CN111195852B - 平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置及方法。该平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置包括：晶圆托片装置，用于固定待抛光器件；研磨体，其为含研磨颗粒并且可自我修复的柔性或准流体；驱动装置，带动所述晶圆托片装置进行往复运动，使所述待抛光器件***和离开所述研磨体对待抛光器件的侧壁进行抛光。本发明能够实现无损、无盲区地去除器件侧壁的黏附层和损伤层。

Description

平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置及方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置及方法。
背景技术
在半导体器件的制造过程中，需要经历多次刻蚀工艺。在刻蚀过程中会产生一些难以挥发的副产物黏附于器件的侧壁，此外，在刻蚀过程中也会对器件侧壁造成不同程度的损伤。目前，通常采用离子束清洗方法来去除上述黏附层和损伤层。但是，随着器件不断向高密度、小型化方向发展，对于密度较高的阵列，由于阴影遮蔽效应，导致现有技术无法完全刻蚀掉全部的黏附层和损伤层。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开一种平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置，包括：晶圆托片装置，用于固定待抛光器件；研磨体，其为含研磨颗粒并且可自我修复的柔性或准流体；以及驱动装置，带动所述晶圆托片装置进行往复运动，使所述待抛光器件***和离开所述研磨体对待抛光器件的侧壁进行抛光。
本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置中，优选为，所述驱动装置为气缸脉冲装置。
本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置中，优选为，还包括温控装置，其对研磨体的温度进行升降控制。
本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置中，优选为，所述研磨颗粒的载体采用聚酰亚胺或高密度海绵。
本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置中，优选为，所述研磨颗粒为纳米SiO2颗粒、SiC颗粒、SiN颗粒或金刚石粉末。
本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置中，优选为，所述研磨颗粒的粒径为0.5nm～10nm，密度为105～1020个/mm3。
本发明还公开一种平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的方法，包括以下步骤：将待抛光器件固定在晶圆托片装置上；驱动装置带动所述晶圆托片装置进行往复运动，使所述待抛光器件反复多次***和离开研磨体对侧壁进行抛光，其中，所述研磨体为含研磨颗粒并且可自我修复的柔性或准流体。
本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的方法中，优选为，所述研磨颗粒的载体采用聚酰亚胺或高密度海绵。
本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的方法中，优选为，所述研磨颗粒为纳米SiO2颗粒、SiC颗粒、SiN颗粒或金刚石粉末。
本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的方法中，优选为，当所述研磨颗粒的载体采用聚酰亚胺，进行研磨时，将温度加热到150℃～250℃，使所述研磨体处于半固态。
附图说明
图1是本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置的示意图。
图2是利用本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置进行抛光时器件***研磨体时的示意图。
图3是利用本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置进行抛光时器件离开研磨体时的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“垂直”“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。除非在下文中特别指出，器件中的各个部分可以由本领域的技术人员公知的材料构成，或者可以采用将来开发的具有类似功能的材料。
