一种硅片抛光装置的制作方法

1.本实用新型属于硅片抛光技术领域，尤其是涉及一种半导体硅片抛光装置。


背景技术：

2.抛光的目的是为了去除腐蚀过程中形成的损伤层或降低腐蚀后硅片的表面粗糙度，以形成平整、类似镜面的硅片表面。cmp即机械－化学抛光，是一个机械作用和化学作用相平衡的过程。但在化学反应中，表层的硅原子与抛光液中水分子及oh-发生反应，通过氢氧键与底层硅外联的氢键相连接，随之在较大的压力下通过和抛光垫的摩擦，该表层被去掉，这个化学和机械共同作用的过程就是硅片抛光的过程。在硅片抛光过程中，由于抛光设备涉及不合理，导致硅片边缘平整度及粗糙度不合格，直接会降低后续半导体器件中的电特性参数。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种硅片抛光装置，解决了现有技术中硅片表面边缘处平整度和粗糙度不合格的技术问题。
4.为解决至少一个上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种硅片抛光装置，包括：
6.抛光盘；
7.以及用于承载硅片的辅助盘；
8.其中，在硅片的非抛光面上设有蜡层，硅片与所述辅助盘通过所述蜡层连接，贴附在所述辅助盘上的硅片的抛光面再在所述抛光盘上抛光。
9.进一步的，所述辅助盘被置于所述抛光盘的上方，且每个所述抛光盘至少配设有两个所述辅助盘。
10.进一步的，每个所述辅助盘上至少可构置有两个硅片。
11.进一步的，每个所述辅助盘上构置有四个硅片。
12.进一步的，在所述抛光盘内腔还构造有用于冷却的管道，所述管道沿所述抛光盘的径向环绕配置或沿所述抛光盘的直径方向往复叠设。
13.进一步的，还包括用于流通抛光液的液管，所述液管被置于所述抛光盘的上方。
14.进一步的，所述液管位于相邻所述辅助盘之间。
15.进一步的，还包括用于监控置于所述抛光盘上的抛光垫温度的测温仪，所述测温仪被置于所述抛光盘的上方。
16.进一步的，还包括用于修整所述抛光垫的修整器，所述修整器被悬空架设在所述抛光盘的单侧。
17.进一步的，所述修整器为可伸缩结构，包括修整盘和用于悬吊所述修整盘的支架，所述支架可沿所述抛光盘的半径方向调节。
18.采用本实用新型设计的一种硅片抛光装置，整体结构配置合理，可对多组硅片进
行抛光，尤其是可使硅片边缘完全被抛光覆盖到；并可基于不同工艺要求更换相应抛光垫和抛光液而不用改变其它结构，并可获得不同标准要求的平整度和粗糙度的硅片表面。
附图说明
19.图1是本实用新型一实施例的一种硅片抛光装置的结构示意图；
20.图2是本实用新型一实施例的抛光装置的俯视图；
21.图3是本实用新型另一实施例的抛光装置的俯视图；
22.图4是本实用新型一实施例的连续抛光的布置图；
23.图5是本实用新型一实施例的管道的布置图；
24.图6是本实用新型另一实施例的管道的布置图；
25.图7是本实用新型中鼓泡粗糙度的模拟图。
26.图中：
27.10、抛光盘
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11、抛光垫
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12、管道
28.20、硅片
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30、辅助盘
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40、蜡层
29.50、液管
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60、测温仪
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70、修整器
30.100、抛光装置
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
32.本实施例提出一种硅片抛光装置100，如图1所示，包括抛光盘10以及用于承载硅片20的辅助盘30；其中，在硅片20的非抛光面上设有蜡层40，硅片20与辅助盘30通过蜡层40连接，贴附在辅助盘30上的硅片20的抛光面再在抛光盘10抛光。
33.进一步的，辅助盘30被置于抛光盘10的上方，且每个抛光盘10上至少配设有两个辅助盘30，相应地，辅助盘30的设置可以为两组，如图2所示，辅助盘30分设在抛光盘10的两侧半圆中且对称设置。当然，也可为四组辅助盘30，结构如图3所示，均匀地分设在抛光盘10的周向上。
34.进一步的，每个辅助盘30上至少可构置有两个硅片20，优选地，每个辅助盘30上构置有四个硅片20。
