CN115816298A - 定盘、抛光设备和抛光方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及定盘、抛光设备和抛光方法，该定盘用于抛光设备，定盘包括用于在其上附接用以对硅片进行抛光的抛光垫的定盘平面，定盘平面包括可升降部分，可升降部分能够相对于定盘平面升起及下降，以使得在硅片的抛光过程中抛光垫的与硅片的边缘对应的第一部分能够在与定盘平面垂直的方向上低于抛光垫的与硅片的中央区域对应的第二部分。通过本公开的定盘、抛光设备和抛光方法，实现了对硅片表面平坦度的改善。
Description
技术领域
本公开涉及半导体加工制造技术领域，具体地，涉及定盘、抛光设备和抛光方法。
背景技术
随着半导体技术的不断发展，对硅片表面的平坦度的要求越来越高。在硅片制造过程中，可以通过抛光工艺来对硅片的平坦度进行改善。抛光过程通常包括对硅片的正反两面进行抛光的双面抛光步骤和仅对硅片的正面进行抛光的最终抛光步骤。
在最终抛光中，吸附至抛光头的硅片被压在布置在抛光头的下方的抛光垫上以借助于抛光垫对硅片的正面进行抛光，其中，在抛光时，硅片和抛光垫始终处于旋转中。
然而，由于旋转带来的离心作用，抛光液容易聚集在硅片的边缘处，导致硅片边缘的抛磨程度相比于硅片中央要大；而且由于硅片被压在抛光垫上，抛光垫被压缩变形并会在硅片的靠近倒角的外缘处施加较大的作用，也会对硅片边缘产生相对于硅片中央更强的抛磨作用，这些会导致硅片边缘的厚度相比于硅片中央变薄，从而使硅片表面的平坦度恶化。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概要，而不是对本公开的全部范围或所有特征的全面公开。
本公开的目的在于提供一种能够降低对硅片边缘的抛磨程度的用于抛光设备的定盘。
为了实现上述目的，根据本公开的一个方面，提供了一种定盘，其用于抛光设备，定盘包括用于在其上附接用以对硅片进行抛光的抛光垫的定盘平面，
定盘平面包括可升降部分，可升降部分能够相对于定盘平面升起及下降，以使得在硅片的抛光过程中抛光垫的与硅片的边缘对应的第一部分能够在与定盘平面垂直的方向上低于抛光垫的与硅片的中央区域对应的第二部分。
在上述定盘中，可升降部分可以为与定盘同心地布置的环形部分。
在上述定盘中，环形部分可以包括靠近定盘的外周的外环形部分和/或靠近定盘的中心的内环形部分，其中，外环形部分和内环形部分均能够通过相对于定盘平面下降来使抛光垫的第一部分在所述方向上低于第二部分。
在上述定盘中，环形部分可以包括位于定盘的外周与中心之间的中间环形部分，其中，中间环形部分能够通过相对于定盘平面升起来使抛光垫的第一部分在所述方向上低于第二部分。
在上述定盘中，环形部分可以为沿定盘的径向方向连续地布置的多个环形部分。
在上述定盘中，可升降部分在所述方向上的位移量可以是能够调节的。
在上述定盘中，位移量能够根据硅片的边缘与中央区域在抛光过程中的温度差来调节，或者能够根据前一次抛光完的硅片的平坦度状况来调节。
根据本公开的另一方面，提供了一种抛光设备，其包括：
根据前述段落中的任一个所述的定盘；
抛光垫，其附接至定盘的定盘平面；以及
抛光头，其用于保持硅片以使其与抛光垫接触。
在上述抛光设备中，抛光垫的第一部分和第二部分的材料可以是不同的。
根据本公开的又一方面，提供了一种抛光方法，该抛光方法使用根据前述段落中的任一个所述的抛光设备进行，该抛光方法包括：
对定盘的可升降部分进行操作，使得抛光垫的第一部分在与定盘平面垂直的方向上低于第二部分；以及
通过抛光头使其所保持的硅片与抛光垫接触以对硅片进行抛光。
根据本公开，通过使定盘平面包括可相对于定盘平面升降的可升降部分，使得附接在定盘平面上的抛光垫的与硅片的边缘对应的第一部分在与定盘平面垂直的方向上低于抛光垫的与硅片的中央区域对应的第二部分，以此方式，一方面，经由整个抛光过程总体上使抛光垫的第一部分在与硅片的边缘接触时的塑性变形变小并由此减小抛光垫对硅片外缘的作用，降低对硅片边缘的抛磨程度；另一方面，经由整个抛光过程总体上使硅片边缘接受到的来自抛光垫的抛光液的量相对减少，降低对硅片边缘的抛磨程度，由此，减小硅片边缘的抛磨程度与硅片中央区域的抛磨程度之间的差异，从而提高抛光硅片的整体平坦度。
