CN110340798A - 一种研磨垫清洗装置及双面研磨机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种研磨垫清洗装置及双面研磨机，其特征在于，所述研磨垫清洗装置包括：清洗液输送臂，所述清洗液输送臂的内部具有用于输送清洗液的管路；至少一个上部喷嘴和至少一个下部喷嘴，所述至少一个上部喷嘴和所述至少一个下部喷嘴均与所述清洗液输送臂连通；集水槽，所述上部喷嘴设置于所述集水槽内，所述集水槽用于收集掉落的清洗液。根据本发明实施例的研磨垫装置，在清洗时利用集水槽接住喷射至上方研磨垫后掉落的清洗液，避免清洗液落到下方的研磨垫上形成阻碍进而影响清洗效率。

Description

一种研磨垫清洗装置及双面研磨机
技术领域
本发明涉及半导体研磨技术领域,具体涉及一种研磨垫清洗装置及双面研磨机。
背景技术
硅双面研磨工艺是用于去除在成形加工过程中发生的晶圆的表面损伤，并制作晶圆硬镜面的过程。其中，晶圆的载体与贴附于旋转的上/下定盘的研磨垫表面相接触而按照内齿轮和外齿轮的旋转比例来旋转。此时，由于胶质研磨浆料引起的化学反应和旋转、加压引起的物理反应的影响，硅晶圆表面被研磨。
在双面研磨工程的进行过程中，由于晶圆与研磨浆料的化学反应和研磨垫与晶圆的摩擦，会生成研磨残留物和研磨垫渣滓。随着研磨浆料的循环，过滤剩下的副产物将继续循环，且这些副产物还会堆积于研磨垫表面。副产物堆积于研磨垫表面而像玻璃般固着的现象被称为施釉。若不进行研磨垫表面清洗而持续进行加工，则会发生严重的施釉现象；随之，晶圆研磨量将下降，施釉现象也将成为划伤及晶圆平坦度恶化的原因。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种研磨垫清洗装置及双面研磨机，以解决研磨垫表面清洗不干净导致晶圆在加工过程中划伤及平坦度恶化的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
根据本发明一方面实施例提供的一种研磨垫清洗装置，其特征在于，包括：
清洗液输送臂，所述清洗液输送臂的内部具有用于输送清洗液的管路；
至少一个上部喷嘴和至少一个下部喷嘴，所述至少一个上部喷嘴和所述至少一个下部喷嘴均与所述管路连通；
集水槽，所述上部喷嘴设置于所述集水槽内，所述集水槽用于收集掉落的清洗液。
进一步地，所述研磨垫清洗装置还包括：
围设于所述上部喷嘴外和所述下部喷嘴外的刷帘。
进一步地，设于所述上部喷嘴上的所述刷帘的顶部高度高于所述集水槽的顶部高度。
进一步地，所述集水槽开设有废水处理孔，所述废水处理孔连接废水处理管道。
进一步地，所述集水槽的纵向剖面呈倒梯形。
进一步地，所述集水槽呈倒置的空心四棱台或呈倒置的空心圆台。
进一步地，所述集水槽由PVC材料制成。
根据本发明另一实施例提供的一种双面研磨机，包括如上所述的研磨垫清洗装置。
本发明上述技术方案的有益效果如下：
根据本发明实施例的研磨垫装置，在清洗时利用集水槽接住喷射至上方研磨垫后掉落的清洗液，避免清洗液落到下方的研磨垫上形成阻碍进而影响清洗效率。
附图说明
图1为对研磨垫进行清洗作业的示意图；
图2为颗粒残渣附着在研磨垫表面的示意图；
图3为使用清洗液进行清洗的示意图；
图4为清洗液掉落在下部研磨垫上表面的示意图；
图5为本发明实施例中研磨垫清洗装置的结构示意图。
附图标记：
上定盘110、下定盘120；
上部研磨垫210、下部研磨垫220；
内齿轮310、外齿轮320；
