EP0008360B1 - Device and method for the polishing of loose workpieces - Google Patents
Device and method for the polishing of loose workpieces Download PDFInfo
- Publication number
- EP0008360B1 EP0008360B1 EP79102456A EP79102456A EP0008360B1 EP 0008360 B1 EP0008360 B1 EP 0008360B1 EP 79102456 A EP79102456 A EP 79102456A EP 79102456 A EP79102456 A EP 79102456A EP 0008360 B1 EP0008360 B1 EP 0008360B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- polishing
- pad
- workpiece
- combination
- polyurethane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 12
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 12
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 3
- ZPDRQAVGXHVGTB-UHFFFAOYSA-N gallium;gadolinium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Gd+3] ZPDRQAVGXHVGTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 3
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002649 leather substitute Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 235000021395 porridge Nutrition 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
- B24D13/00—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor
- B24D13/14—Wheels having flexibly-acting working parts, e.g. buffing wheels; Mountings therefor acting by the front face
Definitions
- the invention relates to a device for free polishing, with which two surfaces of a workpiece are polished simultaneously, in which the workpiece lies in the opening of a carrier with a smaller thickness than the workpiece between two rotatable polishing disks, each provided with a polishing pad facing the workpiece and there is an arrangement for supplying a polishing paste to the surfaces of the pads, and a method for simultaneously polishing two surfaces of a workpiece, in particular using the device.
- the workpiece lies in a hole in a holder and the holder is mounted between the two rotating polishing plates in such a way that it can in turn rotate.
- a slurry of polishing material is placed on the surface of the polishing pad.
- the platelets move relative to the polishing plates by rotating the plates at different speeds - possibly in opposite directions - or by choosing polishing pads which have different friction properties. Different materials are usually selected for the lower and the upper cushion, the surface structures of which differ from one another, so that different frictional forces act on the two surfaces of the plate.
- the rotation of the pads therefore causes platelets to move relative to the pads, thereby polishing the surfaces of the platelets.
- the device according to the invention it is possible to use the same material for both cushions, because the necessary difference in the frictional forces acting on the two surfaces of the workpiece is set by defining the surfaces with which the two cushions contact the workpiece.
- the times required for polishing are shorter and the necessary inflow speed of the polishing slurry is lower than when using the known methods using the known devices.
- the method according to the invention can be used to polish semiconductor wafers, metals, sapphire and gadolinium gallium garnets with very good results.
- Polishing pads that are useful in the invention are usually made of soft materials that are commercially available and generally made of a fibrous material and / or synthetic polymers such as.
- the materials can be poromeric, ie permeable to water vapor, or they can also be non-poromeric.
- Poromeric materials are materials such as synthetic leather, and are described in detail, for example, in the article “Structure and Properties of Natural and Artificial Leathers,” by LG Hole et al., which appeared in the Journal of Material Science Volume 6, (1971), pages 1 ff. A suitable cushion 11 is shown in FIGS. 1 and 2.
- the pad 11 consists, for example, of a poromeric material with open cells, which includes a porous upper layer 13 made of polyurethane, which is applied to a substrate 15 impregnated with a binder.
- the substrate 15 consists, for example, of polyester fibers which are impregnated with polyurethane, a polyether polyurethane, a polyester polyurethane or a synthetic rubber-like resin.
- the cushion is typically between 1.02 and 1.27 mm thick, the layer 13 having a thickness between approximately 0.38 and approximately 0.51 mm and the remaining difference to the total thickness being equal to the thickness of the substrate 15 made of the impregnated fibers . Other thicknesses can be used depending on the specific application.
- a suitable cushion can also consist of a single layer, for example of blown, dense polyurethane or of polyester fibers which are impregnated with polyurethane.
- a pressure sensitive adhesive layer 16 may be provided to secure the pad to the polishing head. The layer is covered with a protective film, which is removed shortly before the pad is to be attached to the polishing head.
- the pad 11 has a pattern of a series of holes 17 in its surface which effectively reduces the area of the pad which is in contact with the workpiece during polishing.
