DE102020135120A1

DE102020135120A1 - Polierkissen, poliervorrichtung und verfahren zum polieren von siliziumwafern

Info

Publication number: DE102020135120A1
Application number: DE102020135120.8A
Authority: DE
Inventors: Youhe Sha; Yue Xie
Original assignee: Zing Semiconductor Corp
Current assignee: Zing Semiconductor Corp
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2022-01-13
Also published as: US20220009051A1; KR102523271B1; KR20220006445A; US11471997B2; TW202202274A; CN111941251A; JP2022016266A

Abstract

Die vorliegende Erfindung sieht ein Polierkissen, eine Poliervorrichtung und ein Polierverfahren für einen Siliziumwafer vor. Das Polierkissen umfasst eine Polierfläche, die in Kontakt mit dem Siliziumwafer steht. Auf der Polierfläche ist mindestens eine Rille vorgesehen. Beim Polieren des Siliziumwafers hängt der Rand des Siliziumwafers zumindest teilweise über der Rille. Das Polierkissen, die Poliervorrichtung und das Siliziumwafer-Polierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung können die Polierrate an der Kante des Siliziumwafers reduzieren, während die Polierrate des gesamten Wafers im Wesentlichen unverändert bleibt, wodurch die Ebenheit der Kantendicke des Siliziumwafers sowie die Produktionsausbeute verbessert werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleiterfertigung, insbesondere ein Polierkissen, eine Poliervorrichtung und ein Verfahren zum Polieren von Siliziumwafern.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Mit der fortschreitenden technischen Entwicklung von integrierten Schaltkreisen (IC) sind die Qualität und die Eigenschaften von Siliziumwafern sehr gefragt. Insbesondere die Ebenheit des Siliziumwafers wird immer strenger gefordert, um eine Unschärfe bei der Belichtung zu verhindern.
Im Allgemeinen wird der Siliziumwafer einer doppelseitigen Politur (DSP) und einer Endpolitur (FP) unterzogen. DSP wird verwendet, um die Vorder- und Rückseite des Wafers zu polieren und die Form des Wafers durch eine Polierscheibe zu kontrollieren. FP wird verwendet, um die Vorderseite des Wafers zu polieren.
Für den abschließenden Poliervorgang ist es schwierig, die Dicke des Wafers an der äußersten Kante zu kontrollieren. Während des Poliervorgangs sammelt sich die Polierflüssigkeit leicht an der Kante an, wodurch die Kante des Wafers dünner wird. Die herkömmliche Vorrichtung und der herkömmliche Prozess sind nicht in der Lage, das Polieren an der Kantenposition von 145 mm bis 149 mm des Siliziumwafers genau zu regulieren, besonders wenn die Polierrate für den gesamten Wafer beibehalten werden muss. Eine Reduzierung der Polierrate an der Waferkante kann nicht durch die Einstellung der herkömmlichen Prozessparameter erreicht werden.
ZUSAMMENFASSUNG
In der Zusammenfassung der Erfindung wird eine Reihe von Konzepten in vereinfachter Form vorgestellt, die in der detaillierten Beschreibung weiter ausgeführt werden. Diese Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung beabsichtigt nicht, die Schlüsselelemente oder die wesentlichen technischen Merkmale der beanspruchten technischen Lösungen einzuschränken, und beabsichtigt auch nicht, den Umfang der beanspruchten technischen Lösung zu begrenzen.
Um die Probleme der herkömmlichen Technik zu lösen, sieht die vorliegende Anmeldung ein Polierkissen zum Polieren eines Siliziumwafers vor. Das Polierkissen weist eine Polierfläche auf, die mit dem Siliziumwafer in Kontakt steht. Auf der Polierfläche ist mindestens eine Rille vorgesehen. Während des Polierens hängt zumindest ein Teilrand des Siliziumwafers über der Rille.
In einer Ausführungsform umfasst die Rille eine erste ringförmige Rille in der Nähe der Kante des Kissens und eine zweite ringförmige Rille in der Nähe der Mitte des Kissens.
In einer Ausführungsform hat der Siliziumwafer einen Durchmesser, der größer ist als der Abstand zwischen dem inneren Rand der ersten ringförmigen Rille und dem äußeren Rand der zweiten ringförmigen Rille und kleiner oder gleich dem Abstand zwischen dem äußeren Rand der ersten ringförmigen Rille und dem inneren Rand der zweiten ringförmigen Rille.
