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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Planarisierungsverfahren
und insbesondere ein Planarisierungsverfahren zum Planarisieren
der Kehrseite bzw. Rückseite
eines Halbleiterwafers, auf welchem bei einem Halbleiterwafer-Herstellungsprozess
noch kein Chip ausgebildet worden ist.
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Aus
DE 196 41 534 A ist
ein zweistufiger Polierprozess mit den Merkmalen bekannt, die im
Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt sind.
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Aus
JP 7-40239 ist ein dreistufiger Polierprozess mit einer Dickenmessung
und einer Steuerung bekannt.
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Eine
weiter Planarisierungsvorrichtung zum Schleifen der Rückseite
(einer Seite) eines Halbleiterwafers hat Spanneinrichtungen zum
Halten des Wafers durch Ansaugen, ein Grobschleifrad, ein Feinschleifrad,
eine Rückseiten-Reinigungseinheit und ähnliches.
Eine Spanneinrichtung hält
die Vorderseite (die andere Seite) des Wafers und dann wird das
Grobschleifrad gegen die Rückseite
des Wafers gedrückt.
Die Rückseite
des Wafers wird durch Drehen der Spanneinrichtung und des Schleifrads
grob geschliffen. Der grob geschliffene Wafer wird von der Spanneinrichtung
abgenommen und wird durch eine weitere Spanneinrichtung für das feine
Schleifen gehalten, so dass der Wafer durch das Feinschleifrad fein
geschliffen werden kann. Der fein geschliffene Wafer wird zu der
Rückseiten-Reinigungseinheit transferiert,
so dass die Rückseite
des Wafers gereinigt werden kann. Dies beendet das Schleifen der Rückseite
eines Wafer durch die Planarisierungsvorrichtung.
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Der
Wafer, dessen Rückseite
bereits geschliffen worden ist, wird von der Planarisierungsvorrichtung
zu einer Ätzvorrichtung
transferiert, die den Wafer ätzt,
um eine durch eine Bearbeitung beeinträchtigte bzw. verschlechterte
Schicht, die an der Rückseite
des Wafers ausgebildet ist, zu entfernen.
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Wenn
der Wafer bei einen extrem dünnen Wafer
nahe einem standardisierten Artikel geschliffen wird, wird der Wafer
aufgrund der durch eine Bearbeitung verschlechterten Schicht beschädigt (rissig oder
abgebröckelt),
wenn der Wafer von der Planarisierungsvorrichtung zur Ätzvorrichtung
transferiert wird.
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Um
sich diesem Problem zuzuwenden, schleift die herkömmliche
Planarisierungsvorrichtung den Wafer zu einer solchen Dicke, um
den Wafer während
des Transfers nicht zu beschädigen.
In Bezug auf die Dicke des Wafers schleift die Planarisierungsvorrichtung
den Wafer mit der Dicke von 725 μm,
geschnitten aus einem Rohblock, grob zur Dicke von 250 μm und schleift
den Wafer fein zur Dicke von 200 μm.
Der Wafer wird bei dem Ätzschritt
zu der standardisierten Dicke von 50 μm bearbeitet.
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Die
herkömmliche
Planarisierungsvorrichtung kann jedoch den Wafer nicht nahe zu der
standardisierten Dicke schleifen, um zu verhindern, dass der Wafer
während
des Transfers beschädigt
wird. Aus diesem Grund ist eine Bearbeitungstoleranz beim Ätzschritt
groß (beim
obigen Beispiel 150 μm). Somit
dauert es eine lange Zeit, um den Wafer zu ätzen, und der Durchsatz kann
nicht verbessert werden.
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Angesichts
des Vorangehenden ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Planarisierungsverfahren zur Verfügung zu stellen, das den Durchsatz
verbessert, ohne ein Werkstück
zu beschädigen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Planarisierungsverfahren zur Verfügung gestellt,
wie es im Anspruch 1 aufgezeigt ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Planarisierungsverfahren zur
Verfügung
gestellt, wie es im Anspruch 2 aufgezeigt ist.
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Bei
dem Polierverfahren unter Verwendung einer Poliereinrichtung positioniert
der Positioniermechanismus den Polierkopf in Bezug auf das Werkstück, und
der Polierkopf wird gegen das Werkstück gedrückt und durch die Dreheinrichtung
gedrückt. Folglich
wird das Werkstück
poliert. Da es keine Notwendigkeit zum Transferieren des Werkstücks von der
Planarisierungsvorrichtung zur Ätzvorrichtung gibt,
kann die Schleifeinrichtung das Werkstück nahe zu der standardisierten
Dicke schleifen. Dies reduziert die Zeit, die zum Polieren des Werkstücks erforderlich
ist und verbessert den Durchsatz. Das Polieren entfernt die durch
ein Bearbeiten verschlechterte Schicht, die durch das Schleifen
ausgebildet ist, und eliminiert die Notwendigkeit zum Ätzen in
einer Nachbehandlung. Dies vereinfacht die gesamte Struktur der
Werkstück-Fertigungsstraße und reduziert
die Größe der Werkstück-Fertigungsstraße.
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Das
Werkstück
kann bei einer Bearbeitung mit konstantem Druck oder bei einer Bearbeitung
mit konstanter Schnitttiefe poliert werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung schleift die Schleifeinrichtung das durch die Halteeinrichtung gehaltene
Werkstück
und poliert dann die Poliereinrichtung das Werkstück, nachdem
die Bewegungseinrichtung die Halteeinrichtung zu der Polierposition bewegt.
Spezifischer wird das durch die Halteeinrichtung gehaltene Werkstück geschliffen
und poliert, und es ermöglicht
die genaue Bearbeitung, ohne das Werkstück zu beschädigen. Andererseits hat eine Vorrichtung,
die das Werkstück
von einer Halteeinrichtung für
eine Schleifeinrichtung zu einer Halteeinrichtung für eine Poliereinrichtung
transferiert, ein derartiges Problem, dass das Werkstück durch
eine externe Kraft beschädigt
werden kann. Darüber
hinaus ändert
sich die Genauigkeit der Haltefläche
der Halteeinrichtung jedes Mal, wenn das Werkstück transferiert wird, und die
Genauigkeit beeinflusst die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks. Somit kann
das Werkstück
nicht genau bearbeitet werden. Die vorliegende Erfindung löst dieses
Problem.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie sie im Anspruch 1 aufgezeigt ist, verwendet das Planarisierungsverfahren
eine Planarisierungsvorrichtung, die eine Schleifeinrichtung und
eine Poliereinrichtung aufweist. Die Poliereinrichtung poliert das
Werkstück um
ein Ausmaß,
das größer als
ein Ausmaß ist,
das zum Entfernen einer durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht, die durch das Schleifen ausgebildet ist, berechnet durch
ein Verdoppeln einer Standardabweichung, und kleiner als ein größerer Wert
zwischen einem Ausmaß,
das zum Korrigieren einer Ungleichmäßigkeit einer Dicke während des Schleifens
und des Entfernens der durch eine Bearbeitung verschlechterten Schicht,
berechnet durch ein Versechsfachen einer Standardabweichung, und 20 μm ist. Dies
ermöglicht
die erwünschte
Bearbeitung, ohne die Verfügbarkeit
der Vorrichtung zu erniedrigen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie sie im Anspruch 2 aufgezeigt ist, verwendet das Planarisierungsverfahren
eine Planarisierungsvorrichtung, die eine Grobschleifeinrichtung
und eine Feinschleifeinrichtung als Schleifeinrichtung aufweist.
