DE69813374T2

DE69813374T2 - Halbleiterscheibe Poliervorrichtung mit Halterring

Info

Publication number: DE69813374T2
Application number: DE69813374T
Authority: DE
Inventors: Takao Inaba
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: EP0881039A2; MY118554A; EP0881039A3; DE69813374D1; US6196905B1; KR100279352B1; KR19980087423A; US6033292A; EP0881039B1; TW374038B

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einer Waferpoliervorrichtung, und insbesondere mit einer Waferpoliervorrichtung, welche einen Haltering hat und einen Wafer gegen einen sich drehenden Drehtisch andrückt, um den Wafer zu polieren, dessen Umfangsrand von dem Haltering umschlossen ist.
In der japanischen Patentveröffentlichung No. 8-229808 ist eine Waferpoliervorrichtung angegeben, welche einen Haltering hat, welcher den Umfang eines Wafers umgibt, und bei der der Haltering und der Wafer gegen den Drehtisch zum Polieren des Wafers angedrückt werden. Die Waferpoliervorrichtung ist mit einem ringförmigen Rohr versehen, welches zwischen dem Haltering und einem Waferhaltekopf angeordnet ist. In der japanischen Patenterstveröffentlichung No. 8-229808 ist ein Verfahren zum Einstellen einer Druckkraft des Halterings angegeben, bei dem der Luftdruck in dem Rohr eingestellt wird, und es wird ein Verfahren zum Einstellen der Druckkraft unter Einsatz einer Membrane beschrieben.
Eine übliche Waferpoliervorrichtung kann jedoch nicht gleichmäßig eine Andrückkraft über den Umfang des Halterings aufbringen, da die Luftzufuhr zu dem Rohr dazu führt, daß ein schwacher Abschnitt hiervon sich übermäßig ausdehnt. Die unregelmäßige Druckkraft führt dazu, daß die auf den Wafer ausgeübte Polierdruckkraft ungleichmäßig ist. Daher kann der Wafer nicht gleichmäßig poliert werden.
Das Verfahren zum Einstellen der Druckkraft des Halterings mit Hilfe der Membrane hat einen Nachteil, da der Bewegungsbereich des Halterings zu klein ist, um eine erforderliche Andrückkraft zu erhalten.
In US-A-5,584,751 ist eine Waferpoliervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben.
Insbesondere ist dort eine Waferpoliervorrichtung beschrieben, welche einen Wafer gegen einen sich drehenden Drehtisch zum Polieren einer Fläche des Wafers drückt, wobei die Waferpoliervorrichtung folgendes aufweist:
einen sich drehenden Kopfkörper, welcher dem Drehtisch gegenüberliegend angeordnet ist;
einen Träger, welcher in dem Kopfkörper derart vorgesehen ist, daß er vertikal beweglich ist, wobei der Träger den Wafer trägt, um den Wafer gegen den Drehtisch zu drücken;
einen Haltering, welcher in dem Kopfkörper derart vorgesehen ist, daß er vertikal beweglich ist, wobei der Haltering konzentrisch am Umfang des Trägers angeordnet ist, der Haltering in Kontakt mit dem Drehtisch kommt, und den Umfang des Wafers während des Polierens hält; und
ein dicht abgeschlossener erster Raum zum Andrücken des Trägers und einen dicht geschlossenen zweiten Raum zum Andrücken des Halterings, wobei der erste und der zweite Raum im Kopfkörper ausgebildet sind; und
wobei Druckluft den ersten und zweiten Räumen zugeführt wird, um den Träger und den Haltering gegen den Drehtisch zu drücken.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Waferpoliervorrichtung bereitzustellen, welche derart beschaffen und ausgelegt ist, daß die gesamte Oberfläche des Wafers gleichmäßig poliert werden kann.
Nach der Erfindung wird hierzu eine Waferpoliervorrichtung nach dem Patentanspruch 1 bereitgestellt. Insbesondere weist die Waferpoliervorrichtung nach der Erfindung zusätzlich zu den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 folgendes auf:
ein Luftausstoßteil, welches am Boden des Trägers vorgesehen ist und Luft auf die andere Fläche des Wafers ausstößt, um eine Druckfluidschicht zwischen dem Träger und dem Wafer zu bilden und den Wafer gegen den Drehtisch über die Druckfluidschicht anzudrücken.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Waferpoliervorrichtung nach Anspruch 1 sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 wiedergegeben.
Die Erfindung befaßt sich mit einer Waferpoliervorrichtung, welche einen Wafer gegen einen sich drehenden Drehtisch zum Polieren einer Fläche des Wafers drückt, wobei die Waferpoliervorrichtung folgendes aufweist: Einen sich drehenden Kopfkörper, welcher dem Drehtisch gegenüberliegend angeordnet ist; einen Träger, welcher in dem Kopfkörper derart vorgesehen ist, daß er vertikal beweglich ist, wobei der Träger den Wafer trägt, um den Wafer gegen den Drehtisch zu drücken; einen Haltering, welcher in dem Kopfkörper derart vorgesehen ist, daß er vertikal beweglich ist, wobei der Haltering konzentrisch am Umfang des Trägers angeordnet ist, in Kontakt mit dem Drehtisch kommt, und den Umfang des Wafers während des Polierens hält; ein elastisches Flächengebilde in einem Raum in dem Kopfkörper oberhalb des Trägers und des Halterings vorgesehen ist; ein erster Raum, welcher den Träger andrückt, und ein zweiter Raum vorgesehen ist, welcher den Haltering andrückt, wobei die ersten und die zweiten Räume in dem Kopfkörper ausgebildet sind, und welche sich dadurch auszeichnet, daß das elastische Flächengebilde konzentrisch in wenigstens ein Mittelteil, welches in dem ersten Raum eingeschlossen ist, und ein Umfangsteil unterteilt ist, welches in dem zweiten Raum eingeschlossen ist, und daß die Druckluft den ersten und zweiten Räumen zugeführt wird, um das Mittelteil und das Umfangsteil des elastischen Flächengebildes elastisch derart zu verformen, daß das Mittelteil den Träger gegen den Drehtisch drückt und das Umfangsteil den Haltering gegen den Drehtisch drückt.
Bei der Erfindung wird bei der Waferpoliervorrichtung mit dem Haltering die Druckluft dem ersten Raum zugeführt, und das Mittelteil des elastischen Flächengebildes verformt sich elastisch unter dem Luftdruck zum Andrücken des Trägers, wodurch der Wafer gegen das Polierkissen gedrückt wird. Dann wird bei der Waferpoliervorrichtung die Druckluft dem zweiten Raum zugeführt, und der Umfang des elastischen Flächengebildes wird verformt, um den Haltering anzudrücken, wodurch der Haltering gleichmäßig gegen das Polierkissen gedrückt wird. Somit gestattet die Erfindung ein gleichmäßiges Polieren der gesamten Oberfläche des Wafers, und die Bewegungswege des Halterings sind bei der Erfindung größer als bei der Poliervorrichtung, bei der eine Membrane zum Einsatz kommt. Aus diesem Grunde kann der Haltering auf zufriedenstellende Weise angedrückt werden.
Ferner gibt die Erfindung eine Waferpoliervorrichtung an, welche einen Wafer gegen einen sich drehenden Drehtisch zum Polieren einer Fläche des Wafers drückt, wobei die Waferpoliervorrichtung aufweist: Einen sich drehenden Kopfkörper, welcher dem Drehtisch gegenüberliegend angeordnet ist; einen Träger, welcher in dem Kopfkörper derart vorgesehen ist, daß er vertikal beweglich ist, wobei der Träger den Wafer trägt, um den Wafer gegen den Drehtisch zu drücken; einen Haltering, welcher in dem Kopfkörper derart vorgesehen ist, daß er vertikal beweglich ist, wobei der Haltering konzentrisch um den Umfang des Trägers angeordnet ist, in Kontakt mit dem Drehtisch kommt, und den Umfang des Wafers während des Polierens hält; einen dicht abgeschlossenen ersten Raum zum Andrücken des Trägers und einen dicht abgeschlossenen zweiten Raum zum Andrücken des Halterings, wobei die ersten und die zweiten Räume in dem Kopfkörper ausgebildet sind, welche sich dadurch auszeichnet, daß die Druckluft den ersten und zweiten geschlossenen Räumen zugeführt wird, um den Träger und den Haltering gegen den Drehtisch anzudrücken.
Bei der erfindungsgemäßen Waferpoliervorrichtung wird die Druckluft an einen ersten Raum angelegt, um den Träger und den Wafer direkt gegen das Polierkissen zu drücken. Die Druckluft wird an den zweiten abgeschlossenen Raum angelegt, und der Luftdruck drückt direkt den Haltering an, wodurch die gesamte Oberfläche des Wafers gleichmäßig angedrückt wird. Die Bewegungshübe des Halterings sind bei der vorliegenden Erfindung größer als bei der Poliervorrichtung, bei der eine Membrane eingesetzt wird. Auf diese Weise kann der Haltering zuverlässig angedrückt werden.
Nach der Erfindung ist das elastische Flächengebilde aus Kautschuk, Metall oder Kunststoff hergestellt. In andere Worten bedeutet dies, daß für das Flächengebilde irgendeine beliebige Werkstoffart eingesetzt werden kann, welche durch den Druck der Druckluft elastisch verformt werden kann, um den Träger und den Haltering anzudrücken.
Bei der Erfindung ist das elastische Flächengebilde einstückig ausgebildet, wodurch sich die Anzahl der Teile als Folge hiervon reduzieren läßt.
Nach der Erfindung ist das elastische Flächengebilde in Form eines kreisförmigen Flächengebildes ausgebildet, und ferner ist darin ein zweites kreis ringförmiges Flächengebilde angeordnet, welches außerhalb des kreisförmigen ersten Flächengebildes liegt,
Bei der erfindungsgemäßen Waferpoliervorrichtung umfaßt das elastische Flächengebilde vertikal übereinanderliegend zwei elastische Flächengebilde. Somit können die beiden elastischen Flächengebilde die ersten und die zweiten Räume begrenzen. Bei der erfindungsgemäßen Waferpoliervorrichtung ist ein Luftausstoßteil am Boden des Trägers vorgesehen, und stößt Luft in Richtung auf die andere Fläche des Wafers aus, um eine Druckfluidschicht zwischen dem Träger und dem Wafer zu bilden, und den Wafer gegen den Drehtisch über die Druckfluidschicht anzudrücken. Hierdurch wird der Wafer gleichmäßig gegen den Drehtisch gedrückt, und daher kann die gesamte Oberfläche des Wafers gleichmäßig poliert werden.

KURSBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, in welcher gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Darin gilt:
Fig. 1 zeigt eine Gesamtauslegungsform einer Waferpoliervorrichtung mit einem Haltering nach der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht zur Verdeutlichung eines Waferhaltekopfs der Waferpoliervorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht zur Verdeutlichung von wesentlichen Teile der Waferpoliervorrichtung mit dem Haltering gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, bei der ein elastisches Flächengebilde zwei Kautschukflächengebilde umfaßt;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, bei der das elastische Flächengebilde zwei Kautschukflächengebilde umfaßt;
Fig. 6 ist eine Draufsicht zur Verdeutlichung eines Waferhaltekopfs gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung; und
Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht zur Verdeutlichung eines Waferhaltekopfs in Fig. 6.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer Waferpoliervorrichtung, bei der eine Waferpoliervorrichtung mit einem Haltering gemäß der Erfindung verwirklicht ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Waferpoliervorrichtung 10 mit einem Drehtisch 12 und einem Waferhaltekopf 14 versehen. Der Drehtisch 12 ist scheibenförmig ausgebildet, und ein Polierkissen 16 ist auf der Oberseite des Drehtisches 12 angebracht. Eine Spindel 18 verbindet die Bodenseite des Drehtisches 12 und eine Ausgangswelle (nicht gezeigt) eines Motors 20. Beim Betreiben des Motors 20 wird der Drehtisch 12 in eine mit einem Pfeil A bezeichnete Richtung angetrieben, und eine Aufschlämmung wird auf das Polierkissen 16 an dem sich drehenden Drehtisch 12 über eine Düse (nicht gezeigt) aufgegeben.
Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht eines Waferhaltekopfs 14. Der Waferhaltekopf 14 weist einen Kopfkörper 22, einen Träger 24, einen Führungsring 26, einen Haltering 28 und ein elastisches Flächengebilde oder ein Kautschukflächengebilde 30 auf. Der Kopfkörper 22 ist scheibenförmig ausgebildet, und ein Motor (nicht gezeigt) stellt eine Verbindung mit einer Drehwelle 32 her, welche den Kopfkörper 22 in die mit einem Pfeil B bezeichnete Richtung drehantreibt. Luftzufuhrdurchgänge 34, 36, 37 sind in dem Kopfkörper 22 ausgebildet, und die Luftzufuhrdurchgänge 34, 36, 37 stehen ich kommunizierender Verbindung mit den Versorgungsdurchgängen 38, 40, 41, welche in der Drehwelle 32 ausgebildet sind. Die Luftzufuhrdurchgänge 38, 40, 41 sind mit einer Pumpe 44 über Regler 42A, 42B und 42C jeweils verbunden.
Der Träger 25 ist scheibenförmig ausgebildet und ist unter dem Kopfkörper 22 koaxial zu dem Kopfkörper 22 angeordnet. Ein konkaver Bereich 25 ist an dem Boden des Trägers 24 ausgebildet, und der konkave Bereich 25 enthält eine luftdurchlässige, poröse Platte 52. Eine Luftkammer 27 ist über der porösen Platte 52 ausgebildet, und die Luftkammer 27 steht in kommunizierender Verbindung mit einem Luftversorgungsdurchgang 53, welche in kommunizierender Verbindung mit einem Luftversorgungsdurchgang 37 steht. Druckluft wird von einer Pumpe 44 der Luftkammer 27 über die Luftversorgungsdurchgänge 41, 37, 53 zugeführt. Dann geht die Luft durch die poröse Platte 52 und wird von dem Boden der porösen Platte 52 nach unten ausgestoßen. Es führt zu einer Übertragung des Drucks von dem Träger 24 auf einen Wafer 54 über eine Druckluftschicht 55, und der Wafer 54 wird gleichmäßig gegen das Polierkissen 16 angedrückt. Durch Einstellung des Luftdrucks mittels des Reglers 42C wird die Kraft gesteuert, mit der der Wafer 54 gegen das Polierkissen 16 angedrückt wird. Wenn der Träger 24 den Wafer 54 direkt gegen das Polierkissen 16 andrückt, und wenn Abrieb zwischen dem Träger 24 und dem Wafer 54 vorhanden ist, kann die Kraft des Trägers 24 nicht gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des Wafers 54 übertragen werden.
Wenn der Wafer 54 gegen das Polierkissen 16 über die Druckluftschicht 55 angedrückt wird, kann die Kraft des Trägers 24 gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des Wafers 54 übertragen werden.
Der Waferhaltekopf 14 steuert das Andrücken des Trägers 24, um den Träger 24 vertikal zu bewegen, und hierdurch wird der Polierdruck des Wafers 54 gesteuert (hierbei handelt es sich um die Kraft, mit der der Wafer 54 gegen das Polierkissen 16 angedrückt wird). Aus diesem Grunde ist die Steuerung des Polierdrucks einfacher als die Steuerung des Polierdrucks auf den Wafer 54, indem der Druck der Druckluftschicht 55 direkt gesteuert wird. In anderen Worten bedeutet dies, daß der Waferhaltekopf 14 den Polierdruck des Wafers 54 dadurch steuern kann, daß die vertikale Position des Trägers 24 gesteuert wird. Die Luft, die von der porösen Platte 52 ausgestoßen wird, strömt über eine Entlüftungseinrichtung (nicht gezeigt) aus, die in dem Haltering (28) ausgebildet ist.
Die poröse Platte 52 hat eine Anzahl von darin befindlichen Entlüftungsöffnungen, und sie besteht beispielsweise aus einem gesinterten Keramikmaterial.
Das Kautschukflächengebilde 30 ist scheibenförmig ausgebildet und hat eine gleichmäßige Dicke. Das Kautschukflächengebilde 30 ist an dem Kopfkörper 22 mittels eines Anschlags 48 über einen O-Ring 46 fest angebracht, und in ein Mittelteil 30A und ein Umfangsteil 30B am Anschlag 48 unterteilt. Wie nachstehend noch näher beschrieben werden wird, drückt der Mittelteil 30A des Kautschukflächengebildes 30 den Träger 42 an, und das Umfangsteil 30B beaufschlagt den Haltering 28 mit einer Druckkraft. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird das Kautschukflächengebilde 30 als das elastische Flächengebilde eingesetzt. Bei der Erfindung können aber auch andere Flächengebilde eingesetzt werden, welche aus einem anderen Material, wie Kunststoff, hergestellt sind, welches unter der Einwirkung von Fluiddruck, wie Luftdruck, elastisch verformt werden kann.
