CN112372508A - 一种修整边缘抛光垫的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种修整边缘抛光垫的系统及方法；该方法可以包括：将未被使用的新抛光垫安装在抛光垫底板；在针对待抛光晶圆执行圆边抛光工艺单元之前，将所述新抛光垫与待抛光晶圆具有相同形状以及相同尺寸规格的修整器相接触；通过所述新抛光垫与所述修整器之间的相对运动，以修整所述新抛光垫表面的形貌。
Description
技术领域
本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种修整边缘抛光垫的系统及方法。
背景技术
在晶圆加工工艺中，边缘抛光工艺可以包括凹槽抛光工序单元以及圆边抛光工序单元，在执行上述两个工序单元的过程中，需要使用相应的抛光垫和抛光液进行抛光加工。
抛光垫的主要成分为聚氨酯，其表面毛毡的初始状态通常为长短不一的状态。因此，若直接使用新的抛光垫对晶圆进行边缘抛光，那么就会在边缘抛光过程中导致晶圆边缘的抛光不均匀，从而引发晶圆边缘品质劣化的现象，进而需要进行再次抛光，降低了加工效率和产能，增加了晶圆的制造成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种修整边缘抛光垫的系统及方法；能够提高针对晶圆边缘抛光效果的一致性，防止晶圆边缘品质劣化的现象发生，避免进行再次抛光，提高了加工效率和产能，降低了晶圆的制造成本。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种修整边缘抛光垫的方法，所述方法包括：
将未被使用的新抛光垫安装在抛光垫底板；
在针对待抛光晶圆执行圆边抛光工艺单元之前，将所述新抛光垫与待抛光晶圆具有相同形状以及相同尺寸规格的修整器相接触；
通过所述新抛光垫与所述修整器之间的相对运动，以修整所述新抛光垫表面的形貌。
第二方面，本发明实施例提供了一种修整边缘抛光垫的系统，所述系统包括：用于放置并固定修整器的固定底板，与所述固定底板刚性连接的固定底板传动杆，抛光头以及与所述抛光头刚性连接的抛光头传动杆；其中，所述抛光头包括：形成开口空间的壳体以及在所述壳体内侧边缘且沿竖直方向设置的多组抛光垫底板；每组抛光垫底板形成与所述修整器的边缘圆边相适配的空间以容置所述修整器的边缘圆边，并且所述抛光垫底板在所述固定底板边缘对向设置，对向设置的距离与所述修整器的直径相关；每组中的每个抛光垫底板均安装有未被使用的新抛光垫。
本发明实施例提供了一种修整边缘抛光垫的系统及方法；在新抛光垫使用之前，通过与修整器之间的相对运动进行修整，能够将新抛光垫表面修整为平整的形貌；从而在后续对待抛光晶圆执行圆边抛光工艺单元的过程中，使得晶圆的圆边边缘的抛光效果具有一致性，防止晶圆边缘品质劣化的现象发生，避免进行再次抛光，提高了加工效率和产能，降低了晶圆的制造成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种圆边抛光设备结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种修整边缘抛光垫的方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种修整器边缘表面形状放大后的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种修整边缘抛光垫的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
在边缘抛光工艺中的圆边抛光工序单元中，因为抛光对象为晶圆的边缘圆边而非晶圆的表面平面，相对应地，执行圆边抛光工序单元的设备1结构如图1所示，包括：用于放置并固定待抛光晶圆2的固定底板11，与固定底板刚性连接的第一传动杆12，抛光头13以及与所述抛光头13刚性连接的第二传动杆14；其中，抛光头13包括：形成开口空间的壳体131以及在所述壳体内侧边缘且沿竖直方向设置的多组抛光垫底板132，需要说明的是，每组抛光垫底板132形成与待抛光晶圆2的边缘圆边相适配的空间以容置待抛光晶圆2的边缘圆边，并且抛光垫底板132在所述固定底板11边缘对向设置，对向设置的距离与待抛光晶圆的直径相关。继续参见图1，每组中的每个抛光垫底板132均安装有如图1中黑色框所示的抛光垫15，具体安装方式可以通过粘贴至抛光垫底板132以实现。在执行圆边抛光工序单元时，当新的抛光垫被使用时，由于其毛毡的初始状态处于为长短不一的状态，因此，无法对晶圆的边缘圆边进行均匀的抛光，从而无法保证边缘圆边的抛光效果一致性，所以，需要在新的抛光垫使用之前，对抛光垫进行修整。