图1是本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置的示意图。如图1所示，本发明的纵向抛光密集器件侧壁的装置包括晶圆托片装置1，研磨体2和驱动装置。其中，晶圆托片装置1用于固定形成有待抛光器件的晶圆。研磨体2是含研磨颗粒并且可自我修复的柔性或准流体，通过背板3固定在弹簧的缓冲面上(图中未示出)。驱动装置为晶圆托片装置1提供动力，能够带动晶圆托片装置1进行往复运动，使待抛光器件***和离开研磨体2对待抛光器件的侧壁进行抛光。该驱动装置例如可以是气缸脉冲装置4，通过通气和泄气来控制晶圆托片装置进行往复运动。进一步地，本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置还包括温控装置，其包括加热部件和调控部件，对研磨体进行升温和降温控制。在具体的一例中，加热部件安装在背板3上。但是，本发明不限定于此，例如也可以通过热辐射的方式对研磨体进行加热。研磨颗粒的载体例如可以采用聚酰亚胺(型号PI2610)，其中的研磨颗粒可以是粒径为0.5nm～10nm，密度为105～1020个/mm3的SiO2纳米颗粒。但是，本发明不限定于此，还可以采用其他合适的研磨体和研磨颗粒，例如研磨颗粒的载体还可以采用高密度海绵，研磨颗粒可以用SiC颗粒，SiN颗粒，SiC颗粒，金刚石粉末等。
以下结合附图，说明利用本发明的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置对密集器件侧壁进行抛光的方法。在本实施例中，驱动装置采用气缸脉冲装置。图2和图3是利用本发明的纵向抛光密集器件侧壁的装置进行抛光时的示意图。首先，将形成有待抛光器件的晶圆5固定在晶圆托片装置1上。
然后，向气缸脉冲装置4通气，使其带动晶圆托片装置1向研磨体2运动，直到器件完全***研磨体2内部，如图2所示。在图2用箭头分别表示了气流的方向和晶圆托片装置的运动方向。其中，研磨体2是含研磨颗粒并且可自我修复的柔性或准流体。在具体的一例中，研磨颗粒的载体采用聚酰亚胺(型号PI2610)，研磨颗粒选用纳米SiO2颗粒。SiO2颗粒的粒径优选为0.5nm～10nm，密度为105～1020个/mm3。此时，需要在研磨前利用温控装置将研磨体的温度升至150℃～250℃，使其处于半固态。研磨体不同的粘稠态，会对样品阵列侧壁产生不同的挤压力，从而产生不同的摩擦力，最终影响研磨速率和器件侧壁的粗糙度。一般温度越高，研磨体的粘稠度会随之下降，产生的摩擦力相应降低，从而使研磨速率降低，侧壁粗糙度降低更加光滑。
接下来，使气缸脉冲装置4泄气，带动晶圆托片装置1离开研磨体2，如图3所示。在图3用箭头分别表示了气流的方向和晶圆托片装置的运动方向。如此往复运动100～1000次即可去除器件侧壁的黏附层和损伤层，达到抛光效果。基于本方法，能够实现无损、无盲区的去除器件侧壁的黏附层和损伤层。
进一步地，根据研磨体的材料和抛光器件的材料，选择能够溶解研磨体但不腐蚀器件材料的有机溶液冲洗器件，去除表面颗粒及残留物，而后可以用丙酮、酒精、异丙醇等清洗晶圆表面。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置，其特征在于，
包括：
晶圆托片装置，用于固定待抛光器件；
研磨体，其为含研磨颗粒并且可自我修复的柔性或准流体；以及
驱动装置，带动所述晶圆托片装置进行往复运动，使所述待抛光器件***和离开所述研磨体对待抛光器件的侧壁进行抛光。
2.根据权利要求1所述的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置，其特征在于，
所述驱动装置为气缸脉冲装置。
3.根据权利要求1所述的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置，其特征在于，
还包括温控装置，其对研磨体的温度进行升降控制。
4.根据权利要求3所述的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置，其特征在于，
所述研磨颗粒的载体采用聚酰亚胺或高密度海绵。
5.根据权利要求1所述的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置，其特征在于，
所述研磨颗粒为纳米SiO2颗粒、SiC颗粒、SiN颗粒或金刚石粉末。
6.根据权利要求1所述的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的装置，其特征在于，
所述研磨颗粒的粒径为0.5nm～10nm，密度为105～1020个/mm3。
7.一种平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的方法，其特征在于，
包括以下步骤：
将待抛光器件固定在晶圆托片装置上；
驱动装置带动所述晶圆托片装置进行往复运动，使所述待抛光器件反复多次***和离开研磨体对侧壁进行抛光，
其中，所述研磨体为含研磨颗粒并且可自我修复的柔性或准流体。
8.根据权利要求7所述的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的方法，其特征在于，
所述研磨颗粒的载体采用聚酰亚胺或高密度海绵。
9.根据权利要求7所述的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的方法，其特征在于，
所述研磨颗粒为纳米SiO2颗粒、SiC颗粒、SiN颗粒或金刚石粉末。
10.根据权利要求8所述的平行于器件侧壁方向抛光密集器件侧壁的方法，其特征在于，
当所述研磨颗粒的载体采用聚酰亚胺，进行研磨时，将温度加热到150℃～250℃，使所述研磨体处于半固态。
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