Andererseits wird ein Raum (erster Raum) 50 unter dem Kopfkörper 22 gebildet, und der Raum 50 ist durch das Kautschukflächengebilde 30 und den O-Ring 46 luftdicht abgeschlossen. Der Luftversorgungsdurchgang 36 steht in kommunizierender Verbindung mit dem Raum 50. Wenn Druckluft in den Raum 50 über den Luftversorgungsdurchgang 36 eingeleitet wird, wird der Mittelteil 30A des Kautschukflächengebildes 30 elastisch unter dem Luftdruck verformt, um das Mittelteil 30A gegen die Oberseite des Trägers 24 anzudrücken. Hierdurch wird der Wafer 54 gegen das Polierkissen 16 angedrückt. Die Einstellung des Luftdrucks durch den Regler 42B führt zu einer Steuerung und Regelung der Andrückkraft des Wafers 54.
Der Führungsring 26 ist zylindrisch ausgebildet und koaxial unter dem Kopfkörper 22 angeordnet. Der Führungsring 26 ist über das Kautschukflächengebilde 30 fest mit dem Kopfkörper 22 verbunden. Dies führt dazu, daß die Drehkraft von dem Kopfkörper 22 auf den Führungsring 26 über das Kautschukflächengebilde 30 übertragen wird. Mit dem Bezugszeichen 56, 58 sind O-Ringe zu Dichtungszwecken bezeichnet.
Ein Haltering 28 ist zwischen dem Führungsring 26 und dem Träger 24 angeordnet. Der Außendurchmesser des Halterings 28 ist im wesentlichen gleich groß wie der Innendurchmesser des Führungsrings 26, und der Haltering 28 ist auf einer inneren Umfangsfläche 26A des Führungsrings 26 gleitbeweglich gelagert.
Der Haltering 28 hat eine Mehrzahl von geradlinigen Ausnehmungen 60, welche an vorbestimmten Positionen auf der äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind. Die geradlinigen Ausnehmungen 60 sind in einer Richtung ausgebildet, in die sich der Haltering 28 bewegt, und die geradlinigen Ausnehmungen 60 arbeiten mit Stiften 62 zusammen, welche an dem Führungsring 26 befestigt sind. Der Haltering 28 wird an einem Lösen von dem Haltering 26 gehindert, und der Haltering 28 bewegt sich in eine solche Richtung, aus der eine Andrückkraft auf das Polierkissen 16 aufgebracht wird.
Andererseits wird ein ringförmiger Raum (ein zweiter Raum) 66 in dem unteren Umfang des Kopfkörpers 22 gebildet, und der Raum 66 ist durch den Umfang 30B des Kautschukflächengebildes 30 und die O-Ringe 46 und 56 dicht abgeschlossen. Der Luftversorgungsdurchgang 34 steht in kommunizierender Verbindung mit dem Raum 66. Wenn Druckluft in den Raum 66 von dem Luftversorgungsdurchgang 34 eingeleitet wird, wird das Umfangsteil 30B des Kautschukflächengebildes 30 elastisch unter dem Luftdruck verformt, um die kreisförmige Oberseite des Halterings 28 mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. Hierdurch wird der Haltering 28 angedrückt, und der kreisförmige Boden des Halterings 28 wird gegen das Polierkissen 16 gedrückt. Die Einstellung des Luftdrucks durch den Regler 42A ermöglicht eine Regelung der Andrückkraft des Halterings 28.
Nachstehend wir die Arbeitsweise des Waferhaltekopfs 14 der Waferpoliervorrichtung 10 näher erläutert, welche den vorstehend beschriebenen Aufbau hat.
Zuerst wird die Pumpe 44 angetrieben, um Druckluft der Luftkammer 27 über die Luftversorgungsdurchgänge 41, 37, 53 zuzuleiten. Eine Druckfluidschicht 55 wird zwischen der porösen Platte 52 und dem Wafer 54 gebildet, und die Druckfluidschicht 55 überträgt die Druckkraft des Trägers 24 gleichmäßig auf die gesamte Fläche bzw. Oberfläche des Wafers 54.
Dann wird Druckluft von der Pumpe 44 in den Raum 50 über die Luftversorgungsdurchgänge 44, 36 zugeführt, und das Mittelteil 30A des Kautschukflächengebildes wird durch den Innenluftdruck elastisch verformt, um hierdurch den Träger 24 anzudrücken. Der Wafer 54 wird gegen das Polierkissen 16 über die Druckluftschicht 55 angedrückt. Der Regler 42B stellt den Luftdruck ein, um den Innenluftdruck auf einen gewünschten Druckwert zu steuern, so daß die Kraft des Wafers 54 konstant gehalten werden kann, welche diesen gegen das Polierkissen 16 andrückt.
Dann wird die Druckluft von der Pumpe 44 über die Luftversorgungsdurchgänge 38, 44 in den Raum 66 eingeleitet, und das Umfangsteil 30B des Kautschukflächengebildes 30 wird durch den Innenluftdruck elastisch verformt, um den Haltering 28 anzudrücken, welcher gegen das Polierkissen 16 gedrückt wird. Im Falle eines weichen Polierkissens (bei dem die obere Schicht aus hartem Polyurethan ausgebildet ist, und die untere Schicht aus einem Schwammaterial besteht) wird die Druckkraft P1 gegen das Polierkissen 16 pro Flächeneinheit des Wafers 54 und die Druckkraft P2 gegen das Polierkissen 16 pro Flächeneinheit des Halterings 28 derart eingestellt, daß sich P1 < P2 ergibt. Dann wird der Waferhaltekopf 14 zur Ausführung einer Polierbearbeitung des Wafers 54 in Drehung versetzt.
Da bei dieser bevorzugten Ausführungsform das Kautschukflächengebilde 30 eingesetzt wird, um den Haltering 28 anzudrücken, kann der Haltering 28 gleichmäßiger als ein Luftsack oder ein Schlauch elastisch verformt werden. Da ferner der Führungsring 26 den Haltering 28 führt, so daß der Haltering 28 sich in Andrückrichtung frei bewegen kann, kann der Haltering unter gleichmäßiger Druckbeaufschlagung angedrückt werden.
