[發(fā)明專利]一種硅片外圓表面拋光裝置及拋光方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811218096.3
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109277933A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹建偉;朱亮;盧嘉彬;謝龍輝;周鋒;劉文濤;謝永旭;王凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江晶盛機(jī)電股份有限公司
• 主分類號(hào): B24B29/04
• 分類號(hào): B24B29/04;B24B1/00;B24B41/06;B24B41/00;B24B47/12;B24B41/02;B24B41/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發(fā)明涉及硅片拋光設(shè)備領(lǐng)域，旨在提供一種硅片外圓表面拋光裝置及拋光方法。該裝置包括拋光裝置本體、驅(qū)動(dòng)組件與拋光拋頭；所述拋光裝置本體包括尺寸相同的圓形的上安裝板與圓形的下安裝板；驅(qū)動(dòng)組件能實(shí)現(xiàn)拋光裝置的正向和反向的旋轉(zhuǎn)；拋光拋頭包括4個(gè)橫向拋頭、4個(gè)上拋拋頭以及4個(gè)下拋拋頭，交錯(cuò)均勻布置于拋光裝置本體外緣；上拋拋頭和下拋拋頭的拋光塊上均設(shè)有拋光布。本發(fā)明利用拋光裝置自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使拋光布均勻地作用在硅片外圓表面，同時(shí)可以通過(guò)改變拋光裝置的自轉(zhuǎn)速度改變施加在硅片外圓表面的作用力，有利于拋光工藝的調(diào)節(jié)，大大提升了硅片外圓表面的拋光效率。結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單實(shí)用，能夠有效地提高硅片外圓表面的拋光質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硅片拋光設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種硅片外圓表面拋光裝置及拋光方法。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體硅晶圓片是制造超大規(guī)模集成電路的主要襯底材料，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)襯底材料的精度要求也越來(lái)越高，特別是對(duì)硅片的外圓表面狀態(tài)越來(lái)越嚴(yán)格。對(duì)于直徑6英寸以上尤其是8英寸和12英寸的硅拋光片來(lái)說(shuō)，一般在襯底加工時(shí)是需要對(duì)硅片的外圓表面進(jìn)行拋光處理的，從而確保在外延時(shí)硅片邊緣處不產(chǎn)生滑移線或外延層錯(cuò)等缺陷，進(jìn)而提高外延片或器件成品率。硅片的邊緣拋光一般在獨(dú)立的設(shè)備上完成，采用化學(xué)拋光的方法，使用拋光液和拋光布，在一定溫度和轉(zhuǎn)速的工藝條件下實(shí)現(xiàn)化學(xué)機(jī)械拋光的過(guò)程。對(duì)硅片參考面拋光是整個(gè)硅片邊緣拋光中的一步工序，硅片參考面通常也是被稱為平邊參考面，這種參考面是平直的，進(jìn)行邊緣拋光時(shí)，參考面各處的拋光程度要一致，拋光后具有相同的表面粗糙度。對(duì)硅片的外圓表面均勻拋光，使外圓表面的上部分，中間部分以及下部分拋光程度一致，這樣才能保證這個(gè)參考面上各點(diǎn)的拋光去除量相同，具有一樣的微粗糙度。如果外圓表面的某一部分拋光程度小、損傷層未完全去除，在后序的外延過(guò)程中將很容易形成多晶粒聚集的問(wèn)題。

傳統(tǒng)的參考面拋光方法中，一種是拋光布與硅片外圓表面局部接觸，拋光布旋轉(zhuǎn)方向與硅片參考面相切，這種方法的缺陷是雖然可以使拋光布與參考面的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的角度固定，但由于是局部接觸而無(wú)法保證整個(gè)外圓表面上各處的拋光均勻。另一種方法是拋光布與外圓表面全接觸，但由于拋光布與硅片參考面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)角度不固定，在拋光過(guò)程中施加在硅片表面的作用力波動(dòng)較大，因此容易使硅片外圓表面出現(xiàn)不規(guī)則、各種角度的拋光劃傷條紋，從而降低了硅片外圓表面的粗糙度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種硅片外圓表面拋光裝置及拋光方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的解決方案是：

提供一種硅片外圓表面拋光裝置，包括拋光裝置本體、驅(qū)動(dòng)組件與拋光拋頭；

所述拋光裝置本體包括尺寸相同的圓形的上安裝板與圓形的下安裝板；上安裝板與下安裝板的外緣通過(guò)沿周向均布的6個(gè)支撐柱進(jìn)行連接；上安裝板上端面中心通過(guò)連接法蘭與驅(qū)動(dòng)組件連接，驅(qū)動(dòng)組件采用變頻電機(jī)控制，能實(shí)現(xiàn)拋光裝置的正向和反向的旋轉(zhuǎn)；下安裝板上端面中心還設(shè)有硅片固定組件，用于放置并固定硅片；硅片固定組件內(nèi)設(shè)有真空吸盤，從而對(duì)硅片通過(guò)真空吸附進(jìn)行固定；硅片固定組件連接絲桿，并通過(guò)伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得硅片固定組件能在豎直方向上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)；

拋光拋頭包括12個(gè)可擺動(dòng)拋頭，包括4個(gè)橫向拋頭，4個(gè)上拋拋頭以及4個(gè)下拋拋頭，交錯(cuò)均勻布置于拋光裝置本體外緣；

橫向拋頭，包括擺桿安裝塊；其中兩個(gè)擺桿安裝塊固設(shè)于上安裝板外緣，兩個(gè)擺桿安裝塊固設(shè)于下安裝板外緣，擺桿安裝塊內(nèi)通過(guò)軸銷連接一擺桿，擺桿能在相對(duì)于豎直方向兩側(cè)進(jìn)行擺動(dòng)；擺桿的上端與下端分別設(shè)有配重塊與拋光塊；擺桿安裝塊上下端面上分別設(shè)有上限位塊與下限位塊；

上拋拋頭，包括擺桿安裝塊；擺桿安裝塊固設(shè)于上安裝板外緣，擺桿安裝塊內(nèi)通過(guò)軸銷連接一擺桿，擺桿能在相對(duì)于豎直方向兩側(cè)進(jìn)行擺動(dòng)；擺桿的上端與下端分別設(shè)有拋光塊與配重塊；擺桿安裝塊上下端面上分別設(shè)有下限位塊與上限位塊；