- the cross section of the holes can be different, for example round, square, rectangular, etc.
- the holes 17 are circular. The holes should be distributed over the surface, with a substantially uniform distribution being preferred.
- the holes have a diameter of approximately 2.38 mm and a center-to-center distance of 6.35 mm, so that an area consisting of holes is formed, the total area of which accounts for 22% of the cushion surface (including the hole area).
- the area of the pad made of holes can have a different area and can vary, for example, in the range between 10 and 40% of the pad surface, with the special polishing device which is used using a silicon dioxide-containing polishing slurry giving the best results when the sum of the perforated area makes up about 22% of the cushion surface.
- the optimal area of the area can be determined empirically for each specific application and device.
- the proportion of the total area which is accounted for by the holes can be varied by varying either the hole size, the spacing of the holes or the pattern arrangement (straight line, arrangement in the diagonals or an offset arrangement). This is known from the art of making hole patterns.
- a pair of pads, with each pad perforated can be used for satisfactory polishing, it is more convenient to pierce only one pad.
- either the top or bottom pad can be perforated, but it has been found when polishing thin semiconductor wafers that they have less tendency to stick to the top pad after polishing if it is perforated than if it is not perforated.
- the pads are attached to rotatably attached polishing plates or polishing heads of the free polishing device (free polisher) by means of an adhesive, a pressure-sensitive adhesive being suitable for this purpose.
- the workpieces lie in the holders or nests of the polishing machine between the upper and lower polishing plates. The nests are somewhat thinner than the workpieces, so that only the workpiece surfaces are contacted and polished by the polishing plates.
- the holders are mounted, for example, in such a way that, when the polishing discs rotate, on the one hand they rotate about themselves under the influence of the frictional forces acting on the surface of the platelets and on the other hand they run through a circular path.
- Aqueous polishing slurry is conveyed from a storage vessel to the upholstery.
- a suitable slurry contains a silica abrasive and includes a colloidal suspension of a silica abrasive, an oxidizing agent such as e.g. B. sodium dichloroisocyanate and a base such as. B. sodium carbonate.
- the porridge has a pH of less than 10.
- a lower and an upper pad which had a microporous polyurethane layer applied to a substrate made of a polyester fiber material impregnated with a polyether polyurethane, were used to polish silicon semiconductor wafers.
- the upper pad had holes with a total area of 22% of the pad surface.
- the holes in the pads were 2.38 mm in diameter and approximately 6.35 mm apart from the center and were arranged in a diagonal pattern, giving a hole density of 32 holes per 6.45 cm 2 .
- the lower pad had a non-perforated surface. The plates were placed between the upholstery so that they could be installed later of the semiconductor components certain platelet surface was opposite the upper pad.
- the upper and lower polishing plates were rotated in opposite directions at approximately 60 to 62 revolutions per minute, thereby imparting a rotational movement of approximately 16 to 22 revolutions per minute on the plate holders.
- Material removal rates are given in Table I for various flow rates of the slurry containing silica. The optimal flow rate was found to be approximately 200 ml per minute. The polishing time was approximately 30 minutes. In contrast, for a satisfactory polishing using a conventional pair of pads, an inflow rate of 510 ml per minute was required, the removal rate being approximately 30.48 ⁇ m per hour and thus one third below the speed achieved in the method according to the invention.
- the lower and upper cushions are made of different materials and both have no holes.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum freien Polieren, mit der zwei Oberflächen eines Werkstücks gleichzeitig poliert werden, bei der das Werkstück in der Öffnung eines Trägers mit einer geringeren Dicke als das Werkstück zwischen zwei, mit je einem dem Werkstück zugewandten Polierpolster versehenen, drehbaren Polierscheibe liegt und eine Anordnung zum Zuführen eines Polierbreies zu den Oberflächen der Polster vorhanden ist, und ein Verfahren zum gleichzeitigen Polieren von zwei Oberflächen eines Werkstücks insbesondere unter Verwendung der Vorrichtung.The invention relates to a device for free polishing, with which two surfaces of a workpiece are polished simultaneously, in which the workpiece lies in the opening of a carrier with a smaller thickness than the workpiece between two rotatable polishing disks, each provided with a polishing pad facing the workpiece and there is an arrangement for supplying a polishing paste to the surfaces of the pads, and a method for simultaneously polishing two surfaces of a workpiece, in particular using the device.