Die Poliervorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann die gesamte Oberfläche des Wafers 54 gleichmäßiger als eine übliche Poliervorrichtung polieren, bei der ein Luftsack oder eine Schlauchleitung eingesetzt wird. Ferner sind die Bewegungshübe des Halterings 28 bei der Poliervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform größer als bei der Poliervorrichtung, bei der eine Membrane als Andrückeinrichtung eingesetzt wird.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht zur Verdeutlichung der wesentlichen Teile einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines Waferhaltekopfes. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform sind in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher nachstehend nicht mehr näher erläutert.
Der Waferhaltekopf 15 ist mit einem Führungsring 70 versehen, welcher die äußere Umfangsfläche des Halterings 28 gleitbeweglich lagert, und es ist ein Führungsring 72 vorgesehen, welcher die Innenumfangsfläche des Halterings 28 gleitbeweglich lagert. Die Führungsringe 70, 72 führen den Haltering 28 derart, daß der Haltering in Druckbeaufschlagungsrichtung frei beweglich ist.
Ein Raum (ein zweiter Raum) 74 wird zwischen den Führungsringen 70, 72 gebildet, und ein Luftversorgungsdurchgang 34 ist in kommunizierender Verbindung mit dem Raum 74. Mit den Bezugszeichen 76, 78, 80 sind 0- Ringe bezeichnet, welche den Raum 74 dicht abschließen, und mit dem Bezugszeichen 82 ist ein O-Ring bezeichnet, welcher den Raum (den ersten Raum) 50 dicht abschließt. Wenn über den Luftversorgungsdurchgang 36 Druckluft in den Raum 50 eingeleitet wird, wird der Träger 24 durch die Druckluft nach unten gedrückt, um den Wafer 54 gegen das Polierkissen 16 unter Zwischenlage der Druckluftschicht 55 anzudrücken.
Eine Anschlagplatte 84 ist fest an der Oberseite des Halterings 28 vorgesehen. Die Anschlagplatte 84 verhindert, daß sich der Haltering 28 von den Führungsringen 70, 72 löst. Ein Anschlag 86 ist an der Bodenseite des Halterings 28 ausgebildet, und der Anschlag 86 steht nach innen vor. Da der Anschlag 86 in Kontakt mit einem Boden 72A des Führungsrings 72 ist, läßt sich die obere Position des Halterings 28 einstellen.
Bei dem Waferhaltekopf 15, welcher den vorstehend beschriebenen Aufbau hat, wird Druckluft in den Raum 74 über den Luftversorgungsdurchgang 34 eingeleitet, wodurch bewirkt wird, daß der Haltering 28 nach unten gedrückt wird. Folglich wird der Haltering 28 gegen das Polierkissen 16 angedrückt. Die Einstellung des Luftdrucks der Druckluft führt zu einer Steuerung der Andrückkraft des Halterings 28 gegen das Polierkissen 16.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird der Körper eines Zylinders von Führungsringen 70 und 72 gebildet, welche den Raum 74 auch in Verbindung mit dem Kopfkörper 22 bilden. Der Haltering 28 arbeitet als eine Stange, um eine Luftzylindereinrichtung zu bilden. Somit wird nach der Erfindung der Umfang des Halterings 28 unter konstantem Druck angedrückt, und die Bewegungshübe des Halterings 28 sind größer als jene des Luftsacks oder einer Schlauchleitung. Auf diese Weise kann der Haltering 28 in zufriedenstellender Weise angedrückt werden.
Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 ist ein Kautschukflächengebilde 30 in zwei Räume unterteilt, um den ersten Raum 50 in dem Mittelteil, und den zweiten Raum 66 am Umfangsteil zu bilden. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt.
Wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist, kann das Kautschukflächengebilde von einem kreisförmigen Flächengebilde 90 gebildet werden, welches innerhalb des Kautschukflächengebildes angeordnet ist, sowie von einem ringförmigen Flächengebilde 92, welches außerhalb des kreisförmigen Flächengebildes 90 angeordnet ist. In diesem Fall sind das äußere Umfangsteil des Flächengebildes 90 und das innere Umfangsteil des Flächengebildes 92 übereinander angeordnet, und ein ringförmiger Anschlag 94 geht durch den überlappenden Teil. Der Anschlag 94 ist an dem Kopfkörper 22 angebracht. Hierdurch wird der erste Raum 50 durch eine Selbstabdichtungstendenz des überlappenden Teils der Flächengebilde 90, 92 abgedichtet. Andererseits ist das Außenumfangsteil des Flächengebildes 92 zwischen dem Kopfkörper 22 und dem Führungsring 26 eingespannt. Der Kopfkörper 22 ist an dem Führungsring 26 mit Hilfe einer Mehrzahl von Schrauben 96 angeschraubt, so daß das Außenumfangsteil des Flächengebildes 92 zwischen dem Kopfkörper 22 und dem Führungsring 26 eingespannt werden kann. Der zweite Raum 66 wird durch die Selbstabdichtungstendenz des äußeren Umfangsteils des Flächengebildes 92 abgedichtet.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, können die beiden Kautschukflächengebilde 100, 102 stapelförmig vertikal übereinander angeordnet sein. In diesem Fall geht ein ringförmiger Anschlag 104 durch die Flächengebilde 100, 102, und der Anschlag 104 ist an dem Kopfkörper 22 angebracht, um den ersten Raum 50 zu bilden. Somit ist der erste Raum 50 durch die Selbstabdichtungstendenz des überlappenden Teils der Flächengebilde 100, 102 dicht abgeschlossen. Andererseits sind die Außenumfangsteile der Flächengebilde 100, 102 zwischen dem Kopfkörper 22 und dem Führungsring 26 eingespannt. Der Kopfkörper 22 ist an dem Führungsring 26 mit Hilfe einer Mehrzahl von Schrauben 106 angeschraubt, und der Kopfkörper 22 und der Führungsring 26 spannen die Außenumfangsteile der Flächengebilde 100, 102 ein. Der zweite Raum 66 wird durch das Selbstabdichtungsvermögen der äußeren Umfangsteile der Flächengebilde 100, 102 dicht abgeschlossen. Eine Lufteinführungsöffnung 100A ist in dem Flächengebilde 100 ausgebildet, um Luft in den ersten Raum 50 einzuleiten, und die Lufteinleitungsöffnung 100A ist mit dem Luftzufuhrdurchgang 36 verbunden. Eine Lufteinführungsöffnung 100B ist in dem Flächengebilde 100 ausgebildet, so daß Luft in den zweiten Raum 66 eingeleitet werden kann, und die Lufteinleitungsöffnung 100B ist mit dem Luftzufuhrdurchgang 34 verbunden.