抛光设备及方法技术

本发明专利技术提供一种抛光设备及方法，该抛光设备包括：催化研磨垫，其表面包含有催化剂；第一旋转装置，连接于催化研磨垫，并为催化研磨垫提供顺时针与逆时针两种旋转动力；晶圆固定盘，用于固定待研磨晶圆，使得待研磨晶圆与催化研磨垫接触；第二旋转装置，连接于晶圆固定盘，为晶圆固定盘及待研磨晶圆提供旋转动力，并提供待研磨晶圆与催化研磨垫的压力；及电压装置，用于为催化研磨垫及待研磨晶圆施加电压。本发明专利技术可以大大降低所述待研磨晶圆的缺陷或裂纹的产生，提高研磨质量。

Polishing equipment and method

The invention provides a polishing device and method, which includes: a catalytic polishing pad with catalyst on its surface; a first rotating device connected to the catalytic polishing pad and provided clockwise and counterclockwise rotating power for the catalytic polishing pad; a wafer fixed disk used for fixing the wafer to be polished, so that the wafer to be polished contacts the catalytic polishing pad; and a second rotating device. It is connected to the fixed wafer plate to provide rotating power for the fixed wafer plate and the wafer to be ground, and to provide pressure for the wafer to be ground and the catalytic pad; and a voltage device to apply voltage for the catalytic pad and the wafer to be ground. The invention can greatly reduce the generation of defects or cracks in the wafer to be ground and improve the grinding quality.