具体来说，为了能够改变新使用的抛光垫表面由于毛毡长短不一所导致的凹凸不平的状态，本发明实施例期望在针对待抛光晶圆执行圆边抛光工艺单元之前，基于图1所示的结构提供一种修整边缘抛光垫的方法，参见图2，该方法包括：
S21：将未被使用的新抛光垫安装在抛光垫底板；
S22：在针对待抛光晶圆执行圆边抛光工艺单元之前，将所述新抛光垫与待抛光晶圆具有相同形状以及相同尺寸规格的修整器相接触；
S23：通过所述新抛光垫与所述修整器之间的相对运动，以修整所述新抛光垫表面的形貌。
通过图2所示的技术方案，在新抛光垫使用之前，通过与修整器之间的相对运动进行修整，能够将新抛光垫表面修整为平整的形貌；从而在后续对待抛光晶圆执行圆边抛光工艺单元的过程中，使得晶圆的圆边边缘的抛光效果具有一致性，防止晶圆边缘品质劣化的现象发生，避免进行再次抛光，提高了加工效率和产能，降低了晶圆的制造成本。
对于图2所示的技术方案，在一些示例中，相应于常规的圆形晶圆尺寸，所述修整器的直径范围为300±0.1毫米mm；厚度值为790±10微米μm。具体来说，修整器的厚度值需要能够包括在实际抛光作业过程中与晶圆边缘相接触的抛光垫的区域，从而能够对抛光垫进行完整且统一的修整，并且还能够以防止抛光垫在修整过程中被其他污染源污染，从而导致异常品质问题。
在一些示例中，所述修整器的材质为陶瓷，且所述修整器与所述新抛光垫相接触的边缘表面为分布有微型齿轮形貌的非光滑面，如图3所示的修整器的边缘表面放大示意。
对于图2所示的技术方案，在一些示例中，在所述新抛光垫与所述修整器之间进行相对运动的过程中，所述方法还可以包括：向所述处于相对运动过程中的所述新抛光垫供给去离子水(DIW，DeIonized Water)。具体来说，DIW的供给速度优选为每分钟1至5升。
对于图2所示的技术方案，在一些示例中，所述新抛光垫与所述修整器之间的相对运动，具体可以为：第一传动杆12按照每分钟5至30转的速度绕其中心轴线进行第一旋转，第二传动杆14按照每分钟100至500转的速度绕其中心轴线进行第二旋转，所述第一旋转以及所述第二旋转之间基于转速差所形成的相对运动。优选来说，修整时长通常为1至2分钟，也就是说，所述相对运动的持续时间为1至2分钟。当然，在实际生产以及工艺进行的过程中，可以当发现用于执行圆边抛光的抛光垫表面形貌不平整时，按照上述图2所示的方案及其示例进行修整；也可以进行定期按照上述图2所示的方案及其示例进行修整。具体应用上述修整方案的时机本发明实施例不做赘述。
基于前述技术方案相同的发明构思，参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种修整边缘抛光垫的系统4的结构，该系统4可以包括：用于放置并固定修整器5的固定底板41，与固定底板41刚性连接的固定底板传动杆42，抛光头43以及与所述抛光头43刚性连接的抛光头传动杆44；其中，抛光头43包括：形成开口空间的壳体431以及在所述壳体431内侧边缘且沿竖直方向设置的多组抛光垫底板432，需要说明的是，每组抛光垫底板432形成与修整器5的边缘圆边相适配的空间以容置修整器5的边缘圆边，并且抛光垫底板432在所述固定底板41边缘对向设置，对向设置的距离与修整器5的直径相关。继续参见图4，每组中的每个抛光垫底板432均安装有如图4中黑色框所示的未被使用的新抛光垫45，具体安装方式可以通过粘贴至抛光垫底板432以实现。
当未被使用的新抛光垫45安装在抛光垫底板后，基于上述系统4，在执行圆边抛光工艺单元之前，可以将新抛光垫进行修整。结合图4所示的系统，其执行修整的工作过程可以包括：将所述新抛光垫45与修整器相接触；利用固定底板传动杆42以及抛光头传动杆44绕轴旋转的旋转速度差，使得所述新抛光垫45与所述修整器5之间产生相对运动，以修整所述新抛光垫45表面的形貌。