Das freie Polieren von Werkstücken, wie z. B. Halbleiterplättchen aus Silicium oder Germanium, ist beispielsweise im US-Patent 3 691 694 und in dem Artikel »Planetary Free Wafer Polisher«, welcher im IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr.6, Seiten 1760 und 1761, November 1972 veröffentlicht worden ist, beschrieben. In einer solchen Vorrichtung zum freien Polieren liegt das zu polierende Werkstück zwischen 2 Polierplatten. An den Polierplatten sind Polierpolster befestigt, welche einander zugewandt sind und die obere und untere Oberfläche des zu polierenden Werkstücks kontaktieren. Das Werkstück ist nicht an den Polierplatten bzw. Polierpolstern befestigt, so daß sich das Werkstück in einer solchen Vorrichtung so bewegen kann, daß es in keiner Position relativ zu den Polierplatten fixiert ist (freies Polieren). Das Werkstück liegt in einem Loch eines Halters und der Halter ist so zwischen die beiden rotierenden Polierplatten montiert, daß er seinerseits rotieren kann. Ein Brei aus Poliermaterial wird auf die Oberfläche der Polierpolster gegeben. Wie in dem Artikel beschrieben wird, bewegen sich die Plättchen relativ zu den Polierplatten dadurch, daß die Platten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten - gegebenenfalls in entgegengesetzten Richtungen - gedreht werden oder indem man Polierpolster wählt, welche unterschiedliche Reibungseigenschaften aufweisen. Für das untere und das obere Polster werden üblicherweise unterschiedliche Materialien ausgewählt, deren Oberflächenstrukturen voneinander differieren, so daß unterschiedliche Reibungskräfte auf die beiden Oberflächen des Plättchens wirken. Die Drehung der Polster bewirkt deshalb, daß sich Plättchen relativ zu den Polstern bewegen, wodurch die Oberflächen der Plättchen poliert werden. Ein Problem tritt auf, wenn die Oberflächentexturen von Polster zu Polster variieren, weil die Polster aus verschiedenen Materiallieferungen stammen. Deshalb kann es passieren, daß, wenn ein Satz von Polstern abgenutzt ist, ein an dessen Stelle eingebauter, neuer Satz von Polierpolstern tatsächlich nicht den Unterschied in den Reibungskräften bringt, weicher notwendig ist, um eine zufriedenstellende Polierwirkung auf den Plättchenoberflächen hervorzurufen. Das Problem kann noch größer werden, wenn die Materialien für die beiden Polster von unterschiedlichen Herstellern stammen.The free polishing of workpieces, such as. B. semiconductor wafers made of silicon or germanium, is for example in US Pat. No. 3,691,694 and in the article "Planetary Free Wafer Polisher", which is published in IBM Technical Disclosure Bulletin,
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum freien Polieren von Werkstükken, bei der die auf die beiden zu polierenden Oberflächen wirkenden, unterschiedlicn großen Reibungskräfte reproduzierbar eingestellt werden können, und ein in einem fabrikmäßigen Rahmen einsetzbares Verfahren zum Polieren von jeweils zwei Oberflächen eines Werkstücks anzugeben, mit dem polierte Oberflächen sehr guter Qualität reproduzierbar erhalten werden.It is the object of the invention to provide a device for the free polishing of workpieces, in which the different frictional forces acting on the two surfaces to be polished can be reproducibly adjusted, and to provide a method for polishing two surfaces of a workpiece which can be used in a factory setting with which polished surfaces of very good quality can be obtained reproducibly.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit dem Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und mit einem Verfahren der eingangs genannten Art mit dem Merkmal des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 8 gelöst.This object is achieved with a device of the type mentioned at the beginning with the feature of the characterizing part of claim 1 and with a method of the type mentioned at the beginning with the feature of the characterizing part of claim 8.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, für beide Polster dasselbe Material zu nehmen, weil der notwendige Unterschied der auf die beiden Oberflächen des Werkstücks wirkenden Reibungskräfte durch die Festlegung der Flächen, mit denen die beiden Polster das Werkstück kontaktieren, eingestellt wird.In the device according to the invention, it is possible to use the same material for both cushions, because the necessary difference in the frictional forces acting on the two surfaces of the workpiece is set by defining the surfaces with which the two cushions contact the workpiece.
