DE112005002095T5

DE112005002095T5 - Vorrichtung und Verfahren zum Polieren von Halbleiterwafern unter Verwendung von drehbaren Lade/Entlade-Schalen

Info

Publication number: DE112005002095T5
Application number: DE112005002095T
Authority: DE
Inventors: In Kwon Cupertino Jeong
Original assignee: Inopla Inc Cupertino; Inopla Inc
Current assignee: Komico Technology Inc
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-06-28
Also published as: WO2006026625A2; US20060046617A1; WO2006026625A3; KR20070034639A; KR100875752B1; JP2008512000A; US7367866B2

Abstract

Vorrichtung zum Polieren von Gegenständen, wobei die Vorrichtung aufweist:
mindestens eine Polieroberfläche;
einen ersten Gegenstandsträger, der über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist;
einen zweiten Gegenstandsträger, der über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist;
eine erste Gegenstandsweitergabevorrichtung, die eine erste Lade/Entlade-Schale enthält und die derart aufgebaut ist, dass sie unabhängig die erste Lade/Entlade-Schale um eine erste Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger dreht, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der ersten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die erste Achse zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger angeordnet ist;
und
eine zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung, die eine zweite Lade/Entlade-Schale hat und die derart aufgebaut ist, dass sie unabhängig die zweite Lade/Entlade-Schale um eine zweite Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger dreht, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der zweiten Lade/Entlade-Schale und dem ersten...

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung ist berechtigt, den Vorteil aus der provisorischen US-Patentanmeldung, Seriennummer 60/605,698, zu beanspruchen, die am 30. August 2004 eingereicht wurde und die hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft im allgemeinen Halbleiterverarbeitungsvorrichtungen und genauer eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Polieren von Halbleiterwafern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine örtliche und gesamte Planarisierung von Halbleiterwafern wird zunehmend wichtig, da mehr Metallschichten und dielektrische Zwischenschichten auf den Wafern gestapelt werden. Ein bevorzugtes Verfahren zum Planarisieren von Halbleiterwafern ist das chemisch-mechanische Polierverfahren (CMP = Chemical Mechanical Polishing), wobei eine Oberfläche eines Halbleiterwafers unter Verwendung einer Schlammlösung poliert wird, die zwischen dem Wafer und einer Polierscheibe zugeführt wird. Das CMP-Verfahren wird auch weitläufig für ein Damaszierungsverfahren zum Ausbilden von Kupferstrukturen auf den Halbleiterwafern verwendet.
Im Allgemeinen enthält eine CMP-Vorrichtung einen Poliertisch, auf dem eine Polierscheibe angeordnet ist, und einen Waferträger, der einen Halbleiterwafer hält und den Wafer gegen die Polierscheibe drückt. Eine der wichtigsten Eigenschaften einer CMP-Vorrichtung ist die Produktivität. Für eine höhere Produktivität benötigt eine CMP-Vorrichtung typischerweise mehr Poliertische und mehr Waferträger. Um mehr Poliertische und mehr Waferträger effektiv verwenden zu können, ist es wichtig, die Halbleiterwafer effizient an die Waferträger zu übergeben und von den Waferträgern zu übergeben derart, dass die Waferträger neue Wafer mit einem geringsten Wert von Leerlaufzeit bzw. Stillstandszeit aufnehmen können, nachdem sie polierte Wafer entladen haben. Die reduzierte Leerlaufzeit der Waferträger trägt zu einer hohen Produktivität der CMP-Vorrichtung bei.
In Anbetracht dieser Fakten wird eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers mit hocheffizienten Wafertransfervorrichtungen benötigt.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Polieren von Objekten bzw. Gegenständen, zum Beispiel von Halbleiterwafern, verwendet schwenkbare bzw. drehbare Lade/Entlade-Schalen, um die Gegenstände zu Gegenstandsträgern zu transferieren, damit die Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche poliert werden können. Die Schwenkachsen bzw. Drehachse der drehbaren Lade/Entlade-Schalen befinden sich zwischen den Gegenstandsträgern. Die Verwendung der drehbaren Lade/Entlade-Schalen ermöglicht eine effizientere Verarbeitung der Gegenstände beim Polieren der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche.
Eine Vorrichtung zum Polieren von Gegenständen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung weist mindestens eine Polieroberfläche, einen ersten Gegenstandsträger, der über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist, einen zweiten Gegenstandsträger, der über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist, eine erste Gegens tandsweitergabevorrichtung und eine zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung auf. Die erste Gegenstandsweitergabevorrichtung enthält eine erste Lade/Entlade-Schale. Die erste Gegenstandsweitergabevorrichtung ist derart aufgebaut, dass sie unabhängig die erste Lade/Entlade-Schale um eine erste Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger drehen bzw. schwenken kann, um zumindest einige der Gegenstände zwischen der ersten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger transferieren zu können. Die erste Achse befindet sich zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger. Die zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung enthält eine zweite Lade/Entlade-Schale. Die zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung ist derart aufgebaut, dass sie unabhängig die zweite Lade/Entlade-Schale um eine zweite Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger schwenken bzw. drehen kann, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der zweiten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger transferieren zu können. Die zweite Achse befindet sich zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger.
Ein Verfahren zum Polieren von Gegenständen in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung weist das unabhängige Drehen bzw. Schwenken einer ersten Lade/Entlade-Schale um eine erste Achse zu einem ersten Gegenstandsträger und/oder zweiten Gegenstandsträger, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der ersten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger zu transferieren, das unabhängige Drehen bzw. Schwenken einer zweiten Lade/Entlade-Schale um eine zweite Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der zweiten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger zu transferieren, das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des ersten Gegenstandsträgers und das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf der mindestens einen Polieroberfläche unter Verwendung des zweiten Gegenstandsträgers auf. Die erste Achse und die zweite Achse befinden sich zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen genommen wird, welche beispielhaft die Prinzipien der Erfindung erläutern.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht auf eine Poliervorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Vorderansicht der Poliereinheit der Poliervorrichtung von 1;
3 ist eine Seitenansicht von Waferweitergabevorrichtungen der Poliereinheit von 1;
4 ist eine Draufsicht auf eine Lade/Entlade-Schale einer Waferweitergabevorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung;
5 ist eine Schnittansicht einer Lade/Entlade-Schale von 4;
6(a) und 6(b) sind sequenzielle Schnittansichten der Lade/Entlade-Schale von 4, um eine Sequenz des Ladens eines Wafers W auf einen Waferträger in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zu zeigen;
7(a)–7(h) sind sequenzielle Draufsichten auf die Poliereinheit der Poliervorrichtung von 1, um eine Verfahrenssequenz in der Poliereinheit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung zu zeigen;
8 ist eine Draufsicht auf eine Poliereinheit, die die Poliereinheit der Poliervorrichtung von 1 ersetzen kann, in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Draufsicht auf eine Poliereinheit, die die Poliereinheit der Poliervorrichtung von 1 ersetzen kann, in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10(a) und 10(b) sind Seitenansichten der Waferweitergabevorrichtungen in Übereinstimmung mit weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
11 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Polieren von Gegenständen, zum Beispiel von Halbleiterwafern, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf 1 wird eine Poliervorrichtung 100 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Er findung beschrieben. 1 ist eine Draufsicht auf die Poliervorrichtung 100. Die Poliervorrichtung 100 kann verwendet werden, um ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP) auf Gegenständen, zum Beispiel Halbleiterwafern, durchzuführen. Die Poliervorrichtung 100 ist derart ausgelegt, dass sie effektiv Halbleiterwafer verarbeiten kann, um den Durchsatz der Vorrichtung zu erhöhen.
