[发明专利]倒角磨轮及其制备方法、晶圆加工设备

说明书

本发明提供了一种倒角磨轮及其制备方法、晶圆加工设备，属于半导体技术领域。倒角磨轮的制备方法，包括：提供倒角磨轮基体，所述倒角磨轮基体的外周面上设置有至少两个沿所述倒角磨轮基体的周向设置的凹槽；在所述凹槽内形成一层过渡金属层；然后在所述过渡金属层上利用化学气相沉积法形成金刚石涂层。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是指一种倒角磨轮及其制备方法、晶圆加工设备。

背景技术

晶圆(wafer)作为半导体领域最基础的材料，在其上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的集成电路产品。晶圆是经过长晶(Growing)、切片(Slicing)、倒角(Edge Grinding)，研磨(Lapping)、抛光(Polishing)、清洗(Cleaning)等多次加工成型，最终得到符合平坦度与粗糙度要求的表面。在晶圆生产过程中，硅片的边缘处理至关重要，由于边沿小裂纹或裂缝会在硅片上产生机械应力，从而产生位错，造成有害玷污物的聚集与脱落，此外，边缘位错还会在高温处理或表面外延时引起边缘位错生长，而优异的倒角工艺可使得硅片边缘获得平滑的半径周线，将以上影响降到最小。

现有的晶圆边缘倒角是通过与带有金刚石涂层的倒角磨轮凹槽对磨形成的，倒角磨轮直径一般在300mm以内，倒角磨轮材质为铁，倒角磨轮位置固定并高速旋转，高速的旋转带来磨削力，同时带来大量的热量，使得金刚石涂层出现剥离。金刚石的硬度远高于单晶硅，使得剥离的金刚石颗粒划伤晶圆边缘表面，同时划伤倒角磨轮槽内的金刚石涂层。同时，由于倒角磨轮的材料由铁元素组成，而铁元素在高温的条件下，能够促进金刚石的氧化反应，反应如公式1-1所示，进一步造成金刚石涂层的破坏。

金刚石→石墨 公式(1-1)

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种倒角磨轮及其制备方法、晶圆加工设备，能够有效提高金刚石与倒角磨轮的结合强度，进而提高硅片边缘研磨或抛光加工质量。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供一种倒角磨轮的制备方法，包括：

提供倒角磨轮基体，所述倒角磨轮基体的外周面上设置有至少两个沿所述倒角磨轮基体的周向设置的凹槽；

在所述凹槽内形成一层过渡金属层；

在所述过渡金属层上利用化学气相沉积法形成金刚石涂层。

可选地，形成金刚石涂层之后，所述方法还包括：对金刚石涂层进行形状修正，形成研磨槽。

可选地，所述过渡金属层采用强碳化物金属。

可选地，所述过渡金属层采用Mo和W中的至少一种。

可选地，在所述凹槽内形成一层过渡金属层包括：

利用磁控溅射工艺在所述凹槽内形成一层金属Mo或W层。

可选地，所述磁控溅射工艺中，靶材采用纯度为99.999％的Mo板，沉积温度为600-900℃，沉积压力为0.5-2Pa，保护气体为氩气，沉积厚度为0.5-1.5μm。

可选地，形成所述金刚石涂层包括：

利用热丝等离子体化学气相沉积HFCVD工艺在金属Mo或W层上沉积一层金刚石涂层。

可选地，热丝等离子体化学气相沉积工艺中，等离子体反应气体采用CH₄和H₂，CH₄与H₂的比例为4％-8％，沉积温度为800-1100℃，腔室压力为4-8Kpa。

本发明实施例还提供了一种倒角磨轮，采用如上所述的制备方法制作得到。