Überraschenderweise sind bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die zum Polieren notwendigen Zeiten kürzer und die notwendige Zuflußgeschwindigkeit des Polierbreies geringer als bei der Anwendung der bekannten Verfahren unter Verwendung der bekannten Vorrichtungen.Surprisingly, when using the method according to the invention using the device according to the invention, the times required for polishing are shorter and the necessary inflow speed of the polishing slurry is lower than when using the known methods using the known devices.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich Halbleiterplättchen, Metalle, Saphir und Gadolinium-Gallium-Granate mit sehr guten Ergebnissen polieren.The method according to the invention can be used to polish semiconductor wafers, metals, sapphire and gadolinium gallium garnets with very good results.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the device according to the invention and of the method according to the invention result from the subclaims.
Die Erfindung wird anhand von durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt
- Fig. 1 in Aufsicht einen Ausschnitt aus einem Polierpolster (polishing pad) mit einem Lochmuster und
- Fig. einen Querschnitt durch einen Ausschnitt des in der Fig. 1 gezeigten Polsters.
- Fig. 1 in supervision a section of a polishing pad (polishing pad) with a perforated pattern and
- Fig. A cross section through a section of the cushion shown in Fig. 1.
Polierpolster, welche im Rahmen der Erfindung nützlich sind, bestehen üblicherweise aus weichen Materialien, welche kommerziell erhältlich sind und im allgemeinen aus einem faserigen Material und/oder synthetischen Polymeren, wie z. B. Polyurethan, Polyamid, Polyester, Polyäther, Polyvinylchlorid oder Mischungen dieser Stoffe, bestehen. Die Materialien können poromerisch (poromeric) d. h. wasserdampfdurchlässig, oder auch nicht poromerisch sein. Poromerische Materialien sind Materialien wie beispielsweise synthetisches Leder, und sind beispielsweise in dem Artikel »Structure and Properties of Natural and Artificial Leathers«, von L. G. Hole u. a., welcher im Journal of Material Science Band 6, (1971), Seiten 1 ff. erschienen ist, im Detail beschrieben. Ein geeignetes Polster 11 ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Das Polster 11 besteht beispielsweise aus einem poromerischen Material mit offenen Zellen, welches eine poröse Oberschicht 13 aus Polyurethan einschließt, welches auf einem mit einem Bindemittel imprägnierten Substrat 15 aufgebracht ist. Das Substrat 15 besteht beispielsweise aus Polyesterfasern, welche mit Polyurethan, einem Polyäther-Polyurethan, einem Polyester-Polyurethan oder einem synthetischen gummiartigen Harz imprägniert sind. Das Polster ist typischerweise zwischen 1,02 und 1,27 mm dick, wobei die Schicht 13 eine Dicke zwischen ungefähr 0,38 und ungefähr 0,51 mm hat und die verbleibende Differenz zur Gesamtdicke gleich der Dicke des Substrats 15 aus den imprägnierten Fasern ist. Andere Dicken können je nach der speziellen Anwendung verwendet werden. Ein geeignetes Polster kann auch aus einer einzigen Schicht, beispielsweise aus geblasenem (blown), dichtem Polyurethan oder aus Polyesterfasern, welche mit Polyurethan imprägniert sind, bestehen. Eine druckempfindliche Klebeschicht 16 kann bereitgestellt werden, um das Polster am Polierkopf zu befestigen. Die Schicht ist mit einer schützenden Folie bedeckt, welche, kurz bevor das Polster an den Polierkopf befestigt werden soll, entfernt wird. Das Polster 11 weist in seiner Oberfläche ein aus einer Reihe von Löchern 17 bestehendes Muster auf, welches die Fläche des Polsters, welche während des Polierens mit dem Werkstück in Kontakt ist, wirkungsvoll vermindert. Der Querschnitt der Löcher kann unterschiedlich, beispielsweise rund, quadratisch, rechteckig usw., sein. Die Löcher 17 sind kreisförmig. Die Löcher sollten über die Oberfläche verteilt sein, wobei eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung bevorzugt wird. