DE69827062T2

DE69827062T2 - Poliervorrichtung

Info

Publication number: DE69827062T2
Application number: DE69827062T
Authority: DE
Inventors: Minoru Mitaka-shi Numoto; Takao Mitaka-shi Inaba; Kenji Mitaka-shi Sakai; Hisashi Mitaka-shi Terashita; Manabu Mitaka-shi Satoh
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: DE69827062D1; US6203414B1; KR19980080996A; TW431942B; KR100475845B1; EP0868975A1; MY119522A; SG70632A1; EP0868975B1

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einer Poliervorrichtung, welche einen Wafer (Halbleiterscheibe) poliert, und die gemäß dem einleitenden Teil des Patentanspruchs 1 ausgelegt ist.
Eine Waferpoliervorrichtung der vorstehend genannten Art ist in EP 737 546 A beschrieben.
Bei einem Verfahren zum Herstellen von Halbleiterchips, bei denen Schaltungen auf einem Halbleitermaterial ausgebildet sind, wird die Oberfläche des Halbleiterwafers mittels einer Poliervorrichtung poliert. Die übliche Poliervorrichtung umfaßt einen Polierteil und ein Halte- und Andrückteil, welches den Halbleiterwafer hält und diesen gegen eine Polierfläche des Polierteils andrückt.
Das Polierteil ist mit einem Polierkissen versehen, welches die Polierfläche besitzt, und es ist ein Drehtisch vorhanden, auf welchem das Polierkissen angebracht ist.
Der Wafer muß sehr genau poliert werden. Selbst ein sehr geringer Hohlraum oder eine Wellung auf der Polierfläche kann jedoch zu Ungleichmäßigkeiten beim Poliervorgang führen.
In der japanischen erstveröffentlichten Patentanmeldung Nr. 8-229808 ist eine Poliervorrichtung angegeben, bei der der Wafer haftend mit einem Träger mittels einer Waferklebefolie verbunden ist, und der Träger wird gegen ein Polierkissen über eine Membrane mittels Druckfluid angedrückt, um den Wafer zu polieren. Die Poliervorrichtung ist mit einer Rohrverbindung bzw. Schlauchverbindung zwischen einem Kopfkörper und einem Haltering versehen. Die der Rohrleitung zugeführte Luftmenge wird so eingestellt, daß die Kraft des Halterings gesteuert werden kann, welcher das Polierkissen andrückt, um zu verhindern, daß das Polierkissen eine wellenförmige Gestalt annimmt.
Die Poliervorrichtung kann den Wafer nicht in Übereinstimmung mit Hohlräumen auf der Polierfläche verformen, da der Wafer haftend mit dem Träger mittels der Waferklebefolie verbunden ist. Aus diesem Grunde ist der auf den Wafer aufgebrachte Polierdruck nicht gleichmäßig, und es ist unmöglich, den Wafer genau zu polieren.
Bei einer üblichen Waferpoliervorrichtung ist ein Andrückring vorgesehen, welcher an einem Waferhaltekopf derart angeordnet ist, daß er den Rand des Wafers umschließt. Der Andrückring und der Wafer werden gegen den rotierenden Drehtisch gedrückt, so daß der Wafer poliert werden kann. Bei einer anderen üblichen Waferpoliervorrichtung ist ein Haltering an einem Träger des Waferhaltekopfs vorgesehen, und der Haltering ist in Kontakt mit der Umfangsfläche des Wafers, so daß der Wafer in einer sich regulierenden Position poliert werden kann.
Bei diesen Waferpoliervorrichtungen wird die Drehkraft des Drehtisches über den Wafer, den Haltering und den Andrückring auf den Träger übertragen. Hierdurch kann der Träger in unnötiger Weise Kippbewegungen infolge der Drehkraft ausführen, und dann kann der Polierdruck nicht mehr gleichmäßig sein. Somit kann dann der Wafer nicht mehr gleichmäßig poliert werden. Wenn man den Träger in einem solchen Maße andrückt, daß er keine Kippbewegungen mehr ausführen kann, lässt sich dieser vorstehend beschriebene Nachteil ausräumen. In diesem Fall wird jedoch der Polierdruck größer, und daher kann der Wafer nicht genau poliert werden.
In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 1-188265 ist eine Poliervorrichtung angegeben, bei der ein Luftdruck auf ein Werkstück von der Rückseite her zur Einwirkung gebracht wird, um das Werkstück hierdurch zu polieren, und zugleich das Werkstück und einen Werkstückhalter in einem nicht kontaktierenden Zustand zu halten. Der Druck zum maschinellen Bearbeiten des Werkstücks wird dadurch eingestellt, daß der Luftstrom gesteuert wird, welcher auf die Rückseite des Werkstücks gerichtet ist, und zwar mittels eines Strömungssteuerventils.
Bei dieser Poliervorrichtung kann nur der Luftstrom die Kippbewegung des sich drehenden Kopfs nicht absorbieren, und die Andrückkraft kann nicht konstant gehalten werden. Somit ist es unmöglich, den Wafer genau zu polieren.
In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 8-55826 ist eine Poliervorrichtung beschrieben, bei der eine Flüssigkeit, wie reines Wasser, in einem Zwischenraum zwischen einem Haltekopf an der Rückfläche eines Substrats eingeleitet wird, um zwischen demselben einen Fluidfilm zu bilden. Der Haltekopf hält das Substrat mittels einer Oberflächenspannung des Fluidfilms, um das Substrat zu polieren, welches gegen einen Drehtisch gedrückt wird.
Diese Poliervorrichtung setzt eine Flüssigkeit ein, und somit ändert sich die Dichte oder die Zusammensetzung der Aufschlämmung, wodurch die Ebenheit des Wafers und die Polierrate ungünstiger werden. Wenn die zugeführte Flüssigkeitsmenge kleiner gemacht wird oder eine Einstellung vorgenommen wird, um den vorstehend beschriebenen Nachteil zu überwinden, kann die Flüssigkeit nicht gleichmäßig über die Rückfläche des Wafers strömen. Somit ist es unmöglich, den Wafer genau zu polieren.
Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Umstände entwickelt und zielt darauf ab, eine Poliervorrichtung bereitzustellen, welche einen Wafer gleichmäßig und genau polieren kann.
Nach der Erfindung wird hierzu eine Poliervorrichtung bereitgestellt, deren Merkmale im Patentanspruch 1 angegeben sind.