Wie in 1 gezeigt ist, hat die Poliervorrichtung 100 eine Wafereingabestation 130, eine Wafertransportvorrichtung 140 und eine Poliereinheit 150. Die Wafereingabestation 130 nimmt Halbleiterwafer oder andere vergleichbare Gegenstände auf, die durch die Poliervorrichtung 100 poliert werden sollen. Die Wafereingabestation 130 kann auch Halbleiterwafer aufnehmen, die durch die Poliervorrichtung 100 poliert worden sind. Die Wafertransportvorrichtung 140 transportiert Wafer zwischen der Wafereingabestation 130 und der Poliereinheit 150, wie in größerem Detail unten stehend beschrieben wird. Als ein Beispiel kann die Wafertransportvorrichtung 140 einen Roboterarm aufweisen, um einen Wafer für den Transport zu handhaben.
Mit Bezug auf 1, 2 und 3 wird die Poliereinheit 150 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 2 ist eine Vorderansicht der Poliereinheit 150 und 3 ist eine Seitenansicht von Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y der Poliereinheit 150. Die Poliereinheit 150 umfasst einen ersten Poliertisch 156a, einen zweiten Poliertisch 156b, eine erste Waferträgervorrichtung 160a, eine zweite Waferträgervorrichtung 160b, die erste Waferweitergabevorrichtung 180x und die zweite Waferweitergabevorrichtung 180y.
Jeder der Poliertische 156a und 156b kann um eine Achse gedreht werden oder um eine Achse wandern. Polierscheiben 155a und 155b können auf die Poliertische 156a bzw. 156b angebracht sein. Die Polierscheiben 155a und 155b stellen Polieroberflächen bereit, um die CMP-Verarbeitung von Halbleiterwafern durchzuführen, die die Verwendung von einem Schlamm oder mehreren Schlämmen, die abtragende bzw. abschleifende Teilchen und/oder chemische Mittel, zum Beispiel KOH, mit den Polierscheiben 155a und 155b enthält, um Halbleiterwafer polieren zu können. Scheibenverbesserer 410a und 410b können verwendet werden, um die Oberflächen der Polierscheiben 155 während der CMP-Verarbeitung zu verbessern, damit die Oberflächen der Polierlager 155a und 155b für ein geeignetes Polieren erneuert werden können.
Die Waferträgervorrichtung 160a und 160b sind über den Polierscheiben 155a bzw. 155b angeordnet. Jede der Waferträgervorrichtungen 160a und 160b weist einen Waferträger 162, eine Trägerwelle 164 und eine Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 166 auf. Der Waferträger 162 ist derart ausgelegt, dass er einen Halbleiterwafer so hält, dass die Oberfläche des Wafers, die poliert werden soll, dem jeweiligen Polierlager 155a oder 155b zugewandt ist. Der Waferträger 162 ist mit der Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 166 durch die Trägerwelle 164 verbunden. Die Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtungen 166a und 166b sind an einer oberen Oberfläche 152 des Gehäuses der Poliereinheit 150 angebracht. Die Oberfläche 152 des oberen Gehäuses ist über den Polierlagern 155a und 155b angeordnet. Die Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 166 steuert die Dreh- und Vertikal-Bewegungen des jeweiligen Waferträgers 162 durch die verbundene Trägerwelle 164. Die Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 166 ist deshalb derart aufgebaut, dass sie den jeweiligen Waferträger 162 drehen kann, indem sie die verbundene Trägerwelle 164 dreht, und dass sie den jeweiligen Waferträger vertikal bewegen kann, indem sie die verbundene Trägerwelle vertikal bewegt. Folglich kann der Waferträger 162 zwischen seiner Polierposition an dem jeweiligen Poliertisch 156 und seiner Wafer-Lade/Entlade-Position über dem Poliertisch 156 bewegt werden, der über seiner Polierposition ist. Um Halbleiterwafer polieren zu können, werden die Waferträger 162a und 162b nach unten zu den jeweiligen Polierpositionen auf den jeweiligen Polierscheiben 155a und 155b durch die jeweiligen Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtungen 166a und 166b bewegt, um die Wafer, die durch die Waferträger gehalten werden, auf die jeweiligen Polierscheiben drücken zu können.
Jede der Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y weist eine Lade/Entlade-Schale 182, einen Dreharm 183 bzw. Schwenkarm, eine Drehwelle 184 und eine Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 186 auf. Die Lade/Entlade-Schale 182 ist mit der Drehwelle 184 durch den Dreharm 183 verbunden. Die Drehwelle 184 ist mit der Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 186 verbunden. Die Mitte der Drehwelle 184 ist die Drehachse 185 für diese Waferweitergabevorrichtung 180x oder 180y. In einer Ausführungsform ist die Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 186 an der Oberfläche 152 des oberen Gehäuses der Poliereinheit 150 angebracht, wie in 2 dargestellt ist. Die Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 186 steuert das Drehen bzw. Schwenken und die Vertikalbewegungen der Lade/Entlade-Schale 182 durch die Drehwelle 184 und den Dreh- bzw. Schwenkarm 183. Jede der Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtungen 186a und 186b ist deshalb derart aufgebaut, dass sie die jeweilige Lade/Entlade-Schale 182 durch die verbundene Drehwelle 184 schwenken bzw. drehen kann und dass sie die jeweilige Lade/Entlade-Schale durch die verbundene Drehwelle vertikal bewegen kann.
In 1, 2 und 3 sind die Positionen X und Y der ersten Lade/Entlade-Schale 182x bzw. der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y ihre jeweiligen Parkpositionen. Die Lade/Entlade-Schalen 182x und 182y sind so ausgelegt, dass sie Wafer von der Wafertransportvorrichtung 140 an den Parkpositionen X bzw. Y aufnehmen können. Die erste Lade/Entlade-Schale 182x kann um eine Drehachse 185x von der Parkposition X aus in eine oder beide der Wafer-Lade/Entlade-Positionen der ersten und zweiten Waferträger 162a und 162b, wie in 1 gezeigt ist, durch die Drehbewegung A bzw. B gedreht werden. Ähnlich kann die zweite Lade/Entlade-Schale 182y um die Drehachse 185y von der Parkposition Y in eine oder beide der Wafer-Lade/Entlade-Positionen der ersten und zweiten Waferträger 162a und 162b, wie durch die Drehbewegung C bzw. D gezeigt ist, gedreht werden. Wie in 1 gezeigt ist, sind die Drehachsen 185x und 185y der Waferweitergabevorrichtung 180x bzw. 180y zwischen den Poliertischen 156a und 156b und zwischen den Waferträgern 162a und 162b angeordnet.
