WO2003089191A1 - Verfahren und vorrichtung zum chemisch-mechanischen polieren von werkstücken - Google Patents

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WO2003089191A1
WO2003089191A1 PCT/EP2003/002469 EP0302469W WO03089191A1 WO 2003089191 A1 WO2003089191 A1 WO 2003089191A1 EP 0302469 W EP0302469 W EP 0302469W WO 03089191 A1 WO03089191 A1 WO 03089191A1
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WO
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polishing
workpieces
loading
station
workpiece
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PCT/EP2003/002469
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Ising
Marc Reichmann
Thomas Keller
Original Assignee
Peter Wolters Surface Technologies Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to DE10391843T priority patent/DE10391843D2/de
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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
    • B24B37/34—Accessories
    • B24B37/345—Feeding, loading or unloading work specially adapted to lapping

Definitions

  • a process in the semiconductor industry for planarization uses the so-called CMP process.
  • CMP process This is a chemical-mechanical processing using a fluid (slurry), the chemically reactive part of the slurry having the task of converting the material into a polishable state.
  • the slurry contains an abrasive in the form of colloidal abrasive particles.
  • a device for chemical mechanical polishing of surfaces contains two polishing stations with height-adjustable vacuum carriers or polishing heads for one semiconductor wafer each.
  • the polishing stations have polishing plates that are driven about a vertical axis.
  • the vacuum carriers are guided independently of one another along two parallel, approximately horizontally running guides. In this way, two wafers can be processed simultaneously by one polishing plate.
  • At least one transfer and transfer device for the wafers is provided at one end of the guides.
  • loading and unloading devices for the semiconductor wafers are provided on opposite sides of the guides, to which the vacuum carriers can be aligned.
  • the transfer and transfer device is usually formed by a robot.
  • the wafers are held by the vacuum carrier or carrier. Its job is to create a to transfer a homogeneous pressure field or different pressure profiles to the back of the workpiece.
  • the so-called sharp side ie the side which is equipped with the circuits, faces the polishing plate.
  • the carrier is usually held and moved by an adjusting device which on the one hand rotates the carrier about a vertical axis and on the other hand moves linearly in the vertical and horizontal directions.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the cleaned workpieces are then transported from the intermediate station either to a further polishing device or to a washing and drying device in which they are washed and dried. They are then transported back from the transfer device to the loading and unloading station.
  • the polishing head is cleaned each time a workpiece is picked up.
  • the wafers can be cleaned from both sides, which of course cannot be done if they hang on the polishing head.
  • polishing head is cleaned in a special cleaning station.
  • This cleaning station is preferably arranged at a height such that it does not hinder the interaction of the polishing head, intermediate station and polishing device.
  • the polishing head can be cleaned alone in the processing and cleaning station, but it can also be introduced into the cleaning station together with the workpiece so that both are subjected to cleaning.
  • the gripping means of the transfer device which can consist of a first and a second transfer device for carrying out the dry-in-dry-out method
  • the gripping means only grip the workpieces at the edge. This also protects the workpiece surface.
  • the intermediate station has a support which is rotatably mounted about a vertical axis and which can be rotated by a rotary drive.
  • the rotatable carrier has at least two horizontal loading areas that are free at the top.
  • at least two polishing stations are also assigned to the circumference of the rotating carrier. Two polishing stations are preferably located on diametrically opposite sides of the carrier.
  • a third polishing station can also be provided, which is arranged at an angle of approximately 90 ° to the other two polishing stations on the circumference of the carrier, the transfer device being diametrically opposite the latter polishing station. The loading of the loading areas with workpieces or the removal of machined workpieces from the loading areas is carried out with the transfer device.
  • two or more processing stages can be provided, in which the workpiece is planarized in different polishing stations.
  • different materials such as tungsten, copper or titanium nitrite can be optimally processed. It is important to minimize the transport times of the workpiece between the polishing stations, since the chemical components of the first stage can very quickly lead to further burns on the workpiece.
  • rapid transportation from one polishing station to another can take place.
  • swapping the Workpieces between the polishing stations are increased in throughput since the process downtimes are reduced.
  • the described design of the device according to the invention allows several polishing stations to be connected to one another, so that a quick exchange between the stations is possible.
  • the throughput time can also be reduced in the case of a one-step process, since the workpieces can be treated on the loading surface during transport, for example chemical pretreatment and / or rinsing and cleaning after the polishing process.
  • a cleaning device can also be assigned to the carrier, so that cleaning can take place on the carrier while the workpiece is being transported. Because a suitable cleaning device is effective when transporting the workpieces, undesirable burns on the workpiece are avoided. In addition, so-called cross-contamination between the polishing stations is eliminated in a two-stage process.
  • the positioning of the workpieces on the loading surfaces with the aid of the transfer device is usually not such that the workpieces are correctly centered so that they can be picked up centered by the carrier or polishing head.
  • Centering means are therefore assigned to the loading surfaces in the device according to the invention, which cooperate with the circumference of a workpiece on the loading surface and align the workpiece to a predetermined vertical axis.
  • the vertical axis of the carrier can then be aligned with this axis, so that the Carrier can center the workpiece when lowering it onto the workpiece on the loading surface.
  • the carrier for transporting the workpieces and for interacting with the polishing plates in the polishing stations can be designed in the usual way. He preferably holds the workpieces by means of a vacuum. The workpieces can be released from the carrier by applying a blast of compressed air after the vacuum has been switched off.
  • the adjustment of the carrier along horizontal and vertical axes is also already known and can take place approximately as described in US Pat. No. 6,050,885.
  • the carrier has four loading areas, with two loading areas each lying with their axis in a plane that runs parallel to the guide when the carrier has a corresponding rotational position. In this way, a loading area can be provided per carrier, whereby the throughput of the workpieces during polishing can be increased considerably, in particular in the two-stage or multi-stage planarization process.
  • the four loading areas are preferably positioned in steps of 90 ° or a multiple of 90 °
  • a cleaning device is assigned to the carrier.
  • the carrier has a central elevation, in which at least one nozzle is arranged per loading area and is connected to a fluid source.
  • the nozzle can spray cleaning fluid onto the machined surface of the workpiece. It can also serve to cover the surface of the workpiece with a suitable one Wetting liquid.
  • a number of detectors can also be arranged, which determine whether a workpiece is arranged on the loading surface.
  • centering cams arranged on a circle, which have bearing surfaces for receiving the edge region of a workpiece.
  • the centering cams also have radially adjustable stop surfaces which can be brought into engagement with the circumference of the workpiece in order to align the workpiece with respect to a predetermined vertical axis. For this purpose, the stop surfaces are operated synchronously.
  • the loading areas can also have a concave shape, so that the space between a picked-up workpiece and the loading area can serve as a cleaning chamber. It is possible to discharge liquid from this cleaning room through one or more holes in the loading area.
  • a nozzle can also be arranged in the loading area for the supply of cleaning liquid to the described chamber between the workpiece and the loading area. With the help of such precautions, the contact surface of the carrier can also be cleaned when it is lowered onto the loading surface.
  • a multifunction device is thus created in which the individual polishing stations and the transfer device can be connected to one another by a rotary movement in order to keep the transport times as short as possible.
  • an increase in throughput can be achieved, in particular in a so-called two-stage or multi-stage process, in which different materials such as tungsten, copper or titanium nitrite are processed with different chemicals and polishing cloths in different polishing stations.
  • suitable rinsing and cleaning devices it is possible to prevent burns and chemical conversions that are caused by residues on the workpieces.
  • so-called cross-contamination can be prevented in the multifunction device described, ie carry-over of different materials and chemical components between the polishing stations.
  • the rinsing and cleaning devices can be used for chemical pretreatment of the workpieces in order to prepare them for the second or third polishing stage. Since the cleaning, the pretreatment and the like take place during the transport movement, the throughput speed is not influenced thereby.
  • FIG. 1 shows a top view of a device for transporting, polishing and washing and drying wafers
  • Fig. 2 shows a side view of the device of FIG. 1 in the direction
  • FIG. 3 shows a part of the side view of the device according to FIG. 1 in
  • FIG. 7 shows a top view of a very schematically illustrated device according to the invention
  • FIG. 8 shows a section through the carrier of the loading and unloading station according to FIG. 2,
  • FIG. 9 shows the top view of the loading and unloading station according to FIG. 2,
  • FIGS. 10a-10o schematically show the sequence of a two-stage polishing process using the method according to the invention
  • FIG. 11 shows a cleaning and processing device of the device according to FIG. 1 in plan view
  • FIG. 13 shows a side view of a gripper of a transfer device of FIG.
  • FIG. 14 shows the side view of the gripper according to FIG. 13, 15 shows a block diagram for obtaining a switch-off signal for the polishing device.
  • Figs. 1 to 3 the outline of a clean room 100 is indicated, in which numerous individual units and devices of the device according to the invention are accommodated. You should use the fig. 1 to 3 are first schematically indicated and described.
  • 102 generally designates a loading and unloading station which has three platforms 104 for cassettes 106 equipped with wafers.
  • the platforms 104 have a multiplicity of sensors which, for example, detect the exact position of the cassette 106 on the platform or the type of the cassette.
  • a cassette identification device is provided, which reads the corresponding data carriers of the cassettes. This will not be described in detail.
  • a so-called mapping device is also provided, which detects the error-free arrangement of the wafers in the storage compartments of the cassettes and reports them to a control device (not shown in detail).
  • a first robot 108 is used to remove the wafers from the cassettes 106, the robot first placing each wafer on a cassette identification device 110 or holding it therein.
  • Another robot 118 is arranged approximately centrally in the clean room 100, with the aid of which the wafer is transferred from the transfer point 114 to an intermediate station 120 is promoted.
  • the intermediate station 120 has four storage surfaces 122 to 128, which are arranged on a rotatable carrier. This will be discussed in more detail below.
  • a polishing plate 130 and 132 are driven in rotation.
  • Each polishing plate 130 has two polishing heads 134, 136 and 138, 140.
  • the structure of the polishing plates and the polishing heads and their movement will be discussed further below. It should already be mentioned that the polishing heads can be moved linearly between the positions shown in FIG. 1 and a position above a storage surface 122 to 128.
  • the polishing heads 134 to 140 are vertically adjustable. The polishing heads serve to transport the wafers and to hold them against the polishing plates 130, 132 so that they are treated there in the CMP process. The polishing process is also discussed below.
  • Two processing and cleaning stations 142, 144 are arranged between the polishing plate 130 and the intermediate station 120. Similar cleaning stations 146, 148 are arranged between the intermediate station 120 and the polishing plate 132.
  • the processing and cleaning stations can be pivoted between a position as shown in FIG. 1 and a position in which they are aligned with a storage surface.
  • the stations 142 to 148 are therefore spatially arranged above the storage surfaces 122 to 128, but can be run over by the polishing heads 134 to 140.
  • the wafers are transported by robot 118 to the layer thickness measuring device 116.
  • a dressing device 150 and 152 is assigned to each polishing plate 130, 132. This will also be discussed further below. It can be seen from the illustration in FIG. 1 that the entire polishing device including the intermediate station 120 and the dressing devices 150, 152 is arranged in a separate compartment within the clean room 100.
  • the cleaned wafer is then conveyed from the rinsing and drying centrifuge 162 with the aid of the robot 108 to the loading and unloading station 102 and from there is transported back with the first robot 108 into a cassette which is kept ready. It can already be seen that the robot 108 only attacks and transports dry wafers, while the robot 118 only grasps and transports wet wafers.
  • the gripper 166 can be seen there, which grips a wafer 112 and which will be explained in more detail below.
  • a polishing unit 12 is mounted in a linearly movable manner on a horizontal linear guide 10 and can be moved along the guide by a drive (not shown). This is indicated by the double arrow Si.
  • the spindle is also adjustable in height.
  • a so-called carrier 18 for holding a semiconductor wafer, not shown, is attached to the lower end of the spindle. The carrier 18 can be driven in rotation by means of the spindle 16, specifically at the speed nl.
  • a dressing mechanism 24, not shown, contains a dressing disk 26 which is rotatably mounted on an arm 28 and is driven at a speed n3.
