除湿装置及抛光设备

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种除湿装置及抛光设备。

背景技术

半导体硅晶圆片是制造超大规模集成电路的主要衬底材料，随着半导体产业的飞速发展，对衬底材料的精度要求也越来越高，特别是对晶圆的外圆表面状态越来越严格，一般在衬底加工时是需要对晶圆的外圆表面进行抛光处理的，从而确保在外延时晶圆边缘处不产生滑移线或外延层错等缺陷，进而提高外延片或器件成品率。

晶圆的表面抛光往往需要经过双面抛光(DSP，double side polish)和正面最终抛光(FP，final polish)两个抛光步骤来完成。双面抛光用于研磨晶圆的正反两面，且可以通过抛光盘的控制实现期望的晶圆形状，而最终抛光只对晶圆正面进行抛光.

图1为正面最终抛光工序中抛光头的结构示意图，图2为抛光头上用于晶圆滑片检测的传感器的结构示意图。如图1和图2所示，目前在正面最终抛光工序，对晶圆13抛光过程中，出现碎片或者滑片(滑出抛光头)后，抛光头10侧面的传感器12检测到晶圆13，输出信号，抛光设备接收信号后停止此抛光头10的运转，并进行报警提示，操作人员进行破损晶圆清理。

然而，抛光过程中抛光头10上的保湿喷头11有残余的水会溅射到传感器12上，如果传感器12的头部12a有水汽积聚成水滴14后，将引发误报警，导致对应的抛光头10停止运转，需要人工拿气枪将传感器12上的水吹干净，解除误报警。由于抛光头10停止运转，需要将压在抛光头10下、抛光垫15上的晶圆13取下报废，废品率增加，且需要人工拿气枪将传感器12上的水吹干净才能解除误报警，然后进行设备运行，费时费力，设备效率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种除湿装置及抛光设备，以去除附着在晶圆滑片检测的传感器的头部的液滴，避免传感器误报警，提高滑片检测的准确性。

本发明提供一种除湿装置，包括所述除湿装置和用于晶圆滑片检测的传感器通过一固定块固定在抛光头的一侧，所述传感器的头部暴露在所述固定块的底部并面向所述晶圆设置，其中，所述除湿装置包括快插接头和吹气柱，所述吹气柱竖直固定在所述固定块内，所述吹气柱的一端连接所述快插接头以连通除湿气体，另一端设置有喷射口，所述喷射口朝向所述传感器的头部喷射气体以在所述传感器的头部形成气墙保护。

可选的，所述传感器包括激光发射器、光纤接收器和控制器，所述激光发射器用于发射激光，所述光纤接收器用于接收反射的激光并将其转化为电信号，所述控制器用于根据所述光纤接收器的电信号判定是否有晶圆自抛光头滑出。

可选的，所述吹气柱通过一紧定螺钉进行位置固定。

可选的，所述固定块固定在一连接板上，并通过所述连接板固定在所述抛光头的一侧。

可选的，所述喷射口为扇形喷射口，所述扇形喷射口的扇形开口朝向所述传感器的头部。

可选的，所述除湿气体为压缩气体。

可选的，所述除湿气体为惰性气体。

相应的，本发明还提供一种抛光设备，包括抛光头、抛光盘、设置在所述抛光盘上的抛光垫及驱动所述抛光头的驱动组件，所述抛光头包括上述任一项所述的除湿装置。

可选的，所述抛光头还包括保湿喷头，所述保湿喷头与所述除湿装置分别设置在所述抛光头的两侧。

可选的，所述抛光设备用于化学机械抛光。

综上，本发明提供一种除湿装置及抛光设备，所述除湿装置与用于晶圆滑片检测的传感器通过一固定块固定在抛光头的一侧，通过所述除湿装置向所述传感器的头部喷射气体以在所述传感器的头部形成气墙保护，有效去除附着在晶圆滑片检测的传感器的头部的液滴，避免传感器的头部附着的液滴带来的误报警，提高滑片检测的准确性，减少废品率，提高设备的运行效率。

附图说明

图1为一抛光头的结构示意图；

图2为一抛光头上用于晶圆滑片检测的传感器的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的除湿装置的结构示意图；

其中，附图标记为：

10-抛光头；11-保湿喷头；12-传感器；12a-传感器的头部；13-晶圆；14-水滴；15-抛光垫；

100-传感器；100a-传感器的头部；101-激光发射器；102-光纤接收器；110-除湿装置；111-快插接头；112-吹气柱；112a-喷射口；120-固定块；130-紧定螺钉；140-连接板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的除湿装置及抛光设备作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本发明的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在说明书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本发明实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。

图3为本实施例提供的除湿装置的结构示意图，如图3所示，所述除湿装置110和用于晶圆滑片检测的传感器100通过一固定块120固定在抛光头的一侧，所述传感器100的头部100a暴露在所述固定块120的底部并面向所述晶圆设置，其中，所述除湿装置110包括快插接头111和吹气柱112，所述吹气柱112竖直固定在所述固定块120内，所述吹气柱112的一端连接所述快插接头111以连通除湿气体，另一端设置有喷射口112a，所述喷射口112a朝向所述传感器100的头部100a喷射气体以在所述传感器100的头部100a形成气墙保护，防止水汽聚集造成传感器100a的误报警。