In einer Ausführungsform sind das Polierkissen, die erste ringförmige Rille und die zweite ringförmige Rille konzentrisch.
In einer Ausführungsform hat die erste ringförmige Rille eine Breite von 3 mm bis 8 mm, eine Tiefe von 0,5 mm bis 2 mm, einen Außenkantenradius von 335 mm bis 340 mm und einen Innenkantenradius von 330 mm bis 335 mm.
In einer Ausführungsform hat die zweite ringförmige Rille eine Breite von 3 mm bis 8 mm, eine Tiefe von 0,5 mm bis 2 mm, einen Außenkantenradius von 35 mm bis 45 mm und einen Innenkantenradius von 30 mm bis 40 mm.
Die vorliegende Anmeldung stellt auch eine Poliervorrichtung zum Polieren eines Siliziumwafers zur Verfügung, umfassend: ein Polierkissen, wie oben beschrieben; eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des darauf angeordneten Polierkissens, um es zu drehen; einen Polierkopf zum Fixieren des Siliziumwafers, um die Vorderseite des Siliziumwafers mit dem Polierkissen in Kontakt zu bringen und die Kante des Siliziumwafers über der Rille des Polierkissens aufzuhängen.
Die vorliegende Anmeldung stellt ferner ein Verfahren zum Polieren eines Siliziumwafers bereit, das Folgendes umfasst: Fixieren eines Siliziumwafers durch einen Polierkopf; Kontaktieren der Vorderseite des Siliziumwafers mit einer Polierfläche eines Polierkissens, das durch den Polierkopf angetrieben wird, wobei eine Kante des Siliziumwafers über einer Rille der Polierfläche des Polierkissens hängt; Antreiben des Polierkopfes und des Polierkissens, um sich zu drehen, um die Vorderseite des Siliziumwafers zu polieren.
In einer Ausführungsform drehen sich der Polierkopf und das Polierkissen in die gleiche Richtung.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner: Einstellen des Kontaktbereichs der Kante des Siliziumwafers mit der Rille durch Steuern der Bewegung des Polierkopfs und dadurch Einstellen der Polierrate an der Kante des Siliziumwafers.
In einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Steuerns der Bewegung des Polierkopfes: Steuern des Polierkopfes zum Ausführen einer Hin- und Herbewegung entlang einer Radiusrichtung des Polierkissens.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können das Polierkissen, die Poliervorrichtung und das Polierverfahren für Siliziumwafer die Polierrate an der Kante des Siliziumwafers reduzieren, während die Polierrate des gesamten Wafers im Wesentlichen unverändert bleibt, wodurch die Ebenheit der Kantendicke des Siliziumwafers sowie die Produktionsausbeute verbessert werden.
In anderen Ausführungsformen stellt die vorliegende Anmeldung auch ein Verfahren bereit.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Aufbaus eines Polierkissens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Siliziumwafers, der mit einem Polierkissen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung poliert wurde.
3 zeigt eine Schnittansicht eines Polierkissens und eines Siliziumwafers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
4 zeigt eine schematische Ansicht der Rillengröße eines Polierkissens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer Bewegungsspur einer Rille relativ zu einer Siliziumwafer-Kante während des Poliervorgangs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
6 zeigt eine schematische Ansicht eines Aufbaus einer Poliervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Polieren eines Siliziumwafers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
8 zeigt eine schematische Ansicht der Bewegung eines Polierkopfs während des Poliervorgangs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
9 zeigt eine Beziehung zwischen einer abgetragenen Dicke und einem Waferradius mit verschiedenen Eintrittsgrößen der Waferkante in die Rille.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGEN
Beispielhafte Ausführungsformen werden vorgesehen, damit diese Offenbarung gründlich ist und den Umfang für Fachleute vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Details werden dargelegt, wie etwa Beispiele für spezifische Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermitteln. Es wird für Fachleute offensichtlich sein, dass spezifische Details nicht verwendet werden müssen, dass Beispielausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden können und dass nichts davon so ausgelegt werden sollte, dass der Geltungsbereich der Offenbarung eingeschränkt wird. In einigen Beispielsausführungsformen werden bekannte Verfahren, bekannte Gerätestrukturen und bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Für ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Schritte in der folgenden Beschreibung im Detail dargelegt, um die technische Lösung der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden detailliert beschrieben, jedoch kann die vorliegende Erfindung neben der detaillierten Beschreibung auch andere Ausführungsformen aufweisen.
