CN115351705A - 一种用于修整研磨轮的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于修整研磨轮的装置和方法，所述装置包括：至少一对支撑辊，所述至少一对支撑辊的中心轴线彼此平行；以可拆卸的方式缠绕在所述至少一对支撑辊上的修整带；其中，所述至少一对支撑辊设置成能够通过绕各自的中心轴线旋转带动所述修整带沿所述修整带的延伸方向进行往复运动以对研磨轮进行修整。

Description

一种用于修整研磨轮的装置和方法

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种用于修整研磨轮的装置和方法。

背景技术

半导体硅片的生产工艺通常包括拉晶、线切割、研磨、抛光等处理过程。双面研磨作为一种研磨工艺用于同时对硅片的两个主表面进行研磨以使硅片具有高度平整表面。在双面研磨过程中，需要使用专用装置来保持硅片，以便于研磨轮对硅片的两个主表面同时进行研磨。通常，这种保持装置包括对向设置的一对流体静压板，硅片沿竖向方向设置在两个流体静压板之间，流体静压板可以在其自身与硅片的主表面之间形成流体屏障，以便使硅片能够在不与两个流体静压板相接触的情况下被保持竖立，与此同时，可以利用对置的研磨轮对硅片的两个主表面进行研磨。相比于物理夹持，流体静压板的流体夹持方式减少了对硅片的损伤，并使得硅片以较小的摩擦相对于流体静压板表面在切向上移动（转动）。

在上述研磨加工的过程中，研磨轮的品质对研磨质量而言至关重要。随着设备连续加工，左右两侧的研磨轮、特别是研磨齿会不断被损耗，磨损后的研磨齿的在整体上可能不再平整，研磨齿自身的粗糙程度也可能无法达到工艺要求，这些因素最终导致加工硅片精度恶化。因此，定期修整研磨轮对研磨过程以及硅片的品质具有重大影响。研磨轮需要定期进行修整，目前所采用的方式是使盘形修整器的周向边缘对准磨齿的研磨表面，在修整器和研磨轮同时旋转的情况下，将研磨轮不断朝向修整器进给，以由修整器对研磨轮的研磨表面进行修整。

然而，如何在保证修整效果的前提下提高修整器的修整效率是本领域亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种用于修整研磨轮的装置，从而保证研磨效率和研磨效果。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的装置，所述装置包括：

至少一对支撑辊，所述至少一对支撑辊的中心轴线彼此平行；

以可拆卸的方式缠绕在所述至少一对支撑辊上的修整带；

其中，所述至少一对支撑辊设置成能够通过绕各自的中心轴线旋转带动所述修整带沿所述修整带的延伸方向进行往复运动以对研磨轮进行修整。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的方法，所述方法通过使用根据第一方面的装置执行。

本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的装置和方法；不同于常规修整装置的一体式结构，本发明实施例提供的装置具有分体式结构，即所述装置包括以可拆卸的方式缠绕在至少一对支撑辊上的修整带，所述修整带通过支撑辊绕中心轴线的旋转而被带动沿延伸方向进行往复运动以对研磨轮进行修整，由此，可以根据实际生产需要更换修整带，例如可以在修整带发生磨损时对其进行更换，而不需要废弃整个修整装置，也可以依次更换具有不同修整能力的修整带，以组合修整的方式例如先粗修再精修的方式对同一研磨轮进行修整，从而在保证修整精度的同时提高修整效率。

附图说明

图1为常规的用于修整研磨轮的装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的用于修整研磨轮的装置的示意图；

图3为本发明的另一实施例提供的用于修整研磨轮的装置的示意图；

图4为本发明的又一实施例提供的用于修整研磨轮的装置的示意图；

图5为本发明的再一实施例提供的用于修整研磨轮的装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，其示出了用于修整研磨轮W的常规修整装置1的一个实施例，该修整装置1包括大致呈圆盘状的修整部2以及从下方支撑修整部2并能够驱动修整部2绕自身的旋转轴线旋转的支撑轴3，其中，该修整装置在绕自身的中心轴线旋转的情况下通过其周向表面对研磨轮W的研磨齿T进行修整。

目前，在使用该修整装置1修整研磨轮时，研磨轮W被不断朝向修整装置1进给，使得研磨齿T能够被修整部2的周向表面修整。修整部的周向表面具有研磨能力并且通过与研磨齿T的相互研磨将研磨齿T上的被磨损部分和/或不平坦部分去除，使得研磨齿T的表面恢复研磨能力并恢复平坦。

