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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrichten von Poliertüchern, insbesondere von Poliertüchern zur Verwendung beim Polieren von Halbleiterscheiben.
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Stand der Technik
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Für die Elektronik, Mikroelektronik und Mikro-Elektromechanik werden als Ausgangsmaterialien Halbleiterscheiben mit extremen Anforderungen an globale und lokale Ebenheit, einseitenbezogene Ebenheit (Nanotopologie), Rauigkeit und Sauberkeit benötigt. Halbleiterscheiben sind Scheiben aus Halbleitermaterialien wie Elementhalbleiter (Silicium, Germanium), Verbindungshalbleiter (beispielsweise aus einem Element der dritten Hauptgruppe des Periodensystems, wie Aluminium, Gallium oder Indium, und einem Element der fünften Hauptgruppe des Periodensystems, wie Stickstoff, Phosphor oder Arsen) oder deren Verbindungen (bspw. Si1 – xGex, 0 < x < 1).
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Halbleiterscheiben werden mittels einer Vielzahl von aufeinander folgenden Prozessschritten hergestellt, die sich allgemein in folgende Gruppen einteilen lassen:
- (a) Herstellung eines meist einkristallinen Halbleiterstabs;
- (b) Auftrennen des Stabs in einzelne Scheiben;
- (c) mechanische Bearbeitung;
- (d) chemische Bearbeitung;
- (e) chemo-mechanische Bearbeitung;
- (f) ggf. zusätzliche Herstellung von Schichtstrukturen.
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Vorteilhaft sind bei der Herstellung von Halbleiterscheiben für besonders anspruchsvolle Anwendungen dabei Abläufe, die mindestens ein Bearbeitungsverfahren umfassen, bei denen beide Seiten der Halbleiterscheiben gleichzeitig in einem Bearbeitungsschritt mittels zweier Arbeitsflächen Material abtragend bearbeitet werden und zwar so, dass sich die vorderund rückseitig während des Materialabtrags auf die Halbleiterscheibe wirkenden Bearbeitungskräfte im Wesentlichen ausgleichen und keine Zwangskräfte durch eine Führungsvorrichtung auf die Halbleiterscheibe ausgeübt werden, die Halbleiterscheibe also "frei schwimmend" (engl. "free floating") bearbeitet wird.
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Im Stand der Technik werden dabei Abläufe bevorzugt, bei denen beide Seiten mindestens dreier Halbleiterscheiben gleichzeitig zwischen zwei ringförmigen Arbeitsscheiben Material abtragend bearbeitet werden, wobei die Halbleiterscheiben lose in Aufnahmeöffnungen mindestens dreier außen verzahnter Führungskäfige (sog. Läuferscheiben) eingelegt sind, die mittels einer Abwälzvorrichtung und der Außenverzahnung unter Druck auf Zykloidenbahnen durch den zwischen den Arbeitsscheiben gebildeten Arbeitsspalt geführt werden, so dass sie dabei den Mittelpunkt der Doppelseitenbearbeitungsvorrichtung vollständig umlaufen können. Derart vollflächig, beide Seiten einer Mehrzahl von Halbleiterscheiben simultan Material abtragend bearbeitende Verfahren mit umlaufenden Läuferscheiben sind das Doppelseiten-Läppen ("Läppen"), Doppelseiten-Polieren (DSP) und das Doppelseiten-Schleifen mit Planetenkinematik ("Planetary Pad Grinding", PPG). Von diesen besitzen insbesondere das DSP und das PPG besondere Bedeutung. Im Unterschied zum Läppen umfassen die Arbeitsscheiben beim DSP und beim PPG zusätzlich jeweils eine Arbeitsschicht, deren einander zugewandte Seiten die Arbeitsflächen darstellen. PPG und DSP sind im Stand der Technik bekannt und werden im Folgenden kurz beschrieben.
