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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung:
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Poliervorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist zum Polieren eines
Werkstückes,
wie beispielsweise eines Halbleiter-Wafers zu einer flachen spiegelartig
endbearbeiteten Oberfläche,
und insbesondere für
eine Poliervorrichtung mit einer Transportvorrichtung zum Transportieren
eines Werkstückes
zwischen einem Topring und einem Roboter, der mit der Poliervorrichtung
assoziiert ist.
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Ein
Beispiel einer solchen Vorrichtung wird in
US 5 329 732 A offenbart.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum
Transport eines Werkstückes
nach Anspruch 11.
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Beschreibung der verwandten
Technik
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Der
neuere schnelle Fortschritt bei der Halbleitervorrichtungsintegration
verlangt immer kleinere Verdrahtungsmuster oder Verbindungen und
auch engere Freiräume
zwischen den Verbindungen, die aktive Bereiche verbinden. Einer
der Prozesse, die zum Bilden einer solchen Verbindung verfügbar sind, ist
die Photolithographie. Obwohl der photolithographische Prozess Verbindungen
bilden kann, die nur 0,5 μm
breit sind, erfordert er, dass die Oberflächen, auf denen die Musterbilder
durch einen Schrittmotor zu fokussieren sind, so flach wie möglich sind,
weil die Tiefenschärfe
des optischen Systems relativ klein ist.
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Es
ist daher nötig,
die Oberflächen
der Halbleiter-Wafer für
die Photolithographie flach zu machen. Ein üblicher Weg zum Flachmachen
der Oberflächen
der Halbleiter-Wafer ist, sie mit einer Poliervorrichtung zu polieren.
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Üblicherweise
hat eine Poliervorrichtung einen Drehtisch und einen Topring, die
sich mit jeweiligen individuellen Drehzahlen drehen. Ein Poliertuch bzw.
Polierkissen ist an der Oberseite des Drehtisches angebracht. Ein
zu polierender Halbleiter-Wafer wird auf dem Poliertuch angeordnet
und zwischen dem Topring und dem Drehtisch festgeklemmt. Eine abrasive
Flüssigkeit,
die abrasive Körner
enthält, wird
auf das Poliertuch geliefert und auf dem Poliertuch gehalten. Während des
Betriebs übt
der Topring einen gewissen Druck auf den Drehtisch aus und die Oberfläche des
Halbleiter-Wafers, die gegen das Poliertuch gehalten wird, wird
daher durch eine Kombination aus chemischen Polieren und mechanischen Polieren
zu einer flachen spiegelartig endbearbeiteten Oberfläche poliert,
während
der Topring und der Drehtisch gedreht werden.
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Es
ist üblich
gewesen, einen Roboter zu installieren, um einen Halbleiter-Wafer von dort zum Topring
zu transportieren, bevor er poliert wird, und um den Halbleiter-Wafer
weg vom Topring dorthin zu transportieren, nachdem er poliert wurde.
Das heißt, der
Halbleiter-Wafer wird direkt zwischen dem Topring und der Hand des
Roboters transportiert, die mit der Poliervorrichtung assoziiert
ist.
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Einen
Halbleiter-Wafer direkt zwischen dem Topring und der Hand des Roboters
zu transportieren bewirkt jedoch, einen Fehler beim Transport, weil
der Topring und der Roboter gewöhnlicherweise
ihre Unregelmäßigkeiten
bei der Transportgenauigkeit haben.
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Um
die Transportgenauigkeit des Toprings und des Roboters zu verbessern,
ist es vorzuziehen, eine Transportvorrichtung, einen sogenannten
Pusher oder Heber, an einer Transportposition für den Halbleiter-Wafer einzubauen.
In diesem Fall hat der Heber eine derartige Funktion, dass er einen
zu polierenden Halbleiter-Wafer trägt, der durch die Hand des
Roboters geliefert worden ist, und dann den Halbleiter-Wafer auf
dem Topring anhebt und überträgt, der über den
Heber bewegt worden ist. Weiterhin hat der Heber einen weitere Funktion
dahingehend, dass er den Halbleiter-Wafer, der po liert worden ist,
vom Topring aufnimmt und dann den Halbleiter-Wafer auf die Hand
des Roboters überträgt.
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Der
Pusher bzw. Heber weist einen Tragtisch auf, der eine Tragfläche hat,
um die Unterseite des Halbleiter-Wafers zu tragen, und eine Vielzahl
von Führungsstiften,
die geringfügig
außerhalb
der Tragfläche
angeordnet sind und eine verjüngte
Oberfläche
an einem spitzen Ende davon haben, und einen Betätigungsmechanismus zur vertikalen
Bewegung des Tragtisches.
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Wenn
der Pusher bzw. Heber den Halbleiter-Wafer vom Roboter aufnimmt,
wird der Halbleiter-Wafer auf der Tragfläche angeordnet, während er durch
die Führungsstifte
geführt
wird. Da die assoziierten Glieder, die die Führungsstifte und den Tragtisch
aufweisen, so dimensioniert sind, dass ein geringfügiges Spiel
zwischen den Führungsstiften
und dem Halbleiter-Wafer gebildet wird, wird der Halbleiter-Wafer
sanft auf der Tragfläche
des Tragtisches angeordnet. Danach wird der Halbleiter-Wafer zum Topring übertragen,
wo er über
dem Tragtisch positioniert ist und in dem Standby- bzw. Wartezustand
ist.
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Bei
dem herkömmlichen
Topring ist ein Haltering (oder Führungsring) an dem unteren
Umfangsteil des Toprings vorgesehen, um den Halbleiter-Wafer zu halten,
und der Haltering ist so bemessen, dass der Innendurchmesser des
Halterings vergleichsweise größer als
der Außendurchmesser
des Halbleiter-Wafers ist. Das heißt, ein relativ großer Freiraum
(oder ein Spiel) ist zwischen der Innenumfangsfläche des Halterings und dem
Außenumfang des
Halbleiter-Wafers ausgebildet. Auch wenn die Mitte des Halbleiter-Wafers,
der auf dem Pusher angeordnet ist, und die Mitte des Toprings nicht
ordnungsgemäß ausgerichtet
sind, kann daher der Halbleiter-Wafer vom Pusher zum Topring übertragen werden.
Auch im Fall einer Übertragung
des Halbleiter-Wafers vom Topring auf den Pusher bzw. Heber, kann
im Gegensatz dazu der Halbleiter-Wafer vom Topring auf den Pusher
durch die Funktion der Führungsstifte übertragen
werden, auch wenn die Mitte des Halbleiter-Wafers, der von dem Topring
gehalten wird, und die Mitte der Tragfläche des Pushers nicht ordnungsgemäß ausgerichtet
sind.
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Wenn
die Halbleitervorrichtungsintegration weiter voranschreitet, wird
jedoch eine Anforderung zur Verbesserung der Gleichförmigkeit
der polierten Oberfläche
des Halbleiter-Wafers immer strenger. Daraus folgt, dass die Mitte
des Halbleiter-Wafers und die Mitte des Toprings ordnungsgemäß angeordnet
sein müssen,
um die Gleichmäßigkeit
des Poliervorgangs zu verbessern, und somit die Gleichförmigkeit
der polierten Oberfläche
des Halbleiter-Wafers zu
verbessern, indem ein Spiel zwischen der Innenumfangsfläche des
Halterings und dem Außenumfang
des Halbleiter-Wafers so klein wie möglich gemacht wird.