Die Feinschleifeinrichtung schleift um ein Ausmaß fein, das größer als
ein Ausmaß ist,
das zum Entfernen einer durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht, die durch das Grobschleifen ausgebildet ist, berechnet durch
ein Verdoppeln einer Standardabweichung, und kleiner als ein größerer Wert
zwischen einem Ausmaß,
das zum Korrigieren einer Ungleichmäßigkeit einer Dicke während des
Grobschleifens und des Entfernens der durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht, berechnet durch ein Versechsfachen einer Standardabweichung,
und 150 μm
ist. Die Poliereinrichtung poliert das Werkstück um ein Ausmaß, das größer als
ein Ausmaß ist,
das zum Entfernen einer durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht, die durch das Feinschleifen ausgebildet ist, berechnet
durch ein Verdoppeln einer Standardabweichung, und kleiner als ein
größerer Wert
zwischen einem Ausmaß,
das zum Korrigieren einer Ungleichmäßigkeit einer Dicke während des
Feinschleifens und des Entfernens der durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht, berechnet durch ein Versechsfachen einer Standardabweichung,
und 20 μm
ist.
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Gemäß der Erfindung,
wie sie im Anspruch 1 und im Anspruch 2 aufgezeigt ist, ist ein
Sensor zum Messen der Dicke des Werkstücks vor einer Bearbeitung oder
während
einer Bearbeitung vorgesehen und steuert die Planarisierungsvorrichtung
die Menge bzw. das Ausmaß an
zu schleifendem oder zu polierendem Material gemäß einem gemessenen Wert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Art dieser Erfindung, sowie andere Aufgaben und Vorteile von ihr,
werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt werden,
wobei gleiche Bezugszeichen die gleichen oder ähnliche Teile in allen Figuren
bezeichnen, und wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Halbleiter-Planarisierungsvorrichtung zeigt, die für die vorliegende
Erfindung verwendet wird;
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2 eine
Draufsicht ist, die die Planarisierungsvorrichtung in 1 zeigt;
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3 eine
Schnittansicht ist, die die Struktur einer Polierstufe in der Planarisierungsvorrichtung
in 1 zeigt;
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4 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine Trennwand der Planarisierungsvorrichtung
in 1 zeigt;
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5 eine
Draufsicht ist, die die Trennwand in 4 zeigt;
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6 eine
Schnittansicht der Trennwand entlang der Linie 6-6 in 5 ist;
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7 eine
erklärende
Zeichnung ist, die den Zustand zeigt, in welchem eine Spanneinrichtung und
eine Spindel durch eine Fluidverbindung getrennt sind;
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8 eine
erklärende
Zeichnung ist, die den Zustand zeigt, in welchem die Spanneinrichtung
und die Spindel durch die Fluidverbindung verbunden sind;
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9 eine
Ansicht ist, die die Struktur einer gefrierenden Spanneinrichtungseinheit
zeigt;
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10 eine
Seitenansicht ist, die ein Wafer-Dickenmessgerät zeigt;
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11 ein
Ablaufdiagramm ist, das einen Prozess zum Steuern der Dicke des
Wafers in der Planarisierungsvorrichtung zeigt;
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12 eine
Tabelle ist, die Bearbeitungsgeschwindigkeiten, Mengen an zu bearbeitendem
Material und Bearbeitungszeiten bei einem groben Schleifen, einem
feinen Schleifen und einem Polieren zeigt;
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13 eine
Draufsicht ist, die eine Planarisierungsvorrichtung zeigt, die mit
einer Ätzeinheit versehen
ist;
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14 eine
Schnittansicht ist, die die Struktur der Ätzeinheit in 13 zeigt;
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15 eine
Draufsicht ist, die eine zweite Planarisierungsvorrichtung zeigt,
die mit einer Ätzeinheit
versehen ist; und
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16 eine
Schnittansicht ist, die die Struktur der Ätzeinheit in 15 zeigt.
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Die
Erfindung wird anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter
beschrieben werden.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht die eine Halbleiterwafer-Planarisierungsvorrichtung zeigt,
und 2 ist eine Draufsicht davon.
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Wie
es in 1 gezeigt ist, hat ein Körper 12 einer Planarisierungsvorrichtung 10 eine
Kassettengehäusestufe 14,
eine Ausrichtungsstufe 16, eine Grobschleifstufe 18,
eine Feinschleifstufe 20, eine Polierstufe 22,
eine Polierkissen-Reinigungsstufe 23, eine Polierkissen-Richtstufe 27 und
eine Wafer-Reinigungsstufe 24. Die Grobschleifstufe 18,
die Feinschleifstufe 20 und die Polierstufe 22 sind
durch eine Trennwand 25 getrennt, die in 2 durch
gestrichelte Linien mit abwechselnd einer langen und zwei kurzen
Linien angezeigt ist, um zu verhindern, dass Bearbeitungsflüssigkeiten,
die bei den Stufen 18, 20, 22 verwendet
werden, zu den benachbarten Stufen spritzen.
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Die
Trennwand 24 ist an einem Schalttisch 34 befestigt,
wie es in den 4 und 5 gezeigt ist,
und ist auf eine derartige Weise kreuzförmig, um vier Spanneinrichtun gen
(äquivalent
zur Halteeinrichtung) 32, 36, 38, 40 zu
trennen, die an dem Schalttisch 34 angeordnet sind. Die
Polierstufe 22 ist mit einem Gehäuse 102 mit einer
obersten Platte 100 bedeckt, so dass die Polierstufe 22 von
den anderen Stufen getrennt sein kann. Wie es in 6 gezeigt ist,
ist eine Bürste 104 an
der Seite des Gehäuses 102 entlang
der Trennwand 25 angebracht. Wenn die Spanneinrichtung 40 bei
einer Bearbeitungsposition positioniert ist, gelangt die Bürste 104 in
Kontakt mit einer obersten Seite 25A und einer Seite 25B der Trennwand 25.
Somit halten das Gehäuse 102,
die Trennwand 25 und die Bürste 104 die Polierstufe 22 nahezu
luftdicht. Dies verhindert, dass ein Schleiffluid, das bei der Feinschleifstufe 20 verwendet
wird, und Späne
bzw. Brocken in die Polierstufe 22 eintreten, und verhindert,
dass ein Polierfluid, das bei der Polierstufe 22 verwendet
wird, spritzt. Es ist daher möglich,
eine Fehlfunktion zu verhindern, die aus der Mischung von beiden
Fluiden resultiert. Die Polierstufe 22 dieses Ausführungsbeispiels
führt ein
chemisches-mechanisches Polieren durch und das Polierfluid enthält ein chemisches
Poliermittel. Wenn das Schleiffluid in dieses Polierfluid gemischt
wird, wird die Konzentration des chemischen Poliermittels erniedrigt,
und dies erhöht
die Bearbeitungszeit. Die Verwendung der Trennwand 25 löst dieses
Problem.