Das Luftstrahlabgabeteil weist erste, und zweite Luftstrahlabgabeteile auf. Der Druck, welcher auf den Randteil des Wafers durch die Luft zur Einwirkung gebracht wird, die von dem zweiten Luftstrahlabgabeteil abgegeben wird, ist niedriger als der Druck gewählt, welcher auf das Mittelteil des Wafers durch die Luft zur Einwirkung gebracht wird, welche von dem ersten Luftstrahlabgabeteil abgegeben wird. Der Randteil des Wafers wird unter diesem Druck angedrückt, welcher um die Deformationsbelastungen herabgesetzt ist, die sich ergeben, wenn der Rand des Wafers sich in die Polieroberfläche einschneidet, als jener Druck, der auf das Mittelteil des Wafers einwirkt, so daß der Polierdruck über die gesamte Oberfläche des Wafers hinweg gleichmäßig gemacht werden kann. Hierdurch kann der Wafer gleichmäßig poliert werden.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird als Andrückeinrichtung eine piezoelektrische Einrichtung eingesetzt, und eine Span nung wird an die piezoelektrische Einrichtung angelegt, so daß sich die piezoelektrische Einrichtung expandieren kann. Die piezoelektrische Einrichtung beaufschlagt folglich den Träger mit einer Druckkraft. Nach der Erfindung wird die Druckkraft bzw. Andrückkraft durch das Steuern der Spannung bestimmt. Eine magnetostriktive Einrichtung kann an Stelle der piezoelektrischen Einrichtung eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird ein Federteil als Andrückeinrichtung eingesetzt. Die Andrückkraft kann durch die Kraft des Federteils bestimmt werden.
Wenn der Wafer gegen die Polierfläche mit einem gleichmäßigen Druck angedrückt wird, wird eine Deformationsbelastung, die sich an der Polierfläche ergibt, wenn der Rand des Wafers in die Polierfläche einschneidet, zu dem Randteil des Wafers addiert. Aus diesem Grunde wird das Randteil mit stärkerem Abtrag als die anderen Teile poliert.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Poliervorrichtung nach der Erfindung ist derart ausgelegt, daß ein Wafer mittels eines Haltekopfs gehalten wird, und der Wafer gegen einen rotierenden Drehtisch angedrückt wird, um hierdurch eine Oberfläche des Wafers zu polieren. Eine solche bevorzugte Ausführungsform ist im Anspruch 11 angegeben.
Da bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Träger den Wafer über die Druckfluidschicht abstützt, wird die auf den Wafer wirkende Reibungskraft nicht auf den Träger übertragen, wenn der Wafer poliert wird. Ferner sind der Träger und der Andrückring mittels des Druckfluids abgestützt, und der Wafer wird gegen die Polierfläche mittels der Druckfluidschicht angedrückt. Wenn die Polierfläche des Drehtisches wellenförmig ist, dann folgt die Position des Trägers der Gestalt der Polierfläche. Selbst wenn daher die Polierfläche gewellt ist, wird die gesamte Oberfläche des Wafers gegen die Polierfläche mit gleichmäßigem Druck angedrückt, so daß der Wafer gleichmäßig poliert werden kann.
Der Haltering ist an der Innenfläche des Andrückrings vorgesehen. Somit ist es möglich, daß verhindert werden kann, daß der Wafer während des Poliervorgangs springt, und die Polierkraft, welche auf den Haltering wirkt, wird nicht auf den Träger übertragen.
Wenigstens ein Teil des Halterings, welcher auf den Wafer trifft, ist aus Harz hergestellt, so daß ein Ablösen von Teilen vom Wafer verhindert wird.
Ferner ist ein Vorsprung auf dem Boden des Kopfkörpers ausgebildet, und der Vorsprung ist in Kontakt mit der Umfangsfläche des Bodens des Andrückrings, um die Reibung des Andrückrings zu regulieren.
KURZBESCHREIBUNG 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:
1 ist eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer Poliervorrichtung;
2 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Deformation des Halbleiterwafers, welche aus Wellungen auf dem Polierkissen der Poliervorrichtung nach 1 resultieren;
3 ist eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform einer Poliervorrichtung nach der Erfindung;
4 ist eine Ansicht zur Beschreibung der Andrückkraft eines Fluidandrückteils und des Polierdrucks, welcher auf einen Halbleiterwafer bei der Poliervorrichtung nach 3 aufgebracht wird;
5 ist eine Schnittansicht eines Waferhaltekopfs bei einer Poliervorrichtung, wobei eine piezoelektrische Einrichtung und eine Spiralfeder als Andrückeinrichtung eingesetzt werden;
6 ist eine Schnittansicht eines Waferhaltekopfs bei einer Poliervorrichtung, bei der eine Blattfeder und eine Spiralfeder als Andrückeinrichtung eingesetzt werden;
7 ist eine Schnittansicht eines Waferhaltekopfs bei einer Poliervorrichtung, bei der Luftstrahlausgabeöffnungen an einem Träger ausgebildet sind;
8 ist eine Ansicht zur Verdeutlichung der Gesamtauslegung einer Poliervorrichtung; und
9 ist eine Schnittansicht eines Waferhaltekopfs mit der in 8 gezeigten Poliervorrichtung.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Poliervorrichtung 100 folgendes auf: Einen Drehtisch 10, welcher einen Halbleiterwafer 2 poliert; und einen Haltekopf 20, welcher den Halbleiterwafer 2 hält und dreht, währenddem er zugleich gegen den Drehtisch 10 mit einem gewünschten Polierdruck angedrückt wird.
Der Drehtisch 10 weist folgendes auf: Ein Polierkissen 12, welches eine kreisförmige Polierfläche 12a hat, welche eine polierte Oberfläche 2a des Halbleiterwafers 2 poliert; eine Drehplatte 14, auf der das Polierkissen 12 angebracht ist; und ein Drehantriebsteil 16, welches die Drehplatte 14 in einer horizontalen Polierrichtung (in Richtung eines Pfeils A in 1) relativ zu dem Haltekopf 20 dreht.
Der Haltekopf 20 weist folgendes auf: Ein Fluidandrückteil 30, welches eine Druckfluidschicht L bildet, welche in Kontakt mit einer Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 ist und den Halbleiterwafer 2 andrückt; einen zylindrischen Haltering 42, welcher das Fluidandrückteil 30 umschließt, und die Polierfläche 12a des Polierkissens 12 um den Halbleiterwafer 2 andrückt; ein Halteteil 44, welches integral mit der inneren Fläche am Boden des Halterings 42 ausgebildet ist und eine Umfangsfläche 2c des Halbleiterwafers 2 hält; einen Kopfkörper 52, welcher oberhalb des Fluidandrückteils 30 und des Halterings 42 angeordnet ist; ein Drehantriebsteil 54, welches den Kopfkörper 52 in Drehung versetzt; ein erstes Einstellteil 60, welches zwischen dem Kopfkörper 52 und dem Fluidandrückteil 30 angeordnet ist und den Polierdruck einstellt, welcher auf das Fluidandrückteil 30 einwirkt; und ein zweites Einstellteil 70, welches zwischen dem Kopf 52 und dem Haltering 42 angeordnet ist, sowie den Druck auf den Haltering 42 zum Andrücken des Polierkissens 12 aufbringt und einstellt.
