一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法和装置；该方法可以包括：将新抛光垫粘贴至抛光机台的下定盘后，将符合设定硬度以及粗糙度材质制成的转换用晶圆置于抛光头的组装式吸附垫中；利用所述新抛光垫对所述转换用晶圆进行抛光作业；当所述新抛光垫对设定数目的转换用晶圆完成抛光作业后，所述新抛光垫的表面状态转变为亲水性状态。态。态。

【技术实现步骤摘要】
一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法和装置


[0001]本专利技术实施例涉及半导体制造
，尤其涉及一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法和装置。

技术介绍

[0002]在生产硅晶圆的流程中，为了去除在双面抛光(DSP，Double Side Polishing)工艺中引入的硅晶圆表面损伤，并将硅晶圆制作成镜面同时维持改善平坦度(Flatness)，通常会在DSP工艺之后进行最终抛光(FP，Final Polishing)作业。
[0003]在FP作业期间，通常会定期更换抛光垫。被换上的新抛光垫表面初始状态是疏水性的，为了使新抛光垫的表面呈亲水性状态以便于进行后续的FP工艺，需要对其表面的状态进行转变。因此，迅速转变新抛光垫的表面状态可以使得新抛光垫能够尽快地被用于FP作业过程，从而提高生产效率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法和装置；能够快速地将新抛光垫的表面状态转变为亲水性，降低新抛光垫在使用前的准备时长，提高了硅晶圆的生产效率。
[0005]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法，所述方法包括：
[0007]将新抛光垫粘贴至抛光机台的下定盘后，将符合设定硬度以及粗糙度材质制成的转换用晶圆置于抛光头的组装式吸附垫中；其中，所述设定硬度以及粗糙度均大于硅晶圆的硬度以及粗糙度；
[0008]利用所述新抛光垫对所述转换用晶圆进行抛光作业；
[0009]当所述新抛光垫对设定数目的转换用晶圆完成抛光作业后，所述新抛光垫的表面状态转变为亲水性状态。
[0010]第二方面，本专利技术实施例提供了一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的装置，所述装置包括：抛光头、不锈钢定盘、组装式吸附垫、转换用晶圆以及下定盘；其中，所述转换用晶圆由符合设定硬度以及粗糙度材质制成，置于所述不锈钢定盘下的所述组装式吸附垫中；所述下定盘上表面粘贴有新抛光垫，并且当所述新抛光垫粘贴完毕后，基于所述抛光头与所述下定盘之间的相对旋转进行抛光作业；当所述新抛光垫对设定数目的所述转换用晶圆完成抛光作业后，所述新抛光垫的表面状态转变为亲水性状态。
[0011]本专利技术实施例提供了一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法和装置；由于转换用晶圆的硬度以及粗糙度均高于通常使用的调试用硅晶圆，因此，无需使用新抛光垫对50至100片的调试用硅晶圆执行抛光作业才能够完成表面状态的改变，完成表面状态改变所使用的转换用晶圆数目将会远小于调试用晶圆，从而快速地将新抛光垫的表面状态转
变为亲水性，降低新抛光垫在使用前的准备时长，提高了硅晶圆的生产效率。
附图说明
[0012]图1为相关方案提供的一种抛光头结构；
[0013]图2为相关方案提供的一种压力示意图；
[0014]图3为本专利技术实施例提供的一种抛光头结构；
[0015]图4为本专利技术实施例提供的抛光垫的表面亲水性状态转换示意图；
[0016]图5为本专利技术实施例提供的抛光垫的表面状态转换示意图；
[0017]图6为本专利技术实施例提供的一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法流程示意图；
[0018]图7为本专利技术实施例提供的水滴扩散示意图；
[0019]图8为本专利技术实施例提供的一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的装置结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0021]硅晶圆在经过DSP工艺流程后，通常会在表面遗留有细微损伤。为了去除损伤，并且将硅晶圆制作成镜面并持续地改善平坦度，通常会进行FP作业。常规的FP作业是将装载有硅晶圆的抛光头(Polishing Head)与粘贴在下定盘上的抛光垫表面相接触，硅晶圆表面通过研磨液管道(slurry Tube)供给的胶质研磨液(Colloidal slurry)和化学品(chemical)发生化学反应并且因机械加压所引发的物理反应的影响进行抛光。
