CN115816218A

CN115816218A - 用于硅片边缘抛光的设备及方法

Info

Publication number: CN115816218A
Application number: CN202211612654.0A
Authority: CN
Inventors: 聂阳
Original assignee: Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd; Xian Eswin Material Technology Co Ltd
Current assignee: Xian Eswin Silicon Wafer Technology Co Ltd; Xian Eswin Material Technology Co Ltd
Priority date: 2022-12-14
Filing date: 2022-12-14
Publication date: 2023-03-21
Also published as: TW202330167A

Abstract

本发明实施例公开了用于硅片边缘抛光的设备及方法，所述设备包括：用于传送硅片的机械手；控制器，所述控制器用于根据标准位置控制所述机械手将所述硅片传送至与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处，以使所述硅片在所述期望位置处被执行边缘抛光。所述设备包括用于传送硅片的机械手和控制器，通过控制器控制机械手运动，能够将硅片放置在与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处，由此能够使抛光后的硅片满足不同的形貌要求，同时也避免了因手动调整机械手而造成硅片破损的情况发生。

Description

用于硅片边缘抛光的设备及方法

技术领域

本发明实施例涉及半导体加工技术领域，尤其涉及用于硅片边缘抛光的设备及方法。

背景技术

半导体硅晶圆片是制造超大规模集成电路的主要衬底材料，随着半导体产业的飞速发展，对衬底材料的精度要求也越来越高，特别是对硅片的外表面状态越来越严格。一般在衬底加工时需要对硅片的外圆表面进行抛光处理，从而确保在外延工艺中硅片边缘处不产生滑移线或外延层错等缺陷，进而提高外延片或器件成品率。

随着精度要求的提高，一些原本未曾关注的边缘抛光问题逐渐被发现，并成为影响产品质量和成品率的主要因素，如何保证硅片边缘形貌正是这类问题的一个典型代表。

硅片在被执行倒角工序之后，会影响硅片的边缘形貌的工序至少包括边缘抛光工序，因此为了满足硅片产品出货时边缘形貌的要求，需要保持被执行边缘抛光后的硅片的倒角部分形貌。硅片的边缘抛光工序包括V型缺口抛光和圆形边缘抛光，其中，这里的圆形边缘抛光是指针对硅片的边缘轮廓除V型缺口之外部分的抛光。当执行圆形边缘抛光时，待抛光硅片相对于抛光头的定位将决定抛光后硅片的形貌尺寸，因此，如何使待抛光硅片精准定位，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供用于硅片边缘抛光的设备及方法；能够使待抛光的硅片定位在与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处，实现了硅片的精准定位，以满足对抛光后产品的形貌的要求。

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用于硅片边缘抛光的设备，所述设备包括：

用于传送硅片的机械手；

控制器，所述控制器用于根据标准位置控制所述机械手将所述硅片传送至与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处，以使所述硅片在所述期望位置处被执行边缘抛光。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于硅片边缘抛光的方法，所述方法包括：

将硅片固定在机械手上；

根据标准位置控制所述机械手将所述硅片传送至与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处，以使所述硅片在所述期望位置处被执行边缘抛光。

本发明实施例提供了用于硅片边缘抛光的设备及方法；所述设备包括用于传送硅片的机械手和控制器，通过控制器控制机械手运动，能够将硅片放置在与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处，由此能够使抛光后的硅片满足不同的形貌要求，同时也避免了因手动调整机械手而造成硅片破损的情况发生。