Die hier verwendete Terminologie dient nur zur Beschreibung bestimmter Beispielausführungsformen und ist nicht als einschränkend zu verstehen. Die hier verwendeten Singularformen „ein“, „ein“ und „die“ schließen auch die Pluralformen ein, sofern aus dem Kontext nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Die Begriffe „umfasst“, „enthaltend“, „einschließend“ und „aufweisend“ sind inklusiv und spezifizieren daher das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten, schließen aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Operationen sind nicht so zu verstehen, dass ihre Ausführung in der besprochenen oder dargestellten Reihenfolge erforderlich ist, es sei denn, sie sind ausdrücklich als Ausführungsreihenfolge gekennzeichnet. Es versteht sich auch, dass zusätzliche oder alternative Schritte verwendet werden können.
Es sollte verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen praktiziert werden kann und dass keine davon so ausgelegt werden sollte, dass sie den Umfang der offengelegten Beispiele einschränkt. Im Gegenteil, die Beispiele werden zur Verfügung gestellt, um eine vollständige Offenlegung zu erreichen und Fachleuten den Umfang der vorliegenden Erfindung vollständig zu vermitteln. In den Zeichnungen können aus Gründen der Übersichtlichkeit die Größe und die relative Größe von Schichten und Bereichen übertrieben dargestellt sein. In den Zeichnungen bedeutet die gleiche Referenznummer das gleiche Element.
In einer Ausführungsform sieht die vorliegende Anmeldung zur Lösung der Probleme bezüglich der schwierigen Kontrolle der Kantendicke des Siliziumwafers ein Polierkissen zum Polieren eines Siliziumwafers vor. Das Polierkissen weist eine Polierfläche auf, die mit dem Siliziumwafer in Kontakt steht. Auf der Polierfläche ist mindestens eine Rille vorgesehen. Während des Polierens hängt zumindest ein Teilrand des Siliziumwafers über der Rille.
In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Anmeldung eine Poliervorrichtung zum Polieren eines Siliziumwafers bereit, die Folgendes umfasst: ein Polierkissen, wie in den obigen Ausführungsformen beschrieben; eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des darauf angeordneten Polierkissens, um es zu drehen; einen Polierkopf zum Fixieren des Siliziumwafers, um die Vorderseite des Siliziumwafers mit dem Polierkissen in Kontakt zu bringen und den Rand des Siliziumwafers über der Rille des Polierkissens aufzuhängen.
In einer anderen Ausführungsform stellt die vorliegende Anmeldung ferner ein Verfahren zum Polieren eines Siliziumwafers bereit, das Folgendes umfasst: Fixieren eines Siliziumwafers durch einen Polierkopf; Kontaktieren der Vorderseite des Siliziumwafers mit einer Polierfläche eines Polierkissens, das durch den Polierkopf angetrieben wird, wobei eine Kante des Siliziumwafers über einer Rille der Polierfläche des Polierkissens hängt; Antreiben des Polierkopfes und des Polierkissens, um sich zu drehen, um die Vorderseite des Siliziumwafers zu polieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die mechanische Einwirkung auf die Kante des Siliziumwafers verringert werden, da eine Rille angeordnet ist, um die Kontaktfläche sowie die Kontaktzeit zwischen dem Polierkissen und der Kante des Siliziumwafers zu verringern. Daher können das Polierkissen, die Poliervorrichtung und das Polierverfahren für Siliziumwafer der vorliegenden Anmeldung die Polierrate an der Kante des Siliziumwafers reduzieren, während die Polierrate des gesamten Wafers im Wesentlichen unverändert bleibt, wodurch die Ebenheit der Kantendicke des Siliziumwafers sowie die Produktionsausbeute verbessert werden.
Für ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Erfindung werden die einzelnen Schritte in der folgenden Beschreibung im Detail dargelegt, um die technische Lösung der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden detailliert beschrieben, jedoch kann die vorliegende Erfindung neben der detaillierten Beschreibung auch andere Ausführungsformen aufweisen.
Beispielhafte Ausführungsformen des Polierkissens werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden 1 bis 5 beschrieben.