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht zur Verdeutlichung eines Haltekopfs 214, welcher ein Kautschukflächengebilde hat, welches in drei Flächenabschnitte unterteilt ist, und Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht längs der Linie 7-7 in Fig. 6. Der Haltekopf 214 in Fig. 7 umfaßt im wesentlichen einen Kopfkörper 222, einen Träger 224, einen Führungsring 226, einen Polierflächeneinstellring 228, einen Haltering 230, ein Kautschukflächengebilde 232, einen Differentialwandler 234 und ein Andrückteil 236.
Der Kopfkörper 222 ist scheibenförmig ausgebildet, und eine Drehwelle 238 ist mit dem Oberteile des Kopfkörpers 222 verbunden. Der Kopfkörper 222 wird in Richtung eines Pfeils B mittels eines Motors (nicht gezeigt) in Drehung versetzt, welcher mit der Drehwelle 238 zusammenarbeitet. Luftzufuhrdurchgänge 240, 242, 244 sind in dem Kopfkörper 222 ausgebildet. Der Luftzufuhrdurchgang 240 verläuft zu der Außenseite des Haltekopfs 214, wie dies in gebrochenen Linien in Fig. 6 eingetragen ist, und der Luftzufuhrdurchgang 240 ist mit einer Luftpumpe 248 über einen Regler 246A verbunden. In ähnlicher Weise verlaufen die Luftzufuhrdurchgänge 242, 244 zu der Außenseite des Haltekopfs 214. Der Luftzufuhrdurchgang 242 ist mit einer Pumpe 240 über einen Regler 246B verbunden, und der Luftzufuhrdurchgang 244 ist mit einer Pumpe 240 über einen Regler 240C verbunden.
Der Träger 224 ist säulenförmig ausgebildet und koaxial unterhalb des Kopfkörpers 222 angeordnet. Ein konkaver Bereich 225 ist an dem Bodenteil des Trägers 224 ausgebildet, und der konkave Bereich 225 enthält eine atmungsaktive poröse Platte 250. Die poröse Platte 250 tritt in kommunizierender Verbindung mit den Luftdurchgängen 252, welche in dem Träger 224 ausgebildet sind. Wie mit gebrochenen Linien dargestellt ist, verlaufen die Luftdurchgänge 252 zu der Außenseite des Haltekopfs 214, und sie sind mit einer Saugpumpe 276 verbunden. Wenn daher die Saugpumpe 276 angetrieben wird, absorbiert die poröse Platte 250 den Wafer 254 und hält diesen. Die poröse Platte 250 hat darin eine Anzahl von Entlüftungsöffnungen, und sie besteht vorzugsweise beispielsweise aus einem gesinterten Keramikmaterial.
Eine Anzahl von Luftzufuhrdurchgängen 278 (in Fig. 6 sind nur zwei Durchgänge gezeigt) ist in dem Träger 224 ausgebildet, und Austrittsdüsen derselben sind an dem Umfang des Bodens des Trägers 224 ausgebildet. Die Luftzufuhrdurchgänge 278 verlaufen zu der Außenseite des Haltekopfs 214, wie dies mit gebrochenen Linien in der Zeichnung eingetragen ist, und sie sind über einen Regler 246D mit der Luftpumpe 248 verbunden. Folglich wird die Druckluft von der Luftpumpe 28 in eine Luftkammer 256 zwischen der porösen Platte 250 und dem Wafer 254 über die Luftzufuhrdurchgänge 278 ausgestoßen. Hierdurch wird eine Druckluftschicht in der Luftkammer 256 gebildet, und die Druckkraft des Trägers 224 wird auf den Wafer 254 über die Druckluftschicht übertragen. Der Wafer 254 wird gegen das Polierkissen 216 durch die Druckkraft angedrückt, welche mittels der Druckluftschicht übertragen wird. Die über die Luftzufuhrdurchgänge ausgestoßene Luft wird zur Außenseite hin über eine Entlüftungseinrichtung (nicht gezeigt) ausgegeben, welche in dem Polierflächeneinstellring 228 ausgebildet ist.
Andererseits ist ein Kautschukflächengebilde 232 zwischen dem Kopfkörper 222 und dem Träger 224 angeordnet. Das Kautschukflächengebilde 232 ist ähnlich einer Scheibe mit einer gleichmäßigen Dicke ausgebildet. Das Kautschukflächengebilde 232 ist an dem Boden des Kopfkörpers 222 mit Hilfe von großen und kleinen, ringförmigen Anschlägen 258, 260 festgelegt. Das Kautschukflächengebilde 232 schließt einen Zwischenraum zwischen den Anschlägen 258, 260 und dem Kopfkörper 222 dicht ab. Das Kautschukflächengebilde 232 ist in ein Mittelteil 232A und ein Zwischenteil 232B unterteilt, wobei der Anschlag 260 eine Begrenzung bildet. Das Kautschukflächengebilde 232 ist auch in den Zwischenabschnitt 232B und einen äußeren Umfangsteil 232C unterteilt, wobei der Anschlag 258 eine Begrenzung bildet. In anderen Worten bedeutet dies, daß das Kautschukflächengebilde 232 in drei Bereiche durch die Anschläge 258, 260 unterteilt ist. Das Mittelteil 232A drückt den Träger 224 an, das Zwischenteil 232B drückt das Andrückteil 236 an, und das äußere Umfangsteil 232C wirkt als ein Luftsack, welche den Polierflächeneinstellring 228 andrückt.
Der Luftzufuhrdurchgang 240 steht in kommunizierender Verbindung mit dem Luftsack 262, welcher von dem Mittelteil 232A des Kautschukflächengebildes 232 gebildet wird. Wenn Druckluft dem Luftsack 262 über den Luftzufuhrdurchgang 240 zugeführt wird, wird das Mittelteil 232A des Kautschukflächengebildes 232 elastisch verformt, um die Oberseite des Trägers 224 mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. Hierdurch wird der Wafer 254 gegen das Polierkissen 216 angedrückt. Zur Einstellung des Luftdrucks durch den Regler 246A steuert die Andrückkraft (den Polierdruck) des Wafers 254.
