CN103707177A - 用于晶圆边缘修整的研磨轮 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于晶圆边缘修整的研磨轮，包括：具有开口侧的头部以及环绕所述头部的开口侧的边缘接合的研磨端。所述研磨端被布置成在所述晶圆边缘修整期间具有环绕晶圆边缘的多个同步触点。

Description

用于晶圆边缘修整的研磨轮
技术领域
本发明一般地涉及集成电路，更具体地，涉及用于晶圆边缘修整的研磨轮。
背景技术
在一些集成电路制造中，对晶圆的边缘进行修整以减少加工(例如，薄化)期间对晶圆的损坏。然而，在边缘修整期间，晶圆可能遭受剥落、开裂或者其他损害。此外，由于损坏一些边缘修整刀片寿命短和产量低。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种用于晶圆边缘修整的研磨轮，包括：头部，具有开口侧；以及研磨端，接合至所述头部的开口侧的边缘；其中，所述研磨端被布置成在所述晶圆边缘修整期间环绕晶圆边缘具有多个同步触点。
该研磨轮进一步包括位于所述头部的侧壁上的至少一个开口。
该研磨轮进一步包括位于所述头部的顶部上的旋转轴。
在该研磨轮中，所述研磨端的直径等于要被修整边缘的晶圆的直径。
在该研磨轮中，所述研磨端包括：金刚石、立方氮化碳(CBN)、SiC或者它们的任何组合。
在该研磨轮中，所述头部是杯形并且包括不锈钢、铝或者它们的任何组合。
在该研磨轮中，利用包括陶瓷、树脂、橡胶或者它们的任何组合的接合材料来接合所述头部和所述研磨端。
在该研磨轮中，所述研磨端具有矩形、三角形、圆形或者平行四边形的截面。
根据本发明的另一方面，提供了一种晶圆边缘修整的方法，包括：固定用于边缘修整的晶圆；向所述晶圆移动研磨轮；以及旋转用于晶圆边缘修整的所述研磨轮，其中，所述研磨轮和所述晶圆具有同心轴。
该方法进一步包括提供所述晶圆的超声振动。
该方法进一步包括提供所述研磨轮的超声振动。
在该方法中，通过所述研磨轮的侧壁上的至少一个开口来去除研磨屑。
该方法进一步包括将所述研磨轮固定在旋转模块上。
在该方法中，所述研磨轮包括头部和接合至所述头部的研磨端，并且所述研磨端被布置成在所述晶圆边缘修整期间环绕晶圆边缘具有多个同步触点。
在该方法中，所述研磨端的直径等于要被修整边缘的晶圆的直径。
在该方法中，所述研磨端包括金刚石、立方氮化碳(CBN)、SiC或者它们的任何组合。
在该方法中，所述头部包括不锈钢、铝或者它们的任何组合。
在该方法中，利用包括陶瓷、树脂、橡胶或者它们的任何组合的接合材料来接合所述头部和所述研磨端。
根据本发明的又一方面，提供了一种用于晶圆边缘修整的研磨轮，包括：头部，具有开口侧；旋转轴，位于所述头部的顶部上；以及研磨端，接合至所述头部的所述开口侧的边缘，其中，所述研磨端的直径等于要被修整边缘的晶圆的直径并且所述研磨端被布置成在所述晶圆边缘剪切期间环绕晶圆边缘具有多个同步触点。
该研磨轮进一步包括位于所述头部的侧壁上的至少一个开口。
附图说明
现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中：
图1A是根据一些实施例的用于晶圆边缘修整的示例性研磨轮的示意图；
图1B是根据一些实施例在使用图1A中的研磨轮修整晶圆边缘之后的示例性晶圆的示意图；以及
图2A是根据一些实施例的图1A中的示例性研磨轮的截面图；
图2B是根据一些实施例的另一种示例性研磨轮的截面图；
图2C是根据一些实施例的图1A中的研磨轮的示例性研磨端的截面图；以及
图3是根据一些实施例使用图1A中的研磨轮修整晶圆边缘的方法流程图。
具体实施方式
下面详细讨论各个实施例的制造和使用。然而，应该理解本发明提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的发明构思。所讨论的具体实施例仅示出了制造和使用本发明的具体方式，并且不用于限制本发明的范围。
另外，本发明可以在各种实例中重复标号和/或字母。这种重复为了简化和清楚的目的并且其本身并没有规定所述的不同实施例和/或结构之间的关系。而且，下面本发明中位于另一个部件上、连接至另一个部件和/或耦合至另一个部件的部件形成可以包括以直接接触的方式形成这些部件的实施例，并且也可以包括形成介于这些部件之间附加部件使得这些部件不直接接触的实施例。另外，可以使用诸如“下部的”、“上部的”、“水平的”、“垂直的”、“在...之上”、“在...之下”、“在...上面”、“在...下面”、“在...顶部”、“在...底部”等空间相对位置关系的术语以及它们的派生词(例如，“水平地”，“垂直地”，“向上地”等)，以容易地描述本发明中一个部件与另一部件的关系。空间相对位置关系的术语旨在覆盖包括这些部件的装置的各种不同定向。