BEISPIELE
Beispiel 1
In einer Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, kann das Polierkissen 100 ein kreisförmiges Polierkissen sein, wobei die Polieroberfläche mit Rillen versehen ist. Die Rillen können eine erste ringförmige Rille 101 in der Nähe der Kante des Kissens und eine zweite ringförmige Rille 102 in der Nähe der Mitte des Kissens umfassen. Die Polierfläche zwischen der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 kann eben sein. Zum Beispiel sind die erste ringförmige Rille 101 und die zweite ringförmige Rille 102 konzentrisch. Die Querschnittsform der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 kann beispielsweise ein Rechteck sein, ist aber nicht darauf beschränkt.
In einigen Ausführungsformen ist der Abstand zwischen der Innenkante der ersten ringförmigen Rille 101 und der Außenkante der zweiten ringförmigen Rille 102 kleiner als der Durchmesser des Siliziumwafers. Der Abstand zwischen der Außenkante der ersten ringförmigen Rille 101 und der Innenkante der zweiten ringförmigen Rille 102 ist größer oder gleich dem Durchmesser des Siliziumwafers. Während das Polierkissen 100 zum Polieren des Siliziumwafers verwendet wird (siehe 2 und 3), ist der Siliziumwafer 200 zwischen der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 angeordnet, und die beiden gegenüberliegenden Kanten des Siliziumwafers 200 hängen gleichzeitig und jeweils über der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102. In Ausführungsformen ist die Breite des Randes des Siliziumwafers 200, der über der ersten ringförmigen Rille 101 hängt, im Wesentlichen gleich derjenigen über der zweiten ringförmigen Rille 102. Der Siliziumwafer kann mittels DSP bearbeitet werden. In Ausführungsformen ist der Siliziumwafer ein Halbleiter-Siliziumwafer, der einen monokristallinen Siliziumwafer, einen Saphir-Siliziumwafer, einen Siliziumkarbid-Wafer und dergleichen umfassen kann, aber nicht darauf beschränkt ist.
In Bezug auf 12-Zoll-Siliziumwafer sind einige beispielhafte Parameter des Polierkissens 100, die Poliereffekte an der Position 145 bis 149 mm der Waferkante verbessern, wie folgt vorgesehen. Mit Bezug auf 4 hat in einer Ausführungsform die erste ringförmige Rille 101 eine Breite D1 von 3 mm bis 8 mm, wie z.B. 5 mm, und eine Tiefe H1 von 0,5 mm bis 2 mm. Ihre Außenkante, d.h. der äußere Kreis nahe der Kante des Kissens, hat einen Radius von 335 mm bis 340 mm, z.B. 339 mm. Die Innenkante, d.h. der innere Kreis in der Nähe der Mitte des Kissens, hat einen Radius von 330 mm bis 335 mm, wie z.B. 334 mm.
Die Breite und Tiefe der zweiten ringförmigen Rille 102 kann identisch oder ähnlich wie die der ersten ringförmigen Rille 101 sein, d.h. die zweite ringförmige Rille 102 hat eine Breite D2 von 3 mm bis 8 mm, z.B. 5 mm, und eine Tiefe H2 von 0,5 mm bis 2 mm. Ihre Außenkante, d.h. der äußere Kreis nahe der Kante des Kissens, hat einen Radius von 35 mm bis 45 mm, z.B. 40 mm. Ihre Innenkante, d.h. der innere Kreis in der Nähe der Mitte des Kissens, hat einen Radius von 30 mm bis 40 mm, wie z.B. 35 mm.
Ferner ist mit Bezug auf 4 der Abstand zwischen der Außenkante der ersten ringförmigen Rille 101 und der Innenkante der zweiten ringförmigen Rille 102 größer oder gleich dem Durchmesser des Siliziumwafers. Während der Siliziumwafer zwischen der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 angeordnet ist, befinden sich sowohl die erste ringförmige Rille 101 als auch die zweite ringförmige Rille 102 unterhalb des Siliziumwafers 200 und einige Teile der Rillen befinden sich außerhalb des Siliziumwafers 200. Dementsprechend kann beim Poliervorgang die Kontaktfläche zwischen dem Siliziumwafer 200 und den Rillen eingestellt werden, indem der Siliziumwafer 200 nach rechts oder links entlang der Radiusrichtung des Polierkissens 100 bewegt wird, wodurch die Polierrate für den Siliziumwafer 200 eingestellt werden kann.
