基板研磨设备和使用其研磨基板的方法技术

本发明专利技术提供了一种包括研磨单元和垫支撑部件的基板研磨设备。研磨单元包括位于基板支撑部件上的研磨垫研磨基板和移动研磨垫的垫驱动部件。垫支撑部件布置于基板支撑部件的一侧，当研磨位于基板支撑部件上的基板的边缘时，垫支撑部件支撑研磨垫的不接触基板的研磨表面的部分。因此，基板研磨设备避免了研磨垫在研磨基板的边缘的同时倾向基板的外侧，从而在研磨处理期间，提高了研磨效率并避免了基板的破损。

【技术实现步骤摘要】

本公开在此涉及用于制造半导体的设备和方法，且更具体地，涉及用于以单晶片处理方式研磨和清洗半导体基板的基板处理设备和方法。
技术介绍
在通常的半导体装置制造处理中，要重复地进行诸如沉积处理、光刻处理和蚀刻处理等多个单元处理以形成和堆叠薄膜。重复进行这些处理直到在晶片上形成所期望的预定电路图案。在形成电路图案之后，在晶片的表面上形成有许多不规则物。由于现在的半导体装置高度集成且为多层结构，晶片表面上的不规则物的数目和不规则物之间的高度差异有所增加。结果，由于晶片表面的不平坦，在光刻处理中会出现散焦。于是，为实现晶片表面的平坦化，应当周期性地对晶片表面进行研磨。为了使晶片表面平坦化，人们开发了各种表面平坦化技术。这些技术中，因为通过使用化学机械研磨(CMP)技术，可以使宽表面和窄表面平坦化至具有良好的平直度，故CMP技术得到了广泛的使用。通过使用机械摩擦和化学磨蚀，CMP设备用于研磨涂有钨或氧化物的晶片表面，且使用CMP设备可以实现非常精细的研磨。当研磨设备研磨晶片时，研磨设备将晶片布置于研磨垫的顶面上，随后，将晶片按压和旋转到研磨垫。这样的研磨设备包括围绕晶片以避免晶片边缘被过度研磨的卡环。然而，由于在整个晶片研磨处理中，昂贵的卡环与晶片一起受到研磨，故卡环的更换周期短，而且其拆解处理复杂。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种可提高研磨效率的基板研磨设备。本专利技术的实施例还提供了一种使用上述基板研磨设备研磨基板的方法。本专利技术的实施例提供了一种基板研磨设备，其包括：基板支撑部件、研磨单元以及至少一个垫支撑部件。基板位于基板支撑部件上。研磨单元包括研磨垫和垫驱动部件，研磨垫布置于基板支撑部件上方，以研磨位于基板支撑部件上的基板，垫驱动部件用于移动研磨垫，以变化研磨垫相对于基板支撑部件的位置。垫支撑部件布置于基板支撑部件的一侧，当研磨位于基板支撑部件上的基板的边缘时，垫支撑部件支撑研磨垫研磨表面的不接触基板的部分。在本专利技术的其它实施例中，基板研磨设备包括：碗单元、可旋转基板支撑部件、研磨单元以及至少一个垫支撑部件。碗单元具有开放的上部。碗单元中可旋转地布置有基板支撑部件，所述基板支撑部件上面置有基板。研磨单元包括研磨垫和垫驱动部件，研磨垫布置于基板支撑部件上方，以在研磨处理中研磨位于基板支撑部件上的基板，垫驱动部件用于将研磨垫从位于基板支撑部件上的基板的中央区域移动到基板的边缘区域或基板的边缘区域以外的位置。垫支撑部件布置于碗单元中，且包括与基板支撑部件隔开并布置于基板支撑部件的一侧的支撑-->垫。在本专利技术的其它实施例中，基板研磨方法如下。将基板置于基板支撑部件上。将研磨垫布置于基板支撑部件上方。在旋转基板支撑部件和研磨垫中的至少一个的同时，以研磨垫按压和研磨基板。当研磨基板时，在由垫支撑部件支撑研磨垫的不接触基板的部分的同时，研磨基板的边缘。附图说明包括附图以提供对本专利技术的进一步的理解，且将附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示了本专利技术的示例性实施例，且与本说明书一起用于解释本专利技术的原理。在附图中：图1是根据本专利技术的实施例的单晶片型研磨系统的示意图；图2是表示图1的晶片研磨单元的立体图；图3是表示图2的基板支撑单元和碗单元的局剖立体图；图4是表示图2的研磨单元的立体图；图5是表示图4的研磨单元的局剖侧视图；图6是表示图5的按压部和竖直臂部的竖直横截面图；图7是表示图3所示的垫支撑部件的立体图；图8是表示图7所示的垫支撑部件、基板支撑单元以及研磨单元之间的相对位置的示意图；图9是表示图2所示的晶片研磨部研磨晶片时的处理的流程图；图10是表示当研磨晶片边缘时图8所示的垫支撑部件支撑研磨垫的处理的示意图；图11是表示图8所示的垫支撑部件的另一例子的示意图；图12是表示当研磨晶片边缘时图11所示的垫支撑部件支撑研磨垫的处理的示意图；图13是表示图8所示的垫支撑部件的另一例子的示意图；以及图14A和图14B是表示当研磨晶片时图13所示的垫支撑部件的顶面的高度根据研磨垫的位置变化的示意图。