附图说明

图1为本发明实施例提供的常规技术中使用的硅片边缘抛光设备。

图2为本发明实施例提供的常规技术中使用的另一硅片边缘抛光设备的一部分。

图3为经边缘抛光后的硅片的形貌的示意图。

图4为本发明实施例提供的用于硅片边缘抛光的设备的示意图。

图5为本发明另一实施例提供的用于硅片边缘抛光的设备的示意图。

图6为本发明又一实施例提供的用于硅片边缘抛光的设备的示意图。

图7为本发明实施例提供的用于硅片边缘抛光的方法的流程图。

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。

参见图1，其示出了常规技术方案中硅片W的边缘抛光设备1。由图1可以看出，边缘抛光设备1主要包括：真空吸盘10、圆边抛光鼓20、多个抛光头30以及供液管路40；其中，真空吸盘10主要用于吸附固定待边缘抛光的硅片W；圆边抛光鼓20主要用于与真空吸盘10相配合，以完成对硅片W边缘的抛光。具体来说，在硅片W的边缘抛光过程中，硅片W被真空吸盘10吸附固定住，并且真空吸盘10向靠近圆边抛光鼓20的方向移动，使得硅片W的边缘与抛光垫30能够相抵接。在硅片W的边缘抛光过程中，抛光液经设置在圆边抛光鼓20中心位置的供液管路40直接滴落在硅片W上表面的中央位置，同时，圆边抛光鼓20绕中心轴线X转动，且真空吸盘10带动硅片W也同样地绕中心轴线X转动，使得硅片W上表面的抛光液在离心力的作用下流动至硅片W的边缘，并流动至硅片W和抛光垫30之间，在这种情况下，圆边抛光鼓20的高速旋转也会对硅片W施加压力并与硅片W维持相对转动，从而实现了对硅片W边缘的抛光。

不同的应用场合对硅片形貌的要求不同。图2示出了常规技术方案中边缘抛光设备1的抛光头30和硅片W，其中，抛光头30可以分为三组，分别用于对硅片W的上边缘、下边缘和周向边缘进行抛光。在硅片制造过程中，可以通过根据目标边缘形貌设定抛光上边缘和下边缘的抛光头的倾斜角度，以获得满足要求的硅片。

为了达到边缘形貌要求，除了设定抛光头的角度，还要注意硅片相对于抛光头的定位。在图2中，分别用实线和虚线示出了硅片W相对于抛光头30的两种定位，在图3中，对应地示出了以图2示出的两种方式定位而被加工出的硅片。通过对比可以看出，即使抛光头的设定角度相同，但硅片相对于抛光头的定位不同，则获得的硅片的形貌尺寸也不相同，例如，尺寸A1、B1、A2、B2均不同。

目前，通常由机械手将硅片从其他工位运送至边缘抛光工位。然而，一方面，机械手存在无法将硅片准确传送到位的问题，另一方面，机械手的姿态和位置往往是固定的，如果需要生产具有不同边缘形貌的硅片，则需要人为干预硅片的定位，而人为干预精度太低，可能致使硅片在抛光时被抛光头挤碎。

基于以上问题，参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种用于硅片W边缘抛光的设备2，所述设备2包括：

用于传送硅片W的机械手201；

控制器202，所述控制器用于根据标准位置SD控制所述机械手201将所述硅片W传送至与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置DE处，以使所述硅片W在所述期望位置DE处被执行边缘抛光。

如图4所示，本发明实施例提供的设备2包括机械手201和控制器202，待边缘抛光的硅片W可以被固定在机械手201上。作为示例，参见图4，机械手201可以设置有夹持部2011，用于通过夹持硅片W的周向边缘来保持硅片，例如夹持部2011可以在沿硅片的直径方向的两个中心对称位置处夹持硅片W的周向边缘，当然，可以理解的是，机械手201也可以设置有负压吸附装置，以通过吸附硅片的主表面来保持硅片。机械手201可以承载硅片W并将其传送至抛光台PL上的待抛光位置。机械手201的运动由控制器202控制，而不需要人工的参与。可以在抛光台PL上设置标准位置SD，例如可以将与硅片的常规形貌相对应的硅片位置设置为标准位置SD，当需要生产具有常规形貌的硅片时，控制器可以控制机械手将待边缘抛光的硅片放置在标准位置SD，硅片将在该标准位置SD被执行边缘抛光，由此可以获得具有常规形貌的硅片，在此情况下，标准位置SD与期望位置DE重合；当需要制造具有特殊形貌的硅片时，待边缘抛光的硅片则需要放置在偏离于标准位置SD的位置处，对此，控制器则根据标准位置SD控制所述机械手201将所述硅片W传送至与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置DE处。

本发明实施例提供了用于硅片边缘抛光的设备2；所述设备2包括用于传送硅片的机械手201和控制器202，通过控制器控制机械手运动，能够将硅片放置在与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处，由此能够使抛光后的硅片满足不同的形貌要求，同时也避免了因手动调整机械手而造成硅片破损的情况发生。

对于机械手201的具体操作，根据本发明的优选实施例，所述控制器202将所述硅片W传送至所述标准位置SD后，再根据所述期望位置DE相对于所述标准位置SD的偏移量将所述硅片W传送至所述期望位置DE，也就是说，可以将硅片W的传送分成两步，第一步先将硅片W传送至标准位置SD，第二步将硅片从标准位置SD传送至期望位置DE。由于具有不同形貌的硅片之间的尺寸差异并不大，因此，期望位置DE与标准位置SD之间的距离也很小。如果分两步传送硅片，第一步移动硅片的距离相对较大，例如，如图4所示，可以将硅片先从等待位置WP移动至标准位置SD，对于这一步，可以将机械手的移动速度设置成较快；第二部移动硅片的距离相对较小，实际上可以认为是对硅片位置的微调，这一步的移动速度可以较慢，以便能够更精准地移动硅片至期望位置DE，由此可以在整体上提高传送硅片的效率，并且提高硅片最终定位的精确度。

