[发明专利]基板研磨设备和使用其研磨基板的方法

说明书

技术领域

本公开在此涉及用于制造半导体的设备和方法，且更具体地，涉及用于以单晶片处理方式研磨和清洗半导体基板的基板处理设备和方法。

背景技术

在通常的半导体装置制造处理中，要重复地进行诸如沉积处理、光刻处理和蚀刻处理等多个单元处理以形成和堆叠薄膜。重复进行这些处理直到在晶片上形成所期望的预定电路图案。在形成电路图案之后，在晶片的表面上形成有许多不规则物。由于现在的半导体装置高度集成且为多层结构，晶片表面上的不规则物的数目和不规则物之间的高度差异有所增加。结果，由于晶片表面的不平坦，在光刻处理中会出现散焦。于是，为实现晶片表面的平坦化，应当周期性地对晶片表面进行研磨。

为了使晶片表面平坦化，人们开发了各种表面平坦化技术。这些技术中，因为通过使用化学机械研磨(CMP)技术，可以使宽表面和窄表面平坦化至具有良好的平直度，故CMP技术得到了广泛的使用。通过使用机械摩擦和化学磨蚀，CMP设备用于研磨涂有钨或氧化物的晶片表面，且使用CMP设备可以实现非常精细的研磨。

当研磨设备研磨晶片时，研磨设备将晶片布置于研磨垫的顶面上，随后，将晶片按压和旋转到研磨垫。这样的研磨设备包括围绕晶片以避免晶片边缘被过度研磨的卡环。然而，由于在整个晶片研磨处理中，昂贵的卡环与晶片一起受到研磨，故卡环的更换周期短，而且其拆解处理复杂。

发明内容

本发明的实施例提供了一种可提高研磨效率的基板研磨设备。

本发明的实施例还提供了一种使用上述基板研磨设备研磨基板的方法。

本发明的实施例提供了一种基板研磨设备，其包括：基板支撑部件、研磨单元以及至少一个垫支撑部件。

基板位于基板支撑部件上。研磨单元包括研磨垫和垫驱动部件，研磨垫布置于基板支撑部件上方，以研磨位于基板支撑部件上的基板，垫驱动部件用于移动研磨垫，以变化研磨垫相对于基板支撑部件的位置。垫支撑部件布置于基板支撑部件的一侧，当研磨位于基板支撑部件上的基板的边缘时，垫支撑部件支撑研磨垫研磨表面的不接触基板的部分。

在本发明的其它实施例中，基板研磨设备包括：碗单元、可旋转基板支撑部件、研磨单元以及至少一个垫支撑部件。

碗单元具有开放的上部。碗单元中可旋转地布置有基板支撑部件，所述基板支撑部件上面置有基板。研磨单元包括研磨垫和垫驱动部件，研磨垫布置于基板支撑部件上方，以在研磨处理中研磨位于基板支撑部件上的基板，垫驱动部件用于将研磨垫从位于基板支撑部件上的基板的中央区域移动到基板的边缘区域或基板的边缘区域以外的位置。垫支撑部件布置于碗单元中，且包括与基板支撑部件隔开并布置于基板支撑部件的一侧的支撑垫。

在本发明的其它实施例中，基板研磨方法如下。

将基板置于基板支撑部件上。将研磨垫布置于基板支撑部件上方。在旋转基板支撑部件和研磨垫中的至少一个的同时，以研磨垫按压和研磨基板。当研磨基板时，在由垫支撑部件支撑研磨垫的不接触基板的部分的同时，研磨基板的边缘。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步的理解，且将附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示了本发明的示例性实施例，且与本说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的单晶片型研磨系统的示意图；

图2是表示图1的晶片研磨单元的立体图；

图3是表示图2的基板支撑单元和碗单元的局剖立体图；

图4是表示图2的研磨单元的立体图；

图5是表示图4的研磨单元的局剖侧视图；

图6是表示图5的按压部和竖直臂部的竖直横截面图；

图7是表示图3所示的垫支撑部件的立体图；

图8是表示图7所示的垫支撑部件、基板支撑单元以及研磨单元之间的相对位置的示意图；

图9是表示图2所示的晶片研磨部研磨晶片时的处理的流程图；

图10是表示当研磨晶片边缘时图8所示的垫支撑部件支撑研磨垫的处理的示意图；

图11是表示图8所示的垫支撑部件的另一例子的示意图；

图12是表示当研磨晶片边缘时图11所示的垫支撑部件支撑研磨垫的处理的示意图；

图13是表示图8所示的垫支撑部件的另一例子的示意图；以及

图14A和图14B是表示当研磨晶片时图13所示的垫支撑部件的顶面的高度根据研磨垫的位置变化的示意图。

具体实施方式