Der Haltering 42 ist mit dem Kopfkörper 52 über ein Anschlagteil (nicht gezeigt) verbunden, welches verhindert, daß der Haltering 42 aus dem Kopfkörper 52 heraus fällt.
Das Fluidandrückteil 30 weist folgendes auf: Einen Träger 32, welcher ein konkaves Teil 32a hat, welches im wesentlichen zu dem gesamten Bereich der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 offen ist; eine luftdurchlässige, poröse Platte (ein Luftstrahlabgabeteil) 34, welche passend in das Bodenende des konkaven Teils 32a eingesetzt und beabstandet von der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 angeordnet ist; und eine Luftzufuhreinrichtung 36, welche Luft Ar in einen Zwischenraum S zwischen einem Deckenteil 32b des konkaven Teils 32a und der porösen Platte 34 einleitet.
Der Träger 32 ist in Kontakt mit dem Halteteil 44 des Halterings 42, so daß der Träger 32 daran gehindert werden kann, daß er aus dem Haltering 42 heraus fällt. Der Träger 32 und der Haltering 42 sind derart schwimmend gelagert, daß sie sich nicht wechselseitig behindern.
Die poröse Platte 34 hat eine Anzahl von Luftdurchgängen und ist beispielsweise aus einer Sinterkeramik hergestellt.
Die Luftzufuhreinrichtung 36 weist folgendes auf: Eine Pumpe 22; und einen Regler 36a, welcher den Druck der zugeführten Luft Ar einstellt, und ein Ventil 36b, welches den Luftstrom Ar einstellt, welche an einem Luftzufuhrdurchgang R1 zwischen der Pumpe 22 und dem konkaven Teil 32a angeordnet sind.
Das erste Einstellteil 60 weist folgendes auf: Einen Luftsack (Anrückeinrichtung) 62, welche zwischen dem Kopfkörper 52 und dem Fluidanpreßteil 30 angeordnet ist, und sich durch Einströmen oder Ausströmen von Luft expandieren oder kontraktieren kann, um den Polierdruck einzustellen; und eine Luftzuführeinrichtung 64, welche dem Luftsack 62 Luft zuführt. Die Luftzuführeinrichtung 64 weist folgendes auf: Die Pumpe 22 (an Stelle der Pumpe 22 kann eine weitere Pumpe vorgesehen sein); und einen Regler 66, welcher an dem Luftzufuhrdurchgang R2 zwischen der Pumpe 22 und dem Luftsack 62 vorgesehen ist, und den Druck der zugeführten Luft einstellt.
Das Einstellteil 70 weist folgendes auf: Einen Luftsack 72, welcher zwischen dem Kopfkörper 52 und dem Haltering 42 angeordnet ist, und durch Einströmen oder Ausströmen von Luft expandieren oder sich zusammen ziehen kann, um die Polierfläche zu regeln; und eine Luftzufuhreinrichtung 74, welche dem Luftsack 72 Luft zuführt. Die Luftzuführeinrichtung 74 weist folgendes auf: Die Pumpe 22 (an Stelle der Pumpe 22 kann gegebenenfalls eine weitere Pumpe vorgesehen sein); und einen Regler 76, welcher an einem Luftzufuhrdurchgang R3 zwischen der Pumpe 22 und dem Luftsack 72 vorgesehen ist und den Druck der zugeführten Luft einstellt.
Nachstehend wird eine Verfahrensweise zum Polieren eines Halbleiterwafers 2 mit Hilfe der Poliervorrichtung 100 beschrieben.
Zuerst stellt die Luftzufuhreinrichtung 64 der ersten Einstelleinrichtung 60 den Luftdruck in dem Luftsack 62 ein, wodurch der Polierdruck eingestellt wird, welcher auf das Fluidandrückteil 30 einwirkt.
Die Luftzufuhreinrichtung 36 führt Luft Ar zu, deren Druck und Strömungsgeschwindigkeit bereits eingestellt worden sind, und die in dem Zwischenraum S zwischen dem Deckenteil 32b des konkaven Teils 32a und der porösen Platte 34 eingeleitet wird. Dann sammelt sich die Luft Ar in dem Zwischenraum S, um den Druck auszugleichen, und die Luft Ar strömt langsam durch die poröse Platte 34 mit einer konstanten Geschwindigkeit in einen Raum zwischen der porösen Platte 34 und der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2. Hierdurch bildet die Luft Ar die Druckfluidschicht L, welche den Polierdruck gleichmäßig über den gesamten Bereich der Rückfläche 2b überträgt. Die Luft Ar, welche die Druckfluidschicht L bildet, strömt in derselben Menge aus, wie sie einströmt.
Somit beaufschlagt die Druckfluidschicht L den gesamten Bereich der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 mit einer Druckkraft, unabhängig davon, ob der Halbleiterwafer 2 deformiert wird oder nicht. Selbst wenn eine Wellung oder ein konkaver Bereich D an der Polierfläche 2a des Drehtisches 10 vorhanden ist, wie dies in 2 verdeutlicht ist, wird der Halbleiterwafer 2 gegen die Polierfläche 12a entgegen der Wellung oder des konkaven Bereichs D angedrückt. Der Halbleiterwafer 2 wird gegen die Polierfläche 2a gleichmäßig über den gesamten Bereich der Polierfläche 2a angedrückt.
Das zweite Einstellteil 70 in 1 stellt die Kraft ein, mit der der Haltering 42 das Polierkissen 12 mit einer Druckkraft beaufschlagt. Hierdurch ist es möglich zu verhindern, daß die Polierfläche 12a sich um den Halbleiterwafer 2 anhebt.
Dann wird das Drehantriebsteil 16 des Drehtisches 10 aktiviert, um das Polierkissen 12 mit der Drehplatte 14 in horizontaler Polierrichtung (in Richtung des Pfeils A in 1) in Drehung zu versetzen, und das Drehantriebsteil 54 des Haltekopfs 20 wird aktiviert, um den Haltekörper 52 in Richtung eines Pfeils B in 1 drehanzutreiben. Auf diese Weise wird der Halbleiterwafer 2 poliert.
Der Halbleiterwafer 2 wird gleichmäßig poliert, da der Halbleiterwafer 2 gegen die Polierfläche 12a längs der Wellen oder des konkaven Bereichs D entsprechend 2 angedrückt wird, und es wird verhindert, daß sich die Polierfläche 12a um den Halbleiterwafer 2 erhebt, wie dies in 1 gezeigt ist.