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Wenn
jedoch das Spiel zwischen der Innenumfangsfläche des Halterings und dem
Außenumfang
des Halbleiter-Wafers klein ist, dann kann der Halbleiter-Wafer
evtl. nicht ordnungsgemäß in dem Haltering
angeordnet werden, was einen Liefer- bzw. Förderfehler bewirken kann, wenn
der Halbleiter-Wafer
zum Topring übertragen
wird. In einem solchen Fall wird der Halbleiter-Wafer anfänglich in
einem solchen Zustand poliert, in dem ein Teil des Halbleiter-Wafers
auf der Unterseite des Halterings angeordnet ist, und somit ein
Bruch oder eine Beschädigung
des Halbleiter-Wafers verursacht wird.
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Weiterhin
sein hingewiesen auf
US
5 329 732 A , die sich auf ein Wafer-Polierverfahren und auf eine Waver-Poliervorrichtung
bezieht. Die Poliervorrichtung weist einen Drehtisch mit einer Polierfläche, mit
einem Wafer-Träger
zum Tragen des zu polierenden Werkstückes und zum Pressen des Werkstückes gegen
den Drehtisch, und eine Transportvorrichtung auf, um das Werkstück zwischen
dem Wafer-Träger und
der Transportvorrichtung zu transportieren. Die Transportvorrichtung
weist einen Indextisch bzw. Drehtisch auf, der einen drehbaren runden
Ring aufweist, der fünf
Wafer-Entladungsschalen
genauso wie fünf
Wafer-Ladeschalen enthält.
Die Wafer-Ladeschalen
und die Wafer-Entladeschalen sind dabei vertikal durch einen Hubmechanismus
bewegbar. Die Wafer-Ladeschalen und die Wafer-Entladeschalen sind weiterhin jeweils
ein einheitliches Stück,
welches eine Wafertragfläche
definiert, genauso wie eine abgewinkelte Oberfläche, die radial die Wafer-Tragfläche umgibt.
Die abgewinkelte Oberfläche der
Wafer-Schale sieht
dabei eine selbstführende Anordnung
zwischen der Wafer-Schale
und dem Unterteil eines Wafer-Trägers
während
der Lade- und Entladebetriebe vor.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind eine Poliervorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum
Transport eines Werkstückes
nach Anspruch 11 vorgesehen. Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden in den abhängigen
Ansprüchen
beansprucht.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Poliervorrichtung
mit einer Transportvorrichtung vorzusehen, die eine Transportgenauigkeit eines
Werkstückes,
wie beispielsweise eines Halbleiter-Wafers, verbessern kann, ohne
einen Transport- bzw. Förderfehler
zu bewirken, wenn das Werkstück zwischen
dem Topring und der Hand des Roboters transportiert wird.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Poliervorrichtung
mit einer Transportvorrichtung vorzusehen, die einen Förder- bzw.
Transportfehler detektieren kann, wenn ein Werkstück, wie beispielsweise
ein Halbleiter-Wafer
zwischen der Transportvorrichtung und dem Topring und zurück immer
wieder transportiert wird.
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Noch
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Poliervorrichtung
vorzusehen, bei der keine vorherige strenge Positionseinstellung
zwischen der Transportvorrichtung und dem Topring erforderlich ist,
und wobei eine Transportposition einfach eingestellt werden kann.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Poliervorrichtung zum
Polieren einer Oberfläche
eines Werkstückes
vorgesehen, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
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Bei
der obigen Anordnung wird der Halbleiter-Wafer, nachdem eine Zentrierung
des Halbleiter-Wafers vorgenommen wurde, von der Transportvorrichtung
zum Topring oder von der Transportvorrichtung zur Roboterhand transportiert.
Daher kann verhindert werden, dass ein Transportfehler bzw. Übertragungsfehler
des Halbleiter-Wafers auftritt.
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Gemäß einem
optionalen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Poliervorrichtung
zum Polieren einer Oberfläche
eines Werkstückes
vorgesehen, die weiter einen Sensor zum Detektieren einer vertikalen
Position der Stufe aufweist; wobei, wenn die Stufe, die das Werkstück trägt zum Topring
hin angehoben wird, um das Werkstück zum Topring zu übertragen,
der Sensor detektiert, ob die Stufe auf eine vorbestimmte Position
angehoben ist oder nicht.
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Wenn
der Transportfehler des Halbleiter-Wafers aufgrund von gewissen
Gründen
auftritt, kann er bei der obigen Anordnung detektiert werden und dann
kann der Transport- bzw. Übertragungsvorgang des
Halbleiter-Wafers immer wieder auf der Grundlage des detektierten
Ergebnisses ausgeführt
werden. Daher kann verhindert werden, dass ein Schaden am Halbleiter-Wafer auftritt, der
durch den Transportfehler verursacht wird.
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Gemäße einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist die Poliervorrichtung weiter einen Gleitmechanismus auf, um
die Stufe und das Führungsglied
in einer horizontalen Ebene zu bewegen; und einen ersten Positionierungsmechanismus
zum Positionieren der Stufe und des Führungsgliedes mit Bezug zum
Topring, wenn das Werkstück
zwischen der Transportvorrichtung und dem Topring übertragen
wird.
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Wenn
das Werkstück
zwischen der Transportvorrichtung und dem Topring übertragen
wird, werden bei der obigen Anordnung die Stufe und das Führungsglied
bezüglich
des Toprings durch den ersten Positionierungsmechanismus positioniert.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Stufe und das Führungsglied in einer horizontalen
Ebene durch den Gleitmechanismus bewegt, wodurch eine optimale Positionierung
zwischen der Stufe und dem Führungsglied und
dem Topring automatisch ausgeführt
werden kann.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Transport eines Werkstückes
in einer Poliervorrichtung gemäß Anspruch
1 mit den Merkmalen des Anspruchs 11 vorgesehen.
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden,
wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gesehen wird,
die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beispielhaft veranschaulichen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht einer Poliervorrichtung mit einer Transportvorrichtung
gemäß ersten
und zweiten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine vertikale Querschnittsansicht der Transportvorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine Ansicht der in 2 gezeigten Transportvorrichtung;
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4 ist
eine schematische Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen
einer Führungsfläche eines
Führungsgliedes
in der Transportvorrichtung und einen Halbleiter-Wafer zeigt;
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5A bis 5G sind
vertikale Querschnittsansichten der Transportvorrichtung, die gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in Betrieb ist;
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6 ist
eine vertikale Querschnittsansicht, welche die Beziehung zwischen
dem Topring und dem Halbleiter-Wafer zeigt, die in normalen Betrieb ist
(linke Seite) und in abnormem Betrieb ist (rechte Seite), und zwar
gemäß dem ersten
und zweiten Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine vertikale Querschnittsansicht der Transportvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine Ansicht der in 7 gezeigten Transportvorrichtung;
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9 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Gleitmechanismus und seine assoziierten
Glieder zeigt;
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10 ist
eine Ansicht des Gleitmechanismus;
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11A bis 11G sind
vertikale Querschnittsansichten der Übertragungsvorrichtung gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, die in Betrieb ist; und
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12 ist
eine vertikale Querschnittsansicht, die einen Betrieb der in 7 gezeigten
Transportvorrichtung zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Eine
Poliervorrichtung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt, weist eine Poliervorrichtung einen
Polierabschnitt 1 zum Polieren eines Halbleiter-Wafers
auf, und einen Reinigungsabschnitt 30 zum Reinigen des
Halbleiter-Wafers, der in dem Polierabschnitt 1 poliert
worden ist. Der Polierabschnitt 1 weist einen Drehtisch 2 auf,
der mittig an geordnet ist, eine Topringeinheit 5, die an
einer Seite des Drehtisches 2 angeordnet ist, und einen
Topring 4 zum Halten eines Halbleiter-Wafers 3 hat,
und eine Abrichteinheit bzw. Aufbereitungseinheit 7, die
auf der anderen Seite des Drehtisches 2 positioniert ist und
ein Aufbereitungs- bzw. Abrichtwerkzeug 6 hat. Die Poliervorrichtung
hat einen Pusher bzw. Heber 10, der benachbart zur Topringeinheit 5 und
dem Drehtisch 2 angeordnet ist. Der Pusher bzw. Heber 10 bildet
eine Transport- bzw. Übertragungsvorrichtung.