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Das "Planetary Pad Grinding" (PPG) ist ein Verfahren aus der Gruppe der mechanischen Bearbeitungsschritte, das einen Materialabtrag mittels eines Schleifens bewirkt. Beim PPG umfasst jede Arbeitsscheibe eine Arbeitsschicht, die gebundenes Schleifmittel enthält. Die Arbeitsschichten liegen in Form strukturierter Schleiftücher vor, die klebend, magnetisch, formschlüssig (beispielsweise mittels Klettverschluss) oder mittels Vakuum auf den Arbeitsscheiben befestigt sind. Die Arbeitsschichten weisen eine ausreichende Haftung auf der Arbeitsscheibe auf, um sich während der Bearbeitung nicht zu verschieben, zu verformen (Bildung einer Wulst) oder abzulösen. Sie sind jedoch mittels einer Schälbewegung leicht von den Arbeitsscheiben entfernbar und somit schnell auswechselbar, so dass ohne lange Rüstzeiten schnell zwischen verschiedenen Schleiftuch-Typen für unterschiedliche Anwendungen gewechselt werden kann. Das in den Schleiftüchern verwendete Schleifmittel (Abrasiv) ist bevorzugt Diamant.
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Das Doppelseiten-Polieren (DSP) ist ein Verfahren aus der Gruppe der chemo-mechanischen Bearbeitungsschritte. Eine DSP-Bearbeitung von Siliziumscheiben ist beispielsweise beschrieben in
US 2003/054650 A1 und eine dafür geeignete Vorrichtung in
DE 100 07 390 A1 . In dieser Beschreibung soll unter "chemo-mechanischer Politur" ausschließlich verstanden werden ein Materialabtrag mittels einer Mischeinwirkung, umfassend ein chemisches Ätzen mittels einer Lauge und ein mechanisches Erodieren mittels im wässrigen Medium dispergierten losen Korns, welches durch ein Poliertuch, das keine in Kontakt mit der Halbleiterscheibe gelangenden Hartstoffe enthält, in Kontakt mit der Halbleiterscheibe gebracht wird und so unter Druck und Relativbewegung einen Materialabtrag von der Halbleiterscheibe bewirkt. Beim DSP liegen die Arbeitsschichten in Form von Poliertüchern vor, und diese sind klebend, magnetisch, formschlüssig (beispielsweise mittels Klettverschluss) oder mittels Vakuum auf den Arbeitsscheiben, welche beim DSP auch als sog. Polierteller bezeichnet werden, befestigt. Die Lauge weist beim chemo-mechanischen Polieren bevorzugt einen pH-Wert zwischen 9 und 12 auf, und das darin dispergierte Korn ist bevorzugt ein kolloid-disperses Kieselsol mit Korngrößen der Solteilchen zwischen 5 nm und einigen Mikrometern.
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Beim DSP werden Restdefekte durch die vorangegangenen mechanischen Bearbeitungsschritte entfernt. Die Halbleiterscheiben werden beidseitig planarisiert und die Oberfläche der Halbleiterscheiben wird für weitere Bearbeitungsschritte vorbereitet. Dabei ist ein für die Qualität der Bearbeitung beim DSP oder anderen Polierverfahren entscheidender Faktor das Abrichten der Poliertücher. Unter Abrichten, auch Dressing genannt, wird ein Aufbereiten der Poliertücher verstanden, bei dem die durch das Polieren verunreinigte und abgenutzte Oberfläche der Poliertücher gereinigt und aufgebessert wird. Dabei sollen bspw. die an der Oberfläche vorhandenen Fransen (engl. "asperities"), die dem Poliermitteltransport dienen und beim Polieren abgenutzt werden, wiederhergestellt werden.
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Aus der
JP 2004-98264 A ist bspw. ein Verfahren zum Abrichten von Poliertüchern bekannt, bei dem die Poliertücher auf dem oberen und unteren Polierteller einer DSP-Vorrichtung aufgebracht sind. Die Polierteller rotieren dabei in entgegengesetzter Richtung und jeweils entgegen der beim Polieren verwendeten Rotationsrichtung. Ferner wird zwar erwähnt, dass das dort beschriebene Verfahren auch bei Vier-Wege-DSP-Vorrichtungen verwendet werden kann, jedoch wird darauf nicht näher eingegangen.
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Aus der
DE 697 29 590 T2 ist auch ein Verfahren zum Abrichten von Poliertüchern bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird ein auf einem Drehtisch aufgebrachtes Poliertuch abgerichtet, indem ein Abrichter auf dem Poliertuch bewegt wird. Dabei werden der Abrichter und der Teller in derselben Rotationsrichtung rotiert. Die Drehzahlen des Drehtisches und des Abrichter sind dabei variabel und voneinander unabhängig.