Die Poliervorrichtung 100 ist mit einem Instrument zum Messen der Dicke des Halbleiterwafers 2 versehen. Das Instrument weist einen Kontaktsensor 80, einen kontaktlosen Sensor 82 und eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) (nicht gezeigt) auf, welche die Dicke des Halbleiterwafers 2 gemäß den von den Sensoren 80, 82 erhaltenen Daten ermittelt.
Der Sensor 80 ist in Kontakt mit der Oberseite des Trägers 32, und er misst eine Änderung der Bewegung des Trägers 32 bezüglich der Polierfläche 12a. Der Sensor 80 kann näherungsweise die Dicke des Halbleiterwafers 2 messen. Der Messwert des Sensors 80 wird um einen Messwert des Sensors 82 korrigiert, so daß die genaue Dicke des Halbleiterwafers 2 ermittelt werden kann.
Der Sensor 82 ist ein kontaktloser Sensor, wie ein Gleichstromsensor, und eine Sensorfläche 82a des Sensors 82 ist bündig mit dem Boden des Fluidandrückteils 30 ausgebildet. Der Sensor 82 mißt eine Änderung der Dicke der Druckfluidschicht L, indem der Abstand zwischen dem Sensor 82 und der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 gemessen wird.
Die zentrale Verarbeitungseinheit CPU addiert die Änderung der Dicke der Druckfluidschicht L, welche mit Hilfe des Sensors 82 erfaßt wird, zu der Bewegungsgröße des Haltekopfs 20, welche mit Hilfe des Sensors 80 erfaßt wird. In anderen Worten bedeutet dies, daß die CPU die Dicke des Halbleiterwafers 2 nach Maßgabe der Änderung von Größen bezüglich zuvor gespeicherten Bezugsgrößen ermittelt. Wenn beispielsweise die mit Hilfe des Sensors 80 erfaßte Änderungsgröße T1 ist, und die Änderungsgröße erfasst mit dem Sensor 82 T2 ist, so ergibt sich die Dicke des Halbleiterwafers 2 mit T1 + T2. Wenn die mit dem Sensor 80 gemessene Änderungsgröße T1 und die mit dem Sensor 82 erfaßte Änderungsgröße 0 ist, beträgt die Dicke des Halbleiterwafers 2 T1. Wenn die mit Hilfe des Sensors 80 erfaßte Änderungsgröße T1 ist, und die mit Hilfe des Sensors 82 erfaßte Änderungsgröße –T2 ist, dann beträgt die Dicke des Halbleiterwafers 2 T1 – T2.
Wie zuvor angegeben ist, sind zwei Sensoren 80, 82 vorgesehen, um die Dicke des Halbleiterwafers 2 aus zwei Änderungsgrößen bei dieser bevorzugten Ausführungsform zu ermitteln. Somit ist es möglich, die Dicke des Halbleiterwafers 2 genau zu bestimmen.
3 zeigt eine Poliervorrichtung 200 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung. Die Poliervorrichtung 200 unterscheidet sich von der Poliervorrichtung 200 in 1 dadurch, daß der Haltering 42 und das zweite Einstellteil 70 nicht vorgesehen sind, und daß das Fluidandrückteil 130 nach 3 an Stelle des Fluidandrückteils 30 vorgesehen ist.
Das Fluidandrückteil 130 weist folgendes auf: Ein zentrales Andrückteil 140, welches eine Druckfluidschicht in einem Mittelteil L bildet, welches das Mittelteil der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 mit einer Druckkraft beaufschlagt; und ein Randandrückteil 150, welches eine Druckfluidschicht an einem Randteil L2 bildet, mittels welcher das Randteil der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 mit einem niedrigeren Druck als der Druck der Druckfluidschicht in dem mittleren Bereich L1 andrückt.
Das zentrale Andrückteil 140 weist folgendes auf: Ein konkaves Teil 142, welches in Richtung zu dem Mittelteil der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 offen ist; eine luftdurchlässige, poröse Platte 144, welche passend in das Bodenende des konkaven Teils 142 eingesetzt und beabstandet von der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 angeordnet ist; und eine Luftzufuhreinrichtung 146, welche Luft Ar in einen Zwischenraum S1 zwischen einem dicken Teil 142a des konkaven Teils 142 und der porösen Platte 144 einleitet.
Die Luftzufuhreinrichtung 146 weist folgendes auf: Eine Pumpe 22; einen Regler 146a zum Einstellen des Drucks der zugeführten Luft Ar1, und ein Ventil 146b, welches den Luftstrom Ar1 einstellt, und das in einem Luftzufuhrdurchgang R11 zwischen der Pumpe 22 und dem konkaven Teil 142 vorgesehen ist.
Das Randandrückteil 150 weist folgendes auf: Ein konkaves Teil 152, welches ringförmig in Richtung zu dem Randteil der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 offen ist, eine luftdurchlässige, poröse Platte 154, welche passend in das Bodenende des konkaven Teils 152 eingesetzt und beabstandet von der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 angeordnet ist; und eine Luftzufuhreinrichtung 156, welche Luft Ar2 in einen Zwischenraum S2 zwischen einem Deckenteil 152a des konkaven Teils 152 und der porösen Platte 154 einleitet.
Die Luftzufuhreinrichtung 156 weist folgendes auf: Die Pumpe 22 (an Stelle der Pumpe 22 kann gegebenenfalls eine weitere Pumpe vorgesehen sein); einen Regler 156a zur Einstellung des Drucks der zugeführten Luft Ar2, und ein Ventil 156b zum Einstellen des Durchflusses der Luft Ar2, welches an einem Luftzufuhrdurchgang R12 zwischen der Pumpe 22 und dem konkaven Teil 152 vorgesehen ist.
Die porösen Platen 144, 154 haben darin eine Anzahl von Luftdurchgängen, und sie sind beispielsweise aus Sinterkeramik hergestellt.
Bei der Poliervorrichtung 200 nimmt die Andrückkraft gegen den Halbleiterwafer 2 allmählich von dem Mittelteil zu dem Randteil ab, und somit kann dann das Polierkissen 12 gleichmäßig den Polierdruck auf den Halbleiterwafer 2 zur Einwirkung bringen. Wenn ferner der Halbleiterwafer gegen die Polierfläche mit gleichmäßigem Druck angedrückt wird, wird das Randteil eines Halbleiterwafers mit einem höheren Polierdruck von der Polierfläche beaufschlagt als die ande ren Teile des Halbleiterwafers durch den Druck, der durch eine Deformationsbelastung der Polierfläche erzeugt wird, und der sich dadurch ergibt, daß sich der Rand des Halbleiterwafers in die Polierfläche einschneidet. Das Randteil wird daher stärker poliert als die anderen Teile. Um diese Schwierigkeit bei der bevorzugten Ausführungsform zu überwinden, drückt das Fluidandrückteil 130 den Randteil der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 mit geringerem Druck als das Mittelteil der Rückfläche 2b des Halbleiterwafers 2 durch den Druck an, der durch die Deformationsbelastung des Polierkissens 12 nach 9 erzeugt wird. Somit kann das Polierkissen 12 gleichmäßiger ein Polierdruck auf die polierte Fläche 2a des Halbleiterwafers 2 aufbringen. Somit kann bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Halbleiterwafer 2 gleichmäßig poliert werden.