Zum Beispiel kann der Abstand D3 zwischen der Außenkante der ersten ringförmigen Rille 101 und der Kante des Siliziumwafers 200 und der Abstand D6 zwischen der Innenkante der zweiten ringförmigen Rille 102 und der Kante des Siliziumwafers 200 1 mm bis 2 mm betragen. Der Abstand D4 zwischen der Innenkante der ersten ringförmigen Rille 101 und der Kante des Siliziumwafers 200 und der Abstand D5 zwischen der Außenkante der zweiten ringförmigen Rille 102 und der Kante des Siliziumwafers 200 kann 2 mm bis 3 mm betragen. Das heißt, die Breite, in der der Siliziumwafer 200 mit der Rille in Kontakt ist, beträgt 2 mm bis 3 mm und die Amplitude der Bewegung nach links und rechts kann 2 mm bis 4 mm betragen.
Es wird darauf hingewiesen, dass hier einige Parameter des Polierkissens 100 angegeben sind, aber die Parameter des Kissens sind nicht entsprechend begrenzt. Fachleute sind in der Lage, sie basierend auf der Größe des Siliziumwafers oder anderen Anforderungen anzupassen.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer Bewegungsspur der Rille des Kissens relativ zur Kante des Siliziumwafers 200 während des Poliervorgangs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung. Wie in 5 gezeigt, treibt der Polierkopf bei der Drehung des Polierkissens 100 den Siliziumwafer 200 an, sich in die gleiche Richtung zu drehen. Wenn der Siliziumwafer 200 als statischer Zustand bestimmt wird, wird beobachtet, dass sich das Polierkissen 100 um den Mittelpunkt des Siliziumwafers 200 dreht. Die erste ringförmige Rille 101 und die zweite ringförmige Rille 102 auf dem Polierkissen 100 drehen sich nämlich um die Mitte des Siliziumwafers 200, daher wird die in 5 gezeigte Bewegungsspur gebildet. In 5 ist der Bereich, der durch die beiden gestrichelten Linien des Siliziumwafers 200 definiert ist, der Randbereich, der durch die Rillen verläuft, und seine Breite kann D4 oder D5 sein, wie in 4 gezeigt. Verglichen mit dem übrigen Bereich mit Ausnahme der Kante des Siliziumwafers reduziert das Vorhandensein der ersten ringförmigen Rille und der zweiten ringförmigen Rille die Kontaktfläche und die Kontaktzeit zwischen der Kante des Siliziumwafers und dem Polierkissen.
Ferner treibt der Polierkopf, wie in 5 gezeigt, den Siliziumwafer 200 zur Drehung an. Selbst wenn das Polierkissen 100 lediglich die erste ringförmige Rille 101 oder die zweite ringförmige Rille 102 aufweist, kann die Rille jede Position an der Kante des Siliziumwafers 200 durchlaufen. In einigen Ausführungsformen kann an dem Polierkissen 100 nur die erste ringförmige Rille 101 oder nur die zweite ringförmige Rille 102 vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform sind am Polierkissen 100 ferner eine oder mehrere Drainagerillen 103 vorgesehen. Die Drainagerille 103 verbindet die Rille und den Rand des Polierkissens 100, um die Polierflüssigkeit aus der Rille zu entfernen. Wie in 1 dargestellt, verbindet die Drainagerille 103 die zweite ringförmige Rille 102 mit einem Ende, führt durch die erste ringförmige Rille 101 und verbindet sich mit dem Rand des Polierkissens 100 mit einem anderen Ende. Die Drainagerille 103 ist in der Lage, die Polierflüssigkeit aus der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 während der Drehung des Polierkissens 100 abzuleiten. Sie verhindert, dass die Oberfläche des Siliziumwafers durch die Ablagerung der Polierflüssigkeit und von Rückständen beschädigt wird.
In einer Ausführungsform, die sich auf 2 bezieht, ist die Drainagerille 103 bogenförmig. Der Bogen ragt in die Drehrichtung des Polierkissens, so dass es einfacher ist, die Polierflüssigkeit durch die Zentrifugalkraft der Drehung des Polierkissens 100 aus den Rillen ablaufen zu lassen. Beispielsweise kann die Drainagerille 103 tangential zur Außenkante der zweiten ringförmigen Rille 102 verlaufen.