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Die mit den bekannten Verfahren zum Abrichten von Poliertüchern erreichte Wirkung hält jedoch meist nicht lange an und liefert auch für viel benutzte Poliertücher keine zufriedenstellende Wirkung.
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Es ist daher weiterhin wünschenswert, eine Möglichkeit zum Abrichten von Poliertüchern anzugeben, mit der die Poliertücher nach dem Abrichten eine möglichst gute Polier-Qualität aufweisen und die Wirkung des Abrichtens möglichst lange anhält.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Patentanspruch. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient dem Abrichten (Dressen) von Poliertüchern, insbesondere dem Abrichten von geschäumten Poliertüchern zur Verwendung beim Polieren von Halbleiterscheiben. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zum Abrichten eines einzelnen Poliertuches als auch zum gleichzeitigen Abrichten von zwei Poliertüchern verwendet werden.
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Halbleiterscheiben sind Scheiben aus Halbleitermaterialien wie Elementhalbleiter (Silicium, Germanium), Verbindungshalbleiter (beispielsweise aus einem Element der dritten Hauptgruppe des Periodensystems, wie Aluminium, Gallium oder Indium, und einem Element der fünften Hauptgruppe des Periodensystems, wie Stickstoff, Phosphor oder Arsen) oder deren Verbindungen (bspw. Si1 – xGex, 0 < x < 1).
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Beim Abrichten eines einzelnen Poliertuches wird bevorzugt eine Vorrichtung zum Polieren einer Seite von mindestens einer Halbleiterscheibe, also eine Einseitenpoliermaschine, verwendet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend am Beispiel des gleichzeitigen Abrichtens von zwei Poliertüchern erläutert, ohne den Umfang der Erfindung auf diese Ausführungsform zu beschränken. Zum gleichzeitigen Abrichten von zwei Poliertüchern wird bevorzugt eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Polieren der Vorder- und der Rückseite von mindestens einer Scheibe, also eine Doppelseitenpoliermaschine, verwendet. Dazu werden ein oberer und ein unterer Polierteller sowie mindestens zwei und besonders bevorzugt mindestens drei bis fünf zwischen dem oberen und dem unteren Polierteller angeordnete, durch einen inneren und einen äußeren Stiftkranz bewegte Abrichtstücke (Abrichter, englisch: dresser) verwendet.
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Ein Abrichtstück ist eine Scheibe oder ein Ring, die bzw. der auf mindestens der Seite (Vorderseite oder Rückseite bzw. Oberseite oder Unterseite) die dem Poliertuch zugewandt ist, mit mindestens einem Abrichtelement, bevorzugt mehreren Abrichtelementen bestückt ist. Je nach bevorzugter Ausführungsform können scheiben- oder ringförmige Abrichtstücke verwendet werden. Auch eine Kombination, d.h. teils scheiben- und teils ringförmige Abrichtstücke, ist bevorzugt.
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Die für das gleichzeitige Abrichten von zwei Poliertüchern bevorzugten Abrichtstücke sind auf ihrer Oberseite und ihrer Unterseite jeweils mit mindestens einem Abrichtelement bestückt.
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In einer weiteren Ausführungsform können diese Abrichtstücke Aussparungen entsprechend einer Läuferscheibe für die gleichzeitig beidseitige Politur von Scheiben aus Halbleitermaterial aufweisen, in die Abrichtelemente frei beweglich oder fest eingelegt werden können, so dass das mindestens eine Abrichtelement auf seiner Vorderseite und seiner Rückseite mit dem oberen bzw. unteren Poliertuch in Kontakt kommt.
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Der Rand des für das gleichzeitige Abrichten von zwei Poliertüchern bevorzugten Abrichtstückes weist umlaufende Zähne auf, die die Rotationsbewegung des mindestens einen Abrichtstückes durch die Verzahnung mit dem inneren und dem äußeren Stiftkranz der Vorrichtung zum gleichzeitigen Abrichten von zwei Poliertüchern gewährleisten.
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Die Oberfläche des mindestens einen Abrichtelementes ist gegenüber der Oberfläche des Abrichtstückes erhaben, so dass die Oberfläche des abzurichtenden mindestens einen Poliertuches bevorzugt nur in Kontakt mit der Oberfläche des mindestens einen Abrichtelementes kommt.
