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Poliervorrichtung - Dokument DE19602458A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19602458A1 12.12.1996
Titel Poliervorrichtung
Anmelder Ebara Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kimura, Norio, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Ishii, You, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Yasuda, Hozumi, Fujisawa, Kanagawa, JP;
Saito, Koji, Yamato, Kanagawa, JP;
Watase, Masako, Yokohama, Kanagawa, JP;
Mishima, Shiro, Yokkaichi, Mie, JP
Vertreter Wagner, K., Dipl.-Ing.; Geyer, U., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 24.01.1996
DE-Aktenzeichen 19602458
Offenlegungstag 12.12.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.12.1996
IPC-Hauptklasse B24B 29/02
IPC-Nebenklasse B24B 57/02   H01L 21/304   
Zusammenfassung Eine Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines Objekts wie beispielsweise eines Halbleiterwafers weist einen Drehtisch auf mit einem an der Oberseite angeordneten Poliertuch. Ein Oberring dient zum Halten und Andrücken des Objekts gegen das Poliertuch und eine Vielzahl von radial angeordneten Düsen liefert eine Polierlösung, die Abriebsmaterial enthält und zwar besitzt die Polierlösung unterschiedliche Konzentrationen entlang einer Radialrichtung des Poliertuchs.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Poliervorrichtung und insbesondere auf eine Poliervorrichtung zur Erzeugung einer flachen, spiegelartig polierten Oberfläche auf einem Objekt wie beispielsweise einem Halbleiterwafer.

Die in den letzten Jahren entwickelten, mit hoher Dichte integrierten Halbleitervorrichtungen machen zunehmend feinere Mikroschaltungen erforderlich und der Zwischenlinienabstand zeigte auch einen ständig ansteigenden Trend. Für optische Lithografievorgänge basierend auf weniger als 0,5 Mikrometer Zwischenlinienabstand ist die Fokustiefe flach und eine hohe Präzision an Flachheit ist bei dem polierten Objekt erforderlich, und zwar koinzident mit der Fokussierebene der Schrittvorrichtung.

Es ist daher notwendig, die Oberfläche eines Halbleiterwafers flach auszubilden, bevor feine Schaltungsverbindungen darauf ausgeformt werden. Gemäß einem herkömmlichen Verfahren werden Halbleiterwafer durch eine Poliervorrichtung auf einen flachen Endzustand poliert.

Eine konventionelle Poliervorrichtung weist einen Drehtisch auf, wobei ein Poliertuch an dessen Oberseite angebracht ist und ein oberer Ring ist in einer gegenüberliegenden Beziehung zur Oberseite des Drehtischs angeordnet, wobei Drehtisch und oberer Ring mit entsprechenden unabhängigen Geschwindigkeiten drehbar sind. Der obere Ring wird gegen den Drehtisch gepreßt, um auf ein Objekt angeordnet zwischen dem Poliertuch und dem oberen Ring einen bestimmten Druck auszuüben. Während eine ein Abriebs- oder Abrasionsmaterial enthaltende Polierlösung an die Oberfläche des Poliertuchs geliefert wird, wird die Objektoberfläche auf eine flache Spiegelendbearbeitung poliert und zwar durch das Poliertuch, welches darauf die Polierlösung enthält und ferner während der relativen Drehung des oberen Rings und des Drehtischs.

Das durch ein solches Verfahren entfernte Material tritt jedoch nicht stets gleichförmig über die Polieroberfläche eines Wafers hinweg auf, obwohl man sich bemüht, eine gleichförmige Materialentfernung vorzusehen.

Die Fig. 7A, 7B und 7C zeigen Beispiele typischer Fälle von ungleichmäßiger Oberflächenkontur, die bei polierten Wafers auftreten kann. Eine solche Ungleichmäßigkeit wird durch Unterschiede bei den örtlichen Materialentfernungsraten vom Wafer verursacht; beispielsweise ist bei dem in Fig. 7A gezeigten Wafer mehr Material von der Mitte als vom Außenumfangsteil entfernt; beim Wafer gemäß Fig. 7B ist mehr Material von der Mitte und dem Außenumfangsteil als vom Zwischenteil entfernt; und beim Wafer gemäß Fig. 7C schließlich ist mehr Material vom Außenumfangsteil als von der Mitte entfernt.

