozesses vollständig zu automatisieren.
- Um die obigen Probleme zu lösen, wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der eine Poliereinheit und eine Wascheinheit in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind. Ferner gibt es bei Bedarf die Möglichkeit, daß eine Vielzahl von Poliereinheiten in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind.
- In der Poliervorrichtung, die eine Poliereinheit und eine Wascheinheit oder eine Vielzahl von Poliereinheiten in einem gemeinsamen Gehäuse aufweist, ist es denkbar, eine cluster- oder gruppen-artige Poliervorrichtung zu konstruieren, die eine Vielzahl von Einheiten einschließlich einer Poliereinheit und einer Wascheinheit integriert, wie sie in einem Halbleiterherstellungsprozeß verwendet werden, wie beispielsweise beim Ätzen oder bei chemischer Dampfabscheidung (CVD).
- Jedoch ist es im Falle einer cluster-artigen Poliervorrichtung, die eine Vielzahl von Einheiten integriert und einen universellen Übertragungsroboter an einer zentralen Position der Einheiten umfaßt, notwendig, sowohl einen schmutzigen und nassen Halbleiterwafer zu handhaben, der mit einer Schleifaufschlämmung oder beim Poliervorgang erzeugten Partikeln ver schmutzt ist, als auch einen sauberen und trockenen Halbleiterwafer zu handhaben, der in einer Ladeeinheit oder einer Entladeeinheit plaziert ist. Daher kann ein herkömmlicher Roboter, der in einer cluster-artigen Verarbeitungsvorrichtung zur Halbleiterherstellung umfaßt ist, nicht in einer clusterartigen Poliervorrichtung verwendet werden, weil der Roboter nicht die Funktion vorsieht, daß er saubere Halbleiterwafer und schmutzige Halbleiterwafer getrennt handhaben kann. Wenn der herkömmliche Roboter in die Poliervorrichtung eingebaut wird, werden zusätzlich ein Waschprozeß und ein Trocknungsprozeß für den Roboter oder ein zusätzlicher Roboterarm benötigt, was den Durchsatz verringert.
- Im Fall, daß der Roboter oder der Roboterarm für längere Zeit unverändert gelassen werden, haftet ferner Schleifmaterial oder durch den Poliervorgang erzeugte Partikel an dem Roboter oder dem Roboterarm, was eine Verschmutzung bzw. Kontamination nachfolgender Halbleiterwafer oder entsprechender Einheiten der Poliervorrichtung ergibt.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Poliervorrichtung vorzusehen, die eine Vorrichtung des Gruppen- bzw. Cluster-Typs ist. Mit einer Vielzahl von Einheiten zur Durchführung unterschiedlicher Arbeitsvorgänge, wobei die Vorrichtung ferner exklusive Mittel aufweist zur Handhabung eines sauberen Halbleiterwafers sowie exklusive Mittel zur Handhabung eines verunreinigten Halbleiterwafers.
- Die Erfindung ist in den Ansprüchen 1 bzw. 16 definiert.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
2A ist eine schematische Draufsicht, die teilweise eine Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2B ist eine schematische Draufsicht, die eine Wascheinheit in einer Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; -
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A1-A2 in2A ; -
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie B1-B2 in2A ; -
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D1-C3-C2-C1 in2A ; -
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D1-D2 in2A ; -
7 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
8 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
9 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
10 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; -
11 ist eine schematische Draufsicht einer Poliervorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. - GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
- Eine Poliervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben mit Bezug auf