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Die in Kontakt mit dem Poliertuch kommende Oberfläche bzw. kommenden Oberflächen (Vorder- und Rückseite) des mindestens einen Abrichtelements ist bevorzugt mit Diamanten besetzt, da Diamant die erforderliche Härte zum Abrichten von Poliertüchern aufweist.
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Bevorzugt sind die Vorderseite und der Rückseite der Abrichtstücke symmetrisch, beispielsweise kreisförmig, mit mehreren Abrichtelementen bestückt, wobei zwischen den einzelnen Abrichtelementen kein oder jeweils ein definierter Zwischenraum sein kann. Ebenfalls ist es bevorzugt, dass die Abrichtelemente nur einen Teil eines Kreises bilden, d.h. dass bspw. ein Kreissektor oder Kreissegment fehlt.
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Wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise zum gleichzeitigen Abrichten von zwei Poliertüchern verwendet, kann beispielsweise eine Vorrichtung zum doppelseitigen Polieren von bspw. Halbleiterscheiben verwendet werden. Die Poliertücher werden dann jeweils auf die einander zugewandten Flächen des oberen und des unteren Poliertellers aufgebracht. Die Polierteller (und damit die Poliertücher) werden sodann mit einer relativen Rotationsgeschwindigkeit zueinander rotiert. Ebenso werden die Abrichtstücke durch die Drehung des inneren und äußeren Stiftkranzes, mit denen sie verzahnt sind, mit einer relativen Rotationsgeschwindigkeit rotiert.
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Auf diese Weise können die Poliertücher besser abgerichtet werden als bspw. nur mittels Rotation der beiden Polierteller, da durch die zusätzliche Rotation der Abrichtstücke mit den auf deren Oberseite und der Unterseite befindlichen jeweils mindestens einem Abrichtelement, eine zusätzliche Bewegung der auf den Abrichtstücken befindlichen Abrichtelemente entlang der Poliertücher erzielt wird. Die einzelnen Rotationsrichtungen können dabei zunächst in derselben oder aber in der entgegengesetzten Richtung wie beim Polieren gewählt werden.
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Bspw. können dazu sowohl Polierteller als auch Stiftkränze in jeweils derselben Rotationsrichtung, jedoch mit jeweils unterschiedlicher absoluter Rotationsgeschwindigkeit gedreht werden. Insbesondere sind jedoch sowohl bei Poliertellern als auch bei Stiftkränzen jeweils entgegengesetzte Rotationsrichtungen zweckmäßig. Entscheidend ist dabei jeweils die zusätzliche Bewegung der Abrichtstücke.
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Vorzugsweise werden während des Abrichtens die Rotationsrichtungen wenigstens eines der beiden Paare Polierteller und Stiftkränze wenigstens einmal umgekehrt. Eine Kombination von Rotationen der beiden Paare Polierteller und Stiftkränze wird als Kinematik bezeichnet. Im Gegensatz zu einer sog. Einfachkinematik mit nur einer solchen Kombination können durch eine zusätzliche Kombination nicht nur nachteilige richtungsabhängige und kurze Fransen (engl. "asperities") an den Poliertüchern, wobei die Richtungsabhängigkeit beim Polieren entsteht, entfernt werden, sondern auch für den Poliermitteltransport vorteilhafte zusätzliche richtungsunabhängige Fransen erzeugt werden.
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Vorteilhafterweise werden während des Abrichtens die Rotationsrichtungen nur eines der beiden Paare Polierteller und Stiftkränze zur selben Zeit umgekehrt. Auf diese Weise können mehr Kombinationen erzeugt werden, als bei gleichzeitigem Umkehren der Rotationsrichtungen beider Paare Polierteller und Stiftkränze.
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Der Erfinder hat erkannt, dass es beim Abrichten von Poliertüchern besonders von Vorteil ist, wenn während des Abrichtens wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei, weiter insbesondere vier verschiedene Kombinationen von Rotationsrichtungen der beiden Paare Polierteller und Stiftkränze bzw. von Poliertuch und mindestens einem Abrichtstück durchlaufen werden (Multirichtungsdressing).
