CN114274041A - 双面研磨装置和双面研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双面研磨装置，用于对硅片的相对的两面进行研磨，包括：环状承载结构，用于沿径向从外周侧支撑硅片；相对设置的两个静压支撑件，两个静压支撑件分别位于硅片的两侧，通过流体静压，非接触支撑硅片；相对设置的两个磨轮，用于对硅片的相对的两面进行研磨，两个所述静压支撑件中包括第一静压支撑件和第二静压支撑件，所述第一静压支撑件用于吸附研磨后的硅片；还包括对所述第一静压支撑件进行清洁的清洁结构。本发明还涉及一种双面研磨方法。通过清洁结构的设置，对用于吸附硅片的静压支撑件进行清洁，避免影响晶圆的平滑度。

Description

双面研磨装置和双面研磨方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种双面研磨装置和双面研磨方法。

背景技术

硅片的加工技术发展快速，双面研磨技术日渐发展，随着硅片直径越来越大与集成电路特征尺寸越来越小，对晶圆表面平坦度及表面的洁净程度，损伤度提出了更高的要求。

采用双盘研磨DDSG(Double Disk Surface Grinding)，研磨方法包括：将晶圆垂直放置于环形载体上，并位于相对设置的两个静压支撑件之间，晶圆通过流体静压力平衡并与环形载体一起以低速旋转，同时有两个彼此相对的磨轮高速旋转以对晶圆的两表面同时进行研磨，研磨过程中两个磨轮沿轴向进给，直至达到晶圆的最终目标厚度。在研磨加工完成后，晶圆一侧会被真空吸附到一侧的静压支撑件上，待机械手臂从另一侧吸附晶圆后，静压支撑件解除吸附。

晶圆和静压支撑件吸附的一侧的晶圆面，存在大量凹坑状缺陷，主要原因：①加工过程中硅渣溅射到静压支撑件上；②晶圆背面一般较脏，与静压支撑件接触，会污染静压支撑件。但是静压支撑件没有自清洁功能，导致在加工完吸附时造成晶圆接触静压支撑件一侧产生凹坑状缺陷不良。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种双面研磨装置和双面研磨方法，解决由于静压支撑件上的污染对晶圆表面造成凹坑状缺陷的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种双面研磨装置，用于对硅片的相对的两面进行研磨，包括：

环状承载结构，用于沿径向从外周侧支撑硅片；

相对设置的两个静压支撑件，两个静压支撑件分别位于硅片的两侧，通过流体静压，非接触支撑硅片；

相对设置的两个磨轮，用于对硅片的相对的两面进行研磨，

两个所述静压支撑件中包括第一静压支撑件和第二静压支撑件，所述第一静压支撑件用于吸附研磨后的硅片；

所述双面研磨装置还包括对所述第一静压支撑件进行清洁的清洁结构。

可选的，所述清洁结构包括清洁刷，以及第一驱动结构，用于控制所述清洁刷向靠近所述第一静压支撑件的方向移动，并与所述第一静压支撑件的吸附面接触，以对所述吸附面进行清洁。

可选的，所述第二静压支撑件上设置有第一通孔，所述清洁刷可穿过所述第一通孔以对所述吸附面进行清洁。

可选的，还包括第二驱动结构，用于控制所述清洁刷或所述第一静压支撑件在与所述吸附面相平行的平面内旋转，以对所述吸附面清洁。

可选的，所述第二驱动结构包括旋转轴，所述旋转轴的一端连接有所述清洁刷，所述清洁刷为条形结构，所述条形结构的延伸方向与所述旋转轴的轴向方向相垂直。

可选的，所述第一静压支撑件上用于吸附硅片的区域为第一区域，所述清洁刷在其延伸方向上的长度大于所述第一区域在与所述清洁刷的延伸方向相平行的方向上的最大长度。

可选的，还包括清洁液提供装置，所述第二静压支撑件的边缘沿其周向设置有多个第二通孔，所述第二通孔与所述清洁液提供装置连接，在所述清洁刷对所述吸附面进行清洁时，所述清洁液提供装置通过所述第二通孔向所述吸附面提供清洁液。