1 . In den Ausführungsbeispielen wird beschrieben, daß ein Halbleiterwafer als zu polierendes Werkstück verwendet wird. Wie in1 gezeigt ist, besitzt eine Poliervorrichtung einen zentralen Roboter10 mit Armen10-1 und10-2 an einem mittigen Teil davon. Der zentrale Roboter10 stellt einen universellen Übertragungsroboter dar. Um den zentralen Roboter10 herum und in dem Bereich, den der Arm10-1 erreichen kann, sind eine Ladeeinheit11 zum Plazieren eines zu polierenden Halbleiterwafers S darauf, eine Entladeeinheit12 zum Plazieren eines polierten Halbleiterwafers S darauf, Poliereinheiten13 und14 , jeweils zum Polieren des Halbleiterwafers S, und eine Wascheinheit15 zum Waschen des Halbleiterwafers S vorgesehen. - Die Poliereinheit
13 besitzt einen Polierkopftragarm13-3 , einen Drehtisch13-4 und einen Oberring (top ring), welcher auf dem Polierkopftragarm13-3 drehbar vorgesehen ist. Die Poliereinheit14 besitzt einen Polierkopftragarm14-3 , einen Drehtisch14-4 und einen Oberring (top ring), welcher auf dem Polierkopftragarm14-3 drehbar vorgesehen ist. Ein Schleif- bzw. Poliertuch ist an jeweiligen Oberseiten der Drehtische13-4 und14-4 befestigt. Jeder der Polierkopftragarme13-3 und14-3 bildet eine exklusive bzw. separate Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Halbleiterwafers S von einer Ladeposition13-1 ,14-1 der Poliereinheit zum Drehtisch13-4 ,14-4 . Ferner bildet jeder der Polierkopftragarme13-3 und14-3 eine exklusive bzw. separate Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Halbleiterwafers S von der Poliereinheit13 ,14 zur Wascheinheit15 . Die Poliervorrichtung besitzt einen Tisch16 zum Plazieren eines Konditionierwerkzeugs zum Konditionieren des Schleiftuchs auf dem Drehtisch13-4 und einen Tisch17 zum Plazieren eines Konditionierwerkzeugs zum Konditionieren des Schleiftuchs auf dem Drehtisch14-4 . - In der Poliervorrichtung wird der zu polierende Halbleiterwafer S durch Vakuum vom Arm
10-1 des zentralen Roboters10 aufgenommen, umgedreht, um die zu polierende Oberfläche nach unten zu richten, und zur Ladeposition13-1 der Poliereinheit13 übertragen. Der Oberring des Polierkopftragarms13-3 hält den Halbleiterwafer S und drückt ihn gegen das an der Oberseite des Drehtischs13-4 befestigte Schleiftuch. Zu diesem Zeitpunkt wird der Drehtisch13-4 gedreht und der Oberring wird um seine eigene Achse gedreht und durch den Polierkopftragarm13-3 auf den Drehtisch13-4 geschwenkt, wodurch der Halbleiterwafer S poliert wird. - Nach einem Poliervorgang wird der Halbleiterwafer S durch den Polierkopftragarm
13-3 zur Ladeposition15-1 der Wascheinheit15 übertragen. Der Polierkopftragarm13-3 , der den Halbleiterwafer S an der Ladeposition15-1 freigibt bzw. losläßt, greift ein Konditionierwerkzeug16-1 auf dem Tisch16 und drückt das Konditionierwerkzeug16-1 gegen das Schleiftuch auf dem Drehtisch13-4 , um dadurch das Schleiftuch zu konditionieren. Diese Konditionierarbeit kann durch einen exklusiven bzw. separaten Konditioniermechanismus durchgeführt werden. - Der Halbleiterwafer S, der durch den Arm
10-1 des zentralen Roboters10 zu der Ladeposition14-1 der Poliereinheit14 übertragen wurde, wird auch durch den Oberring des Polierkopftragarms14-3 gehalten und gegen das auf der Oberseite des Drehtischs14-4 befestigte Schleiftuch gedrückt. Nach einem Poliervorgang wird der Halbleiterwafer S durch den Polierkopftragarm13-3 zur Ladeposition15-2 der Wascheinheit15 übertragen. Ferner greift der Polierkopftragarm14-3 , der den Halbleiterwafer S freigibt bzw. losläßt, ein Konditionierwerkzeug17-1 auf dem Tisch17 und drückt das Konditionierwerkzeug17-1 gegen das Schleiftuch auf dem Drehtisch14-4 , um dadurch das Schleiftuch zu konditionieren. - Der Halbleiterwafer S, der zur Ladeposition
15-1 oder zur Ladeposition15-2 übertragen wurde, wird in der Wascheinheit15 gewaschen und dann zu einer Entladeposition15-3 übertragen. Der gereinigte Halbleiterwafer S wird durch den Arm10-2 des zentralen Roboters von der Entladeposition15-3 zu der Entladeeinheit12 übertragen. Alle oben genannten Vorgänge werden automatisch durchgeführt. - Als nächstes werden die Poliereinheit
