DE3107995A1

DE3107995A1 - Verfahren und vorrichtung zum wachsmontieren duenner wafer zum polieren

Info

Publication number: DE3107995A1
Application number: DE19813107995
Authority: DE
Inventors: Robert Jerome Ballwin Mo. Walsh
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: SunEdison Inc
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1981-03-03
Publication date: 1982-01-28
Also published as: KR850001056B1; IT1194026B; GB2079532A; GB2079532B; IT8120086A0; JPS571656A; US4316757A; TW270216B; KR830005721A

Description

DR-BERG: DJPL
DIPL.-ING. SCHWABE DR. uR.'SaNDMAIR

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PATENTANWÄLTE ^{g ιυ Wljg}

Postfach 860245 ■ 8000 München 86

Anwaltsakte 31 441 - 7 Monsanto Co.

Verfahren und Vorrichtung zum Wachsmontieren dünner Wafer zum Polieren

Beschreibung

Die Erfindung betrifft das Verarbeiten dünner Wafer, wie Scheibchen aus Halbleiter-Silicium, und, insbesondere, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Montieren solcher dünner Scheibchen auf einem Träger zum Durchführen mechanischer Arbeitsgänge darauf, wie Polieren der Wafer.

Die Erfindung ist eine Weiterentwicklung der Erfindungen, die in den US-PSen 3 475 867 und 3 492 763 des gleichen Erfinders offenbart wurden.

Erstere offenbart ein Verfahren des Wachsmontierens von Halbleiterscheibchen, beispielsweise Silicium auf eine Trägerplatte mit einer ebenen Oberfläche. Nachdem die Wafer auf der Trägerplatte montiert wurden, werden sie Arbeitsgängen

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f (089) 988272 Telegramme: Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850

988273 VII/WW/j BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift Code: HYPO DE MM

988274 TELEX: Bayet Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) 983310 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

einschließlich Waschen, Läppen, Polieren usw. unterworfen. Die in der letzteren offenbarte Anordnung sorgt für die Anordnung der Wafer auf der Trägeroberfläche in einer gleichförmigen Anordnung, um schädliche Auswirkungen der zufälligen Verteilung der Scheibchen zu beseitigen.

Wenn die in den oben genannten Patenten für das Wachsmontieren von Siliciumwafern auf Trägerplatten für weitere Bearbeitung darauf und insbesondere zum Polieren bis zu einem hohen Grad an Oberflächenvollkommenheit, wie sie für die Her*

stellung integrierter Schaltungen in solchen Wafern angebeschriebene Verfahrensweise

messen ist,/benutzt wird, wurde beobachtet, daß das Einschließen von Luftblasen in der Wachsschicht unter dem Scheibchen ungefähr mit einer Häufigkeit von 10 % auftritt, obwohl das Mitschleppen solcher Luftblasen durch die Verwendung solcher herkömmlicher Verfahrensweisen gerade vermieden werden sollte. Man nimmt an, daß ein solches Einschließen auftritt, wenn beispielsweise die konkave Oberfläche eines Wafers, der durch die innere Beanspruchung, die aus dem Sägen oder anderen Faktoren herrührt, gebogen wird, in Berührung mit der klebrigen Wachsschicht gebracht wird, die zuerst auf die Trägerplatte aufgebracht wird. Wenn die Kanten des Wafer, oder Scheibchens tatsächlich durch das Wachs "benetzt" werden, bevor alle Luft durch den Druck, der auf den Wafer aufgebracht wird, wenn er gegen die Wachsschicht

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gedrückt wird, darunter herausgepreßt wird, bleibt etwas Luft unter dem Scheibchen, d.h. zwischen dem Wafer und der benachbarten Oberfläche der Trägerplatte,eingefangen.