Um die erste Lade/Entlade-Schale 182x zu dem ersten Waferträger 162a oder dem zweiten Waferträger 162b für das Wafer-Laden/Entladen auszurichten, ist die erste Waferweitergabevorrichtung 180x derart aufgebaut und angeordnet, dass der Abstand von der Mitte der ersten Drehwelle 184x, das heißt der Drehachse 185x, zu der Mitte der ersten Lade/Entlade-Schale 182x im wesentlichen gleich zu dem Abstand von der Mitte der Drehwelle 184x zu der Mitte des ersten Waferträgers 162a und zu dem Abstand von der Mitte der Drehwelle 184x zu der Mitte des zweiten Waferträgers 162b ist. Ähnlich ist die zweite Waferweitergabevorrichtung 180y derart aufgebaut und angeordnet, dass der Abstand von der Mitte der zweiten Drehwelle 184y, das heißt der Drehachse 185y, zu der Mitte der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y im wesentlichen gleich zu dem Abstand von der Mitte der Drehwelle 184y zu den Mitten der ersten und zweiten Waferträger 162a und 162b ist. Zudem können die Lade/Entlade-Schalen 182x und 182y zu den Waferträgern 162a und 162b an ihren Wafer-Lade/Entlade-Positionen zum Laden und Entladen der Halbleiterwafer durch vertikale Bewegungen der Lade/Entlade-Schalen 182x und 182y vertikal ausgerichtet werden. Es ist auch möglich, die Waferträger 162a und 162b zu den Lade/Entlade-Schalen 182x und 182y durch Vertikalbewegungen der Waferträger auszurichten.
Die beiden Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y können zwischen den beiden Waferträgern 162 der Poliereinheit 620 derart angeordnet sein, dass die erste Lade/Entlade-Schale 182x über der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y in ihren jeweiligen Parkpositionen X und Y, wie in 1 und 2 gezeigt ist, angeordnet ist. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, kann die erste Lade/Entlade-Schale 182x um die Drehachse 185x auf einer Ebene 187x gedreht bzw. geschwenkt werden, während die zweite Lade/Entlade-Schale 182y um die Drehachse 185y in einer Ebene 187y gedreht werden kann. Die Ebenen 187x und 187y sind parallel zueinander wie auch die Polieroberflächen der Poliertische 156a und 156b. Die Ebene 187y ist deshalb näher an den Polieroberflächen der Poliertische 156a und 156b als die Ebene 187x. In einer alternativen Ausführungsform können die Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y derart aufgebaut sein, dass die Ebene 187x näher zu den Polieroberflächen der Poliertische 156a und 156b als die Ebene 187y ist.
Die erste Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 186x und die zweite Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 186y der Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y können an der oberen Gehäuseoberfläche 152 der Poliereinheit 150, wie in 2 und 3 gezeigt ist, angebracht sein. In einer alternativen Ausführungsform, wie in 10(a) gezeigt ist, sind die ersten und zweiten Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtungen 186x und 186y an der unteren Gehäuseoberfläche 153 der Poliereinheit 150 angebracht. Die untere Gehäuseoberfläche 153 ist unterhalb der Poliertische 156a und 156b (nicht gezeigt in 10(a)) angeordnet. In einer weiteren alternativen Ausführungsform, wie in 10(b) gezeigt ist, ist die Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 186x an der oberen Gehäuseoberfläche 152 der Poliereinheit 150 angebracht und die zweite Dreh- und Vertikal-Vorrichtung 186y ist an der unteren Gehäuseoberfläche 153 der Poliereinheit angebracht. In dieser alternativen Ausführungsform können die Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y derart aufgebaut und angeordnet sein, dass die Drehachse 185x der ersten Waferweitergabevorrichtung 180x mit der Drehachse 185y der zweiten Waferweitergabevorrichtung 180y übereinstimmt.
Mit Bezug auf 4 und 5 wird eine Lade/Entlade-Schale 182 einer Waferweitergabevorrichtung 180, die entweder die Waferweitergabevorrichtung 180x oder die Waferweitergabevorrichtung 180y der Poliereinheit 150 sein kann, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 4 ist eine Draufsicht auf die Lade/Entlade-Schale 182 und 5 ist eine Schnittansicht der Lade/Entlade-Schale 182 von 4 entlang der Linie QQ. Die Lade/Entlade-Schale 182 kann eine Schalenbasis 190, einen Schalenring 195, einen Heber 200, eine Waferablage 210, erste vielzählige Düsen 240, zweite vielzählige Düsen 250, einen Ablaufkanal 260, einen ersten Fluidkanal 270 und einen zweiten Fluidkanal 272 aufweisen. Die Fluidkanäle 270 und 272 können mit den Fluidquellen (nicht gezeigt) durch den Dreharm 183 und die Drehwelle 184 verbunden sein. Der Ablaufkanal 260 kann mit einer Ablaufpumpe (nicht gezeigt) durch den Dreharm 183 und die Drehwelle 184 ähnlich zu den Fluidkanälen 270 und 272 verbunden sein.
Der Schalenring 195 und die Waferablage 210 sind an der Schalenbasis 190 angebracht. Die Waferablage 210 umfasst ein Loch in der Mitte derart, dass der Heber 200 in der Mitte der Schalenbasis 190 angeordnet werden kann. Der Heber 200 ist mit einem pneumatischen Heberzylinder 204 durch einen Hebekolben 202 verbunden, wie in 5 gezeigt ist, die eine Schnittansicht der Lade/Entlade-Schale 182 ist. Der Heber 200 ist eine Waferhandhabungsvorrichtung, um einen Wafer zu einem Waferträ ger anzuheben bzw. den Wafer von einem Waferträger aus abzusenken, zum Beispiel dem Waferträger 162a oder 162b der Poliereinheit 150. Der Heber 200 ist bevorzugt aus weichen Materialien, zum Beispiel Gummi, hergestellt, um eine Beschädigung der Waferoberfläche vermeiden zu können. Der Heber 200 hat einen Oberflächenbereich, der kleiner als der Oberflächenbereich des Wafers ist, der durch den Heber gehandhabt wird. Der Heberzylinder 204 ist mit dem ersten Fluidkanal 270 verbunden und wird durch ein Fluid betrieben, das durch den ersten Fluidkanal 270 zugeführt wird. Stickstoffgas ist ein Beispiel des Fluids, das verwendet werden kann. Der Heber 200 wird nach oben und nach unten durch den Heberzylinder 204 bewegt. Der Heber 200 wird über die obere Oberfläche des Schalenrings 195 angehoben, um einen Wafer W von der Wafertransportvorrichtung 140, wie in 5 gezeigt ist, empfangen zu können. Nachdem der Heber 200 den Wafer W entgegengenommen hat, wird der Heber nach unten unterhalb der Waferablage 210 bewegt, um den Wafer W auf die Waferablage 210 zu legen.
Die ersten, vielzähligen Düsen 240 bzw. Öffnungen sind an der Oberseite der Schalenbasis 190 angebracht und die zweiten, vielzähligen Düsen 250 bzw. Öffnungen sind an der Innenseite des Schalenrings 195 angebracht, wie in 5 gezeigt ist. Die ersten Düsen 240 und die zweiten Düsen 250 sind mit dem zweiten Fluidkanal 272 und mit Sprayfluid verbunden, zum Beispiel deionisiertem (D.I.) Wasser, das durch den zweiten Fluidkanal 272 zugeführt wird. Das verwendete Fluid, z.B. das verwendete D.I.-Wasser, läuft durch den Ablaufkanal 260 durch die Ablaufpumpe (nicht gezeigt) ab.