14 und die Wascheinheit15 in Einzelheiten beschrieben unter Bezugnahme auf die2 bis6 . Die2 bis6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung genauso wie1 . Jedoch ist kein Konditionierwerkzeug und kein Tisch zum Plazieren des Konditionierwerkzeugs, sondern ein separater Konditioniermechanismus15-11 vorgesehen. - Wie in
2 gezeigt ist, wird der auf der Ladeeinheit11 plazierte Halbleiterwafer S von dem Arm10-1 des zentralen Roboters10 aufgenommen, durch einen Umdrehmechanismus11-2 umgedreht, um die zu polierende Oberfläche nach unten zu drehen, und zur Ladeposition14-1 der Poliereinheit14 übertragen. Wie in3 gezeigt ist, wird der Halbleiterwafer S durch Vakuum von dem am vorderen Ende des Polierkopftragarms14-3 vorgesehenen Oberring14-5 gehalten und über den Drehtisch14-4 bewegt. Danach wird der Oberring14-5 abgesenkt und der vom Oberring14-5 gehaltene Halbleiterwafer S wird gegen das Schleiftuch auf dem Drehtisch14-4 gedrückt, wodurch der Halbleiterwafer S poliert wird. Übrigens wird der Drehtisch14-4 von einem Motor14-6 über einen Steuerriemen14-7 gedreht (siehe4 ). Wie in5 gezeigt ist, wird der Halbleiterwafer S nach einem Poliervorgang in eine Waschaufnahme bzw. ein Waschgefäß15-4 gelegt, die bzw. das an einer Öffnung der Ladeposition15-2 der Wascheinheit15 bereitsteht, und durch ein Reinigungslösungsmittel gewaschen. Während des Waschprozesses ist die Öffnung der Ladeposition15-2 durch einen Verschluß15-5 verschlossen. Der Oberring14-5 , der den Halbleiterwafer S freigibt bzw. losläßt, wird in der Ladeposition durch einen Waschmechanismus der Wascheinheit15 gewaschen. - Nach einem Waschprozeß wird der Halbleiterwafer S in eine Richtung (a) bewegt und zu einem Umdrehmechanismus
15-6 übertragen, durch den der Halbleiterwafer S umgedreht wird, so daß die polierte Oberfläche nach oben weist, und an eine erste bzw. primäre Waschstation15-7 geliefert wird. Ein erster bzw. primärer Waschprozeß wird in der ersten bzw. primären Waschstation15-7 durchgeführt unter Verwendung eines Reinigungslösungsmittels, wie beispielsweise reinem Wasser. Danach wird der Halbleiterwafer S von einem Übertragungsroboter15-8 in der Waschstation15 aufgenommen, in Richtung der Pfeile b und c bewegt und an eine zweite bzw. sekundäre Waschstation15-9 weitergegeben. Ein zweiter bzw. sekundärer Waschprozeß wird in der zweiten bzw. sekundären Waschstation15-9 durchgeführt unter Verwendung eines Reinigungslösungsmittels, wie beispielsweise reinem Wasser. - Nach dem zweiten bzw. sekundären Waschprozeß wird der Halbleiterwafer S von dem Arm
10-2 des zentralen Roboters10 aufgenommen, in Richtung der Pfeile d und e bewegt, wie es in6 gezeigt ist, und zur Entladestation12 übertragen. Wie in2 gezeigt ist, ist ein Konditioniermechanismus15-11 zum Konditionieren des Schleiftuchs auf dem Drehtisch14-4 vorgesehen. Der Konditioniermechanismus15-11 besitzt eine sich drehende Bürste15-12, wie in3 gezeigt ist. - Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Poliervorrichtung einen zentralen Roboter
10 mit Armen10-1 und10-2 , der einen universellen Übertragungsroboter zum Übertragen des Halbleiterwafers S zu den jeweiligen Einheiten bildet, und eine Vielzahl von Einheiten auf, die um den zentralen Roboter10 herum angeordnet sind und eine Ladeeinheit11 zum Plazieren des zu polierenden Halbleiterwafers S darauf, eine Entladeeinheit12 zum Plazieren des polierten Halbleiterwafers S darauf, Poliereinheiten13 und14 , jeweils zum Polieren des Halbleiterwafers S, und eine Wascheinheit15 zum Waschen des Halbleiterwafers S umfaßt. Die Poliervorrichtung weist ferner einen Polierkopftragarm13-3 mit einem Oberring zum Übertragen des Halbleiterwafers S zwischen zwei benachbarten Einheiten und einen Polierkopftragarm14-3 mit einem Oberring zum Übertragen des Halbleiterwafers S zwischen zwei benachbarten Einheiten auf. Der zentrale Roboter10 handhabt einen sauberen und trockenen Halbleiterwafer S, und die Polierkopftragarme13-4 und14-4 handhaben einen schmutzigen und nassen Halbleiterwafer S. - Der zentrale Roboter
