本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造，具體涉及一種電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、碳化硅(sic)作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，是一種綜合性能優(yōu)異的半導(dǎo)體材料，具有高熱導(dǎo)率、高臨界擊穿電場、高飽和電子漂移速率、高鍵合能、寬禁帶燈特點(diǎn)，是高頻、高溫、大功率、抗輻照電子器件及傳感器件的優(yōu)選材料，在航空、航天、雷達(dá)、通信領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。

2、本實(shí)由于碳化硅晶體本身的高硬度、高脆性、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，使得碳化硅晶圓拋光效率難以保證，而傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)由于拋光壓力較大，晶圓易發(fā)生變形，從而導(dǎo)致晶圓表面損傷，且晶圓拋光效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，旨在解決傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)由于拋光壓力大，晶圓易發(fā)生變形，從而導(dǎo)致晶圓表面損傷，且晶圓的拋光效率低的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，包括：

3、拋光臺(tái)，頂部凹陷形成凹槽；

4、拋光組件，包括位于上方的拋光墊和位于下方的陰極板，所述拋光墊和所述陰極板均位于所述凹槽內(nèi)，且所述拋光墊的頂面低于所述拋光臺(tái)的頂面；

5、拋光頭，位于所述拋光臺(tái)的上方，所述拋光頭用于吸附晶圓；

6、電源，負(fù)極與所述陰極板電連接；

7、其中，所述拋光臺(tái)的外表面、所述凹槽的內(nèi)表面、所述拋光頭的外表面均設(shè)有絕緣層，所述凹槽內(nèi)盛裝有沒過晶圓的電解液，所述電源的陽極與晶圓電連接，所述拋光臺(tái)帶動(dòng)所述拋光組件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，所述拋光頭吸附晶圓抵接于拋光墊并帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)晶圓的拋光。

8、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述拋光臺(tái)包括：

9、第一電機(jī)；

10、下盤，與所述第一電機(jī)的輸出軸固定連接；

11、上盤，同軸設(shè)于所述下盤的頂部；

12、其中，所述凹槽位于所述上盤。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述上盤和所述下盤均設(shè)有沿上下方向貫穿的通孔，且兩個(gè)所述通孔的軸向重合，所述上盤的通孔內(nèi)還設(shè)有導(dǎo)電件，所述導(dǎo)電件的頂端與所述陰極板導(dǎo)電接觸，所述電源負(fù)極的導(dǎo)線貫穿所述下盤的通孔與所述導(dǎo)電件的底端電連接。

14、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述導(dǎo)電件的頂端設(shè)有用于與所述陰極板導(dǎo)電接觸的導(dǎo)電凸起；或者，所述陰極板上連接有導(dǎo)電螺栓，所述導(dǎo)電件的頂端設(shè)有與所述導(dǎo)電螺栓配合的內(nèi)螺紋孔。

15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述導(dǎo)電件包括：

16、導(dǎo)電棒；

17、絕緣套，套設(shè)于所述導(dǎo)電棒的外周。

18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述陰極板的頂面設(shè)有凹陷的第一沉孔，所述第一沉孔用于容納所述導(dǎo)電螺栓的頭部；

19、所述上盤的底面設(shè)有與所述上盤的通孔同軸的第二沉孔，所述導(dǎo)電件的底部設(shè)有位于所述第二沉孔內(nèi)的底盤；

20、所述第一沉孔和所述導(dǎo)電螺栓之間、所述第二沉孔和所述底盤之間均設(shè)有密封圈。

21、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備還包括：

22、冷卻水道，設(shè)于所述拋光臺(tái)內(nèi)，所述冷卻水道與外界的冷卻水源連通，所述冷卻水道用于對(duì)拋光組件進(jìn)行降溫。

23、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備還包括補(bǔ)液管，所述補(bǔ)液管用于向晶圓外周的拋光墊上噴淋電解液。

24、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備還包括修整組件，所述修整組件包括：

25、第一驅(qū)動(dòng)件；

26、第二驅(qū)動(dòng)件；

27、研磨頭，分別與所述第一驅(qū)動(dòng)件和所述第二驅(qū)動(dòng)件傳動(dòng)連接，所述研磨頭用于抵接至所述拋光墊的頂面；

28、其中，所述第一驅(qū)動(dòng)件用于帶動(dòng)研磨頭旋轉(zhuǎn)，所述第二驅(qū)動(dòng)件用于帶動(dòng)研磨頭上下移動(dòng)。