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Wie
es in den 4 und 5 gezeigt
ist, ist die Grobschleifstufe 18 durch die Seite des Körpers 12,
eine oberste Platte 106 und die Trennwand 25 umgeben
bzw. eingeschlossen. Gleichermaßen
ist die Feinschleifstufe 20 durch die Seite des Körpers 12,
eine oberste Platte 108 und die Trennwand 25 umgeben
bzw. eingeschlossen. Die obersten Platten 100, 106, 108 haben
Löcher 101, 107, 109,
durch welche Köpfe
der Stufen eingefügt
werden. In 5 bezeichnet ein Bezugszeichen 110 eine
Bürste
zum Trennen der Grobschleifstufe 18 von der Außenseite und
die Bürste 110 ist
in Kontakt mit der obersten Seite und der Seite der Trennwand 25.
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Zwei
Kassetten 26 sind abnehmbar an der Kassettengehäusestufe 14 in
den 1 und 2 angebracht und die Kassetten 26 enthalten
eine Anzahl von Wafern, deren Kehrseiten bzw. Rückseiten noch nicht geschliffen
worden sind. Eine Hand 31 eines Transferroboters 30 hält die Wafer 28 einzeln und
transferiert die Wafer 28 sequentiell zur Ausrichtungsstufe 16.
Der Transferroboter 30 kann von einem Ausleger (nicht dargestellt),
der auf dem Körper 12 steht,
durch eine Hebeeinheit aufgehängt
sein und kann an der obersten Seite 12A des Körpers 12 angeordnet sein.
Ein Aufhängen
des Transferroboters 30 verkleinert einen Abstand zwischen
der Kassettengehäusestufe 14 und
der Ausrichtungsstufe 16, und dies reduziert die Größe der Planarisierungsvorrichtung 10.
Der Transferroboter 30 ist ein wohlbekannter Mehrfachgelenk-Roboter,
und dieser wird hier nicht beschrieben werden.
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Die
Ausrichtungsstufe 16 positioniert den Wafer 28,
der von den Kassetten 26 transferiert ist, bei einer vorbestimmten
Position. Der durch die Ausrichtungsstufe 16 positionierte
Wafer 28 wird wieder durch die Hand 31 des Transferroboters 30 gehalten und
wird in Richtung zur leeren Spanneinrichtung 32 transferiert.
Der Wafer 28 wird an der Ansaugfläche der Spanneinrichtung 32 gehalten.
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Die
Spanneinrichtung 32 ist auf dem Schalttisch 34 angeordnet,
und die Spanneinrichtungen 36, 38, 40 mit
derselben Funktion sind in Abständen
von 90° entlang
dem Umfang der Drehwelle 35 angeordnet, die durch gestrichelte
Linien in 2 angezeigt ist. Die Drehwelle 35 schließt an eine
Spindel (nicht dargestellt) eines Motors (äquivalent zu einer Bewegungseinrichtung) 37 an,
der durch gestrichelte Linien in 2 angezeigt
ist. Die Spanneinrichtung 36 ist bei der Grobschleifstufe 18 positioniert,
welche den gehaltenen Wafer grob schleift. Die Spanneinrichtung 38 ist
bei der Feinschleifstufe 20 angeordnet, die den gehaltenen
Wafer 28 fein bearbeitet (durch Feinschleifen und Ausfunkschleifen).
Die Spanneinrichtung 40 ist bei der Polierstufe 22 angeordnet,
die den gehaltenen Wafer 28 poliert, um eine durch eine
Bearbeitung verschlechterte Schicht zu eliminieren, die durch die
Schleifbearbeitungen verursacht ist, und die Unebenheit der Dicke
des Wafers 28.
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Die
Böden der
Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 schließen an Spindeln 94 von
Drehmotoren 92 an, wie es in 3 gezeigt
ist, und die Motoren 92 drehen die Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40.
Die Motoren 92 sind auf dem Schalttisch 34 durch
Schlitzelemente 93 gestützt.
Somit bewegt der Motor 37 die Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 in
dem Zustand, in welchem die Spindeln 94 der Motoren 92 an die
Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 anschließen. Dies
eliminiert die Notwendigkeit zum Separieren der Spindeln 94 von
den Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 und
zum Anschließen
der Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 an
die Spindeln 94 der Motoren 92, die bei den nächsten Positionen
angeordnet sind, jedes Mal dann, wenn der Motor 37 die
Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 bewegt.
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In 3 schließen die
Spindeln 94 der Motoren 92 an die Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 an, aber
diese Erfindung sollte nicht darauf beschränkt sein. Wie es in 7 und 8 gezeigt
ist, können die
Spindeln 94 über
Anschlusselemente 112 loslösbar bzw. abnehmbar an die
Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 angeschlossen
sein. In diesem Fall sind die Anschlusselemente 112 von
den Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 getrennt
und bewegt der Motor 37 nur die Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 jedes Mal
dann, wenn die Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 bewegt
werden. Dies reduziert die Belastung für den Motor 37 und
reduziert die Kosten für
die Vorrichtung, da es nötig
ist, nur Spindeln und Motoren vorzusehen, die für das grobe Schleifen, das
feine Schleifen und das Polieren geeignet sind.
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In 7 sind
die Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 an
Stufen 116 von Öffnungen 114 platziert,
die im Schalttisch 34 ausgebildet sind. Kolben 120 von Zylindern 118 schließen an die
Böden bzw.
untersten Teile der Motoren 92 an. Wenn die Kolben 120 ausgedehnt
werden, wie es in 8 gezeigt ist, werden die Anschlusselemente 112 durch
die Öffnungen 114 bewegt
und werden die konkaven Teile 122 angebracht bzw. eingepasst,
die an den Böden
der Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 ausgebildet
sind. Das kontinuierliche Ausdehnen bzw. Expandieren der Kolben
bewegt die Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 vom
Schalttisch in Richtung zu Schleifpositionen, wo Schleifräder 46, 54 die
Wafer 28 schleifen.
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Die
Saugfläche
der Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 dieses
Ausführungsbeispiels
sind aus porösem
Material 124 hergestellt, das aus einem gesinterten Körper zusammengesetzt
ist, wie beispielsweise aus Keramik. Wenn die Anschlusselemente 112 an
die konkaven Teile 122 angeschlossen sind, schließen Fluidgelenke
an die konkaven Teile 122 an. Somit wirkt eine Saugkraft
von Saugpumpen (nicht dargestellt), die an die konkaven Teile 112 angeschlossen
sind, auf das poröse
Material 124 durch Luftdurchführungen 126, und dies
veranlasst, dass der Wafer 128 sicher an der Oberfläche des
porösen Materials 124 gehalten
wird. Wenn die Anschlusselemente 112 von den konkaven Teilen 122 getrennt werden,
behält
ein Absperrventil bzw. Rückschlagventil
bzw. eine Rückflusssperre
(nicht dargestellt) die Saugkraft bei.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
werden die Spanneinrichtungen 32, 36, 38, 40 dazu
verwendet, die Wafer 28 durch ein Saugen zu haften, aber
statt der Spann einrichtungen 32, 36, 38 und 40 kann
eine gefrierende Spanneinrichtungseinheit 128 in 9 verwendet
werden.