10 besitzt den Arm10-1 , der ausschließlich zum Laden des zu polierenden Halbleiterwafers verwendet wird, und den Arm10-2 , der ausschließlich zum Entladen des polierten Halbleiterwafers verwendet wird. Diese Anordnung wird bevorzugt für den Fall, in dem die Sauberkeit des von der Ladeeinheit11 übertragenen Halbleiterwafers S unterschiedlich ist, von der des zu der Entladeeinheit12 übertragenen Halbleiterwafers S. - Als nächstes wird nachfolgend eine Poliervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben mit Bezug auf
7 . Die in7 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von1 , sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Eine Poliervorrichtung besitzt einen zentralen Roboter10 mit Armen10-1 und10-2 an einem zentralen Teil davon. Um den zentralen Roboter10 herum und in dem Bereich, auf den der Arm10-1 zugreifen kann, sind eine Ladeeinheit11 , eine Entladeeinheit12 , Poliereinheiten13 und14 , eine Wascheinheit15 und Hilfsräume18 und19 zum Installieren zusätzlicher Einheiten in einer hexagonalen Anordnung vorgesehen. - In den Hilfsräumen
18 und19 ist beispielsweise ein Dickenmesser zum Messen der Dicke eines Halbleiterwafers installiert. In diesem Fall wird der Halbleiterwafer S vom Arm10-1 des zentralen Roboters10 gehalten und an den Dickenmesser im Hilfsraum18 gegeben. Vor einem Polierprozeß wird die Dicke des Halbleiterwafers S vom Dickenmesser gemessen, und der Halbleiterwafer S wird dann zur Ladeposition13-1 der Poliereinheit13 übertragen. - Nach einem Polierprozeß wird der Halbleiterwafer S in der gleichen Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel zur Wascheinheit
15 übertragen und in der Wascheinheit15 gewaschen. Nach einem Waschprozeß wird der Halbleiterwafer S durch den Arm10-1 der zentralen Roboters an den Dickenmesser im Hilfsraum18 gegeben. Nach dem Messen einer Dicke des polierten Halbleiterwafers S wird der Halbleiterwafer S durch den Arm10-2 des zentralen Roboters10 zur Entladeeinheit12 übertragen. -
8 zeigt eine Poliervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in8 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von1 , sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Um den zentralen Roboter10 mit Armen10-1 und10-2 herum und in dem Bereich, auf den der Arm10-1 zugreifen kann, sind eine Ladeeinheit11 , eine Entladeeinheit12 , zwei Poliereinheiten13 und13 , eine Poliereinheit14 , eine Wascheinheit15 zwischen den Poliereinheiten13 und13 und eine Wascheinheit15 zwischen der Poliereinheit14 und den Entladeeinheit12 in einer hexagonalen Anordnung vorgesehen. Diese Anordnung wird bevorzugt für den Fall, daß eine Polierzeit der Poliereinheit13 zweimal so groß ist wie die der Poliereinheit14 . - In diesem Fall werden die Übertragung des Halbleiterwafers S von den Poliereinheiten
13 und13 zur Wascheinheit15 und die Übertragung des Halbleiterwafers S von der Poliereinheit14 zur Wascheinheit15 nicht durch den zentralen Roboter10 durchgeführt, sondern durch andere Übertragungsmittel, wie beispielsweise durch die Polierkopftragarme13-3 und14-3 . Jedoch werden das Laden des Halbleiterwafers in die Poliereinheiten13 ,13 und14 und das Aufnehmen des Halbleiterwafers aus den Wascheinheiten15 und15 durch die Arme10-1 und10-2 des zentralen Roboters10 durchgeführt. Das heißt, daß der zentrale Roboter10 nicht den von den Polier einheften13 ,13 und14 polierten Halbleiterwafer handhabt, so daß die Arme10-1 und10-2 des zentralen Roboters10 nicht durch den polierten Halbleiterwafer, an dem Schleifaufschlämmung haftet, verschmutzt bzw. kontaminiert werden. -
9 zeigt eine Poliervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in9 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von1 , sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Die Poliervorrichtung ist versehen mit einem zentralen Roboter10 mit nur einem Arm10-1 . In dem Fall, wo nur der Arm10-1 vorgesehen ist, sind exklusive bzw. separate Übertragungseinrichtungen vorgesehen, und zwar zwischen den Poliereinheiten13 und14 und zwischen den Poliereinheiten13 ,14 und der Wascheinheit15 . Dieses System ist anwendbar auf den Fall, wo die Sauberkeit bzw. Reinheit des von der Ladeeinheit11 entnommenen Halbleiterwafers im wesentlichen gleich ist wie die des zur Entladeeinheit12 übertragenen Halbleiterwafers. -