Solche eingeschlossenen Luftblasen sind dann ein Grund zur Besorgnis, wenn die Wafer bis zu einem Zustand extremer Flachheit poliert werden müssen. Bei der Herstellung von Schaltungen sehr hoher Integrationsstufe (VLSI) erfordert die Dichte der Schaltungsbestandteile, die auf einem SiIiciumwafer geschaffen werden müssen, einen außerordentlich hohen Grad an Genauigkeit und Auflösung, was eine bislang nicht erforderliche Ebenheit des Wafers nötig macht. Die für solche Anwendungen nötige Ebenheit des polierten Scheibchens (weniger als ungefähr 2 μΐηΙ&υΜιΙθΐε) kann nicht erreicht werden, wenn merkliche Luftblasen zwischen einem Wafer und einem Träger eingeschlossen sind und dort während des Polierens verbleiben können. Solche Luftblasen sind eine Druckquelle, die dazu neigt, einen Teil des Wafers oberhalb der Blase auszubiegen. Dementsprechend führt der durch die Luftblase während des Polierens ausgeübte Druck zu einem Bereich, der unter geringfügig größerem Druck poliert wird als Teile des Wafers unter denen sich keine Luftblasen befinden. Folglich hat der polierte Wafer dort, wo Luftblasen vorhanden waren, nach dem Polieren dünne Bereiche.

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Die Erfindung schafft daher ein verbessertes Verfahren des Wachsmontierens dünner Wafer auf einen Träger zur weiteren Bearbeitung darauf, und insbesondere zum Wachsmontieren von Scheibchen aus Halbleiter-Silicium oder anderen kristallinen Materialien, die beim Verarbeiten in Halbleitern und integrierten Schaltungen nützlich sind, um deren Polieren zu ermöglichen.

Die Erfindung schafft weiter ein Verfahren der angegebenen Art zum Gebrauch beim Wachsmontieren solcher dünnen Wafer und dergleichen, das das Einschließen von Luftblasen unterhalb der Wafer vermeidet. Das Verfahren ermöglicht das Polieren von Wafern bis zu einem außerordentlich hohen Grad von Ebenheit, wie es der Herstellung von VLSI-Schaltungen förderlich ist. Das Verfahren kann einfach und leicht innerhalb des Umfeldes von Massenproduktion in großem Umfang und der Weiterverarbeitung von Wafern aus monokristallinem Halbleiter-Silicium und dergleichen durchgeführt werden.

Das Verfahren kann auch mit einem Mindestmaß an von Hand durchzuführenden Schritten durchgeführt werden und ist der Automation zugänglich.

Die Erfindung schafft weiter eine Vorrichtung für das Wachsmontieren dünner Wafer der angegebenen Art,ohne daß Luft-

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- 11 blasen unter den Wafern eingeschlossen werden.

Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung sind teils ersichtlich, teils werden sie hiernach anhand der beigefügten Zeichnungen, auf die wegen ihrer großen Klarheit und Übersichtlichkeit bezüglich der Offenbarung ausdrücklich verwiesen wird, näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Erläuterung der Vorrichtung, die teilweise in senkrechtem Querschnitt dargestellt ist, zum Durchführen eines Verfahrens des Wachsmontierens dünner Wafer auf einen Träger gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt auf der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 und 4 der der Fig. 1 ähnliche Ansichten, die die Vorrichtung erläutern, wie sie gerade zur Durchführung gewisser Schritte der Vorgehensweise des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzt wird,

Fig. 5 eine Teilansicht von Bereichen der Vorrichtung der

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Fig. 1 und einen Träger, auf dem Wafer nach Vollendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wachsmontiert sind.

Entsprechende Bezugszeichen weisen auf entsprechende Teile in allen Ansichten der Zeichnungen hin.

Die mit A bezeichnete Vorrichtung dient zum Durchführen eines Verfahrens des Wachsmontierens dünner Wafer, wie sog. Scheibchen eines monokristallinen Halbleiter-Siliciums, das bei der Herstellung von VSLI-Schaltungen benutzt werden soll. Jedoch ist das Wachsmontieren gemäß der Erfindung für verschiedene andere dünne Wafer geeignet, wie solche aus Germanium, Saphir oder anderen kristallinen Materialien, einschließlich Granate ebenso wie Zwei-, Drei-, Vier- usw. Stofflegierungen oder Legierungszusammensetzungen seltener Erdmetalle und verschiedener Elemente, wie jene der Atomgruppen der I-VII, II-VI oder III-V-Reihen, oder andere Kristalle, Verbindungen oder Legierungen, die für elektronische, optische und/oder akustische usw. Anwendungen bestimmt sind.

