TW202331833A - 拋光液提供裝置、拋光設備和拋光方法 - Google Patents
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Abstract
本發明屬於拋光液提供裝置、拋光設備和拋光方法，該拋光液提供裝置用於在拋光中向拋光墊提供拋光液並且包括噴管結構，噴管結構設置有多個噴口，該些噴口佈置成分別用於向拋光墊的在徑向方向上的不同位置噴射拋光液，並且配置成使得向拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
Description
本發明屬於半導體加工製造技術領域，具體地，關於拋光液提供裝置、拋光設備和拋光方法。
隨著半導體技術的不斷發展，對矽片表面的平坦度的要求越來越高。在矽片製造過程中，可以通過拋光技術來對矽片的平坦度進行改善。拋光過程通常包括對矽片的正反兩面進行拋光的雙面拋光步驟和僅對矽片的正面進行拋光的最終拋光步驟。
在最終拋光中，吸附至拋光頭的矽片被壓在佈置在拋光頭的下方的拋光墊上以借助於拋光墊對矽片的正面進行拋光，其中，在拋光時，矽片和拋光墊始終處於旋轉中。
然而，由於旋轉帶來的離心作用，拋光液容易聚集在矽片的邊緣處，導致矽片邊緣的拋磨程度相比於矽片中央要大；而且由於矽片被壓在拋光墊上，拋光墊被壓縮變形並會在矽片的靠近倒角的外緣處施加較大的作用，也會對矽片邊緣產生相對於矽片中央更強的拋磨作用，這些會導致矽片邊緣的厚度相比於矽片中央變薄，從而使矽片表面的平坦度惡化。
本部分提供了本發明的總體概要，而不是對本發明的全部範圍或所有特徵的全面公開。
本發明的目的在於提供一種能夠降低對矽片邊緣的拋磨程度的拋光液提供裝置。
為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種拋光液提供裝置，其用於在拋光中向拋光墊提供拋光液，包括噴管結構，噴管結構設置有多個噴口，該些噴口佈置成分別用於向拋光墊的在徑向方向上的不同位置噴射拋光液，並且配置成使得向拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
在上述拋光液提供裝置中，噴管結構可以包括一個噴管，其中，該些噴口沿噴管的延伸方向設置在噴管上。
在上述拋光液提供裝置中，噴管結構可以包括多個噴管，其中，該些噴管中的每個噴管上均設置有該些噴口中的一個噴口。
在上述拋光液提供裝置中，該些噴管可以是相互獨立的。
在上述拋光液提供裝置中，該些噴管中的每一個均從與拋光墊的中心對應的位置延伸至與拋光墊的邊緣對應的位置，並且該些噴管對應於拋光墊的周向方向彼此間隔分佈。
在上述拋光液提供裝置中，該些噴口配置成通過噴射不同流量的拋光液來使向拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
在上述拋光液提供裝置中，該些噴口配置成通過噴射不同濃度或不同溫度的拋光液來使向拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
根據本發明的另一方面，提供了一種拋光設備，其包括：
根據前述段落中的任一個該的拋光液提供裝置；
拋光頭，其用於保持待拋光的矽片；以及
拋光墊，其設置在拋光頭的下方以用於通過由拋光液提供裝置提供至拋光墊的拋光液對通過拋光頭而與拋光墊接觸的矽片進行拋光。
根據本發明的又一方面，提供了一種拋光方法，該拋光方法使用前述段落該的拋光設備進行，該拋光方法包括：
通過拋光液提供裝置向拋光墊提供拋光液以使得向拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力；以及，
通過拋光頭使待拋光的矽片與拋光墊接觸以對矽片進行拋光。
根據本發明，通過使噴管結構設置有多個噴口並且該些噴口佈置成分別用於向拋光墊的在徑向方向上的不同位置噴射拋光液且配置成使得向拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力，矽片的高頻地出現在拋光墊的中心環形區域和邊緣環形區域的邊緣的拋光去除量會相對於矽片的高頻地出現在中間環形區域的中央的拋光去除量被減小，從而縮小矽片邊緣的拋磨程度與矽片中央的拋磨程度之間的差異，由此改善矽片的整體平坦度。
通過以下結合附圖對本發明的示例性實施方式的詳細說明，本發明的上述特徵和優點以及其他特徵和優點將更加清楚。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，但並不用於限定本發明。
