抛光方法和基片的制作方法
【专利说明】抛光方法和基片
[0001 ]本申请是2008年12月2日提交的发明名称为“抛光方法和基片”201210400827.2号发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种用于抛光诸如半导体晶片的基片的抛光装置和抛光方法，更具体地涉及适合用作用于抛光基片的斜角(bevel)部分的斜角抛光装置、以及用于抛光基片的缺口(notch)部分的缺口抛光装置的抛光装置。
【背景技术】
[0003]从提高半导体制造产出量的角度，半导体晶片外周表面状态的处理近期已受到重视。在半导体制造工艺中，多种材料反复地沉积在晶片上以形成多层结构。于是，在并非用于产品的晶片外周上形成不想要的薄膜和粗糙表面。近年来，更常见的是通过利用臂仅保持晶片外周来转移晶片。在此情况下，在几个工艺过程中，不想要的薄膜脱离外周到形成在晶片上的器件上，导致产出量降低。因此，通常使用抛光装置抛光晶片外周以去除不想要的薄膜以及粗糙表面。
[0004]利用用于抛光基片外周的抛光带的抛光装置已知为这种类型的抛光装置。该类型的抛光装置通过使抛光带的抛光表面与基片外周滑动接触以抛光基片外周。由于待去除不想要的薄膜的类型和厚度在不同基片之间是不同的，通常使用具有不同粗糙度的多个抛光带。典型地，进行粗抛光以去除不想要的薄膜并形成外周形状，此后进行精抛光以形成光滑表面。
[0005]斜角部分与缺口部分通常形成在基片外周。斜角部分为尖角边缘已被去除的外周的一部分。形成斜角部分是为了防止基片破裂并防止产生颗粒。另一方面，缺口部分为在基片外周形成的切口部分，其目的是为了确定晶体取向。上述用于抛光基片外周的抛光装置可被粗略划分为用于抛光斜角部分的斜角抛光装置和用于抛光缺口部分的缺口抛光装置。
[0006]常规斜角抛光装置的示例包括具有单个抛光头的抛光装置和具有多个抛光头的抛光装置。在具有单个抛光头的抛光装置中，在抛光之后将抛光带更换为具有不同粗糙度的另一抛光带或通过将基片从粗抛光段转移到精抛光段，进行多级抛光。另一方面，在具有多个抛光头的抛光装置中，粗抛光与精抛光可接连地进行。
[0007]但是，在这些常规装置中，总体上需要较长抛光时间，因为精抛光在粗抛光之后进行。具体地，总抛光时间为粗抛光时间与精抛光时间之和。此外，因为抛光带为耗费品，抛光带需定期更换为新的抛光带。因此，要求作为耗费品的抛光带更换应易于操作，同时考虑到降低带更换操作的次数，也要求抛光带使用时间尽可能长。
[0008]另一方面，如日本早期公开专利申请N0.2005-252288所公开，配置成接连地按压具有不同粗糙度的多个抛光带紧贴基片外周的抛光装置已知为常规缺口抛光装置。但是，在该常规装置中多个抛光头相互靠近，而该布置使其难以保养抛光头。此外，由于分别包含抛光带的卷轴相互邻近，难以更换抛光带。因此，包括抛光带更换时间的抛光时间变长。
【发明内容】
[0009]由于上述缺点提出本发明。因此本发明的目的是提供使总抛光时间缩短且易于更换抛光带的抛光装置。此外，本发明另一目的是提供使用这种抛光装置的抛光方法。
[0010]为实现上述目的的本发明一方面提供一种用于抛光基片的外周的抛光装置。所述装置包括配置成水平地保持基片并转动基片的旋转保持机构、设置在由旋转保持机构保持的基片周围的多个抛光头组件、配置成将抛光带供给多个抛光头组件并从多个抛光头组件收回抛光带的多个带供给与收回机构、以及配置成沿旋转保持机构保持的基片的径向方向移动多个抛光头组件的多个移动机构。多个抛光头组件中的每个包括配置成按压抛光带紧贴基片的外周的抛光头，以及配置成绕与基片切线平行的轴线转动抛光头的倾斜机构。所述抛光头包括配置成保持抛光带并沿其纵向方向以预定速度输送抛光带的送带机构、以及布置成将抛光带行进方向引导至与基片切线垂直的方向的导引辊。所述带供给与收回机构沿基片径向方向设置在多个抛光头组件外侧，且所述带供给与收回机构被固定在位。
[0011 ]在本发明一个优选方面中，多个移动机构可相互独立地操作，且所述抛光头组件的倾斜机构可相互独立地操作。