[0022]具体来说，完成DSP工艺的硅晶圆会被放入清洗机，随后从清洗机出料后需立即开始FP作业，完整的FP作业流程包括三次抛光操作，具体如下：首先，将从清洗机取出的硅晶圆进行第一次FP步骤，也可被称之为粗抛光(Stock Polishing)步骤，该步骤用于将硅晶圆在等待时所形成的氧化硅(SiO2)膜轻微去除并制作成镜面状态；本步骤是用于调整作业过程中的研磨颗粒(Particle)以及整个硅晶圆表面的平坦度。在粗抛步骤后进行第二次FP步骤，该步骤调整研磨颗粒，通过使用最小的研磨量以调整硅晶圆表面的粗糙度。在完成第二次FP步骤，就接着进行第三次FP步骤，该步骤用于调整硅晶圆表面的微观粗糙度(micro roughness)及细小颗粒(fine particle)并完成收尾工作。硅晶圆在完成以上3个步骤的FP作业后，会在设备内进行简单的表面清洗，最后放置到下料片盒(unloading cassette)中，直到下料片盒内装满硅晶圆后则进行等待的工序。
[0023]对于以上作业流程中的第一次FP步骤，即粗抛光步骤来说，在作业的过程中，抛光头在旋转的同时，研磨液管道还向粘贴有抛光垫的抛光机台喷洒抛光液和化学品来进行硅晶圆表面去除。此时使用的二氧化硅胶质研磨液的细微粒子会同时研磨去除抛光垫和硅晶圆，由此，抛光垫的毛发状态则会变成凹凸不平的状态。随着抛光垫的形貌变化，由于抛光产生的抛光垫碎屑也会积累在抛光垫上形成硅晶圆的颗粒污染源，这也是导致硅晶圆平坦度恶化的原因之一。参见图1所示的抛光头结构对硅晶圆进行FP作业，抛光头与橡胶定盘均通过紧固件与旋转驱动连接，借助旋转驱动进行绕轴心旋转，橡胶定盘下方为组装式吸附
垫(TA)，通过真空/空气管将橡胶定盘内的空间抽成真空，从而通过负压将硅晶圆吸附在TA中。
[0024]在进行FP作业过程中，如图2所示，处于组装式吸附垫(TA)中的硅晶圆会因为研磨液以及如箭头所示的抛光垫被施加的压力，同时施加的与抛光垫的相对旋转来进行平坦度作业以及镜面加工。但为了研磨硅晶圆，通常会在中心部施加压力，另外由于硅晶圆具有软性的特性，硅晶圆在受到的压力后，会出现靠向硅晶圆边缘而降低的现象，由此导致硅晶圆中心部被研磨较多，而边缘部研磨较少，从而形成不均一研磨以致使平坦度恶化形成凹面形貌(Concave shape)。
[0025]需要说明的是，因为抛光机台(Polishing Table)的旋转加速和机械压力导致局部的抛光垫磨损，也会使其形貌变化，更严重导致成为形成颗粒污染源和区域平坦度恶化的原因。
[0026]为防止以上现象发生，本专利技术实施例将在抛光设备的抛光头的定盘的材质由橡胶更换成316型号不锈钢(Stainless Steel)材质，如图3所示结构，从而使在进行硅晶圆单面抛光作业的过程中，能够将压力的影响力从中心部扩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种将抛光垫的初始状态转变为亲水性的方法，其特征在于，所述方法包括：将新抛光垫粘贴至抛光机台的下定盘后，将符合设定硬度以及粗糙度材质制成的转换用晶圆置于抛光头的组装式吸附垫中；其中，所述设定硬度以及粗糙度均大于硅晶圆的硬度以及粗糙度；利用所述新抛光垫对所述转换用晶圆进行抛光作业；当所述新抛光垫对设定数目的转换用晶圆完成抛光作业后，所述新抛光垫的表面状态转变为亲水性状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转换用晶圆的材质为碳化硅材质。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转换用晶圆的尺寸与实际执行最终抛光FP作业时，置于抛光头的组装式吸附垫中的硅晶圆尺寸一致。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转换用晶圆的厚度为775至778微米um。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用所述新抛光垫对所述转换用晶圆进行抛光作业时，抛光头施加的压力值比采用调试用硅晶圆执行抛光作业时抛光头施加的压力值大1.3至1.5倍。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述新抛光垫对4片转换用晶圆完成抛光作...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晟佑，
申请(专利权)人：西安奕斯伟材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：