【技术实现步骤摘要】
抛光设备及方法
本专利技术属于半导体制造设备及制造方法领域，特别是涉及一种抛光设备及方法。
技术介绍
SiC材料与第一代半导体材料(Ge和Si)、第二代半导体材料(GaAs、InP等)相比具有更优异的特性，成为第三代半导体材料。同时SiC具有优良的热导率，是制造大尺寸、超高亮度白光和蓝光GaNLED和激光二极管的理想衬底材料，成为光电行业的关键基础材料之一。SiC半导体器件具有超强的性能和广阔的应用前景，一直以来受到各国高度重视。理想的衬底材料基片质量要求SiC晶圆具有表面超光滑、无损伤，SiC硬度高(莫氏硬度9.2～9.6)和强化学稳定性(最小原子间距为1.8A)，使得其很难抛光加工，表面经常出现一些划痕和损伤，直接影响发光二极管的质量。目前已开发的SiC晶圆超精密抛光方法，主要包括化学抛光、催化剂辅助化学抛光、电化学抛光、摩擦化学抛光以及化学机械抛光等。化学抛光是传统的半导体晶片表面加工技术，属于无磨粒的化学腐蚀过程，如采用HNO3、HF与H2O构成抛光液对SiC晶圆表面进行抛光。催化剂辅助化学抛光是在化学抛光时使用催化剂从而提高SiC材料去除率，属于无磨料加工方式。电化学抛光是电化学氧化和氧化层去除相结合的加工过程。通过控制抛光时的电流密度实现对SiC晶圆表面的氧化速率进行控制，进而提高抛光速率。摩擦化学抛光是利用摩擦作用使SiC晶圆被加工表面产生化学变化，形成材料去除的抛光方法。化学机械抛光是将加工液对SiC晶圆表面的化学作用和磨粒对晶片表面机械作用相结合，从而实现光滑无损伤表面的加工方法，并在第一代和第二代半导体材料加工中得到广泛应用。传统的SiC晶圆抛光设备及方法容易在SiC晶圆中产生缺陷或裂纹，从而影响后续制造器件的性能，基于此，提供一种可以有效降低SiC晶圆抛光缺陷的抛光设备及方法实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种抛光设备及方法，用于解决现有技术中SiC晶圆抛光设备及方法容易在SiC晶圆中产生缺陷或裂纹的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种抛光设备，所述抛光设备包括：催化研磨垫，其表面包含有催化剂；第一旋转装置，连接于所述催化研磨垫，并为所述催化研磨垫提供顺时针与逆时针两种旋转动力；晶圆固定盘，用于固定待研磨晶圆，使得所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫接触；第二旋转装置，连接于所述晶圆固定盘，为所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆提供旋转动力，并提供所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫的压力；以及电压装置，用于为所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加电压。优选地，所述抛光设备还包括一供液装置，用于为所述催化研磨垫提供反应液体。优选地，所述反应液体包含水(H2O)或过氧化氢(H2O2)的水溶液。优选地，所述催化剂包括铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、镍(Ni)、钴(Co)、铬(Cr)及钼(Mo)所组成的群组中的一种或两种以上组合。优选地，所述待研磨晶圆包括碳化硅(SiC)晶圆及氮化镓(GaN)晶圆中的一种。优选地，所述第二旋转装置提供所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫的压力范围为500hpa～2000hpa。优选地，所述第二旋转装置提供所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆的转速为不大于30rpm。优选地，所述电压装置为所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加电压范围为-1.5V～+1.5V。优选地，所述抛光设备还包括一液体循环系统，包括：容置槽，环绕于所述催化研磨垫，并为所述催化研磨垫提供反应液体；进液装置，用于为所述容置槽提供反应液体；以及排液装置，用于将所述容置槽中的反应液体排出。进一步地，所述进液装置提供的反应液体包含水(H2O)或过氧化氢(H2O2)的水溶液。本专利技术还提供一种抛光方法，包括：1)提供如上任意一方案所述的抛光设备；2)使所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆保持预设转速，使所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫保持预设压力，向所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加预设电压，以及向所述催化研磨垫注入反应液体；3)基于所述第一旋转装置，控制所述催化研磨垫顺时针旋转第一距离，然后控制所述催化研磨垫逆时针旋转第二距离；4)重复进行步骤3)，直至完成对所述待研磨晶圆的抛光。优选地，所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫保持的预设压力范围为500hpa～2000hpa，所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆的预设转速为不大于30rpm，向所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加的预设电压范围为-1.5V～+1.5V。优选地，步骤3)中，所述第一旋转装置控制所述催化研磨垫顺时针旋转的第一距离为不大于所述待研磨晶圆的直径，所述第一旋转装置控制所述催化研磨垫逆时针旋转的第二距离为不大于所述待研磨晶圆的直径。优选地，步骤3)及步骤4)的过程中，所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆保持朝同一方向旋转。本专利技术还提供一种抛光方法，包括：1)提供如上任意一方案所述的抛光设备；2)使所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆保持预设转速，使所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫保持预设压力，向所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加预设电压，以及向所述催化研磨垫注入反应液体；3)基于所述第一旋转装置，控制所述催化研磨垫顺时针或逆时针旋转第一距离，然后停止预设之间后，继续控制所述催化研磨垫顺时针或逆时针旋转第二距离，其中，所述第一距离与所述第二距离的旋转方向相同；以及4)重复进行步骤3)，直至完成对所述待研磨晶圆的抛光。优选地，所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫保持的预设压力范围为500hpa～2000hpa，所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆的预设转速为不大于30rpm，向所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加的预设电压范围为-1.5V～+1.5V。优选地，步骤3)中，所述第一旋转装置控制所述催化研磨垫旋转的第一距离为不大于所述待研磨晶圆的直径，所述第一旋转装置控制所述催化研磨垫旋转的第二距离为不大于所述待研磨晶圆的直径。优选地，所述停止的预设时间为1sec～60sec。优选地，步骤3)及步骤4)的过程中，所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆保持朝同一方向旋转。如上所述，本专利技术的抛光设备及方法，具有以下有益效果：本专利技术通过提供一种抛光设备，该设备中的第一旋转装置可以为催化研磨垫提供顺时针与逆时针两种旋转动力，同时第二旋转装置可以为晶圆固定盘及待研磨晶圆提供旋转动力及压力，电压装置为催化研磨垫及待研磨晶圆提供电压，实现待研磨晶圆的抛光。同时，催化研磨垫不同于传统的一直朝同一方向连续旋转，本专利技术将催化研磨垫设计为顺时针旋转及逆时针旋转结合，或者旋转一定距离后停止一定时间，可以大大降低所述待研磨晶圆的缺陷或裂纹的产生，提高研磨质量。附图说明图1a及图1b分别显示为本专利技术的抛光设备的结构示意图。图2显示为本专利技术实施例1的抛光方法的催化研磨垫的旋转示意图。图3显示为本专利技术实施例2的抛光方法的催化研磨垫的旋转示意图。图4显示为本专利技术实施例1的抛光方法的步骤流程示意图。图5显示为本专利技术实施例2的抛光方法的步骤流程示意图。元件标号说明101催化研磨垫102第一旋转装置103晶圆固定盘104第二旋转装置105待研磨晶圆106容置槽107电压装置108供液装置109进液装置110排液装置S11～S14步骤S21～S24步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抛光设备，其特征在于，所述抛光设备包括：催化研磨垫，其表面包含有催化剂；第一旋转装置，连接于所述催化研磨垫，并为所述催化研磨垫提供顺时针与逆时针两种旋转动力；晶圆固定盘，用于固定待研磨晶圆，使得所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫接触；第二旋转装置，连接于所述晶圆固定盘，为所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆提供旋转动力，并提供所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫的压力；电压装置，用于为所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加电压。