清洗液输送臂400、清洗液500、颗粒杂质600、集水槽700、刷帘800；
上部喷嘴910、下部喷嘴920。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，用于去除在成形加工过程中发生的晶圆表面损伤的研磨机构包括上定盘110和下定盘120，上定盘110和下定盘120在内齿轮310和外齿轮320的驱动下做反向旋转运动；在上定盘110的下表面贴附有上部研磨垫210，在下定盘120的上表面贴附有下部研磨垫220，上部研磨垫210和下部研磨垫220各自随上定盘110和下定盘120旋转；硅晶圆由载体固定在上部研磨垫210和下部研磨垫220之间，与上定盘110供应的胶质研磨浆料发生化学反应的同时受到旋转和加压引起的物理反应的影响，硅晶圆的表面被研磨。
如图2所示，在研磨过程中，由于晶圆与研磨浆料的化学反应和研磨垫与晶圆的摩擦，会生成研磨残留物和研磨垫渣滓。随着研磨浆料的循环，过滤剩下的副产物将继续循环，且这些副产物还会堆积于研磨垫表面，图中所示为颗粒杂质600。
如图1-4所示，为去除研磨垫表面的颗粒杂质600，在每个加工工序结束后，需要对研磨垫进行清洗作业，即：控制上部研磨垫210和下部研磨垫220低速旋转，同时使用高压去离子水喷嘴由研磨垫外侧移动至内侧，继而利用高压喷射的清洗液500对上部研磨垫210和下部研磨垫220的表面进行清洗。高压喷射的清洗液500与上部研磨垫210和下部研磨垫220表面进行高速碰撞，继而冲去其表面的颗粒杂质600。但是，在冲洗过程中，喷射到上部研磨垫210的清洗液500会由于重力作用掉落在下部研磨垫220的上表面，同时由上部研磨垫210掉落的清洗液500也将把上部研磨垫210下表面的杂质一同带到下部研磨垫220的上表面，而清洗液500由此在下部研磨垫220的上表面形成一定厚度的水膜，水膜对高压喷射的清洗液500起到了一定的缓冲阻挡作用，从而降低了下部研磨垫220的清洗效率，而且颗粒杂质600也将在下部研磨垫220上起阻碍作用。最终，相较于上部研磨垫210，下部研磨垫220对晶圆施釉发生得更快，因此，相较于晶圆上表面，与下部研磨垫220相接触的晶圆下表面的研磨效果会下降，从而对晶圆的平坦度造成负面影响；进一步地，下部研磨垫220的使用寿命也将缩短。
由此，本发明实施例提供一种研磨垫清洗装置，如图5所示，研磨垫清洗装置包括清洗液输送臂400，清洗液输送臂400的内部具有用于输送清洗液的管路，清洗液输送臂400可以采用类似机械臂的设计，内含高压输送管路，由此实现清洗液输送臂400自动按预设的路径运行；在清洗液输送臂400的一端设置有至少一个上部喷嘴910和至少一个下部喷嘴920，上部喷嘴910和下部喷嘴920均与清洗液输送臂400的内部用于输送清洗液500的管路相连通，由此，高压的清洗液经由清洗液500输送臂400内部的管路输送至上部喷嘴910和下部喷嘴920处，继而由上部喷嘴910向上高压喷出以及由下部喷嘴920向下高压喷出。通过移动清洗液输送臂400的位置，即可实现对上部研磨垫210和下部研磨垫220不同部位的清洗，而且上部喷嘴910和下部喷嘴920同时喷射高压清洗液500，可提高清洗效率。
