衬底的抛光装置及其抛光的衬底制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种衬底的抛光装置，包括：中心齿圈(3)、外齿圈(4)、环形上盘(1)、环形下盘(2)、下盘抛光布(8-2)；平放在贴有下盘抛光布(8-2)的下盘(2)上表面的一个或多个圆形游星轮(5)，具有用于放置衬底(7)的一个或多个孔；以及布置在下盘抛光布(8-2)与下盘(2)之间具有预定均匀厚度的第一环形背垫(9)，所述第一环形背垫(9)的内沿半径大于所述下盘(2)的内沿半径，所述第一环形背垫(9)的外沿半径小于所述下盘(2)的外沿半径。应用本发明专利技术所述的抛光装置，通过在下盘抛光布与下盘之间增加第一环形背垫，使衬底中心和边缘的化学机械抛光作用达到平衡。本发明专利技术还公开了一种高平整度的衬底。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及衬底的加工
，特别涉及一种衬底的抛光装置及其抛光的衬底。
技术介绍
现有的衬底的加工工艺流程包括以下步骤：(1)切片：将晶棒粘放在一个切割块上来保证晶圆能沿正确的晶向方向切割。切片采用线锯来完成，将晶棒切割成一定厚度的衬底。(2)磨边：刚切好的衬底，其边缘是垂直于切割平面的直角，此角极易崩裂，不但影响衬底强度，更是后续加工过程中污染的来源，因此需要将边缘磨成光滑的圆弧，提高产品质量。(3)研磨：研磨的目的是去除在切割时产生的锯纹或表面损伤层。同时使衬底表面达到可以抛光的平整度。(4)抛光：通过化学腐蚀和机械磨擦的共同作用使衬底表面的微观粗糙度更低，同时使衬底表面的平整度也达到比较高的水平。抛光分粗抛和精抛两步。如图1所述，在抛光步骤中所使用的抛光装置包括具有一定转速匹配关系的中心齿圈3和外齿圈4；由中心齿圈3带动旋转的环形上盘1和独立控制旋转的环形下盘2，粘贴到上盘1下表面和下盘2上表面的抛光布8，以及平放在贴有抛光布8的下盘2上表面的一个或多个游星轮5(carrier)，每个游星轮5具有可以放置衬底7的一个或多个孔，所述游星轮5在中心齿圈3和外齿圈4的带动下旋转。参见图2，以3英寸衬底抛光为例，抛光装置的下盘2上布置5个游星轮5，每个游星轮5可以放置4个3英寸的衬底，配置好的抛光液滴落到衬底7或是抛光布8上。抛光时，下盘2逆时针旋转，中心齿圈3带动上盘1顺时针旋转，外齿圈4逆时针旋转，与中心齿圈3一起带动游星轮5逆时针旋转，衬底7也在游星轮5中做逆时针转动。衬底7边缘的线速度大于衬底7中心的线速度，衬底7边缘的运动距离要长于衬底7中心的运动距离，当上盘1的压力6保持不变时，衬底7边缘要比衬底7中心受到更多的化学机械作用，因此衬底7边缘的去除率要高于衬底7中心的去除率。因此，利用现有的抛光装置在抛光步骤对衬底进行抛光时，由于衬底中心的抛光作用比较弱，而衬底边缘的抛光作用比较强，因而导致衬底在抛光时的衬底平整度很难保证在较高的水平，经抛光后的衬底呈现中心高边缘低的现象，衬底的整体厚度偏差(TTV，total thickness deviation)较大，特别是衬底表面的局部厚度偏差(LTV，local thickness deviation)较大，因而很难能制备出TTV，LTV和局部厚度表征读数(LTIR，local thickness indicated reading)比较低的衬底。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题-->本专利技术要解决的技术问题是，针对上述缺陷，如何提供一种能够提高衬底平整度的抛光装置，以及高平整度的衬底。