CN115284161A - 一种降低晶圆ttv的磨片加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，包括以下步骤：S1.研磨加工机台热机处理；S2.定盘通过PLC控制器做间歇转动，激光位移传感器对停止的定盘做平坦度测量；测量后，定盘继续转动；S3.各个激光位移传感器将测量数据传入PLC控制器；S4.数据比较：先将采集的数据进行平均值计算，再将数据的平均值与预设值进行比较，当数据的平均值≥预设值，重复步骤S1～S3；S5.当数据的平均值＜预设值，进入下一步；S6.在载体内放入待研磨晶圆，研磨液温度控制在20～24℃；S7.进行晶圆研磨。本发明采用激光位移传感器及PLC控制器，能快速测量并进行平坦度计算，节省了手动频繁操作的工序，检测速度快，提升了加工的效率。

Description

一种降低晶圆TTV的磨片加工方法
技术领域
本发明涉及晶圆加工技术领域，具体涉及一种降低晶圆TTV的磨片加工方法。
背景技术
在半导体行业中，平坦度是衡量一枚半导体晶圆性能的决定性指标之一，其中total thickness variation(TTV，总厚度偏差)作为平坦度一种衡量指标，是磨片加工过程中重要管控参数，存在以下技术缺陷：每次使用7表针平坦度测定仪对定盘进行直径方向进行平坦度测量，手动频繁操作、工序多，速度慢，劳动力消耗大，影响了生产效率；较低温度加工(不热机就加工，或者使用较冷的研磨液加工)，易造成TTV较差的情况。
如何快速测量并进行平坦度计算，如何通过自动控制提升效率，成为急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，以解决上述至少一种技术问题。
本发明的技术方案是：一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，包括以下步骤：
S1.研磨加工机台热机处理；
S2.定盘通过PLC控制器做间歇转动，激光位移传感器对停止的定盘做平坦度测量；测量后，定盘继续转动；
S3.各个激光位移传感器将测量数据传入PLC控制器，还包括激光位移传感器的测量方法，包括以下步骤：
T1：定盘每转过45～90°后，角度传感器向PLC控制器发出信号，PLC控制器控制定盘暂停转动；
T2：PLC控制器控制激光位移传感器进行一次平坦度测量；
T3：待激光位移传感器完成测量后，重复步骤T1～T2，直至PLC控制器控制定盘转过一周；
S4.数据比较：先将采集的数据进行平均值计算，再将数据的平均值与预设值进行比较，当数据的平均值≥预设值，重复步骤S1～S3；
S5.当数据的平均值＜预设值，进入下一步；
S6.在载体内放入待研磨晶圆，待研磨晶圆按厚度分类，每盘加工的晶圆厚度相差不超过10μm；晶圆必须对称放置或载体孔全部放置晶圆，以保证上定盘受力均匀，研磨液温度控制在20～24℃；
S7.进行晶圆研磨。
本发明通过热机处理，既是让定盘温度达到加工水平，同时能修正定盘平坦度；采用激光位移传感器及PLC控制器，能快速测量并进行平坦度计算，节省了手动频繁操作的工序，检测速度快，提升了加工的效率。
优选，所述步骤S2中，抬升上定盘做平坦度测量，上定盘和下定盘在测量时暂停转动，在测量后按预设角度继续转动。
本发明通过PLC控制器分别控制上定盘的驱动电机、下定盘的驱动电机，从而控制上定盘和下定盘同步、反向的间歇转动，实现了自动控制，提升了加工效率。
附图说明
图1为本发明的安装结构主视图。
图2为本发明的安装结构内部三维图。
图3为本发明的立柱与激光位移传感器的安装结构示意图。
图中：1.上定盘；2.下定盘；3.载体；4.晶圆；5.立柱；6.T型悬臂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
参阅图1-3，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例一、一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，参考图1，包括以下步骤：