通过以下结合附图对本公开的示例性实施方式的详细说明，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将更加清楚。
附图说明
图1为根据本公开的实施方式的定盘的俯视平面图；
图2为沿定盘的直径方向截取的定盘的横截面图；
图3以俯视平面图示出了附接有抛光垫的图2中所示的定盘，其中，示出了处于抛光过程中的与抛光垫接触的硅片；
图4以横截面图示意性地示出了处于抛光过程中的定盘的一种操作方式，其中，外环形部分和内环形部分相对于定盘平面降低；
图5以横截面图示意性地示出了处于抛光过程中的定盘的另一操作方式，其中，中间环形部分相对于定盘平面升起；以及
图6为根据本公开的另一实施方式的定盘的俯视平面图。
具体实施方式
下面参照附图、借助于示例性实施方式对本公开进行详细描述。要注意的是，对本公开的以下详细描述仅仅是出于说明目的，而绝不是对本公开的限制。
如之前提到的，在抛光过程中，抛光垫和硅片均会旋转，例如进行同向旋转，由此带来的离心作用会使抛光液趋于聚集在硅片的边缘处，导致硅片边缘的抛磨程度相比于硅片中央要大；此外，抛光垫由于在与硅片接触时的塑性变形会在硅片的靠近倒角的外缘处施加较大的作用，也会导致硅片边缘的抛磨程度相比于硅片中央要大，由此会使硅片表面的平坦度恶化。
为了解决上述问题，需要消除或至少降低硅片边缘的抛磨程度与硅片中央的抛磨程度之间的差异。
发明人注意到，由于在抛光过程中，抛光垫和硅片均会进行旋转，因此硅片的边缘的各个部位(或者，可以理解的，某一部位)在抛光过程中会周期性地出现在抛光垫的两个区域，即，靠近抛光垫的周边的环形区域和靠近抛光垫的中心的环形区域(即，对于硅片边缘的某一固定部位，其会每隔一定时间就出现在上述环形区域中)，而且，硅片的中央区域的各个部位会始终出现在抛光垫的中间区域，即，介于上述两个环形区域之间的区域。
为此，根据本公开的一方面，提出了一种定盘，其用于抛光设备，该定盘包括用于在其上附接用以对硅片进行抛光的抛光垫的定盘平面，定盘平面包括可升降部分，可升降部分能够相对于定盘平面升起及下降，以使得在硅片的抛光过程中抛光垫的与硅片的边缘对应的第一部分能够在与定盘平面垂直的方向上低于抛光垫的与硅片的中央区域对应的第二部分。
由于在抛光过程中硅片的边缘的各个部位均会周期性地出现在上述环形区域中，因此通过操作可升降部分来使附接在定盘平面上的抛光垫的与硅片的边缘对应的第一部分在与定盘平面垂直的方向上低于抛光垫的与硅片的中央区域对应的第二部分，一方面，可以经由整个抛光过程总体上使抛光垫的第一部分在与硅片的边缘接触时的塑性变形变小并由此减小抛光垫对硅片外缘的作用，降低对硅片边缘的抛磨程度；另一方面，可以经由整个抛光过程总体上使硅片边缘接受到的来自抛光垫的抛光液的量相对减少，这同样可以降低对硅片边缘的抛磨程度，由此，可以减小硅片边缘的抛磨程度与硅片中央区域的抛磨程度之间的差异，提高抛光硅片的整体平坦度。
需要说明的是，可升降部分在升降动作之后通常仍会使抛光垫的与其对应的部分与硅片接触，仅是降低了对硅片相应部分的抛磨程度。然而，可以理解的是，另一方面，可升降部分也可以使抛光垫的与其对应的部分充分升降，以脱离与硅片的接触，由于硅片的边缘仍会在旋转时经过抛光垫的其他部位如中间环形区域，因此仍会起到降低对硅片边缘的抛磨程度的目的。
具体而言，参照图1至图3，定盘1包括定盘平面11，抛光垫2能够附接在定盘平面11上以用于对硅片3进行抛光，可升降部分12能够相对于定盘平面11升起及下降，并且可升降部分12可以为与定盘1同心地布置的环形部分。在抛光过程中，通过操作可升降部分12，可以使抛光垫2的与硅片3的边缘对应的第一部分21(以虚线示出的环形区域)在与定盘平面11垂直的方向上低于抛光垫2的与硅片3的中央区域对应的第二部分22(以虚线示出的环形区域)。
也就是说，定盘1的定盘平面11的可升降部分12的升降操作带动了附接在定盘平面11上的抛光垫2的对应部分的升降，并由此总体上减小对硅片边缘的抛磨程度，从而消除或至少减小硅片边缘的抛磨程度与硅片中央区域的抛磨程度之间的差异，提高抛光硅片的整体平坦度。
可以设想的是，可升降部分12除了可以是与定盘1同心地布置的环形部分外，也可以是该环形部分的一部分，例如可以是该环形部分的一个或多个弧形部段。在这种情况下，由于在抛光过程中硅片的边缘的各个部位仍会周期性地出现在抛光垫的与该弧形部段对应的部分中，因此还是可以减小硅片边缘的抛磨程度与硅片中央区域的抛磨程度之间的差异，从而提高抛光硅片的整体平坦度。