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Die
gefrierende Spanneinrichtungseinheit 128 weist eine Spanneinrichtungsplatte 130,
eine Steuerung 132 und eine Kühlwasser-Zufuhreinheit 134 auf.
Die Steuerung 132 legt eine Spannung an die Spanneinrichtungsplatte 130 an,
und der resultierende Peltiereffekt gefriert den Wafer 28 und
hält ihn durch
einen Eisfilm an der Spanneinrichtungsplatte 130. Die Spanneinrichtungsplatte 130 bildet
einen geschlossenen Schaltkreis durch Verbinden von zwei Arten von
Metallen (z.B. Cu und Bi) und durch Führen eines elektrischen Stroms
durch einen Kontakt davon, wodurch der Wafer 28 an einem
Thermoelement (einer Cu-Platte) festfriert und daran hält. Die
Kühlwasser-Zufuhreinheit 134 führt Kühlwasser
zu einem Thermoelement (Bi-Platte) zu, um die bei dem Thermoelement
(Bi-Platte) erzeugte Wärme
zu kühlen. Eine
elektrostatische Spanneinrichtungseinheit, die den Wafer durch statische
Elektrizität
hält, kann
anstelle der gefrierenden Spanneinrichtungseinheit 128 verwendet
werden.
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Die
Saugfläche
der Spanneinrichtung, die bei der Spanneinrichtungsposition in 2 angeordnet
ist, wird durch eine Reinigungseinheit 42 (siehe 2)
gereinigt, bevor die Spanneinrichtung 32 den Wafer 28 aufnimmt.
Die Reinigungseinheit 42 ist verschiebbar auf der Schiene 44 vorgesehen.
Um die Saugfläche
zu reinigen, wird die Reinigungseinheit 42 entlang der
Schiene 44 bewegt und wird über der Spanneinrichtung 32 positioniert.
Die Reinigungseinheit 42 hat ein Entfernungselement 43,
das in Kontakt mit der Saugfläche
der Spanneinrichtung 32 gelangt, um den Schlamm bzw. die
Schmutzablagerungen, etc. von der Saugfläche zu entfernen. Wenn die Saugfläche der
Spanneinrichtung 32 aus porösem Material hergestellt ist,
das aus einem gesinterten Körper
zusammengesetzt ist, wie beispielsweise aus Keramik, ist das Entfernungselement 43 aus
dem porösen
Material hergestellt.
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Ein
Paar von Messvorrichtungen 136, 138 in 10 misst
die Dicke des durch die Spanneinrichtung 32 gehaltenen
Wafers 28. Die Messvorrichtungen 136, 138 haben
jeweilige Kontakte 140, 142. Der Kontakt 140 kontaktiert
die oberste Seite (die Kehrseite bzw. Rückseite) des Wafers 28 und
der Kontakt 142 kontaktiert die oberste Seite der Spanneinrichtung 32.
Die Messvorrichtungen 136, 138 können die Dicke
des Wafers 28 als Differenz zwischen Auslesungen einer
Messung während
eines Prozesses bestimmen, wobei die oberste Seite des Wafers 32 eine Referenzstelle
ist.
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Ein
Drehen des Schalttischs 34 um 90° in der Richtung eines Pfeils
A in den 1 und 2 positioniert
den gemessenen Wafer 28 an der Grobschleifstufe 18.
Ein becherförmiges
Schleifrad 46 schleift die Rückseite des Wafers 28 grob.
Wie es in 1 gezeigt ist, schließt das becherförmige Schleifrad 46 an
eine Ausgangswelle (nicht dargestellt) eines Motors 48 an
und ist über
ein Lagergehäuse 50 des
Motors 48 an einer Schleifrad-Zufuhreinheit 52 angebracht.
Die Schleifrad-Zufuhreinheit 52 bewegt das becherförmige Schleifrad 46,
sowie den Motor 48 nach oben und nach unten, und die Abwärtsbewegung
veranlasst, dass das becherförmige
Schleifrad 46 gegen die Rückseite des Wafers 28 gedrückt wird. Somit
wird die Rückseite
des Wafers 28 grob geschliffen. Das Ausmaß der Abwärtsbewegung
des becherförmigen
Schleifrads 46, d.h. das Ausmaß an durch das becherförmige Schleifrad 46 entferntem Material,
wird gemäß einer
zuvor registrierten Referenzposition des becherförmigen Schleifrads 46 und der
durch die Messvorrichtungen 136, 138 erfassten Dicke
des Wafers 28 bestimmt.
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Die
Dicke des Wafers 28, dessen Rückseite durch die Grobschleifstufe 18 grob
geschliffen worden ist, wird durch Dicken-Messvorrichtungen mit derselben
Struktur in 10 gemessen, nachdem sich das
becherförmige
Schleifrad 46 von dem Wafer 28 weg bewegt. Ein
Drehen des Schalttischs 34 um 90° in der Richtung des Pfeils
A positioniert den gemessenen Wafer 28 an der Feinschleifstufe 20,
und das becherförmige
Schleifrad 54 schleift den Wafer 28 fein und führt ein
Ausfunkschleifen an ihm durch. Die Struktur der Feinschleifstufe 20 wird
hier nicht erklärt
werden, da sie dieselbe Struktur wie die Grobschleifstufe 18 hat.
Bei diesem Ausführungsbeispiel gibt
es zwei Schleifstufen, aber es möglich,
nur eine Schleifstufe vorzusehen. Die Dicken-Messvorrichtungen können die
Dicke des Wafers 28 in einer Reihe messen.
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Die
Dicke des Wafers 28, dessen Rückseite durch die Feinschleifstufe 20 fein
geschliffen worden ist, wird durch Dicken-Messvorrichtungen mit
derselben Struktur in 10 gemessen, nachdem sich das becherförmige Schleifrad 54 vom
Wafer 28 weg bewegt. Ein Drehen des Schalttischs um 90° in der Richtung
des Pfeils A positioniert den gemessenen Wafer 28 bei der
Polierstufe 22. Der Wafer 28 wird durch ein Polierkissen 56 der
Polierstufe 22 in 3 und vom
Polierkissen 56 zugeführtem
Schmirgelpulver poliert. Folglich wird die durch eine Bearbeitung verschlechterte
Schicht von der Rückseite
des Wafers 28 entfernt. Die Dickenmessvorrichtungen können die
Dicke des Wafers in einer Reihe messen.
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Unter
Bezugnahme auf 11 wird die Steuerung bezüglich der
Dicke des Wafers durch die Planarisierungsvorrichtung 10 beschrieben
werden. Zuerst wird die Anfangsdicke des Wafers vor dem groben Schleifen
gemessen (S100) und wird das Ausmaß an bei dem Grobschleifen
zu bearbeitendem Material gemäß der gemessenen
Dicke bestimmt. Dann wird der Wafer 28 bei der Grobschleifstufe 18 grob
geschliffen (S110). Die Dicke des grob geschliffenen Wafers wird
gemessen (S120) und das Ausmaß an
bei dem feinen Schleifen zu bearbeitendem Material wird gemäß der gemessenen
Dicke bestimmt. Der Wafer 28 wird bei der Feinschleifstufe 20 fein
geschliffen (S130). Dann wird die Dicke des fein geschliffenen Wafers
gemessen und wird die Polierzeit gemäß der gemessenen Dicke, der
Polierbedingungen bzw. -zustände
und der Enddicke bestimmt (S140). Der Wafer 28 wird bei
der Polierstufe 22 poliert (S150). Die Planarisierungsvorrichtung 10 steuert
die Dicke des Wafers 28 auf diese Weise.