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域之具有通常知識者在沒有作出進步性改良前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
另外需要說明的是：本發明實施例中術語“第一”、“第二”等是用於區別類似的物件，而不用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的術語在適當情況下可以互換，以便本發明的實施例能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施，且“第一”、“第二”所區別的對象通常為一類，並不限定物件的個數，例如第一物件可以是一個，也可以是多個。
本技術領域之具有通常知識者可以理解，除非特意聲明，這裡使用的單數形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括複數形式。應該進一步理解的是，本發明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特徵、整數、步驟、操作、元件和/或元件，但是並不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、元件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這裡使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或無線耦接。這裡使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關聯的列出項的全部或任一單元和全部組合。
本發明實施例中術語“和/或”，描述關聯物件的關聯關係，表示可以存在三種關係，例如，A和/或B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。字元“/”一般表示前後關聯物件是一種“或”的關係。
本發明實施例中術語“多個”是指兩個或兩個以上，其它量詞與之類似。
本發明中的“基於A確定B”表示確定B時要考慮A這個因素。並不限於“只基於A就可以確定出B”，還應包括：“基於A和C確定B”、“基於A、C和E確定B”、基於“A確定C，基於C進一步確定B”等。另外還可以包括將A作為確定B的條件，例如，“當A滿足第一條件時，使用第一方法確定B”；再例如，“當A滿足第二條件時，確定B”等；再例如，“當A滿足第三條件時，基於第一參數確定B”等。當然也可以是將A作為確定B的因素的條件，例如，“當A滿足第一條件時，使用第一方法確定C，並進一步基於C確定B”等。
如之前提到的，在拋光過程中，拋光墊和矽片均會旋轉，例如進行同向旋轉，由此帶來的離心作用會使拋光液趨於聚集在矽片的邊緣處，導致矽片邊緣的拋磨程度相比於矽片中央要大；此外，拋光墊由於在與矽片接觸時的塑性變形會在矽片的靠近倒角的外緣處施加較大的作用，也會導致矽片邊緣的拋磨程度相比於矽片中央要大，由此會使矽片表面的平坦度惡化。
為了解決上述問題，需要消除或至少降低矽片邊緣的拋磨程度與矽片中央的拋磨程度之間的差異。
本發明注意到，首先，在拋光過程中，矽片的邊緣會高頻地出現在拋光墊的中心環形區域和邊緣環形區域，並且矽片的中央會高頻地出現在拋光墊的位於中心環形區域與邊緣環形區域之間的中間環形區域；再者，除了上述因離心力導致的拋光液向拋光墊的邊緣聚集的情況外，由於提供拋光液的噴口通常位於拋光墊的中心的上方，因此拋光墊的中心相對於拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域往往也會維持更多的拋光液。
基於此，根據本發明的一方面，如圖1至圖3中所示，提出了一種拋光液提供裝置，其用於在拋光中向拋光墊提供拋光液，拋光液提供裝置包括噴管結構1，噴管結構1設置有多個噴口11，該些噴口11佈置成分別用於向拋光墊2的在徑向方向上的不同位置噴射拋光液，並且配置成使得向拋光墊2的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向位於拋光墊2的中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
