CN113894017A - 一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法 - Google Patents

一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，包括如下步骤：步骤一，滴蜡后，硅片低速旋转，低速旋转的速度为1000‑1500rpm；步骤二，硅片中速旋转，中速旋转的速度为2000‑2500rpm；步骤三，硅片高速旋转，高速旋转的速度为3000～3500rpm。本专利将涂蜡旋转分为3个步骤，实现了蜡膜厚度的一致性，且蜡膜厚度控制在要求范围内，较厚的蜡膜容易造成波纹的不良。

Description

一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法
技术领域
本发明涉及硅片处理技术领域，具体涉及一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法。
背景技术
近年来，集成电路的设计线宽正向纳米尺度发展，对半导体硅材料的表面性能提出了更加苛刻的要求。但器件的特征尺寸逐渐减小后，器件的成品率与硅片平坦度直接相关。其中SFQR(硅片局部范围最高点与最低点到参考面的变化范围)是硅片平坦度的主要参数，影响到SFQR的因素有很多，包括波纹、陶瓷板形貌、蜡膜均匀性等，由于硅片中心与外周边缘蜡膜的不均，在抛光过程中在对应位置去除量出现变化，而引起了平坦度的恶化。由于单面抛光过程中，硅片涂蜡贴付是必不可少的工序，在这过程中滴蜡旋转涂覆的参数控制对于硅片背面蜡膜的均匀性尤为重要，对于最终硅片抛光完成后的平坦度有很大的影响。
现在发现蜡旋转涂覆时随着离心力的作用蜡膜由内向外铺开，在硅片边缘形成蜡膜堆积，形成“皇冠状”(见图1)，贴付在陶瓷板上后形成边缘突起，抛光加工完成后则硅片出现边缘塌陷(见图2)。
发明内容
本发明提供了一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，已解决以上至少一个技术问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供了一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，滴蜡后，硅片低速旋转，低速旋转的速度为1000-1500rpm；
步骤二，硅片中速旋转，中速旋转的速度为2000-2500rpm；
步骤三，硅片高速旋转，高速旋转的速度为3000～3500rpm。
本专利将涂蜡旋转分为3个步骤，实现了蜡膜厚度的一致性。且蜡膜厚度控制在要求范围内，较厚的蜡膜容易造成波纹的不良。
步骤一，滴蜡后涂蜡旋转起始速度设定为1000～1500rpm，较低的转速保护旋转电机正常启动；步骤二中速旋转2000～2500rpm使得蜡膜覆盖至硅片整个表面；步骤三，高速旋转3000～3500rpm使得堆积在硅片边缘的蜡被加速甩出，从而获得更好的蜡膜均一性。
进一步优选地，步骤一，时间为1～2s。
进一步优选地，步骤二，时间为2～3s。
进一步优选地，步骤三，时间为2～3s。
进一步优选地，滴蜡的时间为1s。
进一步优选地，步骤一，低速旋转的速度为1500rpm，时间为1s；
步骤二，中速旋转的速度为2500rpm，时间为2s；
步骤三，高速旋转的速度为3500rpm，时间为3s。
进一步优选地，步骤一，滴蜡时，滴在硅片距离中心偏离为5～7mm。
涂蜡时蜡首先滴在硅片距离中心偏离5～7mm，通过旋转使蜡均匀分布在整个硅片面上，为后续硅片贴付在陶瓷板上做准备。若是滴在硅片的中心，旋转时便会缺少离心力导致中心部的蜡膜的厚度太厚，抛光后发生中心凹陷。通过调整涂覆的旋转速度来控制蜡膜厚度其均一性，从而保证硅片平整度。
进一步优选地，步骤一，滴蜡时，蜡存储在一针筒内，所述针筒可拆卸安装在研磨盘的上方；
所述针筒的出蜡口的外圆周安装有一中央红外激光发射头，所述中央红外激光发射头用于正对硅片的中心，所述中央红外激光发射头与所述针筒的出蜡口的距离为5～7mm。
便于实现滴蜡位置的精确保证。
进一步优选地，所述针筒安装在一支架上；
所述支架包括与研磨盘的机架以竖直方向转动连接的立柱，所述立柱与支撑架固定连接，所述支撑架上开设有用于可拆卸连接所述针筒的安装槽；
所述机架以及所述立柱上设有相互匹配的用于标识立柱旋转到位的定位结构；
所述旋转到位时，针筒的出蜡口与硅片中心的距离为5-7mm。
便于针筒的从研磨盘上方旋转移动出。
进一步优选地，所述支撑架上还设有一硅片定位结构，所述硅片定位结构包括中心块，所述中央红外激光发射头位于中心块的中央，所述中心块上偏心开设有所述安装槽，所述中心块的外围铰接在安装槽外围的摆臂；
