CN114012597A - 一种碳化硅研磨的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学机械研磨技术领域，特别涉及一种碳化硅研磨的装置和方法，其中研磨装置，包括：工作台；旋转台，设置在工作台上；研磨盘，设置在旋转台上；吸附盘，设置在研磨盘上；第一清洗降温装置，设置在工作台上，用来对研磨盘和真空吸附盘接触部分的研磨区域进行清洗和冷却；第一清洗干燥装置，可以活动的防止在工作台上，以对研磨后的晶片背面进行清洗干燥。本发明的第一清洗装置有效的增强了研磨区域的清洗和冷却效果同时减少了水资源的浪费，而且实现了在碳化硅晶片研磨的同时进行清洗。

Description

一种碳化硅研磨的装置和方法

技术领域

本发明涉及化学机械研磨技术领域，特别涉及一种碳化硅研磨的装置和方法。

背景技术

在碳化硅衬底的制作工艺中，常需用到化学机械研磨(Chemical MechanicalPolishing，，CMP)设备对晶片表面进行平坦化处理。CMP设备在进行平坦化处理时，将研磨液供给到研磨垫上晶片通过研磨头的压力与研磨垫表面接触通过晶片研磨液与研磨垫的相互作用能够对晶片的化学机械研磨(即平坦化)。

现有的碳化硅晶片研磨部件不可以在晶片研磨的同时进行清洗，另外在研磨过程中，冷却水从研磨盘边缘喷出，用以对研磨区进行冷却，并将研磨产生的粉末带走。由于晶片与研磨盘真正接触的面积为研磨盘的四分之一，但是冷却水的排出孔却均匀的分布在研磨盘上，无法对其余的四分之三的晶片进行有效冷却，对水资源也是一种浪费。而且由于晶片研磨过程中会产生大量的碳化硅粉体和研磨盘脱落物，当晶片的研磨部件清理不及时，产生的碳化硅粉体和研磨盘脱落物容易在晶片表面产生划痕，增大晶片的损伤。降低了晶片的研磨质量。另外，本发明研磨装置通过旋转装置和研磨盘凹槽设计，能加快研磨废液的排放和有利于研磨时产生的热量的释放。进一步防止晶片因摩擦生热导致晶片破裂。

发明内容

为了解决现有研磨技术中存在的上述问题，本发明提供了一种研磨装置和一种研磨方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现；

本发明提供的研磨装置，包括；

工作台；

旋转台，固定安装在所述工作台上；

研磨盘，通过螺纹连接在旋转台上；

真空吸附盘，设置在研磨盘上方；

第一清洗降温装置，设置在工作台上，用来对研磨盘和真空吸附盘接触的研磨区域进行清洗冷却；

第一清洗干燥装置，固定安装在工作台上，用来对真空吸附盘在研磨盘上研磨后的晶片进行清洗和干燥。

本发明的一个实施例中，还包括第二清洗降温装置，设置在所述真空吸附盘上方用来对真空吸附盘进行清洗降温。

本发明的一个实施例中，还包括旋转台上设置有隔档件，两个所述真空吸盘关于所述隔档件对称设置。

本发明的一个实施例中，还包括第三清洗降温装置，设置在真空吸附盘和研磨盘的非接触区域进行清洗冷却。

本发明的一个实施例中，还包括旋转台和研磨盘用螺丝进行连接。

本发明的一个实施例中，还包括研磨盘采用螺纹凹槽设计。

本发明提供了一种研磨机，包括上述实施例中任一项所述的研磨装置。

本发明提供一种研磨方法，采用了上述实施例中所述的研磨机进行研磨，该方法包括；

将碳化硅晶片装载在吸附盘上；

控制研磨盘对装载有碳化硅晶片的吸附盘进行研磨，同时打开第一清洗降温装置、第二清洗降温装置对研磨的碳化硅晶片进行清洗和冷却；

研磨结束后，控制第一清洗降温装置对碳化硅晶片背面进行冲洗；

清洗结束后，打开第一清洗干燥装置，控制第一清洗干燥装置在晶片上方进行持续干燥直至晶片没有冷却水。

与现有研磨技术相比，本发明的有益效果在于；

1、本发明的研磨装置设置的第一清洗降温装置专门针对研磨区域进行清洗和冷却，一方面使得研磨粉末更容易排出，增强冷却效果，另一方面减少了水资源的浪费，而实现在晶片研磨的同时进行清洗降温；

2、本发明的研磨装置设置的第二清洗降温装置专门针对加强研磨区域的降温冷却效果，防止局部温度过高造成晶片破裂；

3、本发明的研磨装置设置的第三清洗降温装置专门针对非研磨区域的清洗降温效果，可以在研磨过程中冲洗研磨垫，防止研磨垫上的研磨粉对晶片造成划伤，使得产品的外观更好，极大的提升了研磨的质量,同时增加了研磨垫的使用寿命；