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Die
Menge an bei der Feinschleifstufe 20 zu bearbeitendem Material
ist mehr als die Menge bzw. das Ausmaß, die bzw. das zum Entfernen
der durch eine Bearbeitung verschlechterten Schicht erforderlich
ist, die durch das grobe Schleifen erzeugt ist, berechnet durch
Verdoppeln einer Standardabweichung. Sie ist weniger als der größere Wert
zwischen der Menge, die zum Korrigieren der Unebenheit der Dicke
während
des groben Schleifens und zum Entfernen der durch eine Bearbeitung
verschlechterten Schicht erforderlich ist, berechnet durch Versechsfachen
der Standardabweichung, und 150 μm.
Dies ermöglicht
die Entfernung der durch eine Bearbeitung verschlechterten Schicht,
die durch das grobe Schleifen erzeugt ist, ohne die Verfügbarkeit
zu erniedrigen.
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Wenn
die Menge, die zum Entfernen der durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht erforderlich ist, die durch das grobe Schleifen ausgebildet
ist, durch Multiplizieren der Standardabweichung mit kleiner als
Zwei berechnet wird, kann die durch eine Bearbeitung verschlechterte
Schicht nicht immer vollständig
entfernt werden. Andererseits wird dann, wenn die Menge, die zum
Entfernen der Unebenheit der Dicke und der durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht, die während
des groben Schleifens erzeugt ist, erforderlich ist, auf einen Wert einge stellt
wird, der sehr viel größer als
der größere Wert
zwischen einem Wert ist, der durch Multiplizieren einer Standardabweichung
mit Sechs gefunden wird, und 150 μm,
die Bearbeitungszeit länger
und wird die Betriebsgeschwindigkeit erniedrigt.
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Die
Menge an bei der Polierstufe 22 zu bearbeitendem Material
ist mehr als die Menge, die zum Entfernen der durch eine Bearbeitung
verschlechterten Schicht erforderlich ist, die durch das feine Schleifen
erzeugt ist, berechnet durch Verdoppeln einer Standardabweichung.
Sie ist geringer als der größere Wert
zwischen der Menge, die zum Korrigieren der Unebenheit der Dicke
während
des feinen Schleifens und zum Entfernen der durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht erforderlich ist, berechnet durch ein Versechsfachen der
Standardabweichung, und 20 μm.
Dies ermöglicht
die Entfernung der durch eine Bearbeitung verschlechterten Schicht,
die durch das feine Schleifen erzeugt ist, ohne die Betriebsgeschwindigkeit
zu erniedrigen.
-
Wenn
die Menge an Material zum Entfernen der durch eine Bearbeitung verschlechterten
Schicht, die durch das feine Schleifen ausgebildet ist, durch Multiplizieren
der Standardabweichung mit kleiner als Zwei berechnet wird, kann
die durch eine Bearbeitung verschlechterte Schicht nicht immer ohne Fehler
entfernt werden. Andererseits wird dann, wenn die Menge, die zum
Korrigieren der Unebenheit der Dicke während des feinen Schleifens
und zum Entfernen der durch eine Bearbeitung verschlechterten Schicht
erforderlich ist, auf einem Wert eingestellt wird, der den größeren Wert übersteigt,
der durch Multiplizieren einer Standardabweichung mit Sechs gefunden
wird und 20 μm,
die Bearbeitungszeit länger
und wird die Betriebsgeschwindigkeit erniedrigt.
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12 ist
eine Tabelle, die ein Beispiel der Bearbeitung zeigt. Wenn der Wafer
mit einem Durchmesser von 200 mm und einer Anfangsdicke von 725 μm zu der
Dicke von 50 μm
zu bearbeiten ist, werden die Grobschleifgeschwindigkeit, die Feinschleifgeschwindigkeit
und die Poliergeschwindigkeit jeweils auf 225 (μm/min), 65 (μm/min) und 6 (μm/min) eingestellt
und werden die Mengen an beim feinen Schleifen, beim groben Schleifen
und beim Polieren zu bearbeitendem Material jeweils auf 510 μm, 150 μm und 14,9 μm eingestellt.
In diesem Fall sind die Grobschleifzeit, die Feinschleifzeit und
die Polierzeit im Wesentlichen gleich (2,27–2,48 min), so dass der Wafer 28 mit
der Dicke von 725 μm
zu der Dicke von 50 μm
ohne ein Erniedrigen der Betriebsgeschwindigkeit bearbeitet werden
kann. In diesem Fall ist die Standardabweichung der Unebenheit der
Dicke während
des Feinschleifens 2,25 μm,
und ist das Sechsfache der Standardabweichung 13,5 μm. Das Mittel der
Tiefe der durch ein Bearbeiten verschlechterten Schicht während des
feinen Schleifens ist 0,7 μm,
die Standardabweichung der Tiefe der durch ein Bearbeiten verschlechterten
Schicht ist 0,11 μm
und das Sechsfache der Standardabweichung 0,66 μm. Die maximale Tiefe der durch
ein Bearbeiten verschlechterten Schicht ist 1,36 μm. Daher
kann die Menge an Material zum Eliminieren der Unebenheit der Dicke bei
dem feinen Schleifen und zum Entfernen der bei einem Bearbeiten
verschlechterten Schicht auf 14,9 μm eingestellt werden.
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Die
Unebenheit bzw. Ungleichmäßigkeit
der Dicke und der durch ein Bearbeiten verschlechterten Schicht
kann nicht immer innerhalb der Bearbeitungszeit ohne Fehler entfernt
werden, die auf die oben angegebene Weise berechnet wird.
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Um
dieses Problem zu lösen,
wird die Menge an Material von 150 μm beim feinen Schleifen mit
der Menge verglichen, die zum Eliminieren der Unebenheit der Dicke
und der durch ein Bearbeiten verschlechterten Schicht beim groben
Schleifen erforderlich ist, berechnet durch Verdoppeln einer Standardabweichung.
Wenn die erstere größer ist,
wird die Menge an zu bearbeitendem Material auf 150 μm eingestellt.
Wenn die letztere größer ist,
wird die Menge an Material auf die letztere Menge eingestellt. Folglich
kann die Unebenheit der Dicke und der durch ein Bearbeiten verschlechterten
Schicht ohne Fehler während
des feinen Schleifens eliminiert werden.
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Darüber hinaus
wird die Menge an beim Polieren zu bearbeitendem Material mit der
Menge verglichen, die zum Eliminieren der Unebenheit der Dicke und
der bei einem Bearbeiten verschlechterten Schichten beim feinen
Schleifen erforderlich ist. Wenn die erstere größer ist, wird die Menge an
zu bearbeitendem Material auf 20 μm
eingestellt. Wenn die letztere größer als 20 μm ist, wird die Menge an zu bearbeitendem
Material auf den letzteren Wert eingestellt. Es ist daher möglich, die
Unebenheit der Dicke und der bei einem Bearbeiten verschlechterten Schicht
während
des Polierens ohne Fehler zu eliminieren.
