抛光头和抛光设备制造技术

本发明专利技术实施例公开了抛光头和抛光设备，所述抛光头包括：头部主体；设置在所述头部主体的下表面上的吸附口，所述吸附口用于吸附硅片，使得所述硅片能够与所述头部主体一起运动；设置在所述头部主体的下表面上的第一排放口，所述第一排放口沿径向方向设置在所述吸附口的外侧，用于在所述硅片被抛光时在所述硅片的周向外侧排放气体，以减少所述硅片的边缘附近的抛光液的量。近的抛光液的量。近的抛光液的量。

【技术实现步骤摘要】
抛光头和抛光设备


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及抛光头和抛光设备。

技术介绍

[0002]在生产硅片的流程中，最终抛光(FP，Final Polishing)工艺是控制硅片平坦度和粗糙度参数的最后一道工序。最终抛光工艺是通过对硅片表面去除一定的量来去除前端工序缺陷和对硅片表面进行镜面化抛光。
[0003]在FP作业期间，最常用的实施方案为化学机械抛光(CMP，Chemical Mechanical Polishing)方法，硅片的化学机械抛光工艺是一个复杂的多项反应过程，具体可以划分为两个动力学过程：首先使吸附在抛光垫上的抛光液中的氧化剂、催化剂等与硅片表面的硅原子进行氧化还原的动力学过程，其次是硅片的抛光面上的反应物脱离硅片表面的解析过程，也就是使未反应的硅原子重新裸露出来的动力学过程。化学机械抛光工艺是机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺，兼顾了两者的优点，能够获得平坦的硅片表面。
[0004]在CMP方法中，需要通过抛光头将硅片压在震动的带有抛光垫的抛光台上，同时将抛光液提供到抛光垫。在抛光过程中，抛光头和抛光台相对于彼此旋转，抛光液通过抛光台的旋转产生的离心力而分布于抛光垫，但也正是因为离心力的作用，导致抛光垫的中心区域浆液的量小于抛光垫的边缘区域的量，从而导致硅片表面的边缘区域的抛光去除量大于硅片表面的中央区域的抛光去除量，从而造成硅片表面平坦度恶化。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供抛光头和抛光设备，能够使硅片在均匀的工作压力下被抛光，从而提升硅片平坦化的品质。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供了一种抛光头，所述抛光头包括：
[0008]头部主体；
[0009]设置在所述头部主体的下表面上的吸附口，所述吸附口用于吸附硅片，使得所述硅片能够与所述头部主体一起运动；
[0010]设置在所述头部主体的下表面上的第一排放口，所述第一排放口沿径向方向设置在所述吸附口的外侧，用于在所述硅片被抛光时在所述硅片的周向外侧排放气体，以减少所述硅片的边缘附近的抛光液的量。
[0011]第二方面，本专利技术实施例提供了一种抛光设备，所述抛光设备包括根据第一方面的抛光头。
[0012]本专利技术实施例提供了抛光头和抛光设备；该抛光头通过设置在头部主体的下表面上的吸附口吸附硅片，以使硅片固定至头部主体而能够与所述头部主体一起运动，在抛光头的头部主体的下表面上还设置有第一排放口，第一排放口设置成能够在所述硅片被抛光时在所述硅片的周向外侧排放气体，由此可以在所述硅片的周向外侧形成气体屏障，凭借
该气体屏障可以阻碍过多的抛光液聚集在所述硅片的边缘，减少对所述硅片的边缘进行抛光的抛光液的量，由此避免了对硅片的边缘的过度抛光，提升了抛光后的硅片的平坦度。
附图说明
[0013]图1为本专利技术实施例提供的常规抛光设备的结构示意图；
[0014]图2为本专利技术实施例提供的抛光头的正视图；
[0015]图3为本专利技术实施例提供的抛光头的仰视图；
[0016]图4为本专利技术实施例提供的抛光设备的结构示意图。
具体实施方式
[0017]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。
[0018]硅片在经过双面抛光工艺流程后，通常会在表面遗留有细微损伤。为了去除损伤，并且将硅片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作业是将装载有硅片的抛光头(Polishing Head)与粘贴在下定盘上的抛光垫表面相接触，硅片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。