常规的修整装置通常为一体式设计，修整表面被消耗磨损之后无法进行更换，只能废弃整个修整装置，生产成本较高。另外，常规的修整装置的周向表面通常仅具有一种修整能力，因此使用单个修整装置只能使达到一种修整效果，如果希望提高修整效率，则需要使修整部的周向表面更为粗糙以具有更高的修整能力，然而，被这种修整装置修整后的研磨轮的研磨表面也会是过于粗糙的，当使用这种研磨轮对硅片表面进行研磨时，往往会使得被研磨出的硅片表面的精度无法达到要求；反之，如果将修整部的周向表面设置成是更为细腻的以使被其修整后的研磨轮的研磨表面同样是细腻的，则必然会降低修整效率，也就是说，难以通过单个修整装置兼顾修整精度和修整效率。

为了解决上述问题，参见图2，本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的装置100，所述装置100包括：至少一对支撑辊101，所述至少一对支撑辊101的中心轴线彼此平行；以可拆卸的方式缠绕在所述至少一对支撑辊101上的修整带102；其中，所述至少一对支撑辊101设置成能够通过绕各自的中心轴线旋转带动所述修整带102沿所述修整带102的延伸方向进行往复运动以对研磨轮W进行修整。下面将参照图2进行具体说明。

参见图2，用于修整研磨轮的装置100包括：能够绕各自的中心轴线沿X方向旋转的两个支撑辊，即，第一支撑辊101a和第二支撑辊101b，在图2中，第一支撑辊101a和第二支撑辊101b彼此上下布置并且中心轴线彼此平行，应当指出的是，装置100可以包括中心轴线彼此平行的更多个支撑辊，例如3个、4个等，这些替选方案均落入本发明的保护范围内；修整带102，修整带102以可拆卸的方式缠绕在两个支撑辊上。修整带和支撑辊的面向彼此的表面例如可以是粗糙的，使得当支撑辊旋转时能够通过摩擦力带动修整带绕支撑辊沿Y方向进行往复运动，可替代地，修整带和支撑辊的面向彼此的表面上也可以形成有能够彼此接合的凸部和凹部，以通过凸部与凹部的接合由支撑辊带动修整带进行往复运动。当修整带进行往复运动时，例如可以使研磨轮W的研磨齿T的末端朝向修整带的外侧表面进给，以通过修整带的外侧表面对研磨轮W的研磨齿T的研磨来对研磨轮W的研磨齿T进行修整。

本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的装置100；不同于常规修整装置的一体式结构，本发明实施例提供的装置100具有分体式结构，即，所述装置100包括以可拆卸的方式缠绕在至少一对支撑辊101上的修整带102，所述修整带102通过支撑辊101绕中心轴线的旋转而被带动沿延伸方向进行往复运动以对研磨轮W进行修整，由此，可以根据实际生产需要更换修整带102，例如可以在修整带102发生磨损时对其进行更换，而不需要废弃整个修整装置；也可以依次更换具有不同修整能力的修整带102，以组合修整方式例如先粗修再精修的方式对同一研磨轮进行修整，从而在保证修整精度的同时提高修整效率。

为了进一步便于实现组合修整方式，优选地，所述修整带102包括具有不同的修整能力的至少两个修整部分，由此通过使用单个修整带就能够实现不同的修整效果，不需要使用多个修整装置，也不需要更换修整带，节约了生产成本以及空间，避免了增加人工成本。

对于包含多个修整部分的修整带，优选地，所述至少两个修整部分在所述延伸方向上排列，具体而言，参见图2，修整带102包括第一修整部分102a和第二修整部分102b，第一修整部分102a和第二修整部分102b具有不同的修整能力，例如，第一修整部分102a可以大于第二修整部分102b的修整能力，当使用该修整带102对研磨轮W进行修整时，可以通过支撑辊101沿单一方向的旋转将第一修整部分102a和第二修整部分102b中的一者旋转成与研磨轮W的研磨齿T的末端相对，然后再通过支撑辊101沿交替方向旋转使整个修整带进行往复运动，在修整带的往复运动范围内，第一修整部分102a和第二修整部分102b中执行修整操作的修整部分始终能够与研磨轮W的研磨齿T的末端相接触，以通过研磨操作实现对其的第一阶段的修整；第一阶段的修整结束之后，可以根据需要再次通过支撑辊101沿单一方向的旋转将第一修整部分102a和第二修整部分102b中的另一者旋转成与研磨轮W的研磨齿T的末端相对，然后以与第一阶段的修整类似的方式对研磨轮W执行第二阶段的修整。由此，在整个修整过程中，只需要使支撑辊101旋转就可以实现第一修整部分102a与第二修整部分102b之间的切换，无需再执行额外操作。