Der Haltering 42 und das zweite Einstellteil 70 nach 1 brauchen daher bei dieser Ausführungsform nicht vorgesehen zu sein, und somit kann man die Antriebsenergie reduzieren, und es lässt sich auch die Notwendigkeit ausschalten, den verbrauchten Haltering 42 zu ersetzen.
Die Poliervorrichtungen 100, 200 können nicht nur bei Halbleiterwafern 2 zum Einsatz kommen, sondern auch bei irgendwelchen anderen Arten von Wafern für Halbleiterscheiben.
Bei diesen Vorrichtungen wird die Luft dem Luftsack 62 zugeführt, um den Träger 32 mit einer Druckkraft zu beaufschlagen, wobei die Erfindung hierauf aber nicht beschränkt ist. Dem Luftsack 32 kann Wasser zugeführt werden, um den Träger 32 mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß dem Luftsatz 62 irgendein geeignetes Fluid zugeführt werden kann. Gleiches oder ähnliches gilt auch für den Luftsack 72.
5 ist eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines Haltekopfs 20A bei einer Poliervorrichtung, bei der eine piezoelektrische Einrichtung 90 als eine Einrichtung zum Einsatz kommt, die den Träger 32 mit einer Druckkraft beaufschlagt. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der Darstellung nach 1 sind in 5 mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und eine nähere Beschreibung derselben kann daher entfallen.
Wenn eine Spannung an die piezoelektrische Einrichtung 90 von einer Spannungsquelle (nicht gezeigt) angelegt wird, expandiert sich die piezoelektrische Einrichtung in vertikaler Richtung in 5, und die piezoelektrische Einrichtung 90 drückt den Träger 32 in Richtung nach unten. Hierbei bringt die piezoelektrische Einrichtung 90 eine Kraft auf den Träger 32 auf, und diese Kraft wird auf den Wafer 2 über die Druckfluidschicht L übertragen. Somit wird der Wafer 2 gegen das Polierkissen 12 derart angedrückt, daß der Wafer 2 poliert wird. Eine Spannungssteuereinheit (nicht gezeigt) steuert die an die piezoelektrische Einrichtung 90 anzulegende Spannung, um die Expansion der piezoelektrischen Einrichtung 90 zu steuern, so daß sich die Kraft steuern lässt. In 5 werden Spiralfedern 92 als Andrückeinrichtung für den Haltering 42 eingesetzt. An Stelle der piezoelektrischen Einrichtung 90 kann eine magnetostriktive Einrichtung zum Einsatz kommen.
6 ist eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines Haltekopfs 20B bei einer Poliervorrichtung, bei der eine Blattfeder 94 als eine Einrichtung eingesetzt wird, welche eine Druckkraft auf den Träger 32 ausübt. Gleiche oder ähnliche Teile wie bei der Ausführungsform nach 1 sind dort mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine nähere Beschreibung derselben kann daher entfallen.
Die Blattfeder 94 ist in einem Spalt zwischen dem Kopfkörper 52 und dem Träger 32 angeordnet, und die Blattfeder 94 drückt den Träger 32 in Richtung nach unten. Die Kraft der Blattfeder 94 wird auf den Wafer 2 über die Druckfluidschicht L übertragen. Somit wird der Wafer 2 gegen das Polierkissen 12 angedrückt, so daß der Wafer 2 poliert werden kann. Die Blattfeder 94 hat eine optimale Federkonstante zum Polieren des Wafers 2. In 6 werden Spiralfedern 86 als eine Andrückeinrichtung für den Haltering 42 eingesetzt.
Zwei piezoelektrische Einrichtungen, die piezoelektrische Einrichtung und der Luftsack oder die Feder und der Luftsack können als Andrückeinrichtung für den Träger 32 und den Haltering 42 eingesetzt werden.
7 zeigt eine Schnittansicht zur Verdeutlichung des Haltekopfs 20C in einer Poliervorrichtung, bei der Luftstrahlabgabeöffnungen 97, 98 im Träger 32 ausgebildet sind, ohne daß die poröse Platte 34 als ein Luftstrahlabgabeteil vorhanden ist. Eine Anzahl von Luftstrahlabgabeöffnungen 97 ist in einem Kreis um den Mittelpunkt auf der Drehachse des Trägers 32 ausgebildet, und sie sind derart angeordnet, daß sie den zentralen Teil des Wafers 2 zugewandt liegen. Eine Anzahl von Luftstrahlausgabeöffnungen 98 ist auf einem Kreis außerhalb der Luftstrahlabgabeöffnungen 97 mit dem Mittelpunkt auf der Drehachse des Trägers 32 ausgebildet, und sie sind derart angeordnet, daß sie dem Randteil des Wafers 2 zugewandt liegen. Der Träger 32, an welchem die Luftstrahlabgabeöffnungen 97, 98 ausgebildet sind, kann dieselben Effekte wie die poröse Platte 34 hervorbringen.
Wenn der Druck der über die Luftstrahlabgabeöffnungen 97 abgegebenen Luft und der Druck der über die Luftstrahlabgabeöffnungen 98 abgegebenen Luft gesondert gesteuert werden können, wird der Druck, welcher auf den Randteil des Wafers 2 durch die Luft von den Luftstrahlabgabeöffnungen 98 aufgebracht wird, auf einen niedrigeren Wert als der Druck eingestellt, der auf das Mittelteil des Wafers 2 durch die Luft aufgebracht wird, die von den Luftstrahlabgabeöffnungen 97 abgegeben wird. Die Poliervorrichtung gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform kann im wesentlichen die gleichen Effekte wie die Poliervorrichtung 200 nach 3 haben. In 7 sind die Luftstrahlabgabeöffnungen 97, 98 am Träger 32 ausgebildet. Die Erfindung ist natürlich nicht hierauf beschränkt. Ein Teil, welches mit Luftstrahlabgabeöffnungen 97, 98 versehen ist, kann gegebenenfalls an dem Träger 32 angebracht werden.
8 zeigt in einer Gesamtansicht eine Auslegungsform einer Waferpoliervorrichtung.