  • the pressing force with which the dressing wheel 26 is pressed on is F.
  • a circular carrier 34 Arranged between the polishing stations 30, 31 for the intermediate station 120 according to FIG. 1 is a circular carrier 34 which can be rotated about a vertical central axis by a rotary drive not shown in FIG. 7.
  • the guides 10a, 10b are extended to the right or left and extend approximately over the carrier 34 to its center.
  • the centers of the polishing plates 20a, 20b and the carrier 34 lie on an axis which is parallel to the guides 10a, 10b.
  • loading and unloading points 36 On opposite sides of this axis there are two loading and unloading points 36 on the carrier, which will be described in more detail below and correspond to the loading areas 122 to 128. Their center points lie on a circle concentric to the axis of rotation of the carrier 34. Each of the four loading and unloading points 36 is able to receive a wafer centered. These locations 36 are loaded and unloaded with the aid of a schematically illustrated robot 38, i.e., for example of the robot 118 according to FIG. 1.
  • the polishing units 12 can each be aligned with two loading and unloading points 36 in order to pick up a wafer or deposit a wafer.
  • a third polishing station can also be provided. It lies on the circumference of the carrier 34 on the side opposite the robot 38.
  • FIGS. 8 and 9 The structure of the loading and unloading points is shown in FIGS. 8 and 9 more clearly, which will be described in more detail below.
  • the carrier 34 is mounted rotatably about a vertical axis in an opening of a stationary frame 40. It consists of several parts.
  • a circular plate 42 is rotatably connected to a wheel 44 which can be rotated about a vertical axis via a gear 46 and a drive motor 48. With the rotation of the wheel 44, the plate 42 also rotates.
  • Pin-like holders 50 are attached to the plate 42. They stand vertically upwards and support cap-like elements 52. With the aid of a spring 51, the bearing is yielding in the axial direction.
  • the top of the elements 52 forms a loading area 54 for wafers 56, which can be placed on the loading area. Spaced in the circumferential direction, four centering cams 58 are arranged on the circumference of the loading surface 54.
  • a through hole 62 is shown in the top wall of the element 52, which is provided with a connection 64 for a fluid. Fluid can be brought to the underside of the picked-up wafer via the connection. Bores can also be provided to drain liquid from the loading area.
  • a plate 66 is fixedly connected to the plate 42 at a distance from the plate 42 and has openings 68 in the area of the elements 52.
  • the plate 64 has an internally hollow elevation 70, which is aligned with an axial passage 72 of the wheel 44 and plate 42.
  • a number of nozzles are arranged in the slightly inclined wall in the upper region of the elevation 70, one of which is shown at 74.
  • one nozzle 74 is aligned with a loading and unloading station 36, ie with the loading surface 54 thereof.
  • a line 76 leading to the nozzle 74 is connected to a fluid source in order to spray a fluid onto the top of the received wafer 56.
  • a radiation source 78 is also provided for each loading and unloading station 36, which is directed towards the loading surface 54 and interacts with a receiver 79 which indicates whether or not a wafer 56 has been received.
  • the carrier 34 is surrounded by a sealing ring 80 of the frame 40, a labyrinth seal 82 being provided between the ring 80 and the plate 66.
  • a drip pan (not shown) for the entire system.
  • Each cap-shaped element 52 is also surrounded by a drip tray 82 in order to absorb liquid or slurry and to discharge it into the overall drip tray in a manner not shown.
  • the loading and unloading station 36 with the carrier 34 is not only a means for centering picked up wafers so that they can be picked up centered by the carrier 18, but also a means of transport between two or more polishing stations and a cleaning station for cleaning the processed wafers before further transport to the next polishing station or before removal by the robot 38.
  • the loading surfaces 54 can be concave, so that a chamber is formed on the back of the wafer 56, as already described. It can be provided with holes to allow the removal or supply of fluid. In this way, the back of the received wafer 56 can also be cleaned.
  • the contact surface of the carrier can also be cleaned if it is lowered on a loading surface.
  • FIGS. 10a to 10o A two-stage polishing process will be explained below with reference to FIGS. 10a to 10o.
  • a rotating carrier with the four loading surfaces WLT1 to WLT4 is arranged between two polishing plates POT1 and POT2. It is assumed that the arrangement is as shown and described in FIGS. 7 to 9.
  • the transfer device 38 is shown as little as the carriers (polishing units 18), with the aid of which the wafers can be transported and held against the polishing plates POT1 and POT2.
  • the transfer device is on side A of the device.
  • the diametrically opposite side is labeled B.
  • a radial line is also shown in FIGS. 10a to 10o. In Fig. 10a it marks a zero position of the carrier.
  • the position is indicated at 90 ° or a multiple of 90 °.
  • 10a the loading areas WLTl and WLT2 are loaded with the workpieces Wl and W2. As mentioned, this is done with the help of the transfer device, not shown, whereby the loading can take place simultaneously or in succession.
  • 10b the carrier is then rotated through -90 °, as a result of which the workpieces W1 and W2 face the first polishing plate POTl. In this position they can be grasped by the carriers (not shown) and moved over the polishing plate POTl. This can be seen in Fig. 10c. Now the wafers W1 and W2 are processed in the first polishing station.
  • the loading areas WLTl to WLT4 are empty. They can therefore be loaded with further wafers W5 and W6, as can be seen in FIG. 10J. 10k, the carrier is then rotated clockwise so that the wafers W5 and W6 are aligned with the polishing plate POT1, while the empty loading areas WLT2 and WLT3 are assigned to the polishing plate POT2. In this position, the finished wafers W1 and W2 can be placed on the assigned loading areas 101, as can be seen in FIG. The carrier is then rotated through a further 90 ° so that the wafers W1 and W2 can be removed by the transfer device (FIGS. 10m and n).
  • wafers W5 and W6 are on the loading areas, they can, as already described above, be pretreated, rinsed and cleaned. As a result, these processes do not extend the overall throughput time for two-stage polishing of the wafers.
  • a polishing plate of the polishing device according to the figures described above is shown in section in FIG. 4. It is e.g. 1.
  • a polishing cloth is stretched on a worktop 170, and cooling channels 176 are provided between a carrier plate 174 and the worktop 120, through which a suitable cooling liquid flows. The supply and discharge of coolant is not shown in detail.
  • polishing head 134 or carrier is shown enlarged. Details of the polishing head should not be discussed further. A so-called backing film 194 can be seen, via which the wafer is picked up by the polishing head 134. You can also see the slurry exit at 196, which takes place via a feed in the spindle 184. This will not be discussed in further detail. For the present description, however, it is important that an adapter plate 198 is connected to the polishing head 134, onto which a union nut 200 can be screwed. The union nut 200 can in turn be screwed onto an external thread of the adapter plate 188. A centering pin 202 is connected to the adapter plate 198 and cooperates with a centering recess 204 of the spindle 184.
  • the adapter plate 198 serves to ensure the supply of the media to the polishing head 134, for example via the channels indicated at 206.
  • a circular tub 210 is shown.
  • the tub 210 corresponds to one of the processing and cleaning stations 142 to 148 according to FIG. 1.
  • a horizontal arm 212 is attached to the tub 210 for pivoting the Pan 210 about a vertical axis with the aid of a hollow shaft 214.
  • the pivoting possibility of pan 210 is indicated in FIG. 11 by dash-dotted lines.
  • FIG. 11 one can see at 216 horizontally arranged spray and cleaning nozzle rows which are arranged approximately radially.
  • pairs of centering means 218 can also be seen on the edge, the function of which will be explained below.
  • a horizontal brush arrangement 220 is arranged in the tub.
  • a horizontal brush arrangement 222 can be seen at one point on the edge of the tub 210.
  • Vertically arranged nozzles 224 are also shown.
  • spray nozzles 226 In the bottom of the tub there are spray nozzles 226 which discharge a medium downwards. A large number of media can be passed through the hollow shaft 214, as indicated by the dash-dotted lines 228 in FIG. 12.
  • a polishing head according to the preceding figures can be lowered into the tub 210 with or without a picked-up workpiece and can be cleaned at this point using the brushes and cleaning nozzles.
  • the centering means 218 center the polishing head and enable its rotation in the tub 210. If the tub 210 is arranged above a storage surface 122 to 128 or above a carrier 34 according to FIG. 7 and following, the carrier can also be cleaned or that of the Carrier-picked wafers.
  • the medium can also be a treatment medium in order to treat the wafer in this way.
  • the temperature profile is determined using suitable filters 270, 272 and 274, and the temperature profiles of the parameters described are used at 276 with the aid of a suitable algorithm to form a switch-off signal for the control device 250.
  • the measured values described and the algorithm can be used to determine when a layer transition takes place on the wafer. This indicates the end of a polishing process so that the polishing device can be automatically switched off. The mode of operation of the devices described in detail will be explained again below.
  • a processing cycle starts after at least one platform 104 has been fitted with a cassette 106.
  • identification and processing data are read from the data carrier of the cassette 106 with the aid of the identification device. The read data are used in the further course of the processing steps in order to clearly assign the resulting process data to a cassette.
  • the cassette assignment is verified using the mapping device already explained, which checks the assignment and orientation of the workpieces 112 in the cassette 106.
  • the robot 108 removes the wafers 112 from the storage compartments of the cassettes 106 and transports them to the detection system 110 and then to the transfer point 116. During transport, the wafers are only scanned over the edge area in order to avoid scratches on the surface and contamination.
  • the second robot 118 takes the wafer from the transfer point 114, at which the layer thickness is measured, and transports it to one of the storage surfaces 122 to 128 of the carrier or the intermediate station 120. This transport also takes place by gripping the edge of the wafer with the gripping means of the Robot 118. After the robot 118 has deposited the wafer, it can in turn undergo cleaning in a cleaning station (not shown) before it grabs a next wafer, for example around the wafer processed by the polishing plate 132 from a storage area of the intermediate station 120 to the cleaning and To transport washing device 154, 156. The polishing and treatment in the polishing device and in the intermediate station 120 will no longer be discussed because it has already been described in detail above.
  • the polishing heads Before the polishing heads place a wafer on the intermediate station 120, the polishing heads can be lowered in the cleaning and processing stations 142, 144, 146, 148 and cleaned or treated there. Only then are the wafers deposited in the intermediate station 120. Before this, however, it is necessary that the assigned trough 210 is pivoted into a parking position so that the polishing head can lower itself onto a storage surface of the intermediate station 120. However, it is also possible to deposit a wafer beforehand and then to clean the polishing head in the tub 210 of the cleaning and processing station. This in turn requires that it be pivoted out of the parking position shown in FIG. 1 into a position in which it is aligned with a storage surface.
  • the polishing process takes place, and is ended when the measured parameters for the temperatures and the power consumption of the drive motor for the polishing plate indicate that a layer transition is taking place.
  • the robot 118 takes the finished workpiece or the finished polished wafer from the intermediate station 120 and places it in the input area 158 of the washing and drying station.
  • the wafers are then washed and dried, and at the exit area of the drying device 162 (rinsing and drying centrifuge), the robot 164 removes the cleaned and dried wafers from the drying device 162 and places them in the transfer point 114, where it is carried out with the aid of what has already been described Layer thickness measuring device 116 is checked for its thickness.
  • the robot is then used to transport it back into a cassette 106. Different filter and fan units are assigned to the clean room 100, so that different clean room areas are generated. Clean room class 1 is generated in the area of the robot 108.
  • Filters and ventilation units which are arranged above the cleaning and drying device, generate the clean room class 2.
  • the second robot 118 and the layer thickness measuring device 116 operate in a clean room class 3.
  • the entire polishing device, including the intermediate station, operates in the clean room class 4.
  • the fan units which are in attached to the ceiling of the clean room 100 generate a laminar flow of air, the flow rate of which can be varied continuously. By changing the air flow velocities in the individual areas, different pressure zones are created which enable the air flow to be geometrically guided.
