晶片快速拋光裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拋光裝置及方法，尤其是一種晶片快速拋光裝置及方法，屬于半導(dǎo)體拋光的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)是晶片表面加工的關(guān)鍵技術(shù)之一，在大尺寸裸晶片(如太陽(yáng)能電池用超薄硅單晶片)、集成電路用超薄硅單晶片、LED用藍(lán)寶石襯底晶片等的表面拋光工藝中得到廣泛應(yīng)用。
[0003]CMP過(guò)程是一個(gè)機(jī)械作用和化學(xué)作用相平衡的過(guò)程，例如在先進(jìn)的雙面超薄晶片拋光工藝中，利用兩個(gè)大盤(pán)中間夾著游星輪，把晶片固定在游星輪上，通過(guò)大盤(pán)的逆向轉(zhuǎn)動(dòng)和游星輪的自轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)晶片與拋光墊上作用，此時(shí)化學(xué)作用為堿性的拋光液與晶片表面接觸發(fā)生腐蝕反應(yīng)，晶片表面會(huì)被堿液腐蝕，通過(guò)與拋光墊的摩擦則將該腐蝕層去除，通過(guò)循環(huán)這兩個(gè)作用過(guò)程，就可以實(shí)現(xiàn)晶片的拋光。
[0004]在拋光過(guò)程當(dāng)中，拋光大盤(pán)和晶片之間會(huì)摩擦產(chǎn)生熱量，從而使整個(gè)拋光系統(tǒng)溫度升高，拋光液流到這些區(qū)域后也會(huì)被加熱。當(dāng)拋光液被加熱后，拋光液粘度會(huì)降低，這樣拋光液會(huì)更容易流入晶片和拋光墊的空隙，同時(shí)產(chǎn)生的廢棄物和廢液也能更好的從空隙中流出，流到拋光墊凹槽中，這樣能夠加快晶片下面拋光液的循環(huán)速度，使晶片能夠一直處于新鮮的拋光液的環(huán)境中，更有利于晶片的表面氧化。另外，溫度的升高還會(huì)增加化學(xué)作用的反應(yīng)速率，拋光過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)多是可逆的，都有一定的平衡常數(shù)，因此當(dāng)拋光液溫度升高時(shí)，反應(yīng)的平衡會(huì)被打破，反應(yīng)向有利于硅的水解得方向發(fā)展，因此在拋光的材質(zhì)去除階段，較高的溫度能有效加快表面材質(zhì)的移除速度，大大縮短拋光時(shí)間。
[0005]但是上述雙面拋光工藝中，因?yàn)閽伖鈮|對(duì)晶片的壓力較小，摩擦產(chǎn)生的熱量較少，造成整個(gè)拋光系統(tǒng)溫度較低，不利于拋光的進(jìn)行，并且由于拋光墊的材質(zhì)和晶片的材質(zhì)各不相同，因此同樣的拋光機(jī)在同樣的拋光條件下利用不同的拋光墊或者拋光不同材質(zhì)的晶片時(shí)產(chǎn)生的熱量也不相同。針對(duì)這種情況，在先進(jìn)的拋光機(jī)中會(huì)引入電加熱拋光大盤(pán)的裝置，使拋光過(guò)程嚴(yán)格控制在一定溫度下，但大盤(pán)長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)變形，大大縮短了大盤(pán)壽命，同時(shí)還增加了電力消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種晶片快速拋光裝置及方法，其結(jié)構(gòu)緊湊，與現(xiàn)有工藝相兼容，使用操作方便，能精確控制拋光溫度，提高拋光的速度，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述晶片快速拋光裝置，包括呈對(duì)稱(chēng)分布的拋光大盤(pán)，在所述拋光大盤(pán)間設(shè)置至少一個(gè)用于固定晶片的游星輪，所述拋光大盤(pán)與游星輪間具有拋光墊;在拋光大盤(pán)間的至少一個(gè)游星輪內(nèi)設(shè)置用于與拋光墊接觸并在對(duì)晶片拋光時(shí)生熱的生熱膜片。
[0008]所述游星輪內(nèi)設(shè)置用于放置晶片的晶片放置孔、用于放置生熱膜片的膜片放置孔以及用于保證拋光液流動(dòng)性的拋光液流動(dòng)孔；
所述生熱膜片嵌置于膜片放置孔內(nèi)，所述生熱膜片的厚度在游星輪內(nèi)晶片的厚度相一致。
[0009]所述生熱膜片的材料包括陶瓷、玻璃或與晶片相一致的材料。
[0010]所述游星輪內(nèi)生熱膜片的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。