Wie in 8 gezeigt ist, weist die Waferpoliervorrichtung 300 einen Drehtisch 312 und einen Waferhaltekopf 314 auf. Der Drehtisch 312 ist ähnlich einer Scheibe ausgelegt, und ein Polierkissen 316 ist an der Oberseite hiervon angebracht. Eine Spindel 318 ist mit dem Bodenteil des Drehtischs 312 verbunden, und die Spindel 318 ist mit einer Ausgangswelle (nicht gezeigt) eines Motors 320 verbunden. Wenn der Motor 320 angetrieben ist, dreht sich der Drehtisch 312 in Richtung eines Pfeils A, und von einer Düse (nicht gezeigt), wird eine Aufschlämmung auf das Polierkissen 316 des sich drehenden Drehtisch 312 aufgebracht.
9 ist eine Längsschnittansicht eines Waferhaltekopfs 314. Der Waferhaltekopf 314 weist einen Kopfkörper 322, einen Träger 324, einen Andrückring 318 und eine Kautschukfolie 330 auf. Der Kopfkörper 322 ist ähnlich eines Napfs ausgelegt, welcher nach unten offen ist, und er wird in Richtung eines Pfeils B mittels eines Motors (nicht gezeigt) drehangetrieben, welcher mit einer Drehwelle 332 verbunden ist. Luftzufuhrdurchgänge 334, 336, 337 sind in dem Kopfkörper 322 ausgebildet, und sie stehen jeweils in kommunizierender Verbindung mit Luftzufuhrdurchgängen 338, 340, 341, welche in der Drehwelle 332 ausgebildet sind. Der Luftzufuhrdurchgang 338 ist mit einer Pumpe 344 über einen Regler 342A verbunden. Der Luftzufuhrdurchgang 340 ist mit der Pumpe 344 über einen Regler 342B verbunden, und der Luftzufuhrdurchgang 341 ist mit der Pumpe 344 über einen Regler 342C verbunden.
Der Träger 324 ist ähnlich einer Scheibe ausgebildet, und ist in dem Kopfkörper 322 koaxial zu diesem aufgenommen. Ein konkaves Teil 325 ist am Boden des Trägers 324 ausgebildet, und eine luftdurchlässige, poröse Platte 352 ist passend in das konkave Teil 325 eingesetzt. Eine Luftkammer 327 wird über der porösen Platte 352 gebildet, und ein Luftzufuhrdurchgang 353 steht in kommunizierender Verbindung mit der Luftkammer 327. Der Luftzufuhrdurchgang 353 steht in kommunizierender Verbindung mit dem vorstehend angegebenen Luftzufuhrdurchgang 337. Somit wird die Druckluft von der Pumpe 344 in die Luftkammer 327 über Luftzufuhrdurchgänge 341, 337, 353 eingeleitet. Dann geht die Luft durch die poröse Platte 352 und wird strahlförmig von der Bodenseite in Richtung nach unten abgegeben. Somit wird der Druck des Trägers 324 auf den Wafer 354 über eine Druckluftschicht 355 übertragen, und der Wafer 354 wird gleichmäßig gegen das Polierkissen 316 angedrückt. Der Regler 342C stellt den Luftdruck ein, um die Kraft zu steuern, mit der der Wafer 354 gegen das Polierkissen 316 angedrückt wird. Wenn der Träger 324 direkt den Wafer 354 gegen das Polierkissen 316 andrückt, kann die Kraft des Trägers 324 nicht gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des Wafers 354 übertragen werden, wenn Staub zwischen dem Träger 324 und dem Wafer 354 vorhanden ist. Wenn der Wafer 354 gegen das Polierkissen 316 über die Druckluftschicht 355 angedrückt wird, kann die Kraft des Trägers 324 gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche des Wafers 354 übertragen werden, selbst wenn Staub zwischen dem Träger 324 und dem Wafers 354 vorhanden ist. Die Luft wird strahlförmig von der porösen Platte 352 abgegeben, und wird zur Außenseite über einen Luftauslaß (nicht gezeigt) abgeleitet, welcher in einem Andrückring 328 ausgebildet ist.
Die poröse Platte 352 hat darin eine Anzahl von Luftdurchgängen, und sie ist beispielsweise aus Sinterkeramik hergestellt.
Die Kautschukfolie 330 hat eine gleichmäßige Dicke und ist ähnlich einer Scheibe ausgebildet. Die Kautschukfolie 330 ist fest am Kopfkörper 322 mit Hilfe einer Befestigungseinrichtung 348 und einem O-Ring 346 angebracht, und die Kautschukfolie 330 ist in einem zentralen Teil 330A und einem äußeren Teil 330B an der Befestigungseinrichtung 348 unterteilt. Der zentrale Teil 330A der Kautschukfolie 330 drückt auf den Träger 324 und das äußere Teil 330B drückt auf den Andrückring 328.
Bei dem Kopfkörper 322 ist ein Zwischenraum 350 in dem Kopfkörper 332 ausgebildet, und der Zwischenraum 350 kann durch die Kautschukfolie 330 und den O-Ring 346 luftdicht abgeschlossen sein. Der Luftzufuhrdurchgang 336 steht in kommunizierender Verbindung mit dem Raum 350. Wenn Druckluft in dem Raum 350 über den Luftzufuhrdurchgang 336 eingeleitet wird, verformt sich der zentrale Teil 330A der Kautschukfolie 330 elastisch, um das Oberteil des Trägers 324 durch den Luftdruck mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. Somit ist es möglich, daß man eine Kraft erhält, welche den Wafer 354 gegen das Polierkissen 316 andrückt. Durch Einstellung des Luftdrucks mittels des Reglers 342B ist es möglich, die Kraft zu steuern, welche den Wafer 354 andrückt. Mit den Bezugszeichen 356, 358 sind O-Ringe zu Abdichtungszwecken bezeichnet.
Der Andrückring 328 ist zwischen dem Kopfkörper 322 und dem Träger 324 angeordnet. Ein Vorsprung 370 ist auf der inneren Fläche des Bodens des Kopfkörpers 322 ausgebildet, und der Vorsprung 370 trägt den Druckring 328 auf eine solche Weise, daß der Andrückring 328 keine Kippbewegung ausführen kann.
Ein ringförmiger Haltering 329 ist lösbar an der inneren Oberfläche des Bodens des Andrückrings 328 vorgesehen. Wenn der Rand des Wafers 354 auf den Haltering 329 trifft, wird die Position des Wafers 354 während des Polierens reguliert. Der Haltering 329 liegt beabstandet von dem Polierkissen 316. Wenigstens ein Teil des Halterings 329, welcher mit dem Wafer 354 zusammen arbeiten kann, ist aus weichem Material (beispielsweise Harz) hergestellt, so daß verhindert wird, daß Teile vom Wafers 354 abgebrochen werden, wenn der Rand desselben auf den Haltering 329 trifft. Ein verbrauchter Haltering 329 kann durch einen neuen ersetzt werden.