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform haben die Löcher einen Durchmesser von ungefähr 2,38 mm und einen Mittelpunktsabstand von 6,35 mm, so daß ein aus Löchern bestehendes Gebiet entsteht, dessen Geamtfläche 22% der Polsteroberfläche (einschließlich der Lochfläche) ausmacht. Das aus Löchern bestehende Gebiet des Polsters kann eine unterschiedliche Fläche aufweisen, und beispielsweise im Bereich zwischen 10 und 40% der Polsteroberfläche variieren, wobei bei der speziellen Poliervorrichtung, welche unter Anwendung eines Siliciumdioxids enthaltenden Polierschlamms eingesetzt wird die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn die Summe der Lochflächen ungefähr 22% der Polsteroberfläche ausmacht. Die optimale Fläche des Gebiets kann empirisch für jede spezielle Anwendung und für jede spezielle Vorrichtung ermittelt werden. Der Anteil der Gesamtfläche, welcher auf die Löcher entfällt kann variiert werden, indem entweder die Lochgröße, der Abstand der Löcher oder die Musteranordnung (gerade Linie, Anordnung in den Diagonalen oder eine versetzte Anordnung) variiert wird. Dies ist aus der Technik der Herstellung von Lochmustern bekannt. Obwohl ein Paar von Polstern, bei dem jedes Polster - wenn auch in unterschiedlichem Ausmaß - durchlöchert ist, für ein zufriedenstellendes Polieren verwendet werden kann, ist es bequemer, nur ein Polster zu durchlöchern. Entweder das obere oder das untere Polster kann durchlöchert werden, es ist jedoch beim Polieren von dünnen Halbleiterplättchen festgestellt worden, daß diese eine geringere Tendenz zeigen nach dem Polieren an dem oberen Polster festzukleben, wenn dieses durchlöchert ist, als wenn es nicht durchlöchert ist.Polishing pads that are useful in the invention are usually made of soft materials that are commercially available and generally made of a fibrous material and / or synthetic polymers such as. B. polyurethane, polyamide, polyester, polyether, polyvinyl chloride or mixtures of these substances. The materials can be poromeric, ie permeable to water vapor, or they can also be non-poromeric. Poromeric materials are materials such as synthetic leather, and are described in detail, for example, in the article “Structure and Properties of Natural and Artificial Leathers,” by LG Hole et al., which appeared in the Journal of Material Science Volume 6, (1971), pages 1 ff. A
Die Polster sind auf drehbar befestigten Polierplatten bzw. Polierköpfen der freien Poliervorrichtung (free polisher) mittels eines Klebe stoffs befestigt, wobei ein druckempfindlicher Klebstoff für diesen Zweck geeignet ist. Die Werkstücke liegen in den Haltern oder Nestern der Poliermaschine zwischen der oberen und der unteren Polierplatte. Die Nester sind etwas dünner als die Werkstücke, so daß nur die Werkstückoberflächen von den Polierplatten kontaktiert und poliert werden. Die Halter sind beispielsweise so montiert, daß sie, wenn sich die Polierscheiben drehen, unter dem Einfluß der an den Plättchenoberflächen angreifenden Reibungskräfte einerseits sich um