所述摆臂远离中心块的端部安装有激光发射头，所述摆臂的中央与气动伸缩杆的一端铰接，所述气动伸缩杆的另一端与所述中心块铰接。
便于通过统一所有的气动伸缩杆的伸长量，进而实现激光发射头距离中央距离的调整，进而实现不同的外径的硅片的定位。
或者，所述支撑架上还设有一硅片定位结构，所述硅片定位结构包括定位盘，所述定位盘固定在一中心块的外围，所述中央红外激光发射头位于中心块的中央，所述中心块上偏心设置有所述安装槽；
所述硅片定位结构还包括旋转盘，所述旋转盘与所述中心块通过轴承转动连接；
所述定位盘上开设有三个周向排布的一字槽，所述一字槽内滑动连接有红外激光发射头；
所述旋转盘上开设有用于滑动连接所述红外激光发射头的弧形引导槽；
所述旋转盘的外壁上设有用于带动旋转盘旋转的把手；
所述红外激光发射头包括外壳，所述外壳上螺纹连接有上压环以及下压环，所述上压环与所述下压环夹持在所述旋转盘以及定位盘之间。
便于通过旋转盘的旋转，进而实现激光发射头距离中央距离的调整，进而实现不同的外径的硅片的定位。
进一步优选地，步骤一，滴蜡量为1.0～2.0ml。
由于涂蜡旋转过程中离心力的作用，蜡膜涂覆由内向外覆盖在硅片表面，为保证整个硅片面上都能覆盖到蜡膜，所以蜡的使用量必须能够满足其均匀涂覆在硅片整面上，不能有覆盖不到的位置，以此为使用量的下限。
附图说明
图1为背景技术中硅片上涂覆有拉膜的一种结构示意图；
图2为背景技术中硅片涂覆有蜡油摆放在陶瓷板上的示意图；
图3为本发明的流程图；
图4为本发明的局部结构示意图；
图5为本发明的硅片定位结构的一种仰视图
图6为本发明的硅片定位结构的另一种结构的俯视图；
图7为本发明的硅片定位结构的图5结构的仰视图；
图8为本发明涂蜡厚度测量点的布局示意图。
1为研磨盘，2为针筒，3为立柱，4为支撑架，5为激光发射头，6为伸缩杆，7为延伸部，8为摆臂，9为安装槽，10为中央红外激光发射头。11为旋转盘，12为弧形引导槽，13为定位盘，14为一字槽。
具体实施方式
下面结合本发明的附图和实施例对本发明的实施作详细说明，以下实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
参见图3至图7，一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，包括如下步骤：
步骤一，滴蜡，滴蜡时，滴在硅片距离中心偏离为5～7mm。滴蜡的时间为1s。
滴蜡后，硅片低速旋转，低速旋转的速度为1000-1500rpm，时间为1～2s。
步骤二，硅片中速旋转，中速旋转的速度为2000-2500rpm，时间为2～3s。
步骤三，硅片高速旋转，高速旋转的速度为3000～3500rpm，时间为2～3s。
本专利将涂蜡旋转分为3个步骤，实现了蜡膜厚度的一致性。
步骤一，滴蜡后涂蜡旋转起始速度设定为1000～1500rpm，较低的转速保护旋转电机正常启动；步骤二中速旋转2000～2500rpm使得蜡膜覆盖至硅片整个表面；步骤三，高速旋转3000～3500rpm使得堆积在硅片边缘的蜡被加速甩出，从而获得更好的蜡膜均一性。
步骤一，低速旋转的速度为1500rpm，时间为1s；
步骤二，中速旋转的速度为2500rpm，时间为2s；
步骤三，高速旋转的速度为3500rpm，时间为3s。
步骤一，滴蜡时，蜡存储在一针筒内，针筒可拆卸安装在研磨盘的上方；针筒的出蜡口的外圆周安装有一中央红外激光发射头，中央红外激光发射头用于正对硅片的中心，中央红外激光发射头与针筒的出蜡口的距离为5～7mm。便于实现滴蜡位置的精确保证。
针筒2安装在一支架上；支架包括与研磨盘1的机架以竖直方向转动连接的立柱3，立柱3与支撑架固定连接，支撑架上开设有用于可拆卸连接针筒2的安装槽；机架以及立柱3上设有相互匹配的用于标识立柱3旋转到位的定位结构；旋转到位时，针筒2的出蜡口与硅片中心的距离为5-7mm。便于针筒2的从研磨盘1上方旋转移动出。
支撑架4上还设有一硅片定位结构，硅片定位结构包括中心块，中央红外激光发射头10位于中心块的中央，中心块上偏心开设有安装槽9，中心块的外围铰接在安装槽9外围的摆臂8；摆臂8远离中心块的端部安装有激光发射头5，摆臂8的中央与气动伸缩杆的一端铰接，气动伸缩杆6的另一端与中心块铰接。便于通过统一所有的气动伸缩杆6的伸长量，进而实现激光发射头5距离中央距离的调整，进而实现不同的外径的硅片的定位。中心块设有向外延伸的延伸部7，气动伸缩杆的端部与延伸部铰接。或者，中心块上设有内凹部，气动伸缩杆的端部与内凹部铰接。