本实施例中，所述传感器100为光电传感器，所述传感器100设置在抛光头的侧部以监测晶圆的状态。当晶圆自抛光头滑出通过传感器100时，晶圆会发生强反射，反射光由传感器感知，传感器便发出信号通知机台停止工作。具体的，所述传感器100包括激光发射器101、光纤接收器102和控制器(图中未示出)，所述激光发射器101用于发射激光(朝向抛光垫)，所述光纤接收器102用于接收反射的激光并将其转化为电信号，所述控制器用于根据光纤接收器102的电信号判定是否有晶圆自抛光头滑出。

在抛光过程中，需要使用大量抛光液，为了防止抛光液的研磨颗粒发生结晶，一般会为抛光机台配置多个喷射清洗液的保湿喷头。由于保湿喷头喷射的清洗液可能在抛光垫的表面形成镜面水膜而诱导传感器发生误报的情况，一定程度上影响抛光进程，影响机台运行的效率。另外，保湿喷头喷射的清洗液可能喷射至传感器的头部并在其上积聚成具有一定形状的液滴，液滴可能位于光线发射或接收的路径上，进而影响滑片检测的准确性。

基于此，本发明在用于晶圆滑片检测的传感器的附近设置除湿装置110，以对所述传感器的头部进行表面除湿。所述除湿装置110和所述传感器100通过一固定块120固定在抛光头的一侧，所述除湿装置110的吹气柱112竖直固定在所述固定块120内，可选的，所述除湿装置110位于传感器100靠近保湿喷头的一侧，例如，所述除湿装置110位于所述激光发射器101和所述光纤接收器102中间位置。所述除湿装置110的快插接头111连通清洁气体，以向所述吹气柱112提供除湿气体，所述吹气柱112面向晶圆的一端设置有喷射口112a，通过所述喷射口112a朝向所述传感器100的头部100a，即激光发射器101和光纤接收器102的面向晶圆的端面喷射气体，去除附着于所述传感器100的头部上100a的液滴。进一步的，通过控制所述除湿气体的流量可以在所述传感器100的头部上100a周围形成气墙，阻止保湿喷头喷射的清洗液靠近，消除由于所述传感器100的头部100a附着液体导致的误报警。

本实施例中，所述吹气柱112通过一紧定螺钉130固定在所述固定块120内，所述固定块120通过一连接板140固定在抛光头的一侧，所述喷射口112a为扇形喷射口，扇形开口朝向所述传感器100的头部100a。具体的，调整所述吹气柱112在所述固定块120的上下位置，确保从所述吹气柱112的喷射口112a出来的清洁气体能将传感器100的头部100a区域的水汽快速吹离，然后通过所述紧定螺钉130对所述吹气柱112进行位置固定。

可选的，所述除湿气体为压缩气体，以在所述传感器100的头部100a附近形成带压力的气墙保护，当液体飞溅到传感器100的头部100a附件区域时，液体会被具有一定气压的空气吹离，进而不会溅到传感器100表面上，实现传感器表面的除湿功能。本实施例中，所述除湿气体为经过过滤的清洁气体，所述除湿气体也可以为惰性气体，以减少除湿气体对抛光的干扰。所述惰性气体例如可以为氮气、氦气或氩气等。

相应的，本发明还提供一种抛光设备，包括抛光头、抛光盘、设置在所述抛光盘上的抛光垫及驱动所述抛光头的驱动组件，所述抛光头包括上述除湿装置、用于晶圆滑片检测的传感器及保湿喷头，所述除湿装置和所述传感器固定在抛光头的一侧，所述保湿喷头固定在所述抛光头的另一侧。

可选的，所述抛光设备用于化学机械抛光(CMP，Chemical MechanicalPolishing)，例如用于晶圆的正面最终抛光(FP，final polish)工艺。具体的，将晶圆吸附于抛光头的底面，晶圆具有沉积层的一面抵压于抛光垫的上表面，抛光头在驱动组件的致动下与抛光垫同向旋转并给予晶圆向下的载荷；同时，抛光液供给于抛光垫的上表面并分布在晶圆与抛光垫之间，使得晶圆在化学和机械的共同作用下完成晶圆的化学机械抛光。位于抛光头一侧的传感器用于检测抛光头内的晶圆是否滑出，所述传感器附近设置的除湿装置用于除去附着于所述传感器的头部的液滴，提高滑片检测的准确性，避免传感器的头部附着液体带来的误报警，提高设备的运行效率。

综上，本发明提供一种除湿装置及抛光设备，所述除湿装置和用于晶圆滑片检测的传感器通过一固定块固定在抛光头的一侧，所述除湿装置包括快插接头和吹气柱，所述吹气柱竖直固定在所述固定块内，所述吹气柱的一端连接所述快插接头以连通除湿气体，另一端设置有喷射口，所述喷射口朝向所述传感器的头部喷射气体以在所述传感器的头部形成气墙保护。本发明提供的除湿装置可以有效去除附着在晶圆滑片检测的传感器的头部的液滴，提高滑片检测的准确性，避免传感器的头部附着液体带来的误报警，较少废品率，提高设备的运行效率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明权利范围的任何限定，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。