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Die
Reinigungseinheit 30 weist eine Lade/Entladestufe 31 auf,
um darauf Wafer-Kassetten 9 anzuordnen, die eine Vielzahl
von Halbleiter-Wafern 3 aufnehmen, zwei Werkstückförderroboter 32 und 33,
die mittig angeordnet sind und in den Richtungen bewegbar sind,
die durch den Pfeil A gezeigt sind, zwei Werkstückumdreheinheiten 34 und 35,
die auf einer Seite der Werkstückförderroboter 32 und 33 angeordnet
sind und primäre,
sekundäre
und tertiäre Reinigungsvorrichtungen 36, 37 und 38,
die auf der anderen Seite der Werkstückförderroboter 32 und 33 angeordnet
sind.
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In
der in 1 gezeigten Poliervorrichtung nimmt der Werkstückförderroboter 32 einen
Halbleiter-Wafer 3 aus der Kassette 9 heraus,
wenn eine Wafer-Kassette 9,
die eine Vielzahl von zu polierenden Halbleiter-Wafern 3 aufnimmt,
auf die Lade/Entladestufe 31 gestellt wird, und überträgt den Halbleiter-Wafer 3 zur
Werkstückumdreheinheit 34.
Nachdem der Halbleiter-Wafer von der Werkstückumdreheinheit 34 umgedreht
wurde, d.h. umgewendet, wird der von dem Werkstückförderroboter 33 aufgenommen
und dann auf dem Pusher bzw. Heber 10 durch den Werkstückförderroboter 33 angeordnet.
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Danach
wird der Topring 4 der Topringeinheit 5 in Winkelrichtung
verschoben, wie durch die Strich-Punkt-Linie gezeigt, und zwar zu
einer Position direkt über
dem Pusher 10, Der Halbleiter-Wafer auf dem Pusher 10 wird
zu einer Position nahe einer Unterseite des Toprings 4 angehoben
und wird dann an dem Topring 4 unter Vakuum befestigt,
welches von einer Vakuumpumpe oder Ähnlichem (nicht gezeigt) entwickelt
wird.
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Dann
wird der Topring 4 über
den Drehtisch 2 bewegt und drückt den Halbleiter-Wafer gegen
eine Polierfläche,
die ein Poliertuch bzw. Polierelement auf dem Drehtisch 2 aufweist.
Während
der Drehtisch 2 und der Topring 4 unabhängig voneinander
gedreht werden, wird die Unterseite des Halbleiter-Wafers 3 zu
einer flachen spiegelartig endbearbeiteten Oberfläche poliert.
Nachdem der Halbleiter-Wafer 3 poliert wurde, wird der
Topring 4 zurück über den
Pusher 10 bewegt und transportiert den polierten Halbleiter-Wafer
auf den Pusher 10.
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Der
Halbleiter-Wafer 3, der auf dem Pusher 10 angeordnet
ist, wird dann durch den Werkstückförderroboter 33 gehalten
und wird von dort zur Werkstückumdreheinheit 35 transportiert.
Die Werkstückumdreheinheit 35 dreht
den Halbleiter-Wafer 3 um. Der umgedrehte Halbleiter-Wafer
wird durch die Werkstückförderroboter 33 und 32 aufeinander
folgend zu den primären,
sekundären
und tertiären
Reinigungsvorrichtungen 36, 37 und 38 transportiert,
wo er gereinigt und getrocknet wird. Der gereinigte und getrocknete
Halbleiter-Wafer 3 wird schließlich zur Kassette 9 auf
der Lade/Entlade-Stufe 31 durch den Werkstückförderroboter 32 zurückgebracht.
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Die 2 und 3 zeigen
den Pusher 10 in der in 1 gezeigten
Poliervorrichtung in einem vergrößerten Maßstab. 2 ist
eine Querschnittsansicht des Pushers 10 und 3 ist
eine Ansicht des Pushers 10. 2 zeigt
den Zustand, in dem der Topring 4 über dem Pusher 10 positioniert
ist. Ein Haltering (oder Führungsring) 8 ist
an dem unteren Umfangsteil des Toprings 4 vorgesehen, um
den Halbleiter-Wafer darin zu halten.
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Wie
in den 2 und 3 gezeigt, weist der Pusher 10 eine
Pusher- bzw. Heberstufe 11 mit sechs Wafer-Trägern 11a auf,
die sich von einem Basisteil 11b nach oben erstrecken,
und ein Führungsglied 12,
welches radial nach außen
von der Pusherstufe 11 positioniert ist und Führungsflächen 12c mit umgekehrter
Kegelform haben, d.h. eine sich nach oben erstreckende und nach
außen
geneigte Kreisform. Die Oberseiten der Wafer-Träger 11a der Pusherstufe 11 tragen
die Unterseite des Halbleiter-Wafers 3. Das Führungsglied 12 weist
eine Basis 12a auf, die aus einer dünnen Platte mit einer länglichen Form
gemacht ist, und ein Paar von Führungsteilen 12b,
die sich von der Basis 12a nach oben erstrecken und einen
bogenförmigen
horizontalen Querschnitt haben. Die Führungsteile 12b haben
jeweilige Führungsflächen 12c mit
einer nach oben ausgestellten konischen Form, an deren oberen inneren
Umfangsflächen.
Wie in 3 gezeigt, sind die beiden gegenüberliegenden
Teile S des Führungsgliedes 12,
wo die Führungsteile 12b nicht
gelegen sind, so offen, dass die Roboterhand dort hindurch eingeführt werden
kann.
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4 zeigt
die Beziehung zwischen den Führungsflächen 12c des
Führungsgliedes 12 und dem
Halbleiter-Wafer 3. Die invertierten kegelförmigen Führungsflächen 12c sind
in einem Winkel (θ) von
ungefähr
60° bis
80° angeordnet.
Der Innendurchmesser ID1 des mittleren Teils
der Führungsflächen 12c ist
so angeordnet, dass er gleich dem nominellen Durchmesser OD des
Halbleiter-Wafers 3 ist. Der Innendurchmesser ID2 des oberen Endteils der Führungsflächen 12c ist
größer als
der maximale Durchmesser des Halbleiter-Wafers 3 bei der
Betrachtung der Zulässigkeit
des Halbleiter-Wafers.
Der Innendurchmesser ID3 des unteren Endteils
der Führungsflächen 12c ist
kleiner als der minimale Durchmesser des Halbleiter-Wafers 3 unter
Berücksichtigung
der Zulässigkeit
der Halbleiter-Wafer.
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Wie
in 2 gezeigt, wird die Pusher- bzw. Heberstufe 11 fest
von einer Welle 13 getragen, und der untere Endteil der
Welle 13 ist mit einer Welle 15a einer Betätigungsvorrichtung 15 verbunden,
wie beispielsweise mit einem Schrittmotor durch eine Verbindung 14.
Durch Betätigung
der Betätigungsvorrichtung 15 bewegt
sich die Welle 15a auf und ab, um die Pusherstufe 11 anzuheben
oder abzusenken. Die Welle 15a der Betätigungsvorrichtung 15 hat
ein unteres Ende, an dem eine Platte 17 angebracht ist.
Ein Entfernungsmessungssensor 18, der einen Wirbelstromsensor
aufweist, ist unter der Platte 17 vorgesehen. Der Entfernungsmessungssensor 18 ist
an einem Tragtisch 25 befestigt, sodass die Distanz L zwischen
dem Sensor 18 und der am unteren Ende der Welle 15a befestigten
Platte 17 gemessen werden kann.