可选的，所述清洁结构还包括空气刀，用于对清洁后的所述吸附面进行吹扫。

可选的，所述空气刀与所述清洁刷集成设置，所述清洁刷包括本体和设置于所述本体的第一表面的刷毛，所述空气刀包括从所述第一表面延伸设置并贯穿所述本体设置的通孔。

本发明实施例还提供一种双面研磨方法，采用上述的双面研磨装置进行，包括：

通过清洁结构对第一静压支撑件进行清洁；

通过环状承载结构承载硅片，并置于第一静压支撑件和第二静压支撑件之间，通过流体静压，非接触支撑硅片；

两个磨轮高速旋转以对硅片的相对的两面进行研磨。

可选的，所述清洁结构包括清洁刷，通过清洁结构对第一静压支撑件进行清洁，具体包括：

控制所述清洁刷向靠近所述第一静压支撑件的方向移动，并与所述第一静压支撑件的吸附面接触；

控制所述清洁刷顺时针或逆时针转动，同时控制所述第二静压支撑件向所述第一静压支撑件提供清洁液，以对所述吸附面进行清洁。

可选的，所述清洁结构还包括空气刀，通过清洁结构对第一静压支撑件进行清洁，还包括：

在所述清洁刷停止清洁后，通过空气刀吹扫所述吸附面。

本发明的有益效果是：通过清洁结构的设置，对用于吸附硅片的静压支撑件进行清洁，避免影响晶圆的平滑度。

附图说明

图1表示本发明实施例中的双面研磨装置结构示意图；

图2表示本发明实施例中的静压支撑件的结构示意图；

图3表示本发明实施例中第二静压支撑件的结构示意图。

1第一静压支撑件；2第二静压支撑件；3磨轮；4清洁刷；21第一通孔；22第二通孔；23第三通孔；5旋转轴；10硅片。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参考图1-图3，本实施例提供一种双面研磨装置，用于对硅片10的相对的两面进行研磨，包括：

环状承载结构，用于沿径向从外周侧支撑硅片10；

相对设置的两个静压支撑件，两个静压支撑件分别位于硅片10的两侧，通过流体静压，非接触支撑硅片10；

相对设置的两个磨轮3，用于对硅片10的相对的两面进行研磨，

两个所述静压支撑件中包括第一静压支撑件1和第二静压支撑件2，所述第一静压支撑件1用于吸附研磨后的硅片10；

所述双面研磨装置还包括对所述第一静压支撑件1进行清洁的清洁结构。

所述清洁结构的设置可以实现对用于吸附硅片10的第一静压支撑件1的清洁，避免由于第一静压支撑件1上的污染，影响硅片10的平滑度，对硅片10造成凹坑状缺陷。

需要说明的是，本实施例中，在将硅片10放置于两个所述静压支撑件之间之前对所述第一静压支撑件1进行清洁，有效的避免由于静压支撑件上的脏污造成硅片10上的缺陷。

本实施例中示例性的，所述清洁结构包括清洁刷4，以及第一驱动结构，用于控制所述清洁刷4向靠近所述第一静压支撑件1的方向移动，并与所述第一静压支撑件1的吸附面接触，以对所述吸附面进行清洁。

所述清洁结构可以独立设置，也可以和相应的静压支撑件集成设置，本实施例中示例性的，所述第二静压支撑件2上设置有第一通孔21，所述清洁刷4可穿过所述第一通孔21以对所述吸附面进行清洁。

在非清洁工作状态时，所述清洁刷4可以收纳于所述第一通孔21内，在清洁工作状态时，所述清洁刷4伸出所述第一通孔21，并向所述第一静压支撑件1移动，直至与所述第一静压支撑件1的吸附面接触，以对其进行清洁，简化结构，节省空间。