  • the filters are equipped so that they can produce the required clean room class.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Verfahren zum Transportieren, chemisch-mechanischen Polieren und Trocknen von Werkstücken, insbesondere Siliciumwafer in einem abgeschlossenen Reinraum mit den folgenden Schritten: die Werkstücke werden von mindestens einer Transfervorrichtung aus einer Be- und Entladestation entnommen und auf eine Zwischenstation übergeben; die Werkstücke werden von mindestens einem Polierkopf einer Poliervorrichtung von der Zwischenstation aufgenommen, zu einem Polierteller der Poliervorrichtung transportiert und unter Drehung des Polierkopfes gegen den sich drehenden Polierteller gehalten; nach dem Polieren werden die Werkstücke von dem Polierkopf zur Zwischenstation zurücktransportiert, vom Polierkopf gelöst und in der Zwischenstation gereinigt und/oder chemisch behandelt; die gereinigten und/oder chemisch behandelten Werkstücke werden von der Zwischenstation wahlweise zu einer zweiten Poliervorrichtung oder zu einer Wasch- und Trockenvorrichtung transportiert und in dieser gewaschen und getrocknet; die gewaschenen und getrockneten Werkstücke werden von der Transfervorrichtung zur Be- und Entladestation zurücktransportiert; vor jeder Aufnahme eines Werkstücks wird der Polierkorp gereinigt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum chemisch-mechanischen Polieren von Werkstücken
Nach jeder Beschichtung eines Halbleiterwafers, beispielsweise mit einer Oxidschicht, einer Wolframschicht oder anderen Metallschichten, muß eine Bearbeitung erfolgen, um die gewünschte Planarität herzustellen. Ist diese nicht gegeben, treten z.B. Probleme bei lithographischen Prozessen auf in Form von Fokusfehlern durch geringe Schärfentiefe der UV-Stepper oder in Form von Leiterbahnrissen. Ein Verfahren in der Halbleiterindustrie zur Planarisierung verwendet den sogenannten CMP Prozeß. Hierbei handelt es sich um eine chemisch-mechanische Bearbeitung mit Hilfe eines Fluids (Slurry), wobei der chemisch reaktive Teil der Slurry die Aufgabe hat, das Material in einen polierbaren Zustand umzuwandeln. Die Slurry enthält ein Schleifmittel in Form von kolloidalen Abrasivpartikeln.
Aus DE 197 19 503 AI ist eine Vorrichtung zum chemisch-mechanischen Polieren von Oberflächen bekannt geworden. Sie enthält zwei Polierstationen mit höhenverstellbaren Vakuumträgern oder Polierköpfen für je einen Halbleiterwafer. Die Polierstationen weisen Polierteller auf, die um eine vertikale Achse angetrieben werden. Die Vakuumträger sind entlang von zwei parallelen annähernd horizontal verlaufenden Führungen unabhängig von einander geführt. Auf diese Weise können zwei Wafer gleichzeitig von einem Polierteller bearbeitet werden. An einem Ende der Führungen ist mindestens eine Übergabe- und Übernahmevorrichtung für die Wafer vorgesehen. Ferner sind auf gegenüberliegenden Seiten der Führungen angeordnete Belade- und Entladevorrichtungen für die Halbleiterwafer vorgesehen, zu denen die Vakuumträger ausrichtbar sind. Die Übergabe- und Übernahmevorrichtung wird zumeist von einem Roboter gebildet.
Während des Transports und der Bearbeitung werden die Wafer von dem Vakuumträger oder auch sogenannten Carrier gehalten. Dessen Aufgabe besteht darin, ein homogenes Druckfeld oder unterschiedliche Druckprofile auf die Rückseite des Werkstücks zu übertragen. Dabei ist die sogenannte scharfe Seite, d.h. die Seite, welche mit den Schaltkreisen bestückt ist, dem Polierteller zugewandt. Der Carrier ist üblicherweise von einer Verstellvorrichtung gehalten und bewegt, welche den Carrier zum einen um eine vertikale Achse dreht und zum anderen linear in vertikaler und horizontaler Richtung bewegt.
Der Durchsatz durch eine CMP Vorrichtung wird maßgeblich durch die Anzahl der Polierstationen bestimmt. Anderseits sind die Bearbeitungszeiten beim Planarisieren sehr kurz (typischer Weise 90 Sekunden). Wegen der kurzen Bearbeitungszeiten können beim Transfer der Werkstücke zwischen den einzelnen Sektionen Engpässe auftreten und den Durchsatz beschränken.
Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt beim chemisch-mechanischen Polieren (CMP) ist die Reinhaltung der Werkstücke. Der gesamt Polier- und Reinigungsvorgang findet in einem Reinraum statt, und es müssen Mittel vorgesehen werden, die verhindern, daß nach dem Poliervorgang vorhandene Slurry-Reste und -Partikel auf der Werkstückoberfläche verbleiben. Ein Antrocknen solcher Reste würden die Schaltkreise auf dem Werkstück zerstören. Aus US 5,885,138 ist z.B. das sogenannte Dry- In-Dry-Out-V erfahren bekannt geworden, bei dem durch entsprechende Übergabevorgänge im Behandlungsraum dafür gesorgt wird, daß z.B. eine Transfervorrichtung, welche die Werkstücke aus einer Be- und Entladestation entnimmt, nicht mit nassen bzw. verunreinigten Werkstücken in Berührung kommt. Mit dieser Transfervorrichtung, beispielsweise ein Roboter, werden dann die endgültig gereinigten und getrockneten Werkstücke wieder in die Be- und Entladestation zurücktransportiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum chemisch-mechanischen Polieren von Werkstücken in der Weise vorzusehen, daß bei hoher Produktionsgeschwindigkeit eine hohe Reinheit der Werkstücke erhalten wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 11 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Werkstücke von einer Transfervorrichtung zunächst in eine Zwischenstation übergeben. Erst von dort werden sie zur Poliervorrichtung gefördert. Dies geschieht mit Hilfe eines Polierkopfes oder Carriers, welcher mit Mitteln versehen ist, um ein Werkstück, beispielsweise ein Wafer schonend aufzunehmen. Mit dem Polierkopf wird das Werkstück zum Polierteller der Poliervorrichtung transportiert und unter Drehung des Polierkopfes gegen den sich drehenden Polierteller gehalten. Nach dem Polieren werden die Werkstücke von dem Polierkopf zur Zwischenstation zurücktransportiert, dort abgesetzt und in dieser gereinigt. Zusätzlich oder alternativ kann in der Zwischenstation auch eine chemische Behandlung, beispielsweise ein Ätzen oder dergleichen, stattfinden. Die gereinigten Werkstücke werden dann von der Zwischenstation entweder zu einer weiteren Poliervorrichtung oder zu einer Wasch- und Trockenvorrichtung transportiert, in der sie gewaschen und getrocknet werden. Anschließend werden sie von der Transfervorrichtung zur Be- und Entladestation zurücktransportiert. Vor jeder Aufnahme eines Werkstücks wird der Polierkopf gereinigt.
In der Zwischenstation können die Wafer von beiden Seiten gereinigt werden, was naturgemäß nicht erfolgen kann, wenn sie am Polierkopf hängen.
In der Zwischenstation werden Verätzungen oder chemische Umwandlungen, die durch Rückstände auf dem Werkstück erzeugt werden, verhindert. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Werkstücke in einem Zwei- oder Mehr-Stufen-CMP Prozeß behandelt werden, d.h. von der Zwischenstation noch in eine andere Polier- Vorrichtung transportiert werden. Durch entsprechende Spül- und Reinigungsvorrichtungen in der Zwischenstation können sogenannte Cross-Kontaminationen verhindert werden, d.h. Vermischung von unterschiedlichen Materialien und chemischen Komponenten zwischen den Poliervorrichtungen. Außerdem kann in der Zwischenstation eine chemische Vorbehandlung der Werkstücke erfolgen, um sie für die Polierstufen vorzubereiten.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nach jeder Abgabe eines Werkstücks der Polierkopf in einer speziellen Reinigungsstation gereinigt wird. Diese Reinigungsstation ist vorzugsweise in einer Höhe angeordnet, daß sie das Zusammenspiel von Polierkopf, Zwischenstation und Poliervorrichtung nicht behindert. Der Polierkopf kann allein in der Bearbeitungs- und Reinigungsstation gesäubert werden, er kann jedoch auch zusammen mit dem Werkstück in die Reinigungsstation eingebracht werden, damit beide einer Reinigung unterworfen werden.
Auch bezüglich der Greifmittel der Transfervorrichtung, die aus einer ersten und einer zweiten Transfervorrichtung bestehen kann zur Durchführung des Dry-In-Dry- Out- Verfahrens, können mit Hilfe von entsprechenden Reinigungsmitteln vor jedem neuen Ergreifen eines Werkstücks gereinigt werden. Um die Kontamination besonders gering zu halten, erfassen die Greifmittel die Werkstücke nur am Rand. Dadurch wird außerdem die Werkstückfläche geschont.
Es ist für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens von Vorteil, wenn erkannt werden kann, daß Schichtübergänge vorliegen. Zu diesem Zweck wird das Reibungsverhalten zwischen Poliertuch und der zu polierenden Schicht gemessen, etwa über die Leistungsaufnahme des Antriebs für den Polierteller. Dieses Kriterium ist zumeist nicht ausreichend, um den Schichtübergang festzustellen, insbesondere wenn mehrere Werkstücke gleichzeitig auf dem Polierteller bearbeitet werden. Da- her werden außerdem die Temperaturverläufe der Temperatur auf der Oberfläche der Polierteller einerseits und der Temperaturdifferenz des Kühlmittels für die Polierteller andererseits ausgewertet. Aus den genannten Temperaturverläufen kann mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus festgestellt werden, wann ein Schichtübergang vorliegt.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Zwischenstation einen um eine vertikale Achse drehbar gelagerten Träger auf, der von einem Drehantrieb gedreht werden kann. Der drehbare Träger weist an seiner Oberseite mindestens zwei horizontale nach oben freie Beladeflächen auf. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ferner mindestens zwei Polierstationen dem Umfang des rotierenden Trägers zugeordnet. Zwei Polierstationen liegen vorzugsweise auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Trägers. Es kann auch eine dritte Polierstation vorgesehen werden, die um einen Winkel von etwa 90° versetzt zu den anderen beiden Polierstationen am Umfang des Trägers angeordnet ist, wobei die Transfervorrichtung der letzteren Polierstation diametral gegenüberliegen kann. Die Beladung der Beladeflächen mit Werkstücken bzw. die Entnahme bearbeiteter Werkstücke von den Beladeflächen erfolgt mit der Transfervorrichtung.
Bei CMP Prozessen können zwei oder mehr Bearbeitungsstufen vorgesehen werden, in denen das Werkstück in verschiedenen Polierstationen planarisiert wird. Durch den Einsatz unterschiedlicher Chemikalien und Poliertücher in verschiedenen Polierstationen können verschiedene Materialien, wie z.B. Wolfram, Kupfer oder Titannitrit optimal bearbeitet werden. Wichtig ist hierbei, die Transportzeiten des Werkstücks zwischen den Polierstationen zu minimieren, da die chemischen Komponenten der ersten Stufe sehr schnell zu weiteren Verätzungen am Werkstück führen können. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein rascher Transport von einer Polierstation zur anderen stattfinden. Durch den schnellen Austausch der Werkstücke zwischen den Polierstationen wird eine Durchsatzerhöhung erreicht, da die Prozeßnebenzeiten verringert werden. Durch die beschriebene Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können, wie erwähnt, mehrere Polierstationen miteinander verbunden werden, so daß ein schneller Austausch zwischen den Stationen möglich ist. Auch bei einem einstufigen Verfahren läßt sich die Durchsatzzeit verringern, da die Werkstücke während ihres Transports auf der Beladefläche behandelt werden können, z.B. kann eine chemische Vorbehandlung erfolgen und/oder ein Spülen und Reinigen nach dem Poliervorgang.