S1.研磨加工机台热机处理，包括使用修整载体放置于上定盘和下定盘之间，通过上定盘和下定盘的反向运动，修整上定盘和下定盘的平面；
S2.定盘通过PLC控制器做间歇转动，激光位移传感器对停止的定盘做平坦度测量；测量后，定盘继续转动；
S3.各个激光位移传感器将测量数据传入PLC控制器；
S4.数据比较：先将采集的数据进行平均值计算，再将数据的平均值与预设值进行比较，当数据的平均值≥预设值，重复步骤S1～S3；
S5.当数据的平均值＜预设值，进入下一步；
S6.在载体3内放入待研磨晶圆4，待研磨晶圆4按厚度分类，每盘加工的晶圆4厚度相差不超过10μm；晶圆4必须对称放置或载体3的孔内全部放置晶圆4，以保证上定盘受力均匀，研磨液温度控制在20～24℃；
S7.进行晶圆4研磨。
本发明通过热机处理，既是让定盘温度达到加工水平，同时能修正定盘平坦度；采用激光位移传感器及PLC控制器，能快速测量并进行平坦度计算，节省了手动频繁操作的工序，检测速度快，提升了加工的效率。
实施例二、在实施例一的基础上，所述步骤S1中，研磨加工机台热机处理包括使用修整载体放置于上定盘1和下定盘2之间，通过上定盘1和下定盘2的反向运动，修整上定盘1和下定盘2的平面。本发明采用修整载体进行上定盘和下定盘的平面修整。
实施例三、在实施例一的基础上，所述步骤S2中，抬升上定盘1做平坦度测量，上定盘1和下定盘2在测量时暂停转动，在测量后按预设角度继续转动；预设角度为定盘4个方位或8个方位上的定盘半径方向平坦度。本发明通过PLC控制器分别控制上定盘的驱动电机、下定盘的驱动电机，从而控制上定盘和下定盘同步、反向的间歇转动，实现了自动控制，提升了加工效率。
实施例四、在实施例三的基础上，参考图2，所述步骤S2中，激光位移传感器为两组，两组激光位移传感器安装在同一个立柱5上，立柱5位于定盘的外圈一侧。本发明通过在定盘的外圈设置立柱，将两组激光位移传感器安装在立柱上，两组激光位移传感器分别测量上定盘和下定盘。
实施例五、在实施例四的基础上，参考图3，所述立柱5上设置有两个沿着水平方向布置的T型悬臂6，任意一根T型悬臂6的腹板端均设置有抱箍，抱箍与立柱5连接，任意一根T型悬臂6的翼缘上均安装一组激光位移传感器。本发明通过抱箍将T型悬臂安装在立柱上。
实施例六、在实施例四的基础上，一组所述激光位移传感器均包括至少三个间距布置的激光位移传感器，三个激光位移传感器的激光光斑分布在定盘的同一条直线上，其中直线的一个顶点靠近定盘的圆心一侧。本发明通过T型悬臂的翼缘，将一组激光位移传感器安装在同一条直线上；通过激光位移传感器的激光光斑分布在定盘的同一条直线，使得检测的激光光斑分布在定盘的半径上。
实施例七、在实施例六的基础上，所述步骤S2中，还包括激光位移传感器的测量方法，包括以下步骤：
T1：定盘每转过45～90°后，角度传感器向PLC控制器发出信号，PLC控制器控制定盘暂停转动；
T2：PLC控制器控制激光位移传感器进行一次平坦度测量；
T3：待激光位移传感器完成测量后，重复步骤T1～T2，直至PLC控制器控制定盘转过一周。
本发明通过PLC控制器和角度传感器配合，实现了对定盘的转动角度控制；通过PLC控制器和激光位移传感器的配合，实现了对定盘的平坦度测量，实现了自动控制，提升了加工效率。
实施例八、在实施例一的基础上，所述步骤S3、S4中，PLC控制器内设置有运算模块和判断模块，运算模块用于将采集的数据进行平均值计算。本发明通过运算模块对采集的数据进行平均值计算。
实施例九、在实施例八的基础上，所述判断模块将运算模块的数据计算结果与预设值20μm进行比较。本发明通过判断模块，将运算模块的数据计算结果与预设值进行比较，从而进行判断是继续进行定盘的平面修整，还是进入下一步的晶圆加工。
实施例十、在实施例一的基础上，所述步骤S7中，上定盘1和下定盘2互相挤压并相对转动，研磨液从上定盘1孔中均匀流入两定盘之间，通过研磨液中的颗粒对载体3内的晶圆4进行研磨。本发明通过上定盘的孔将研磨液流入两定盘之间，通过研磨液中的颗粒对载体内的晶圆进行研磨。
具体实施时，本发明通过控制温度，定盘平坦度，待加工晶圆厚度差，晶圆摆放中心对称来降低晶圆的TTV。