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3 zeigt
die Struktur der Polierstufe 22.
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Das
Polierkissen 56 der Polierstufe 22 in 3 ist
an einem Polierkopf 61 angebracht, der an eine Ausgangswelle 60 eines
Motors (äquivalent
zu einer Dreheinrichtung) 58 angeschlossen ist. Führungsblöcke 62 einer
direkt wirkenden Führung
sind an der Seite des Motors 58 vorgesehen. Die Führungsblöcke 62 sind
in eine Führungsschiene 66 eingefügt, die
an der Seite einer Stützplatte 64 auf
eine derartige Weise ausgebildet ist, um sich in vertikaler Richtung
frei zu bewegen. Somit sind das Polierkissen 56 und der
Motor 58 an der Stützplatte 64 auf eine
derartige Weise angebracht, dass sie sich in der vertikalen Richtung
frei bewegen.
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Die
Stützplatte 64 ist
an einem Ende eines in horizontaler Richtung angeordneten langen
Arms 68 vorgesehen. Ein Basisende des Arms 68 schließt an eine
Ausgangswelle 74 eines Motors 72 in einem Gehäuse 70 an.
Ein Laufenlassen des Motors 72 dreht den Arm 68 um
die Ausgangswelle 74. Folglich kann das Polierkissen 56 innerhalb
eines Bereichs zwischen der durch eine durchgezogene Linie in 1 angezeigten
Polierposition, der Polierkissen-Reinigungsposition für die Polierkissen-Reinigungsstufe 23 und
der Richtposition für
die Polierkissen-Richtstufe 27 bewegt
werden. Wenn das Polierkissen 56 zu der Polierkissen-Reinigungsposition
bewegt wird, entfernt die Polierkissen-Reinigungsstufe 23 die
Polierschnitzel und ähnliches
von der Oberfläche
des Polierkissens 56. Das Polierkissen 56 ist
beispielsweise aus Polyurethanschaum hergestellt und die Polierkissen-Reinigungsstufe 23 hat
ein Entfernungselement, wie beispielsweise eine Bürste, zum Entfernen
der Polierschnitzel. Wenn das Polierkissen 56 gereinigt
wird, werden das Entfernungselement und das Polierkissen 56 durch
den Motor 58 (siehe 3) gedreht.
Die Polierkissen-Richtstufe 27 ist beispielsweise aus Polyurethanschaum
hergestellt, wie es der Fall bei dem Polierkissen 56 ist.
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Führungsblöcke 56 einer
direkt wirkenden Führung
sind an der Seite des Gehäuses 70 vorgesehen,
und die Führungsblöcke 76 sind
in eine Führungsschiene 80 eingefügt, die
an der Seite eines Schraubenzufuhreinheitengehäuses 78 auf eine derartige
Weise ausgebildet ist, um sich in vertikaler Richtung frei zu bewegen.
Ein Mutterelement 82 steht von der Seite des Gehäuses 70 vor.
Das Mutterelement 82 ist in das Gehäuse 78 durch eine Öffnung 79 eingefügt, die
im Gehäuse 78 ausgebildet ist,
und ist auf einen Gewindestab 81 einer Schraubenzufuhreinheit
(äquivalent
zu einem Positioniermechanismus) nach unten geschraubt. Eine Ausgangswelle 84 eines
Motors 82 schließt
an das oberste Ende der Gewinde stange 81 an. Ein Laufenlassen
des Motors 82 und das Drehen der Gewindestange 81 bewegen
das Gehäuse 70 aufgrund
des Zuführens
der Schraubenzufuhreinheit und der geraden Bewegung der Führungsblöcke 76 und
der Schiene 80 in vertikaler Richtung. Folglich wird das Polierkissen 56 in
vertikaler Richtung bewegt, um einen erwünschten Abstand zwischen dem
Polierkissen 61 und dem Wafer 28 einzustellen.
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Ein
Kolben 88 einer Luftzylindervorrichtung (Äquivalenz
zu einem Druckmechanismus) 86 schließt an das oberste Ende des
Motors 58 über
ein Loch 69 des Arms 68 an. Die Luftzylindervorrichtung 86 schließt an einen
Regler 90 an, der den Innendruck P des Zylinders steuert.
Daher kann die Druckkraft des Polierkissens 56 gegen den
Wafer 28 durch Steuern des Innendrucks P mit dem Regler 90 gesteuert
werden.
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Nachdem
die Drehung des Arms 68 das Polierkissen 56 weg
von dem Wafer 28 bewegt, wird der Wafer 28, der
durch die Polierstufe 22 poliert worden ist, durch eine
Hand 97 eines Roboters 97 in 2 gehalten
und wird zu der Wafer-Reinigungsstufe 24 transferiert.
Der Roboter 96 ist in 1 nicht
dargestellt. Die durch eine Bearbeitung verschlechterte Schicht
ist bereits von dem polierten Wafer 28 eliminiert worden,
um zu verhindern, dass der Wafer 28 beschädigt wird.
Daher wird der Wafer 28 während des Transfers durch den
Roboter 96 und des Reinigens durch die Wafer-Reinigungsstufe 24 nicht
bestätigt.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
wird das Polierkissen 56 dazu verwendet, den Wafer 28 zu
polieren, aber diese Erfindung sollte nicht darauf beschränkt sein.
Beispielsweise kann der Wafer 28 durch ein Polierrad oder
eine Elektrophorese von Reibkörnern
poliert werden. In diesem Fall ist es vorzuziehen, ein Polieren
mit konstanter Schnitttiefe durchzuführen.
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Eine
Stufe mit einer Spülfunktion
und einer Schleuder-Trocknungsfunktion wird als die Wafer-Reinigungsstufe 24 verwendet.
Der durch die Wafer-Reinigungsstufe 24 gereinigte und getrocknete Wafer 28 wird
durch die Hand 31 des Roboters 31 gehalten und
wird auf einer vorbestimmten Schale der Kassetten 26 platziert.
Dies beendet den Waferbearbeitungsprozess in der Planarisierungsvorrichtung 10 dieses
Ausführungsbeispiels.
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Wie
es oben angegeben ist, unterzieht die Planarisierungsvorrichtung 10 den
Wafer 28 einem groben Schleifen, einem feinen Schleifen
und einem Polieren, da der Körper 12 mit
der Polierstufe 22 sowie der Grobschleifstufe 18 und
der Feinschleifstufe 20 versehen ist.
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Dies
eliminiert die Notwendigkeit zum Transferieren des Wafers 28 von
der Planarisierungsvorrichtung 10 zu einer Ätzvorrichtung.
Somit können
die Grobschleifstufe 18 und die Feinschleifstufe 20 den Wafer 28 zu
der Dicke nahe der standardisierten Dicke schleifen. Die herkömmliche
Planarisierungsvorrichtung schleift den Wafer auf eine derartige
Weise, dass die Ätztoleranz
von 150 μm
zurückbleibt,
um zu verhindern, dass der Wafer während des Transfers beschädigt wird,
wohingegen die Planarisierungsvorrichtung 10 den Wafer
mit der Poliertoleranz von beispielsweise 3 μm schleifen kann.