Der Führungsring 226 ist ähnlich eines Zylinders ausgebildet und koaxial unterhalb des Kopfkörpers 222 angeordnet. Der Führungsring 226 ist mit dem Kopfkörper 222 über das Kautschukflächengebilde 232 fest verbunden. Der Polierflächeneinstellring 228 ist zwischen dem Führungsring 226 und dem Träger 224 angeordnet.
Ein ringförmiger Luftsack 264, welcher von dem Außenumfangsteil 232C des Kautschukflächengebildes 232 und dem Anschlag 258 gebildet wird, ist oberhalb des Polierflächeneinstellrings 228 ausgebildet. Der Luftzufuhrdurchgang 244 steht in kommunizierender Verbindung mit dem Luftsack 264. Die Zuleitung der Druckluft zu dem Luftsack 264 über den Luftzufuhrdurchgang 244 führt zu einer elastischen Verformung des Außenumfangsteils 232C des Kautschukflächengebildes 232 durch den Luftdruck, wodurch eine ringförmige, obere Fläche 228A des Polierflächeneinstellrings 228 mit einer Druckkraft beaufschlagt wird. Eine ringförmige Bodenfläche 228B des Polierflächeneinstellrings 228 wird gegen das Polierkissen 216 gedrückt. Die Einstellung des Luftdrucks durch den Regler 246C gestattet eine Steuerung der Druckkraft des Polierflächeneinstellrings 228.
Das Andrückteil 236 ist zwischen dem Träger 224 und dem Polierflächeneinstellring 228 angeordnet. Das Andrückteil 236 umfaßt einen Körper 236A, einen Kopf 236B, Tragarme 236C und Schenkel 236D. Der Kopf 236B und die Tragarme 236C und die Schenkel 236D des Andrückteils 236 sind als eine Einheit in regelmäßigen Intervallen ausgebildet, wie dies in punktieren, gebrochenen Linien in Fig. 6 eingetragen ist.
Der Körper 236A des Andrückteils 236 in Fig. 7 ist in einer Öffnung 229 angeordnet, welche in dem Polierflächeneinstellring 228 ausgebildet ist. Der Kopf 236B des Andrückteils 236 ist integral mit dem Körper 236A verbunden, und der Kopf 236B ist in einem Zwischenraum zwischen dem Träger 224 und dem Polierflächeneinstellring 228 angeordnet.
Ein ringförmiger Luftsack 266, welcher in dem Zwischenteil 232B des Kautschukflächengebildes 232 und den Anschlägen 258, 260 gebildet wird, ist oberhalb des Kopfs 236B ausgebildet. Der Luftzufuhrdurchgang 242 steht in kommunizierender Verbindung mit dem Luftsack 266. Die Zufuhr von Druckluft zu dem Luftsack 266 über den Luftzufuhrdurchgang 242 führt zu einer Verformung des Zwischenteils 232B des Kautschukflächengebildes 232 durch den Luftdruck, wodurch der Kopf 236B des Andrückteils 236 mit einer Druckkraft beaufschlagt wird. Dies bewirkt, daß ein Boden 247 des Schenkels 236D des Andrückteils 236 gegen das Polierkissen 216 gedrückt wird. Die Einstellung des Luftdrucks durch den Regler 246B gestattet eine Steuerung der Andrückkraft des Andrückteils 236. Der Schenkel 236D ist in einer Öffnung 228C angeordnet, welche in dem Polierflächeneinstellring 228 ausgebildet ist. Das Basismaterial des Andrückteils 236 ist Bernstein, dessen Wärmedehnungskoeffizient derart klein ist, daß eine Wärmeausdehnung, verursacht durch die Poliertemperatur, verhindert wird. Der Boden 237, welcher gegen das Polierkissen 216 gedrückt wird, ist mit Diamanten besetzt, um zu verhindern, daß dieser durch das Polierkissen 216 poliert wird.
Andererseits ist ein Differentialwandler 234 an dem Ende des Tragarms 236C des Andrückteils 236 vorgesehen, und der Differentialwandler 234 erfaßt den Materialabtrag des Wafers 254. Der Differentialwandler 234 umfaßt einen Kern 270, eine Spule 272 und einen Kontakt 274. Die Spule 272 ist an dem Ende des Tragarms 236C des Andrückteils 236 befestigt, und der Kern 270 ist in der Spule 272 derart angeordnet, daß er in vertikaler Richtung beweglich ist. Der Kontakt 274 ist an dem Boden des Kerns 270 vorgesehen, und der Kontakt 274 ist in Kontakt mit dem Träger 224. Die Spule 272 steht in Verbindung mit einer Recheneinheit (nicht gezeigt), welche den Materialabtrag des Wafers 254 gemäß der vertikalen Bewegungsgröße des Kerns 270 bezüglich der Spule 272 ermittelt.
Der Haltering 230 ist passend an dem Umfang des unteren Teils des Trägers 224 derart vorgesehen, daß er vertikal beweglich ist. Der Haltering 230 kommt in Kontakt mit dem Polierkissen 216, während zugleich der Wafer 254 poliert wird. Der Wafer 254 wird durch die Drehkraft des Polierkissens 216 horizontal bewegt, und der Wafer 254 wird gegen die Innenumfangsfläche des Halterings 230 angedrückt. Hierdurch wird verhindert, daß der Wafer 254 aus dem Träger 224 herausspringt.
Da der Haltering 230 aus Harz hergestellt ist, wird er ausgehend von seiner ursprünglichen Gestalt durch die Druckkraft des Wafers 254 verformt, und der Haltering 230 wird in Übereinstimmung mit dem Umfangsrad des Wafers 254 elastisch verformt. Der Wafer 254 wird gegen den Haltering 230 in dem Zustand angedrückt, in welchem die Oberfläche des Wafers 254 in Kontakt mit dem Haltering 230 ist. Auch ist es möglich, einen metallischen Haltering einzusetzen, welcher durch die Druckkraft elastisch verformt wird.
Nunmehr soll die Arbeitsweise der Waferpoliervorrichtung näher erläutert werden, welche den zuvor beschriebenen Aufbau hat.
Nach dem Anheben des Haltekopfs 214 wird die Saugpumpe 274 in Betrieb genommen, um zu ermöglichen, daß die poröse Platte 250 den zu polierenden Wafer 254 ansaugt und hält.
Dann wird der Haltekopf 214 abgesenkt und in einer Position angehalten, in welcher die Kontaktfläche des Polierflächeneinstellrings 228 in Kontakt mit dem Polierkissen 216 kommt.