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Das
Führungsglied 12,
welches radial außerhalb
der Pusherstufe 11 angeordnet ist, ist an einem inneren
Zylinder 20 befestigt. Der innere Zylinder 20 ist
an einem äußeren Zylinder 21 befestigt,
wobei er obere und untere zylindrische Glieder aufweist, die aneinander
durch einen Schnappring bzw. Sprengring 22 am unteren Ende
des inneren Zylinders 20 gekoppelt sind. Das untere Ende
des äußeren Zylinders 21 ist
an dem Tragtisch 25 befestigt. Der Tragtisch 25 ist
mit einer Stange 26a eines Luftzylinders 26 verbunden,
der an einer Basis 27 befestigt ist. Durch Betätigung des
Luftzylinders 26 bewegt sich die Stange 26a auf
und ab, um dadurch den Tragtisch 25 anzuheben oder abzusenken.
Insbesondere durch Betätigung
des Luftzylinders 26, der einen zweiten Betätigungsmechanismus
bildet, werden das Führungsglied 12 und
die Heber- bzw. Pusherstufe 11 integral angehoben oder
abgesenkt, und durch Betätigung
der Betätigungsvorrichtung 15,
die einen ersten Betätigungsmechanismus
bildet, wird die Pusherstufe 11 unabhängig und alleine angehoben
oder abgesenkt.
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Als
nächstes
wird der Betrieb des Pushers 10 in der Poliervorrichtung
mit Bezugnahme auf die 1 und 5A bis 5G beschrieben.
Der Werkstückförderroboter 33,
der einen zu polierenden Halbleiter-Wafer 3 trägt, fördert den
Halbleiter-Wafer 3 zu der Position über dem Pusher 10.
Zu diesem Zeitpunkt nähert
sich die (nicht gezeigte) Roboterhand des Werkstückförderroboters 33, der
den Halbleiter-Wafer trägt,
der Position oberhalb des Pushers 10 von der Richtung des
Pfeils B in 3. Dann wird die Hand abgesenkt,
die den Halbleiter-Wafer 3 trägt, und der Halbleiter-Wafer 3 wird
auf der Pusherstufe 11 des Pushers 10 angeordnet,
wie in 5A gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt
ist die Pusherstufe 11 an der in 5A gezeigten
Position bezüglich
der Führungsflächen 12c des
Führungsgliedes 12 gelegen, und
der Umfang des Halbleiter-Wafers 3 ist nicht in Kontakt
mit den Führungsflächen 12c.
Durch eine Betätigung
der Betätigungsvorrichtung 15 wird
als nächstes
die Pusherstufe 11 alleine abgesenkt, wie in 5B gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Teil des Halbleiter-Wafers 3,
der nach außen
von der Pusherstufe 11 vorsteht, in Kontakt mit den Führungsflächen 12c des
Führungsgliedes 12 gebracht,
und der Halbleiter-Wafer 3 wird durch das Führungsglied 12 zur
Mitte der Führungsflächen 12c gedrückt, während er
entlang den Führungsflächen 12c abgesenkt wird.
Wie in 5B gezeigt, werden schließlich im Wesentlichen
alle Umfangsteile des Halbleiter-Wafers 3 in Kontakt mit
den Führungsflächen 12c gebracht
und die Positionierung des Halbleiter-Wafers 3 wird bezüglich der
Führungsflächen 12c vorgenommen.
Daher wird die Mitte des Halbleiter-Wafers 3 mit der Mitte
der Führungsflächen 12c ausgerichtet,
und die Zentrierung des Halbleiter-Wafers 3 wird vollendet.
Die Pusherstufe 11 bewegt sich weiter nach unten, nachdem
der Halbleiter-Wafer 3 auf den Führungsflächen 12c angeordnet
ist, und die Tragfläche der
Pusherstufe 11 kommt weg von dem Halbleiter-Wafer 3.
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Durch
eine Betätigung
des Luftzylinders 26 werden als nächstes das Führungsglied 12 und
die Pusherstufe 11 auf die Position angehoben, wo der Topring 4 wartet,
wie in 5C gezeigt. Das Führungsglied 12 und
die Pusherstufe 11 werden angehoben, bis die Oberseite
des Führungsgliedes 12 in Kontakt
mit der Unterseite des Halterings 8 kommt, der an dem Umfangsteil
des Toprings 4 angebracht ist. In diesem Fall können das
Führungsglied 12 und die
Pusherstufe 11 angehoben werden, bis die Oberseite des
Führungsgliedes 12 eine
Position benachbart zur Unterseite des Halterings 8 erreicht.
Durch Betätigung
der Betätigungsvorrichtung 15 wird
als nächstes
die Pusherstufe 11 alleine angehoben, sie nimmt den Halbleiter-Wafer 3 auf,
der durch die Führungsflächen 12c zentriert
worden ist, und transportiert den Halbleiter-Wafer 3 zum
Topring 4, wie in 5D gezeigt.
Weil der Topring 4 und der Pusher 10 in ihren
geeigneten Positionen positioniert sind, und weil der Halbleiter-Wafer 3 im
Pusher 10 zentriert ist, wird zu diesem Zeitpunkt der Halbleiter-Wafer 3 in dem
Haltering 8 des Toprings 4 ohne einen Übertragungsfehler
aufgenommen.
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Während der
Halbleiter-Wafer 3 zum Topring 4 übertragen
wird, wird die Hubbewegung der Heber- bzw. Pusherstufe 11 stoppen,
wenn der Halblei ter-Wafer 3, der auf der Pusherstufe 11 angeordnet ist,
einen Stützfilm
berührt,
der an der Unterseite des Toprings 4 oder des Halterings 8 angebracht
ist. Zu diesem Zeitpunkt misst der Entfernungsmessungssensor 18 die
Verschiebung der Pusherstufe 11 in der Richtung der Z-Achse.
Wenn die Übertragung
des Halbleiter-Wafers normal ausgeführt ist, ist der gemessenen
Wert innerhalb des vorbestimmten Wertes.
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Wenn
der Halbleiter-Wafer 3 nicht normal im Haltering 8 wegen
einer Fehlausrichtung des Halbleiter-Wafers angeordnet ist, beeinflusst
er die Verschiebung der Pusherstufe 11 in der Richtung
der Z-Achse, und der Wert der Verschiebung wird durch den Entfernungsmessungssensor 18 gemessen.
Ob die Übertragung
des Halbleiter-Wafers normal ausgeführt wurde oder nicht, wird
unter Berücksichtigung des
zulässigen
Bereiches entschieden, indem der Messfehler oder die Variation der
Dicke der Halbleiter-Wafer berücksichtigt
wird. 6 zeigt die Beziehung zwischen dem Topring und
dem Halbleiter-Wafer, der in einem normalen Zustand (linke Seite)
und in einem abnormen Zustand (rechte Seite) ist. Wenn der gemessene
Wert innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist, wird entschieden,
dass die Übertragung
des Halbleiter-Wafers normal ausgeführt worden ist, und wenn der
gemessene Wert außerhalb des
vorbestimmten Bereiches ist, d.h., wenn die Verschiebung ΔH in der
Z-Achsenrichtung auftritt, wird entschieden, dass ein Übertragungsfehler
aufgetreten ist. In dem Fall, wo ein Übertragungsfehler auftritt, wird
der Halbleiter-Wafer 3 vom Topring 4 durch eingespritzte
Flüssigkeit,
wie beispielsweise durch Wasser, von der Unterseite des Toprings 4 entfernt,
und der Halbleiter-Wafer 3 wird wieder auf die Pusherstufe 11 gebracht.
Danach wird der in den 5A bis 5D gezeigte
Betrieb wieder ausgeführt.
Das heißt,
die Zentrierung des Halbleiter-Wafers 3 wird wieder ausgeführt, und
der Halbleiter-Wafer 3 wird wieder auf den Topring 4 übertragen.