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Dies
reduziert die Polierzeit wesentlich und erhöht den Durchsatz. Ein Polieren
des Wafers 28 entfernt die durch die Schleifprozesse ausgebildete durch
ein Bearbeiten verschlechterte Schicht und dies eliminiert die Notwendigkeit
zum Ätzen
des Wafers 28 in der Nachbehandlung. Dies vereinfacht die gesamte
Struktur der Wafer-Fertigungsstraße. Darüber hinaus hat die Planarisierungsvorrichtung 10 die Polierkissen-Reinigungsstufe 23 zum
Reinigen des Polierkissens 56 der Polierstufe 22 und
die Polierkissen-Richtstufe 27 zum Herrichten des Polierkissens 56.
Daher kann das Polierkissen 56 in derselben Vorrichtung 10 gereinigt
und hergerichtet werden. Folglich kann das Polierkissen 56 auf
einfache Weise gehandhabt werden. Es ist eine Erfassungseinrichtung zum
Erfassen einer Belastung im Polierkissen 56 vorgesehen
(wie beispielsweise einer Belastung bezüglich eines Beeinflussens der
Bearbeitung). Wenn die Vorrichtung automatisch gesteuert wird, so
dass die Polierkissen-Richtstufe 27 das Polierkissen 56 herrichtet,
wenn die Erfassungseinrichtung die Belastung erfasst, kann die Planarisierungsvorrichtung 10 vollständig automatisiert
werden. Ein Beispiel für
die Erfassungseinrichtung ist eine Einrichtung zum Erfassen des
Drehmoments des Motors 58 für das Polierkissen 56.
Das Polierkissen 56 wird gereinigt, wenn das Drehmoment
einen Referenzwert übersteigt.
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Die
Planarisierungsvorrichtung 10 kann den Wafer 28 grob
schleifen, fein schleifen und polieren, der durch dieselbe Spanneinrichtung 32 (36, 38, 40) gehalten
wird, indem der Schalttisch 34 gedreht wird. Dies verhindert,
dass der Wafer aufgrund des Transfers des Wafers 28 beschädigt wird,
und ermöglicht die
genaue Bearbeitung des Wafers 28. Andererseits kann dann,
wenn der Wafer 28 von einer Spanneinrichtung zu einer weiteren
bei jeder Stufe transferiert wird, der Wafer während des Transfers beschädigt werden.
Darüber
hinaus ändert
sich die Genauigkeit der Saugfläche
der Spanneinrichtung jedes Mal, wenn der Wafer transferiert wird,
und die Änderungen
bezüglich
der Genauigkeit beeinflussen die Wafer-Bearbeitungsgenauigkeit.
Dies macht die genaue Bearbeitung unmöglich.
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Weiterhin
entfernt die Polierstufe 22 die durch eine Bearbeitung
verschlechterte Schicht von dem Wafer 28 und eliminiert
die Unebenheit bezüglich
der Dicke des Wafers 28 durch Erweitern der Bearbeitungszeit.
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13 ist
eine Draufsicht, die eine mit einer Ätzeinheit 150 versehene
Planarisierungsvorrichtung 152 zeigt. Teile, die gleich
denjenigen sind, die unter Bezugnahme auf 10 beschrieben
sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und sie werden
nicht beschrieben werden.
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Die
Planarisierungsvorrichtung 152 in 13 ätzt den
durch die Polierstufe 22 polierten Wafer 28. Der
Roboter 97 hält
den polierten Wafer 28, der durch Drehen des Schalttischs 34 um
90° in Uhrzeigerrichtung
an der Spanneinrichtung 32 positioniert ist. Dann transferiert
der Roboter 97 den Wafer 28 zu der Reinigungsstufe 24,
die den Wafer 28 reinigt. Der gereinigt Wafer 28 wird
zu der Ätzeinheit 150 transferiert.
Wafer, die nicht geätzt
werden, während
sie durch die Spanneinrichtung gehalten werden, können während des
Transfers durch den Roboter 97 beschädigt werden. Jedoch deshalb,
weil die durch eine Bearbeitung verschlechterte Schicht bei der
Polierstufe 22 vor dem Ätzprozess
entfernt ist, wird der Wafer 28 während des Transfers durch den Roboter 97 niemals
beschädigt.
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Die Ätzeinheit 150 ist
eine Schleuder-Ätzeinheit,
die hauptsächlich
aus einer Spanneinrichtung 154 zum Halten des Wafers 28 durch
Saugen, einem Motor 156 und einer Spindel 158 zum
Drehen der Spanneinrichtung 154, einer Düse 162 zum
Zuführen einer Ätzflüssigkeit 160 und
einem Ätztank
bzw. Ätzbehälter 164 besteht.
In der Ätzeinheit 150 wird
der Wafer 28 durch ein poröses Material 155 der
Spanneinrichtung 154 gehalten, und die Ätzflüssigkeit 160 wird
zum Zentrum der obersten Seite des Wafers 28 durch die
Düse 162 zugeführt, während der
Motor 156 den Wafer 28 mit einer vorbestimmten
Drehgeschwindigkeit dreht. Die in radialer Richtung diffundierte Ätzflüssigkeit 160 ätzt den
Wafer 28. Die Düse 162 schließt an einen Ätzflüssigkeitsbehälter 168 durch
eine Pumpe 166 an, und ein Laufenlassen der Pumpe 166 führt die Ätzflüssigkeit 160 von
dem Ätzflüssigkeitsbehälter 168 durch
die Düse 162 zu.
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Die
Spindel 158 ist in ein Loch 172 eingefügt, das
bei dem Zentrum eines Bodens bzw. unteren Teils 170 ausgebildet
ist, und der untere Teil 170 ist in Richtung zu der äußeren Peripherie
geneigt, um zu verhindern, dass die vom Wafer 28 ablaufende Ätzflüssigkeit 160 durch
das Loch 172 ausläuft.
Ein Ablaufrohr 174 schließt an den Außenumfang
des unteren Teils 170 an, und die Ätzflüssigkeit wird durch das Ablaufrohr 174 entladen.
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Bei
dieser Planarisierungsvorrichtung 152 hat die Polierstufe 22 eine
Wafer-Reinigungseinheit 176,
wie es in 13 gezeigt ist, und ein Schleuderreiniger 178 ist
nahe der Reinigungsstufe 24 vorgesehen. Die Wafer-Reinigungseinheit 176 kann
auf einem Paar von Schienen 180 laufen und wird zu einer Position
oberhalb des an der Spanneinrichtung gehaltenen Wafers 28 bewegt,
um den Wafer 28 vor oder nach dem Polieren zu reinigen.
Andererseits reinigt der Schleuderreiniger 78 den Wafer 28 vor
und nach dem Ätzen.
Der geätzte
Wafer 28, der zum Schleuderreiniger 178 transferiert
worden ist, wird mittels Schleudern gereinigt, und der Roboter 97 hält den Wafer 28 wieder
und platziert ihn auf einer vorbestimmten Schale der Kassetten 26.