Mit Bezug auf 6(a) und 6(b) wird eine Verarbeitungssequenz zum Laden eines Wafers W auf einen Waferträger 162, der der Waferträger 162a oder 162b sein kann, unter Verwendung der Lade/Entlade-Schale 182 von 4 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 6(a) und 6(b) sind sequenzielle Querschnittsansichten der Lade/Entlade-Schale 182 von 4. Nachdem der Wafer W auf der Waferablage 210, wie zuvor mit Bezug auf 5 beschrieben worden ist, angeordnet worden ist, wird die Lade/Entlade-Schale 182 zu einer Position transferiert, wo der Waferträger 162 positioniert ist, wie in 6(a) dargestellt ist. Der Waferträger 162 umfasst einen Haltering 280, um den Wafer W während des Poliervorgangs zu begrenzen. Als Nächstes wird der Heber 200 nach oben bewegt und der Wafer W auf dem Heber wird durch den Waferträger 162 unter Verwendung eines Vakuums empfangen, das durch Vakuumkanäle 285, wie in 6(b) dargestellt ist, angelegt wird. Nachdem der Wafer W durch den Waferträger 162 entgegengenommen worden ist, wird der Heber 200 nach unten bewegt. Zum Entladen des Wafers W wird das Vakuum, das durch die Vakuumkanäle 285 bereitgestellt wird, entfernt, was den Wafer W von dem Waferträger 162 auf den Heber 200 der Lade/Entlade-Schale 182 freigibt. Die Lade/Entlade-Schale 182 kann den Waferträger 162 durch Aufsprühen von D.I.-Wasser auf den Waferträger 162 waschen.
Auch wenn ein spezieller Aufbau der Lade/Entlade-Schale 182 und ihres Wafer-Lade/Entlade-Vorgangs beschrieben worden ist, kann jeder Typ von Vorrichtung, der Wafer auf und von dem Waferträger 162 laden bzw. entladen kann, in der Waferweitergabevorrichtung 180 und somit in den Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y der Poliereinheit 150 verwendet werden.
Mit Bezug auf 7(a)–(h) wird eine exemplarische Verfahrenssequenz des Wafertransfers und des Waferpolierens in der Poliereinheit 150 der Poliervorrichtung 100 beschrieben. 7(a)–(h) sind sequenzielle, perspektivische Ansichten der Poliereinheit 150, um die Verfahrenssequenz zu zeigen.
In 7(a) sind die zwei Waferträger 162a und 162b in den jeweiligen Wafer-Lade/Entlade-Positionen über den jeweili gen Polierlagern 155a und 155b positioniert. Die zwei Lade/Entlade-Schalen 182x und 182y sind an den jeweiligen Parkpositionen X und Y (nicht in 7(a)–7(h) gezeigt) positioniert. Ein erster Wafer W1 wird der ersten Lade/Entlade-Schale 182x durch die Wafertransportvorrichtung 140 (nicht gezeigt in 7(a)–7(h)) zugeführt.
In 7(b) wird die erste Lade/Entlade-Schale 182x zu der Wafer-Lade/Entlade-Position des ersten Waferträgers 162a transferiert und der erste Wafer W1 wird auf den ersten Waferträger 162a geladen.
In 7(c) wird die erste Lade/Entlade-Schale 182x zurück zu der Parkposition X transferiert und der erste Wafer W1 wird auf der Polierscheibe 155a unter Verwendung einer ersten Art von Schlamm durch den ersten Waferträger 162a transferiert. Während der erste Wafer W1 poliert wird, wird ein zweiter Wafer W2 der ersten Lade/Entlade-Schale 182x durch die Wafertransportvorrichtung 140 zugeführt.
In 7(d) wird, nachdem der Poliervorgang des ersten Wafers W1 abgeschlossen worden ist, der erste Waferträger 162a von der Polierscheibe 155a aus hochgehoben und dann zurück zu der Wafer-Lade/Entlade-Position transferiert. Die zweite Lade/Entlade-Schale 182y wird dann zu der Wafer-Lade/Entlade-Position des ersten Waferträgers 162a transferiert, wo der erste Wafer W1 von dem ersten Waferträger 162a auf die zweite Lade/Entlade-Schale entladen wird.
In 7(e) wird die zweite Lade/Entlade-Schale 182y zu der Wafer-Lade/Entlade-Position des zweiten Waferträgers 162b transferiert und dann wird der erste Wafer W1 auf den zweiten Waferträger 162b geladen. Während des Transfervorgangs kann der erste Wafer W1 auf der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y durch D.I.-Wasser oder Chemikalien, zum Beispiel BTA, die durch die Düsen 240 und 250 (nicht gezeigt in 7(e)) der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y zugeführt werden, gewaschen werden. Nachdem die zweite Lade/Entlade-Schale 182y von dem ersten Waferträger 162a transportiert worden ist, wird die erste Lade/Entlade-Schale 182x zu dem ersten Träger 162a transportiert und dann wird der zweite Wafer W2 auf den ersten Waferträger 162a geladen.
In 7(f) werden die Lade/Entlade-Schalen 182x und 182y zu den jeweiligen Parkpositionen X und Y zurücktransferiert. Zudem wird der zweite Wafer W2 auf der Polierscheibe 155a unter Verwendung der ersten Art von Schlamm durch den ersten Waferträger 162a poliert. Zudem wird der zweite Wafer W1 auf der Polierscheibe 155b unter Verwendung entweder der ersten Art des Schlamms oder einer zweiten Art des Schlamms durch den zweiten Waferträger 162b poliert.
In 7(g) wird, nachdem der Poliervorgang des ersten Wafers W1 abgeschlossen worden ist, der zweite Waferträger 162b von der Polierscheibe 155b aus angehoben und dann zurück in seine Wafer-Lade/Entlade-Position transferiert. Die zweite Lade/Entlade-Schale 182y wird zu der Wafer-Lade/Entlade-Position des zweiten Waferträgers 162b transferiert, wo der zweite Wafer W2 von dem zweiten Waferträger 162a auf die zweite Lade/Entlade-Schale 182y entladen wird.
In 7(h) wird die zweite Lade/Entlade-Schale 182y zurück in die Parkposition Y transferiert und dann wird der erste Wafer W1 von der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y durch die Wafertransportvorrichtung 140 entfernt. Während des Transferiervorgangs kann der erste Wafer W1 auf der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y durch D.I.-Wasser oder Chemikalien, zum Beispiel BTA, die durch die Düsen 240 und 250 (nicht gezeigt in 7(h)) der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y zugeführt werden, gewaschen werden. Das Verfahren wird dann für den zweiten Wafer W2 auf ähnliche Art und Weise fortgesetzt.
Die exemplarische Sequenz, die vorstehend beschrieben worden ist, kann für einen Cu-Damaszierungs-CMP-Prozess durch Polieren eines Cu-Films auf den Halbleiterwafern auf der ersten Polierscheibe 155a und dann durch Polieren von Grenzmetall auf den Halbleiterwafern auf der zweiten Scheibe 155b verwendet werden.