本实施例中示例性的，所述双面研磨装置还包括第二驱动结构，用于控制所述清洁刷4或所述第一静压支撑件1在与所述吸附面相平行的平面内旋转，以对所述吸附面清洁。

示例性的，所述第二驱动结构包括旋转轴5，所述旋转轴5的一端连接有所述清洁刷4，所述清洁刷4为条形结构，所述条形结构的延伸方向与所述旋转轴5的轴向方向相垂直。

所述清洁刷4包括本体，所述本体的一侧设置有刷毛，所述刷毛面向所述第一静压支撑件1的吸附面设置。

所述清洁刷4为条形结构，通过旋转以对所述吸附面进行清洁，节省空间，便于所述清洁刷4与所述第二静压支撑件2的集成设置。

本实施例中示例性的，所述第一静压支撑件1上用于吸附硅片10的区域为第一区域，所述清洁刷4在其延伸方向上的长度大于所述第一区域在与所述清洁刷4的延伸方向相平行的方向上的最大长度。

所述清洁刷4在其延伸方向上的长度大于或等于所述第一区域在与所述清洁刷4的延伸方向相平行的方向上的最大长度。这样，仅通过旋转动作即可实现对所述吸附面的全面清洁，无需进行其他方向的运动，简化结构，且简化清洁工序。

本实施例中示例性的，所述双面研磨装置还包括清洁液提供装置，所述第二静压支撑件2的边缘沿其周向设置有多个第二通孔22，所述第二通孔22与所述清洁液提供装置连接，在所述清洁刷4对所述吸附面进行清洁时，所述清洁液提供装置通过所述第二通孔22向所述吸附面提供清洁液。

在所述清洁液的辅助下，可以有效的对所述吸附面进行清洁。

所述清洁液的种类可以根据实际需要设定，示例性的，所述静压支撑件通过流体平衡实现硅片10的非接触支撑，在此，可以利用所述静压支撑件本身具有的流体复用为所述清洁液，例如，所述静压支撑件采用的流体为水，则所述清洁液也可以为水，这样只要将所述第一静压支撑件1上的相应的流体通孔(即所述第二通孔22)打开即可。

本实施例中，所述第二通孔22设置于所述第二静压支撑件2的边缘，且沿所述第二静压支撑件2的周向间隔设置有多个所述第二通孔22，所述硅片10一般为圆形，所述第二静压支撑件2为结构与所述硅片10形状相符的圆形，所述第二静压支撑件2上设置有供所述磨轮3穿过的通孔(第三通孔23)，所述第二通孔22位于所述第一通孔21的外侧，使得清洁液可以和清洁刷4进行较好的配合。

需要说明的是，所述第二通孔22的数量以及尺寸可以根据实际需要设定。

本实施例中示例性的，所述清洁结构还包括空气刀，用于对清洁后的所述吸附面进行吹扫。

在通过清洁刷4对所述吸附面进行清洁后，由于清洁液的使用，使得所述吸附面的表面残留清洁液，所述空气刀的设置可以吹干所述吸附面，避免清洁液对硅片10的污染。

所述空气刀的具体结构设置可以有多种，本实施例中示例性的，所述空气刀与所述清洁刷4集成设置，所述清洁刷4包括本体和设置于所述本体的第一表面的刷毛，所述空气刀包括从所述第一表面延伸设置并贯穿所述本体设置的通孔。

所述空气刀连通的是高压清洁空气，保证所述吸附面的洁净度。

本发明实施例还提供一种双面研磨方法，采用上述的双面研磨装置进行，包括：

通过清洁结构对第一静压支撑件1进行清洁；

通过环状承载结构承载硅片10，并置于第一静压支撑件1和第二静压支撑件2之间，通过流体静压，非接触支撑硅片10；

两个磨轮3高速旋转以对硅片10的相对的两面进行研磨。

示例性的，所述清洁结构包括清洁刷4，通过清洁结构对第一静压支撑件1进行清洁，具体包括：

控制所述清洁刷4向靠近所述第一静压支撑件1的方向移动，并与所述第一静压支撑件1的吸附面接触；

控制所述清洁刷4顺时针或逆时针转动，同时控制所述第二静压支撑件2向所述第一静压支撑件1提供清洁液，以对所述吸附面进行清洁。

需要说明的是，对所述第一静压支撑件1提供清洁液也可以是在通过所述清洁刷4进行清洁之前，在此并不限制对所述第一静压支撑件1提供清洁液和控制所述清洁刷4运动以对所述第一静压支撑件1进行清洁的先后顺序。