Mit 10 wird eine metallische Wafer-Tragplatte, die Trägerplatte genannt wird, von bekannter scheibenförmiger Gestalt, bezeichnet, an der eine ödere eine Mehrzahl solcher dünner

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Wafer durch ihre entfernbare Montierung durch Anhaften an einer Beschichtung 11 aus Wachs auf einer flachen Oberfläche oder Fläche 12 der Trägerplatte befestigt werden sollen.

Solches Wachsmontieren von Wafern ermöglicht, daß sie verschiedenen Bearbeitungsvorgängen einschließlich Läppens, Waschens und vor allem Polierens unterworfen werden. Wenn diese Wafer monokristalline Siliciumscheibchen sind , die einen Durchmesser von beispielsweise 125 mm haben können, kann solches Läppen gemäß der US 3 170 273 des Erfinders und seiner Miterfinder bis zu einem außerordentlich hohen Grad von Oberflächenvollkommenheit, die geeignet ist, um VSLI-Schaltungen herzustellen, durchgeführt werden.

Die Wachsbeschichtung 11 wird gemäß der US 3 475 867 des Erfinders durchgeführt, wobei ein Wachs benutzt wird, wie es in US 3 492 763 des Erfinders beschrieben ist; auf beide Druckschriften wird hinsichtlich der diesbezüglichen Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen. Das Aufbringen der Beschichtung wird vor dem Aufheizen der Trägerplatte 10 auf eine vorbestimmte Temperatur vorgenommen. Das Wachs wird in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst und auf die Oberfläche 12 der Trägerplatte (wobei diese Oberfläche nach oben gerichtet ist) gegossen, während die Trägerplatte um ihren Mittelpunkt gedreht wird, um dadurch die Oberfläche gleich-

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förmig mit dem Wachs zu beschichten, um eine Bezugsebene aus Wachs herzustellen. Das Wachs wird durch die Hitze der Trägerplatte in einem klebrigen Zustand gehalten, wobei die Trägerplatte für diesen Zweck ausreichend geheizt bzw. erhitzt bleibt, während das neue Verfahren durchgeführt wird. Zum Durchführen des neuen Verfahrens wird die Trägerplatte 10, nachdem sie mit der Wachsschicht 12 beschichtet wurde, in der Vorrichtung A angeordnet, wobei die Platte umgedreht wird, wodurch die Wachsbeschichtung 11 wie dargestellt nach unten blickt. Bevor jedoch die Gesichtspunkte des Verfahrens erörtert werden, die die Erfindung kennzeichnen, werden die Merkmale der Vorrichtung A hier beschrieben.

Eine Grundplatte 14 von verhältnismäßig massivem, stabilem Charakter mit einer flachen, glatten, oberen Fläche 15, auf der eine Anordnungsplatte 16 von scheibenförmiger Gestalt sitzt, ist vorgesehen. Eine Mehrzahl geradzylindrischer -Ständer 18, die in gleichen Bogenabständen um den Mittelpunkt der Platte 16 angeordnet sind, sind an einer oberen Oberfläche oder Fläche 19 der Platte 16 befestigt und erstrecken sich von dort nach oben. Die Ständer stimmen alle überein, so daß alle die gleiche Länge haben und alle einen Durchmesser aufweisen, der vorzugsweise der gleiche wie der des kreisförmigen Wafers ist, der gemäß der Erfindung wachsmontiert werden soll. Die Ständer 18 sind keinesfalls von

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kleinerem Durchmesser oder kleinerer Querschnittsfläche als die Wafer, die wachsmontiert werden, sollen. Es wird, nur zu Erläuterungszwecken, angenommen, daß vier solche Ständer 18 in der Vorrichtung A vorhanden sind, aber es kann auch nur ein Ständer oder einige mehr als dargestellt, z.B. insgesamt sechs, vorgesehen sein.

Oben auf jedem Ständer 18 ist ein Unterlagpolster 20 aus offenzelligem Schaumgummi befestigt, wobei jedes solches Unterlagpolster den gleichen kreisförmigen Querschnitt jedes Ständers 18 und eine gleichförmige Dicke, z.B. ungefähr 13 mm, hat, aber um ungefähr 25 %, d.h. 3 - 4 mm, zusammendrückbar ist, wenn Wafer gegen die Wachsbeschichtung 11 gedrückt werden, wie hier unten beschrieben wird. Somit ist jedes Unterlagspolster 20 elastisch. Jeder Ständer 18 ist in seiner Wirkung ein Wafer-Sockel und somit werden die Ständer hier nachfolgend als Sockel bezeichnet.