Auch wenn die exemplarische Sequenz des Transferierens und Polierens von Halbleiterwafern in der Poliereinheit 150 mit Bezug auf 7(a)–7(h) beschrieben worden ist, können andere Sequenzen auch in der Poliereinheit 150 verwendet werden. Als Beispiel kann anstelle der Verwendung der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y zum Transferieren des ersten Wafers W1 von dem ersten Waferträger 162a zu dem zweiten Waferträger 162b die erste Lade/Entlade-Schale 182x verwendet werden. Folglich wird in diesem Beispiel die zweite Lade/Entlade-Schale 182y verwendet, um den zweiten Wafer W2 zu empfangen und um den zweiten Wafer W2 zu dem ersten Waferträger 162a zu transferieren. Als ein weiteres Beispiel kann anstelle der Verwendung der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y zum Transferieren des ersten Wafers W1 von dem zweiten Waferträger 162b die erste Lade/Entlade-Schale 182x verwendet werden. In einem weiteren Beispiel kann anstelle der Verwendung der zweiten Lade/Entlade-Schale 182y zum Transferieren des Wafers W1 von dem ersten Waferträger 162a zu dem zweiten Waferträger 162b und zum Transferieren des ersten Wafers W1 von dem zweiten Waferträger 162b aus die erste Lade/Entlade-Schale 182x verwendet werden, um diese beiden Aufgaben durchzuführen. Somit kann jede der ersten und zweiten Lade/Entlade-Schalen 182x und 182y verwendet werden, um Halbleiterwafer auf einen oder beide der ersten und zweiten Waferträger 162a und 162b zu laden und/oder um einen Halbleiterwafer von einer oder von beiden der ersten und zweiten Waferträger zu entladen.
Mit Bezug auf 8 wird eine Poliereinheit 250 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 8 ist eine Draufsicht auf die Poliereinheit 250. In 8 werden die gleichen Bezugszeichen, die in 1 verwendet werden, verwendet, um ähnliche Elemente anzugeben. Die Poliereinheit 250 kann in der Poliervorrichtung 100 von 1 anstelle der Poliereinheit 150 verwendet werden. Die Poliereinheit 250 enthält alle Komponenten der Poliereinheit 150. Die Poliereinheit 250 enthält jedoch zudem einen dritten Waferträger 162c, einen dritten Poliertisch 156c, eine dritte Waferweitergabevorrichtung 180x' und eine vierte Waferweitergabevorrichtung 180y'. Der dritte Waferträger 162c ist über dem dritten Poliertisch 156c positioniert und poliert Wafer auf dem dritten Poliertisch 156c unter Verwendung einer Polierscheibe 155c. Die Poliereinheit 250 enthält auch einen dritten Scheibenverbesserer 410c, der verwendet wird, um die Oberfläche der Polierscheibe 155c zu verbessern.
Wie in 8 sind die Waferträger 162a, 162b und 162c ohne zugeordnete Trägerwellen 164 und Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtungen 166 gezeigt. Jeder der Waferträger 162a, 162b und 162c der Poliereinheit 250 ist ein Teil einer Waferträgervorrichtung, wie sie mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben worden ist. In 8 sind die Waferweitergabevorrichtungen 180x, 180y, 180x' und 180y' ohne die dazugehörigen Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtungen 186 gezeigt. Jede Lade/Entlade-Schale 182 der Waferweitergabevorrichtungen 180x, 180y, 180x' und 180y' wird jedoch durch die jeweilige Dreh- und Vertikal-Antriebsvorrichtung 186, wie vorstehend mit Bezug auf 1, 2 und 3 beschrieben worden ist, gesteuert.
In 8 sind die Positionen X' und Y' der dritten und vierten Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' ihre jeweiligen Parkpositionen. Die Lade/Entlade-Schale 182x' kann um einen Drehpunkt 185x' von der Parkposition X' zu einer oder beiden der Wafer-Lade/Entlade-Positionen der zweiten und dritten Waferträger 162b und 162c durch ihre Drehbewegungen bzw. Schwenkbewegungen gedreht werden. Ähnlich kann die Lade/Entlade-Schale 182y' um einen Drehpunkt 185y' von der Parkposition Y' zu einer oder beiden der Wafer-Lade/Entlade-Positionen der zweiten und dritten Waferträger 162b und 162b durch ihre Drehbewegungen gedreht werden. Wie in 8 gezeigt ist, sind die Drehachsen 185x' und 185y' der Waferweitergabevorrichtungen 180x' bzw. 180y' zwischen den Polierscheiben 156b und 156c und zwischen den Waferträgern 162b und 162c angeordnet.
Um die Lade/Entlade-Schale 182x' zu einem der zweiten und dritten Waferträger 162b und 162c für das Wafer-Laden/Entladen auszurichten, ist die dritte Waferweitergabevorrichtung 180x' derart aufgebaut und angeordnet, dass der Abstand von der Mitte ihrer Drehwelle 184x', d.h. die Drehachse 185x', zu der Mitte der Lade/Entlade-Schale 182x' im Wesentlichen gleich zu den Abständen von der Drehwelle 184x' zu den Mitten der zweiten und dritten Waferträger 162b und 162c sind. Auf ähnliche Art und Weise ist die vierte Waferweitergabevorrichtung 180y' derart aufgebaut und positioniert, dass der Abstand von ihrer Drehwelle 184y' zu der Mitte ihrer Lade/Entlade-Schale 182y' im wesentlichen gleich zu den Abständen von der Drehwelle 184y' zu den Mitten der zweiten und dritten Waferträger 162b und 162c ist. Zudem können die Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' vertikal zu den Waferträgern 162b und 162c an den Wafer-Lade/Entlade-Positionen zum Laden und Entladen der Halbleiterwafer durch Vertikalbewegungen der Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' vertikal ausgerichtet werden. Es ist auch möglich, die Waferträger 162b und 162c zu den Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' durch Vertikalbewegungen der Waferträger 162b und 162c auszurichten.
Die zwei Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' können zwischen den zwei Waferträgern 162b und 162c derart positioniert sein, dass die Lade/Entlade-Schale 182x' über der Lade/Entlade-Schale 182y' in ihren jeweiligen Parkpositionen X' und Y', wie in 8 dargestellt ist, positioniert ist. Die Wafertransportvorrichtung 140 (nicht gezeigt in 8) transportiert Wafer zu und von den Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' an diesen Parkpositionen X' und Y'.
In einem Betrieb mit gemischtem Modus der Poliereinheit 250 wird eine erste Gruppe von Wafern unter Verwendung der ersten und zweiten Waferträger 162a und 162b, der ersten und zweiten Poliertische 156a und 156b und der ersten und zweiten Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y gemäß einer der Prozesssequenzen verarbeitet, die vorstehend mit Bezug auf die Poliereinheit 150 beschrieben worden sind. Zudem wird eine zweite Gruppe von Wafern unter Verwendung der zweiten und dritten Waferträger 162b und 162c, der zweiten und dritten Poliertische 156 und 156c und der dritten und vierten Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' verarbeitet.
Um die zweite Gruppe von Wafern in der Poliereinheit 250 verarbeiten zu können, wird jeder Wafer der zweiten Gruppe zu dem dritten Waferträger 162c durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' transferiert und dann auf dem dritten Poliertisch 156c unter Verwendung der Polierscheibe 155c poliert. Als Nächstes wird der Wafer zu dem zweiten Waferträger 162b durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' transferiert und dann auf dem zweiten Poliertisch 156b unter Verwendung der Polierscheibe 155b poliert. Als Nächstes wird der Wafer von dem zweiten Waferträger 162b durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' entfernt.
Es ist auch möglich, jeden Wafer der zweiten Gruppe zuerst zu dem zweiten Waferträger 162b durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' zu transferieren, den Wafer auf dem zweiten Poliertisch 156b unter Verwendung der Polierscheibe 155b zu polieren, den Wafer von dem zweiten Waferträger 162b zu dem dritten Waferträger 162c durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' zu transferieren, den Wafer weiterhin auf dem Poliertisch 156c unter Verwendung der Polierscheibe 155c zu polieren und dann den Wafer von dem dritten Waferträger 162c durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' zu entfernen.