sich selbst drehen und andererseits eine Kreisbahn durchlaufen. Solche Poliermaschinen gehören zum Stand der Technik und ein Beispiel davon ist in dem Artikel YPlanetary Free Wafer Polisher«, welcher im !BM Technical Disclosure Bulletin, Band 15, Nr. 6, Seiten 1760 und 1761, November 1972 veröffentlicht ist, veranschaulicht. Ein wäßriger Polierbrei wird von einem Vorratsgefäß zu den Polstern befördert. Solche Breie sind Stand der Technik. Ein geeigneter Brei enthält ein Schleifmittel aus Siliciumdioxid und beinhaltet eine kolloidale Suspension eines Siliciumdioxid-Schleifmittel, ein oxidierendes Agens, wie z. B. Natriumdichlorisocyanat und eine Base wie z. B. Natriumcarbonat. Der Brei hat einen pH-Wert von weniger als 10.The pads are attached to rotatably attached polishing plates or polishing heads of the free polishing device (free polisher) by means of an adhesive, a pressure-sensitive adhesive being suitable for this purpose. The workpieces lie in the holders or nests of the polishing machine between the upper and lower polishing plates. The nests are somewhat thinner than the workpieces, so that only the workpiece surfaces are contacted and polished by the polishing plates. The holders are mounted, for example, in such a way that, when the polishing discs rotate, on the one hand they rotate about themselves under the influence of the frictional forces acting on the surface of the platelets and on the other hand they run through a circular path. Such polishing machines belong to the prior art and an example of this is illustrated in the article Y Planetary Free Wafer Polisher, which is published in the! BM Technical Disclosure Bulletin,
Ein unteres und ein oberes Polster, welche eine mikroporöse, auf einem Substrat aus einem mit einem Polyäther-Polyurethan imprägnierten Polyesterfasermaterial aufgebrachte Polyurethanschicht aufwiesen, wurden dazu benutzt, um Halbleiterplättchen aus Silicium zu polieren. Dabei wies das obere Polster Löcher mit einer Gesamtfläche von 22% der Polsteroberfläche auf. Die Löcher in den Polstern hatten einen Durchmesser von 2,38 mm und einen Mittelpunktsabstand von ungefähr 6,35 mm und waren in einem in Richtung der Diagonalen verlaufenden Muster angeordnet, was eine Lochdichte von 32 Löcher pro 6,45 cm2 ergibt. Das untere Polster hatte eine nicht durchlöcherte Oberfläche. Die Plättchen wurden so zwischen die Polster gelegt, daß die für den späteren Einbau der Halbleiterbauteile bestimmte Plättchenoberfläche dem oberen Polster gegenüberlag. Die obere und die untere Polierplatte wurden in entgegengesetzten Richtungen mit ungefähr 60 bis 62 Umdrehungen pro Minute gedreht, wodurch eine Drehbewegung von ungefähr 16 bis 22 Umdrehungen pro Minute auf die Plättchenhalter übertragen wurde. Materialabtragungsgeschwindigkeiten werden in der Tabelle I für verschieddne Zuflußgeschwindigkeiten des Siliciumdioxid enthaltenen Breies angegeben. Es wurde gefunden, daß die optimale Zuflußgeschwindigkeit bei ungefähr 200 ml pro Minute lag. Die Polierzeit betrug ungefähr 30 Minuten. Im Gegensatz dazu wurde zum zufriedenstellenden Polieren unter Verwendung eines konventionellen Polsterpaars eine Zuflußgeschwindigkeit von 510 ml pro Minute benötigt, wobei die Abtragungsgeschwindigkeit bei ungefähr 30,48 µm pro Stunde und damit um ein Drittel unter der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Geschwindigkeit lag. Bei einem konventionellen Polsterpaar bestehen das untere und das obere Polster aus unterschiedlichen Materialien und beide weisen keine Löcher auf.