根据本发明的另一优选实施例，参见图3，所述至少两个修整部分在与所述延伸方向垂直的宽度方向上并排布置，如图3中所示，第一修整部分102a和第二修整部分102b在修整带的宽度方向上彼此相邻，由此两个修整部分始终位于同一修整平面内，当使用该修整带102对研磨轮W进行修整时，仅需要使支撑辊101沿交替方向旋转使修整带102进行往复运动以通过第一修整部分102a或第二修整部分102b对研磨轮W进行修整，在修整带102的往复运动范围内，第一修整部分102a和第二修整部分102b中的执行修整操作的修整部分始终能够与研磨轮W的研磨齿T的末端相接触，以通过研磨操作实现对其的第一阶段的修整；如果需要通过另一修整部分执行第二阶段的修整，可以将研磨轮W沿修整带的宽度方向进行平移，以使研磨轮落入所述另一修整部分的修整范围内，然后以与第一阶段的修整类似的方式对研磨轮W执行第二阶段的修整。由于在该实施例中，第一修整部分102a和第二修整部分102b始终位于同一平面内，这更有利于对研磨轮W特别是研磨轮W的研磨齿T的端部的连续修整。

对于常规修整装置，参见图1，由于其修整部2大致呈圆盘状因而在任意时刻仅修整部2的一部分能够与研磨轮W的一部分研磨齿T相接触，因此研磨轮的所有研磨齿无法同时被修整，这样很难使得修整后的研磨齿的末端在同一平面内。针对该问题，根据本发明的优选实施例，每个修整部分的尺寸设置成能够同时修整一个研磨轮的所有研磨齿，以图2作为示例，第一修整部分102a和第二修整部分102b各自的长度和宽度均设置成大于研磨轮W的直径，由此可以提供足够大的修整表面以同时对研磨轮W的所有研磨齿T的端面进行修整，并且所提供的修整表面为一个平面，这更有利于将研磨轮W的所有研磨齿T的端面修整成平整的。

在实际的修整操作中，由于各个研磨轮的受磨损程度不同，因此所需的修整程度也应有所不同。针对这个问题，优选地，参见图4，所述装置100还包括控制器103，所述控制器103设置成通过控制所述至少一对支撑辊101的旋转方向和速度控制所述修整带102的往复运动的方向和速度。在图4示出的实施例中，控制器103连接至第一支撑辊101a和第二支撑辊101b以控制第一支撑辊101a和第二支撑辊101b的旋转方向和旋转速度，由于修整带102在支撑辊的驱动下进行运动，因此修整带102的运动方向和速度也可以被控制。在实际的修整操作中，可以选择先由具有较高修整能力的修整部分以较高的速度将研磨轮以较快的速度修整成接近目标尺寸，然后再切换成具有较低修整能力的修整部分以较低的速度对研磨轮进行精修整，由此修整后的研磨轮完全可以达到精度要求，而且修整效率较常规修整装置也有明显的提升。

由于修整过程中，修整带102与研磨齿T的相互摩擦作用会产生大量的热，这些热不仅会影响修整效果，还可能加快修整带和研磨齿的损耗，为了降低热对装置1和研磨轮W的影响，优选地，参见图5，所述装置100还包括喷射器104，所述喷射器104用于在所述修整带102执行修整操作时向所述修整带102和所述研磨轮W喷射冷却液。

进一步地或可替代性地，所述至少一对支撑辊101由多孔材料制成并且被通入冷却液，以对所述至少一对支撑辊和所述修整带进行冷却，通过向由多孔材料制成的支撑辊101通入冷却液，冷却液可以经由支撑辊101中的孔渗出流动至修整带102，从而对支撑辊101和修整带102进行冷却。

本发明实施例还提出了一种用于修整研磨轮的方法，所述方法通过使用上述装置100执行。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于修整研磨轮的装置，其特征在于，所述装置包括：

至少一对支撑辊，所述至少一对支撑辊的中心轴线彼此平行；

以可拆卸的方式缠绕在所述至少一对支撑辊上的修整带；

其中，所述至少一对支撑辊设置成能够通过绕各自的中心轴线旋转带动所述修整带沿所述修整带的延伸方向进行往复运动以对研磨轮进行修整。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述修整带包括具有不同的修整能力的至少两个修整部分。

3.权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少两个修整部分在所述延伸方向上排列。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少两个修整部分在与所述延伸方向垂直的宽度方向上并排布置。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，每个修整部分的尺寸设置成能够同时修整一个研磨轮的所有研磨齿。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括控制器，所述控制器设置成通过控制所述至少一对支撑辊的旋转方向和速度控制所述修整带的往复运动的方向和速度。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括喷射器，所述喷射器用于在所述修整带执行修整操作时向所述修整带和所述研磨轮喷射冷却液。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一对支撑辊由多孔材料制成并且被通入冷却液，以对所述至少一对支撑辊和所述修整带进行冷却。

9.一种用于修整研磨轮的方法，其特征在于，所述方法通过使用根据权利要求1至8中任一项所述的装置执行。

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