为了实现对机械手201的自动化控制，优选地，参见图5，所述设备2还包括：配置成与所述控制器通信的处理器203，所述处理器203用于获取所述期望位置DE相对于所述标准位置SD的所述偏移量并发送至所述控制器202，由此，无需手动输入机械手的移动量，只需要将目标形貌和计算模型输入处理器，则可以由处理器将目标形貌转换成机械手的移动量，并发送至控制器以控制机械手移动相应的量。

在实际操作中，为了能够更精准地传送硅片，可以将机械手设置成仅在单一直线方向上移动，作为示例，如图4所示，所示设备2还包括导引杆204，所述机械手201和所述控制器202设置成仅能够沿导引杆204移动，就图4而言，只能沿水平方向移动，而不能沿其他方向移动，这样，可以预先将导引杆设置在适当的位置，使得仅需要调整机械手沿导引杆204的移动距离就可以将硅片传送至期望位置DE。在这种情况下，作为一种具体实现形式，当所述控制器202控制所述机械手201朝向抛光头(图4中未示出)移动时，所述偏移量为正值；当所述控制器202控制所述机械手201远离所述抛光头移动时，所述偏移量为负值。

除了控制机械手按照设定值进行移动之外，也可以采用其他方式控制机械手的移动。根据本发明的优选实施例，参见图6，所述设备2还包括与所述控制器202通信的感测器205，所述感测器205配置成当所述硅片W被传送至所述标准位置SD时向所述控制器发送信号，由此可以根据感测器205的检测结果确定硅片是否到达标准位置SD，进一步提高了对硅片定位的精度。

关于感测器的具体实现形式，优选地，所述感测器205为分别设置在所述机械手201和标准位置SD处的成对的传感器。参见图6，在机械手上设置有第一传感器2051和第二传感器2052，并且在标准位置SD的对应位置上设置有第三传感器2053和第四传感器2054，当机械手将硅片传送至标准位置SD时，第二传感器2052和第四传感器2054可以分别接收到第一传感器2051和第三传感器2053发射的信号，并同时向控制器发送信号，控制器则根据信号控制机械手停止移动以将硅片放置在标准位置SD处。

参见图7，本发明实施例还提供了一种用于硅片边缘抛光的方法，所述方法包括：

S101、将硅片固定在机械手上；

S102、根据标准位置控制所述机械手将所述硅片传送至与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处，以使所述硅片在所述期望位置处被执行边缘抛光。

根据本发明的优选实施例，所述根据标准位置控制所述机械手将所述硅片传送至与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处包括：将所述硅片W传送至所述标准位置SD后，再根据所述期望位置DE相对于所述标准位置SD的偏移量将所述硅片W传送至所述期望位置DE。

根据本发明的优选实施例，所述方法还包括获取所述期望位置DE相对于所述标准位置SD的所述偏移量。

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

1.一种用于硅片边缘抛光的设备，其特征在于，所述设备包括：

用于传送硅片的机械手；

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器将所述硅片传送至所述标准位置后，再根据所述期望位置相对于所述标准位置的偏移量将所述硅片传送至所述期望位置。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：配置与所述控制器通信的处理器，所述处理器用于获取所述期望位置相对于所述标准位置的所述偏移量并发送至所述控制器。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，当所述控制器控制所述机械手朝向抛光头移动时，所述偏移量为正值；当所述控制器控制所述机械手远离所述抛光头移动时，所述偏移量为负值。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括与所述控制器通信的感测器，所述感测器配置成当所述硅片被传送至所述标准位置时向所述控制器发送信号。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述感测器为分别设置在所述机械手和所述标准位置处的成对的传感器。

7.一种用于硅片边缘抛光的方法，其特征在于，所述方法包括：

将硅片固定在机械手上；

8.根据所述权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据标准位置控制所述机械手将所述硅片传送至与所述硅片的目标形貌相对应的期望位置处包括：将所述硅片传送至所述标准位置后，再根据所述期望位置相对于所述标准位置的偏移量将所述硅片传送至所述期望位置。

9.根据所述权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括获取所述期望位置相对于所述标准位置的所述偏移量。