10 zeigt eine Poliervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die in10 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von1 , sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Um einen zentralen Roboter10 mit Armen herum und in dem Bereich, auf den die Arme zugreifen können, sind eine Ladeeinheit11 , vier Poliereinheiten13 ,14 ,21 und22 und eine Wascheinheit15 in einer hexagonalen Anordnung vorgesehen. Eine Entladeeinheit12 ist am Ende der Wascheinheit15 vorgesehen. Ferner ist ein Speicher23 benachbart zu der Ladeeinheit11 und zu der Entladeeinheit12 angeordnet. Ein automatisch geführtes Fahrzeug24 wird verwendet, um des polierten Halbleiterwafer S aus dem Speicher23 zu entnehmen und den zu polierenden Halbleiterwafer in den Speicher23 zu bringen. - Das Laden des Halbleiterwafers S in die Poliereinheiten
13 ,14 ,21 und22 und die Wascheinheit15 und das Herausnehmen des Halbleiterwafers S aus der Ladeeinheit11 und den Poliereinheiten13 ,14 ,21 und22 wird vollständig durch den zentralen Roboter10 ausgeführt. Ferner wird die Übertragung bzw. der Transfer des Halbleiterwafers von der Wascheinheit15 zu der Entladeeinheit12 durch den zentralen Roboter10 durchgeführt. Der zentrale Roboter10 ist mit einem Arm zum ausschließlichen Handhaben eines sauberen Halbleiterwafers (im weiteren als Handhabungsarm für sauberer Wafer bezeichnet) und mit einem Arm zum ausschließlichen Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers (im weiteren als Handhabungsarm für schmutzige Wafer bezeichnet) versehen. Die Übertragung des Halbleiterwafers von der Ladeeinheit11 zu einer der Poliereinheiten13 ,14 ,21 und22 und die Übertragung des Halbleiterwafers von der Wascheinheit15 zur Entladeeinheit12 werden durch den Handhabungsarm für saubere Wafer durchgeführt, und die Übertragung des Halbleiterwafers zwischen den Poliereinheiten13 ,14 ,21 und22 und die Übertragung des Halbleiterwafers zwischen einer der Poliereinheiten13 ,14 ,21 und22 und der Wascheinheit15 werden durch den Handhabungsarm für schmutzige Wafer durchgeführt. Beispielsweise dient im Falle der Verwendung des zentralen Roboters gemäß1 der Arm10-1 als der Handhabungsarm für saubere Wafer und der Arm10-2 dient als der Handhabungsarm für schmutzige Wafer. Diese Struktur verhindert soweit als möglich, daß der Halbleiterwafer verschmutzt bzw. kontaminiert wird. - Gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel weist die Poliervorrichtung einen zentralen Roboter
10 mit Armen10-1 und10-2 , der einen universellen Übertragungsroboter zum Übertragen des Halbleiterwafers S zu den jeweiligen Einheiten bildet, und eine Vielzahl von Einheiten auf, die um den zentralen Roboter10 herum angeordnet sind und eine Ladeeinheit11 zum Plazieren des zu polierenden Halbleiterwafers S darauf, eine Entladeeinheit12 zum Plazieren des polierten Halbleiterwafers S darauf, Poliereinheiten13 ,14 ,21 und22 , jeweils zum Polieren des Halbleiterwafer S, und eine Wascheinheit15 zum Waschen des Halbleiterwafers S umfaßt. Der zentrale Roboter10 ist mit einem Arm zum ausschließlichen Handhaben eines sauberen Halbleiterwafers und mit einem Arm zum ausschließlichen Handhaben eines schmut zigen Halbleiterwafers versehen. Der Arm zum ausschließlichen Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers wird nach dem Handhaben des schmutzigen Halbleiterwafers durch einen in der Wascheinheit15 vorgesehenen Waschmechanismus gewaschen. -
11 zeigt eine Poliervorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in11 gezeigten Teile, die identisch sind mit denen von1 , sind durch identische Bezugszeichen bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Poliervorrichtung einen zentralen Roboter10A zum ausschließlichen Handhaben eines sauberen Halbleiterwafers und einen zentralen Roboter10B zum ausschließlichen Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers auf. Ferner weist die Poliervorrichtung zwei Poliereinheiten13 ,14 und eine Wascheinheit15 auf. - Mit der obigen Struktur wird ein Halbleiterwafer S durch den zentralen Roboter