Die Drainagerille 103 hat beispielsweise eine Tiefe, die nicht geringer ist als die Tiefe der ersten ringförmigen Rille 101 oder der zweiten ringförmigen Rille 102, so dass die Polierflüssigkeit leicht von der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 zur Drainagerille 103 fließt. Die Drainagerille 103 kann symmetrisch um den Kreis des Polierkissens 100 angeordnet sein. In einer Ausführungsform kann die Tiefe der Drainagerille 103 gleichmäßig verteilt sein. In einer Ausführungsform kann die Tiefe der Drainagerille 103 von der Mitte zum Rand des Polierkissens 100 hin allmählich zunehmen. Wie in 1 und 2 gezeigt, kann die Drainagerille 103 von der zweiten ringförmigen Rille 102 ausgehen, durch die erste ringförmige Rille 101 verlaufen und sich bis zum Rand des Polierkissens 100 erstrecken. Oder die Drainagerille, die die zweite ringförmige Rille 102 und die erste ringförmige Rille 101 verbindet, kann unabhängig von der Drainagerille, die die erste ringförmige Rille 101 und den Rand des Polierkissens 100 verbindet, angeordnet sein, und die Anzahl der beiden Arten der Drainagerille kann gleich oder unterschiedlich sein, solange die Polierflüssigkeit aus der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 entfernt werden kann.
Obwohl die vier Drainagerillen 103 in 1 und 2 dargestellt sind, ist die Anzahl darin nicht begrenzt. Fachleute sind in der Lage, die Anzahl, die Breite, die Tiefe, den Radius und dergleichen der Drainagerillen entsprechend der Durchflussrate der Polierflüssigkeit, der Drehgeschwindigkeit des Polierkissens, der Größe der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 einzustellen und zu modifizieren, um die Polierflüssigkeit aus der ersten ringförmigen Rille 101 und der zweiten ringförmigen Rille 102 effektiv abzuleiten.
Daher kann das Polierkissen der vorliegenden Anmeldung die Polierrate an der Kante des Siliziumwafers reduzieren, während die Polierrate des gesamten Wafers im Wesentlichen unverändert bleibt, wodurch die Ebenheit der Kantendicke des Siliziumwafers sowie die Produktionsausbeute verbessert werden.
Beispiel 2
Mit Bezug auf 6 wird in dieser Ausführungsform eine Poliervorrichtung vorgesehen. Die Poliervorrichtung umfasst ein Polierkissen 100, eine Antriebsvorrichtung 400 und einen Polierkopf 300. Das Polierkissen 100 kann ein beliebiges Polierkissen wie oben beschrieben sein, d.h. das Polierkissen 100 weist eine Polierfläche mit mindestens einer Rille auf, und mindestens ein Teilrand des Siliziumwafers hängt während des Polierens über der Rille. Das Polierkissen 100 ist auf der Antriebsvorrichtung 400 angeordnet und wird von der Antriebsvorrichtung 400 zur Drehung angetrieben. Der Polierkopf 300 dient zur Fixierung des Siliziumwafers, um die Vorderseite des Siliziumwafers mit dem Polierkissen 100 in Kontakt zu bringen und den Rand des Siliziumwafers oberhalb der Rille des Polierkissens 100 aufzuhängen.
Die Antriebsvorrichtung 400 kann ein großer Drehtisch sein, der unterhalb des Polierkissens 100 angeordnet ist und das Polierkissen 100 antreibt, um sich im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn zu drehen.
Der Polierkopf 300 ist oberhalb des Polierkissens 100 zum Tragen des Siliziumwafers angeordnet. In einer Ausführungsform umfasst der Polierkopf 300 eine Basis, eine Unterlage und ein Befestigungsteil. Um den Siliziumwafer zu laden, wird eine Kammer zwischen der Basis und der Unterlage evakuiert, um den Siliziumwafer anzusaugen. Während des Poliervorgangs übt der Polierkopf 300 eine Kraft auf die Rückseite des Siliziumwafers aus und treibt den Siliziumwafer an, sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu drehen. Die Drehrichtung des Siliziumwafers kann die gleiche sein wie die des Polierkissens 100.
In einer Ausführungsform kann ein Versorgungsanschluss oberhalb des Polierkissens angeordnet sein, um die Polierflüssigkeit dem Polierkissen zuzuführen.
