拋光方法和基片的制作方法
【專利說(shuō)明】拋光方法和基片
[0001 ]本申請(qǐng)是2008年12月2日提交的發(fā)明名稱為“拋光方法和基片”201210400827.2號(hào)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種用于拋光諸如半導(dǎo)體晶片的基片的拋光裝置和拋光方法，更具體地涉及適合用作用于拋光基片的斜角(bevel)部分的斜角拋光裝置、以及用于拋光基片的缺口(notch)部分的缺口拋光裝置的拋光裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]從提高半導(dǎo)體制造產(chǎn)出量的角度，半導(dǎo)體晶片外周表面狀態(tài)的處理近期已受到重視。在半導(dǎo)體制造工藝中，多種材料反復(fù)地沉積在晶片上以形成多層結(jié)構(gòu)。于是，在并非用于產(chǎn)品的晶片外周上形成不想要的薄膜和粗糙表面。近年來(lái)，更常見(jiàn)的是通過(guò)利用臂僅保持晶片外周來(lái)轉(zhuǎn)移晶片。在此情況下，在幾個(gè)工藝過(guò)程中，不想要的薄膜脫離外周到形成在晶片上的器件上，導(dǎo)致產(chǎn)出量降低。因此，通常使用拋光裝置拋光晶片外周以去除不想要的薄膜以及粗糙表面。
[0004]利用用于拋光基片外周的拋光帶的拋光裝置已知為這種類型的拋光裝置。該類型的拋光裝置通過(guò)使拋光帶的拋光表面與基片外周滑動(dòng)接觸以拋光基片外周。由于待去除不想要的薄膜的類型和厚度在不同基片之間是不同的，通常使用具有不同粗糙度的多個(gè)拋光帶。典型地，進(jìn)行粗拋光以去除不想要的薄膜并形成外周形狀，此后進(jìn)行精拋光以形成光滑表面。
[0005]斜角部分與缺口部分通常形成在基片外周。斜角部分為尖角邊緣已被去除的外周的一部分。形成斜角部分是為了防止基片破裂并防止產(chǎn)生顆粒。另一方面，缺口部分為在基片外周形成的切口部分，其目的是為了確定晶體取向。上述用于拋光基片外周的拋光裝置可被粗略劃分為用于拋光斜角部分的斜角拋光裝置和用于拋光缺口部分的缺口拋光裝置。
[0006]常規(guī)斜角拋光裝置的示例包括具有單個(gè)拋光頭的拋光裝置和具有多個(gè)拋光頭的拋光裝置。在具有單個(gè)拋光頭的拋光裝置中，在拋光之后將拋光帶更換為具有不同粗糙度的另一拋光帶或通過(guò)將基片從粗拋光段轉(zhuǎn)移到精拋光段，進(jìn)行多級(jí)拋光。另一方面，在具有多個(gè)拋光頭的拋光裝置中，粗拋光與精拋光可接連地進(jìn)行。
[0007]但是，在這些常規(guī)裝置中，總體上需要較長(zhǎng)拋光時(shí)間，因?yàn)榫珤伖庠诖謷伖庵筮M(jìn)行。具體地，總拋光時(shí)間為粗拋光時(shí)間與精拋光時(shí)間之和。此外，因?yàn)閽伖鈳楹馁M(fèi)品，拋光帶需定期更換為新的拋光帶。因此，要求作為耗費(fèi)品的拋光帶更換應(yīng)易于操作，同時(shí)考慮到降低帶更換操作的次數(shù)，也要求拋光帶使用時(shí)間盡可能長(zhǎng)。
[0008]另一方面，如日本早期公開(kāi)專利申請(qǐng)N0.2005-252288所公開(kāi)，配置成接連地按壓具有不同粗糙度的多個(gè)拋光帶緊貼基片外周的拋光裝置已知為常規(guī)缺口拋光裝置。但是，在該常規(guī)裝置中多個(gè)拋光頭相互靠近，而該布置使其難以保養(yǎng)拋光頭。此外，由于分別包含拋光帶的卷軸相互鄰近，難以更換拋光帶。因此，包括拋光帶更換時(shí)間的拋光時(shí)間變長(zhǎng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]由于上述缺點(diǎn)提出本發(fā)明。因此本發(fā)明的目的是提供使總拋光時(shí)間縮短且易于更換拋光帶的拋光裝置。此外，本發(fā)明另一目的是提供使用這種拋光裝置的拋光方法。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明一方面提供一種用于拋光基片的外周的拋光裝置。所述裝置包括配置成水平地保持基片并轉(zhuǎn)動(dòng)基片的旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)、設(shè)置在由旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片周圍的多個(gè)拋光頭組件、配置成將拋光帶供給多個(gè)拋光頭組件并從多個(gè)拋光頭組件收回拋光帶的多個(gè)帶供給與收回機(jī)構(gòu)、以及配置成沿旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片的徑向方向移動(dòng)多個(gè)拋光頭組件的多個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)。多個(gè)拋光頭組件中的每個(gè)包括配置成按壓拋光帶緊貼基片的外周的拋光頭，以及配置成繞與基片切線平行的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)拋光頭的傾斜機(jī)構(gòu)。所述拋光頭包括配置成保持拋光帶并沿其縱向方向以預(yù)定速度輸送拋光帶的送帶機(jī)構(gòu)、以及布置成將拋光帶行進(jìn)方向引導(dǎo)至與基片切線垂直的方向的導(dǎo)引輥。所述帶供給與收回機(jī)構(gòu)沿基片徑向方向設(shè)置在多個(gè)拋光頭組件外側(cè)，且所述帶供給與收回機(jī)構(gòu)被固定在位。
