CN117245520A - 一种晶圆抛光研磨设备及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆抛光研磨设备及工艺，其涉及晶圆抛光研磨技术领域，包括底座，固定在工作台上；收集仓，开设在所述底座的上端面；储液箱，固定在所述底座上，其内部放置有配置完成的抛光液；升降柱，固定在所述底座内；调节组件，固定在所述升降柱的输出端；抛光组件，转动设置在所述收集仓内，且通过管道进行抛光液的喷淋，所述管道与所述储液箱相连；以及废液口，开设在所述收集仓的一侧。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆抛光研磨技术领域，具体是一种晶圆抛光研磨设备及工艺。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅，高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅，硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。晶圆在进行研磨抛光时一般采用化学机械研磨（ChemicalMechanical Polishing，CMP），既有机械研磨又有酸碱溶液式的化学研磨两种相结合的技术，可以使晶圆表面较为平坦，方便后面工序。
目前在对晶圆进行抛光研磨时产生的碎屑易堆积在晶圆和抛光带之间，从而易导致对晶圆造成损伤，并且将制作完成后的晶圆直接进行抛光研磨会导致对抛光带的损耗较大，影响抛光带的使用寿命。
针对以上问题，本发明提供了一种晶圆抛光研磨设备，以解决上述问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶圆抛光研磨设备，包括：
底座，固定在工作台上；
收集仓，开设在所述底座的上端面；
储液箱，固定在所述底座上，其内部放置有配置完成的抛光液；
升降柱，固定在所述底座内；
调节组件，固定在所述升降柱的输出端；
抛光组件，转动设置在所述收集仓内，且通过管道进行抛光液的喷淋，所述管道与所述储液箱相连；
废液口，开设在所述收集仓的一侧。
进一步，优选的，所述调节组件包括：
调节电机，固定在所述升降柱上；
固定盘，固定在所述升降柱上，且位于所述调节电机的下方；
固定组件，固定在所述调节电机的输出端。
进一步，优选的，所述固定盘上开设有限位槽，所述限位槽为螺旋开设，其内壁开设有调节槽，且所述调节槽的位置高度由固定盘的外壁至轴心位置逐步降低。
进一步，优选的，所述固定组件包括：
固定块，固定在所述调节电机的输出端；
滑动杆，滑动设置在所述固定块上；
电机，固定在所述滑动杆远离所述固定块的一端顶部；
连接轴，转动设置在所述滑动杆上，且由所述电机进行驱动；
滑动套，滑动设置在所述连接轴上，且与所述连接轴之间不可转动；
调节盘，固定在所述滑动套外壁，且位于所述调节槽内；
安装盘，螺纹连接在所述滑动套上。
进一步，优选的，所述抛光组件包括：
抛光盘，采用转动盘转动设置在所述收集仓内；
从动齿轮，固定在所述转动盘上，且一侧啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮通过底座内的抛光电机进行驱动；
旋转接头，转动设置在所述转动盘上；
清洗管，被配置为两个，一端对称固定在所述旋转接头上，另一端分别与清洗设备相连。
进一步，优选的，所述抛光盘包括：
主体；
第一抛光带，为环形，固定在所述主体的上端面；
第二抛光带，固定在所述主体的上端面的中心位置；
排液槽，开设在所述第一抛光带和第二抛光带之间；
清洁带，固定在所述排液槽内。