[0019]具体来说，完成双面抛光工艺的硅片会被放入清洗机，随后从清洗机出料后需再进行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，将硅片进行第一次FP步骤，也可被称之为粗抛光(Stock Polishing)步骤，该步骤用于将硅片在前序工艺引起的表面缺陷进行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)以及整个硅片表面的平坦度。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片表面的粗糙度。在完成第二次FP步骤，就接着进行第三次FP步骤，该步骤用于调整硅片表面的微观粗糙度(micro roughness)及细小颗粒(fine particle)并完成收尾工作。硅片在完成以上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片后则进行等待的工序。
[0020]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，能够实现本专利技术实施例技术方案的最终抛光(Finish Polishing，FP)装置100如图1所示，该FP装置100具体可以包括：抛光头101，吸附垫102，抛光液供给管路103，抛光盘104，贴附在抛光盘104上的抛光垫105，第一驱动轴106以及第二驱动轴107。使用FP装置100对硅片W进行最终抛光时，在吸附垫102与硅片W背面吸附的情况下，通过抛光液供给管路103向抛光垫105供给一定供给流量的抛光液，当抛光液供给至抛光垫105上且与硅片W接触后，利用第一驱动轴106和第二驱动轴107分别带动抛光盘104与抛光头101进行相对旋转运动，通过抛光头101对硅片W施加压力以完成硅片W的最终抛光操作。通过对硅片W进行最终抛光操作能够去除硅片W在前一部分机械加工工艺中产生的损伤面，这些损伤面在最终抛光工艺中通过抛光液进行化学软化，已化学软化的损伤面能够通过与抛光垫105的机械运动被去除。经过反复进行上述的最终抛光工艺，使得硅片W表面的损伤面完全被去除，最终使硅片W表面平坦化。
[0021]由于使用FP装置100进行最终抛光时，硅片和抛光垫始终处于相对旋转状态，而旋转带来的离心作用往往会使抛光液聚集在硅片的边缘，这使得硅片表面的边缘区域的抛光去除量大于硅片表面的中央区域的抛光去除量，抛光去除量的不均匀最终导致硅片表面的平坦度恶化。
[0022]对此，本专利技术实施例提出抛光头和抛光设备；能够通过干预抛光液在硅片抛光区域的分布及成分提高抛光后的硅片的平坦度水平。
[0023]参见图2，第一方面，本专利技术实施例提出了一种抛光头200，所述抛光头200包括：
[0024]头部主体201；
[0025]设置在所述头部主体201的下表面201a上的吸附口202，所述吸附口202用于吸附硅片W，使得所述硅片W能够与所述头部主体201一起运动；
[0026]设置在所述头部主体201的下表面201a上的第一排放口203，所述第一排放口203沿径向方向设置在所述吸附口202的外侧，用于在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抛光头，其特征在于，所述抛光头包括：头部主体；设置在所述头部主体的下表面上的吸附口，所述吸附口用于吸附硅片，使得所述硅片能够与所述头部主体一起运动；设置在所述头部主体的下表面上的第一排放口，所述第一排放口沿径向方向设置在所述吸附口的外侧，用于在所述硅片被抛光时在所述硅片的周向外侧排放气体，以减少所述硅片的边缘附近的抛光液的量。2.根据权利要求1所述的抛光头，其特征在于，所述抛光头还包括设置在所述头部主体的下表面上的第二排放口，所述第二排放口沿径向方向位于所述吸附口与所述第一排放口之间，用于在所述硅片被抛光时在所述硅片的周向外侧排放液体，以降低所述硅片的边缘附近的抛光液的浓度。3.根据权利要求2所述的抛光头，其特征在于，所述液体为去离子水或强碱液，其中，所述...

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