Im Abstand oberhalb der Platte 16 und parallel zu ihr ist eine Metall-Schablone oder Plazier-Platte 22 von scheibenförmiger Gestalt vorhanden und mit einer Mehrzahl kreisförmiger Öffnungen 2 3 versehen, die den Sockeln 18 entsprechen und zu ihnen koaxial sind, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Wafer W sind, wenn sie aus Silicium sind, kreisförmig (abgesehen von einer kleinen Abflachung aufgrund der kristallographischen Orientierung) und haben üblicherweise Durchmesser von 76,2 mm,

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100 mm oder 125 mm. Die kreisförmigen Unterlagspolster 25 haben einen entsprechenden Durchmesser, während die kreisförmigen Öffnungen 23 einen entsprechend etwas größeren (um ungefähr 1,25 mm) Durchmesser haben.

Die Schablone 22 wird auf einer Mehrzahl von Federn 25 getragen, die eine Federkonstante haben, die ausreicht, damit die Federn das Gewicht der Schablone 22 und der Trägerplatte 10 derart tragen, daß die obere Oberfläche jedes der Unterlagpolster auf oder etwas oberhalb der Höhe der unteren Oberfläche 26 der Schablone 22 ist, wodurch die kreisförmigen Wafer W (Fig. 3) durch die Öffnungen 23 und die Schablone 22 im wesentlichen ausgerichtet zu den Sockeln 18 angeordnet sind, wobei die Wafer auf den Unterlagpolstern

und elastisch

20 sitzen/somit durch die Sockel/über ihre ganze Oberfläche einer Vorderseite jedes" Wafers getragen werden, im Vergleich mit einer herkömmlichen Anordnung, die jeden Wafer nur über einen Teil,(ungefähr 1/2 bis 2/3 des Durchmessers) der Vorderfläche des Wafers abstützt.

Auf der oberen Oberfläche 28 der Schablone 22 werden eine Mehrzahl von Kontaktpunkten oder Nadeln 29 getragen, die einfach die zugespitzten Enden von Schrauben, die in die Schablone 22 eingedreht worden sind, sein können. Die Spitzen 29 sind in gleichem Abstand um den Umfang der Schablone angeordnet. Drei der Spitzen 29 sind für Erläuterungszwecke

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nur gezeigt, aber eine geringere oder größere Anzahl kann benutzt werden. Der Zweck der Spitzen 29 ist es, die Trägerplatte 10 durch Eingriff mit ihrer Oberfläche 12 ohne Störung der Wachsbeschichtung 11 außer am tatsächlichen Berührungspunkt mit ihr abzustützen« Es ist somit beabsichtigt, die Trägerplatte 10 konzentrisch und parallel zur Anordnungsplatte 16 und der Schab3.one 22 abzustützen, wobei die klebrige Wachsbeschichtung die Rückseite aller Wafer W, die auf Unterlagpolstern 20 innerhalb der öffnungen 23 sitzen, anblickt. Unter Rückseite wird die Waferflache verstanden, die am Träger anhaften soll, so daß die entgegengesetzte Fläche geläppt, poliert usw. werden kann, obwohl ersichtlich die Rückseite selbst vorher oder nachfolgend geläppt, poliert usw., oder in sonstiger Weise behandelt,werden kann.

Mit 30 ist eine Umhüllung oder Abdeckung mit vier Seitenwänden 31 und einer oberen Wand 32, die das Oberteil völlig abschließt, bezeichnet, wobei die Umhüllung am Boden offen ist, die Seitenwände jedoch alle mit einer durchlaufenden 0-Ring-Dichtung 34 entlang der unteren Kante versehen sind und so

und
ausgebildet/angeordnet sind, daß sie gut angepaßt an der oberen Oberfläche 15 der Grundplatte 14 liegen. Die Umhüllung 30 ist so aufgebaut und angeordnet,, daß sie eine luftdichte Kammer bildet, wenn die Dichtung 34 gegen die Oberfläche 15 anliegt. Der Raum der Umhüllung ist nicht entsehei-

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dend, solange sie die verschiedenen oben beschriebenen Bestandteile umhüllt.