[0012]在本发明一个优选方面中，抛光装置还包括配置成将抛光液供给到由旋转保持机构保持的基片的上表面的上部供给喷嘴、配置成将抛光液供给到由旋转保持机构保持的基片的下表面的下部供给喷嘴、以及配置成将清洗液供给到抛光头的至少一个清洗喷嘴。
[0013]在本发明一个优选方面中，旋转保持机构包括配置成保持基片的保持台、以及被配置成竖直移动保持台的抬升机构。
[0014]在本发明一个优选方面中，多个抛光头组件和多个带供给与收回机构位于处在预定高度的水平面的下方，且抬升机构可操作以便在在水平面上方的转移位置与水平面下方的抛光位置之间竖直地移动保持台。
[0015]在本发明一个优选方面中，抛光装置还包括形状设为在其中可形成抛光室的分隔壁。多个抛光头组件和保持台位于抛光室之内且多个带供给与收回机构位于抛光室之外。
[0016]在本发明一个优选方面中，多个抛光头组件的至少一个中的抛光带行进方向与多个抛光头组件的另一个中的抛光带行进方向相反。
[0017]在本发明一个优选方面中，抛光装置还包括具有倾斜角度固定的抛光头的至少一个固定角度抛光头组件。
[0018]在本发明一个优选方面中，抛光装置还包括配置成使基片中心与旋转保持机构的旋转轴线对齐的多个定心引导装置。
[0019]在本发明一个优选方面中，多个定心引导装置可与多个抛光头组件一起活动。
[0020]在本发明一个优选方面中，抛光装置还包括配置成检测由旋转保持机构保持的基片的偏心度、缺口部分、以及定向平面中的至少一个的偏心检测器。
[0021 ]在本发明一个优选方面中，抛光装置还包括配置成将液体供给到由旋转保持机构保持的基片上的供给喷嘴、以及用于控制多个抛光头组件操作的操作控制器。操作控制器可操作，以保持在将液体供给到转动基片上的过程中不进行抛光的至少一个抛光头远离基片，以使液体不会弹回基片。
[0022]在本发明一个优选方面中，操作控制器可操作，以根据基片转动速度确定基片与至少一个抛光头之间的距离。
[0023]在本发明一个优选方面中，操作控制器可操作，以保持在将液体供给到转动基片的过程中不进行抛光的至少一个抛光头成使液体不会弹回基片的角度倾斜。
[0024]在本发明一个优选方面中，操作控制器可操作，以根据基片旋转速度确定至少一个抛光头的角度。
[0025]在本发明一个优选方面中，操作控制器可操作，以在保持至少一个抛光头的角度同时朝向基片移动至少一个抛光头，并导致至少一个抛光头按压抛光带紧贴基片的外周。
[0026]本发明另一方面提供用于抛光基片的外周的抛光装置。所述装置包括配置成水平地保持基片并转动基片的旋转保持机构、面向由旋转保持机构保持的基片的外周设置的至少一个抛光头组件、配置成将抛光带供给到至少一个抛光头组件并从至少一个抛光头组件收回抛光带的至少一个带供给与收回机构、配置成沿由旋转保持机构保持的基片的径向方向移动至少一个抛光头组件的至少一个移动机构、以及配置成将冷却液供给到抛光带与由旋转保持机构保持的基片之间的接触部分的供给喷嘴。
[0027]在本发明一个优选方面中，所述至少一个抛光头组件包括多个抛光头组件，所述至少一个带供给与收回机构包括多个带供给与收回机构，且所述至少一个移动机构包括多个移动机构。
[0028]在本发明一个优选方面中，抛光装置还包括配置成将冷却液供给到供给喷嘴的冷却液供给源。
[0029]在本发明一个优选方面中，冷却液供给源配置成产生具有温度最高为10°C的冷却液。
[0030]本发明另一方面为提供抛光方法，其包括通过旋转保持机构转动基片，通过按压抛光带紧贴基片的外周上的第一区域以抛光第一区域，通过按压抛光带紧贴基片的外周上的第二区域以抛光第二区域，在抛光第二区域过程中，通过按压清洗布紧贴第一区域以清洗第一区域，以及在第二区域抛光之后通过按压清洗布紧贴第二区域以清洗第二区域。[0031 ]本发明另一方面提供抛光方法，其包括通过旋转保持机构转动基片，通过按压抛光带紧贴基片的外周抛光基片的外周，并且在抛光过程中，将温度最高为10°C的冷却液供给到基片与抛光带之间的接触部分。
[0032]本发明另一方面提供抛光方法，其包括通过旋转保持机构转动基片，将液体供给到转动基片上，在将液体供给到转动基片上的过程中，通过第一抛光头按压抛光带紧贴基片的外周以抛光外周，且在将液体供给到转动基片上的过程中，保持不进行抛光的第二抛光头远离基片使得液体不会弹回基片。