10A von einer Ladeeinheit11 aufgenommen und zu einer Ladeposition13-1 der Poliereinheit13 übertragen. Nach einem Polierprozeß wird der Halbleiterwafer S durch den zentralen Roboter10B aus der Poliereinheit13 aufgenommen und zu einer Ladeposition15-1 der Wascheinheit15 übertragen. Nach einem Waschprozeß wird der Halbleiterwafer S von dem zentralen Roboter10A von einer Ladeposition15-3 der Wascheinheit15 aufgenommen und zu einer Entladeeinheit12 übertragen. Auf die obige Weise werden ein Polierprozeß und ein Waschprozeß durchgeführt. Ein Polierprozeß durch die Poliereinheit14 wird auf die gleiche Weise wie oben durchgeführt. - Gemäß der Poliervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels werden die Halbleiterwafer S gleichzeitig oder mit einer gewissen Zeitverzögerung von den Poliereinheiten
13 und14 poliert, und jeder der von den Poliereinheiten13 und14 polierten Halbleiterwafer S wird durch die Wascheinheit15 gewaschen. Das heißt, es ist möglich, zwei Halbleiterwafer mit einer Wascheinheit und zwei Poliereinheiten zu behandeln. Insbesondere in dem Fall, wo der Bearbeitungszeitraum bzw. das Bearbeitungsintervall des Halbleiter wafers durch die Wascheinheit, d. h. das Zeitintervall von einem Waschprozeß des vorhergehenden Halbleiterwafers zu einem Waschprozeß des nachfolgenden Halbleiterwafers ausreichend kürzer ist als die Zeit, die zum Polieren der Halbleiterwafer erforderlich ist, gibt es keine Wartezeit beim Polierprozeß durch eine Einschränkung aufgrund des Waschprozesses; somit wird verhindert, daß die Bearbeitungs- bzw. Prozeßgeschwindigkeit verringert wird, und es wird ermöglicht, daß das Gesamtsystem kompakt wird. - Ferner können die Poliereinheiten
13 und14 so eingestellt werden, daß sie den Halbleiterwafer unter verschiedenen Bedingungen polieren, und die Poliereinheiten13 und14 können entsprechend gewisser Eigenschaften des Halbleiterwafers ausgewählt werden. Ferner kann der Halbleiterwafer von der Poliereinheit13 poliert, von der Wascheinheit15 gewaschen und dann von der Poliereinheit14 poliert werden. Danach kann der Halbleiterwafer S von der Wascheinheit15 gewaschen werden. Dies bedeutet, daß der Halbleiterwafer zweimal poliert werden kann. Im übrigen besitzt die Poliervorrichtung die Hilfsräume18 und19 , wie in11 gezeigt ist. - Gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel weist die Poliervorrichtung zwei zentrale Roboter
10A ,10B , die jeweils einen universellen Übertragungsroboter darstellen zum Übertragen eines Halbleiterwafers S zu den jeweiligen Einheiten, und eine Vielzahl von Einheiten, die um die zentralen Roboter10A und10B herum angeordnet sind, und eine Ladeeinheit11 zum Plazieren eines zu polierenden Halbleiterwafers S darauf, eine Entladeeinheit12 zum Plazieren eines polierten Halbleiterwafers S darauf, Poliereinheiten13 und14 , jeweils zum Polieren des Halbleiterwafers S, und eine Wascheinheit15 zum Waschen des Halbleiterwafers S auf. Der zentrale Roboter10A handhabt nur einen sauberen Halbleiterwafer, und der zentrale Roboter10B handhabt nur einen schmutzigen Halbleiterwafer. Der zentrale Roboter10B wird nach dem Handhaben des schmutzigen Halbleiterwafers von einem in der Wascheinheit15 vorgesehenen Waschmechanismus gewaschen. - Gemäß der Poliervorrichtung der ersten bis sechsten Ausführungsbeispiele wird das Gesamtsystem kompakt, da mindestens eine Poliereinheit zum Durchführen chemisch-mechanischen Polierens und mindestens eine Wascheinheit um einen zentralen Roboter herum angeordnet sind. Daher kann durch Vorsehen eines Gehäuses zum Abdecken des gesamten Systems und einer Auslaßleitung die Poliervorrichtung im Reinraum installiert werden, ohne die Sauberkeit des Reinraums zu vermindern. Ferner kann eine Einsparung von Raum für die Poliervorrichtung im Reinraum erreicht werden.