Einige der Gründe, die eine derartige ungleichmäßige Materialentfernung verursachen, können die folgenden sein: ungleichmäßiger Abrieb des Poliertuchs; nicht gleichförmiger Anpreßdruck über die gesamte Oberfläche des Wafers hinweg, wie er durch den oberen Ring ausgeübt wird; und nicht gleichförmige Verteilung der das Abriebsmaterial enthaltenden Lösung über die gesamte Oberfläche des Wafers hinweg, und zwar bewirkt durch nicht gleichförmige Zurückhaltung der Polierlösung durch das Tuch oder nicht gleichförmige Lieferung der Polierlösung auf das Tuch.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Poliervorrichtung vorzusehen, die eine gleichförmige Polierwirkung über die Polieroberfläche eines Objektes hinweg vorsehen kann, beispielsweise über einen Halbleiterwafer hinweg, um so eine gleichmäßig flache und spiegelpolierte Endbearbeitung am Objekt vorzusehen.

Dieses Ziel wird erreicht mit einer Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines Objektes, wobei folgendes vorgesehen ist: ein Drehtisch mit einem an dessen Oberfläche oder Oberseite angeordneten Poliertuch; obere Haltemittel (ein oberer Ring) zum Halten und Anpressen des Objektes gegen das Poliertuch; und eine Vielzahl von radial angeordneten Düsen zur Lieferung einer Polierlösung, die das Abriebsmaterial enthält und zwar mit unterschiedlichen Konzentrationen entlang einer Radialrichtung des Poliertuchs.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden Polierlösungen unterschiedlicher Konzentrationen durch die radial angeordneten Düsen geliefert, und zwar sind die Düsen oberhalb des Poliertuchs angeordnet. Die Vorrichtung gestattet daher eine Feinabstimmung der Entfernungsgeschwindigkeit oder -rate von Oberflächenmaterial durch Einstellen der Konzentration der Polierlösung. Die Konzentration der Polierlösung kann in einem Gebiet abgesenkt werden, wo die Entfernungsrate oder -geschwindigkeit hoch ist, wohingegen die Konzentration der Polierlösung in einem Gebiet angehoben werden kann, wo die Entfernungsrate niedrig ist. Dadurch, daß man eine optimale Verteilung der Konzentrationen der Polierlösung entlang einer Radialrichtung vorsieht, ist es möglich, die Flachheit des Wafers in signifikanter Weise zu verbessern. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Poliervorrichtung vorgesehen und zwar zum Polieren einer Oberfläche eines Objektes, wobei ferner folgendes vorgesehen ist: ein Drehtisch mit einem an seiner Oberfläche angeordneten Poliertuch; ein oberer Ring zum Halten und Anpressen des Objektes gegen das Poliertuch; mindestens eine Lösungsdüse zum Liefern von Polierlösung, die Abriebsmaterial enthält und die eine gemeinsame Konzentration aufweist; und eine Vielzahl von Verdünnungsflüssigkeitsversorgungsdüsen angeordnet in einer radialen Richtung zur Lieferung eines einstellbaren Volumens an Verdünnungsflüssigkeit, um so eine Verteilung von Polierlösung unterschiedlicher Konzentrationen zu bilden, und zwar durch Verdünnen der Polierlösung mit der Verdünnungsflüssigkeit an dem Poliertuch.

Gemäß dieser Konfiguration kann eine Versorgungsdüse für eine Polierlösung mit einer gemeinsamen Konzentration verwendet werden zusammen mit mehreren Verdünnungsflüssigkeitsdüsen, um einstellbare Volumina der Verdünnungsflüssigkeit zu liefern. Die Polierlösung mit einer gemeinsamen Konzentration kann durch die Verdünnungsflüssigkeit derart verdünnt werden, daß eine optimale Verteilung der Konzentrationen der Polierlösung entlang einer Radialrichtung hervorgerufen werden kann, wodurch es möglich gemacht wird, die Flachheit des Wafers in signifikanter Weise zu verbessern.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Poliervorrichtung vorgesehen und zwar zum Polieren der Oberfläche eines Objektes, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: einen Drehtisch mit einem an seiner Oberfläche angeordneten Poliertuch; eine obere Haltevorrichtung oder einen oberen Haltering zum Halten und Andrücken des Objektes gegen das Poliertuch; mindestens eine Lösungsdüse zur Lieferung einer Polierlösung, die das Abriebsmaterial enthält; und mindestens eine Versorgungsdüse zur Lieferung von Wasser, welches ein Dispersionsagenz enthält, um so eine Verteilung der Polierlösung mit unterschiedlichen Konzentrationen vorzusehen, und zwar durch Verdünnen der Polierlösung mit dem das Dispersionsagenz enthaltenden Wasser an dem Poliertuch.