In der heutigen CMP Prozeßtechnik ist üblich, das Werkstück nach der ersten Polierstufe einer Zwischenreinigung zuzuführen, um die oben beschriebenen nachteiligen Effekte zu minimieren oder zu eliminieren. In der bereits beschriebenen Druckschrift DE 197 19 503 oder US 6 050 885 ist bekannt, eine stationäre Reinigungsvorrichtung vorzusehen. Erfindungsgemäß kann dem Träger ebenfalls eine Reinigungsvorrichtung zugeordnet werden, so daß während des Transports des Werkstücks am Träger eine Reinigung stattfinden kann. Dadurch, daß eine geeignete Reinigungsvorrichtung beim Transport der Werkstücke wirksam ist, werden unerwünschte Verätzungen am Werkstück vermieden. Zusätzlich werden sogenannte Cross-Kontaminationen zwischen den Polierstationen bei einem zweistufigen Prozeß eliminiert.
Die Positionierung der Werkstücke auf den Beladeflächen mit Hilfe der Transfervorrichtung ist zumeist nicht derart, daß die Werkstücke richtig zentriert sind, damit sie vom Carrier oder Polierkopf zentriert aufgenommen werden können. Daher sind den Beladeflächen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung Zentriermittel zugeordnet, welche mit dem Umfang eines Werkstücks auf der Beladefläche zusammenwirken und das Werkstück zu einer vorgegebenen vertikalen Achse ausrichten. Zu dieser Achse kann dann die vertikale Achse des Carriers ausgerichtet werden, so daß der Carrier beim Absenken auf das Werkstück auf der Beladefläche das Werkstück zentriert aufnehmen kann.
Der Carrier zum Transport der Werkstücke und zum Zusammenwirken mit den Poliertellern in den Polierstationen kann in üblicher Weise ausgebildet sein. Vorzugsweise hält er die Werkstücke mittels Vakuum. Das Lösen der Werkstücke vom Carrier kann durch Aufbringen eines Druckluftstoßes nach Abschaltung des Vakuums durchgeführt werden. Die Verstellung des Carriers entlang horizontaler und vertikaler Achsen ist ebenfalls bereits bekannt und kann etwa in der Weise vor sich gehen, wie in US 6,050,885 beschrieben.
Aus der bereits erwähnten Vorveröffentlichung ist bekannt, eine lineare Führung für die Carrier vorzusehen, wobei pro Polierteller zwei Carrier mit jeweils einem aufgenommenen Werkstück zum Einsatz kommen können. Die Carrier können unabhängig voneinander an der Führung bewegt werden. Für diesen Fall ist es vorteilhaft, wenn der Träger vier Beladeflächen aufweist, wobei jeweils zwei Beladeflächen mit ihrer Achse in einer Ebene liegen, die parallel zur Führung verläuft, wenn der Träger eine entsprechende Drehstellung hat. Auf diese Weise kann pro Carrier eine Beladefläche vorgesehen werden, wodurch der Durchsatz der Werkstücke beim Polieren erheblich erhöht werden kann, insbesondere beim zwei- oder mehrstufigen Planarisierungsverfahren. Die Positionierung der vier Beladeflächen erfolgt vorzugsweise in Stufen von 90° bzw. einem Vielfachen von 90°
Dem Träger ist eine Reinigungsvorrichtung zugeordnet. Hierzu kann vorgesehen werden, daß der Träger eine mittige Erhebung aufweist, in der pro Beladefläche mindestens eine Düse angeordnet ist, die mit einer Fluidquelle verbunden ist. Die Düse kann Reinigungsflüssigkeit auf die bearbeitete Fläche des Werkstücks sprühen. Sie kann auch dazu dienen, die Oberfläche des Werkstücks mit einer geeigneten Flüssigkeit zu benetzen. In einer derartigen Erhebung kann auch eine Anzahl Detektoren angeordnet sein, die feststellen, ob auf der Beladefläche ein Werkstück angeordnet ist.
Es ist erforderlich, die Werkstücke auf den Beladeflächen zu zentrieren, damit sie zentriert vom Carrier aufgenommen werden können. Hierzu gibt es verschiedene bekannte Möglichkeiten. Eine besteht nach einer Ausgestaltung der Erfindung darin, daß auf einem Kreis angeordnete beabstandete Zentriernocken vorgesehen sind, welche Auflageflächen aufweisen zur Aufnahme des Randbereichs eines Werkstücks. Die Zentriernocken weisen ferner radial verstellbare Anschlagflächen auf, die mit dem Umfang des Werkstücks in Eingriff bringbar sind, um das Werkstück im Hinblick auf eine vorgegebene vertikale Achse auszurichten. Zu diesem Zweck sind die Anschlagflächen synchron betätigt.
Die Beladeflächen können im übrigen konkav geformt sein, so daß der Raum zwischen einem aufgenommenen Werkstück und der Beladefläche als Reinigungskammer dienen kann. Es ist möglich, aus diesem Reinigungsraum durch eine oder mehrere Bohrungen in der Beladefläche Flüssigkeit abzuführen. In der Beladefläche kann auch eine Düse angeordnet sein für die Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit zur beschriebenen Kammer zwischen Werkstück und Beladefläche. Mit Hilfe derartiger Vorkehrungen läßt sich auch die Kontaktfläche der Carrier reinigen, wenn sie auf die Beladefläche abgesenkt wird.
Somit ist eine Multifünktionsvorrichtung geschaffen, bei der durch eine rotatorische Bewegung die einzelnen Polierstationen und die Transfervorrichtung miteinander verbunden werden können, um die Transportzeiten so kurz wie möglich zu halten. Mit Hilfe der Multifünktionsvorrichtung läßt sich eine Erhöhung des Durchsatzes verwirklichen, insbesondere in einem sogenannten Zwei- oder Mehrstufenprozeß, bei dem verschiedene Materialien, wie z.B. Wolfram, Kupfer oder Titannitrit mit unterschiedlichen Chemikalien und Poliertüchern in verschiedenen Polierstationen bearbeitet werden. Durch die Integration geeigneter Spül- und Reinigungsvorrichtungen ist es möglich, Verätzungen und chemische Umwandlungen, die durch Rückstände auf den Werkstücken erzeugt werden, zu verhindern. Außerdem können in der beschriebenen Multifünktionsvorrichtung sogenannte Cross-Kontaminationen verhindert werden, d.h. Verschleppungen von unterschiedlichen Materialien und chemischen Komponenten zwischen den Polierstationen. Ferner können die Spül- und Reinigungsvorrichtungen zur chemischen Vorbehandlung der Werkstücke benutzt werden, um diese für die zweite oder dritte Polierstufe vorzubereiten. Da die Reinigung, die Vorbehandlung und dergleichen während der Transportbewegung stattfindet, wird dadurch die Durchsatzgeschwindigkeit nicht beeinflußt.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Transportieren, Polieren und Waschen und Trockenen von Wafern,
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 in Richtung
Pfeil 2 von Fig. 1,
Fig. 3 zeigt einen Teil der Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 in
Richtung Pfeil 3 von Fig. 1,
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Polierteller und durch Polierköpfe der Poliervorrichtung nach Fig. 1, Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Polierkopf der Poliervorrichtung nach Fig. 4,
Fig. 6 zeigt schematisch die Bearbeitung eines Halbleiterwafers mit einem
Polierteller,
Fig. 7 zeigt die Draufsicht auf eine sehr schematisch dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch den Träger der Be- und Entladestation nach Fig. 2,
Fig. 9 zeigt die Draufsicht der Be- und Entladestation nach Fig. 2,
Fign. 10a - lOo zeigen schematisch den Ablauf eines zweistufigen Poliervorgangs nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 11 zeigt eine Reinigungs- und Bearbeitungsvorrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht,
Fig. 12 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 11 in Richtung der Linie 12-12,
Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht eines Greifers einer Transfervomchtung der
Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 14 zeigt die Seitenansicht des Greifers nach Fig. 13, Fig. 15 zeigt ein Blockschaltbild für die Gewinnung eines Abschaltsignals für die Poliervorrichtung.
In den Fign. 1 bis 3 ist die Umrandung eines Reinraums 100 angedeutet, in dem zahlreiche einzelne Aggregate und Vorrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung untergebracht sind. Sie sollen anhand der Fign. 1 bis 3 zunächst schematisch angedeutet und beschrieben werden. Mit 102 ist allgemein eine Be- und Entladestation bezeichnet, die drei Plattformen 104 aufweist für mit Wafern bestückte Kassetten 106. Die Plattformen 104 besitzen eine Vielzahl von Sensoren, die z.B. die exakte Position der Kassette 106 auf der Plattform oder den Typ der Kassette detek- tieren. Außerdem ist eine Kassettenidentifikationsvorrichtung vorgesehen, welche entsprechende Datenträger der Kassetten abliest. Dies soll im einzelnen nicht beschrieben werden. Ferner ist auch eine sogenannte Mapping- Vorrichtung vorgesehen, welche die fehlerfreie Anordnung der Wafer in den Ablagefächern der Kassetten erfaßt und einer im einzelnen nicht dargestellten Steuervorrichtung meldet.
Ein erster Roboter 108 dient zur Entnahme der Wafer aus den Kassetten 106, wobei der Roboter jeden Wafer zunächst auf eine Kassettenidentifikationsvorrichtung 110 ablegt oder in dieser hält.
Der Roboter 108 ist für die Handhabung trockener Wafer ausgelegt. Er entnimmt die Wafer aus den Ablagefächern der Kassetten und transferiert diese zu der Identifika- tionsvorrichtung 110 (ein Wafer 112 ist in der Erkennungsvorrichtung 110 dargestellt). Der Roboter 108 fördert den Wafer 112 anschließend zu einer Übergabestelle 114, an der auch ein Schichtdickenmeßgerät 116 angeordnet ist.
Annähernd mittig im Reinraum 100 ist ein weiterer Roboter 118 angeordnet, mit dessen Hilfe der Wafer von der Übergabestelle 114 zu einer Zwischenstation 120 gefördert wird. Die Zwischenstation 120 weist vier Ablageflächen 122 bis 128 auf, die auf einem drehbaren Träger angeordnet sind. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen. Auf dem Träger gegenüberliegenden Seiten sind jeweils ein Polierteller 130 bzw. 132 drehend angetrieben. Zu jedem Polierteller 130 gehören zwei Polierköpfe 134, 136 bzw. 138, 140. Auf den Aufbau der Polierteller und der Polierköpfe sowie deren Bewegung wird weiter unten noch eingegangen werden. Es sei bereits jetzt erwähnt, daß die Polierköpfe linear zwischen den gezeigten Positionen in Fig. 1 und einer Position oberhalb einer Ablagefläche 122 bis 128 verfahrbar sind. Außerdem sind die Polierköpfe 134 bis 140 vertikal verstellbar angeordnet. Die Polierköpfe dienen dazu, die Wafer zu transportieren und sie gegen die Polierteller 130, 132 zu halten, damit sie dort im CMP -Verfahren behandelt werden. Auf den Poliervorgang wird ebenfalls weiter unten noch eingegangen.
Zwischen dem Polierteller 130 und der Zwischenstation 120 sind zwei Bearbei- tungs- und Reinigungsstationen 142, 144 angeordnet. Ähnliche Reinigungsstationen 146, 148 sind zwischen der Zwischenstation 120 und dem Polierteller 132 angeordnet. Die Bearbeitungs- und Reinigungsstationen sind zwischen einer Position, wie sie in Fig. 1 eingezeichnet ist und einer Position, in der sie zu einer Ablagefläche ausgerichtet sind, verschwenkbar. Räumlich sind daher die Stationen 142 bis 148 oberhalb der Ablageflächen 122 bis 128 angeordnet, können aber von den Polierköpfen 134 bis 140 überfahren werden.
Nach dem Polieren werden die Wafer von Roboter 118 zum Schichtdickenmeßgerät 116 transportiert.
Jedem Polierteller 130, 132 ist eine Abrichtvorrichtung 150 bzw. 152 zugeordnet. Auch hierauf wird weiter unten noch eingegangen. Man erkennt aus der Darstellung nach Fig. 1, daß die gesamte Poliervorrichtung einschließlich der Zwischenstation 120 und der Abrichtvorrichtungen 150, 152 in einem gesonderten Abteil innerhalb des Reinraums 100 angeordnet ist.