本发明的应用过程：研磨加工前，先对机台使用修整载体进行热机和修整定盘(20min-60min)；热机结束后，通过本发明的步骤S1～S5，完成对定盘进行直径方向平坦度测量；达到标准后，进行本发明的步骤S6，先将载,3放置在放置在下定盘2上，在载体3的孔中均匀放入待加工晶圆4，转动下定盘2与载体3，观察有无晶圆4跑出；无问题后，按下加工按钮，上定盘1下降，开始加工，中间观察，有破片等异常立刻停止；加工结束后用吸笔将晶圆4从下定盘2上吸出检测研磨后厚度，满足要求后送清洗，完成加工。
以上仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.研磨加工机台热机处理，既是让定盘温度达到加工水平，同时能修正定盘平坦度；
S2.定盘通过PLC控制器做间歇转动，激光位移传感器对停止的定盘做平坦度测量；测量后，定盘继续转动；
S3.各个激光位移传感器将测量数据传入PLC控制器；
S4.数据比较：先将采集的数据进行平均值计算，再将数据的平均值与预设值进行比较，当数据的平均值≥预设值，重复步骤S1～S3；
S5.当数据的平均值＜预设值，进入下一步；
S6.在载体内放入待研磨晶圆，待研磨晶圆按厚度分类，每盘加工的晶圆厚度相差不超过10um；晶圆必须对称放置或载体孔全部放置晶圆，以保证上定盘受力均匀，研磨液温度控制在20～24℃；
S7.进行晶圆研磨。
2.根据权利要求1所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：所述步骤S1中，研磨加工机台热机处理包括使用修整载体放置于上定盘和下定盘之间，通过上定盘和下定盘的反向运动，修整上定盘和下定盘的平面。
3.根据权利要求1所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，抬升上定盘做平坦度测量，上定盘和下定盘在测量时暂停转动，在测量后按预设角度继续转动；预设角度为定盘4个方位或8个方位上的定盘半径方向平坦度。
4.根据权利要求3所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，激光位移传感器为两组，两组激光位移传感器安装在同一个立柱上，立柱位于定盘的外圈一侧。
5.根据权利要求4所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：所述立柱上设置有两个沿着水平方向布置的T型悬臂，任意一根T型悬臂的腹板端均与立柱连接，任意一根T型悬臂的翼缘上均安装一组激光位移传感器。
6.根据权利要求4所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：任意一组所述激光位移传感器均包括至少三个间距布置的激光位移传感器，三个激光位移传感器的激光光斑分布在定盘的同一条直线上，其中直线的一个顶点靠近定盘的圆心一侧。
7.根据权利要求6所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：所述步骤S2中，还包括激光位移传感器的测量方法，包括以下步骤：
T1：定盘每转过45～90°后，角度传感器向PLC控制器发出信号，PLC控制器控制定盘暂停转动；
T2：PLC控制器控制激光位移传感器进行一次平坦度测量；
T3：待激光位移传感器完成测量后，重复步骤T1～T2，直至PLC控制器控制定盘转过一周。
8.根据权利要求1所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：所述步骤S3、S4中，PLC控制器内设置有运算模块和判断模块，运算模块用于将采集的数据进行平均值计算。
9.根据权利要求8所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：所述判断模块将运算模块的数据计算结果与预设值20μm进行比较。
10.根据权利要求1所述的一种降低晶圆TTV的磨片加工方法，其特征在于：所述步骤S7中，上定盘和下定盘互相挤压并相对转动，研磨液从上定盘孔中均匀流入两定盘之间，通过研磨液中的颗粒对载体内的晶圆进行研磨。
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