[0011 ]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，多個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)可相互獨(dú)立地操作，且所述拋光頭組件的傾斜機(jī)構(gòu)可相互獨(dú)立地操作。
[0012]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，拋光裝置還包括配置成將拋光液供給到由旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片的上表面的上部供給噴嘴、配置成將拋光液供給到由旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片的下表面的下部供給噴嘴、以及配置成將清洗液供給到拋光頭的至少一個(gè)清洗噴嘴。
[0013]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)包括配置成保持基片的保持臺(tái)、以及被配置成豎直移動(dòng)保持臺(tái)的抬升機(jī)構(gòu)。
[0014]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，多個(gè)拋光頭組件和多個(gè)帶供給與收回機(jī)構(gòu)位于處在預(yù)定高度的水平面的下方，且抬升機(jī)構(gòu)可操作以便在在水平面上方的轉(zhuǎn)移位置與水平面下方的拋光位置之間豎直地移動(dòng)保持臺(tái)。
[0015]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，拋光裝置還包括形狀設(shè)為在其中可形成拋光室的分隔壁。多個(gè)拋光頭組件和保持臺(tái)位于拋光室之內(nèi)且多個(gè)帶供給與收回機(jī)構(gòu)位于拋光室之外。
[0016]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，多個(gè)拋光頭組件的至少一個(gè)中的拋光帶行進(jìn)方向與多個(gè)拋光頭組件的另一個(gè)中的拋光帶行進(jìn)方向相反。
[0017]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，拋光裝置還包括具有傾斜角度固定的拋光頭的至少一個(gè)固定角度拋光頭組件。
[0018]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，拋光裝置還包括配置成使基片中心與旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸線對(duì)齊的多個(gè)定心引導(dǎo)裝置。
[0019]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，多個(gè)定心引導(dǎo)裝置可與多個(gè)拋光頭組件一起活動(dòng)。
[0020]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，拋光裝置還包括配置成檢測(cè)由旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片的偏心度、缺口部分、以及定向平面中的至少一個(gè)的偏心檢測(cè)器。
[0021 ]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，拋光裝置還包括配置成將液體供給到由旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片上的供給噴嘴、以及用于控制多個(gè)拋光頭組件操作的操作控制器。操作控制器可操作，以保持在將液體供給到轉(zhuǎn)動(dòng)基片上的過(guò)程中不進(jìn)行拋光的至少一個(gè)拋光頭遠(yuǎn)離基片，以使液體不會(huì)彈回基片。
[0022]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，操作控制器可操作，以根據(jù)基片轉(zhuǎn)動(dòng)速度確定基片與至少一個(gè)拋光頭之間的距離。
[0023]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，操作控制器可操作，以保持在將液體供給到轉(zhuǎn)動(dòng)基片的過(guò)程中不進(jìn)行拋光的至少一個(gè)拋光頭成使液體不會(huì)彈回基片的角度傾斜。
[0024]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，操作控制器可操作，以根據(jù)基片旋轉(zhuǎn)速度確定至少一個(gè)拋光頭的角度。