Gemäß dieser Konfiguration kann eine Versorgungsdüse für Polierlösung mit einer bestimmten Konzentration zusammen mit Versorgungsdüsen für die Lieferung von Wasser, welches ein Dispersionsagenz enthält, verwendet werden. Mit dieser Anordnung kann eine Polierlösung und ein Dispersionsagenz an das Poliertuch zum Zwecke der Mischung geliefert werden, auf welche Weise man die gewünschten Konzentrationen des Dispersionsagenz und der Polierlösung erhält. Es besteht eine Korrelation zwischen der Konzentration des Dispersionsagenz in der Polierlösung und der Polierrate oder Poliergeschwindigkeit. Das heißt, eine hohe Konzentration des Dispersionsagenz bewirkt eine geringe Rate oder Geschwindigkeit der Materialentfernung, während eine niedrige Konzentration des Dispersionsagenz eine hohe Rate oder Geschwindigkeit der Materialentfernung bewirkt. Auf diese Weise kann die Polierwirkung eingestellt werden, um die Flachheit des Objektes, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers in der gleichen Weise wie oben zu verbessern. Wenn jedoch die Konzentration des Dispersionsagenz sehr hoch ist, so besteht keine Notwendigkeit mehrere radial angeordnete Düsen vorzusehen, da eine flache Oberfläche nahezu ohne weiteres mit einer geringeren Anzahl von Düsen erzeugt werden kann.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Poliervorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Drehtisch zusammen mit Versorgungsdüsen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Poliervorrichtung;

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Drehtisch und die zugeordneten Versorgungsdüsen des zweiten Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 eine grafische Darstellung, die die Beziehung zeigt zwischen der Konzentration der Polierlösung und der Geschwindigkeit der Materialentfernung;

Fig. 6 ein Strömungsdiagramm des Polierverfahrens des erfindungsgemäßen Poliergerätes;

Fig. 7A einen Schnitt eines ersten Beispiels eines polierten Halbleiterwafers;

Fig. 7B einen Schnitt eines zweiten Beispiels eines polierten Halbleiterwafers;

Fig. 7C einen Schnitt eines dritten Beispiels eines polierten Halbleiterwafers; und

Fig. 8 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Poliervorrichtung.

Im folgenden seien nunmehr die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die Fig. 1-8.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Poliervorrichtung. Die Poliervorrichtung weist einen Drehtisch 1 mit einem Poliertuch 3 angebracht daran auf und ferner eine obere Halteanordnung oder einen oberen Ring 4, der oberhalb des Drehtischs 1 angeordnet ist. Der Drehtisch 1 ist um eine Welle 2 drehbar. Der obere Ring 4 ist mit einer Antriebswelle 6 gekuppelt und seine Drehmitte ist, wie in Fig. 2 gezeigt, versetzt gegenüber der Drehmitte des Drehtischs 1. Der Drehtisch 1 und der obere Ring 4 können in jeder Richtung wie durch die Pfeile in Fig. 2 gezeigt, gedreht werden. Ein oberer (nicht gezeigter) Ringzylinder ist an dem Oberteil der Antriebswelle 6 befestigt, um so den oberen Ring 4 gegen den Drehtisch 1 zu drücken, wodurch eine Unterseite des Halbleiterwafers 5, der durch den oberen Ring 4 gehalten ist, zu dem Poliertuch 3 hinweist und nach unten auf das Poliertuch 3 mit einem bestimmten Druck gepreßt oder gedrückt wird.