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Der
Halbleiter-Wafer, der von dem Pusher 10 auf den Topring 4 übertragen
worden ist, wie in 5D gezeigt, wird zu der Position über dem
Drehtisch 2 durch die Schwenkbewegung der Topringeinheit 5 bewegt.
Danach wird der Halbleiter-Wafer 3 gegen die Polierfläche des
Drehtisches 2 gedrückt,
um den Halbleiter-Wafer 3 zu polieren. Nachdem das Polieren
des Halbleiter-Wafers 3 vollendet
ist, bewegt sich der Topring 4, der den Halbleiter-Wafer 3 hält, zu der
Position über
dem Pusher 10.
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Durch
eine Betätigung
des Luftzylinders 26 werden als nächstes das Führungsglied 12 und
die Pusherstufe 11 angehoben, bis die Oberseite des Führungsgliedes 12 die
Unterseite des Halterings 8 berührt, die am Umfangsteil des
Toprings 4 angebracht ist, wie in 5E gezeigt.
Danach wird der Halbleiter-Wafer 3 durch das Einspritzen
von Flüssigkeit
von der Unterseite des Toprings 4 entfernt. Der Halbleiter-Wafer,
der vom Topring 4 entfernt worden ist, wird auf der Pusherstufe 11 angeordnet,
wie in 5E gezeigt.
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Durch
eine Betätigung
der Betätigungsvorrichtung 15 wird
als nächstes
die Pusherstufe 11 alleine abgesenkt, wie in 5F gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt berührt
ein Teil des Halbleiter-Wafers 3, der nach außen von
der Pusherstufe 11 vorsteht, die Führungsflächen 12c des Führungsgliedes 12,
und der Halbleiter-Wafer 3 wird zur Mitte der Führungsflächen 12c gedrückt, während er
entlang der Führungsflächen 12c abgesenkt
wird. Wie in 5F gezeigt, werden schließlich im
Wesentlichen alle Umfangsteile des Halbleiter-Wafers 3 in
Kontakt mit den Führungsflächen 12c gebracht,
und die Positionierung des Halbleiter-Wafers 3 wird bezüglich der
Führungsflächen 12c ausgeführt. Daher
ist die Mitte des Halbleiter-Wafers 3 mit der Mitte der
Führungsflächen 12c ausgerichtet,
und die Zentrierung des Halbleiter-Wafers 3 ist vollendet.
Die Pusherstufe 11 bewegt sich weiter nach unten, nachdem
der Halbleiter-Wafer 3 auf den Führungsflächen 12c angeordnet ist
und die Tragfläche
der Pusherstufe 11 kommt weg vom Halbleiter-Wafer 3.
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Durch
eine Betätigung
der Betätigungsvorrichtung 15 wird
als nächstes
die Pusherstufe 11 alleine angehoben, wie in 5G gezeigt,
sie nimmt den Halbleiter-Wafer 3 auf, der durch die Führungsflächen 12c zentriert
worden ist, und wird weiter auf die vorbestimmte Position angehoben,
wie in 5G gezeigt. In dem in 5G gezeigten
Zustand bewegt die Roboterhand des Werkstückförderroboters 33 sich
zu der Position unter dem Halbleiter-Wafer 3. Danach wird
die Hand angehoben, um den Halbleiter-Wafer 3 von der Pusherstufe 11 aufzunehmen, und
dann überträgt der Werkstückförderroboter 33 den
Halbleiter-Wafer 3 zur Werkstückumdreheinheit 35.
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Bei
dem in den 5A bis 5G gezeigten Betriebsablauf
wird der Halbleiter-Wafer
auf der Pusherstufe 11 durch die Roboterhand angeordnet
(siehe 5A), wenn der Halbleiter-Wafer
zwischen dem Pusher 10 und der Roboterhand übertragen wird,
und der Halbleiter-Wafer wird von der Pusherstufe 11 durch
die Roboterhand aufgenommen (siehe 5G). Wenn
der Halbleiter-Wafer
zwischen dem Pusher 10 und der Roboterhand übertragen
wird, kann jedoch der Halbleiter-Wafer auf den Führungsflächen 12c des Führungsgliedes 12 direkt
durch die Roboterhand angeordnet werden, und der Halbleiter-Wafer wird von den
Führungsflächen 12c des Führungsgliedes 12 direkt
von der Roboterhand aufgenommen. In diesem Fall ist der Betriebsvorgang
in den 5A und 5G nicht
erforderlich und der Betrieb wird von dem in 5A gezeigten
Zustand starten und in dem in 5F gezeigten
Zustand beendet sein.
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Bei
der Poliervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann der Pusher 10 eine Selbstdiagnose
ausführen, indem
er eine Funktion des Detektierens eines Transportfehlers mit dem
Entfernungsmessungssensor 18 verwendet. Genauer gesagt,
wird die Anzahl der Transportfehler gezählt, die aufgetreten sind, wenn
der Halbleiter-Wafer 3 vom Pusher 10 zum Topring 4 übertragen
wird, und falls diese eine vorbestimmte Anzahl von Malen überschreitet,
wird entschieden, dass der Pusher 10 und/oder der Halbleiter-Wafer
in einem abnormen Zustand sind. In dem Fall, wo beispielsweise dreimal
oder mehrmals ein Übertragungsfehler
pro Mal eines Übertragungsvorgangs
auftritt, wird entschieden, dass der Pusher 10 und/oder
der Halbleiter-Wafer in einem abnormen Zustand sind, und dann wird
ein Alarm aktiviert. Somit kann entschieden werden, ob die gegenwärtigen Bedingungen
des Pushers 10 und des Toprings 4 normal sind oder
nicht. Ob der Pusher 10 und/oder der Topring 4 in
einem normalen Zustand mit einer anfänglichen Einstellung aufgrund
einer Variation sind oder nicht, kann beispielsweise entschieden werden.
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Ob
der Halbleiter-Wafer normal vom Pusher 10 auf den Topring 4 übertragen
wurde, wird in dem Ausführungsbeispiel
durch den Entfernungsmessungssensor 18 detektiert, der
am Ende der Welle 13 der Pusherstufe vorgesehen ist. Es
ist auch möglich, den
Transportfehler durch eine Detektionsvorrichtung zu detektieren,
die getrennt oder entfernt vom Pusher vorgesehen ist. Es ist weiterhin
möglich,
den Transportfehler nicht nur von einer Richtung senkrecht zum Halbleiter-Wafer,
sondern auch von einer Richtung parallel zum Halbleiter-Wafer zu
detektieren.
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Als
Mittel zum Detektieren des Transportfehlers können verschiedene herkömmliche
Sensoren verwendet werden, die einen Wirbelstromsensor, einen optischen
Sensor, der Laser oder Ähnliches
einsetzt, und einen Sensor aufweisen, der ein piezoelektrisches
Element einsetzt.
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Gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird, nachdem die Zentrierung des Halbleiter-Wafers
ausgeführt
wurde, der Halbleiter-Wafer vom Pusher zum Topring oder vom Pusher
zur Roboterhand übertragen.
Daher kann die Transport- bzw. Übertragungsgenauigkeit
des Halbleiter-Wafers stark verbessert werden, und es kann verhindert
werden, dass der Transportfehler auftritt.
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Wenn
der Transportfehler des Halbleiter-Wafers aufgrund von gewissen
Gründen
auftritt, kann er weiterhin detektiert werden, und dann kann der Transport-
bzw. Übertragungsvorgang
des Halbleiter-Wafers immer wieder auf der Grundlage des detektierten
Ergebnisses ausgeführt
werden. Daher kann verhindert werden, dass eine Beschädigung des
Halbleiter-Wafers, die durch den Übertragungsfehler verursacht
wird, auftritt.