Durch die obere Wand 32 der Umhüllung wird ein Druckluftzylinder 36 mit einem Kolben 37 darin, an dem eine Betätigungsstange 38 befestigt ist, getragen, wobei der Zylinder durch Luftleitungen 39, 39' mit Ventilen 40, 40* darin für die Steuerung der Zulassung von unter Druck befindlicher Luft zum Zylinder an entgegengesetzten Seiten des Kolbens für die Bewegung des Kolbens entweder nach oben oder nach unten angeschlossen ist, die eine entsprechende Bewegung der Betätigungstange 38 liefert. Der Zylinder 36 ist für eine Bewegung der Betätigungsstange 38 senkrecht zur Trägerplatte ausgerichtet. Am unteren Ende der Betätigungsstange 38 wird eine kreisförmige Druckplatte 42, mit einem Schaumpolster 4 3 an ihren unteren Oberfläche, getragen. Diese Platte 42 ist zur Stange 38 senkrecht und somit zur Trägerplatte 10 parallel, und hat vorzugsweise einen Durchmesser, der kleiner ist als der der Trägerplatte. Das Polster 43 kann eine ringförmige Gestalt haben, wodurch beim Absenken der Druckplatte 42 durch die Bewegung des Kolbens 37 auf die Trägerplatte 10 Druck über einen Querschnittsbereich von ringförmiger Gestalt, der im allgemeinen mit dem Muster der Öffnungen 23 zusammenfällt, ausgeübt werden kann.

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Obwohl das Polster 43 verhindert, daß die Trägerplatte 10 durch die Druckplatte 42 beschädigt wird, und dazu beiträgt, daß der Druck gleichmäßig verteilt wird, dient es in erster Linie dazu, eine Wärmeisolierung zwischen der Trägerplatte und der Druckplatte 42 zu schaffen, wodurch die Trägerplatte durch die Druckplatte 42 nicht gekühlt wird, wenn sie durch sie nach unten gedrückt wird.

Die Umhüllung 30 ist so ausgebildet und angeordnet, daß sie von Hand oder durch eine beliebige geeignete mechanische Anordnung, derart, daß die Benutzung bei der Verarbeitung von Wafern in Fertigungsstraßen vereinfacht werden kann, angehoben und abgesenkt werden kann.

Wenn sie in dichtender Beziehung zur Grundplatte 14 abgesenkt ist, ist die Umhüllung von hinreichender Stabilität und luftdichter Ausführung, um die Evakuierung auf weniger als 1 Torr (1 mm Hg-Druck) zu erlauben. Zu diesem Zweck ist eine Vakuumleitung 45 zwischen einem Druchgang 45' innerhalb der Grundplatte 14 und einer Vakuumpumpe 46, die durch einen elektrischen Motor 47 getrieben wird, über ein Ventil 48, angeschlossen. Ein weiteres Ventil 49 ist zum Verbinden der Leitung 45 mit dem Atmosphärendruck ausgebildet und angeordnet.

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Zum Durchführen eines Verfahrens des Wachsmontierens von Wafern gemäß der Erfindung wird die Umhüllung 30 geöffnet und es werden Wafer W auf die Sockelpolster 2O innerhalb der Schablonenöffnungen 23 angeordnet, wie in Fig. 3 dargestellt, unter Benutzung eines Vakuumstiftes. Die geheizte Trägerplat-

sein kann te 10, die ein herkömmlicher Polierblock aus rostfreiem Stahl/ der auf ungefähr 100⁰C aufgeheizt und mit einer Wachsbeschichtung 11,wie in der genannten US 3 475 867 beschrieben, versehen ist, wird dann sofort auf den Berührungsspitzen 29 plaziert, wobei sie wie oben beschrieben angeordnet ist , unter Verwendung geeigneter Handhabungs- oder Trageinrichtungen (nicht gezeigt). Die Umhüllung 30 wird dann auf die Grundplatte 1 4 abgesenkt, wobei der Sitz bzw. die Dichtung 34 in dichtendem Kontakt mit deren Oberfläche 15 ist. Der Kolben 37 ist in der in Fig. 3 gezeigten Stellung, so daß die Druckplatte 42 die Trägerplatte 10 nicht berührt. Das Ventil 49 wird dann geschlossen und das Ventil 48 wird geöffnet. Dann wird die Pumpe 46 betätigt, um das Innere der Umhüllung 30 zu evakuieren, das som.it eine Vakuumkammer 50 für die Trägerplatte bis zu einem vorbestimmten Bruchteil des normalen Atmosphärendrucks ist, was Luftblasen unterhalb der Wafer beseitigt oder sie bis auf eine annehmbar geringfügige Größe oder Ausmaß reduziert.