如图5所示，本发明实施例的研磨垫清洗装置还包括集水槽700，集水槽700设置在清洗液输送臂400的上部，用于收集上方掉落的清洗液500；具体的，上部喷嘴910设置于集水槽700内，较优的，上部喷嘴910设置于集水槽700的底部，集水槽700的槽口向上，呈敞开式，便于盛接上方掉落的清洗液500。进一步地，集水槽700的纵向剖面呈倒梯形，以增大开口面积盛接更大面积范围内掉落的清洁液500；较优的，集水槽700呈倒置的空心四棱台或呈倒置的空心圆台；进一步地，集水槽700采用PVC材料制成，具有化学性能稳定、成本低的优点；进一步地，集水槽700开设有废水处理孔，废水处理孔连接废水处理管道，集水槽700收集到上部掉落的清洗液500后，经由该废水处理孔和废水处理管道及时排走，以便持续盛接掉落的清洗液500。
在本发明实施例中，由于设置了集水槽700，由上部喷嘴910喷射到上部研磨垫210下表面的清洗液500将带着颗粒杂质600等掉落到集水槽700内收集起来，避免了掉落到下部研磨垫220上表面形成水膜而影响下部研磨垫220的清洗效率，并且清洗液500带走的上部研磨垫210表面的颗粒杂质600也不会再次附着在下部研磨垫220上表面，由此提高了下部研磨垫220的清洗效率，使上部研磨垫210和下部研磨垫220的清洗效率相同，确保了上部研磨垫210和下部研磨垫220的研磨率相同，因而能够改善后续加工过程中晶圆的平坦度，避免损伤晶圆，同时，研磨垫的使用寿命得以延长。
进一步地，本发明实施例的研磨垫清洗装置还包括围设在上部喷嘴910和下部喷嘴920外的刷帘800，刷帘800采用PVC材料，可以起到防止从上部喷嘴910和下部喷嘴920高压喷射出来的清洗液500向四周扩散而形成撒喷的作用，从而使喷射出来的清洗液500的集中度较高，清洗效率也更高；进一步地，上部喷嘴910上的刷帘800的顶部高度高于集水槽700的顶部高度，从而限制喷射出来的清洗液500的喷射范围，避免集水槽700无法盛接到。
在使用本发明实施例的研磨垫清洗装置时，使清洁液500具有10MPa的高压或9L/min的流速喷出，清洗液输送臂400从上部研磨垫210和下部研磨垫220的边缘向中间进行移动，然后再从中间向边缘移动，往复两次的时间大约为5min。
本发明实施例还提供一种双面研磨机，该双面研磨机包括如上所述的研磨垫清洗装置，研磨垫清洗装置具有的优点该双面研磨机也相应具备，在此不再赘述。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种研磨垫清洗装置，其特征在于，包括：
清洗液输送臂，所述清洗液输送臂的内部具有用于输送清洗液的管路；
至少一个上部喷嘴和至少一个下部喷嘴，所述至少一个上部喷嘴和所述至少一个下部喷嘴均与所述管路连通；
集水槽，所述上部喷嘴设置于所述集水槽内，所述集水槽用于收集掉落的清洗液。
2.根据权利要求1所述的一种研磨垫清洗装置，其特征在于，还包括：
围设于所述上部喷嘴外和所述下部喷嘴外的刷帘。
3.根据权利要求2所述的一种研磨垫清洗装置，其特征在于，设于所述上部喷嘴上的所述刷帘的顶部高度高于所述集水槽的顶部高度。
4.根据权利要求1所述的一种研磨垫清洗装置，其特征在于，所述集水槽开设有废水处理孔，所述废水处理孔连接废水处理管道。
5.根据权利要求1所述的一种研磨垫清洗装置，其特征在于，所述集水槽的纵向剖面呈倒梯形。
6.根据权利要求5所述的一种研磨垫清洗装置，其特征在于研磨垫清洗装置，所述集水槽呈倒置的空心四棱台或呈倒置的空心圆台。
7.根据权利要求1所述的一种研磨垫清洗装置，其特征在于，所述集水槽由PVC材料制成。
8.一种双面研磨机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的研磨垫清洗装置。
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