进一步，优选的，所述第一抛光带和第二抛光带上均开设有排屑槽，所述排液槽内固定有多个第一喷头和第二喷头，且多个所述第一喷头和第二喷头分别位于清洁带的两侧，所述排液槽内还倾斜开设有多个排液口，且所述排液口贯穿主体。
一种晶圆抛光研磨设备的使用工艺，包括如下步骤：
S1:晶圆抛光研磨准备，将晶圆安装在调节组件上，并通过储液箱对抛光组件喷淋抛光液；
S2:参数调节，通过升降柱调节抛光压力，通过抛光电机和电机的反向转动调节抛光转速，且抛光电机的转速大于电机的转速；
S3:初次抛光，晶圆首先完全位于第一抛光带进行初次抛光，抛光液和碎屑沿排屑槽排出；
S4:抛光面清洁，通过调节组件对晶圆位置进行调节，使晶圆向第二抛光带移动，移动过程中通过第一喷头和清洁带对其进行清洁和擦拭；
S5:最终抛光，使晶圆至少二分之一面积位于第二抛光带上，并提高抛光转速，且同时开启第二喷头进行喷淋。
与现有技术相比，本发明提供了一种晶圆抛光研磨设备，具备以下有益效果：
本发明中，通过第一抛光带和第一抛光压力对晶圆进行初步抛光，去除表面粗糙和氧化层，避免碎屑一次产生过多，对晶圆造成损伤，初步抛光完成后，通过清洁带和第一喷头对晶圆进行清理，避免晶圆上附微小碎屑影响二次抛光，之后晶圆通过调节电机转动至第二抛光带，且进行二次抛光时抛光压力和速度同时增大，提高抛光效果，同时开启第二喷头进行喷淋，进一步的避免碎屑影响抛光，且通过排屑槽能够在进行抛时，使碎屑随抛光液进行流动，从而避免碎屑对晶圆造成损伤，大幅度的提高了抛光效果。
附图说明
图1为一种晶圆抛光研磨设备的整体示意图；
图2为一种晶圆抛光研磨设备的调节组件示意图；
图3为一种晶圆抛光研磨设备的固定组件示意图；
图4为一种晶圆抛光研磨设备的抛光组件示意图；
图5为一种晶圆抛光研磨设备的抛光盘示意图；
图中：1、底座；2、收集仓；3、储液箱；4、升降柱；5、调节组件；6、抛光组件；7、废液口；51、调节电机；52、固定盘；53、限位槽；54、调节槽；55、固定组件；551、固定块；552、滑动杆；553、电机；554、连接轴；555、滑动套；556、调节盘；557、安装盘；61、抛光盘；62、转动盘；63、从动齿轮；64、驱动齿轮；65、旋转接头；66、清洗管；611、第一抛光带；612、排液槽；613、清洁带；614、第二抛光带；615、排屑槽；616、第一喷头；617、第二喷头；618、排液口。
具体实施方式
参照图1~5，本发明提供一种技术方案：一种晶圆抛光研磨设备，包括：
底座1，固定在工作台上；
收集仓2，开设在所述底座1的上端面；
储液箱3，固定在所述底座1上，其内部放置有配置完成的抛光液；
升降柱4，固定在所述底座1内；
调节组件5，固定在所述升降柱4的输出端；
抛光组件6，转动设置在所述收集仓2内，且通过管道进行抛光液的喷淋，所述管道与所述储液箱3相连；
废液口7，开设在所述收集仓2的一侧。
在本实施例中，所述调节组件5包括：
调节电机51，固定在所述升降柱4上；
固定盘52，固定在所述升降柱4上，且位于所述调节电机51的下方；
固定组件55，固定在所述调节电机51的输出端。
作为较佳的实施例，所述固定盘52上开设有限位槽53，所述限位槽53为螺旋开设，其内壁开设有调节槽54，且所述调节槽54的位置高度由固定盘52的外壁至轴心位置逐步降低。
作为较佳的实施例，所述固定组件55包括：
固定块551，固定在所述调节电机51的输出端；
滑动杆552，滑动设置在所述固定块551上；
电机553，固定在所述滑动杆552远离所述固定块551的一端顶部；
连接轴554，转动设置在所述滑动杆552上，且由所述电机553进行驱动；
滑动套555，滑动设置在所述连接轴554上，且与所述连接轴554之间不可转动；
调节盘556，固定在所述滑动套555外壁，且位于所述调节槽54内；