Oberhalb des Drehtischs 1 befinden sich Versorgungsdüsen 10A, 10B . . . 10G, um eine Abriebmaterial enthaltende Polierlösung auf die Oberfläche des am Drehtisch 1 angebrachten Poliertuchs 3 zu liefern. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein Düsenhalter 13 in Radialrichtung des Drehtischs 1 derart angeordnet, daß die Versorgungsdüsen 10A, 10B . . . 10G in Radialrichtung angeordnet sind. Jede der Versorgungsdüsen 10A, 10B . . . 10G ist betriebsmäßig mit jeder der Lösungsmischeinheiten 11A, 11B . . . derart verbunden, daß eine Polierlösung einer bestimmten Konzentration an das Poliertuch 3 von jeder der Versorgungsdüsen 10A, 10B . . . 10G geliefert werden kann. In diese Lösungsmischeinheiten 11A, 11B . . . wird eine Polierlösung geliefert und gemischt, um eine bestimmte Konzentration der Polierlösung darin zu erzeugen, wobei die Polierlösung Abriebsmaterial enthält und eine Verdünnungsflüssigkeit, wie beispielsweise entionisiertes Wasser. Eine Steuereinheit 12 stellt die Konzentration der Polierlösung gemäß den Polierdaten in jeder der Lösungsmischeinheiten 11A, 11B . . . ein. Die Polierlösung kann Materialien der Siliziumdioxidgruppe oder Ceroxidgruppe (CeO&sub2;) verwenden.

Da das Polieren des Wafers 5 durch Drehen des Wafers 5 um seine Drehmitte ausgeführt wird, zeigen die Beispiele der nicht gleichförmigen Polierergebnisse gemäß den Fig. 7A-7C, daß die Ungleichmäßigkeit der Oberflächenkontur ebenfalls symmetrisch bezüglich dieser Drehmitte erzeugt werden. Daraus ergibt sich, daß zur Korrektur der Nichtgleichförmigkeit hinsichtlich der Flachheit an der polierten Oberfläche es erforderlich ist, die Materialentfernungsrate oder -geschwindigkeit an örtlichen Stellen oder Regionen des Wafers auszugleichen und zwar symmetrisch um eine durch die Drehmitte des Wafers verlaufende Linie, und zwar ferner durch Lieferung von Polierlösungen der gleichen Konzentration von Düsen, die mit dem gleichen Abstand von der Drehmitte des Wafers angeordnet sind. Wenn beispielsweise die Drehmitte des Wafers mit der Düse 10D zusammenfällt, so sollte das Paar von Düsen 10C und 10E, 10B und 10F und 10A und 10G von gesonderten Lösungsmischeinheiten 11A, 11B und 11C geliefert werden, die jeweils eine Lösung mit unterschiedlichen Konzentrationen enthalten. Durch die Verwendung einer solchen Anordnung ist es möglich, die Anzahl der Lösungsmischeinheiten zu vermindern, die erforderlich ist, um eine konstante Materialentfernungsgeschwindigkeit oder -rate an allen Stellen des Wafers aufrecht zu erhalten.

Die Arbeitsweise der Poliervorrichtung mit einer derartigen Düsenkonfiguration wird im folgenden erläutert: als erstes wird ein Wafer (zu polierendes Objekt) 5 durch den oberen Ring 4 unter Einwirkung eines Saugvakuums gehalten und der Wafer 5 wird gegen das Poliertuch 3 gepreßt, welches am Drehtisch 1 angebracht ist und zwar geschieht dies durch den oberen Ringzylinder.

Mittlerweile wurden Polierlösungen mit entsprechenden spezifischen Konzentrationen durch die Düsen 10A, 10B, 10C . . . geliefert, so daß die Polierlösung mit unterschiedlichen Konzentrationen in einer Radialrichtung auf dem Poliertuch zurückgehalten werden kann. Der Poliervorgang wird in einem solchen Zustand ausgeführt, daß die Polierlösung zwischen dem Poliertuch 3 und der Polieroberfläche (der Unterseite des Wafers 5) vorhanden ist.

Fig. 5 ist eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Konzentration der Polierlösung und der Materialentfernungsrate oder -geschwindigkeit. Wie sich aus dieser Darstellung ergibt, ändert sich die Materialentfernungsgeschwindigkeit linear mit der Konzentration der Polierlösung. Daraus ergibt sich, daß durch Erhöhen der Konzentration der Polierlösung es möglich ist, die Materialentfernungsgeschwindigkeit zu erhöhen, wohingegen durch Absenken der Konzentration der Polierlösung es möglich ist, die Materialentfernungsrate oder -geschwindigkeit zu verringern.