In einem anderen Abteil der Vorrichtung nach Fig. 1 ist eine Wasch- und Trocknungsvorrichtung angeordnet. Sie enthält eine Hauptreinigungsstation 154 und eine Endreinigungsstation 156, in welche die Wafer von einem Eingabebereich 158 gelangen. Sie werden vom Roboter 118 in den Eingabebereich gegeben und von dort über einen V-förmigen Wassertransport 160 und durch Reinigungsvorkehrungen gefördert. Auf die Reinigungsstationen soll im einzelnen nicht eingegangen werden. Die gereinigten Wafer gelangen zu einer Stoppstelle 162, bevor sie zu einer Spül- und Trockenschleuder 162 mit Hilfe eines bei 164 angedeuteten Roboters gelangen. Aus der Spül- und Trockenschleuder 162 wird der gereinigte Wafer dann mit Hilfe des Roboters 108 zur Be- und Entladestation 102 gefördert und von dort mit dem ersten Roboter 108 in eine bereit gehaltene Kassette zurücktransportiert. Man erkennt bereits, daß der Roboter 108 lediglich trockene Wafer angreift und transportiert, während der Roboter 118 nur nasse Wafer ergreift und transportiert.
Zu Fig. 3 sei ergänzend angemerkt, daß dort der Greifer 166 zu erkennen ist, der einen Wafer 112 erfaßt und der weiter unten noch näher erläutert werden soll.
Zunächst sei anhand der Fign. 6 bis 10 der Polierbetrieb im Hinblick auf die Zwischenstation 120 näher beschrieben.
Fig. 6 zeigt schematisch den bekannten Aufbau einer Polierstation, z.B. für Halbleiterwafer. An einer horizontalen linearen Führung 10 ist eine Poliereinheit 12 linear beweglich gelagert und von einem nicht gezeigten Antrieb entlang der Führung bewegbar. Dies ist durch den Doppelpfeil Si angedeutet. Der obere Abschnitt 14, der an der Führung 10 geführt ist, lagert eine Spindel 16, die von einem nicht gezeigten Motor drehend antreibbar ist. Die Spindel ist außerdem höhenverstellbar. Am unteren Ende der Spindel ist ein sogenannter Carrier 18 für die Halterung eines nicht gezeigten Halbleiterwafers angebracht. Der Carrier 18 kann mit Hilfe der Spindel 16 drehend angetrieben werden, und zwar mit der Drehzahl nl. Unterhalb des Carriers 18 (vorstehend auch mit Polierkopf bezeichnet) befindet sich eine drehend angetriebene Polierscheibe 20, wie sie üblicherweise beim Planarisieren von Wafern verwendet wird. Die Polierscheibe 20 wird mit der Drehzahl n2 angetrieben. Auf das nicht gezeigte Poliertuch der Polierscheibe 20 wird über die Vorrichtung 22 eine Slurry ausgetragen mit den Mengen αl und α2. Mit Hilfe des nicht gezeigten Verstellmechanismus für die Höhenverstellbarkeit der Spindel 16 kann ein Druck bl ausgeübt werden, um den Wafer mit einem vorgegebenen Druck gegen die Polierscheibe 10 anzudrücken.
Ein nicht gezeigter Abrichtmechanismus 24 enthält eine Abrichtscheibe 26, die an einem Arm 28 drehbar gelagert ist und mit einer Drehzahl n3 angetrieben wird. Die Andrückkraft, mit der die Abrichtscheibe 26 angedrückt wird, ist F .
Bei der schematischen Darstellung nach Fig. 7 sind zwei Polierstationen 30, 31 vorgesehen die der nach Fig. 6 gleichen, wobei jeder Polierstation zwei Poliereinheiten 12 zugeordnet sind, die an linearen Führungen 10a bzw. 10b geführt sind. Die Führungen 10a, 10b liegen auf einer Achse. Die Ausbildung der Poliereinheiten 12 nach Fig. 2 entspricht der nach Fig. 6. Die Anordnung der Poliereinheiten an den Führungen 10a, 10b entspricht derjenigen, wie sie in US 6,050,885 gezeigt und beschrieben ist.
Zwischen den Polierstationen 30, 31 ist für die Zwischenstation 120 nach Fig. 1 ein kreisförmiger Träger 34 angeordnet, der um eine vertikale mittige Achse von einem in Fig. 7 nicht gezeigten Drehantrieb verdrehbar ist. Die Führungen 10a, 10b sind nach rechts bzw. links verlängert und erstrecken sich über den Träger 34 annähernd bis zu seiner Mitte. Die Mittelpunkte der Polierteller 20a, 20b und des Trägers 34 liegen auf einer Achse, welche parallel zu den Führungen 10a, 10b ist.
Auf gegenüberliegenden Seiten dieser Achse sind jeweils zwei Be- und Entladestellen 36 auf dem Träger angeordnet, die nachfolgend noch näher beschrieben werden sollen und den Beladeflächen 122 bis 128 entsprechen. Ihre Mittelpunkte liegen auf einem Kreis konzentrisch zur Drehachse des Trägers 34. Jede der vier Be- und Entladestellen 36 ist in der Lage, einen Wafer zentriert aufzunehmen. Die Be- und Entladung dieser Stellen 36 erfolgt mit Hilfe eines schematisch dargestellten Roboters 38, also z.B. des Roboters 118 nach Fig. 1.
In der in Fig. 7 gezeigten Drehstellung können die Poliereinheiten 12 jeweils mit zwei Be- und Entladestellen 36 ausgerichtet werden, um einen Wafer aufzunehmen bzw. einen Wafer abzulegen. Es versteht sich, daß auch eine dritte Polierstation vorgesehen werden kann. Sie liegt am Umfang des Trägers 34 auf der Seite, welche dem Roboter 38 gegenüberliegt.
Der Aufbau der Be- und Entladestellen geht aus den Fign. 8 und 9 deutlicher hervor, welche nachfolgend näher beschrieben werden sollen.
In einer Öffnung eines stationären Gestells 40 ist der Träger 34 um eine vertikale Achse drehbar gelagert. Er besteht aus mehreren Teilen. Eine kreisrunde Platte 42 ist drehfest mit einem Rad 44 verbunden, das über ein Getriebe 46 und einen Antriebsmotor 48 um eine vertikale Achse gedreht werden kann. Mit der Drehung des Rades 44 rotiert auch die Platte 42. Auf der Platte 42 sind zapfenartige Halter 50 angebracht. Sie stehen vertikal nach oben und lagern kappenartige Elemente 52. Mit Hilfe einer Feder 51 ist die Lagerung in axialer Richtung nachgebend. Die Oberseite der Elemente 52 bildet eine Beladefläche 54 für Wafer 56, welche auf der Beladefläche aufgelegt werden können. In Umfangsrichtung beabstandet sind am Umfang der Beladefläche 54 vier Zentriernocken 58 angeordnet. Sie weisen eine nicht näher dargestellte Auflagefläche für die Wafer 56 auf. Dadurch sind die Wafer 58 nur an vier Stellen am Rand abgestützt (In Fig. 8 sind jeweils nur zwei Zentriernocken 58 zu erkennen.) In Fig. 9 sind die vier Zentriernocken 58 erkennbar. Die radial bewegbaren Zentriernocken haben eine Anschlagfläche, die durch einen Verstellmechanismus 60 radial bewegt werden kann. Der Verstellmechanismus weist einen pneumatischen Schwenkantrieb 61 auf, der über ein Getriebe 63 auf vier Stangen 65 wirkt, um die Nocken 58 zu bewegen. Diese sind als Hebel gebildet, die von den Stangen 65 geschwenkt werden. Die Anschlagflächen sind ebenfalls nicht gezeigt. Mit Hilfe der Anschlagflächen bzw. der Zentriernocken 58 läßt sich eine aufgenommene Waferscheibe zentrieren bezüglich einer vorgegebenen Achse, beispielsweise der Mittenachse des Elements 52.
In der Deckenwand des Elements 52 ist eine Durchbohrung 62 gezeigt, die mit einem Anschluß 64 für ein Fluid versehen ist. Über den Anschluß kann Fluid zur Unterseite des aufgenommenen Wafers gebracht werden. Es können auch Bohrungen vorgesehen werden, um Flüssigkeit von der Beladefläche abzuleiten.
Mit der Platte 42 ist im Abstand zur Platte 42 ein Teller 66 fest verbunden, der im Bereich der Elemente 52 Öffnungen 68 aufweist. Mittig weist der Teller 64 eine innen hohle Erhebung 70 auf, welche zu einem axialen Durchgang 72 von Rad 44 und Teller 42 ausgerichtet ist. In der leicht geschrägten Wand im oberen Bereich der Erhebung 70 sind mehrere Düsen angeordnet, von denen eine bei 74 gezeigt ist. Jeweils eine Düse 74 ist zu einer Be- und Entladestation 36 ausgerichtet, d.h. zu deren Beladefläche 54. Eine zur Düse 74 geführte Leitung 76 ist mit einer Fluidquelle verbunden, um ein Fluid auf die Oberseite des aufgenommenen Wafers 56 aufzusprü- hen. Für jede Be- und Entladestation 36 ist auch eine Strahlenquelle 78 vorgesehen, die zur Beladefläche 54 gerichtet ist und mit einem Empfänger 79 zusammenwirkt, der anzeigt, ob ein Wafer 56 aufgenommen ist oder nicht.
Der Träger 34 wird von einem Dichtungsring 80 des Gestells 40 umgeben, wobei zwischen dem Ring 80 und dem Teller 66 eine Labyrinthdichtung 82 vorgesehen ist. Unterhalb des Rings 80 befindet sich eine Tropfwanne (nicht gezeigt) für das gesamte System. Jedes kappenförmige Element 52 ist ebenfalls von einer Tropfwanne 82 umgeben, um Flüssigkeit bzw. Slurry aufzunehmen und auf nicht gezeigte Art und Weise in die Gesamttropfwanne abzuleiten.
Gemäß Fig. 7 kann der Roboter 38 zwei der zugeordneten Be- und Entladestationen beladen bzw. von diesen Wafern entfernen. Es ist auch denkbar, den Träger 34 so in eine Drehstellung zu bringen, daß nur eine der Stationen 36 vom Roboter 38 bedient werden kann. In der Drehstellung gemäß Fig. 7 können dann die Poliereinheiten jeweils einen Wafer aus der Be- und Entladestation entnehmen bzw. auf dieser ablegen. Soll z.B. zunächst in der linken Polierstation 30 bearbeitet werden, um anschließend eine Bearbeitung in der rechten Polierstation 31 vorzunehmen, wird nach dem Ablegen eines Wafers auf der zugeordneten Be- und Entladestation 36 eine Drehung des Trägers 34 um 180° vorgenommen, damit dann die zugeordnete Poliereinheit 18 den Wafer wieder entnehmen kann zwecks Bearbeitung auf der zugeordneten Hälfte des Poliertellers 20b. Während der Drehung des Trägers 34 kann die Oberfläche des Wafers gereinigt werden, z.B. mit Hilfe der Sprühdüse 74, um Reste des Bearbeitungsmediums zu entfernen und ein Verätzen zu vermeiden. Mithin ist die Be- und Entladestation 36 mit dem Träger 34 nicht nur ein Mittel, um aufgenommene Wafer zu zentrieren, damit sie zentriert vom Carrier 18 aufgenommen werden können, sondern auch ein Transportmittel zwischen zwei oder mehr Polierstationen sowie eine Reinigungsstation zur Reinigung der bearbeiteten Wafer vor dem Weitertransport zur nächsten Polierstation oder vor Entnahme durch den Roboter 38.
Die Beladeflächen 54 können konkav ausgebildet sein, so daß eine Kammer auf der Rückseite des Wafers 56 gebildet ist, wie schon beschrieben. Sie kann mit Bohrungen versehen werden kann, um die Abfuhr oder die Zufuhr von Fluid zu ermöglichen. Auf diese Weise kann auch die Rückseite des aufgenommenen Wafers 56 gereinigt werden. Es kann auch die Kontaktfläche der Carrier gereinigt werden, wenn diese auf einer Beladefläche abgesenkt wird.