4、本发明的研磨装置设置的螺旋型凹槽设计的研磨垫专门针对研磨产生的研磨废液的排放效果，可以在研磨过程中加速研磨废液的排放，防止研磨时产生的研磨粉对晶片造成二次划伤，同时增强清洗冷却效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种研磨装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种清洗降温装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种研磨垫的侧视结构示意图。

图中：1-真空吸附盘、2-研磨盘、3-旋转台、4-工作台；101-档杆；5-第一清洗降温装置、6-第二清洗降温装置、7-第三清洗降温装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是研磨装置结构装置示意图，包括旋转台3和工作台4；所述旋转台3一体设置于工作台4中央；所述工作台4固定安装有档杆101；所述旋转台3通过螺纹连接研磨盘2；所述档杆101和研磨盘2形成的夹角，夹角用来放置真空吸附盘1；在研磨过程中通过驱动装置（未在图中显现）驱动旋转台3；旋转台3旋转带动研磨盘2进行转动；吸附盘和研磨盘接触的区域称之为研磨区，未接触的区域称之为非研磨区。

图2是清洗降温装置结构示意图，包括第一清洗降温装置5、第二清洗降温装置6和第三清洗降温装置7。

所述第一清洗降温装置5位于研磨区正上方。

所述第二清洗降温装置6位于研磨吸附盘中心正上方。

所述第三清洗降温装置7位于非研磨区正上方。

图3是研磨垫的侧视结构示意图，研磨垫采用螺旋式凹槽设计有利于研磨废液的排放效果，可以在研磨过程中加速研磨废液的排放，防止研磨时产生的研磨粉对晶片造成二次划伤，同时增强清洗冷却效果。

研磨时同时打开第一清洗降温装置1、第二清洗降温装置2和第三清洗降温装置3，第一清洗降温装置1用于对研磨区域的清洗降温；第二清洗降温装置2用于加强对研磨区域的降温效果，防止在研磨时因研磨造成局部温度升高而晶片破裂；第三清洗降温装置用于冲洗研磨垫，防止研磨垫上的研磨粉对晶片造成划伤，使得产品的外观更好，极大的提升了研磨的质量,同时增加了研磨垫的使用寿命。

研磨完成后，关闭第一清洗降温装置和第二清洗降温装置，取下真空吸附盘的晶片用第三清洗降温装置进行冲洗，冲洗完成后打开第一清洗干燥装置对晶片进行清洁干燥。

Claims (10)

1.一种碳化硅研磨的装置，其特征在于，包括：工作台（1）；

旋转台（2），固定安装在所述工作台（1）上；

研磨盘（3），通过螺纹连接在旋转台（2）上；

真空吸附盘（4），设置在研磨盘（3）上方；

第一清洗降温装置（5），设置在工作台（1）上，用来对研磨盘（3）和真空吸附盘(4)接触的研磨区域进行清洗冷却；

第二清洗降温装置（7）设置在真空吸附盘正上方；

第三清洗降温装置（8）设置在真空吸附盘（4）和研磨盘（3）的非接触区域；

第一清洗干燥装置（6），固定安装在工作台上，用来对真空吸附盘在研磨盘上研磨后的晶片进行清洗和干燥。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅研磨的装置，其特征在于，所述第二清洗降温装置（7）设置在真空吸附盘正上方，以对所述真空吸附盘（4）进行清洗降温。

3.根据权利要求1所述一种碳化硅研磨的装置，其特征在于，所述第三清洗降温装置（8）设置在真空吸附盘（4）和研磨盘（3）的非接触区域进行清洗冷却。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅研磨的装置，其特征在于所述，所述研磨盘（3）采用螺纹凹槽设计。

5.根据权利要求1所述的一种碳化硅研磨的装置，其特征在于，所述旋转台（2）和研磨盘（3）用螺丝进行连接。

6.根据权利要求1所述的一种碳化硅研磨的装置，其特征在于，所述旋转台（2）的旋转方向为顺时针。

7.根 据权利要求 2所述的一种碳化硅研磨的装置，其特征 在于，所述旋转台 (2) 上设置有隔档件 (101) ，两个所述真空吸盘（3）关于所述隔档件（101)对称设置。

8.一种研磨机，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的研磨装置。

9.一种碳化硅研磨方法，其特征在于，采用如权利要求8所述的研磨机进行研磨，该方法包括：将碳化硅晶片装载在吸附盘上；控制研磨盘对装载有碳化硅晶片的吸附盘进行研磨，同时打开第一清洗降温装置、第二清洗降温装置对研磨的碳化硅晶片进行清洗和冷却；研磨结束后，控制第一清洗降温装置对碳化硅晶片背面进行冲洗；清洗结束后，打开第一清洗干燥装置，控制第一清洗干燥装置在晶片上方进行持续干燥直至晶片没有冷却水。

10.根据权利要求9所述的一种碳化硅研磨方法，其特征在于，在上一片晶片研磨清洗干燥完成后，打开第一清洗降温装置、第二清洗降温装置和第一降温干燥装置对研磨盘进行清洗干燥，防止上一片晶片研磨遗留的碳化硅粉体和研磨盘脱落物对下一片晶片研磨产生影响。

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