Andererseits wird ein ringförmiger Raum 366 in dem Kopfkörper 322 gebildet, und der Raum 366 ist durch das äußere Teil 330B der Kautschukfolie 330 mit Hilfe von O-Ringen 346, 356 luftdicht abgeschlossen. Der Luftzufuhrdurchgang 334 steht in kommunizierender Verbindung mit dem Raum 366. Wenn Druckluft in den Raum 366 über den Luftzufuhrdurchgang 334 eingeleitet wird, verformt sich das äußere Teil 330B der Kautschukfolie 330 elastisch, um auf die ringförmige obere Fläche des Andrückrings 328 durch den Luftdruck eine Druckkraft aufzubringen. Die ringförmige Bodenfläche des Andrückrings 328 wird hierdurch gegen das Polierkissen 316 gedrückt. Durch Einstellung des Luftdrucks mittels des Reglers 342A ist es möglich, die Kraft zu steuern, mit der der Andrückring 328 beaufschlagt wird.
Der Andrückring 328 ist mit dem Kopfkörper 322 über ein Anschlagteil (nicht gezeigt) verbunden, welches verhindert, daß der Anpressring 328 aus dem Kopfkörper 322 herausfällt. Der Träger 324 ist mit dem Andrückring 328 über ein Anschlagteil (nicht gezeigt) verbunden, welches verhindert, daß der Träger 324 aus dem Andrückring 328 herausfällt.
Nachstehend wird eine Polierverfahrensweise für einen Wafer unter Einsatz der Waferpoliervorrichtung 300 näher beschrieben, welche den vorstehend genannten Aufbau hat.
Zuerst wird die Pumpe 344 in Betrieb genommen, um Druckluft der Luftkammer 327 über die Luftdurchgänge 341, 337, 353 und von der Druckluftschicht 355 zwischen der porösen Platte 352 und dem Wafer 354 zuzuführen. Der Wafer 354 wird gegen das Polierkissen 316 durch die Druckluftschicht 355 angedrückt. Dann wird Druckluft in den Raum 350 von der Pumpe 344 über Luftdurchgänge 340, 336 eingeleitet. Das zentrale Teil 330A der Kautschukfolie 330 wird elastisch durch den inneren Luftdruck zur Beaufschlagung des Trägers 324 verformt. Hierbei wird die Kraft von dem zentralen Teil 330A der Kautschukfolie 330 auf den Wafer 354 über den Träger 324 und die Druckluftschicht 355 übertragen, so daß der Wafer 354 gegen das Polierkissen 316 angedrückt werden kann. Der Regler 352B stellt den Druck der Luft ein, die von der Pumpe 344 zugeführt wird, um einen inneren Luftdruck in dem Raum 350 auf einen gewünschten Druckwert einzustellen, so daß die Kraft, welche den Wafer 354 gegen das Polierkissen 316 drückt, konstant gehalten werden kann.
Dann wird Druckluft in dem Raum 366 von der Pumpe 344 über die Luftzufuhrdurchgänge 338, 334 eingeleitet, und das äußere Teil 330B der Kautschukfolie 330 wird elastisch verformt, um den Andrückring 328 gegen das Polierkissen 316 anzudrücken. Der Regler 342A stellt den Druck der Luft ein, die von der Pumpe 344 geliefert wird, um den inneren Luftdruck in dem Raum 366 auf einen gewünschten Druckwert einzustellen, so daß die Kraft, welche den Andrückring 328 gegen das Polierkissen 316 drückt, konstant gehalten werden kann. Dann wird der Drehtisch 312 in Richtung des Pfeils A durch den Motor 320 in Drehung versetzt, und der Waferhaltekopf 314 dreht sich in Richtung des Pfeils B, so daß mit dem Polieren des Wafers 354 begonnen wird.
Der Wafer 354 ist von dem Träger 324 über die Druckluftschicht 355 während des Polierens abgestützt, und somit wird die Drehkraft des Drehtisches 312, welche auf den Wafer 354 wird, nicht auf den Träger 324 übertragen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform schützt der Kopfkörper 322 den Andrückring 328 und den Haltering 329 über die Druckluft in dem Lauf 366 ab, die mit der Kautschukfolie 330 gebildet wird. Somit wird die Drehkraft des Drehtisches 312, welche auf den Andrückring 328 und den Haltering 329 während des Polierens wirkt, nicht auf den Träger 324 übertragen. Somit ist es möglich zu verhindern, daß der Träger 324 eine Kippbewegung ausführt, ohne daß der Polierdruck erhöht zu werden braucht, so daß sich der Wafer 354 genau polieren lässt.
Während des Poliervorgangs des Wafers 354 wird die Drehkraft des Drehtisches 312 auf den Andrückring 328 übertragen, und der Andrückring 328 versucht, infolge der Drehkraft eine horizontale Schwenkbewegung auszuführen. Bei dieser Ausführungsform jedoch führt der Andrückring 328 keine Schwenkbewegung in horizontaler Richtung aus, da er durch den Vorsprung 370 abgestützt ist, welcher and er inneren Fläche des Bodens des Kopfkörpers 322 ausgebildet ist. Somit kann ein Teil des Polierkissens 316, welches durch den Andrückring 328 umschlossen ist, eben gehalten werden, so daß sich die Oberfläche des Wafers 354 gleichmäßig polieren lässt.
Wenn ferner das Polierkissen 316 wellenförmig ausgebildet ist, bewegt sich der Träger 324 derart, daß er der Form des Polierkissens 316 folgt, da der Träger 324 und der Andrückring 328 mittels der Druckluft abgestützt sind, und der Wafer 354 gegen das Polierkissen 316 über die Druckluftschicht 355 angedrückt wird. Selbst wenn daher das Polierkissen 316 wellenförmig ausgebildet ist, wird der Wafer 354 gleichmäßig poliert, da die gesamte Oberfläche des Wafers 354 gegen das Polierkissen 316 mit gleichmäßigem Anpressdruck angedrückt wird. Die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik zeigen derartige Einzelheiten nicht. Die vorliegende Erfindung verbessert insbesondere die Waferpoliergenauigkeit im Vergleich zu den üblichen Einrichtungen.
In 9 wird die Luft in den Raum 355 eingeleitet, um den Träger 324 mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Wasser kann dem Raum 350 zugeführt werden, um den Träger 324 mit einer Druckkraft zu beaufschlagen. In anderen Worten bedeutet dies, daß irgendein Fluid in den Raum 350 eingeleitet werden kann. Gleiches oder ähnliches gilt auch für den Raum 366.