In der Poliervorrichtung ist das Polierkissen vorgesehen, das eine Rille aufweist, die der Kante des Siliziumwafers entspricht. In Ausführungsformen kann das obige Polierkissen mit der herkömmlichen Poliervorrichtung verwendet werden. Dementsprechend kann die Poliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Polierrate an der Kante des Siliziumwafers reduzieren, während die Polierrate des gesamten Wafers im Wesentlichen unverändert bleibt, wodurch die Ebenheit der Kantendicke des Siliziumwafers sowie die Produktionsausbeute verbessert werden.
Beispiel 3
Mit Bezug auf 7 umfasst das Polierverfahren die folgenden Schritte.
Schritt S710: Fixieren eines Siliziumwafers durch einen Polierkopf.
Der Siliziumwafer kann mittels DSP bearbeitet werden. Der Polierkopf kann den Siliziumwafer über eine Evakuierung ansaugen.
Schritt S720: Kontaktieren der vorderen Oberfläche des Siliziumwafers mit einer Polieroberfläche eines Polierkissens, das von dem Polierkopf angetrieben wird, wobei eine Kante des Siliziumwafers über einer Rille der Polieroberfläche des Polierkissens hängt.
In einer Ausführungsform ist auf der Polierfläche des Polierkissens eine erste ringförmige Rille in der Nähe der Kante des Kissens und/oder eine zweite ringförmige Rille in der Nähe der Mitte des Kissens vorgesehen. Der Polierkopf kann den Siliziumwafer antreiben und den Siliziumwafer zwischen der ersten ringförmigen Rille und der zweiten ringförmigen Rille fixieren. Zu diesem Zeitpunkt hängen die beiden gegenüberliegenden Kanten mit dem gleichen Durchmesser des Siliziumwafers jeweils über der ersten ringförmigen Rille und der zweiten ringförmigen Rille. Das heißt, ein bestimmter Bereich der Kante des Siliziumwafers hängt über der ersten ringförmigen Rille und der zweiten ringförmigen Rille und kommt nicht mit dem Polierkissen in Kontakt. Zum Beispiel ist ein Abstand zwischen der Außenkante der ersten ringförmigen Rille und der Innenkante der zweiten ringförmigen Rille größer als der Durchmesser des Siliziumwafers, wodurch ein gewisser Raum für die Bewegung des Siliziumwafers nach rechts und links beibehalten wird.
Der Aufbau des Polierkissens und die Lagebeziehung zwischen dem Siliziumwafer und dem Polierkissen können den obigen Beschreibungen entnommen werden.
Schritt S730: Antreiben des Polierkopfs und des Polierkissens zur Drehung, um die Vorderseite des Siliziumwafers zu polieren.
Insbesondere übt der Polierkopf während des Poliervorgangs eine Kraft auf die Rückseite des Siliziumwafers aus und treibt den Siliziumwafer an, sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit zu drehen. Die Drehrichtung des Siliziumwafers kann die gleiche sein wie die des Polierkissens, d.h. beide drehen sich im Uhrzeigersinn oder beide drehen sich im Gegenuhrzeigersinn. Während der Rotation des Polierkissens und des Siliziumwafers durchläuft die Kante des Siliziumwafers kontinuierlich die erste ringförmige Rille und die zweite ringförmige Rille, was zu einer Verringerung der Kontaktzeit und -fläche zwischen dem Polierkissen und der Kante des Siliziumwafers führt. Dementsprechend kann die Polierrate an der Kante des Siliziumwafers reduziert werden, während die Polierrate des gesamten Wafers im Wesentlichen unverändert bleibt, wodurch die Ebenheit der Kantendicke des Siliziumwafers sowie die Produktionsausbeute verbessert werden.
In einigen Ausführungsformen kann der Polierkopf zusätzlich zur Rotation und Kraftaufbringung durch seine Bewegung den Bereich des über den Rillen ragenden Siliziumwafers einstellen. Dadurch kann die Polierrate am Rand des Siliziumwafers eingestellt werden. In einer Ausführungsform, siehe 8, ist die Bewegung des Polierkopfs eine Hin- und Herbewegung. Es ist zu verstehen, dass die Breite der Kante des Siliziumwafers, die über der Rille hängt, größer ist, während die Amplitude der Bewegung nach links und rechts größer ist.