[0025]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，操作控制器可操作，以在保持至少一個(gè)拋光頭的角度同時(shí)朝向基片移動(dòng)至少一個(gè)拋光頭，并導(dǎo)致至少一個(gè)拋光頭按壓拋光帶緊貼基片的外周。
[0026]本發(fā)明另一方面提供用于拋光基片的外周的拋光裝置。所述裝置包括配置成水平地保持基片并轉(zhuǎn)動(dòng)基片的旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)、面向由旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片的外周設(shè)置的至少一個(gè)拋光頭組件、配置成將拋光帶供給到至少一個(gè)拋光頭組件并從至少一個(gè)拋光頭組件收回拋光帶的至少一個(gè)帶供給與收回機(jī)構(gòu)、配置成沿由旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片的徑向方向移動(dòng)至少一個(gè)拋光頭組件的至少一個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及配置成將冷卻液供給到拋光帶與由旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)保持的基片之間的接觸部分的供給噴嘴。
[0027]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，所述至少一個(gè)拋光頭組件包括多個(gè)拋光頭組件，所述至少一個(gè)帶供給與收回機(jī)構(gòu)包括多個(gè)帶供給與收回機(jī)構(gòu)，且所述至少一個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括多個(gè)移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0028]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，拋光裝置還包括配置成將冷卻液供給到供給噴嘴的冷卻液供給源。
[0029]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，冷卻液供給源配置成產(chǎn)生具有溫度最高為10°C的冷卻液。
[0030]本發(fā)明另一方面為提供拋光方法，其包括通過(guò)旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)基片，通過(guò)按壓拋光帶緊貼基片的外周上的第一區(qū)域以拋光第一區(qū)域，通過(guò)按壓拋光帶緊貼基片的外周上的第二區(qū)域以拋光第二區(qū)域，在拋光第二區(qū)域過(guò)程中，通過(guò)按壓清洗布緊貼第一區(qū)域以清洗第一區(qū)域，以及在第二區(qū)域拋光之后通過(guò)按壓清洗布緊貼第二區(qū)域以清洗第二區(qū)域。[0031 ]本發(fā)明另一方面提供拋光方法，其包括通過(guò)旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)基片，通過(guò)按壓拋光帶緊貼基片的外周拋光基片的外周，并且在拋光過(guò)程中，將溫度最高為10°C的冷卻液供給到基片與拋光帶之間的接觸部分。
[0032]本發(fā)明另一方面提供拋光方法，其包括通過(guò)旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)基片，將液體供給到轉(zhuǎn)動(dòng)基片上，在將液體供給到轉(zhuǎn)動(dòng)基片上的過(guò)程中，通過(guò)第一拋光頭按壓拋光帶緊貼基片的外周以拋光外周，且在將液體供給到轉(zhuǎn)動(dòng)基片上的過(guò)程中，保持不進(jìn)行拋光的第二拋光頭遠(yuǎn)離基片使得液體不會(huì)彈回基片。
[0033]本發(fā)明另一方面提供拋光方法，其包括通過(guò)旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)基片，將液體供給到轉(zhuǎn)動(dòng)基片上，在將液體供給到轉(zhuǎn)動(dòng)基片上的過(guò)程中，通過(guò)第一拋光頭按壓拋光帶緊貼基片的外周以拋光外周，并在將液體供給到轉(zhuǎn)動(dòng)基片上的過(guò)程中，保持不進(jìn)行拋光的第二拋光頭成液體不會(huì)彈回基片的角度傾斜。
[0034]本發(fā)明另一方面提供其特征在于通過(guò)上述拋光方法被拋光的基片。
[0035]本發(fā)明另一方面提供用于拋光基片的缺口部分的拋光裝置。所述拋光裝置包括配置成水平地保持基片并轉(zhuǎn)動(dòng)基片的旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)、分別配置成使用拋光帶拋光基片的多個(gè)拋光頭模塊、以及配置成相互獨(dú)立地移動(dòng)多個(gè)拋光頭模塊的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。多個(gè)拋光頭模塊中的每個(gè)包括配置成使拋光帶與基片的缺口部分滑動(dòng)接觸的拋光頭，以及配置成將拋光帶供給到拋光頭并從拋光頭收回拋光帶的帶供給與收回機(jī)構(gòu)。