图1A是根据一些实施例的用于晶圆边缘修整的示例性研磨轮100的示意图。研磨轮100具有头部102、研磨端104以及位于头部102顶部上的旋转轴108。在一些实施例中，头部102是杯形。头部102具有朝向图1A中晶圆110的开口侧。
根据一些实施例，晶圆110具有接合在一起的多层，例如，载体晶圆和器件晶圆。晶圆110可以包括：硅、二氧化硅、氧化铝、蓝宝石、锗、砷化镓(GaAs)、硅和锗的合金、磷化铟(InP)和/或任何其他的合适材料。
头部102包括不锈钢、铝、它们的任何组合或者可以提供用于边缘修整的足够机械硬度和强度的任何其他合适的材料。可以利用包括陶瓷、树脂、橡胶、它们的任何组合或者任何其他合适的材料的接合材料来接合头部102和研磨端104。
环绕头部102的开口侧的边缘接合研磨端104。研磨端104被布置成当研磨轮100移动至与用于边缘修整的晶圆110接触时，环绕晶圆110的边缘具有多个同步触点。在一些实施例中，研磨端104的直径等于要被修整的晶圆110的直径，并且研磨轮100的内部高度等于晶圆110的厚度。在一些实例中，研磨轮100的研磨端104的直径为8英寸或者12英寸并且研磨轮100的内部高度为大约750μm。在其他实施例中，研磨轮100的内部高度可以小于或者大于晶圆110的厚度。
研磨端104包括金刚石、立方氮化碳(CBN)、SiC、它们的任何组合或者任何其他合适的材料。在一些其他实施例中，研磨端104可以环绕头部102的边缘的触点具有波状、锯齿状或者其他形状的多个突出点，以与晶圆110的边缘具有多个同步触点。
研磨轮100具有环绕晶圆110的边缘的大致均匀的触点，该研磨轮100在边缘修整期间与利用有限局部接触的一些其他研磨轮或者刀片相比具有较大的接触面积。因此，研磨轮100对晶圆110的边缘施加全局均匀力，与一些其他方法相比较，研磨轮100提供了更加稳定和可靠的边缘修整结果和更高的产量，即，每小时晶圆产量(WPH)。通过使用研磨轮100，通过增加环绕晶圆110的边缘的接触面积来降低施加在晶圆110的边缘上力的局部集中。
在头部102的主体上(例如，在侧壁上)具有开口(例如，孔)106。开口106提供了来自边缘修整的研磨屑的流动通道，例如，去除的材料、研磨剂和/或研磨浆液(SiO2、CeO2和这些元素的其他化合物)。这降低了由于研磨屑粘在晶圆110和研磨轮100之间所导致的对研磨轮100的磨损。
研磨轮100固定在旋转模块114上。旋转轴108用于固定和旋转研磨轮100。旋转模块114朝向晶圆110移动研磨轮100并且旋转研磨轮100以用于边缘修整。研磨轮100与晶圆110具有在边缘修整期间用于旋转的同心轴118。与研磨轮100和晶圆具有垂直轴的其他方法相比，该同心轴提供更大的稳定性。
晶圆110固定(例如，安装)在用于晶圆边缘修整的晶圆安装模块116上。研磨轮100提供了环绕晶圆110的边缘的相对均匀的力。与一些其他单端的或者局部力晶圆边缘修整轮或者刀片相比较，这有助于更有效的边缘修整工艺。
在一些实施例中，旋转模块114或者晶圆安装模块116还提供了超声振动。在晶圆边缘修整工艺期间，开口106和超声振动更有效的去除可能粘在晶圆110和研磨端104之间的研磨屑并且降低了对晶圆110表面的损坏。
此外，当用超声振动通过开口106去除研磨屑时，研磨端104可以具有自锐化效应。这反过来可以提高边缘修整的效率。在一些实例中，与其他方法相比较，当在晶圆110上使用研磨轮100和超声振动时，WPH提高超过36倍。
图1B是根据一些实施例使用图1A中的研磨轮修整晶圆边缘之后的示例性晶圆110的示意图。晶圆110表示修整边缘112。
图2A是根据一些实施例的图1A中的示例性研磨轮100的截面图。图2A中的头部102具有带有底部侧面开口的矩形截面。研磨端104接合至头部102的底部。用于固定和旋转研磨轮100的旋转轴108位于头部102的顶部上。