Es versteht sich, daß die beschriebenen Antriebe für die einzelnen Teile des Poliersystems und das Zusammenwirken dieser Antriebe mit Hilfe einer geeigneten, hier nicht gezeigten Steuervorrichtung gesteuert werden können. Derartige Steuervorrichtungen sind allgemein bekannt.
Nachfolgend soll ein zweistufiges Polierverfahren anhand von Fig. 10a bis Fig. lOo erläutert werden. Zwischen zwei Poliertellern POT1 und POT2 ist ein rotierender Träger angeordnet mit den vier Beladeflächen WLT1 bis WLT4. Es wird dabei von einer Anordnung ausgegangen, wie sie in den Figuren 7 bis 9 dargestellt und beschrieben wurde. Die Transfervorrichtung 38 ist ebenso wenig dargestellt wie die Carrier (Poliereinheiten 18), mit deren Hilfe die Wafer transportiert und gegen die Polierteller POT1 und POT2 gehalten werden können. Im Fall von Fig. 10 liegt die Transfervorrichtung auf der Seite A der Vorrichtung. Die diametral gegenüberliegende Seite ist mit B bezeichnet. Aus Verständnisgründen ist außerdem in den Figuren 10a bis lOo ein radialer Strich eingezeichnet. In Fig. 10a kennzeichnet er eine Nullposition des Trägers. In den übrigen Figuren ist die Position mit 90° bzw. einem Vielfachen von 90° angegeben. In Fig. 10a sind die Beladeflächen WLTl und WLT2 mit den Werkstücken Wl und W2 beladen. Wie erwähnt, erfolgt dies mit Hilfe der nicht gezeigten Transfervorrichtung, wobei die Beladung gleichzeitig oder auch zeitlich nacheinander vonstatten gehen kann. Anschließend wird gemäß Fig. 10b der Träger um -90° gedreht, wodurch die Werkstücke Wl und W2 dem ersten Polierteller POTl zugekehrt sind. In dieser Position können sie von den nicht gezeigten Carriern erfaßt und über den Polierteller POTl bewegt werden. Dies ist in Fig. 10c zu erkennen. Nunmehr erfolgt in der ersten Polierstation die Bearbeitung der Wafer Wl und W2.
Sobald die Wafer Wl und W2 vom Träger entfernt sind, werden zwei weitere Wafer W3 und W4 von der Transfervorrichtung auf die Beladeflächen WLTl und WLT4 abgelegt. Sobald dies geschehen ist, wird der Träger um 90° zurück in die Nullposition gedreht, wie in Fig. lOe zu erkennen. In dieser Position des Trägers können nach Beendigung des Poliervorgangs die Wafer Wl und W2 zurück auf die Beladeflächen WLT2 und WLT3 gebracht werden. Dies ist in Fig. lOf dargestellt. Anschließend erfolgt eine Drehung des Trägers um 180°, wie in Fig. 10g zu erkennen. In dieser Position können die Carrier, die dem Polierteller POT2 zugeordnet sind, die Wafer Wl und W2 zum zweiten Polierteller POT2 transportieren, wie dies in Fig. 10h gezeigt ist. Gleichzeitig können die Wafer W3 und W4 von dem zugeordneten Carrier zum Polierteller POTl bewegt werden.
Während der Bearbeitung der Wafer Wl bis W4 durch die Polierteller POTl und POT2 sind die Beladeflächen WLTl bis WLT4 leer. Sie können daher mit weiteren Wafern W5 und W6 beladen werden, wie in Fig. lOj zu erkennen. Gemäß Fig. 10k wird der Träger dann in Uhrzeigerrichtung so gedreht, daß die Wafer W5 und W6 zum Polierteller POTl ausgerichtet sind, während die leeren Beladeflächen WLT2 und WLT3 dem Polierteller POT2 zugeordnet sind. In dieser Position können die fertig bearbeiteten Wafer Wl und W2 auf die zugeordneten Beladeflächen abgelegt werden, wie in Fig. 101 zu erkennen ist. Anschließend wird der Träger um weitere 90° gedreht, so daß die Wafer Wl und W2 durch die Transfervorrichtung entnommen werden können (Fig. 10m und n). Danach wird der Träger wiederum um 90° so gedreht, daß die Wafer W5 und W6 zum Polierteller POT2 ausgerichtet sind, so daß nunmehr die in der ersten Stufe bearbeiteten Wafer W3 und W4 auf dem Träger abgelegt werden können. Danach erfolgt die weitere Bearbeitung wie zu lOf und folgende dargestellt.
Während die Wafer W5 und W6 sich auf den Beladeflächen befinden, können sie, wie weiter oben schon beschrieben wurde, vorbehandelt, gespült und gereinigt werden. Dadurch verlängern diese Vorgänge nicht die gesamte Durchsatzzeit beim zweistufigen Polieren der Wafer.
Ein Polierteller der Poliervorrichtung nach den oben beschriebenen Figuren ist im Schnitt in Fig. 4 dargestellt. Es ist z.B. der Polierteller 130 nach Fig. 1. Dementsprechend tragen die Polierköpfe die Bezugszeichen 134, 136. Auf einer Arbeitsplatte 170 ist ein Poliertuch gespannt, und zwischen einer Trägerplatte 174 und der Arbeitsplatte 120 sind Kühlkanäle 176 vorgesehen, durch welche eine geeignete Kühl- flüssigkeit strömt. Die Zufuhr und Abfuhr Kühlflüssigkeit ist im einzelnen nicht dargestellt.
Der Polierteller 130 ist mit Hilfe eines Drehantriebs 178, der in einem Gestell 180 angeordnet ist, über eine vertikale Welle angetrieben. Die Polierköpfe 134, 136 sind mit einer Spindel 182 bzw. 184 verbunden, die in Führungsbahnen 186 vertikal verstellbar sind. Der vertikale Versteilantrieb ist nicht dargestellt. Dagegen sind Antriebe 188 und 190 zu erkennen, mit denen die Spindel 182, 184 in Drehung versetzt werden kann. Bei 192 ist ein Abrichtmechanismus dargestellt, mit dessen Hilfe das Poliertuch abgerichtet werden kann. Es ist diametral zum Polierteller 130 beweglich, damit die gesamte Fläche des Poliertellers erfaßt werden kann.
Fig. 5 ist vergrößert der Polierkopf 134 oder Carrier dargestellt. Auf Einzelheiten des Polierkopfes soll nicht weiter eingegangen werden. Man erkennt einen sogenannten Backingfilm 194, über den der Wafer vom Polierkopf 134 aufgenommen wird. Man erkennt femer den Slurryaustritt bei 196, der über eine Zufuhr in der Spindel 184 erfolgt. Hierauf soll im einzelnen nicht weiter eingegangen werden. Für die vorliegende Beschreibung ist jedoch von Bedeutung, daß mit dem Polierkopf 134 eine Adapterplatte 198 verbunden ist, auf die eine Überwurfmutter 200 geschraubt werden kann. Die Überwurfmutter 200 kann ihrerseits auf ein Außengewinde der Adapterplatte 188 geschraubt werden. Mit der Adapterplatte 198 ist ein Zentrierstift 202 verbunden, der mit einer Zentrierausnehmung 204 der Spindel 184 zusammenwirkt. Auf diese Weise ist eine Schnellwechselvorrichtung geschaffen, mit deren Hilfe ein Polierkopf rasch an einer Spindel angebracht und von dieser gelöst werden kann. Die Adapterplatte 198 dient dazu, die Zufuhr der Medien zum Polierkopf 134 etwa über die bei 206 angedeuteten Kanäle sicherzustellen.
Es sei noch bezüglich der Abrichtvorrichtung 192 nach Fig. 4 erwähnt, daß sie beispielsweise mit Diamant- oder Kunststoffbürsten arbeitet oder einem Hochdruckwasserstrahl zwecks Aufrauhung des Poliertuches. Die Bewegung dieser Mittel erfolgt radial bzw. diametral, um die gewünschte Aufrauhung über die gesamte Fläche des Poliertuches zu bewerkstelligen. Außerhalb der Polierteller 130, 132 (siehe auch Fig. 1) können Mittel vorgesehen sein, um die Abrichtmittel naß zu halten.
In den Fign. 11 und 12 ist eine kreisförmige Wanne 210 dargestellt. Die Wanne 210 entspricht einer der Bearbeitungs- und Reinigungsstationen 142 bis 148 nach Fig. 1. An der Wanne 210 ist ein horizontaler Arm 212 angebracht zur Verschwenkung der Wanne 210 um eine vertikale Achse mit Hilfe einer Hohlwelle 214. Die Ver- schwenkmöglichkeit der Wanne 210 ist in Fig. 11 durch strichpunktierte Linien angedeutet.
In Fig. 11 erkennt man bei 216 horizontal angeordnete Sprüh- und Reinigungsdüsenreihen, die annähernd radial angeordnet sind. In der Wanne sind am Rand auch Paare von Zentriermitteln 218 zu erkennen, deren Funktion noch erläutert wird. In der Wanne ist eine horizontale Bürstenanordnung 220 angeordnet. An einer Stelle des Randes der Wanne 210 ist eine horizontale Bürstenanordnung 222 zu erkennen. Femer sind vertikal angeordnete Düsen 224 gezeigt. Im Boden der Wanne befinden sich Sprühdüsen 226, die ein Medium nach unten abgeben. Durch die Hohlwelle 214 kann eine Vielzahl von Medien geleitet werden, wie durch die strichpunktierten Leitungen 228 in Fig. 12 angedeutet ist.
In die Wanne 210 kann ein Polierkopf gemäß den vorstehenden Figuren mit oder ohne aufgenommenes Werkstück abgesenkt und an dieser Stelle gereinigt werden mit Hilfe der Bürsten und Reinigungsdüsen. Die Zentriermittel 218 zentrieren den Polierkopf und ermöglichen seine Drehung in der Wanne 210. Ist die Wanne 210 oberhalb einer Ablagefläche 122 bis 128 angeordnet bzw. oberhalb eines Trägers 34 gemäß Fig. 7 und folgende, dann kann auch der Träger gereinigt werden bzw. der vom Träger aufgenommene Wafer. Das Medium kann auch ein Behandlungsmedium sein, um den Wafer auf diese Weise zu behandeln.
In den Fign. 13 und 14 ist der Greifer des Roboters 108 näher dargestellt. Es versteht sich, daß die Greifer der Roboter 118 und 164 analog aufgebaut sein können. In einem Gehäuse 230 sind zwei parallele Wellen 232, 234 drehbar gelagert und mit Hilfe eines nicht gezeigten Antriebs um 90° verschwenkbar. Die Wellen 232, 234 haben einen bestimmten Abstand voneinander. An den Enden weisen die Wellen 232, 234 Backen 236, 238 aus verschleißfestem Kunststoff auf, die geeignet sind, einen Rand eines bei 112 dargestellten Wafers zu ergreifen. Im Gehäuse 230 sind außerdem innerhalb des Bereiches der Wellen 232, 234 Stifte 240, 242 linear beweglich gelagert. Sie sind geeignet, sich gegen den Rand eines Wafers 112 anzulegen. Auf die beschriebene Weise kann daher ein Wafer 122 ausschließlich am Rand schonend erfaßt werden. Es sei noch einmal betont, daß der Mechanismus zur Betätigung der Wellen und der Stifte des Greifers 166 im einzelnen nicht beschrieben werden soll. Es sei jedoch noch auf einen Sensor 244 zwischen den Stiften 242 und 240 hingewiesen werden, mit dem die Anwesenheit eines Wafers 112 im Greifer 166 detektiert werden kann.