[0036]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括配置成沿相互垂直的X軸和Y軸移動(dòng)多個(gè)拋光頭模塊的單個(gè)X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和多個(gè)Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配置成沿X軸同時(shí)移動(dòng)多個(gè)拋光頭模塊，多個(gè)Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)配置成沿Y軸相互獨(dú)立地移動(dòng)多個(gè)拋光頭模塊。
[0037]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，移動(dòng)機(jī)構(gòu)被配置成沿單一移動(dòng)軸線將多個(gè)拋光頭模塊的每個(gè)的拋光頭朝向以及遠(yuǎn)離基片的缺口部分移動(dòng)。
[0038]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)包括配置成導(dǎo)致基片在與基片表面平行的平面上進(jìn)行以缺口部分為中心的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0039]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)包括配置成保持基片的保持臺(tái)和配置成豎直地移動(dòng)保持臺(tái)的抬升機(jī)構(gòu)。
[0040]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，拋光裝置還包括配置成檢測(cè)基片的缺口部分的缺口搜索單元。所述抬升機(jī)構(gòu)可操作以便將保持臺(tái)從基片轉(zhuǎn)移位置降低到基片拋光位置，以及將保持臺(tái)從拋光位置抬升到轉(zhuǎn)移位置，缺口搜索與轉(zhuǎn)移位置設(shè)置在相同高度。
[0041]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選方面中，多個(gè)拋光頭模塊的至少一個(gè)包括配置成測(cè)量拋光帶的張力的張力傳感器，拋光裝置還包括配置成根據(jù)張力傳感器的輸出信號(hào)監(jiān)控拋光帶的張力的監(jiān)控單元。
[0042]本發(fā)明另一方面提供用于拋光基片的缺口部分的拋光裝置。拋光裝置包括配置成水平地保持基片并轉(zhuǎn)動(dòng)基片的旋轉(zhuǎn)保持機(jī)構(gòu)、配置成使用拋光帶拋光基片的拋光頭模塊，以及配置成監(jiān)控拋光帶的張力的監(jiān)控單元。拋光頭模塊包括配置成使拋光帶與基片的缺口部分滑動(dòng)接觸的拋光頭，配置成將拋光帶供給到拋光頭并從拋光頭收回拋光帶的帶供給與收回機(jī)構(gòu)，以及配置成測(cè)量拋光帶的張力的張力傳感器。監(jiān)控單元被配置成根據(jù)張力傳感器的輸出信號(hào)監(jiān)控拋光帶的張力。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，帶有具有不同粗糙度的拋光帶的多個(gè)拋光頭可被用于拋光基片。已完成其拋光操作的拋光頭通過(guò)傾斜運(yùn)動(dòng)被傾斜至另一拋光角度，另一拋光頭可對(duì)已拋光的同一部分進(jìn)一步拋光。因此，無(wú)需等待其中一個(gè)拋光頭組件的拋光操作結(jié)束，另一拋光頭組件可對(duì)已拋光的同一部分進(jìn)行拋光。此外，由于拋光帶可以容易更換，總體的拋光時(shí)間可被縮短。
【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的拋光裝置的俯視圖；
[0045]圖2為圖1所示拋光裝置的垂直剖視圖；
[0046]圖3為顯示分隔壁的透視圖；
[0047]圖4A為顯示拋光頭的放大視圖；
[0048]圖4B為顯示拋光頭的放大視圖，拋光帶沿相反方向移動(dòng)；
[0049]圖5為顯示拋光頭的按壓機(jī)構(gòu)的視圖；
[0050]圖6為顯示晶片外周的放大剖視圖；
[0051]圖7A為顯示其中拋光頭組件被線性致動(dòng)器移動(dòng)向前以按壓拋光帶緊貼晶片斜角部分的狀態(tài)的視圖；
[0052]圖7B為顯示其中拋光頭被傾斜機(jī)構(gòu)傾斜以按壓拋光帶緊貼晶片斜角部分的上部斜面的狀態(tài)的視圖；
[0053]圖7C為顯示其中拋光頭被傾斜機(jī)構(gòu)傾斜以按壓拋光帶緊貼晶片斜角部分的下部斜面的狀態(tài)的視圖；
[0054]圖8A至圖SC為分別顯示斜角部分與拋光帶之間的接觸部分的示意性放大視圖，圖8A至圖8C與圖7A至圖7C對(duì)應(yīng)。
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