或者，支撑架4上还设有一硅片定位结构，硅片定位结构包括定位盘，定位盘固定在一中心块的外围，中央红外激光发射头5位于中心块的中央，中心块上偏心设置有安装槽；硅片定位结构还包括旋转盘11，旋转盘11与中心块通过轴承转动连接；定位盘13上开设有三个周向排布的一字槽14，一字槽14内滑动连接有红外激光发射头5；旋转盘上开设有用于滑动连接红外激光发射头5的弧形引导槽12；旋转盘的外壁上设有用于带动旋转盘旋转的把手；红外激光发射头5包括外壳，外壳上螺纹连接有上压环以及下压环，上压环与下压环夹持在旋转盘以及定位盘13之间。便于通过旋转盘的旋转，进而实现激光发射头5距离中央距离的调整，进而实现不同的外径的硅片的定位。定位盘位于旋转盘的上方。定位盘13的一子槽14旁设有刻度线，刻度线的长度方向与一字槽的长度方向平行。
步骤一，滴蜡量为1.0～2.0ml。
通过涂蜡转速交叉验证，分段式涂蜡旋转可以获得更好的蜡膜均一性以及将蜡膜厚度控制在理想的范围之内(1.3±0.1um)。9个厚度测量点参见图8。
序号1-3为采用传统均一转速测定的结果，序号4-8为采用本专利交替转速的测定结果。
Figure BDA0003240987590000051
序号1-3为采用传统均一转速测定的结果，其中虽然部分蜡膜均匀性优于序号4-8为采用交替转速的测定结果，但序号1-3测定的蜡膜厚度高于序号4-8的测定结果，序号1-3测定的蜡膜厚度相对于理由的蜡膜厚度偏差较大，理想蜡膜厚度1.3±0.1um，较厚的蜡膜容易造成波纹的不良。
故，采用交替转速的方式的蜡膜性能优于传统均一转速的蜡膜性能。
通过上述不同的实验可以获知序号4，步骤一，低速旋转的速度为1500rpm，时间为1s；步骤二，中速旋转的速度为2500rpm，时间为2s；步骤三，高速旋转的速度为3000rpm，时间为3s。旋涂后的均匀性及蜡膜厚度最佳。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，滴蜡后，硅片低速旋转，低速旋转的速度为1000-1500rpm；
步骤二，硅片中速旋转，中速旋转的速度为2000-2500rpm；
步骤三，硅片高速旋转，高速旋转的速度为3000～3500rpm。
2.根据权利要求1所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：步骤一，时间为1～2s。
3.根据权利要求1所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：步骤二，时间为2～3s。
4.根据权利要求1所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：步骤三，时间为2～3s。
5.根据权利要求1所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：滴蜡的时间为1s。
6.根据权利要求1所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：步骤一，低速旋转的速度为1500rpm，时间为1s；
步骤二，中速旋转的速度为2500rpm，时间为2s；
步骤三，高速旋转的速度为3500rpm，时间为3s。
7.根据权利要求1所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：步骤一，滴蜡时，滴在硅片距离中心偏离为5～7mm。
8.根据权利要求1所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：步骤一，滴蜡时，蜡存储在一针筒内，所述针筒可拆卸安装在研磨盘的上方；
所述针筒的出蜡口的外圆周安装有一中央红外激光发射头，所述中央红外激光发射头用于正对硅片的中心，所述中央红外激光发射头与所述针筒的出蜡口的距离为5～7mm。
9.根据权利要求8所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：所述针筒安装在一支架上；
所述支架包括与研磨盘的机架以竖直方向转动连接的立柱，所述立柱与支撑架固定连接，所述支撑架上开设有用于可拆卸连接所述针筒的安装槽；
所述机架以及所述立柱上设有相互匹配的用于标识立柱旋转到位的定位结构；
所述旋转到位时，针筒的出蜡口与硅片中心的距离为5-7mm。
10.根据权利要求10所述的一种分段式涂蜡转速改善平坦度的方法，其特征在于：所述支撑架上还设有一硅片定位结构，所述硅片定位结构包括中心块，所述中央红外激光发射头位于中心块的中央，所述中心块上偏心开设有所述安装槽，所述中心块的外围铰接在安装槽外围的摆臂；
所述摆臂远离中心块的端部安装有激光发射头，所述摆臂的中央与气动伸缩杆的一端铰接，所述气动伸缩杆的另一端与所述中心块铰接。
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