示例性的，所述清洁结构还包括空气刀，通过清洁结构对第一静压支撑件1进行清洁，还包括：

在所述清洁刷4停止清洁后，通过空气刀吹扫所述吸附面。

有以下几点需要说明：

(1)本公开实施例附图只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(2)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，层或区域的厚度被放大或缩小，即这些附图并非按照实际的比例绘制。可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”或者可以存在中间元件。

(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种双面研磨装置，用于对硅片的相对的两面进行研磨，包括：

环状承载结构，用于沿径向从外周侧支撑硅片；

相对设置的两个静压支撑件，两个静压支撑件分别位于硅片的两侧，通过流体静压，非接触支撑硅片；

相对设置的两个磨轮，用于对硅片的相对的两面进行研磨，其特征在于，

两个所述静压支撑件中包括第一静压支撑件和第二静压支撑件，所述第一静压支撑件用于吸附研磨后的硅片；

所述双面研磨装置还包括对所述第一静压支撑件进行清洁的清洁结构。

2.根据权利要求1所述的双面研磨装置，其特征在于，所述清洁结构包括清洁刷，以及第一驱动结构，用于控制所述清洁刷向靠近所述第一静压支撑件的方向移动，并与所述第一静压支撑件的吸附面接触，以对所述吸附面进行清洁。

3.根据权利要求2所述的双面研磨装置，其特征在于，所述第二静压支撑件上设置有第一通孔，所述清洁刷可穿过所述第一通孔以对所述吸附面进行清洁。

4.根据权利要求2所述的双面研磨装置，其特征在于，还包括第二驱动结构，用于控制所述清洁刷或所述第一静压支撑件在与所述吸附面相平行的平面内旋转，以对所述吸附面清洁。

5.根据权利要求4所述的双面研磨装置，其特征在于，所述第二驱动结构包括旋转轴，所述旋转轴的一端连接有所述清洁刷，所述清洁刷为条形结构，所述条形结构的延伸方向与所述旋转轴的轴向方向相垂直。

6.根据权利要求5所述的双面研磨装置，其特征在于，所述第一静压支撑件上用于吸附硅片的区域为第一区域，所述清洁刷在其延伸方向上的长度大于所述第一区域在与所述清洁刷的延伸方向相平行的方向上的最大长度。

7.根据权利要求3所述的双面研磨装置，其特征在于，还包括清洁液提供装置，所述第二静压支撑件的边缘沿其周向设置有多个第二通孔，所述第二通孔与所述清洁液提供装置连接，在所述清洁刷对所述吸附面进行清洁时，所述清洁液提供装置通过所述第二通孔向所述吸附面提供清洁液。

8.根据权利要求2所述的双面研磨装置，其特征在于，所述清洁结构还包括空气刀，用于对清洁后的所述吸附面进行吹扫。

9.根据权利要求8所述的双面研磨装置，其特征在于，所述空气刀与所述清洁刷集成设置，所述清洁刷包括本体和设置于所述本体的第一表面的刷毛，所述空气刀包括从所述第一表面延伸设置并贯穿所述本体设置的通孔。

10.一种双面研磨方法，采用权利要求1-9任一项所述的双面研磨装置进行，其特征在于，包括：

通过清洁结构对第一静压支撑件进行清洁；

通过环状承载结构承载硅片，并置于第一静压支撑件和第二静压支撑件之间，通过流体静压，非接触支撑硅片；

两个磨轮高速旋转以对硅片的相对的两面进行研磨。

11.根据权利要求10所述的双面研磨方法，其特征在于，所述清洁结构包括清洁刷，通过清洁结构对第一静压支撑件进行清洁，具体包括：

控制所述清洁刷向靠近所述第一静压支撑件的方向移动，并与所述第一静压支撑件的吸附面接触；

控制所述清洁刷顺时针或逆时针转动，同时控制所述第二静压支撑件向所述第一静压支撑件提供清洁液，以对所述吸附面进行清洁。

12.根据权利要求11所述的双面研磨方法，其特征在于，所述清洁结构还包括空气刀，通过清洁结构对第一静压支撑件进行清洁，还包括：

在所述清洁刷停止清洁后，通过空气刀吹扫所述吸附面。

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