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Beim gleichzeitigen Abrichten von zwei Poliertüchern können durch Umkehren der Rotationsrichtungen jeweils nur eines der beiden Paare Polierteller und Stiftkränze insgesamt vier verschiedene Kombinationen erzeugt werden. Diese insgesamt vier möglichen Kombinationen von Rotationsrichtungen beziehen sich dabei auf eine auf den Poliertüchern vorhandene Richtung der Fransen, welche sich durch das Polieren von bspw. Halbleiterscheiben ergibt.
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Es hat sich herausgestellt, dass durch ein Durchlaufen verschiedener Kombinationen, wobei insbesondere von einer zur nächsten Kombination jeweils nur die Rotationsrichtungen eines der beiden Paare Polierteller und Stiftkränze geändert werden, einen besonders lang anhaltenden und deutlich stärkeren Effekt ergibt als bei bislang verwendeten Verfahren zum Abrichten von Poliertüchern. Die bislang verwendeten Verfahren müssten zum Erreichen solcher Effekte teils fünf bis sechs Mal hintereinander angewendet werden. Insbesondere sei hierbei nochmals erwähnt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren neue, richtungsunabhängige Fransen auf den Poliertüchern erzeugt werden, die für den Poliermitteltransport auf die zu polierenden Halbleiterscheiben und insbesondere auch für die Erzielung möglichst planparalleler Halbleiterscheiben verantwortlich sind. Besonders bewährt hat sich in Versuchen ein Multirichtungsdressing mit allen vier möglichen Kombinationen.
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Weiterhin wurde festgestellt, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Abrichten von Poliertüchern nicht nur die Planparallelität der Halbleiterscheiben, sondern auch die Qualität der Oberfläche (sog. Haze) der Halbleiterscheiben deutlich verbessert wird. Ebenso kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine nachhaltige Erhöhung der Abtragsrate beim Polieren erzielt werden. Auf eine Lebensdauer der Poliertücher hat das Verfahren jedoch keinen wesentlichen Einfluss.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt für das Abrichten von geschäumten Poliertüchern, insbesondere aus Polyurethan, verwendet werden, da solche Poliertücher häufiger als andere Poliertücher abgerichtet werden müssen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere dem Multirichtungsdressing, kann ein länger andauernder Effekt bzgl. der gewünschten Polierqualität erzielt werden als mit bislang bekannten Verfahren. Demzufolge müssen auch geschäumte Poliertücher nicht mehr so oft abgerichtet werden.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Abrichten von Poliertüchern werden beim gleichzeitigen Abrichten von zwei Poliertüchern vorzugsweise die einander zugewandten Flächen des oberen und des unteren Poliertellers planparallel zueinander eingestellt, insbesondere auch durch entsprechende Korrekturen der Polierteller während des Abrichtens, bspw. durch Ausübung entsprechender Kräfte auf den oberen Polierteller. Damit wird ein möglichst gleichmäßiges Abrichten der Poliertücher unterstützt.
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Vorteilhafterweise wird während des Abrichtens ein Abrichtmittel, insbesondere eine Flüssigkeit, auf die Poliertücher gegeben. Damit können Verunreinigungen in den Poliertüchern, die sich beim Polieren von Halbleiterscheiben in Form von abgetragenem Material ergeben und in den Poliertüchern absetzen, ausgewaschen werden. Auch dies erhöht den Effekt des Abrichtens im Sinne einer Regeneration der Poliertücher. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung von Wasser als Abrichtmittel, da die verwendeten Bauteile, Materialien und sonstige Werkzeuge meist empfindlich gegenüber chemisch reaktiven Mitteln reagieren.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels für das gleichzeitige Abrichten von zwei Poliertüchern in einer ersten Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf diese Zeichnung sowie einer zweiten Zeichnung ausführlich beschrieben. Eine dritte Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Abrichten eines Poliertuches.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt schematisch im Querschnitt eine Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform verwendet werden kann.
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In 1 sind schematisch Abrichtstücke (4), die mittels eines inneren Stiftkranzes (31) und eines äußeren Stiftkranzes (32), einer sog. Abwälzvorrichtung, bewegt werden können, dargestellt. Die Abrichtstücke (4) sind mit Abrichtelementen (8) bestückt. Auf dem unteren Polierteller (21) befindet sich ein Poliertuch (11). Auf dem oberen Polierteller (22) befindet sich ein Poliertuch (12). Der obere Polierteller (22) wird mit dem Poliertuch (12) in Richtung des Polier- bzw. Anpressdruckes (7) gegen die Abrichtstücke (4) und damit gegen die Abrichtelemente (8) sowie den unteren Polierteller (21) mit dem Poliertuch (11) gedrückt. Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle noch angemerkt, dass die einander zugewandten Flächen der Polierteller (21, 22) ringförmig sind.