[0033]本发明另一方面提供抛光方法，其包括通过旋转保持机构转动基片，将液体供给到转动基片上，在将液体供给到转动基片上的过程中，通过第一抛光头按压抛光带紧贴基片的外周以抛光外周，并在将液体供给到转动基片上的过程中，保持不进行抛光的第二抛光头成液体不会弹回基片的角度倾斜。
[0034]本发明另一方面提供其特征在于通过上述抛光方法被抛光的基片。
[0035]本发明另一方面提供用于抛光基片的缺口部分的抛光装置。所述抛光装置包括配置成水平地保持基片并转动基片的旋转保持机构、分别配置成使用抛光带抛光基片的多个抛光头模块、以及配置成相互独立地移动多个抛光头模块的移动机构。多个抛光头模块中的每个包括配置成使抛光带与基片的缺口部分滑动接触的抛光头，以及配置成将抛光带供给到抛光头并从抛光头收回抛光带的带供给与收回机构。
[0036]在本发明一个优选方面中，移动机构包括配置成沿相互垂直的X轴和Y轴移动多个抛光头模块的单个X轴移动机构和多个Y轴移动机构，所述X轴移动机构配置成沿X轴同时移动多个抛光头模块，多个Y轴移动机构配置成沿Y轴相互独立地移动多个抛光头模块。
[0037]在本发明一个优选方面中，移动机构被配置成沿单一移动轴线将多个抛光头模块的每个的抛光头朝向以及远离基片的缺口部分移动。
[0038]在本发明一个优选方面中，旋转保持机构包括配置成导致基片在与基片表面平行的平面上进行以缺口部分为中心的摆动运动的摆动机构。
[0039]在本发明一个优选方面中，旋转保持机构包括配置成保持基片的保持台和配置成竖直地移动保持台的抬升机构。
[0040]在本发明一个优选方面中，抛光装置还包括配置成检测基片的缺口部分的缺口搜索单元。所述抬升机构可操作以便将保持台从基片转移位置降低到基片抛光位置，以及将保持台从抛光位置抬升到转移位置，缺口搜索与转移位置设置在相同高度。
[0041]在本发明一个优选方面中，多个抛光头模块的至少一个包括配置成测量抛光带的张力的张力传感器，抛光装置还包括配置成根据张力传感器的输出信号监控抛光带的张力的监控单元。
[0042]本发明另一方面提供用于抛光基片的缺口部分的抛光装置。抛光装置包括配置成水平地保持基片并转动基片的旋转保持机构、配置成使用抛光带抛光基片的抛光头模块，以及配置成监控抛光带的张力的监控单元。抛光头模块包括配置成使抛光带与基片的缺口部分滑动接触的抛光头，配置成将抛光带供给到抛光头并从抛光头收回抛光带的带供给与收回机构，以及配置成测量抛光带的张力的张力传感器。监控单元被配置成根据张力传感器的输出信号监控抛光带的张力。
[0043]根据本发明，带有具有不同粗糙度的抛光带的多个抛光头可被用于抛光基片。已完成其抛光操作的抛光头通过倾斜运动被倾斜至另一抛光角度，另一抛光头可对已抛光的同一部分进一步抛光。因此，无需等待其中一个抛光头组件的抛光操作结束，另一抛光头组件可对已抛光的同一部分进行抛光。此外，由于抛光带可以容易更换，总体的抛光时间可被缩短。
【附图说明】
[0044]图1为显示根据本发明第一实施例的抛光装置的俯视图；
[0045]图2为图1所示抛光装置的垂直剖视图；
[0046]图3为显示分隔壁的透视图；
[0047]图4A为显示抛光头的放大视图；
[0048]图4B为显示抛光头的放大视图，抛光带沿相反方向移动；
[0049]图5为显示抛光头的按压机构的视图；
[0050]图6为显示晶片外周的放大剖视图；
[0051]图7A为显示其中抛光头组件被线性致动器移动向前以按压抛光带紧贴晶片斜角部分的状态的视图；
[0052]图7B为显示其中抛光头被倾斜机构倾斜以按压抛光带紧贴晶片斜角部分的上部斜面的状态的视图；
[0053]图7C为显示其中抛光头被倾斜机构倾斜以按压抛光带紧贴晶片斜角部分的下部斜面的状态的视图；
[0054]图8A至图SC为分别显示斜角部分与抛光带之间的接触部分的示意性放大视图，图8A至图8C与图7A至图7C对应。
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