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15 ist
eine Draufsicht, die eine mit einer Ätzeinheit 190 versehene
zweite Planarisierungsvorrichtung 192 zeigt. Teile, die
gleich denjenigen der Planarisierungsvorrichtung 10 in 2 und
der Planarisierungsvorrichtung 152 in 13 sind,
sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und sie werden nicht
beschrieben werden.
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Die
Planarisierungsvorrichtung 192 in 15 ätzt den
Wafer 28, der durch die Feinschleifstufe 20 fein
geschliffen ist, und ätzt
den Wafer 28 genauer gesagt vor einem Polieren. Der fein
geschliffene Wafer 28 wird durch Drehen des Schalttischs 34 in
Uhrzeigerrichtung um 90° zu
der Ätzeinheit 190 transferiert.
Die Ätzeinheit 190 ätzt den
an der Spanneinrichtung 40 gehaltenen Wafer 28.
Der Roboter 97 hält
den geätzten
Wafer 28 an der Spanneinrichtung 32. Dann transferiert
der Roboter 97 den Wafer 28 zur Reinigungsstufe 24.
Der Wafer 28 wird bei der Reinigungsstufe 24 gereinigt
und wird dann zu der Polierstufe 22 transferiert. Die Planarisierungsvorrichtung 192 ätzt den
an der Spanneinrichtung gehaltenen Wafer 28, um die durch
ein Bearbeiten verschlechterte Schicht zu entfernen. Somit wird
der Wafer 28 während
des Transfers durch den Roboter 97 niemals beschädigt.
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Die Ätzeinheit 190 ist
eine Schleuder-Ätzeinheit,
die hauptsächlich
aus der Spanneinrichtung 40 zum Halten des Wafers 28 durch
Saugen, einem Motor 194 und einer Spindel 196 zum
Drehen der Spanneinrichtung 40, einer Düse 200 zum Zuführen einer Ätzflüssigkeit 198 und
einem Ätzbehälter 202 besteht.
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Die
Spanneinrichtung 40 ist auf einer Stufe 206 einer Öffnung 204 platziert,
die im Schalttisch 34 ausgebildet ist, und ein Kolben 210 eines
Zylinders 208 schließt
an den unteren Teil des Motors 194 an. Wenn der Kolben 210 zusammengezogen
ist, ist der Kolben 210 bei einer Position weg von Spanneinrichtung 40 angeordnet,
und wenn der Kolben 210 ausgedehnt bzw. expandiert ist,
wie es in 16 gezeigt ist, läuft die
Spindel 196 durch die Öffnung 204 und ein
Anschlusselement 212, das an der obersten Seite der Spindel 196 vorgesehen
ist, ist in einem konkaven Teil (nicht dargestellt) angebracht,
der an dem unteren Teil der Spanneinrichtung 40 ausgebildet
ist, so dass die Spindel 196 an die Spanneinrichtung 40 angeschlossen
werden kann. Die kontinuierliche Expansion des Kolbens 210 hebt
die Spanneinrichtung 40 von dem Schalttisch 34 an
und positioniert die Spanneinrichtung 40 in dem Ätzbehälter 202 durch ein
Loch 216, das an dem unteren Teil 214 des Ätzbehälters 202 ausgebildet
ist.
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In
der Ätzeinheit 190 wird
der Wafer 28 durch das poröse Material 41 der
Spanneinrichtung 40 gehalten und wird die Ätzflüssigkeit 198 zum
Zentrum der obersten Seite des Wafers 28 zugeführt, der durch
den Motor 194 mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit
gedreht wird, und zwar über
die Düse 200,
und die in radialer Richtung diffundierte Ätzflüssigkeit 198 ätzt den
Wafer 28. Die Düse 200 schließt an den Ätzflüssigkeitsbehälter 218 über eine Pumpe 217 an,
und ein Laufenlassen der Pumpe 217 führt die Ätzflüssigkeit 198 von dem Ätzflüssigkeitsbehälter 218 durch
die Düse 200 zu.
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Das
Loch 216 ist bei dem Zentrum des unteren Teils 214 des Ätzbehälters 202 ausgebildet,
und der untere Teil 214 ist in Richtung zum Außenumfang nach
unten geneigt, um zu verhindern, dass die vom Wafer 28 verstreute Ätzflüssigkeit 198 durch
das Loch 216 ausfließt.
Ein Ablaufrohr 220 schließt an den Außenumfang
des unteren Teils 214 an, und die Ätzflüssigkeit wird durch das Ablaufrohr 220 entladen.
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Die
Polierstufe 22 der Planarisierungsvorrichtung 192 hat
eine Spanneinrichtung 222 zum Halten des durch den Roboter 97 transferierten
geätzten Wafers 28,
wie es in 15 gezeigt ist. Der Wafer 28 wird
an der Spanneinrichtung 22 gehalten und wird in dem Zustand
poliert, in welchem das Polierkissen 56 gegen die oberste
Seite des Wafers 28 gedrückt wird, während ein Motor (nicht dargestellt)
zum Drehen der Spanneinrichtung 222 den Wafer 28 dreht.
Der Roboter 97 transferiert den polierten Wafer 28 zum
Schleuderreiniger 178, der den Wafer 28 mittels
Schleudern reinigt. Dann hält
der Roboter 97 wieder den Wafer 28 und platziert
ihn auf einer vorbestimmten Schale der Kassetten 26.
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Wie
es hierin oben aufgezeigt ist, hat die Planarisierungsvorrichtung
sowohl die Werkstück-Schleifeinrichtung
als auch die Werkstück-Poliereinrichtung,
so dass das Werkstück
durch eine Planarisierungsvorrichtung geschliffen und poliert werden
kann. Dies erhöht
den Durchsatz, ohne das Werkstück
zu beschädigen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Werkstück
in dem Zustand geschliffen und poliert, in welchem es durch dieselbe
Halteeinrichtung gehalten wird, und dies ermöglicht die genaue Bearbeitung,
ohne das Werkstück
zu beschädigen.
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Weiterhin
ist die Planarisierungsvorrichtung mit der Reinigungseinrichtung
zum Reinigen des Polierkissens der Poliereinrichtung und/oder der
Richteinrichtung versehen. Somit reinigt und richtet dieselbe Vorrichtung
das Polierkissen, wenn das Polierkissen verschmutzt oder belastet
wird.
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Die
Poliereinrichtung oder die Ätzeinrichtung die
durch ein Bearbeiten verschlechterte Schicht von einer Seite des
Werkstücks,
das durch die Schleifeinrichtung geschliffen ist, und eliminiert
die Unebenheit bezüglich
der Dicke des Werkstücks.
Dies ermöglicht die
genaue Bearbeitung.
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Das
Planarisierungsverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung ermöglicht
das Entfernen der durch ein Bearbeiten verschlechterten Schicht,
die durch das grobe Schleifen ausgebildet ist, ohne die Betriebsgeschwindigkeit
zu erniedrigen, und das Entfernen der durch ein Bearbeiten verschlechterten Schicht,
die durch das feine Schleifen ausgebildet ist, ohne die Betriebsgeschwindigkeit
zu erniedrigen.