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种衬底的抛光装置，所述抛光装置包括：分别由电动机驱动旋转的中心齿圈3和外齿圈4；在中心齿圈3带动下旋转并用于对衬底7施加压力6的环形上盘1；由电动机驱动旋转并用于承载衬底7的环形下盘2；粘贴到下盘2上表面的下盘抛光布8-2，用于对衬底7进行抛光；平放在贴有下盘抛光布8-2的下盘2上表面的一个或多个圆形游星轮5，所述游星轮5在中心齿圈3和外齿圈4的带动下旋转，具有用于放置衬底7的一个或多个孔；以及布置在下盘抛光布8-2与下盘2之间具有预定均匀厚度的第一环形背垫9，所述第一环形背垫9的内沿半径大于所述下盘2的内沿半径，所述第一环形背垫9的外沿半径小于所述下盘2的外沿半径，用于使衬底7中心和边缘的化学机械抛光作用达到平衡。优选地，所述抛光装置进一步包括：粘贴到上盘1下表面的上盘抛光布8-1，所述上盘抛光布8-1和下盘抛光布8-2一起用于对衬底进行抛光。本专利技术还提供了一种衬底的抛光装置，所述抛光装置包括：分别由电动机驱动旋转的中心齿圈3和外齿圈4；在中心齿圈3带动下旋转并用于对衬底7施加压力6的环形上盘1；由电动机驱动旋转并用于承载衬底7的环形下盘2；粘贴到上盘1下表面的上盘抛光布8-1和粘贴到下盘2上表面的下盘抛光布8-2，所述上盘抛光布8-1和下盘抛光布8-2一起用于对衬底进行抛光；平放在贴有下盘抛光布8-2的下盘2上表面的一个或多个圆形游星轮5，所述游星轮5在中心齿圈3和外齿圈4的带动下旋转，具有用于放置衬底7的一个或多个孔；以及布置在上盘抛光布8-1与上盘1之间具有预定均匀厚度的第二环形背垫，所述第二环形背垫的内沿半径大于所述上盘1的内沿半径，所述第二环形背垫的外沿半径小于所述上盘1的外沿半径，用于使衬底7中心和边缘的化学机械抛光作用达到平衡。优选地，所述抛光装置进一步包括：布置在下盘抛光布8-2与下盘2之间具有预定均匀厚度的第一环形背垫9，所述第一环形背垫9的内沿半径大于所述下盘2的内沿半径，所述第一环形背垫9的外沿半径小于所述下盘2的外沿半径，所述第一环形背垫9和所述第二环形背垫一起用于使衬底7中心和边缘的化学机械抛光作用达到平衡。优选地，所述第一环形背垫9和/或所述第二环形背垫为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚苯乙烯以及其他树脂制成的薄膜之一。优选地，所述上盘1施加的压力6为0.1-0.6公斤/平方厘米；所述下盘2逆时针旋转，转速为30-60转/分钟；所述中心齿圈3和上盘1顺时针旋转，转速为10-15转/分钟；所述外齿圈4逆时针旋转，转速为25-30转/分钟；所述衬底7的直径为3英寸，所述第一环形背垫9和/或所述第二环形背垫的厚度为40-130um，所述第一环形背垫9的外沿半径比所述下盘2外沿半径小2-5mm，所述第一环形背垫9的内沿半径比所述下盘2内沿半径-->大2-5mm；所述第二环形背垫的外沿半径比所述上盘1外沿半径小2-5mm，所述第二环形背垫的内沿半径比所述上盘1内沿半径大2-5mm。优选地，所述第一环形背垫9的厚度为90-110um，所述第一环形背垫9的外沿半径比所述下盘2外沿半径小3-4mm，所述第一环形背垫9的内沿半径比所述下盘2内沿半径大3-4mm；所述第二环形背垫的厚度为90-110um，所述第二环形背垫的外沿半径比所述上盘1外沿半径小3-4mm，所述第二环形背垫的内沿半径比所述上盘1内沿半径大3-4mm。本专利技术还提供了一种利用上述抛光装置抛光的衬底，所述衬底7的整体厚度偏差为0.63-1.5um，所述衬底7的局部厚度偏差为0.53-1.2um，所述衬底7的局部厚度表征读数为0.45-0.60um。优选地，所述衬底7的整体厚度偏差为0.63um，所述衬底7的局部厚度偏差为0.53um，所述衬底7的局部厚度表征读数为0.45um。优选地，所述衬底7为单晶或多晶衬底；所述单晶衬底包括但不限于磷化铟、砷化镓、磷化镓、硅、锗、碳化硅、蓝宝石中的一种。(三)有益效果本专利技术提出了一种衬底的抛光装置，通过在下盘抛光布与下盘之间增加不同材料、形状和厚度的第一环形背垫来改变抛光布整体厚度变化，使衬底的中心处于比较高的水平面上，使衬底中心和边缘的化学机械抛光作用达到平衡，由此提高所制备衬底的平整度；还利用本专利技术所述的衬底的抛光装置，获得了一种高平整度的衬底。