29、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述拋光頭上還設(shè)有：

30、第三驅(qū)動(dòng)件，具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的擺桿；

31、升降模組，設(shè)于所述擺桿的端部，所述升降模組具有可上下移動(dòng)的升降部；

32、第二電機(jī)，固接于所述升降部，所述第二電機(jī)的輸出軸與所述拋光頭固接；

33、其中，所述擺桿用于帶動(dòng)所述拋光頭靠近或遠(yuǎn)離所述拋光臺(tái)的中心移動(dòng)。

34、本申請(qǐng)實(shí)施例所示的方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在拋光的過程中，晶圓連接電源的正極作為陽極，陰極板連接電源的負(fù)極作為陰極，電解液作為介質(zhì)起催化作用，電化學(xué)作用發(fā)生在晶圓與電解液接觸的表面，使得晶圓表面生成氧化物，隨后被拋光墊打磨平整，因?yàn)榫A表面的氧化物的生成主要依靠電化學(xué)作用，故調(diào)節(jié)拋光頭的壓力時(shí)可以比傳統(tǒng)的拋光壓力小，減小晶圓的變形和表面損傷，提高晶圓的拋光質(zhì)量；電源的負(fù)極只與陰極板導(dǎo)電連接，正極只與晶圓導(dǎo)電連接，通過在拋光臺(tái)的外表面、凹槽的內(nèi)表面、拋光頭的外表面設(shè)置絕緣層，可避免設(shè)備整體帶電，提高使用的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述拋光臺(tái)包括：

3.如權(quán)利要求2所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述上盤和所述下盤均設(shè)有沿上下方向貫穿的通孔，且兩個(gè)所述通孔的軸向重合，所述上盤的通孔內(nèi)還設(shè)有導(dǎo)電件，所述導(dǎo)電件的頂端與所述陰極板導(dǎo)電接觸，所述電源負(fù)極的導(dǎo)線貫穿所述下盤的通孔與所述導(dǎo)電件的底端電連接。

4.如權(quán)利要求3所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)電件的頂端設(shè)有用于與所述陰極板導(dǎo)電接觸的導(dǎo)電凸起；或者，所述陰極板上連接有導(dǎo)電螺栓，所述導(dǎo)電件的頂端設(shè)有與所述導(dǎo)電螺栓配合的內(nèi)螺紋孔。

5.如權(quán)利要求3或4所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述導(dǎo)電件包括：

6.如權(quán)利要求4所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述陰極板的頂面設(shè)有凹陷的第一沉孔，所述第一沉孔用于容納所述導(dǎo)電螺栓的頭部；

7.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備還包括：

8.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備還包括補(bǔ)液管，所述補(bǔ)液管用于向晶圓外周的拋光墊上噴淋電解液。

9.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備還包括修整組件，所述修整組件包括：

10.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述拋光頭上還設(shè)有：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，屬于半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，所述電化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備包括拋光臺(tái)、拋光組件、拋光頭以及電源，所述拋光臺(tái)頂部凹陷形成凹槽；所述拋光組件包括位于上方的拋光墊和位于下方的陰極板，所述拋光墊和所述陰極板均位于所述凹槽內(nèi)，且所述拋光墊的頂面低于所述拋光臺(tái)的頂面；所述拋光頭位于所述拋光臺(tái)的上方，所述拋光頭用于吸附晶圓；所述電源負(fù)極與所述陰極板電連接；其中，所述拋光臺(tái)的外表面、所述凹槽的內(nèi)表面、所述拋光頭的外表面均設(shè)有絕緣層，所述凹槽內(nèi)盛裝有沒過晶圓的電解液，所述電源的陽極與晶圓電連接，所述拋光臺(tái)帶動(dòng)所述拋光組件旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，所述拋光頭吸附晶圓抵接于拋光墊并帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：吳尚東,史霄,劉福強(qiáng),尹影,李婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京晶亦精微科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10