具体实施方式下面参照附图更详细地描述本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术可以以不同形式实施，并且不应解释为局限于此处所阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开更加完全和彻底，并更充分地向本领域的技术人员展示了本专利技术的范围。例如，尽管以晶片用作半导体基板，然而本专利技术的技术范围和精神不限于此。图1是根据本专利技术的实施例的单晶片型研磨系统的示意图。参照图1，根据本专利技术的基板处理系统2000可包括加载/卸载单元10、换位自动机(index robot)20、缓冲单元30、主传送自动机50、多个基板研磨单元1000以及控制单元60。加载/卸载单元10包括多个加载端口11a、11b、11c以及11d。尽管在本实施例中-->加载/卸载单元10包括四个加载端口11a、11b、11c以及11d，然而加载端口11a、11b、11c以及11d的数目可根据基板处理系统2000的处理效率和封装条件而增加和减少。前开口统一容器(front open unified pods，FOUP)12a、12b、12c以及12d分别位于加载端口11a、11b、11c以及11d上，前开口统一容器中容纳有晶片。各FOUP 12a、12b、12c以及12d中布置有关于地表面呈水平方向的用于接收晶片的多个狭缝。FOUP 12a、12b、12c以及12d接收已在各基板研磨单元1000中处理的晶片或将要加载到各基板研磨单元1000中的晶片。下面，为了便于描述，已在各基板研磨单元1000中处理过的晶片称为已处理的晶片，而尚未处理的晶片称为原始晶片。在加载/卸载单元10和缓冲单元30之间布置有第一传送路径41。在第一传送路径41中布置有第一传送轨道42。在第一传送轨道42上布置有换位自动机20。换位自动机20沿第一传送轨道42移动以在加载/卸载单元10和缓冲单元30之间传送晶片。即，换位自动机20从位于加载/卸载单元10上的FOUP 12a、12b、12c以及12d取出至少一个原始晶片，以将该晶片加载到缓冲单元30上。同样，换位自动机20从缓冲单元30取出至少一个已处理的晶片，以将晶片加载到位于加载/卸载单元10上的FOUP 12a、12b、12c以及12d上。缓冲单元30布置于第一传送路径41的一侧。缓冲单元30接收由换位自动机20传送的原始晶片和在基板研磨单元1000中处理的晶片。主传送自动机50布置于第二传送路径43中。第二传送路径43中布置有第二传送轨道44。主传送自动机50布置于第二传送轨道44上。主传送自动机50沿第二传送轨道44移动，以在缓冲单元30与基板研磨单元1000之间传送晶片。即，主传送自动机50从缓冲单元30取出至少一个原始晶片，以将该晶片提供给基板研磨单元1000。同样，主传送自动机50将从基板研磨单元1000处理的晶片、即已处理的晶片加载到缓冲单元30上。基板研磨单元1000布置于第二传送路径43两侧。各基板研磨单元1000研磨和清洗原始晶片，以制造所处理的晶片。在基板研磨单元1000中，至少两个基板研磨单元隔着第二传送路径43面向彼此。在本专利技术的例子中，当从平面图上看时，尽管两对基板研磨单元1000布置于第二传送路径43两侧且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板研磨设备，其包括：基板支撑部件，其上面置有基板；研磨单元，其包括研磨垫和垫驱动部件，所述研磨垫布置于所述基板支撑部件上方，以研磨置于所述基板支撑部件上的所述基板，所述垫驱动部件用于移动所述研磨垫，以改变所述研磨垫相对于所述基板支撑部件的位置；以及至少一个垫支撑部件，其布置于所述基板支撑部件的一侧，当研磨位于所述基板支撑部件上的所述基板的边缘时，所述垫支撑部件支撑所述研磨垫的不与所述基板接触的研磨表面的部分。