9 zeigt eine Beziehung zwischen der abgetragenen Dicke und dem Radius des Siliziumwafers mit den Größen 0, 2 mm und 4 mm der über der Rille ragenden Waferkante. Aus 9 ist ersichtlich, dass, während die Kontaktbreite der Waferkante größer ist, die relative abgetragene Dicke an der Waferkante (die Position am Radius 145 mm bis 149 mm) kleiner ist, d.h. die Polierrate an der Kante des Siliziumwafers ist langsamer.
Gemäß dem Polierverfahren der vorliegenden Anmeldung kann die Polierrate an der Kante des Siliziumwafers reduziert werden, während die Polierrate des gesamten Wafers im Wesentlichen unverändert bleibt, wodurch die Ebenheit der Kantendicke des Siliziumwafers sowie die Produktionsausbeute verbessert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Beispiele offenbart wird, ist es zu verstehen, dass diese Beispiele in einem illustrativen und nicht in einem einschränkenden Sinne gemeint sind. Es wird davon ausgegangen, dass Fachleuten leicht Modifikationen und Kombinationen begegnen werden, und die Modifikationen und Kombinationen werden innerhalb des Erfindungsgeistes und dem Umfang der folgenden Ansprüche und seiner äquivalenten Systeme und Verfahren liegen.

Claims

Polierkissen zum Polieren eines Siliziumwafers, das eine Polierfläche aufweist, die mit dem Siliziumwafer in Kontakt steht, wobei die Polierfläche mindestens eine Rille aufweist und mindestens ein Teilrand des Siliziumwafers während des Polierens über der Rille hängt.
Polierkissen nach Anspruch 1, wobei die Rille eine erste ringförmige Rille in der Nähe der Kante des Kissens und eine zweite ringförmige Rille in der Nähe der Mitte des Kissens umfasst.
Polierkissen nach Anspruch 2, wobei der Siliziumwafer einen Durchmesser aufweist, der größer ist als ein Abstand zwischen der Innenkante der ersten ringförmigen Rille und der Außenkante der zweiten ringförmigen Rille und kleiner oder gleich einem Abstand zwischen der Außenkante der ersten ringförmigen Rille und der Innenkante der zweiten ringförmigen Rille ist.
Polierkissen nach Anspruch 2, wobei das Polierkissen, die erste ringförmige Rille und die zweite ringförmige Rille konzentrisch sind.
Polierkissen nach Anspruch 2, wobei die erste ringförmige Rille eine Breite von 3 mm bis 8 mm, eine Tiefe von 0,5 mm bis 2 mm, einen Außenkantenradius von 335 mm bis 340 mm und einen Innenkantenradius von 330 mm bis 335 mm aufweist.
Polierkissen nach Anspruch 2, wobei die zweite ringförmige Rille eine Breite von 3 mm bis 8 mm, eine Tiefe von 0,5 mm bis 2 mm, einen Außenkantenradius von 35 mm bis 45 mm und einen Innenkantenradius von 30 mm bis 40 mm aufweist.
Poliervorrichtung zum Polieren eines Siliziumwafers, umfassend: ein Polierkissen nach Anspruch 1; eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des darauf angeordneten Polierkissens zum Drehen; und einen Polierkopf zum Fixieren des Siliziumwafers, um die Vorderseite des Siliziumwafers mit dem Polierkissen in Kontakt zu bringen und die Kante des Siliziumwafers über der Rille des Polierkissens aufzuhängen.
Verfahren zum Polieren eines Siliziumwafers, umfassend: Fixieren eines Siliziumwafers durch einen Polierkopf; Kontaktieren der Vorderseite des Siliziumwafers mit einer Polieroberfläche eines Polierkissens, das durch den Polierkopf angetrieben wird, wobei eine Kante des Siliziumwafers über einer Rille der Polieroberfläche des Polierkissens hängt; Antreiben des Polierkopfs und des Polierkissens zur Drehung, um die Vorderseite des Siliziumwafers zu polieren.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei sich der Polierkopf und das Polierkissen in die gleiche Richtung drehen.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: Einstellen des Kontaktbereichs der Kante des Siliziumwafers mit der Rille durch Steuern der Bewegung des Polierkopfs und dadurch Einstellen der Polierrate an der Kante des Siliziumwafers.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt des Steuerns der Bewegung des Polierkopfes umfasst: Steuern des Polierkopfes zum Ausführen einer Hin- und Herbewegung entlang einer Radiusrichtung des Polierkissens.