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Durch
das Zählen
der Anzahl der Transportfehler, ob diese in einem vorbestimmten
Ausmaß oder
mehr auftritt, kann weiterhin dann entschieden werden, ob die Vorrichtung
in einem abnormen Zustand ist. Eine Entscheidung dahingehend, ob
die gegenwärtigen
Bedingungen der Transportvorrichtung und des Toprings normal sind,
kann somit auch gefällt
werden.
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Als
nächstes
wird eine Poliervorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die 7 bis 12 beschrieben.
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Bei
der herkömmlichen
Transportvorrichtung der Poliervorrichtung muss in dem Fall, wo
der Halbleiter-Wafer zwischen der Transportvorrichtung (Pusher)
und dem Topring übertragen
wird, der Pusher bezüglich
der Position besonders genau mit Bezug zum Topring eingestellt werden.
Mühselige
und zeitaufwendige Betriebsvorgänge
sind erforderlich, um eine genaue Transportposition einzustellen,
wo der Pusher zu positionieren ist.
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Weiterhin
ist in herkömmlicher
Weise die Transportvorrichtung (Pusher) bezüglich der Position in Beziehung
zu einem einzigen Topring eingestellt worden. Neuere Polierprozesse
erfordern eine hohe Effizienz und daher in machen Fällen einen
Vielzahl von Topringen, die mit Bezug zu einem einzigen Drehtisch
vorgesehen sind. Um daher eine einzige Transportvorrichtung (Pusher)
mit einer Vielzahl von Topringen gemeinsam zu verwenden, hat es
eine Anforderung bezüglich
einer selbstausrichtenden Übertragungs-
bzw. Transportvorrichtung gegeben.
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Es
ist daher ein Ziel des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung, einen Poliervorrichtung vorzusehen, bei der keine vorherige strenge
Positionseinstellung zwischen der Übertragungsvorrichtung und
dem Topring oder der Roboterhand erforderlich ist, und wobei eine Übertragungsposition
einfach eingestellt werden kann.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel,
welches in den 7 bis 12 gezeigt
ist, werden die gleichen oder ähnlichen
Teile wie jene im ersten Ausführungsbeispiel,
welches in den 1 bis 6 gezeigt,
ist, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Die 7 und 8 sind
Ansichten, die einen Pusher 10 in einer Poliervorrichtung
zeigen. 7 ist eine Querschnittsansicht
der gesamten Struktur des Pushers 10, und 8 ist
eine Draufsicht des Pushers 10. 7 zeigt
den Zustand, in dem der Topring 4 über dem Pusher 10 positioniert ist.
Ein Haltering 8 ist am unteren Umfangsteil des Toprings 4 vorgesehen,
um einen Halbleiter-Wafer darin zu halten. Wie in den 7 und 8 gezeigt, weist
der Pusher 10 eine Pusherstufe 11 mit sechs Wafer-Trägern 11a auf,
die sich nach oben von einem Basisteil 11b erstrecken,
und ein Führungsglied 12, welches
radial außerhalb
der Pusherstufe 11 positioniert ist und Führungsflächen 12c mit
einer umgekehrten konischen Form hat, d.h. mit einer sich nach außen erstreckenden
und nach außen
geneigten Kreisform. Die Oberseiten der Wafer-Träger 11a der Pusherstufe 11 tragen
die Unterseite des Halbleiter-Wafers 3. Das Führungsglied 2 weist
eine Basis 12a auf, die aus einer dünnen Platte mit einer langgestreckten
Form gemacht ist, und ein Paar von Führungsteilen 12b,
die sich in an der Basis 12a nach oben erstrecken und einen
bogenförmigen
horizontalen Querschnitt haben. Die Führungsteile 12b haben jeweilige
Führungsflächen 12c mit
einer nach oben ausgestellten konischen Form an den oberen Innenumfangsflächen davon.
Die Führungsplatten 19 sind an
den jeweiligen Führungsteilen 12b befestigt,
um die Pusherstufe 11 und das Führungsglied 12 bezüglich des
Toprings 4 zu positionieren. Die Führungsplatten 19 bilden
einen ersten Positionierungsmechanismus. Wie in 8 gezeigt,
sind die zwei gegenüberliegenden
Teile S des Führungsgliedes 12.
wo die Führungsteile 12b nicht
gelegen sind, offen, sodass eine Roboterhand dort hindurch eingeführt werden kann.
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Die
Beziehung zwischen der Führungsfläche 12c des
Führungsgliedes 12 und
dem Halbleiter-Wafer 3 im zweiten Ausführungsbeispiel ist die gleiche wie
jene im ersten Ausführungsbeispiel,
wie in 4 gezeigt. Daher wird die Zentrierung des Halbleiter-Wafers
in der gleichen Weise ausgeführt
wie in dem ersten Ausführungsbeispiel,
wie in 4 gezeigt. Wie in 7 gezeigt,
ist die Pusherstufe 11 fest von einer Welle 13 getragen,
und der untere Endteil der Welle 13 ist mit einer Stange 15a eines
Luftzylinders 15 durch eine Verbindung 14 verbunden.
Der untere Endteil der Welle 13 ist horizontal in dem Gelenk 14 bewegbar.
Durch eine Betätigung
des Luftzylinders 15 bewegt sich die Stange 15a nach
oben und unten, um die Pusherstufe 11 anzuheben oder abzusenken.
Die Stange 15a des Luftzylinders 15 hat ein unteres
Ende, an dem eine Platte 17 angebracht ist. Ein Entfernungsmesssensor 18,
der einen Wirbelstromsensor aufweist, ist unter der Platte 17 vorgesehen.
Der Entfernungsmesssensor 18 ist an einem Tragtisch 25 befestigt,
sodass die Distanz L zwischen dem Sensor 18 und der am
unteren Ende der Stange 15a befestigten Platte 17 gemessen
werden kann.
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Das
Führungsglied 12,
welches radial außerhalb
der Pusherstufe 11 angeordnet ist, ist an einem inneren
Zylinder 20 befestigt. Ein äußerer Zylinder 21 ist
außerhalb
des inneren Zylinders 20 vorgesehen. Der äußere Zylinder 21 wird
von einer Feder 30 und einem Hublager 135 getragen
und ist vertikal mit Beziehung zum Hublager 135 verschiebbar.
Ein Federring bzw. Seegerring 22, der am unteren Ende des äußeren Zylinders 21 vorgesehen
ist, berührt
das untere Ende eines Lagergehäuses 23.
Der äußere Zylinder 21 wird
durch die Feder 30 nach oben gedrückt. Der Federring 22 berührt das
untere Ende des Lagergehäuses 23,
um dadurch zu verhindern, dass der äußere Zylinder 21 daraus
herausfällt.
Das heißt, der
oberste Teil des äußeren Zylinders 21 bezüglich des
Lagergehäuses 23 wird
durch den Federring bzw. Seegerring 22 festgelegt. Das
Lagergehäuse 23 ist
an dem Tragtisch 25 befestigt. Der Tragtisch 25 ist mit
einer Stange 26a eines Luftzylinders 26 verbunden,
der an einer Basis 27 befestigt ist. Durch Betätigung des
Luftzylinders 26 bewegt sich die Stange 26a auf
und ab, um dadurch den Tragtisch 25 anzuheben oder abzusenken.
Durch eine Betätigung
des Luftzylinders 26 werden insbesondere das Führungsglied 12 und
die Pusherstufe 11 integral angehoben oder abgesenkt, und
durch eine Betätigung
des Luftzylinders 15 wird die Pusherstufe 11 unabhängig und alleine
angehoben oder abgesenkt.
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Der äußere Zylinder 21 hat
einen Tragteil 21a an seinem oberen Ende, und der obere
Teil 20a des inneren Zylinders 20 wird von dem
Tragteil 21a durch einen Gleitmechanismus 28 getragen.