Dann wird eine Luftpumpe 248 eingeschaltet, um Druckluft dem Raum 256 über einen Luftdurchgang 278 zuzuführen, wodurch eine Druckluftschicht in dem Raum 256 gebildet wird. Zu diesem Zeitpunkt stellt die Regelung des Reglers 246D die Zufuhr der Druckluft ein, und gibt den Druck der Druckluftschicht mit einem vorbestimmten Druckluftwert vor.
Die Druckluft wird von der Pumpe 248 dem Luftsack 262 über den Luftdurchgang 240 zugeleitet, und das Mittelteil 232A des Kautschukflächengebildes 232 wird durch den Innenluftdruck elastisch verformt, um hierdurch den Träger 224 anzudrücken. Der Wafer 254 wird gegen das Polierkissen 216 über die Druckluftschicht angedrückt. Die Einstellung des Luftdrucks durch den Regler 246A steuert den Innenluftdruck auf einen gewünschten Druckwert und hält die Druckkraft des Wafers 254 gegen das Polierkissen 216 auf einem konstanten Wert.
Zugleich wird Druckluft von der Luftpumpe 248 über den Luftdurchgang 244 zugeführt, und das Außenumfangsteil 232C des Kautschukflächengebildes 232 wird durch den Innenluftdruck elastisch verformt, um hierdurch den Polierflächeneinstellring 228 mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. Die Bodenbereiche des Polierflächeneinstellrings 228 und des Halterings 230 werden gegen das Polierkissen 216 gedrückt. Dann wird Druckluft von der Pumpe 240 in den Luftsack 266 über einen Luftzufuhrdurchgang 242 eingeleitet. Das Zwischenteil 232B des Kautschukflächengebildes 232 wird durch den Innenluftdruck elastisch verformt, um das Andrückteil 236 anzudrücken. Folglich wird der Boden 237 des Andrückteils 236 gegen das Polierkissen 216 gedrückt. Dann werden der Drehtisch 212 und der Haltekopf 214 in Drehung versetzt, um die Polierbearbeitung an dem Wafer 254 zu beginnen.
Während des Poliervorgangs wird der Wafer 254 durch die Drehbewegung des Polierkissens 216 in horizontaler Richtung bewegt, und der Wafer 254 wird poliert, indem der Umfangsrand desselben gegen den Haltering 230 angedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Haltering 230 in Übereinstimmung mit dem Umfangsrand des Wafers 254 durch die Druckkraft von dem Wafer 254 elastisch verformt. Folglich wird der Wafer 254 gegen den Haltering 230 in einem Zustand angedrückt, in welchem die Oberfläche des Wafers 254 in Kontakt mit dem Haltering 230 ist. Hierdurch wird der Druck, der auf dem Wafer 254 durch den Haltering 230 einwirkt, verteilt, so daß Defekte an dem Wafer, Spänebildung und dergleichen, vermieden werden.
Andererseits ermittelt die Recheneinheit den Materialabtrag des Wafers 254 an Hand des Poliervorganges nach Maßgabe der Abwärtsbewegungsgröße des Kontakts 274 des Differentialwandlers 234, d. h. in Abhängigkeit von der Abwärtsbewegungsgröße des Kerns 270 in einem Zustand, in welchem der Kontakt 274 in Kontakt mit dem Träger 224 ist.
Wenn der Materialabtrag, der durch die Recheneinheit ermittelt wird, einen vorbestimmten Polierendpunkt erreicht, wird die Waferpoliervorrichtung angehalten, und die Polierbearbeitung des Wafers 254 ist abgeschlossen. Auf diese Weise wird die Polierbearbeitung an einem Wafer 254 abgeschlossen. Die zuvor beschriebenen Schritte werden wiederholt, um einen nachfolgenden Wafer 254 zu polieren.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird das Kautschukflächengebilde als elastisches Flächengebilde eingesetzt. Natürlich ist es auch möglich, ein metallisches oder aus Kunststoff bestehendes Flächengebilde einzusetzen, welches durch den Luftdruck elastisch verformt werden kann, um den Träger und den Haltering mit einer Druckkraft zu beaufschlagen.
Auch kann eine Legierung mit Formerinnerungsvermögen eingesetzt werden, deren Verformung von der Temperatur der Steuerung der Erwärmungstemperatur der Legierung mit Formerinnerungsvermögen abhängig ist, um hierdurch die Verformung zu steuern. Auch hierdurch kann der Haltering und der Träger durch eine Kraft angedrückt werden, die durch die Verformung erzeugt wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird entsprechend der voranstehenden Beschreibung eine Waferpoliervorrichtung bereitgestellt, bei der der Haltering den Luftdruck an den ersten Raum anlegt, und das Mittelteil des elastischen Flächengebildes unter dem Luftdruck elastisch verformt, um den Träger mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. Hierdurch wird der Wafer gegen das Polierkissen gedrückt. Ferner wird bei der Waferpoliervorrichtung der Luftdruck an einen zweiten Raum angelegt, und der Umfang des elastischen Flächengebildes wird elastisch verformt, um den Haltering mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. Hierdurch wird der Haltering gleichmäßig gegen das Polierkissen angedrückt. Somit gestattet die Erfindung ein gleichmäßiges Polieren der gesamten Oberfläche des Wafers, und die Bewegungsgrößen des Halterings sind länger bei der Erfindung als bei Poliervorrichtungen bemessen, bei denen eine Membrane eingesetzt wird. Aus diesem Grund kann der Haltering in zufriedenstellender Weise eine Andrückkraft aufbringen.
Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird Druckluft an den ersten Raum angelegt, und die Druckluft beaufschlagt den Träger direkt mit einer Druckkraft, wodurch der Wafer gegen das Polierkissen angedrückt wird. Die Druckluft wird an den zweiten Raum angelegt, und der Luftdruck beaufschlagt den Haltering direkt mit einer Druckkraft, wodurch dieser an die Oberfläche des Wafers gleichmäßig angedrückt wird. Die Bewegungshübe des Halterings sind bei der vorliegenden Erfindung länger als bei einer Poliervorrichtung bemessen, bei der eine Membrane zum Einsatz kommt. Daher kann der Haltering in ausreichender Weise eine Druckkraft aufbringen.