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Weiterhin sind in 1 die Rotationsrichtungen der Polierteller und der Stiftkränze um eine gemeinsame Rotationsachse dargestellt. Dabei bezeichnen (ω22), (ω31), (ω32) und (ω21) die Rotationsrichtungen des oberen Poliertellers (22), des inneren Stiftkranzes (31), des äußeren Stiftkranzes (32) bzw. des unteren Poliertellers (21) in der genannten Reihenfolge.
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2 zeigt schematisch in der Draufsicht eine Anordnung von drei Abrichtstücken (4) auf dem unteren Polierteller (21), der mit einem Poliertuch (11) belegt ist, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer bevorzugten Ausführungsform verwendet werden kann. Die Abrichtstücke (4) werden mittels eines inneren Stiftkranzes (31) und eines äußeren Stiftkranzes (32), der sog. Abwälzvorrichtung, kreisförmig bewegt. Die Abrichtstücke (4) sind hier, ohne die Erfindung auf diese Ausführungsform zu beschränken, ringförmig mit darauf angebrachten Abrichtelementen (8) dargestellt. Sowohl die zum unteren Poliertuch (11) gerichteten Abrichtelemente als auch der obere Polierteller (22) sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.
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3 zeigt schematisch in der Draufsicht eine mögliche Ausführungsform zum erfindungsgemäßen Abrichten eines Poliertuches (11), das einen Polierteller (21) belegt. Das mindestens eine Abrichtstück (4) kann mittels eines Arms (5) vom Tuchrand zum Tuchzentrum während des Abrichtens hin und her bewegt werden und gleichzeitig rotieren. Der mit dem Poliertuch (11) belegte Polierteller (21) kann ebenfalls rotiert werden. In 3 ist beispielhaft eine mögliche Kombination der Rotationsrichtungen des Poliertellers (21) und des mindestens einen Abrichtstückes (4) dargestellt. Dabei bezeichnen (ω21) und (ω4) die Rotationsrichtungen des Poliertellers (21) und des Abrichtstückes (4). Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind bei dem beispielhaft als kreisförmig dargestellten Abrichtstück (4) keine zum Poliertuch (11) gerichteten Abrichtelemente eingezeichnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann, wie bereits ausgeführt, sowohl mit einer Vorrichtung zur einseitigen Politur als auch mit einer Vorrichtung zur doppelseitigen Politur von Halbleiterscheiben durchgeführt werden. Wird eine Vorrichtung zur doppelseitigen Politur von Halbleiterscheiben verwendet, können anstelle der im Polierprozess verwendeten Läuferscheiben die Abrichtstücke (4) benutzt werden.
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Bei der Verwendung einer Vorrichtung zur doppelseitigen Politur von Halbleiterscheiben ist es bevorzugt, ring- oder scheibenförmige Abrichtstücke (4) mit einen umlaufenden Zahnkranz zu verwenden, der mit dem inneren Stiftkranz (31) und äußeren Stiftkranz (32) verzahnt ist. Durch die Rotation der beiden Stiftkränze werden die für das Multirichtungsdressing notwendigen Rotationsbewegungen des Abrichtstückes (4) gewährleistet. Die zu dem oberen Poliertuch (12) und die zum unteren Poliertuch (11) weisende Seite des Abrichtstückes (4) sind bevorzugt mit jeweils mindestens einem Abrichtelement (8) bestückt.
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Ein einer weiteren Ausführungsform des gleichzeitigen Abrichtens von zwei Poliertüchern mit dem erfindungsgemäßen Verfahren weist das mindestens eine Abrichtstück (4) eine oder mehrere Aussparungen analog zu Läuferscheiben, wie sie bei der Doppelseitenpolitur von Halbleiterscheiben verwendet werden, auf. In diese mindestens eine Aussparung werden die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Abrichtelemente (8) eingesetzt. In dieser Ausführungsform sind die Abrichtelemente (8) bevorzugt frei beweglich bzw. können frei in der Aussparung rotieren. Ebenfalls bevorzugt sind die Abrichtelemente (8) in der Aussparung fixiert. Das in eine Aussparung eines Abrichtstückes (4) eingelegte mindestens eine Abrichtelement (8) ist bevorzugt an beiden mit dem unteren Poliertuch (11) bzw. dem oberen Poliertuch (12) in Kontakt kommenden Seiten mit Diamanten besetzt. Zusätzlich kann das wie eine Läuferscheibe ausgeführte Abrichtstück (4) auf der zum oberen Poliertuch (12) und der zum unteren Poliertuch (11) weisenden Seite zusätzlich mit jeweils mindestens einem Abrichtelement (8) bestückt sein.