In weiterer Beanspruchung wird die Kammer bis ungefähr 0,1 bis ungefähr 200 Torr evakuiert, aber besonders bevorzugt von 1 bis

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10 Torr, wie durch eine geeignete Meßvorrichtung 51 angezeigt. Ganz besonders bevorzugt ist ein spezieller Druck von 1 Torr.

Während ein solches relatives Vakuum aufrechterhalten wird, wird durch das Ventil 40 Luft in den Druckluftzylinder 36 gelassen,um durch die Bewegung dos Kolbens 37 die Druckplatte 42 gegen die Trägerplatte 10 absenken zu lassen, wobei der Druck im Zylinder 36 ausreicht, die Federn 2 5 zusammenzudrücken. Die Trägerplatte 10 wird durch die Kraft durch die Druckplatte 42 nach unten bewegt, bis die Wafer W mit der Wachsbeschichtung 11 in Berührung kommen, die wegen der in der Trägerplatte gespeicherten Wärme klebrig bleibt. Die durch die Druckplatte 42 ausgeübte Kraft ist ausreichend, um die Trägerplatte 10, wenn diese ein Waferpolierblock ist, gegen die Wafer, wo diese Siliciumscheibchen, wie oben beschrieben, sind, mit einer Kraft von ungefähr 0,14 bis 2,11 kg/cm² und vorzugsweise 0,704 kg/cm²
der Scheibchen- oder Waferflache zu drücken. Solch ein Druck muß in jedem Falle angemessen sein, um die Wafer hinreichend zu zwingen oder zu verformen (die üblicherweise leicht gebogen sein können, aufgrund der Beanspruchung während des In-Scheiben-Schneidens usw., wie vorher angemerkt), um sie zu veranlassen, die Ebenheit der Bezugfläche anzunehmen, die durch die Wachsbeschichtung gebildet wird.

Zu dieser Zeit liegen die in Fig. 4 gezeigten Verhältnisse

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vor, und es wird angemerkt, daß die Sockel-Polster 20 somit zusammengedrückt werden, um die Wafer auf der wachsbe-

elastisch
schichteten Trägerplatte/z,u setzen oder montieren, wobei die Scheibchen oder Wafer W an der klebrigen Wachsbeschichtung 11 in der in der US 3 475 867 (siehe oben) geschilderten Weise anzuhaften, wodurch jegliche fremden Teilchen, wie Staubteilchen, das Montieren der Wafer nicht stören.

Nachdem der Druck für einen kurzen Zeitraum, z.B. bevorzugt ungefähr 5 sek,und breiter von ungefähr 1 bis ungefähr sek, aufrechterhalten wurde, wird Luft durch das Ventil 40' in den Druckluftzylinder 36 gelassen, um die Druckplatte anzuheben. Das Ventil 48 wird geschlossen und das Ventil wird geöffnet, um die Kammer 50 zu lüften und sie auf normalen Atmosphärendruck zurückzubringen. Die Umhüllung wird dann angehoben. Dann wird die Trägerplatte 10 mit den nunmehr wachsmontierten Wafern W, wie in Fig. 5 gezeigt, durch geeignete Handhabungs- oder Trageinrxchtungen angehoben, um entfernt und in eine andere Stellung zum Polieren oder anderen Weiterverarbeiten der Wafer verbracht zu werden.