35.进一步的，硅片20的抛光，抛光液需要在一定的温度下才能更好的发挥其效能，而由于在持续的抛光的过程中，由于受抛光垫11与硅片20的摩擦使得抛光垫11上的温度较高，容易影响抛光液的抛光性能，故需要控制抛光垫11的温度，需要间接地通过在抛光盘10的内腔中构造有用于通冷却水的管道12，管道12沿抛光盘10的径向环绕配置，管道12的布置结构如图5所示，管道12的入水口从抛光盘10的中心位置，其出水口在抛光盘10 的外周缘设置，管道12沿抛光盘10的径向环状绕设，其中入水口与出水口的位置可以吊环。当然，管道12的布置还可以如图6所示，即管道12沿抛光盘10的直径方向往复叠放设置，也就是水入口和出水口分设在抛光盘10 的直径两端，所有管道12都垂直于连接入水口和出水口的直径长度设置，并往复叠放而设。这两种管道12的设置，都可以对抛光垫11进行降温。
36.进一步的，为了保证对于抛光垫11的温度，还包括用于监控置于抛光盘10上的抛光垫11温度的测温仪60，测温仪60被置于抛光盘10的上方，测温仪60为红外测温仪。
37.进一步的，还包括用于流通抛光液的液管50，液管50被置于抛光盘10 的上方，且液管50位于相邻辅助盘30之间，也就是在抛光盘10的轴中心线的位置处，这样其流出的抛光液才能均匀地分散在抛光垫11上。
38.进一步的，还包括用于修整抛光垫11的修整器70，修整器70被悬空架设在抛光盘10的单侧。抛光垫11长期使用后会出现不平整的现象，则必须设置一修整器70对其进行修整。修整器70工作时，辅助盘30已停止工作并移至抛光盘10的外侧，其中，辅助盘30可竖直上下伸缩，当其工作时，带动硅片20与抛光盘10接触，当无需工作时，则回撤至远离抛光盘10的正上方。修整器70被固定在抛光盘10的外侧边，可沿水平方向的伸缩。
39.进一步的，修整器70为可伸缩结构，包括修整盘和用于悬吊修整盘的支架，支架为伸缩架，可沿抛光盘10的半径方向调节。当需要修整时，支架带动修整盘沿旋转的抛光盘10的半径往复移动，同时修整盘仍然继续旋转，这样就可以保证抛光盘10上的抛光垫11完全被覆盖。当无需要修整时，则支架带动修整盘回撤到抛光盘10的外侧面，进而在修整和抛光之间互不干涉。
40.在硅片20抛光过程中，需要依次对硅片20的抛光面进行粗抛、中抛和精抛，其在，粗抛盘、中抛盘和精抛盘均沿同一个圆心轴旋转，且其结构都相同只是抛光垫的颗粒度不同，其布置结构如图4所示。当对一批次的硅片 20粗抛完毕后，旋转粗抛盘、中抛盘和精抛盘，则中抛盘位于该批次硅片20的正下方，刚撤出的粗抛盘开始准备新一批次硅片20的抛光，精抛盘准备；待中抛完毕后，继续旋转粗抛盘、中抛盘和精抛盘，精抛盘旋转至本批次硅片20的正下方，粗抛盘准备下下一批次硅片20的抛光，中抛盘准备刚刚粗抛过的硅片20进行抛光，依次类推。亦可在每次抛光完毕后，采用设置在每个抛光盘旁侧的修整器70对抛光垫11进行修整。
41.一种硅片抛光方法，采用如上所述的抛光装置100，步骤包括：使硅片 20的非抛光面通过蜡层40粘附在辅助盘30上，再控制硅片20在抛光盘10 上依次进行粗抛、中抛和精抛，其中，辅助盘30与抛光盘10为同向旋转。
42.具体地，在抛光之前，还包括：
43.在硅片20的非抛光面上涂覆一层蜡层40，在涂覆蜡层40时，是先在硅片20的非抛光面上点滴蜡液，再高速旋转的涂蜡机上使硅片20上的蜡液快速地向外扩散，以使蜡液完全被覆盖在硅片20的表面上。
44.再在烤箱中加热硅片20上被甩匀的蜡层40，只有具有一定温度的蜡层 40才能发挥其粘性。在加热蜡层40的同时，还要对辅助盘30进行加热，以使蜡层40可以更好地与辅助盘30粘接在一起。
45.再将粘附有硅片20的辅助盘30进行冷却，以降低硅片20表面的温度，使其更好地被抛光液腐蚀。
46.进一步的，依次控制载有硅片20的辅助盘30，在三个设有不同抛光垫 11的抛光盘10上对硅片依次进行粗抛、中抛和精抛。其中，中抛和精抛时所用的抛光垫11相同。中抛和精抛时所用的抛光垫11与粗抛时所用的抛光垫11的型号不同，抛光垫为本领域常用型号，在此不具体限制。相应地，抛光液为本领域常用的抛光液型号，在此不再详述。
47.采用本技术所用的方法，获得硅片20的表面非常平整。相应地，硅片20的粗糙度的测试结果如图7所示，从图中可以看出，硅片20的粗糙度测试结果为0.8274ra，达到良好的
效果。
48.还有，采用该方法进行抛光后，抽若干组硅片，抽样方法为抽取每个片蓝中的头中尾三片，最终对比baseline，均符合要求，达成目标。
49.采用本实用新型设计的一种硅片抛光装置及采用该装置的抛光方法，整体结构配置合理，可对多组硅片进行抛光，尤其是可使硅片边缘完全被抛光覆盖到；并可基于不同工艺要求更换相应抛光垫和抛光液而不用改变其它结构，并可获得不同标准要求的平整度和粗糙度的硅片表面。
50.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。