通過這種噴管結構，可以使向拋光墊2的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向位於拋光墊2的中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力，由此，矽片的高頻地出現在拋光墊的中心環形區域和邊緣環形區域的邊緣的拋光去除量會相對於矽片的高頻地出現在中間環形區域的中央的拋光去除量被減小，從而縮小矽片邊緣的拋磨程度與矽片中央的拋磨程度之間的差異，改善了矽片的整體平坦度。
根據本發明的實施方式，如圖1和圖2中所示，噴管結構1可以包括一個噴管12，其中，該些噴口11沿噴管12的延伸方向設置在噴管12上。
該些噴口11的排佈對應於拋光墊2的半徑方向並且完全覆蓋被拋光的矽片3的直徑範圍。在拋光中，位置與拋光墊2的中心和邊緣對應的噴口分別向拋光墊2的中心和邊緣噴射拋光去除能力較小的拋光液，並且位置與拋光墊2的中間區域對應的噴口向拋光墊2的中間區域噴射拋光去除能力較大的拋光液。
可以理解的是，儘管在拋光中由各個噴口提供到拋光墊上的拋光液仍會因離心力而整體向邊緣聚集，但聚集在邊緣的拋光液也會因離心力而被甩出，從而在拋光墊上仍呈現中心和邊緣的拋光液相比於中間區域更多的情況。
根據本發明的實施方式，如圖3中所示，噴管結構1還可以包括多個噴管12，其中，該些噴管12中的每個噴管上均設置有該些噴口11中的一個噴口。
在這種情況下，每個噴管上設置有一個噴口，並且每個噴口對應拋光墊2的在半徑方向上的一個位置，以此方式，該些噴口11仍然會完全覆蓋被拋光的矽片3的直徑範圍。而且，同樣地，位置與拋光墊2的中心和邊緣對應的噴口分別向拋光墊2的中心和邊緣噴射拋光去除能力較小的拋光液，並且位置與拋光墊2的中間區域對應的噴口向拋光墊2的中間區域噴射拋光去除能力較大的拋光液。
可以設想的是，這些噴管可以是由一個總管分支而來的多個噴管，並且由一個源頭通過總管向各個噴管提供拋光液。
然而，還可以設想的是，這些噴管是相互獨立的。也就是說，由不同的源頭向這些噴管分別提供拋光液，在這種情況下，通入到噴管中的拋光液可以是相同的，也可以是不同的。
在本發明的實施方式中，該些噴管中的每一個可以均從與拋光墊2的中心對應的位置延伸至與拋光墊的邊緣對應的位置，並且該些噴管對應於拋光墊2的周向方向彼此間隔分佈。
如圖3中所示，五個噴管12均從與拋光墊2的中心對應的位置延伸至與拋光墊2的邊緣對應的位置，並且五個噴管12對應於拋光墊2的周向方向彼此間隔分佈，例如，彼此等間隔分佈。
通過這種構造方式，從各個噴口11噴射到拋光墊2的拋光液在接觸拋光墊2時不會因飛濺或掉落位置略微偏差而相互混合，並由此造成對拋光墊2上各個位置的拋光液的控制發生偏差。
在本發明的實施方式中，該些噴口11可以配置成通過噴射不同流量的拋光液來使向拋光墊2的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊2的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
具體地，可以例如通過使位置與拋光墊2的中心和邊緣對應的噴口11變小來使噴口11噴射的拋光液的流量減小，由此減小向拋光墊2的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力，使得矽片3的邊緣的拋磨程度相對變小，從而縮小矽片邊緣的拋磨程度與矽片中央的拋磨程度之間的差異，以改善矽片的整體平坦度。還可以設想通過噴口改變所噴射拋光液的流量的其他方式。
可以理解的是，不管是對於具有相同源頭的多個噴口，還是對於各自具有不同源頭的多個噴口，都可以通過使噴口噴射不同流量的拋光液來使向拋光墊2的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊2的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
在本發明的另一實施方式中，對於各自具有不同源頭的多個噴口，該些噴口11還可以配置成通過噴射不同濃度或不同溫度的拋光液來使向拋光墊2的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊2的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
具體地，可以使位置與拋光墊2的中心和邊緣對應的噴口11噴射濃度較小或溫度較低的拋光液，由此減小向拋光墊2的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力，使得矽片3的邊緣的拋磨程度相對變小，從而縮小矽片邊緣的拋磨程度與矽片中央的拋磨程度之間的差異，以改善矽片的整體平坦度。
還可以設想通過改變拋光液的其他類型的參數來改變拋光液的拋光去除能力。
