[發(fā)明專利]用于修整拋光墊的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610006176.7
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105773422A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: V·杜奇克;T·奧爾布里希;L·米斯圖爾;M·施納普奧夫
• 申請（專利權）人: 硅電子股份公司
• 主分類號: B24B53/017
• 分類號: B24B53/017;B24B37/24
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于修整拋光墊(布)、尤其是在對半導體圓晶進行拋 光中使用的拋光墊的方法。

背景技術

對于電子器件、微電子器件和微機電器件而言，需要半導體圓晶作為 原材料，這些半導體圓晶必須滿足針對整體和局部平面度、一個側(cè)面上的 平面度(納米布局)、粗糙度和潔凈度的極端要求。半導體圓晶為諸如單一 元素半導體(硅、鍺)、化合物半導體(例如，包括來自元素周期表的第三 主族的一種元素，例如鋁、鎵或銦，以及來自元素周期表的第五主族的一 種元素，例如氮、磷或砷)或其化合物(例如Sil-xGex，0<x<1)之類的 半導體材料的薄片。

半導體圓晶通過許多連續(xù)的工藝步驟生產(chǎn)出，這些工藝步驟通常可以 被分成下列組：

(a)生產(chǎn)通常為單晶的半導體晶錠；

(b)將該晶錠分成各個圓晶；

(c)機械加工；

(d)化學加工；

(e)化學機械加工；

(f)任選地，對于層結(jié)構的附加生產(chǎn)。

這里，在生產(chǎn)用于具有特殊要求的應用的半導體圓晶中有利的是下列 過程，這些過程包括至少一種加工方法，在該至少一種加工方法中，借助 于兩個加工表面在一個加工步驟中同時將半導體圓晶的兩個側(cè)面以材料去 除的方式加工成是精確的，以致于在材料的去除期間從正面和背面作用在 該半導體圓晶上的加工力被基本上抵消掉，并且并未通過引導裝置在該半 導體圓晶上施加任何約束力，換句話說，以“自由漂浮”的方式加工該半 導體圓晶。

這里在現(xiàn)有技術中優(yōu)選的是下列過程，在這些過程中，在兩個環(huán)形工 作盤之間同時以材料去除的方式加工至少三個半導體圓晶的兩個側(cè)面，半 導體晶圓被松散地放置到至少三個帶有外齒的引導盒(通稱為承載板)的 接收開口中，這些引導盒在擺線路徑上在壓力下借助于滾動裝置和外部嚙 合而被引導穿過形成在工作盤之間的工作間隙，使得它們可由此完全圍繞 雙面加工裝置的中心點行進。在使承載板循環(huán)運動的情況下，以材料去除 的方式同時在整個表面區(qū)域上加工多個半導體圓晶的兩個側(cè)面的這種方法 是雙面研磨(“研磨”)、雙面拋光(DSP)和用行星運動進行的雙面磨削(“行 星墊磨削”，PPG)。在這些方法中，DSP和PPG尤其具有特殊的重要性。 與研磨不同，在DSP和PPG的情況中，工作盤在所有情況下都另外包括工 作層，該工作層的彼此面對的側(cè)面表示工作面。PPG和DSP在現(xiàn)有技術中 都是已知的并且在下文中對其進行簡要說明。

“行星墊磨削”(PPG)為源自這組機械加工步驟的方法，該方法通過 磨削來去除材料。在PPG中，每個工作盤均包括工作層，該工作層包含邊 界磨料。工作層呈被粘性地、磁性地、通過互鎖接合(例如借助于鉤環(huán)緊 固)或借助于真空附接在工作盤上的結(jié)構化的磨削布的形式。工作層在工 作盤上具有足夠的粘性，以便并不在加工期間移位、變形(形成卷邊)或 變得脫離。但是，它們是可以很容易地借助于剝離運動而被從工作盤上移 除的，并且因此是可迅速更換的，使得針對不同的應用在不同類型的磨削 布之間進行快速改變而無需花費較長的準備時間是可能的。磨削布中所使 用的研磨材料(磨料)優(yōu)選地為金剛石。

雙面拋光(DSP)是一種源自這組化學機械加工步驟的方法。例如在 US2003/054650A1中描述了硅晶圓的DSP加工，并且在DE10007390A1 中描述了一種適用于該方法的裝置。在該說明書中，“化學機械拋光”被專 門理解為意指借助于混合動作來去除材料，該混合動作包括通過堿性溶液 進行化學蝕刻以及通過分散在水性介質(zhì)中的松散顆粒進行機械沖蝕，該松 散顆粒通過拋光布與半導體圓晶相接觸，該拋光布并不包含與半導體圓晶 相接觸的任何堅硬物質(zhì)，并且因此在壓力下并且通過相對運動來實現(xiàn)從半 導體圓晶中去除材料。在DSP的情況下，工作層呈拋光墊的形式，并且這 些拋光墊被粘性地、磁性地、通過互鎖接合(例如借助于鉤環(huán)緊固)或者 通過真空附接在工作盤上，并且在DSP的情況下，工作層也被稱之為拋光 板。在化學機械拋光的情況下，堿性溶液的PH值優(yōu)選地介于9至12之間， 并且分散在其中的顆粒優(yōu)選地為分散有膠體的硅溶膠，其溶膠顆粒的粒徑 介于5nm至若干微米之間。