Fig. 6 zeigt ein Strömungsdiagramm der Schritte zur Bestimmung der erforderlichen Lösungskonzentration. Als erstes wird ein poliertes Wafer als ein erstes Wafer untersucht und die Gleichförmigkeit der Materialentfernung über das Wafer hinweg geprüft. Der Prüfprozeß wird dadurch ausgeführt, daß man die Menge an entferntem Material mißt und zwar entlang einer Radialrichtung, da die Ungleichmäßigkeit der Oberflächenkontur symmetrisch entlang irgendeiner Durchmesserlinie auftritt. Wenn nicht Gleichförmigkeit der Flachheit festgestellt wird, so wird die Lösungsmischeinheit verbunden mit den Düsen entsprechend der Ungleichmäßigkeit der Oberflächenkontur eingestellt, um eine geeignete Konzentration der Polierlösung zu erhalten.

Wenn beispielsweise die Materialentfernungsgeschwindigkeit in der Mitte wie in Fig. 7A gezeigt ist, hoch ist, so wird die Konzentration der Polierlösung für die Düse 10D abgesenkt, um die Polierrate zu verringern. An den verbleibenden Stellen, die unter einer geringen Materialentfernungsrate leiden, wird die Konzentration der Polierlösung für das Paar von Düsen 10A, 10G und 10B, 10F angehoben. Diese Einstellungen der Lösungskonzentrationen werden entlang jeder der Düsen nach Erfordernis ausgeführt, so daß der Polierprozeß eine gleichförmig flache Oberfläche über das gesamte Gebiet des Wafers hinweg erzeugen wird. Die Einstellungen für jede der Lösungsmischeinheiten 11A, 11b werden durch die Steuervorrichtung 12 eingegeben. Ein zweiter Wafer wird am oberen Ring 4 angebracht, um einen zweiten Poliervorgang auszuführen. Es ist möglich, die Lösungskonzentration manuell ohne Verwendung einer Steuervorrichtung einzustellen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Poliervorrichtung und entsprechen den Ansichten der Fig. 1 und 2. Diejenigen Teile der Vorrichtung, die die gleichen sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel werden durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und entsprechende Erläuterungen werden hier weggelassen.

Die Vorrichtung des zweiten Ausführungsbeispiels ist mit radial angeordneten Lösungsversorgungsdüsen 14A, 14B . . . 14G und mit Wasserversorgungsdüsen 15A, 15B . . . 15G versehen. Die Lösungsversorgungsdüsen 14A, 14B . . . 14G sind betriebsmäßig mit einer gemeinsamen Polierlösungsmischeinheit 16 verbunden und die Polierlösungen haben die gleich Konzentration. Jede der Wasserversorgungsdüsen 15A, 15B . . . 15G ist mit einem Nadelventil ausgestattet, so daß das Versorgungsvolumen an Wasser eingestellt werden kann. Durch Einstellen des Wasservolumens geliefert in Radialrichtung durch jede der Wasserversorgungsdüsen 15A, 15B . . . 15G ist es möglich, ein gewünschtes Ausmaß der Verdünnung der Polierlösung auf dem Poliertuch aufrechtzuerhalten. Infolgedessen kann eine gewünschte Art einer Radialverteilung der Konzentration der Polierlösung erzeugt werden, wodurch es möglich ist, die Größe der Materialentfernung einzustellen, selbst wenn der durch den oberen Ring 4 ausgeübte mechanische Anpreßdruck nicht gleichförmig ist, und somit kann ein Wafer erzeugt werden, welches gleichmäßig über die gesamte Waferoberfläche poliert ist.

Bei dieser Art der Düsenanordnung ist es möglich, da keine Notwendigkeit besteht, eine Lösungsmischeinheit für jede der Düsen vorzusehen, die Konstruktion der Poliervorrichtung signifikant zu vereinfachen. Da auch die Konzentration der Polierlösung geliefert von einer Mischeinheit die gleiche ist für alle Düsen, besteht kein besonderes Bedürfnis, viele Düsen, wie in der Zeichnung gezeigt, vorzusehen. Wenn zweckmäßig, können nur einige wenige Düsen vorgesehen sein. Oder aber es kann nur eine Düse vorgesehen sein, wie bei einer konventionellen Poliervorrichtung.

Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zwar entsprechend den Ansichten der Fig. 1 und 3. In Fig. 8 werden die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Teile wie in den Fig. 1 und 3 verwendet und die entsprechenden Erläuterungen können dabei weggelassen werden.

Die Vorrichtung ist mit einer Lösungsversorgungsdüse 19 ausgestattet und zwar zum Liefern von Lösung geliefert von einer Lösungsmischeinheit 18 und eine Wasserversorgungsdüse 20 dient zur Lieferung von Wasser, welches ein Dispersionsagens enthält, geliefert von einer Dispersionsagenzmischeinheit 17. In der Dispersionsagensmischeinheit kann irgendein gewünschtes Mischverhältnis aus Dispersionsagens und Wasser hergestellt werden. Sowohl die Lösungsversorgungsdüse 19 als auch die Wasserversorgungsdüse 20 sind mit entsprechenden Nadelventilen ausgerüstet, um die Einstellung des Versorgungsvolumens zu ermöglichen. Durch Einstellung des Öffnungsausmaßes und des Nadelventils in entsprechender Weise kann daher das Dispersionsagens oder die Polierlösung auf irgendeine gewünschte Konzentration verdünnt werden und die gewünschten Konzentrationen des Dispersionsagens und der Polierlösung können am Poliertuch aufrechterhalten werden oder zurückgehalten werden. Wenn die Konzentration des Dispersionsagens hoch ist, so kann ein gleichförmig polierter Wafer erhalten werden und zwar unter Verwendung von zwei Düsen, wie in Fig. 8 gezeigt. Auch ist die Handhabung der Polierlösung dann leichter, wenn das das Dispersionsagens enthaltende Wasser mit der Polierlösung am Poliertuch kombiniert wird und nicht durch Vormischen der zwei Flüssigkeiten in einer Mischeinheit. Dies liegt daran, daß dann, wenn die Konzentration des Dispersionsagens höher gemacht wird als im Normalgebrauch, um eine gleichförmige Konzentrationsverteilung des Dispersionsagens am Poliertuch zu erhalten, eine Tendenz besteht, daß das Abriebsmaterial ausfällt und sich in der Mischeinheit absetzt.

In diesem Ausführungsbeispiel sind nur zwei Düsen veranschaulicht, es ist aber zulässig, mehrere Düsen vorzusehen, wie im Fall des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 3 und 4. Insbesondere dann, wenn die Konzentration des Dispersionsagens niedrig ist, ist es besser, mehrere radial angeordnete Düsen vorzusehen. Die optimale Anzahl von Düsen ist unterschiedlich für unterschiedliche Arten von Dispersionsagenzien.

Um die Effekte der Poliervorrichtung der Erfindung zusammenzufassen, sei folgendes bemerkt: die Flachheit über die gesamte Oberfläche eines Wafers hinweg, wird merklich dadurch verbessert, daß man die Polierwirkungen ordnungsgemäß einstellt und zwar entlang der Radialrichtung des Poliertuches, um so ein gleichförmiges Muster der Materialentfernung zu enthalten und zwar geeignet für einen besonderen oder speziellen Satz von Polierbedingungen.

In den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen sind sieben radial angeordnete Düsen vorgesehen, die Anzahl der Düsen kann aber auch zehn oder fünf sein. Es sei ferner bemerkt, daß die hohe Anzahl von Düsen feinere Einstellungen der Oberflächenflachheit gestattet, wobei die Vorrichtung entsprechenderweise komplizierter wird.

Es wurde ferner ein Halbleiterwafer als ein Beispiel eines zu polierenden Objektes erwähnt. Die Vorrichtung ist aber auch anwendbar für andere Objekte, die eine Ebene oder spiegelartige Polierung erforderlich machen, wie beispielsweise elektronische Teile.

Obwohl in den Ausführungsbeispielen eine Vielzahl von radial angeordneten Düsen vorgesehen wird zur Lieferung einer Polierlösung unterschiedlicher Konzentrationen, so könnte doch auch eine Vielzahl von Düsen eine Polierlösung mit unterschiedlichen Zusammensetzungen der Bestandteile liefern. Beispielsweise könnte eine Düse eine Polierlösung, die die Komponente A und die Komponente B liefern und die verbleibenden Düsen können eine Polierlösung mit der Komponente A, der Komponente B und der Komponente C liefern.