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9 ist
eine Querschnittsansicht des Gleitmechanismus 28 und seiner
assoziierten Komponenten, und 10 ist
eine Draufsicht des Gleitmechanismus 28. Wie in den 9 und 10 gezeigt, weist
der Gleitmechanismus 28 einen Haltring 28a auf,
der aus einer ringförmigen
dünnen
Platte gemacht ist, und eine Anzahl von Kugellöchern hat, und eine Anzahl
von Wälzelementen 28b,
die Kugeln aufweisen, die von dem Haltering 28a gehalten
werden. Das Führungsglied 12 ist
an dem oberen Teil 20a des inneren Zylinders 20 befestigt,
und die Welle 13, die die Pusherstufe 11 trägt, wird
von dem inneren Zylinder 20 durch obere und untere Lager 29a und 29b getragen
(siehe 7 und 9). Somit sind sowohl das Führungsglied 12 als
auch die Pusherstufe 11 horizontal durch den Schiebemechanismus 28 bewegbar.
Obwohl der Schiebemechanismus frei in horizontaler Richtung bewegbar
ist, hat der äußere Zylinder 21 innere
und äußere umlaufende
Stufen, die in Kontakt mit dem Gleitmechanismus 28 kommen, um
zu verhindern, dass sich der Gleitmechanismus 28 übermäßig stark
bewegt. Wenn das Führungsglied 12 und
die Pusherstufe 11 sich bewegen, rollen die Wälzelemente 28b,
welche die Kugeln aufweisen, auf dem Tragteil 21a des äußeren Zylinders 21 und
daher bewegen sich das Führungsglied 12 und die
Pusherstufe 11 sanft. Ein geeigneter Spalt ist zwischen
dem unteren Endteil der Welle 13 und der Innenumfangsfläche der
Verbindung 14 definiert, so dass die Welle 13 sich
frei in horizontaler Richtung bewegen kann.
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Wie
in 7 gezeigt, hat das Führungsglied 12 an
seiner Unterseite eine Führungsplatte 41 zum Positionieren
des Pusherstufe 11 und des Führungsgliedes 12 bezüglich der
Basis 27, welche ein stationäres Glied ist. Die Basis 27 hat
an ihrem oberen Ende ein Eingriffsglied 42, welches mit
der Führungsplatte 41 in
Eingriff zu bringen ist. Die Führungsplatte 41 und
das Eingriffsglied 42 bilden einen zweiten Positionierungsmechanismus.
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Als
nächstes
wird der Betrieb des Pushers 10 in der Poliervorrichtung
mit Bezugnahme auf die 7 und 11A bis 11G beschrieben. Der Werkstückförderroboter 33, der
einen zu polierendem Halbleiter-Wafer 3 trägt, fördert den
Halbleiter-Wafer 3 zu der Position über dem Pusher 10.
Zu diesem Zeitpunkt nähert
sich die (nicht gezeigte) Roboterhand des Werkstückförderroboters 33, die
den Halbleiter-Wafer trägt,
der Position über
dem Pusher bzw. Heber 10 von der Richtung des Pfeils B
in 8. Zu diesem Zeitpunkt sind die Pusherstufe 11 und
das Führungsglied 12 in
der unteren Position gelegen, und ihre Positionierung wird bezüglich der
Basis 27 durch einen Eingriff der Führungsplatte 41 und des
Eingriffsgliedes 42 ausgeführt. Dieser Zustand ist in 7 gezeigt.
Dann wird die Hand abgesenkt, welche den Halbleiter-Wafer 3 trägt, und
der Halbleiter-Wafer 3 wird auf der Pusherstufe 11 des
Pushers 10 angeordnet, wie in 11A gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt ist die Pusherstufe 11 in der in 11A gezeigten Position bezüglich der Führungsflächen 12c des Führungsgliedes 12 gelegen,
und der Umfang des Halbleiter-Wafers 3 ist nicht in Kontakt
mit den Führungsflächen 12c.
Durch eine Betätigung
des Luftzylinders 15 wird als nächstes die Pusherstufe 11 alleine
abgesenkt, wie in 11B gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt
wird ein Teil des Halbleiter-Wafers 3, der nach außen von
der Pusherstufe 11 vorsteht, in Kontakt mit den Führungsflächen 12c des
Führungsgliedes 12 gebracht,
und der Halbleiter-Wafer 3 wird durch das Führungsglied 12 durch
zur Mitte der Führungsflächen 12c gedrückt, während er
entlang den Führungsflächen 12c abgesenkt
wird. Wie in 11B gezeigt, werden schließlich im
Wesentlichen alle Umfangsteile des Halbleiter-Wafers 3 in Kontakt
mit den Führungsflächen 12c gebracht
und der Halbleiter-Wafer 3 wird bezüglich der Führungsflächen 12c positioniert.
Daher wird die Mitte des Halbleiter-Wafers 3 mit der Mitte
der Führungsflächen 12c ausgerichtet
und die Zentrierung des Halbleiter-Wafers 3 wird vollendet.
Die Pusherstufe 11 bewegt sich weiter nach unten, nachdem
der Halbleiter-Wafer auf den Führungsflächen 12c angeordnet ist,
und die Tragfläche
der Pusherstufe 11 kommt weg vom Halbleiter-Wafer 3.
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Durch
eine Betätigung
des Luftzylinders 26 werden als nächstes das Führungsglied 12 und
die Pusherstufe 11 zu der Position angehoben, wo der Topring 4 wartet,
wie in 11C gezeigt. Das Führungsglied 12 und
die Pusherstufe 11 werden angehoben, bis die Oberseite
des Führungsgliedes 12 die Unterseite
des Halterings 18 berührt,
der am Umfangsteil des Toprings 4 angebracht ist. Zu diesem Zeitpunkt
wird die Feder 30 um mehrere Millimeter zusammengeschoben.
Das Führungsglied 12 wird stabil
in Kontakt mit dem Topring 4 an seinem gesamten Umfangsteil
gebracht. Zu diesem Zeitpunkt werden die Führungsplatten 19 über den
Haltering 8 gepasst, um dadurch zu gestatten, dass die
Pusherstufe 11 und das Führungsglied 12 bezüglich des
Toprings 4 positioniert werden. Während die Positionierung der
Pusherstufe 11 und des Führungsgliedes 12 ausgeführt wird,
bewegen sich die Pusherstufe 11 und das Führungsglied 12 horizontal
durch den Gleitmechanismus 28, und daher wird eine optimale
Positionierung der Pusherstufe 11, des Führungsgliedes 12 und
des Toprings 4 automatisch ausgeführt. Dieser Zustand ist in 12 gezeigt.
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Durch
eine Betätigung
des Luftzylinders 15 wird als nächstes alleine die Pusherstufe 11 angehoben,
sie nimmt den Halbleiter-Wafer 3 auf, der durch die Führungsflächen 12c zentriert
worden ist und überträgt den Halbleiter-Wafer 3 zum
Topring 4, wie in 11D gezeigt.
Weil der Topring 4 und der Pusher 10 in ihren
geeigneten Positionen positioniert sind, und weil der Halbleiter-Wafer 3 im
Pusher 10 zentriert ist, wird zu diesem Zeitpunkt der Halbleiter-Wafer 3 in
dem Haltering 8 des Toprings 4 ohne einen Übertragungs- bzw. Transportfehler
aufgenommen. Während
der Halbleiter-Wafer 3 zum Topring 4 übertragen
wird, wird die Hubbewegung der Pusherstufe 11 stoppen,
wenn der Halbleiter-Wafer 3, der auf der Pusherstufe 11 angeordnet
ist, einen Stützfilm
berührt,
der an der Unterseite des Toprings 4 oder des Halterings 8 angebracht
ist. Zu diesem Zeitpunkt misst der Entfernungsmesssensor 18 die
Verschiebung der Pusherstufe 11 in der Richtung der Z-Achse.