安装盘557，螺纹连接在所述滑动套555上。
也就是说，安装晶圆时，首先取下安装盘557，之后将晶圆固定在安装盘557上，固定方式可为石蜡粘接、真空吸盘等多种方式，最后将安装盘557螺纹连接在滑动套555上，需要注意的是，螺纹旋向与电机553的转动方向相反。
其中，当调节电机51进行转动时，带动滑动杆552转动，此时调节盘556在调节槽54内滑动，从而使滑动杆552在固定块551上滑动，使晶圆位置进行调节，并且通过调节槽54的位置高度由固定盘52的外壁至轴心位置逐步降低而去增加二次抛光的压力，避免通过升降柱4再次调节，影响精确度。
在本实施例中，所述抛光组件6包括：
抛光盘61，采用转动盘62转动设置在所述收集仓2内；
从动齿轮63，固定在所述转动盘62上，且一侧啮合有驱动齿轮64，所述驱动齿轮64通过底座1内的抛光电机进行驱动；
旋转接头65，转动设置在所述转动盘62上；
清洗管66，被配置为两个，一端对称固定在所述旋转接头65上，另一端分别与清洗设备相连。
需要注意的是，两个清洁管66内分别放置有清洁液和抛光液。
作为较佳的实施例，所述抛光盘61包括：
主体；
第一抛光带611，为环形，固定在所述主体的上端面；
第二抛光带614，固定在所述主体的上端面的中心位置；
排液槽612，开设在所述第一抛光带611和第二抛光带614之间；
清洁带613，固定在所述排液槽612内。
作为较佳的实施例，所述第一抛光带611和第二抛光带614上均开设有排屑槽615，所述排液槽612内固定有多个第一喷头616和第二喷头617，且多个所述第一喷头616和第二喷头617分别位于清洁带613的两侧，所述排液槽612内还倾斜开设有多个排液口618，且所述排液口618贯穿主体。
也就是说，通过第一抛光带611和第一抛光压力对晶圆进行初步抛光，去除表面粗糙和氧化层，避免碎屑一次产生过多，对晶圆造成损伤，初步抛光完成后，通过清洁带613和第一喷头616喷出的清洁液对晶圆进行清理，避免晶圆上附微小碎屑影响二次抛光，之后晶圆通过调节电机51转动至第二抛光带614，且进行二次抛光时抛光压力和速度同时增大，提高抛光效果，同时开启第二喷头617进行抛光液喷淋，既可在抛光的同时对晶圆进行清理，又能够通过喷淋抛光液避免对抛光造成影响，从而进一步的避免碎屑影响抛光，且通过排屑槽615能够在进行抛时，使碎屑随抛光液进行流动，从而避免碎屑对晶圆造成损伤，大幅度的提高了抛光效果。
一种晶圆抛光研磨设备的使用工艺，包括如下步骤：
S1:晶圆抛光研磨准备，将晶圆安装在调节组件5上，并通过储液箱3对抛光组件6喷淋抛光液；
S2:参数调节，通过升降柱4调节抛光压力，通过抛光电机和电机553的反向转动调节抛光转速，且抛光电机的转速大于电机553的转速；
S3:初次抛光，晶圆首先完全位于第一抛光带611进行初次抛光，抛光液和碎屑沿排屑槽615排出；
S4:抛光面清洁，通过调节组件5对晶圆位置进行调节，使晶圆向第二抛光带614移动，移动过程中通过第一喷头616和清洁带613对其进行清洁和擦拭；
S5:最终抛光，使晶圆至少二分之一面积位于第二抛光带614上，并提高抛光转速，且同时开启第二喷头617进行喷淋。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种晶圆抛光研磨设备，其特征在于：包括：
底座（1），固定在工作台上；
收集仓（2），开设在所述底座（1）的上端面；
储液箱（3），固定在所述底座（1）上，其内部放置有配置完成的抛光液；
升降柱（4），固定在所述底座（1）内；
调节组件（5），固定在所述升降柱（4）的输出端；
抛光组件（6），转动设置在所述收集仓（2）内，且通过管道进行抛光液的喷淋，所述管道与所述储液箱（3）相连；