- In den obigen Ausführungsbeispielen können, obwohl die Ladeeinheit
11 und die Entladeeinheit12 getrennt vorgesehen sind, die Ladeeinheit11 und die Entladeeinheit12 integral bzw. zusammen vorgesehen werden. Beispielsweise sind in dem Fall, wo ein Halbleiterwafer aus einem Halbleiterwafer enthaltenden Korb aufgenommen wird und nach einem Polierprozeß und einem Waschprozeß in den gleichen Korb gelegt wird, die Ladeeinheit und die Entladeeinheit integral ausgebildet. - Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Poliervorrichtung des Cluster-Typs, die eine Vielzahl von Einheiten einschließlich einer Poliereinheit und einer Wascheinheit integriert, und einen universellen Übertragungsroboter verwendet, aufgebaut werden. Somit können in der Poliervorrichtung, die eine Reihe von Prozessen, einschließlich eines Polierprozesses und eines Waschprozesses, ausführt, Einsparungen beim Einbau- bzw. Installationsraum und eine Verbesserung der Prozeßgeschwindigkeit erreicht werden, und eine Vielzahl von Einheiten, einschließlich mindestens einer Poliereinheit und mindestens einer Wascheinheit, kann effizient kombiniert werden. Genauer gesagt ist es möglich, in dem Fall, in dem das Zeitintervall des Waschprozesses länger ist als die Polierdauer, eine Vielzahl von Halbleiterwafern mit einer Poliereinheit zu behandeln hinsichtlich einer Vielzahl von Wascheinheiten. Ferner, können gemäß der vorliegenden Erfindung ein oder meh rere Polierprozesse und ein oder mehrere Waschprozesse völlig automatisiert werden und eine Änderung der Prozesse kann leicht bewirkt werden.
- Da ferner gemäß der vorliegenden Erfindung exklusive bzw. separate Mittel zum Handhaben eines sauberen Halbleiterwafers und exklusive bzw. separate Mittel zum Handhaben eines schmutzigen Halbleiterwafers separat vorgesehen sind, kann eine durch den schmutzigen Halbleiterwafer verursachte Verschmutzung bzw. Kontamination von nachfolgenden Halbleiterwafern oder jeweiliger Einheiten der Poliervorrichtung verhindert werden. (20644)
Claims (24)
- Vorrichtung zum Polieren und anschließenden Waschen eines Werkstücks, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: Eine Ladeeinheit (
11 ) zum Empfangen eines zu polierenden Werkstücks; eine Poliereinheit (13 ) zum Polieren des Werkstücks; eine Wascheinheit (15 ) zum Waschen des Werkstücks; und Transfermittel (10 ) zum Übertragen des Werkstücks in einem gereinigten und trockenen Zustand zu einer Endladeeinheit (12 ), wobei die Transfermittel wenigstens einen ersten Transfermechanismus aufweisen zum Übertragen des zu polierenden Werkstücks und zum Übertragen des gereinigten und trockenen polierten Werkstücks und wenigstens einen zweiten Transfermechanismus zum Übertragen des polierten Werkstücks; dadurch gekennzeichnet, dass die Wascheinheit eine Primärwaschstation (15-7 ) und eine Sekundärwaschstation (15-9 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Transfermechanismus oder der zweite Transfermechanismus wenigstens einen Roboter aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner eine weitere Poliereinheit (
14 ) innerhalb der Vorrichtung zum Polieren eines Werkstücks aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine parallele Verarbeitung und eine serielle Verarbeitung durchgeführt werden können, wobei die parallele Verarbeitung in einer solchen Art und Weise durchgeführt wird, dass die Werkstücke parallel poliert werden in wenigstens zwei der Poliereinheiten, und wobei die serielle Verarbeitung in einer solchen Art und Weise durchgeführt wird, dass eine Primärpolitur des Werkstücks durch eine der Poliereinheiten und eine Sekundärpolitur des Werkstücks durch eine andere der Poliereinheiten durchgeführt wird.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Poliereinheit (
13 ,14 ) eine Ladeposition (13-1 ,14-1 ) besitzt, die separat ist von einer Position zu der das Werkstück nach dem Polieren übertragen wird. - Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein Werkstück in der Poliereinheit (
13 ) poliert wird und ein weiteres Werkstück in der anderen Poliereinheit (14 ) poliert wird, wobei die Werkstücke zu derselben Wascheinheit (15 ) übertragen werden. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Vorrichtung mit einer Waschaufnahme (