通过图4所示的系统及其工作过程，在新抛光垫使用之前，通过与修整器之间的相对运动进行修整，能够将新抛光垫表面修整为平整的形貌；从而在后续对待抛光晶圆执行圆边抛光工艺单元的过程中，使得晶圆的圆边边缘的抛光效果具有一致性，防止晶圆边缘品质劣化的现象发生，避免进行再次抛光，提高了加工效率和产能，降低了晶圆的制造成本。
对于图4所示的系统，其各部件的具体阐述与前述图2所示的技术方案及其示例的阐述相一致，本发明实施例在此不作赘述。
而对于所述新抛光垫45与所述修整器5之间的相对运动，具体来说，可以为：固定底板传动杆42按照每分钟5至30转的速度绕其中心轴线进行第一旋转，抛光头传动杆44按照每分钟100至500转的速度绕其中心轴线进行第二旋转，所述第一旋转以及所述第二旋转之间基于转速差所形成的相对运动。优选来说，修整时长通常为1至2分钟，也就是说，所述相对运动的持续时间为1至2分钟。当然，在实际生产以及工艺进行的过程中，可以当发现用于执行圆边抛光的抛光垫表面形貌不平整时，按照上述图2所示的方案及其示例进行修整；也可以进行定期按照上述图2所示的方案及其示例进行修整。具体应用上述修整方案的时机本发明实施例不做赘述。
需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种修整边缘抛光垫的方法，其特征在于，所述方法包括：
将未被使用的新抛光垫安装在抛光垫底板；
在针对待抛光晶圆执行圆边抛光工艺单元之前，将所述新抛光垫与待抛光晶圆具有相同形状以及相同尺寸规格的修整器相接触；
通过所述新抛光垫与所述修整器之间的相对运动，以修整所述新抛光垫表面的形貌。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修整器的直径范围为300±0.1毫米mm；厚度值为790±10微米μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述修整器的材质为陶瓷，且所述修整器与所述新抛光垫相接触的边缘表面为分布有微型齿轮形貌的非光滑面。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述新抛光垫与所述修整器之间进行相对运动的过程中，所述方法还可以包括：向所述处于相对运动过程中的所述新抛光垫供给去离子水DIW。
5.一种修整边缘抛光垫的系统，其特征在于，所述系统包括：用于放置并固定修整器的固定底板，与所述固定底板刚性连接的固定底板传动杆，抛光头以及与所述抛光头刚性连接的抛光头传动杆；其中，所述抛光头包括：形成开口空间的壳体以及在所述壳体内侧边缘且沿竖直方向设置的多组抛光垫底板；每组抛光垫底板形成与所述修整器的边缘圆边相适配的空间以容置所述修整器的边缘圆边，并且所述抛光垫底板在所述固定底板边缘对向设置，对向设置的距离与所述修整器的直径相关；每组中的每个抛光垫底板均安装有未被使用的新抛光垫。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述将所述新抛光垫与所述修整器相接触；利用所述固定底板传动杆以及所述抛光头传动杆绕轴旋转的旋转速度差，使得所述新抛光垫与所述修整器之间产生相对运动，以修整所述新抛光垫表面的形貌。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述固定底板传动杆按照每分钟5至30转的速度绕其中心轴线进行第一旋转；所述抛光头传动杆按照每分钟100至500转的速度绕其中心轴线进行第二旋转；所述第一旋转以及所述第二旋转之间基于转速差形成所述相对运动。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述相对运动的持续时间为1至2分钟。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述修整器的直径范围为300±0.1毫米mm；厚度值为790±10微米μm。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述修整器的材质为陶瓷，且所述修整器与所述新抛光垫相接触的边缘表面为分布有微型齿轮形貌的非光滑面。
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