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Beispielhaft sind in 1 die Rotationsrichtungen (ω22) und (ω32) des oberen Poliertellers (22) und des äußeren Stiftkranzes (32) im Uhrzeigersinn, die Rotationsrichtungen (ω31) und (ω21) des inneren Stiftkranzes (31) und des unteren Poliertellers (21) im Gegenuhrzeigersinn gezeigt, was eine mögliche von vier verschiedenen Kombinationen von Rotationsrichtungen ist, dargestellt. Dabei ist berücksichtigt, dass die Polierteller (21, 22) und die Stiftkränze (31, 32) erfindungsgemäß jeweils mit einer zueinander relativen Rotationsgeschwindigkeit rotieren, indem sie in entgegengesetzter Richtung rotieren.
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Die gezeigte Kombination kann nun bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens bspw. als erste einzustellende Kombination dienen. Die weiteren, nacheinander einzustellenden Kombinationen ergeben sich dann bspw., indem zunächst die Rotationsrichtungen (ω21, ω12) der Polierteller (21, 22) und später die Rotationsrichtungen (ω31, ω32) der Stiftkränze (31, 32) umgekehrt werden. Schließlich können anschließend erneut die Rotationsrichtungen (ω21, ω12) der Polierteller (21, 22) umgekehrt werden. Insgesamt ergeben sich im Sinne eines Multirichtungsdressings vier verschiedene Kombinationen der Rotationsrichtungen, wobei in jedem Schritt jeweils nur die Rotationsrichtungen eines Paares Polierteller (21, 22) oder Stiftkränze (31, 32) umgekehrt werden. Es ist jedoch auch eine andere Reihenfolge der Kombinationen denkbar. Diese insgesamt vier möglichen Kombinationen von Rotationsrichtungen beziehen sich dabei auf eine auf den Poliertüchern vorhandene Richtung der Fransen, welche sich durch das Polieren ergibt (richtungsabhängige Fransen).
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Die hier beschriebenen Kombinationen des Multirichtungsdressings können natürlich entsprechend für das Abrichten nur eines Poliertuches ebenfalls genutzt werden. Bei der Verwendung einer Vorrichtung zur einseitigen Politur von Halbleiterscheiben ist es bevorzugt, ring- oder scheibenförmige Abrichtstücke (4) zu verwenden. Das mindestens eine Abrichtstück (4) wird durch eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise einen beweglichen Arm wie in 3 dargestellt, gegen das abzurichtende Poliertuch gedrückt und kann in verschiedene Richtungen (im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn) rotiert werden.
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Beispielhaft sind in 3 die Rotationsrichtungen (ω21) des Poliertellers (21) im Uhrzeigersinn und (ω4) des Abrichtstückes (4) gegen den Uhrzeigersinn, was eine mögliche von vier verschiedenen Kombinationen von Rotationsrichtungen ist, dargestellt. Dabei ist berücksichtigt, dass der Polierteller (21) und das mindestens eine Abrichtstück (4) erfindungsgemäß jeweils mit einer zueinander relativen Rotationsgeschwindigkeit rotieren.
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Die genaue Reihenfolge bei der Änderung der Rotationsrichtungen während des Abrichtens kann dabei an die zuvor verwendete Kinematik während des Polierens angepasst werden. Je nach Anwendungsfall können sich daher unterschiedliche Reihenfolgen der Kombinationen ergeben, die zum besten Ergebnis führen. Ebenso kann die Dauer, für die die einzelnen Kombinationen eingestellt bleiben, je nach Anwendungsfall angepasst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2003/054650 A1 [0007]
- DE 10007390 A1 [0007]
- JP 2004-98264 A [0009]
- DE 69729590 T2 [0010]