Die piezoelektrische Einrichtung nach 5 oder die Blattfeder nach 6 kann als eine Einrichtung eingesetzt werden, welche den Träger 324 mit einer Druckkraft beaufschlagt.
Ferner können Luftstrahlabgabeöffnungen an dem Träger ausgebildet sein, wie dies in 7 gezeigt ist, ohne daß ein poröses Material 352 als ein Luftstrahlabgabeteil eingesetzt wird.
Zwei piezoelektrische Einrichtungen, die piezoelektrische Einrichtung und der Luftsack, die piezoelektrische Einrichtung und die Feder, oder die Feder und der Luftsack können als Andrückeinrichtung für den Träger 324 und den Andrückring 328 eingesetzt werden.
Wie zuvor noch angegeben worden ist, wird der Wafer gleichmäßig gegen die Polierfläche durch die Druckfluidschicht angedrückt unabhängig davon, ob der Wafer verformt ist oder nicht. Somit wird der Wafer gegen die Polierfläche längs den Wellungen und Hohlräumen angedrückt. Auf diese Weise kann der Wafer gleichmäßig poliert werden.
Ferner stützt der Träger den Wafer über die Druckluftschicht ab, und der Kopfkörper stützt den Anpressring und den Haltering über das Druckfluid ab. Aus diesem Grunde wird die Drehkraft des Drehtisches nicht auf den Träger während des Polierens des Wafers übertragen. Somit ist es möglich zu verhindern, daß der Träger eine Kippbewegung ausführt, und es braucht auch der Polierdruck unter normalen Arbeitsbedingungen nicht vergrößert zu werden, wenn das Polierkissen nicht wellenförmig ausgestaltet ist, so daß der Wafer gleichmäßig poliert werden kann.
Wenn ferner die Polierfläche wellenförmig ist, bewegt sich der Träger derart, daß er der Gestalt der Polierfläche folgt, da der Träger und der Andrückring über das Druckfluid abgestützt sind und der Wafer gegen die Polierfläche durch die Druckluftschicht angedrückt wird. Selbst wenn daher das Polierkissen wellenförmig ausgestaltet ist, wird der Wafer gleichmäßig poliert, da die gesamte Oberfläche des Wafers gegen die Polierfläche mit einem gleichmäßigen Anpressdruck angedrückt wird.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims

Poliervorrichtung (100), welche einen Wafer (2) mit einem Haltekopf (20) gegen einen rotierenden Drehtisch (10) andrückt, um hierdurch eine Fläche (2a) des Wafers (2) zu polieren, welche folgendes aufweist: einen Kopfkörper (52), welcher derart drehbar angeordnet ist, daß der Kopfkörper (52) dem Drehtisch (10) zugewandt ist; einen Träger (30), welcher am Kopfkörper (52) derart schwimmend gelagert ist, daß er sich in vertikaler Richtung bewegen kann; ein Luftstrahlabgabeteil (34), welches an dem Boden des Trägers (30) vorgesehen ist, und einen Luftstrahl (Ar) auf die Rückfläche (2b) des Wafers (2) richtet, um hierdurch eine Druckluftschicht (L) zwischen dem Träger (30) und dem Wafer (2) zu bilden; und eine Andrückeinrichtung (62), welche den Träger (30) in Richtung zu dem Drehtisch (10) drückt, um hierdurch den Wafer (2) gegen den Drehtisch (10) unter Zwischenlage der Druckluftschicht (L) zu drücken; gekennzeichnet durch ein erstes Luftstrahlabgabeteil (144), welches einen Luftstrahl (Ar1) auf das Mittelteil des Wafers (2) richtet; ein zweites Luftstrahlabgabeteil (154), welches einen Luftstrahl (Ar2) auf den Randteil des Wafers (2) richtet; und wobei der auf das Randteil des Wafers (2) durch den Luftstrahl (Ar2), welcher von dem zweiten Luftstrahlabgabeteil (154) abgegeben wird, zur Einwirkung gebrachte Druck, niedriger als der Druck eingestellt ist, welcher auf dass Mittelteil des Wafers (2) durch den Luft strahl (Ar1) zur Einwirkung gebracht wird, welcher von dem ersten Luftstrahlabgabeteil (144) abgegeben wird.
Poliervorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der die Andrückeinrichtung (62) den Träger (30) mittels Druckfluid (60) andrückt.
Poliervorrichtung (100) nach Anspruch 2, bei der das Fluid (60) eine Flüssigkeit oder Luft ist.
Poliervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Andrückeinrichtung (90) von einer piezoelektrischen Einrichtung oder einer magnetostriktiven Einrichtung gebildet wird.
Poliervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Andrückeinrichtung ein Federteil (94) ist.
Poliervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die ersten und die zweiten Luftstrahlabgabeteile (144, 154) poröse Teile (144, 154) sind.
Poliervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die ersten und die zweiten Luftstrahlabgabeteile (144, 154) von Teilen gebildet werden, an denen Luftstrahlabgabeöffnungen (97, 98) ausgebildet sind.
Poliervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Luftstrahlabgabeteile von dem Träger (30) gebildet werden, an welchem Luftstrahlgabeöffnungen (97, 98) ausgebildet sind.
Poliervorrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückeinrichtung folgendes aufweist: eine erste Andrückeinrichtung, welche den Träger in Richtung zu dem Drehtisch drückt, um hierdurch den Wafer (354) gegen den Drehtisch unter Zwischenschaltung der Druckfluidschicht (355) anzudrücken; einen Andrückring, welcher von dem Kopfkörper derart getragen wird, daß er sich in vertikaler Richtung bewegen kann, und der konzentrisch außerhalb des Trägers angeordnet ist, wobei der Andrückring den Wafer während des Polierens umschließt; eine zweite Andrückeinrichtung, welche den Andrückring gegen den Drehtisch drückt, wobei der Andrückring einen Luftaustritt hat, durch den die von dem Luftstrahlabgabeteil (34) abgegebene Luft (Ar) nach außen abgegeben wird.
Poliervorrichtung nach Anspruch 9, bei der ein Haltering an einer inneren Fläche des Andrückrings vorgesehen ist, wobei der Haltering eine Position des Wafers während des Polierens reguliert.
Poliervorrichtung nach Anspruch 10, bei der wenigstens ein Teil des Halterings, welcher mit dem Wafer zusammenarbeitet, aus Harz besteht.
Poliervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, bei der die erste Andrückeinrichtung den Träger über das Druckfluid andrückt, und die zweite Andrückeinrichtung den Druckring mittels des Druckfluids andrückt.
Poliervorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der ein Vorsprung am Boden des Kopfkörpers ausgebildet ist, und der Vorsprang in Kontakt mit einer Umfangsfläche des Bodens des Druckrings ist, um ein Kippen des Druckrings zu verhindern.