图2B是根据一些实施例的另一种示例性研磨轮的截面图。图2B中的头部102具有对称梯形截面，其中，对称梯形截面的加宽底部侧面开口。根据一个或者多个实施例，头部102的内径在朝向头部102的底部开口侧的方向上增大，生成了头部102的倾斜侧壁。此外，由于头部102的倾斜侧壁的延伸，研磨端104具有平行四边形形状。
图2C是根据一些实施例的图1A中的研磨轮的示例性研磨端104的截面图。研磨轮100可以具有有助于稳定接触区域并且在边缘修整期间提供对冲击的缓冲的不同的端部几何形状。在一些实施例中，研磨端104具有矩形104a、三角形104b(具有斜边或者斜面端点)、圆形104c或者平行四边形104d。在其他实施例中，可以使用任何其他合适的形状。
图3是根据一些实施例使用图1A中的研磨轮100修整晶圆边缘的方法的流程图。在步骤302中，用于边缘修整的晶圆固定在晶圆安装模块上。在步骤304中，向晶圆移动研磨轮。在步骤306中，旋转用于晶圆边缘修整研磨轮，其中，研磨轮和晶圆具有同心轴。
在各种实施例中，向晶圆或者研磨轮提供超声振动。通过研磨轮侧壁上的至少一个开口去除来自边缘修整的研磨屑。研磨轮固定在旋转模块上。研磨轮包括头部和接合至头部的研磨端。研磨端布置成具有环绕晶圆边缘的多个同步触点。研磨端具有与被边缘修整的晶圆直径相等的直径。
在各种实施例中，研磨端包括金刚石、立方氮化碳(CBN)、SiC或者它们的任何组合。头部包括不锈钢、铝或者它们的任何组合。利用包括陶瓷、树脂、橡胶或者它们的任何组合的接合材料接合头部和研磨端。
根据一些实施例，一种用于晶圆边缘修整的研磨轮包括具有开口侧的头部以及环绕所述头部的开口侧的边缘接合的研磨端。所述研磨端布置成在所述晶圆边缘修整期间环绕晶圆边缘具有多个同步触点。
根据一些实施例，一种晶圆边缘修整的方法包括固定用于边缘修整的晶圆。向所述晶圆移动研磨轮。旋转用于晶圆边缘修整的研磨轮，其中，所述研磨轮和所述晶圆具有同心轴。
本领域普通技术人员应当理解可以具有本发明的许多实施例的变形例。尽管已经详细地描述了实施例及其特征，但应该理解，可以在不背离实施例的主旨和范围的情况下，做各种不同的改变、替换和更改。而且，本申请的范围并不旨在限制本说明书中描述的工艺、机器、制造、材料组分、装置、方法和步骤的特定实施例。作为本领域普通技术人员应理解，通过本发明，现有的或今后开发的用于执行与根据本发明所采用的所述相应实施例基本相同的功能或获得基本相同结果的工艺、机器、制造、材料组分、装置、方法或步骤根据本发明可以被使用。
上述方法实施例示出了示例性步骤，但是不必以所示顺序实施这些步骤。根据本发明的实施例的精神和范围，可以适当增加、替换步骤、改变步骤顺序和/或去除步骤。结合不同权利要求和/或不同实施例的实施例在本发明的范围内并且在审阅本发明之后本领域普通技术人员可以理解这项实施例。

Claims (10)

1.一种用于晶圆边缘修整的研磨轮，包括：
头部，具有开口侧；以及
研磨端，接合至所述头部的开口侧的边缘；
其中，所述研磨端被布置成在所述晶圆边缘修整期间环绕晶圆边缘具有多个同步触点。
2.根据权利要求1所述的研磨轮，进一步包括位于所述头部的侧壁上的至少一个开口。
3.根据权利要求1所述的研磨轮，进一步包括位于所述头部的顶部上的旋转轴。
4.根据权利要求1所述的研磨轮，其中，所述研磨端的直径等于要被修整边缘的晶圆的直径。
5.根据权利要求1所述的研磨轮，其中，所述研磨端包括：金刚石、立方氮化碳(CBN)、SiC或者它们的任何组合。
6.根据权利要求1所述的研磨轮，其中，所述头部是杯形并且包括不锈钢、铝或者它们的任何组合。
7.根据权利要求1所述的研磨轮，其中，利用包括陶瓷、树脂、橡胶或者它们的任何组合的接合材料来接合所述头部和所述研磨端。
8.根据权利要求1所述的研磨轮，其中，所述研磨端具有矩形、三角形、圆形或者平行四边形的截面。
9.一种晶圆边缘修整的方法，包括：
固定用于边缘修整的晶圆；
向所述晶圆移动研磨轮；以及
旋转用于晶圆边缘修整的所述研磨轮，其中，所述研磨轮和所述晶圆具有同心轴。
10.一种用于晶圆边缘修整的研磨轮，包括：
头部，具有开口侧；
旋转轴，位于所述头部的顶部上；以及
研磨端，接合至所述头部的所述开口侧的边缘，
其中，所述研磨端的直径等于要被修整边缘的晶圆的直径并且所述研磨端被布置成在所述晶圆边缘剪切期间环绕晶圆边缘具有多个同步触点。
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