在本公开的实施方式中，如图4中所示，环形部分(即可升降部分)12可以包括靠近定盘1的外周的外环形部分121和/或靠近定盘1的中心的内环形部分122，其中，外环形部分121和内环形部分122均能够通过相对于定盘平面11下降来使抛光垫2的第一部分21在与定盘平面11垂直的方向上低于第二部分22。
具体而言，当仅包括外环形部分121或仅包括内环形部分122时，由于硅片边缘的各个部位还是会周期性地出现在抛光垫2的与该环形部分对应的部分处，因此仍可以实现降低硅片边缘的抛磨程度的目的。当然，如果包括外环形部分121和内环形部分122这两者，则可以通过使二者均相对于定盘平面11下降来更有效地实现上述目的，如图4中所示，外环形部分121和内环形部分122从虚线位置下降至实线位置。
根据本公开的另一实施方式，如图5中所示，环形部分(即可升降部分)12可以包括位于定盘1的外周与中心之间的中间环形部分123，其中，中间环形部分123能够通过相对于定盘平面11升起来使抛光垫2的第一部分21在与定盘平面11垂直的方向上低于第二部分22。
在这种情况下，由于中间环形部分123相对于定盘平面11升起(如图5中所示，从虚线位置升起至实线位置)，因此抛光垫2的与硅片3的中央区域对应的第二部分22在与定盘平面11垂直的方向上高于抛光垫2的与硅片3的边缘对应的第一部分21，由此，可以总体上减小对硅片边缘的抛磨程度，从而消除或至少减小硅片边缘的抛磨程度与硅片中央区域的抛磨程度之间的差异，提高抛光硅片的整体平坦度。
可以设想的是，可升降部分12可以同时包括中间环形区域123以及外环形部分121和/或内环形部分122，并且中间环形区域123、外环形部分121和内环形部分122可以均升起或下降，只要能使抛光垫2的第一部分21在与定盘平面11垂直的方向上低于第二部分22即可。
根据本公开的实施方式，环形部分(即可升降部分)12可以为沿定盘1的径向方向连续地布置的多个环形部分。
例如，环形部分12可以是沿径向方向从定盘1的中心向周向边缘连续地布置的多个环形部分，由此可以沿径向方向更精细地控制整个硅片的抛磨程度，通过减小整个硅片在径向方向上的各环形部分的抛磨程度之间的差异，可以更好地改善硅片的整体平坦度。
另一方面，仅针对外环形部分121、内环形部分122或中间环形部分123，其也可以为沿定盘1的径向方向连续地布置的多个环形部分，由此可以仅针对该单个环形部分的区域沿径向方向更精细地控制整个硅片的抛磨程度。
根据本公开的实施方式，可升降部分12在与定盘平面11垂直的方向上的位移量是能够调节的。
例如，可升降部分12可以通过控制器借助于驱动器来驱动升降，其中，可以通过控制器来控制驱动器的作用量并进而控制可升降部分12在与定盘平面11垂直的方向上的位移量。
以此方式，当硅片边缘的抛磨程度相对于硅片中央区域的抛磨程度仅略大时，可以例如使外环形部分121相对于定盘平面11略下降，即将可升降部分12的位移量控制成较小的，而当硅片边缘的抛磨程度相对于硅片中央区域的抛磨程度更大时，可以使外环形部分121相对于定盘平面11下降更多，即将可升降部分12的位移量控制成更大，由此可以更灵活和准确地消除或至少减少硅片边缘与中央区域的抛磨程度之间的差异。
在本公开的实施方式中，位移量能够根据硅片的边缘与中央区域在抛光过程中的温度差来调节，或者能够根据前一次抛光完的硅片的平坦度状况来调节。
硅片边缘的温度通常会略高于硅片中央区域的温度，如果两者之间的温度差越高，则表明硅片边缘的抛磨程度相比于硅片中央区域的抛磨程度会越大，因此，可以据此操作可升降部分12的位移量来降低硅片边缘与中央区域的抛磨程度差异。另一方面，也可以根据前一次抛光完的硅片的平坦度状况来调节，例如，当前一次抛光完的硅片的边缘与中央区域的抛磨程度差异较大时，可以操作可升降部分12例如外环形部分121下降较大位移量，由此降低硅片边缘与中央区域的抛磨程度差异。
抛光垫2通常附接在定盘平面11的整个表面上，随着可升降部分12的升降操作，抛光垫2的与其对应的部分也会进行升降动作，为使抛光垫2在进行这种升降动作时始终牢固地附接在定盘平面11上，如图6中所示，还提供了另一种定盘。