Wenn ein Wafer der ersten Gruppe und ein Wafer der zweiten Gruppe zu dem zweiten Waferträger 162b zum Polieren auf dem zweiten Poliertisch 156b unter Verwendung der Polierscheibe 155b transferiert wird, werden diese Wafer zu dem zweiten Waferträger 162b in einer abwechselnden Art und Weise derart transferiert, dass der zweite Waferträger 162b einen ersten Wafer der ersten Gruppe, einen ersten Wafer der zweiten Gruppe, einen zweiten Wafer der ersten Gruppe, einen zweiten Wafer der zweiten Gruppe und so weiter poliert.
In einem Parallelmodusbetrieb der Poliereinheit 250 wird eine erste Gruppe der Wafer unter Verwendung des ersten Waferträgers 162a des ersten Poliertisches 156a und der ersten und zweiten Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y verarbeitet. Eine zweite Gruppe der Wafer wird unter Verwendung des zweiten Waferträgers 162b, des zweiten Poliertisches 156b und der ersten und zweiten Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y verarbeitet. Eine dritte Gruppe der Wafer wird unter Verwendung des dritten Waferträgers 162c, des dritten Polierti sches 156c und der dritten und vierten Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' verarbeitet.
Um die erste Gruppe von Wafern in der Poliereinheit 250 verarbeiten zu können, wird jeder Wafer der ersten Gruppe zu dem ersten Waferträger 162a durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y transferiert und dann auf dem ersten Poliertisch 156a unter Verwendung der Polierscheibe 155a poliert. Als Nächstes wird der Wafer von dem ersten Waferträger 162a durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y entfernt.
Um die zweite Gruppe von Wafern in der Poliereinheit 250 zu verarbeiten, wird jeder Wafer der zweiten Gruppe zu dem zweiten Waferträger 162b durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y transferiert und dann auf dem zweiten Poliertisch 156b unter Verwendung der Polierscheibe 155b poliert. Als Nächstes wird der Wafer von dem zweiten Waferträger 162b durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y entfernt.
Um die dritte Gruppe von Wafern in der Poliereinheit 250 zu verarbeiten, wird jeder Wafer der dritten Gruppe zu dem dritten Waferträger 162c durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' transferiert und dann auf dem dritten Poliertisch 156c unter Verwendung der Polierscheibe 155c poliert. Als Nächstes wird der Wafer von dem dritten Waferträger 162c durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' entfernt.
Mit Bezug auf 9 wird eine Poliereinheit 350 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 9 ist eine Draufsicht auf die Poliereinheit 350. Die Poliereinheit 350 kann in der Poliervorrichtung 100 von 1 anstelle der Poliereinheit 150 verwendet werden.
Die Poliereinheit 350 enthält alle Komponenten der Poliereinheit 250. Die Poliereinheit 350 enthält jedoch weiterhin einen vierten Waferträger 162d, der über dem zweiten Poliertisch 156b positioniert ist. Der vierte Waferträger 162d poliert Wafer auf dem zweiten Poliertisch 156b unter Verwendung der Polierscheibe 155b. Die zweiten und vierten Waferträger 162b und 162d können deshalb zwei Wafer gleichzeitig auf dem zweiten Poliertisch 156b polieren. Um den zusätzlichen Waferträger 162d über dem Poliertisch 156b aufzunehmen, werden die Waferträger 162 näher an den benachbarten Waferweitergabevorrichtungen 180x, 180y, 180x' und 180y' positioniert. Zudem sind die Drehwellen 183x, 183y, 183x' und 183y verkürzt worden.
In 9 sind die Positionen X' und Y' der dritten und vierten Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' ihre jeweiligen Parkpositionen. Die dritte Lade/Entlade-Schale 182x' kann von der Parkposition X' zu einer oder beiden der Wafer-Lade/Entlade-Positionen der dritten und vierten Waferträger 162c und 162d durch ihre Drehbewegungen gedreht werden. Ähnlich kann die vierte Lade/Entlade-Schale 182y' von der Parkposition Y' zu einer oder zu beiden der Wafer-Lade/Entlade-Positionen der dritten und vierten Waferträger 162c und 162d durch ihre Drehbewegungen gedreht werden. Wie in 9 gezeigt ist, sind die Drehachsen 185x' und 185y' der Waferweitergabevorrichtungen 180x' bzw. 180y' zwischen den Poliertischen 156b und 156c und zwischen den Waferträgern 162c und 162d angeordnet.
Um die Lade/Entlade-Schale 182x' zu einem der dritten und vierten Waferträger 162c und 162d zum Wafer-Laden/Entladen auszurichten, ist die dritte Waferweitergabevorrichtung 180x' derart aufgebaut und angeordnet, dass der Abstand von ihrer Drehwelle 184x', d.h. der Drehwelle 185x', zu der Mitte ihrer Lade/Entlade-Schale 182x' im wesentlichen gleich zu den Abständen von der Drehwelle 184x' zu den Mitten der dritten und vierten Waferträger 162c und 162d ist. Auf ähnliche Art und Weise ist die vierte Waferweitergabevorrichtung 180y' derart aufgebaut und positioniert, dass der Abstand von ihrer Drehwelle 184y', d.h. ihrer Drehachse 185y', zu der Mitte ihrer Lade/Entlade-Schale 182y' im wesentlichen gleich zu den Abständen von der Drehwelle 184y' zu den Mitten der dritten und vierten Waferträger 162c und 162d ist. Zudem können die Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' vertikal zu den Waferträgern 162c und 162d an den Wafer-Lade/Entlade-Positionen zum Laden und Entladen der Halbleiterwafer durch Vertikalbewegungen der Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' vertikal ausgerichtet werden. Es ist auch möglich, die Waferträger 162c und 162d zu den Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' durch Vertikalbewegungen der Waferträger 162c und 162d auszurichten.
Die zwei Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' können zwischen den zwei Waferträgern 162c und 162d derart positioniert sein, dass die Lade/Entlade-Schale 182x' über der Lade/Entlade-Schale 182y' an ihren jeweiligen Parkpositionen X' und Y', wie in 9 gezeigt ist, positioniert sind. Die Wafertransportvorrichtung 140 (nicht gezeigt in 9) transportiert Wafer zu und von den Lade/Entlade-Schalen 182x' und 182y' an diesen Parkpositionen X' und Y'.
In einem gemischten Betriebsmodus der Poliereinheit 350 wird eine erste Gruppe von Wafern unter Verwendung der ersten und zweiten Waferträger 162a und 162b, der ersten und zweiten Poliertische 156a und 156b und der ersten und zweiten Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y gemäß einer der Prozesssequenzen, die vorstehend mit Bezug auf die Poliereinheit 150 beschrieben worden sind, verarbeitet. Zudem wird eine zweite Gruppe von Wafern unter Verwendung der dritten und vierten Waferträger 162c und 162d, der zweiten und dritten Poliertische 156b und 156c und der dritten und vierten Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' verarbeitet.