【技术特征摘要】
KR 2009-7-24 10-2009-00679361.一种基板研磨设备，其包括：基板支撑部件，其上面置有基板；研磨单元，其包括研磨垫和垫驱动部件，所述研磨垫布置于所述基板支撑部件上方，以研磨置于所述基板支撑部件上的所述基板，所述垫驱动部件用于移动所述研磨垫，以改变所述研磨垫相对于所述基板支撑部件的位置；以及至少一个垫支撑部件，其布置于所述基板支撑部件的一侧，当研磨位于所述基板支撑部件上的所述基板的边缘时，所述垫支撑部件支撑所述研磨垫的不与所述基板接触的研磨表面的部分。2.如权利要求1所述的基板研磨设备，还包括基板驱动部件，其使所述基板支撑部件绕所述基板支撑部件的中央轴线旋转。3.如权利要求2所述的基板研磨设备，其中，所述研磨垫的所述研磨表面的面积小于所述基板支撑部件的顶面的面积。4.如权利要求3所述的基板研磨设备，其中，所述垫驱动部件使所述研磨垫摇摆。5.如权利要求3所述的基板研磨设备，其中，所述垫驱动部件包括：竖直臂，其连接于所述研磨垫且竖直地延伸，并绕所述竖直臂的中央轴线旋转以旋转所述研磨垫；可摇摆的摇臂，其连接于所述竖直臂的上端以使所述研磨垫摇摆；以及驱动部，其连接于所述摇臂的一端，并对所述摇臂提供用于摇摆所述摇臂的转矩，并通过所述摇臂对所述竖直臂提供用于旋转所述竖直臂的转矩。6.如权利要求4所述的基板研磨设备，其中，所述垫支撑部件布置于所述研磨垫的移动轨道上或所述移动轨道的延长线上。7.如权利要求6所述的基板研磨设备，其中，所述移动轨道为弧状。8.如权利要求1到7的任何一项所述的基板研磨设备，还包括碗单元，其具有开放的上部和布置有所述垫支撑部件的内侧。9.如权利要求8所述的基板研磨设备，其中，所述垫支撑部件包括：支撑主体，其布置于所述基板支撑部件的一侧；以及支撑垫，其耦接于所述支撑主体的上部且与所述基板支撑部件隔开，并用于在研磨所述基板的边缘时支撑所述研磨垫。10.如权利要求9所述的基板研磨设备，其中，所述支撑垫可移除地耦接于所述支撑主体。11.如权利要求9所述的基板研磨设备，还包括第一位置感测部，其用于感测所述垫支撑部件的高度，以输出所述支撑垫的顶面的位置值，从而感测所述支撑垫的磨损程度。12.如权利要求11所述的基板研磨设备，其中，所述支撑主体固定于所述碗单元的底面。13.如权利要求9所述的基板研磨设备，其中，所述垫支撑部件还包括位置调节部，其用于竖直地移动所述支撑主体或所述支撑垫，以调节所述支撑垫的竖直位置。14.如权利要求13所述的基板研磨设备，其中，所述位置调节部包括驱动马达或气缸，且所述驱动马达或所述气缸固定于所述支撑主体的下部。15.如权利要求13所述的基板研磨设备，还包括：第一位置感测部，其用于感测所述垫支撑部件的高度，以输出所述支撑垫的顶面的竖直位置值，从而感测所述支撑垫的磨损程度；以及控制单元，其用于接收从所述第一位置感测部输出的所述支撑垫的顶面的所述竖直位置值，并根据所接收的竖直位置值控制所述位置调节部，以调节所述支撑垫的顶面的位置。16.如权利要求15所述的基板研磨设备，还包括第二位置感测部，其用于感测所述研磨垫相对于所述基板支撑部件的水平位置，以对所述控制单元提供所述研磨垫的水平位置值。17.如权利要求16所述的基板研磨设备，其中，所述控制单元根据接收的所述研磨垫的所述水平位置值和所述支撑垫的顶面的所述竖直位置值控制所述位置调节部，以调节所述支撑垫的顶面的位置。18.如权利要求17所述的基板研磨设备，其中，所述位置调节部包括由空气压力而膨胀和压缩的波纹管，且所述波纹管布置于所述支撑主体与所述支撑垫之间，并通过压缩和膨胀来调节所述支撑垫的竖直位置。19.如权利要求9所述的基板研磨设备，其中，所述支撑主体为柱状，且所述支撑垫的顶面的面积小于所述研磨垫的所述研磨表面的面积。20.如权利要求9所述的基板研磨设备，其中，所述研...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世勋，权五珍，金长铉，
申请(专利权)人：细美事有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]