Das folgende Beispiel erläutert die Ergebnisse der Erfindung:

Einige hundert diamantgeschnittene, geläppte und säuregeätzte Siliciumwafer herkömmlicher Größen, 76,2 mm und 100 mm Durchmesser, werden nach dem Wachsmontieren gemäß dem vor-

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liegenden Verfahren poliert und in herkömmlicher Weise hinsichtlich der Ikuhtiefe (P/V, peak-to-valley) ausgewertet. Sie werden mit übereinstimmenden Wafern verglichen, die gemäß der in der US 3 492 763 beschriebenen bekannten Methode wachsmontiert sind. DieRauhtiefe (schlechtester Fall) ergibt sich zusammengefaßt und verglichen wie folgt:

76,2 mm-Wafer X 95 %<

μΐη

Bekanntes Verfahren 3,2 6,6

Verfahren It. Erfindung 1,3 2,0

100 mm-Wafer

Bekanntes Verfahren 4,1 6,7

(simuliert)
Verfahren der Erfindung 1,6 2,6

In der Tabelle bezieht sich X auf das Mittel aller Wafer und 95 % = bezieht sich auf den maximalen l&uhtiefewert von 95 % der ausgewerteten Wafer. Unter "simuliert" wird verstanden, daß das besagte bekannte Verfahren der US 3 492 durch Verwendung der Vorrichtung A der vorliegenden Offenbarung simuliert wird, um die Wafer ohne Benutzung der Umhüllung 30 zum Schaffen eines relativen Vakuums wachszumon-

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tieren, und wobei das in Berührung bringen der Wafer W, die auf den Sockelpolstern sitzen, durch die Benutzung der Druckplatte 42 bewirkt wurde. Die Bezeichnung "Rauhtiefe" (P/V (peak-to-valley) flatness) ist definiert als die Summe der größten positiven und negativen Abweichungen von einer Bezugsebene, die der mittleren Waferoberfläche angenähert ist, wenn der Wafer auf einem optisch flachen Vakuumfutter montiert ist, aber unter Ausschluß eines kleinen Randbereichs am Umfang von 1 bis 2 mm Breite, um die Wirkung der erwünschten Tatsache, daß die Wafer abgerundete Kanten haben, von der Messung ausschließen.

Obwohl Obiges eine Beschreibung der besten Art, die zur Durchführung der Erfindung erwogen wird, umfaßt, können verschiedene Abweichungen in Betracht gezogen werden.

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Claims

DR. BERG; - -D1PL.-ING.5TAPF DIPL.-ING. "SCHWABE DR. DR. 3ANDMAlR

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PATENTANWÄLTE ^{J |}

Postfach 860245 · 8000 München 86

Anwaltsakte 31 441

Monsanto Company

St. Louis, Missouri 63166, USA

Verfahren und Vorrichtung zum Wachsmontieren dünner Wafer zum Polieren

Patentansprüche

\1. Verfahren zum Wachsmontieren dünner Wafer auf einen Trä- >■»—■

ger zum Polieren, wobei auf eine ebene Oberfläche des Trägers eine klebrige Beschichtung aus Wachs aufgebracht wird, wonach der Träger geheizt wird, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein dünner Wafer und der wachsbeschichtete Träger in einer Kammer bei normalem Atmosphärendruck eingeschlossen werden, während die

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988273 _TTTT /_r1T7 / . BERGSTAPFPATENT München (BLZ 70020011) Swift CmIe: HYPO DE MM

988274 Vll/WW/] TELEX: Bayer. Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) 983310 0524560BERGd Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

Wachsbeschichtung sich in klebrigem Zustand befindet, die Kammer evakuiert wird, der Wafer und die Wachsbeschichtung in gegenseitige Berührung gebracht werden, und nachfolgend die Kammer auf normalen Atmosphärendruck zurückgebracht wird, wodurch der Wafer durch die Wachsbeschichtung auf den Träger zum nachfolgenden Polieren im wesentlichen ohne Einschluß von Gasblasen zwischen dem Wafer und dem Träger montiert wird.
2. Verfahren zum Wachsmontieren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Evakuieren der Kammer bis zu einem vorbestimmten Teil des normalen Atmosphärendruckes von ungefähr 0,1 bis ungefähr 200 Torr durchgeführt wird.
3. Verfahren zum Wachsmontieren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Bruchteil ungefähr 1 Torr bis ungefähr 10 Torr beträgt .
4. Verfahren zum Wachsmontieren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wafer und die Wachsbeschichtung unter einem Druck

von ungefähr 0,14 bis ungefähr 2,11 kg/cm Waferflache in gegenseitigen Kontakt gebracht werden.