In Fig. 15 ist z.B. schematisch der Polierteller 130 angedeutet. Der Motor 178 wird von einer Steuervorrichtung 250 betätigt. Dem Polierteller 130 ist ein Meßfühler 252 zugeordnet, der die Temperatur an der Oberfläche des Poliertellers mißt und auf einen Meßgeber 254 gibt. Ein Meßfühler 256 mißt die Temperatur des Kühlmediums, das, wie beschrieben, durch den Polierteller 130 geschickt wird. Ein Meßfühler 258 mißt die Ausgangstemperatur des Kühlmittels. Beide Temperaturwerte werden auf Meßgeber 260 bzw. 262 gegeben, in denen diese Werte gespeichert werden. Die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 178 wird im Meßgeber 264 gespeichert. Die Oberflächentemperatur wird bei 266 gespeichert. Von der Eingangs- und Ausgangstemperatur des Kühlmittels des Poliertellers 130 wird eine Differenz gebildet und diese bei 268 gespeichert. Über geeignete Filter 270, 272 und 274 wird der Temperaturverlauf ermittelt, und die Temperaturverläufe der beschriebenen Parameter werden bei 276 mit Hilfe eines geeigneten Algorithmus zur Bildung eines Abschaltsignal für die Steuervorrichtung 250 verwendet. Mit Hilfe der beschriebenen Meßwerte und des Algorithmus kann festgestellt werden, wann auf dem Wafer ein Schichtübergang stattfindet. Dies zeigt das Ende eines Poliervorgangs an, so daß eine automatische Abschaltung der Poliervorrichtung bewerkstelligt werden kann. Nachfolgend sei die Wirkungsweise der im einzelnen beschriebenen Vorrichtungen noch einmal erläutert.
Ein Bearbeitungszyklus startet, nachdem mindestens eine Plattform 104 mit einer Kassette 106 bestückt wurde. Im ersten Schritt werden mit Hilfe der Identifikationsvorrichtung Identifikations- und Bearbeitungsdaten vom Datenträger der Kassette 106 gelesen. Die gelesenen Daten werden im weiteren Verlauf der Bearbeitungsschritte benutzt, um die anfallenden Prozeßdaten eindeutig einer Kassette zuzuordnen. Im nächsten Schritt erfolgt die Verifizierung der Kassettenbelegung über die bereits erläuterte Mappingvorrichtung, die die Belegung und Orientierung der Werkstücke 112 in der Kassette 106 überprüft. Nach der Verifizierung entnimmt der Roboter 108 die Wafer 112 aus den Ablagefächern der Kassetten 106 und transportiert diese zum Erkennungssystem 110 und danach zum Übergabepunkt 116. Beim Transport werden die Wafer nur über den Randbereich erfaßt, um Kratzer auf der Oberfläche und Kontaminationen zu vermeiden. Der zweite Roboter 118 entnimmt den Wafer von der Übergabestelle 114, an der die Schichtdicke gemessen wird und transportiert diesen zu einer der Ablageflächen 122 bis 128 des Trägers bzw. der Zwischenstation 120. Auch dieser Transport erfolgt durch Ergreifen am Rand des Wafers mit den Greifmitteln des Roboters 118. Nachdem der Roboter 118 den Wafer abgelegt hat, kann er in einer nicht gezeigten Reinigungsstation seinerseits eine Reinigung erfahren, bevor er einen nächsten Wafer ergreift, beispielsweise um den von dem Polierteller 132 bearbeiteten Wafer von einer Ablagefläche der Zwischenstation 120 zur Reinigungs- und Waschvorrichtung 154, 156 zu transportieren. Das Polieren und Behandeln in der Poliervorrichtung und in der Zwischenstation 120 soll nicht mehr erörtert werden, weil es weiter oben bereits ausführlich beschrieben wurde. Bevor die Polierköpfe einen Wafer auf der Zwischenstation 120 auflegen, können die Polierköpfe in den Reinigungs- und Bearbeitungsstationen 142, 144, 146, 148 abgesenkt und dort gereinigt oder behandelt werden. Erst anschließend werden die Wafer in der Zwischenstation 120 abgelegt. Vorher ist jedoch erforderlich, daß die zugeordnete Wanne 210 in eine Parkposition verschwenkt, damit sich der Polierkopf auf eine Ablagefläche der Zwischenstation 120 absenken kann. Es ist jedoch auch möglich, vorher einen Wafer abzulegen und anschließend eine Reinigung des Polierkopfes in der Wanne 210 der Reinigungs- und Bearbeitungsstation vorzunehmen. Hierzu ist wiederum erforderlich, daß diese aus der in Fig. 1 gezeigten Parkposition in eine Position verschwenkt wird, in der sie zu einer Ablagefläche ausgerichtet ist.
Nach dem Absenken der Wafer auf den Polierteller 130, 132 erfolgt der Poliervorgang, wobei er beendet wird, wenn die gemessenen Parameter für die Temperaturen und die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors für den Polierteller anzeigen, daß ein Schichtübergang stattfindet.
Der Roboter 118 entnimmt von der Zwischenstation 120 das fertig bearbeitete Werkstück bzw. den fertig polierten Wafer und setzt ihn in dem Eingabebereich 158 der Wasch- und Trocknungsstation ab. Anschließend erfolgt das Waschen und Trocknen der Wafer, und am Ausgangsbereich der Trockenvorrichtung 162 (Spül- und Trockenschleuder) entnimmt der Roboter 164 den gereinigten und getrockneten Wafer aus der Trockenvorrichtung 162 und legt diesen in der Übergabestelle 114 ab, wo er mit Hilfe des bereits beschriebenen Schichtdickenmeßgeräts 116 auf seine Dicke geprüft wird. Anschließend erfolgt der Rücktransport in eine Kassette 106 mit Hilfe des Roboters 108. Dem Reinraum 100 sind verschiedene Filter- und Lüftereinheiten zugeordnet, so daß unterschiedliche Reinraumbereiche erzeugt werden. Im Bereich des Roboters 108 wird die Reinraumklasse 1 erzeugt. Filter und Lüfteinheiten, die über der Reinigungs- und Trockenvorrichtung angeordnet sind, erzeugen die Reinraumklasse 2. Der zweite Roboter 118 und das Schichtdickenmeßgerät 116 operieren in einer Reinraumklasse 3. Die gesamte Poliervorrichtung einschließlich der Zwischenstation operiert in der Reinraumklasse 4. Die Lüftereinheiten, die in der Decke des Reinraums 100 angebracht sind, erzeugen einen laminaren Luftstrom, dessen Strömungsgeschwindigkeit stufenlos verändert werden kann. Durch die Veränderung der Luftströmungsgeschwindigkeiten in den einzelnen Bereichen werden unterschiedliche Druckzonen geschaffen, die eine geometrische Führung der Luftströmung ermöglichen. Die Filter sind so ausgerüstet, daß sie die jeweils erforderliche Reinraumklasse herstellen können.

Claims

A n s p r ü c h e:
1. Verfahren zum Transportieren, chemisch-mechanischen Polieren und Trocknen von Werkstücken, insbesondere Siliciumwafer in einem abgeschlossenen Reinraum mit den folgenden Schritten:
die Werkstücke werden von mindestens einer Transfervorrichtung aus einer Be- und Entladestation entnommen und auf eine Zwischenstation übergeben
die Werkstücke werden von mindestens einem Polierkopf einer Poliervorrichtung von der Zwischenstation aufgenommen, zu einem Polierteller der Poliervorrichtung transportiert und unter Drehung des Polierkopfes gegen den sich drehenden Polierteller gehalten
nach dem Polieren werden die Werkstücke von dem Polierkopf zur Zwischenstation zurücktransportiert, vom Polierkopf gelöst und in der Zwischenstation gereinigt und/oder chemisch behandelt
die gereinigten und/oder chemisch behandelten Werkstücke werden von der Zwischenstation wahlweise zu einer zweiten Poliervorrichtung oder zu einer Wasch- und Trockenvorrichtung transportiert und in dieser gewaschen und getrocknet
die gewaschenen und getrockneten Werkstücke werden von der Transfervorrichtung zur Be- und Entladestation zurücktransportiert
vor jeder Aufnahme eines Werkstücks wird der Polierkopf gereinigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke mit einer ersten Transfervorrichtung von einer Be- und Entladestation entnommen und an einer ersten Übergabestelle abgelegt werden, wobei die Werkstücke von einer zweiten Transfervorrichtung von der Übergabestelle zur Zwischenstation transportiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gereinigten und getrockneten Werkstücke von der ersten Transfervorrichtung zur Be- und Entladestation zurücktransportiert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten Poliervorrichtung bearbeiteten Werkstücke von der Zwischenstation mit Hilfe eines zweiten Polierkopfes zu einer zweiten Poliervorrichtung transportiert und gegen einen zweiten Polierteller der zweiten Poliervorrichtung gehalten und nach dem Polieren zurück zur Zwischenstation transportiert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Greifmittel der Transfervorrichtung bzw. der ersten und zweiten Transfervorrichtung vor jedem Ergreifen eines Werkstücks gereinigt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke in der Zwischenstation chemisch behandelt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifmittel der Transfervorrichtung bzw. der ersten und zweiten Transfervorrichtung die Werkstücke nur an ihrem Rand erfassen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem gemessenen Temperaturverlauf auf der Oberfläche des Poliertellers und dem Verlauf der Belastung eines Antriebs für den Antrieb des Poliertellers ein Signal für die Abschaltung des Antriebs abgeleitet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Polierteller mit einer Flüssigkeit gekühlt wird und der Temperaturverlauf der Differenz zwischen dem Einlauf und dem Auslauf der Flüssigkeit bei der Ableitung des Abschaltsignals berücksichtigt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke in der Zwischenstation von einem Ablageort und einem Übernahmeort für den Polierkopf bewegt und während der Bewegung gereinigt und/oder chemisch behandelt werden.
11. Vorrichtung zum chemisch-mechanischen Polieren der Oberfläche von kreisrunden flachen Werkstücken, insbesondere Halbleiterwafern, mit
- einer Zwischenstation für die Werkstücke, zu welcher die zu bearbeitenden Werkstücke von einer Transfervorrichtung transportiert und in die bearbeiteten Werkstücke abgelegt werden, bevor sie nach einem Reinigungs- und Trocknungsvorgang entladen werden, wobei die Zwischenstation umfaßt:
- einen um eine vertikale Achse drehbar gelagerten Träger (34), der von einem Drehantrieb (48) in eine vorgegebene Position gebracht werden kann, und mindestens zwei horizontale, nach oben freie Beladeflächen (54) auf dem Träger (34), fe er mit
- einer Transfervorrichtung (38), mit der Werkstücke auf die Beladefläche (54) aufgelegt oder von dieser entfernt werden können, - mindestens zwei Polierteller (20a, 20b) aufweisenden Polierstationen (30, 31), die am Umfang des Trägers (34) angeordnet sind,
- mindestens einem Polierkopf (18) für die Werkstücke (56) für jede Polierstation, der mit Hilfe einer Versteilvorrichtung entlang einer vertikalen und einer horizontalen Achse bewegt wird zur vertikalen Ausrichtung zu einer Beladefläche (54), Aufnahme und Abgabe eines Werkstücks (56) sowie zum Transport der Werkstücke (56) zur zugeordneten Polierstation (30, 31) und von dieser fort sowie zum Zusammenwirken mit dem Polierteller (20a, 20b) der zugeordneten Polierstation (30, 31) und einer Steuervorrichtung für die Drehantriebsvorrichtung und die Verstellvor- richtung.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentriervorrichtung (58, 60) am Träger (34) für jede Beladefläche (54) vorgesehen ist, die mit Zentriermitteln, die von einer Betätigungsvorrichtung betätigt werden, am Umfang eines Werkstücks (56) auf der Beladefläche (54) angreifen, um das Werkstück (56) radial zu einer vorgegebenen vertikalen Achse auszurichten.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Träger (34) zugeordnete Vorrichtung (74) zum Reinigen und/oder Hydro filieren und/oder Naßhalten der Oberfläche der Werkstücke (56) auf den Beladeflächen (54)vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspmch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vier Beladeflächen (54) am Träger (34) vorgesehen sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß vier Beladeflächen (54) am Träger vorgesehen sind, daß jeder Polierstation (30, 31) lineare Führungen (10a, 10b) zugeordnet sind für zwei unabhängig geführte Carrier (18) und die Beladeflächen (54) so angeordnet sind, daß in einer vorgegebenen Drehstellung des Trägers (34) die vertikale Achse einer Beladefläche (54) und des Carriers (18) in einer gemeinsamen vertikalen Ebene liegen, die parallel zu den Führungen (10a, 10b) verläuft.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (34) eine mittige Erhebung (70) aufweist, in der zu den Beladeflächen (54) ausgerichtete Düsen (74) angeordnet sind, die mit einer Fluidquelle verbunden sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Erhebung (70) Detektoren (78) angeordnet sind, die feststellen, ob auf den Beladeflächen (54) ein Werkstück (56) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspmch 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (34) von der Seitenwand (80) einer Gesamttropfwanne umgeben ist, die sich unterhalb des Trägers (34) erstreckt.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Beladefläche (54) eine Tropfwanne (82a) zugeordnet ist, die einen Auslaß zur Gesamttropfwanne aufweist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriermittel für jede Beladefläche mehrere auf einem Kreis angeordnete, beab- standete axial bewegbare Zentriemocken (58) aufweisen mit Auflageflächen für die Randbereiche eines Werkstücks (56) und mit Anschlagflächen, die bei radialer Verstellung der Zentriemocken (58) mit dem Umfang eines Werkstücks (56) in Eingriff bringbar sind, wobei eine Betätigungsvorrichtung (60) die An- schlagflächen synchron radial verstellt, um die Achse des Werkstücks (56) zur vorgegebenen vertikalen Achse auszurichten.
21. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladeflächen (54) konkav sind und Bohrungen aufweisen für das Abführen von Flüssigkeit, die sich auf der Beladefläche (54) sammelt und/oder Düsen (64) aufweisen zum Reinigen der Rückseite eines Werkstücks (56) auf der Beladefläche (54).
22. Vorrichtung nach Anspmch 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladeflächen (56) an der Oberseite eines getrennten kappenförmigen Elements (52) ausgebildet sind, die von einem zapfenartigen aufrecht stehenden Halteabschnitt (50) des Trägers (34) getragen ist.
23. Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren der Oberfläche von Halb lei - terwafern mit Hilfe von zwei Polierstationen, die jeweils einen Polierteller aufweisen, zwei Carrier für jede Polierstation, die unabhängig voneinander vertikal und horizontal bewegt werden, vier Beladeflächen, deren Mittelpunkt auf einem Kreis liegt, die gemeinsam um eine vertikale Achse gedreht werden können und die zwischen den Polierstationen so angeordnet sind, daß in bestimmten gemeinsamen Drehpositionen, die um einen Winkel von 90° oder einem Vielfachen von 90° beabstandet sind, jeweils zwei Beladeflächen zum linearen Transportweg von zwei zu einer Polierstation gehörenden Carriern ausgerichtet sind und mit Hilfe einer Be- und Entladevorrichtung, mit der in einer vorgegebenen Drehlage der Beladeflächen jeweils zwei Beladeflächen mit einem Werkstück beladen oder von einem Werkstück befreit werden können, mit den folgenden Verfahrensschritten: a) nach dem Beladen von zwei Beladeflächen mit einem ersten und zweiten Werkstück werden die Beladeflächen um 90° gedreht, wodurch die Werkstücke zur ersten Polierstation ausgerichtet sind und von den Carriern der ersten Polierstation zu den Poliertellem bewegt werden zur Durchführung eines ersten Poliervorgangs b) nach dem Entfernen des ersten und zweiten Werkstücks durch die Carrier werden ein drittes und viertes Werkstück auf den zugeordneten Beladeflächen abgelegt und durch Drehen der Beladeflächen um 90° zur zweiten Polierstation ausgerichtet, wonach das erste und zweite Werkstück von den Carriern aus der ersten Polierstation entfernt und auf die zugekehrten freien Beladeflächen abgelegt werden c) nach Drehung der Beladeflächen um 180° werden erstes und zweites Werkstück von den Carriern der zweiten Polierstation und drittes und viertes Werkstück von den Carriern der ersten Polierstation zum betreffenden Polierteller transportiert d) nach Beendigung des Poliervorgangs werden die Werkstücke auf zugeordnete Beladeflächen abgelegt und drittes und viertes Werkstück zur zweiten Polierstation ausgerichtet und erstes und zweites Werkstück von der Be- und Entladevorrichtung entfernt, so daß anschließend eine Beladung mit einem fünften und sechsten Werkzeug erfolgen kann.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schritt c) ein fünftes und sechstes Werkstück auf die zugekehrten Beladeflächen abgelegt und nach Drehung um 90° zur ersten Polierstation ausgerichtet werden, wonach erstes und zweites Werkstück von der zweiten Polierstation entfernt und auf die zugekehrten Beladeflächen abgelegt werden und nach Drehung der Beladeflächen um 90° erstes und zweites Werkstück entnommen und durch Drehung um weitere 90° die frei gewordenen Beladeflächen zur ersten Polierstation ausgerichtet werden zur Aufnahme des dritten und vierten Werkstücks und zum anschließenden Transport zur zweiten Polierstation und zum Transport des fünften und sechsten Werkstücks zur ersten Polierstation.
25. Vorrichtung zum Transportieren, chemisch-mechanischen Polieren und Reinigen und Trocknen von Werkstücken, insbesondere Siliciumwafer in einem abgeschlossenen Reinraum mit den folgenden Merkmalen
eine Be- und Entladestation (102) für die Werkstücke mindestens eine Transfervorrichtung mit Greifmitteln für den Transport der Werkstücke (112) von der Be- und Entladestation zu einer Zwischenstation (120) einer Poliervorrichtung mit mindestens einem Polierteller (130, 132) und mindestens einem Polierkopf (134, 136, 138, 140), wobei der Polierkopf Mittel zum Halten eines Werkstücks (112) aufweist und in der Höhe und horizontal zwischen der Zwischenstation (120) und dem Polierteller (134 bis 140) verstellbar ist
Mittel zur Reinigung und/oder zum chemischen Behandeln des Polikerkopfes und/oder der Werkstücke in der Zwischenstation (120) und einer Wasch- und Trockenvorrichtung (154, 156, 162) für die bearbeiteten Werkstücke.
26. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstation (120) eine Bearbeitungs- und Reinigungsstation (142 bis 148) zugeordnet ist, in welche die Werkstücke (112) zusammen mit dem Polierkopf oder in die der Polierkopf zu Bearbeitungs- und Reinigungszwecken gebracht werden können.
27. Vorrichtung nach Anspmch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsund Reinigungsstation (142 bis 148) oberhalb der Zwischenstation (120) bzw. des Trägers (34) angeordnet ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungs- und Reinigungsstation (142 bis 148) eine Wanne (210) aufweist, die mit Reinigungsdüsen versehen ist.
29. Vorrichtung nach Anspmch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsund Reinigungsstation (144 bis 148) nach unten gerichtete Reinigungsdüsen (226) aufweist.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungs- und Reinigungsstation (142 bis 148) Reinigungsbürsten (220) aufweist zur Reinigung des aufgenommenen Werkstücks oder des Polierkopfes.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Polierkopf (134) auswechselbar an einer Spindel (184) anbringbar ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifmittel für flache kreismnde Werkstücke (112) zwei parallel beabstan- dete biegesteife und in einem Greifergehäuse (230) drehbar gelagerte Wellen (234, 232) aufweisen, die am Ende Greifbacken (238, 236) aufweisen, die in einer Drehstellung mit einem Rand eines Werkstücks (112) in Eingriff bringbar sind.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wellen (232, 234) nahe dem Gehäuse (230) translatorisch bewegbare Greifbacken (240, 242) angeordnet sind.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifmittel (166) einen Sensor (244) aufweisen, der die Aufnahme eines Werkstücks (112) delektiert.
35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abrichtvorrichtung (192) für den Polierteller (130) vorgesehen ist, der eine diametral über den Polierteller (130) bewegbare Abrichteinheit aufweist.
36. Vorrichtung nach Anspmch 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtbauteil einen Hochdruckstrahl erzeugt.
37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Abrichtbauteil eine drehend angetriebene Abrichtbürste aufweist.
38. Vorrichtung nach Anspmch 37, dadurch gekennzeichnet, daß ein Naßhaltebecken für die Abrichtbürste vorgesehen ist, in der die Abrichtbürste gereinigt und feucht gehalten wird.
PCT/EP2003/002469 2002-04-19 2003-03-11 Verfahren und vorrichtung zum chemisch-mechanischen polieren von werkstücken WO2003089191A1 (de)

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JP2003585931A JP2005523579A (ja) 2002-04-19 2003-03-11 工作物を化学的機械研磨するための方法および装置
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007037964A1 (de) 2007-08-11 2009-02-12 Peter Wolters Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren einer Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere eines Halbleiterwafers

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006524142A (ja) * 2003-04-21 2006-10-26 イノプラ インコーポレーテッド 一つ以上の研磨面を使用して半導体ウェーハを研磨するための装置及び方法
CN101023429B (zh) * 2004-07-02 2010-09-01 斯特拉斯鲍公司 用于处理晶片的方法和系统
US20060113281A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Kuo-Lung Sung Method of precise wafer etching
US7258599B2 (en) * 2005-09-15 2007-08-21 Fujitsu Limited Polishing machine, workpiece supporting table pad, polishing method and manufacturing method of semiconductor device
KR20110018323A (ko) * 2008-04-25 2011-02-23 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 높은 처리량 화학 기계 연마 시스템
US20110300776A1 (en) * 2010-06-03 2011-12-08 Applied Materials, Inc. Tuning of polishing process in multi-carrier head per platen polishing station
US20130115862A1 (en) * 2011-11-09 2013-05-09 Applied Materials, Inc. Chemical mechanical polishing platform architecture
CN103231303B (zh) * 2013-05-15 2016-02-24 清华大学 化学机械抛光设备
US9810520B2 (en) 2015-10-05 2017-11-07 General Electric Company Measuring relative concentricity deviations in a confined space between two circumferential elements
US10030961B2 (en) 2015-11-27 2018-07-24 General Electric Company Gap measuring device
CN114290231A (zh) * 2021-12-30 2022-04-08 西安奕斯伟材料科技有限公司 抛光设备和抛光方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5885138A (en) * 1993-09-21 1999-03-23 Ebara Corporation Method and apparatus for dry-in, dry-out polishing and washing of a semiconductor device
EP1155778A2 (de) * 2000-05-16 2001-11-21 Ebara Corporation Poliervorrichtung
EP1157782A2 (de) * 2000-05-23 2001-11-28 Ebara Corporation Poliervorrichtung
US6358131B1 (en) * 1999-07-26 2002-03-19 Ebara Corporation Polishing apparatus

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5649854A (en) * 1994-05-04 1997-07-22 Gill, Jr.; Gerald L. Polishing apparatus with indexing wafer processing stations
US5679055A (en) * 1996-05-31 1997-10-21 Memc Electronic Materials, Inc. Automated wafer lapping system
JP3231659B2 (ja) * 1997-04-28 2001-11-26 日本電気株式会社 自動研磨装置
DE19719503C2 (de) 1997-05-07 2002-05-02 Wolters Peter Werkzeugmasch Vorrichtung zum chemisch-mechanischen Polieren von Oberflächen von Halbleiterwafern und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung
JPH11204468A (ja) * 1998-01-09 1999-07-30 Speedfam Co Ltd 半導体ウエハの表面平坦化装置
US6354922B1 (en) * 1999-08-20 2002-03-12 Ebara Corporation Polishing apparatus
US6358128B1 (en) * 1999-03-05 2002-03-19 Ebara Corporation Polishing apparatus
JP3797822B2 (ja) * 1999-06-30 2006-07-19 株式会社荏原製作所 ポリッシング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5885138A (en) * 1993-09-21 1999-03-23 Ebara Corporation Method and apparatus for dry-in, dry-out polishing and washing of a semiconductor device
US6358131B1 (en) * 1999-07-26 2002-03-19 Ebara Corporation Polishing apparatus
EP1155778A2 (de) * 2000-05-16 2001-11-21 Ebara Corporation Poliervorrichtung
EP1157782A2 (de) * 2000-05-23 2001-11-28 Ebara Corporation Poliervorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007037964A1 (de) 2007-08-11 2009-02-12 Peter Wolters Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren einer Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere eines Halbleiterwafers

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