在本發明的實施方式中，拋光液提供裝置還可以包括拋光液源、將噴管結構連接至拋光液源的管路、以及設置在管路中的各種閥門比如流量調節閥和監測儀器比如濃度檢測儀和溫度檢測儀。
根據本發明的另一方面，還提供了一種拋光設備，其包括：
拋光液提供裝置；
拋光頭，其用於保持待拋光的矽片；以及
拋光墊，其設置在拋光頭的下方以用於通過由拋光液提供裝置提供至拋光墊的拋光液對通過拋光頭而與拋光墊接觸的矽片進行拋光。
根據本發明的又一方面，還提供了一種拋光方法，該拋光方法使用上述拋光設備進行，該拋光方法包括：
通過拋光液提供裝置向拋光墊提供拋光液以使得向拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向拋光墊的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力；以及，
通過拋光頭使待拋光的矽片與拋光墊接觸以對矽片進行拋光。
需要說明，本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於實施例而言，由於其基本相似於產品實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見產品實施例的部分說明即可。
在上述實施方式的描述中，具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
顯然，本領域的具有通常知識者可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
1:噴管結構
11:噴口
12:噴管
2:拋光墊
3:矽片
圖1為根據本發明的實施方式的拋光設備的俯視平面圖，其中，示出了處於拋光中的矽片；
圖2為圖1中所示的拋光設備的側視平面圖；以及
圖3為根據本發明的另一實施方式的拋光設備的俯視平面圖，其中，示出了處於拋光中的矽片。
1:噴管結構
11:噴口
12:噴管
2:拋光墊
3:矽片
Claims (9)
- 一種拋光液提供裝置，其用於在拋光中向拋光墊提供拋光液，包括噴管結構，該噴管結構設置有多個噴口，該些噴口佈置成分別用於向該拋光墊的在徑向方向上的不同位置噴射拋光液，並且配置成使得向該拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向該拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
- 如請求項1所述的拋光液提供裝置，其中，該噴管結構包括一個噴管，其中，該些噴口沿該噴管的延伸方向設置在該噴管上。
- 如請求項1所述的拋光液提供裝置，其中，該噴管結構包括多個噴管，其中，該些噴管中的每個噴管上均設置有該些噴口中的一個噴口。
- 如請求項3所述的拋光液提供裝置，其中，該些噴管是相互獨立的。
- 如請求項3或4所述的拋光液提供裝置，其中，該些噴管中的每一個均從與該拋光墊的中心對應的位置延伸至與該拋光墊的邊緣對應的位置，並且該些噴管對應於該拋光墊的周向方向彼此間隔分佈。
- 如請求項1至4中所述的任一項所述的拋光液提供裝置，其中，該些噴口配置成通過噴射不同流量的拋光液來使向該拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向該拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
- 如請求項1或4所述的拋光液提供裝置，其中，該些噴口配置成通過噴射不同濃度或不同溫度的拋光液來使向該拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向該拋光墊的位於中心與邊緣之間的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力。
- 一種拋光設備，包括： 如請求項1至7中的任一項所述的拋光液提供裝置； 拋光頭，其用於保持待拋光的矽片；以及 拋光墊，其設置在該拋光頭的下方以用於通過由該拋光液提供裝置提供至該拋光墊的拋光液對通過該拋光頭而與該拋光墊接觸的該矽片進行拋光。
- 一種拋光方法，該拋光方法使用如請求項8所述的拋光設備進行，該拋光方法包括： 通過該拋光液提供裝置向該拋光墊提供拋光液以使得向該拋光墊的中心和邊緣噴射的拋光液的拋光去除能力小於向該拋光墊的中間區域噴射的拋光液的拋光去除能力；以及， 通過該拋光頭使待拋光的矽片與該拋光墊接觸以對該矽片進行拋光。
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