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5. Verfahren zum Wachsmontieren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck

2
ungefähr 0,704 kg/cm Waferflache beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck für einen Zeitraum von ungefähr 1 bis ungefähr 10 sek aufrechterhalten wird.
7. Verfahren zum Wachsmontieren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wafer elastisch auf einem Sockel gestützt wird, und, während er so gestützt wird, das gegenseitige In-Berührungbringen des Wafers und der Wachsbeschxchtung dadurch bewirkt wird, daß der Träger innerhalb der Kammer pneumatisch zum Sockel abgesenkt wird.
8. Verfahren zum Wachsmontieren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wafer einer aus einer Mehrzahl von Wafern ist und daß jeder der Wafer auf jeweiligen Schaumpolstern an der Spitze jeweiliger Sockel elastisch getragen wird, wobei die Wafer über die ganze Fläche jedes Wafers elastisch getragen werden.
9. Verfahren zum Wachsmontieren nach einem der Ansprüche bis 8, dadurch gekennzeichnet,

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daß als Wafer ein monokristallines Silicium-Scheibchen benutzt wird.
10. Vorrichtung zum Wachsmontieren von Wafern auf einen Träger zum Polieren oder dergleichen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (16, 18, 20) zum Tragen einzelner Wafer (W), wobei deren rückseitige Oberflächen zur Berührung durch eine ebene, wachsbeschichtete (11) Oberfläche (12) des Trägers (10) dargeboten sind, eine Einrichtung (29) zum Stützen des Trägers (10), wobei die wachsbeschichtete Oberfläche von den rückseitigen Oberflächen der Wafer im Abstand befindlich ist, eine Umhüllung (14, 34, 30) zum Umhüllen der Stützen für die Wafer, der durch sie abgestützten Wafer und des Trägers, und eine Druckeinrichtung innerhalb der Umhüllung, um den Träger gegen die Wafer zu drücken, wobei die Umhüllung so ausgebildet und angeordnet (34) ist, daß sie luftdicht gemacht werden kann, und eine Einrichtung (45, 46, 47, 48) zum Evakuieren der Umhüllung und zum Halten der Umhüllung in einem evakuierten Zustand, während die Wafer mit der wachsbeschichteten Oberfläche in Berührung gebracht werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Tragen bzw. Abstützen der Wafer eine Mehrzahl einzelner Wafer-

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Trageinrichtungen (20) zum elastischen Abstützen der jeweiligen Wafer im wesentlichen gänzlich über die ganze Oberfläche einer Vorderseite jedes Wafers aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Wafer-Trageinrichtung eine Mehrzahl von Sockeln (18) und zusammendrückbaren Polstern, die oben auf den jeweiligen Sockeln getragen werden, aufweist, wobei die Polster (20) in Aufsicht eine Form haben , die den Wafern entspricht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wafer im wesentlichen kreisförmig sind, und die Polster in Aufsicht einenkreisförmigen Umriß haben.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Polster jeweils eine Schicht aus offenzelligem Schaumgummi aufweisen und die Wafer jeweils ein Scheibchen aus monokristallinem Silicium aufweisen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung eine Basis (14) zum Tragen der Wafer-Trageinrichtung (16, 18, 20) und der Träger (10)-Abstützeinrichtung (16,

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25, 22, 29) und eine Abdeckung (30; 31, 32, 34) aufweist, die so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie in Bezug auf die Basis (14) angehoben und zum Abdecken gebracht werden kann, und eine Abdichteinrichtung (34), um eine luftdicht abdichtende Beziehung zwischen der Abdeckung und der Basis herzustellen, wodurch die Umhüllung luftdicht gemacht werden kann.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (14) waagrecht ist, die Druckeinrichtung eine Druckplatte (42), einen Druckluftzylinder (36) und eine Betätigungsstange (38), die die Druckplatte und den Druckluftzylinder verbindet, aufweist, und daß der Druckluftzylinder durch die Abdeckung zur Bewegung der Druckplatte durch die Betätigungsstange senkrecht zur Basis hin und von ihr weg getragen wird.

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