【技术特征摘要】
1.一种抛光设备，其特征在于，所述抛光设备包括：催化研磨垫，其表面包含有催化剂；第一旋转装置，连接于所述催化研磨垫，并为所述催化研磨垫提供顺时针与逆时针两种旋转动力；晶圆固定盘，用于固定待研磨晶圆，使得所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫接触；第二旋转装置，连接于所述晶圆固定盘，为所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆提供旋转动力，并提供所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫的压力；电压装置，用于为所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加电压。2.根据权利要求1所述的抛光设备，其特征在于：还包括一供液装置，用于为所述催化研磨垫提供反应液体。3.根据权利要求2所述的抛光设备，其特征在于：所述反应液体包含水(H2O)或过氧化氢(H2O2)的水溶液。4.根据权利要求1所述的抛光设备，其特征在于：所述催化剂包括铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)、镍(Ni)、钴(Co)、铬(Cr)及钼(Mo)所组成的群组中的一种或两种以上组合。5.根据权利要求1所述的抛光设备，其特征在于：所述待研磨晶圆包括碳化硅(SiC)晶圆及氮化镓(GaN)晶圆中的一种。6.根据权利要求1所述的抛光设备，其特征在于：所述第二旋转装置提供所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫的压力范围为500hpa～2000hpa。7.根据权利要求1所述的抛光设备，其特征在于：所述第二旋转装置提供所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆的转速为不大于30rpm。8.根据权利要求1所述的抛光设备，其特征在于：所述电压装置为所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加电压范围为-1.5V～+1.5V。9.根据权利要求1所述的抛光设备，其特征在于：还包括一液体循环系统，包括：容置槽，环绕于所述催化研磨垫，并为所述催化研磨垫提供反应液体；进液装置，用于为所述容置槽提供反应液体；以及排液装置，用于将所述容置槽中的反应液体排出。10.根据权利要求9所述的抛光设备，其特征在于：所述进液装置提供的反应液体包含水(H2O)或过氧化氢(H2O2)的水溶液。11.一种抛光方法，其特征在于，包括：1)提供如权利要求1～10任意一项所述的抛光设备；2)使所述晶圆固定盘及所述待研磨晶圆保持预设转速，使所述待研磨晶圆与所述催化研磨垫保持预设压力，向所述催化研磨垫及所述待研磨晶圆施加预设电压，以及向所述催化研磨垫注入反应液体；3)基于所述第一旋转装置，控制所述催化研磨垫...

【专利技术属性】
技术研发人员：三重野文健，
申请(专利权)人：上海新昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31