Um die zweite Gruppe von Wafern in der Poliereinheit 250 verarbeiten zu können, wird jeder Wafer der zweiten Gruppe zu dem dritten Waferträger 162c durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' transferiert und auf dem dritten Poliertisch 156c unter Verwendung der Polierscheibe 155c poliert. Als Nächstes wird der Wafer von dem dritten Waferträger 162c zu dem vierten Waferträger 162d durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' transferiert und dann weiter auf dem zweiten Poliertisch 156b unter Verwendung der Polierscheibe 155b poliert. Als Nächstes wird der Wafer von dem vierten Waferträger 162d durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' entfernt.
Es ist auch möglich, jeden Wafer der zweiten Gruppe zu dem vierten Waferträger 162d durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' zu transferieren, den Wafer auf dem zweiten Poliertisch 156b unter Verwendung der Polierscheibe 155b zu polieren, den Wafer von dem vierten Waferträger 162d zu dem dritten Waferträger 162c durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' zu transferieren, weiterhin den Wafer auf dem dritten Poliertisch 156c unter Verwendung der Polierscheibe 155c zu polieren und dann den Wafer von dem dritten Waferträger 162c durch eine der Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' zu entfernen.
In einem parallelen Betriebsmodus der Poliereinheit 350 wird eine erste Gruppe der Wafer unter Verwendung des ersten Waferträgers 162a, des ersten Poliertisches 156a und der ersten und zweiten Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y verarbeitet. Eine zweite Gruppe von Wafern wird unter Verwendung des zweiten Waferträgers 162b, des zweiten Poliertisches 156b und der ersten und zweiten Waferweitergabevorrichtungen 180x und 180y verarbeitet. Eine dritte Gruppe von Wafern wird unter Verwendung des vierten Waferträgers 162d, des zweiten Poliertisches 156b und der dritten und vierten Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' verarbeitet. Eine vierte Gruppe von Wafern wird unter Verwendung des dritten Waferträgers 162c, des dritten Poliertisches 156c und der dritten und vierten Waferweitergabevorrichtungen 180x' und 180y' verarbeitet.
Ein Verfahren zum Polieren von Gegenständen, zum Beispiel von Halbleiterwafern, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf das Flussdiagramm von 11 beschrieben. Beim Block 902 wird eine erste Lade/Entlade-Schale unabhängig um eine erste Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger gedreht bzw. geschwenkt, um zumindest einige der Gegenstände zwischen der ersten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger transferieren zu können. Die erste Achse befindet sich zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger. Als Nächstes wird beim Block 904 eine zweite Lade/Entlade-Schale unabhängig um eine zweite Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger gedreht bzw. geschwenkt, um zumindest einige der Gegenstände zwischen der zweiten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger zu transferieren. Die zweite Achse befindet sich zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger. Als Nächstes werden beim Block 906 zumindest einige der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des ersten Gegenstandsträgers poliert. Als Nächstes werden beim Block 908 zumindest einige der Gegenstände auf der mindestens einen Polieroberfläche unter Verwendung des zweiten Gegenstandsträgers poliert.
Obwohl spezielle Ausführungsformen der Erfindung erläutert worden sind, ist die Erfindung nicht auf die speziellen Formen oder Anordnungen der Teile beschränkt, die so beschrie ben und erläutert worden sind. Der Bereich der Erfindung ist durch die Ansprüche, die hieran angehängt sind, und ihre Äquivalente definiert.
ZUSAMMENFASSUNG
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM POLIEREN VON HALBLEITERWAFERN UNTER VERWENDUNG DREHBARER LADE/ENTLADE-SCHALEN
Ein Vorrichtung und ein Verfahren zum Polieren von Gegenständen, zum Beispiel von Halbleiterwafern, verwendet drehbare Lade/Entlade-Schalen, um die Gegenstände zu Gegenstandsträgern zu transferieren, damit die Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche polieren werden können. Die Drehachsen der drehbaren Lade/Entlade-Schalen sind zwischen den Gegenstandsträgern angeordnet.

Claims

Vorrichtung zum Polieren von Gegenständen, wobei die Vorrichtung aufweist: mindestens eine Polieroberfläche; einen ersten Gegenstandsträger, der über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist; einen zweiten Gegenstandsträger, der über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist; eine erste Gegenstandsweitergabevorrichtung, die eine erste Lade/Entlade-Schale enthält und die derart aufgebaut ist, dass sie unabhängig die erste Lade/Entlade-Schale um eine erste Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger dreht, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der ersten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die erste Achse zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger angeordnet ist; und eine zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung, die eine zweite Lade/Entlade-Schale hat und die derart aufgebaut ist, dass sie unabhängig die zweite Lade/Entlade-Schale um eine zweite Achse zu dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger dreht, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der zweiten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die zweite Achse zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die mindestens eine Polieroberfläche eine erste Polieroberfläche und eine zweite Polieroberfläche enthält, wobei der erste Gegenstandsträger über der ersten Polieroberfläche positioniert ist und der zweite Gegenstandsträger über der zweiten Polieroberfläche positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die erste Gegenstandsweitergabevorrichtung derart aufgebaut ist, dass sie die erste Lade/Entlade-Schale in einer ersten Ebene drehen kann, und worin die zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung derart aufgebaut ist, dass sie die zweite Lade/Entlade-Schale in einer zweiten Ebene drehen kann, wobei die erste Ebene und die zweite Ebene parallel zu der mindestens einen Polieroberfläche sind, wobei die erste Ebene oder die zweiten Ebene näher zu der mindestens einen Polieroberfläche ist als die andere.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die erste Gegenstandsweitergabevorrichtung und die zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung an einer oberen Gehäuseoberfläche angebracht sind, die über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die erste Gegenstandsweitergabevorrichtung und die zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung an der unteren Gehäuseoberfläche angebracht sind, die unterhalb der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die erste Gegenstandsweitergabevorrichtung an einer oberen Gehäuseoberfläche angebracht ist, die über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist, und worin die zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung an einer unteren Gehäuseoberfläche angebracht ist, die unterhalb der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, worin die erste Gegenstandsweitergabevorrichtung und die zweite Gegenstandsweitergabevorrichtung derart positioniert sind, dass die erste Achse der ersten Gegenstandsweitergabevorrichtung mit der zweiten Achse der zweiten Gegenstandsweitergabevorrichtung zusammenfällt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die erste Gegenstandsweitergabevorrichtung derart aufgebaut ist, dass sie die erste Lade/Entlade-Schale in einer vertikalen Richtung bewegen kann und worin die zweite Weitergabevorrichtung derart aufgebaut ist, dass sie die zweite Lade/Entlade-Schale in einer vertikalen Richtung bewegen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Gegenstandstransportvorrichtung aufweist, die derart positioniert ist, dass sie mindestens einige der Gegenstände zu und von der ersten Lade/Entlade-Schale und der zweiten Lade/Entlade-Schale transportieren kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin aufweist: einen dritten Gegenstandsträger, der über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist; eine dritte Gegenstandsweitergabevorrichtung, die eine dritte Lade/Entlade-Schale enthält, die derart aufgebaut ist, dass sie unabhängig die dritte Lade/Entlade-Schale um eine dritte Achse zu dem zweiten Gegenstandsträger und/oder dem dritten Gegenstandsträger drehen kann, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der dritten Lade/Entlade-Schale und mindestens einem von den zweiten und dritten Gegenstandsträgern zu transferieren, wobei die dritte Achse zwischen dem zweiten Gegenstandsträger und dem dritten Gegenstandsträger angeordnet ist; und eine vierte Gegenstandsweitergabevorrichtung, die eine vierte Lade/Entlade-Schale enthält, die derart aufgebaut ist, dass sie die vierte Lade/Entlade-Schale um eine vierte Achse zu dem zweiten Gegenstandsträger und/oder dem dritten Gegenstandsträger unabhängig drehen kann, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der vierten Lade/Entlade-Schale und mindestens einem von den zweiten und dritten Gegenstandsträgern zu transferieren, wobei die vierte Achse zwischen dem zweiten Gegenstandsträger und dem dritten Gegenstandsträger angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin aufweist: einen dritten Gegenstandsträger, der über mindestens einer Polieroberfläche positioniert ist; einen vierten Gegenstandsträger, der über der mindestens einen Polieroberfläche positioniert ist; eine dritte Gegenstandsweitergabevorrichtung, die eine dritte Lade/Entlade-Schale enthält und die derart aufgebaut ist, dass sie unabhängig die dritte Lade/Entlade-Schale um eine dritte Achse zu dem dritten Gegenstandsträger und/oder dem vierten Gegenstandsträger drehen kann, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der dritten Lade/Entlade-Schale und dem dritten Gegenstandsträger und/oder dem vierten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die dritte Achse zwischen dem dritten Gegenstandsträger und dem vierten Gegenstandsträger angeordnet ist; und eine vierte Gegenstandsweitergabevorrichtung, die eine vierte Lade/Entlade-Schale enthält und die derart aufgebaut ist, dass sie unabhängig die vierte Lade/Entlade-Schale um eine vierte Achse zu dem dritten Gegenstandsträger und/oder vierten Gegenstandsträger drehen kann, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der vierten Lade/Entlade-Schale und dem dritten Gegenstandsträger und/oder dem vierten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die vierte Achse zwischen dem dritten Gegenstandsträger und dem vierten Gegenstandsträger angeordnet ist.