Wenn die Übertragung
des Halbleiter-Wafers normal ausgeführt wird, ist der gemessene
Wert innerhalb des gemessenen Wertes.
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Wenn
der Halbleiter-Wafer 3 nicht normal im Haltering 8 wegen
einer Fehlausrichtung des Halbleiter-Wafers angeordnet ist, beeinflusst
dies die Verschiebung der Pusherstufe 11 in Richtung der
Z-Achse, und der Wert der Verschiebung wird durch den Distanzmesssensor 18 gemessen.
Ob die Übertragung
des Halbleiter-Wafers normal ausgeführt wurde oder nicht, wird
unter Berücksichtigung
des zulässigen
Bereiches des Messfehlers oder unter Berücksichtigung der Variation
der Dicke der Halbleiter-Wafer entschieden. Wenn der gemessene Wert
innerhalb des vorbestimmten Bereiches ist, wird entschieden, dass
die Übertragung
des Halbleiter-Wafers normal ausgeführt wurde, und wenn der gemessene Wert
außerhalb
des vorbestimmten Bereiches ist, wird entschieden, dass ein Transport-
bzw. Übertragungsfehler
aufgetreten ist. (Siehe 6). In dem Fall, wo ein Übertragungsfehler
auftritt, wird der Halbleiter-Wafer 3 vom Topring 4 durch
das Einspritzen eines Strömungsmittels,
wie beispielsweise von Luft, von der Unterseite des Toprings 4 entfernt,
und der Halbleiter-Wafer 3 wird wieder auf der Pusherstufe 11 angeordnet.
Danach wird der in den 11A bis 11D gezeigte Betrieb wieder ausgeführt. Das heißt, die
Zentrierung des Halbleiter-Wafers 3 wird wieder ausgeführt, und
der Halbleiter-Wafer 3 wird wieder zum Topring 4 übertragen.
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Der
Halbleiter-Wafer, der von dem Pusher 10 zum Topring 4 übertragen
wurde, wie in 11D gezeigt, wird zu der Position über dem
Drehtisch 2 durch die Schwenkbewegung der Topringeinheit 5 bewegt.
Danach wird der Halbleiter-Wafer 3 gegen die Polierfläche des
Drehtisches 2 gedrückt,
um den Halbleiter-Wafer 3 zu polieren. Nachdem der Poliervorgang
des Halbleiter-Wafers 3 vollendet ist, bewegt sich der
Topring 4, den den Halbleiter-Wafer 3 halt, zu der Position über dem
Pusher 10.
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Durch
eine Betätigung
des Luftzylinders 26 werden als nächstes das Führungsglied 12 und
die Pusherstufe 11 angehoben, bis die Oberseite des Führungsgliedes 12 die
Unterseite des Halterings 8 berührt, der am Umfangsteil des
Toprings 4 angebracht ist, wie in 11E gezeigt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Feder 30 um mehrere Millimeter
zusammengedrückt.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Positionierung des Toprings 4,
des Führungsglieds 12 und
der Pusherstufe 11 durch einen Eingriff der Führungsplatten 19 und
des Halterings 8 aufgeführt (siehe 12).
Zu diesem Zeitpunkt ist die Pusherstufe 11 in einem derartigen
Zustand, dass sie bezüglich
des Führungsgliedes 12 abgesenkt
wird. Danach wird der Halbleiter-Wafer 3 durch Einspritzen
von Strömungsmittel
von der Unterseite des Toprings 4 entfernt. Der Halbleiter-Wafer,
der vom Topring 4 entfernt worden ist, wird auf der Pusherstufe 11 angeordnet,
wie in 11E gezeigt.
-
Durch
eine Betätigung
des Luftzylinders 26, um die Pusherstufe 11 und
das Führungsglied 12 abzusenken,
wird als nächstes
die Feder 30 vollständig aus
dem in 11E gezeigten, zusammengeschobenen
Zustand ausgedehnt, und somit wird die Pusherstufe 11 bezüglich des
Führungsgliedes 12 um mehrere
Millimeter abgesenkt. Zu diesem Zeitpunkt berührt ein Teil des Halbleiter-Wafers,
der von der Pusherstufe 11 nach außen vorsteht, die Führungsflächen 12c des
Führungsgliedes 12 und
der Halbleiter-Wafer 3 wird zur Mitte der Führungsflächen 12c gedrückt, während er
entlang den Führungsflächen 12c abgesenkt
wird. Wie in 11F gezeigt, werden schließlich im
Wesentlichen alle Umfangsteile des Halbleiter-Wafers 3 in
Kontakt mit den Führungsflächen 12c gebracht
und die Positionierung des Halbleiter-Wafers 3 wird bezüglich der
Führungsflächen 12c ausgeführt. Daher
wird die Mitte des Halbleiter-Wafers 3 mit der Mitte der
Führungsflächen 12c ausgerichtet,
und die Zentrierung des Halbleiter-Wafers 3 wird vollendet.
Weil die Feder 30 ausgefahren ist, ist das Führungsglied 12 angehoben,
und nachdem der Halbleiter-Wafer 3 auf den Führungsflächen 12c angeordnet
ist, kommt die Tragfläche
der Führungsstufe 11 weg
vom Halbleiter-Wafer 3.
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Durch
eine Betätigung
des Luftzylinders 15 wird als nächstes die Pusherstufe 11 alleine
angehoben, wie in 11G gezeigt, sie nimmt den Halbleiter-Wafer 3 auf,
der durch die Führungsflächen 12 zentriert
worden ist und wird weiter zu der vorbestimmten Position angehoben.
Zu diesem Zeitpunkt sind die Pusherstufe 11 und das Führungsglied 12 in der
unteren Position gelegen und werden bezüglich der Basis 27 durch
einen Eingriff der Führungsplatte 41 und
des Eingriffsgliedes 42 positioniert. In dem in 11G gezeigten Zustand bewegt sich die Roboterhand
des Werkstückförderroboters 33 zu
der Position unter dem Halbleiter-Wafer 3. Danach wird
die Hand angehoben, um den Halbleiter-Wafer 3 von der Pusherstufe 11 aufzunehmen,
und dann transportiert der Werkstückförderroboter 33 dem
Halbleiter-Wafer zur Werkstückumdreheinheit 35.
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Gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird der Halbleiter-Wafer vom Pusher zum
Topring oder vom Pusher zur Roboterhand übertragen, nachdem die Zentrierung
des Halbleiter-Wafers ausgeführt
wurde. Daher kann die Übertragungsgenauigkeit
des Halbleiter-Wafers stark verbessert werden, und es kann verhindert
werden, dass ein Übertragungsfehler
dabei auftritt.
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Wenn
der Halbleiter-Wafer übertragen
wird, kann weiterhin die Positionseinstellung zwischen dem Pusher
und dem Topring genau ausgeführt
werden, die Übertragungsgenauigkeit
des Halbleiter-Wafers kann verbessert werden, und es kann verhindert werden,
dass ein Transport- bzw. Übertragungsfehler dabei
auftritt.
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Weiterhin
kann die Positionseinstellung zwischen dem Pusher und dem Topring
genau und automatisch vorgenommen werden, und daher ist keine vorherige
genaue Positionseinstellung zwischen dem Pusher und dem Topring
erforderlich.
-
Obwohl
ein gewisses bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung im Detail gezeigt und beschrieben wurde,
sei bemerkt, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen
daran vorgenommen werden können,
ohne vom Umfang der beigefügten
Ansprüche
abzuweichen.
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Es
sei bemerkt, dass die Ziele und Vorteile der Erfindung durch irgendeine
kompatible Kombination (Kombinationen) erreicht werden können, die speziell
in den beigefügten
Ansprüchen
dargelegt sind. 16640