废液口（7），开设在所述收集仓（2）的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种晶圆抛光研磨设备，其特征在于：所述调节组件（5）包括：
调节电机（51），固定在所述升降柱（4）上；
固定盘（52），固定在所述升降柱（4）上，且位于所述调节电机（51）的下方；
固定组件（55），固定在所述调节电机（51）的输出端。
3.根据权利要求2所述的一种晶圆抛光研磨设备，其特征在于：所述固定盘（52）上开设有限位槽（53），所述限位槽（53）为螺旋开设，其内壁开设有调节槽（54），且所述调节槽（54）的位置高度由固定盘（52）的外壁至轴心位置逐步降低。
4.根据权利要求3所述的一种晶圆抛光研磨设备，其特征在于：所述固定组件（55）包括：
固定块（551），固定在所述调节电机（51）的输出端；
滑动杆（552），滑动设置在所述固定块（551）上；
电机（553），固定在所述滑动杆（552）远离所述固定块（551）的一端顶部；
连接轴（554），转动设置在所述滑动杆（552）上，且由所述电机（553）进行驱动；
滑动套（555），滑动设置在所述连接轴（554）上，且与所述连接轴（554）之间不可转动；
调节盘（556），固定在所述滑动套（555）外壁，且位于所述调节槽（54）内；
安装盘（557），螺纹连接在所述滑动套（555）上。
5.根据权利要求4所述的一种晶圆抛光研磨设备，其特征在于：所述抛光组件（6）包括：
抛光盘（61），采用转动盘（62）转动设置在所述收集仓（2）内；
从动齿轮（63），固定在所述转动盘（62）上，且一侧啮合有驱动齿轮（64），所述驱动齿轮（64）通过底座（1）内的抛光电机进行驱动；
旋转接头（65），转动设置在所述转动盘（62）上；
清洗管（66），被配置为两个，一端对称固定在所述旋转接头（65）上，另一端分别与清洗设备相连。
6.根据权利要求5所述的一种晶圆抛光研磨设备，其特征在于：所述抛光盘（61）包括：
主体；
第一抛光带（611），为环形，固定在所述主体的上端面；
第二抛光带（614），固定在所述主体的上端面的中心位置；
排液槽（612），开设在所述第一抛光带（611）和第二抛光带（614）之间；
清洁带（613），固定在所述排液槽（612）内。
7.根据权利要求6所述的一种晶圆抛光研磨设备，其特征在于：所述第一抛光带（611）和第二抛光带（614）上均开设有排屑槽（615），所述排液槽（612）内固定有多个第一喷头（616）和第二喷头（617），且多个所述第一喷头（616）和第二喷头（617）分别位于清洁带（613）的两侧，所述排液槽（612）内还倾斜开设有多个排液口（618），且所述排液口（618）贯穿主体。
8.根据权利要求7所述的一种晶圆抛光研磨设备的使用工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1:晶圆抛光研磨准备，将晶圆安装在调节组件（5）上，并通过储液箱（3）对抛光组件（6）喷淋抛光液；
S2:参数调节，通过升降柱（4）调节抛光压力，通过抛光电机和电机（553）的反向转动调节抛光转速，且抛光电机的转速大于电机（553）的转速；
S3:初次抛光，晶圆首先完全位于第一抛光带（611）进行初次抛光，抛光液和碎屑沿排屑槽（615）排出；
S4:抛光面清洁，通过调节组件（5）对晶圆位置进行调节，使晶圆向第二抛光带（614）移动，移动过程中通过第一喷头（616）和清洁带（613）对其进行清洁和擦拭；
S5:最终抛光，使晶圆至少二分之一面积位于第二抛光带（614）上，并提高抛光转速，且同时开启第二喷头（617）进行喷淋。
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