Ein Verfahren zum Polieren von Gegenständen, wobei das Verfahren aufweist: unabhängiges Drehen einer ersten Lade/Entlade-Schale um eine erste Achse zu einem ersten Gegenstandsträger und/oder einem zweiten Gegenstandsträger, um mindestens einige der Gegenstän de zwischen der ersten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die erste Achse zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger angeordnet ist; unabhängiges Drehen einer zweiten Lade/Entlade-Schale um eine zweite Achse zu einem ersten Gegenstandsträger und/oder einem zweiten Gegenstandsträger, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der ersten Lade/Entlade-Schale und dem ersten Gegenstandsträger und/oder dem zweiten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die zweite Achse zwischen dem ersten Gegenstandsträger und dem zweiten Gegenstandsträger angeordnet ist; Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des ersten Gegenstandsträgers; und Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf der mindestens einen Polieroberfläche unter Verwendung des zweiten Gegenstandsträgers.
Verfahren nach Anspruch 12, worin das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf der mindestens einen Polieroberfläche unter Verwendung des ersten Gegenstandsträgers das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf einer ersten Polieroberfläche unter Verwendung des ersten Gegenstandsträgers enthält und worin das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf der mindestens einen Polieroberfläche unter Verwendung des zweiten Gegenstandsträgers das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf der zweiten Polieroberfläche unter Verwendung des zweiten Gegenstandsträgers enthält.
Verfahren nach Anspruch 12, worin das unabhängige Drehen der ersten Lade/Entlade-Schale um die erste Achse das unabhängige Drehen der ersten Lade/Entlade-Schale um die erste Achse in einer ersten Ebene enthält und worin das unabhängige Drehen der zweiten Lade/Entlade-Schale um die zweite Achse das unabhängige Drehen der zweiten Lade/Entlade-Schale um die zweite Achse in der zweiten Ebene enthält, wobei die erste Ebene und die zweite Ebene parallel zu mindestens einer der Polieroberflächen sind, wobei die erste Ebene oder die zweite Ebene näher zu der mindestens einen Polieroberfläche als die andere ist.
Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin das Transportieren mindestens einiger der Gegenstände zu und von der ersten und zweiten Lade/Entlade-Schalen unter Verwendung einer Gegenstandstransportvorrichtung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 12, worin das unabhängige Drehen der ersten Lade/Entlade-Schale das Transferieren mindestens einiger der Gegenstände zu dem ersten Gegenstandsträger unter Verwendung der ersten Lade/Entlade-Schale enthält und worin das unabhängige Drehen der zweiten Lade/Entlade-Schale das Transferieren mindestens einiger der Gegenstände zu dem zweiten Gegenstandsträger unter Verwendung der zweiten Lade/Entlade-Schale enthält.
Verfahren nach Anspruch 16, das weiterhin das Transferieren mindestens einiger der Gegenstände von dem ersten Gegenstandsträger zu dem zweiten Gegenstandsträger unter Verwendung der zweiten Lade/Entlade-Schale enthält.
Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin aufweist: unabhängiges Drehen einer dritten Lade/Entlade-Schale um eine dritte Achse zu dem zweiten Gegenstandsträger und/oder einem dritten Gegenstandsträger, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der dritten Lade/Entlade-Schale und dem zweiten Gegenstandsträger und/oder dem dritten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die dritte Achse zwischen dem zweiten Ge genstandsträger und dem dritten Gegenstandsträger angeordnet ist; unabhängiges Drehen einer vierten Lade/Entlade-Schale um eine vierte Achse zu einem zweiten Gegenstandsträger und/oder dritten Gegenstandsträger, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der vierten Lade/Entlade-Schale und dem zweiten Gegenstandsträger und/oder dem dritten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die vierte Achse zwischen dem zweiten Gegenstandsträger und dem dritten Gegenstandsträger angeordnet ist; und Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des dritten Gegenstandsträgers.
Verfahren nach Anspruch 18, worin das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des ersten Gegenstandsträgers das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf einer ersten Polieroberfläche unter Verwendung des ersten Gegenstandsträgers enthält, worin das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des zweiten Gegenstandsträgers das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf einer zweiten Polieroberfläche unter Verwendung des zweiten Gegenstandsträgers enthält und worin das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des dritten Gegenstandsträgers das Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf einer dritten Polieroberfläche unter Verwendung des dritten Gegenstandsträgers enthält.
Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin aufweist: unabhängiges Drehen einer dritten Lade/Entlade-Schale um eine dritte Achse zu einem dritten Gegenstandsträger und/oder einem vierten Gegenstandsträger, um mindestens einige der Objekte zwischen der dritten Lade/Entlade-Schale und dem dritten Ge genstandsträger und/oder dem vierten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die dritte Achse zwischen dem dritten Gegenstandsträger und dem vierten Gegenstandsträger angeordnet ist; unabhängiges Drehen einer vierten Lade/Entlade-Schale um eine vierte Achse zu einem dritten Gegenstandsträger und/oder vierten Gegenstandsträger, um mindestens einige der Gegenstände zwischen der vierten Lade/Entlade-Schale und dem dritten Gegenstandsträger und/oder dem vierten Gegenstandsträger zu transferieren, wobei die vierte Achse zwischen dem dritten Gegenstandsträger und dem vierten Gegenstandsträger angeordnet ist; Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des dritten Gegenstandsträgers; und Polieren mindestens einiger der Gegenstände auf mindestens einer Polieroberfläche unter Verwendung des vierten Gegenstandsträgers.