在图6中，外环形部分121可以设置在定盘平面11的更向内侧，使得定盘平面11的周向边缘能够留出一环形区域124，该环形区域124在抛光过程中是固定不动的，这样，抛光垫2可以在其周向边缘处牢固地附接至固定不动的环形区域124，由此可以使抛光垫2在整个抛光过程中能够稳固地附接至定盘平面11。
根据本公开的另一方面，还提供了一种抛光设备，其包括：
定盘1；
抛光垫2，其附接至定盘1的定盘平面11；以及
抛光头(未示出)，其用于保持硅片以使其与抛光垫接触。
根据本公开的实施方式，抛光垫2的第一部分21和第二部分22的材料可以是不同的。
例如，可以将第一部分21的材料选定为相比于第二部分22的材料能够使抛光液的流速更快，由此使第一部分21的抛磨能力相对降低。
根据本公开的又一方面，还提供了一种抛光方法，该抛光方法使用上述抛光设备进行，抛光方法可以包括：
对定盘的可升降部分进行操作，使得抛光垫的第一部分在与定盘平面垂直的方向上低于第二部分；以及
通过抛光头使其所保持的硅片与抛光垫接触以对硅片进行抛光。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种定盘，其用于抛光设备，所述定盘包括用于在其上附接用以对硅片进行抛光的抛光垫的定盘平面，其特征在于，
所述定盘平面包括可升降部分，所述可升降部分能够相对于所述定盘平面升起及下降，以使得在所述硅片的抛光过程中所述抛光垫的与所述硅片的边缘对应的第一部分能够在与所述定盘平面垂直的方向上低于所述抛光垫的与所述硅片的中央区域对应的第二部分。
2.根据权利要求1所述的定盘，其特征在于，所述可升降部分为与所述定盘同心地布置的环形部分。
3.根据权利要求2所述的定盘，其特征在于，所述环形部分包括靠近所述定盘的外周的外环形部分和/或靠近所述定盘的中心的内环形部分，其中，所述外环形部分和所述内环形部分均能够通过相对于所述定盘平面下降来使所述抛光垫的所述第一部分在所述方向上低于所述第二部分。
4.根据权利要求2所述的定盘，其特征在于，所述环形部分包括位于所述定盘的外周与中心之间的中间环形部分，其中，所述中间环形部分能够通过相对于所述定盘平面升起来使所述抛光垫的所述第一部分在所述方向上低于所述第二部分。
5.根据权利要求2所述的定盘，其特征在于，所述环形部分为沿所述定盘的径向方向连续地布置的多个环形部分。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的定盘，其特征在于，所述可升降部分在所述方向上的位移量是能够调节的。
7.根据权利要求6所述的定盘，其特征在于，所述位移量能够根据所述硅片的边缘与中央区域在所述抛光过程中的温度差来调节，或者能够根据前一次抛光完的硅片的平坦度状况来调节。
8.一种抛光设备，其特征在于，包括：
根据权利要求1至7中的任一项所述的定盘；
抛光垫，其附接至所述定盘的所述定盘平面；以及
抛光头，其用于保持硅片以使其与所述抛光垫接触。
9.根据权利要求8所述的抛光设备，其特征在于，所述抛光垫的所述第一部分和所述第二部分的材料是不同的。
10.一种抛光方法，其特征在于，所述抛光方法使用根据权利要求8或9所述的抛光设备进行，所述抛光方法包括：
对所述定盘的所述可升降部分进行操作，使得所述抛光垫的所述第一部分在与所述定盘平面垂直的方向上低于所述第二部分；以及
通过所述抛光头使其所保持的硅片与所述抛光垫接触以对所述硅片进行抛光。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: Room 1-3-029, No. 1888, Xifeng South Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi 710065 Applicant after: Xi'an Yisiwei Material Technology Co.,Ltd. Address before: Room 1-3-029, No. 1888, Xifeng South Road, high tech Zone, Xi'an, Shaanxi 710065 Applicant before: Xi'an yisiwei Material Technology Co.,Ltd. |