15-4 ) versehen ist, in die das Werkstück platziert wird nach einem Poliervorgang und in der das Werkstück gewaschen wird. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Transfermittel (
10 ) in der Lage sind das Werkstück von der Ladeeinheit aufzunehmen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vorrichtung ferner einen Abricht- bzw. Aufbereitungsmechanismus (
15-11 ) aufweist, zum Abrichten bzw. Aufbereiten eines abrasiv wirkenden Tuchs bzw. Elements in der Poliereinheit (13 ). - Vorrichtung nach Anspruch 3, die ferner Abricht- bzw. Aufbereitungsmechanismen (
15-11 ) aufweist, die jeweils exklusiv zum Aufbereiten eines Drehtischs (13-4 ,14-4 ) jeder der Poliereinheiten, die zum Polieren des Werkstücks verwendet werden, vorgesehen sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner einen Umkehrmechanismus (
11-2 ,15-6 ) zum Umkehren bzw. Umdrehen des Werkstücks aufweist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die ferner eine Auslassleitung aufweist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Vorrichtung in der Lage ist in einem Reinraum installiert zu werden.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Poliereinheit (
13 ,14 ) einen Drehtisch (13-4 ,14-4 ) aufweist mit einem Topring (14-5 ), der drehbar damit assoziiert ist. - Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Waschaufnahme (
15-4 ) von der Primärwaschstation und der Sekundärwaschstation getrennt ist. - Verfahren zum Polieren und anschließenden Waschen eines Werkstücks in einer Poliervorrichtung, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Einführen eines Werkstücks in die Poliervorrichtung; Übertragen des zu polierenden Werkstücks zu einer Poliereinheit durch einen ersten Transfermechanismus; Polieren des Werkstücks in der Poliereinheit um ein poliertes Werkstück zu bilden; Übertragen des polierten Werkstücks von der Poliereinheit durch einen zweiten Transfermechanismus; Waschen des polierten Werkstücks innerhalb der Poliervorrichtung zum Bilden eines gereinigten, polierten Werkstücks; Trocknen des gereinigten, polierten Werkstücks innerhalb der Poliervorrichtung zum Bilden eines gereinigten und getrockneten, polierten Werkstücks; Übertragen des gereinigten und getrockneten, polierten Werkstücks an eine Endladeeinheit durch den ersten Transfermechanismus; und Entfernen des gereinigten und getrockneten, polierten Werkstücks aus der Poliervorrichtung heraus; dadurch gekennzeichnet, dass beim Waschen des polierten Werkstücks das Waschen in einer Primärwaschstation und einer Sekundärwaschstation durchgeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Poliervorrichtung in einem Reinraum installiert ist.
- Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Polieren folgendes aufweist: Polieren des Werkstücks durch eine Poliereinheit (
13 ) und Polieren des polierten Werkstücks durch eine weitere Poliereinheit (14 ). - Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Verfahren ferner das Waschen des Werkstücks zwischen den Poliervorgängen aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei die Reinheit des gereinigten und getrockneten, polierten Werkstücks im Wesentlichen dieselbe ist wie die des Werkstücks, das in die Poliervorrichtung eingeführt wurde.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, wobei das Polieren eines Werkstücks in einer Poliereinheit (
13 ) und das Polieren eines weiteren Werkstücks in einer weiteren Poliereinheit (14 ) aufweist, wobei das Polieren simultan oder mit einer bestimmten Zeitverzögerung durchgeführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei das Werkstück wenigstens vor oder nach dem Poliervorgang umgedreht wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, wobei das Werkstück aus einem Behälter oder Korb, der zu polierende Werkstücke enthält, entnommen wird und das gereinigte und getrocknete, polierte Werkstück in den Behälter oder Korb geladen wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, wobei das polierte Werkstück durch ein Fahrzeug (
24 ) von der Poliervorrichtung abgeholt wird und ein zu polierendes Werkstück durch das Fahrzeug (24 ) zu der Poliervorrichtung befördert wird.
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