附图说明图1是现有技术中抛光装置的结构图；图2是现有技术中衬底在抛光装置下盘上的分布图；图3是本专利技术实施例中所述衬底的抛光装置的结构图。其中，1：上盘；2：下盘；3；中心齿圈；4：外齿圈；5：游星轮；6：压力；7：衬底；8：本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种衬底的抛光装置，其特征在于，所述抛光装置包括：分别由电动机驱动旋转的中心齿圈（３）和外齿圈（４）；在中心齿圈（３）带动下旋转并用于对衬底（７）施加压力（６）的环形上盘（１）；由电动机驱动旋转并用于承载衬底（７）的环形下盘（２）；粘贴到下盘（２）上表面的下盘抛光布（８－２），用于对衬底（７）进行抛光；平放在贴有下盘抛光布（８－２）的下盘（２）上表面的一个或多个圆形游星轮（５），所述游星轮（５）在中心齿圈（３）和外齿圈（４）的带动下旋转，具有用于放置衬底（７）的一个或多个孔；以及布置在下盘抛光布（８－２）与下盘（２）之间具有预定均匀厚度的第一环形背垫（９），所述第一环形背垫（９）的内沿半径大于所述下盘（２）的内沿半径，所述第一环形背垫（９）的外沿半径小于所述下盘（２）的外沿半径，用于使衬底（７）中心和边缘的化学机械抛光作用达到平衡。

【技术特征摘要】
1.一种衬底的抛光装置，其特征在于，所述抛光装置包括：分别由电动机驱动旋转的中心齿圈(3)和外齿圈(4)；在中心齿圈(3)带动下旋转并用于对衬底(7)施加压力(6)的环形上盘(1)；由电动机驱动旋转并用于承载衬底(7)的环形下盘(2)；粘贴到下盘(2)上表面的下盘抛光布(8-2)，用于对衬底(7)进行抛光；平放在贴有下盘抛光布(8-2)的下盘(2)上表面的一个或多个圆形游星轮(5)，所述游星轮(5)在中心齿圈(3)和外齿圈(4)的带动下旋转，具有用于放置衬底(7)的一个或多个孔；以及布置在下盘抛光布(8-2)与下盘(2)之间具有预定均匀厚度的第一环形背垫(9)，所述第一环形背垫(9)的内沿半径大于所述下盘(2)的内沿半径，所述第一环形背垫(9)的外沿半径小于所述下盘(2)的外沿半径，用于使衬底(7)中心和边缘的化学机械抛光作用达到平衡。2.根据权利要求1所述的抛光装置，其特征在于，所述抛光装置进一步包括：粘贴到上盘(1)下表面的上盘抛光布(8-1)，所述上盘抛光布(8-1)和下盘抛光布(8-2)一起用于对衬底进行抛光。3.一种衬底的抛光装置，其特征在于，所述抛光装置包括：分别由电动机驱动旋转的中心齿圈(3)和外齿圈(4)；在中心齿圈(3)带动下旋转并用于对衬底(7)施加压力(6)的环形上盘(1)；由电动机驱动旋转并用于承载衬底(7)的环形下盘(2)；粘贴到上盘(1)下表面的上盘抛光布(8-1)和粘贴到下盘(2)上表面的下盘抛光布(8-2)，所述上盘抛光布(8-1)和下盘抛光布(8-2)一起用于对衬底进行抛光；平放在贴有下盘抛光布(8-2)的下盘(2)上表面的一个或多个圆形游星轮(5)，所述游星轮(5)在中心齿圈(3)和外齿圈(4)的带动下旋转，具有用于放置衬底(7)的一个或多个孔；以及布置在上盘抛光布(8-1)与上盘(1)之间具有预定均匀厚度的第二环形背垫，所述第二环形背垫的内沿半径大于所述上盘(1)的内沿半径，所述第二环形背垫的外沿半径小于所述上盘(1)的外沿半径，用于使衬底(7)中心和边缘的化学机械抛光作用达到平衡。4.根据权利要求3所述的抛光装置，其特征在于，所述抛光装置进一步包括：布置在下盘抛光布(8-2)与下盘(2)之间具有预定均匀厚度的第一环形背垫(9)，所述第一环形背垫(9)的内沿半径大于所述下盘(2)的内沿半径，所述第一环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，李海淼，周铁军，刘建志，李雪峰，刘文森，
申请(专利权)人：北京通美晶体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11