Beispiele von anderen Polsterkombinationen, welche dazu benutzt werden, um Plättchen zu polieren, sind in der folgenden Tabelle II angegeben:
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Anwendung der erfindungsgemäßen mit mit Löcher versehenen Polierpolstern ausgestatteten Vorrichtung ist es möglich, gegenüber bekannten Vorrichtungen und Verfahren die Poliergeschwindigkeit um 50% zu erhöhen, was einen erhöhten Durchsatz bedeutet, wobei nur ungefähr 40% der Breizuflußgeschwindigkeit, die gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist, gebracht wird. Zu diesen Vorteilen kommt der weitere Vorteil hinzu, daß es möglich ist, für das untere und das obere Polster dasselbe Material zu verwenden, so daß die Qualität des Polierens nicht mehr länger davon abhängt, ob die für die beiden Polster verwendeten Polstermaterialien aus derselben oder aus unterschiedlichen Lieferungen stammen.When using the method according to the invention using the device according to the invention equipped with perforated polishing pads, it is possible to increase the polishing speed by 50% compared to known devices and methods, which means an increased throughput, whereby only about 40% of the slurry inflow speed according to the state of the art is required. In addition to these advantages, there is the further advantage that it is possible to use the same material for the lower and the upper pad, so that the quality of the polishing no longer depends on whether the pad materials used for the two pads are made from the same or from different deliveries.
Zwar ist in den Beispielen nur das Polieren von Halbleiterplättchen beschrieben, es sei aber klargestellt, daß auch Werkstücke aus anderen Materialien, wie z. B. Metallen, Saphir oder Gadolinium-Gallium-Granat, mittels des erfindungsgemäßen Verfahren poliert werden können.Although only the polishing of semiconductor wafers is described in the examples, it should be clarified that workpieces made of other materials, such as, for. B. metals, sapphire or gadolinium gallium garnet, can be polished by the inventive method.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US93370578A | 1978-08-15 | 1978-08-15 | |
US933705 | 1978-08-15 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0008360A1 EP0008360A1 (en) | 1980-03-05 |
EP0008360B1 true EP0008360B1 (en) | 1981-10-14 |
Family
ID=25464383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP79102456A Expired EP0008360B1 (en) | 1978-08-15 | 1979-07-16 | Device and method for the polishing of loose workpieces |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0008360B1 (en) |
JP (1) | JPS5531582A (en) |
CA (1) | CA1106611A (en) |
DE (1) | DE2961004D1 (en) |
IT (1) | IT1163691B (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004010379A1 (en) * | 2004-03-03 | 2005-09-22 | Schott Ag | Process for the production of wafers with low-defect surfaces, the use of such wafers and electronic components obtained therefrom |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS639406Y2 (en) * | 1981-01-22 | 1988-03-19 | ||
US5533923A (en) * | 1995-04-10 | 1996-07-09 | Applied Materials, Inc. | Chemical-mechanical polishing pad providing polishing unformity |
US6081959A (en) * | 1996-07-01 | 2000-07-04 | Umbrell; Richard | Buffer centering system |
US6298518B1 (en) | 1998-04-14 | 2001-10-09 | Richard T. Umbrell | Heat dissipating buffing pad |
US6105197A (en) * | 1998-04-14 | 2000-08-22 | Umbrell; Richard T. | Centering system for buffing pad |
DE10004578C1 (en) * | 2000-02-03 | 2001-07-26 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Production of a semiconductor wafer comprises polishing the edges of the wafer with a cloth with the continuous introduction of an alkaline polishing agent using polishing plates, wetting with a film and cleaning and drying |
JP5421628B2 (en) * | 2009-03-23 | 2014-02-19 | 富士紡ホールディングス株式会社 | Abrasive cloth and method for producing abrasive cloth |
JP5545536B2 (en) * | 2010-04-27 | 2014-07-09 | 株式会社Sumco | Wafer polishing method, polishing pad, polishing apparatus |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7010086A (en) * | 1969-07-18 | 1971-01-20 | ||
US3715842A (en) * | 1970-07-02 | 1973-02-13 | Tizon Chem Corp | Silica polishing compositions having a reduced tendency to scratch silicon and germanium surfaces |