[0011]一種晶片快速拋光方法，在對(duì)稱(chēng)分布的拋光大盤(pán)間設(shè)置至少一個(gè)游星輪，并在至少一個(gè)游星輪內(nèi)設(shè)置用于與拋光墊接觸并在對(duì)晶片拋光時(shí)生熱的生熱膜片，利用生熱膜片與拋光墊摩擦接觸提高晶片拋光時(shí)的溫度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)晶片的快速拋光。
[0012]所述游星輪內(nèi)設(shè)置用于放置晶片的晶片放置孔、用于放置生熱膜片的膜片放置孔以及用于保證拋光液流動(dòng)性的拋光液流動(dòng)孔；
所述生熱膜片嵌置于膜片放置孔內(nèi)，所述生熱膜片的厚度在游星輪內(nèi)晶片的厚度相一致。
[0013]所述生熱膜片的材料包括陶瓷、玻璃或與晶片相一致的材料。
[0014]所述游星輪內(nèi)生熱膜片的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):通過(guò)在游星輪內(nèi)設(shè)置所需的生熱膜片，利用生熱膜片與拋光墊摩擦接觸產(chǎn)生熱量，從而提高晶片拋光時(shí)的溫度，加快晶片拋光的速度;針對(duì)不同的晶片，可以選擇相應(yīng)生熱膜片的數(shù)量，調(diào)節(jié)生熱膜片與拋光墊的接觸面積，精確控制對(duì)晶片的拋光溫度，結(jié)構(gòu)緊湊，與現(xiàn)有工藝相兼容，使用操作方便，適應(yīng)范圍廣，安全可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為現(xiàn)有雙面拋光機(jī)的示意圖。
[0017]圖2為現(xiàn)有游星輪與拋光墊之間的配合示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明晶片在游星輪上的示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明生熱膜片以及晶片在游星輪內(nèi)的一種分布示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明生熱膜片在游星輪內(nèi)的另一種分布示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明生熱膜片、晶片在游星輪內(nèi)的示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明多個(gè)游星輪中設(shè)置生熱膜片的示意圖。
[0023]圖8為本發(fā)明生熱膜片在游星輪上的第三種分布示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1_拋光墊、2-拋光大盤(pán)、3-游星輪、4-晶片、5-膜片放置孔、6-生熱膜片以及7-拋光液流動(dòng)孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0026]為了能精確控制拋光溫度，提高拋光的速度，本發(fā)明包括呈對(duì)稱(chēng)分布的拋光大盤(pán)2，在所述拋光大盤(pán)2間設(shè)置至少一個(gè)用于固定晶片4的游星輪3，所述拋光大盤(pán)2與游星輪3間具有拋光墊I;在拋光大盤(pán)2間的至少一個(gè)游星輪3內(nèi)設(shè)置用于與拋光墊I接觸并在對(duì)晶片4拋光時(shí)生熱的生熱膜片6。
[0027]具體地，拋光大盤(pán)2對(duì)稱(chēng)分布在游星輪3的兩側(cè)，拋光墊I分別貼在拋光大盤(pán)2鄰近游星輪3的表面，通過(guò)游星輪3固定若干用于拋光的晶片4，利用兩個(gè)拋光墊I夾柱晶片4進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)晶片4的上、下兩個(gè)表面同時(shí)進(jìn)行拋光，如圖1所示。噴淋拋光液的管道位于拋光墊I上面，拋光液被淋在拋光墊I上以及晶片4上，如圖2所示。一般地，對(duì)晶片4拋光時(shí)，拋光溫度影響拋光的速度，為了能實(shí)現(xiàn)對(duì)晶片4的快速拋光，在至少一個(gè)游星輪3內(nèi)設(shè)置生熱膜片6，利用生熱膜片6與拋光墊I間摩擦接觸產(chǎn)生熱量來(lái)提高晶片4拋光時(shí)的溫度，進(jìn)而能有效加快對(duì)晶片4的拋光速度，與現(xiàn)有工藝相兼容，成本低，安全可靠。
[0028]如圖3所示，所述游星輪3內(nèi)設(shè)置用于放置晶片4的晶片放置孔、用于放置生熱膜片6的膜片放置孔5以及用于保證拋光液流動(dòng)性的拋光液流動(dòng)孔7;