Claims

1. Waferpoliervorrichtung (10), welche einen Wafer (54) gegen einen sich drehenden Drehtisch (12) zum Polieren einer Fläche des Wafers (54) drückt, wobei die Waferpoliervorrichtung (10) folgendes aufweist:

einen sich drehenden Kopfkörper (22), welcher dem Drehtisch (12) gegenüberliegend angeordnet ist;

einen Träger (24), welcher in dem Kopfkörper (22) derart vorgesehen ist, daß er vertikal beweglich ist, wobei der Träger (24) den Wafer (54) trägt, um den Wafer (54) gegen den Drehtisch (12) zu drücken;

einen Haltering (28), welcher in dem Kopfkörper (22) derart vorgesehen ist, daß er vertikal beweglich ist, wobei der Haltering (28) konzentrisch um den Umfang des Trägers (24) angeordnet ist, der Haltering (28) in Kontakt mit dem Drehtisch (12) kommt, und den Umfang des Wafers (54) während des Polierens hält; und

ein dicht abgeschlossener erster Raum (50) zum Andrücken des Trägers (24) und einen dicht geschlossenen zweiten Raum (66; 74) zum Andrücken des Halterings (28), wobei der erste und der zweite Raum (50, 66; 50, 74) im Kopfkörper (22) ausgebildet sind; und

wobei Druckluft den ersten und zweiten Räumen (50, 66; 50, 74) zugeführt wird, um den Träger (24) und den Haltering (28) gegen den Drehtisch (12) zu drücken;

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung folgendes aufweist:

ein Luftausstoßteil (52), welches am Boden des Trägers (24) vorgesehen ist und Luft auf die andere Fläche des Wafers (54) ausstößt, um eine Druckfluidschicht (55) zwischen dem Träger (24) und dem Wafer (54) zu bilden und den Wafer (54) gegen den Drehtisch (12) über die Druckfluidschicht (55) anzudrücken.

2. Waferpoliervorrichtung (10) nach Anspruch 1, welche ferner ein elastisches Flächengebilde (30) aufweist, welches in einem Raum in dem Kopfkörper (22) oberhalb des Trägers (24) und des Halterings (28) vorgesehen ist, das elastische Flächengebilde (30) konzentrisch in wenigstens ein Mittelteil (30A), welches in dem ersten Raum (50) eingeschlossen ist, und ein Umfangsteil (30B) unterteilt ist, welches in dem zweiten Raum (66) eingeschlossen ist, und die Druckluft den ersten und zweiten Räumen (50, 66) zugeführt wird, um das Mittelteil (30A) und das Umfangsteil (30B) des elastischen Flächengebildes (30) elastisch derart zu verformen, daß das Mittelteil (30A) den Träger (24) gegen den Drehtisch (12) drückt und das Umfangsteil den Haltering (28) gegen den Drehtisch (12) drückt.

3. Waferpoliervorrichtung (10) nach Anspruch 2, bei der das elastische Flächengebilde (30) aus Kautschuk, Metall oder Kunststoff hergestellt ist.

4. Waferpoliervorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, bei der das elastische Flächengebilde (30) einstückig ausgebildet ist.

5. Waferpoliervorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, bei der das elastische Flächengebilde ein kreisförmiges Flächengebilde (90) und ein kreisringförmiges Flächengebilde (92) umfaßt, welches außerhalb des kreisförmigen Flächengebildes (90) angeordnet ist.

6. Waferpoliervorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, bei der das elastische Flächengebilde vertikal übereinanderliegend zwei elastische Flächengebilde (100, 102) umfaßt, und die beiden elastischen Flächen gebilde (100, 102) konzentrisch im wenigstens zwei Räume unterteilt sind, einen zentralen Raum zwischen den beiden elastischen Flächengebilden (100, 102), bei dem sich um den ersten Raum (50) handelt, und einen Umfangsraum zwischen den beiden elastischen Flächengebilden (100, 102), bei dem es sich um den zweiten Raum (66) handelt.

7. Waferpoliervorrichtung (10) nach Anspruch 1, bei der der erste Raum (50) und der zweite Raum (75) dicht abgeschlossene Räume sind.