In den Ausführungbeispielen wird ein Objekt wie beispielsweise ein Halbleiterwafer auf eine ebene Spiegelendbearbeitung poliert und zwar unter Verwendung der speziellen Struktur der Erfindung. Die spezielle Struktur der Erfindung bietet Vorteile, so daß gewünschte örtliche Gebiete oder Zonen der Oberfläche des Objektes in unterschiedlichen Ausmaßen poliert werden können.

Abwandlungen der Erfindung liegen im Rahmen fachmännischen Könnens ohne vom Konzept der Erfindung abzuweichen, das nämlich die Ungleichmäßigkeit der Oberflächenkontur dadurch korrigierbar ist, daß man die Polierwirkungen fein einstellt.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:

Eine Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines Objekts wie beispielsweise eines Halbleiterwafers weist einen Drehtisch auf mit einem an der Oberseite angeordneten Poliertuch. Ein Oberring dient zum Halten und Andrücken des Objekts gegen das Poliertuch und eine Vielzahl von radial angeordneten Düsen liefert eine Polierlösung, die Abriebsmaterial enthält und zwar besitzt die Polierlösung unterschiedliche Konzentrationen entlang einer Radialrichtung des Poliertuchs.


Anspruch[de]
  1. 1. Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines Objekts, wobei folgendes vorgesehen ist:

    ein Drehtisch (1) mit einem an der Oberseite angeordneten Poliertuch (3);

    Haltemittel, insbesondere ein oberer Ring (4) zum Halten und Anpressen des Objektes gegen das Poliertuch; und

    eine Vielzahl von radial angeordneten Düsen (10A, 10B . . . ) zum Liefern einer Abriebsmaterial enthaltenden Polierlösung mit unterschiedlichen Konzentrationen entlang einer Radialrichtung des Poliertuchs.
  2. 2. Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines Objekts, wobei folgendes vorgesehen ist:

    ein Drehtisch (1) mit einem an einer Oberseite angebrachten Poliertuch (3);

    ein oberer Ring zum Halten und Andrücken des Objektes gegen das Poliertuch (3);

    mindestens eine Lösungsdüse zum Liefern einer ein Abriebsmaterial enthaltenden Lösung mit einer gemeinsamen Konzentration; und

    eine Vielzahl von Verdünnungsflüssigkeitsversorgungsdüsen angeordnet in einer Radialrichtung zur Lieferung eines einstellbaren Volumens an Verdünnungsflüssigkeit, um so eine Polierlösungsverteilung unterschiedlicher Konzentrationen zu bilden und zwar durch Verdünnen der Polierlösung mit der Verdünnungsflüssigkeit an dem Poliertuch.
  3. 3. Poliervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Verdünnungsflüssigkeit Wasser aufweist.
  4. 4. Poliervorrichtung zum Polieren einer Oberfläche eines Objekts, wobei folgendes vorgesehen ist:

    ein Drehtisch mit einem an der Oberseite angeordneten Drehtuch;

    Haltemittel oder ein oberer Ring zum Halten und Andrücken des Objektes gegen das Poliertuch;

    mindestens eine Lösungsdüse zur Lieferung einer Polierlösung, die ein Abriebsmaterial enthält; und

    mindestens eine Versorgungsdüse zum Liefern von Wasser, welches ein Dispersionsagenz enthält, um so eine Verteilung von Polierlösung unterschiedlicher Konzentrationen vorzusehen, und zwar durch Verdünnen der Polierlösung mit dem Wasser, das das Dispersionsagenz enthält und zwar auf dem Poliertuch.
  5. 5. Poliervorrichtung zum Polieren eines Objektes, insbesondere eines Halbleiterwafers, wobei folgendes vorgesehen ist:

    Drehmittel, ein Poliertuch, Haltemittel für das Objekt, insbesondere den Wafer, und Mittel zum Vorsehen unterschiedlicher Polierlösungskonzentrationen für verschiedene Stelle des Objektes, insbesondere des Wafers.






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