NL7114274A (en) * | 1970-10-21 | 1972-04-25 | ||
US3691694A (en) * | 1970-11-02 | 1972-09-19 | Ibm | Wafer polishing machine |
DE2305188A1 (en) * | 1973-02-02 | 1974-08-08 | Wacker Chemitronic | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POLISHED SEMI-CONDUCTOR SURFACES |
JPS5363695A (en) * | 1976-11-17 | 1978-06-07 | Hitachi Ltd | Method of finish polishing |
-
1979
- 1979-06-29 JP JP8158379A patent/JPS5531582A/en active Granted
- 1979-07-12 CA CA331,675A patent/CA1106611A/en not_active Expired
- 1979-07-16 EP EP79102456A patent/EP0008360B1/en not_active Expired
- 1979-07-16 DE DE7979102456T patent/DE2961004D1/en not_active Expired
- 1979-08-07 IT IT24956/79A patent/IT1163691B/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004010379A1 (en) * | 2004-03-03 | 2005-09-22 | Schott Ag | Process for the production of wafers with low-defect surfaces, the use of such wafers and electronic components obtained therefrom |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2961004D1 (en) | 1981-12-24 |
IT1163691B (en) | 1987-04-08 |
IT7924956A0 (en) | 1979-08-07 |
CA1106611A (en) | 1981-08-11 |
EP0008360A1 (en) | 1980-03-05 |
JPS6234509B2 (en) | 1987-07-27 |
JPS5531582A (en) | 1980-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3132028C2 (en) | ||
DE10196115B4 (en) | Method for polishing a semiconductor wafer | |
DE60020389T2 (en) | METHOD AND DEVICE FOR PLANARIZING MICROELECTRONIC SUBSTRATE CONSTRUCTION | |
DE19629286B4 (en) | Polishing pad and polishing device | |
DE10226358B4 (en) | Improved engineered abrasives | |
DE10196254B4 (en) | A method of polishing semiconductor wafers using a double-sided polisher | |
DE69937181T2 (en) | POLISHING WHEEL AND SUBSTRATE POLISHING PROCEDURE WITH THE HELP OF THIS GRINDING WHEEL | |
DE602005001842T2 (en) | GRINDING ELEMENT | |
DE60204297T2 (en) | TWO STAGE NETWORKED GRINDING BODIES | |
DE112005001772T5 (en) | Method and device for preparing a polishing pad | |
DE4317750A1 (en) | Device for planarizing semiconductor wafers | |
DE3219567A1 (en) | ELASTIC GRINDING BODY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
EP0264700B1 (en) | Method of making a rotary groove at the border of a semiconductor wafer of a power semiconductor device | |
EP0008360B1 (en) | Device and method for the polishing of loose workpieces | |
DE19580280C2 (en) | Abrasive material sheet and method of making the same | |
DE2819420A1 (en) | PROCESS FOR SAWING A HARD SINGLE CRYSTAL BLOCK INTO DISCS | |
EP0412537B1 (en) | Process and device for the treatment of chemico-mechanical publishing fabrics, particularly for semiconductor wafers | |
DE112017003526T5 (en) | POLISHING BODY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR | |
DE10197149B4 (en) | Coated abrasive and method of manufacture | |
DE69913476T2 (en) | POLISHING METHOD AND DEVICE | |
DE60007273T2 (en) | WORKPIECE HOLDING DISC FOR POLISHING, WORKPIECE POLISHING DEVICE AND METHOD | |
DE60110922T2 (en) | TESTING DEVICE FOR POLISHING CUSHIONS AND METHOD FOR THE APPLICATION THEREOF | |
DE112020001146T5 (en) | Double-sided polishing process | |
DE2014863C3 (en) | Grinding wheel or tool | |
DE2322602A1 (en) | LAEPP CUSHION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
AK | Designated contracting states |
Designated state(s): DE FR GB |
|
17P | Request for examination filed | ||
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
AK | Designated contracting states |
Designated state(s): DE FR GB |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 2961004 Country of ref document: DE Date of ref document: 19811224 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Payment date: 19890628 Year of fee payment: 11 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 19900730 Year of fee payment: 12 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: FR Effective date: 19910329 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 19910701 Year of fee payment: 13 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Effective date: 19920401 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Effective date: 19920716 |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 19920716 |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |